为什么植物不吸收绿色光?

绿色光应该是太阳光谱的中心,能量是最多的吧?
按理说,只要能光合作用,所有的光波都吸收,一点也不浪费。
为什么要浪费掉绿光呢?
为什么叶子不进化成黑色呢?

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19个答案
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根本上应该从叶绿素的分子结构考虑,在绿光波段(波长500-550纳米左右区域)吸收较弱。下图就是叶绿素分子的吸收图。可以看出从蓝光到黄光基本都被反射了。绿光是中心波长,所以富含叶绿素的植物组织呈现绿色。

从物理上来说,大部分有机分子在可见光波段的中间部分吸收都比较弱。因为:1紫光和紫外光的频率一般对应于分子里成键电子能级的跃迁,2红光和红外光一般对应于分子振动能级的跃迁。3而分子的转动能级跃迁对应于微波频率。以上就是分子所有的三种能级跃迁,只有少部分已知分子有对应于500-600纳米波长的可见光部分的电子能级跃迁。

也许根本就不存在在绿光波段有强吸收,并且能作为光合作用催化剂的分子,至少现在没找到。

PS:到是有很多原子的价电子能级跃迁对应于可见光,因为一个原子核形成的中心势阱比分子里面多个原子核形成的中心势阱要浅,所以电子能级间隔会小很多。

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史军植物学博士,科学松鼠会成员

2013-06-29 19:26

直接原因,绿色叶片中没有吸收绿光的色素。

挂在天边彩虹告诉我们,太阳送来的白光实际上是一道七色光组成的大拼盘。而挑食的绿色植物只对其中特定的光感兴趣。这是因为,植物叶片中负责吸收光能的叶绿素a和叶绿素b只会捕获红光和蓝紫光,胡萝卜素只会捕获蓝光,而那些无人问津的绿光就被叶片反射回来,或者透射过去。植物不吃“没有营养”的绿色光,所以我们的世界变成了绿色的世界,事情就是这么简单。

当然,不是所有的植物都不喜欢绿光,生活在海水里的红藻就对黄绿光情有独钟,那是因为它们体内吸收光能的物质是藻胆蛋白,“吃掉黄绿光,反射红光”,让红藻穿上了红色的外套。

那为什么,叶片中没有吸收绿色的色素呢?

这个问题就比较复杂了。关键在于,不同颜色光的能量密度是不同的。有一种解释是,红色光子,能量低,但是数量很多,所以植物准备了吸收红光的色素;蓝紫光呢,数量虽然不多,但是能量很高,所以植物也为它们准备了色素。而绿光呢,能量中庸,数量中庸,结局就是被忽略了。

不过,演化历程中有很多偶然事件,也许不吸收绿光只是偶然现象。真正的答案只有用大尺度的时间来检验了。

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阳光无用苦逼铁路员工

2013-06-30 10:57

进化问题,一开始,地球没有臭氧层,为了避免被辐射射死,藻类都在深水区。在海里看来太阳是“红色”自然就是吸收红光为主。后来有了臭氧层,浅水生活成为可能,以紫外线,蓝光为主的绿藻出现。

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叶子为什么不是黑色的,我想一方面原因可能是吸收光能并不是越多越好。
比如说在“为什么有些嫩叶刚长出来的时候是红色的?”这个问答里提到,当温度偏低时,植物的光合速率较低,此时如果阳光过于强烈,容易引起叶绿体中光反应产生的电子太多而得不到及时吸收,从而叶片被灼伤。所以说这时候还需要额外的色素来保护叶片。
http://www.guokr.com/question/458221/
由此可见光能太多用不完也不是什么好事吧。

至于叶子为什么是绿色的,也或许只是产生了这种功能的分子恰好就是绿色的?
@史军 @fengfeixue0219

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Lysine.the.Resident不再回答医学问题

2013-04-06 11:43

虽然不是专业学这个的,但是按照高中的知识纠正一下楼主:
1.不是不吸收绿光,而是整个光谱都吸收,但是绿色波段吸收得较少,红光和蓝紫光吸收得较多。
2.能量的多少跟广谱的中央位置无关,而是跟光的波长有关系,波长越短,能量越高,在可见光里能量最高的恰恰是植物吸收最多的蓝紫光
3.叶子是黑色的植物其实很多很多很多,不过显黑色的高浓度花青素等物质不参与光合作用,光合作用的主角还是叶绿素和类胡萝卜素等。
4.最后为什么要浪费掉绿光这问题实在超出我的能力范围,我个人是觉得这是植物选择的这两类比较高效的光合色素吸收绿光较少导致的。但又出现了新的问题——为什么不进化出多一种主要吸收绿光的色素协同参与反应?这个还要请教植物学的各位专家。

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我只记得高中我们学的是叶子含有较多的叶绿素,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而对绿光吸收较少啊。叶子显绿色的原因是叶绿素的颜色,与光的吸收无关啊。当秋天叶绿素分解,就会体现叶黄素。当然在夏天叶子中也有叶黄素啊,但因为叶绿素含量较多啊,因而体现叶绿素啊。

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waer_san自由学习者!

2013-06-28 23:37
支持者: C-5XPO wuxiang

植物都共用一套遗传密码子,所以现今植物在颜色方面大部分都是绿色,当初可能有也存在过主要吸收绿光的植物,环境选择使其消失,光合效率主要由参与反应的色素决定,但各种波长的光都吸收是不是显得太完美了?色素结构就决定只能主要吸收某一波段的单色光吧。

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支持者: lanmuz

叶子有绿色恐惧症。。恩恩一定是这样没错了!!

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我1994年在初中的时候,物理老师还出了类似的一道题,问哪种光不利于植物生长。

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LucyLovesCats生物医学工程本科生

2013-07-01 13:22

有很多猜想。其中一个猜想是,绿色植物刚出现的时候,海洋里有很多紫色的藻类(现在海里也有这玩意儿)。紫色的藻类利用绿光,但不吸收红光和蓝光。所以后来出现的绿色植物就是利用别人不用的红光蓝光,反射绿光。

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BBC有一部纪录片 How to grow a planet,讲的就是植物如何进化并影响地球。这是第一集,从第11分45秒开始,就讲到了最初的绿藻,个人觉得挺靠谱的。

点击访问视频

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断线的傀儡风力发电设备专业学生

2013-07-02 15:51

欢迎LZ百度黑法师

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红光的数量最多,所含能量最少。蓝光能量最高,但数量少。所以植物要吸收红光。

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其实植物是需要绿光的,虽说光合作用中,叶绿素a和b的主要吸收峰不在绿色波长范围,但是纯绿光下植物依然可以完成生长发育,只是生物量不及正常光。另外,绿光对植物的形态建成也有着特殊的意义。植物中常见的遮阴反应有三种状况,一是远红光的影响,二是低光强的蓝光,三就是绿光,因此,绿光也是植物正常生长不可或缺的光质...
说道为什么叶片不是黑色的,恐怕根温度控制相关,如果是纯黑叶片,那么蒸腾作用需要承受多大的压力,可以研究下~~但是植物为什么没有进化出一种吸收绿光的受体,这个我也很感兴趣~~

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也可能是因为短波长的光容易在大气层里被散射吧

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如果是黑色叶片会被烧死哒,进化过程中即便出现了,也都挂完了。

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撸主啊,难道你以为太阳光谱是正态分布的吗
即使穿越大气层,太阳光谱仍然是紫外最大啊
也就是说,可见光中的蓝紫波段,才是太阳能量最强的地方啊,拿下蓝紫,什么都有啦,峰值波长在500多纳米啊
植物另一个吸收峰在红外啊,这样一来,阴天和被遮挡什么的时候也有能量了, 其他的话,能省则省啦
自行百度太阳光谱分布啊
楼上那个物理学博士,是什么研究方向的啊,不要答非所问啊

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scythe7三只脚的猫

2013-07-01 12:29

人觉得绿色光明亮,那是因为人的视力自然适应了环境中最少被吸收,更多被反射的波长,用来提升自己的视觉敏锐度。

这种明亮与光携带的能量是没有关系的,紫外线携带着能摧毁细胞中遗传物质链接的能量,但人类照样视而不见。

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