玉米田的雜亂無章

發表於台灣博物季刊122 33卷，第二期。

圖1、維管束植物的光合作用食譜（上圖）；維管束植物的葉綠體內部示意圖，光反應與暗反應流程（下圖）。ATP adenosine triphosphate, NADPH reduced pyridine nucleotide, RuBP ribulose-1,5-bisphosphate。

前言

        植物相對於動物，是沈靜的一群生物，它們不像動物會移動、需要靠到處走動吃其他生物維生，那植物怎麼樣生存下去，獲得它們生長所需要的養分呢？沒錯，植物本身會自己製造所需的養分，而推動植物製造自身所需養分的原動力是什麼呢？就是「太陽光」。

        白天，綠色的植物們沐浴在明亮的陽光中，一切似乎和緩且寂靜，但是，等一下，植物的葉片中，似乎正在發生些什麼？是什麼在迅速且喧鬧的進行著呢？

簡單的化學方程式，不簡單的陽光電力公司

植物生產食物的方程式中，所需原料有哪些呢？植物需要水分、二氧化碳（這時千萬別忘了很重要的那一道光線），氧氣與植物的美味食物—醣類就這樣產生了，這個過程，就是我們耳熟能詳的「光合作用(photosynthesis)」 (圖1，上圖所示)。

圖一，上圖。 

從小到大，大家對於光合作用的方程式都耳熟能詳，但是，別忘記了光合作用產生的場所，就是植物葉片中一群勞苦功高的綠色小球—葉綠體（葉綠體是植物細胞裡的一種胞器），葉綠體就像植物葉片內的迷你陽光電力公司一樣，身負「採收」陽光（光能）並轉換成養分（化學能）的重責大任 (圖1，下圖所示)。

圖一，下圖。 

在這個微小的陽光電力公司內，具有「陽光轉變成養分」的繁複過程，許許多多化學分子、植物色素、酵素都參與其中，在此將這個過程簡單譬喻成兩組生產線，一組在前，稱做「光反應」，一組在後，稱做「暗反應」。

        前端的光反應是一個需要太陽光來推動的生產線，在這條生產線上，具有許多植物色素，例如：葉綠素與類胡蘿蔔素等，一起協同合作「抓住」光線的能量，並利用此能量與許許多多的化學分子、酵素一同產出「氧氣」和後方生產線所需要的「能源」（ATP、NADPH）。

        後端的生產線是暗反應，暗反應之所以稱為暗反應，是因為「光線」並不是直接使用來推動這條生產線，而是使用第一條生產線所製造出來的「能源」，但是，也別被暗反應這個名詞所困惑，覺得這條生產線完全不需要光線，或者這條生產線沒有光線也可以運作，近年來科學家發現，其實，暗反應的一些酵素需要有光線的刺激，例如，Rubisco酵素 (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase)，才會擁有活力，所以，理論上暗反應並不能發生在夜晚。好的，酵素們現在接收到白天光線的刺激，就可利用第一條生產線輸送過來的「能源」，將化學分子與外界所取得的「二氧化碳」送上生產線，開始製造植物所需的食物—醣類，製造出來的醣類之後會選擇儲藏於葉綠體內，或者向外運送到植物需要養分的部位或其他儲藏的組織，以供往後植物生長之用。

http://www.taiwanmuseum.tw/upload/education/book/20140710/307c8c19-f481-4dd7-9dd6-8428572c6ff9.pdf