什么是光合作用，是指绿色植物将二氧化碳和水转化成有机物、释放出氧气的过程

一、什么是光合作用

1、定义论述

光合作用是一系列复杂代谢反应的总和，指绿色植物(包括藻类)、光合细菌等在光照条件下，经过光反应和碳反应，利用叶绿素、反应中心色素、辅助色素等光合色素，将二氧化碳(或硫化氢)和水转化成富能有机物，并释放出氧气(或氢气)的生化过程。

2、反应过程

（1）光合作用包含一系列的光化学步骤和物质转变，整个光合作用大致可分为三大步骤。

（2）其一是原初反应，包括光能的吸收、传递和转换；其二是电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能(ATP和NADPH)；其三是碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能。

3、主要作用

（1）将太阳能变为化学能：光合作用能将太阳能变为化学能储存在有机化合物中，有机化合物除了供植物本身和全部异养生物之用外，还是可供人类营养和活动的能量来源。

（2）把无机物变成有机物：光合作用能将二氧化碳(或硫化氢)、水等无机物转化成有机物，人类生存所必需的粮食、油料、纤维、木材、糖类、水果等无不来自于光合作用。

（3）维持大气的碳氧平衡：大气中的碳氧平衡主要依赖于光合作用，大气中氧气含量稳定不但为有氧呼吸提供了必要条件，还在大气的表层形成了能吸收有害辐射的臭氧层。

4、化学反应式

（1）总反应式：CO₂ + H₂O → (CH₂O) + O₂ ，(CH₂O)表示糖类，从光合作用的总反应式看似乎是一个简单的氧化还原过程，但实质上包含一系列的光化学步骤和物质转变问题。

（2）光反应式：H₂O + ADP + Pi + NADP+ → O₂ + ATP + NADPH + H+ ，在光驱动下水分子氧化释放的电子通过电子传递系统传递给NADP+，使NADP+还原成NADPH，同时基质中质子被泵送到类囊体腔中，形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。

（3）暗反应式：CO₂ + ATP + NADPH + H+ → (CH₂O) + ADP + Pi + NADP+ ，暗反应阶段利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使二氧化碳还原成糖类，这个阶段基本上不直接依赖于光，只是依赖于NADPH和ATP的提供。

5、阶段对比

注：光合作用是一个非常复杂的过程，包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤。

二、景天科植物进行光合作用的特点

1、植物概述

（1）景天科本科植物为多年生肉质草本，夏秋季开花，花小而繁茂，色彩丰富。

（2）另外，景天科植物的株形也较为矮小，因为是肉质，耗水肥非常少，因此极易种植观赏。因此成为目前比较流行的观赏绿化的首选植物。

（3）在形态方面，景天科植物叶互生、对生或轮生，常无柄，单叶；花一般两性，辐射对称；单生或排成聚伞花序；萼片与花瓣同数，通常为4-5片。

2、生物学特征

（1）景天科植物的繁殖方式主要是通过自花传粉或虫媒传粉。

（2）景天属的花平展，多种昆虫能达到蜜腺；落地生根属花冠虽管状下垂，但含有丰富蜜汁，为蜂类帮助传粉。

3、生理学特征

（1）景天科植物光合作用方法为CAM（景天酸代谢）途径。

（2）此类植物会在夜间打开气孔，吸收二氧化碳，与体内磷酸烯酮式丙酮酸结合生成草酰乙酸，再通过酶催化转化为苹果酸，储存在液泡中。

（3）在白天，气孔几乎完全关闭，苹果酸从液泡中运出，在酶的催化作用下分解，生成二氧化碳，进入叶绿体中，被固定为糖类。

（4）本科植物肉质叶的组织多为薄壁组织，含多量细胞液、草酸钙和游离的有机酸，多数成员还含有生物碱、醇类、黄酮类、维生素C、微量元素等化合物。蒸腾作用靠表皮分泌的蜡被和下陷气孔调节。