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Posted By Mr. Thursday 石油價格和食品價格不斷上升,能源危機,無論是機器要用的石油、還是生物要用的食物,都慢慢顯現出來,除此之外,二氧化碳產生的溫室效應,也開始在氣候上面表現出來。面對這些危機,我們人類也開始有相對應的措施。太陽能發電,就是一種替代能源的方式,然而在研究太陽能發電之前,我們不妨也來看看,現在已經存在的太陽能發電,在生物上的模型,也就是植物的「葉綠體」了!葉綠體 (chloroplast) 是植物裡面負責將陽光,轉換成食物的地方。您看!自然界多麼巧妙!二氧化碳太多嗎?植物光合作用正需要它!能源危機嗎?植物的光合作用正是要產生糖類,之後無論是要當成食物、還是生質柴油 (diesel fuel),都可以!唯一需要的,就是陽光、二氧化碳、和水,產出除了食物、水、還有呼吸需要的氧氣呢!這實在是太美好啦!就讓我們先來看看,葉綠體裡面是什麼樣子的作用,可以成為這麼好的太陽能發電廠呢? 圖1 光合作用流程圖 上面這張圖可以看到,光合作用需要二氧化碳 (CO2) 和 水(H2O),下面則是有氧氣 (O2) 和 蔗糖 (sucrose) 。當然啦,還有最重要的太陽光在左上角。光合作用整個分成兩大部分,左手邊負責把太陽光的能量,轉換成電子的動能,用來產生細胞的能量貨幣 ATP ,右手邊則是把產生出來的 ATP 用來驅動右手邊的加爾文循環 (Calvin Cycle) ,產生蔗糖。如果讀者不大了解 ATP 是什麼,可以把ATP想像成細胞裡面傳遞能量的一種物質,就好像我們平常買賣會用錢幣或紙鈔一樣,ATP 就是一種細胞交易能量的貨幣。   圖2 葉綠體 接著,讓我們看看葉綠體的結構,葉綠體如上圖所示,裡面有許多綠色圓柱,是由一片一片類囊體 (thylakoid) 疊起來的。類囊體 (thylakoid) 和粒線體一樣,有內外兩層細胞膜。在粒線體: 細胞的發電機裡面我們曾經介紹動物把吃進去的食物,怎樣子透過粒線體,轉換成細胞交換能量的貨幣單位ATP,其中粒線體也是一個具有內外兩層細胞膜的胞器。 下面這張圖則是顯示葉綠體,在葉子裡面的哪個地方。左上角是葉子,右下角就是葉綠體。

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