mùlù jiè zhù yú guāng 、 yòu shí jiè zhù jìn hóng wài guāng huò jìn zǐ wài guāng lái wán chéng de huà hé wù de hé chéng zuò yòng ; yóu zhǐ dāng hán yè lǜ sù de xì bāo ( rú lǜ sè zhí wù de xì bāo ) shòu dào guāng zhào shè shí , qí zhōng suǒ fā shēng de yóu 'èr yǎng huà tàn hé qīng yuán ( rú shuǐ ) shēng chéng tàn shuǐ huà hé wù de guò chéng lǜ sè zhí wù de yè lǜ sù zài rì guāng zhào shè xià bǎ shuǐ hé 'èr yǎng huà tàn zhì chéng yòu jī wù zhì bìng pái chū yǎng qì de guò chéng 。 guāng huà zuò yòng de yī lèi ， rú lǜ sè zhí wù de yè lǜ sù zài rì guāng zhào shè xià bǎ shuǐ hé 'èr yǎng huà tàn hé chéng yòu jī wù zhì bìng pái chū yǎng qì 。 · zhōng wén jiě shì
guāng hé zuò yòng (photosynthesis) shì zhí wù 、 zǎo lèi hé mǒu xiē xì jūn lì yòng yè lǜ sù ， zài kě jiàn guāng de zhào shè xià ， jiāng 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ zhuǎn huà wéi pú táo táng ， bìng shì fàng chū yǎng qì de shēng huà guò chéng 。 zhí wù zhī suǒ yǐ bèi chēng wéi shí wù liàn de shēng chǎn zhě ， shì yīn wéi tā men néng gòu tōng guò guāng hé zuò yòng lì yòng wú jī wù shēng chǎn yòu jī wù bìng qiě zhù cún néng liàng 。 tōng guò shí yòng ， shí wù liàn de xiāo fèi zhě kě yǐ xī shōu dào zhí wù suǒ zhù cún de néng liàng ， xiàolǜ wéi 30% zuǒ yòu 。 duì yú shēng wù jiè de jīhū suǒ yòu shēng wù lái shuō ， zhè gè guò chéng shì tā men lài yǐ shēng cún de guān jiàn 。 ér dì qiú shàng de tàn yǎng xún huán ， guāng hé zuò yòng shì bì bù kě shǎo de 。
yīng wén miáo shù
．
chuán tǒng dìng yì
zhí wù lì yòng yáng guāng de néng liàng ， jiāng 'èr yǎng huà tàn zhuǎn huàn chéng diàn fěn ， yǐ gōng zhí wù jí dòng wù zuò wéi shí wù de lái yuán 。 yè lǜ tǐ yóu yú shì zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de dì fāng ， yīn cǐ yè lǜ tǐ kě yǐ shuō shì yáng guāng chuán dì shēng mìng de méi jiè 。
１ ） yuán lǐ
zhí wù yǔ dòng wù bù tóng ， tā men méi yòu xiāo huà xì tǒng ， yīn cǐ tā men bì xū yǐ kào qí tā de fāng shì lái jìn xíng duì yíng yǎng de shè qǔ 。 jiù shì suǒ wèi de zì yǎng shēng wù 。 duì yú lǜ sè zhí wù lái shuō ， zài yáng guāng chōng zú de bái tiān ， tā men jiāng lì yòng yáng guāng de néng liàng lái jìn xíng guāng hé zuò yòng ， yǐ huò dé shēngzhǎng fā yù bì xū de yǎng fēn 。
zhè gè guò chéng de guān jiàn cānyù zhě shì nèi bù de yè lǜ tǐ 。 yè lǜ tǐ zài yáng guāng de zuò yòng xià ， bǎ jīng yòu qì kǒng jìn rù yè zǐ nèi bù de 'èr yǎng huà tàn hé yóu gēn bù xī shōu de shuǐ zhuǎn biàn chéng wéi pú táo táng ， tóng shí shì fàng yǎng qì ：
guāng ） c6h12o6( pú táo táng )+6o2+6h2o
guāng suàn shì cuī huà jì ， bù cānyù fǎn yìng 。
２ ） zhù yì shì xiàng
shàng shì zhōng děng hào liǎng biān de shuǐ bù néng dǐ xiāo ， suī rán zài huà xué shàng shì zǐ xiǎn dé hěn tè bié 。 yuán yīn shì zuǒ biān de shuǐ ， shì zhí wù xī shōu suǒ dé ， ér qiě yòng yú zhì zào yǎng qì hé tí gōng diàn zǐ hé qīng lí zǐ 。 ér yòu biān de shuǐfèn zǐ de yǎng yuán zǐ zé shì lái zì 'èr yǎng huà tàn 。 wèile gèng qīng chǔ dì biǎo dá zhè yī yuán liào chǎn wù qǐ shǐ guò chéng ， rén men gèng xí guàn zài děng hào zuǒ yòu liǎng biān dū xiě shàng shuǐfèn zǐ ， huò zhě zài yòu biān de shuǐfèn zǐ yòu shàng jiǎo dǎ shàng xīng hào 。
３ ） guāng fǎn yìnghè 'àn fǎn yìng
guāng hé zuò yòng kě fēn wéi guāng fǎn yìnghè 'àn fǎn yìng liǎng gè bù zhòu
４ ） guāng fǎn yìng
chǎng suǒ ： yè lǜ tǐ nèi jī lì piàn céng mó
yǐng xiǎng yīn sù ： guāng qiáng dù ， shuǐfèn gōngjǐ
zhí wù guāng hé zuò yòng de liǎng gè xī shōu fēng
yè lǜ sù a,b de xī shōu fēng guò chéng ： yè lǜ tǐ mó shàng de liǎng tào guāng hé zuò yòng xì tǒng ： guāng hé zuò yòng xì tǒng yī hé guāng hé zuò yòng xì tǒng 'èr ，（ guāng hé zuò yòng xì tǒng yī bǐ guāng hé zuò yòng xì tǒng 'èr yào yuán shǐ ， dàn diàn zǐ chuán dì xiān zài guāng hé xì tǒng 'èr kāi shǐ ） zài guāng zhào de qíng kuàng xià ， fēn bié xī shōu 680nm hé 700nm bō cháng de guāng zǐ ， zuò wéi néng liàng ， jiāng cóng shuǐfèn zǐ guāng jiě guāng chéng zhōng dé dào diàn zǐ bù duàn chuán dì ，（ néng chuán dì diàn zǐ dé jǐn yòu shǎo shù tè shū zhuàng tài xià de yè lǜ sù a)
zuì hòuzhuàn dì gěi fǔ méi nadp。 ér shuǐ guāng jiě suǒ dé de qīng lí zǐ zé yīn wéi shùn nóng dù chā tōng guò lèi náng tǐ mó shàng de dàn bái zhì fù hé tǐ cóng lèi náng tǐ nèi xiàng wài yí dòng dào jī zhì ， shì néng jiàng dī ， qí jiān de shì néng yòng yú hé chéng atp， yǐ gōng 'àn fǎn yìng suǒ yòng 。 ér cǐ shí shì néng yǐ jiàng dī de qīng lí zǐ zé bèi qīng zài tǐ nadp dài zǒu 。 yī fēn zǐ nadp kě xié dài liǎng gè qīng lí zǐ 。 zhè gè nadph+h lí zǐ zé zài 'àn fǎn yìng lǐ miàn chōng dāng hái yuán jì de zuò yòng 。
yì yì ： 1： guāng jiě shuǐ ， chǎn shēng yǎng qì 。 2： jiāng guāng néng zhuǎn biàn chéng huà xué néng ， chǎn shēng atp， wéi 'àn fǎn yìng tí gōng néng liàng 。 3： lì yòng shuǐ guāng jiě de chǎn wù qīng lí zǐ ， hé chéng nadph+h lí zǐ ， wéi 'àn fǎn yìng tí gōng hái yuán jì 。
５ ） àn fǎn yìng
shí zhì shì yī xì liè de méi cù fǎn yìng
chǎng suǒ ： yè lǜ tǐ jī zhì
yǐng xiǎng yīn sù ： wēn dù ， èr yǎng huà tàn nóng dù
guò chéng ： bù tóng de zhí wù ， àn fǎn yìng de guò chéng bù yī yàng ， ér qiě yè piàn de jiě pōu jié gòu yě bù xiāng tóng 。 zhè shì zhí wù duì huán jìng de shì yìng de jiēguǒ 。 àn fǎn yìng kě fēn wéi c3,c4 hé cam sān zhǒng lèi xíng 。 sān zhǒng lèi xíng shì yīn 'èr yǎng huà tàn de gù dìng zhè yī guò chéng de bù tóng 'ér huàfēn de 。 gǔ xī là zhé xué jiā yà lǐ shì duō dé rèn wéi ， zhí wù shēngzhǎng suǒ xū de wù zhì quán lái yuán yú tǔ zhōng 。
nián ， hé lán rén fàn · āi 'ěr méng zuò liǎo pén zāi liǔ shù chēng zhòng shí yàn ， dé chū zhí wù de zhòng liàng zhù yào bù shì lái zì tǔ rǎng 'ér shì lái zì shuǐ de tuī lùn 。 tā méi yòu rèn shí dào kōng qì zhōng de wù zhì cānyù liǎo yòu jī wù de xíng chéng 。
nián ， yīng guó de pǔ lǐ sī tè lì fā xiàn zhí wù kě yǐ huī fù yīn là zhú rán shāo 'ér biàn “ huài ” liǎo de kōng qì 。 tā zuò liǎo yī gè yòu míng de shí yàn ， tā bǎ yī zhī diǎn rán de là zhú hé yī zhǐ xiǎo bái shǔ fēn bié fàng dào mì bì de bō lí zhào lǐ ， là zhú bù jiǔ jiù xī miè liǎo ， xiǎo bái shǔ hěn kuài yě sǐ liǎo 。 jiē zhe ， tā bǎ yī pén zhí wù hé yī zhī diǎn rán de là zhú yī tóng fàng dào yī gè mì bì de bō lí zhào lǐ ， tā fā xiàn zhí wù néng gòu cháng shí jiān dì huó zhe ， là zhú yě méi yòu xī miè 。 tā yòu bǎ yī pén zhí wù hé yī zhǐ xiǎo bái shǔ yī tóng fàng dào yī gè mì bì de bō lí zhào lǐ 。 tā fā xiàn zhí wù hé xiǎo bái shǔ dōunéng gòu zhèng cháng dì huó zhe ， yú shì ， tā dé chū liǎo jié lùn ： zhí wù néng gòu gēngxīn yóu yú là zhú rán shāo huò dòng wù hū xī 'ér biàn dé wū zhuó liǎo de kōng qì 。
nián ， hé lán de yīng 'ēn háo sī zhèng míng zhǐ yòu zhí wù de lǜ sè bù fēn zài guāng xià cái néng qǐ shǐ kōng qì biàn “ hǎo ” de zuò yòng 。
nián ， fǎ guó de suǒ xù 'ěr tōng guò dìng liàng yán jiū jìn yī bù zhèng shí 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ shì zhí wù shēngzhǎng de yuán liào 。
nián ， dé guó de mài 'ěr fā xiàn zhí wù bǎ tài yáng néng zhuǎn huà chéng liǎo huà xué néng 。
nián ， dé guó de sà kè sī fā xiàn guāng hé zuò yòng chǎn shēng diàn fěn 。
nián ， dé guó de 'ēn gé 'ěr màn fā xiàn yè lǜ tǐ shì jìn xíng guāng hé zuò yòng de chǎng suǒ 。
nián ， shǒu cì zài jiào kē shū zhōng chēng tā wéi guāng hé zuò yòng 。
shì jì 30 nián dài ， měi guó kē xué jiā lǔ bīn hé kǎ mén cǎi yòng tóng wèi sù biāo jì fǎ yán jiū liǎo “ guāng hé zuò yòng zhōng shì fàng chū de yǎng dào dǐ lái zì shuǐ ， hái shì lái zì 'èr yǎng huà tàn ” zhè gè wèn tí ， dé dào liǎo yǎng qì quán bù lái zì yú shuǐ de jié lùn 。 guāng hé zuò yòng bù shì qǐ yuán yú zhí wù hé hǎi zǎo ， ér shì qǐ yuán yú xì jūn
cóng zhè xiē jìn chéng zhōng néng gòu hěn míng xiǎn dì kàn chū ， wú lùn shì sù zhù shēng wù tǐ ， hái shì gòng shēng xì bāo ， tā mendōu zài guāng hé zuò yòng 。 cǐ “ bàn zhí bàn shòu ” wēi shēng wù zài sù zhù hé gòng shēng tǐ xì bāo zhī jiān de kuài sù zhuǎn biàn kě néng zài guāng hé zuò yòng yǎn huà guò chéng zhōng qǐ guò guān jiàn zuò yòng ， tuī dòng liǎo zhí wù hé hǎi zǎo de jìn huà 。 suī rán mù qián kē xué jiā hái bù néng péi yǎng yě shēng hatena lái wán quán yán jiū qīng chǔ tā de shēng mìng zhōu qī ， dàn shì zhè yī jiē duàn de yán jiū kě néng huì wéi gǎo qīng chǔ shénme shǐ dé yè lǜ tǐ chéng wéi xì bāo yǒng jiǔ de yī bù fēn tí gōng liǎo yī xiē xiàn suǒ 。 kē xué jiā rèn wéi ， cǐ shēng mìng xiàn xiàng dǎo zhì hǎi zǎo jìn huà chū yī zhǒng tūn shì xì jūn de fāng fǎ ， zuì zhōng shǐ hǎi zǎo jìn huà chū zì jǐ de yè lǜ tǐ lái jìn xíng guāng hé zuò yòng 。 rán 'ér ， zhè yī guò chéng dào dǐ shì zěn yàng fā shēng de ， mù qián hái shì yī gè bù jiě zhī mí 。 cóng cǐ yán jiū fā xiàn kě yǐ kàn chū ， guāng hé zuò yòng bù shì qǐ yuán yú zhí wù hé hǎi zǎo ， ér shì zuì xiān fā shēng zài xì jūn zhōng 。 zhèng shì yīn wéi xì jūn de yòu yǎng guāng hé zuò yòng yǎn huà zào chéng dì qiú dà qì céng zhōng yǎng qì hán liàng de zēng jiā ， cóng 'ér dǎo zhì fù zá shēng mìng de fán yǎn dá shí yì nián zhī jiǔ 。 zài qí tā de shí yàn zhōng ， gāng běn hé jǐng shàng jiào shòu cháng shì liǎo wèi gěi hatena qí tā de hǎi zǎo ， xiǎng kàn kàn tā shì fǒu huì yòu tóng yàng de fǎn yìng 。 dàn shì ， jìn guǎn tā yě tūn shì liǎo hǎi zǎo ， què méi yòu rèn hé gǎi biàn de guò chéng 。 zhè shuō míng zài zhè liǎng zhě zhī jiān cún zài zhe mǒu zhǒng tè shū de guān xì 。 pàn duàn chū zhè zhǒng guān xì shì fǒu shì jī yīn jué dìng de jiāng shì kē xué jiā xū yào jiě jué de xià yī gè nán tí 。
guāng hé zuò yòng de jī yīn kě néng tóng yuán ， dàn yǎn huà bìng fēi shì yī tiáo cóng jiǎn zhì fán de zhí xiàn kē xué jiā luó bó chí · bù lái kěn xì pǔ céng zài 《 kē xué 》 zá zhì shàng fā biǎo bào gào shuō ， wǒ men zhī dào zhè gè guāng hé zuò yòng yǎn huà lái zì dà yuē 25 yì nián qián de xì jūn ， dàn guāng hé zuò yòng fā zhǎn shǐ fēi cháng bù hǎo zhuī zōng ， qiě guāng hé wēi shēng wù de duō yàng xìng lìng rén mí huò ， suī rán yòu yī xiē xiàn suǒ kě yǐ jiāng tā men lián xì zài yī qǐ ， dàn hái shì bù qīng chǔ tā men zhī jiān de guān xì 。 wèicǐ ， bù lái kěn xì pǔ děng rén tōng guò fēn xī wǔ zhǒng xì jūn de jī yīn zǔ lái jiě jué bù fēn de wèn tí 。 tā men de jiēguǒ xiǎn shì ， guāng hé zuò yòng de yǎn huà bìng fēi shì yī tiáo cóng jiǎn zhì fán de zhí xiàn ， ér shì bù tóng de yǎn huà lù xiàn de hé bìng ， kào de shì jī yīn de shuǐ píng zhuǎn yí ， jí cóng yī gè wù zhǒng zhuǎn yí dào lìng yī gè wù zhǒng shàng 。 tōng guò jī yīn zài bù tóng wù zhǒng jiān de “ lǚ xíng ” cóng 'ér shǐ guāng hé zuò yòng cóng xì jūn chuán dào liǎo hǎi zǎo ， zài dào zhí wù 。 bù lái kěn xì pǔ xiě dào ：“ wǒ men fā xiàn zhè xiē shēng wù de guāng hé zuò yòng xiāng guān jī yīn bìng méi yòu xiāng tóng de yǎn huà lù jìng ， zhè xiǎn rán shì shuǐ píng jī yīn zhuǎn yí de zhèng jù 。” tā men lì yòng blast jiǎn yàn liǎo wǔ zhǒng xì jūn ： lán lǜ zǎo 、 lǜ sī jūn 、 lǜ liú jūn 、 gǔ shēng jūn hé luó xuán jūn de jī yīn ， jiēguǒ fā xiàn tā men yòu 188 gè jī yīn xiāng sì ， ér qiě ， qí zhōng hái yòu yuē 50 gè yǔ guāng hé zuò yòng yòu guān 。 tā men suī rán shì bù tóng de xì jūn ， dàn qí guāng hé zuò yòng xì tǒng xiāng dāng léi tóng ， tā men cāi cè guāng hé zuò yòng xiāng guān jī yīn yī dìng shì tóng yuán de 。 dàn shì fǒu jiù shì lái zì hatena， hái yòu dài zhèng shí 。 rán 'ér ， guāng hé zuò yòng de yǎn huà guò chéng rú hé ？ wéi zhǎo dào cǐ dá 'àn ， bù lái kěn xì pǔ lǐng dǎo de yán jiū xiǎo zǔ lì yòng shù xué fāng fǎ jìn xíng qīn yuán guān xì fēn xī ， lái kàn kàn zhè 5 zhǒng xì jūn de gòng tóng jī yīn de yǎn huà guān xì ， yǐ jué dìng chū zuì jiā de yǎn huà shù ， jiēguǒ tā men cè bù tóng de jī yīn jiù dé chū bù tóng de jiēguǒ ， yī gòng zhī chí 15 zhǒng pái liè fāng shì 。 xiǎn rán ， tā men yòu bù tóng de yǎn huà shǐ 。 tā men bǐ jiào liǎo guāng hé zuò yòng xì jūn de gòng tóng jī yīn hé qí tā yǐ zhī jī yīn zǔ de xì jūn ， fā xiàn zhǐ yòu shǎo shù tóng yuán jī yīn kān chēng dú tè 。 dà duō shù de gòng tóng jī yīn kě néng duì dà duō shù xì jūn 'ér yán shì “ rì cháng ” jī yīn 。 tā men kě néng cān jiā fēi guāng hé xì jūn de dài xiè fǎn yìng ， rán hòu cái bèi shōu nà chéng wéi guāng hé xì tǒng de yī bù fēn 。 光合作用 卡尔文原理 kǎ 'ěr wén xún huán （ calvincycle） shì guāng hé zuò yòng de 'àn fǎn yìng de yī bù fēn 。 fǎn yìng chǎng suǒ wéi yè lǜ tǐ nèi de jī zhì 。 xún huán kě fēn wéi sān gè jiē duàn : suō huà 、 hái yuán hé 'èr lín suān hé tóng táng de zài shēng 。 dà bù fēn zhí wù huì jiāng xī shōu dào de yī fēn zǐ 'èr yǎng huà tàn tōng guò yī zhǒng jiào 'èr lín suān hé tóng táng suō huà méi de zuò yòng zhěng hé dào yī gè wǔ tàn táng fènzǐ 1， 5- èr lín suān hé tóng táng （ rubp） de dì 'èr wèi tàn yuán zǐ shàng 。 cǐ guò chéng chēng wéi 'èr yǎng huà tàn de gù dìng 。 zhè yī bù fǎn yìng de yì yì shì ， bǎ yuán běn bìng bù huó pō de 'èr yǎng huà tàn fènzǐ huó huà ， shǐ zhī suí hòu néng bèi hái yuán 。 dàn zhè zhǒng liù tàn huà hé wù jí bù wěn dìng ， huì lì kè fēn jiě wéi liǎng fēn zǐ de sān tàn huà hé wù 3- lín suān gān yóu suān 。 hòu zhě bèi zài guāng fǎn yìng zhōng shēng chéng de nadph+h hái yuán ， cǐ guò chéng xū yào xiāo hào atp。 chǎn wù shì 3- lín suān bǐng táng 。 hòu lái jīng guò yī xì liè fù zá de shēng huà fǎn yìng ， yī gè tàn yuán zǐ jiāng huì bèi yòng yú hé chéng pú táo táng 'ér lí kāi xún huán 。 shèng xià de wǔ gè tàn yuán zǐ jīng yī xiē liè biàn huà ， zuì hòu zài shēng chéng yī gè 1， 5- èr lín suān hé tóng táng ， xún huán chóngxīn kāi shǐ 。 xún huán yùn xíng liù cì ， shēng chéng yī fènzǐ de pú táo táng 。
lèi zhí wù
èr zhàn zhī hòu ， měi guó jiā zhōu dà xué bèi kè lì fēn xiào de mǎ 'ěr wén · kǎ 'ěr wén yǔ tā de tóng shì men yán jiū yī zhǒng míng jiào chlorella de zǎo ， yǐ què dìng zhí wù zài guāng hé zuò yòng zhōng rú hé gù dìng co2。 cǐ shí c14 shì zōng jì shù hé shuāng xiàng zhǐ céng xī fǎ jì shù dōuyǐ jīng chéng shú ， kǎ 'ěr wén zhèng hǎo zài shí yàn zhōng yòng shàng cǐ liǎng zhǒng jì shù 。
tā men jiāng péi yǎng chū lái de zǎo fàng zhì zài hán yòu wèi biāo jì co2 de mì bì róng qì zhōng ， rán hòu jiāng c14 biāo jì de co2 zhù rù róng qì ， péi yǎng xiāng dāng duǎn de shí jiān zhī hòu ， jiāng zǎo jìn rù rè de yǐ chún zhōng shā sǐ xì bāo ， shǐ xì bāo zhōng de méi biàn xìng 'ér shī xiào 。 jiē zhe tā men tí qǔ dào róng yè lǐ de fènzǐ 。 rán hòu jiāng tí qǔ wù yìng yòng shuāng xiàng zhǐ céng xī fǎ fēn lí gè zhǒng huà hé wù ， zài tōng guò fàng shè zì xiǎn yǐng fēn xī fàng shè xìng shàng miàn de bān diǎn ， bìng yǔ yǐ zhī huà xué chéng fèn jìn xíng bǐ jiào 。
kǎ 'ěr wén zài shí yàn zhōng fā xiàn ， biāo jì yòu c14 de co2 hěn kuài jiù néng zhuǎn biàn chéng yòu jī wù 。 zài jǐ miǎo zhōng zhī nèi , céng xī zhǐ shàng jiù chū xiàn fàng shè xìng de bān diǎn , jīng yǔ yī zhí huà xué wù bǐ jiào ， bān diǎn zhōng de huà xué chéng fèn shì sān lín suān gān yóu suān (3-phosphoglycerate， pga)， shì táng jiào jiě de zhōng jiān tǐ 。 zhè dì yī gè bèi tí qǔ dào de chǎn wù shì yī gè sān tàn fènzǐ ， suǒ yǐ jiāng zhè zhǒng co2 gù dìng tú jìng chēng wéi c3 tú jìng , jiāng tōng guò zhè zhǒng tú jìng gù dìng co2 de zhí wù chēng wéi c3 zhí wù 。 hòu lái yán jiū hái fā xiàn ， co2 gù dìng de c3 tú jìng shì yī gè xún huán guò chéng , rén men chēng zhī wéi c3 xún huán 。 zhè yī xún huán yòu chēng kǎ 'ěr wén xún huán 。
lèi zhí wù ， rú mǐ hé mài ， èr yǎng huà tàn jīng qì kǒng jìn rù yè piàn hòu ， zhí jiē jìn rù yè ròu jìn xíng kǎ 'ěr wén xún huán 。 ér c3 zhí wù de wéi guǎn shù qiào xì bāo hěn xiǎo ， bù hán huò hán hěn shǎo yè lǜ tǐ ， kǎ 'ěr wén xún huán bù zài zhè lǐ fā shēng 。
lèi zhí wù
zài 20 shì jì 60 nián dài ， ào dà lì yà kē xué jiā hā qí hé sī lāi kè fā xiàn yù mǐ 、 gān zhè děng rè dài lǜ sè zhí wù ， chú liǎo hé qí tā lǜ sè zhí wù yī yàng jù yòu kǎ 'ěr wén xún huán wài ， co2 shǒu xiān tōng guò yī tiáo tè bié de tú jìng bèi gù dìng 。 zhè tiáo tú jìng yě bèi chēng wéi hā qí - sī lāi kè tú jìng 。
zhí wù zhù yào shì nà xiē shēng huó zài gān hàn rè dài dì qū de zhí wù 。 zài zhè zhǒng huán jìng zhōng ， zhí wù ruò cháng shí jiān kāi fàng qì kǒng xī shōu 'èr yǎng huà tàn ， huì dǎo zhì shuǐfèn tōng guò zhēng téng zuò yòng guò kuài de liú shī 。 suǒ yǐ ， zhí wù zhǐ néng duǎn shí jiān kāi fàng qì kǒng ， èr yǎng huà tàn de shè rù liàng bì rán shǎo 。 zhí wù bì xū lì yòng zhè shǎo liàng de 'èr yǎng huà tàn jìn xíng guāng hé zuò yòng ， hé chéng zì shēn shēngzhǎng suǒ xū de wù zhì 。
zài c4 zhí wù yè piàn wéi guǎn shù de zhōu wéi ， yòu wéi guǎn shù qiào wéi rào ， zhè xiē wéi guǎn shù qiào xì bāo hán yòu yè lǜ tǐ ， dàn lǐ miàn bìng wú jī lì huò fā yù bù liáng 。 zài zhè lǐ ， zhù yào jìn xíng kǎ 'ěr wén xún huán 。
qí yè ròu xì bāo zhōng ， hán yòu dú tè de méi ， jí lín suān xī chún shì bǐng tóng suān tàn yǎng huà méi ， shǐ dé 'èr yǎng huà tàn xiān bèi yī zhǒng sān tàn huà hé wù -- lín suān xī chún shì bǐng tóng suān tóng huà ， xíng chéng sì tàn huà hé wù cǎo xiān yǐ suān ， zhè yě shì gāi 'àn fǎn yìng lèi xíng míng chēng de yóu lái 。 zhè cǎo xiān yǐ suān zài zhuǎn biàn wéi píng guǒ suān yán hòu , jìn rù wéi guǎn shù qiào ， jiù huì fēn jiě shì fàng 'èr yǎng huà tàn hé yī fènzǐ bǐng tóng suān 。 èr yǎng huà tàn jìn rù kǎ 'ěr wén xún huán ， hòu tóng c3 jìn chéng 。 ér bǐng tóng suān zé huì bèi zài cì hé chéng lín suān xī chún shì bǐng tóng suān , cǐ guò chéng xiāo hào atp。
gāi lèi xíng de yōu diǎn shì ， èr yǎng huà tàn gù dìng xiàolǜ bǐ c3 gāo hěn duō , yòu lì yú zhí wù zài gān hàn huán jìng shēngzhǎng 。 c3 zhí wù xíng guāng hé zuò yòng suǒ dé de diàn fěn huì zhù cún zài yè ròu xì bāo zhōng ， yīn wéi zhè shì kǎ 'ěr wén xún huán de chǎng suǒ ， ér wéi guǎn shù qiào xì bāo zé bù hán yè lǜ tǐ 。 ér c4 zhí wù de diàn fěn jiāng huì zhù cún yú wéi guǎn shù qiào xì bāo nèi ， yīn wéi c4 zhí wù díkǎ 'ěr wén xún huán shì zài cǐ fā shēng de 。
jǐng tiān suān dài xiè zhí wù
jǐng tiān suān dài xiè (crassulaceanacidmetabolism,cam)： rú guǒ shuō c4 zhí wù shì kōng jiān shàng cuò kāi 'èr yǎng huà tàn de gù dìng hé kǎ 'ěr wén xún huán de huà ， nà jǐng tiān suān xún huán jiù shì shí jiān shàng cuò kāi zhè liǎng zhě 。 xíng shǐ zhè yī tú jìng de zhí wù ， shì nà xiē yòu zhe péng dà ròu zhì yè zǐ de zhí wù ， rú fèng lí 。 zhè xiē zhí wù wǎn shàng kāi fàng qì kǒng ， xī shōu 'èr yǎng huà tàn ， tóng yàng jīng hā qí - sī lāi kè tú jìng jiāng co2 gù dìng 。 zǎo shàng de shí hòu qì kǒng guān bì ， bì miǎn shuǐfèn liú shī guò kuài 。 tóng shí zài yè ròu xì bāo zhōng kāi 'ěr wén xún huán kāi shǐ 。 zhè xiē zhí wù 'èr yǎng huà tàn de gù dìng xiàolǜ yě hěn gāo 。
zǎo lèi hé xì jūn de guāng hé zuò yòng
zhēn hé zǎo lèi ， rú hóng zǎo 、 lǜ zǎo 、 hè zǎo děng ， hé zhí wù yī yàng jù yòu yè lǜ tǐ ， yě néng gòu jìn xíng chǎn yǎng guāng hé zuò yòng 。 guāng bèi yè lǜ sù xī shōu ， ér hěn duō zǎo lèi de yè lǜ tǐ zhōng hái jù yòu qí tā bù tóng de sè sù ， fù yú liǎo tā men bù tóng de yán sè 。
jìn xíng guāng hé zuò yòng de xì jūn bù jù yòu yè lǜ tǐ ， ér zhí jiē yóu xì bāo běn shēn jìn xíng 。 shǔ yú yuán hé shēng wù de lán zǎo （ huò zhě chēng “ lán xì jūn ”） tóng yàng hán yòu yè lǜ sù ， hé yè lǜ tǐ yī yàng jìn xíng chǎn yǎng guāng hé zuò yòng 。 shì shí shàng ， mù qián pǔ biàn rèn wéi yè lǜ tǐ shì yóu lán zǎo jìn huà 'ér lái de 。 qí tā guāng hé xì jūn jù yòu duō zhǒng duō yàng de sè sù ， chēng zuò xì jūn yè lǜ sù huò jūn lǜ sù ， dàn bù yǎng huà shuǐ shēng chéng yǎng qì ， ér yǐ qí tā wù zhì （ rú liú huà qīng 、 liú huò qīng qì ） zuò wéi diàn zǐ gōng tǐ 。 bù chǎn yǎng guāng hé xì jūn bāo kuò zǐ liú xì jūn 、 zǐ fēi liú xì jūn 、 lǜ liú xì jūn 、 lǜ fēi liú xì jūn hé tài yáng gǎnjūn děng 。 yán jiū guāng hé zuò yòng ， duì nóng yè shēng chǎn ， huán bǎo děng lǐng yù qǐ zhe jī chǔ zhǐ dǎo de zuò yòng 。 zhī dào guāng fǎn yìng 'àn fǎn yìng de yǐng xiǎng yīn sù ， kě yǐ qū lì bì hài ， rú jiàn zào wēn shì ， jiā kuài kōng qì liú tōng ， yǐ shǐ nóng zuò wù zēng chǎn 。 rén men yòu liǎo jiě dào 'èr lín suān hé tóng táng suō huà méi de liǎng miàn xìng ， jí jì cuī huà guāng hé zuò yòng ， yòu huì tuī dòng guāng hū xī ， zhèng zài cháng shì duì qí jìn xíng gǎi zào ， jiǎn shǎo hòu zhě ， bì miǎn yòu jī wù hé néng liàng de xiāo hào ， tí gāo nóng zuò wù de chǎn liàng 。
dāng liǎo jiě dào guāng hé zuò yòng yǔ zhí wù hū xī de guān xì hòu ， rén men jiù kě yǐ gèng hǎo de bù zhì jiā jū zhí wù bǎi shè 。 bǐ rú wǎn shàng jiù bù yìng bǎ zhí wù fàng dào shì nèi ， yǐ bì miǎn yīn zhí wù hū xī 'ér yǐn qǐ shì nèi yǎng qì nóng dù jiàng dī 。
shè jì 】 guāng hé zuò yòng shì lǜ sè zhí wù zài guāng xià bǎ 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ hé chéng yòu jī wù （ diàn fěn děng ）， tóng shí fàng chū yǎng qì de guò chéng 。 běn shí yàn yìng yòng duì bǐ de fāng fǎ ， shǐ xué shēng rèn shí ：（ 1） lǜ yè néng zhì zào diàn fěn ；（ 2） lǜ yè bì xū zài guāng de zuò yòng xià cái néng zhì zào chū diàn fěn 。
qì cái 】 tiān zhú kuí yī pén 、 shāo bēi 、 zhuī xíng píng 、 jiǔ jīng dēng 、 sān jiǎo jià 、 shí mián wǎng 、 mián xù 、 niè zǐ 、 bái cí pán 、 jiǔ jīng 、 diǎn jiǔ 、 hòu yī xiē de hēi zhǐ 、 qū bié zhēn 。
bù zhòu 】
jiāng tiān zhú kuí fàng zài hēi 'àn chù yī 'èr tiān ， shǐ yè nèi de diàn fěn jìn kě néng duō dì xiāo hào diào 。
dì sān tiān ， qǔ chū fàng zài hēi 'àn chù de tiān zhú kuí ， xuǎn zé jǐ piàn bǐ jiào dà 、 yán sè hěn lǜ de yè zǐ ， yòng hēi zhǐ jiāng yè de zhèng fǎn miàn zhē gài 。 hēi zhǐ miàn jī yuē děng yú yè piàn miàn jī de 'èr fēn zhī yī ， zhèng fǎn miàn de hēi zhǐ xíng zhuàng yào yī yàng ， bìng qiě yào duì zhèng ， yòng qū bié zhēn jiā jǐn （ rú tú ）。 jiā hǎo hòu ， bǎ tiān zhú kuí fàng zài yáng guāng xià shài 4 ～ 6 xiǎo shí 。
shàng kè shí ， cǎi xià yī piàn jīng zhē guāng chǔlǐ de yè hé lìng yī piàn wèi jīng zhē guāng chǔlǐ de yè （ wèile biàn yú qū bié ， kě shǐ yī piàn yè dài yè bǐng ， lìng yī piàn yè bù dài yè bǐng ）， fàng zài fèi shuǐ zhōng zhǔ 3 fēn zhōng ， pò huài tā men de yè ròu xì bāo 。
bǎ yòng shuǐ zhǔ guò de yè zǐ fàng zài zhuāng yòu jiǔ jīng de zhuī xíng píng zhōng （ jiǔ jīng liàng bù chāo guò píng nèi róng jī de 'èr fēn zhī yī ）， píng kǒu yòng mián xù dǔ yán 。 jiāng zhuī xíng píng fàng zài shèng zhe fèi shuǐ de shāo bēi zhōng ， gěi jiǔ jīng gé shuǐ jiā rè （ rú tú ）， shǐ yè lǜ sù róng jiě zài jiǔ jīng zhōng 。 dài zhuī xíng píng zhōng de lǜ yè yǐ tuì sè ， biàn chéng huáng bái sè shí ， chè qù jiǔ jīng dēng ， qǔ chū yè piàn 。 bǎ yè piàn yòng shuǐchōng xǐ hòu fàng zài bái cí pán zhōng 。
jiāng yè piàn zhǎn kāi pū píng ， yòng 1 ∶ 10 de diǎn jiǔ xī shì yè ， jūn yún dì dī zài 'èr zhāng yè piàn shàng 。 guò yī huì 'ér kě yǐ guān chá dào ： shòu dào yáng guāng zhào shè de yè zǐ quán bù biàn chéng lán sè ； jīng zhē guāng chǔlǐ guò de yè zǐ ， tā de zhē guāng bù fēn méi biàn lán ， zhǐ yòu zhōu wéi shòu guāng zhào shè de bù fēn biàn lán 。 yóu cǐ kě yǐ shuō míng ， lǜ yè néng zhì zào diàn fěn ， lǜ yè zhǐ yòu zài guāng de zhào shè xià cái néng zhì zào chū diàn fěn 。
zhù yì 】
diǎn de nóng dù guò dà shí ， yè piàn de yán sè bù xiǎn lán ， ér xiǎn shēn hè sè 。 duì cún fàng shí jiān guò jiǔ de diǎn jiǔ ， yīn jiǔ jīng zhēng fā shǐ diǎn de nóng dù zēng dà ， kě shìdàng duō jiā yī xiē shuǐ xī shì 。
jiǔ jīng rán diǎn dī ， yī dìng yào zài shāo bēi zhōng gé shuǐ jiā rè ， qiān wàn bù yào zhí jiē yòng míng huǒ jiā rè ， yǐ miǎn zháohuǒ 。
guāng hé zuò yòng shì zhǐ lǜ sè zhí wù tōng guò yè lǜ tǐ ， lì yòng guāng néng ， bǎ 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ zhuǎn huà chéng chǔ cún zhe néng liàng de yòu jī wù ， bìng qiě shì fàng chū yǎng de guò chéng 。 wǒ men měi shí měi kè dōuzài xī rù guāng hé zuò yòng shì fàng de yǎng 。 wǒ men měi tiān chī de shí wù ， yědōu zhí jiē huò jiànjiē dì lái zì guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù 。 nà me ， guāng hé zuò yòng shì zěn yàng fā xiàn de ní ？
guāng hé zuò yòng de fā xiàn zhí dào 18 shì jì zhōng qī ， rén men yī zhí yǐ wéi zhí wù tǐ nèi de quán bù yíng yǎng wù zhì ， dōushì cóng tǔ rǎng zhōng huò dé de ， bìng bù rèn wéi zhí wù tǐ néng gòu cóng kōng qì zhōng dé dào shénme 。 1771 nián ， yīng guó kē xué jiā pǔ lì sī tè lì fā xiàn ， jiāng diǎn rán de là zhú yǔ lǜ sè zhí wù yī qǐ fàng zài yī gè mì bì de bō lí zhào nèi ， là zhú bù róng yì xī miè ； jiāng xiǎo shǔ yǔ lǜ sè zhí wù yī qǐ fàng zài bō lí zhào nèi ， xiǎo shǔ yě bù róng yì zhì xī 'ér sǐ 。 yīn cǐ ， tā zhǐ chū zhí wù kě yǐ gēngxīn kōng qì 。 dàn shì ， tā bìng bù zhī dào zhí wù gēngxīn liǎo kōng qì zhōng de nǎ zhǒng chéngfèn ， yě méi yòu fā xiàn guāng zài zhè gè guò chéng zhōng suǒ qǐ de guān jiàn zuò yòng 。 hòu lái ， jīng guò xǔ duō kē xué jiā de shí yàn ， cái zhú jiàn fā xiàn guāng hé zuò yòng de chǎng suǒ 、 tiáo jiàn 、 yuán liào hé chǎn wù 。 1864 nián ， dé guó kē xué jiā sà kè sī zuò liǎo zhè yàng yī gè shí yàn ： bǎ lǜ sè yè piàn fàng zài 'àn chù jǐ xiǎo shí ， mù de shì ràng yè piàn zhōng de yíng yǎng wù zhì xiāo hào diào 。 rán hòu bǎ zhè gè yè piàn yī bàn bàoguāng ， lìng yī bàn zhē guāng 。 guò yī duàn shí jiān hòu ， yòng diǎn zhēng qì chǔlǐ yè piàn ， fā xiàn zhē guāng de nà yī bàn yè piàn méi yòu fā shēng yán sè biàn huà ， bàoguāng de nà yī bàn yè piàn zé chéng shēn lán sè 。 zhè yī shí yàn chéng gōng dì zhèng míng liǎo lǜ sè yè piàn zài guāng hé zuò yòng zhōng chǎn shēng liǎo diàn fěn 。 1880 nián ， dé guó kē xué jiā 'ēn jí 'ěr màn yòng shuǐ mián jìn xíng liǎo guāng hé zuò yòng de shí yàn ： bǎ zài yòu shuǐ mián hé hǎo yǎng xì jūn de lín shí zhuāng piàn fàng zài méi yòu kōng qì bìng qiě shì hēi 'àn de huán jìng lǐ ， rán hòu yòng jí xì de guāng shù zhào shè shuǐ mián 。 tōng guò xiǎn wēi jìng guān chá fā xiàn ， hǎo yǎng xì jūn zhǐ jí zhōng zài yè lǜ tǐ bèi guāng shù zhào shè dào de bù wèi fù jìn ； rú guǒ shàng shù lín shí zhuāng piàn wán quán bào lù zài guāng xià ， hǎo yǎng xì jūn zé jí zhōng zài yè lǜ tǐ suǒ yòu shòu guāng bù wèi de zhōu wéi 。 ēn jí 'ěr màn de shí yàn zhèng míng ： yǎng shì yóu yè lǜ tǐ shì fàng chū lái de ， yè lǜ tǐ shì lǜ sè zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de chǎng suǒ 。 guāng fǎn yìng jiē duàn guāng hé zuò yòng dì yī gè jiē duàn zhōng de huà xué fǎn yìng ， bì xū yòu guāng néng cái néng jìn xíng ， zhè gè jiē duàn jiào zuò guāng fǎn yìng jiē duàn 。 guāng fǎn yìng jiē duàn de huà xué fǎn yìng shì zài yè lǜ tǐ nèi de lèi náng tǐ shàng jìn xíng de 。 àn fǎn yìng jiē duàn guāng hé zuò yòng dì 'èr gè jiē duàn zhōng de huà xué fǎn yìng ， méi yòu guāng néng yě kě yǐ jìn xíng ， zhè gè jiē duàn jiào zuò 'àn fǎn yìng jiē duàn 。 àn fǎn yìng jiē duàn zhōng de huà xué fǎn yìng shì zài yè lǜ tǐ nèi de jī zhì zhōng jìn xíng de 。 guāng fǎn yìng jiē duàn hé 'àn fǎn yìng jiē duàn shì yī gè zhěng tǐ ， zài guāng hé zuò yòng de guò chéng zhōng ， èr zhě shì jǐn mì lián xì 、 quē yī bù kě de 。 guāng hé zuò yòng de zhòng yào yì yì guāng hé zuò yòng wéi bāo kuò rén lèi zài nèi de jīhū suǒ yòu shēng wù de shēng cún tí gōng liǎo wù zhì lái yuán hé néng liàng lái yuán 。 yīn cǐ ， guāng hé zuò yòng duì yú rén lèi hé zhěng gè shēng wù jiè dū jù yòu fēi cháng zhòng yào de yì yì 。
dì yī ， zhì zào yòu jī wù 。 lǜ sè zhí wù tōng guò guāng hé zuò yòng zhì zào yòu jī wù de shù liàng shì fēi cháng jù dà de 。 jù gū jì ， dì qiú shàng de lǜ sè zhí wù měi nián dà yuē zhì zào sì wǔ qiān yì dūn yòu jī wù ， zhè yuǎn yuǎn chāo guò liǎo dì qiú shàng měi nián gōng yè chǎn pǐn de zǒng chǎn liàng 。 suǒ yǐ ， rén men bǎ dì qiú shàng de lǜ sè zhí wù bǐ zuò páng dà de “ lǜ sè gōng chǎng ”。 lǜ sè zhí wù de shēng cún lí bù kāi zì shēn tōng guò guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù 。 rén lèi hé dòng wù de shí wù yědōu zhí jiē huò jiànjiē dì lái zì guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù 。
dì 'èr ， zhuǎn huà bìng chǔ cún tài yáng néng 。 lǜ sè zhí wù tōng guò guāng hé zuò yòng jiāng tài yáng néng zhuǎn huà chéng huà xué néng ， bìng chǔ cún zài guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù zhōng 。 dì qiú shàng jīhū suǒ yòu de shēng wù ， dōushì zhí jiē huò jiànjiē lì yòng zhè xiē néng liàng zuò wéi shēng mìng huó dòng de néng yuán de 。 méi tàn 、 shí yóu 、 tiān rán qì děng rán liào zhōng suǒ hán yòu de néng liàng ， guī gēn dào dǐ dōushì gǔ dài de lǜ sè zhí wù tōng guò guāng hé zuò yòng chǔ cún qǐ lái de 。
dì sān ， shǐ dà qì zhōng de yǎng hé 'èr yǎng huà tàn de hán liàng xiāng duì wěn dìng 。 jù gū jì ， quán shì jiè suǒ yòu shēng wù tōng guò hū xī zuò yòng xiāo hào de yǎng hé rán shāo gè zhǒng rán liào suǒ xiāo hào de yǎng ， píng jūn wéi 10000t ／ s( dūn měi miǎo )。 yǐ zhè yàng de xiāo hào yǎng de sù dù jì suàn ， dà qì zhōng de yǎng dà yuē zhǐ xū 'èr qiān nián jiù huì yòng wán 。 rán 'ér ， zhè zhǒng qíng kuàng bìng méi yòu fā shēng 。 zhè shì yīn wéi lǜ sè zhí wù guǎng fàn dì fēn bù zài dì qiú shàng ， bù duàn dì tōng guò guāng hé zuò yòng xī shōu 'èr yǎng huà tàn hé shì fàng yǎng ， cóng 'ér shǐ dà qì zhōng de yǎng hé 'èr yǎng huà tàn de hán liàng bǎo chí zhe xiāng duì de wěn dìng 。
dì sì ， duì shēng wù de jìn huà jù yòu zhòng yào de zuò yòng 。 zài lǜ sè zhí wù chū xiàn yǐ qián ， dì qiú de dà qì zhōng bìng méi yòu yǎng 。 zhǐ shì zài jù jīn 20 yì zhì 30 yì nián yǐ qián ， lǜ sè zhí wù zài dì qiú shàng chū xiàn bìng zhú jiàn zhàn yòu yōu shì yǐ hòu ， dì qiú de dà qì zhōng cái zhú jiàn hán yòu yǎng ， cóng 'ér shǐ dì qiú shàng qí tā jìn xíng yòu yǎng hū xī de shēng wù dé yǐ fā shēng hé fā zhǎn 。 yóu yú dà qì zhōng de yī bù fēn yǎng zhuǎn huà chéng chòu yǎng (o3)。 chòu yǎng zài dà qì shàng céng xíng chéng de chòu yǎng céng ， néng gòu yòu xiào dì lǜ qù tài yáng fú shè zhōng duì shēng wù jù yòu qiáng liè pò huài zuò yòng de zǐ wài xiàn ， cóng 'ér shǐ shuǐ shēng shēng wù kāi shǐ zhú jiàn néng gòu zài lù dì shàng shēng huó 。 jīng guò cháng qī de shēng wù jìn huà guò chéng ， zuì hòu cái chū xiàn guǎng fàn fēn bù zài zì rán jiè de gè zhǒng dòng zhí wù 。
zhí wù zāi péi yǔ guāng néng de hé lǐ lì yòng guāng néng shì lǜ sè zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de dòng lì 。 zài zhí wù zāi péi zhōng ， hé lǐ lì yòng guāng néng ， kě yǐ shǐ lǜ sè zhí wù chōng fēn dì jìn xíng guāng hé zuò yòng 。 hé lǐ lì yòng guāng néng zhù yào bāo kuò yán cháng guāng hé zuò yòng de shí jiān hé zēng jiā guāng hé zuò yòng de miàn jī liǎng gè fāng miàn 。
yán cháng guāng hé zuò yòng de shí jiān yán cháng quán nián nèi dān wèi tǔ dì miàn jī shàng lǜ sè zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de shí jiān ， shì hé lǐ lì yòng guāng néng de yī xiàng zhòng yào cuò shī 。 lì rú ， tóng yī kuài tǔ dì yóu yī nián zhī nèi zhǐ zhòngzhí hé shōu huò yī cì xiǎo mài ， gǎi wéi yī nián zhī nèi shōu huò yī cì xiǎo mài hòu ， yòu zhòngzhí bìng shōu huò yī cì yù mǐ ， kě yǐ tí gāo dān wèi miàn jī de chǎn liàng 。
zēng jiā guāng hé zuò yòng de miàn jī hé lǐ mì zhí shì zēng jiā guāng hé zuò yòng miàn jī de yī xiàng zhòng yào cuò shī 。 hé lǐ mì zhí shì zhǐ zài dān wèi miàn jī de tǔ dì shàng ， gēn jù tǔ rǎng féi wò chéng dù děng qíng kuàng zhòngzhí shìdàng mì dù de zhí wù . zhōng guó yán jiū qíng kuàng yún nán shēng tài nóng yè yán jiū suǒ suǒ cháng nà zhōng yuán kāi fā de zuò wù jī yīn biǎo xíng yòu dǎo tiáokòng biǎo dá jì shù （ gpit）， zài shì jiè shàng dì yī gè chéng gōng dì jiě jué liǎo tí gāo guāng hé zuò yòng xiàolǜ de nán tí 。
tí gāo nóng zuò wù chǎn liàng yòu duō zhǒng tú jìng ， qí zhōng zhī yī shì tí gāo zuò wù guāng hé zuò yòng xiàolǜ ， ér rú hé tí gāo zé shì yī gè shì jiè nán tí ， xǔ duō fā dá guó jiā kāi zhǎn liǎo duō nián yán jiū ， dàn zhì jīn wèi jiàn chéng gōng de bào dào 。
nà zhōng yuán kāi fā de gpit jì shù shuài xiān jiě jué liǎo zhè yī nán tí ， jù xīzàng 、 yún nán 、 shān dōng 、 hēi lóng jiāng 、 jí lín děng shěng 、 zì zhì qū shì yàn jiēguǒ ， shǐ yòng gpit jì shù ， bù tóng zuò wù de guāng hé zuò yòng xiàolǜ kě fēn bié tí gāo 50% zhì 400% yǐ shàng 。
yún nán shěng xī běi bù de dí qìng zàngzú zì zhì zhōu zhōng diàn gāo yuán bà qū hǎi bá 3276 mǐ ， yù mǐ quán shēng yù qī yòu xiào jī wēn 493 ℃ ， bù dào shì jiè gōng rèn yòu xiào jī wēn zuì dī jí xiàn de yī bàn ； yù mǐ miáo qī zuì dī qì wēn líng xià 5.4℃， dì biǎo zuì dī qì wēn líng xià 9.5℃。 dàn shǐ yòng gpit jì shù shì zhǒng de yù mǐ réng shēngzhǎng liáng hǎo ， huò dé měi mǔ 499 gōng jīn de gāo chǎn 。
nián zài hǎi bá 3658 mǐ de lā sà shì zhǒng de yù mǐ ， dān zhū zuì duō cháng chū bā suì ， quán bù chéng shú ， qiě quán shì gāo lài 'ān suān yōu zhì yù mǐ 。 quán guó gāo hǎi bá dì qū hé hán lěng dì qū de shì yàn shì fàn biǎo míng ， yìng yòng gpit jì shù kě shǐ zuò wù de shēng yù qī dà wéi suō duǎn ， xiǎo mài píng jūn suō duǎn 7 zhì 15 tiān ， shuǐ dào píng jūn suō duǎn 10 zhì 20 tiān ， yù mǐ píng jūn suō duǎn 30 zhì 40 tiān 。
jì shù hái jiě jué liǎo nóng zuò wù zì shēn kàng xìng biǎo dá ， gāo kàng gēn 、 jīng 、 yè duō zhǒng bìng hài de shì jì nán tí 。 1999 nián zài kūn míng shì guān dù qū jìn xíng liǎo bǎi mǔ xiǎo mài lián piàn duì zhào shì yàn ， wèi shǐ yòng gpit jì shù de xiǎo mài sān cì shī yòng nóng yào ， bái fěn bìng réng hěn yán zhòng ； ér yìng yòng gpit jì shù chǔlǐ de bǎi mǔ xiǎo mài ， bù yòng nóng yào ， jī běn bù jiàn bìng zhū 。
yī ） guāng hé sè sù hé diàn zǐ chuán dì liàn zǔ fēn
guāng hé sè sù
lèi náng tǐ zhōng hán liǎng lèi sè sù ： yè lǜ sù hé chéng huáng sè de lèi hú luóbo sù ， tōng cháng yè lǜ sù hé lèi hú luóbo sù de bǐ lì yuē wéi 3:1， chla yǔ chlb yě yuē wéi 3:l， quán bù yè lǜ sù hé jīhū suǒ yòu de lèi hú luóbo sù dū bāo mái zài lèi náng tǐ mó zhōng ， yǔ dàn bái zhì yǐ fēi gòng jià jiàn jié hé ， yī tiáo tài liàn shàng kě yǐ jié hé ruò gān sè sù fènzǐ ， gè sè sù fènzǐ jiān de jù lí hé qǔ xiàng gù dìng ， yòu lì yú néng liàng chuán dì 。
jí guāng fù hé tǐ （ lightharvestingcomplex）
yóu dà yuē 200 gè yè lǜ sù fènzǐ hé yī xiē tài liàn gòu chéng 。 dà bù fēn sè sù fènzǐ qǐ bǔ huò guāng néng de zuò yòng ， bìng jiāng guāng néng yǐ yòu dǎo gòng zhèn fāng shì chuán dì dào fǎn yìng zhōng xīn sè sù 。 yīn cǐ zhè xiē sè sù bèi chēng wéi tiān xiàn sè sù 。 yè lǜ tǐ zhōng quán bù yè lǜ sù b hé dà bù fēn yè lǜ sù a dōushì tiān xiàn sè sù 。 lìng wài lèi hú luóbo sù hé yè huáng sù fènzǐ yě qǐ bǔ huò guāng néng de zuò yòng ， jiào zuò fǔ zhù sè sù 。
guāng xì tǒng Ⅱ （ psⅡ）
xī shōu gāo fēng wéi bō cháng 680nm chù ， yòu chēng p680。 zhì shǎo bāo kuò 12 tiáo duō tài liàn 。 wèi yú jī lì yú jī zhì fēi jiē chù qū yù de lèi náng tǐ mó shàng 。 bāo kuò yī gè jí guāng fù hé tǐ （ light-hawestingcomnplexⅡ， lhcⅡ）、 yī gè fǎn yìng zhōng xīn hé yī gè hán měng yuán zǐ de fàng yǎng de fù hé tǐ （ oxygenevolvingcomplex）。 d1 hé d2 wéi liǎng tiáo hé xīn tài liàn ， jié hé zhōng xīn sè sù p680、 qù měi yè lǜ sù (pheophytin) jí zhì tǐ kūn (plastoquinone)。
xì bāo sè sù b6/f fù hé tǐ (cytb6/fcomplex)
kě néng yǐ 'èr jù tǐ xíng chéng cún zài ， měi gè dān tǐ hán yòu sì gè bù tóng de yà jī 。 xì bāo sè sù b6（ b563）、 xì bāo sè sù f、 tiě liú dàn bái 、 yǐ jí yà jī Ⅳ （ bèi rèn wéi shì zhì tǐ kūn de jié hé dàn bái ）。
guāng xì tǒng Ⅰ （ psi）
néng bèi bō cháng 700nm de guāng jī fā ， yòu chēng p700。 bāo hán duō tiáo tài liàn ， wèi yú jī lì yǔ jī zhì jiē chù qū hé jī zhì lèi náng tǐ mó zhōng 。 yóu jí guāng fù hé tǐ Ⅰ hé zuò yòng zhōng xīn gòu chéng 。 jié hé 100 gè zuǒ yòu yè lǜ sù fènzǐ 、 chú liǎo jǐ gè tè shū de yè lǜ sù wéi zhōng xīn sè sù wài wài ， qí tā yè lǜ sù dōushì tiān xiàn sè sù 。 sān zhǒng diàn zǐ zài tǐ fēn bié wéi a0（ yī gè chla fènzǐ )、 a1( wéi wéi shēng sù k1) jí 3 gè bù tóng de 4fe-4s。
èr ） guāng fǎn yìng yǔ diàn zǐ chuán dì
jiē shòu néng liàng hòu ， yóu jī tài biàn wéi jī fā tài （ p680*）， rán hòu jiāng diàn zǐ chuán dì gěi qù měi yè lǜ sù （ yuán chū diàn zǐ shòu tǐ ）， p680* dài zhèng diànhè ， cóng yuán chū diàn zǐ gōng tǐ z（ fǎn yìng zhōng xīn d1 dàn bái shàng de yī gè lào 'ān suān cè liàn ） dé dào diàn zǐ 'ér hái yuán ； z+ zài cóng fàng yǎng fù hé tǐ shàng huò qǔ diàn zǐ ； yǎng huà tài de fàng yǎng fù hé tǐ cóng shuǐ zhōng huò qǔ diàn zǐ ， shǐ shuǐ guāng jiě 。
→ o2+4h++4e-
zài lìng yī gè fāng xiàng shàng qù měi yè lǜ sù jiāng diàn zǐ chuán gěi d2 shàng jié hé de qa， qa yòu xùn sù jiāng diàn zǐ chuán gěi d1 shàng de qb， hái yuán xíng de zhì tǐ kūn cóng guāng xì tǒng Ⅱ fù hé tǐ shàng yóu lí xià lái ， lìng yī gè yǎng huà tài de zhì tǐ kūn zhàn jù qí wèi zhì xíng chéng xīn de qb。 zhì tǐ kūn jiāng diàn zǐ chuán gěi xì bāo sè sù b6/f fù hé tǐ ， tóng shí jiāng zhì zǐ yóu jī zhì zhuǎn yí dào lèi náng tǐ qiāng 。 diàn zǐ jiē zhe chuán dì gěi wèi yú lèi náng tǐ qiāng yī cè de hán tóng dàn bái zhì tǐ lán sù (plastocyanin， pc) zhōng de cu2+， zài jiāng diàn zǐ chuán dì dào guāng xì tǒng Ⅱ。
bèi guāng néng jī fā hòu shì fàng chū lái de gāo néng diàn zǐ yán zhe a0→ a1→ 4fe-4s de fāng xiàng yǐ cì chuán dì ， yóu lèi náng tǐ qiāng yī cè chuán xiàng lèi náng tǐ jī zhì yī cè de tiě yǎng hái dàn bái （ ferredoxin， fd）。 zuì hòu zài tiě yǎng hái dàn bái -nadp hái yuán méi de zuò yòng xià ， jiāng diàn zǐ chuán gěi nadp+， xíng chéng nadph。 shī qù diàn zǐ de p700 cóng pc chù huò qǔ diàn zǐ 'ér hái yuán
yǐ shàng diàn zǐ chéng z xíng chuán dì de guò chéng chēng wéi fēi xún huán shì guāng hé lín suān huà ， dāng zhí wù zài quē fá nadp+ shí ， diàn zǐ zài guāng xì tǒng nèi Ⅰ liú dòng ， zhǐ hé chéng atp， bù chǎn shēng nadph， chēng wéi xún huán shì guāng hé lín suān huà 。
sān ） guāng hé lín suān huà
yī duì diàn zǐ cóng p680 jīng p700 chuán zhì nadp+， zài lèi náng tǐ qiāng zhōng zēng jiā 4 gè h+， 2 gè lái yuán yú h2o guāng jiě ， 2 gè yóu pq cóng jī zhì zhuǎn yí 'ér lái ， zài jī zhì wài yī gè h+ yòu bèi yòng yú hái yuán nadp+， suǒ yǐ lèi náng tǐ qiāng nèi yòu jiào gāo de h+（ ph ≈ 5， jī zhì ph≈ 8）， xíng chéng zhì zǐ dòng lì shì ， h+ jīng atp hé méi ， shèn rù jī zhì 、 tuī dòng adp hé pi jié hé xíng chéng atp。
hé méi ， jí cf1-f0 ǒu lián yīn zǐ ， jié gòu lèi sì yú xiàn lì tǐ atp hé méi 。 cf1 tóng yàng yóu 5 zhǒng yà jī zǔ chéng α3β3γδε de jié gòu 。 cf0 qiàn zài mó zhōng ， yóu 4 zhǒng yà jī gòu chéng ， shì zhì zǐ tōng guò lèi náng tǐ mó de tōng dào 。
sì ） àn fǎn yìng
tú jìng (c3pathway)： yì chēng kǎ 'ěr wén (calvin) xún huán 。 co2 shòu tǐ wéi rubp， zuì chū chǎn wù wéi 3- lín suān gān yóu suān (pga)。
tú jìng (c4pathway)： yì chēng hā qí - sī lāi kè (hatch-slack) tú jìng ， co2 shòu tǐ wéi pep， zuì chū chǎn wù wéi cǎo xiān yǐ suān (oaa)。
jǐng tiān kē suān dài xiè tú jìng （ crassulaceanacidmetabolismpathway， cam tú jìng ）： yè jiān gù dìng co2 chǎn shēng yòu jī suān ， bái tiān yòu jī suān tuō suō shì fàng co2， jìn xíng co2 gù dìng 。 guāng hé zuò yòng gōng shì
èr yǎng huà tàn ＋ shuǐ ― guāng / yè lǜ tǐ → yòu jī wù （ zhù yào shì diàn fěn ）＋ yǎng qì
guāng / yè lǜ tǐ → C6H12O6+6O2
zhōng wén jiě shì
guāng hé zuò yòng （ Photosynthesis） shì zhí wù 、 zǎo lèi lì yòng yè lǜ sù hé mǒu xiē xì jūn lì yòng qí xì bāo běn shēn ， zài kě jiàn guāng de zhào shè xià ， jiāng 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ （ xì jūn wéi liú huà qīng hé shuǐ ） zhuǎn huà wèiyòu jī wù ， bìng shì fàng chū yǎng qì （ xì jūn shì fàng qīng qì ） de shēng huà guò chéng 。 zhí wù zhī suǒ yǐ bèi chēng wéi shí wù liàn de shēng chǎn zhě ， shì yīn wéi tā men néng gòu tōng guò guāng hé zuò yòng lì yòng wú jī wù shēng chǎn yòu jī wù bìng qiě zhù cún néng liàng 。 tōng guò shí yòng ， shí wù liàn de xiāo fèi zhě kě yǐ xī shōu dào zhí wù jí xì jūn suǒ zhù cún de néng liàng ， xiàolǜ wéi 10%～ 20% zuǒ yòu 。 duì yú shēng wù jiè de jīhū suǒ yòu shēng wù lái shuō ， zhè gè guò chéng shì tā men lài yǐ shēng cún de guān jiàn 。 ér dì qiú shàng de tàn yǎng xún huán ， guāng hé zuò yòng shì bì bù kě shǎo de 。
yīng wén miáo shù
xiáng xì jī zhì
zhí wù lì yòng yáng guāng de néng liàng ， jiāng 'èr yǎng huà tàn zhuǎn huàn chéng diàn fěn ， yǐ gōng zhí wù jí dòng wù zuò wéi shí wù de lái yuán 。 yè lǜ tǐ yóu yú shì zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de dì fāng ， yīn cǐ yè lǜ tǐ kě yǐ shuō shì yáng guāng chuán dì shēng mìng de méi jiè 。
yuán lǐ
zhí wù yǔ dòng wù bù tóng ， tā men méi yòu xiāo huà xì tǒng ， yīn cǐ tā men bì xū yǐ kào qí tā de fāng shì lái jìn xíng duì yíng yǎng de shè qǔ 。 jiù shì suǒ wèi de zì yǎng shēng wù 。 duì yú lǜ sè zhí wù lái shuō ， zài yáng guāng chōng zú de bái tiān ， tā men jiāng lì yòng yáng guāng de néng liàng lái jìn xíng guāng hé zuò yòng ， yǐ huò dé shēngzhǎng fā yù bì xū de yǎng fēn 。
zhè gè guò chéng de guān jiàn cānyù zhě shì nèi bù de yè lǜ tǐ 。 yè lǜ tǐ zài yáng guāng de zuò yòng xià ， bǎ jīng yòu qì kǒng jìn rù yè zǐ nèi bù de 'èr yǎng huà tàn hé yóu gēn bù xī shōu de shuǐ zhuǎn biàn chéng wéi diàn fěn ， tóng shí shì fàng yǎng qì ：
zhù yì shì xiàng
shàng shì zhōng děng hào liǎng biān de shuǐ bù néng dǐ xiāo ， suī rán zài huà xué shàng shì zǐ xiǎn dé hěn tè bié 。 yuán yīn shì zuǒ biān de shuǐ ， shì zhí wù xī shōu suǒ dé ， ér qiě yòng yú zhì zào yǎng qì hé tí gōng diàn zǐ hé qīng lí zǐ 。 ér yòu biān de shuǐfèn zǐ de yǎng yuán zǐ zé shì lái zì 'èr yǎng huà tàn 。 wèile gèng qīng chǔ dì biǎo dá zhè yī yuán liào chǎn wù qǐ shǐ guò chéng ， rén men gèng xí guàn zài děng hào zuǒ yòu liǎng biān dū xiě shàng shuǐfèn zǐ ， huò zhě zài yòu biān de shuǐfèn zǐ yòu shàng jiǎo dǎ shàng xīng hào 。
guāng fǎn yìnghè 'àn fǎn yìng （ gāo zhōng shēng wù kè běn zhōng chēng zhī wéi 'àn fǎn yìng ， yě yòu xiē dì fāng chēng zhī wéi tàn fǎn yìng ）
guāng hé zuò yòng kě fēn wéi guāng fǎn yìnghè 'àn fǎn yìng liǎng gè bù zhòu 。
guāng fǎn yìng
tiáo jiàn ： guāng ， sè sù ， guāng fǎn yìng méi
chǎng suǒ ： náng zhuàng jié gòu báomó shàng
guò chéng ： shuǐ de guāng jiě ： 2H2O→ 4[H]+O2 ↑ ( zài guāng hé yè lǜ tǐ zhōng de sè sù de cuī huà xià ）
de hé chéng ： ADP+Pi→ ATP（ zài guāng 、 méi hé yè lǜ tǐ zhōng de sè sù de cuī huà xià ）
yǐng xiǎng yīn sù ： guāng qiáng dù ， shuǐfèn gōngjǐ zhí wù guāng hé zuò yòng de liǎng gè xī shōu fēng
yè lǜ sù a,b de xī shōu fēng guò chéng ： yè lǜ tǐ mó shàng de liǎng tào guāng hé zuò yòng xì tǒng ： guāng hé zuò yòng xì tǒng yī hé guāng hé zuò yòng xì tǒng 'èr ，（ guāng hé zuò yòng xì tǒng yī bǐ guāng hé zuò yòng xì tǒng 'èr yào yuán shǐ ， dàn diàn zǐ chuán dì xiān zài guāng hé xì tǒng 'èr kāi shǐ ） zài guāng zhào de qíng kuàng xià ， fēn bié xī shōu 680nm hé 700nm bō cháng de guāng zǐ （ yǐ lán zǐ guāng wéi zhù ， bàn yòu shǎo liàng hóng sè guāng ）， zuò wéi néng liàng ， jiāng cóng shuǐfèn zǐ guāng jiě guāng chéng zhōng dé dào diàn zǐ bù duàn chuán dì ，（ néng chuán dì diàn zǐ dé jǐn yòu shǎo shù tè shū zhuàng tài xià de yè lǜ sù a) zuì hòuzhuàn dì gěi fǔ méi 'èr NADP+。 ér shuǐ guāng jiě suǒ dé de qīng lí zǐ zé yīn wéi shùn nóng dù chā tōng guò lèi náng tǐ mó shàng de dàn bái zhì fù hé tǐ cóng lèi náng tǐ nèi xiàng wài yí dòng dào jī zhì ， shì néng jiàng dī ， qí jiān de shì néng yòng yú hé chéng ATP， yǐ gōng 'àn fǎn yìng suǒ yòng 。 ér cǐ shí shì néng yǐ jiàng dī de qīng lí zǐ zé bèi qīng zài tǐ NADP+ dài zǒu 。 yī fēn zǐ NADP+ kě xié dài liǎng gè qīng lí zǐ ,NADPH++2e-+H+=DANPH. hái yuán xìng fǔ méi 'èr DANPH zé zài 'àn fǎn yìng lǐ miàn chōng dāng hái yuán jì de zuò yòng 。
yì yì ： 1： guāng jiě shuǐ （ yòu chēng shuǐ de guāng jiě ）， chǎn shēng yǎng qì 。 2： jiāng guāng néng zhuǎn biàn chéng huà xué néng ， chǎn shēng ATP， wéi 'àn fǎn yìng tí gōng néng liàng 。 3： lì yòng shuǐ guāng jiě de chǎn wù qīng lí zǐ ， hé chéng NADPH， wéi 'àn fǎn yìng tí gōng hái yuán jì 【 H】（ hái yuán qīng ）。
àn fǎn yìng （ tàn fǎn yìng ）
shí zhì shì yī xì liè de méi cù fǎn yìng
tiáo jiàn ： wú guāng yě kě ， àn fǎn yìng méi （ dàn yīn wéi zhǐ yòu fā shēng liǎo guāng fǎn yìng cái néng chí xù fā shēng ， suǒ yǐ bù zài chēng wéi 'àn fǎn yìng ）
chǎng suǒ ： yè lǜ tǐ jī zhì
yǐng xiǎng yīn sù ： wēn dù ， èr yǎng huà tàn nóng dù
guò chéng ： bù tóng de zhí wù ， àn fǎn yìng de guò chéng bù yī yàng ， ér qiě yè piàn de jiě pōu jié gòu yě bù xiāng tóng 。 zhè shì zhí wù duì huán jìng de shì yìng de jiēguǒ 。 àn fǎn yìng kě fēn wéi C3,C4 hé CAM sān zhǒng lèi xíng 。 sān zhǒng lèi xíng shì yīn 'èr yǎng huà tàn de gù dìng zhè yī guò chéng de bù tóng 'ér huàfēn de 。
fǎn yìng lèi xíng ： zhí wù tōng guò qì kǒng jiāng CO2 yóu wài jiè xī rù xì bāo nèi ， tōng guò zì yóu kuò sàn jìn rù yè lǜ tǐ 。 yè lǜ tǐ zhōng hán yòu C5。 qǐ dào jiāng CO2 gù dìng chéng wéi C3 de zuò yòng 。 C3 zài yǔ 【 H】 jí ATP tí gōng de néng liàng fǎn yìng ， shēng chéng táng lèi （ CH2O） bìng hái yuán chū C5。 bèi hái yuán chū de C5 jì xù cānyù 'àn fǎn yìng 。
guāng 'àn fǎn yìng de yòu guān huà xué fāng chéng shì
shuǐ de guāng jiě ）
dì qīng ）
dì néng ）
huà hé wù → 2C3 huà hé wù （ èr yǎng huà tàn de gù dìng ）
huà hé wù →（ CH2O） +C5 huà hé wù （ yòu jī wù de shēng chéng huò chēng wéi C3 de hái yuán ）
hào néng ）
néng liàng zhuǎn huà guò chéng ： guāng néng → bù wěn dìng de huà xué néng （ néng liàng chǔ cún zài ATP de gāo néng lín suān jiàn ）→ wěn dìng de huà xué néng （ táng lèi jí diàn fěn de hé chéng ）
zhù yì ： guāng fǎn yìng zhǐ yòu zài guāng zhào tiáo jiàn xià jìn xíng ， ér zhǐ yào zài mǎn zú 'àn fǎn yìng tiáo jiàn de qíng kuàng xià 'àn fǎn yìng dōukě yǐ jìn xíng 。 yě jiù shì shuō 'àn fǎn yìng bù yī dìng yào zài hēi 'àn tiáo jiàn xià jìn xíng 。
guāng fǎn yìng jiē duàn hé 'àn fǎn yìng jiē duàn de guān xì
① lián xì ： guāng fǎn yìnghè 'àn fǎn yīngshì yī gè zhěng tǐ ， èr zhě jǐn mì lián xì 。 guāng fǎn yìng shì 'àn fǎn yìng de jī chǔ ， guāng fǎn yìng jiē duàn wéi 'àn fǎn yìng jiē duàn tí gōng néng liàng （ ATP） hé hái yuán jì （【 H】）， àn fǎn yìng chǎn shēng de ADP hé Pi wéi guāng fǎn yìng hé chéng ATP tí gōng yuán liào 。
② qū bié ：（ jiàn xià biǎo ）
xiàng mù guāng fǎn yìng 'àn fǎn yìng shí zhì guāng néng → huà xué néng ， shì fàng O2 tóng huà CO2 xíng chéng （ CH2O)（ méi cù fǎn yìng ） shí jiān duǎn cù ， yǐ wēi miǎo jì jiào huǎn màn tiáo jiàn xū sè sù 、 guāng hé méi bù xū sè sù hé guāng ， xū duō zhǒng méi chǎng suǒ zài yè lǜ tǐ nèi náng zhuàng jié gòu báomó shàng jìn xíng zài yè lǜ tǐ jī zhì zhōng jìn xíng wù zhì zhuǎn huà 2H2O→ 4[H]+O2↑ ( zài guāng hé yè lǜ tǐ zhōng de sè sù de cuī huà xià ） ADP+Pi→ ATP（ zài guāng 、 méi hé yè lǜ tǐ zhōng de sè sù de cuī huà xià ）
zài méi de cuī huà xià ）
zài méi hé ATP de cuī huà xià ）
néng liàng zhuǎn huà yè lǜ sù bǎ guāng néng zhuǎn huà wéi huó yuè de huà xué néng bìng chǔ cún zài ATP zhōng ATP zhōng huó yuè de huà xué néng zhuǎn huà biàn wéi táng lèi děng yòu jī wù zhōng wěn dìng de huà xué néng guāng hé zuò yòng de shí zhì wù zhì biàn huà ： bǎ CO2 hé H2O zhuǎn biàn wèiyòu jī wù 。
néng liàng biàn huà ： bǎ guāng néng zhuǎn biàn chéng ATP zhōng huó yuè de huà xué néng zài zhuǎn biàn chéng yòu jī wù zhōng de wěn dìng de huà xué néng 。 guāng hé zuò yòng yuán lǐ de yìng yòng nóng yè shēng chǎn de mùdì shì wèile yǐ jiào shǎo de tóu rù ， huò dé jiào gāo de chǎn liàng 。 gēn jù guāng hé zuò yòng de yuán lǐ ， gǎi biàn guāng hé zuò yòng de mǒu xiē tiáo jiàn ， tí gāo guāng hé zuò yòng qiáng dù （ zhǐ zhí wù zài dān wèi shí jiān nèi tōng guò guāng hé zuò yòng zhì zào táng de shù liàng ）， shì zēng jiā nóng zuò wù chǎn liàng de zhù yào cuò shī 。 zhè xiē tiáo jiàn zhù yào shì zhǐ guāng zhào qiáng dù 、 wēn dù 、 CO2 nóng dù děng 。 rú hé tiáokòng huán jìng yīn sù lái zuì dà xiàn dù de zēng jiā guāng hé zuò yòng qiáng dù ， shì xiàn dài nóng yè de yī gè zhòng dà kè tí 。 guāng hé zuò yòng de yào diǎn jiě xī （ yī ） guāng hé sè sù hé diàn zǐ chuán dì liàn zǔ fēn
guāng hé sè sù
lèi náng tǐ zhōng hán liǎng lèi sè sù ： yè lǜ sù hé chéng huáng sè de lèi hú luóbo sù ， tōng cháng yè lǜ sù hé lèi hú luóbo sù de bǐ lì yuē wéi 3:1， chla yǔ chlb yě yuē wéi 3:1， zài xǔ duō zǎo lèi zhōng chú yè lǜ sù a,b wài ， hái yòu yè lǜ sù c,d hé zǎo dǎn sù ， rú zǎo hóng sù hé zǎo lán sù ； zài guāng hé xì jūn zhōng shì xì jūn yè lǜ sù děng 。
yè lǜ sù a,b hé xì jūn yè lǜ sù dū yóu yī gè yǔ měi luò hé de bǔ lín huán hé yī gè cháng liàn chún zǔ chéng ， tā men zhī jiān jǐn yòu hěn xiǎo de chā bié 。 lèi hú luóbo sù shì yóu yì wù xī dān yuán zǔ chéng de sì tiē ， zǎo dǎn sù shì yī lèi sè sù dàn bái ， qí shēng sè tuán shì yóu bǐ gē huán zǔ chéng de liàn ， bù hán jīn shǔ ， ér lèi sè sù dū jù yòu jiào duō de gòng 'è shuāng jiàn 。 quán bù yè lǜ sù hé jīhū suǒ yòu de lèi hú luóbo sù dū bāo mái zài lèi náng tǐ mó zhōng ， yǔ dàn bái zhì yǐ fēi gòng jià jiàn jié hé ， yī tiáo tài liàn shàng kě yǐ jié hé ruò gān sè sù fènzǐ ， gè sè sù fènzǐ jiān de jù lí hé qǔ xiàng gù dìng ， yòu lì yú néng liàng chuán dì 。 lèi hú luó bǔ sù yǔ yè huáng sù néng duì yè lǜ sù a,b qǐ yī dìng de bǎo hù zuò yòng 。 jǐ lèi sè sù de xī shōu guāng pǔ bù tóng ， yè lǜ sù a,b xī shōu hóng ， chéng ， lán ， zǐ guāng ， lèi hú luó bǔ sù xī shōu lán zǐ guāng ， xī shōu shuài zuì dī de wéi lǜ guāng 。 tè bié shì zǎo hóng sù hé zǎo lán sù de xī shōu guāng pǔ yǔ yè lǜ sù de xiāngchà hěn dà ， zhè duì yú zài hǎi yáng lǐ shēng huó de zǎo lèi shì yìng bù tóng de guāng zhì tiáo jiàn ， yòu shēng tài yì yì 。
jí guāng fù hé tǐ （ lightharvestingcomplex）
yóu dà yuē 200 gè yè lǜ sù fènzǐ hé yī xiē tài liàn gòu chéng 。 dà bù fēn sè sù fènzǐ qǐ bǔ huò guāng néng de zuò yòng ， bìng jiāng guāng néng yǐ yòu dǎo gòng zhèn fāng shì chuán dì dào fǎn yìng zhōng xīn sè sù 。 yīn cǐ zhè xiē sè sù bèi chēng wéi tiān xiàn sè sù 。 yè lǜ tǐ zhōng quán bù yè lǜ sù b hé dà bù fēn yè lǜ sù a dōushì tiān xiàn sè sù 。 lìng wài lèi hú luóbo sù hé yè huáng sù fènzǐ yě qǐ bǔ huò guāng néng de zuò yòng ， jiào zuò fǔ zhù sè sù 。
guāng xì tǒng Ⅱ（ PSⅡ）
xī shōu gāo fēng wéi bō cháng 680nm chù ， yòu chēng P680。 zhì shǎo bāo kuò 12 tiáo duō tài liàn 。 wèi yú jī lì yú jī zhì fēi jiē chù qū yù de lèi náng tǐ mó shàng 。 bāo kuò yī gè jí guāng fù hé tǐ （ light-hawestingcomnplexⅡ， LHCⅡ）、 yī gè fǎn yìng zhōng xīn hé yī gè hán měng yuán zǐ de fàng yǎng de fù hé tǐ （ oxygenevolvingcomplex）。 D1 hé D2 wéi liǎng tiáo hé xīn tài liàn ， jié hé zhōng xīn sè sù P680、 qù měi yè lǜ sù （ pheophytin） jí zhì tǐ kūn （ plastoquinone）。
xì bāo sè sù b6/f fù hé tǐ （ cytb6/fcomplex）
kě néng yǐ 'èr jù tǐ xíng chéng cún zài ， měi gè dān tǐ hán yòu sì gè bù tóng de yà jī 。 xì bāo sè sù b6（ b563）、 xì bāo sè sù f、 tiě liú dàn bái 、 yǐ jí yà jī Ⅳ（ bèi rèn wéi shì zhì tǐ kūn de jié hé dàn bái ）。
guāng xì tǒng Ⅰ（ PSI）
néng bèi bō cháng 700nm de guāng jī fā ， yòu chēng P700。 bāo hán duō tiáo tài liàn ， wèi yú jī lì yǔ jī zhì jiē chù qū hé jī zhì lèi náng tǐ mó zhōng 。 yóu jí guāng fù hé tǐ Ⅰ hé zuò yòng zhōng xīn gòu chéng 。 jié hé 100 gè zuǒ yòu yè lǜ sù fènzǐ 、 chú liǎo jǐ gè tè shū de yè lǜ sù wéi zhōng xīn sè sù wài wài ， qí tā yè lǜ sù dōushì tiān xiàn sè sù 。 sān zhǒng diàn zǐ zài tǐ fēn bié wéi A0（ yī gè chla fènzǐ ）、 A1（ wéi wéi shēng sù K1） jí 3 gè bù tóng de 4Fe-4S。
èr ） guāng fǎn yìng yǔ diàn zǐ chuán dì
jiē shòu néng liàng hòu ， yóu jī tài biàn wéi jī fā tài （ P680*）， rán hòu jiāng diàn zǐ chuán dì gěi qù měi yè lǜ sù （ yuán chū diàn zǐ shòu tǐ ）， P680* dài zhèng diànhè ， cóng yuán chū diàn zǐ gōng tǐ Z（ fǎn yìng zhōng xīn D1 dàn bái shàng de yī gè lào 'ān suān cè liàn ） dé dào diàn zǐ 'ér hái yuán ； Z+ zài cóng fàng yǎng fù hé tǐ shàng huò qǔ diàn zǐ ； yǎng huà tài de fàng yǎng fù hé tǐ cóng shuǐ zhōng huò qǔ diàn zǐ ， shǐ shuǐ guāng jiě 。
zài lìng yī gè fāng xiàng shàng qù měi yè lǜ sù jiāng diàn zǐ chuán gěi D2 shàng jié hé de QA， QA yòu xùn sù jiāng diàn zǐ chuán gěi D1 shàng de QB， hái yuán xíng de zhì tǐ kūn cóng guāng xì tǒng Ⅱ fù hé tǐ shàng yóu lí xià lái ， lìng yī gè yǎng huà tài de zhì tǐ kūn zhàn jù qí wèi zhì xíng chéng xīn de QB。 zhì tǐ kūn jiāng diàn zǐ chuán gěi xì bāo sè sù b6/f fù hé tǐ ， tóng shí jiāng zhì zǐ yóu jī zhì zhuǎn yí dào lèi náng tǐ qiāng 。 diàn zǐ jiē zhe chuán dì gěi wèi yú lèi náng tǐ qiāng yī cè de hán tóng dàn bái zhì tǐ lán sù （ plastocyanin， PC） zhōng de Cu2+， zài jiāng diàn zǐ chuán dì dào guāng xì tǒng Ⅱ。
bèi guāng néng jī fā hòu shì fàng chū lái de gāo néng diàn zǐ yán zhe A0→ A1→ 4Fe-4S de fāng xiàng yǐ cì chuán dì ， yóu lèi náng tǐ qiāng yī cè chuán xiàng lèi náng tǐ jī zhì yī cè de tiě yǎng hái dàn bái （ ferredoxin， FD）。 zuì hòu zài tiě yǎng hái dàn bái -NADP hái yuán méi de zuò yòng xià ， jiāng diàn zǐ chuán gěi NADP+， xíng chéng NADPH。 shī qù diàn zǐ de P700 cóng PC chù huò qǔ diàn zǐ 'ér hái yuán 。
yǐ shàng diàn zǐ chéng Z xíng chuán dì de guò chéng chēng wéi fēi xún huán shì guāng hé lín suān huà ， dāng zhí wù zài quē fá NADP+ shí ， diàn zǐ zài guāng xì tǒng nèi Ⅰ liú dòng ， zhǐ hé chéng ATP， bù chǎn shēng NADPH， chēng wéi xún huán shì guāng hé lín suān huà 。
sān ） guāng hé lín suān huà
yī duì diàn zǐ cóng P680 jīng P700 chuán zhì NADP+， zài lèi náng tǐ qiāng zhōng zēng jiā 4 gè H+， 2 gè lái yuán yú H2O guāng jiě ， 2 gè yóu PQ cóng jī zhì zhuǎn yí 'ér lái ， zài jī zhì wài yī gè H+ yòu bèi yòng yú hái yuán NADP+， suǒ yǐ lèi náng tǐ qiāng nèi yòu jiào gāo de H+（ pH≈ 5， jī zhì pH≈ 8）， xíng chéng zhì zǐ dòng lì shì ， H+ jīng ATP hé méi ， shèn rù jī zhì 、 tuī dòng ADP hé Pi jié hé xíng chéng ATP。
hé méi ， jí CF1-F0 ǒu lián yīn zǐ ， jié gòu lèi sì yú xiàn lì tǐ ATP hé méi 。 CF1 tóng yàng yóu 5 zhǒng yà jī zǔ chéng α3β3γδε de jié gòu 。 CF0 qiàn zài mó zhōng ， yóu 4 zhǒng yà jī gòu chéng ， shì zhì zǐ tōng guò lèi náng tǐ mó de tōng dào 。
sì ） àn fǎn yìng
tú jìng （ C3pathway）： yì chēng kǎ 'ěr wén （ Calvin） xún huán 。 CO2 shòu tǐ wéi RuBP， zuì chū chǎn wù wéi 3- lín suān gān yóu suān （ PGA）。
tú jìng （ C4pathway）： yì chēng hā qí - sī lāi kè （ Hatch-Slack） tú jìng ， CO2 shòu tǐ wéi PEP， zuì chū chǎn wù wéi cǎo xiān yǐ suān （ OAA）。
jǐng tiān kē suān dài xiè tú jìng （ Crassulaceanacidmetabolismpathway， CAM tú jìng ）： yè jiān gù dìng CO2 chǎn shēng yòu jī suān ， bái tiān yòu jī suān tuō suō shì fàng CO2， jìn xíng CO2 gù dìng 。 huà néng hé chéng zuò yòng shǎo shù zhǒng lèi de xì jūn ， xì bāo zhōng méi yòu yè lǜ sù ， bù néng jìn xíng guāng hé zuò yòng ， dàn néng lì yòng tǐ wài huán jìng zhōng de mǒu xiē wú jī wù yǎng huà shí suǒ shì fàng de néng liàng lái zhì zào yòu jī wù ， zhè zhǒng hé chéng zuò yòng jiào huà néng hé chéng zuò yòng 。 lì rú ， shēng huó zài tǔ rǎng zhōng de xiāo huà xì jūn néng jiāng tǔ rǎng zhōng de NH3 yǎng huà chéng yà xiāo suān ， jìn 'ér jiāng yà xiāo suān yǎng huà chéng xiāo suān ， tóng shì lì yòng zhè liǎng gè huà xué fǎn yìng zhōng suǒ chǎn shēng de huà xué néng lái jiāng CO2 hé shuǐ hé chéng yòu jī wù ， bìng shì fàng chū yǎng qì 。 guāng hé zuò yòng hé huà néng hé chéng zuò yòng de qū bié hé lián xì èr zhě dōushì zì yǎng shēng wù ， tōng guò cǐ zuò yòng ， dōunéng zhí jiē bǎ cóng wài jiè huán jìng zhōng shè qǔ de wú jī wù hé chéng yòu jī wù ， yīn cǐ tā men de běn zhì shì xiāng tóng de 。 tā men zuì dà de qū bié zài yú ： jìn xíng huà néng hé chéng zuò yòng de xì jūn bù hán sè sù ， bù néng lì yòng guāng néng ， ér shì lì yòng tǐ wài huán jìng zhōng de wú jī wù yǎng huà suǒ shì fàng de huà xué néng lái hé chéng yòu jī wù ， jí suǒ xū néng liàng lái yuán bù tóng 。 yǐng xiǎng guāng hé zuò yòng de wài jiè tiáo jiàn 影响光合作用的外界条件 影响光合作用的外界条件 guāng zhào
guāng hé zuò yòng shì yī gè guāng shēng wù huà xué fǎn yìng ， suǒ yǐ guāng hé sù shuài suí zhe guāng zhào qiáng dù de zēng jiā 'ér jiā kuài 。 dàn chāo guò yī dìng fàn wéi zhī hòu ， guāng hé sù shuài de zēng jiā biàn màn ， zhí dào bù zài zēng jiā 。 guāng hé sù shuài kě yǐ yòng CO2 de xī shōu liàng lái biǎo shì ， CO2 de xī shōu liàng yuè dà ， biǎo shì guāng hé sù shuài yuè kuài 。
èr yǎng huà tàn
shì lǜ sè zhí wù guāng hé zuò yòng de yuán liào ， tā de nóng dù gāo dī yǐng xiǎng liǎo guāng hé zuò yòng àn fǎn yìng de jìn xíng 。 zài yī dìng fàn wéi nèi tí gāo CO2 de nóng dù néng tí gāo guāng hé zuò yòng de sù shuài ， CO2 nóng dù dá dào yī dìng zhí zhī hòu guāng hé zuò yòng sù shuài bù zài zēng jiā ， zhè shì yīn wéi guāng fǎn yìng de chǎn wù yòu xiàn 。
wēn dù
guāng hé zuò yòng zhōng de huà xué fǎn yìng dōushì zài méi de cuī huà zuò yòng xià jìn xíng de ， ér wēn dù zhí jiē yǐng xiǎng méi de huó xìng 。 wēn dù yǔ guāng hé zuò yòng sù shuài de guān xì jiù xiàng wēn dù yǔ méi zhī jiān de guān xì ， yòu yī gè zuì shì de wēn dù 。
kuàng zhì yuán sù
kuàng zhì yuán sù zhí jiē huò jiànjiē yǐng xiǎng guāng hé zuò yòng 。 lì rú ， N shì gòu chéng yè lǜ sù 、 méi 、 ATP de huà hé wù de yuán sù ， P shì gòu chéng ATP de yuán sù ， Mg shì gòu chéng yè lǜ sù de yuán sù 。
shuǐfèn
shuǐfèn jì shì guāng hé zuò yòng de yuán liào zhī yī ， yòu kě yǐng xiǎng yè piàn qì kǒng de kāi bì ， jiànjiē yǐng xiǎng CO2 de xī shōu 。 quē fá shuǐ shí huì shǐ guāng hé sù shuài xià jiàng 。 yǐng xiǎng lǜ yè zhōng sè sù hé chéng de tiáo jiàn guāng zhào shí yǐng xiǎng yè lǜ sù xíng chéng de zhù yào tiáo jiàn
yī bān zhí wù zài hēi 'àn xià shēngzhǎng dōubù néng hé chéng yè lǜ sù ， suǒ yǐ yè piàn fā huáng （ rú dòu yá ）。 lì rú gēn hán de yòu bù jiàn guāng de zhì tǐ wéi wú sè sù de bái sè tǐ ， gù gēn wéi bái sè 。
shì yí de wēn dù
yè lǜ sù de hé chéng xū yào méi de cānyù 。 yī bān lái shuō ， yè lǜ sù xíng chéng de zuì dī wēn dù shì 2~4°C zuǒ yòu ， zuì gāo wēn dù wéi 40°C， qiū tiān yè piàn biàn huáng hé zǎo chūn hán cháo guò hòu shuǐ dào yāng miáo biàn bái de xiǎng xiàng ， dū yǔ dī wēn yì zhì yè lǜ sù de hé chéng yòu guān 。
kuàng zhì yuán sù
zhí wù quē fá N、 Mg、 Fe、 Me、 Cu、 Zn de yuán sù shí ， jiù bù néng xíng chéng yè lǜ sù ， chū xiàn quē lǜ bìng 。 N、 Mg dōushì zǔ chéng yuán sù de yuán sù ， bù kě quē shǎo 。 Fe、 Me、 Cu、 Zn děng kě néng shì yè lǜ sù xíng chéng guò chéng zhōng mǒu xiē méi de huó huà jì ， zài yè lǜ sù xíng chéng guò chéng zhōng qǐ jiànjiē zuò yòng 。 gǔ xī là zhé xué jiā yà lǐ shì duō dé rèn wéi ： zhí wù shēngzhǎng suǒ xū de wù zhì quán lái yuán yú tǔ zhōng 。
nián ， hé lán rén fàn · āi 'ěr méng zuò liǎo pén zāi liǔ shù chēng zhòng shí yàn ， dé chū zhí wù de zhòng liàng zhù yào bù shì lái zì tǔ rǎng 'ér shì lái zì shuǐ de tuī lùn 。 tā méi yòu rèn shí dào kōng qì zhōng de wù zhì cānyù liǎo yòu jī wù de xíng chéng 。
nián ， yīng guó de pǔ lǐ sī tè lì fā xiàn zhí wù kě yǐ huī fù yīn là zhú rán shāo 'ér biàn “ huài ” liǎo de kōng qì 。 tā zuò liǎo yī gè yòu míng de shí yàn ， tā bǎ yī zhī diǎn rán de là zhú hé yī zhǐ xiǎo bái shǔ fēn bié fàng dào mì bì de bō lí zhào lǐ ， là zhú bù jiǔ jiù xī miè liǎo ， xiǎo bái shǔ hěn kuài yě sǐ liǎo 。 jiē zhe ， tā bǎ yī pén zhí wù hé yī zhī diǎn rán de là zhú yī tóng fàng dào yī gè mì bì de bō lí zhào lǐ ， tā fā xiàn zhí wù néng gòu cháng shí jiān dì huó zhe ， là zhú yě méi yòu xī miè 。 tā yòu bǎ yī pén zhí wù hé yī zhǐ xiǎo bái shǔ yī tóng fàng dào yī gè mì bì de bō lí zhào lǐ 。 tā fā xiàn zhí wù hé xiǎo bái shǔ dōunéng gòu zhèng cháng dì huó zhe ， yú shì ， tā dé chū liǎo jié lùn ： zhí wù néng gòu gēngxīn yóu yú là zhú rán shāo huò dòng wù hū xī 'ér biàn dé wū zhuó liǎo de kōng qì 。 dàn tā bìng méi yòu fā xiàn guāng de zhòng yào xìng 。
nián ， hé lán de yīng 'ēn háo sī zhèng míng zhǐ yòu zhí wù de lǜ sè bù fēn zài guāng xià cái néng qǐ shǐ kōng qì biàn “ hǎo ” de zuò yòng 。
nián ， fǎ guó de suǒ xù 'ěr tōng guò dìng liàng yán jiū jìn yī bù zhèng shí 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ shì zhí wù shēngzhǎng de yuán liào 。
nián ， dé guó de mài 'ěr fā xiàn zhí wù bǎ tài yáng néng zhuǎn huà chéng liǎo huà xué néng 。
nián ， dé guó de sà kè sī fā xiàn guāng hé zuò yòng chǎn shēng diàn fěn 。 tā zuò liǎo yī gè shì yàn ： bǎ lǜ sè zhí wù yè piàn fàng zài 'àn chù jǐ gè xiǎo shí ， mù de shì ràng yè piàn zhōng de yíng yǎng wù zhì xiāo hào diào ， rán hòu bǎ zhè gè yè piàn yī bàn bàoguāng ， yī bàn zhē guāng 。 guò yī duàn shí jiān hòu ， yòng diǎn zhēng qì chǔlǐ fā xiàn zhē guāng de bù fēn méi yòu fā shēng yán sè de biàn huà ， bàoguāng de nà yī bàn yè piàn zé chéng shēn lán sè 。 zhè yī shí yàn chéng gōng de zhèng míng lǜ sè yè piàn zài guāng hé zuò yòng zhōng chǎn shēng diàn fěn 。
nián ， měi guó de 'ēn gé 'ěr màn fā xiàn yè lǜ tǐ shì jìn xíng guāng hé zuò yòng de chǎng suǒ ， yǎng shì yóu yè lǜ tǐ shì fàng chū lái de 。 tā bǎ zài yòu shuǐ mián （ shuǐ mián de yè lǜ tǐ shì tiáo zhuàng ， luó xuán pán rào zài xì bāo nèi ） hé hǎo yǎng xì jūn de lín shí zhuāng piàn fàng zài méi yòu kōng qì de 'àn huán jìng lǐ ， rán hòu yòng jí xì guāng shù zhào shè shuǐ mián tōng guò xiǎn wēi jìng guān chá fā xiàn ， hǎo yǎng xì jūn xiàng yè lǜ tǐ bèi guāng zhào de bù wèi jí zhōng ： rú guǒ shàng shù lín shí zhuāng piàn wán quán bào lù zài guāng xià ， hǎo yǎng xì jūn zé fēn bù zài yè lǜ tǐ suǒ yòu shòu guāng bù wèi de zhōu wéi 。
nián ， shǒu cì zài jiào kē shū zhōng chēng tā wéi guāng hé zuò yòng 。
shì jì 30 nián dài ， měi guó kē xué jiā lǔ bīn hé kǎ mén cǎi yòng tóng wèi sù biāo jì fǎ yán jiū liǎo “ guāng hé zuò yòng zhōng shì fàng chū de yǎng dào dǐ lái zì shuǐ ， hái shì lái zì 'èr yǎng huà tàn ” zhè gè wèn tí ， dé dào liǎo yǎng qì quán bù lái zì yú shuǐ de jié lùn 。
shì jì 40 nián dài ， měi guó díkǎ 'ěr wén děng kē xué jiā yòng xiǎo qiú zǎo zuò shí yàn ： yòng C14 biāo jì de 'èr yǎng huà tàn （ qí zhōng tàn wéi C14） gōng xiǎo qiú zǎo jìn xíng guāng hé zuò yòng ， rán hòu zhuī zōng jiǎn cè qí fàng shè xìng ， zuì zhōng tàn míng liǎo 'èr yǎng huà tàn zhōng de tàn zài guāng hé zuò yòng zhōng zhuǎn huà chéng yòu jī wù zhōng tàn de tú jìng ， zhè yī tú jìng bèi chéng wéi kǎ 'ěr wén xún huán 。
guāng hé zuò yòng de fā xiàn
zhí dào 18 shì jì zhōng qī ， rén men yī zhí yǐ wéi zhí wù tǐ nèi de quán bù yíng yǎng wù zhì ， dōushì cóng tǔ rǎng zhōng huò dé de ， bìng bù rèn wéi zhí wù tǐ néng gòu cóng kōng qì zhōng dé dào shénme 。 1771 nián ， yīng guó kē xué jiā pǔ lì sī tè lì fā xiàn ， jiāng diǎn rán de là zhú yǔ lǜ sè zhí wù yī qǐ fàng zài yī gè mì bì de bō lí zhào nèi ， là zhú bù róng yì xī miè ； jiāng xiǎo shǔ yǔ lǜ sè zhí wù yī qǐ fàng zài bō lí zhào nèi ， xiǎo shǔ yě bù róng yì zhì xī 'ér sǐ 。 yīn cǐ ， tā zhǐ chū zhí wù kě yǐ gēngxīn kōng qì 。 dàn shì ， tā bìng bù zhī dào zhí wù gēngxīn liǎo kōng qì zhōng de nǎ zhǒng chéngfèn ， yě méi yòu fā xiàn guāng zài zhè gè guò chéng zhōng suǒ qǐ de guān jiàn zuò yòng 。 hòu lái ， jīng guò xǔ duō kē xué jiā de shí yàn ， cái zhú jiàn fā xiàn guāng hé zuò yòng de chǎng suǒ 、 tiáo jiàn 、 yuán liào hé chǎn wù 。 1864 nián ， dé guó kē xué jiā sà kè sī zuò liǎo zhè yàng yī gè shí yàn ： bǎ lǜ sè yè piàn fàng zài 'àn chù jǐ xiǎo shí ， mù de shì ràng yè piàn zhōng de yíng yǎng wù zhì xiāo hào diào 。 rán hòu bǎ zhè gè yè piàn yī bàn bàoguāng ， lìng yī bàn zhē guāng 。 guò yī duàn shí jiān hòu ， yòng diǎn zhēng qì chǔlǐ yè piàn ， fā xiàn zhē guāng de nà yī bàn yè piàn méi yòu fā shēng yán sè biàn huà ， bàoguāng de nà yī bàn yè piàn zé chéng shēn lán sè 。 zhè yī shí yàn chéng gōng dì zhèng míng liǎo lǜ sè yè piàn zài guāng hé zuò yòng zhōng chǎn shēng liǎo diàn fěn 。 1880 nián ， dé guó kē xué jiā 'ēn jí 'ěr màn yòng shuǐ mián jìn xíng liǎo guāng hé zuò yòng de shí yàn ： bǎ zài yòu shuǐ mián hé hǎo yǎng xì jūn de lín shí zhuāng piàn fàng zài méi yòu kōng qì bìng qiě shì hēi 'àn de huán jìng lǐ ， rán hòu yòng jí xì de guāng shù zhào shè shuǐ mián 。 tōng guò xiǎn wēi jìng guān chá fā xiàn ， hǎo yǎng xì jūn zhǐ jí zhōng zài yè lǜ tǐ bèi guāng shù zhào shè dào de bù wèi fù jìn ； rú guǒ shàng shù lín shí zhuāng piàn wán quán bào lù zài guāng xià ， hǎo yǎng xì jūn zé jí zhōng zài yè lǜ tǐ suǒ yòu shòu guāng bù wèi de zhōu wéi 。 ēn jí 'ěr màn de shí yàn zhèng míng ： yǎng shì yóu yè lǜ tǐ shì fàng chū lái de ， yè lǜ tǐ shì lǜ sè zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de chǎng suǒ 。 yán jiū guāng hé zuò yòng ， duì nóng yè shēng chǎn ， huán bǎo děng lǐng yù qǐ zhe jī chǔ zhǐ dǎo de zuò yòng 。 zhī dào guāng fǎn yìng 'àn fǎn yìng de yǐng xiǎng yīn sù ， kě yǐ qū lì bì hài ， rú jiàn zào wēn shì ， jiā kuài kōng qì liú tōng ， yǐ shǐ nóng zuò wù zēng chǎn 。 rén men yòu liǎo jiě dào 'èr lín suān hé tóng táng suō huà méi de liǎng miàn xìng ， jí jì cuī huà guāng hé zuò yòng ， yòu huì tuī dòng guāng hū xī ， zhèng zài cháng shì duì qí jìn xíng gǎi zào ， jiǎn shǎo hòu zhě ， bì miǎn yòu jī wù hé néng liàng de xiāo hào ， tí gāo nóng zuò wù de chǎn liàng 。
dāng liǎo jiě dào guāng hé zuò yòng yǔ zhí wù hū xī de guān xì hòu ， rén men jiù kě yǐ gèng hǎo de bù zhì jiā jū zhí wù bǎi shè 。 bǐ rú wǎn shàng jiù bù yìng bǎ zhí wù fàng dào shì nèi ， yǐ bì miǎn yīn zhí wù hū xī 'ér yǐn qǐ shì nèi yǎng qì nóng dù jiàng dī 。 guāng hé zuò yòng shí yàn 【 shè jì 】 guāng hé zuò yòng shì lǜ sè zhí wù zài guāng xià bǎ 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ hé chéng yòu jī wù （ diàn fěn děng ）， tóng shí fàng chū yǎng qì de guò chéng 。 běn shí yàn yìng yòng duì bǐ de fāng fǎ ， shǐ xué shēng rèn shí ：（ 1） lǜ yè néng zhì zào diàn fěn ；（ 2） lǜ yè bì xū zài guāng de zuò yòng xià cái néng zhì zào chū diàn fěn 。
qì cái 】 tiān zhú kuí yī pén 、 shāo bēi 、 zhuī xíng píng 、 jiǔ jīng dēng 、 sān jiǎo jià 、 shí mián wǎng 、 mián xù 、 niè zǐ 、 bái cí pán 、 jiǔ jīng 、 diǎn jiǔ 、 hòu yī xiē de hēi zhǐ 、 qū bié zhēn 。
bù zhòu 】
jiāng tiān zhú kuí fàng zài hēi 'àn chù yī 'èr tiān ， shǐ yè nèi de diàn fěn jìn kě néng duō dì xiāo hào diào 。
dì sān tiān ， qǔ chū fàng zài hēi 'àn chù de tiān zhú kuí ， xuǎn zé jǐ piàn bǐ jiào dà 、 yán sè hěn lǜ de yè zǐ ， yòng hēi zhǐ jiāng yè de zhèng fǎn miàn zhē gài 。 hēi zhǐ miàn jī yuē děng yú yè piàn miàn jī de 'èr fēn zhī yī ， zhèng fǎn miàn de hēi zhǐ xíng zhuàng yào yī yàng ， bìng qiě yào duì zhèng ， yòng qū bié zhēn jiā jǐn （ rú tú ）。 jiā hǎo hòu ， bǎ tiān zhú kuí fàng zài yáng guāng xià shài 4～ 6 xiǎo shí 。
shàng kè shí ， cǎi xià yī piàn jīng zhē guāng chǔlǐ de yè hé lìng yī piàn wèi jīng zhē guāng chǔlǐ de yè （ wèile biàn yú qū bié ， kě shǐ yī piàn yè dài yè bǐng ， lìng yī piàn yè bù dài yè bǐng ）， fàng zài fèi shuǐ zhōng zhǔ 3 fēn zhōng ， pò huài tā men de yè ròu xì bāo 。
bǎ yòng shuǐ zhǔ guò de yè zǐ fàng zài zhuāng yòu jiǔ jīng de zhuī xíng píng zhōng （ jiǔ jīng liàng bù chāo guò píng nèi róng jī de 'èr fēn zhī yī ）， píng kǒu yòng mián xù dǔ yán 。 jiāng zhuī xíng píng fàng zài shèng zhe fèi shuǐ de shāo bēi zhōng ， gěi jiǔ jīng gé shuǐ jiā rè （ rú tú ）， shǐ yè lǜ sù róng jiě zài jiǔ jīng zhōng 。 dài zhuī xíng píng zhōng de lǜ yè yǐ tuì sè ， biàn chéng huáng bái sè shí ， chè qù jiǔ jīng dēng ， qǔ chū yè piàn 。 bǎ yè piàn yòng shuǐchōng xǐ hòu fàng zài bái cí pán zhōng 。
jiāng yè piàn zhǎn kāi pū píng ， yòng 1∶ 10 de diǎn jiǔ xī shì yè ， jūn yún dì dī zài 'èr zhāng yè piàn shàng 。 guò yī huì 'ér kě yǐ guān chá dào ： shòu dào yáng guāng zhào shè de yè zǐ quán bù biàn chéng lán sè ； jīng zhē guāng chǔlǐ guò de yè zǐ ， tā de zhē guāng bù fēn méi biàn lán ， zhǐ yòu zhōu wéi shòu guāng zhào shè de bù fēn biàn lán 。 yóu cǐ kě yǐ shuō míng ， lǜ yè néng zhì zào diàn fěn ， lǜ yè zhǐ yòu zài guāng de zhào shè xià cái néng zhì zào chū diàn fěn 。
zhù yì 】
diǎn de nóng dù guò dà shí ， yè piàn de yán sè bù xiǎn lán ， ér xiǎn shēn hè sè 。 duì cún fàng shí jiān guò jiǔ de diǎn jiǔ ， yīn jiǔ jīng zhēng fā shǐ diǎn de nóng dù zēng dà ， kě shìdàng duō jiā yī xiē shuǐ xī shì 。
jiǔ jīng rán diǎn dī ， yī dìng yào zài shāo bēi zhōng gé shuǐ jiā rè ， qiān wàn bù yào zhí jiē yòng míng huǒ jiā rè ， yǐ miǎn zháohuǒ 。
guāng hé zuò yòng shì zhǐ lǜ sè zhí wù tōng guò yè lǜ tǐ ， lì yòng guāng néng ， bǎ 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ zhuǎn huà chéng chǔ cún zhe néng liàng de yòu jī wù ， bìng qiě shì fàng chū yǎng de guò chéng 。 wǒ men měi shí měi kè dōuzài xī rù guāng hé zuò yòng shì fàng de yǎng 。 wǒ men měi tiān chī de shí wù ， yědōu zhí jiē huò jiànjiē dì lái zì guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù 。 nà me ， guāng hé zuò yòng shì zěn yàng fā xiàn de ní ？ zuò yòng guò chéng hé yì yì guāng hé zuò yòng guāng fǎn yìng jiē duàn guāng hé zuò yòng dì yī gè jiē duàn zhōng de huà xué fǎn yìng ， bì xū yòu guāng néng cái néng jìn xíng ， zhè gè jiē duàn jiào zuò guāng fǎn yìng jiē duàn 。 guāng fǎn yìng jiē duàn de huà xué fǎn yìng shì zài yè lǜ tǐ nèi de lèi náng tǐ shàng jìn xíng de 。 àn fǎn yìng jiē duàn guāng hé zuò yòng dì 'èr gè jiē duàn zhōng de huà xué fǎn yìng ， méi yòu guāng néng yě kě yǐ jìn xíng ， zhè gè jiē duàn jiào zuò 'àn fǎn yìng jiē duàn 。 àn fǎn yìng jiē duàn zhōng de huà xué fǎn yìng shì zài yè lǜ tǐ nèi de jī zhì zhōng jìn xíng de 。 guāng fǎn yìng jiē duàn hé 'àn fǎn yìng jiē duàn shì yī gè zhěng tǐ ， zài guāng hé zuò yòng de guò chéng zhōng ， èr zhě shì jǐn mì lián xì 、 quē yī bù kě de 。 guāng hé zuò yòng de zhòng yào yì yì guāng hé zuò yòng wéi bāo kuò rén lèi zài nèi de jīhū suǒ yòu shēng wù de shēng cún tí gōng liǎo wù zhì lái yuán hé néng liàng lái yuán 。 yīn cǐ ， guāng hé zuò yòng duì yú rén lèi hé zhěng gè shēng wù jiè dū jù yòu fēi cháng zhòng yào de yì yì 。
dì yī ， zhì zào yòu jī wù 。 lǜ sè zhí wù tōng guò guāng hé zuò yòng zhì zào yòu jī wù de shù liàng shì fēi cháng jù dà de 。 jù gū jì ， dì qiú shàng de lǜ sè zhí wù měi nián dà yuē zhì zào sì wǔ qiān yì dūn yòu jī wù ， zhè yuǎn yuǎn chāo guò liǎo dì qiú shàng měi nián gōng yè chǎn pǐn de zǒng chǎn liàng 。 suǒ yǐ ， rén men bǎ dì qiú shàng de lǜ sè zhí wù bǐ zuò páng dà de “ lǜ sè gōng chǎng ”。 lǜ sè zhí wù de shēng cún lí bù kāi zì shēn tōng guò guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù 。 rén lèi hé dòng wù de shí wù yědōu zhí jiē huò jiànjiē dì lái zì guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù 。
dì 'èr ， zhuǎn huà bìng chǔ cún tài yáng néng 。 lǜ sè zhí wù tōng guò guāng hé zuò yòng jiāng tài yáng néng zhuǎn huà chéng huà xué néng ， bìng chǔ cún zài guāng hé zuò yòng zhì zào de yòu jī wù zhōng 。 dì qiú shàng jīhū suǒ yòu de shēng wù ， dōushì zhí jiē huò jiànjiē lì yòng zhè xiē néng liàng zuò wéi shēng mìng huó dòng de néng yuán de 。 méi tàn 、 shí yóu 、 tiān rán qì děng rán liào zhōng suǒ hán yòu de néng liàng ， guī gēn dào dǐ dōushì gǔ dài de lǜ sè zhí wù tōng guò guāng hé zuò yòng chǔ cún qǐ lái de 。
dì sān ， shǐ dà qì zhōng de yǎng hé 'èr yǎng huà tàn de hán liàng xiāng duì wěn dìng 。 jù gū jì ， quán shì jiè suǒ yòu shēng wù tōng guò hū xī zuò yòng xiāo hào de yǎng hé rán shāo gè zhǒng rán liào suǒ xiāo hào de yǎng ， píng jūn wéi 10000t／ s（ dūn měi miǎo ）。 yǐ zhè yàng de xiāo hào yǎng de sù dù jì suàn ， dà qì zhōng de yǎng dà yuē zhǐ xū 'èr qiān nián jiù huì yòng wán 。 rán 'ér ， zhè zhǒng qíng kuàng bìng méi yòu fā shēng 。 zhè shì yīn wéi lǜ sè zhí wù guǎng fàn dì fēn bù zài dì qiú shàng ， bù duàn dì tōng guò guāng hé zuò yòng xī shōu 'èr yǎng huà tàn hé shì fàng yǎng ， cóng 'ér shǐ dà qì zhōng de yǎng hé 'èr yǎng huà tàn de hán liàng bǎo chí zhe xiāng duì de wěn dìng 。
dì sì ， duì shēng wù de jìn huà jù yòu zhòng yào de zuò yòng 。 zài lǜ sè zhí wù chū xiàn yǐ qián ， dì qiú de dà qì zhōng bìng méi yòu yǎng 。 zhǐ shì zài jù jīn 20 yì zhì 30 yì nián yǐ qián ， lǜ sè zhí wù zài dì qiú shàng chū xiàn bìng zhú jiàn zhàn yòu yōu shì yǐ hòu ， dì qiú de dà qì zhōng cái zhú jiàn hán yòu yǎng ， cóng 'ér shǐ dì qiú shàng qí tā jìn xíng yòu yǎng hū xī de shēng wù dé yǐ fā shēng hé fā zhǎn 。 yóu yú dà qì zhōng de yī bù fēn yǎng zhuǎn huà chéng chòu yǎng （ O3）。 chòu yǎng zài dà qì shàng céng xíng chéng de chòu yǎng céng ， néng gòu yòu xiào dì lǜ qù tài yáng fú shè zhōng duì shēng wù jù yòu qiáng liè pò huài zuò yòng de zǐ wài xiàn ， cóng 'ér shǐ shuǐ shēng shēng wù kāi shǐ zhú jiàn néng gòu zài lù dì shàng shēng huó 。 jīng guò cháng qī de shēng wù jìn huà guò chéng ， zuì hòu cái chū xiàn guǎng fàn fēn bù zài zì rán jiè de gè zhǒng dòng zhí wù 。
zhí wù zāi péi yǔ guāng néng de hé lǐ lì yòng guāng néng shì lǜ sè zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de dòng lì 。 zài zhí wù zāi péi zhōng ， hé lǐ lì yòng guāng néng ， kě yǐ shǐ lǜ sè zhí wù chōng fēn dì jìn xíng guāng hé zuò yòng 。 hé lǐ lì yòng guāng néng zhù yào bāo kuò yán cháng guāng hé zuò yòng de shí jiān hé zēng jiā guāng hé zuò yòng de miàn jī liǎng gè fāng miàn 。
yán cháng guāng hé zuò yòng de shí jiān yán cháng quán nián nèi dān wèi tǔ dì miàn jī shàng lǜ sè zhí wù jìn xíng guāng hé zuò yòng de shí jiān ， shì hé lǐ lì yòng guāng néng de yī xiàng zhòng yào cuò shī 。 lì rú ， tóng yī kuài tǔ dì yóu yī nián zhī nèi zhǐ zhòngzhí hé shōu huò yī cì xiǎo mài ， gǎi wéi yī nián zhī nèi shōu huò yī cì xiǎo mài hòu ， yòu zhòngzhí bìng shōu huò yī cì yù mǐ ， kě yǐ tí gāo dān wèi miàn jī de chǎn liàng 。
zēng jiā guāng hé zuò yòng de miàn jī hé lǐ mì zhí shì zēng jiā guāng hé zuò yòng miàn jī de yī xiàng zhòng yào cuò shī 。 hé lǐ mì zhí shì zhǐ zài dān wèi miàn jī de tǔ dì shàng ， gēn jù tǔ rǎng féi wò chéng dù děng qíng kuàng zhòngzhí shìdàng mì dù de zhí wù 。 zhōng guó tí gāo guāng hé zuò yòng xiàolǜ yún nán shēng tài nóng yè yán jiū suǒ suǒ cháng nà zhōng yuán kāi fā de zuò wù jī yīn biǎo xíng yòu dǎo tiáokòng biǎo dá jì shù （ GPIT）， zài shì jiè shàng dì yī gè chéng gōng dì jiě jué liǎo tí gāo guāng hé zuò yòng xiàolǜ de nán tí 。
tí gāo nóng zuò wù chǎn liàng yòu duō zhǒng tú jìng ， qí zhōng zhī yī shì tí gāo zuò wù guāng hé zuò yòng xiàolǜ ， ér rú hé tí gāo zé shì yī gè shì jiè nán tí ， xǔ duō fā dá guó jiā kāi zhǎn liǎo duō nián yán jiū ， dàn zhì jīn wèi jiàn chéng gōng de bào dào 。
nà zhōng yuán kāi fā de GPIT jì shù shuài xiān jiě jué liǎo zhè yī nán tí ， jù xīzàng 、 yún nán 、 shān dōng 、 hēi lóng jiāng 、 jí lín děng shěng 、 zì zhì qū shì yàn jiēguǒ ， shǐ yòng GPIT jì shù ， bù tóng zuò wù de guāng hé zuò yòng xiàolǜ kě fēn bié tí gāo 50% zhì 400% yǐ shàng 。
yún nán shěng xī běi bù de dí qìng zàngzú zì zhì zhōu zhōng diàn gāo yuán bà qū hǎi bá 3276 mǐ ， yù mǐ quán shēng yù qī yòu xiào jī wēn 493℃， bù dào shì jiè gōng rèn yòu xiào jī wēn zuì dī jí xiàn de yī bàn ； yù mǐ miáo qī zuì dī qì wēn líng xià 5.4℃， dì biǎo zuì dī qì wēn líng xià 9.5℃。 dàn shǐ yòng GPIT jì shù shì zhǒng de yù mǐ réng shēngzhǎng liáng hǎo ， huò dé měi mǔ 499 gōng jīn de gāo chǎn 。
nián zài hǎi bá 3658 mǐ de lā sà shì zhǒng de yù mǐ ， dān zhū zuì duō cháng chū bā suì ， quán bù chéng shú ， qiě quán shì gāo lài 'ān suān yōu zhì yù mǐ 。 quán guó gāo hǎi bá dì qū hé hán lěng dì qū de shì yàn shì fàn biǎo míng ， yìng yòng GPIT jì shù kě shǐ zuò wù de shēng yù qī dà wéi suō duǎn ， xiǎo mài píng jūn suō duǎn 7 zhì 15 tiān ， shuǐ dào píng jūn suō duǎn 10 zhì 20 tiān ， yù mǐ píng jūn suō duǎn 30 zhì 40 tiān 。
jì shù hái jiě jué liǎo nóng zuò wù zì shēn kàng xìng biǎo dá ， gāo kàng gēn 、 jīng 、 yè duō zhǒng bìng hài de shì jì nán tí 。 1999 nián zài kūn míng shì guān dù qū jìn xíng liǎo bǎi mǔ xiǎo mài lián piàn duì zhào shì yàn ， wèi shǐ yòng GPIT jì shù de xiǎo mài sān cì shī yòng nóng yào ， bái fěn bìng réng hěn yán zhòng ； ér yìng yòng GPIT jì shù chǔlǐ de bǎi mǔ xiǎo mài ， bù yòng nóng yào ， jī běn bù jiàn bìng zhū 。 wēn dù duì guāng hé zuò yòng de yǐng xiǎng 温度对光合作用的影响 温度对光合作用的影响 温度对光合作用的影响 wēn dù duì guāng hé zuò yòng de yǐng xiǎng jiào wéi fù zá 。 yóu yú guāng hé zuò yòng bāo kuò guāng fǎn yìnghè 'àn fǎn yìng liǎng gè bù fēn ， guāng fǎn yìng zhù yào shè jí guāng wù lǐ hé guāng huà xué fǎn yìng guò chéng ， yóu qí shì yǔ guāng yòu zhí jiē guān xì de bù zhòu ， bù bāo kuò méi cù fǎn yìng ， yīn cǐ guāng fǎn yìng bù fēn shòu wēn dù de yǐng xiǎng xiǎo ， shèn zhì bù shòu wēn dù yǐng xiǎng ； ér 'àn fǎn yīngshì yī xì liè méi cù fǎn yìng ， míng xiǎn dì shòu wēn dù biàn huà yǐng xiǎng hé zhì yuē 。
zài yī dìng wēn dù fàn wéi nèi ， lì rú ， cóng guāng hé zuò yòng de lěng xiàn wēn dù dào zuì shì wēn dù zhī jiān ， guāng hé zuò yòng sù shuài biǎo xiàn wéi suí wēn dù de shàng shēng 'ér tí gāo ， yī bān měi shàng shēng 10℃， guāng hé sù shuài kě tí gāo yī bèi zuǒ yòu 。 ér zài lěng xiàn wēn dù yǐ xià hé rè xiàn wēn dù yǐ shàng ， duì guāng hé zuò yòng biàn huì chǎn shēng zhǒng zhǒng bù lì yǐng xiǎng 。 yīn cǐ ， wēn dù duì guāng hé zuò yòng de bù lì yǐng xiǎng bāo kuò dī wēn hé gāo wēn ， dī wēn yòu kě fēn wéi lěng hài hé dòng hài liǎng zhǒng 。
lěng hài tōng cháng shì zhǐ zài 1℃ － 12℃ yǐ xià zhí wù suǒ zāo shòu de wēi hài 。 zài lěng hài wēn dù xià ， zhí wù zài guāng hé sù shuài míng xiǎn xià jiàng ， lì rú fān qié yè piàn ， jīng 16 xiǎo shí 1℃ lěng chǔlǐ ， zài dà qì de 'èr yǎng huà tàn shuǐ píng xià ， qí guāng hé sù shuài xià jiàng dá 67 ％ 。 C4 zhí wù de yù mǐ ， dāng wēn dù cóng 20℃ jiàng dào 5℃ shí ， qí guāng hé sù shuài jiàng dī fú dù jìng dá 90％。 lěng hài wēn dù zhī suǒ yǐ shǐ zhí wù guāng hé sù shuài rú cǐ dà fú dù xià jiàng ， shì yīn wéi dī wēn lěng hài shǒu xiān yǐn qǐ bù fēn qì kǒng guān bì ， zēng jiā liǎo qì kǒng duì 'èr yǎng huà tàn liú dòng de zǔ lì ， zào chéng 'èr yǎng huà tàn gōng yìng bù zú ， zhè bì xū dǎo zhì guāng hé sù shuài jiàng dī 。 lěng hài wēn dù hái zhí jiē yǐng xiǎng dào yè lǜ tǐ jié gòu ， shǐ yè lǜ tǐ nèi de jiào xiǎo jī lì duǒ shù mù zēng jiā ， lèi náng tǐ mó de shēng wù zǔ zhuāng shòu dào yì zhì ， mó jié gòu shòu sǔn ， jiēguǒ shǐ yè lǜ tǐ de huó xìng jiàng dī ， biǎo xiàn chū guāng xì tǒng Ⅱ、 guāng xì tǒng I hé quán liàn diàn zǐ chuán dì sù shuài xià jiàng ， yè lǜ tǐ zhōng fù zé bǎ jī fā néng cóng bǔ guāng sè sù dàn bái fù hé tǐ xiàng fǎn yìng zhōng xīn chuán dì de yè lǜ sù huó xìng shòu dùn huà ， néng liàng chuán dì shòu zǔ ， fǎn yìng zhōng xīn dé bù dào chōng zú de néng liàng gōng yìng ， zhè xiē dōuduì zhí wù zhèng cháng de guāng hé zuò yòng zào chéng bù liáng yǐng xiǎng 。
guāng hé zuò yòng àn fǎn yìng de gè gè bù zhòu jūn shì zài yòu guān méi de cānyù xià wán chéng de ， ér dī wēn néng jiàng dī méi de huó xìng hé xiàn zhì méi cù fǎn yìng 。 yòu xiē méi rú C4 zhí wù de lín suān xī chún shì bǐng tóng suān （ PEP） suō huà méi hé bǐng tóng suān suān jī méi zài dī wēn xià bù wěn dìng ， tóng shí tā men de huó huà suǒ xū de néng liàng fēn bié zài dī yú 10.8℃ hé 11.7℃ de wēn dù xià míng xiǎn zēng jiā ， qí jiēguǒ jūn bù lì yú duì 'èr yǎng huà tàn de gù dìng hé hái yuán 。
zài lěng hài wēn dù xià ， zhí wù tǐ duì guāng hé zuò yòng xíng chéng de tàn shuǐ huà hé wù de yùn shū sù dù yě huì jiàng dī 。 guāng hé chǎn wù bù néng jí shí wài yùn ， zài yè ròu xì bāo huò yè lǜ tǐ zhōng jī lěi ， huì fǎn guò lái yì zhì guāng hé zuò yòng 。 cǐ wài ， C4 zhí wù zhōng ， èr yǎng huà tàn de gù dìng hé hái yuán xū yào yè ròu xì bāo hé wéi guǎn shù qiào xì bāo de yè lǜ tǐ gòng tóng xié zuò cái néng wán chéng ， ér dī wēn kě yǐng xiǎng zhè liǎng zhǒng xì bāo yè lǜ tǐ zhī jiān guāng hé zhōng jiān chǎn wù de zhuǎn yùn ， zuì zhōng dū huì shǐ guāng hé sù shuài jiàng dī 。
cǐ wài ， zài dī wēn xià ， zhí wù xū yào gèng duō de néng liàng yǐ dǐ yù hán lěng ， ér zhè xiē néng liàng lái zì hū xī zuò yòng ， yīn cǐ dī wēn huì jiā jù hū xī zuò yòng ， zēng jiā gān wù zhì de xiāo hào 。 dī wēn hái huì yán xù gēn xì de shēng cháng hé yì zhì shuǐ fēn de xī shōu ， zào chéng yè zǐ shuǐfèn kuī quē hé qì kǒng guān bì ， zhè xiē dū huì yǐng xiǎng guāng hé zuò yòng ， shǐ guāng hé zuò yòng de sù shuài jiàng dī 。
dòng hài shì zhǐ wēn dù zài líng dù yǐ xià ， yǐn qǐ zhí wù xì bāo jié bīng 'ér shǐ zhí wù shòu hài 。 zài zhè zhǒng wēn dù xià ， chú shǎo shù kàng hán zhí wù rú sōng 、 bǎi děng néng zài yán dōng zhōng yǐ rán cuì duó mù ， ào rán tǐng lì ， jì xù cóng shì guāng hé zuò yòng wài ， jué dà duō shù zhí wù yīn zǎo yǐ dá dào 、 shèn zhì dī yú tā men guāng hé zuò yòng de lěng xiàn wēn dù ， yè piàn tuō luò ， jí biàn shàng wèi tuō luò ， shí jì shàng guāng hé zuò yòng yǐ jīng tíng zhǐ ， wú fǎ hé chǎn wù de jī lěi 。 zhè zhǒng dī wēn rú guǒ chí xù shí jiān cháng ， néng yǐn qǐ xì bāo shèn zhì zhí wù sǐ wáng ， zì rán tán bù shàng guāng hé zuò yòng liǎo 。
dāng wēn gāo yú guāng hé zuò yòng de zuì shì wēn dù shí ， guāng hé sù shuài míng xiǎn dì biǎo xiàn chū suí wēn dù nián shēng 'ér xià jiàng ， zhè shì yóu yú gāo wēn yǐn qǐ cuī huà 'àn fǎn yìng de yòu guān méi dùn huà 、 biàn xìng shèn zhì zāo dào pò huài ， tóng shí gāo wēn hái huì dǎo zhì yè lǜ tǐ jié gòu fā shēng biàn huà hé shòu sǔn ； gāo wēn jiā jù zhí wù de hū xī zuò yòng ， ér qiě shǐ 'èr yǎng huà tàn róng jiě dù de xià jiàng chāo guò yǎng róng jiě dù de xià jiàng ， jiēguǒ lì yú guāng hū xī 'ér bù lì yú guāng hé zuò yòng ； zài gāo wēn xià ， yè zǐ de zhēng téng sù shuài zēng gāo ， yè zǐ shī shuǐ yán zhòng ， zào chéng qì kǒng guān bì ， shǐ 'èr yǎng huà tàn gōng yìng bù zú ， zhè xiē yīn sù de gòng tóng zuò yòng ， bì rán dǎo zhì guāng hé sù shuài jí jù xià jiàng 。 dāng wēn dù shàng shēng dào rè xiàn wēn dù ， jìng guāng hé sù shuài biàn jiàng wéi líng ， rú guǒ wēn dù jì xù shàng shēng ， yè piàn huì yīn yán zhòng shī shuǐ 'ér wěi niān ， shèn zhì gān kū sǐ wáng 。 guāng hé zuò yòng (photosynthesis) lǜ sè zhí wù lì yòng guāng néng jiāng suǒ xī shōu de CO2 hé shuǐ děng wú jī wù hé chéng yòu jī wù bìng shì fàng chū O2 de guò chéng 。 zài guāng hé zuò yòng guò chéng zhōng ， guāng néng zhuǎn biàn wéi huà xué néng ， zhù cún zài suǒ hé chéng de yòu jī wù zhì zhōng ， tā shì gōng zhí wù běn shēn shēng mìng huó dòng xū yào hé rén lèi lì yòng néng liàng de zhù yào lái yuán ， méi tàn 、 shí yóu jí tiān rán qì děngdōu shì zhí jiē huò jiànjiē lái zì zhí wù ， lái zì ruò gān nián qián zhí wù tōng guò guāng hé zuò yòng suǒ jī lěi de rì guāng néng 。 rén lèi shí wù yě zhí jiē huò jiànjiē dì lái zì guāng hé zuò yòng 。 dì qiú shàng de zhí wù měi nián tōng guò guāng hé zuò yòng gù dìng de tàn yuē 2×1011 dūn ， xiāng dāng yú zhù cún 3.2×1021 jiāo 'ěr de néng liàng 。 qí zhōng rén lèi shí yòng liàng yuē zhàn 8×108 dūn ( yǐ tàn jì suàn )， xiāng dāng yú lì yòng 1.3×1019 jiāo 'ěr de néng liàng ， yuē zhàn guāng hé zǒng liàng de 0.4%； rén lèi xiāo hào de rán liào yuē xiāng dāng yú guāng hé zǒng liàng de 10%。 guāng hé zuò yòng zhào shè dào dì qiú biǎo miàn rì guāng néng liàng de jǐn wéi 0.1% zuǒ yòu 。 dì qiú shàng de zhí wù měi nián tōng guò guāng hé zuò yòng hé chéng yuē 'èr qiān yì dūn yòu jī wù 。 rén lèi suǒ xū de liáng shí 、 xiān wéi 、 yóu liào 、 mù cái 、 táng 、 shuǐ guǒ 、 shū cài 、 chá jí yào cái děngdōu lái zì zhí wù guāng hé zuò yòng 。 guāng hé zuò yòng xī shōu dà liàng CO2 tóng shí shì fàng chū dà liàng O2， tā shì rén lèi jí yī qiē xū yǎng shēng wù suǒ xū O2 de yuán quán 。 rén lèi jí yī qiē shēng wù de hū xī yǔ dì qiú shàng gè zhǒng fā jiào guò chéng dōushì shì fàng CO2 de guò chéng ， shí yóu 、 méi tàn děng dòng lì rán liào zài rán shāo guò chéng zhōng xiāo hào dà liàng O2 bìng shì fàng chū dà liàng CO2， dà qì chéngfèn xiāng duì wěn dìng ， O2 fēn yā jīng cháng wéi chí zài 21% zuǒ yòu 。 zhí wù de lǜ sè bù fēn dōunéng jìn xíng guāng hé zuò yòng ， dàn yè zǐ tōng cháng shì guāng hé zuò yòng de zhù yào qì guān 。 gāo děng zhí wù de guāng hé xì bāo zhōng yòu yè lǜ tǐ ， tā shì guāng hé zuò yòng de zhòng yào xì bāo qì ， wài miàn bāo yòu shuāng céng bèi mó ， nèi bù xíng chéng liǎo tè bié shì yú guāng hé zuò yòng de wēi huán jìng 。 qí zhōng yòu lèi náng tǐ duǒ dié chéng de jī lì ， lèi náng tǐ shàng yòu yè lǜ sù a、 yè lǜ sù b hé lèi hú luóbo sù ， guāng hé zuò yòng zhōng xī shōu guāng néng jiù shì tōng guò zhè xiē sè sù jìn xíng de 。 guāng hé yòng zuò shì fēi cháng fù zá de guò chéng ， kě fēn wéi guāng hé yuán chū fǎn yìng ， tóng huà lì xíng chéng hé guāng hé tàn tóng huà sān gè xiāng hù lián xì de huán jié 。 guāng hé zuò yòng shì nóng yè shēng chǎn de zhòng yào jī chǔ 。 tí gāo guāng néng lì yòng shuài jí dān wèi tǔ dì miàn jī zài dān wèi shí jiān nèi zuò wù zēng jiā de gān zhòng suǒ zhé hé chéng de rè néng yǔ tóng yī shí jiān nèi gāi miàn jī shàng jiē shòu guāng néng de bǐ zhí 。 tí gāo guāng néng lì yòng shuài kě cóng zēng jiā qún tǐ guāng néng lì yòng shuài hé kuò dà zhòngzhí miàn jī zhuóshǒu 。 yìng xuǎn yù yōu liáng pǐn zhǒng ， gǎi jìn zāi péi cuò shī ， shǐ tián jiān tí zǎo fēng xíng ， huò cǎi yòng yù miáo yí zāi jí jiànzuò 、 tào zuò de fāng shì ， yòng bù tóng gāo dù de zuò wù huò xǐ yáng jí nài yīn de zuò wù xiāng dā pèi ， zēng jiā tián jiān guāng néng lì yòng shuài 。 tōng guò hé lǐ shī féi jié hé shuǐfèn pái guàn ， tí gāo guāng hé sù shuài ， yán cháng guāng hé zuò yòng gōng néng qī ， bìng shǐ guāng hé chǎn wù jí shí dà liàng dì yùn wǎng shōu huò qì guān ， zēng jiā jīng jì xì shù 。 rú hé gǔ lèi zuò wù zài hòu qī piān shī dàn féi zé guāng hé zuò yòng zhōng xíng chéng de táng dà liàng zhuǎn huà wéi dàn bái zhì ， cù shǐ yíng yǎng shēngzhǎng guò wàng ， ér fēn pèi dào suì zhōng de guāng hé chǎn wù zé xiāng yìng jiǎn shǎo ， rú shìdàng pèi hé lín jiǎ féi jí wēi liàng péng féi ， zé kě cù jìn guāng hé chǎn wù xiàng suì bù yùn shū 。 zāi péi zuò wù shí ， chú shōu huò zhù chǎn pǐn wài ， qí tā bù fēn cháng wèi néng chōng fēn lì yòng 。 yīnggāi kǎo lǜ shì fǒu kě cóng zhōng tí qǔ gōng yè yuán liào fā jiào yuán liào huò jìn xíng qí tā lì yòng ， shǐ guāng hé zuò yòng zhōng xíng chéng de yòu jī wù jí jī lěi de néng liàng néng chōng fēn lì yòng 。 guanghe zuoyong
guāng hé zuò yòng
zài lǜ sè zhí wù xì bāo zhōng ， shǐ guāng néng zhuǎn huà wéi huà xué néng de yī xì liè méi cù fǎn yìng 。 jiēguǒ shǐ 'èr yǎng huà tàn hé shuǐ hé chéng tàn shuǐ huà hé wù hé yǎng 。
n.: photosynthesis guāng hé tàn xún huán zhí wù xué shēng wù huà xué xīn chén dài xiè guò chéng shēng wù huà xué zhí wù kǎ 'ěr wén xún huán bǎi kē dà quán kē xué zhí wù shēng lǐ xué gèng duō jiēguǒ ...
jìng guāng hé zuò yòng guāng hé zuò yòng dài de guāng hé zuò yòng chǎn wù guāng hé zuò yòng qiáng dù chá shù guāng hé zuò yòng guāng hé zuò yòng zhōng xīn guāng hé zuò yòng dān wèi guāng hé zuò yòng xiàolǜ guāng hé zuò yòng piàn céng zhí wù guāng hé zuò yòng guāng hé zuò yòng xì tǒng cù jìn guāng hé zuò yòng de bù shēng yǎng guāng hé zuò yòng guāng hé zuò yòng yòu dǎo qī guāng hé zuò yòng hǎi há yú xiàmén guāng hé zuò yòng shū fáng guāng hé zuò yòng liàng zǐ xiàolǜ guāng hé zuò yòng liàng zǐ chǎn liàng guāng hé zuò yòng zhōng 'èr yǎng huà tàn de gù dìng shēng tài xì tǒng mó xíng de guāng hé zuò yòng yù cè
