小学生最爱100个小实验007

现象

当用紫外线照射时,绿叶发红光。

解释

在光线昏暗的地方向植物的叶子照射紫外线。然后,平常看起来绿色的叶子闪耀着洋红色。紫外线仅发出不可见的紫外线和蓝光。即使这样,奇怪的是叶子看上去仍然发红光。

叶子发出的红光是绿色叶子中含有一种称为叶绿素的物质引起的现象。叶绿素吸收光后变得高度不稳定,不稳定的叶绿素释放能量并试图恢复到稳定状态。植物利用该能量进行光合作用,但一些未使用的能量以红光形式发射出来,这称为叶绿素荧光。

正常的叶绿素荧光非常弱,因此需要特殊的方法,例如从叶片中提取叶绿素才能看到荧光。但是,如果能量高并且不包含妨碍观察的可见光,则即使在(原始)叶子中也可以看到叶绿素荧光

所需材料

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①紫外灯②照明LED灯
③新鲜植物叶子一枚

实验中使用的材料的详细信息

・紫外灯不可用其他灯代替;
・LED灯可用普通照明LED灯;
・绿色植物叶片要求新鲜;

Step 1——如图,调暗房间并用紫外线照亮植物的叶子以观察。

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Step 2——为了进行比较,请尝试将LED灯照在同一树叶上。如图:

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Step 3——我们还可以研究不同树叶在不同光线下颜色的差异,具体取决于植物的类型和叶片的状况。

 

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成功实验的技巧

  • 如果周围太亮,则看不到荧光,请在弱光下进行实验。

我们可以用紫外线来观察叶绿素,这是光合作用的关键。

植物的光合作用是大家都知道的概念,植物利用光能从水和二氧化碳中产生有机物质,例如淀粉和氧气。

进行光合作用时,正是叶绿体中的叶绿素从光中吸收了用于光合作用的能量。因此,光合作用将主要发生在叶绿素丰富的地方。

我们通过用紫外线观察荧光来检查常见植物中叶绿素的分布。例如,割下的叶子和正在生长的叶子之间有区别吗?叶子的白色部分(叶脉)或枯死的叶子有叶绿素吗?绿色水果蔬菜,如甜椒和西瓜呢?


利用叶绿素荧光进行光合作用的新研究

自古以来,人们就已经对植物的光合作用进行了科学的研究,机理已经在很大程度上阐明,很多人认为这是一个已经被彻底研究的领域。但是,近年来,从生命科学和全球环境问题的角度来看,关于光合作用的新的研究已经开展,例如,通过人工光合作用利用光能以及在植物工厂中种植农作物。

在这些领域中,基于叶绿素荧光的方法被用作光合作用的新研究方法。随着诸如“荧光CCD照相机”和“脉冲调制荧光测量装置”之类的装置的发展,已经可以容易地检查叶绿素的状态和功能。可以说,我们使用紫外线观察叶绿素的实验是其简化版本。

光合作用既是古典科学的主题,也是前沿研究的主题。

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