第一章 光合作用對人類作出的貢獻充滿神奇魅力的光合作用 一、光合作用在自然界中的意義
在闡明植物光合作用的重要性前，首先應了解什麼是光合作用。簡單地說，光合作用是綠色植物(包括光合細菌)所特有的生命現象，它是地球上最重要的化學反應，也是地球上最大規模地把太陽光能轉化為生物化學能的過程。以綠色植物為例，光合作用就是用太陽光能作動力，把二氧化碳(CO2)和水(H2O)等無機物合成為有機物，並釋放出氧氣(O2)的過程。這一過程的總反應式可用下式表示：
CO2+H2O光綠色植物(或葉綠體)(CH2O)+O2 ↑
這個反應式說明，綠色植物在光合作用過程中能利用太陽光能，將水分子作為還原劑去還原來自大氣中的二氧化碳，並形成以(CH2O)為代表的碳水化合物(如糖和澱粉等)。同時水分子被氧化而釋放出氧氣。可見，整個光合作用過程實際上是一種氧化還原反應，即二氧化碳被還原，而水被氧化。同時光合作用也是一個吸能反應，它每固定和還原l克分子的二氧化碳，可固定並貯存於光合產物中的能量為114千卡自由能(1千卡=4.186 8千焦耳)，相當於477.3千焦耳能量，這些能量實際上來自太陽光能。因此，通過綠色植物的光合作用，便把太陽光能轉化為貯存於植物體內的化學能了。
在自然界中，植物的種類繁多，就高等植物(包括苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物)而言，我國就有3萬多種，全世界達25萬種以上，而且綠色植物在數量上占有絕對優勢。這顯然與它們具有光合作用的能力密切相關。因為光合作用所利用的能量，實際上是取之不盡用之不竭的太陽光能，而所利用的原料則是廣泛分布於地球表麵的水和大氣層中的二氧化碳。由於光合作用所需的能量和原料容易獲得，這便決定了綠色植物分布廣泛，繁衍迅速，數量巨大。