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为什么很多植物吸收能量较高和较低的蓝紫光与红色光,却将绿色光反射?

【Lewind的回答(49票)】:

因为植物在直接的日照之下,避免伤害才是主要问题。植物也是细胞组成的,不那么禁晒,所以要把能量最强的绿色反射掉,只留其它波段的。

到了秋天的时候,光照已不会造成伤害,反而是能量需要成为主要问题。这时叶子也就褪去了绿色,叶绿素都分解了,利用花青素或类胡萝卜素进一步吸收能量。

~~~~~2015.1.9 补充~~~~~~

@胡盼提醒,更细致地解释一下太阳光能量的问题。

回答中说“能量最强的绿色”不是泛指的。如果单论相同光强下的可见光能量的话,应该是紫色最强,因为波长最短,频率最高。

而回答中所说的是指在太阳光的辐射能量之中,绿色光最强。啥也不说了,上图。

这是国际标准组织“美国检测与材料协会”官方的太阳辐射能量谱图,是光伏产业进行产品测试时参照的光源标准,虽是北美的数据,但全球除两极地区以外,相差应该不会太多。这是国际标准组织“美国检测与材料协会”官方的太阳辐射能量谱图,是光伏产业进行产品测试时参照的光源标准,虽是北美的数据,但全球除两极地区以外,相差应该不会太多。

其中,黑线是与太阳表面等温的理想黑体辐射;黄色是太阳的实际辐射;红色是经过大气吸收,以及次级散射之后的辐射,也就是地面上实际接收到的辐射。可以看到最强的能量集中在500多纳米的波段,恰好就是绿色对应的光波。

所以说:太阳光里能量最强的是绿色。

有人或许会质疑,地面接收到的辐射在整个可见光波谱范围内还是比较平均的,差异并不显著,为何植物要齐刷刷地回避绿色?但这恰恰就是进化的魄力所在:哪怕是一点点差异,或优或劣,经过时间的淘涤,终将分出高下。

【俞景一的回答(3票)】:

在有阳光直射的情况下,能量最高的波段自然是蓝紫波段。

而在阴天等非直射情况下,红黄波段的能量最高。

所以植物有选择地排除绿色是合理的。

同时,叶绿素在地球上,只从蓝藻中独立进化出一次,这唯一一次进化就注定了未来的植物走向,缺乏自然选择和淘汰的余地。

【天水的回答(4票)】:

@Lewind 的答案中关于可见光中绿色光能量最高的意思,应该是太阳辐射的可见光按照颜色分成七份,而辐射到地球上的绿色那一份的总能量是最高的,而不是单一光波的能量。

我们都知道植物主要靠光合色素吸收可见光,光合色素又可以分成叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。而这些色素都位于叶绿体的类囊体膜上,如下图:

光合作用分成光反应和暗反应,光反应发生在具有光合色素的类囊体上。这些色素按照功能分类:1.反应中心色素(少数特殊状态下的叶绿素a分子,技能捕获光能,又能将光能转换成电能),2.聚光色素(主要作用是吸收光能,并把光能传递到反应中心色素,包括绝大部分的叶绿素a和全部的叶绿素b和类胡萝卜素等)

可见光的吸收发生在光反应阶段,当波长400--700nm的可见光照射到绿色植物时,聚光色素分子吸收光子而被激发,以'激子传递’(所谓激子是指由高能电子激发的量子,可以传递能量但不能转移电荷)和’共振传递‘(依赖高能电子振动在分子间传递能量)两种方式进行能量传递,反应中心色素的能级较低,能量能够传递到此,从而进行光反应,其实质:

聚光色素分子将光能吸收和传递到反应中心色素,使反应中心色素分子激发而形成激发态,失去电子,将电子传递给信号通路上的电子受体,从而完成光能像电能的转变。

而光合色素分子度光能的吸收及能量的转变如下图:

如果要使色素分子激发,那么光子的能量应该满足一定的条件,如图上面的公式,请原谅这个图我不太懂,学过而已,光子的能量倒推波长,在蓝紫和红光区域吸收较多。也就是说波长满足430(蓝紫)和670.680(红光)的时候能够使色素激发。

@Lewind的答案,结合我的理解,我相信这是由于漫长的进化而形成的

谢谢,这是我的理解

【jaysonzhai的回答(0票)】:

不透明的物体吸收不同颜色的光,而反射相同颜色的光线。植物的叶子是绿色的,这说明它反射绿色的光线,那是因为绿色的光线正是对植物生长没有用处的光线。大棚种植蔬菜的时候,都是使用蓝色或红色的塑料薄膜,因为蓝色或红色的塑料薄膜只能通过蓝色或红色的光线,兰紫光能量最高更好的促进植物生长。。。

~~————————————————————————————————————————————

那再更微观一些吧。植物光合作用中的叶绿素,是分为叶绿素a叶绿素b的。叶绿素a主要吸收蓝紫光,叶绿素b主要吸收红光,绿光它们

也吸收一点,但很少。。。

【姚三三的回答(0票)】:

因为长波波段的光(红橙)波长长,穿透能力好(用红灯不用紫灯就是这个道理),所以虽然红光单个photon的能量低但是数量多,所以吸收这些光获得的能量其实很多,算是以量取胜。而蓝紫光则相反,能量高,但是穿透力不好,所以蓝紫光到達地球的总数少。所以植物吸收蓝紫光是以质量取胜。所以选择红橙或者蓝紫光就可以天气阴的时候光线不容易透过时以量取胜,天气好,光线容易透过时就以质量取胜。

【默伊的回答(0票)】:

我同学搞过这个,还拿了一个人称小诺贝尔奖的东西。。等等回来贴链接

【赵小星的回答(2票)】:

“可见光绿色能量最高”

你哪来的自信?

原文地址:知乎

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