研究光合作用对人类、植物及社会的意义
来源： http://www.grainyq.com/ 类别：实用技术 更新时间：2013-03-12 阅读次
【本资讯由中国粮油仪器网提供】 光合作用与人类的可持续发展，保证人类的食物供应、提供生产和生活所需的可再生能源和资源及维护适宜的生态环境，就必须要努力改善和加强植物的光合作用，每次利用光合有效辐射记录仪测量，发现有效光合作用增强。光合作用研究如何更好地实现上述目标，促进经济和社会的可持续发展是光合作用会议中特别关注的实际问题，最近2次会议的主题“Photosynthesis：EnergyfromtheSun”和“Photosynthesis：Food，Fuel，andtheFuture”就是最好的体现。因此，国际上对光合作用的研究在探究其反应机理及机构运转调节的同时，也越来越重视将其与人类的可持续发展有机结合。第14次、第15次会议分别收到该方面的摘要176篇和93篇，占总数的24.9%和15.5%；大会报告均为5个，占总数的45.5%和35.7%；卫星会议分别为2个和1个，占总数的28.6%和20.0%。2007年、2008年全国光合作用学术研讨会分别收到该方面的摘要30篇和23篇，占总数的33.3%和33.8%；大会报告分别为14个和6个，占总数的45.2%和20.7%。此方面的研究始于20世纪中叶的农业第1次绿色革命，但目前已不局限于此，而是涉及整个植物生产系统、可再生能源、生态环境、气候变化和生物演化。从最近的2次国际光合作用大会可以看出，改善光合作用、提高作物产量仍是大家一直努力的重要研究方向，但光合作用与能源、环境和气候关系的研究也正逐渐呈现出星火燎原之势。
光合作用与植物生产改善光合作用及提高，作物产量始终是大家努力的研究方向。有人预测在21世纪上半叶会出现以提高植物在自然条件下光合作用效率为中心的第2次绿色革命，它将比第1次绿色革命的影响更深刻、更广泛且巨大。第1次绿色革命是在农业生产中以培育矮秆直立叶型作物品种为中心，以显着提高大田群体光能利用率，使尽可能多的光合产物转变为经济产量。第2次绿色革命则是力求在第1次绿色革命的基础上更进一步提高植物叶片等光合机构的光能转化效率，使其由目前高产田的不到2%上升到接近光合作用在自然条件下可利用太阳能的理论效率(接近5%)。这就需要人们能及时诊断植物光合机构在田间光能利用率不高的原因，并提供合适的改善措施。要做到这一点，难度非常大，既需要深入掌握光合作用的机制，又需要有相应的监测、分析和调控的高新技术。然而，科学的进步已使人们感到这并不是高不可攀的，当前已出现不少可喜的苗头。例如，对光合机构运转与调节的研究已使人们可通过测定叶片的荧光和气体交换等来大致推断其光合作用效率不高的限制因子。如果再大力加强探讨，并与空间遥感、全球定位和地理信息系统及计算机控制技术等结合起来，完全有希望做到随时监测和改善植物在自然条件下的光合作用，从而使未来农业获得大幅度增产。第14次会议收到该方面的摘要15篇，占总数的2.1%。
光合作用与再生能源使用，煤炭、石油和天然气等化石燃料可导致大气中的CO2浓度不断上升并产生温室效应，进而引起全球气候变化。如何能减缓这种灾害性事态的发展速度呢？很重要的一项措施就是利用当代植物光合作用所产生的可再生能源；加强植物种植，把大气中的CO2固定起来，成为新的可再生能源，为人类所利用。除此以外，物理学家模拟植物对光能利用的机理开发光电池，实现人工捕获太阳能，目前这一方面已成为一大研究热点。第14次会议收到该方面的摘要22篇，占总数的3.2%；麻省理工学院DanielNocera教授作了的大会报告。第15次会议收到该方面的摘要26篇，占总数的4.3%。
光合作用与生物圈运转，光合作用是地球上几乎一切有机物的原初生产者和大气中氧气的提供者。没有植物的光合作用，地球上的生物圈就难以形成和维持。植物光合作用的出现是生命演化过程中的转折点和生物圈形成及运转的关键环节。要使生物圈良性运转下去，就必须研究光合作用与其的相互关系。一般体现在3个方面，即生态环境、气候变化和生物演化，目前已引起人类的广泛关注，将成为一大研究方向。第14次会议收到生态环境方面的论文摘要34篇(占总数的4.8%)、气候变化方面的24篇(占4.4%)和生物演化方面的15篇(占2.1%)。
最后，值得一提的还有两点。(1)对海洋生物光合作用的关注。在第14次和第15次会议及2007年全国光合作用学术研讨会上围绕这一方面都有大会报告、专题研讨会和卫星会议(表2–表4)。海洋生物形态结构的特异性、生存环境的特殊性和生物演化的过渡性，使得它们在生物演化、改善生态环境、应对气候变化和制造生物能源等方面具有独特的优势，因此越来越受到人类的青睐。(2)光合作用研究与计算机科学的交叉越来越深入。从以前的群体光合作用模拟走向了光合机理和生理过程的模拟，并逐步发展成为一门重要的分支学科——计算系统生物学。第15次会议虽然收到此方面的论文不多，但为此单独设立了专题研讨会。
光合作用与植物生产改善光合作用及提高，作物产量始终是大家努力的研究方向。有人预测在21世纪上半叶会出现以提高植物在自然条件下光合作用效率为中心的第2次绿色革命，它将比第1次绿色革命的影响更深刻、更广泛且巨大。第1次绿色革命是在农业生产中以培育矮秆直立叶型作物品种为中心，以显着提高大田群体光能利用率，使尽可能多的光合产物转变为经济产量。第2次绿色革命则是力求在第1次绿色革命的基础上更进一步提高植物叶片等光合机构的光能转化效率，使其由目前高产田的不到2%上升到接近光合作用在自然条件下可利用太阳能的理论效率(接近5%)。这就需要人们能及时诊断植物光合机构在田间光能利用率不高的原因，并提供合适的改善措施。要做到这一点，难度非常大，既需要深入掌握光合作用的机制，又需要有相应的监测、分析和调控的高新技术。然而，科学的进步已使人们感到这并不是高不可攀的，当前已出现不少可喜的苗头。例如，对光合机构运转与调节的研究已使人们可通过测定叶片的荧光和气体交换等来大致推断其光合作用效率不高的限制因子。如果再大力加强探讨，并与空间遥感、全球定位和地理信息系统及计算机控制技术等结合起来，完全有希望做到随时监测和改善植物在自然条件下的光合作用，从而使未来农业获得大幅度增产。第14次会议收到该方面的摘要15篇，占总数的2.1%。
光合作用与再生能源使用，煤炭、石油和天然气等化石燃料可导致大气中的CO2浓度不断上升并产生温室效应，进而引起全球气候变化。如何能减缓这种灾害性事态的发展速度呢？很重要的一项措施就是利用当代植物光合作用所产生的可再生能源；加强植物种植，把大气中的CO2固定起来，成为新的可再生能源，为人类所利用。除此以外，物理学家模拟植物对光能利用的机理开发光电池，实现人工捕获太阳能，目前这一方面已成为一大研究热点。第14次会议收到该方面的摘要22篇，占总数的3.2%；麻省理工学院DanielNocera教授作了的大会报告。第15次会议收到该方面的摘要26篇，占总数的4.3%。
光合作用与生物圈运转，光合作用是地球上几乎一切有机物的原初生产者和大气中氧气的提供者。没有植物的光合作用，地球上的生物圈就难以形成和维持。植物光合作用的出现是生命演化过程中的转折点和生物圈形成及运转的关键环节。要使生物圈良性运转下去，就必须研究光合作用与其的相互关系。一般体现在3个方面，即生态环境、气候变化和生物演化，目前已引起人类的广泛关注，将成为一大研究方向。第14次会议收到生态环境方面的论文摘要34篇(占总数的4.8%)、气候变化方面的24篇(占4.4%)和生物演化方面的15篇(占2.1%)。
最后，值得一提的还有两点。(1)对海洋生物光合作用的关注。在第14次和第15次会议及2007年全国光合作用学术研讨会上围绕这一方面都有大会报告、专题研讨会和卫星会议(表2–表4)。海洋生物形态结构的特异性、生存环境的特殊性和生物演化的过渡性，使得它们在生物演化、改善生态环境、应对气候变化和制造生物能源等方面具有独特的优势，因此越来越受到人类的青睐。(2)光合作用研究与计算机科学的交叉越来越深入。从以前的群体光合作用模拟走向了光合机理和生理过程的模拟，并逐步发展成为一门重要的分支学科——计算系统生物学。第15次会议虽然收到此方面的论文不多，但为此单独设立了专题研讨会。
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