光合作用有水產生的嗎?

        世界上最偉大的反應是什麼：我認為是光合作用。世界上最複雜的反應是什麼？我認為也是光合作用。

【引子】

光合作用的反應式：   

        這個反應式只能表示物質的變化，不能準確反應反應物的原子的去向，尤其是氧原子。我們知道，生成物氧氣中的氧來自反應物中水的氧。因此，為了滿足以上情況，可以把光合反應式寫成如下形式：

        但是，這樣反應式又帶來一個新問題，那就是生成物中的水中是怎麼來的，是光反應產生的還是暗反應產生的？有些人認為，是暗反應產生的，這樣CO2中氧一分子進入(C ·H2O)，一分子進入H2O，似乎非常合理。然而，事實卻並非如此。

【光反應】

第一步：光被光合色素吸收後，傳遞給一對特殊的葉綠素a分子，葉綠素a分子失去電子。這樣就把光能轉換為電能了。

第二步：葉綠素a分子從水中奪得電子，恢復到原來狀態，同時，水分子發生裂解：

第三步：產生的電子沿著類囊體膜上的電子傳遞體，將電子傳遞給NADP+，利用上一步產生的H+，將NADP+還原為：NADPH。

第四步：上一步的電子傳遞中，電子從高能態到低能態的過程中，通過類囊體膜遞氫體，將質子(H+)泵出內囊體腔，從而在類囊體內外產生質子電化學梯度(即質子動力勢)。

第五步：由於內囊體膜的其他部位對質子高度不通透，類囊體膜上的ATP合酶對質子具有高通透性，於是，類囊體膜外的質子，通過ATP合酶時利用釋放的質子動力勢能，驅動ATP的合成。這樣就把電能轉化為化學能了。

光反應圖示

注意的是：第五步中ADP和Pi在形成ATP時會產生水。

【暗反應】

1、CO2的固定

核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）和CO2在RuBP羧化加氧酶的催化下形成一個六碳化合物，這個化合物不穩定，立刻水解為2分子的3-磷酸甘油酸。值得注意的是，這個過程有水參與反應。

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2、3-磷酸甘油酸的還原

第一步：活化。3-磷酸甘油酸在和ATP生成1,3-二磷酸甘油酸。

第二步：還原。1,3-二磷酸甘油酸被NADPH還原，產生3-磷酸甘油醛，這個產物其實就是磷酸化的三碳糖。

3、RuBP的再生

第一步：5分子的3-磷酸甘油醛產生3分子的核酮糖-5-磷酸。

第二步：核酮糖-5-磷酸和ATP生成核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）

暗反應圖

【END】

         根據以上分析，嚴格的講，光合作用是有水產的，但是，是在光反應中形成ATP的時ADP和Pi脫去的水。暗反應過程中不但沒有產生水，反應有水參與反應，就是RuBP和CO2在形成一個六糖化合物時，六碳化合物水解產生2分子3-磷酸甘油酸時需要水參與反應。

         因此，無論是哪一種光合作用的總反應式只能反應物質變化，不能準確反應原子的去向。這也就是光合作用的複雜性所在。