光合作用是植物賴以生存的方式。因為植物不像動物那樣進食,而是利用太陽光的能量生成糖分,然後再利用糖分生成其他化學物質,從而產生自身所需的能量。
植物通過光合作用把空氣中的二氧化碳和水結合生成糖。如圖所示,植物通過攝取太陽光進行光合作用。光合作用的另一個重要意義在於釋放氧氣。
由於科學知識的傳播依賴於準確的交流,因此,科學家非常注意自己使用的語言。例如,在描述植物如何獲得能量時,科學家不想總是重複「大家知道,植物所做的就是利用太陽光能、二氧化碳和水生成糖」。所以,科學家把這一過程稱為「光合作用」。雖然這是一個複合詞,但也比一句話簡短得多。
另外,這個名字也很適合其描述的過程。「光」意味著太陽光,「合」意味著生成,也就是利用材料做成某種東西的意思。
光合作用這個概念非常重要,以至於教科書中都包含這個概念的相關解釋,學校也都力圖保證其學生理解。他們通常用如下問題進行測試:
植物利用太陽光能生成糖的過程被稱之為:
a)排汗作用
b)呼吸作用
c光合作用
d)惡化作用
大家都應該知道並理解「光合作用」這個詞。但是,如果你們把它作為一個只需簡單記憶的詞語,就不能真正地理解其含義。因為你們所做的就只是記住了一個詞和一些與之相關的短語(例如生成糖、太陽光能)。你們很快就會忘記,因為要記住一個不是真正理解的詞語很難,尤其是在需要不斷記憶新詞的情況下。相反,學習科學知識就是要理解。記憶是必須的,但理解才是最重要的一環。
那麼,真正理解光合作用意味著什麼首先,「光合作用」不僅僅是科學課本中所提及的一個詞語,它每時每刻都在我們身邊進行著。看看照在綠色植物、樹木、灌木叢和草地上的陽光,當你注視它們的時候,它們正在一刻不停地進行著光合作用。
其次,光合作用是植物把太陽能轉化為化學能的一種方式。任何動物都不能做到這一點,包括人類在內。動物依賴植物把太陽能以一種它們可使用的形式儲存起來。對於地球上的生命體而言,光合作用是最重要的生命活動。植物需要光合作用才能生存,人類也同樣如此。最後,植物的光合作用最終會釋放氧氣。在地球的原始階段,大氣中並沒有氧氣,而現在氧氣含量卻達到了21%,這都是光合作用的功勞。
光合作用不僅解釋了動物獲取食物的渠道,也解釋了其獲得呼吸所需氧氣的方式。所以,下次經過陽光照耀下的草坪、灌木叢或樹林時,請記得停下來感受一下。即使我們看不見,那些綠色生物仍在不停地把氧氣釋放到周圍的空氣中去。我們吸入氧氣,呼出二氧化碳同時,植物吸收二氧化碳,生成養分,用以支撐整個生命體系的運行。因此,光合作用生成我們在地球生物網絡中,植物和我們的關係非常密切,並且所有的植物與動物之間都是相互合作的關係。
現在,大部分人類都住在城市或郊區,在那裡,我們只能感受到人造世界而非自然世界。我們吃著超市或餐館中的食物,在高樓大廈或汽車中消磨大量時間,卻可能從來都沒有想過自己到底是誰,扮演著什麼樣的角色。不過,通過研究光合作用,我們懂得:人類和所有動物一樣,都依賴於植物和太陽能而生存,並且人類只是地球生物的一部分。