植物是怎样利用太阳能的:光能在色素中心复合体进行水的光解

植物是怎样利用太阳能的:光能在色素中心复合体进行水的光解

  
万物之源——太阳

  在漫长的生命发展史上,光合作用的出现改变了生命的发展轨迹。

  在20~30亿年以前,生物界生活着的尽是些厌氧异养生物,不仅数量有限,种类也受到限制。后来出现光合作用,人类和动物界赖以生存的能源直接、间接来自太阳光能。而将太阳光能转化为有机物中的化学能的本领是绿色植物所特有的。它通过光合作用将吸收的太阳能用于固定空气中的二氧化碳和水,并进一步转化形成有机物质。在此基础上需氧的异养的生物开始出现,从此,生物界面貌大大改观,一直演化到今天这样百花斗艳、千鸟争鸣的繁荣的境界。太阳光是以辐射能提供能源的,以光能的光子或量子形式发射出来。

  
太阳能辐射示意图

  关于这一问题科学家们已经探索了200多年,1779年英国著名科学家普列斯特列和荷兰的印根豪茨首先发现绿色植物照光以后可以“净化空气”(也就是吸收二氧化碳并放出氧气),再经约一个世纪,德国的萨克斯才证实照光的绿色植物中有淀粉形成。由于当时缺少正确的思路,而且实验手段又非常落后,所以研究工作进展缓慢。对诸如绿色植物是通过什么“机构”吸收太阳光能?这种吸收、利用光能的“机器”结构又是怎样的?二氧化碳到底怎样被固定、同化再转化为淀粉的?而氧气又是怎样放出来的?等等,那时都无法了解。直到20世纪,研究工作才加快了步伐。特别20世纪40年代以后,实验技术有了很大发展,通过各种分离、提取技术可以得到叶绿体及其色素和其他组分,高分辨率的显微镜尤其是电子显微镜用来观察光合器官的精细结构,这些技术的应用将研究工作推向深入。

  
植物光合作用示意图

  通过精细的研究发现植物吸收光能的部位是在叶绿体中,叶绿体是个结构复杂的细胞器,它由基粒和基质两部份组成;前者为一个由片层膜组成的囊状体(称类囊体)垛叠而成,膜上存在着叶绿体色素(叶绿素和类胡萝卜素)和蛋白质。叶绿体色素和蛋白质可组成不同类型的复合体,各执行不同的机能。有的色素复合体专管吸收光能,称“捕光色素”复合体;有的则担负起光能转移的功能,所有吸收的光能最终都集中到一个色素中心复合体,在那里进行电荷分离形成电子和质子,促使水的光解。

  经过成千上万科学工作者的努力,动用了世界上最先进的科学仪器和技术,终于有四位科学家在阐明光合作用的机理上取得成果而获得诺贝尔奖。但离对植物如何利用太阳能的完全了解还相当远。科学家们还未搞清十分微小的色素复合体的结构,还没有捕捉到在10~15秒以下短时间内所发生的变化,而了解植物如何利用太阳能之“谜”的关键就在那一瞬间。

植物的特点:部分科属植物特点介绍

  植物,在人们的生活周围并不少见,以其绿色、精致而得到了越来越多人的注意,也许正因为如此的普遍,越来越多的人将此植物移植于家居空间之中,使之更加的贴近于自然。那么植物的特点有哪些呢?下面小编就将带领大家一起去了解了解关于部分科属植物的特点吧。

  
植物的特点

  多肉是一种生命力十分顽强的奇特的热带植物。它翠绿的身体长着一块块长满硬刺的肥厚多浆的子叶(子叶主要用来储存水分),它么没不断向上生长,像叠罗汉似的。通常根系发达,具有很强的吸水能力。 正是这些形态结构与生理上的特性,使多肉类植物具有惊人的抗旱能力。

  
仙人掌

  1.多生长于阴湿的环境里,常见长于石面、泥土表面、树干或枝条上。体形细小。

  2.一般具有茎和叶,但茎中无导管,叶中无叶脉,所以没有输导组织,根非常简单,称为”假根”。

  3.所有苔藓植物都没有维管束构造,输水能力不强,因而限制它们的体形及高度。有假根,而没有真根。叶由单层细胞组成,整株植物的细胞分化程度不高,为植物界中较低等者。

  4.有世代交替现象。苔藓植物的主要部份是配子体,即能产生配子(性细胞)。配子体能形成雌雄生殖器官。雄生殖器成熟后释出精子,精子以水作为媒介游进雌生殖器内,使卵子受精。受精卵发育成孢子体。

  5. 孢子体具有孢蒴(孢子囊),内生有孢子。孢子成熟后随风飘散。在适当环境,孢子萌发成丝状构造(原丝体)。原丝体产生芽体,芽体发育成配子体。

  
铜钱草

  1.藻体各式各样,在外形上有时类似高等植物的根、茎、叶的构造,但在功能上都能进行光合作用、释放氧气,因而实际上藻体就是一个简单的叶,也因此,藻类植物的藻体统称为叶状体。

  2.它们的有性生殖器官一般都为单细胞,有的可以是多细胞的,但缺少一层包围的营养细胞,所有细胞都直接参与生殖作用。

  
植物的特点

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