[教學]光合作用 photosynthesis
光合作用(photosynthesis)
植物利用太陽光將空氣中的二氧化碳及泥底吸收的無機鹽類(碳酸鹽、硝酸鹽 NO3)等製成它們的食物此過程稱為植物之光合作用,動物則缺乏此能力,因此,必須靠植物和其他動物做為他們的食物。 當太陽光照在綠色植物上時,被很小微粒的葉綠素質吸入細胞內,葉綠素將太陽光轉為太陽能並儲存於生物能(ATP)分子內,經一連串複雜的反應且與一反應需要一特殊的酵素,這些能量豐富的份子才能活化而將二氧化碳及水轉變為葡萄糖、氧和一些水,反應如:
二氧化碳+水(日光、葉綠素)→葡萄糖+氧+水
6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2
或澱粉 :
6CO2 + 5H2O -> C6H10O5 + 6O2
能製造本身的糖,亦將糖轉變為澱粉、纖維素(皆為碳水化合物)以及脂肪及蛋白質。植物在行光合作用時,利用光能,將水及二氧化碳合成糖類的特殊機能,反應過程之中可分為光反應及暗反應,前者將光能轉變為化學能,後者將固定二氧化碳合成為單醣(葡萄糖)。
光反應必須在光照射之下進行,當葉綠素吸收光能後,葉綠素分子呈激動高能狀態,很容易放出負電子(e-), 因此也促使水分子分解產生H+、氧及電子(e-),電子傳送過程中釋出能量,合成ATP。
2H20→ 4H+ +4e- +O2
暗反應發生在葉綠素基質中,每分子二氧化碳經由酵素催化與兩分子五碳醣作用產生兩分子甘油酸。光反應產生的還原性輔(NADPH)和ATP,可協助甘油酸轉化為三碳醣,再而形成五碳醣,以便再於固定二氧化碳行光合作用。
詳細文章可參考
http://life.nthu.edu.tw/~lslty/phy/photosys.htm
[教學]燈光波長與水草關係
燈光波長與水草關係:
因為光線在唔同之波長下(nm),才有唔同之顏色;例如:
紫外線會在400nm以下,人類肉眼無法睇到紫外線,無論是對動物或植物均有害;
藍-藍綠色光會在400-500nm內,葉綠素主要利用紅、藍光來行光合作用,此波段對水草光合作用的貢獻僅次於橙紅色光波,此外,由於波長愈短透光率愈強,因此藍光區光線的透光率在水深60公分時,其光照度仍可維持不變;
綠、黃光在500-600nm內,由於綠光照到葉綠素後會被反射,無法吸收利用,因此這段光波對水草的光合作用幫助極少,不過水草的葉綠體尚有少量蘿蔔素、葉黃素等光合色素,它們還會吸收綠光,並藉以行光合反應,綠光區的光線的照射到40公分深左右時,光照度會遞減成原光源之70%;
橙黃-紅色光在600-700nm內,葉綠素對紅光及藍光的吸收力最強,而相較之下,紅光又略勝藍光一籌,所以此段光波為水草行光合作用最有助益,此外,由於紅光區光線的波長較長,因此與藍光及綠光相比其透光率最差。
光質在植物生長及生理作用扮演著極重要之角色,太陽為全光譜的光質,所以人工照明燈具當然應選擇與太陽相似全光譜之燈管為主,再配合不同水草的特性,以其他燈源輔助,例如綠色水草可加強紅、藍光質;而對紅色水草可加強綠光區及藍光區的光質對其生長及色澤有明顯之作用。
波長較短之藍色光,有使水草矮化、呈橫生及使葉片肥厚等作用,此光譜之燈管適合放置於前景草上,而紅色波長較多的光照,有利於葉片發芽及向上生長。
一般而言,使用430nm、555nm、630nm三個波長合一的三波段光源,再配合使用者的栽植目的(如栽植紅色水草搭配藍、綠光源),搭配適合的燈管,即可滿足種植的需求。
強光度可以使水草葉片中的基色素(Karotinoid)濃度增加,因此水草的顏色會更鮮豔美麗,在強光下紅色系水草,顯得更為鮮紅,綠色系的水草更加鮮綠。
光源中水草的葉綠素可利用的光源為“藍色光”及“紅色光”的成分,吸收光源的葉綠素,依光的強度差異,以數種電子熱能來激盪轉換為熱能。
註因本人知識有限; 部份文章節錄自其他高人已發表的文章,見請勿怪及指教錯漏.
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