光合作用就像是陽光下的魔術,將太陽的能量存儲在有機物中。這個魔術到底是怎樣完成的?陽光當然必不可少,它是光合作用的能量來源,也是形成葉綠素的必要條件。葉綠素采集陽光,吸收太陽的能量,拉開了魔術的序幕。原料水和二氧化碳是一個都不能少。
光照和合成
植物生理學家將光合作用簡單分為兩步:第一步需要光照。葉綠素吸收進行光合作用所必需的光能,將水分解成氫元素和氧元素。第二步需要化學物質和元素合成養分,并釋放出氧氣。植物通過氣孔從空氣中吸入二氧化碳。二氧化碳遇到植物中的糖,發生化學反應,被分解成碳元素和氧元素。葉綠體將碳、氧和氫三種元素結合,生成葡萄糖,同時額外生成氧氣,通過氣孔釋放到空氣中。
真的需要光照嗎?
你需要:四個紙杯,泥土,豌豆種子,紙巾,水,可以放進一個紙杯的玻璃罐,一把直尺,紙和鉛筆。
第一步:用一張濕紙巾包上幾粒豌豆種子,不斷地澆上溫水,確保紙巾一直濕潤。
第二步:當種子開始發芽以后(會出現一個小的鉤),把紙杯里裝滿土,將豌豆種子種進去。
第三步:將兩個紙杯放在陽光下,將另外兩個紙杯放在陰暗的櫥子里。兩個地方的紙杯里都要持續澆水。
第四步:十天后,將長出來的豌豆苗進行比較。在櫥子里和陽光下長大的豌豆苗顏色有什么不同。觀察豌豆苗根部,再進行比較。記錄你的觀察結果。
第五步:將玻璃罐罩住在陽光下長大的豌豆苗,把它放回到陽光下,觀察幾日。記錄觀察到的變化。
你看到了什么?你認為是什么原因導致這些情況出現?
誰在影響光合作用?
光照強度:在光照強度較低時,植物的光合速率會隨著光照強度的增強而增加。但當光照強度超過一定范圍之后,光合速率就不再增加,這種現象稱為光飽和現象。在黑暗中,葉片不能進行光合作用。
溫度:光合作用是一系列的生物化學反應,過程中需要酶的參與,而酶的活性與溫度息息相關,所以溫度對光合作用也非常重要。
二氧化碳濃度:在一定濃度范圍內,隨著二氧化碳濃度的增加,光合速率加快。當二氧化碳濃度達到一定值時,光合速率不再升高。農民伯伯常常通過施肥來增加空氣中的二氧化碳。
營養:葉綠體合成需要礦質元素,如氮、鐵、鋅、錳等。氮元素可以促進葉的生長和增多,葉綠素也會隨之增加,從而增強光合作用。元素鉀可以調節氣孔運動等。它們都是光合作用的好幫手。
水:水是光合作用的主要原料,沒有水,光合作用就不能進行。缺水會使葉片的氣孔收縮甚至關閉,影響二氧化碳的進入。