光合作用的基本公式及其相关说明如下:
一、总反应方程式
光合作用的总反应方程式为: $$6CO_2 + 12H_2O \xrightarrow{\text{光能、叶绿体}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O$$
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反应条件 :需光能和叶绿体作为场所;
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产物 :生成葡萄糖(C₆H₁₂O₆,储存能量)和氧气。
二、光反应阶段
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水的光解 $$2H_2O \xrightarrow{\text{光能、叶绿体}} 4[H] + O_2$$
通过类囊体薄膜上的光系统Ⅱ发生,释放氧气。
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能量转换
$$ADP + Pi \xrightarrow{\text{光能、酶}} ATP$$电子传递链将光能转化为化学能,生成ATP。
三、暗反应阶段(卡尔文循环)
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二氧化碳固定 $$CO_2 + C_5 \xrightarrow{\text{酶}} 2C_3$$
在叶绿体基质中,二氧化碳与五碳化合物(C₅)结合生成三碳化合物(C₃)。
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碳同化与有机物合成 $$2C_3 + 4[H] \xrightarrow{\text{ATP、NADPH}} C_6H_{12}O_6 + C_5 + H_2O$$
三碳化合物经过还原和再生,最终合成葡萄糖等有机物。
四、注意事项
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光合作用释放的氧气全部来自水,产物中的有机物不仅包括糖类,还可能包含氨基酸、脂肪酸等;
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呼吸作用的逆反应与光合作用总反应可结合理解: $$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{酶}} 6CO_2 + 12H_2O$$。
以上公式和过程综合了光反应与暗反应的关键步骤,体现了光能转化为化学能并固定为有机物的核心机制。