光合作用暗反應(yīng)指的是什么

2020-03-20 15:47:37文/鐘詩賀

光合作用暗反應(yīng)是光合作用里面的碳固定反應(yīng)。是一種不斷消耗ATP和NADPH并固定CO2形成葡萄糖的循環(huán)反應(yīng)，又被稱為卡爾文循環(huán)。卡爾文用C標(biāo)記的CO2，探明了CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的途徑，所以暗反應(yīng)過程又被稱為“卡爾文循環(huán)”。

光合作用暗反應(yīng)

光合作用暗反應(yīng)基本原理

在暗反應(yīng)階段中，綠葉通過氣孔從外界吸進(jìn)二氧化碳，不能直接被還原氫還原。它必須首先與植物體內(nèi)的C5（一種五碳化合物，二磷酸核酮糖）結(jié)合，這個(gè)過程叫做二氧化碳的固定。

一個(gè)二氧化碳分子被一個(gè)C5分子固定后，很快形成兩個(gè)C3（一種三碳化合物，12甘油醛－3－磷酸）分子。在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被還原氫還原。

隨后，一些接受能量并被還原氫還原的C3經(jīng)過一系列變化，形成糖類。另一些接受能量并被還原氫還原的C3則經(jīng)過一系列的化學(xué)變化，又形成C5，從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)持續(xù)地進(jìn)行下去。

光合作用暗反應(yīng)方程式

物質(zhì)變化：CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定）

2C3化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+ C5化合物+H2O（有機(jī)物的生成或稱為C3的還原）

能量變化：ATP→ADP+PI（耗能）

能量轉(zhuǎn)化過程：光能→不穩(wěn)定的化學(xué)能（能量儲(chǔ)存在ATP的高能磷酸鍵）→穩(wěn)定的化學(xué)能（糖類即淀粉的合成）

光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的對(duì)比分析

反應(yīng)階段	光反應(yīng)	碳反應(yīng)（暗反應(yīng)）
反應(yīng)實(shí)質(zhì)	光能→化學(xué)能，釋放	同化CO₂形成（CH₂O）（酶促反應(yīng)）
反應(yīng)時(shí)間	短促，以微秒計(jì)	較緩慢
反應(yīng)條件	需色素、光、ADP、和酶	不需色素和光，需多種酶
反應(yīng)場所	在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進(jìn)行	在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行
物質(zhì)轉(zhuǎn)化（光反應(yīng)）	2H₂O→4[H]+O₂↑（在光和葉綠體中的色素的催化下）	CO₂+C₅→2C₃（在酶的催化下）
物質(zhì)轉(zhuǎn)化（暗反應(yīng)）	ADP+Pi→ATP（在酶的催化下）	C₃+[H]→（CH₂O）+C₅（在ATP供能和酶的催化下）
能量轉(zhuǎn)化	葉綠素把光能先轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能并儲(chǔ)存在ATP中	ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能