Hầu hết các loài thực vật trên hành tinh Trái đất đều có màu xanh lá cây. Đây là những cánh đồng bất tận, đồng cỏ, những khu rừng rộng lớn. Rất thường xuyên từ những đứa trẻ, bạn có thể nghe thấy câu hỏi: “Mẹ ơi, tại sao cây cối xanh tươi?”. Hãy cố gắng trả lời câu hỏi này từ quan điểm của hóa học, vật lý và một người bình thường.
Tại sao lá cây có màu xanh lục? Chỉ về phức tạp
Tán lá và cỏ trên hành tinh của chúng ta có màu vàng, đỏ, nhưng chủ yếu là màu xanh lá cây. Điều này là do thực vật tạo màu cho các sắc tố nhỏ. Chúng có trong các tế bào của mọi ngọn cỏ và chiếc lá. Một số trong số chúng cho cây có màu đỏ, số khác có màu vàng, và những loại khác vẫn có màu xanh lục. Phổ biến nhất của các sắc tố là chất diệp lục, chất mang lại màu xanh cho thực vật.
Chất diệp lục và quang hợp là gì?
Tán lá và cỏ được tô màu bởi một sắc tố gọi là diệp lục (một chất màu xanh lá cây tham gia vào quá trình quang hợp). Kết quả là, các chất dinh dưỡng được hình thành và tạo ra oxy.
Nhờ ánh sáng của mặt trời, một quá trình sinh hóa phức tạp diễn ra, kết quả làcác chất vô cơ và nước do cây thu được từ đất được chuyển hóa thành các chất hữu cơ (chất béo, chất bột đường, chất đạm, tinh bột, đường). Ý nghĩa chính của quang hợp là thực vật hấp thụ khí cacbonic và tạo ra khí ôxy, chất quan trọng đối với sự sống của tất cả các sinh vật trên Trái đất.
Vật lý và hóa học của ánh sáng xanh
Chúng ta hãy đi sâu hơn vào lý do tại sao thực vật có màu xanh lá cây.
Các nhà vật lý giải thích màu sắc của tất cả các vật thể bằng mức độ chúng hấp thụ / phản xạ ánh sáng. Những thứ xung quanh chúng ta có một màu sắc phản ánh chúng. Ví dụ, nếu một đối tượng có màu trắng, thì nó phản ánh tất cả các màu của quang phổ. Nếu màu đen, thì tất cả các sắc thái đều bị vật thể này hấp thụ. Ánh sáng mặt trời trắng bao gồm bảy màu mà tất cả các sinh vật sống, thực vật và các vật thể vô tri nhận được. Cỏ và tán lá của tất cả các tông màu chỉ phản ánh màu xanh lá cây (nó không cần thiết cho quá trình quang hợp) và đây là lý do tại sao tất cả các loài thực vật đều có bóng râm này. Và sắc tố diệp lục chiết xuất năng lượng để tăng trưởng và dinh dưỡng từ quang phổ màu đỏ và xanh lam.
Các nhà khoa học có thể giải thích tại sao hầu hết thực vật phản xạ ánh sáng xanh thay vì hấp thụ nó. Mỗi màu của quang phổ có một năng lượng và số lượng photon cụ thể (các hạt ánh sáng nhỏ). Năng lượng này rất cần thiết cho quá trình quang hợp. Số lượng photon lớn nhất được chứa trong màu đỏ, trong khi màu xanh lam có năng lượng hữu ích nhất. Các photon màu xanh lá cây không có năng lượng cũng như không hữu ích, vì vậy thiên nhiên không sử dụng chúng.
Từ quan điểm của hóa học, mọi thứ được giải thích khác nhau. Các nhà khoa học tin rằngrằng màu sắc của các vật thể phụ thuộc vào nồng độ của một số kim loại nhất định. Ví dụ, máu có màu đỏ bởi vì hemoglobin trong nó có chứa sắt. Hầu hết tất cả các thảm thực vật đều có màu xanh lục vì magie có trong chất diệp lục. Điều thú vị nhất là lý thuyết này không có bằng chứng xác thực. Các nhà khoa học đã cố gắng thay thế magiê bằng kẽm, nhưng bất chấp điều này, cây vẫn giữ nguyên màu xanh.
Tại sao lá chuyển sang màu vàng vào mùa thu?
Tại sao mùa thu cỏ cây chuyển sang màu vàng, những tán lá khô héo và rụng? Điều này là do thiếu ánh sáng mặt trời. Khi mùa thu bắt đầu, ngày trở nên ngắn hơn, lạnh hơn và tối hơn. Thực vật nhạy cảm với việc giảm số giờ ánh sáng ban ngày. Chất diệp lục thiếu ánh nắng mặt trời sẽ bắt đầu phân hủy, màu xanh lá cây mất đi, chuyển thành màu nâu, đỏ, vàng, đỏ thẫm.
Tại sao tất cả các loại cây đều không xanh?
Tại sao trong tự nhiên, ngoài màu xanh lá cây, còn có các loài thực vật có màu sắc khác? Vì ngoài chất diệp lục, thực vật có thể chứa nhiều sắc tố khác. Ví dụ:
- Anthocyanin là sắc tố hấp thụ ánh sáng xanh và phản chiếu phần còn lại. Các lá chứa chất này có thể có bất kỳ màu nào ngoại trừ màu xanh lục.
- Caroten là một sắc tố phản ánh bảng màu vàng và đỏ. Lá và các loại thảo mộc, trong đó lượng caroten cao hơn nhiều so với chất diệp lục, có màu đỏ hoặc vàng.
- Xanthosine là chất hút toàn bộ bảng màu, trừ màu vàng. Theo đó, tán lá có chứaxanthosine - màu vàng.
Bây giờ sẽ trở nên rõ ràng cho cả người lớn và trẻ em tại sao thực vật có màu xanh. Mọi người sẽ hiểu tầm quan trọng của quá trình quang hợp, cách thực vật lấy chất dinh dưỡng và phát triển, và tại sao chúng chuyển sang màu vàng và khô héo vào mùa thu. Khám phá thế giới, điều đó rất thú vị!
