俗話說的好“人是鐵，飯是鋼，一頓不吃餓得慌。”這話對於植物來說同樣適用，和人一樣，它們會向外界獲取“食物”來滿足自身生長髮育。
植物的基本“食物”包括光照、空氣和水等，其中光照是綠色植物生長最關鍵的“食物”。
植物是如何獲取並利用這種“食物” ？
捕獲光照的小能手就是綠色葉片細胞中小小的葉綠體。
在葉綠體中的內囊體膜上，有兩種色素分子：聚光色素和反應中心色素。其中聚光色素沒有光化學活性，但是它能夠收集光能，就像漏斗一樣把光能聚集起來，然後傳到反應中心色素，完成由光能到電能再到活躍化學能的轉換，在植物體內有兩種系統進行光能吸收，分別是光系統I（PSI）和光系統II（PSII）。
這些活躍的化學能在葉綠體基質中被用來進行碳同化作用，將二氧化碳還原成糖類等有機物。總的來說，光合作用就是將光能轉化為穩定的化學能貯存於體內，同時釋放氧氣的過程,對植物的生長、發育具有極其重要的作用。
植物是如何“吃撐”的？
當光照較弱時，植物無法獲取足夠的光能來滿足自身需求，就會通過調節自身機構從而儘可能高效地捕獲和利用光能。但是當光照過強，例如在晴天中午，植物中葉綠體捕獲到的光能超過光合作用所能利用的量，此時過剩的光能就會讓植物“吃撐”。
“吃撐”的後果？
過剩的光能會阻礙光合作用的進行，降低光合作用效率，在這個過程中會產生各種各樣的活性氧，這些活性氧可在生物膜的不同位點催化膜脂過氧化反應的發生並分解光合色素，對光合作用反應中心、光合膜和光合色素產生傷害，從而進一步抑制光合作用的進行。
如果這種強光是長時間的，那麼造成的這些傷害也將是不可逆的，在外界看來，可以明顯觀察到綠色葉片失綠變焦枯。
“吃飽了撐著”怎麼辦？
“物競天擇，適者生存。”在強光的脅迫下，植物並不是毫無還手之力，植物在長期的進化過程中，為了適應多變的生長環境，形成多種耗散過剩光能以避免遭受破壞的保護機制。
1、植物形態結構
強光下植物存在一系列形態和結構上的保護措施，以此來減少光能的吸收。如強光時，葉懸掛角與葉柄角均變大，葉片呈向下傾斜狀，以減少光能截獲量。
對比陽生植物和陰生植物的葉片，很明顯可以發現陽生植物葉片質地較厚，並且葉面往往有角質層或蠟質層，甚至還有葉毛，這些都會增加對光的反射，從而減少光的吸收。
另外很有意思的是，葉綠體在細胞中是會移動的，當強光照射時，葉綠體會排列在光線射來的平行方向，以減少強光的傷害。
2、光呼吸
光呼吸就是綠色植物在照光條件進行的呼吸作用，在消耗光合產物的同時並不生成能量ATP，從而使光合產物被白白地耗費掉，並且它明顯減弱光合作用、降低作物產量，因此曾經被認為是一個無效的耗能過程。
但隨著科學研究的深入發現，光呼吸其實對細胞有著很重要的保護作用。在強光照下，由光激發的高能電子會傳遞給氧氣，形成的超氧陰離子自由基對光合膜有傷害作用，而光呼吸可消耗高能電子，降低超氧陰離子自由基的形成，從而保護葉綠體。
3、熱耗散
植物吸收光能後會形成高能量的單線激發態葉綠素，這種高能量的葉綠素就會想辦法恢復到低能量狀態，辦法之一就是以熱能的形式耗散損失，而這種因熱耗散形成的熒光淬滅就被稱為非光化學猝滅(NPQ)。
它是一種可以快速切換的機制，以熱能的形式耗散吸收的光能，還可減少活性氧的產生，從而保護植物免受強光照射造成的光損傷。
除了以上三種外，植物還有許多應對“吃撐”這種情況的措施，例如光系統II和光系統I之間的轉換、活性氧清除系統等。
其實植物“吃撐”不是自願的，“吃飽”了也只能無奈地繼續，好在它可以通過自身各種防禦機制來減少光能的吸收或者緩解“吃撐”後的難受，所以植物並沒有想象中那麼的“逆來順受”。
作者：華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室
李英子
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