植物光合作用产生什么?
这个问题的提法不太科学,应该说“植物光合作用合成哪些化合物”。 光合作用合成的物质主要包括碳水化合物、蛋白质、核酸(DNA和RNA)等有机化合物,以及含矿物质的元素盐类。 但这些物质并非都是由光合作用直接合成的。比如,叶绿体是进行光合作用的细胞器,它合成的蛋白质会运输到细胞的其他部位发挥作用,而它本身也由许多蛋白质组成;同样,线粒体也是细胞进行呼吸作用的器官,它合成的酶类也会运送到其他细胞结构或细胞周围介质中,而它本身也是有核糖体及少数RNA和蛋白质组成的。 所以,严格地说,光合作用只合成了含有碳元素的化合物。无机的矿物质元素虽然也含碳,但它不是由光合作用合成的。 不过,光合作用合成的碳水化合物可以成为细胞其他生命活动的能源。例如,三羧酸循环可以氧化体内脂肪酸、氨基酸和醇类等有机物,释放能量分子ATP。而在需要时,这些能量又可以合成碳水化合物,形成糖原、淀粉、纤维素等高聚糖。可以说光合作用是为细胞提供主要能量的工厂。
细胞内有许多重要的化合物是由光合作用产物构成的。如果没有光合作用,细胞就很难存活。例如,以蛋白质形式存在的光敏色素就具有催化活性,能够调节细胞的生化反应进程;而以钠钾离子载体蛋白(NiR)和钙离子通道蛋白(CICa)等形式存在的氮代谢有关的蛋白质,能够参与植物对环境条件的适应,如光呼吸和暗呼吸过程。没有这些蛋白质的存在,植株无法正常生长。 除了直接合成上述化合物外,光合作用还可以通过其它途径间接合成作物生长发育所需的营养物质。例如,在植物的生长季节,叶片可以通过光合作用合成淀粉和蛋白质,但这些物质的含量却不会达到成熟阶段细胞的平均水平。这是因为这些初级产品必须运送到其它细胞部位才能不断被利用。我们可以把光合作用直接合成的物质比当作“原料”,而通过其它途径合成的则称为“中间产物”。尽管这些中间产物不能直接为机体所利用,但可以继续参与到机体的各项生理活动中去。从这种意义上说,光合作用合成的物质几乎包含了细胞所能利用的全部营养成分。