2017会计初级考试试题:光合作用是如何进行的

光合作用是地球上大规模地把无机物质制造成有机物质的过程，每年可把大气CO2中的2千亿吨碳转变为碳水化合物。光合作用合成的有机物，不仅供植物本身生长发育的需要，又是几乎所有其他生物用以建造其自身躯体的物质原料，即可直接或间接作为人类和动物界的食物。光合作用是地球上蓄积日光能最重要的过程，其贮藏在有机物中的化学能，提供了人类和绝大多数生物（包括绿色植物在内）生命活动所能利用的唯一的能量形式。人类使用的能源，如煤、石油、天然气等，也是古代的日光能转化而来的。光合作用还提供了大气中氧的来源，并维持空气中氧气的正常含量，以及地球上碳素的循环，使地球上的生物得以存在、繁荣和发展。

光合作用是一个复杂的氧化还原反应，其中CO2被还原成C6H12O6，H2O中的氧原子被氧化成O2。水被氧化成O2是不能自发进行的，只有在光的作用下由光提供能量才能进行。光能是通过叶绿素吸收、传递、收集并引起光化学反应的。因此叶绿素是光合作用的主要角色。光合作用可分成光反应和暗反应两个过程：在光下进行的光物理和光化学反应称为光反应；不需要光（在暗中、光下都能进行）的反应称为暗反应，暗反应是与温度有关的酶促反应。光反应包括水的光氧化放O2以及NADPH（还原型辅酶Ⅱ）和ATP（三磷酸腺苷）的形成，此过程首先是叶绿素分子吸收光能而被激发，并释放出高能电子，此电子被原初受体接受，再通过一系列电子传递体最后传给NADP+（氧化型辅酶Ⅱ），使其还原成富含能量的NADPH；电子传递过程中的一部分能量使磷酸根与ADP（二磷酸腺苷）作用生成ATP。这样，光能就通过电子的流动变成活跃的化学能贮藏在NADPH和ATP中。激发态叶绿素分子失去电子后最终从水中又获得电子，填充其电子空位，并释放出氧气。暗反应包括CO2的固定、还原和CO2接受体五碳糖（核酮糖1，5-二磷酸）的再生。即CO2与五碳糖在羧化酶作用下，生成磷酸甘油酸（PGA），使CO2以-COOH形式固定下来，然后利用光反应中产生的ATP中的能量和还原剂（NADPH）把PGA还原成磷酸甘油醛（3C糖）。以后1/6的磷酸甘油醛经过一系列酶催化生成果糖-6-磷酸，而磷酸甘油醛和果糖-6-磷酸又可进一步转化为蔗糖、淀粉等；5/6的磷酸甘油醛在一系列酶的催化下最后又生成五碳糖，又可接受CO2，这样就形成光合碳循环，每固定一分子CO2，可产生1/6个葡萄糖-6-磷酸，循环六次，则生成一分子葡萄糖-6-磷酸。

光合作用是地球上大规模地把无机物质制造成有机物质的过程，每年可把大气CO2中的2千亿吨碳转变为碳水化合物。光合作用合成的有机物，不仅供植物本身生长发育的需要，又是几乎所有其他生物用以建造其自身躯体的物质原料，即可直接或间接作为人类和动物界的食物。光合作用是地球上蓄积日光能最重要的过程，其贮藏在有机物中的化学能，提供了人类和绝大多数生物（包括绿色植物在内）生命活动所能利用的唯一的能量形式。人类使用的能源，如煤、石油、天然气等，也是古代的日光能转化而来的。光合作用还提供了大气中氧的来源，并维持空气中氧气的正常含量，以及地球上碳素的循环，使地球上的生物得以存在、繁荣和发展。

光合作用是一个复杂的氧化还原反应，其中CO2被还原成C6H12O6，H2O中的氧原子被氧化成O2。水被氧化成O2是不能自发进行的，只有在光的作用下由光提供能量才能进行。光能是通过叶绿素吸收、传递、收集并引起光化学反应的。因此叶绿素是光合作用的主要角色。光合作用可分成光反应和暗反应两个过程：在光下进行的光物理和光化学反应称为光反应；不需要光（在暗中、光下都能进行）的反应称为暗反应，暗反应是与温度有关的酶促反应。光反应包括水的光氧化放O2以及NADPH（还原型辅酶Ⅱ）和ATP（三磷酸腺苷）的形成，此过程首先是叶绿素分子吸收光能而被激发，并释放出高能电子，此电子被原初受体接受，再通过一系列电子传递体最后传给NADP+（氧化型辅酶Ⅱ），使其还原成富含能量的NADPH；电子传递过程中的一部分能量使磷酸根与ADP（二磷酸腺苷）作用生成ATP。这样，光能就通过电子的流动变成活跃的化学能贮藏在NADPH和ATP中。激发态叶绿素分子失去电子后最终从水中又获得电子，填充其电子空位，并释放出氧气。暗反应包括CO2的固定、还原和CO2接受体五碳糖（核酮糖1，5-二磷酸）的再生。即CO2与五碳糖在羧化酶作用下，生成磷酸甘油酸（PGA），使CO2以-COOH形式固定下来，然后利用光反应中产生的ATP中的能量和还原剂（NADPH）把PGA还原成磷酸甘油醛（3C 糖）。以后1/6的磷酸甘油醛经过一系列酶催化生成果糖-6-磷酸，而磷酸甘油醛和果糖-6-磷酸又可进一步转化为蔗糖、淀粉等；5/6的磷酸甘油醛在一系列酶的催化下最后又生成五碳糖，又可接受CO2，这样就形成光合碳循环，每固定一分子CO2，可产生1/6个葡萄糖-6-磷酸，循环六次，则生成一分子葡萄糖-6-磷酸。

Plants are photoautotrophs, which means they are able to synthesize food directly from inorganic compounds using light energy, instead of eating other organisms or relying on material derived from them. This is distinct from chemoautotrophs that do not depend on light energy, but use energy from chemical reactions.

The energy for photosynthesis ultimately comes from absorbed photons and involves a reducing agent, which is water in the case of plants, releasing oxygen as a waste product. The light energy is converted to chemical energy, in the form of ATP and NADPH, using the light-dependent reactions and is then available for carbon fixation. Most notably plants use the chemical energy to fix carbon dioxide into carbohydrates and other organic compounds through light-independent reactions. The overall equation for photosynthesis in green plants is:

nCO2 + 2nH2O + light energy → (CH2O)n + nO2 + nH2O
However, Hexose sugars and starch are the primary products, so the following equation is often used to represent photosynthesis:

6CO2 + 12H2O + light energy → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
The carbohydrates are variously used to form other organic compounds, such as the building material cellulose, as precursors for lipid and amino acid biosynthesis or as a fuel in cellular respiration. The later not only occurs in plants, but also in animals when the energy from plants get passed through a food chain. In general outline, cellular respiration is the opposite of photosynthesis: glucose and other compounds are oxidised to produce carbon dioxide, water, and chemical energy. However, both processes actually take place through a different sequence of reactions and in different cellular compartments.

Plants capture light primarily using the pigment chlorophyll, which is responsible for the reason why most plants have a green color. The function of chlorophyll is often supported by other accessory pigments such as carotenoids. Both chlorophyll and accessory pigments are contained in organelles (compartments within the cell) called chloroplasts. Although all cells in the green parts of a plant have chloroplasts, most of the energy is captured in the leaves. The cells in the interior tissues of a leaf, called the mesophyll, contain about half a million chloroplasts for every square millimetre of leaf. The surface of the leaf is uniformly coated with a water-resistant, waxy cuticle, that protects the leaf from excessive evaporation of water as well as decreasing the absorption of ultraviolet or blue light to reduce heating. The transparent, colourless epidermis layer allows light to pass through to the palisade mesophyll cells where most of the photosynthesis takes place.