蔡任圃老师
24-06-02 13:42 微博认证:教育博主

光合作用所產生的氧(O2)有可能來自CO2!

光合作用可分為光反應與碳反應兩個階段,光反應利用光的能量,將水分解成氧與氫離子,並產生一些產物,這些產物在碳反應可再與二氧化碳作用,而產生醣類。因此分解水而產生氧,是在第一階段(光反應)就進行的,而二氧化碳的消耗發生在第二階段(碳反應)才進行的,因此氧的產生與二氧化碳無關。有部分行光合作用的生物,是利用硫化氫(H2S)作為光反應的原料,分解H2S則會產生硫(S)而不會產生氧(O2)。

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科學家發現Ruben等人在1941年發表的著名同位素標定實驗,其實驗的結論可能要修正了。

小球藻(Chlorella)進行光反應時,碳酸酐酶(CA)催化CO2與H2O結合成碳酸(H2CO3),進而解離成碳酸氫根(HCO3-),碳酸氫根在脫水形成CO2與H2O時,可能會將原先CO2與H2O的氧交換了,也就是原先是CO2的氧,在形成碳酸氫根後再分離成CO2與H2O後,形成的H2O的氧。

光反應包含了水的光解(photolysis)與碳酸氫鹽(bicarbonate)光解,後者就有機會讓光反應產生的氧,最初是來自CO2的。

圖片來源:Yanyou Wu.(2023) Combined effect of bicarbonate and water in photosynthetic oxygen evolution and carbon neutrality. Acta Geochimica. 42 (1): 77-88.

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