綠葉是光合作用的主要器官Green Leaves Are the Principal Organs of Photosynthesis

探索生命《生物學》50

1.        雖然光合作用可以在植物身上任何一個含有葉綠素的地方進行，不過大部分的植物是用葉子進行光合作用，因為葉子攔截陽光的面積最大，因此是光合作用的主要器官。

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2.        大部分的植物樹葉由葉柄petiole和葉片blade組成，不過有些樹葉缺少葉柄，葉子直接與莖相連。葉子的形狀通常是又扁又大，上面滿布複雜的葉脈系統。

3.        因為葉片是扁平的，因此葉片的表面積與它的體積相比是非常大的，這也使葉片成為捕捉陽光的有效工具。

4.        從顯微鏡來看，葉片的表面積覆蓋了一層表皮epidermis，表皮通常只有一個細胞的厚度，不過有時候也會達到二、三或更多個細胞的厚度。葉片上下表皮覆蓋一層蠟，稱為角質層cuticle。

5.        表皮的主要功能是保護葉片的內部組織不會流失過多水分，避免真菌入侵，阻止物理性傷害（刮傷劃破）。大部分的表皮細胞不含有葉綠體，因此不會進行光合作用。

6.        在上下表皮之間的區域是葉子的葉肉細胞mesophyll，葉肉細胞含有多葉綠體，是主要進行光合作用的場所。葉肉細胞可分為二個部分：柵狀組織palisade mesophyll、海綿組織spongy mesophyll。

7.        柵狀組織是一根根垂直於表皮的的柱狀細胞，海綿組織是由不規則形狀的細胞隨機排列而成。不論是柵狀組織或海綿組織，細胞分佈都十分鬆散，細胞之間有許多空隙；這些空隙可透過下表皮的孔洞與大氣層互通。

8.        下表皮的通氣孔稱為氣孔stomata。光合作用需要的二氧化碳是直接從空氣中取得的，空氣中的二氧化碳透過氣孔進入到葉子裡面。氣孔的大小是由一對表皮細胞控制，稱為保衛細胞guard cells。

9.        從葉柄延伸到葉片的葉脈系統，形成一個網狀支撐構造，負責葉片區域的運輸，將葉片各個區域與植物的主要運輸系統連接起來。每一條葉脈包含二種維管束組織：木質部xylem，負責從根部運輸水分與可溶性礦物質到植物各個部位，韌皮部phloem，負責運輸有機物質到整個植物。每條葉脈都包裹著緊密維管束鞘bundle sheath。

10.     大部分的情況是，葉脈的分支非常多，因此所有的葉肉細胞都不會離葉脈太遠。所以葉肉細胞進行光合作時，需要的水分可以從葉脈的木質部獲得，光合作用製造出來的碳水化合物產物，則由韌皮部運送到植物的其他細胞。

葉綠體是光合作用的器官

11.     植物細胞的光合作用在葉綠體中進行，葉綠體被雙層膜包覆，裡面還有第三層膜所構成的扁平、互相連接的囊，稱為類囊體thylakoids，無數類囊體堆疊成的東西稱為葉綠餅grana。

12.     類囊體的膜將葉綠餅內的世界與葉綠餅外間質stroma分隔開來，間質是葉綠體內的基質。光合作用的光反應在類囊體膜內或膜上進行，光合作用的暗反應在類囊體外的流體間質進行。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》；圖片來源／Robinsonlibrary.com、Micro.magnet.fsu.edu、S-cool.co.uk