什么是光解作用？ - 生物学

所述光解是借助于化学过程中的光（辐射能量）的吸收允许分子为较小的组件的损坏。也就是说，光提供了将分子分解成其组成部分所需的能量。也以光分解或光解离的名称而闻名。

例如，水的光解作用对于地球上复杂生命形式的存在至关重要。这是由植物利用阳光进行的。水分子（H ₂ O）的分解会产生分子氧（O ₂）：氢用于存储还原功率。

概括地说，我们可以说光解反应涉及光子的吸收。这来自不同波长的辐射能量，因此具有不同的能量。

一旦光子被吸收，就会发生两件事。在其中之一中，分子吸收能量，被激发，然后放松。另一方面，该能量允许破坏化学键。这是光解作用。

该过程可以与其他键的形成结合。产生吸收变化的吸收之间的差异称为量子产率。

它对每个光子来说都是特定的，因为它取决于能量发射的来源。量子产率定义为每个吸收光子的改性反应物分子的数量。

生物中的光解

水的光解不是自发发生的。就是说，太阳光不会因为氧而破坏氢键。水的光解并不会发生，而是会发生。能够进行光合作用的活生物体也可以。

为了进行该过程，光合生物依靠光合作用的所谓光反应。为此，他们显然使用了生物分子，其中最重要的是叶绿素P680。

在所谓的希尔反应中，几个电子传输链使分子氧，ATP形式的能量和NADPH形式的还原能力从水的光解中获得。

此光相的最后两种产物将用于光合作用的暗相（或卡尔文循环）中，以吸收CO ₂并产生碳水化合物（糖）。

这些运输链称为光系统（I和II），其组成部分位于叶绿体中。它们每个使用不同的颜料，并且吸收不同波长的光。

但是，整个企业集团的中心元素是由两种类型的叶绿素（a和b），不同的类胡萝卜素和26 kDa的蛋白质组成的集光中心。

然后将捕获的光子转移到反应中心，在此发生已经提到的反应。

生物利用水的光解作用的另一种方式涉及分子氢（H ₂）的产生。尽管生物可以通过其他方式（例如，通过细菌酶甲氢解氢酶的作用）产生分子氢，但从水中生产是最经济，最有效的方法之一。

这是在水的水解之后或与水的水解无关的附加步骤。在这种情况下，能够进行光反应的生物可以做其他事情。

仅在蓝细菌和绿藻中报道了使用由水的光解作用产生H ₂的H ⁺（质子）和e-（电子）。在间接形式中，H _2的产生是在水的光解和碳水化合物的产生之后。

这是由两种类型的生物进行的。另一种方法，直接光解，甚至更有趣，只能通过微藻来进行。这涉及将来自光系统II水的光分解的电子直接引导到产生H ₂的酶（氢化酶）上。

但是，该酶对O ₂的存在高度敏感。通过水的光解生物生产分子氢是一个活跃的研究领域。它旨在提供廉价和清洁的能源发电替代方案。

研究最多的非生物和自然光解之一是臭氧被紫外线（UV）降解。臭氧是一种氧气的共沸物，由元素的三个原子组成。

臭氧存在于大气的各个区域，但在我们称为臭氧层的一个区域中累积。臭氧浓度高的这一区域可以保护所有形式的生命，使其免受紫外线的破坏。

尽管紫外线在臭氧的产生和降解中都起着非常重要的作用，但它却是分子因辐射能而分解的最典型例子之一。

一方面，这表明不仅可见光能够提供活性光子以进行降解。此外，结合生物活性以生成生命分子，它有助于氧循环的存在和调节。

光解离也是星际空间中分子分解的主要来源。这次由人类操纵的其他光解过程具有工业，基础科学和应用重要性。

人为化合物在水中的光降解受到越来越多的关注。人类活动决定了很多情况下，抗生素，药物，农药和其他合成来源的化合物最终落入水中。

破坏或至少降低这些化合物的活性的一种方法是通过涉及使用光能破坏那些分子中特定键的反应。

在生物科学中，发现复杂的光反应性化合物非常普遍。一旦存在于细胞或组织中，其中一些会受到某种类型的光辐射以分解。

这产生了另一种化合物的外观，该化合物的监视或检测可以回答许多基本问题。

在其他情况下，对与检测系统耦合的光解离反应衍生的化合物的研究可以对复杂样品进行整体组成研究。

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