光合作用的暗期：它是什么以及它如何工作

光合作用的暗期：它是什么以及它如何工作

光合作用是地球上最重要的生物化学过程之一，它不仅为植物提供能量，还为整个生态系统提供了氧气。在光合作用的两个主要阶段中，暗期虽然不直接依赖于光，但其重要性丝毫不亚于光期。本文将为您详细介绍光合作用暗期的原理、过程及其在植物生长中的重要作用。

光合作用是地球生命的基本过程，植物、藻类和一些细菌通过这一过程将太阳能转化为化学能。该机制分为两个主要阶段：明阶段和暗阶段。尽管其名称可能暗示了其他情况，但暗阶段不会在没有光的情况下发生，只是不直接依赖于光。

在这个阶段，二氧化碳通过一系列由酶调控的化学反应被固定到有机化合物中，从而导致植物生命所必需的分子的合成。这一阶段最重要的过程之一是著名的卡尔文循环，它们在此产生碳水化合物它将作为植物的来源动力以及用于构建细胞结构。

光合作用的暗期是什么？

暗阶段又称为生物合成阶段或卡尔文-本森循环，是 CO 被吸收的阶段2有机化合物中的大气成分。它发生在植物细胞叶绿体的基质中，并利用光相产生的产物：三磷酸腺苷（三磷酸腺苷）和NADPH（还原烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）。

虽然它并不直接需要光，但它的运作却受光的制约，因为许多酶该过程取决于光调节以及温度和CO浓度等因素。2.

卡尔文循环：过程的关键

卡尔文循环是一组化学反应，可以将碳固定为植物可以利用的有机化合物的形式。它分为三主要阶段：

• 碳固定：二氧化碳2在酶的作用下与核酮糖-1,5-双磷酸 (RuBP) 分子结合红宝石（核酮糖-1,5-双磷酸羧化酶-加氧酶）。这会产生不稳定的六碳分子，其分裂成两个 3-磷酸甘油酸 (3-PGA) 分子。

• 减少：3-PGA 转化为 3-磷酸甘油醛 (G3P)，其利用三磷酸腺苷yNADPH。其中一些分子用于生成葡萄糖和其他有机化合物。

• RuBP的再生：一些 G3P 分子被回收利用，再生出核酮糖-1,5-双磷酸，从而使循环继续进行。

碳固定的类型

植物在光合作用暗阶段进行碳固定的方式不同，取决于其对环境的适应能力：

• C植物3:大多数植物都采用这种方法，其中 CO2它直接纳入卡尔文循环。

• C植物4:在温暖的环境中，一些植物会吸收二氧化碳2在卡尔文循环以外的细胞中，避免光呼吸并提高光合作用效率。

• CAM 工厂：这些植物是干旱地区的典型代表，可以吸收二氧化碳2过夜并以苹果酸盐的形式储存以供白天使用。

RuBisCO 在黑暗阶段的重要性

La红宝石它是负责固定 CO 的酶2在卡尔文循环中，被认为是生物圈中最丰富的。但它有一个缺陷：它也能固定氧气，导致光呼吸，这是一个降低光合作用效率的过程。因此，植物已经进化出了的策略以尽量减少这种影响。

最终产品及其用途

暗期产生的产物对于植物的生长发育至关重要：

• 葡萄糖：用作能量来源或以淀粉形式储存。

• 蔗糖：运输至工厂的其他地方以供立即使用。

• 纤维素：用于构建细胞壁。

影响暗期的因素

环境条件对暗期的效率起着至关重要的作用：

• 温度：卡尔文循环的酶活性依赖于温度，在中等范围内达到最佳。

• CO 浓度2:二氧化碳增加2促进碳固定和葡萄糖生成。

• ATP 和 NADPH 的可用性：对于该过程至关重要的物质来自光阶段。

光合作用的研究，特别是暗阶段的研究继续引起科学界的极大兴趣，因为它的优化可以对农业生产和减少二氧化碳产生积极影响。2氣氛。了解卡尔文循环及其含义使我们能够评估该过程在地球生态平衡中的重要性。