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  • 1 # 薛定諤的captain

    首先,這個問題有兩種解讀方式:月光下能否“有”光合作用,以及月光下的光合作用能否“維持”植物的生長。(附註:在我之前回答的兩位,解讀似乎都是在於月光強度太弱,所以我傾向認為他們回答的是第二個問題,由於月光強度低,就算能進行光合作用,效率也不足以維持植物生長。)

    那麼先看第一個問題:月光下能否“有”光合作用。答案是:能。

    科普一點點光合作用的原理:光合作用可以大體分為兩個過程,一個叫光反應,只能在光照條件下進行,靠葉綠素或其它色素(以下討論中我以葉綠素作為代表,不再贅述)吸收光能,然後利用此處能量分解水,產生氧氣、還原氫以及 ATP, 為下一步暗反應提供還原劑和能量;另一個暗反應不需要光,主要利用前一步產生的還原氫和 ATP, 來還原二氧化碳,得到葡萄糖等能量物質。(這段原理轉述自 wikipedia: Photosynthesis)

    所以咱們只要考慮光反應這一步。和光照有關的是兩個因素:第一,葉綠素吸收光譜範圍;第二,葉綠素工作的最小光強。

    葉綠素吸收光譜範圍主要集中在紅橙光和藍紫光,但是其它色素各有不同的光譜區,翻了半天文獻我決定不糾結這個了肯定沒人看。簡單的一個做法是比較日光光譜和月光光譜,看有沒有缺失的哪塊是非常重要的。然後我驚訝地發現,月光光譜和日光的光譜在可見光區基本沒有大區別(其實也很好理解,咱們看到的月光基本也是白色的,和日光沒有太大區別)。引用在這裡:handprint : light and the eye。放張這個引用裡的圖上來:

    請注意圖中 sunlight (Sunny)和 daylight (日光)的區別。Sunny是指太陽的直射光線,而日光是指直射的Sunny加上各種散射反射等等;植物感受到的應該是日光。而上面引用的內容中提到,月光下的光譜和日光光譜非常接近,只是總強度降低了。所以咱們可以認為白天晚上植物感受到的光譜分佈是相同的,只是強度變化很大(上圖淺藍色對應的那條曲線)。於是,對應的光合色素該啟用照樣啟用。

    那好,葉綠素工作的時候會不會因為光照總強度太低而“罷工”呢?其實,不會。去年初已經有文章證明,葉綠素吸收光能是以量子形式進行的(Quantum mechanics explains efficiency of photosynthesis)。在這裡我就不過多科普光的量子性了。簡單來說,咱們看到的光可以認為是由大批光子構成的,不同波長對應不同的光子;而光強則是由單位時間內的光子數決定的。所以,月光下雖然總光子數少了,但葉綠素只要遇見一個合適波長的光子,就能吸收這個光子的能量並繼續光合作用。雖然光合作用減慢,但還是在進行的。

    第二個問題:月光下的光合作用能否“維持”植物的生長?答案是:不能。

    這個答案應該很符合直覺。而且我也找到了一篇開腦洞的文章來證明這個結論:Mary Ann Liebert, Inc.。(Raven, J. A., and C. S. Cockell. "Influence on photosynthesis of starlight, moonlight, planetlight, and light pollution (reflections on photosynthetically active radiation in the universe)." Astrobiology 6.4 (2006): 668-675.)

    翻譯一下文章相關結論:晴朗夜空下滿月的光強大家估算的值大約是 0.5 nmol/(m^2s) 到 5 nmol/(m^2s),而植物正常生長所需的最低光強是 10 nmol/(m^2s)。再考慮到陰天,以及月相變化之類,如果植物只受到月光的照射,所獲得的能量是不足以維持正常生長的。

  • 2 # 你想快樂就能快樂

    月亮光月亮光月亮光照進我的窗、月亮光月亮光我躺在床上看月亮、萬物生長靠太陽,月亮在天空寒冷涼對植物的光照沒有什麼用的。

  • 3 # 菲露露健康傳播

    月球不發光,只是反射太Sunny而已~

    所以,萬物任然靠太陽能。包括煤炭,石油。只不過他們是幾百幾千萬年前儲存在生物體內的。

  • 4 # 優美生態環境保衛者

    萬物生長靠太Sunny,月亮的光照對植物有用嗎?

    太陽透過內部的核聚變,在持續消耗大量氫的同時釋放大量能量,然後透過熱輻射的形式將熱量傳遞到地球上。地球上的植物、藻類以及部分細菌透過光合作用,將空氣中的二氧化碳和吸收的水轉變為有機物把能量儲存起來,為地球物質迴圈和生物的發展演化提供了不可或缺的能量來源。而月球夜晚發射出來的光,是透過反射太Sunny線形成的,相較於太Sunny來說溫和許多,那麼月光對於植物來說,能推動進行光合作用嗎?

    光合作用的原理

    光合作用,從字面上理解,就是利用光能,將相關物質組合在一起形成新的物質的過程。那麼,植物進行光合作用,其主要物質來源就是從空氣中吸收的二氧化碳以及從周圍環境中吸收的水,在Sunny的推動下,轉化為可以儲存能量的有機物,然後釋放出氧氣。因此,植物的光合作用對於維持地球環境中的碳氧平衡、推動物質和能量迴圈演化具有重要作用。

    而植物和一些藻類之所以能夠進行光合作用,主要的貢獻單位就是葉綠體,它既是進行光合作用的場所,也是能夠進行能量轉換的質體,形狀一般為橢球體,大小為微米級別,主要結構包括被膜、類囊體和基質3個部分。

    被膜:又可以分為外膜、內膜和類囊體膜,分別起到微觀物質的選擇性通透作用。

    類囊體:是進行光合作用的重要場所,是由膜物質所圍成的若干囊狀結構,所有的光合色素單元都分佈在類囊體的膜上,膜的主要成分是蛋白質和脂類,起到光合作用的原初反應、電子傳遞以及光合磷酸化的作用,而釋放氧氣的過程在由膜圍成的腔體中進行。

    基質:在被膜的內側與類囊體之間,有一定的空間,這裡充滿著黏稠的液體,這個液體被稱為基質,主要成分除了水以外,還有R羧化酶、葉綠體DNA以及核糖體等,起到固化二氧化碳和部分植物體遺傳性狀的承載等功能。

    光合作用根據光能是否參與的程序,劃分為兩大步驟:

    一是光反應階段:參與反應的因素包括光線、葉綠素和相關光合酶,在類囊體膜中進行,一方面是進行水的光的光解,反應式為2H2O→4[H]+O2,透過水的光解,釋放出氧氣,同時為下一步的暗反應提供遊離態的[H]。另一方面是進行光合磷酸化,利用光能,將植物體內的二磷酸腺苷(ADP)合成三磷酸腺苷(ATP),為下一步暗反應提供能量。

    二是暗反應階段:參與反應的因素包括光反應階段生成的遊離氫、ATP、從環境中吸取的二氧化碳以及必要的酶。一方面進行二氧化碳的固定,葉綠體中含有C5(五碳化合物),可以與吸收的二氧化碳形成固定的C3(三碳化合物)的作用。另一方面進行C3的還原,利用遊離態的氫[H]和ATP,生成糖類CH2O和C5,反應式為2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5,從而實現了利用光線的能量,將二氧化碳和水,最終轉化為糖類、合成了有機物的目的。

    影響光合作用的因素

    從以上光合作用的機理和過程可以看出,影響光合作用效率的主要因素,既包含植物的種類的問題,也包含周圍環境的因素,同樣更有光線本身的特點。這裡簡要分析一下:

    從植物的種類上看,不同型別的植物,其葉綠體的含量有差異,葉綠素形成機制不盡相同,而且植物體內固固有的優勢碳化合物種類也不一樣,比如在二氧化碳濃度較低或者中午前後,C4植物就比C3植物光合作用強。

    從周圍環境因素看,這裡主要看一下二氧化碳和溫度。在大氣二氧化碳濃度水平及較低二氧化碳濃度下,C4植物的光合作用較C3植物強,在這個二氧化碳濃度區間內如果二氧化碳濃度從較低出現上升達到飽和點之前,C3植物的光合作用效率提升得要比C4植物強。從溫度上來看,由於光合過程中的暗反應要由相應的酶進行催化,而酶的活性受溫度的影響較大,因此,當低於酶活性時的低溫臨界,酶促反應就會明顯緩慢,氣孔的開閉失調,光合作用受到抑制。而如果溫度太高,超過一定的界限,就會使葉綠體中的膜脂和酶蛋白髮生熱變性,光合作用同樣會發生遲化問題。

    從光線特點來看,主要包括光照強度、光線波長和光照時間,這3個方面的變化都將不同程度地影響著植物的光合作用效率。

    光照強度。在純黑暗環境中,也就是沒有光線參與的情況下,植物的光合作用為零。隨著光線的增強,光合作用效率相應提升,而當光合作用消耗的二氧化碳與呼吸作用排出的二氧化碳數量相同時,這時候達到一個臨界點,那就是光的補償點。在補償點之上,如果光照強度繼續增加,則光合作用仍然會持續上升,在低光強區這個持續上升的勢頭與光強的增加呈現一定的正比例關係,這個階段也叫作光合作用比例階段。而當光強增加到一定程度之後,光合作用的增加趨勢放緩,一直到不再增加,這時又進入另外一個臨界點,那就是光的飽和點,此後再增加光強,光合作用的效率也不再增加。

    光線波長。透過科學家們的觀測研究,可見光中不同波段對應的不同色光,對於植物光合作用的效率是有著比較明顯的影響。一般情況下,植物在藍光下的光合效率普遍要高於紅光,而綠光效率更低。

    光照時間。這個因素主要是處於黑暗環境中一定時間的植物,在Sunny照射之後,需要一定的緩衝時間,才能激發光合作用進入穩定期,當低於這個時間,植物的光合作用效率通常是比較低的。一般植物的這個緩衝期在半個小時到一個小時之間。

    月光下植物的光合作用

    透過以上對影響植物光合作用效率的因素進行分析,在夜晚月光下和白天Sunny下,除了光線的強弱、溫度的高低有明顯的差別之外,像光線波長、光照時間、二氧化碳濃度水平區別不是太大。

    從光線本身的情況來看,月光的光譜與日光的光譜非常接近,只是強度較低。而只要是植物體內的葉綠素遇到合適波長的光子,就會對之進行吸收和利用,而月光單位時間內照射到植物上面的光子數要比日光環境下少得多,因此光合作用比較緩慢,但是仍然在進行。透過科學家的計算,在滿月情況下,植物進行的光合作用處於光的補償點之下,由光合作用吸收的二氧化碳量要比呼吸作用釋放的二氧化碳低。同時,植物體內的類囊體在弱光情況下,會主動調整到最利於接收光線的表層部位,因此在一定程度上會增加光合作用的進行程度。

    從溫度層面上來看,只要是環境溫度高於酶活性低溫臨界,則葉綠素的光合作用仍然處於啟用狀態,光合作用不會因為夜晚的溫度明顯低於晝間而受到過度影響。另外,白天日光強度高、光合作用強,夜晚溫度低、呼吸作用較弱,一正一反的變化則會提高有機物的合成效率,同時降低有機物的消耗速率,對於植物的生長具有積極的推動作用。

    總結一下

    萬物生長靠Sunny,白天較強烈的Sunny照射為植物進行光合作用注入了充足的能量,推動形成了植物生長所需的有機物質和能量,也為地球上氧氣的平衡起到了至關重要的作用。而在月光下,其光線光譜與太Sunny並沒有明顯區別,因此光合作用仍然在進行,只不過因為光線的強度很弱,其光合作用速率趕不上消耗有機物的速率,如果僅靠月光的照射,沒有白天Sunny照射的話,是不能夠有效維持植物生長髮育的需要的。

  • 5 # 艾伯史密斯

    答:月光本質上是月球對太Sunny的反射,其中也包含了整個可見光波段,可以讓植物進行微弱的光合作用,但是月光的輻射能量密度太低,無法維持植物全部的生長所需。

    地球上所有植物的光合作用原理都是相似的,植物透過光合作用把二氧化碳和水轉化為有機物,然後釋放氧氣,主要包含了光反應和暗反應兩個階段。

    光反應:植物在色素和酶的作用下,把光能轉化為活躍的化學能。

    暗反應:植物利用活躍的化學能同化CO2,生成有機物,比如糖類等等。

    光合作用的總反應方程式為:CO2+H2O—>(CH2O)+O2,(CH2O)為糖類。

    不同植物光合作用的途徑存在差異,主要分為碳三植物、碳四植物和CAM植物,其中碳四植物的固碳方式比碳三植物先進,而且效率也更高;CAM植物可以在夜間吸收二氧化碳,然後白天進行碳四迴圈,比如仙人掌和蘆薈就屬於CAM植物。

    地球上的植物經過上億年的演化,絕大部分植物選擇吸收紅光和藍紫光,然後反射綠光,於是這些植物的葉片呈綠色,實驗表明,紅光有利於碳水化合物的合成,而藍光有利於蛋白質的合成,藍紫光和青光有利於植物的伸長和幼芽萌發,同時還能引起植物的向光性。

    影響植物光合作用的因素有很多,比如光照強度、光譜波長分佈、光照時間、環境溫度、二氧化碳濃度等等,太Sunny的波長峰值落在可見光區域內,月光是月球反射的太Sunny,月球反照率大約是9%。

    研究表明,月光的波長分佈與太Sunny相差不大,只是輻射能量密度低了很多,大約只有太Sunny的40萬分之一,但是隻要有能引起植物光合作用相應波長的光子,就能誘發植物的光合作用,月光當中也有紅光和藍紫光,所以植物同樣可以利用月光來進行光合作用,只不過光合作用很微弱而已,甚至不足以抵消植物自身呼吸作用的消耗。

    有些綠葉植物我們種在室內,甚至從來沒有曬過太陽長得也很好,這些植物就是白天藉助漫射光,夜間藉助燈光來進行的光合作用。

    除了光照外,溫度對光合作用的影響也非常大,溫度過高會導致植物的水分蒸發嚴重,甚至會讓部分植物進入午休狀態,如果溫度過低,會降低光合作用中酶的活性,導致光合作用的效率大打折扣,所以要想植物生長的好,合適的光照強度和環境溫度非常重要。

  • 6 # 軍機處留級生

    來自月球的光對一些動物活動有影響,通常是因為它使它們更容易被看見。

    在地球上,我們要感謝月球的引力海洋潮汐除了別的以外。但是月光呢?

    月亮反射的光對地球上的生命有影響,這並不奇怪,但不是每個月亮的影響都是由狼的嚎叫預示的。

    看幾個月光微妙影響的例子,可以揭示月亮以意想不到的方式塑造了地球上的生命。

    月亮和動物行為

    歐亞鷹梟

    一些動物,尤其是夜行動物,已經根據月光調整了它們的狩獵和交配活動。一些動物只是在晚上看得更清楚,或者藉助於月光。相比之下,被捕食的動物知道被看到就意味著被吃掉,所以當月亮亮的時候藏起來是明智的。正如月光可以影響捕食者-獵物的時間表一樣,它也可以影響一些交配行為。

    例如,某些物種獾更多地標記他們的領地在新月期間,但是在滿月期間,他們標記領土較少。對這種差異的一種解釋是,獾的交配儀式是漫長的,所以在滿月的光亮下交配會使交配的獾處於危險之中。因此,這些獾在明亮的夜晚會藏起來,在月亮的其他階段會更活躍。

    許多種類的珊瑚在滿月或接近滿月時產卵。雖然天氣和水溫等其他因素也會影響它們的產卵,但這一事件發生在滿月附近。

    小蟲子在滿月周圍挖更大的洞。這可能是因為當月亮照亮夜空時,獵物的活動增加,導致了吃晚飯的機會更大。

    某些貓頭鷹品種在滿月時變得更加活躍,無論是在它們的交配叫聲還是在向潛在的配偶炫耀它們的羽毛方面。在一項對歐亞鷹梟的研究中,研究人員發現貓頭鷹的羽毛可能更顯眼在明亮的月光下。

    月亮、植物和農業月亮的圓缺對植物的生長髮育起著鮮為人知的作用。

    法國學者費雪裡在一本書中總結了各國合理利用月光的經驗,併為人們提供了一份種植、收穫的最佳“月相”資料。例如,草莓應避免在滿月和新月時栽種、剪枝和採摘。

    核桃在滿月時打落,不僅油脂最豐富,而且還容易被消化吸收。

    有些農學家甚至建議:除按季節外,最好在新月時種植茄子、蠶豆、洋蔥、南瓜、山藥、大蔥;在上弦月時種植蘿蔔、西紅柿、四季豆、豌豆、芹菜、菠菜;滿月時播種大蒜、土豆、黃瓜;在下弦月後進行黃瓜、西紅柿的整枝、翻地和蘿蔔進窖等農事活動。

    因為月球與地球上的生命有著如此緊密的聯絡,很難知道什麼僅僅受到月球光線的影響,什麼受到其他因素的影響,但是它的影響是不可否認的。

  • 7 # 鍾銘聊科學

    目前,科學家認為影響植物光合作用的主要有3個因素:光的輻照度以及波長;二氧化碳濃度;溫度。

    想要知道月光能否讓植物發生光合反應,還要看月光的輻照度以及波長。

    月光與植物

    植物的光合作用分為兩個部分,第一個部分和光有關,叫做光反應;在第二部分和光無關,叫做暗反應。月光對植物的影響,就存在於光反應階段。

    在光反應階段,光能會轉化為化學能,以ATP和NADPH的形式儲存。並不是所有波長的光都可以支援光合作用,科學家發現植物對光子的波長有明顯的偏好。

    科學家發現,大多數植物對藍光以及紅橙色光線吸收率較高,對綠色光吸收較低,而綠色光波長範圍為:515nm-535nm。

    用光波波長描述是,大多數植物主要吸收450nm左右的光,反射500nm-550nm的光。

    由於大多數植物不能吸收綠光,所以綠色光子可以被植物反射,因此進入人眼的都是綠色光子,所以我們看到的植物葉子大多數是綠色。

    由於月光不會發光,反射的都是太Sunny,因此月光的波長範圍和太Sunny差不多,但由於月球表面的土壤以及岩石會吸收其他光子,反射大量的紅色光子,因此月光的光波中紅色光子較多,這也是為什麼月球表面的土壤看起來是紅色的原因。

    植物能夠吸收紅色波長,因此月光的波長可以讓植物進行光反應。但是,波長只是光波的其中一方面,光的輻射度也深深影響著植物的生長。

    光的輻射度

    不同的植物,對於光照強度的需求不同,對於耐陰植物而言,需要的光強度偏低一些。

    其中光照強度在2000lux為陰性植物光補償點,吸收的二氧化碳和釋放的相等,在9700lux為陰性植物光飽和點;這裡補充一下,lux是照明單位。

    陽性植物在5400lux下為光補償點,在22000lux為光飽和點。

    太陽在不同環境下光照的強度不同,其中最亮時,太陽的光照強度為120000lux;

    明亮的太Sunny,光照強度為110000lux;

    在中午清澈的藍天中陰影內的強度為20000lux;

    在黑暗的暴風雨下,光照強度小於200lux;

    然而,月光在滿月時,也只能達到0.05-0.1lux的光照強度,即使在近日點時,部分地區也只能達到0.32lux光照強度。

    也就是說,月光的光照強度非常低,遠遠沒有達到光補償點,但是這並不代表著植物不會進行光合作用,當遇到波長合適的光子時,葉綠素也會吸收光子。

    但是,由於月光光照強度沒有達到光補償點,這意味著植物如果以月光的光線為生的話,消耗的能量大於生產的能量,無法滿足植物生長所需的能量,因此植物僅依靠月光生長的話,會導致生長停滯,甚至死亡。

    在現代農業中,很多農場主會對某些植物在夜間進行補光,以達到植物最佳生長狀態。一般情況下,在種子發芽時期,人工會照射藍光多一些;在植物的生長階段會適當的補充20%左右綠光,過強的綠光會導致植物生長受到抑制;為了得到株高合適的植物,科學家們也會相應地補充一些紅外線。

    總結

    影響植物光合作用的條件主要有三點:光照強度以及光波長,二氧化碳濃度,溫度。在不考慮二氧化碳濃度和溫度的情況下,月光對植物的影響非常有限,這是因為月光的光照強度非常弱,遠遠沒有達到光補償點的強度,因此植物在月光照射的情況下,生產的能量無法滿足消耗需要,所以植物在這個階段主要進行暗反應。

    如果月光光照強度足夠強,類似於太陽,那麼月光也能像太陽一樣為地球生物提供能量。

    所以地球生物的根基就是植物的光合作用,一旦太陽無法繼續提供太陽能,那麼以植物為鏈條的生物鏈將會全部消失。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 秦王嬴政並沒有下令呂不韋自盡,只是讓他遷到巴蜀,為何他就自盡了呢?