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葡萄病害综合管理基础知识系列:叶绿体和光合作用

 二小子的小脚丫 2017-07-31

对于大多数生物来说,生长和发育所需要的主要营养物质与能量,是蛋白质、脂肪、淀粉等有机物质,人,也是一样,馒头、面包、米饭为我们提供以淀粉和粗蛋白为主的营养及能量,肉、蛋、奶为我们提供以蛋白质和脂肪为主的营养与能量,蔬菜和水果等为我们提供维生素、氨基酸等为主的营养和能量。唯一常食用的盐,是无机物质,但吃多了是不行的。其它动物,不论是草食性的牛羊还是肉食性的虎狼,或者杂食性的猪,也是如此。细菌、真菌和病毒,不论是对人类有益的还是有害的,也都是以获取氨基酸、葡萄糖、维生素等有机物为主。那么,这些有机物质又是从哪里来的?


几乎所有生物赖以生存的有机物质与能量,都是直接或间接的来自绿色植物。绿色植物能够把二氧化碳和水合成为有机物质,同时把光能转换为化学能,这就是光合作用。


可以毫不夸张的说,植物的光合作用就是人类生存的基础。


植物为什么要有光合作用呢,其实它和其它生物获取营养与能量的原因是一样的。植物的生长和发育,同样需要有机物质和能量。但和其它生物不一样的是,它能够通过独有的光合作用自己制造。所以,绿色植物能够这种自给自足的生活方式,叫做自养,其它生物只能从植物体那里直接或间接获取有机物质,叫做异养。所以,凡是能够进行光合作用的绿色植物是自养型生物(一少部分细菌也是自养生物),其它大多数生物是异养型生物


光合作用发生在植物的绿色器官中,主要是叶片内,因为这些绿色实际上就是叶绿体内的叶绿素显现出来的。


为什么叶绿素是绿色的?因为我们肉眼看到的阳光是由不同波长的光粒子组成的,是红橙黄绿青蓝紫七种色泽光的综合表现,叶绿素吸收最多的是波长比较短的紫光和蓝光,波长较长的红光。绿色的光不能被吸收,或被反射或穿过叶绿体,所以,我们就会看到叶片是绿色的。



下面,我们把叶片纵切开来,看看它里面的结构,叶绿体在哪里。




在上表皮的下面是排列整齐的一个个叶肉细胞,每一个细胞里面都含有很多的绿色细胞器-叶绿体,这些细胞因为排列的像是栅栏一样整齐,所以又叫做栅栏组织细胞。这就是叶片发生光合作用的主要场所。



把叶绿体放大,从外观上看,它像是一个我们平时盛菜的盘子,一面凹,一面凸。当光线微弱暗淡的时候,它就会以盘子的凹面对准光线,以接收到更多的光,当光照特别强的时候,它则以盘子的侧边迎接光线,避免受到伤害。




剖开叶绿体,其结构是这样的。



它有两层膜保护,里面是能够流动的含有多种生物酶的基质,多个含有叶绿素的类囊体叠垛在一起构成基粒基质片层再把基粒联接在一起。在基质中还有核糖体、淀粉粒,甚至DNA。




光合作用就是在叶绿体中进行的



我们知道,光实际上是由一个个粒子组成的,就像是一颗颗快速运动的子弹,当它击中叶片中的叶绿体时,以携带的巨大能量冲击类囊体中的叶绿素分子,叶绿素分子旋即冲出一个电子奔向其它叶绿素分子,依次传递冲击,等同于形成一股电流,把水分子“破解”成氧气并从气孔释放出来,同时形成氢离子和NADP相结合为NADPH,最后以ATP携带着“浓缩的”超级能量,以NADPH的形式携带着氢质子,进入基质中正在运转的卡尔文生物合成循环(相当于生产流水线),生产出光合作用的产品:葡萄糖





简单地说,叶绿体中由多个类囊体堆叠在一起的基粒,相当于是把光能转换为活跃态化学能ATP的发电厂,为基质中正在进行生产的卡尔文循环提供能量。


光合作用的直接原料是二氧化碳和水,能量是光,底料是基质中的各种生化物质,产品是葡萄糖,副产品是氧气。


经过光合作用生产出来的葡萄糖,其实也是细胞内正在进行着的各种代谢反应的底料,很快就会被呼吸作用分解,或被进一步合成为纤维素、淀粉等以供应叶片自身的生长,剩余下的葡萄糖经过叶脉中的筛管,经过叶柄、茎中的筛管,输送到其它器官,尤其是果实。在果实内,随着果实的发育再陆续转化为氨基酸、蛋白质、维生素、果糖等等。最终形成植物的产量,被我们收获和利用。


综上了解,我们是不是可以这样认为,光合作用是葡萄品质和产量的基础,葡萄叶片越多,其中的叶绿素越多,光合作用就会进行的越多,产量和品质越好?请各位发表见解讨论。


下一篇,重点说说如何调节好葡萄叶片生长及其光合作用,以获得更多更好的果实。欢迎持续关注。






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