|
植物是地球上最常见的生命形态之一，据不完全统计，植物界现存大约有450000种植物，同时，越来越多的新物种不断被发现，让植物这个大家庭逐渐壮大。
植物分布广泛，从汪洋大海到岩石矿洞，从森林草原到沙漠戈壁，都能见到它们的身影。 作为生态系统的基石——生产者的重要组成，植物通过光合作用把太阳能转化为化学能，并储存在有机物中，不光用于自身生长、发育、繁殖，也为生态系统中其他生物所用。植物的光合作用是植物主要的物质和能量来源，也是生物圈物质循环和能量流动的重要环节。
光合作用：形成物质、能量循环“闭环” 光合作用，概括的说，就是把光能转化为化学能的生化作用，是植物、藻类等生产者和某些细菌特有的功能。以光合总量作为参考，植物无疑是光合作用的“老大哥”。 植物的祖先通过与蓝藻内共生，形成了含有叶绿体的质体，并获得了吸收太阳能将二氧化碳和水合成有机物，即光合作用的能力。
绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳（CO2）和水（H2O），生产有机物质并释放氧气，能量转化效率约为6%。转化的大部分能量储存在有机物中，食物链的消费者通过食用，可以摄入植物储存在有机物中的能量，这一过程的能量转化效率约在10%~20%。 光合色素：光反应的催化剂 光合作用发生在叶绿体中，主要包括光反应和暗反应两个阶段，光反应阶段完成光能的吸收、转化、光合磷酸化；暗反应阶段完成有机物的合成，又称碳循环、卡尔文循环。
其中，光反应阶段在叶绿体的类囊体膜上进行，在类囊体膜上，主要存在有四种光合色素：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素，它们在光合作用中参与吸收、传递光能或引起原初光化学反应。
不同的光合色素具有不同的组成和结构，各司其职，相互协作。依据功能不同，光合色素可分成聚光色素和反应中心色素两类。 聚光色素包括大部分叶绿素a、全部叶绿素b和类胡萝卜素，功能是捕获光能，并传递给中心色素，并不直接参与光反应。 反应中心色素实质上是少数处于特殊状态的叶绿素a对，能将光能转化为化学能，储存在ATP和NADPH中，供暗反应阶段使用。
挑剔的光和色素：吸收特定波长的光 事实上，每一种物质，每一种分子、离子都有特定吸收波长，光合色素亦是如此，而且不同光合色素具有不同的光波吸收值。
上图是光合色素吸收光谱，有吸收光谱可知，叶绿素的吸收值集中在400~460nm和600~660nm范围内，这一波长范围内为蓝紫光和红光；类胡萝卜素的光吸收值则集中在420~500nm，这一波长范围主要是蓝紫光。 太阳光作为一种复色光，具有较宽的连续谱，分为可见光与不可见光两部分。可见光的波长为400～760nm，散射后分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，集中起来则为白光。
由于光合色素只能吸收特定波长的光，因此，光能利用率只有6%。 结论： 光合作用作为植物进行光能吸收和物质生产的唯一途径，不只是对于植物的生长具有重要意义，也是生态系统稳定的保障。进行光能吸收、转化所依赖的光合色素只能吸收特定波长的光，主要是蓝紫光和红光，其他颜色的光虽然也能吸收，但效率极低，无法维持光反应正常进行，因而光合作用也就无法进行。
在农业生产中，适当增加植物光照中蓝紫光和红光的比例和照射时间，可有效提高植物生长速率，对缩短植物的生长周期及增加收益有着重要意义。
|
|
|
