1ppm是一百萬分之一的意思,而1%是百分之一。大氣的二氧化碳濃度約為0.04%,相當於400ppm。葉子內部的二氧化碳會被光合作用消耗,所以濃度很低,可以視為0。在葉子裡面的二氧化碳濃度是0,在葉子外面約為400ppm,雖然400ppm的濃度很低,但是比0高,所以400ppm的二氧化碳會往0ppm移動,穿過氣孔。此時,葉子表面的二氧化碳濃度會逐漸變成0,形成二氧化碳的濃度梯度。此現象稱為「葉面邊界層」。圖/田中修
文/田中修
植物以根吸收水分,以葉子吸收二氧化碳,作為光合作用的原料,來合成葡萄糖。但是,葉子到底是用什麼樣的方式吸收二氧化碳呢?
二氧化碳 來自氣孔
一般認為,植物是利用葉子的氣孔(stoma)吸收二氧化碳,因葉子上布滿氣孔。
空氣中含有大約20%的氧氣,以及大約80%的氮氣。相較之下,二氧化碳僅有氮氣的0.04%。植物究竟如何從氣孔吸收空氣中含量稀少的二氧化碳呢?
植物得以吸收二氣化碳,是因為氣體具有的一項不可思議的特性——兩種不同濃度的氣體互相接觸時,會漸漸變成相同的濃度。這個現象稱為擴散(diffusion)作用。
換句話說,不同濃度的氣體相遇時,由於具有變成相同濃度的傾向,因此濃度高的氣體會往濃度低的氣體移動。舉例來說,在不通風的房間裡,香菸散發出來的強烈菸味,會在不知不覺中與房中空氣混合,使菸味淡化。
由於葉子中的二氧化碳會用於葡萄糖與澱粉的生產,所以葉中二氧化碳濃度很低,你可以直接視為0。在葉子裡面的二氧化碳濃度是0,葉子外面則約為0.04%。雖然0.04%看起來是很低的濃度,但是跟0比,仍算高濃度,所以0.04%的二氧化碳會穿過氣孔,往0濃度的方向移動。
氣體移動 濃向低移
葉子進行光合作用時,會不斷消耗二氧化碳,因此葉子裡面的二氧化碳濃度一定會比外面低,於是二氧化碳會從外界進入葉子。
一般認為,是葉子「吸收」了二氧化碳,但是正確說法是二氧化碳「進入」葉子內部,這樣說比較恰當。