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  傷_咗 2007-05-27 00:00:00

  光合作用是指植物、細(xì)菌等利用太陽(yáng)能合成有機(jī)物的全部過(guò)程。其總反應(yīng)式為 H2O + CO2---光能葉綠體--→(CH2O) +O2

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  殷腫遣橢優(yōu) 2007-05-27 00:00:00

  光合作用 光合作用(Photosynthesis)是植物、藻類和某些細(xì)菌利用葉綠素，在可見光的照射下，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖，并釋放出氧氣的生化過(guò)程。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)光合作用利用無(wú)機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量。通過(guò)食用，食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物所貯存的能量，效率為30%左右。對(duì)于生物界的幾乎所有生物來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程是他們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán)，光合作用是必不可少的。 光合作用的發(fā)現(xiàn) 古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為，植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)全來(lái)源于土中。 荷蘭人范·埃爾蒙做了盆栽柳樹稱重實(shí)驗(yàn)，得出植物的重量主要不是來(lái)自土壤而是來(lái)自水的推論。他沒(méi)有認(rèn)識(shí)到空氣中的物質(zhì)參與了有機(jī)物的形成。 1771年，英國(guó)的普里斯特利發(fā)現(xiàn)植物可以恢復(fù)因蠟燭燃燒而變“壞”了的空氣。 1773年，荷蘭的英恩豪斯證明只有植物的綠色部分在光下才能起使空氣變“好”的作用。 1804年，瑞士的索緒爾通過(guò)定量研究進(jìn)一步證實(shí)二氧化碳和水是植物生長(zhǎng)的原料。 1845年，德國(guó)的邁爾發(fā)現(xiàn)植物把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能。 1864年，德國(guó)的薩克斯發(fā)現(xiàn)光合作用產(chǎn)生淀粉。 1880年，美國(guó)的恩格爾曼發(fā)現(xiàn)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。 1897年，首次在教科書中稱它為光合作用。 原理 植物與動(dòng)物不同，它們沒(méi)有消化系統(tǒng)，因此它們必須依靠其他的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)營(yíng)養(yǎng)的攝取。就是所謂的自養(yǎng)生物。對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，在陽(yáng)光充足的白天，它們將利用陽(yáng)光的能量來(lái)進(jìn)行光合作用，以獲得生長(zhǎng)發(fā)育必需的養(yǎng)分。 這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽(yáng)光的作用下，把經(jīng)有氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為葡萄糖，同時(shí)釋放氧氣： 12H2O + 6CO2 + 光 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2↑+ 6H2O 注意： 上式中等號(hào)兩邊的水不能抵消，雖然在化學(xué)上式子顯得很特別。原因是左邊的水，是植物吸收所得，而且用于制造氧氣和提供電子和氫離子。而右邊的水分子的氧原子則是來(lái)自二氧化碳。為了更清楚地表達(dá)這一原料產(chǎn)物起始過(guò)程，人們更習(xí)慣在等號(hào)左右兩邊都寫上水分子，或者在右邊的水分子右上角打上星號(hào)。 光反應(yīng)和暗反應(yīng) 光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)步驟 光反應(yīng) 場(chǎng)所：葉綠體膜 影響因素：光強(qiáng)度，水分供給 植物光合作用的兩個(gè)吸收峰 葉綠素a，b的吸收峰過(guò)程：葉綠體膜上的兩套光合作用系統(tǒng)：光合作用系統(tǒng)一和光合作用系統(tǒng)二，（光合作用系統(tǒng)一比光合作用系統(tǒng)二要原始，但電子傳遞先在光合系統(tǒng)二開始）在光照的情況下，分別吸收680nm和700nm波長(zhǎng)的光子，作為能量，將從水分子光解光程中得到電子不斷傳遞，Z后傳遞給輔酶NADP。而水光解所得的氫離子則因?yàn)轫槤舛炔钔ㄟ^(guò)類囊體膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體從類囊體內(nèi)向外移動(dòng)到基質(zhì)，勢(shì)能降低，其間的勢(shì)能用于合成ATP，以供暗反應(yīng)所用。而此時(shí)勢(shì)能已降低的氫離子則被氫載體NADP帶走。一分子NADP可攜帶兩個(gè)氫離子。這個(gè)NADPH+H離子則在暗反應(yīng)里面充當(dāng)還原劑的作用。 意義：1：光解水，產(chǎn)生氧氣。2：將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，產(chǎn)生ATP，為暗反應(yīng)提供能量。3：利用水光解的產(chǎn)物氫離子，合成NADPH+H離子，為暗反應(yīng)提供還原劑。 暗反應(yīng) 實(shí)質(zhì)是一系列的酶促反應(yīng) 場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì) 影響因素：溫度，二氧化碳濃度 過(guò)程：不同的植物，暗反應(yīng)的過(guò)程不一樣，而且葉片的解剖結(jié)構(gòu)也不相同。這是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)的結(jié)果。暗反應(yīng)可分為C3，C4和CAM三種類型。三種類型是因二氧化碳的固定這一過(guò)程的不同而劃分的。 卡爾文循環(huán) 卡爾文循環(huán)（Calvin Cycle）是光合作用的暗反應(yīng)的一部分。反應(yīng)場(chǎng)所為葉綠體內(nèi)的基質(zhì)。循環(huán)可分為三個(gè)階段: 羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物會(huì)將吸收到的一分子二氧化碳通過(guò)一種叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個(gè)五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此過(guò)程稱為二氧化碳的固定。這一步反應(yīng)的意義是，把原本并不活潑的二氧化碳分子活化，使之隨后能被還原。但這種六碳化合物極不穩(wěn)定，會(huì)立刻分解為兩分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反應(yīng)中生成的NADPH+H還原，此過(guò)程需要消耗ATP。產(chǎn)物是3-磷酸丙糖。后來(lái)經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，一個(gè)碳原子將會(huì)被用于合成葡萄糖而離開循環(huán)。剩下的五個(gè)碳原子經(jīng)一些列變化，Z后在生成一個(gè)1，5-二磷酸核酮糖，循環(huán)重新開始。循環(huán)運(yùn)行六次，生成一分子的葡萄糖。 C3類植物 二戰(zhàn)之后，美國(guó)加州大學(xué)貝克利分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻，以確定植物在光合作用中如何固定CO2。此時(shí)C14示蹤技術(shù)和雙向紙層析法技術(shù)都已經(jīng)成熟，卡爾文正好在實(shí)驗(yàn)中用上此兩種技術(shù)。 他們將培養(yǎng)出來(lái)的藻放置在含有未標(biāo)記CO2的密閉容器中，然后將C14標(biāo)記的CO2注入容器，培養(yǎng)相當(dāng)短的時(shí)間之后，將藻浸入熱的乙醇中殺死細(xì)胞，使細(xì)胞中的酶變性而失效。接著他們提取到溶液里的分子。然后將提取物應(yīng)用雙向紙層析法分離各種化合物，再通過(guò)放射自顯影分析放射性上面的斑點(diǎn)，并與已知化學(xué)成份進(jìn)行比較。 卡爾文在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)記有C14的CO2很快就能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物。在幾秒鐘之內(nèi)，層析紙上就出現(xiàn)放射性的斑點(diǎn)，經(jīng)與一直化學(xué)物比較，斑點(diǎn)中的化學(xué)成份是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate，PGA)，是糖酵解的中間體。這diyi個(gè)被提取到的產(chǎn)物是一個(gè)三碳分子， 所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑，將通過(guò)這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。后來(lái)研究還發(fā)現(xiàn)， CO2固定的C3途徑是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，人們稱之為C3循環(huán)。這一循環(huán)又稱卡爾文循環(huán)。 C3類植物，如米和麥，二氧化碳經(jīng)氣孔進(jìn)入葉片后，直接進(jìn)入葉肉進(jìn)行卡爾文循環(huán)。而C3植物的維管束鞘細(xì)胞很小，不含或含很少葉綠體，卡爾文循環(huán)不在這里發(fā)生。 C4類植物 在20世紀(jì)60年代，澳大利亞科學(xué)家哈奇和斯萊克發(fā)現(xiàn)玉米、甘蔗等熱帶綠色植物，除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文循環(huán)外，CO2首先通過(guò)一條特別的途徑被固定。這條途徑也被稱為哈奇-斯萊克途徑。 C4植物主要是那些生活在干旱熱帶地區(qū)的植物。在這種環(huán)境中，植物若長(zhǎng)時(shí)間開放氣孔吸收二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致水分通過(guò)蒸騰作用過(guò)快的流失。所以，植物只能短時(shí)間開放氣孔，二氧化碳的攝入量必然少。植物必須利用這少量的二氧化碳進(jìn)行光合作用，合成自身生長(zhǎng)所需的物質(zhì)。 在C4植物葉片維管束的周圍，有維管束鞘圍繞，這些維管束鞘案由葉綠體，但里面并無(wú)基?；虬l(fā)育不良。在這里，主要進(jìn)行卡爾文循環(huán)。 其葉肉細(xì)胞中，含有獨(dú)特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶，使得二氧化碳先被一種三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸，這也是該暗反應(yīng)類型名稱的由來(lái)。這草酰乙酸在轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸鹽后，進(jìn)入維管束鞘，就會(huì)分解釋放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳進(jìn)入卡爾文循環(huán)，后同C3進(jìn)程。而丙酮酸則會(huì)被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸，此過(guò)程消耗ATP。 該類型的優(yōu)點(diǎn)是，二氧化碳固定效率比C3高很多，有利于植物在干旱環(huán)境生長(zhǎng)。C3植物行光合作用所得的淀粉會(huì)貯存在葉肉細(xì)胞中，因?yàn)檫@是卡爾文循環(huán)的場(chǎng)所，而維管束鞘細(xì)胞則不含葉綠體。而C4植物的淀粉將會(huì)貯存于維管束鞘細(xì)胞內(nèi)，因?yàn)镃4植物的卡爾文循環(huán)是在此發(fā)生的。 景天酸代謝植物 景天酸代謝(crassulacean acid metabolism， CAM)： 如果說(shuō)C4植物是空間上錯(cuò)開二氧化碳的固定和卡爾文循環(huán)的話，那景天酸循環(huán)就是時(shí)間上錯(cuò)開這兩者。行使這一途徑的植物，是那些有著膨大肉質(zhì)葉子的植物，如鳳梨。這些植物晚上開放氣孔，吸收二氧化碳，同樣經(jīng)哈奇-斯萊克途徑將CO2固定。早上的時(shí)候氣孔關(guān)閉，避免水分流失過(guò)快。同時(shí)在葉肉細(xì)胞中開爾文循環(huán)開始。這些植物二氧化碳的固定效率也很高。 藻類和細(xì)菌的光合作用 真核藻類，如紅藻、綠藻、褐藻等，和植物一樣具有葉綠體，也能夠進(jìn)行產(chǎn)氧光合作用。光被葉綠素吸收，而很多藻類的葉綠體中還具有其它不同的色素，賦予了它們不同的顏色。 進(jìn)行光合作用的細(xì)菌不具有葉綠體，而直接由細(xì)胞本身進(jìn)行。屬于原核生物的藍(lán)藻（或者稱“藍(lán)細(xì)菌”）同樣含有葉綠素，和葉綠體一樣進(jìn)行產(chǎn)氧光合作用。事實(shí)上，目前普遍認(rèn)為葉綠體是由藍(lán)藻進(jìn)化而來(lái)的。其它光合細(xì)菌具有多種多樣的色素，稱作細(xì)菌葉綠素或菌綠素，但不氧化水生成氧氣，而以其它物質(zhì)（如硫化氫、硫或氫氣）作為電子供體。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌包括紫硫細(xì)菌、紫非硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌、綠非硫細(xì)菌和太陽(yáng)桿菌等。 研究意義 研究光合作用，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，環(huán)保等領(lǐng)域起著基礎(chǔ)指導(dǎo)的作用。知道光反應(yīng)暗反應(yīng)的影響因素，可以趨利避害，如建造溫室，加快空氣流通，以使農(nóng)作物增產(chǎn)。人們又了解到二磷酸核酮糖羧化酶的兩面性，即既催化光合作用，又會(huì)推動(dòng)光呼吸，正在嘗試對(duì)其進(jìn)行改造，減少后者，避免有機(jī)物和能量的消耗，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。 當(dāng)了解到光合作用與植物呼吸的關(guān)系后，人們就可以更好的布置家居植物擺設(shè)。比如晚上就不應(yīng)把植物放到室內(nèi)，以避免因植物呼吸而引起室內(nèi)氧氣濃度降低。 【設(shè)計(jì)】 光合作用是綠色植物在光下把二氧化碳和水合成有機(jī)物（淀粉等），同時(shí)放出氧氣的過(guò)程。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用對(duì)比的方法，使學(xué)生認(rèn)識(shí)：（1）綠葉能制造淀粉；（2）綠葉必須在光的作用下才能制造出淀粉。 【器材】 天竺葵一盆、燒杯、錐形瓶、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、棉絮、鑷子、白瓷盤、酒精、碘酒、厚一些的黑紙、曲別針。 【步驟】 1.將天竺葵放在黑暗處一二天，使葉內(nèi)的淀粉盡可能多地消耗掉。 2.第三天，取出放在黑暗處的天竺葵，選擇幾片比較大、顏色很綠的葉子，用黑紙將葉的正反面遮蓋。黑紙面積約等于葉片面積的二分之一，正反面的黑紙形狀要一樣，并且要對(duì)正，用曲別針夾緊（如圖）。夾好后，把天竺葵放在陽(yáng)光下曬4～6小時(shí)。 3.上課時(shí)，采下一片經(jīng)遮光處理的葉和另一片未經(jīng)遮光處理的葉（為了便于區(qū)別，可使一片葉帶葉柄，另一片葉不帶葉柄），放在沸水中煮3分鐘，破壞它們的葉肉細(xì)胞。 4.把用水煮過(guò)的葉子放在裝有酒精的錐形瓶中（酒精量不超過(guò)瓶?jī)?nèi)容積的二分之一），瓶口用棉絮堵嚴(yán)。將錐形瓶放在盛著沸水的燒杯中，給酒精隔水加熱（如圖），使葉綠素溶解在酒精中。待錐形瓶中的綠葉已褪色，變成黃白色時(shí)，撤去酒精燈，取出葉片。把葉片用水沖洗后放在白瓷盤中。 5.將葉片展開鋪平，用1∶10的碘酒稀釋液，均勻地滴在二張葉片上。過(guò)一會(huì)兒可以觀察到：受到陽(yáng)光照射的葉子全部變成藍(lán)色；經(jīng)遮光處理過(guò)的葉子，它的遮光部分沒(méi)變藍(lán)，只有周圍受光照射的部分變藍(lán)。由此可以說(shuō)明，綠葉能制造淀粉，綠葉只有在光的照射下才能制造出淀粉。 【注意】 1.碘的濃度過(guò)大時(shí)，葉片的顏色不顯藍(lán)，而顯深褐色。對(duì)存放時(shí)間過(guò)久的碘酒，因酒精蒸發(fā)使碘的濃度增大，可適當(dāng)多加一些水稀釋。 2.酒精燃點(diǎn)低，一定要在燒杯中隔水加熱，千萬(wàn)不要直接用明火加熱，以免著火。 光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過(guò)程。我們每時(shí)每刻都在吸入光合作用釋放的氧。我們每天吃的食物，也都直接或間接地來(lái)自光合作用制造的有機(jī)物。那么，光合作用是怎樣發(fā)現(xiàn)的呢？ 光合作用的發(fā)現(xiàn) 直到18世紀(jì)中期，人們一直以為植物體內(nèi)的全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，都是從土壤中獲得的，并不認(rèn)為植物體能夠從空氣中得到什么。1771年，英國(guó)科學(xué)家普利斯特利發(fā)現(xiàn)，將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅；將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠也不容易窒息而死。因此，他指出植物可以更新空氣。但是，他并不知道植物更新了空氣中的哪種成分，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光在這個(gè)過(guò)程中所起的關(guān)鍵作用。后來(lái)，經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物。1864年，德國(guó)科學(xué)家薩克斯做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把綠色葉片放在暗處幾小時(shí)，目的是讓葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉。然后把這個(gè)葉片一半曝光，另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。這一實(shí)驗(yàn)成功地證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。1880年，德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼用水綿進(jìn)行了光合作用的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣并且是黑暗的環(huán)境里，然后用極細(xì)的光束照射水綿。通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，好氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位附近；如果上述臨時(shí)裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌則集中在葉綠體所有受光部位的周圍。恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)證明：氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。 光合作用的過(guò)程:1.光反應(yīng)階段 光合作用diyi個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，必須有光能才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫做光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體內(nèi)的類囊體上進(jìn)行的。暗反應(yīng)階段 光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，沒(méi)有光能也可以進(jìn)行，這個(gè)階段叫做暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段中的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進(jìn)行的。光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段是一個(gè)整體，在光合作用的過(guò)程中，二者是緊密聯(lián)系、缺一不可的。光合作用的重要意義 光合作用為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來(lái)源和能量來(lái)源。因此，光合作用對(duì)于人類和整個(gè)生物界都具有非常重要的意義。diyi，制造有機(jī)物。綠色植物通過(guò)光合作用制造有機(jī)物的數(shù)量是非常巨大的。據(jù)估計(jì)，地球上的綠色植物每年大約制造四五千億噸有機(jī)物，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了地球上每年工業(yè)產(chǎn)品的總產(chǎn)量。所以，人們把地球上的綠色植物比作龐大的“綠色工廠”。綠色植物的生存離不開自身通過(guò)光合作用制造的有機(jī)物。人類和動(dòng)物的食物也都直接或間接地來(lái)自光合作用制造的有機(jī)物。 第二，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽(yáng)能。綠色植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，并儲(chǔ)存在光合作用制造的有機(jī)物中。地球上幾乎所有的生物，都是直接或間接利用這些能量作為生命活動(dòng)的能源的。煤炭、石油、天然氣等燃料中所含有的能量，歸根到底都是古代的綠色植物通過(guò)光合作用儲(chǔ)存起來(lái)的。 第三，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對(duì)穩(wěn)定。據(jù)估計(jì)，全世界所有生物通過(guò)呼吸作用消耗的氧和燃燒各種燃料所消耗的氧，平均為10000 t／s(噸每秒)。以這樣的消耗氧的速度計(jì)算，大氣中的氧大約只需二千年就會(huì)用完。然而，這種情況并沒(méi)有發(fā)生。這是因?yàn)榫G色植物廣泛地分布在地球上，不斷地通過(guò)光合作用吸收二氧化碳和釋放氧，從而使大氣中的氧和二氧化碳的含量保持著相對(duì)的穩(wěn)定。 第四，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的作用。在綠色植物出現(xiàn)以前，地球的大氣中并沒(méi)有氧。只是在距今20億至30億年以前，綠色植物在地球上出現(xiàn)并逐漸占有優(yōu)勢(shì)以后，地球的大氣中才逐漸含有氧，從而使地球上其他進(jìn)行有氧呼吸的生物得以發(fā)生和發(fā)展。由于大氣中的一部分氧轉(zhuǎn)化成臭氧(O3)。臭氧在大氣上層形成的臭氧層，能夠有效地濾去太陽(yáng)輻射中對(duì)生物具有強(qiáng)烈破壞作用的紫外線，從而使水生生物開始逐漸能夠在陸地上生活。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生物進(jìn)化過(guò)程，Z后才出現(xiàn)廣泛分布在自然界的各種動(dòng)植物。 植物栽培與光能的合理利用 光能是綠色植物進(jìn)行光合作用的動(dòng)力。在植物栽培中，合理利用光能，可以使綠色植物充分地進(jìn)行光合作用。合理利用光能主要包括延長(zhǎng)光合作用的時(shí)間和增加光合作用的面積兩個(gè)方面。 延長(zhǎng)光合作用的時(shí)間 延長(zhǎng)全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間，是合理利用光能的一項(xiàng)重要措施。例如，同一塊土地由一年之內(nèi)只種植和收獲一次小麥，改為一年之內(nèi)收獲一次小麥后，又種植并收獲一次玉米，可以提高單位面積的產(chǎn)量。 增加光合作用的面積 合理密植是增加光合作用面積的一項(xiàng)重要措施。合理密植是指在單位面積的土地上，根據(jù)土壤肥沃程度等情況種植適當(dāng)密度的植物. ZG解決光合作用效率世界難題 云南生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所所長(zhǎng)那中元開發(fā)的作物基因表型誘導(dǎo)調(diào)控表達(dá)技術(shù)（GPIT），在世界上diyi個(gè)成功地解決了提高光合作用效率的難題。 提高農(nóng)作物產(chǎn)量有多種途徑，其中之一是提高作物光合作用效率，而如何提高則是一個(gè)世界難題，許多發(fā)達(dá)國(guó)家開展了多年研究，但至今未見成功的報(bào)道。 那中元開發(fā)的GPIT技術(shù)率先解決了這一難題，據(jù)西藏、云南、山東、黑龍江、吉林等省、自治區(qū)試驗(yàn)結(jié)果，使用GPIT技術(shù)，不同作物的光合作用效率可分別提高50%至400%以上。 云南省西北部的迪慶藏族自治州中甸高原壩區(qū)海拔3276米，玉米全生育期有效積溫493℃，不到世界公認(rèn)有效積溫Z低極限的一半；玉米苗期Z低氣溫零下5.4℃，地表Z低氣溫零下9.5℃。但使用GPIT技術(shù)試種的玉米仍生長(zhǎng)良好，獲得每畝499公斤的高產(chǎn)。 1999年在海拔3658米的拉薩試種的玉米，單株Z多長(zhǎng)出八穗，全部成熟，且全是高賴氨酸優(yōu)質(zhì)玉米。全國(guó)高海拔地區(qū)和寒冷地區(qū)的試驗(yàn)示范表明，應(yīng)用GPIT技術(shù)可使作物的生育期大為縮短，小麥平均縮短7至15天，水稻平均縮短10至20天，玉米平均縮短30至40天。 GPIT技術(shù)還解決了農(nóng)作物自身抗性表達(dá)，高抗根、莖、葉多種病害的世紀(jì)難題。1999年在昆明市官渡區(qū)進(jìn)行了百畝小麥連片對(duì)照試驗(yàn)，未使用GPIT技術(shù)的小麥三次施用農(nóng)藥，病仍很嚴(yán)重；而應(yīng)用GPIT技術(shù)處理的百畝小麥，不用農(nóng)藥，基本不見病株。

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