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光合作用研究的热点(光合作用研究的热点是什么)

更新:2022-11-05 22:36编辑:bebe归类:两性养生人气:100

光合作用研究的热点是什么

总得来说,人工合成淀粉的意义是我国在这个领域的重大突破,而人工合成淀粉具有缩短周期、解决粮食危机的问题起重要作用。

人工合成淀粉有什么用

淀粉是粮食最主要的成分,同时也是重要的工业原料。

1.缩短周期

而农作物的种植通常需要较长周期,需要使用大量土地、淡水等资源以及肥料、农药等农业生产资料。

2.粮食危机

粮食危机、气候变化是人类面临的重大挑战,粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用是当今世界科技创新的战略方向。

近日我国科研团队通过光能—电能—化学能的能量转变,成功构建从二氧化碳人工合成淀粉仅需11步反应的途径。实验室只需几小时就可完成农作物几个月的淀粉合成。

人工合成淀粉的意义

中国人工合成淀粉这个领域出现重大突破,使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能,也是从国际上来说第一次(在实验室)从二氧化碳合成了淀粉的整个的过程,这个过程对生物合成生物制造的领域是一个重大的里程碑式的突破,然后下一步对农业生产、对工业的生物制造实际上提供了一个新的途径,有非常重大的推进意义。技术突破亮点如下:

1、为了设计超越自然能力的固碳淀粉合成途径,科研团队创新地提出将化学与生物催化相耦合的方案,从约7000个生化反应中、构建形成只有11步主反应的固碳淀粉人工合成途径,将理论能量转化效率提升3.5倍,使高效固定二氧化碳高效合成淀粉成为可能。

2、在计算设计的人工途径中,生物酶催化剂是成功构建这条途径的核心关键。科研团队从动物、植物、微生物等31个不同物种来源挖掘合适的生物酶催化剂,构建了一条只有11步反应的人工淀粉合成途径,与自然界淀粉合成需要的60多个步骤相比,显著降低了合成的复杂度。

3、由于缺少自然途径上亿年的进化过程,人工途径中来源于不同物种的生物酶催化剂间存在难以适配的问题。针对这个问题,研究团队开发了模块组装优化与时空分离反应策略,解决了人工途径中底物竞争、产物抑制等问题,最终获得了淀粉合成速率和效率显著提升的人工途径 。

光合作用难点

这幅图是光合作用和细胞呼吸综合图,在高中生物中是重点图也是难点图。

首先,净光合速率=总光合速率-细胞呼吸速率。(就像:工厂净利润=毛利-成本)是我们从外界直接可以检测(通过测量植物从外界吸收或释放多少二氧化碳等方法)到的数据。看这幅图,从纵、横坐标的交点(原点)开始,此时光照强度为0,植物无法进行光合作用,只进行呼吸作用,所以曲线与纵坐标的交点就表示植物呼吸作用的强度(如果没有说明温度的变化我们就认为植物的呼吸强度不变了,其实如果要是变了,题就太难了)这个强度自然可以通过二氧化碳的释放量表示。随着光照强度的增加光合作用开始出现并不断增强。当曲线到达与横坐标交点时,光合作用与呼吸作用强度相等。此时植物呼吸释放的二氧化碳正好被光合作用用完,所以此点称为光补偿点。随着光照强度的进一步增强,光合作用速率超过呼吸速率,植物必须从外界额外吸收二氧化碳,并且越来越强。但是因其他因素(比如水、酶、二氧化碳等)的限制不会一直增加,到达最高值后光照强度增强光合作用也不再增加了,这一点就称为光饱和点。

探究光合作用的影响因素

(1)光合作用的原料包括水和二氧化碳,该实验探究的光合作用的原料是二氧化碳.二氧化碳能被氢氧化钠吸收,二氧化碳特性是使澄清的石灰水变浑浊,在实验中使用石灰水的目的是检测二氧化碳是否存在.

(2)光合作用的探究实验通常包括暗处理、对照实验、脱色、漂洗、滴碘、观察几个步骤,以免影响实验效果.进行实验之前需要把植株放在黑暗处一昼夜,其目的是使植物叶片中所含的淀粉运走耗尽.这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的,而不能是叶片在实验前贮存的.

(3)光合作用是指绿色植物利用光提供的能量,吸收二氧化碳和水分,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,同时释放出氧气的过程.

光合作用领域研究的核心科技问题

1、光照强度

2、CO2的浓度

3、温度

4、矿质营养(如Mg、P、N等)

5、水分(不要从光反应角度去考虑,认为缺光解的水,要从缺水导致气孔关闭来看)

6、光的性质(是白光还是单色光)

1.光照强度

2.CO2浓度

3.温度

4.水分

5.矿质营养

6.光合作用日变化

co2含量偏高,光合作用会加强,生成氧气会多点,偏低光合作用会降低,甚至会呼吸氧气.

温度,阳光的强度。

两个有点不一样。

光合作用研究重点

光合作用和呼吸作用是初中需要学习的内容,生物虽然不参加中考,但是对初中生来说,我们还是要重视生物,因为会考生物的分数,对中考总成绩还是有一定影响的。

在光下,植物既进行光合作用合成有机物,也进行呼吸作用分解有机物;无光时,只进行呼吸作用,消耗有机物。光合作用速率与呼吸作用速率的差值,即决定有机物的积累数量。 进行光合作用所需要的二氧化碳,一是来自本身呼吸作用所产生的,二是从外界环境中吸收的。同理,进行呼吸作用所需要的氧,在光照时,来自光合作用产生的氧的一部分,黑暗时,来自外界环境,即实际消耗的CO2的量=吸收的CO2的量+相同温度黑暗条件下释放的CO2的量。

光合作用相关研究过程和呼吸作用密不可分的,因此,要很好的研究光合作用首先要搞清楚二者的关系,其次要了解不同情况下二者的综合表现,然后才能针对性地去面对具体问题分析解答。

光合作用研究重点关注主题是什么

由于全球气温上升令北极冰层溶化,被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日,导致全球陷入疫症恐慌,人类生命受到严重威胁,只拥有一个地球,气候变化的威胁任何人都无法逃避。

扩展资料:

注意事项:

平时生活中注意节约用水用电,来减少对大自然物资的损耗,这是低碳生活的标准。

出行的时候尽量选择步行或者自行车,或者是城市公共交通,避免使用自驾车。

夏天的时候使用空调尽量把温度调到26度以上节约用电。

减少使用一次性餐具的使用频率,最好是自带碗筷,既干净卫生又1、倡导“低碳生活”的意义:

低碳生活代表着更健康、更自然、更安全,返璞归真地去进行人与自然的活动。当今社会,随着人类生活发展,生活物质条件的提高,随之也对人类周围环境带来了影响与改变。对于普通人来说是一种生活态度,低碳生活既是一种生活方式,同时更是一种可持续发展的环保责任。

2、怎样做到低碳生活”

(1)增强环保意识

人类意识到生产和消费过程中出现的过量碳排放是形成气候问题的重要因素之一,因而要减少碳排放就要相应优化和约束某些消费和生产活动。

(2)推行林业碳汇

如果想抵消掉自己的碳排放,可以来这里购买碳汇林或种树。林业碳汇是通过实施造林和森林经营管理、植被恢复等活动,植物叶片中的叶绿体通过光合作用吸收水,土里的无机盐和水分。

(3)养成低碳习惯

每天的淘米水可以用来洗手、洗脸、洗去含油污的餐具、擦家具、浇花等。干净卫生,天然滋润。

扩展资料:

倡导低碳生活”的社会基础

发展低碳经济是一场涉及生产模式、生活方式、观念和国家权益的全球性革命。发达国家和发展中国家对发展低碳经济的理解及做法有着明显不同。

对于发达国家来说,发展低碳经济是实现温室气体减排目标的重要途径,其低碳经济目标与控制温室气体排放的国际义务紧密联系在一起。

关于光合作用的研究,你有哪些新认识

光合作用的意义在于以下三点: 一:光合作用制造的淀粉等有机物,不仅是植物自身生长发育的营养物质,而且是动物和人的食物来源。 二:光合作用转化光能并储存在有机物里,这些能量是植物,动物,和人体生命活动的能量来源。 三:维持大气中的氧气和二氧化碳的含量的相对稳定。 总而言之,光合作用的意义在于,它是食物来源,能量来源,以及维持碳氧稳定。

光合作用研究最新进展

【教学目标】 1、知识目标:明确光合作用的原料、条件、场所和产物。

2、能力目标:通过光合作用的探究实验过程,使学生学会观察鉴定的实验指标,初步明确从现象到本质的科学思维方式。

3、情感、态度目标:通过对植物光合作用的实验探究,领会科学探究的一般方法,养成严谨、实事求是的科学态度;通过小组合作学习,培养学生的协作意识;通过介绍科学家发现光合作用的过程,使学生了解科学发现的不平凡历程,养成尊重科学的良好品质。

【教学重点】通过实验的设计,领会科学探究的一般方法,养成严谨、实事求是的科学态度。

【教学难点】实验的设计和交流过程。

【教学过程】 一、问题导入 师:上课,同学们好!听说我们初一(3)班同学上课回答问题最积极,最大胆,耳听为虚,眼见为实,今天,就让在座的领导和老师见证一下大家的风采,同学们有没有信心? 生:有。

师:很好,有了信心就成功了一半。

首先,老师考大家一个问题:生态系统中的生物部分包括哪几类,分别扮演什么样的角色? 生:包括植物,动物,细菌和真菌,分别扮演生产者,消费者,分解者的角色。

师:你的知识掌握得真扎实。

你能接着谈一下植物为什么被称为生产者吗? 生:因为植物能通过光合作用制造有机物,为其他生物提供物质和能量。

师:很好,谁能再说一下什么是光合作用? 生:光合作用就是指绿色植物通过叶绿体,利用太阳的光能,把二氧化碳和水转换成储存能量的有机物(主要是淀粉),并且释放出氧气的过程。

师:板书——光合作用表达式。

从光合作用的表达式中,你能找出光合作用的原料,产物,场所和条件分别是什么吗? 生:原料:二氧化碳和水;产物:有机物和氧气;场所:叶绿体;条件:光。

师:回答很完整,这些结论都是科学家通过实验证明出来的。

这节课,我们同学也来当一次科学家,重温这些结论的探究过程,好不好? 生:好。

师:(板书)本节课我们复习的内容是:实验探究——光合作用的原料、产物、场所和条件。

师:哪位科学家谈一下,你想从这些结论中选择哪一个进行探究? 生:我想探究二氧化碳是光合作用必需的原料吗? 生:我想探究光是光合作用必需的条件吗? 生:我想探究光合作用的产物有氧气吗? 生:我想探究光合作用必需在叶绿体内进行吗? 生:我想探究水是光合作用必需的原料吗? 生:我想探究光合作用制造的有机物是不是淀粉? 师:这些同学具备了科学家的探究精神,善于提出问题。

爱因斯坦也说过,提出问题比解决问题更重要。

希望其他同学也能在以后的学习中养成善于发现问题,善于提出问题的习惯。

下面我们首先进行合作探究:1、光合作用制造的有机物是不是淀粉?2、光是光合作用必需的条件吗?请同学们对照屏幕上的要求来自主学习。

注意:看好要求再学习很重要。

二、合作探究(一) 生:阅读要求,自主学习。

师:时间到。

自主学习中同学们一定有不少的疑问,下面通过小组的力量来帮你解决一下。

还是先看好要求再讨论。

生:小组讨论。

师:时间到。

下面检验一下各小组的合作效果。

哪个小组回答第一、第二和第三题。

好,二组。

三、交流讨论(一) 生:我们小组认为,第一题,绿叶在光下制造的有机物是淀粉,可以用碘液来鉴定。

第二题,天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是让叶片内原有的淀粉运走耗尽。

第三题,用黑纸片将叶片的上下两面遮光的目的是形成见光与不见光的对照。

其他小组有没有不同意见? 生:没有。

师:第四题和第五题哪个小组来回答? 生:第四题,脱叶绿素的目的是使实验的现象观察地更清楚,脱掉叶绿素的方法是把叶片放在盛有酒精的小烧杯中隔水加热。

其他小组有没有不同意见? 生:没有。

师:那你能说一下为什么脱叶绿素时要把叶片放在酒精中吗? 生:因为叶绿素容易溶解于酒精中。

师:那为什么要隔水加热呢? 生:因为酒精易挥发,使烧杯炸裂。

师:大家同意他的意见吗? 生:酒精沸点低,易挥发,外溢引起火灾。

师:看来大家对酒精的特点比较了解,但对隔水加热的原因理解不透彻。

酒精有两大特点,一是易挥发,直接加热,酒精挥发,容易造成浪费;二是沸点低,直接加热容易外溢,发生危险。

大家清楚了吗? 生:清楚了。

生:第五题,实验正确的排列顺序是:④暗处理 ①遮光 ⑥光照几小时 ③脱叶绿素 ② 漂洗,滴碘液⑤观察现象 师:很好。

哪位同学能挑战自我,不看顺序自己来陈述一下实验步骤? 生:陈述步骤。

略。

师:很好,掌握很扎实。

六、七题哪个小组来交流? 生:我们小组认为,第六题实验现象是:见光部分滴加碘液变蓝,不见光的部分滴加碘液不变蓝。

第七题实验结论:见光部分滴加碘液变蓝,说明绿叶在光下制造的有机物是淀粉;见光部分滴加碘液变蓝,不见光部分滴加碘液不变蓝,对照说明光是绿叶制造有机物不可缺少的条件。

其他小组有没有不同意见? 生:没有。

师:很好,看来大家对这个实验理解的不错,小组合作也很有效。

现在我想问大家一个问题:要检验绿色植物是否进行了光合作用,你的鉴定方法是什么? 生:可以通过滴加碘液看叶片是否变蓝,检验是否生成淀粉来证明绿色植物是否进行了光合作用? 师:大家觉得有没有道理。

生:有。

师:很好,这是检验绿色植物是否进行了光合作用的一种鉴定方法,大家还有其他的方法吗? 生:沉默。

师:看来这个问题对大家有一定的难度。

那么请看光合作用的表达式,要看绿色植物是否进行了光合作用,你还可以通过看是否有什么的生成而来鉴定? 生:是否有氧气的生成。

师:对,所以,检验绿色植物是否进行了光合作用,鉴定方法有哪两种,谁总结一下? 生:一、看是否有有机物淀粉生成,二、看是否有氧气生成。

四、合作探究(二) 师:希望这两种鉴定方法在接下来的探究中能对你有所帮助。

接下来要进行的是这三个问题的探究:1、二氧化碳是光合作用必需的原料吗?2、叶绿体是光合作用必需的场所吗?3、氧气是光合作用的产物吗?首先我们一起来分析一下,第一个探究,需要设置对照吗? 生:需要。

师:变量是什么? 生:二氧化碳。

师:老师给大家一点提示:二氧化碳气体能被氢氧化钠溶液吸收。

第二个探究,需要设置对照吗? 生:需要。

师:变量是什么? 生:叶绿体。

师:看来大家非常会确定变量。

老师也给一点提示:叶绿体存在于植物体的绿色部分。

第三个探究要鉴定氧气,提示:氧气有助燃的特性,可以使快要熄灭的卫生香剧烈燃烧起来。

根据老师的提示,下面我们进行分组探究。

1-4组探究:二氧化碳是光合作用必需的原料吗?5-8组探究:叶绿体是光合作用必需的场所吗?9-12组探究:氧气是光合作用的产物吗?还是先请看好要求再开始。

生:阅读要求,分组探究。

五、交流讨论(二) 师:时间到。

又到了分享合作成果的时候了。

希望展示的同学:声音响亮,语言清晰,面向全体同学,并适时提问。

倾听的同学:善于抓住关键词捕捉他人信息,有不同意见,适时补充。

好,哪个小组捷足先登? 生:(两名代表到讲台展示。

一名同学发言,另一名同学调节投影仪。

)我们小组探究的问题是:二氧化碳是光合作用必需的原料吗?我们的假设是:二氧化碳是光合作用必需的原料。

我们将两盆相同的植物放在大小相同的密闭玻璃罩内,一个玻璃罩内放氢氧化钠溶液,另一个玻璃罩内放清水,然后向两盆植物的叶片上滴加碘液,看谁的叶片变蓝? 师:你们组其他同学有补充的吗? 生:没有。

师:那其他小组有补充的吗? 生:我们小组和他们组的假设一样。

实验装置也一样,但是我们先把两盆植物放在黑暗处一昼夜,让叶片内原有的淀粉运走耗尽,然后移到阳光下照射几小时,再分别从两棵植物上摘几个叶片放在盛有酒精的小烧杯中隔水加热,脱去叶绿素,再漂洗叶片滴加碘液,冲掉碘液,观察现象。

大家有补充的吗? 生:没有。

师:这个小组的表述很清晰,那你能为大家解释一下为什么一个玻璃罩内放氢氧化钠溶液,一个玻璃罩内放清水? 生:是为了让二氧化碳成为变量。

由于氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳溶液,所以放氢氧化钠溶液的玻璃罩内就形成了无二氧化碳的环境,放清水的玻璃罩内就形成了有二氧化碳的环境。

师:请继续交流你们小组预期的实验现象和结论。

生:我们小组预期的实验现象是:放氢氧化钠溶液的玻璃罩内的植物,叶片滴加碘液不变蓝,放清水的玻璃罩内的植物,叶片滴加碘液变蓝。

我们根据预期的现象作出的结论是:二氧化碳是光合作用必需的原料。

师:说的非常好。

看得出你们小组合作很成功。

下面请进行探究“叶绿体是光合作用必需的场所吗”的小组到讲台展示你们的探究方案。

生:我们小组探究的问题是:叶绿体是光合作用必需的场所吗?我们的假设是:叶绿体是光合作用必需的场所。

我们选择银边天竺葵,放在黑暗处一昼夜,让叶片内原有的淀粉运走耗尽,然后移到阳光下照射几小时,再从植物上摘几个叶片放在盛有酒精的小烧杯中隔水加热,脱去叶绿素,再漂洗叶片滴加碘液,冲掉碘液,观察现象。

大家有没有不同意见? 生:没有。

师:我想问一下,你们组为什么选择银边天竺葵来做实验? 生:因为银边天竺葵边缘是银白色,没有叶绿体,中间是绿色,有叶绿体,所以在一个叶片上可以形成有叶绿体和没有叶绿体的对照。

师:说的很好,看来选择合适的实验材料也很关键。

其他小组选择的材料有没有不同的? 生:没有。

师:想想生活中有没有哪种植物也可以在一个叶片上形成有叶绿体和无叶绿体的对照?比如吊兰和带条形斑纹的植物是不是也可以?所以,平时要留心观察生活。

请继续交流你们小组预期的实验现象及结论。

生:我们小组预期的实验现象是:叶片边缘银白色部分滴加碘液不变蓝,叶片中间绿色部分滴加碘液变蓝。

根据预期现象我们的结论是:叶绿体是光合作用的场所。

师:这个小组展示的同学声音响亮,表达也很清晰,可是如果能面向同学就更好了。

下面请进行探究“氧气是光合作用的产物吗”的小组到讲台展示你们的探究方案。

生:我们小组探究的问题是:氧气是光合作用的产物吗?我们的假设是:氧气是光合作用的产物。

我们将金鱼藻放在倒置的漏斗下面,然后将一支试管盛满水倒扣在漏斗上,放在阳光下照射几小时。

等气泡充满试管的一半左右时,取出试管,把快要熄灭的卫生香伸进去,观察卫生香的燃烧情况。

我们小组预期的实验现象是:快要熄灭的卫生香剧烈燃烧起来,根据预期现象我们的结论是:金鱼藻在阳光下释放出来的气体是氧气,氧气是光合作用的产物。

师:能告诉大家,你们实验用的植物为什么不用陆生植物而用水生植物吗? 生:我们参照课本的实验,不清楚原因。

师:哪个小组能帮他们分析一下? 生:我们小组认为水生植物释放的氧气比陆生植物便于收集。

六、课堂小结 师:说得很有道理。

看到同学们分析问题越来越透彻,展示交流越来越精彩,老师真为大家高兴。

(总结并板书)通过今天这节课的复习,相信大家对探究实验有了进一步的理解:任何探究都是从提出问题开始的,有了问题再根据你的经验或已有的知识大胆作出假设,然后制定计划,在制定计划的时候,通常采用的实验方法是什么?对,对照实验。

而设计对照实验时最关键的问题是什么?对,确定变量的唯一。

确定好变量后,1、要排除其他因素对实验的干扰;2、本节课的学习,我们还知道选择合适的实验材料也很重要,它有助于你实验的简便和易于取得成功;3、要明确你实验的观察指标,做到有的放矢。

计划制定好了,然后根据制定的计划去实施计划,观察现象得出结论,和其他同学进行表达和交流。

同学们的探究能力有没有真正得到提高,下面大家独立来完成一个探究:水是光合作用必需的原料吗? 生:设计探究方案。

师:各小组长收起来,交给课代表。

师:本节课大多数同学表现优秀,尤其是3组和6组同学更为突出,希望暂时落后的同学不要气馁,在今后的学习中还有更多的展示自我的机会,老师期待着你的进步。

好,下课。

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