當植物遇見光能：探索光合作用的神奇世界！
更新於 發佈於 閱讀時間約 1 分鐘
第二章
一、初級反應
(一)光能的吸收
1. 色素
類囊體上負責收集光能的色素主要為葉綠素(chlorophyll)與類胡蘿蔔素(carotenoid)。葉綠素分為為葉綠體a和葉綠體b，吸收光波長主要分為葉綠體a吸收640~660nm，而葉綠體b吸收430~450nm。另外類胡蘿蔔素主要分為a、B、r-類胡蘿蔔素，其中a類胡蘿蔔素及類胡蘿蔔素衍生物葉黃素吸收光譜為400~520，其中高峰位於440~460 nm。葉綠素主要吸收藍、紅光，而類胡蘿蔔素主要吸收藍紫光，其中綠色是植物最少吸收的光波長。
2. 光系統
光系統為補光複合體與反應中心複合體組成。補光複合體不具光化學活性只能傳遞光能為葉綠素a和葉綠素b等，而反應中心複合體包含具有光化學活性的特殊葉綠素a對能將光能轉化成化學能。
(二)光能的傳遞
當低能量的色素吸收光能後由基態轉為激發態，能量可能藉由釋放電子產生熱或利用釋放螢光或磷光消散，而透過共振的方能將能量傳遞到附近的色素分子，最終的激發態葉綠色素分子釋放電子進而推動光反應發生。光能傳遞方式分為同色素分子及不同的色素分子。
1.同色素分子:利用共振朝向反應中心傳遞
2.不同的色素分子:
(1)葉綠素b傳遞葉綠素a效率100%
(2)類胡蘿蔔傳遞葉綠素a效率90%
(3)類胡蘿蔔傳遞葉綠素b傳遞葉綠素a效率在傳遞給特殊葉綠素a對
(三)光能的轉換
特殊葉綠素a對將電子傳給鎂葉綠色素，再傳給類囊體膜上的電子受體醌Q
，而電子受體醌Q產生還原反應形成帶負電的還原態，這種將光能轉為化學能的過程稱為光化學反應
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世界上最重要的胞器肯定是葉綠體。植物的葉綠體行光合作用，產生許多糖與分子，用來合成各式各樣的分子；然後動物吃植物，把植物的分子消化後重組成自己需要的分子。
葉綠體源自於藍綠菌，但是與高等植物建立共生關係之後，葉綠體是否發生過轉變呢？
在黑暗中生長的植物會經歷所謂的「暗型態發生」：短短的根、細細長長的莖，黃色且緊閉的子葉，就像豆芽菜一樣。
暗型態發生是植物將自己的所有資源都調動去找光的過程，是植物的求生方式；最近的研究發現，隱花色素2（CRY2）對於暗型態發生也很重要喔！
植物的葉綠體不只是提供光合作用的產物給植物，還肩負著提供植物細胞能量（ATP）的角色。因此，每個植物細胞平均所含有的粒線體數目，比動物細胞要少。但是，當冬季來臨，日照時間變短時，植物要怎麼因應因為日照時間變短，產生的ATP變少的狀況呢？
對光合自營生物來說，沒有比準確的看到光更重要的事情了，所以植物不只是要看到有光沒光，還要看到光的強度、光的顏色，並根據這些資訊做出適當的反應。
也因此，植物有一整套的光受器來對不同波長的光作出反應。其中，對紫外光的反應，特別有趣。
對絕大部分的植物來說，進行光合作用是最重要的事，而要進行光合作用就需要葉綠體（chloroplast）。所以，葉綠體能不能正常發育，對植物非常重要。
過去的研究發現一個稱為GLK的轉錄因子（transcription factor），對葉綠體發育很重要。最近又發現了更多的重要基因喔！
Cyanophora paradoxa是一種淡水藻類，有兩根鞭毛，屬於灰藻的一種。這種藻類有兩個「葉綠體」（cyanelle），負責進行光合作用。由於它的「葉綠體」還保有類似細菌的肽聚糖（peptidoglycan），所以被認為有可能是植物的祖先。
它對賀爾蒙會有反應嗎？
短波紫外光（UV-B）不只是會讓我們曬黑，對植物來說，UV-B也會對它們造成嚴重的傷害。這意味著，植物也需要感應UV-B並做出適當的反應。
植物可以透過光受器看到UV-B，最近的研究發現，植物看到UV-B之後，會自己合成強力防曬霜喔！
透過光的波粒二相性，佐以光速不變的違和感與大型粒子對撞機的科技，對個人形成虛擬世界與現實世界的溝渠，彷彿時刻都能擁有兩個世界，像光一樣活著，生命既豐碩又美麗。
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