光合作用和胡蘿蔔素

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光合作用和胡蘿蔔素之间的区别

光合作用 vs. 胡蘿蔔素

光合作用是植物、藻類等生產者和某些細菌，利用光能把二氧化碳、水或硫化氢變成碳水化合物。可分为產氧光合作用和不產氧光合作用。 植物之所以称为食物链的生产者，是因为它们能够透过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量，其能量轉換效率約為6%。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物所贮存的能量，效率为10%左右。對大多數生物來説，這個過程是賴以生存的關鍵。而地球上的碳氧循环，光合作用是其中最重要的一环。. 胡蘿蔔素（carotene）是指若干种相关的不饱和烃，分子式为C40H56，由植物合成，但动物不能制造。胡萝卜素是橙色的光合色素。对于人眼视觉，各种胡萝卜素都是有颜色的。胡萝卜素使許多蔬菜和水果帶有橙色，例如甘薯或者哈密瓜。也是干枯的树叶显示橙色的原因。乳脂与黄油的黄色也是由于低浓度的胡萝卜素。那些把有颜色的胡萝卜素转化为无色的类维生素A的能力较弱的杂食动物，例如人类或者鸡，具有黄色的体脂肪，这是因为其摄入的植物性膳食中的类胡萝卜素存储在体脂肪中。 在光合作用中，胡萝卜素具有重要作用，能傳遞叶绿素所吸收的光学能量。胡萝卜素吸收了光合作用中产生的单态氧的能量，从而保护了植物的组织。 β-胡蘿蔔素是視黃醇（維生素A）的二聚物，可以在小肠粘膜处的β-胡萝卜素15,15'-单加氧酶催化下被打开生成视黄醛： β-胡蘿蔔素可存在肝脏与体脂肪中，需要时可在肝臟中轉變成一种維生素A，因此β-胡蘿蔔素是維生素A的前趨物。 其它两种结构的胡萝卜素，α-胡蘿蔔素與γ-胡蘿蔔素，在分子中只有一份视黄醇基团（β-紫罗兰酮环），也具有维生素A活性，但弱于β-胡蘿蔔素。属于叶黄素的类胡萝卜素：β-隐黄素也是如此。其它的类胡萝卜素，如番茄红素、ε-胡萝卜素，不具有β-环，因此不具有维生素A活性（但可能具有抗氧化活性或其它的生物活性）。 动物物种在转换类胡萝卜素中的视黄醇基团（β-紫罗兰酮环）为视黄醇的能力差别巨大。食肉动物一般说来转换膳食摄入的类胡萝卜素的β-紫罗兰酮环的能力很差。纯食肉动物缺少β-胡萝卜素15,15'-单加氧酶，完全不能转化任何类胡萝卜素为视黄醇，因此对于这些动物来说，胡萝卜素不算作维生素A前体。但猫能转化少量的β-胡萝卜素为视黄醛，虽然这个量完全不能满足猫的每日的视黄醛的需要量。.

叶绿素

叶绿素是存在于植物、藻类和蓝藻中的光合色素。 光合作用的第一步是光能被叶绿素吸收并将叶绿素离子化。产生的化学能被暂时储存在三磷酸腺苷(ATP)中，并最终将二氧化碳和水转化为氧氣和碳水化合物。叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱较为接近，两者在蓝紫光（430~480nm）和红光区（640~660nm）都有一吸收高峰，叶绿素ab对绿光的吸收很少，所以呈绿色。 并非只有叶子才有叶绿素，叶柄的薄壁细胞都有叶绿素的存在。就是在一片叶子之中，也并非只有叶肉细胞有叶绿素，维管束鞘和保衛細胞都有叶绿素。当秋天渐渐来临，日照时间和空气适度都逐渐变少时， 一层在叶柄和树的木质部的细胞就慢慢形成了。这层细胞妨碍了水和养料的输送，因此光合作用减产了，没有了叶绿素的叶子在短时间内就变成其他颜色了。.

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類胡蘿蔔素

類胡蘿蔔素（carotenoid）是一類有机色素，被发现存在于植物的叶绿体或者有色體、一些行光合作用的藻類，某些類型的細菌和真菌含有类胡萝蔔素。胡萝蔔素属于四萜烯有机分子色素。动物不能制造类胡萝蔔素（虽然已知一种蚜虫获得了合成胡萝蔔素——红酵母烯(torulene)的能力，因为该蚜虫体内具有产生“红酵母烯去饱和酶”的基因，源自真菌的基因水平转移）。动物从其摄食中获得类胡萝蔔素，在动物新陈代谢时有不同途径。 目前已知的類胡蘿蔔素超過600種，可分為兩大類，也就是分子中含氧原子的葉黃素类，和不含氧原子只含碳氢的胡蘿蔔素类。类胡萝蔔素一般吸收蓝光。在植物与藻类中有两大关键作用: 吸收光能用于光合作用；保护叶绿素不受光氧化损害。 对于人体，4种类胡萝蔔素，β-胡萝蔔素、α-胡萝蔔素、γ-胡萝蔔素、β-隐黄质(Cryptoxanthin)，具有维生素A活性(即它们可以转化为视黄醛)。这4种以及其它类胡萝蔔素也可用作抗氧化。在眼睛中，特定的类胡萝蔔素(叶黄素与玉米黄质)显然是直接吸收有害的蓝色与近紫外光线，保护黄斑，眼睛具有最清晰视力的部分。 膳食中富含来自天然食物(如水果或蔬菜)的类胡萝蔔素，有益于人的健康，并对于很多临床疾病具有更低的死亡率。但是，最近一项对来自68个可靠的抗氧化补充剂实验的源分析，涉及232,606受试验者，表明摄入额外的β-胡萝蔔素补充剂可能不是有益的并可能导致损害，虽然这个结论可能仅限于吸烟者。 除了著名的特例木鳖果与原棕榈油，大多数富含类胡萝蔔素的水果与蔬菜是低油脂的。因为膳食油脂被认为是影响类胡萝蔔素生物活性的重要因素，一项2005年的研究调查了是否增加鳄梨与油脂能改善人体对类胡萝蔔素的吸收。结果表明鳄梨与油脂的增加极大提高了受试验者对各种类胡萝蔔素(α-胡萝蔔素、β-胡萝蔔素、番茄红素与叶黄素)的吸收。.

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能量

在物理學中，能量（古希臘語中 ἐνέργεια energeia 意指「活動、操作」）是一個間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個物理系統對其他的物理系統做功的能力。由於功被定義為力作用一段距離，因此能量總是等同於沿著一定的長度阻擋某作用力的能力。 一個物體所含的總能量奠基於其質量，能量如同質量一般，不會無中生有或無故消失。能量就像質量一樣，是一個純量。在國際單位制（SI）中，能量的單位是焦耳，但是在有些領域中會習慣使用其他單位如千瓦·時和千卡，這些也是功的單位。 A系統可以藉由簡單的物質轉移將能量傳輸到B系統（因為物質的質量等效於能量）。然而，如果能量不是藉由物質轉移而傳輸能量，而是由其他方法轉移能量，將會使B系統產生變化，因為A系統對B系統作了功。這功表現的效果如同於一個力沿一定的距離作用在接收能量的系統裡。舉例來說，A系統可以藉由轉移（輻射）電磁能量到B系統，而這會在吸收輻射能量的粒子上產生力。同樣的，一個系統可能藉由碰撞轉移能量，而這種情況下被碰撞的物體會在一段距離內受力並獲得運動的能量，稱為動能。熱可以藉由輻射能轉移，或者直接藉由系統間粒子的碰撞而以微觀粒子之動能的形式傳遞。 能量可以不表現為物質、動能或是電磁能的方式儲存在一個系統中。當粒子在與其有交互作用的力場中受外力移動一段距離，此粒子移動到這個場的新位置所需的能量便如此的被儲存了。當然粒子必須藉由外力才能保持在新位置上，否則其所處在的場會藉由釋放儲存能量的方式，讓粒子回到原來的狀態。這種藉由粒子在力場中改變位置而儲存的能量就稱為位能。一個簡單的例子就是在重力場中往上提升一個物體到某一高度所需要做的功就是位能。 任何形式的能量可以轉換成另一種形式。舉例來說，當物體在力場中，因力場作用而移動時，位能可以轉化成動能。當能量是屬於非熱能的形式時，它轉化成其他種類能量的效率可以很高甚至達百分之百，如沿光滑斜面下滑的物體，或者新物質粒子的產生。然而如果以熱能的形式存在，則在轉換成另一種型態時，就如同熱力學第二定律所描述的，總會有轉換效率的限制。 在所有能量轉換的過程中，總能量保持不變，原因在於總系統的能量是在各系統間做轉移，當某個系統損失能量，必定會有另一個系統得到這損失的能量，導致失去和獲得達成平衡，所以總能量不改變。這個能量守恆定律，是十九世紀初時提出，並應用於任何一個孤立系統。(其後雖有質能轉換方程式的發現，但根據該方程式，亦可以把質量視為能量的另一存在形式，所以此定律可說依舊成立)根據諾特定理，能量守恆是由於物理定律不會隨時間改變而得到的自然結果。 雖然一個系統的總能量，不會隨著時間改變，但其能量的值，可能會因為參考系而有所不同。例如一個坐在飛機裡的乘客，相對於飛機其動能為零；但是相對於地球來說，動能卻不為零。.

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水

水（化学式：H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识，东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素，水是中國古代五行之一。人體有百分之七十是水。.

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