到底什么是光合作用

　　植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^光合作用利用無機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量，其能量轉(zhuǎn)換效率約為6%。通過食用，食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物所貯存的能量，效率為10%左右。對(duì)大多數(shù)生物來説，這個(gè)過程是他們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán)，光合作用是其中最重要的一環(huán)。

　　那到底什么是光合作用呢?

　　光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過程。我們每時(shí)每刻都在吸入光合作用釋放的氧。我們每天吃的食物，也都直接或間接地來自光合作用制造的有機(jī)物。那么，光合作用是怎樣發(fā)現(xiàn)的呢?

光合作用

　　光合作用的發(fā)現(xiàn) 直到18世紀(jì)中期，人們一直以為植物體內(nèi)的全部營養(yǎng)物質(zhì)，都是從土壤中獲得的，并不認(rèn)為植物體能夠從空氣中得到什么。1771年，英國科學(xué)家普利斯特利發(fā)現(xiàn)，將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠也不容易窒息而死。因此，他指出植物可以更新空氣。但是，他并不知道植物更新了空氣中的哪種成分，也沒有發(fā)現(xiàn)光在這個(gè)過程中所起的關(guān)鍵作用。后來，經(jīng)過許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物。1864年，德國科學(xué)家薩克斯做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把綠色葉片放在暗處幾小時(shí)，目的是讓葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉。然后把這個(gè)葉片一半曝光，另一半遮光。過一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。這一實(shí)驗(yàn)成功地證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。1880年，德國科學(xué)家恩吉爾曼用水綿進(jìn)行了光合作用的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒有空氣并且是黑暗的環(huán)境里，然后用極細(xì)的光束照射水綿。通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，好氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位附近;如果上述臨時(shí)裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌則集中在葉綠體所有受光部位的周圍。恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)證明：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。

　　光合作用的過程:1.光反應(yīng)階段 光合作用第一個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，必須有光能才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫做光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體內(nèi)的類囊體上進(jìn)行的。暗反應(yīng)階段 光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，沒有光能也可以進(jìn)行，這個(gè)階段叫做暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段中的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進(jìn)行的。光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段是一個(gè)整體，在光合作用的過程中，二者是緊密聯(lián)系、缺一不可的。光合作用的重要意義 光合作用為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。因此，光合作用對(duì)于人類和整個(gè)生物界都具有非常重要的意義。第一，制造有機(jī)物。綠色植物通過光合作用制造有機(jī)物的數(shù)量是非常巨大的。據(jù)估計(jì)，地球上的綠色植物每年大約制造四五千億噸有機(jī)物，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了地球上每年工業(yè)產(chǎn)品的總產(chǎn)量。所以，人們把地球上的綠色植物比作龐大的“綠色工廠”。綠色植物的生存離不開自身通過光合作用制造的有機(jī)物。人類和動(dòng)物的食物也都直接或間接地來自光合作用制造的有機(jī)物。 第二，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽能。綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，并儲(chǔ)存在光合作用制造的有機(jī)物中。地球上幾乎所有的生物，都是直接或間接利用這些能量作為生命活動(dòng)的能源的。煤炭、石油、天然氣等燃料中所含有的能量，歸根到底都是古代的綠色植物通過光合作用儲(chǔ)存起來的。

　　第三，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對(duì)穩(wěn)定。據(jù)估計(jì)，全世界所有生物通過呼吸作用消耗的氧和燃燒各種燃料所消耗的氧，平均為10000 t/s(噸每秒)。以這樣的消耗氧的速度計(jì)算，大氣中的氧大約只需二千年就會(huì)用完。然而，這種情況并沒有發(fā)生。這是因?yàn)榫G色植物廣泛地分布在地球上，不斷地通過光合作用吸收二氧化碳和釋放氧，從而使大氣中的氧和二氧化碳的含量保持著相對(duì)的穩(wěn)定。 第四，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的作用。在綠色植物出現(xiàn)以前，地球的大氣中并沒有氧。只是在距今20億至30億年以前，綠色植物在地球上出現(xiàn)并逐漸占有優(yōu)勢以后，地球的大氣中才逐漸含有氧，從而使地球上其他進(jìn)行有氧呼吸的生物得以發(fā)生和發(fā)展。由于大氣中的一部分氧轉(zhuǎn)化成臭氧(O3)。臭氧在大氣上層形成的臭氧層，能夠有效地濾去太陽輻射中對(duì)生物具有強(qiáng)烈破壞作用的紫外線，從而使水生生物開始逐漸能夠在陸地上生活。經(jīng)過長期的生物進(jìn)化過程，最后才出現(xiàn)廣泛分布在自然界的各種動(dòng)植物。