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日志

 
 

NaHCO3如何为植物提供CO2?  

2008-11-18 22:22:56|  分类: 疑难探讨 |  标签: |举报 |字号 订阅

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生物学实验中,常用NaHCO3稀溶液为植物光合作用提供所需CO2。多数学生对此不能理解,他们提出,根据化学知识,固体NaHCO3加热可分解放出CO2,而NaHCO3稀溶液即使加热也不会放出CO2气体。那么,生物学上用NaHCO3稀溶液为植物提供CO2的做法是否缺乏科学依据呢?答案当然是否定的。
首先提请大家注意的是,植物光合作用所需的CO2的浓度较低。空气中的CO2浓度一般只有0.03%,但这已经对于植物进行光合作用已经够用了。所以我们分析NaHCO3稀溶液如何为植物提供CO2的问题,并不需要它不断地大量放出CO2气体,只要它能维持较低浓度下CO2含量稳定就行了。从水解和化学平衡的角度看,在NaHCO3稀溶液中存在以下平衡:(各式中的=应为可逆符号) 
HCO3 + H2O = H2CO3 + OH 
H2CO3 = CO2 + H2
由于是在平衡溶液中,所以移动并不太明显,虽有CO2逐渐生成,但一般不会有明显的气泡产生。但这可以在周围环境中形成一个CO2浓度相对稳定的区域,这样在密闭环境中就会形成一个饱和CO2分压。如果植物光合作用吸收CO2的速率大于呼吸作用释放CO2的速率而消耗了环境中的CO2,使CO2气压低于其饱和分压,整个平衡就会向右移动。 
NaHCO3稀溶液之所以能够为植物光合作用提供CO2,并不是因为该溶液可以不断地大量放出CO2气体,使空气中CO2浓度迅速提高,而是建立了一个平衡溶液体系:HCO3 + H2O = H2CO3 + OH H2CO3 = CO2 + H2,该体系能够使周围环境保持一个相对稳定的CO2 饱和分压,使植物叶片始终处于CO2 浓度相对稳定的环境之中。 
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