研究植物的呼吸的论文

植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题，也是当前生物学的前沿之一，因为它不仅在农业，能源，生态等问题中具有重大实际意义，而且在生命起源，进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来，光合作用的原初过程仍不很清楚，而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲，绿色植物（尤其是高等植物）在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性，而且表现光合作用方式的多样性。1．光合作用的多种途径据目前所知，所有绿色植物光合作用的原初反应（包括光物理和光化学）都是通过捕获光能产生ATP和NADPH（即同化力），但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明，所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式，即著名的卡尔文循环（因其发现者而得名）或光合碳还原循环，亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂，在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式，通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区，其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢（CAM）途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区，其同化CO2的最适温度是25-35℃，光合效率显著提高，称为C4植物；具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区，且白天进行光反应，晚上固定CO2合成有机酸，使有机酸含量表现明显的日变化，称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。此外，C4植物的光合作用还有三种变式，即PEP－CK型C4植物，NAD－ME型C4植物和NADP-ME型C4植物，这三类C4植物都具有相似的叶片解剖结构，即花环状维管束和具叶绿体的维管束鞘，其主要差别是产生的中间产物和脱羧酶不同。PEP-CK型C4植物在叶肉细胞内固定CO2形成草酰乙酸，然后转变为天冬氨酸传导至维管束鞘细胞，经丙酮酸磷酸双羧酶脱羧，其碳架以丙酮酸或丙氨酸重新返回到叶肉细胞；NAD-ME型C4植物在叶肉细胞中固定CO2形成天冬氨酸并传导至维管束鞘细胞，然后转化为苹果酸．并在线粒体内脱羧，其碳架再以丙酮酸或丙氨酸转回到叶肉细胞；NADP-ME型C4植物在叶肉细胞固定CO2形成草酰乙酸，而后转化为苹果酸，并被输送到维管束鞘细胞中，在叶绿体内经苹果酸脱羧酶氧化脱羧，产生的碳架以丙氨酸重新返回叶肉细胞。以上三类C4植物在维管束鞘细胞内脱羧后，产生的CO2最终还是通过C3途径被还原，C4途径实际上只起“CO2泵”的作用，以增加反应位置CO2的浓度，从而显著提高光合效率。2．不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3，C4和CAM植物，但由于光合作用主要是生化反应过程，因此时有例外发生。鉴于此，目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法，如δ13C（13C／12C同位素比），光呼吸，光照后CO2的猝发以及相对光合效率等，其中以δ13C的测定最为可靠。δ13C是近来发展起来的一种新的检测技术，主要依据是C3途径中的 RuBP羧化酶比C4途径中的PEP羧化酶对13CO2具有更大的排斥性，即在13CO2和12CO2中C4植物比C3植物更易消耗13CO2，因此，C4植物有机质中的13C／12C要比C3植物有机质中的13C／12C更大。13CO2和12CO2含量的测定是以国际标样（即普通石灰岩CaCO3）为对照，通过焚烧干燥的植物材料测定的。最后根据下式计算出δ13C（‰）值，即：从上式可以看出，如果在光合作用的碳固定期间13C／12C没有变化，δ13C（‰）将等于零；如果对13CO2有排斥，δ13C（‰）将是一个负数，排斥能力愈大,δ13C（‰）负值也越大。实验证明，在25℃和条件下，PEP羧化酶的δ13C（‰）是-3‰，而在24℃和条件下，RuBP羧化酶的δ13C（‰）是％，这清楚地表明，RuBP羧化酶对13CO2具有比PEP羧化酶更大的排斥性。当温度升高（37℃，）时，RuBP羧化酶的δ13C（‰）显著变负的程度要小一些（‰），这与C3植物光合作用的最适温度偏低（15-25℃）相一致。应用此法目前已测得C3植物的δ13C（‰）在-23到-34‰之间，C4植物的δ13C(‰)在-10到一18‰之间，并据此发现了一些δ13C(‰)居于C3植物与C4植物之间的C3／C4中间类型植物。对于CAM植物来说，得到的δ13C(‰)在-14到-33％之间，显然较低的值落在C4植物的δ13C（‰）范围内，而较高的值则落在C3植物的δ13C（‰）范围内。对此种情况的解释是，许多CAM植物在变化着的环境条件中，能够从光合作用的C3方式转变到CAM，反之亦然。从上新世到二叠纪的代表性化石植物材料中得到的δ13C（0／00），都在现代典型的C3植物范围内，并且目前古老植物中也很少发现有CAM植物存在，这表明植物自来到陆上以来，C3途径就作为一个固定空气中CO2的主要方式进行着。而C4途径和CAM途径似乎比C3途径进化较晚，是C3途径对环境变化的一种适应性反应。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中，要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外，唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为，太古代和元古代是细菌，蓝藻繁生的单细胞生物时代；右碳纪是羊齿植物隆盛的时代，三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代；被子植物的出现则更要晚得多。显然，在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整，其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物，其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言，C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的，后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程，但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径，如目前人所供知的C4，CAM等。单子叶禾本科被认为是进化程度很高的被子植物类群，其适应性特强，分布极广是众所周知的。研究表明，该科差不多存在几乎所有的光合作用类型，并且公认较原始的竹亚科只有C3型，而进化较高级的虎耳草亚科和须芒草亚科等均为C4型，有些亚科如芦竹亚科等既有C3型，又有C4型。因此，在这种“高级进化科”中研究光合作用的多样性及其进化关系是很有代表意义的。4 结束语据有关地质资料，地球自形成以来，在漫长的演变过程中，地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象，定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步，大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久，全球气温升高也成为一种必然趋势，面临种种变化，尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变，绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应？对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的，不仅在理论上对生理学工作者将有所启示，并可能对现代农业的增收提供有益的指导。

1．种子呼吸时吸收氧教材中用萌发的和未萌发种子作对比，实验结果容易使学生产生误解，以为萌发的种子才能呼吸，而未萌发的种子不能进行呼吸，尽管教材作了说明，即未萌发的种子也能进行呼吸作用，只是很微弱，不容易观测到，但通过对比的实验给学生的直观印象很深。为此，我们把作为对比乙瓶内未萌发的种子改为浸泡过的已煮沸的种子，使结论更加明确无误。2．种子呼吸时释放二氧化碳实验前可补充一个实验，把澄清石灰水装入一试管，叫一位学生用玻璃管向内吹气，使学生明确人呼出的CO2使澄清石灰水变浑浊。再演示萌发种子放出的CO2使石灰水变浑浊的实验，这样更能说明问题。3．演示叶的呼吸作用取一透明塑料袋，装入适量的白菜叶或其它新鲜叶片，口袋上方插一根连有橡皮管的玻璃弯管，扎紧口袋，将玻璃管的一端插入盛有澄清石灰水的试管中，挤压口袋，石灰水无变化；重新装气后扎紧口袋，夹住橡皮管，放入黑暗处10～15min之后拿出，将玻璃管插入澄清石灰水，打开夹子，挤压口袋，可见石灰水变浑浊。说明叶也能呼吸，释放CO2。上述实验将白菜叶放入暗处，为避免学生产生呼吸作用只在暗处（或晚上）的片面认识，所以还要补充下面的实验。4．植物白天也进行呼吸作用课前用广口瓶培养黄化苗（麦苗或韭黄），用一透明塑料袋连瓶装好，并扎紧口袋和夹住袋上连的一根橡皮管，橡皮管另一端套在玻璃管上。实验前一小时把此实验装置拿到室外进行光照，实验时移入室内，将玻璃管通入澄清石灰水内，松开夹子，并挤压口袋，可见澄清石灰水变浑浊。从而使学生明白，呼吸作用在有光无光条件都可进行。植物体的光合作用与呼吸作用并存，各自行使着生物学功能和使命，互相协同。表观为光合作用释放氧气，吸收二氧化碳；呼吸作用释放二氧化碳，吸收氧气。光合作用的强弱决定了植物体释放氧气的多少，但并不是说光合作用能够决定呼吸作用，二者并不存在绝对的依存关系。光合作用的主要控制因素是光照，而呼吸作用主要的控制因素是温度。植物的呼吸作用是一直存在的，包括白天和夜晚，而白天的温度比晚上高，所以白天的呼吸作用比晚上强。

题目：浅谈观赏植物与养生作用 摘要：观赏植物有释放物质的特性，许多植物中含有抗菌素和具抗病毒作用的化学物质,这些植物可以散发出很多气体,使植物中的化学物质通过这些气体扩散到空气中,进而通过人的呼吸系统或皮肤毛孔进入人体,起到防病、强身、益寿的作用。关键词：观赏植物、养生、花卉、空气净化、保健论文： 现代都市人生活在繁华的城市，城市环境越来越不能满足人类的健康，但人们对环境的要求越来越高，更强调构建适宜人们生活的花园型城市。科学研究证明，许多植物中含有抗菌素和具抗病毒作用的化学物质，有些植物还能挥发出有益的化学物质，通过人的呼吸系统及皮肤进入人体，起到防病、强身、益寿的作用，这些植物通称为保健型植物或药用植物。 保健型植物在城市绿化中主要有以下几种应用方式： 1、杀菌、利于防病空气中通常有近百种不同的细菌,大多是病原菌。有些植物能分泌挥发性物质,具有杀灭病菌和原生动物的作用。植物杀菌素是植物保护自身的天然免疫性因素之一。如悬铃木的叶子揉碎后,能在3分钟内杀死原生动物。2、净化空气植物对于改善大气环境来说,有两大作用:一是能吸收二氧化碳“:制造”氧气;二是能够吸收大气中的有害气体,净化空气。大部分植物都能不同程度地吸收大气中的有害气体,例如:1公顷成林柳杉,每天能吸收60公斤二氧化硫,阔叶树中的臭椿、夹竹桃、悬铃木、杨柳类、广玉兰、银杏、槭树、柳树和加拿大杨等树种吸收二氧化碳的能力还要大于针叶树,在城市绿化中经常采用的大叶黄杨、女贞和生长快速的泡桐、洋槐、桉树等具有较强的吸收氟的能力,城市绿化中常采用的大叶黄杨、女贞和生长快速的泡桐、洋槐、桉树等具有较强的吸收氟的能力,城市绿化中常见的小乔木合欢和紫荆、木槿都有吸收氯气的能力,香樟树和悬铃木等都有较好的吸收臭氧的作用。还有些植物能分泌出程度和种类不同的杀菌素,成为大气中有些细菌的天敌。此外,园林植物还能够吸取大气中存在的一些放射性物质,而这些放射性物质也是有害于人类的。因此人们称绿色植物是一种廉价的、多功能的空气净化器。3、嗅觉治疗嗅觉治疗主要通过植物散发的气体,引起人们嗅觉的不同感受,从而对周围人群产生不同的功效。该类植物由于具有花香且有观赏价值,长期以来受广大人民喜欢,可针对其不同气体对人体产生的不同功效进行种植应用。如荷花香使人心情平和,可以在寺庙、医院内及公园的湖边角隅处种植,制造宁静休养的空间;玫瑰花香使人爽朗愉快,适合在公共场所种植;茉莉花、玉兰花香使人轻松舒适,桂花香沁人心脾、使人减轻疲劳,均适宜在小区、医院、学校、公园及小游园配植。植物保健应用有着深厚的历史渊源。我国古代民间端午节用苍术、艾叶、菖蒲、白芷、芸香熏燃后预防疾病,效果比紫外线好。华佗用绸布制成香囊,内装麝香、丁香、檀香挂在室内可治疗肺痨、吐泻。实验证明,这些香料有抑菌作用。目前,俄罗斯、美国、日本已有香花医院。在香花医院里治疗不靠昂贵的设备和药物,靠的是四季开放的鲜花。医生让病人吸入一定剂量的花香气,以此作为治疗手段。日本东京开设的“原宿诊疗室”,这家诊疗室主要治疗因过度紧张引起的疾病。一间20m2的休息室阵阵花香袭人,令人舒畅,心情愉快,忘却烦恼。“香味”来自放置于角落的薰衣草。美国也有类似医院。芳香植物还能提高工作效率。如日本心理学家的测试,将特定芳香气味导入工作场所,结果发现香味能消除人的疲劳紧张,减少操作失误。薰衣草香气中工作的电脑操作人员,击键差错可减少20%。茉莉花香的效果更好,可使失误降低1/3。效果最好的柠檬香气,能减少一半差错。4、体疗积极地体育锻炼能促使和增强人类体质,从而防止各种疾病。这就是广义的体疗类保健生态群落形成的基础。清晨,面对绿色植物,自然清净、呼吸流畅,使许多练功打拳者逐步忘我大道“入境”的真正清净境界。而面对某些特定的植物进行呼吸,还有一定的医疗作用。练功时面对松树(罗汉松、雪松、马尾松、油松、云南松)呼吸,则有驱风湿、舒筋、通经等作用。对关节酸痛、转筋挛急、脚气瘘软等疾病有一定的疗效。为什么松树对呼吸有这样的好处？因为松能挥发胡萝卜素、维生素C及含有a-莰烯(a-camphene)的油。人类练功三节活动,九窍俱开,十二经奇八脉,气血循行。吸入这些物质能疏通经络,增强器官的生化功能,从而起到医疗作用。面对樟树练功有通窍、止疼、避秽等疗效,特别时能刺激胃部,使胃部舒适温暖。因为樟树枝叶均有樟脑味,每当春季开花其香更甚,樟树挥发油类含有多种有机物,这些挥发性物质能祛风湿、暖肠胃。对一些气喘病、高血压、动脉硬化性心脏病患者,则益在白果树前练功。白果是名贵药材,银杏叶含有双黄酮、山奈酚、芸香甙等成分。人类呼吸时会感到清香,有益心、敛肺、化湿、止泻的作用。长期在银杏下锻炼对凶闷心痛、心悸怔仲、痰喘咳嗽均有疗效。自上世纪70年代起,世界上出现了人类追求森林浴的热潮。美国、日本相继出出现森林医院。日本全国人口的60%的国民参加森林浴。他们研究了健康和森林的关系后,公认森林是有益于人体健康的三浴之一(海水、日光、森林)。德国提出了“森林对全民开放”,该国医疗界经过临床测试,得出森林浴后人体增强抗病能力,机能调整恢复。5、调剂精神生活园艺有助于调剂现代人的精神生活。鲜花的芳香，使人赏心悦目，情志调畅。居室里放上几盆花卉，或在庭院种植一些花草、盆景，可以丰富和美化家庭的环境，增添生活情趣，消除各种消极情绪。养花做盆景既是体力劳动锻炼，也是文化艺术修养的体现。研究证实，经常观赏盆景、鲜花，可使那些性情急躁的人变得温顺，心情不好的人变得爽朗愉快，消沉的人变得积极向上。一些老年孤独症患者，参加园艺劳动后，生活增添了乐趣，其寂寞和孤独感也减轻了许多。而且，人们在种花养草中，通过感受和体验这种高雅的娱乐和享受，可调节情绪，给精神上带来某种寄托和安慰。基于现有的园林保健植物研究，依据保健植物的生理习性（时效特征、空间特征、保健方式），以及植物和不同年龄段的人体健康的关系，把园林保健植物分为以下四种类型：（一）婴幼儿、青少年适宜型强身为主；提高对周围环境的免疫力，注重学习和娱乐，培养认知世界的能力，启发青少年思维（如天竺葵，可防止儿童染上疾病或中毒）。 （二）成年适宜型健身为主；提神醒脑、拓展思维，提高工作效率；工作减压，缓解疲劳（如梅花、白兰花、绿萝等，能帮助整天都在不停地做创造性的工作的脑力工作者人头脑清醒、思维明晰，自然清新的香味使紧张的神经得到缓解）；（三）老年适宜型防病为主；注重减缓衰老、降血压、防止心老血管疾病的发生，延年益寿（樟树散发出的芳香型挥发油，能帮助老年人祛风湿、止痛；菊花、金银花的香味，可使患高血压的人血压下降）；养生林园艺根据各类植物合理搭配，形成乔、灌、草，花、果、叶相结合的植物群落体系，达到融保健、科学、文化、艺术为一体的植物景观，以新观念、新方法建成具有良好保健型的生态药用植物别墅花园，为促进居民的身心健康发挥应有的生态环境效应。在我国,保健型园林的发展才刚刚起步,但已经受到越来越多的重视,全国各地正积极尝试、大胆探索,涌现出不少成功的范例。要使保健型植物在城市园林中更好地发挥作用,应用时要注意以下原则:(1)要从园林绿化的角度出发,掌握其核心是“绿”的原则。(2)处理好植物间竞争、共生、循环的关系。(3)注意植物喜阴好阳的习性,尽量让其形成有规律、有功能、错落有致、美观得体的园林群落。既充分展现出植物绿化、美化的园艺效果,又让其发挥植物的药用保健作用。(4)保健植物的功效是缓慢的,因此,要想起到明显的效果,必须达到一定的数量。(5)每种保健植物的功效是不一样,所以不要混在一起种植,否则反而影响其功效。园林绿地是城市重要的基础设施,是为城市发展和广大市民服务的。我国经济的飞速发展和城市化进程的加快,推动着城市园林的功能不断拓宽。保健型园林既可改善城市环境,又可使人民群众在园林环境中获得保健知识,提高自我保健能力,非常符合我国人口众多、医疗措施缺乏和资金紧张等特殊国情。因此,广泛开展保健型园林建设将具有广阔的发展前景。参考文献：1、 现代园艺 2011年第22期《浅谈城市保健型植物园的作用》2、百度文库《园林保健植物对人体的功能作用》网址： 3、于晔《生态景观与其植物配置的中和观》昆明理工大学学报， 2006年5月4、徐乃雄《城市绿地与环境》中国建材工业出版社 2001年9月正文（论文）部分3000字。希望采纳。

你这方法行！我也急！光合作用(Photosynthesis)是绿色植物、和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物（主要是淀粉），并释放出氧气的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物所贮存的能量，效率为10~20%。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是他们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。 历史绿色的叶，进行光合作用的重要场所1642年荷兰人扬·巴普蒂斯塔比利时人范·海尔蒙特做了盆栽柳树称重实验，得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。 1684年，比利时的海尔蒙特认为，植物会从水中吸收养分，但其实这是不正确的观念。 1771年，英国的普里斯特利发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。 1771年，英国的普里斯特利发现置于密封玻璃罩内的老鼠极易窒息，但是加入一片新鲜薄荷叶，老鼠就可以苏醒。 1773年，荷兰的英格豪斯证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用。 1774年，英国的普里斯特利发现绿色的植物会制造、释放出氧气。 1782年，瑞士的瑟讷比埃发现，即使植物没有受到阳光照射，照样会释放出二氧化碳。 1804年，瑞士的索绪尔通过定量研究进一步证实二氧化碳和水是植物生长的原料。 1845年，德国的迈尔发现植物把太阳能转化成了化学能。 1864年，德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。 1880年，美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所。 1897年，首次在教科书中称它为光合作用。原理植物与动物不同，它们没有消化系统，因此它们必须依靠其他的方式来进行对营养的摄取。就是所谓的自养生物。对于绿色植物来说，在阳光充足的白天，它们将利用阳光的能量来进行光合作用，以获得生长发育必需的养分。 这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。叶绿体在阳光的作用下，把经由气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为葡萄糖，同时释放氧气： 12H2O + 6CO2 + 阳光 → (与叶绿素产生化学作用); C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2 + 6H2O 注意：上式中等号两边的水不能抵消，虽然在化学上式子显得很特别。原因是左边的水，是植物吸收所得，而且用于制造氧气和提供电子和氢离子。而右边的水分子的氧原子则是来自二氧化碳。为了更清楚地表达这一原料产物起始过程，人们更习惯在等号左右两边都下写上水分子，或者在右边的水分子右上角打上星号。 12H2O + 阳光 → 12H2 + 6O2 [光反应] 12H2 (来自光反应) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [暗反应] 光反应光合作用分解水释放出O2并将CO2转化成糖类植物的光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤如下场所：类囊体影响因素：光强度，水分供给 过程：叶绿体膜上的两套光合作用系统：光合作用系统一和光合作用系统二，（光合作用系统一比光合作用系统二要原始，但电子传递先在光合系统二开始，一二的命名则是按其发现顺序）在光照的情况下，分别吸收700nm和680nm波长的光子，作为能量，将从水分子光解过程中得到电子不断传递，其中还有细胞色素b6/f的参与，最后传递给辅酶NADP，通过铁氧还蛋白-NADP还原酶将NADP还原为NADPH。而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质，势能降低，其间的势能用于合成ATP，以供暗反应所用。而此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP带走。一分子NADP可携带两个氢离子。这个NADPH+H离子则在暗反应里面充当还原剂的作用。 意义： 光解水，产生氧气。将光能转变成化学能，产生ATP，为暗反应提供能量。利用水光解的产物氢离子，合成NADPH及H离子，为暗反应提供还原剂。 固碳作用 固碳作用实质上是一系列的酶促反应。生物界有几种固碳方法，主要是卡尔文循环，但并非所有行光合作用的细胞都使用卡尔文循环进行碳固定，例如绿硫细菌会使用还原性三羧酸循环，绿曲挠菌（Chloroflexus）会使用3-羟基丙酸途径（3-Hydroxy-Propionate pathway），还有一些生物会使用核酮糖-单磷酸途径（Ribolose-Monophosphate Pathway）和丝氨酸途径（Serin Pathway）进行碳固定。 场所：叶绿体基质影响因素：温度，二氧化碳浓度 过程：不同的植物，固碳作用的过程不一样，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。固碳作用可分为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。 卡尔文循环 卡尔文循环是光合作用的暗反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反应中生成的NADPH+H还原，此过程需要消耗ATP。产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一些列变化，最后在生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始。循环运行六次，生成一分子的葡萄糖。 影响条件光照植物光合作用的两个吸收峰光合作用是一个光生物化学反应，所以光合速率随着光照强度的增加而加快。但超过一定范围之后，光合速率的增加变慢，直到不再增加。光合速率可以用CO2的吸收量来表示，CO2的吸收量越大，表示光合速率越快。 二氧化碳 CO2是绿色植物光合作用的原料，它的浓度高低影响了光合作用暗反应的进行。在一定范围内提高CO2的浓度能提高光合作用的速率，CO2浓度达到一定值之后光合作用速率不再增加，这是因为光反应的产物有限。 温度 光合作用中的化学反应都是在酶的催化作用下进行的，而温度直接影响酶的活性。温度与光合作用速率的关系就像温度与酶之间的关系，有一个最适的温度。 矿质元素 矿质元素直接或间接影响光合作用。例如，N是构成叶绿素、酶、ATP的化合物的元素，P是构成ATP的元素，Mg是构成叶绿素的元素。 水分 水分既是光合作用的原料之一，又可影响叶片气孔的开闭，间接影响CO2的吸收。缺乏水时会使光合速率下降。传递链非循环电子传递链 叶绿素a,b的吸收峰非循环电子传递链过程大致如下：电子从光系统2出发。 光系统2->初级接受者(Primary acceptor)->质体醌(Pq)->细胞色素复合体(Cytochrome Complex)->质体蓝素(含铜蛋白质)(Pc)->光系统1->初级接受者(Primary acceptor)->铁氧化还原蛋白(Fd)->NADP+还原酶(NADP+ reductase) ，非循环电子传递链从光系统2出发，会裂解水，释出氧气，生产ATP与NADPH。 循环电子传递链循环电子传递链的过程如下: 电子从光系统1出发。 光系统1→初级接受者(Primary acceptor)→铁氧化还原蛋白(Fd)→细胞色素复合体(Cytochrome Complex)→质体蓝素(含铜蛋白质)(Pc)→光系统1，循环电子传递链不会产生氧气，因为电子来源并非裂解水。最后会生产出ATP。 非循环电子传递链中，细胞色素复合体会将氢离子打到类囊体(台湾的翻译)(Thylakoid)里面。高浓度的氢离子会顺着高浓度往低浓度的地方流这个趋势，像类囊体外扩散。但是类囊体膜是双层磷脂膜(Phospholipid dilayer)，对于氢离子移动的阻隔很大，它只能通过一种叫做ATP合成酶(ATP Synthase)的通道往外走。途中正似水坝里的水一般，释放它的位能。经过ATP合成酶时会提供能量、改变它的形状，使得ATP合成酶将ADP和磷酸合成ATP。 应用C3类植物 二战之后,美国加州大学柏克莱分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻，以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟，卡尔文正好在实验中用上此两种技术。 他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中,然后将C14标记的CO2注入容器,培养相当短的时间之后,将藻浸入热的乙醇中杀死细胞，使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物,再通过放射自显影分析放射性上面的斑点,并与已知化学成份进行比较。 卡尔文在实验中发现，标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内,层析纸上就出现放射性的斑点,经与已知化学物比较,斑点中的化学成分是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一个三碳分子, 所以将这种CO2固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。后来研究还发现, CO2固定的C3途径是一个循环过程,人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。 C3类植物，如米和麦，二氧化碳经气孔即如叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。 C4类植物 在20世纪60年代，澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物，除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外，CO2首先通过一条特别的途径被固定。这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径。 C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中，植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳，会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以，植物只能短时间开放气孔，二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用，合成自身生长所需的物质。 在C4植物叶片维管束的周围，有维管束鞘围绕，这些维管束鞘含有叶绿体，但里面并无基粒或发育不良。在这里，主要进行卡尔文循环。 其叶肉细胞中，含有独特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧基化酶，使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸，这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘，就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳进入卡尔文循环，后同C4进程。而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。 该类型的优点是，二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中，因为这是卡尔文循环的场所，而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。 我就不信这没500字！