2010年1月9日 星期六

光合作用 光反應 Reactions of Photosynthesis

植物就是利用這過程所得到的能量來幫人類固定二氧化碳的喔!

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http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%85%89%E5%90%88%E4%BD%9C%E7%94%A8

光合作用是植物、藻類和某些細菌利用葉綠素,在光的照射下,將二氧化碳,水或是硫化氫轉化為碳水化合物。光合作用可分為產氧光合作用(oxygenic photosynthesis)和不產氧光合作用(anoxygenic photosynthesis)。植物之所以被稱為食物鏈的生產者,是因為它們能夠通過光合作用利用無機物生產有機物並且貯存能量。通過食用,食物鏈的消費者可以吸收到植物所貯存的能量,效率為10%左右。對大多數生物來説,這個過程是他們賴以生存的關鍵。而地球上的碳氧循環,光合作用是其中最重要的一環。

光反應過程:葉綠體膜上的兩套光合作用系統:光合作用系統一和光合作用系統二,(光合作用系統一比光合作用系統二要原始,但電子傳遞先在光合系統二開始,一二的命名則是按其發現順序)在光照的情況下,分別吸收700nm和680nm波長的光子,作為能量,將從水分子光解過程中得到電子不斷傳遞,其中還有細胞色素 b6/f的參與,最後傳遞給輔酶NADP,通過鐵氧還蛋白-NADP還原酶將NADP還原為NADPH。而水光解所得的氫離子則因為順濃度差通過類囊體膜上的蛋白質複合體從類囊體內向外移動到基質,勢能降低,其間的勢能用於合成ATP,以供暗反應所用。而此時勢能已降低的氫離子則被氫載體NADP帶走。一分子NADP可攜帶兩個氫離子。這個NADPH+H離子則在暗反應裡面充當還原劑的作用。

詳細過程如下:

光系統由多種色素組成,如葉綠素a(Chlorophyll a)、葉綠素b(Chlorophyll b)、類胡蘿蔔素(Carotenoids)等組成。既拓寬了光合作用的作用光譜,其他的色素也能吸收過度的強光而產生所謂的光保護作用 (Photoprotection)。在此系統裡,當光子打到系統裡的色素分子時,會如圖片[1]所示一般,電子會在分子之間移轉,直到反應中心為止。反應中心有兩種,光系統一吸收光譜於700nm達到高峰,系統二則是680nm為高峰。反應中心是由葉綠素a及特定蛋白質所組成(這邊的葉綠素a是因為位置而非結構特殊),蛋白質的種類決定了反應中心吸收之波長。反應中心吸收了特定波長的光線後,葉綠素a激發出了一個電子,而旁邊的酵素使水裂解成氫離子和氧原子,多餘的電子去補葉綠素a分子上的缺。然後葉綠素a透過如圖所示的過程,生產ATP與NADPH分子,過程稱之為電子傳遞鏈(Electron Transport Chain)。

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