光合作用可分为两大阶段，第一阶段称光反应， 第二阶段则为暗反应。 第一阶段名思义是需要光照才能进行的反应，在叶 绿饼中进行。 第二阶段所谓的暗反应，是此反应本身不需光照仍可进行的反应，在叶绿体基质中进行。 A.光反应:以高等植物而言，植物光反应的进行是藉叶绿饼中的叶绿素a、叶绿素b及 胡萝卜素类等色素吸光後所引起的结果。光反应可依其反应 顺序归纳为如下三个阶段 : (一)吸收光能:叶绿素a及b能够吸收可见光(红、橙、黄、绿、蓝、紫)中的 红色及蓝色光，而胡萝卜素类则仅能吸收蓝色光。红色光的波长范围为640-740nm， 蓝色光为420-490nm。叶绿素吸光所得的能量与其所吸收的光波波长呈反比--即波长愈长， 能量愈小;波长愈短，能量愈大。 (二)光水解作用:叶绿素吸收光能才能进行光水解作用，其反应式为 2H20→ 4H+ +4e-+O2↑。因为有氧气的释放，地球上的生物才能生存。 (三)电子的传递及产生能量:光水解作用除了释放氧气之外，就是把由水分子中， 氢释放出来的电子的进行一连串的电子传递。电子传递是由高能量往低能量的传递现象， 所以它系一种放热(能)反应，所释放出来的能量，就可以合成生物能(ATP)及 还原剂(NADPH+H+)。有了此两种有机物质的形成，二氧化碳才能转换成碳水化合物。 B.暗反应:二氧化碳转换成碳水化合物的反应称之。 暗反应与光反应最大的不同，在於暗反应的每一步骤均需要酵素的催化作用才能进行， 因此温度对暗反应的影响较大。於适宜的温度范围内，暗反应反应速率随着温度的提高 而增加，可是暗反应进行必须依赖光反应所产生的能量ATP及还原剂NADPH+H+，方能进行 植物於暗室中没有碳水化合物的合成，就是因为缺少ATP及NADPH+H+的缘故。叶子是植物的 主要光合作用的中心，空气从植物的下表皮进入叶肉细胞的叶绿体，叶绿体中包括两层膜 ，内膜和外膜，在内膜中有囊内膜（thylakoid）数个囊内膜组成叶绿饼（granum），以上 即是进行光合作用的构造。 光反应（light reaction）和卡尔文循环（Calvin cycle）一起合作把光能转化成食物的 化学能。叶绿体中的色素吸收蓝光和红光，反射绿光，这也就是为什麽叶子呈现绿色的原 因。 光反应从光和水中反应出1.ATP 2.NADPH 3.O2三种产物 叶绿体内的囊状膜中的叶绿素a是主要的电子接受器，它能在接受光子之後推动一个电子 到一个较高能量的轨道，保持激动状态，当它回到平衡状态时，会释放光能和热能。 囊状膜内中有一个光系统（PHOTOSYSTEM），每一个光系统都有数个天线色素分子 （antenna pigment molecules），当一个光子碰到其中的一个色素分子，能量就会 像跳板一样传到反应中心（reaction center），会驱动氧化还原反应，反应中心叶绿素 和主要的电子接受器构成反应中心 光系统有两种形式，由P700构成光系统I和P680构成光系统II，光能传到P680分解水产生 氧气和电子，电子传到电子接受器，接着再经过电子传递链，产生ATP，电子最後传到 P700，接受光後，再次传到高能的主要的电子接受器，再传到NADP+ reductase 合成NADPH---FIGURE 10.14 在光反应期间的ATP制造过程叫做光磷酸化反应，其机制是化学渗透反应（CHEMIOSMOSIS） ，在电子传递链的氧化还原反应中，会产生一个H+梯度以穿透囊状膜，ATP的合成是利用 这质子运动力量来制造的--CP194 光合作用的第二个反应：卡尔文循环，卡尔文循环利用光反应所产生的ATP和NADPH转换CO2 为G3P，在转换的过程中，会消耗9个ATP和6个NADPH，而这些ATP和NADPH是由光反应不断 提供的。卡尔文循环包含三个阶段，分别是由以下三阶段所构成的： PHASE1:CARBONFIXATION PHASE2:REDUCTION PHASE3:REGENERATION OF CO2 ACCEPTOR（RUBP） 所谓C3植物就是根据CARBON FIXATION这阶段的第一个有机产物是3-PGA，如米、麦。 所谓C4植物是根据Carbon FIXTAION的第一个产物是四C（Oxaloacetate）所命名的， 这种植物可以有效的在乾旱的环境生存，因为它可透过叶肉细胞（MESOPHYLL CELL）， 和大捆叶鞘细胞（BUNDLE SHEATH CELL）之间的巧妙作用达到防止水分的散失和进行 光合作用。首先是CO2和PEP反应成为PEP Carboxylase，以Oxaloacetate进入卡尔文循环， 接着转换成为Malate（4c）进入大捆叶鞘细胞，这四碳化合物接着分解为pyruvate和CO2， Pyruvate被送回叶肉细胞，而CO2进入卡尔文循环中反应产生糖，以上就是C4植物进行光合 作用的过程。 比较C4和CAM植物行光合作用的过程，这两种植物都可以在乾热的环境下，发展他们自己 的一套防止水分散失的方法。在C4植物中，CO2是在两个器官中转换给卡尔文循环。 CAM植物如凤梨，是在晚上的时候打开他们的气孔，把CO2混入叶肉细胞的有机酸中， 等到白天的时候，气孔关闭，防止水分散失，这时有机酸中的CO2传给卡尔文循环使用， 以合成糖--FIGURE 10.21 代表整个在叶绿体内所进行的光合作用，包括光反应和卡尔文 循环，值得注意的是卡尔文循环的产物--可被转换为淀粉，胺基酸和脂肪酸， 储存在植物的种子或根、果实中。 -- --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 140.112.242.34 ※ 编辑: gabrieltan 来自: 140.112.242.34 (04/14 02:23) ※ 编辑: gabrieltan 来自: 140.112.242.34 (04/14 02:24) ※ 编辑: gabrieltan 来自: 140.112.242.34 (04/14 02:25)