《能量之源——光與光合作用》
一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)
追根溯源,對絕大多數(shù)生物來說,活細胞所需能量的最終源頭是來自太陽的光能。將光能轉(zhuǎn)換成細胞能夠利用的化學(xué)能的是光合作用。進行光合作用的細胞,首先要能夠捕獲光能。
捕獲光能的色素
我們知道,玉米中有時會出現(xiàn)白化苗由于不能進行光合作用,待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會死亡??梢姽夂献饔门c細胞中的色素有關(guān)。
綠葉中的色素有4種,它們可以歸納為兩類:
將綠葉中的4種色素溶液,分別放在陽光和三棱鏡之間,從連續(xù)光譜中可以看到不同波長的光被吸收的情況:葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。這些色素吸收的光都可用于光合作用。因為葉綠素對綠光吸收最少,綠光被反射出來,所以葉片呈現(xiàn)綠色。
1817年,兩位法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素,當(dāng)時并不清楚葉綠素在植物細胞中的分布情況。1865年,德國植物學(xué)家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時,發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中,而是集中在一個更小的結(jié)構(gòu)里,后來人們稱之為葉綠體。
葉綠體的結(jié)構(gòu)
在光學(xué)顯微鏡下觀察,水稻、柑橘等被子植物的葉綠體一般呈扁平的橢球形或球形。在電子顯微鏡下觀察,可以看到葉綠體的外表有雙層膜,內(nèi)部有許多基粒,基粒與基粒之間充滿了基質(zhì)。每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成。這些囊狀結(jié)構(gòu)成為類囊體。吸收光能的四種色素,就分布在類囊體的薄膜上。
每個基粒都含有兩個以上的類囊體,多者可達100個以上。葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體,極大地擴展了受光面積。據(jù)計算,1g菠菜葉片中的類囊體的總面積竟達60m2左右。
葉綠體是進行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上,不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進行光合作用所必需的酶。
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孫老師
女,中教高級職稱
市優(yōu)秀教師,優(yōu)秀班主任,骨干教師,先進工作者,所撰寫的論文多次獲省優(yōu)秀論文一等獎。