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光合作用的利用范文第1篇

程中，教師往往花費大量的時間進行評講和練習，但效果卻不甚理想。

我認為原因可能有2個，一是學生雖掌握基礎知識，但還不能熟練運

用。二是缺少實題感悟，不知如何運用所學知識去解題。以上問題的解

決都需要教師精選例題，利用典型例題對學生進行訓練，并及時選擇配

套的練習進行變式訓練，及時進行鞏固，深化。下面就以光合作用和呼

吸作用中的一些難點為例講講例題的選擇。

一、曲線中各點所代表的光合速率和呼吸速率的大小關系的分析

在解題時經常遇到分析光合速率和呼吸速率的大小，且大都都是在

曲線圖上。如下圖：哪些點表示光合速率與呼吸速率相等?

大多數學生都能說出是c,。這源于教師對這部分內容的反復強

調。如學生能真正弄懂原因，那教師立即進行變式訓練：如下圖：

光合速率與呼吸速率相等的是D,H。但很多學生可能都會說是E

點。這時教師就要幫助學生分析：比較兩個圖的縱坐標的含義有什么不

同?CD段上升的原因?DE段下降的原因?

從“CD段時光合速率小于呼吸速率，罩內二氧化碳濃度增加。DE

段光合速率大于呼吸速率，罩內二氧化碳濃度下降”可知，D點時應該

是光合速率增大至與呼吸速率相等。

這時，還可進行再次變式訓練，如下圖：

該圖中光合速率與呼吸速率相等的點是哪些?該題中縱坐標與上圖的

區別是由二氧化碳改為氧氣。上圖弄懂的學生能很輕松的得出是B,C

點。

這樣通過3個圖形的分析，學生應該對這個問題有較好的掌握。

二、光合作用中午休現象的分析

學生常會遇到下圖：e點的形成原因?教師對這一問題強調較多，大

多數學生都能答出“氣孔關閉”。這時，教師可再繼續研究：

是否是所有植物都有午休現象?什么情況下會沒有?

出示下圖：

春季的某一晴天　盛夏的某一晴天

由上圖可知，盛夏季節有午休現象。由此進一步深入分析，午休的

原因是由于溫度過高，植物防止丟失大量水分，從而關閉氣孔。進而分

析氣孔的關閉，影響二氧化碳的吸收，影響光合作用。這時，教師可以選

擇例題進行這一知識點運用的訓練。如下題：

(2011·廣東理綜，26)觀賞植物蝴蝶蘭可通過改變C02吸收方式以適

應環境變化。長期干旱條件下。蝴蝶蘭在夜間吸收C02并貯存在細胞

中。

1.依圖1分析，長期干旱條件下的蝴蝶蘭在0～4時_____(填“有”或“無”)

ATP和[H]的合成，原因是_____；此時段_____(填“有”

或“無”)光合作用的暗反應發生，原因是_____

2.10—16時無明顯C02吸收的直接原因是_____。

該題中可以看出蝴蝶蘭在干旱時有午休現象，原因由于缺水。缺水

時氣孔關閉，二氧化碳的吸收量為0，但由于夜間吸收了二氧化碳，所以

在10～16時是有光合作用的。

三、一段時間內，植物有機物的合成及消耗分析

在題目中，除了比較光合速率和呼吸速率的大小，還會讓學生分析

有機物的變化量。如下圖：

一晝夜后，該植物有機物的量的變化?這對于學生而言較難。教師

需分析到位，先比較24時與0時的二氧化碳濃度的變化，得出24時二

氧化碳濃度下降，說明光合作用消耗的二氧化碳多于呼吸作用產生的

二氧化碳。從而得出答案：增加。分析完這條題目后，教師應立即進行變

式訓練：

一晝夜，植物有機物量的變化?教師可指導學生分析縱坐標含義的

變化。在弄懂上題后，能輕松得到該題的答案：減少。

四、光合速率和呼吸速率的測定實驗

在光合作用和呼吸作用中還有一類題目較為常見，就是光合速率

和呼吸速率的測定實驗。該實驗需學生始終記住植物時刻都進行呼吸

作用，而光合作用只在光下才進行。所以，若用植物研究呼吸作用，裝置

需放在黑暗條件下。而在光下，由于植物進行光合作用又進行呼吸作

用，所以學生一定要理解并牢記實驗測得的數據應表示的是凈光合速

率。在理論分析后，一定要及時進行例題訓練：

(2010·揚州市第一次調研)某轉基因作物有很強的光合作用強度。某中

學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合強度測試的研究課

題。設計了如下裝置。請你利用下列裝置完成光合作用強度的測試實

驗。并分析回答有關問題。

I.實驗步驟

(1)先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟是：

①_____；

②_____；

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。

(2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟是：

①_____；

②_____；

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。

(3)實驗操作30分鐘后，記錄甲、乙裝置紅墨水滴移動情況

Ⅱ.實驗分析：假設紅墨水滴每移動1 cm，植物體內的葡萄糖增加或減

少1 g。那么該植物的呼吸作用速率是_____g／小時。白天光照15

小時，一晝夜葡萄糖的積累量是_____g。(不考慮晝夜溫差影響)

本題較全面的考查了學生對該知識點的掌握情況。如(1)，(2)兩小

題考查學生基礎的實驗操作。第(3)題則較難，需學生能理解乙裝置的

作用：用于校正由于氣體膨脹而造成的誤差。第Ⅱ題則更難，需要學生

會處理校正的數據，并還考查學生關于“光合作用和呼吸作用中有機物

的計算”的能力。

光合作用的利用范文第2篇

關鍵詞： 光合作用 高中生物教學 概念 過程 意義

我在生物學教學過程中充分利用農業生產這一大課堂，結合授課內容，打破傳統教學模式，使抽象的課本知識和生產實際結合起來，化抽象為具體，激發學生的學習興趣，引導學生情不自禁地走進生物世界，熱愛生物，進一步熱愛生物學習。從而提高教學質量，取得良好的教學效果，使學生獲得豐富的生物學知識。下面我就以光合作用為例，談談如何通過與農業生產實際相結合讓學生加深對光合作用的理解。

一、光合作用概念

我們在農業生產中看到春種秋收，碩果累累，正所謂“春種一粒粟，秋收萬顆粒”，那么，是誰為我們創造了如此豐碩的收獲？那就是綠色的作物。還有，我們看到的森林，一片森林就是一個天然氧吧，我們房前屋后的花草樹木能給予我們新鮮的空氣，這又歸功于誰呢？還是綠色植物。綠色植物的這種神奇功能就是光合作用，“光合作用是綠色植物通過葉綠體利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物質，并釋放氧氣的過程”。這里合成的有機物就是我們秋收的小麥、玉米、蔬菜、水果等。累累碩果，是我們直接或間接的食物來源，釋放的氧氣給予我們新鮮的空氣，是我們的生命一刻都不能缺的，這些都是我們生存的物質基礎。這樣的講解能加深學生對光合作用概念的理解。

二、葉綠體中的色素

同學們都能在自己的生活中看到，在夏季，麥田、樹木、花草的葉片都是綠色的，而到了秋季，葉片卻一天天變黃，這又是為什么呢？因為綠色植物在進行光合作用時，對光能的吸收是通過葉綠體中的色素完成的。通過葉綠體中色素的提取和分離試驗，我們知道葉綠體中的色素有兩類，一類葉綠素（約為總量的四分之三），它包括葉綠素a（呈藍綠色）和葉綠素b（呈黃綠色）。另一類是類胡蘿卜素（約為總量的四分之一），它包括胡蘿卜素（呈橙黃色）和葉黃素（呈黃色）。由此可見，由于綠色的葉綠素比黃色的類胡蘿卜素多，占優勢，所以正常葉子總是呈現綠色。秋天、條件不正常或葉衰老時，由于葉綠素較易被破壞或先降解，數量減少，而類胡蘿卜素比較穩定，葉片呈現黃色。這樣講學生就可以理解其中的原因了，至于紅葉，那不是葉片中葉綠體的色素造成的，而是由細胞液泡中的花色素引起的。

三、光合作用的過程

光合作用的過程十分復雜，包括許多個化學反應，根據反應中是否需要光，可分為光反應階段和暗反應階段。光反應階段所需的外因條件是光照，在葉綠體的類囊體薄膜上水被分解（），合成ATP（ADP+PiATP）。也就是說水被分解，產生氧氣。將光能轉變成化學能，產生ATP，為暗反應提供能量。利用水分解的產物氫離子，合成NADPH，為暗反應提供還原劑NADPH。而暗反應階段在葉綠體內的基質中進行，綠葉吸收的 被固定，化合物被還原（ ]+ATP（ ）+），光反應階段和暗反應階段是一個整體，在光合作用的過程中，二者是緊密聯系、缺一不可的。在光反應和暗反應的整個過程中外部影響因素主要是光照強度、濃度、水分供給、溫度等。所以在我們的實際農業生產中，為了制造更多的有機物質，提高作物產量，我們就要有意識地利用這些影響因素提高光合作用的效率。如在大棚蔬菜等植物栽種過程中，可采用白天適當提高溫度、夜間適當降低溫度（減少呼吸作用消耗有機物）的方法，提高作物的產量。又如二氧化碳是光合作用不可缺少的原料，在溫室內提高二氧化碳濃度，有利于增加光合作用的產物。還如在建造日光溫室時，調整方位，調整溫室的受光面，就是為了增加溫室內的光照強度，提高光合作用的效率，增加產量。光合作用的這個過程可理解為是“綠色工廠”為我們加工“食物”、制造氧氣的過程，體現在農業生產上，那就是作物茁壯成長，開花結果。

四、光合作用的意義

光合作用為地球上所有生物的生存提供了物質來源和能量來源，所以，對于人類和整個生物界來說，光合作用具有非常重要的意義。

第一，制造有機物，是生命的物質來源。在農業生產中，春播數斤種，秋收千斤糧，所以綠色植物通過光合作用制造有機物的數量是非常巨大的。我們可把地球上的綠色植物看做龐大的“綠色工廠”。綠色植物的生存離不開自身通過光合作用制造的有機物。人類和動物的食物也都直接或間接地來自光合作用制造的有機物。

第二，把太陽能轉化為化學能儲存有機物中，是能量來源。綠色植物通過光合作用將太陽能轉化成化學能，并儲存在光合作用制造的有機物中。地球上幾乎所有的生物都直接或間接利用這些能量作為生命活動的能源。

第三，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩定。一片森林，一片草地，一片綠油油的莊稼，就是一個個氧氣加工廠。室內擺設的花卉不僅是裝飾的景色，而且是氧氣的供應站。因此，地球上廣泛分布的綠色植物不斷通過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相對穩定，為生命的存在做了保證。

光合作用的利用范文第3篇

關鍵詞：種植專業；光合作用；教學策略

筆者多年從教職業高中種植專業，對光合作用這一重難點的教學總結出一些教學策略，下面與同行共勉。

一、概念圖策略

概念圖是用來組織和表征知識的工具，它包括眾多的概念以及概念或命題之間的關系。因此，它能幫助學生理清所學內容中重要的關鍵的概念，然后用具體的事實來證明概念，通過這種方法，把所學基本概念聯系起來。簡單地說，概念圖策略就是指學生根據自己對知識的理解，用結構網絡的形式表示出概念的意義以及與其他概念之間聯系的一種策略。

概念圖的制作沒有嚴格的程序規范，如果要學習制作一個好的概念圖，一般可以通過以下幾個步驟來實現：

1.選取一個熟悉的知識領域。

2.確定關鍵概念和概念等級。

3.初步擬定概念圖的縱向分層和橫向分支。

4.建立概念之間的連接，并在連線上用連接詞標明兩者之間的關系。

5.在以后的學習中不斷修改和完善。

二、比較策略

比較是兩種或多種既有聯系又有區別的概念、物質或現象通過對材料進行比較和分類以提高學習效率的方法。它可以幫助學生將復雜的信息歸納到一個使之變得有內在聯系的模式中，從而使學習變得有條理且直觀。通過與學生的溝通和平時教學總結，學生對光反應和暗反應的相關內容很容易混淆，以及光合作用和呼吸作用的相關內容，這給學習帶來了極大的困難。所以，在教學中，教師應該多采用比較法，使學生有效獲得正確的認知。例如，“光反應與暗反應”的比較可以從以下幾方面進行，首先是區別：1.反應性質：光反應是光化學反應；暗反應是酶促反應。2.與光的關系：光反應必須在光下進行；暗反應與光無直接關系，在光下和暗處都能進行。3.與溫度的關系：光反應與溫度無直接關系；暗反應與溫度關系密切。4.場所：光反應是在葉綠體基粒片層結構的薄膜上；暗反應是在葉綠體的基質中。5.必要條件：光反應的必要條件是光、葉綠體光合色素、酶；暗反應需要多種酶。6.物質變化：光反應是光水解為還原性氫和氧氣；由ADP合成ATP；暗反應是二氧化碳的固定、三碳化合物的還原、五碳化合的再生。7.能量變化：光反應是光能轉變ATP中活躍的化學能；暗反應是ATP中活躍的化學能轉變為葡萄糖等光合產物中穩定的化學能。其次是聯系：1.準備階段：光反應為暗反應的順利進行準備了還原性氫和能量ATP；

2.完成階段：暗反應在多種酶的作用下，接受光反應提供的還原性氫和ATP，最終將二氧化碳還原為葡萄糖。

三、實地學習策略

對于職業高中的種植專業，學生學習的目的還是要運用到實踐中，這也是我們高職教育的目標。所以，學生在前兩個環節已經掌握基礎概念和搞清易混淆知識，接下來就該實地學習了。

綠色植物的光合作用與人類的生產生活有著密切的聯系，在教學中我們可以采用實地教學的方法，讓學生到學校附近的農

田、樹林、草地、池塘等進行實地考察。在這里，學生將理論知識與生產實際、生活實踐進行有機的結合，既促進了學生對理論知識的理解，又為學生今后的生產生活打下基礎。例如，通過光合作用的學習，學生了解了提高光合作用效率的一些措施，如：適當提高溫度和二氧化碳的濃度可以提高農作物的產量。當學生到農田和溫室進行實地學習時會發現，提高光合作用效率的措施在農田和溫室中的實際應用是不同的。在溫室可以用二氧化碳發生器增大二氧化碳濃度，農田要靠通風來補充二氧化碳；溫室可通過提高溫度而提高光合作用效率，農田則不行。

實地教學使學生獲得大量的課堂上難以接觸到的科技知識信息，達到開闊學生視野，提高學生種植專業的學習能力。

參考文獻：

[1]王進.高中學生光合作用迷思概念的成因與應對.山東師范大學碩士論文，2008（4）.

光合作用的利用范文第4篇

關鍵詞：鑭稀土；茶桿竹；光合作用；生理指標

本文以茶桿竹（Pseudosasa amabilis（McCclure）Keng f）為材料，通過對新葉和老葉葉面噴施不同濃度的鑭稀土，進行光合作用等生化指標測定，比較分析研究稀土對竹子營養生長及生殖生長期間各項生理指標的影響，旨在探討稀土對竹類植物生長發育的調控效應及其機理，為稀土在竹類植物生產實踐中的應用及其作用機理的研究提供重要依據。

1 材料與方法

本次實驗選擇的是茶桿竹，竹類植物園土壤為深褐色，略酸性，較疏松。選擇年齡、高度、及生長狀況較為一致的竹子樣地3塊，一塊為對照（噴清水），一塊噴施50mg/L濃度的稀土溶液，最后一塊噴施100mg/L濃度的稀土溶液，所用稀土是硝酸鑭，噴施時都加入一滴洗潔精攪出泡沫作葉片表面活性劑。每種濃度稀土溶液噴2次，指標測定對象老葉和新展葉，第1次噴施時間為4月25日傍晚，第2次噴施時間為5月7日傍晚（天氣晴），采樣部位為植株的中上部位的葉片。

測定指標與方法：本次實驗選取的生理指標（光合速率、蒸騰速率、葉綠素相對含量、硝酸還原酶活力、蛋白質含量和可溶性糖含量）與植株生長發育都有密切的關系。光合速率和蒸騰速率采用美國LI-COR公司生產的LI-6400-R型便攜式光合作用測量系統測定；葉綠色相對含量測定采用丙酮乙醇混合（體積比為1：1）浸提法；硝酸還原酶測定采用磺胺比色法[1]；蛋白質含量測定采用考馬斯亮藍G-250染色法[2]；可溶性糖含量測定采用硫酸蔥酮法[3-4] 。

以上各項指標取3份樣，除測定光合速率和蒸騰速率重復為10、葉綠素的相對含量重復數為90外，其它每份樣測定時重復3次。

2 結果與分析

2.1 鑭稀土對茶桿竹光合速率的影響

由表1可見，茶桿竹新葉的光合速率比老葉的高，經過50mg/L鑭稀土溶液處理后，新葉和老葉的光合速率均有不同程度的提高，噴施1次后，新葉和老葉的光合速率分別比對照高7%和13.3%，噴施2次后，新葉和老葉的光合速率分別比對照高21%和15.4%。而經100mg/L鑭稀土溶液處理后，新葉的光合速率在提高之后得到抑制，隨著時間的延長抑制作用更為顯著，噴施2次后，光合速率只有對照的59%，光合速率一段時間后才出現明顯變化可能是稀土對茶桿竹光合速率的影響存在滯后性[5]。老葉在第1次噴施100mg/L鑭稀土溶液后，光合速率比對照提高了56.5%，第2次噴施后，光合速率比對照提高了25.1%。因此可見，稀土溶液處理對延緩竹葉衰老具有明顯作用[9]，也說明同一濃度對植物同一器官不同發育年齡的效果不同，不同器官之間同一指標測定處理的最佳濃度是不一樣的。這也符合植物的生物學特性，老葉對稀土濃度的敏感程度比新展葉小，因此，處理濃度為100mg/L的對老葉更有效。

2.2 鑭稀土對茶桿竹蒸騰速率的影響

由表1可見，茶桿竹蒸騰速率總趨勢與其光合速率一致，新葉的平均蒸騰速率比老葉高。新葉經濃度50mg/L和100mg/L的鑭稀土處理后，蒸騰速率都提高了，噴施1次后，噴施濃度50mg/L的比對照高15.7%，噴施濃度100mg/L的比對照高3%。當噴施第2次稀土溶液后， 噴施100mg/L的稀土溶液對茶桿竹的蒸騰速率起降低的作用，而且降幅很大，只有對照的45.1%。稀土溶液濃度為50mg/L比對照還是偏高，表明50mg/L稀土溶液更有利于茶桿竹提高蒸騰速率。

2種濃度稀土溶液都有效提高茶桿竹老葉的蒸騰速率。噴施第1次后測定，50mg/L濃度的稀土與對照相比提高了3.4%，稀土溶液濃度為100mg/L的比對照提高了12.4%。噴施第2次后測定，50mg/L濃度的稀土與對照相比提高了15.3%，稀土溶液濃度為100mg/L的比對照提高了4.2%。

2.3 鑭稀土對茶桿竹葉綠素相對含量的影響

經分析，茶桿竹新葉的葉綠素相對含量比老葉的高，由表1可見，茶桿竹新葉經不同濃度稀土溶液處理后葉綠素含量升高，在噴施1次后，稀土溶液濃度為50mg/L的葉綠素含量比對照提高了2.3%，稀土溶液濃度為100mg/L的比對照提高了3.7%。噴施2次后，往后再噴施，2種處理濃度的葉綠素含量浮動不大。

茶稈竹老葉經不同濃度稀土溶液處理1次后葉綠素含量升高，稀土溶液濃度為100mg/L的處理效果比稀土溶液濃度為50mg/L的顯著，但在噴施后期及第2次噴施后，老葉葉綠素含量持續降低，這個趨勢與對照葉片一致，但葉綠素含量始終比對照葉片的高，表明稀土溶液抑制葉綠素含量的降低，延緩了竹葉的衰老。

2.4 鑭稀土對茶桿竹硝酸還原酶的影響

由圖1可見，噴施稀土溶液1次后，稀土處理濃度為50mg/L的效果不是很顯著，與對照相比只提高了約1%；稀土濃度為100mg/L的效果明顯，與對照對照比高39.6%，表明稀土可以增加茶桿竹硝酸還原酶活力。噴施2次稀土溶液后，第10天測定的結果顯示，2種處理濃度下硝酸還原酶活力都呈下降趨勢，說明噴施2次后稀土濃度過高抑制了硝酸還原酶活性。噴施2次后第17天測定，稀土濃度為50mg/L的硝酸還原酶活性有所提高，而稀土濃度為100mg/L的硝酸還原酶活性依舊比對照的低。噴施的稀土為硝酸鑭，屬于一種氮肥，據李向東等對夏花生研究所得結論一致，表明施用氮肥會提高硝酸還原酶活力，但施用過多則降低其活力[6]。

2.5 鑭稀土對茶桿竹蛋白質含量的影響

經分析，不同濃度的鑭稀土處理茶桿竹葉片后，其蛋白質含量的變化趨勢與硝酸還原酶相似。濃度50mg/L和100mg/L的鑭稀土溶液噴施處理葉片1次后，竹葉中蛋白質含量均比對照高，但稀土溶液噴施第2次后，竹葉中蛋白質含量都比對照要小，稀土濃度為50mg/L的蛋白質含量只有對照的94.9%，稀土濃度為100mg/L的蛋白質含量只有對照的71.4%，比濃度為50mg/L的下降的幅度更大，表明高濃度的稀土溶液對葉片蛋白質含量起抑制作用。

2.6 鑭稀土對茶桿竹可溶性糖含量的影響

經分析，新葉可溶性糖含量比老葉的高，說明竹子在衰老時，可溶性糖含量降低。茶桿竹新葉和老葉經過稀土溶液處理1次后，2種處理濃度的茶桿竹的可溶性糖含量均比對照高，表明稀土溶液抑制了可溶性糖含量的降低，延緩了竹子的衰老。但經2次噴施處理后，可溶性糖含量分別只有對照的90.7%和88.9%，表明高濃度的稀土溶液使葉片衰老加速。

3 結論與討論

大量的試驗研究表明，稀土對植物光合作用等生理指標具有顯著的影響，但其生理機制迄今尚不清楚。探討和闡明稀土對植物光合生理的影響，對于稀土在農林業上的應用和推廣，促進植物的生長發育和延緩其衰老有十分重要的意義。

從實驗結果可以看出，不同生理指標表示不同的生理意義，竹子在其不同的發育階段，稀土處理的最適濃度是有差異的。酶、光合速率和蒸騰速率反映的是一個植物生長發育的動態過程，蛋白質、可溶性糖和葉綠素則是反映積累的一個過程。適當濃度稀土可以延緩茶桿竹的衰老情況，50mg/L和100mg/L鑭稀土1次葉面噴施處理，可提高茶桿竹葉片的光合速率、蒸騰速率及硝酸還原酶活力，增加葉綠素、蛋白質、可溶性糖含量，但濃度較高時的效果不明顯，甚至起負效應；當稀土噴施第2次后可見茶桿竹很多指標都呈下降趨勢。對比茶桿竹新老葉不同處理濃度下的指標，發現濃度為50mg/L的稀土有利于新葉的生長發育；老葉的最佳濃度則是100mg/L的。這也符合植物的生長特性，嫩葉比老葉對濃度敏感。本實驗表明適當濃度的稀土及處理方法對促進竹子生長及抑制衰老具有一定的生理效應。（收稿：2012-12-03）

參考文獻

[1]李春喜，姬生棟，石惠恩等.小麥生育中后期硝酸還原酶活性及其與穗粒重關系的研究[J].麥類作物，1998，18（3）：48-51

[2]華東師范大學植物生理教研組主編.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，1980，73-76

[3]張妙霞，孔樣生，郭秀璞等.蒽酮法測定可溶性糖顯色條件的研究[J].洛陽農專學報，1997，17（4）：24-28

[4]王秀奇，秦淑媛，高天慧等編.基礎生物化學實驗[M]. 北京：高等教育出版社，2003，130-131

光合作用的利用范文第5篇

摘 要：自然界的光照條件隨著季節和一天中的不同時段會不斷地發生變化，光的強度和光線的光譜特征都會發生劇烈變化。對于像植物和藻類這些放氧光合生物來說，它們進化出了一系列的有效機制，用以應對光照環境的變化，一方面保護自身不受過強光線照射所造成的光損傷；另一方面又能夠在弱光條件下達到最為優化的光合作用效率。狀態轉換是這一些巧妙調節機制中的一種，通過這一機制，放氧光合生物得以響應光質條件的變化而調節光能在兩個光系統之間的平衡分配。狀態轉換過程中涉及一對關鍵的激酶和磷酸酶，即Stt7/STN7激酶和PPH1/TAP38磷酸酶。它們是狀態轉換所必需的一對蛋白，并且與捕光蛋白LHCII的磷酸化和去磷酸化密切相關。該課題以植物狀態轉換機制為主題，開展Stt7/STN7激酶和PPH1/TAP38磷酸酶的結構與功能研究，目標是在高分辨率三維結構分析基礎上結合生物化學研究方法深入探討光合作用狀態轉換的分子機理。對于光合作用狀態轉換中所形成的捕光蛋白LHCII與兩個光系統（PSII或PSI）所形成的超級復合物樣品進行分離純化制備，通過嘗試三維結晶或應用電子顯微鏡分析其三維結構，以獲得較為精確的關于捕光蛋白LHCII與PSII或pLHCII與PSI相互作用的結構信息。

關鍵詞：光合作用 狀態轉換 膜蛋白 捕光復合物

Abstract： The lighting conditions in nature are constantly changing on daily or seasonal bases. The intensity and spectroscopic features of the light are subject to drastic changes. For oxygenic photosynthetic organisms， like plants and algae， they have evolved a series of effective mechanisms in order to adapt to the fluctuation of lighting conditions. On one hand， these mechanisms will protect them from photodamage caused by excess energy intensity， while one the other hand， they can achieve optimal photosynthesis efficiency under dim light conditions. State transition is one of these sophisticated regulatory mechanisms through which the oxygenic photosynthesis organisms are able to respond to the change of light quality and regulate energy distribution balance between the two photosystems. A pair of vital kinase and phosphatase， namely Stt7/STN7 kinases and PPH1/TAP38 phosphatases， are involved in the state transition. They are essential for the operation of state transition， and closely related to the phosphorylation and dephosphorylation of light-harvesting complex II （LHCII）. This project centers on the mechanistic studies of plant state transition process. Structural and functional studies of Stt7/STN7 kinases and PPH1/TAP38 phosphatases are being carried out. The aim is to investigate the molecular mechanism of photosynthetic state transition by combining the analysis of high-resolution structures and biochemical studies. The supercomplexes between LHCII and the two photosystems （PSII or PSI） formed during state transition will be isolated and purified. Three-dimensional crystallization and electron microscopic analysis will be attempted in order to characterize the three-dimensional structures of these supercomplexes and obtain the precise information about the interactions between LHCII and PSII or pLHCII and PSI.

Key Words： Photosynthesis； State transition； Membrane protein； Light-harvesting complexes

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