证明光合作用需要CO_2的简易实验装置

取两个广口罐头瓶,甲瓶内盛NaOH水溶液,再将盛有清水、插有带叶的植物枝条的小瓶放入瓶中(注意勿使NaOH溶液进入小瓶),然后用另一个广口瓶倒扣在甲瓶瓶口上,瓶口接头处用多层胶布封严。乙瓶的装置与甲瓶同,只是将瓶内的     

再改进“证明绿色植物光合作用释放氧气实验”

图1所示的“检验绿色植物光合作用释放氧气实验”是笔者设计并验证的第1次改进实验,发表于《生物学通报》2007年第8期“生物学实验改进二则”。本实验原理科学,方法简单,装置简便、牢固、经济,效果显著,非常适合教师、学生模仿制作。但此实验也存在一些不足。     

浅谈绿色植物光合作用的化学方程式

拜读殷宏章先生在《植物生理学通讯》1983年第6期发表的“谈谈绿色植物光合作用的化学方程式——病中杂忆”一文,很受教益。该文对绿色植物光合作用的化学方程式的历史、发展过程以及现状和存在的问题都作了介绍。并且根据Van Niel(1941)提出的光合作用统一式和直接证明光合作用所放出的氧是来自于水的同位素标记实验,认为绿色植物光合作用的化学方程式用下式表示较好:     

“证明绿色植物光合作用释放氧气”实验的装置改进

利用1.25 L的饮料瓶、长颈漏斗、导管、乳胶管及铁夹制作"证明绿色植物光合作用产生氧气"的实验装置。     

绿色植物吸收空气中二氧化碳的实验

在契久列夫(В.А.Тетюрев)编的植物学课本(苏联第四、五年级用)中,有一章是”叶有机物质的形成”,其中描述一实验,证明绿色植物叶子在光线下需要吸收二氧化碳和放出氧来。这个实验是用采摘下来的叶子放在玻璃筒中进行的。实验时,玻璃筒中充满了叶子呼出的氧。但是在这个实验中,带有一种人工的性质。倘使不用采摘下的叶子,直接在正常状况中的植株上进行实验,那末就一定可以把绿叶吸收二氧化碳的示范实验,表现得更加正确些。     

谈谈绿色植物光合作用的化学方程式——病中杂忆

一年多来身体不好,经常在家休养或住医院治疗。自辞去行政工作后,本想看点书,写点东西,但仍觉力不从心,记忆衰退,大堆材料卡片,无暇整理。友人曾来信约我写点回忆录及个人体会之类的东西:如一个科研领域或研究问题的演化,思路的变迁和技术的发展过程,以至于错误的经历、走过的弯路等等,这些都是老年人所能做的,对年青科研工作者也许有些帮助,再不然把它当作一个故事或一个笑话看看也好!     

“探究绿色植物的光合作用”的实验教学

从教学实践出发对光合作用3个经典实验在实验材料的选择、实验装置的改进等方面进行优化,并适当增加一个学生实验,便于学生深入理解光合作用的概念。     

光合作用的CO_2阶跃响应动态生化模型

针对CO2阶跃变化下光合动态响应的振荡现象,依据经典的光合系统酶触反应动力学,初步尝试构建了光合系统反馈控制动态生化模型。该模型以卡尔文环的核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)接触反应的酶动力学进程作为核心,以磷酸甘油酸(phosphorylglyceric acid,PGA)还原和接续的核酮糖-1,5-二磷酸(ribulose-1,5-bisphosphate,RuBP)再生的多级过程高度简化为复合酶接触反应的酶动力学进程为反馈,构成反馈控制系统。采用经典的控制系统传递函数分析手段,将反馈控制系统表达为光合动态生化模型传递函数。据此模型将实测羧化速率Vc振荡动态进行仿真拟合,呈现出很高的拟合度(r=0.9377)。这表明,在卡尔文环或者光合系统反馈环中,因RuBP的消耗和再生补充不平衡引起的光合振荡现象,与光合系统酶接触反应动力学参数(k)造成各个中间产物再生的"滞后"效应有关。从而在机理上解释了Laisk和Walker(1986)的无机磷(inorganic phosphate,Pi)再生供应的光合动态生化模型中,需要假定代谢途径中蔗糖合成"滞后15～20s"才能表现出光合振荡效果的现象。     

水稻光合作用对加富CO_2的响应

整个生育期经高Co（600μl／L）处理的5种水稻的PSⅡ原初光化学效率（Fv／Fm）与空气CO2（350μl／L）中生长的对照无明显的差异。高CO2下绿黄占3号,特三矮2号和普通野生稻叶片的平均光合放氧速率分别比各自的对照有所提高,而Ⅱ优4480和药用野生稻的光合速率低于对照。高CO2下生长的水稻叶片叶绿素含量和类胡萝卜素含量降低,生长后期的降解加快,并抑制了水稻的暗呼吸。绿黄占3号、特三矮2号和普遍野生稻的干物重在高CO2下较对照均有所增加,而Ⅱ优4480和药用野生稻的则下降。表明水稻不同种之间和种内的光合作用和生物量对高CO2的响应有一定的差异。     

田间空气中的CO_2浓度与甘薯的光合作用

在作物高产的形成中,提高光合作用强度有重要意义。改善作物各层叶面的光照状况可以提高光合强度,另一方面,还可以从适当增加叶层附近空气中的CO_2濃度入手。一般植物进行光合作用的CO_2最适濃度约在0.1％左右;光照充分时,CO_2的饱和点约为O.3％;而     

高浓度CO_2对极大螺旋藻生长和光合作用的影响

以极大螺旋藻作为实验材料 ,研究了高CO2 浓度对极大螺旋藻的生长和光合作用效应 ,结果表明在高光强下 (40 0 μmolm- 2 s- 1 ) ,高浓度CO2 对其生长和光合作用有明显的影响 ,高浓度CO2 培养下 ,螺旋藻的比生长速率是低浓度CO2 培养的 1 2倍 ;而在低光强下 ,高浓度CO2 对其生长和光合作用无明显影响。两种不同CO2 浓度和光强下培养的极大螺旋藻 ,在不同的生长时期 ,分别测定其P -I曲线 ,结果表明低光强下培养的极大螺旋藻 ,在 5d、8d、1 1d ,两者的Ik、α值均无显著差异 ,Pmax在第 5d、1 1d差异不显著 ,但在第 8d有显著差异。而在高光强培养条件下 ,第 8、1 1d通高浓度CO2 培养的极大螺旋藻 ,其Pmax、α值明显大于通低浓度CO2 培养的极大螺旋藻 ,但两者在第 5d无明显差异。     

厚壁毛竹光合作用对CO_2浓度倍增的短期响应

采用Li-6400P光合测定仪对比测定了大气CO2浓度和短期CO2浓度倍增下不同季节厚壁毛竹的光合特性,结果表明:CO2浓度加倍促使最大净光合速率、净光合速率、水分利用率、光合量子效率和光饱和点升高,年平均增幅分别为62.79%、48.74%、94.41%、8.70%和16.67%;CO2浓度加倍促使蒸腾速率、暗呼吸速率和光补偿点下降,年平均降幅分别为17.60%、37.25%和40.50%。不同季节厚壁毛竹光合生理特性参数在CO2浓度加倍后的增加幅度或降低幅度与叶片生理活性和气候变化密切相关。CO2浓度的倍增并未明显改变厚壁毛竹光合特性的季节变化规律,除光补偿点外,其它光合参数的季节大小顺序仍与大气CO2浓度下的相同。厚壁毛竹光合作用对短期CO2浓度升高的响应特征与C3植物光合作用对短期CO2浓度升高响应的普遍规律相符。     

光合作用对胞间和大气CO_2响应曲线的比较

利用Li-6400便携式光合作用系统测定华北平原冬小麦在温度为25℃和30℃、光合有效辐射为1500和2000 mmol·m~(-2)·s~(-1)条件下处于抽穗时期旗叶的CO_2响应曲线,研究植物光合作用对胞间CO_2响应(A/C_i)和对大气CO_2响应(A/C_a)的直角双曲线修正模型所给拟合结果的合理性.结果表明:由A/C_i和A/C_a修正模型所给的光合能力和CO_2补偿点几乎相同,但得到的光呼吸速率和初始羧化效率则完全不等;产生这种差异的原因是利用叶片气体交换测定的数据所计算的胞间CO_2浓度并不是植物叶片本身的胞间CO_2浓度;A/C_a修正模型比A/C_i修正模型更为合理是因为A/C_a所估算的光呼吸速率接近测量值.

Abstract：

By using Li-6400 portable photosynthesis system, the photosynthetic parameters of winter wheat (Triticum aestivum) during its heading stage in North China Plain were measured at air temperature 25℃ and 30℃ and at photosynthetically available radiation 1500 and 2000 mmol·m~(-2)·s~(-1). The measured data were fitted with the modified rectangular hyperbola models of the photosynthetic responses to flag leaf intercellular CO_2 concentration (A/C_i) and air CO_2 concentration (A/C_a), aimed to approach the reasonability of the fitted results obtained from the models. The photosynthetic capacity and CO_2 compensation point estimated by the modified A/C_i curve and A/C_a curve were nearly the same, but the photorespiration and initial earboxylation ef-ficiency estimated by them were completely different. The difference between the two modified curves came from the calculated but not the real intercellular CO_2 concentration. Modified A/C_a curve was more reasonable than the modified A/C_i curve, because the photorespiration rate esti-mated by the former was close to the measured value.     

萌发的种子吸收O_2和放出CO_2的实验

把小麦种子浸泡12小时左右,在垫有湿滤纸的培养皿中使其萌发露白。分装在二只试管内约达3厘米深。把乙试管加些水,在酒精灯上煮沸5分钟,把水倒掉。再用少许药棉塞在试管内,挡住种子。另在250毫升烧杯内装入2％氢氧化钠溶液30—50毫升,并滴进几滴酚酞,溶液呈粉红色,然后将装有种子的两根试管     

光合作用中光能被植物色素吸收及光化学反应的机制

光合作用过程中二氧化碳被水中的氫所还原,这一过程需要色素所吸收的光能的参加,因此光合作用成为生物学中特殊問題之一。关于光合作用中光能如何被植物色素所吸收及进一步发生什么光化学反应,是光合作用研究中的中心问题之一。近年来由于光譜技术的进展,对于叶綠素在溶液中的光化学及光譜性貭的研究已比較深入,但在叶緣体及整体內的情况研究得很少,而事实上三者的差异很大,这样对于了解光合作用机制的本貭来說是有一定阻碍的。关于光反应中光物理及光化学方面的研究有大量     

SO_2污染与绿色植物

随着现代工业的发展,向大气排放的污染物种类及数量日益增多,目前引起人们注意的大气污染物已有近百种之多,全世界每年进入大气的污染估计达6.14亿吨,其中SO_2为1.46亿吨,约占总量的22%。一、SO_2对植物的毒害空气污染物中的SO_2,比其它任何毒性化合物都具有更长的历史,世界上曾发生的几次严重毒害事件,都与大气中SO_2污染物密切相关。SO_2被氧化成SO_3,并与水形成     

CO_2浓度倍增对牟氏角毛藻生长和光合作用的影响

高浓度（５％)ＣＯ２对微藻光合作用特征和固碳机制的影响已有了广泛的研究,但ＣＯ２提高数倍对微藻的影响报道还不多。本文以牟氏角毛藻为材料,研究其在ＣＯ２浓度倍增条件下（７００ｕＬＬ－１）的生长和光合作用特点,以期了解ＣＯ２浓度的倍增影响微藻类的生理生化效应和机制。另外,牟氏角毛藻是常用的饵料藻种,含有丰富的多不饱和脂肪酸[１］,所以还有一定的实践意义。１ 材料与方法１．１ 材料与培养 牟氏角毛藻（ＣｈａｅｔｏｃｅｒｏｓｍｕｅｌｌｅｒｉｍｕｅｌｅｒｉＬｅｍｍ．）由中国科学院海洋研究所提供。对数生长期的藻…     

CO_2浓度升高下粳稻叶片光合作用对光强变化的响应

为了研究不同CO_2浓度升高水平下水稻光合作用对光强变化的响应,以常规粳稻"南粳9108"为试验材料,利用开顶式气室(OTC),设置对照(CK,背景大气),CK+40μmol·mol-1(T1)和CK+200μmol·mol-1(T2)两个CO_2浓度升高水平,各设4个OTC作为重复。测定了拔节孕穗期、抽穗开花期和乳熟期不同光强水平下水稻叶片的净光合速率(Pn)和氮含量等,并采用非直角双曲线模型模拟确定光合作用参数。结果表明:T1处理的Pn仅在拔节孕穗期和乳熟期的低光强(PAR=400μmol·m-2·s-1)下略高于CK,在其他光强水平下与CK无显著差异,饱和光强下的净光合速率(Pn max)在3个生育期均与CK无显著差异;不同光强下T2处理的Pn和Pn max在拔节孕穗期和抽穗开花期比CK高34%~40%,在乳熟期与CK无显著差异;CO_2浓度升高200μmol·mol-1有降低叶片氮含量的趋势,但叶片尺度的光合氮素利用效率显著高于CK和T1处理,且随着光照的增强而进一步提升;CO_2浓度升高200μmol·mol-1有利于提升孕穗期和抽穗开花期的表观量子效率。     

“绿色植物通过光合作用制造有机物”一课的教学

以“绿色植物通过光合作用制造有机物”一课的创新实验教学为例,从选择展示本课教学的原因、遇到的困难及对策、经验交流3个方面进行阐述,包括对实验材料的选择与处理、教学过程、实验操作等实验教学的创新。     

自由空气中CO_2浓度和温度增高对粳稻叶片光合作用日变化的影响

利用中国稻田开放式空气CO_2浓度增高系统(free air CO_2enrichment,FACE),以常规粳稻"武运粳23"为试验材料,设置两个CO_2浓度(环境和高CO_2浓度)和两个气温水平(环境温度和高温),测定水稻移栽后61、75、92、109和118 d不同时刻(09:00、11:00、13:00、15:00和17:00)叶片的光合作用,研究增高的CO_2浓度和温度及其互作对大田生长水稻光合作用日变化的影响。结果表明:大气CO_2浓度增高200μmol·mol-1使移栽后61 d各时刻净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)均大幅增加(约40%),但随生育进程推移增幅明显变小,至灌浆末期接近对照水平;高CO_2浓度使移栽后75、92和109 d不同时刻气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)多呈一致的下降趋势,最高降幅分别为14%和5%;高CO_2浓度对水稻生长前期叶片胞间与周围空气CO_2浓度之比(Ci/Ca)和气孔限制值(Ls)多无显著影响,但使最后3个测定时期Ci/Ca明显增加(4%~8%),Ls因此大幅下降(10%~27%);大田生长期平均增温1℃使水稻生长前期各时刻叶片Pn、Gs、Tr和WUE多呈增加趋势,但至生长末期多呈相反趋势;大气CO_2浓度和温度增高对移栽后61 d叶片Pn有微弱的正向互作,但对其他时期以及对其他光合参数多无交互作用。综上所述,大气CO_2浓度增高200μmol·mol-1对常规粳稻"武运粳23"光合参数的影响明显大于增温1℃;两种生长温度下CO_2熏蒸水稻均表现出明显的光合适应现象。