光合作用就像是陽(yáng)光下的魔術(shù),將太陽(yáng)的能量存儲(chǔ)在有機(jī)物中。這個(gè)魔術(shù)到底是怎樣完成的?陽(yáng)光當(dāng)然必不可少,它是光合作用的能量來(lái)源,也是形成葉綠素的必要條件。葉綠素采集陽(yáng)光,吸收太陽(yáng)的能量,拉開(kāi)了魔術(shù)的序幕。原料水和二氧化碳是一個(gè)都不能少。
光照和合成
植物生理學(xué)家將光合作用簡(jiǎn)單分為兩步:第一步需要光照。葉綠素吸收進(jìn)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(xué)物質(zhì)和元素合成養(yǎng)分,并釋放出氧氣。植物通過(guò)氣孔從空氣中吸入二氧化碳。二氧化碳遇到植物中的糖,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),被分解成碳元素和氧元素。葉綠體將碳、氧和氫三種元素結(jié)合,生成葡萄糖,同時(shí)額外生成氧氣,通過(guò)氣孔釋放到空氣中。
真的需要光照嗎?
你需要:四個(gè)紙杯,泥土,豌豆種子,紙巾,水,可以放進(jìn)一個(gè)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(rùn)。
第二步:當(dāng)種子開(kāi)始發(fā)芽以后(會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小的鉤),把紙杯里裝滿(mǎn)土,將豌豆種子種進(jìn)去。
第三步:將兩個(gè)紙杯放在陽(yáng)光下,將另外兩個(gè)紙杯放在陰暗的櫥子里。兩個(gè)地方的紙杯里都要持續(xù)澆水。
第四步:十天后,將長(zhǎng)出來(lái)的豌豆苗進(jìn)行比較。在櫥子里和陽(yáng)光下長(zhǎng)大的豌豆苗顏色有什么不同。觀察豌豆苗根部,再進(jìn)行比較。記錄你的觀察結(jié)果。
第五步:將玻璃罐罩住在陽(yáng)光下長(zhǎng)大的豌豆苗,把它放回到陽(yáng)光下,觀察幾日。記錄觀察到的變化。
你看到了什么?你認(rèn)為是什么原因?qū)е逻@些情況出現(xiàn)?
誰(shuí)在影響光合作用?
光照強(qiáng)度:在光照強(qiáng)度較低時(shí),植物的光合速率會(huì)隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加。但當(dāng)光照強(qiáng)度超過(guò)一定范圍之后,光合速率就不再增加,這種現(xiàn)象稱(chēng)為光飽和現(xiàn)象。在黑暗中,葉片不能進(jìn)行光合作用。
溫度:光合作用是一系列的生物化學(xué)反應(yīng),過(guò)程中需要酶的參與,而酶的活性與溫度息息相關(guān),所以溫度對(duì)光合作用也非常重要。
二氧化碳濃度:在一定濃度范圍內(nèi),隨著二氧化碳濃度的增加,光合速率加快。當(dāng)二氧化碳濃度達(dá)到一定值時(shí),光合速率不再升高。農(nóng)民伯伯常常通過(guò)施肥來(lái)增加空氣中的二氧化碳。
營(yíng)養(yǎng):葉綠體合成需要礦質(zhì)元素,如氮、鐵、鋅、錳等。氮元素可以促進(jìn)葉的生長(zhǎng)和增多,葉綠素也會(huì)隨之增加,從而增強(qiáng)光合作用。元素鉀可以調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)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(méi)有水,光合作用就不能進(jìn)行。缺水會(huì)使葉片的氣孔收縮甚至關(guān)閉,影響二氧化碳的進(jìn)入。