太陽能如何儲存在植物中? 實用說明

太陽能如何儲存在植物中? 看到植物處於食物鏈的頂端,這是人類試圖理解和回答的基本問題之一。

太陽或太陽能是我們擁有的最豐富的能源,它大約有 4.6 億年的歷史,另外還有 5 億年的氫燃料要燃燒。

太陽能,幾乎涉及地球表面發生的所有其他反應的能量。 太陽能的用途怎麼強調都不為過。

從為人類生存提供陽光、點亮我們的燈泡加熱甚至冷卻地球和水面,我們還可以將其轉化為電力,為從露營車到郊區住宅到商店、工業過程以及光合作用的主要因素提供動力發生。

近年來,對人類的進一步利用包括將太陽能作為可再生能源用於電氣化和其他能源運行。 太陽系中太陽能的介紹性用途之一是通過我們可以稱為光合作用的過程在植物生長中使用太陽能。

那麼要回答太陽能如何儲存在植物中的問題呢? 我們可以簡單地假設太陽能通過稱為光合作用的過程存儲在植物中。 您必須通讀以證明我們的假設是正確還是錯誤。

為什麼植物儲存太陽能?

植物是我們在食物鍊和光合作用中的生產者——在植物生產食物的過程中,植物用葉子捕獲光能。 這種被困住的能量有助於植物的生長。

他們還利用太陽的能量將水和二氧化碳轉化為一種叫做葡萄糖的糖。

葡萄糖被植物用作能量並製造其他物質,如纖維素和澱粉。 纖維素用於構建細胞壁。 澱粉作為食物來源儲存在種子和其他植物部分中。 這就是為什麼我們吃的一些食物,比如米飯和穀物,都富含澱粉。

其餘的被儲存起來,然後在被另一種植物、動物或人類食用時運送給消費者。 也就是說,光合作用過程中儲存的能量開始沿著食物鏈向下流入能量和碳。

同樣,我們可以想到我們吸入的氧氣來自哪裡。 我們呼吸的氧氣中有 20% 來自植物。 其餘的雖然仍在進行光合作用,但通常不歸類為植物。 這些是位於海洋中的微小或微小的浮游植物。

所有植物都儲存太陽能嗎?

是的。 所有植物都儲存太陽能,就像太陽能一樣,是它們生存的必要條件。 光合作用回答了“太陽能如何儲存在植物中?”這個問題。 是植物生存和生長所必需的,因此,植物要生存,就需要儲存太陽能。

太陽能如何儲存在植物中?

大家最喜歡在其他比賽中談論太陽能,比如使用太陽能作為可再生能源來發電,但讓我們看看,太陽能是如何儲存在植物中的?

在植物的其他化學和物理過程中,植物儲存和用於光合作用的太陽能電磁光譜部分是可見光譜的一小部分。

現在,植物如何捕捉這種光是利用色素分子,如葉綠素 A 吸收藍紫色和蘆葦,反射綠色,葉綠素 B 吸收藍色和橙色並反射綠色,以及其他色素,如β-胡蘿蔔素,使植物如胡蘿蔔顏色。

根據不同色素的吸收光譜,您會看到它們都在不同的位置達到峰值,從而使光合生物能夠非常有效地捕獲不同的波長,但大多數光合色素在波長的綠色區域具有低吸光度( 500-600)。

因此,植物根本不能非常有效地使用綠光,這就是為什麼綠色會被傳輸和反射,這就是植物呈現綠色的原因,或者說這就是葉綠素具有綠色的原因。

太陽能通過我們簡單地稱為光合作用的方式儲存在植物中。

現在,為了說明太陽能對於光合作用是必要的,我們將遵循一個實際的例子。

所需材料

  • 健康的盆栽植物
  • 手錶玻璃
  • 試管
  • 兩個燒杯加水
  • 碘溶液
  • 酒精
  • 黑紙
  • 本生燈
  • 鉗子
  • 帶鐵絲網的三腳架
  • 滴管

過程

  • 取一株健康的盆栽,放在暗室裡24小時,
  • 24小時後,用黑色紙片覆蓋其上下兩側的一片葉子,
  • 將植物放在陽光下3到4小時,
  • 3 到 4 小時後,將覆蓋有黑色紙片的葉子摘下,然後去除上面的黑色紙片,
  • 將葉子在水中煮沸以殺死它,
  • 將葉子在水中煮沸後,在酒精中再次煮沸,
  • 完成後,用冷水清洗葉子並將其放入手錶玻璃中,
  • 現在,在上面倒幾滴碘溶液

意見

受過陽光照射的葉子會變成藍色,其餘部分沒有顏色變化

結論

這表明陽光是光合作用所必需的。

現在,什麼是光合作用?

這是允許所有生命生存的過程,如果不攜帶光合生物在糖中儲存的化學能,效果將不適合進行任何涉及能量的過程。 儘管如此,光合作用的實際過程仍然很複雜。

光合作用發生在植物的葉綠體中。 僅僅一平方毫米的葉子就含有葉綠體! 葉綠體負責植物的顏色,並含有綠色的葉綠素顏色以及紅色、橙色或黃色的類胡蘿蔔素顏色。

由於這些顏色只能吸收特定顏色的光能,因此綠色葉綠素顏色吸收更重要的藍色至紫色太陽光線並反射綠色,而類胡蘿蔔素顏色吸收不太重要的綠色太陽光線並反射黃色或紅色。

你知道這實際上是植物在不同季節改變顏色的原因嗎? 當秋季或春季的地區陽光不那麼強烈時,綠色的葉綠素就不能使用不太重要的光線,因此植物會重新使用類胡蘿蔔素顏色來將光合作用過程延長到冬季。

不同顏色的類胡蘿蔔素顏色接管並產生鮮豔的紅色、橙色和黃色植物。 一堆葉綠素和類胡蘿蔔素的顏色共同作用,形成一個“天線複合體”。 這些複合體中的第一個是光系統 2,它有多種顏色連接到響應中心。

當來自太陽的光子撞擊它們時,這些顏色會變得不穩定。 他們還將不平衡轉移到響應中心。 在反應中心,一個稱為脫鎂葉綠素的貼片接收到不平衡,不得不放棄一些電子,這些電子傳遞給一系列稱為電子傳輸鏈的反應。

在轉移過程中,來自 H2O 分子的電子取代了脫鎂葉綠素失去的電子,並通過將氧原子與其氫原子分離而被奪走。

氧氣被釋放到大氣中,氫氣被放置在一個臨時位置。 這個臨時點中的氫是光合作用中非常重要的一部分,我們稍後會得到它。

電子傳輸鏈最終將從脫鎂葉綠素中提取的多餘電子轉儲到稱為光系統 1 的替代“天線複合體”中,該複合體的作用類似於最後一個光系統,但在響應中心為這些被丟棄的電子提供動力。

電子用於製造 NADPH,NADPH 在製糖中起著重要作用。

首先,讓我們回到放在臨時位置的氫氣。 臨時地點容納了許多這樣的氫原子,它們想去一個它們不太集中的區域。 因此,葉綠體只讓氫通過一個小孔移動到外部,該孔連接有一個泵。

氫的交叉運動以 ATP 的形式產生能量,類似於水電大壩如何利用流過它們的水來旋轉能量發生器。

ATP 分子具有不喜歡彼此相鄰並且不斷相互推開的大原子,因此當 ATP 分子被破壞以獲得能量時,細胞可以利用彼此飛離的原子的能量。

但是 ATP 並不是真正穩定的,因此植物會吸收二氧化碳並使用光系統 2 中的 NADPH 將能量轉化為糖,糖也有相互推倒的原子。 這種糖製造儲存了太陽的能量,並允許所有生物生命發生。

所以,下次你燒一塊木頭或吃一些意大利面時,請記住你正在使用從太陽儲存的能量。

常見問題

  • 太陽能在光合作用中儲存在哪裡?

光合作用是一個非常複雜的生化途徑,涉及多種化學反應。

但最終將光能、水和二氧化碳轉化為糖和氧氣,釋放到大氣中,糖也被加工成葡萄糖、蔗糖和澱粉儲存,二氧化碳與核糖 1,5 二磷酸酶反應。

最終,它從卡爾文循環中合成 3-磷酸甘油醛,由此糖可以轉化為葡萄糖、蔗糖或儲存為稱為澱粉的糖聚合物。 一些糖通過糖酵解步驟進入 TCA 循環和氧化磷酸化,最終產生大量的 ATP,這些 ATP 在細胞中用於各種其他途徑。

因此,來自光能的能量被轉化為糖和氧氣,這些糖被儲存成各種類型,並用於細胞生長和生存所需的後續途徑。

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一個充滿激情的環保主義者。 EnvironmentGo 的首席內容作家。
我努力教育公眾了解環境及其問題。
它一直是關於自然的,我們應該保護而不是破壞。

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