生命 · 第一卷 · 科学札记
光合作用的能量账本
一棵树看起来安静,叶绿体里却在做地球上规模最大的光化学反应。没有这套账本,大气氧和大多数食物链都会改写。
光反应与暗反应
光反应在类囊体膜上:色素捕获光子,水被拆开,放出氧气,电子被推到高能状态,生成 ATP 和 NADPH。碳固定(卡尔文循环)不直接需要光子,但需要这两样通货,把二氧化碳接到有机分子上,最终形成糖。
植物看起来在“吸碳吐氧”,其实氧来自水,不来自二氧化碳。这个细节花了很久才被同位素实验钉死。
效率并不浪漫
到达叶片的阳光只有一部分波长能用,还要扣除反射、呼吸消耗和酶的限制。农田的光能转化效率通常只有几个百分点。农业增产靠的是品种、水肥、密度,不是让叶子变成太阳能电池板那么满负荷。
浮游植物和森林一起,决定了海洋与陆地的初级生产力。人每天吃饭,本质上是在间接领取古太阳和今太阳写下的账。