为什么光合作用项目是一个好主意?因为,否则,很容易认为植物很无聊。他们似乎没有做任何事情!它们呆在一个地方,长得很慢,我们看不见它们移动。它们不打猎、不躲藏、不飞翔、不建房、不交流,也不做任何让我们对其他生物着迷的事情。
但是植物有一个秘密!在平静的外表下,它们正忙于一个复杂的过程,为整个地球提供燃料:光合作用。
光合作用的科学课
偷偷偷看叶子里面
光合作用来自希腊语,意思是“与光一起放在一起”。
当我们人类正在努力利用太阳能为我们的家庭和汽车提供动力时,世界上的每一片绿叶都在充分利用太阳能,用水和二氧化碳“组合”食物。
它们在这个过程中制造的碳水化合物形成了食物链的基础——植物(和一些光合细菌和藻类)是唯一的食物“生产者”;所有其他生物都是“消费者”,直接或间接地以光合作用产生的食物为食。
但这并非所有 - 光合作用也是大多数生物需要呼吸的主要氧气来源。
那么它是如何工作的呢?
光合作用主要发生在绿叶中(不是五颜六色的秋叶)。
叶子是光合作用的理想选择,因为它们通常是宽阔的,并且可以吸收大量的表面积,以吸收光。
它们也很薄,这意味着像二氧化碳这样的气体可以迅速扩散。叶细胞充满了细胞器叶绿体,其中包含叶绿素,吸收光的颜料。
(叶绿素吸收所有红色和蓝色波长的光线,但它反映了绿色波长,使叶片看起来很绿。)
叶子不能在没有叶绿素的情况下进行光合作用。一些植物有杂色的叶子,白色和绿色的图案。在这些植物中,只有叶片的绿色部分可以光合作用,因为白色部件没有叶绿素。
一片叶子的叶绿体准备好并等待 - 它需要什么需要光合作用?
- 二氧化碳- 这种气体通过呼叫的毛孔进入气孔位于叶子的下侧。气孔可以在晚上闭上光合作用,或者在植物处于从叶子蒸发的太多水中的危险时的热量。
- 水- 这被根部吸收,并通过植物血管组织的木质部分送到叶子。
- 阳光- 太阳提供了使过程运行的能量!
当存在这三种元素时,发生以下化学反应(光线在括号中,因为虽然需要为反应供电,但它实际上不是反应物质之一):
- 二氧化碳+水+ [光能]→氧+葡萄糖
(化学方程式如此如此:6Co2+ 6H.2o + [光能]→6o2+ C6.H12.O.6.)
氧气通过气孔释放到空中,给我们我们需要呼吸的东西。
植物产生的葡萄糖通常比它需要的要多,所以额外的葡萄糖会以更复杂的糖或淀粉的形式储存起来,直到植物需要它们来生长或在黑暗的环境下进行光合作用时作为食物。(测试光合作用是否发生的方法之一是测试淀粉的存在。)
为了使用他们所做的食物,植物细胞必须执行细胞呼吸。
有趣的是,呼吸几乎与光合作用相反。
该细胞使用氧气和葡萄糖来产生水,二氧化碳和能量。(我们的细胞也这样做,这就是为什么我们在氧气中呼吸但呼吸二氧化碳。)
呼吸作用每时每刻都在发生,不仅仅是在白天。
您可能会想知道植物如何为我们生产氧气,因为他们必须使用它来呼吸本身进行细胞呼吸。嗯,光合作用率通常比呼吸快,所以植物产生比它所有的更多氧气。它也比立即产生更多的糖,这就是它的一些遗留物。
(许多次存储的仓库成为美国的食物 - 土豆由额外的储存淀粉制成,例如!)
所以叶子可能看起来不是很多,但真的他们是生命的基础之一。没有他们表演光合作用,你就不会呼吸或食物吃的氧气......事实上,你不会在这里!
下次看一片叶子,想想在其微观细胞中进行惊人,复杂的过程,帮助你活着。
光合作用的项目
看它发生:光合作用科学
我们周围的所有这些繁忙的植物,都会产生我们需要的生活,而且他们看起来并不像他们做任何事情。
我们如何判断它们是否在进行光合作用?一种方法是观察它们是否在释放氧气,这是光合作用最重要的副产品。
当然,我们通常不能看到叶子生产氧气,但是在使用水下工厂时观看会发生什么!
你需要什么:
你做什么:
1.用水填充水槽并将烧杯设置在其中。将一些Elodea放入烧杯中并用漏斗盖住。
2.现在把试管浸入水中,这样里面就没有空气了。把它放在水下,小心地把它放在漏斗的脖子上。不要让它的嘴露出水面。
3.将整个装置抬出水。你可以把一点水掏出罐子,所以它不会溢出。在阳光明媚的窗台上设置罐子。一旦Elodea开始光学,你就会看到它的叶子上的微小气泡,然后向上漂浮到试管中。这些泡沫是由光合作用产生的氧气!
4.将罐子留在窗台上几个小时。光合作用率将根据阳光和其他因素的强度而变化,但氧气将在试管中收集氧气。
5.当测试管大约一半的气体时,使用匹配来轻拍木夹板。轻轻吹出它,然后立即将试管直接抬起并将夹板插入其中,而不将其触摸到试管的侧面。夹板应该明亮地发光,甚至爆发回火焰!这证明了您收集的气体是氧气,这是易燃的。
发生了什么:
通常,我们看不到光合作用产生的氧气,但是当它在水下产生时,它在水中出现泡沫。
它们通过漏斗浮起来,排空试管中的水。火需要氧气才能燃烧,所以当你把夹板插入试管时,试管中的纯氧会使它发光或产生火焰。
光合作用率随几个因素而异,包括阳光强度和植物的温度。
(其他因素包括水量和二氧化碳浓度[CO2] 在空中。)
您可以设计实验以测试其中一些变量:例如,如果您将Elodea放入温水中,光合作用会更快或更慢?
通过测量在给定的时间内,当elodea被淹没在温水和冷水中时,产生了多少氧气来收集数据。
你可以用蜡笔在玻璃上标出氧气的含量,也可以用量筒代替试管,以毫升为单位进行更精确的测量。
尽量保持其他变量不变——最好是你能同时运行两个罐子,这样你就知道它们得到相同强度的阳光。如果你只有一个罐子,你怎么能确保光强是恒定的呢?你能使用太阳以外的光源吗?
(该项目适应业余自然主义者由尼克贝克。)
向光性障碍物
没有光,植物就不能通过光合作用制造食物。
阳光对植物来说非常重要,这将改变它的成长方式,使其朝向光线。
这就是所谓的光口,从希腊语中的“光”和“转弯”。你可以用室内植物看到这个:叶子成长为窗户。如果你绕过它,它最终将再次移动到窗口。
这景点到阳光有多强?植物可以在障碍物上生长来寻找光明吗?时间找出来!
你需要什么:
- 带盖子的鞋盒
- 几件纸板
- 哑光黑漆(最容易喷漆)
- 磁带
- 小花盆或发泡胶杯
- 盆栽土壤
- 豆子
你做什么:
1.切两片和盒子一样深,大约三分之二宽的纸板。
2.涂上盒子的内部,盖子内部,以及带黑色涂料的两块纸板。这将有助于减少光反射。
3.当涂料干燥时,将其中一个纸板件到盒子内侧,以便它延伸到盒子的中间。(在实验过程中,盒子将终止于其留下足够的空间,为您的花盆或杯子站在纸板上方。)将另一块纸板胶带到第一个盒子上方几英寸的盒子的另一张纸板。
4.把盒子立起来,在顶端剪一个一角硬币大小的小洞。
5.在花盆或聚苯乙烯泡沫塑料杯中的一些潮湿的土壤中植物一个或两种豆子3/4英寸深。将它放在盒子的底部并放在盖子上。(确保盖子紧紧地适合足够的光线,除了通过盒子顶部的孔外,没有光线可以进入。)
6.让豆植物浇水并每天检查一次,看看它是如何增长的。绘制或拍摄它的成长方式。
发生了什么:
豆植朝着唯一的光源,盒子顶部的洞,即使它意味着在盒子里面放在纸板障碍周围!
它需要发芽和开始生长的能量储存在种子中,但最终将食物全部用完,并且工厂需要通过光合作用来制作更多。该植物从种子试图找到光的种子中的能量将其生存。
(该项目适应业余自然主义者由尼克贝克。)