破壞神 發問時間: 科學其他:科學 · 1 0 年前

葉綠素存在與否和光合作用的關係

請教各位大大

之前有一朋友問了一件很深奧的事,

相信有特地了解過的人都知道葉綠素是一種觸媒(即為催化劑),

"催化劑"的意思就是只會增快反應速率的東西

既然葉綠素是催化劑

那沒有了葉綠素,

反應(指"二氧化碳+氫氣---->葡萄糖+水")是否能在正常環境下照常進行?

已更新項目:

可是我的線上輔導網站告訴我也慮素是一種催化劑

但我剛剛看信箱她又有跟我說葉綠素會改變反應的路徑,使得二氧化碳加氫氣可以形成葡萄糖,若單單二氧化碳加氫氣是不會形成的

難道催化劑除了加快反應速度還能使本不會反應的兩物反應?

P.S.順便告訴我一氧化碳、二氧化碳、碳酸根、碳酸鹽類等會啥會列在無機化合物

3 個解答

評分
  • 1 0 年前
    最佳解答

    植物光合作用反應:二氧化碳 + 水 + 光 --> 糖 + 氧

    光合作用的第一步是光能被葉綠素吸收,進而轉變為化學能。

    葉綠素可分為兩大類:葉綠素a及葉綠素b。兩者皆可吸收可見光譜中紅光和藍光部分的光線,波長分別為600-700nm及400-500nm。真核生物如綠色植物和綠藻,皆同時含有兩種葉綠素。

    在植物體中除了有葉綠素存在之外,還有其他輔助色素(accessory pigments)的存在。輔助色素包括:類胡蘿蔔素、藻紅素、藻藍素……等等。其吸收的光波與葉綠素a及葉綠素b吸收光譜疊合,可吸收光能進而轉移給葉綠素。在光譜區域中,主要吸收波峰呈現較高的葉綠體活性,產生較多的氧氣。而在非主要光吸收波長,仍然有氧氣的產生,因為經過輔助色素的幫助而呈現較低的活性。

    雖然有輔助色素存在,但如其名,他所扮演的角色只是輔助而已,其吸收光的能量必須轉移至葉綠素,才能發生作用。所以在植物體中,若是缺乏葉綠素的話,會影響碳水化合物的生合成。

    在另外一種情況中,原核生物如綠硫和紫硫菌(光合性細菌),他是含有細菌葉綠素,和葉綠素不同的是,他無法利用水分子作為光合作用的氧化還原反應的電子最終來源;取而代之的是,利用其他的電子來源(像硫化氫),最後產生源素態硫而非氧氣。

    2008-04-23 18:55:41 補充:

    1.葉綠素是一種光觸媒(Photo catalysis),經過光的照射,可以促進化學反應。

    光觸媒(Photo catalysis):以葉綠素當作催化劑(觸媒)吸收光能,將水和二氧化碳轉化成氧氣,將光能轉換為化學能。藉由太陽光的照射,使觸媒表面的電子吸收足夠能量而脫離,而在電子脫離的位置便形成帶正電的電洞 (h+) 與電子 (e-),與空氣中的水氣 (H2O) 以及氧分子 (O2) 進行催化反應後轉化成為活性氧。

    2008-04-23 18:56:26 補充:

    2.單單只有CO2和氫氣是不會形成葡萄糖的,因為光合作用涉及複雜的能量與電子傳遞轉換過程,依賴著一連串的電荷與能量轉移反應所推動,其中的關鍵性角色是發色團結構。分子內有許多電子軌域,各個電子軌域有不同且不連續的能量,有如樓梯一樣,電子裝填的原則是先填滿低能階電子軌域之後,再進駐高能階電子軌域。依此規則,發色團結構的電子組態稱為基態,其中最高能量的電子軌域稱為「最高裝填軌域」。當發色團電子吸收光線,最高裝填軌域上的電子獲得光子能量,跳到高能階的「最低未裝填軌域」,稱為激態電子。

    2008-04-23 18:57:26 補充:

    葉綠素分子發色團為高度共軛雙鍵結構,將葉綠素的電子由「最高裝填軌域」,激發到高能階的「最低未裝填軌域」所需能量很低,僅相當於紅色光波的光子能量,因此可以吸收太陽光的紅色光而呈現綠色。

    當這個電子由高能階的電子軌域跳回到低能階的電子軌域時,即將這些能量釋放出來,轉移到水分子進行光水解作用,亦稱為光反應,促使水分子分解產生 H+、氧及電子,合成腺核苷三磷酸(ATP)與(還原型)菸鹼醯胺腺嘌呤二核酸磷酸(NADPH)。在葉綠素基質中進行暗反應,將二氧化碳固定化後,經由酵素催化,與光水解作用產生的 ATP 與 NADPH 反應,合成碳水化合物。

    2008-04-23 18:58:43 補充:

    3.無機化合物一般指碳元素以外各元素的化合物,如水、食鹽、硫酸、石灰等。但一些簡單的含碳化合物如一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鹽和碳化物等,由於它們的組成和性質與無機物相似,因此也作為無機物來研究。絕大多數的無機物可以歸入氧化物、酸、鹼、鹽四大類。

    2008-04-23 18:59:22 補充:

    **另外補充有機化合物與無機化合物之比較:

    2008-04-23 18:59:38 補充:

    * 無機化合物:

    1.主要元素約100多種,大部分來自礦石;大部分不含C(碳)之化合物。但仍有一些例外, 如:碳的氧化物CO、CO2‚碳酸鹽Na2CO3、NaHCO3‚氰化物或硫氰化物NaCN、KSCN等

    2.化學鍵結大多為離子鍵。

    3.一般溶於水,但不溶於有機溶劑。

    4.一般為電解質,常為離子反應。

    5.於化學反應時較無逆反應,且反應速率較快。

    6.結構較簡單,較少異構現象。

    2008-04-23 19:00:00 補充:

    * 有機化合物:

    1.主要元素是指由碳氫化合物及氧.氮.磷.硫.鹵素所組合而成的化合物。

    但有一些含碳的化合物,如一氧化碳CO、二氧化碳CO2、碳酸鹽(例如Na2CO3、 NaHCO3)、氰化物NaCN、硫氰化物KSCN...等並不是有機化合物。

    2.化學鍵結多為共價鍵。

    3.一般不溶於水,但溶於有機溶劑。

    4.一般為非電解質,所以多數為非離子反應。

    5.於化學反應時常有逆反應的可能,所以較複雜,但因非離子反應,所以速率較慢,故常需催化劑。

    6.結構較複雜,常有異構現象。

    參考資料: 偉明圖書/生物化學/原著:Campbell/ Farrell
  • 6 年前

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  • 1 0 年前

    葉綠素不是觸媒.........而是光合作用起源的重要分子,主要吸收光能。如果不能吸收光能,那光合作用也無法發生。而其他光合微生物如紫硫菌,則發展出類似的細胞色素來吸收光能。

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