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地球上的化学生物教案，以及苏教版小学科学地球教案对应的百科知识，萌娘百科（）希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
地球上最重要的化学变化是植物的光合作用，它能使什么什么转化成什么和什么
光合作用(Photosynthesis)是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。
传统定义
植物利用阳光的能量，将二氧化碳转换成淀粉，以供植物及动物作为食物的来源。叶绿体由于是植物进行光合作用的地方，因此叶绿体可以说是阳光传递生命的媒介。
生物地球化学作用的演化
地球上最古老生命的记录——球状和棒状的单细胞细菌化石，发现于南非巴布顿地区和澳大利亚西部的燧石层，经同位素年龄测定，两者分别形成于3.8 Ga 和3.5 Ga前，均为海底热液喷发成因的SiO2胶体沉积形成的岩石（Awramik et al.，1983）。这些发现表明，至少在太古宙早期生命已在地球上出现，并且这些原始细菌十分类似现今活动于洋底热液喷口附近缺氧环境中的原始细菌（Brock，1980）。此后在漫长的地质年代中，生命通过厌氧异养原核生物阶段→厌氧自养原核生物阶段→真核海洋生物阶段→真核生物登陆→人类出现的进化，形成了丰富多彩的生物圈大千世界。随着生物的进化，生物赖以与环境进行物质和能量交换的新陈代谢机制——生物地球化学作用，也在不断地随时间发生演化。生物圈的发展不断地改变着地球的环境，而地球环境的变化又影响着生物的进化。
9.4.2.1 早期的光合作用
光合作用的演化是生物对地球最重要的影响之一。在2 Ga 前的早前寒武纪，大气圈曾是缺氧的，生命进化处于厌氧异养原核生物阶段及随后的厌氧自养原核生物阶段。研究发现这一时期中可能存在以下几种光合作用。
（1）产生甲烷的光合作用。最原始的光合作用可能是原始细菌分解简单有机分子（诸如，醋酸盐）从而产生出甲烷（CH4）的新陈代谢过程。这些简单有机分子由非生物方式形成，并存在于当时的洋中。此种光合作用可表示为：
地球化学
利用这种新陈代谢方式的生物曾是非生物合成产物的清除剂，属于专性异养生物，可归类于化学异样生物。此种微生物十分类似现代甲烷菌目中的发酵细菌。在这种产生甲烷的新陈代谢之后，早期异养微生物中可能曾出现借助还原CO2产生甲烷的光合作用：
地球化学
一般反应分两步进行：真菌将有机物质转变为醋酸盐、H2和CO2，然后原始细菌再将它们转化为甲烷（Wolin and Miller，1987）。
（2）使硫氧化的光合作用。在缺氧条件下能进行光合作用的原始细菌，可能与现今紫硫细菌和绿硫细菌很相像，不能在有氧的条件中发生光合作用，但能在缺氧条件下使还原态 H2S和 S氧化以形成 S0 和，这种新陈代谢可分别表示如下：
地球化学
地球化学
光合作用中产生的有机物质以（CH2O）表示。
不像蓝细菌、较高级的藻类和植物等所进行的光合作用，在此类光合作用中没有氧的参与，因此这个过程归属于无氧光合作用。已在3.5 Ga 前形成的沉积岩层中发现了硫酸盐矿物，这为那时存在这种光合作用提供了最好的证据（Welter，et al.，1980）。虽然水的光分解反应曾经产生少量的氧致使还原态硫化物氧化形成硫酸盐，但是地球早期的部分或大部分硫酸盐很可能由这种缺氧的光合作用所产生（Butcher，et al.，1992）。
9.4.2.2 产生氧的光合作用
由硫细菌进行的光合作用及由蓝细菌进行的产氧光合作用均已被发现曾存在于古海洋中（Schopf，1993）。两种形式光合作用均能产生出有机碳，其中13C丰度（δ13 C=-28‰）相对于溶解态重碳酸盐中的13 C丰度（δ13 C≈0‰）要贫得多，并且没有其他已知过程能在碳的稳定同位素之间产生如此强烈的分馏（Schidlowski，1988）。具有如此贫的13 C 的有机物化石近年已在年龄古达3.8 Ga 的岩石中发现（Mojzsis，1996）。然而，仅对产氧光合作用而言，其证据最早只见于大约3.5 Ga前形成的变质岩中，在此变质岩中条带状Fe2O3沉积被发现于燧石层中。虽然不能排除其他生物作用形成 Fe2O3沉积的可能，但是太古宙和古元古代全球性条带状铁建造的大量沉积一般均被视为是存在产氧光合作用的证据。
蓝细菌能够用水代替硫化氢进行光合作用而产生出氧：
地球化学
这样的新陈代谢过程称为产氧（含氧）光合作用，以示与无氧光合作用的区别。所有蓝细菌、藻类和较高等的植物均能进行这类光合作用。
产氧光合作用除去呼吸和分解作用消耗后剩余的那部分氧才是组成地球大气圈的氧。上述已经指出产氧光合作用在地质记录中出现的时间远早于2.0 Ga 前，因为大量条带状铁建造的沉积已归因于洋水中Fe2+被O2所氧化。形成条带状铁建造所需要的O2是巨量的，它只能以能进行光合作用的生物所产生的氧来解释。前寒武纪惟一能进行这种光合作用的生物是蓝细菌，而且像蓝细菌的化石也广泛出现于这个时代的地质建造中。大约在2.0 Ga前出现的红层具有更氧化的铁，这表明它们只能形成于较条带状铁建造沉积时期更多氧的环境中。大气圈的氧含量看来是在几百万年的期间缓慢增长的，作为产氧光合作用的结果，地球大气圈曾在2.0 Ga至0.5 Ga期间发生了由缺氧过渡为氧含量达21%的转变。
9.4.2.3 氧对生命演化的效应
大多数复杂生物需要氧才能生长，因此，这些生物的演化在地球上出现自由氧（2.0 Ga）之前发生是不可以想象的。当自由氧开始在地球上积累时，初始出现的氧对于那时存在的所有生物来说均是有毒的，正如现今O2能杀死大多数生活于缺氧环境中的生物那样。这可能是生物学上的首次的污染事件，它造成了绝大部分厌氧微生物的灭绝，仅留下极少量的此类生物生活于现代局部缺氧的环境中。然而，自由O2的出现也改变了地球上生命的面貌，使真核生物逐渐发展起来。
真核生物的新陈代谢在大气圈O2达到现今水平的1%时就能够进行（Chapman and Schopf，1983）。真核生物的化石已发现于1.7 Ga至1.9Ga前形成的岩石中（Knoll，1992）。环境中的O2能使真核生物将它们的异养呼吸局限于线粒体中，这提供了一种有效的新陈代谢机制，并促进较高级生命形式的快速增殖。同时，真核植物细胞中的叶绿体能够进行更有效的光合作用，从而提高O2产量，使O2在大气圈中进一步聚集起来。
总之，细菌和蓝细菌曾统治了自生命出现以来的约四分之三的时间，而丰富多彩、种类繁杂的高级生命形式则主要出现和演化于以后的600 Ma期间。一般认为寒武纪的生物爆发与氧的产生和积累密切相关。
9.4.2.4 生物登陆后的地球化学作用
大气圈平流层中O2遭受光化学分解反应，导致了臭氧层屏障的出现，这为生物登陆创造了必要条件。虽然有某些化石证据说明在前寒武纪曾有广泛的微生物群落出现于陆地（Horodyski and Knauth，1994），但是在臭氧屏障出现之前较高级生物大量移居大陆的可能性甚微。多细胞生物曾在680 Ma前形成的海洋沉积物中被发现，但植物登陆看来发生在志留纪之后（Gensel and Andrews，1987）。植物登陆后不久就发展出了木质化的木质组织（Lowry et al.，1980），并与菌根真菌有效共生，这使植物能从土壤的磷贮存中获取非活动性的磷（Pirozynski and Molloch，1975；Simon et al.，1993）。
几种新的对于全球生物地球化学循环具有关键作用的新陈代谢方式，也在氧的促进下发展起来。其中主要的有：
（1）影响硫地球化学循环的有氧化学自养作用。这种作用由各种硫杆菌以硫或H2S为基础来完成（Ralph，1979）：
地球化学
反应中产生的氢离子与将CO2固定于有机物质中产生能量的反应相耦合。在原始地球上这些微生物能够利用来自缺氧光合作用产生的元素硫（S0），而现今它们只出现于存在元素硫和H2S的局部地方，包括深海某些热液出口附近。
（2）影响氮地球化学循环的有氧化学自养作用。由亚硝基化毛细菌和硝化细菌完成的氮转化反应也很重要：
地球化学
这些反应构成氮的硝化作用，释放的能量将与这些化学自养细菌进行的固定碳的作用相耦合。这些反应产生的硝酸盐在水中是易溶解的，所以它是河流供给海洋无机氮的主要形式。
（3）影响氮地球化学循环的缺氧异养作用。现今生存于土壤和湿的沉积物中的Pseudomonas属细菌能够进行缺氧异养的脱硝反应（Knowles，1982）：
地球化学
虽然脱硝反应需要无氧环境，但是脱硝细菌只是在功能上是厌氧的。有几方面的证据表明，脱硝作用的出现可能晚于产甲烷的和硫酸盐还原的严格厌氧新陈代谢过程（Betlach，1982）。大多数脱硝细菌，如Pseudomonas，都属于较原始细菌更进化的真菌类。再者，脱硝作用只能在海洋中浓度达到较高的水平之后才能有效地进行，而早期海洋水可能只含很低的（Kasting and Walker，1981），因此，脱硝作用过程应直到环境中存在足够的氧能驱动氮的硝化反应之后才能出现。
（4）大陆吸附地球化学障的出现。生物登陆逐渐改变着大陆地表岩石裸露的地貌，使之不断为土壤植被所覆盖，从而构成了大陆表面的吸附地球化学障。此后，大陆岩石风化释放出的大量可溶性元素，尤其微量元素就被土壤中有机质和粘土矿物所吸附而存留在土壤内，这必然减少了它们通过河流向海洋的输入量，这也可能是早古生代黑色页岩较后来的同类岩石明显富金属元素的主要原因之一。虽然当时海底热液来源的金属元素输入不应被排除，但迄今尚无在早古生代海底热液活动较以后明显强烈的确切证据。
为什么说：“光合作用是地球上最重要的化学反应”,高中生物，专业点，谢谢
光合作用的意义在于：
1、植物通过光合作用生产有机物，这是动物、人类和其他生物依赖以生存的基础；
2、植物通过光合作用贮存在有机物中的太阳能，是地球上所有生物生命活动所需能量直接或间接的来源；
3、更重要的是，植物光合作用产生氧气，这是所有生物生存必不可少的条件。
4、光合作用对于生物进化具有重要的意义。
因此说：“光合作用是地球上最重要的化学反应”。
为什么说：“光合作用是地球上最重要的化学反应”
光合作用（Photosynthesis），即光能合成作用，是指含有叶绿体绿色植物、动物和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和碳反应（旧称暗反应），利用光合色素，将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程。同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳-氧平衡的重要媒介。
光合作用是地球上最重要的化学反应之一，它的起源是自然界最重大的事件之一。当光波照射在植物上时，植物叶绿素可吸收不同波长的光能，光能经分子间的传递作用到达反应中心并在那里发生光化学反应，将光能转化为化学能。从此，光合生物只要进行“日光浴”就能源源不断地获得能量。光合作用还使得地球大气层富含氧气，导致复杂生命的繁衍。
光合作用的发现至今已有200多年历史。20世纪20年代以来，国际上光合作用的研究虽曾多次获得诺贝尔奖，但其机理仍未被彻底了解。
另外，光合作用的起源和演化的秘密也有待科学家们去破译。经过数十年的研究，生化学家已经知道，光合作用大约在25亿年前演化自细菌，它包含一系列精巧和快速的化学反应。但是，正如美国亚利桑那州立大学的生化学家罗伯特·布兰肯希普所说，光合作用如何演化而来一直是一大谜团，要追踪光合作用的发展史非常困难。
地球上那么多元素是怎么来的?
地球上这么多化学元素从哪来？
在这个地球上，我们人类和其他的大部分生物都是碳基生物，也就是这些生物的有机物质基础，都是碳元素为主的。那么我们人类除了碳元素和水之外，还需要很多的微量元素，来平衡我们人类身体的系统。那么很多的动物也是这样的，在大自然的水和土壤中，就富含着大量的矿物元素。已经被我们人类研究出来的化学元素，有着116种了。那么这么多的化学元素，是从哪里来的呢？是来自宇宙大爆炸的奇点之内吗？
根据我们人类科学家们的研究，他们发现这些元素，并不是在宇宙爆炸前就有了的。因为在宇宙刚刚爆炸完后，宇宙中的化学元素十分的少，其中最主要，也是最多的就是氢元素了。那么这些简单的化学元素，在宇宙爆炸后开始冷却的时候，就因为星云的引力，而不断的收缩。那么在这个过程中，有些氢元素相互挤压，就发生了核聚变，变成了恒星的一部分了。
那么现在的恒星上会发光发热，大部分都是靠氢元素的核聚变的。就拿我们太阳系的恒星，太阳来说。在太阳的内部，一秒中就有超过400万吨的物质，转化成能量。那么这些物质，大多数就是氢元素。而氢元素进行核聚变时，是将四个氢原子，变成一个氦原子核。那么在这个过程中，就会产生多余的能量。这一部分能量就会以太阳辐射的方式释放出来。
但是这一秒内发生核聚变的400万吨的物质，不只是有氢元素。因为恒星都是有生命阶段的，我们太阳也都是。所以这些氢元素是迟早被消耗完的，这个过程就是恒星向白矮星阶段以后进化。在氢元素被消耗完后，就是核聚变产生的氦元素接替氢元素了。那么这个氦元素就会形成更多的元素，最后生产出一整张化学元素表。
那么我们地球上的元素，也是因为太阳在形成时。这些氢元素和氦元素不停的进行核聚变时，还跟很多其他的元素进行了反应，所以我们的地球上的元素，才有如此的丰富。那么还有一些比较重的元素，可能是来自超新星的爆炸。因为超新星爆炸时，会产生巨大的能量和恒星碎片。这些高温和碎片一作用，就产生出了更多的元素了。
最新化学反应试验将揭晓地球生命起源之谜，地球上是如何出现生命的?
最新化学反应试验将揭晓地球生命起源之谜，地球上生命的起源其实是可以追溯到地球诞生的早期，在当时地球的大气环境是比较恶劣的，所以各种无机物在进行化学反应之后就产生了有机小分子，而这种有机小分子在不断的化学反应当中也逐渐的形成了有机大分子，在这种情况下也就形成了大家知道的细胞结构，这也就是原始生命的起源。
地球上所有生物出现的理论不管是以一种什么样的方式，都取决于地球上所有生命形态都是需要液态水，对所有的生物，即使是在沙漠当中生存的一些生命也都是由水构成，所以这也必须肯定水的存在。并且所有的生命活动也都是需要能量的发展，尤其是太阳能，地球内部的热量，各种化学物质产生的化学能量，这些都有可能是影响生命获得能量的来源之一。在此情况下，还有一些科学家发现了生命起源，另外一个关键因素就是光物质的存在，尤其是紫外线的照射会促进很多物质的合成，这些对于人体当中蛋白质的合成有着极大的帮助，是能够给到细胞充分的活力。
生命起源的存在也可能是在陨石坑，尤其是火山爆发的陨石坑环境当中，因为在火山爆发之后，其中会充满着各种化学物质在这种环境下就有可能会形成有机的分子。还有些科学家发现，火山温泉的存在也可能会推动细胞的形成，形成生命的存在也是有可能的，而这些的猜测也只是科学家根据一些实际情况推算出来的，并非是经过证据来证明的。
最后人类生命起源到底来自于何处？经过了亿万年的地球，谁也没办法给出一个准确的答复，也许在未来科学进步下是能够找到真相。
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