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從能量的觀點(diǎn)來(lái)看,這種循環(huán)與檸檬酸循環(huán)正好相反。檸檬酸循環(huán)把碳水化合物的片段轉(zhuǎn)換分解成二氧化碳,而二磷酸核酮糖循環(huán)用二氧化碳合成碳水化合物。檸檬酸循環(huán)給生物體輸送能量;二磷酸核酮糖循環(huán)正好相反,它必須消耗能量。至此正好與魯賓和卡門早期研究的結(jié)果相符。由于葉綠素的催化作用,可以利用日光能把水分子分解成氫和氧,這個(gè)過(guò)程叫做光解(源自希臘語(yǔ),意思是“由光解開(kāi)”)。這是日光的輻射能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的方式,因?yàn)闅浞肿雍脱醴肿雍械幕瘜W(xué)能大于分解成它們的水分子所含的化學(xué)能。在其他情況下,要把水分子分解成氫和氧需要大量的能量,例如,要把水加熱到大約2 000 ℃或讓強(qiáng)電流從水中通過(guò)。但是葉綠素在一般的溫度下很容易做到這一點(diǎn),它所需要的只是可見(jiàn)光的比較微弱的能量。植物利用它吸收的光能,效率至少為30%,有些研究者認(rèn)為,在理想的條件下,它的效率可以接近100%。如果人類能夠像植物那樣有效地利用能量的話,我們就大可不必?fù)?dān)心我們的食物和能量的供應(yīng)了。水分子分解以后,有一半的氫原子進(jìn)入二磷酸核酮糖循環(huán),有一半的氧原子被釋放到空氣中,其余的氫原子和氧原子重新化合成水。在化合的過(guò)程中,它們釋放出陽(yáng)光分解水分子的時(shí)候給予它們的多余的能量,而這種能量又被轉(zhuǎn)移給像ATP那樣的高能磷酸化合物,儲(chǔ)存在這些化合物里的能量又被用來(lái)推動(dòng)二磷酸核酮糖循環(huán)。由于在破譯有關(guān)光合作用中的反應(yīng)方面的貢獻(xiàn),卡爾文獲得1961年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。的確,有些生命形態(tài)不依靠葉綠素來(lái)獲得能量。1880年前后,人們發(fā)現(xiàn)了化能自養(yǎng)菌:在黑暗中吸收二氧化碳但不釋放氧的細(xì)菌。這些細(xì)菌有的靠氧化硫化合物取得能量,有的靠氧化鐵化合物,還有的喜歡其他一些古怪的化學(xué)行為。然而也有一些細(xì)菌含有類似于葉綠素的化合物(細(xì)菌葉綠素),因而使這些細(xì)菌能夠利用光能把二氧化碳轉(zhuǎn)變成有機(jī)化合物。在某些情況下,細(xì)菌葉綠素甚至能夠利用近紅外區(qū)的光能,而一般的葉綠素卻無(wú)能為力。但是,只有葉綠素本身才能使水分解,并把這樣得到的大量能量?jī)?chǔ)存下來(lái);細(xì)菌葉綠素的“設(shè)備”能力就小得多,只能湊合著生活。除了由葉綠素利用陽(yáng)光獲得基本能量以外,其他任何獲得基本能量的方法都必定是行不通的;比細(xì)菌復(fù)雜的生物,只是在非常罕見(jiàn)和特殊的情況下,才有成功地利用這些方法的可能性。對(duì)于幾乎所有的生命來(lái)說(shuō),葉綠素和光合作用都直接或間接地是生命的基礎(chǔ)。請(qǐng)參看: 。
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在光合作用中葉綠素的主要作用是吸收可見(jiàn)的太陽(yáng)光。