生物问题，关于光合作用
tell me the advantage to the plant of having more than one photosynthetic pigment.
就是说，植物拥有多种光和色素的好处。
如果可以，把光合作用的过程也告诉以下，谢谢。
光合作用的过程 从总体上看，光合作用是一个氧化还原过程。在光合作用的原料中，二氧化碳是碳的最氧化的状态，氧在水中却是一种还原的状态。在光合作用的产物中，糖类则是碳的比较还原的状态。通过反应，二氧化碳被还原到糖类的水平，水中的氧则被氧化为分子态氧。我们知道，在常温常压下，自然界是实现不了这个反应的。而在绿色植物体内，仅仅由于叶绿素吸收光能作为反应的推动力，就能使一个很难被氧化的水分子去还原一个很难被还原的二氧化碳分子，并能使一个基本不含能量的二氧化碳变成一个富含能量的有机物。这不能不使人们对绿色植物的本领惊叹不已！
光合作用的过程包括一系列的物质转化和能量转变。根据目前的认识，能量的积蓄首先是把光能转变为电能，其次是把电能转变为活跃的化学能，最后则是把活跃的化学能转变为稳定的化学能。光合作用可以分为两个步骤，一个是必须在光下才能进行的、由光所引起的光反应，它又可以分为原初反应，以及电子传递和光合磷酸化两个阶段；另一个则是不需要光的一般化学反应（也可以在光下进行），它是把二氧化碳固定和还原成为有机物的反应，即暗反应。
1．光反应的第一阶段：原初反应。
原初反应是光合作用中最初的和关键的步骤，在光合作用中占有重要的和特殊的地位。但是，由于这个反应进行的时间极短，是在10-9秒内完成的，所以给这方面的研究工作带来了很大困难。
目前认为，当光线照射到植物的叶片上面以后，叶绿素中数目众多的“天线色素”分子（包括大部分叶绿素a和全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素），就像收音机中收集无线电波的天线一样，能够接受光能。这些色素所接受的光能可以极其迅速而又高效率地传送到“作用中心”。“作用中心”是一种色素——蛋白质复合体，它含有作用中心色素分子（少数特殊状态的叶绿素a分子）、电子受体（最先接受电子的载体）以及电子供体。现在，我们来着重讨论这个负有固定和转变光能的“特殊使命”的作用中心色素分子。它在接受光能以后，首先被激发，变成激发态（当基态的电子获得一定的能量之后，可以跃迁到一个更高能级的轨道上去，这时候的电子处于激发态）。激发态的作用中心色素分子具有很高的能量，是极不稳定的，犹如坐在跷板上居于高处一端的小孩一样。激发态的作用中心色素分子迅速射出一个高能电子，这个高能电子将被电子受体接受，从而引起电子受体的电荷分离，使光能转变为电能。而这个时候，作用中心色素分子由于射出了电子而造成的电子亏缺，将由电子供体提供的电子来补充，使作用中心色素分子恢复到原来的状态。
2．光反应的第二阶段：电子传递和光合磷酸化。
转变了的电能又是怎样转化成化学能并用于光合作用以后的反应中去呢？这就得依靠电子传递和光合磷酸化。这一阶段既是把能量转变与有机物合成这两大过程联系起来的桥梁，又是使速度为皮秒级、纳秒级的原初反应与毫秒级的一般生物体内的化学反应接配起来的纽带。
据研究，光合作用中的光反应包括两个光化学反应。引起这两个光化学反应的色素系统，分别叫做光系统Ⅰ（PSI）和光系统Ⅱ（PSll）。光系统Ⅰ和光系统Ⅱ中各含有约300个叶绿素分子，其中大概只有两个叶绿素a分子是作用中心色素分子。在光系统Ⅰ中，作用中心色素分子吸收高峰的波长为700纳米，因此称之为P700。在光系统Ⅱ中，作用中心色素分子吸收高峰的波长为680毫微米，因此称之为P680。当叶绿体中这两个光系统发生光化学反应时，则是通过一系列的电子传递体将它们串联在一起的。如果将各个电子传递体按照它们的传递顺序排列起来，则可以成为下图（图13）。
首先我们从图的左方看，当光系统Ⅱ的色素在吸收光能以后，将能量传递到色素分子P680，使P680获得光能而引起激发。激发态的P680立即释放出一个高能的电子，并将电子传递到Q（特殊状态的质体醌）。传递到Q上的电子就好像接力赛跑中的接力棒一样，依次传递给PQ（质体醌）、Cytf（细胞色素f）、 PC（质体蓝素），而P680在失去电子以后就形成了带正电荷的离子。因此，它就有可能从其他分子中夺取电子。它从哪里夺取电子呢？目前认为可能是从Z（一种含锰的蛋白）中夺取电子，而最初这个电子是从水中得来的。这样就促使了水的光解，水被氧化成分子态氧，并且放出了氢离子（H+）和电子（e-）。这个电子被P680夺回以后，P680就又恢复到原来的状态。
然后，我们再从图的右方看，光系统Ⅰ的色素系统吸收光能以后，能量的传递则集中到色素分子P700。同样，P700吸收光能以后变成激发态，并且也射出一个高能电子，不过P700是把电子传递给X（可能是结合态的铁氧还蛋白），而所亏缺的电子会立即从PC中得到。我们可以把上述过程比拟成引水上山，先是水泵把低处的水（即上述过程中的电子）打到山顶上，这些被打上来的水自然很容易从山顶向下流，而原来的低处则可以从比它水位稍高的地方得到水的补充。这样，电子的循环就完成了。所传递的电子，通过Fd（铁氧还蛋白）等，最后到达终点站——最终的电于受体辅酶Ⅱ（NADP）。
辅酶Ⅱ的全名叫做烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）。因为烟酰胺的英文单词的字头是N，腺嘌呤的字头是A，二核苷酸的字头是D，磷酸的字头是P，所以辅酶Ⅱ又简称为NADP。这种辅酶Ⅱ具有一个十分重要的特性，就是它的烟酰胺部分很容易与氢结合而被还原，成为还原型辅酶Ⅱ（NADPH2）。这种还原型辅酶Ⅱ具有很强的还原力。在需要氢的反应中，烟酰胺部分又很容易与氢分离，用它分离出来的氢去还原别的物质。我们知道，一个被还原的物质再氧化时会放出能量，因此当辅酶Ⅱ接受氢而变成还原型辅酶Ⅱ时，就意味着电能在这里是以化学能的形式积蓄起来的。因此，还原型辅酶Ⅱ可以看成是携带一定能量的物质。
从上述的讨论中可以看出，整个反应的最初电子供体是处在光系统Ⅱ一端的水，电子的最终受体是处在光系统Ⅰ一端的辅酶Ⅱ。这样由两个光系统推动的电子传递途径，就叫做光合电子传递链。链上的各个成员按照一定的位置分布在叶绿体的类囊体的膜上，它们有的靠近膜的外侧，有的靠近膜的内侧。这样在光合膜上就发生了电子的传递和能量的释放。这部分能量在类囊体上的一种有特殊结构的酶——ATP酶的催化下，又能惊人地推动另一个反应。这就是使无机磷（P）与二磷酸腺苷（ADP）结合而形成三磷酸腺苷（ATP），从而把能量贮存在ATP的高能磷酸键中。所谓光合磷酸化，就是指叶绿体吸收光能以后，将ADP转变为ATP的过程。在这个过程中，磷酸化作用与电子传递是相偶联的。ATP是生物体内一种奇妙的物质。它是生物体储能和换能的“通货”，生物体内如果没有ATP，则将一事无成。
到这里为止，光合作用通过原初反应，以及电子传递和光合磷酸化两个阶段，已经形成了还原力强大的物质NADPH2和含能量很高的物质ATP。因为这两种物质里面都含有捕捉到的光能，所以光合作用就能顺利地进入下一个阶段，即不需要光的暗反应。
3．暗反应：二氧化碳的固定和还原。
光合作用的最终结果，是把CO2这样一个简单的分子还原为有机物，主要是糖类。这个过程也要经过一系列复杂的变化，不过它是在叶绿体的基质中进行的。尽管由于它的中间产物转化迅速，难以捕捉，似乎有些变幻莫测，但是新技术的发展为人们探索自然界的奥秘提供了武器，人们终于基本上识破了它的真面目。
碳的同化最基本最普遍的一条途径是三碳途径。这条途径是由美国的卡尔文（M．Calvin）等人在40年代到50年代中期用了10年时间发现的，所以也叫做卡尔文循环。
三碳途径的全过程，可以分为三个阶段：
（1）羧化阶段。接受CO2分子的受体是二磷酸核酮糖（RuDp），催化这步反应的酶是处在类囊体膜的外表面上的二磷酸核酮糖羧化酶。在这种酶的作用下，二磷酸核酮糖与CO2发生羧化反应，形成两分子的磷酸甘油酸，CO2就以羧基的形式被固定下来。
（2）还原阶段。这个三碳化合物在这里则进一步依靠光反应所产生的还原型辅酶Ⅱ和ATP，把含能量很低的磷酸甘油酸还原成一种三碳糖——磷酸甘油醛，这样，还原型辅酶Ⅱ和ATP的能量也就转移到这个三碳糖中去了，这时候光能就转变成了稳定的化学能。在这以后，这个三碳糖又经过一系列的反应（见图14的粗黑线箭头），形成蔗糖和淀粉。因为这种光合途径的最初产物是三碳的磷酸甘油酸，所以这个途径叫做三碳途径。
（3）再生阶段。在叶绿体中，RuDP的含量极少，那么是不是会由于它的耗尽而影响到光合作用的进行呢？不会的。这是因为叶绿体中还有一套酶系统能够使RuDp再生，从而使CO2的固定和还原有可能继续进行下去。由磷酸甘油醛生成RuDp的再生过程包括C3、C4、C6和C7化合物的转化（C3指三碳糖磷酸酯，余类推），最后可以形成5-磷酸核酮糖（Ru-5-P）。Ru-5-P与一分子ATP在Ru-5-P激酶的催化下形成RuDP。这里所利用的ATP，也是由光反应提供的。综合上述的羧化、还原和再生的三个阶段，可以用图14表示出来。这个循环周而复始，每运转六次由6分子的RuDP固定6分子的CO2，得到12分子的磷酸甘油酸，进一步被还原为12分子的C3糖，其中2分子的C3糖转化为1分子的六碳糖，其余的C3糖经过周转最后又成为6分子的RuDP，再作为CO2的受体。这样，可以说6分子的CO2合成为1分子的六碳糖。
综上所述，我们可以看到，在类囊体的膜上发生的是叶绿素吸收光能，以及由此而引起的电子传递和光合磷酸化。在类囊体膜的内侧发生水的光解，释放氧气，排出到植物体外。在类囊体膜的外侧，则发生氧化型NADP的还原和ATP的形成。在间质中发生CO2的固定和还原。由此可见，小小的叶绿体的各个组成部分既有明确的分工，又有高度的协调。它们互相协作，共同完成着光合作用。
光合作用的过程包括一系列的物质转化和能量转变。根据目前的认识，能量的积蓄首先是把光能转变为电能，其次是把电能转变为活跃的化学能，最后则是把活跃的化学能转变为稳定的化学能。光合作用可以分为两个步骤，一个是必须在光下才能进行的、由光所引起的光反应，它又可以分为原初反应，以及电子传递和光合磷酸化两个阶段；另一个则是不需要光的一般化学反应（也可以在光下进行），它是把二氧化碳固定和还原成为有机物的反应，即暗反应。
1．光反应的第一阶段：原初反应。
原初反应是光合作用中最初的和关键的步骤，在光合作用中占有重要的和特殊的地位。但是，由于这个反应进行的时间极短，是在10-9秒内完成的，所以给这方面的研究工作带来了很大困难。
目前认为，当光线照射到植物的叶片上面以后，叶绿素中数目众多的“天线色素”分子（包括大部分叶绿素a和全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素），就像收音机中收集无线电波的天线一样，能够接受光能。这些色素所接受的光能可以极其迅速而又高效率地传送到“作用中心”。“作用中心”是一种色素——蛋白质复合体，它含有作用中心色素分子（少数特殊状态的叶绿素a分子）、电子受体（最先接受电子的载体）以及电子供体。现在，我们来着重讨论这个负有固定和转变光能的“特殊使命”的作用中心色素分子。它在接受光能以后，首先被激发，变成激发态（当基态的电子获得一定的能量之后，可以跃迁到一个更高能级的轨道上去，这时候的电子处于激发态）。激发态的作用中心色素分子具有很高的能量，是极不稳定的，犹如坐在跷板上居于高处一端的小孩一样。激发态的作用中心色素分子迅速射出一个高能电子，这个高能电子将被电子受体接受，从而引起电子受体的电荷分离，使光能转变为电能。而这个时候，作用中心色素分子由于射出了电子而造成的电子亏缺，将由电子供体提供的电子来补充，使作用中心色素分子恢复到原来的状态。
2．光反应的第二阶段：电子传递和光合磷酸化。
转变了的电能又是怎样转化成化学能并用于光合作用以后的反应中去呢？这就得依靠电子传递和光合磷酸化。这一阶段既是把能量转变与有机物合成这两大过程联系起来的桥梁，又是使速度为皮秒级、纳秒级的原初反应与毫秒级的一般生物体内的化学反应接配起来的纽带。
据研究，光合作用中的光反应包括两个光化学反应。引起这两个光化学反应的色素系统，分别叫做光系统Ⅰ（PSI）和光系统Ⅱ（PSll）。光系统Ⅰ和光系统Ⅱ中各含有约300个叶绿素分子，其中大概只有两个叶绿素a分子是作用中心色素分子。在光系统Ⅰ中，作用中心色素分子吸收高峰的波长为700纳米，因此称之为P700。在光系统Ⅱ中，作用中心色素分子吸收高峰的波长为680毫微米，因此称之为P680。当叶绿体中这两个光系统发生光化学反应时，则是通过一系列的电子传递体将它们串联在一起的。如果将各个电子传递体按照它们的传递顺序排列起来，则可以成为下图（图13）。
首先我们从图的左方看，当光系统Ⅱ的色素在吸收光能以后，将能量传递到色素分子P680，使P680获得光能而引起激发。激发态的P680立即释放出一个高能的电子，并将电子传递到Q（特殊状态的质体醌）。传递到Q上的电子就好像接力赛跑中的接力棒一样，依次传递给PQ（质体醌）、Cytf（细胞色素f）、 PC（质体蓝素），而P680在失去电子以后就形成了带正电荷的离子。因此，它就有可能从其他分子中夺取电子。它从哪里夺取电子呢？目前认为可能是从Z（一种含锰的蛋白）中夺取电子，而最初这个电子是从水中得来的。这样就促使了水的光解，水被氧化成分子态氧，并且放出了氢离子（H+）和电子（e-）。这个电子被P680夺回以后，P680就又恢复到原来的状态。
然后，我们再从图的右方看，光系统Ⅰ的色素系统吸收光能以后，能量的传递则集中到色素分子P700。同样，P700吸收光能以后变成激发态，并且也射出一个高能电子，不过P700是把电子传递给X（可能是结合态的铁氧还蛋白），而所亏缺的电子会立即从PC中得到。我们可以把上述过程比拟成引水上山，先是水泵把低处的水（即上述过程中的电子）打到山顶上，这些被打上来的水自然很容易从山顶向下流，而原来的低处则可以从比它水位稍高的地方得到水的补充。这样，电子的循环就完成了。所传递的电子，通过Fd（铁氧还蛋白）等，最后到达终点站——最终的电于受体辅酶Ⅱ（NADP）。
辅酶Ⅱ的全名叫做烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）。因为烟酰胺的英文单词的字头是N，腺嘌呤的字头是A，二核苷酸的字头是D，磷酸的字头是P，所以辅酶Ⅱ又简称为NADP。这种辅酶Ⅱ具有一个十分重要的特性，就是它的烟酰胺部分很容易与氢结合而被还原，成为还原型辅酶Ⅱ（NADPH2）。这种还原型辅酶Ⅱ具有很强的还原力。在需要氢的反应中，烟酰胺部分又很容易与氢分离，用它分离出来的氢去还原别的物质。我们知道，一个被还原的物质再氧化时会放出能量，因此当辅酶Ⅱ接受氢而变成还原型辅酶Ⅱ时，就意味着电能在这里是以化学能的形式积蓄起来的。因此，还原型辅酶Ⅱ可以看成是携带一定能量的物质。
从上述的讨论中可以看出，整个反应的最初电子供体是处在光系统Ⅱ一端的水，电子的最终受体是处在光系统Ⅰ一端的辅酶Ⅱ。这样由两个光系统推动的电子传递途径，就叫做光合电子传递链。链上的各个成员按照一定的位置分布在叶绿体的类囊体的膜上，它们有的靠近膜的外侧，有的靠近膜的内侧。这样在光合膜上就发生了电子的传递和能量的释放。这部分能量在类囊体上的一种有特殊结构的酶——ATP酶的催化下，又能惊人地推动另一个反应。这就是使无机磷（P）与二磷酸腺苷（ADP）结合而形成三磷酸腺苷（ATP），从而把能量贮存在ATP的高能磷酸键中。所谓光合磷酸化，就是指叶绿体吸收光能以后，将ADP转变为ATP的过程。在这个过程中，磷酸化作用与电子传递是相偶联的。ATP是生物体内一种奇妙的物质。它是生物体储能和换能的“通货”，生物体内如果没有ATP，则将一事无成。
到这里为止，光合作用通过原初反应，以及电子传递和光合磷酸化两个阶段，已经形成了还原力强大的物质NADPH2和含能量很高的物质ATP。因为这两种物质里面都含有捕捉到的光能，所以光合作用就能顺利地进入下一个阶段，即不需要光的暗反应。
3．暗反应：二氧化碳的固定和还原。
光合作用的最终结果，是把CO2这样一个简单的分子还原为有机物，主要是糖类。这个过程也要经过一系列复杂的变化，不过它是在叶绿体的基质中进行的。尽管由于它的中间产物转化迅速，难以捕捉，似乎有些变幻莫测，但是新技术的发展为人们探索自然界的奥秘提供了武器，人们终于基本上识破了它的真面目。
碳的同化最基本最普遍的一条途径是三碳途径。这条途径是由美国的卡尔文（M．Calvin）等人在40年代到50年代中期用了10年时间发现的，所以也叫做卡尔文循环。
三碳途径的全过程，可以分为三个阶段：
（1）羧化阶段。接受CO2分子的受体是二磷酸核酮糖（RuDp），催化这步反应的酶是处在类囊体膜的外表面上的二磷酸核酮糖羧化酶。在这种酶的作用下，二磷酸核酮糖与CO2发生羧化反应，形成两分子的磷酸甘油酸，CO2就以羧基的形式被固定下来。
（2）还原阶段。这个三碳化合物在这里则进一步依靠光反应所产生的还原型辅酶Ⅱ和ATP，把含能量很低的磷酸甘油酸还原成一种三碳糖——磷酸甘油醛，这样，还原型辅酶Ⅱ和ATP的能量也就转移到这个三碳糖中去了，这时候光能就转变成了稳定的化学能。在这以后，这个三碳糖又经过一系列的反应（见图14的粗黑线箭头），形成蔗糖和淀粉。因为这种光合途径的最初产物是三碳的磷酸甘油酸，所以这个途径叫做三碳途径。
（3）再生阶段。在叶绿体中，RuDP的含量极少，那么是不是会由于它的耗尽而影响到光合作用的进行呢？不会的。这是因为叶绿体中还有一套酶系统能够使RuDp再生，从而使CO2的固定和还原有可能继续进行下去。由磷酸甘油醛生成RuDp的再生过程包括C3、C4、C6和C7化合物的转化（C3指三碳糖磷酸酯，余类推），最后可以形成5-磷酸核酮糖（Ru-5-P）。Ru-5-P与一分子ATP在Ru-5-P激酶的催化下形成RuDP。这里所利用的ATP，也是由光反应提供的。综合上述的羧化、还原和再生的三个阶段，可以用图14表示出来。这个循环周而复始，每运转六次由6分子的RuDP固定6分子的CO2，得到12分子的磷酸甘油酸，进一步被还原为12分子的C3糖，其中2分子的C3糖转化为1分子的六碳糖，其余的C3糖经过周转最后又成为6分子的RuDP，再作为CO2的受体。这样，可以说6分子的CO2合成为1分子的六碳糖。
综上所述，我们可以看到，在类囊体的膜上发生的是叶绿素吸收光能，以及由此而引起的电子传递和光合磷酸化。在类囊体膜的内侧发生水的光解，释放氧气，排出到植物体外。在类囊体膜的外侧，则发生氧化型NADP的还原和ATP的形成。在间质中发生CO2的固定和还原。由此可见，小小的叶绿体的各个组成部分既有明确的分工，又有高度的协调。它们互相协作，共同完成着光合作用。
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第1个回答 2013-02-21
叶绿素a可把光能转化为电能，其他的传递光能。多有利于光合作用的进行。
过程：
光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的囊状结构薄膜上进行的。 在光反应阶段中，叶绿体中的色素吸收光能，这些光能有两方面的用途：一方面是将水分子分解成氧和氢[H]，氧直接以分子的形式释放出去，而氢[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂，参与到第二个阶段中的化学反应中去；另一方面是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这里，光能转变为化学能并且储存在ATP中。这些ATP将参与到第二个阶段中的化学反应中去。 暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。 在暗反应阶段中，绿叶从外界吸收来的二氧化碳，不能直接被氢[H]还原。它必须首先与植物体内的一种含有五个碳原子的化合物（简称五碳化合物，用C5表示）结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个五碳化合物分子固定以后，很快形成两个含有三个碳原子的化合物（简称三碳化合物，用C3表示）。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP释放出的能量并且被氢[H]还原。其中，一些三碳化合物经过一系列变化，形成糖类；另一些三碳化合物则经过复杂的变化，又形成五碳化合物，从而使暗反应阶段的化学反应循环往复地进行下去。
第2个回答 2023-06-17
第3个回答 2006-12-11
光合作用的过程:1.光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的。
多种光合色素功能不同，少数叶绿素a可转化光能，其他的吸收传递光能，
各种色素以吸收红橙光和蓝紫光为主本回答被网友采纳
多种光合色素功能不同，少数叶绿素a可转化光能，其他的吸收传递光能，
各种色素以吸收红橙光和蓝紫光为主本回答被网友采纳
第4个回答 2019-06-11
是分析吗?
在一定光照下
a点是光补偿点，b是光饱和点。
当光照增强则光合作用也加强则CO2在更低的浓度时其呼吸与光合作用相抵消前移达到光补偿点即a前移。
由于光合作用增强则CO2需求量也增加则光饱和点也后移即b点后移。
当光照减弱光合作用也减弱则CO2要在更高的浓度时其呼吸与光合作用相抵消后移达到光补偿点即a后移。
由于光合作用减弱则CO2需求量也减少则光饱和点也前移移即b点前移。
由此可知是D
在一定光照下
a点是光补偿点，b是光饱和点。
当光照增强则光合作用也加强则CO2在更低的浓度时其呼吸与光合作用相抵消前移达到光补偿点即a前移。
由于光合作用增强则CO2需求量也增加则光饱和点也后移即b点后移。
当光照减弱光合作用也减弱则CO2要在更高的浓度时其呼吸与光合作用相抵消后移达到光补偿点即a后移。
由于光合作用减弱则CO2需求量也减少则光饱和点也前移移即b点前移。
由此可知是D