光和作用

鍾曉玲

葉綠素能吸收太陽能，並藉酵素的幫助使二氧化碳和從植物根部吸收的水分合成葡萄糖，此種反應過

程稱為光合作用。

葉綠素 酵素

葉綠體

光反應 暗反應能量

氫

水

氧

CO2

葡萄糖 水

　　　　　　 葉綠體水＋二氧化碳 -------------> 葡萄糖＋氧＋水　　　　　　 日光

葡萄糖

蔗糖

澱粉

原料：（１）來自根吸收的水

（２）來自氣孔進入之ＣＯ２

產物：（１）第一階段：Ｏ２自氣孔是放到大氣中

（２）第二階段：ＣＯ２自氣孔蒸散出去，

　　　　　　　　葡萄糖被利用或儲存

光合色素

•利用光能前，要先能吸收光，然後才能將能量轉換。

•吸收光的物質統稱為色素。

葉綠素

類胡蘿蔔素

花青素

•葉綠體中•又以葉綠餅的部分含

量最多

花

葉綠素

a.光合作用時直接參與光能轉化者

b.及胡蘿蔔素及分子結構相近的葉黃素統稱為輔助色素。可吸收並轉送光能給葉綠素 a，並可能有保護葉綠素 a以避免被氧化而破壞的作用。

• 葉綠素 a和 b對藍光和紅光的吸 收效果最佳

• 胡蘿蔔素和葉黃素以吸收藍綠光為主

光反應 暗反應能量

氫

水

氧

CO2

葡萄糖 水

光反應 :是依賴光的反應，在葉綠體內的葉綠餅中進行

暗反應 :不依賴光的反應，在葉綠體的基質中進行

葉綠餅

基質

葉綠體

PSI

PSII

•兩個光系統由 200~300 色素分子與許多蛋白質組成。

•反應中心是一種特殊的葉綠素， I為 P 700 ， II為P 680 。

兩個系統分別吸收光能，使電子被激活，被激活的電子經由電子傳遞鏈 (ETS) 進行循環途徑與非循環途徑。

(1) 循環途徑電子傳遞

發生於 PSI ，產生 ATP

　 PSI ETS 　　ＰＳＩe- e-

(2) 非循環途徑電子傳遞

　 PSII, 光能被吸收後使水分釋出氧氣、氫離子和電子，稱為水解。電子為 PSII 接受後，再傳給 PSI ，最後被 NADP ＋接收。

2H2O O2 + 4H+ + 4e- PSII

PSII ETS PSI ETS NADPHe- e- e- e-

光反應

光反應進行的結果，除了將光能轉化為化學能儲存於 ATP 和 NADPH 外，也附帶使葉綠體基質的酸鹼度由 pH7.0 升高為 pH8.0 ，並增高為鎂離子濃度，可促進加羧酶的作用，以固定二氧化碳。

暗反應：不需要光即可進行的反應

（葉綠體內的酵素利用光反應所產生的 ATP 和 NADPH ，將二氧化碳同化及還原）

Calvin

and

Benson

綠球藻 C14 濾紙層析法

Calvin-Benson 循環

雙磷酸核酮

醣

磷酸甘油

醛RuBP

所合成的葡萄糖會先轉變澱粉，暫時儲存於葉綠體的基質中

四碳植物

某些植物葉片中固定空氣中的二氧化碳所得到初產物並非是磷酸甘油酸而是 屬於四碳酸的草醋酸。

四碳植物葉內的維管束鞘細胞特別發達，含有許多的葉綠體。

由葉肉細胞固定二氧化碳，再送到維管束鞘細胞行固碳作用。兩類細胞有明顯的分工。

此類植物耐高溫也耐乾旱，光合效率也較高，多分布於熱帶及亞熱帶地區。

CAM

為了在乾旱的環境下生存，只在夜晚溫度較低時，才開氣孔進行二氧化碳固定。

產生大量的蘋果酸，送到液胞內貯藏。天亮後氣孔關閉，蘋果酸便由液胞釋出，經酵素反應，產生二氧化碳，以固定醣類。

稱為景天酸代謝

下列有關光合作用的敘述，何者正確？(A) 光反應沒有酵素參與作用　(B) 水分解為 H ＋、 e－和 O2 是在葉綠體的囊狀膜中進行　(C) 水的釋放是在葉綠體的基質中進行　(D) CO2 的固定會受溫度的影響　(E) 水放出電子，可直接經由電子傳遞過程合成 ATP 。

[解答 ]： (B)(C)(D)

光合作用的光反應會產生下列那些物質？(A) O2 　(B) ATP 　(C) NADP ＋　(D) CO2 　(E) C6H12O6 。

[ 解答 ] ： (A)(B)【詳解】光合作用的光反應可產生 O2 、 ATP 和NADPH ＋ H ＋

下列有關光合作用的敘述，何者正確？

(A) 葉綠素分子吸收光能後，會釋放出電子　(B) 暗反應的第一個化學反應為：二氧化碳＋五碳糖→

2 甘油酸　(C) 植物久置於暗室中，暗反應仍然持續不斷　(D) 光反應包括一連串的放熱 ( 能 ) 的電子傳遞過程　(E) 葉綠體囊腔中有許多電子傳遞介質。

[ 解答 ] ： (A)(B)(D)

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