光合作用——最普遍的化学反应(1)
看着满山遍野的野花，你或许觉得大自然太奢侈了，美好的东西似乎少一点才值得珍惜，因为“物以稀为贵”。在人们的印象中，重要的、美好的事物往往是最少的。但也不尽然，曾经获得不下10次诺贝尔奖的光合作用， 不仅被誉为“地球上最重要的化学反应”，同时也是“地球上最普遍的化学反应”。
光合作用一般是指植物利用光能把二氧化碳和水转化成糖、淀粉等有机物，同时放出氧气的过程，是大自然进行原初生产的动力。叶绿体和细胞质是光合作用的主要场所。植物叶片之所以是绿色是因为包含叶绿体，所以有人认为只有叶片才能进行光合作用。其实，还有很多植物的组织和器官含有叶绿体，这是光合作用之所以普遍的根本原因。除绿色植物外，细菌、藻类甚至动物都会进行光合作用，本文将向大家揭示这一古老化学反应的奥秘。
种子光合作用
很多人喜欢吃扁豆，但你知道像扁豆一样的种子除了具有传递遗传物质的作用以外，它们还能够像叶子一样进行光合作用吗？密歇根州立大学的科学家发现，油菜和大豆的种子能够进行明显的光合作用。研究人员发现，在有光条件下，重要光合酶的活性明显比在黑暗环境中高，光合酶的激活能够提高种子对二氧化碳的重吸收。他们进一步的研究还表明，种子进行光合作用的巨大好处是可以合成更多的脂肪酸。而且由于种皮具有明显的遮光性，说明即使不太强的光照都会影响种子的品质。除了合成有机物和重新吸收二氧化碳以外，种子进行光合作用可以明显提高种子内部的含氧量，降低缺氧症状。德国科学家发现，豌豆和大麦种子在发育早期能够利用弱光进行光合作用，光线充足时，氧气产量还会有盈余。
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果实光合作用
没有成熟的番茄果实能吃吗？如果你不怕口感不佳，当然也可以尝试一下。但在你下口之前，它可是一直在努力工作呢!它的工作之一就是光合作用——同化二氧化碳合成一些美味的营养物质。近期，科学家发现如果阻止果实进行光合作用，番茄的果实不仅个头小，果实中含有的种子数也会减少，即影响了植物的正常繁殖。而对棉铃(棉花的果实)光合作用的研究也发现了类似的现象。为了达到抑制棉铃光合作用的目的，研究人员首先对棉铃进行遮光处理，然后统计了棉铃数量、种子重量等参数的差异。棉铃遮光处理使棉铃重量减少了24.1%，种子重量减少了35.9%，说明棉铃如果不进行光合作用将严重影响棉花产量。番茄和棉铃所进行的光合作用都是叶片光合作用之外的补充，但对于先花后叶的植物，如榆树的翅果等，果实的光合作用会有什么样的贡献，目前还不得而知。但在对落叶松球果光合作用的研究中发现，嫩果表现出来的微小的净光合速率，对生殖初期叶片(光合功能尚未完善)的生长具有重要意义。
东北林业大学王文杰等人在研究中发现，薇甘菊几乎全身都是绿色，它的花、果、茎甚至根都能进行光合作用。我们平时吃的土豆如果暴露在光线下，就会迅速转绿进行光合作用。植物对资源的利用真是“无所不用其极”。
, 百拇医药
苞叶光合作用
玉米是人见人爱的食物，但我们可能不知道它的美味也有最外层苞叶的功劳。玉米的苞叶不只是起到包裹玉米棒的保护作用，玉米苞叶在发育初期由于含有叶绿素，还能自力更生进行光合作用。
一般情况下，一种植物或者植物器官只能有一种光合途径——C3、C4或者CAM中的一种。澳大利亚国立大学的科学家对玉米苞叶光合特性进行研究后，发现苞叶的光合能力较差，呈现出与叶片不太一样的光合途径。苞叶有一些C3植物的光合特点，不完全是C4途径，这暗示着玉米或许是早期光合途径分化的关键物种。目前困扰学界的一个科学问题是C3和C4植物的起源和它们的分化时间，所以拥有两种光合途径的植物为阐明这个问题提供了研究机会。
高山冰缘植物塔黄的苞叶也会进行光合作用。而且它的苞叶就像一个小小温室，包裹着花蕊躲避寒冷的天气，苞叶内外的温差可以高达8～10℃，同时还隔绝了93%～98%的紫外线，有利于它在极端寒冷环境中繁衍后代。
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树皮光合作用
叶片、种子、果实都能给植物的生长发育出力，树皮当然也不甘示弱。树皮对植物生长的重要性，用一个例子就可以很好地说明了。澳大利亚达尔文大学的科学家发现，如果给桉树的树皮包上铝箔阻止树皮的光合作用，会增大水分输送阻力，总体上减少了林分(指内部特征大体一致的一片树林)木材产量的11%，这对于林业生产而言是相当大的损失。树皮光合作用能够重新同化(吸收二氧化碳转变糖类物质的过程)树干呼吸产生的二氧化碳，重新同化二氧化碳的比率一般在40%～100%，说明树皮光合作用可以做到“零排放”，对缓解气候变化也有贡献。我们知道，一些植物光秃秃的嫩茎在严冬之后往往会增粗，其实，这也与树皮进行的光合作用有关。枝条进行光合作用不仅可以帮助植物“活动筋骨”(输送养料和水分)，还会产生氧气，减少植物体内呼吸作用耗氧过大造成的危害。澳大利亚的研究人员发现，人为去除树叶之后，相比于没有去叶的树皮会固定更多的二氧化碳，好像树皮知道叶片已经靠不住了，只能靠自己奋发图强了。
动物光合作用
, 百拇医药
动物进行光合作用听起来很新奇，但如果你知道光合作用的起源，或许就觉得没什么值得大惊小怪了。植物的叶绿体在早期的进化阶段是独立，由于某个原因共生到叶肉细胞中才形成目前世界上多姿多彩的植物世界，这点从叶绿体是具有独立功能的结构单元得到了证实。叶绿体中除了叶绿素，还有能够传递电子的类胡萝卜素。貌似没有进化彻底的蚜虫由于体内包含类胡萝卜素，所以可以利用它进行光合电子传递，生成能量货币ATP，进行不完全的光合作用。原来，浅绿色的蚜虫本领还真不小，它的“肤色”不完全为了拟态(与环境颜色接近)，还可为自身提供能量。美国南佛罗里达大学的生物学家在对海蛞蝓的研究中发现，如果海蛞蝓进食足够多的藻类之后，它就能够“窃取”合成叶绿体的基因，从而实施光合作用。科学家把这种“一半植物一半动物”的海蛞蝓放在水族馆养了几个月，发现只要每天供给12小时的光照，它们在没有食物的情况下也能存活。最重要的是，海蛞蝓的下一代继承了这一特性，说明海蛞蝓自身合成叶绿体的行为是可遗传的。有人据此联想到，如果人体也能自动合成叶绿体是不是可以不用吃饭和工作了呢？受到蝾螈细胞与藻类共生的启发，有人甚至想将海藻和人类的DNA结合在一起，使人类像魔幻小说中吃了“鱼鳃草”在水中不必换气的哈利·波特一样，具备水栖能力。, 百拇医药(高建国)
光合作用一般是指植物利用光能把二氧化碳和水转化成糖、淀粉等有机物，同时放出氧气的过程，是大自然进行原初生产的动力。叶绿体和细胞质是光合作用的主要场所。植物叶片之所以是绿色是因为包含叶绿体，所以有人认为只有叶片才能进行光合作用。其实，还有很多植物的组织和器官含有叶绿体，这是光合作用之所以普遍的根本原因。除绿色植物外，细菌、藻类甚至动物都会进行光合作用，本文将向大家揭示这一古老化学反应的奥秘。
种子光合作用
很多人喜欢吃扁豆，但你知道像扁豆一样的种子除了具有传递遗传物质的作用以外，它们还能够像叶子一样进行光合作用吗？密歇根州立大学的科学家发现，油菜和大豆的种子能够进行明显的光合作用。研究人员发现，在有光条件下，重要光合酶的活性明显比在黑暗环境中高，光合酶的激活能够提高种子对二氧化碳的重吸收。他们进一步的研究还表明，种子进行光合作用的巨大好处是可以合成更多的脂肪酸。而且由于种皮具有明显的遮光性，说明即使不太强的光照都会影响种子的品质。除了合成有机物和重新吸收二氧化碳以外，种子进行光合作用可以明显提高种子内部的含氧量，降低缺氧症状。德国科学家发现，豌豆和大麦种子在发育早期能够利用弱光进行光合作用，光线充足时，氧气产量还会有盈余。
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果实光合作用
没有成熟的番茄果实能吃吗？如果你不怕口感不佳，当然也可以尝试一下。但在你下口之前，它可是一直在努力工作呢!它的工作之一就是光合作用——同化二氧化碳合成一些美味的营养物质。近期，科学家发现如果阻止果实进行光合作用，番茄的果实不仅个头小，果实中含有的种子数也会减少，即影响了植物的正常繁殖。而对棉铃(棉花的果实)光合作用的研究也发现了类似的现象。为了达到抑制棉铃光合作用的目的，研究人员首先对棉铃进行遮光处理，然后统计了棉铃数量、种子重量等参数的差异。棉铃遮光处理使棉铃重量减少了24.1%，种子重量减少了35.9%，说明棉铃如果不进行光合作用将严重影响棉花产量。番茄和棉铃所进行的光合作用都是叶片光合作用之外的补充，但对于先花后叶的植物，如榆树的翅果等，果实的光合作用会有什么样的贡献，目前还不得而知。但在对落叶松球果光合作用的研究中发现，嫩果表现出来的微小的净光合速率，对生殖初期叶片(光合功能尚未完善)的生长具有重要意义。
东北林业大学王文杰等人在研究中发现，薇甘菊几乎全身都是绿色，它的花、果、茎甚至根都能进行光合作用。我们平时吃的土豆如果暴露在光线下，就会迅速转绿进行光合作用。植物对资源的利用真是“无所不用其极”。
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苞叶光合作用
玉米是人见人爱的食物，但我们可能不知道它的美味也有最外层苞叶的功劳。玉米的苞叶不只是起到包裹玉米棒的保护作用，玉米苞叶在发育初期由于含有叶绿素，还能自力更生进行光合作用。
一般情况下，一种植物或者植物器官只能有一种光合途径——C3、C4或者CAM中的一种。澳大利亚国立大学的科学家对玉米苞叶光合特性进行研究后，发现苞叶的光合能力较差，呈现出与叶片不太一样的光合途径。苞叶有一些C3植物的光合特点，不完全是C4途径，这暗示着玉米或许是早期光合途径分化的关键物种。目前困扰学界的一个科学问题是C3和C4植物的起源和它们的分化时间，所以拥有两种光合途径的植物为阐明这个问题提供了研究机会。
高山冰缘植物塔黄的苞叶也会进行光合作用。而且它的苞叶就像一个小小温室，包裹着花蕊躲避寒冷的天气，苞叶内外的温差可以高达8～10℃，同时还隔绝了93%～98%的紫外线，有利于它在极端寒冷环境中繁衍后代。
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树皮光合作用
叶片、种子、果实都能给植物的生长发育出力，树皮当然也不甘示弱。树皮对植物生长的重要性，用一个例子就可以很好地说明了。澳大利亚达尔文大学的科学家发现，如果给桉树的树皮包上铝箔阻止树皮的光合作用，会增大水分输送阻力，总体上减少了林分(指内部特征大体一致的一片树林)木材产量的11%，这对于林业生产而言是相当大的损失。树皮光合作用能够重新同化(吸收二氧化碳转变糖类物质的过程)树干呼吸产生的二氧化碳，重新同化二氧化碳的比率一般在40%～100%，说明树皮光合作用可以做到“零排放”，对缓解气候变化也有贡献。我们知道，一些植物光秃秃的嫩茎在严冬之后往往会增粗，其实，这也与树皮进行的光合作用有关。枝条进行光合作用不仅可以帮助植物“活动筋骨”(输送养料和水分)，还会产生氧气，减少植物体内呼吸作用耗氧过大造成的危害。澳大利亚的研究人员发现，人为去除树叶之后，相比于没有去叶的树皮会固定更多的二氧化碳，好像树皮知道叶片已经靠不住了，只能靠自己奋发图强了。
动物光合作用
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动物进行光合作用听起来很新奇，但如果你知道光合作用的起源，或许就觉得没什么值得大惊小怪了。植物的叶绿体在早期的进化阶段是独立，由于某个原因共生到叶肉细胞中才形成目前世界上多姿多彩的植物世界，这点从叶绿体是具有独立功能的结构单元得到了证实。叶绿体中除了叶绿素，还有能够传递电子的类胡萝卜素。貌似没有进化彻底的蚜虫由于体内包含类胡萝卜素，所以可以利用它进行光合电子传递，生成能量货币ATP，进行不完全的光合作用。原来，浅绿色的蚜虫本领还真不小，它的“肤色”不完全为了拟态(与环境颜色接近)，还可为自身提供能量。美国南佛罗里达大学的生物学家在对海蛞蝓的研究中发现，如果海蛞蝓进食足够多的藻类之后，它就能够“窃取”合成叶绿体的基因，从而实施光合作用。科学家把这种“一半植物一半动物”的海蛞蝓放在水族馆养了几个月，发现只要每天供给12小时的光照，它们在没有食物的情况下也能存活。最重要的是，海蛞蝓的下一代继承了这一特性，说明海蛞蝓自身合成叶绿体的行为是可遗传的。有人据此联想到，如果人体也能自动合成叶绿体是不是可以不用吃饭和工作了呢？受到蝾螈细胞与藻类共生的启发，有人甚至想将海藻和人类的DNA结合在一起，使人类像魔幻小说中吃了“鱼鳃草”在水中不必换气的哈利·波特一样，具备水栖能力。, 百拇医药(高建国)