2015年4月2日

看不見的水分子

作者/蔡任圃(成立中山女中動物行為與生理學實驗室,並於高二開設「科學家先修班」課程, 作為科學研究與科學教育的平台)

植物之所以被稱為生產者,是因為可以透過光合作用,儲存能量;另一方面,也可以利用有氧呼吸,獲得所需的能量。這些它們賴以生存的過程,都有水分子在其中來來去去……

植物進行光合作用時,透過水光解作用(water photolysis),將水(H2O) 分解形成氧(O2),但過程中還產生了6莫耳的水分子, 它們來自何處?是在哪些反應步驟中出現的?另一方面,在進行有氧呼吸時,產物中12莫耳的水,是來自電子傳遞鏈中,氧接受電子與氫離子所形成的;但反應物中的6莫耳水,是在哪些反應步驟中被消耗的呢?本文將藉由討論水分子在光合作用與有氧呼吸中的代謝情形,解開「水來自何方?」而「水又去了何處?」的謎團。

光合作用中的水分子
以產生1莫耳六碳糖(需6莫耳CO2) 的前提下, 在光反應中,12莫耳的水分子經水光解作用產生6莫耳的氧分子( 光反應1); 但我們常常忽略, 光反應中產生ATP的過程,也會經脫水反應產生水分子(光反應2)。其實在光反應中, 會耗掉12莫耳的水分子(產生氧分子),但也產生了18莫耳的水分子( 脫水反應形成ATP)。......【更多內容請閱讀科學月刊第544期】

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