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1、光合作用绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧的过程。光合作用是地球上利用日光能最重要的过程，和规模最大的由二氧化碳和水等无机物质制造碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物质的过程。粮食、煤炭中所含的能量，都是通过光合作用贮藏起来的。大气中的氧也来源于光合作用。绝大多数生物(包括人类)都直接或间接依靠光合作用所提供的有机物质和能量而生存。光合作用是植物制造营养物质过程的起点。绿色的叶绿素又是多数植物进行这一过程的基础；在这一过程中，阳光同样是很重要的。在光合作用过程中需要的原料是水和二氧化碳气。植物的根系从土壤中吸收水分。二氧化碳则从大气中获得，它通过叶子的气孔进入植物体内。
2、有了叶绿素和阳光，水和二氧化碳便发生化学反应形成氧和葡萄糖一种碳水化合物类的营养成分。一部分氧仍保留在植物体内，其余的则通过叶片的气孔释放到空气中。和叶绿素一样，在光合作用过程中，光同样是必不可少的。植物通过在叶绿素参与下所进行的光合作用，吸收了太阳能并把它贮存起来，以备将来需要时使用。细菌、霉菌和蕈类等植物体内不含有叶绿素，因此它们自己不能制造食物，而要从腐烂的植物和动物体中获得它。由上可见，光合作用是植物制造养分的起点。在这个过程中所产生的葡萄糖，有一部分被植物直接利用，一部分被用于制造其他各类食物，还有一部分被用于合成或组成新原生质及植物生长所需要的各种基本化合物。光合作用看起来相当简单
3、，但是简单只不过是就它的原料(二氧化碳和水)和最终产物(氧气和水)而言。这种需要太阳能、叶绿素(以及帮助输送、储存和化学固定这一能量的化学成分)的反应，涉及到两个互有联系的反应的复杂循环。其中之一是光反应，只有在有光的情况下才能进行。另一个是暗反应，在有光无光的情况下都可以进行。它不需要光，不受光的支配，比光反应缓慢得多，但是没有它光合作用的整个过程就不能完成。光合作用的开始和最终的能源当然都是阳光。但是这种辐射能转换成了化学能。在光反应中，阳光为水的分解和氧气的释放提供能量。在暗反应中，被封固的能量释放了出来，使二氧化碳合成含六个碳原子的糖，或者叫做“葡萄糖”(属单糖类)。光合作用发现史的有
4、关实验118世纪中期以前，人们认为植物体内的营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能从空气中得到什么。1684年，比利时科学家海尔蒙把一棵25千克的柳树苗栽种到一个木桶里，桶里有事先称量过的土壤。此后，他只用纯净的雨水浇灌幼苗。为防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。5年过去了，柳树逐渐长大了，经过称量，他大吃一惊，柳树增加了80多千克，而土壤却只减少了不到100克。海尔蒙最先指出，水是植物体建造自身的原料，但空气也起了作用。21880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，
5、好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。3光合作用的重要意义光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面：第一，制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色
6、植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10000 t/s（吨每秒）。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是
7、因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用呼吸二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧（O3）。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。4植物栽培与光能的合理利用
8、光能是绿色植物进行光合作用的动力。在植物栽培中，合理利用光能，可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括延长光合作用的时间和增加光合作用的面积两个方面。延长光合作用的时间。延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措施。例如，同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦，改为一年之内收获一次小麦后，又种植并收获一次玉米，可以提高单位面积的产量。增加光合作用的面积。合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合理密植是指在单位面积的土地上，根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物。如果种植得太稀，光能就得不到充分的利用；如果种植得太密，植株互相遮挡，植物也
9、不会茁壮地生长。总之，无论是栽种农作物，还是植树、养花，种植的密度都应当合理。5光合作用的产物大多数植物的光合作用产物为淀粉，但芭蕉科植物的绿色细胞中不含淀粉而含油类，其他多数单子叶植物的光合作用只产生糖类。光合作用的直接生成物因种而异，大多数情况下为糖类，有的为多聚糖（淀粉），有的为双糖（蔗糖），也有的为单糖（葡萄糖和果糖）。至于单糖中葡萄糖与果糖哪种为直接生成物，还有争论；当前大多数学者都赞同葡萄糖为直接生成物的学说。产生淀粉的叶与叶柄脱离后，如浮于数种糖液，在黑暗处能使糖转变为淀粉。这种在黑暗处能转变为淀粉的糖，为乳糖、麦芽糖、蔗糖及葡萄糖（乳糖是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖结合而成，麦
10、芽糖由两分子葡萄糖构成，蔗糖则是由一分子果糖和一分子葡萄糖结合而成）。光合作用产物的种类还与光照强度、CO2和O2浓度、叶片年龄和光质等因素有关。叶片年龄对产物的影响：成熟的叶片主要形成糖类，幼嫩的叶片除了形成糖类外，还产生蛋白质。光质对叶片光合作用产物的影响：在红光下大量形成糖类，蛋白质生成根少；在蓝光下叶片光合作用的产物中蛋白质增加较多。光合作用的产物光合作用的产物主要是碳水化合物，包括单糖(葡萄糖和果糖)、双糖(蔗糖)和多糖(淀粉)，其中以蔗糖和淀粉最普遍。不同植物的主要光合产物是不同的：大多数植物的光合作用产生淀粉；有些植物的光合作用则形成由果糖缩合而成的多糖，如菊芋、大理花等根中的菊
11、根粉；在许多单子叶植物特别是洋葱、蒜等百合科植物中，光合作用的产物是葡萄糖和蔗糖。长期以来，碳水化合物被认为是光合作用的唯一产物，而脂肪、有机酸等物质则被认为是植物利用碳水化合物再度合成的。科学研究证明，一部分氨基酸、脂肪和有机酸确实是植物体再度合成的，但也有一部分是光合作用的直接产物，这在藻类植物和正在发育的高等植物的叶片中特别明显。为了使绿叶在光下制造有机物的实验收到良好的效果，必须采用在光合作用中能较多地制造淀粉的植物作为实验材料。实验材料应该是生长旺盛的植株。冬天，可以采用天竺葵、彩叶草和蚕豆等。夏天，则可以采用金莲花、凤仙花、小白菜、锦葵、玉米等。像洋葱一类的植物，在光合作用中不积累
12、淀粉，用这样的植物做实验是不合适的。有一些植物，如黄杨、冬青的老叶，叶绿素一时不容易溶解在酒精中，用这样的叶做实验，既耗费酒精，又拖延时间，也是不合适的。如果没有天竺葵，最好预先用一些植物的叶试验一下，再从中挑选效果明显的叶来做实验。光合作用实验材料的选用也可以因地制宜。在我国南方有一种叫江胜蓟的野生菊科植物(又称霍香蓟、臭草)，由于其叶片大，易操作，形成淀粉较多，效果明显，并且生长期长，易采集，因此是南方地区进行光合作用实验的好材料。光合作用需要光和叶绿体的实验在做这个实验时，要注意以下几点。(1)在遮盖一部分叶片时，可以用锡箔(即包香烟的锡纸)或其他不透光的纸。(2)装有酒精和叶片的小烧杯
13、，一定要隔水加热。这是因为酒精的沸点比水低，如果直接放在火上加热，不仅酒精蒸发太快，造成浪费，而且溶解叶绿素的效果也不够好，尤其容易引燃酒精发生危险。(3)在进行叶片局部遮光处理时，可以用清晰的照相底片贴在叶片的上面，结果将会在淡黄色的叶片上显出蓝紫色的影像。(4)银边天竺葵、彩叶草也可以当做实验材料。这是因为它们的叶片中有一部分不含叶绿体(银边天竺葵的边缘、彩叶草叶片中央及靠近叶柄的部分都不含叶绿体)。按照教科书中的实验步骤进行实验，加碘液后，遮光的部分和不含叶绿体的部分不变蓝。这样，一次就证明了光合作用既需要光又需要叶绿体。叶绿体中形成淀粉的观察方法从经过阳光照晒、酒精脱色、并用碘液处理后
14、的天竺葵叶片上，切下变蓝的一小块，作成装片，放在显微镜下观察，隔着表皮就能看到叶肉细胞中的叶绿体变成了蓝色。如果去掉表皮，则看得更明显些。不用叶片较厚的天竺葵叶，而用叶片较薄的槐树或荞麦的叶来观察，效果也很好。如果从变成蓝色的天竺葵叶片上，撕下一块表皮，作成装片，放在显微镜下观察，可以清楚地看到，气孔的保卫细胞里有变成蓝色的小颗粒，那也是叶绿体。上述几个实验都说明，不是叶肉细胞中的任何部分都能形成淀粉，只是其中的叶绿体能够形成淀粉。光合作用的重要意义光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括
15、为以下几个方面。1.制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物。因此，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。2.转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。3.使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计
16、，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10 000 t/s。以这样消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需三千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持相对稳定。4.对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)，臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物
