發布時間:2024-01-31 14:44:05
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇光合作用的起源,期待它們能激發您的靈感。
一、2019上半年推廣應用情況
我局多措并舉,積極探索,大力推動新能源車輛在郵政快遞行業中的運用。
一是地方政策支持。近日,**市政府印發了《**市推進運輸結構調整實施方案(2019-2020年)》的通知,《方案》指出要完善城市綠色配送體系,加大新能源城市配送車輛推廣應用,積極推進城市綠色貨物配送發展,加大資金支持力度,到2020年,初步形成覆蓋全市的城際快充網絡。
二是召開座談會議。我局聯合商務局組織召開了新能源車推廣工作座談會,詳細了解企業需求。會上闡述了新能源車輛對于行業綠色發展、轉型升級的重要意義,宣傳了國家、省、市關于新能源車的財政補貼、基礎設施、安全服務等各項政策,并詳細了解了企業的需求狀況。
三是搭建推廣平臺。與市工信局進行充分溝通,在掌握了相關政策和流程后,與車城、廠商等企業開展了多次洽談,并組織快遞企業代表(全市各品牌快遞企業及縣區分支機構負責人)到新能源汽車銷售網點進行了現場參觀和咨詢洽談,快遞企業人員參與了試乘試駕活動。
經過積極推廣,上半年全市郵政快遞行業通過購買或租賃方式新增新能源汽車17輛(其中郵政新增10輛,快遞新增7輛),目前中國郵政速遞物流有限公司**市分公司用于城區攬收、投遞的配送車輛126輛,其中新能源電動汽車51輛,占攬收投遞車輛的41%,快遞行業新能源車共有30余輛。
二、充電基礎設施建設情況
我市已建立的新能源汽車充電基礎設施以單位停車場、公共停車場為主體,以城市快充電站、高速公路服務區快充站為補充, 據不完全統計,截至目前,我市已建成充電樁1594個,其中投入運營1189個,各縣(市、區)都有分布,其中運河區、新華區、高新區、開發區投入運營的公用充電站43座、公用充電樁321個。到2020年,**市市區公用充電站力爭達到110座,公用充電樁力爭達到2700個。這些公用充電樁分別由國網供電公司、特來電新能源汽車科技有限公司建設。
三、存在的問題
首先是購置成本高。目前,在全國88個新能源汽車推廣的城市中購買新能源車可以享受國家補貼,但是購買一輛新能源電動汽車的價格仍然要高于同等型號的普通燃油車的價格,由于購置成本太高,快遞企業很難大范圍、大批量地應用新能源電動汽車。
其次是續航里程短和裝載容積小。根據調查發現,快遞人員以40—60km/h的時速多次往返派送快件時,電池的續航能力達不到一次充電可以滿足全天的要求,且在冬季電池的性能不能夠充分地發揮,行駛里程和夏天差異較大。同時裝載容積小也是當前快遞企業不愿采購新能源車的一大因素??旒杏泻芏嘧灾剌p但體積較大的泡沫類快件,生產企業必須根據快遞運輸的個性,對裝載容積進行合理的配置。
再次是充電配套設施不完善。目前快遞新能源車充電還面臨多方面問題如:網點所在地物業不允許充電、大部分快遞網點臨街,夜間充電,相關設施存在較大隱患、大多數快遞網點門前屬公共區域,充電樁安裝不便等等。
最后是車企售后服務的缺乏。當前提供新能源車售后服務的品牌門店少,覆蓋率比較低;出現故障返修后,一般在3天以上,返修期太長,對于快遞網點來說會嚴重影響派件工作;超出使用年限的動力電池回收問題,目前還沒有明確的政策保障。
四、相關工作建議
我們所居住的地球上有著無數多姿多彩的生命,比如花草、樹木還有野生動物。這些生命能夠存活的基礎便是它們與環境所進行的物質與能量的交換。在這些物質與能量的交換中,光合作用起了基礎的作用,它關乎著地球上無數生物的生存、演化和繁榮。
地球的早期是沒有生命的一片荒蕪,光合作用的出現對于地球早期生命的出現,以及地球面貌的改變都起到了十分重要的作用。早期的地球經歷了漫長的發展后,在原始海洋中已形成了一些非生物起源的有機物,早期產生的原始生物就是通過消耗這些原始海洋中的有機物來獲得能量,從而支持其生命活動的。這樣,原始生物的出現會使原有非生命起源的有機物不斷減少,因而會趨向絕滅??墒牵谶@過程中,原始生物也在不斷地變異和演化。其中,某些原始生物演化出了可利用太陽光等能量把二氧化碳還原并合成有機物的功能,成為自養生物,這為它本身的生存并為其他異養生物的蓬勃發展創造了條件。
由于光合作用還使氧氣從水中釋放出來,于是,在有氧氣存在的情況下,生物中可演化出能徹底降解有機物而獲得更多能量的有氧代謝功能,單細胞的生物開始向多細胞生物的方向進化了。這具有無比重大的意義,單細胞生命不僅內部容量有限,而且各種反應難免互相干擾。多細胞生物可以分化出性質有差異的細胞,能形成不同功能的組織和器官,這為生物的多方向演化創造了必要的條件。
由光合作用所釋放產生的氧氣在大氣層上空形成了臭氧層,可吸收太陽輻射中對生物非常有害的一部分紫外線,使原來只能生存于水中的生物可能登陸,向地球上的幾乎每一個角落進行擴展。
至此,光合作用已為地球上生命的進化和發展提供了必備的物質(有機物和氧氣)、巨大的能量(將太陽能轉化為儲存在有機物中的化學能)和廣闊的生存及發展環境(臭氧層使原來只能生活在水中的生物可以登陸了)。地球上開始出現了生機勃勃的景象。
隨著可利用光能將無機物合成有機物以維持生命活動的光合生物登陸,其他以光合生物為食物的異養生物也可上岸了。它們以植物為食物,或是以其他吃植物的異養生物為食物。
早期的單細胞原始生物也隨環境條件的變異而在單細胞水平上發生了多種多樣適應環境的變化,由于它們體積很小,人們用肉眼看不到,常把它們統稱為微生物。
在光合作用的推動下,植物、動物以及分解動植物的微生物在地球的各個地方生存、進化并逐漸繁榮。由于太陽光不斷地向地球射來,地球表層的二氧化碳和水等無機物非常豐富,光合作用以非常大的規模進行,所以植物、動物和微生物的進化和發展能在數億年中保持欣欣向榮的勢頭。這最終使地球表面形成了一個特殊的、充滿活力的生物圈。
在這個生物圈中,生物在不斷地演化,種類迅速增多,并且出現的生命活動形式也越來越高級,直到人類誕生。光合作用對于人類社會的發展同樣起著非常重要的作用。
首先,“民以食為天”。不論是在目前還是在可以預見的將來,人類的食品供應都還要依靠農業生產。而農業生產的本質便是人們用各種辦法保證植物能有效地進行光合作用,形成有機物,并通過多種途徑使之轉化為種類繁多的農產品供人們利用。所以,光合作用對于人類食物的獲取有著至關重要的作用。另外,人類若想提高農業生產的效率也可以從提高光合作用的效率入手。
此外,人類社會目前面臨的另一個重大問題便是能源的問題。人們現在大量利用的飛機、汽車等交通工具和多種工業所使用的能源都是依賴石油在維持。一旦石油出現危機或是石油開采枯竭,人類社會必將受到全面影響。于是,新的可替代能源的開發便越來越受人們的關注。太陽能是一個理想的替代者,不僅數量巨大,而且無污染。太陽能的開發有多種途徑,比如通過光電轉換,或是先將太陽能轉化為熱能再發電。但通過植物的光合作用,將太陽能轉化為儲藏在有機物中的化學能與其他的方式相比有著較大的優點:首先是成本很低,可以大規模利用;其次是光合作用形成的有機物還可先充分利用,最后變為“生物垃圾”的時候再把它當作能源。
由此可見,光合作用不僅對地球生命的形成與進化起到了非常重要的作用,它對我們當今人類社會的發展也有很重大的意義。那么,這么重要的光合作用,到底是怎樣被人們一步一步發現的呢?說起來,這還真是一個很漫長的過程呢。
古希臘哲學家中“最博學的人物”亞里士多德曾猜想過植物是從土壤中吸收養料長大的。這符合一般人的經驗,在肥地里植物長得快些??墒?,從物質來源的數量上看,這個猜想卻基本上是錯誤的。17世紀荷蘭人凡埃爾蒙做了一個實驗。他在稱過重量的盛有土壤的盆中種了一棵小柳樹,只澆雨水不施任何肥料。后來柳樹長得很大了,而土壤卻只輕了一點點。于是,他得出結論說,植物增加的重量主要不是來自土壤而是來自水分??磥磉@是很有說服力的測定,但有一個重要的遺漏,他忽略了植物也有可能從空氣中得到物質。我國明末的宋應星在《論氣》中從另一個角度來分析,他想人的食物主要來源于植物,每天吃得多,排得少,剩余部分到哪里去了呢?是變成氣了,那么植物也可能主要是由氣變成的。這的確是非常精辟的見解,但終究也只是推測。直到二百多年前,隨著化學的發展,尤其是對氣體的性質和組成有所了解,人們才通過一系列實驗,逐漸認識到形成植物體的物質來源及其和光的關系。
1771年,英國化學家普里斯特利發現,在密閉的玻璃罩中植物可恢復因蠟燭燃燒而變“壞”了的空氣,表明植物可改變空氣的組成。1773年,荷蘭人英恩豪斯證明,只有植物的綠色部分在光下才能起使空氣變“好”的作用,將綠色部分和光與改變氣體組成的作用聯系了起來。1804年,瑞士得索緒爾通過定量研究進一步證實,二氧化碳和水是植物生長的主要原料。1845年,德國邁爾了解光和植物進行這些反應的關系,發現植物把太陽能轉變成了化學能。1860年左右,人們就已經用公式表示植物利用光能合成有機物的總過程,并于1897年首次在教科書中稱其為“光合作用”。
【關鍵詞】植物;光合作用;產物
光合作用和其他生理過程一樣,受到一系列內外因素的影響,植物的種類,植株的年齡和器官以及植物體內葉綠素的含量等都對光合作用有影響,在相同條件下,不同植物光合速率不同是由植物本身的遺傳特性決定的,同一品種植物的光合速率主要受光照、CO2濃度、溫度、水分和礦質營養等環境因素的影響,下面簡述外界因素對光合作用的影響。
1.光照強度
光是光合作用的能源,沒有光,光合作用就無法進行。光合強度與光照強度有密切的關系。
常用的光照強度單位為lx(勒克斯)。實際的光照強度,可用照度汁直接測量出來。夏季晴天中午,露地的光照強度約為35.28×105lx,冬季晴天露地光照強度約為88.1×104lx,而陰雨天僅及晴天光照的1/5―1/4。一般植物在很弱的光照下,便能進行光合作用。光愈弱,光合作用也愈弱,如果光照強度增大,光合作用也就增強。但是光照強度達到一定程度時,光照強度再加強,光合作用并不再隨之增高,這時的光照強度稱為光飽和點。在達到光飽和點以后,如果再繼續增加光照強度,有些植物的光合作用將會下降。這是由于強光引起光合色素和重要的酶類鈍化,同時強光往往導致高溫,易造成水分虧缺、氣孔關閉和CO2供應不足等。根據植物對光強度的需要不同,可以將植物分為兩類:陽性植物(如月季、扶桑、白蘭、唐菖蒲等)的光飽和點接近于全部光照強度的一半;耐陰植物(如茶花、杜鵑、萬年青、蘭花等)在全部光強的l/10,即能正常地進行光合作用,光照強度過高時,反而導致光合作用減弱。在兩類之間還有一些中間類型的植物(如萱草、天門冬、紅楓、含笑、蘇鐵等),它們在遮陰和全部日照下都能進行正常的光合作用。
植物在進行光合作用時,還在進行呼吸作用。當光照強度較高時,植物的光合強度往往要比吸收強度高若干倍;當光照強度下降,光合強度也下降,光強度降到一定程度時,光合作用吸收的CO2與呼吸作用放出的CO2相等,這時的光照強度稱為光補償點。陽性植物的光補償點比耐陰植物高,通常陽性植物在全部光強的3%~5%時達到光補償點;而耐陰植物的光補償點則不超過全部光強的1%。植物在光補償點時不能積累干物質,而且夜間還要消耗干物質,這對植物的生活是很不利的。因此,植物所需的最低光照強度,必須高于光補償點。
光飽和點和光補償點代表植物的葉片對強光和弱光的利用能力,可用來衡量植物的需光量。因此,光飽和點和光補償點的確定對于栽培植物有重要作用,特別是光補償點可作為園林植物配置、樹木修剪的根據。栽培在溫室中的植物,通過維持一個最適的溫度條件,補償點的位置可以適當降低,這對于有效地利用較弱的光照維持正常光合作用具有重要意義。
2.CO2的濃度
C02是光合作用的主要原料,其含量直接影響到光合作用的進行。大多數植物,當空氣中的CO2含量低于60×10-6ppm時,光合作用則顯著降低,甚至完全停止,這一CO2濃度稱為CO2補償點。提高CO2濃度,在一定范圍內能夠提高光合強度。一般情況下,光合作用的最適CO2濃度約為0.1%,而空氣中的CO2含量通常為0.02%一0.03%左右,所以,如果能適當地增加空氣中CO2濃度,光合作用便能顯著增加。目前國外的溫室及塑料薄膜棚室已大面積應用CO2施肥的方法增加空氣CO2含量。國內也有不少單位在進行試驗。一般在育苗和生長旺盛期進行CO2施肥效果較好。在試驗條件下,CO2施肥一般用于冰,它是一種低溫固態的CO2,在常溫下升華為氣態。用干冰時要注意人體不要直接接觸,以免發生低溫傷害。也可用強酸和碳酸鹽反應,使其產生CO2,但要注意強酸不可太濃,以免發生有害氣體。另外,可以結合糖化飼料發酵,或用水缸盛廄肥發酵,不時攪拌,即可達到增加室內CO2濃度的目的。
在室外條件下,目前施用CO2肥料還有相當大的困難,主要是依靠風引起空氣流動,使CO2的空氣接近葉面,以保證光合作用的正常進行。另外可施用碳酸鹽肥料和有機肥,來增加土壤的CO2含量。施用有機肥料可提高土壤中的腐殖質,增加土壤中微生物的數量并改變土壤微生物的群落,這樣也可達到CO2施肥的目的。土壤中的CO2一部分擴散到空氣中為植物的葉子所吸收,另一部分則直接被根所吸收。在通常情況下,空氣中CO2含量過高對光合作用也是不利的,當濃度超過1%時,將引起原生質中毒、氣孔關閉,從而抑制光合作用,但若同時增強光照強度時,則CO2的利用濃度就可以相對地提高。
3.溫度
植物進行光合作用的溫度范圍很寬,通常溫度對光合作用的影響和植物的起源有關。溫帶植物光合作用的最低溫度為。0~5℃;在寒帶地區生長的植物,最低可達-6~7℃;然而熱帶植物在4~8℃時光介作用被抑制。從溫度的低限開始,光合強度隨溫度升高而加強,超過最適點后,光合作用便下降。一般來講,植物可在10~35℃的范圍進行正常的光合作用,最適點約為25~30℃。一般植物光合作用的最高溫度為40~50℃,這時光合作用很微弱,其至停止,溫度對于光合作用的影響,與光照強度和CO2濃度都有關系,在光強度較高和CO2濃度較大的條件下,光合作用的最適溫度也隨之提高。在光強度低和CO濃度小時,提高濕度反而對植物生長不利。因此,冬天在溫室栽培植物和溫床育苗時,在夜間和光線不足的陰雨天,應該適當降低室內溫度。
4.水分和礦質元素
水分是光合作用的原料,但植物所吸收的水分,用于光合作用的不到1%,而很大部分水分用于其他的生理過程和通過蒸騰作用而散失掉了。因此,水分對于光合作用的影響并不是直接的,水分主要是影響其他的各種生理活動,從而間接地影響光合作用的進行。當植物的水分代謝被破壞時,葉子含水量減少,而引起氣孔的閉合,阻止了CO2進入葉內,使光合作用降低。
植物生命活動所必需的十幾種礦質元素,對光合作用也有直接或間接的影響。如鎂和氮是葉綠素的組成元素,鐵和錳參與葉綠素的形成過程,硼、鉀、磷等能促進有機物的輸導和轉化。因此,合理施肥對保證光合作用的順利進行,是非常重要的。
上述因素對光合作用的影響并不是孤立的,而是互相依存、互相制約的,對光合作用發生著錯綜復雜的綜合影響。我們了解影響光合作用的因素后,在園林植物的栽培管理上,就應綜合考慮各種因素的相互關系和綜合影響,創造植物生長的適宜環境,來提高植物對光能的利用率和光合效率。
參考文獻
正是因為光合作用研究對于生命科學乃至人類未來發展具有重大意義,所以很多科學家致力于光合作用領域的研究,諾貝爾獎曾被先后六次授予從事光合作用研究并作出杰出貢獻的科學家。利用生物化學、分子生物學、物理學和化學等學科資源,從不同側面相互結合進行光合作用研究是國際上光合作用研究領域的新趨勢。國家自然科學基金委員會1997年底啟動了“光合作用中高效吸能、傳能和轉能的分子機理”的國家自然科學基金九五重大項目,科技部1999年初將光合作用列為我國具有重要應用價值的首批十五項重大基礎理論問題之一(“973”項目),國家投入巨資,以中科院植物所光合作用研究中心以及生物物理所為首的科學工作者積極參與到國際光合作用這一競爭十分激烈、特別熱門的研究當中。
菠菜主要捕光復合物的晶體結構
2004年3月18日,世界著名雜志《自然》以主題論文的方式發表了由中國科學院生物物理所、植物研究所合作完成的“菠菜主要捕光復合物(LHC-II)2.72A分辨率的晶體結構”的研究成果,其晶體的結構彩圖被選作該期雜志的封面照片。
光合作用機理一直是國際上長盛不衰的研究熱點,LHC-II是綠色植物中含量最豐富的主要捕光復合物。這一復合物是由蛋白質分子、葉綠素分子、類胡蘿卜素分子和脂質分子所組成的一個復雜分子體系,它們被鑲嵌在生物膜中,具有很強的疏水,難以分離和結晶。測定這樣的膜蛋白復合體的晶體結構,是國際公認的高難課題,也是一個國家結構生物學研究水平的重要標志。
中國科學院生物物理研究所常文瑞研究員主持的研究小組經過6年的艱苦努力終于完成了這一重要復合體三維結構的測定工作。中國科學院植物研究所匡廷云院士主持的研究小組,經過多年的艱苦努力,分離、純化了這一重要的光合膜蛋白(LHC-II),為晶體和空間結構的解析打下了物質基礎,這是生物化學、結晶學及結構生物學的有機結合所取得的重大成果,使我國在高等植物LHC-II三維結構測定方面成功地超越了德國和日本等發達國家的多家實驗室,率先完成了這一具有高度挑戰性的國際前沿課題。
這一成就已經引起了眾多國際同行的廣泛關注,正如他們所評價的:“這是光合作用研究領域的一大突破,對于理解植物光合作用中所發生的捕光和能量傳遞過程是必不可少的,這一成果標志著光合作用研究的重大跨越”。
太陽能電池
澳大利亞研究員表示,模仿植物中的葉綠素創造的合成分子,據此也許有一天能研制出高效的太陽能電池。
由悉尼大學的馬克斯?克魯斯雷教授領導的分子電子學科研組,最近在羅馬舉行的國際卟啉和酞菁染料大會上提出了他們的研究成果。克魯斯雷說:“經過數百萬年的演變,自然能很有效地捕獲到光并把它轉化成能量。我們正在設法模仿自然的光合作用方式?!?/p>
葉子利用體內排列密集的葉綠素分子將光能轉變成電能,然后再轉變成化學能。促成葉綠素這一功能的必不可少的元素是色素卟啉,它位于鎂離子的中心。研究員制造了一個形狀像足球的合成葉綠素分子。它有一個樹狀大分子支架,是一個由碳、氫、氮合成的高度分岔的納米聚合體。黏附在樹狀大分子上的是捕獲光的色素卟啉的人工合成版本。一種被稱作“巴基球”的球形碳分子坐落在卟啉之間,從收集到的太陽光子中吸收電子。
克魯斯雷和他的科研組已經利用合成葉綠素建造一個有機太陽能電池的雛形。它以自然釋放為基礎,他們希望最終能制造出比現有太陽能電池更有效的電池。綠葉能有效的將30%-40%的光能轉變成電能,而通常以硅元素為基礎的太陽能電池只能有效地將12%的光能轉變成電能。
克魯斯雷說:“我們已經擁有了模仿光電設備或太陽能電池的主要成分。從長遠來看,我們必須設法生產出一種能像薄薄的一層油漆那樣,簡單地涂抹在屋頂上的東西?!彼硎荆蒲薪M還希望能制造出存儲裝置,用來代替以金屬為基礎的電池。
計算機模擬光合作用
美國科學家近日稱,他們最近在實驗室成功地用計算機模擬了植物的光合作用,并據此培育出品種更加優良的植物。這種新植物不需要額外增加養分,就可以長出更茂盛的枝葉和果實。
美國伊利諾伊大學植物生物學和作物科學教授斯蒂夫?隆表示,在農作物結出谷粒前,絕大部分被吸收的氮都變成了植物葉片中的用來促進光合作用的蛋白質。為此,研究人員們提出了一個簡單的問題:“我們能不能像植物那樣給不同的光合蛋白質準備一定數量的氮,甚至比植物做得更漂亮呢?”
首先,研究人員建立子一個可靠的光合作用模型,以便精確模擬植物對環境變化的光合反應。為了完成這個艱巨的任務,科學家們使用了由美國國家超級電腦應用中心提供的計算資源。在確定光合作用中每種蛋白質的相對數量后,研究人員設計出了一系列連鎖微分方程式,每個方程模擬了光合作用中的一個步驟。通過不斷地測試和調整模型,研究小組最終成功預測了在真實葉片上進行實驗的結果,其中包括葉片對環境變化的動態反應。
接下來,模型運用“進化算法”搜尋各種酶,以提高植物的產量。一旦實驗證明某種酶的相對高濃度可以提高光合作用的效率,該模型就會利用此實驗結果進行下階段的測試,科學家們通過這種方法確定了許多可以大大提高植物生產力的蛋白質。這個最新發現也印證了其他一些研究人員的研究結果:在基因改造植物中,當這些蛋白質中某一種的含量增加,植物產量就會隨之提高。
斯蒂夫,隆說:“水稻與小麥的高產品種的光合作用效率可以達到1%至1.5%,而甘蔗或者玉米的效率則可達到5%或者更高。如果人類可以人為地調控光能利用效率,農作物產量就會大幅度增加。通過改變氮的投入,我們幾乎可以使光合作用效率提高兩倍。然而,隨之而來的一個顯而易見的問題是,為何植物的生產力可以提高如此之多,為何植物還未能進化到可以自身進行如此高效的光合作用?這個問題的答案可能在于,進化的目的是生存和繁殖,而我們實驗的目的是增加產量。模型中顯示的變化很可能會破壞植物在野外的生存,因此這種模擬只適合在農民的農場中進行。”
“作物高產與肥水高效利用相結合理論”
我國科學家以“不投入大量水、肥、藥,利用提高植物的非葉片器官的比例和功能,實現高產和超高產”的技術理論,修正了“作物高產只能通過葉片光合作用貢獻率”的傳統理論。
“葉片的光合作用對農作物產量的貢獻率在90%以上”,是聞名于世的“第一次綠色革命”的經典技術理論成果之一。這一理論忽視“非葉光合器官的作用”,認為“作物高產的產量物質來源于葉片的光合作用”。由此,“用大肥、大水促進葉片的生長,以增加其光合生產”。事實上,由此導致的植物葉片過大,形成了遮光,反而造成作物群體的光合效率低。
我國科學家試圖改變增加葉片光合作用的通常做法。中國農業大學王志敏教授等研究發現,在高溫脅迫下,人們常見葉片器官衰敗,而小麥等作物的穗、穗下節間和葉鞘等非葉光合綠色器官不僅具有良好的受光空間,而且具有類似于“碳4型”的高效光合機制,它不僅彌補葉片光合作用的不足,而且有耐旱、耐熱、抗逆強的作用。
實踐證明,非葉片器官對農作物產量的貢獻率可達70%以上。在這一理論指導下,科技人員建立了冬小麥節水、省肥、高產、簡化“四統一技術體系:在嚴重缺水的河北滄州地區大面積示范獲得成功。從而結束了30多年來農作物面對高產不能突破的徘徊局面。
地球早期光合作用可能產生“水”
植物能夠借助光合作用吸收二氧化碳釋放出氧氣,這已是人所共知的科學常識。然而美國科學家的最新研究發現,30多億年前的地球由于氧含量很少,當時光合作用釋放出的“廢物”可能是水。
據美國《科學》雜志網站最新報道,美國斯坦福大學地質學家唐納德,洛等人認為,30億年前的地球大氣中存在大量氫,當時的生物很可能是依賴氫再通過光合作用將二氧化碳轉化為自身必需的有機化合物,而這一過程最終產生的“廢物”很可能是水而不是今天的氧氣。這一結論來自一些有34億年歷史的微生物化石,化石是在南非黑硅石中發現的。對黑硅石進行的生化分析發現,黑硅石中含有大量屬于碳酸鐵類礦物的菱鐵礦,卻幾乎找不到任何氧化鐵的蹤跡;黑硅石中的微生物曾生活在缺氧的海洋中;黑硅石中微量元素鈰的含量要高于現今海洋中的鈰含量,其中的鈾也大都和釷結合在一起。這些都表明,30多億年前的地球不是一個富含氧的環境。
有地質學家認為,黑硅石中的化學成分組成可能是由其他原因造成的,洛等人的觀點有待推敲。但一些業內人士評論說,洛等人的研究成果令人信服,“氫依賴型光合作用”的發現使人們對生命起源的理解向前邁出了一大步。
光合作用研究的發展前景
關鍵詞:生物 興趣 觀點 學習方法
生物是一門非常有前景的學科,世界首富比爾蓋茨曾經說過這樣一句話:"下一個首富肯定是搞生物的,21世紀是生物的世紀"。如何才能使我們的學生學好生物呢?這需要我們做老師的認真分析解決這問題。俗話說得好,"興趣是最好的老師";和其它學科一樣興趣最重要,首先要培養自己對生物學的興趣,而就生物學的特點如它是實驗性很強的學科,學生一走進實驗室,自身的好奇心油然而生,他們這種渴求知識的欲望,促使他們熱情高、興趣濃,這種學習的熱情是任何人也抑制不了的。只要學生有了學習的興趣,學生在平時的課堂中很自然的就會跟著老師的思路走,也就是說學生已經慢慢上路了。
學生光有興趣是不能學好一門功課的,因為興趣如果平時不加以鞏固,學生的興趣就會轉移和消失;所以作為一名教師,工作還有很多。下面就結合自己的工作實際和體會,談一些如何提高學生學習對生物興趣的看法。
一、樹立正確的生物學觀點
樹立正確的生物學觀點是學習生物的重要目標之一,正確的生物學觀點又是學習、研究生物學的有力武器,有了正確的生物學觀點,就可以更迅速更準確地學到生物學知識,所以我在教學中,要注意對學生學習觀點的培養。
1、結構與功能相統一的觀點
結構與功能相統一的觀點,因為有一定的結構就必然有與之相對應功能,反過來任何功能都需要一定的結構來完成。例如葉的表皮是五色透明的,表皮細胞排列緊密,向外一面的細胞壁上有透明而不易透水的角質層。表皮的這種結構的存在,就既利于陽光透過,又能防止葉內水分過多地散失,還能保護葉內部不受外來的傷害;而陽光透入,防止水分散失,保護葉內組織,又需要一定的結構來完成,這就是表皮。
2、生物的整體性觀點
系統論有一個重要的思想,就是整體大于各部分之和,這一思想也完全適合生物領域。不論是細胞水平、組織水平、器官水平,還是個體水平,甚至包括種群水平和群落水平,都體現出整體性的特點。
3、生命活動對立統一的觀點
生物的諸多生命活動之間,都有一定的關系,有的甚至具有對立統-的關系,例如,植物的光合作用和呼吸作用就是對立統一的一對生命活動。光合作用的實質是合成有機物,儲存能量;呼吸作用的實質是分解有機物,釋放能量。很明顯,兩者之間是相互對立的。呼吸作用所分解的有機物正是光合作用的產物,可以說,如果沒有光合作用,呼吸作用就無法進行;另一方面,光合作用過程中,原料和產物的運輸所需要的能量,也正是呼吸作用釋放出來的,如果沒有呼吸作用,光合作用也無法進行。因此說,呼吸作用和光合作用又是相互聯系、相互依存的。
4、生物進化的觀點
辯證法認為,一切事物都處在不斷地運動變化之中,任何事物都有個產生、發展和滅亡的過程。自然界生物也不例外,也有一個產生和發展的過程,所謂產生就是生命的起源,所謂發展就是生物的進化。生命的起源經歷了從無機小分子物質生成有機小分子物質,再形成有機高分子物質,進而組成多分子體系,最后演變為原始生命的變化過程;生物的進化遵循從簡單到復雜,從水生到陸生、從低等到高等的規律。 所以學習生物必須要有進化的觀點。
二、掌握科學的學習方法
學習方法的優劣是學習成敗的關鍵,要想取得理想的學習效果,必須掌握科學、高效的學習方法。有了好的學習方法可以使學習起到事半功倍效果。
1、觀察方法
學習過程從本質上說是一種認識過程。認識過程是從感性認識開始的,而感性認識主要靠觀察來獲得,所以觀察方法就是首要的學習方法。觀察方法主要包括順序觀察、對比觀察、動態觀察和邊思考邊觀察。
2、做筆記的方法
俗話說,好記性不如爛筆頭。寫一遍是你記憶一次效果的幾倍。在平時的教學群中我就比較注意指導學生做筆記,讓學生上課的短時記憶變為長時記憶,使學生可以隨時提取自己腦海中的知識。一是注意記錄老師上課的板書,尤其是老師對課堂知識結構的板書要重點做筆記;二是利用課堂和課余時間對每節課的概念和知識點做好筆記;三是對課后練習題做好記錄,方便自己隨時復習。
3、思維方法
思維能力是各種能力的核心,思維方法是思維能力的關鍵,所以思維方法在學習方法中占有核心的位置。對于生物學它既有文科的特點又有理科性質的特點,對于學好生物學的思維能力較強,這也需要學生在平時的學習中多加練習。