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绿色植物中的化学知识

  绿色,给人以清新、柔和、惬意之感。绿色植物,维系着生态平衡,使万物充满生机。从化学角度看,它还微妙而准确地反映着我们周围环境的特征和变化,供给人类许多有用的信息和物质。

  不是么?酸模、常山等绿色植物丛生之地,常会发现地下有铜矿。地下若有金矿石,上面往往长忍冬,地下有锌矿,上面多长三色堇。兰液树分泌物里,镍含量较高时,它告诉人们:注意,这里可能有镍矿!美国曾靠一种粉红色的紫云英和“疯草++的“提示”,发现了铀矿和硒矿。

  许多绿色植物,还起着化学试剂的作用。杜鹃花、铁芸箕共生的地方,土壤一定是酸性的;马桑遍野之地,土壤呈微碱性; 碱茅、马牙头群居处,是盐化草甸土的标志;如果荨麻、接骨木的叶里含有铵盐,预示它们生长的土攘中含氮量丰富……

  绿色植物是庞大的“吸碳制氧厂”。植物的绿叶吸取空气中的二氧化碳,在日光和叶绿素的作用下,跟由植物吸收的水分发生反应,形成葡萄糖,同时放出氧气:

  6CO2+6H2O - C6H12O6+6O2

  再由葡萄糖分子形成淀粉:

  n C6H12O6 -(C6H12O6)n+nH2O

  当淀粉在叶子里受酶的作用时又分解为葡萄糖:   (C6H12O6)n+nH2O -nC6H12O6

  葡萄糖随着植物液汁散布到整个植物体内,成为用以合成各种植物生长所必需的物质的原料。一部分植物被动物摄取后,在体内水解并进一步氧化,又将有机物中的碳转化为CO2,排入大气(或海洋)中。

  在“环境污染日益严重”的惊呼声中,绿色植物起着“报警器”的作用。在低浓度、很微量污染的情况下,人是感觉不出来的,而一些植物则会出现受害症状。人们据此来观测与掌握环境污染的程度、范围及污染的类别和毒性强度,进而采取相应的措施和对策,及时提出治理方案,防止污染对人体健康的危害。

  如当你发现在潮湿的气候条件下,苔藓枯死;雪松呈暗竭色伤斑,棉花叶片发白;各种植物出现“烟斑病”。请注意,这是SO2污染的迹象。菖蒲等植物出现浅褐色或红色的明显条斑,是++中毒的不祥之兆。假如丁香、垂柳萎靡不振,出现“白斑病”,说明空气中有臭氧污染(实验测得,臭氧浓度超过0.08~0. 09ppm时,会使植物出现褐斑,继而变黄,最后褪成白色,叫作植物“白斑病”。臭氧浓度达0.1lppm以上时,则100% 植物发病)。要是秋海棠、向日葵突然发出花叶,多半是讨厌的Cl2在作怪。

  绿色植物是空气天然的“净化器”,它可以吸收大气中的CO2、SO2、HF、NH3、Cl2及汞蒸气等。据统计,全世界一年排放的大气污染物有6亿多吨,其中约有80%降到低空,除部分被雨水淋洗外,大约有60% 是依靠植物表面吸收掉,如1公顷柳杉可吸收60千克SO2。许多植物在它能忍受的浓度下,可以吸收一部分有毒气体。例如,空气中出现SO2污染,广玉兰、银杏、中国槐、梧桐、樟树、杉、柏树、臭椿纷纷出动来吸收;若发现Cl2污染,油松、夹作桃、女贞、连翘一起去迎战;发现HF污染,构树、杏树、郁金香、扁豆、棉花,西红柿一马当先吸收之;洋槐、椽树专门对付光化学烟雾。

  此外,树木还能吸收土壤中的有害物质。施用农药及用污水、污泥作肥料,会污染土壤继而污染了农作物,如粮食蔬菜内有残留的有机氯会转移到人体内,而树木可吸收土壤中的有机氯,净化土壤。

  随着石油等矿物资源的不断枯竭,人们再次把注意力转向可以再生的资源—森林,除利用其薪材外,正加快开发“石油人工林”—直接能代替石油的烃类和油脂类的树种,它生产的液汁甚至不用加工就可以用作汽车的燃料。如诺贝尔奖金获得者美国加利福尼亚大学化学博士卡尔文,在澳洲南部建立了一个“柴油林场”,这种植物生长在半干旱地区,产量很高,价格可与石油竞争。卡尔文还在巴西发现一种可直接用作汽油的含油植物—苦配巴。我国的油楠? ??ψ8??H?也是很有希望的“柴油树”,胸径40~50厘米的油楠心材部位就能形成黄色油状树液,一株伐倒后的油楠,可从锯口中流出几十斤油状物。

  绿色植物是一个大“化工厂”,不但制造养分把养分储藏在土壤中,而且它本身全是宝。木材经过机械和化学加工,可以产生胶合板、刨花板、纤维板,制成纸浆、人造丝、人造毛。还可以制成多种糖类和甲醇、乙醇、糖醛、活性炭、醋酸等。树木的枝、梢、叶可作饲料、肥料、燃料。有些树木的皮、根、树液还可提炼松香、橡胶、栲胶、松节油等工业原料。

  远古有神农尝百草的传说,李时珍编著的《本草纲目》更是驰名中外。直到今天,还有新的中草药不断被发现利用,但草的最广泛的用途还是放牧。单是我国的牧草就有一万五千种以上,牧草含有丰富的蛋白质,一般含量达百分之十几,牛羊等动物,吃进青青的草,产出高蛋白的乳。

  葱郁的枝叶,芬芳的果花,无不令人陶然。然而,植物群落中各种族之间又无时无刻不进行着化学战争。植物化学武器的种类很多,几乎都是有机物,酸类有:香草酸、肉桂酸、乙酸、氢氰酸等;生物碱类有:奎宁、丹宁、小檗碱、核酸嘌吟;醌类有:胡桃醌、金霉素、四环素;硫化物有:萜类、甾类、醛、酮、卟啉等等,这些化学武器分布于各类植物中,多集中于植物的根、茎、叶、花、果实及种子中,可随时释放。

  植物间的化学战有“空成”、“陆战”、“海战”三类。

  空战:植物把大量毒索释放于大气中,形成大气污染使其它植物中毒死亡。加洋槐树皮挥发一种物质能杀死周围杂草,使根株范围内寸草不生;风信子、丁香花都是采用空战治敌的。

  陆战:这些植物把毒素通过根尖大量排放于土壤中,对其它植物的棍系吸收能力加以抑制。如禾本科牧草高山牛鞭草,根部分泌醛类物质,对豆科植物旋扭山、绿豆生长进行封锁,使之根系生长差,根瘤菌也明显减少。

  海战:利用降雨和露水把毒气溶于水中,形成水污染而使对方中毒。如桉树叶的冲洗物,在天然条件下可以使禾本科草类和草本植物丧失战斗力而停止生长;紫云英叶面工的致毒元素—硒,被雨淋人土中,就能毒死与它共同占据一山头的植物异种。

  绿色世界中的化学变化是异常复杂多变的,人们对其的认识大部还处在“知其然,不知其所以然”的状态,有待于进一步去研究。


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