[转载]【引用】光合作用产生水吗？

 

 如果我说光合作用要产生水，可能大家都皆大欢喜。光合作用产生水，来源于光合作用的总反应式：6CO2+12H2O-->C6H12O6+6O2+6H2O或者CO2+2H2O*-->（CH2O）+O2*+H2O。而现在我要说的是“光合作用不产生水”，（即光合作用的总反应式里没有水的产生）。当我说出这样的话时，我也知道我可能招来骂声一片，也引来无数人的驳斥，但我还是要说：光合作用不产生水。

   最先看到这个内容是在QQ群里，有人发了个贴子：说光合作用暗反应不产生水。我很奇怪！在我们高中的许多试题中都有关于光合作用产生水的内容，并且产生的水就是暗反应产生的。

当有人提出暗反应不产生水时，我发出了质疑：现在大家应看清光合作用的总反应式：6CO2+12H2O-->C6H12O6+O2+6H2O,这个反应式体现了前后原子的平衡性，原料和产物的对应关系，不管中间反应是如何复杂，如果这个反应式正确，而产物中水的O又来自CO2，那可以毫无疑问的认为光合作用产生的水来自暗反应。当时我对我的论断是深信无疑,我还号召与我同一观点的人一起去反驳。

当我走入“内质网-生物学互动平台（II）”，看到里面的老师非常认真地探讨暗反应不产生水的原因。我也找出了〈植物生理学〉，认认真真地想从中找出暗反应产生水的蛛丝马迹。我把书中所提到的化合物一个个进行比较，找各化合物原子的走向。在这过程中使我重新认识了光合作用的全过程。我也发现了光合作用的暗反应不产生水。

我又反过来思考：为什么要在光合作用的总反应式中写出产生水？我找到了光合作用产生水的论述：在潘瑞炽《植物生理学》（第二版）（上）P91有这样一句话“既然光合作用的原料CO2和H2O都有氧，而光合作用放出的氧是来自水，所以，为了明确起见，将光合作用方程式作一些改变：CO2+2H2O*-->（CH2O）+O2*+H2O”；在高中生物（第一册）（2002审查通过）教师用书P61有这么一段描述“光合作用的总反应式一般可以写成：CO2+H2O-->（CH2O）+O2从这个总反应式看出，光合作用只有水的分解，没有水的生成，但是，根据用氧的同位素18O所做的标记实验，光合作用中所释放出来的O2完全来自H2O。所以，光合作用的总反应式应写成：CO2+2H2O*-->（CH2O）+O2*+H2O这说明在光合作用过程中，一方面有水的分解，产生出分子态氧，另一方面又有水的生成，即H2O中的H与CO2中的O形成了新的水分子。”通过这些论述，我没有找到光合作用暗反应产生水的论述，而得到的结果是CO2和H2O最终反应后，生成（CH2O），CO2中的O没有最终用完，所以用生成H2O为O找个最终归宿。

难道CO2中的生成有机物后多出的O的去路只有水吗？答案是否定的！！我们来看卡尔文循环中最重要的过程：CO2首先被RuBP（1，5-二磷酸核酮糖）固定，生成两分子的PGA（3-磷酸甘油酸），这时CO2中的O全在3-磷酸甘油酸中；随后3-磷酸甘油酸被ATP磷酸化，形成DPGA（1，3-二磷酸甘油酸），这时CO2中的O还在1，3-二磷酸甘油酸中，然后1，3-二磷酸甘油酸被NADPH还原，生成PGAld（3-磷酸甘油醛）和磷酸，这时可以发现CO2中的O一个保留在3-磷酸甘油醛中，另一个进入产生的磷酸中。至此，生成PGAld时，CO2完成了从无机物到有机物的转化，光能也转化为有机物中稳定的化学能（潘瑞炽：CO2一旦被还原到3-磷酸甘油醛，光合作用的贮能过程便完成）。而“生成的PGAld（3-磷酸甘油醛）除了满足循环再生RuBP外，其余被运转到细胞质中，并迅速转化为葡萄糖-1-磷酸和果糖-6-磷酸。这两者经过进一步的转化，形成磷酸蔗糖并经过水解而形成蔗糖。PGAld经过一系列的酶促反应后，还可以形成淀粉。淀粉可以暂时储存在叶绿体的基质中。”（〈生物第一册教师教学用书〉P61）。

通过我的了解，CO2中的O一个保留在3-磷酸甘油醛随C原子最后存在于生成的蔗糖或淀粉中（即光合作用总反应式中的产物（CH2O）中），另一个O存在于NADPH还原时产生的磷酸中。没有水的生成。

我不否认光合作用过程中产生水，不管是光反应的ATP的形成要产生水，还是通过暗反应，直到最终形成淀粉蔗糖等产物时产生水（假如包括在叶绿体外完成的糖类等有机物的最终合成也算作光合作用），而我想到的是光合作用的总反应式：CO2+H2O-->（CH2O）+O2,需不需要将产物水写上去。因为这个反应式表示的是光合作用的原料只是CO2和H2O，而产物是有机物和氧气。在过去的反应式中产物出现水，是为了给CO2中的氧找一个合理的出路。现在我发现，在CO2转化为有机物中并没有产生水。CO2另一个O存在于NADPH还原时产生的磷酸中，而磷酸再去参与光反应产生水，这时CO2中的O可能进入产生的水中，我认为这不能再算到光合作用的总反应。也就是光反应产生水，实际超出了这个总反应式（或者在总反应式中本来就不考虑）。如果要将光反应合成ATP产生的水写入总反应式，为什么只写水，而不写ADP、ATP、NADP+、RuBP。。。。等等参与反应的原料和产物。

所以我的观点是光合作用的原料CO2和H2O在生成糖类等有机物中多出来的O并不是转化为H2O而是存在于其他的化合物中，而有的人提出在光合作用中由于ATP的产生或其他反应产生水，作为光合作用总反应最后产生的水是不正确的。光合作用作为一系列复杂的生化反应，其间有水的消耗也有水的生成这是不用质疑的，但将光合作用简单化后，为了原子的平衡，而随便找个产物（H2O）作为反应物中的H和O的去路这是不科学的，也是不严谨的！

 大家都有这样的常识，水是生物体内重要的物质，有机物的水解，缩合，氧化，还原等等，都伴随着水的参与和水的形成。光合作用作为生物中重要的生理活动，不是简单的几次化学反应就能完成的，而是由许多物质参与，反应多元的，一系列化学反应组成，其中还有我们可能现在未知的化学反应存在。可以肯定的是在这些化学反应中，总有一些环节是离不开水的，也许是参与者，也许是产物。所以争论在反应过程中是否产生水，是毫无意义的。 
   而总反应式拼弃了反应的复杂过程，揭示反应的最重要内容，使我们了解了光合作用的实质。 
   通过讨论，大家应该看到，过去写的光合作用的总反应式（无论是：6CO2+12H2O-->C6H12O6+6H2O+6O2，还是：CO2+H2O*-->(CH2O)+H2O+O2*)都是错误的。光合作用的总反应式的产物中没有水。

综上所述，我们应该否认光合作用的总反应式中有水的产生！！！ 
（1）如果要用一个简单的总反应式来表示光合作用的原料和产物，应表示为：CO2+H2O--->（CH2O)+O2,这个总反应式中，可标注产物中氧的来源：CO2中的氧在（CH2O）中，O2全部来自水，而并不要求前后原子的平衡。 
（2）如果要用一个完整的反应式来表示原料和产物并使各原子数前后相等，反应式应写为：CO2+H2O+X--->（CH2O）+O2+Y，这个反应式中，在原料上要加上除二氧化碳和水外另外的物质（包括有机物），在产物上除了（CH2O）和氧气，还要有别的物质（但这种物质绝不是水）