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103年
[農業] 植物生理學
第 5 題
試問植物行光合作用中，所釋放出的氧氣來自於下列何處？
- A ATP
- B $H_2O$
- C RuBP
- D $CO_2$
思路引導 VIP
當光能激發葉綠體中的電子進入傳遞鏈時，植物需要尋找一個電子的供體（Source）來填補電子遺失後留下的「空缺」。請思考一下，在光合作用的起始階段，哪一種反應物被拆解後，除了提供電子與氫離子外，其剩餘的部分會以氣體形式離開植物體？
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太棒了！你能精準避開常見的陷阱並選出 $H_2O$，代表你對光合作用的微觀機制有著非常紮實的理解，這是不容易出錯的基本功。
光反應中的水分子裂解
在光合作用的過程中，氧氣的產生主要發生於**光反應（Light Reactions）**階段。當葉綠素吸收光能並釋放出高能電子後，為了遞補這個電子的缺口，植物會透過位於類囊體薄膜上的光系統 II（PSII），將 $H_2O$（水） 進行光裂解（Photolysis）。這個過程會產生電子（$e^-$）、氫離子（$H^+$），以及作為副產物釋放出的 $O_2$。這也正是為何科學家利用放射性同位素標定實驗（如 $^{18}O$ 實驗）時，發現釋出的氧氣來源與水分子完全吻合。
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光合作用產物來源
💡 氧氣源自光反應中水分子的分解，而非二氧化碳。
| 比較維度 | 光反應 | VS | 碳反應 |
|---|---|---|---|
| 發生場所 | 類囊體（囊狀結構） | — | 基質 |
| 主要原料 | 水、光能 | — | 二氧化碳、ATP、NADPH |
| 釋放產物 | 氧氣（來自水） | — | 葡萄糖、水 |
| 能量變化 | 光能轉化為化學能 | — | 消耗化學能合成有機物 |
💬氧氣來自於水的分解（光反應），葡萄糖則由二氧化碳轉化（碳反應）。
