提高光合作用效率的探讨

本文是讨论一个重要而又明显的论点的几篇文章之一,这个论点就是:光合作用是固氮和硝酸还原作用的最终能源,如果能提高净光合作用效率,那么净氮素利用也能提高和/或延长.这对于直接与光合作用的电子传递相联系的氮素利用是对的,对于具有固氮根瘤那样的植物,其光合作用在叶绿体中进行,而固氮作用在根瘤中进行,在空间上是分     

叶绿体的结构和化学

叶绿体为绿色植物的细胞器,作为一切生物物质和能量来源的光合作用就是在植物细胞的叶绿体中进行的,故叶绿体又称光合器。光合作用的进行同叶绿体的结构有着密切的联系,因此叶绿体结构和化学物理的研究是阐明光合作用机制的一个重要方面。关于叶绿体的化学组成和结构的研究已有很多报告。本文仅就叶绿体的分离、化学和结构三个方面所取得的主要成就和进展进行综述,以资参考。     

第三讲 光合作用的原初反应

光合作用开始于色素吸收日光能,用以氧化水放出分子氧、与还原二氧化碳成为碳水化合物,将日光能转变成稳定的化学能储存于食物中而结束。从光合作用的时间进程来说,发生于最起始阶段的反应就是原初反应。它是光合作用中直接与光能利用联系着的反应,因此非常重要。原初反应包括:光     

鉄氧还蛋白(Ferredoxin)与光合作用

引言光合作用的根本特点是光能轉变成化学能,因此,这一过程的重要关键就在于光能引起色素系統发生什么变化,进一步又发生什么样的一系列电子傳递作用,这就是光合作用的原初反应与光合鏈的問題。目前已     

展望人工光合作用

如果把陆生植物和水体中的蓝细菌、藻类的光合作用定义为"自然光合作用"的话,那么依据其原理或灵感研发的人造装置例如"人工叶"、"光电化学电池"和"光生物反应器"等将太阳能转化为化学能并贮存于食物或燃料(例如H_2)中的过程,就是"人工光合作用"。由于光合作用效率低下和常常受环境条件的严重制约以及水体中大量生物质难以收获利用,自然光合作用远不能满足人类社会的需要。人工光合作用如此富有魅力,充满希望,看来是解决当今世界面临的粮食、能源和环境或全球气候变化三大急迫问题的必由之路。为了激发更多人的兴趣,促进人工光合作用研究的发展,本文简要介绍它的重要意义和过去十多年来该研究领域特别是人工光能制氢和人工CO_2还原等方面的重要进展。     

作物群体受光结构与作物生产力研究

植物体内的干物质中,９０％～９５％直接或间接地来自光合作用,作物群体进行光合作用的能源是太阳辐射能,从获得太阳能的观点出发,农业就是“通过高等植物发展光能利用效率的产业”［８］。叶子作为光合作用的主要器官,其光环境的优劣对光能利用效率和作物生产力起着...     

药用植物光合作用研究

了解药用植物自然条件下的光合作用情况和施肥、光照、干旱胁迫、水分胁迫和矿质元素等外部条件对药用植物光合作用的影响以及光合作用对药用植物有效成分合成与含量的影响具有十分重要的意义,对上述领域的研究进展进行了综述.     

沉水植物光合作用测定的电化学方法

光合作用速率测定是植物光合作用研究的重要基础,沉水植物由于所处生境的特殊性,难以应用在陆生植物光合作用研究中发展起来的速率测定方法.在对水体中二氧化碳的基本特征进行详细描述的基础上,介绍了在沉水植物光合作用研究中广泛应用的电化学方法--pH-stat法和pH-drift法的原理,并给出了应用实例.这两种测定水生植物光合作用的电化学方法所依据的溶液无机碳浓度的变化可以利用Gran滴定法方便地计算出来.     

利用合成生物学原理提高光合作用效率的研究进展

我国人口增多与耕地面积减少的矛盾日益突出,粮食安全已成为我国国民经济可持续发展的重要保障。光合作用是作物产量形成的物质基础,提高作物光能利用效率是提高作物产量的重要途径之一。本文从光合作用过程中光能高效吸收、传递与转化,光能高效利用和碳同化等三大模块综述了近期科学家利用合成生物学对光合作用改造的最新进展。最后我们对其在农业中的应用前景进行了展望,通过合成生物学原理提高光合作用效率可能将为增加粮食产量提供重要理论支撑和关键生物技术。     

光合作用的光抑制

虽然光是植物光合作用的根本推动力,没有光植物便不能进行光合作用,光不足则不能高速地进行光合作用,可是光过剩对植物来说也不是好事。当叶片接受的光能超过它所能利用的量时,光可以引起光合活性的降低。这就是光合作用的光抑制现象。它的最明显特征是光合效率的降低。在没有其它环境胁迫的条件下,晴天中午许多植物冠层表面的叶片和静止的水体表层的藻类经常发生光抑制。由于发生光抑制的前提是光能过剩,所以,任何妨碍光合作用正常进行而引起光能过剩的因素,如低温、干旱等,都会使植物易于发生光抑制。因此,在两种或两种以上环境…     

叶绿体的形态、结构和发育

为了证实高等植物的光合过程是不是在叶绿体里进行的,人们把叶绿体从绿色细胞中分离出来,然后把这些离体的叶绿体放在必需的制剂里,在光照下,看到这些离体的叶绿体确是可以同化二氧化碳为碳水化合物,而且它的光合能力也接近于完整叶片的。这就证实叶绿体是高等植物光合作用的完整单位,也就是说,光合作用的整个过程是在叶绿体内进行的。如果把叶子比喻做合成有机物的绿色工厂,那么,叶绿体就是绿色工厂里的重要车间了。     

丝瓜叶是进行光合作用实验的好材料

光合作用实验是初中生物学教学中的一个重要实验,搞好这个演示实验对学生理解光合作用有很大帮助。课本里介绍的天竺葵,我们这儿较少,取材有困难。我们曾多次对一些植物(如小白菜、番茄、豌豆、南瓜等)进行试验,结果表明丝瓜叶是进行光合作用实验的好材料。它在酒精中煮后较硬(不     

小麦光合作用“午休”的生态因子研究

在人工气候室内进行的小麦光合作用与生态因子关系的研究,得到了如下结果: 1.当空气中CO_2浓度为340至350ppm,土壤含水量适中的情况下,引起光合作用“午休”的重要因素之一是中午空气相对湿度明显下降。 2.当生态环境适宜,且较稳定的情况下,未观察到光合作用“午休”现象。认为光合作用“午休”不是一个生物钟现象。     

影响水稻光合作用的几种因素

光合作用是决定着水稻的生长发育和物质积累以及影响产量的一个重要因素。因此,当研究水稻的生长发育时首先对水稻的光合作用有所了解是很完全必要的。至於目前专门从事於水稻光合作用方面的研究国内外尚属不多,近几年来蘇联,日本,印度和我国都在进行着这项工作的研究。 Dastur and Chinoy(1932),野口(1941),铃木(1953)等按水稻的各个生育时期来研究其光合作用。在肥料与光合作用的关系方面,三井及西垣(1940),野口(1941),研究了钾与光合作用以及光强与光合作用的关系。水分与光合作用的关系方面有(1950),国内有崔澂等(1955)的工作。至於水稻开花後物质的積累和运输有户苅(1955),国内有殷宏     

从植物生理学谈光合作用与农业生产和粮食安全

目前,粮食安全问题已经成为了国家相关部门高度重视的一项问题,其不仅关系到社会经济的稳定发展,而且对人们生活生产也具有重要作用。我们都知道,当前我国所食用的食物都是光合作用的产物,因此,光合作用对农业生产和粮食安全的作用是不容忽视的。本文首先对植物生理学进行简要概述,并在此基础上对光合作用与农业生产和粮食安全进行介绍,以此来为今后我国粮食安全目标的实现提供一定的参考依据。     

植物的光合作用

绿色植物的光合作用是地球上生命的存在,繁荣和发展的根本源泉,因此光合作用机制的研究就成为生物学中的一个主要的理论问题。近年来由于物理学和化学的发展,现代分析方法的改进,在光合作用研究方面有不少新的进展。本文的目的就是选择这方面的若干重要的新成就作一简单介绍。一、一股概念光合作用是绿色植物通过叶绿素吸收日光能把二氧化碳和水同化为有机物并释放氧气的过程,可以下列总方程式来表示: CO_2 H_2O 光叶绿素→(CH_2O) O_2-112仟卡 CO_2是很难被还原的,在常温常压之下在无机界几乎不可能遇到CO_2被还原的现象。水也是很难被氧化的,我们知道要使水蒸汽分解为H_2与O_2需要很高的     

植物非叶绿色器官光合贡献研究进展

植物光合作用是生物界赖以生存的基础.长期以来,叶片被认为是植物进行光合作用的重要器官.然而在逆境条件下,植物非叶绿色器官的光合贡献也具有巨大的潜力.近年来,为了探究植物增产的新途径,科研工作者纷纷把目光投向了植物非叶绿色器官.本文简述了植物非叶绿色器官中能够进行光合作用的器官类型、非叶绿色器官光合贡献率及其光合贡献率的...     

植物光效生态学研究 Ⅰ.小麦光合作用午休的原因

本文报道了用小麦作材料,从作物生理生态特性方面研究了小麦光合作用午休的原因。试验结果证明:在中午前后,小麦叶片气孔开关数目与光合作用午休密切相关;大部分小麦光合作用午休与生物节律无关;中午遮光后,光合作用加强和生物学产量提高,说明光合产物的累积是形成光合作用午休的重要因素之一。     

人工光合作用介导的辅酶再生研究进展

人工光合作用是通过模拟自然光合作用将太阳能转变为化学能的过程,其研究领域主要集中在水裂解、CO_2固定和辅酶再生这三方面。辅酶是大部分氧化还原酶催化反应中的关键辅助因子,在工业生产中用量极大,具有十分重要的价值。然而,辅酶的生产和提纯成本极高,导致其价格高昂,应用受阻。人工光合作用可以利用太阳能进行辅酶再生,有望通过辅酶循环利用的方法降低工业中生物催化反应成本。本文中,笔者系统地阐述人工光合作用及辅酶再生的机制,总结近年来用于辅酶再生的人工光合系统的研究进展,并对人工光合作用在辅酶再生领域的未来趋势进行展望。     

评《光合作用——光子、激子、电子、质子、离子与光合膜之间的相互作用》一书

本书作者葛培根教授系美籍华裔学者,是国际上著名的光合作用专家,并享有很高的声誉。他长期在具有重要影响的光合作用研究中心 Kettering Research Laboratory 主持光合作用研究。光合作用研究的核心问题是光能转化的机理——光合作用的原初反应,即光子、激子、电子、质子、离子与光合膜之间的相互作用。这是光合作用研究中最富于挑战的领域。葛培根教授几十年来在这个研究领域中作出了杰出的贡献,推动了光合作用研究的发展。