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才华横溢但个性羞怯的英国生化学家罗宾·希尔，在1960年率先提出了该反应机制，被他称为光合作用的“能量简历”
。
希尔因话少而知名，以至于当他的论文1960年在《自然》上发表时，同实验室的同事都还不清楚他在研究些什么。
事实上，Z型反应并不全是根据希尔自己的研究解开的，而是从一连串其他的实验观察结果中拼凑出来的，当然希尔自己的研究起了最重要的作用。
在这些实验中首先要注意的，就是热力学造成的有趣结果。
光合作用，顾名思义就是要合成东西，不只合成有机分子，同时还合成生命的“能量货币”
——ATP。
出乎意料的是，两者似乎有某种偶联关系，光合作用合成越多有机分子，也就产生越多的ATP，反之亦然（如果有机分子产量降低，ATP也会跟着减少）。
显然太阳慷慨地同时提供了两份午餐。
让人惊讶的是，希尔仅从这一现象就看透了光合作用的内部机制。
俗话说得好：所谓天才就是比其他人先一步看到明摆着的事实。
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如同希尔难懂的语言风格，Z型反应这个名称其实也有误导之嫌。
字母Z其实应该转90度变成N，才是对光合作用能量变化比较精确的描述。
先看看N左边那垂直上升的一笔，这代表一个吸能反应，要由外界提供能量让它进行。
接着成对角线的下斜笔画则代表一个放能反应，它放出的能量将被撷取，并以ATP的形式储存起来。
最后上升的一笔又是一个吸能反应，又要靠外界提供能量。
光合作用的两个光系统——光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，刚好就位于字母N的两根支柱的底部。
一个光子撞击光系统Ⅰ，将一个电子激发到比较高的能级，接着这个电子的能量会像下楼梯一样，经由许多反应释放出来，刚好用来合成ATP。
当电子降到低能级时正好来到光系统Ⅱ，而第二个光子又再度将这个电子激发到高能级，此时电子会直接传给二氧化碳去合成糖。
下图像游乐园里的力量测试游戏机的漫画，可以帮助我们了解整个过程（见图3.1）。
在图中打击者用一个槌子敲击跷跷板，让另一端的金属环往上冲，传给站在顶端的人。
在这个游戏机里，槌子提供能量激发了金属环，而在光合作用里阳光做了这件事。
图3.1 Z型反应漫画。
光子的能量被画成一个槌子，将电子激发到高能级。
接着电子被传递到一个较低的能级，该过程会释放出一些能量供细胞使用。
第二个光子又将电子激发到更高的能级，在那里，电子被捕获形成一个高能量的分子（NADPH），然后与二氧化碳反应，形成一个有机分子。
整个Z型反应（或者你高兴叫它N型反应也可以）的作用过程迂回难解，但是它背后却有个很好的理由。
因为如此一来即可以从水中取出电子，又可以将二氧化碳合成糖，除此之外，化学上怕是别无他法。
这主要关系到电子转移的本质，或用术语来说是某些特定化合物对电子的化学亲和力。
如前所述，水分子极为稳定，意味着电子和水分子的亲和力极高。
要从水中偷走电子，就需要非常大的拉力，或者说，需要一个很强的氧化剂。
这个强力氧化剂就是处于贪婪状态的叶绿素。
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