我们解释什么是光合作用、它的特征、方程和阶段。此外，为什么它对世界生态系统很重要。
什么是光合作用？
光合作用是一个生化过程，通过它 植物, 藻类和 细菌 光合转化 无机材料 （二氧化碳和水）在 有机材料 （糖），利用 活力 来自 阳光.这是主要的机制 营养 所有的 自养生物 含有叶绿素，这是光合作用过程中必不可少的色素。
光合作用是地球上最重要的生化机制之一，因为它涉及储存有机营养的制造 光能 来自（哪里 太阳 在不同的 分子 有用的（碳水化合物）。事实上，这个过程的名字来自希腊的声音 照片，“光和 合成， “作品”。
光合作用后，合成的有机分子可作为光合作用的来源 化学能源 支持重要的过程，例如细胞呼吸和其他反应 代谢 的 生物.
为了进行光合作用，需要叶绿素的存在，叶绿素是一种对阳光敏感的色素，它赋予植物和藻类特有的绿色。这种色素存在于叶绿体、各种大小的细胞器中，这些细胞器是典型的 蔬菜细胞，尤其是（叶子的）叶细胞。叶绿体包含一组 蛋白质 是 酶 允许发展作为光合作用过程一部分的复杂反应。
光合作用过程是必不可少的 生态系统 并且对于 生活 正如我们所知，因为它允许有机物质的产生和循环以及无机物质的固定。此外，在含氧光合作用过程中，会产生大多数生物生产所需的氧气。 呼吸.
光合作用的类型
根据身体用于进行反应的物质，可以区分两种类型的光合作用：
- 有氧光合作用。它的特点是使用 水 (H2O) 用于减少 二氧化碳 (CO2) 消耗。在这种类型的光合作用中，不仅会为身体产生有用的糖类，而且还会作为反应的产物获得氧气 (O2)。植物、藻类和蓝藻进行含氧光合作用。
- 无氧光合作用。身体不使用水来减少二氧化碳 (CO2)，而是使用阳光来分解硫化氢 (H2S) 或氢气 (H2) 分子。这种类型的光合作用不产生氧气 (O2)，而是释放硫作为反应产物。无氧光合作用是由所谓的绿色和紫色硫细菌进行的，它们含有归类为细菌叶绿素的光合色素，与植物的叶绿素不同。
光合作用特性
在植物和藻类中，光合作用发生在称为叶绿体的细胞器中。
从广义上讲，光合作用具有以下特点：
- 它是利用阳光获得有机化合物的生化过程，即由水（H2O）和二氧化碳（CO2）等无机元素合成养分。
- 它可以由各种 自养生物，只要它们有光合色素（最重要的是叶绿素）。它是植物（陆生和水生）、藻类、 浮游植物, 光合细菌。一些 动物 能够进行光合作用，包括海蛞蝓 绿叶海棠 和斑点蝾螈 黄斑鱼 （后者这样做要归功于 共生 用海藻）。
- 在植物和藻类中，光合作用发生在称为叶绿体的特殊细胞器中，叶绿素存在于其中。光合细菌也具有叶绿素（或其他类似色素），但它们没有叶绿体。
- 光合作用有两种类型，具体取决于用于从二氧化碳 (CO2) 中固定碳的物质。含氧光合作用使用水 (H2O) 并产生氧气 (O2)，然后释放到周围环境中。无氧光合作用使用硫化氢 (H2S) 或氢气 (H2)，不产生氧气而是释放硫。
- 自古希腊以来，人们就已经假设了阳光和植物之间的关系。然而，由于 18、19 和 20 世纪的一系列科学家的贡献，对光合作用的研究和理解的进步开始变得越来越重要。例如，第一个证明植物产生氧气的是英国牧师约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley，1732-1804），第一个制定光合作用基本方程的是德国植物学家费迪南德·萨克斯（Ferdinand Sachs，1832-1897）。后来，该 生化 美国人梅尔文·卡尔文 (Melvin Calvin, 1911-1997) 做出了另一项巨大贡献，阐明了卡尔文循环（光合作用的一个阶段），这为他赢得了诺贝尔奖。 化学 1961 年。
光合作用方程
有氧光合作用的一般方程如下：
化学方程式的正确方法，即该反应的平衡方程式如下：
光合作用阶段
光合作用作为一种化学过程发生在两个不同的阶段：光（或光）阶段和黑暗阶段，之所以这样称呼是因为只有第一个直接参与阳光的存在（这并不意味着第二个一定发生在黑暗中）。
- 光或光化学阶段。在这个阶段，植物内部发生依赖光的反应，即植物捕捉 太阳能 通过叶绿素并用它来产生 ATP 和 NADPH。这一切都始于叶绿素分子与太阳辐射接触时 电子 其外壳的一部分被激发，产生电子传输链（类似于 电)，用于合成 ATP （三磷酸腺苷）和 NADPH（尼古丁腺嘌呤二核苷酸磷酸）。在称为“光解”的过程中水分子的分解使叶绿素分子重新获得它在激发时失去的电子（需要几个叶绿素分子的激发才能进行光阶段）。由于两个水分子光解，产生一个氧分子，释放到 大气层 作为这一光合作用阶段的副产品。
- 黑暗或合成阶段。在这个阶段发生在叶绿体的基质或基质中，植物使用二氧化碳并利用前一阶段（化学能）产生的分子来合成 物质 有机物质通过高度复杂的化学反应回路，称为 卡尔文-本森循环.在这个循环中，通过不同酶的干预，先前形成的 ATP 和 NADPH，葡萄糖由植物从大气中吸收的二氧化碳合成。二氧化碳的加入 化合物 有机被称为碳固定。
光合作用的重要性
出于多种原因，光合作用是生物圈中至关重要的核心过程。第一个也是最明显的是它产生氧气 (O2)，这是在水中和水中呼吸的必需气体。 空气.没有植物，大多数生物（包括 人）他们根本无法生存。
另一方面，通过从周围环境中吸收二氧化碳，植物可以固定二氧化碳 (CO2)，将其转化为有机物。这种我们在呼吸时呼出的气体，如果不保持在一定的限度内，就可能有毒。
因为植物使用二氧化碳来制造自己的 食物，地球上植物生命的减少会影响大气中这种气体的增加，在那里它充当 全球暖化.例如，CO2 作为气体 温室效应, 防止过量 热 达到 地球 从大气中散发出来。据估计，光合生物每年将约 1000 亿吨碳固定为有机物质。