光反应和暗反应都是什么 有哪些联系和区别

光反应和暗反应都是什么 有哪些联系和区别,第1张

很多同学都想知道生物学中的光反应和暗反应到底是什么意思,二者又有什么联系和区别呢,本文就来为注意解答,希望能够帮助到大家。

什么是光反应

光反应又称为光系统电子传递反应。在反应过程中,来自于太阳的光能使绿色生物的叶绿素产生高能电子从而将光能转变成电能,然后电子通过在叶绿体类囊体膜中的电子传递链间的移动传递,并将H+质子从叶绿体基质传递到类囊体腔,建立电化学质子梯度,用于ATP的合成。

反应条件必须要满足光照、光合色素、光反应酶;另外反应场所是在叶绿体的类囊体薄膜中;反应过程眼反应方程式表示出来是:①水的光解:2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下)。②ATP的合成:ADP+Pi→ATP(在光、酶和叶绿体中的色素的催化下)。

什么是暗反应

暗反应是CO2固定反应也称碳固定反应。碳固定反应开始于叶绿体基质, 结束于细胞质基质,C3途径CO2受体为RuBP,最初产物为3-磷酸甘油酸(PGA);C4途径CO2受体为PEP,最初产物为草酰乙酸(OAA);景天科酸代谢途径夜间固定CO2产生有机酸,白天有机酸脱羧释放CO2,进行CO2固定。

暗反应的实质是一系列的酶促反应。反应条件是要有暗反应酶;反应场所在叶绿体基质中;影响因素包括温度、CO2浓度、酸碱度等,不同的植物,暗反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。

暗反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型,植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5,起到将CO2固定成为C3的作用,C3再与NADPH及ATP提供的能量反应,生成糖类(CH2O)并还原出C5,被还原出的C5继续参与暗反应。

二者之间有什么联系和区别

综上所述,

1从反应条件上来说,光反应必须有光才能进行,而暗反应没有对光的要求。

2从反应场所上来说,光反应在叶绿体的类囊体的薄膜上,而暗反应在叶绿体基质中进行。

3再从物质变化上来说,光反应需水生成还原态的氢,放出氧气,ADP生成ATP,而暗反应还原态的氢和ATP提供能量,转化为ADP,C5被CO2固定成C3,C3用能量转化成糖类,有多种酶的参与。

4从能量变化上来说,光反应光能转变为ATP中活跃的化学能,而暗反应活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能。

但两者从实质上来说,都是能量的转化。

物理学中的光学原理:光的直线传播、光的反射、光的折射、光的色散。

光学(optics)是物理学的重要分支学科。也是与光学工程技术相关的学科。狭义来说,光学是关于光和视见的科学,optics词早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。

而今天常说的光学是广义的,是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线和γ射线的宽广波段范围内的电磁辐射的产生、传播、接收和显示,以及与物质相互作用的科学,着重研究的范围是从红外到紫外波段。它是物理学的一个重要组成部分。

光学是研究光的行为和性质的物理学科。光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组来描述;同时,光具有波粒二象性,光的粒子性则需要用量子力学来描述。

波动光学

从光是一种波动出发,研究光在介质中传播规律的学科。可用来研究光的干涉、光的衍射、光的偏振及其在各向异性介质中传播所呈现出的现象。由于光速和电磁波传播速度相同,从而推测光也是电磁波,这一推测被以后所有实验所证实。

而利用几何光学所得的结果,通常总是波动光学在某些条件下的近似或极限。与几何光学不同,波动光学不仅考察孔径远大于波长情况下的光的传播过程,而且研究任何孔径情况下的光的传播过程。

如果从单纯的化学反应来讲,没有可比性,以谁为基准物质呢?
从过程上说,光反应产生的能量用于暗反应,进行6次产生的能量才足够合成1分子葡萄糖,才够一次呼吸作用,期间肯定还有一部分能量散失了。
从全球角度讲,植物暗反应合成的有机物中的能量来自光反应生成的atp中的活跃的化学能,植物合成的有机物一般情况下没有完全用于呼吸,可以说光反应合成的atp大于呼吸作用合成的atp

光反应和暗反应是有联系的。
光反应为暗反应提供ATP和还原性的氢,暗反应为光反应提供ADP和Pi,相互促进。
暗反应增加,光反应就会增加;而增强光照,暗反应速率不增加,这是因为二氧化碳浓度受到了限制。
暗反应会消耗NADPH和ATP,同时生成NADP+和ADP,而这两个化合物正好是光反应所需要的原料,所以总的来说,暗反应是可以影响光反应的。但是光反应还受其他因素的影响,比如光强和色素含量。


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