太阳能如何储存在植物中? 实用说明

太阳能如何储存在植物中? 看到植物处于食物链的顶端,这是人类试图理解和回答的基本问题之一。

太阳或太阳能是我们拥有的最丰富的能源,它大约有 4.6 亿年的历史,另外还有 5 亿年的氢燃料要燃烧。

太阳能,几乎涉及地球表面发生的所有其他反应的能量。 太阳能的用途怎么强调都不为过。

从为人类生存提供阳光、点亮我们的灯泡加热甚至冷却地球和水面,我们还可以将其转化为电力,为从露营车到郊区住宅到商店、工业过程以及光合作用的主要因素提供动力发生。

近年来,对人类的进一步利用包括将太阳能作为可再生能源用于电气化和其他能源运行。 太阳系中太阳能的介绍性用途之一是通过我们可以称为光合作用的过程在植物生长中使用太阳能。

那么要回答太阳能如何储存在植物中的问题呢? 我们可以简单地假设太阳能通过称为光合作用的过程存储在植物中。 您必须通读以证明我们的假设是正确还是错误。

为什么植物储存太阳能?

植物是我们在食物链和光合作用中的生产者——在植物生产食物的过程中,植物用叶子捕获光能。 这种被困住的能量有助于植物的生长。

他们还利用太阳的能量将水和二氧化碳转化为一种叫做葡萄糖的糖。

葡萄糖被植物用作能量并制造其他物质,如纤维素和淀粉。 纤维素用于构建细胞壁。 淀粉作为食物来源储存在种子和其他植物部分中。 这就是为什么我们吃的一些食物,比如米饭和谷物,都富含淀粉。

其余的被储存起来,然后在被另一种植物、动物或人类食用时运送给消费者。 也就是说,光合作用过程中储存的能量开始沿着食物链向下流入能量和碳。

同样,我们可以想到我们吸入的氧气来自哪里。 我们呼吸的氧气中有 20% 来自植物。 其余的虽然仍在进行光合作用,但通常不归类为植物。 这些是位于海洋中的微小或微小的浮游植物。

所有植物都储存太阳能吗?

是的。 所有植物都储存太阳能,就像太阳能一样,是它们生存的必要条件。 光合作用回答了“太阳能如何储存在植物中?”这个问题。 是植物生存和生长所必需的,因此,植物要生存,就需要储存太阳能。

太阳能如何储存在植物中?

大家最喜欢在其他比赛中谈论太阳能,比如使用太阳能作为可再生能源来发电,但让我们看看,太阳能是如何储存在植物中的?

在植物的其他化学和物理过程中,植物储存和用于光合作用的太阳能电磁光谱部分是可见光谱的一小部分。

现在,植物如何捕捉这种光是利用色素分子,如叶绿素 A 吸收蓝紫色和芦苇,反射绿色,叶绿素 B 吸收蓝色和橙色并反射绿色,以及其他色素,如β-胡萝卜素,使植物如胡萝卜颜色。

根据不同色素的吸收光谱,您会看到它们都在不同的位置达到峰值,从而使光合生物能够非常有效地捕获不同的波长,但大多数光合色素在波长的绿色区域具有低吸光度( 500-600)。

因此,植物根本不能非常有效地利用绿光,这就是为什么绿色会被透射和反射,这就是植物呈现绿色的原因,或者说这就是叶绿素具有绿色的原因。

太阳能通过我们简单地称为光合作用的方式储存在植物中。

现在,为了说明太阳能对于光合作用是必要的,我们将遵循一个实际的例子。

所需材料

  • 健康的盆栽植物
  • 手表玻璃
  • 试管
  • 两个烧杯加水
  • 碘溶液
  • 酒精
  • 黑纸
  • 本生灯
  • 钳子
  • 带铁丝网的三脚架
  • 滴管

工艺

  • 取一株健康的盆栽,放在暗室里24小时,
  • 24小时后,用黑色纸片覆盖其上下两侧的一片叶子,
  • 将植物放在阳光下3到4小时,
  • 3 到 4 小时后,将用黑色纸片覆盖的叶子摘下,然后去除上面的黑色纸片,
  • 将叶子在水中煮沸以杀死它,
  • 将叶子在水中煮沸后,在酒精中再次煮沸,
  • 完成后,用冷水清洗叶子并将其放入手表玻璃中,
  • 现在,在上面倒几滴碘溶液

观察

受过阳光照射的叶子会变成蓝色,其余部分没有颜色变化

结论

这表明阳光是光合作用所必需的。

现在,什么是光合作用?

这是允许所有生命生存的过程,如果不携带光合生物在糖中储存的化学能,效果将不适合进行任何涉及能量的过程。 尽管如此,光合作用的实际过程仍然很复杂。

光合作用发生在植物的叶绿体中。 仅仅一平方毫米的叶子就含有叶绿体! 叶绿体负责植物的颜色,并含有绿色的叶绿素颜色以及红色、橙色或黄色的类胡萝卜素颜色。

由于这些颜色只能吸收特定颜色的光能,因此绿色叶绿素颜色吸收更重要的蓝色至紫色太阳光线并反射绿色,而类胡萝卜素颜色吸收不太重要的绿色太阳光线并反射黄色或红色。

你知道这实际上是植物在不同季节改变颜色的原因吗? 当秋季或春季的地区阳光不那么强烈时,绿色的叶绿素就不能使用不太重要的光线,因此植物会重新使用类胡萝卜素颜色来将光合作用过程延长到冬季。

不同颜色的类胡萝卜素颜色接管并产生鲜艳的红色、橙色和黄色植物。 一堆叶绿素和类胡萝卜素的颜色共同作用,形成一个“天线复合体”。 这些复合体中的第一个是光系统 2,它有多种颜色连接到响应中心。

当来自太阳的光子撞击它们时,这些颜色会变得不稳定。 他们还将不平衡转移到响应中心。 在反应中心,一个称为脱镁叶绿素的贴片接收到不平衡,不得不放弃一些电子,这些电子传递给一系列被称为电子传输链的反应。

在转移过程中,来自 H2O 分子的电子取代脱镁叶绿素失去的电子,并通过将氧原子与其氢原子分离而被夺走。

氧气被释放到大气中,氢气被放置在一个临时位置。 这个临时点中的氢是光合作用中非常重要的一部分,我们稍后会得到它。

电子传输链最终将从脱镁叶绿素中提取的多余电子转储到称为光系统 1 的替代“天线复合体”中,该复合体的作用类似于最后一个光系统,但在响应中心为这些被丢弃的电子提供动力。

电子用于制造 NADPH,NADPH 在制糖中起着重要作用。

首先,让我们回到放在临时位置的氢气。 临时地点容纳了许多这样的氢原子,它们想去一个它们不太集中的区域。 因此,叶绿体只让氢通过一个小孔移动到外部,该小孔连接有一个泵。

氢的交叉运动以 ATP 的形式产生能量,类似于水电大坝如何利用流过它们的水来旋转能量发生器。

ATP 分子具有不喜欢彼此相邻并且不断相互推开的大原子,因此当 ATP 分子被破坏以获得能量时,细胞可以利用彼此飞离的原子的能量。

但是 ATP 并不是真正稳定的,因此植物会吸收二氧化碳并使用光系统 2 中的 NADPH 将能量转化为糖,糖也有相互推倒的原子。 这种糖制造储存了太阳的能量,并允许所有生物生命发生。

所以,下次你烧一块木头或吃一些意大利面时,请记住你正在使用从太阳储存的能量。

常见问题

  • 太阳能在光合作用中储存在哪里?

光合作用是一个非常复杂的生化途径,涉及多种化学反应。

但最终将光能、水和二氧化碳转化为糖和氧气,释放到大气中,糖也被加工成葡萄糖、蔗糖和淀粉储存,二氧化碳与核糖 1,5 二磷酸酶反应。

最终,它从卡尔文循环中合成 3-磷酸甘油醛,由此糖可以转化为葡萄糖、蔗糖或储存为称为淀粉的糖聚合物。 一些糖通过糖酵解步骤进入 TCA 循环和氧化磷酸化,最终产生大量的 ATP,这些 ATP 在细胞中用于各种其他途径。

因此,来自光能的能量被转化为糖和氧气,这些糖被储存成各种类型,并用于细胞生长和生存所需的后续途径。

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编者 at 环境去吧! | 普罗维登斯amaechi0@gmail.com | +帖子

一个充满激情的环保主义者。 EnvironmentGo 的首席内容作家。
我努力教育公众了解环境及其问题。
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