光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究
浅谈光合作用在农业生产上的应用
浅谈光合作用在农业生产上的应用“民以食为天”，人们所面临的食物问题到21世纪将日益尖锐，而人们吃的食物却又都是植物光合作用的直接或间接产物。
本文仅就植物的光合作用在农业生产上的应用前景作一概述。
1．扩大间作套种面积，提高单位面积产量间作套种是在前茬作物还未发展到最大叶面积或成熟前，就套进后茬作物，充分拦截利用了前茬作物所不能利用的光，进行干物质生产。
后茬作物在前茬作物收获后，很快发展到旺盛时期，大大减少了苗期的光能浪费，使作物能够利用全年辐射能进行干物质生产。
另外，这种方式还可以利用空间扩大物质生产。
由于种植同种作物生长速度较一致，各植株的叶面分布在同一空间，使得上层叶片光照充分，主要是顶端平面光，而中下部叶片则往往光照不足。
但几种生态习性不同的作物间套作后，叶片层次加多，叶面积增大，有人用形象的比拟称：“单作如平房，间套作如楼房”。
在高矮杆作物间套作条件下，矮秆作物生长的地方，成了高秆作物通风透光的“空间走廊”，光线可通过“走廊”直射到高秆作物的中、下部；同时由于矮杆作物的叶面反射，田间漫射光也大为增加，因此在间套作田中，不同作物可分层、分时交替用光，变单作用的平面用光为几个面的立体用光，大大提高了田间群体的最大光合效率。
因此，在同一块农田上实行间作套种，通过挑选搭配等人工措施，以减轻竞争，创造作物的互利条件，就可夺得高产。
比如：玉米和大豆进行间作，就是最好的例证。
玉米为大豆提供碳水化合物，大豆又为玉米提供大量的氮素。
还有人把光、热、气、水、肥等条件进行综合考虑，把不同作物即高粱、玉米、豌豆、大豆、花生和地瓜等6种庄稼巧妙地种在一起，充分利用自然条件，形成了“高粱冲上天，苞米在中间，豌豆、大豆全身挂，花生、地瓜往下钻”的繁茂景象，大幅度地提高了作物单位面积产量。
2．增施二氧化碳“气肥”，增加光合作用原料从光合作用的机理中可以看出：CO2是光合作用的原料。
但是空气中的CO2含量却只有％左右，远远不能满足光合作用提高作物产量的要求。
农业科普农作物的光合作用原理
农业科普农作物的光合作用原理在农业科普中，了解农作物的光合作用原理是非常重要的。
光合作用是农作物生长发育的基础，也是产生养分和能量的关键过程。
本文将介绍农作物的光合作用原理以及对农业生产的意义。
光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
植物叶片中的绿色色素——叶绿素，是光合作用的核心物质。
叶绿素通过吸收光能，将光能转化为化学能。
光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。
首先是光反应阶段。
在叶绿素中，光能捕获到的电子被激发，通过电子传递链的过程转移能量。
在这个过程中，水分子发生分解，释放出氧气和电子供光合作用使用。
光反应阶段产生的化学能主要是ATP （三磷酸腺苷）和NADPH（辅酶NADP还原态）。
ATP和NADPH是暗反应的能量来源。
接下来是暗反应阶段。
暗反应发生在叶绿体中的液体基质内——叶绿体基质。
暗反应利用光反应阶段产生的ATP和NADPH，将二氧化碳转化为有机物质。
这个过程被称为碳同化作用，也即光合作用。
光合作用对农业生产具有重要意义。
首先，光合作用是农作物能够生长发育的基本过程。
植物通过光合作用产生有机物质，提供给自身生长发育所需的能量和养分。
光合作用还需要一定的光合产物作为储备物质，供农作物在干旱、寒冷等环境条件下生存。
其次，光合作用还能提供农业产品的品质。
光合作用过程中，植物合成的有机物质会转化为蛋白质、维生素、果糖等人体所需的营养成分。
因此，农作物经光合作用合成的产物往往富含营养，对人体健康至关重要。
此外，光合作用对环境保护也发挥重要作用。
光合作用消耗二氧化碳、释放氧气，是地球上最主要的氧气来源之一。
光合作用能够净化空气，降低大气中的二氧化碳浓度，缓解全球变暖。
在实际农业生产中，为了促进农作物的光合作用，农民需要注意以下几点。
首先，提供充足的阳光。
光合作用需要光能，所以农作物需要充足的阳光照射才能进行正常的光合作用。
其次，合理施肥。
光合作用需要养分，适量的施肥可以为农作物提供光合作用所需的养分。
光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究
项目名称：光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究首席科学家：张立新中国科学院植物研究所起止年限：2009.1至2013.8依托部门：中国科学院一、研究内容1．拟解决的关键科学问题随着我国人口增加，可耕地面积日益减少，如何提高作物产量是我国当前农业可持续发展所面临的重要问题。
光合作用是作物产量形成的物质基础。
目前稻麦等主要农作物光能利用率较低,在光合作用过程的多个环节上都有提高的潜力。
本项目所要解决的关键问题是围绕光能高效转化机理这一核心问题，深入研究光合作用光能转换过程中所涉及的光能转化、碳同化以及环境影响因素，挖掘作物光能利用潜力，揭示光能利用效率调控的分子机理，为稻麦等作物产量提高的应用奠定理论基础和提供技术途径。
2．主要研究内容针对关键科学问题的解决，根据国内外发展趋势及国内已有基础，提出以下研究内容：1. 重点研究作物能量吸收和传递、激发能在两个光系统之间均衡分配、维持高效转能调控机制，揭示与提高光能吸收、传递和转化效率密切相关基因功能和调控机理。
2. 重点研究作物光合碳同化途径的网络调控机理、光合同化产物优化分配的调节机制；光合电子传递、质子转移与光合碳同化的动态衔接及其协调机制；以及作物光合功能期维持的分子机制。
3. 重点研究作物光氧化的分子遗传特性、光合作用光破坏与光保护的环境调节分子机理，揭示参与光合作用光保护调控的重要功能基因的作用方式和调控机制，建立与抗光氧化特性的基因调控网络。
4. 在机理研究基础上，光合作用专家与作物遗传育种专家紧密配合，建立主效QTL位点和关键基因的分子标记，并用于辅助选择创制高光效新材料，结合群体光合效率的改善，利用常规育种、分子辅助选择和转基因等技术手段，选育出光能利用效率和生物量提高的稻麦新品系（种）。
二、预期目标总体目标通过项目的实施，在光合作用光能转化、碳同化及其环境调节方面取得原创性的科学成果，鉴定若干在农作物光合作用过程中起关键作用的相关基因，揭示改进作物光能利用效率提高作物产量潜力的分子机理，为农作物的遗传改良提供理论指导。
光合作用机理及其在农业生产中的应用
光合作用机理及其在农业生产中的应用光合作用是植物通过光能合成有机物质的过程。
这个过程在植物生长发育和生产中很重要。
本文将介绍光合作用机理及其在农业生产中的应用。
一、光合作用机理光合作用的机理是植物利用太阳能转化水和二氧化碳，生产出有机物质和氧气的过程。
这个过程依赖于植物细胞内的叶绿体。
叶绿体中有色素分子，其中最重要的是叶绿素。
当阳光照射到叶绿素时，它会吸收光能，使得叶绿素分子激发到高能态。
这个过程叫做吸收光子，因为叶绿素分子吸收了光子的能量。
接着，植物将光子的能量转化为生化能量，用来合成有机物质。
这个过程叫做光合作用。
光合作用包括两个阶段：光反应和碳同化。
在光反应中，光能被转化为生化能量，形成 ATP 和 NADPH，这些能量分子被用来驱动二氧化碳的固定。
在碳同化中，植物将固定的二氧化碳和 ATP、NADPH合成有机物质。
这个过程中最终产生的有机物质是葡萄糖，它是植物的主要能量来源。
二、光合作用在农业生产中的应用光合作用是植物生长和农业生产的基础。
因为它不仅提供了植物的能量，也提供了人类需要的食物。
1. 光合作用和作物产量在农业生产中，光合作用对作物产量起着决定性的作用。
在光照充足的情况下，植物光合作用强，所以作物生长迅速，产量也高。
反之，在光不足的情况下，植物光合作用弱，所以生长缓慢，产量也低。
因此，农民需要选择适合当地气候条件和土壤特征的作物，以确保充足的光照和最佳的生长环境。
同时，农民也要保证农作物充足的光照和水分，这有助于提高农作物的产量。
2. 光合作用和植物保护光合作用也是植物抗病和抗虫的重要因素之一。
研究表明，植物充分利用光能的能力对于抵抗真菌和昆虫病害有很大影响。
当植物光合作用弱时，植物内部的抗病酶的活性也会受到影响。
这就意味着，植物抵抗病害能力降低，病害风险增加。
因此，农民要避免过度施肥和使用化学药品，以免对植物光合作用产生消极影响和危害人类健康。
3. 光合作用和环境保护在当前生态环境恶化的背景下，光合作用在环境保护中也具有非常重要的作用。
植物光合作用的理论模型及其应用研究
植物光合作用的理论模型及其应用研究植物光合作用是生物学上一个非常重要的过程，是植物能够生长和繁殖的重要基础。
这个过程的研究不仅有助于了解植物生长的规律和机理，还可以为生物科技领域的发展提供重要的基础支撑。
在这篇文章中，我们将对植物光合作用的理论模型及其应用研究进行一些探讨。
一、植物光合作用的理论模型光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水合成为有机物质的过程。
它是一个非常复杂的生物化学过程，涉及到很多的分子机理和生化反应。
为了更好地理解这个过程，科学家们提出了多种不同的光合作用模型，从最早的Blackman-Jackson模型到现代的Kinetics of Photosynthesis模型，这些模型都对光合作用的机理和参数进行了描述。
最早的Blackman-Jackson模型主要是研究光照强度、CO2浓度和温度对光合作用速率的影响。
这个模型可以良好地解释实验数据，并被广泛应用于实际研究中。
后来，随着对光合作用机理的深入研究，科学家们提出了更加复杂的模型，如Farquhar-von Caemmerer-Berry模型、Photosynthetic Response Model等，这些模型考虑了光合作用过程中的多个反应步骤，并能够通过不同的参数来描述不同的生理状态和环境变化。
二、光合作用模型的应用研究随着科技的不断发展，光合作用模型已经被广泛应用于实际研究中，成为了解决生态学、环境科学等领域问题的有力工具。
以下是一些相关研究领域的应用示例：1. 全球气候变化光合作用是全球碳循环和气候变化的重要因素之一。
应用光合作用模型，可以研究全球气候变化对光合作用速率和植被生产力的影响。
这方面的研究可以帮助我们更好地预测和应对未来的气候变化。
2. 植被分布和生产力光合作用是植物生长和繁殖的重要基础，应用光合作用模型可以研究不同环境因子对植被分布和生产力的影响。
这方面的研究可以帮助我们更好地了解植被的分布规律，对生态环境的保护和治理提供科学依据。
农业种植中的农作物光合作用与产量形成机理
农业种植中的农作物光合作用与产量形成机理农作物的光合作用是指植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，从而制造有机物质的过程。
农作物的光合作用与产量形成密切相关，光合作用的效率和产量形成机理是农业生产中的重要研究课题。
本文将从光合作用的过程和机理、光合作用与产量形成的关系等方面进行探讨。
一、光合作用的过程和机理光合作用是绿色植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
它主要发生在叶绿体中，通过叶绿体中的叶绿素吸收太阳能，并与其他相关物质进行反应，最终产生葡萄糖和氧气。
光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应阶段发生在光合体上，通过光能将水分子分解为氧气和氢离子，并产生ATP（三磷酸腺苷）和NADPH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸腺嘌呤）等能量储存物质。
光反应是光合作用中的第一步，为暗反应提供能量。
暗反应阶段则发生在叶绿体基质中，以ATP和NADPH为能源，将二氧化碳还原为葡萄糖和其他有机化合物。
暗反应是合成有机物质的主要阶段，也是光合作用最终产物的来源。
二、光合作用与产量形成的关系光合作用是农作物生长过程中的重要生理过程，与农作物的产量形成密切相关。
以下是光合作用与产量形成的关系的几个方面：1. 光合作用提供的能量：光合作用是农作物获取能量的主要途径。
通过光合作用产生的葡萄糖是植物生长和代谢所必需的能量源，它被用于细胞分裂、组织生长、果实发育等重要生理过程，直接关系到产量的大小。
2. 光合作用对营养物质的供给：光合作用不仅提供能量，还为农作物提供了大量的碳源。
通过暗反应产生的葡萄糖和其他有机物质可以用于合成蛋白质、脂肪和其他营养物质，保证农作物正常的营养需求，从而影响产量的形成。
3. 光合作用调节作物生长发育：光合作用不仅仅是提供能量和碳源，它还通过调控激素合成和信号传导等途径，影响作物的生长发育。
光质和光照强度等环境条件的变化会调节植物的光合速率、叶绿素含量和叶片形态，进而影响产量的形成。
农业科普了解农作物的光合作用原理
农业科普了解农作物的光合作用原理农业科普：了解农作物的光合作用原理光合作用是维持植物生长的基本过程之一，也是农作物生长发育的重要环节。
在这篇文章中，我们将深入探讨光合作用的原理，了解农作物如何通过这一过程转化太阳能为化学能，进而实现生长和生产。
1. 光合作用概述光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质（如葡萄糖）和氧气的化学过程。
它主要发生在植物叶绿素含量丰富的叶子细胞中，通过光合色素吸收光能，以胞质中的叶绿体为中心进行。
2. 光合作用的基本反应光合作用基本反应包括光能吸收、光合色素激发、光合电子转移和化学能形成四个过程。
（1）光能吸收：植物叶片中的叶绿素可吸收光能，特别是蓝光和红光，而绿光则相对较少被吸收。
（2）光合色素激发：吸收到的光能激发叶绿素分子中的电子，使其变为高能态，进而传递给叶绿素分子周围的蛋白质。
（3）光合电子转移：激发后的叶绿素通过一系列电子传递链，将电子从高能态传递到低能态。
这个过程中，释放的能量被用于推动质子从液相转移到胞内液泡腔，形成质子梯度。
（4）化学能形成：质子梯度使ATP合成酶活化，使ADP和磷酸根结合生成ATP。
此外，高能电子还可和二氧化碳一起参与还原反应，通过卡尔文循环最终合成葡萄糖等有机物。
3. 光合作用的生理效应光合作用不仅使农作物产生有机物质，也对农作物的生理过程产生着广泛的影响。
（1）能量供给：光合作用为农作物提供了养分和能量来源，使其能够正常生长和代谢。
（2）氧气释放：光合作用产生的氧气释放到空气中，维持了地球大气中的氧含量，并为生物呼吸所需。
（3）生长调节：光照、光强度和光周期等因素对农作物生长发育和开花结果具有调节作用。
4. 光合作用的环境影响光合作用的进行受到环境因素的影响，其中最主要的是光照、温度和二氧化碳浓度。
（1）光照：光照不足会限制光合作用的进行，导致农作物生长不良；而过强的光照则可能导致光合产物积累不足，影响果实品质。
（2）温度：温度过高或过低都会影响光合作用酶的活性以及光合色素的稳定性，进而抑制农作物的正常光合作用。
光合作用在农业生产和作物产量中的应用
光合作用在农业生产和作物产量中的应用光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的化学过程。
光合作用在农业生产和作物产量中起着至关重要的作用。
本文将从光合作用的原理、光合作用对农业生产的影响以及光合作用在提高作物产量中的应用等方面进行探讨。
一、光合作用的原理光合作用是植物进行能量转化的过程，其原理可以分为光合作用的光反应和暗反应两个主要过程。
光反应是通过叶绿体中的叶绿素吸收光能，产生高能分子ATP和还原性载体NADPH的过程。
在光照下，叶绿素通过吸收光子的能量，激发电子，形成激发态叶绿素分子。
这些激发态叶绿素分子经过一系列的电子传递过程，最终将能量转化为高能的ATP和NADPH，为光合作用提供能量和还原力。
而暗反应则是将光反应过程中生成的ATP和NADPH，以及大气中的二氧化碳，通过一系列酶催化的反应，将其转化为有机物质，主要以葡萄糖为主。
暗反应不受光照强度的限制，可以在黑暗条件下进行。
二、光合作用对农业生产的影响光合作用对农业生产具有重要的影响。
光合作用的速率和效率决定了植物的生长和发育，进而影响作物的产量和质量。
以下是光合作用对农业生产的几个重要影响：1. 光合作用提供能量：光合作用通过产生的ATP为植物提供了生长和代谢所需的能量。
光能被转化为化学能，支持了植物的生物合成过程，包括营养物质的合成和传输等。
2. 光合作用提供有机物质：光合作用将二氧化碳转化为有机物质，如葡萄糖等。
这些有机物质不仅为植物自身的生长和发育提供能量，也是作物的营养来源。
3. 光合作用调节作物的生理过程：光合作用不仅仅是能量转化的过程，它还参与调控植物的生理过程，如光信号的感知和传导、植物的光周期反应等。
这些调节过程直接影响植物的生长发育和产量。
三、光合作用在提高作物产量中的应用为了提高农业生产和作物产量，科学家们通过研究光合作用的机制，提出了一系列应用光合作用的方法。
1. 光合作用研究与调控：科学家们通过对不同植物品种的光合作用机制进行研究，了解其调节过程和关键因素。
光合作用研究及应用
光合作用研究及应用光合作用是生命的基石，它是地球上最为普遍和重要的化学反应之一。
在这个过程中，植物通过吸收太阳能将二氧化碳和水转化成有机物质和氧气，同时释放出大量的能量。
这个过程使得植物能够成长、发展并维持生命活动，同时也将大量的氧气释放到大气中供其他生物使用。
由于光合作用的重要性，科学家们一直在不断地研究它，并探索其在实际应用中的潜力。
光合作用的机理光合作用的机理可以简单概括为以下几个步骤：1. 光能被植物中的叶绿素吸收。
这些叶绿素分子吸收不同波长的光线，其中红色和蓝色光最容易被吸收。
2. 吸收的光能使得叶绿素中的电子被激发，从而形成高能态的电子。
这些电子会通过一系列的传递过程被输送到质膜上的复合物上。
在质膜上的复合物里，电子被用于在氧化还原反应中释放能量，从而形成一个质子梯度。
3. 质子梯度会驱动 ATP 合成酶生成三磷酸腺苷 (ATP)。
4. 通过另一个复合物—— NADPH 合成酶，还原酸性电子受体NADP+，从而生成 NADPH。
NADH 和 NADPH 都是将光能转化为化学能的重要分子，他们会在合成糖分子的过程中被用到。
5. ATP 和 NADPH 会被用于 CO2 的固定。
在这个过程中，二氧化碳被固定在 Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) 上，形成一个六碳中间体，随后发生一系列的反应，最终生成一个三碳的糖分子。
应用研究目前，光合作用的应用已经涵盖了生产、能源、医学等多个领域。
其中一些应用包括：1. 生产和农业通过深入了解光合作用的机理，我们可以更好地了解农作物如何利用太阳能生长。
这有助于提高农业产量和质量，并减少对化肥和农药的需求。
另外，通过利用藻类和植物中色素的合成能力，也可以生产一些高附加值的化学品和药品。
2. 能源太阳能是一种清洁、可再生的能源，而光合作用正是这个过程的主要途径。
通过提高太阳电池的效率和降低成本，可以在未来利用太阳能从事大规模的能源生产。
自然科学基金范文
自然科学基金范文项目名称：阐明植物光合作用机制及其在农业生产中的应用申请人：张三研究目的和意义光合作用是植物生长的基础，也是生物圈中最为重要的化学反应之一。
光合作用通过光能转化为化学能，为植物提供生长所需的能量和碳源。
对光合作用机制进行深入的研究不仅可以揭示植物生长发育的机理，还可以为农业生产提供技术支持，提高作物产量和质量，为粮食安全和生态环境保护做出贡献。
研究内容和方法本项目将主要围绕植物光合作用的关键基因、调控因子及信号传导通路展开研究，明确光合作用的分子机制和调控网络。
同时，将探索植物光合作用与水分利用效率、抗逆性和产量相关性的机制，探究光合作用对植物生长发育和生产性状的影响。
为了实现这一目标，本项目将采用一系列综合的方法，包括分子生物学、生物化学、生物信息学和植物生理学等技术手段，对相关基因进行功能分析、蛋白质互作分析、代谢通路测定以及生物材料的分析等。
研究计划1. 鉴定植物光合作用关键基因及调控因子通过文献调研和基因组学方法，筛选出调控植物光合作用的重要基因和调控因子，进行生物信息学分析，鉴定其共同的表达模式；利用CRISPR/Cas9技术对这些基因进行基因编辑，申请专利保护。
2. 分析光合作用信号传导的通路通过蛋白质组学、基因组学和生物化学技术，鉴定植物中参与光合作用信号传导的蛋白质，探究其在信号通路中的调控作用以及可能的相互作用关系；通过生理生化指标的测定，分析信号传导通路对植物生长发育和产量的影响。
3. 探究光合作用与生产性状的相关性通过对不同植物品种的光合作用特性测定和对产量相关性状的分析，揭示光合作用与植物产量和质量的相关性，并寻找与光合作用有关的重要产量性状。
4. 应用研究将研究结果应用于作物光合作用调控的育种工作中，在小麦、水稻等主要农作物上进行光合作用调控与产量优化的研究，并对优化方案进行大田试验。
研究预期成果本项目的研究成果将有望揭示植物光合作用的分子机制和调控网络，并深入探究光合作用与水分利用效率、抗逆性和产量相关性的机制。
光合作用的原理及其在农业生产中的应用
光合作用的原理及其在农业生产中的应用随着人口的增长和社会的发展，农业生产的重要性一年比一年显著地增长。
由于土地的面积不变而人口的不断增长，农民需要寻找高效的农业生产手段来满足人们对食品的需求。
而在这个过程中，光合作用的应用成为了一大利器。
那么，光合作用到底是什么呢？光合作用的定义和原理光合作用是绿色植物通过吸收光能和二氧化碳，以及吸收水和矿质盐等物质形成的一种生物化学过程。
该过程可以使植物将光能转化为化学能，并将其储存起来。
这种能量储存在植物体内的有机物中，可以通过自由基反应等方式被其他生物利用。
在光合作用的过程中，绿叶中的叶绿素起着极为重要的作用。
当太阳光照射到绿叶时，叶绿素会吸收其中的能量。
这些能量被吸收之后，叶绿素分子会变得激发并跃迁到更高的能级上。
在这个时候，这些激发态的叶绿素分子会与其他分子发生反应，最终产生大量的ATP能量。
也就是说，植物在光合作用过程中利用光能进行化学反应，以产生能量。
能在这个过程中获得的能量并不是所有的光线都可以生产的，只有蓝色光、红色光和绿色光才是光合作用需要的能量。
光合作用在农业生产中的应用由于光合作用的原理可以转化为植物的养分，所以在农业生产中，可以利用这一原理来生产更多的农作物。
那么，具体的应用方式有哪些呢？1.光合作用的利用一方面，可以将农作物种在光照充足、土壤肥沃的环境中，利用地理位置优势和天然资源，打造出适合农作物种植的环境。
这种方法被称为“原生态种植”。
另外一方面，可以增加农作物的光照强度。
可以利用反光板或粘贴反光纸等方式，使太阳的光线投射在光合作用效率最高的位置，从而增加光合作用的效率和筛选提升光合作用最高的农作物品种。
2.二氧化碳施肥二氧化碳过量在自然环境下会对环境造成负面影响。
但是，在农业生产中，可以利用这种化学物质来进行肥料施用。
在光合过程中，植物会利用二氧化碳进行合成反应，并最终生成生物质。
因此，合理地增加二氧化碳含量可以显著地提高植物的养分吸收和生长速度。
农业知识农作物的光合作用原理
农业知识农作物的光合作用原理农业知识：农作物的光合作用原理农作物的生长与发展离不开光合作用，它是太阳能转化为植物能量的过程。
本文将详细论述农作物光合作用的原理以及其在农业生产中的重要性。
一、光合作用的定义及过程光合作用是指植物利用光能将二氧化碳与水转化为有机物质和氧气的过程。
光合作用主要由光反应和暗反应两个阶段组成。
1. 光反应阶段光反应阶段主要发生在叶绿体的叶绿体膜系统中，它需要光能的输入。
在这个阶段，植物通过光系统Ⅱ和光系统Ⅰ的相互配合，将光能转化为化学能。
具体过程是：光系统Ⅱ通过光能激发可光解水的酶，分解水分子产生氧气和电子。
然后电子被传递到光系统Ⅰ，最终通过电子传递链产生NADPH和ATP。
2. 暗反应阶段暗反应阶段主要发生在叶绿体髓质和叶绿体膜袋系统中，不需要光的直接参与。
在这个阶段，植物利用在光反应阶段产生的NADPH和ATP转化二氧化碳为有机物质，主要产物为葡萄糖。
这个过程被称为Calvin循环，它是一种复杂的化学反应。
二、农作物光合作用的影响因素农作物的光合作用受到多种因素的影响，包括光照强度、温度、二氧化碳浓度和水分等。
1. 光照强度光照强度是农作物光合作用的重要影响因素之一。
较高的光照强度能够提高光反应和暗反应的速率，并促进光合产物的积累。
然而，过强的光照会导致光合作用失去平衡，从而损害植物叶绿素和细胞色素体，减少光合作用效率。
2. 温度温度对光合作用的影响较为显著。
在适宜的温度范围内，光合作用速率随温度的升高而增加。
当温度过高或过低时，植物的光合作用将受到抑制。
这是因为过高的温度会影响酶的活性，过低的温度会限制光合作用物质的运输。
3. 二氧化碳浓度二氧化碳是光合作用的底物之一，其浓度的变化对光合作用速率有直接影响。
当二氧化碳浓度较低时，光合作用速率受到限制。
然而，在现代农业中，随着大气中二氧化碳含量的增加，农作物的光合作用速率也相应增加，进而促进了农作物的生长发育。
4. 水分水分是影响光合作用的重要环境因素之一。
光合作用原理在农业生产上的应用
光合作用原理在农业生产上的应用1. 光合作用的基本概念光合作用，这个听起来有点高深的词儿，其实跟我们的生活息息相关。
简而言之，它就是植物利用阳光，把二氧化碳和水转化为氧气和葡萄糖的过程。
听起来是不是很神奇？简直就像魔法一样！阳光一照，植物就能“吃”进去这些东西，然后变得更加茁壮，真的是自然界的奇迹呀！你想想，如果没有光合作用，地球上可就缺少了很多绿色的生命，甚至连我们人类的生存都得打上问号。
所以说，光合作用不仅仅是植物的“吃饭时间”，也是整个生态系统的基石。
1.1 光合作用的过程那么，这个光合作用到底是怎么回事呢？首先，植物的叶子里有一种叫叶绿素的东西，专门用来吸收阳光。
可以想象一下，就像植物的太阳能电池板一样，专门把阳光转化成能量。
接着，植物通过根部吸收水分，从空气中“呼吸”进二氧化碳，然后在阳光的照耀下，这些原料就会发生化学反应，最终生成氧气和葡萄糖。
氧气被释放到空气中，而葡萄糖则成为植物生长的“食物”。
有点像你我吃了美味的早餐后，精神饱满地去工作一样，植物也会因为吃饱了而长得更好。
1.2 光合作用的重要性说到这里，你可能会想：“光合作用跟我有什么关系呢？”其实，光合作用不仅是植物的事情，更是我们农业生产的基石。
没有充足的光合作用，农作物就没法正常生长，粮食供应也会受到影响。
而且，光合作用还能帮助改善空气质量，提供氧气，这对我们的生存来说可谓是“不可或缺”。
想象一下，如果每天都要在缺氧的环境中生活，生活质量那肯定是直线下降。
简而言之，光合作用就像是自然界的“安全阀”，让我们的生活得以维持。
2. 光合作用在农业生产中的应用那么，既然光合作用这么重要，咱们在农业生产中应该怎么好好利用它呢？这就要提到一些实际的应用技巧了。
2.1 提高光照利用率首先，我们可以通过选择合适的作物种植时间和地点来提高光照利用率。
比如说，在春夏季节，阳光充足，这时候种植一些喜阳的作物，如番茄、黄瓜，效果就特别好。
要是到了秋冬季节，阳光变得稀缺，那么就可以考虑种一些耐寒的作物，如大白菜。
光合作用的原理与实践
光合作用的原理与实践光合作用是植物生长和生存的基本过程之一，是一种将阳光能量转化为化学能的过程。
光合作用的原理与实践是生物学中的基础知识，这里我们将从光合作用的原理、过程及其应用等方面进行探讨。
一、光合作用的原理光合作用是植物和其他光合生物在光照条件下利用太阳能将水和二氧化碳转化为有机物和氧气的过程。
光合作用的原理就是利用光能激发叶绿体内的叶绿素分子，将能量转化为电子流，推动反应作用，最终生产出 ATP 和 NADPH，加入到五碳糖循环中，形成有机化合物。
光合作用的原理可以分为两个阶段：光反应和暗反应。
光反应过程需要光的能量和水分子，它发生在叶绿体内的胶体体上。
在光反应中，叶绿体内的光能捕捉分子吸收光线，将光能转变为化学能，并通过电子传递链的逐级氧化，将水分子分解成氧气和氢离子并释放出电子。
通过这些化学作用，在反应中生成氧气和ATP/NADPH，为暗反应提供能量。
暗反应的机理是把C02零件组装成葡萄糖，有机酸或氨基酸等有机物。
葡萄糖是植物的主要营养物质之一。
在暗反应过程中，光合色素将ATP 和NADPH 输入到液体基质中进行Calivan 循环。
液体基质中的 Ribuloscritophosphate (Rib）5 式酮成为红糖，即五碳糖葡糖。
二、光合作用的实践光合作用是植物生长和生存的基本过程，而且广泛应用于食品、医药、化学等各个领域中。
1、光合作用在食品领域中的应用植物的生长过程需要进行光合作用，进而形成有机化合物和食物。
从古代，食物就已经与植物之间形成了密不可分的关系。
光合作用的产物可以直接作为植物的食物，如蔬菜，水果，大米等。
此外，植物中的营养素也是由光合作用产生的，如蛋白质、糖类、维生素和各种矿物质。
2、光合作用在医药领域中的应用光合作用在医药领域中的应用也越来越广泛。
如从光合作用中提取的营养素可以用于治疗各种疾病。
例如，可利用从植物中提取的胡萝卜素和叶绿素来治疗癌症、眼疾等。
此外，研究表明服用螺旋藻可以促进人体免疫系统，降低血脂水平等等。
光合作用的原理与应用
光合作用的原理与应用光合作用是指植物和某些微生物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
它是地球上所有生命的基础，不仅能维持植物的生存，还为其他生物提供能量和氧气。
本文将探讨光合作用的原理以及其在日常生活和工业中的应用。
一. 光合作用的原理光合作用的原理基于植物细胞中存在的叶绿素和其他辅助色素。
当光照射到叶绿素上时，它们能够吸收光能并将其转化为化学能。
光合作用包括光化学反应和暗反应两个阶段。
1. 光化学反应光化学反应发生在叶绿体的类囊体膜上。
当叶绿素吸收到光能后，它们中的电子会激发并被传递到反应中心复合物。
这些电子会随后通过电子传递链被运送，并产生能量。
在这个过程中，水分子被分解为氧气和氢离子，并释放出电子。
2. 暗反应暗反应发生在叶绿体的基质中。
它利用光化学反应产生的氢离子和电子，结合二氧化碳分子，经过一系列酶催化作用，合成葡萄糖等有机物质。
这个过程中，所需的能量来自于光化学反应中产生的ATP和NADPH。
二. 光合作用的应用1. 食物生产光合作用是维持植物生存的重要过程，也为人们提供了丰富的食物资源。
大部分人类食物的来源，如谷物、蔬菜、水果等都依赖于光合作用。
通过合理种植和农业管理，人们可以提高光合作用的效率，增加农作物产量。
2. 药物和化学品生产光合作用不仅仅是食物生产的基础，还可以应用于药物和化学品的合成。
许多药物和化学品的合成过程需要利用光合作用中产生的有机物质作为原料。
通过利用植物提取的有机化合物，人们可以制造多种药物和化学品。
3. 生物燃料生产随着对可再生能源的需求不断增加，光合作用具有巨大的应用潜力。
通过利用植物的光合作用过程，可以生产生物燃料，如生物柴油和生物乙醇。
这些生物燃料可以替代传统燃料，减少对化石燃料的依赖，减少对环境的污染。
4. 生态修复和环境保护光合作用对于维持生态平衡和环境的稳定也具有重要意义。
通过种植树木和植被，可以增加光合作用的效率，吸收大量的二氧化碳，减缓全球变暖的速度。
高一生物教案： 光合作用高效光能转化机理及其在农业中的应用
光合作用高效光能转化机理及其在农业中的应用一、光合作用反应中心光能转化的微观机理的研究1、该项目组利用飞秒及皮秒超快光谱技术，对光系统II颗粒、核心复合物及反应中心三个层次的光合系统进行研究，首次测到2.9ps和20.1ps两个组分，并证明它们与PSII 的光化学反应活性有关，从而提出光系统II反应中心原初电荷分离两步反应的动力学新模型。
并发现在Rps．Virid细菌反应中心中，原初电子转移过程是从原初电子给体经辅助叶绿素分子到原初电子受体的二步电子转移过程。
2、首次发现紫细菌反应中心色素置换和激发能在色素高激发态能级上的传递。
3、测定了三种生长速度不同的植物-菠菜、三七和水葫芦叶绿体光系统II反应中心的转能效率，证明了生长慢的植物-三七-对于被它吸收的光子能量利用效率较低，而生长快的植物-水葫芦-光能利用效率较高。
4、成功地观测到了视黄酸自由基正离子与TiO2表面束缚电子复合而形成的三线态视黄酸分子，并对其光谱和动力学过程进行了纳秒时间分辨光谱表征。
5、建立了国内第一套具有国际先进水平的THz远红外飞秒脉冲新型光源，以及相应的时域光谱测量系统，将应用于对光激发下蛋白质的动态过程进行直接探测。
二、捕光色素蛋白复合体结构与功能的研究1、提出光合细菌天线色素分子之间相互作用的新模型：根据已知的色素蛋白复合体的结构数据，计入一维环形结构中所有二聚体之间的偶极相互作用，而不是仅考虑近邻相互作用。
对叶绿素分子之间的激子偶合进行了理论计算，在二能级近似下获得一个解析解，并得到了在此模型下的吸收光谱和园二色光谱，与实验观察相吻合。
2、首次建立光系统II外周天线叶绿素a/b蛋白复合体II型基因Lhcb2表达产物与色素在体外的重组系统。
经功能分析证明，Lhcb2基因不仅影响光能的捕获而且还可能参与激发能分配的调节作用。
3、解析出了光系统II内周天线叶绿素a蛋白复合体（CP43及CP47）的磁园二色光谱。
4、提出了CP43和CP47中色素之间的能量传递机制。
光合作用的原理和应用讲解
光合作用的原理和应用讲解光合作用是指植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质（葡萄糖）和氧气的过程。
它是地球上生命存在的基础，也是维持地球生态平衡的关键过程之一。
光合作用的原理如下：1. 吸收光能：植物通过叶绿素等色素吸收光能。
叶绿素属于一类发色物质，能够吸收光的能量，并将其转化为植物能够利用的化学能。
2. 光合电子传递：吸收的光能促使叶绿体内的电子激发，并通过一系列复杂的电子传递过程在光合膜中传递。
3. 产生化学能：电子传递过程中，光合作用所需的能量被转化成了化学能，用于合成葡萄糖等有机物质。
4. 生成氧气：这一过程中，水（H2O）被分解为氧气（O2）和氢离子（H+）。
氧气作为副产物释放到大气中，供其他生物进行呼吸作用。
光合作用的应用有很多：1. 农业生产：光合作用提供了植物生长所需的能量，是农作物生产的基础。
农业中通过在植物的生长环境中增加光照时间和强度，可以促进植物的生长和产量。
2. 能源生产：光合作用产生的有机物质，如木材、油料作物等，可被用作生物燃料的原料。
例如，生物质能可以通过将植物材料转化为生物柴油和生物天然气，用于替代传统化石燃料。
3. 环境保护：光合作用过程中释放的氧气能够提供给其他生物进行呼吸作用，维持地球大气中氧气的含量。
同时，光合作用还能吸收二氧化碳，减少大气中的温室气体，对抗全球变暖。
4. 医学研究：光合作用的原理和调控机制在医学研究中也具有一定的应用。
例如，利用光合作用的基本原理，科学家可以开发出基于光能的治疗方法，如光动力疗法，用于治疗癌症和其他疾病。
总的来说，光合作用不仅是植物生存的基本生理过程，也是人类生活和生态系统的重要支撑，其应用涵盖了农业、能源、环境保护和医学等多个领域。
光合作用的分子机理与调节
光合作用的分子机理与调节光合作用是植物在光的作用下将二氧化碳和水转化为有机物的过程，同时放出氧气。
光合作用是一种基本的生命活动，它不仅是人类社会的重要食品来源，也是地球上生物多样性和生态平衡的保障。
那么，光合作用的分子机理以及调节是怎样的呢？一、光合作用分子机理1. 光合色素光合色素是植物叶片中吸收光能的最重要的分子，它主要包括叶绿素和类胡萝卜素两种。
其中，叶绿素是光合作用中最为重要的色素，它是吸收光能的主要分子。
通过其特有的结构和电子传递机制，使得植物能够利用光能将二氧化碳还原成有机物。
2. 光合作用反应中心光合作用反应中心是颗粒粒体中的一个复合物，它通过吸收光子的能量，将这种能量转换为电子能量。
随后，电子被传递给一系列细胞色素和辅助色素，最终被用于还原二氧化碳。
在这一过程中，光合作用反应中心扮演着基本的角色。
3. 光合作用酶光合作用酶是在阴离子氧化的过程中将氧化得到的电子传递到光合作用反应中心的蛋白质。
其中，最为重要的酶是NADP 去氢酶。
它将被光合作用反应中心传递下来的电子与NADP结合起来，从而形成NADPH，为二氧化碳还原提供动力。
二、光合作用的调节由于光合作用包含多个不同的反应步骤，因此需要受到一系列因子的调节来确保整个过程的顺利进行。
1. 光照和温度光合作用是一个光能转化的过程，因此光照是影响光合作用速率的最主要因素。
此外，温度也是影响光合作用速率的关键因素。
其中，光合作用速率随着温度的升高而增加，但在一定温度之后，光合作用速率反而会下降，这是因为高温会损害光合作用反应中心的功能。
2. 二氧化碳浓度二氧化碳是光合作用反应链的末端接收方，因此二氧化碳的浓度会影响光合作用速率。
实验表明，二氧化碳浓度从0.04%（目前大气中的二氧化碳浓度）增加到0.1%会大大提高光合作用的速率。
但是，当浓度进一步增加时，光合作用速率会逐渐减少，因为其他反应步骤会逐渐成为限速步骤。
3. 光合作用抑制剂光合作用抑制剂是指能够影响光合作用速率的化合物。
光合作用在农业生产上的应用原理
光合作用在农业生产上的应用原理光合作用是一种通过光能将二氧化碳和水转化为有机物的生化过程，是植物以及某些细菌等生物进行生长、生存所必不可少的过程，因此在农业生产中发挥着重要作用。
下面分步骤来阐述光合作用在农业生产上的应用原理。
一、光合作用原理光合作用的原理是通过光合色素吸收光能，将其转化为化学能，再进行碳水化合物的合成。
在自然界中，通常利用太阳光来驱动光合作用。
光合作用可以分为两个部分：光能转化和化学合成两个过程。
其中，光能转化产生的能量主要用于化学合成过程的驱动，而化学合成过程则将光能转换成有机物，进而为生物提供能量。
二、光合作用在农业生产中的应用原理1.提高光合作用效率光合作用的效率与多种因素有关，如环境温度、光照强度、二氧化碳浓度等。
在农业生产中，通过合理调控这些因素可以提高光合作用的效率，从而达到增产的效果。
例如，在温室种植中，可以通过控制温度、提供充足的光照以及增加二氧化碳的浓度等方式来提高光合作用效率，从而增加植物的产量。
2. 种植光合作用效率更高的作物不同的植物对光照、温度等因素的适应性不同，因此在农业生产中可以选用光合作用效率更高的作物进行种植。
例如，一些作物（如甘蔗、玉米等）的光合效率比较高，因此在生产中被广泛应用。
3. 利用光合产生的能量光合作用所产生的有机物可以为农业生产提供能源。
例如，在生产中常常利用植物所产生的生物质能作为燃料，如木材、秸秆等可以作为生物燃料，在农村地区广泛使用。
4. 改善土壤结构作物进行光合作用时，会释放出大量的氧气，有助于改善土壤的结构，从而有助于提高作物生长的环境条件。
三、总结光合作用在农业生产中有着广泛的应用，主要是通过提高光合作用效率、种植光合作用效率更高的作物、利用光合产生的能量以及改善土壤结构等多种方式来提高农作物的产量和质量。
其中，合理调节光照、温度和二氧化碳浓度等因素是提高光合作用效率的关键。
在未来，我们还需要进一步研究和探索这个过程，以提高作物的生长效率，并改善农业生产的环境。
光合作用原理及其在农业生产中的应用
光合作用原理及其在农业生产中的应用一、光合作用的定义光合作用是指植物利用太阳能将二氧化碳和水转化成有机物质的过程，是生命存在的基础。
二、光合作用的反应方程式光合作用的反应方程式为：6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 +6O2。
在这个反应过程中，二氧化碳和水通过叶绿体中的叶绿素吸收太阳能，经过一系列复杂的化学反应生成葡萄糖和氧气。
三、光合作用发生的条件1. 充足的光照植物需要足够强度和适当波长范围内的阳光才能进行正常的光合作用。
过弱或过强的光线都会影响植物进行正常的光合作用。
2. 适宜温度不同植物对温度有不同要求，但大多数植物在15℃至35℃之间进行最佳效果。
3. 充足水分水分是植物进行正常生长所必需的条件之一。
缺水会导致叶片干枯，影响植物进行正常的光合作用。
4. 适宜的二氧化碳浓度植物需要足够的二氧化碳才能进行正常的光合作用。
一般来说，二氧化碳浓度在0.03%至0.04%之间为最佳。
四、光合作用在农业生产中的应用1. 提高农作物产量适当增加光照强度、温度和二氧化碳浓度可以提高农作物的光合作用效率，从而提高产量。
2. 调节农作物生长周期通过调节光照强度和温度等条件，可以控制植物的生长周期，使其在不同季节内获得最佳生长条件。
3. 改善土壤质量植物进行光合作用时会释放出氧气和有机酸等物质，这些物质可以改善土壤质量，促进微生物活动和土壤肥力。
4. 绿色环保通过种植大量植物进行光合作用可以吸收大量的二氧化碳并释放出氧气，有助于改善空气质量和缓解全球变暖问题。
五、结语总之，光合作用是植物生长的基础，也是农业生产中不可或缺的重要环节。
了解光合作用的原理和应用，可以帮助我们更好地利用植物资源，促进农业生产的发展。
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项目名称：光合作用分子机理及其在农业生产中应
用的基础研究
首席科学家：张立新中国科学院植物研究所起止年限：2011.1至2013.8
依托部门：中国科学院
一、研究目标的调整
在前二年计划实施中，各项研究任务和指标均已顺利完成。
累计在国内外申请发明专利8项，获批1项；累计在国内、外发表论文63篇，其中SCI收录49篇。
顺利完成了既定目标。
通过后三年项目的实施，为了在光合作用光能转化、碳同化及其环境调节方面取得原创性的科学成果，鉴定若干在农作物光合作用过程中起关键作用的相关基因，揭示改进作物光能利用效率提高作物产量潜力的分子机理，为农作物的遗传改良提供理论指导。
该项目的研究要求不仅在重要科学问题上取得突破，而且在农业应用中培育出新品种。
以培养一批高水平的植物科学研究人才，造就一支在国内具有骨干引领作用、在国际上具有重要影响力的创新研究团队，提升我国光合作用基础和应用研究的国际地位和竞争力。
五年预期目标
通过本项目的实施，实现以下几方面目标：
1、揭示作物激发能在两个光系统之间均衡分配、维持高效转能调控规律；揭示
作物光合电子传递、质子转移与碳同化的动态衔接机制、光合碳代谢调控和光合同化物优化分配规律；阐明与光能吸收、传递和转化效率密切相关基因功能和调控机理，为提高光效的基因工程提供新思路和新途径。
2、阐明光合作用光破坏与光保护的环境调节分子机理，为获得高光效及强光适
应性的高产作物的生物工程提供有效的理论指导。
3、光合作用专家与作物遗传育种专家紧密配合，鉴定与稻麦等作物高光效相关
且具有重要育种价值的主效QTL位点2－3个。
利用主效QTL位点和关键基因的分子标记及转基因技术创制高光效新种质15－20份，其中光能利用效率和生物量提高10％以上，综合性状优良的水稻、小麦新品系（种）2－3份。
在上述成果的基础上，获得20个以上拥有自主知识产权的参与调控光合作用光能转换和碳同化等关键基因并明确其生物学功能，有重要育种利用价值的关键基因4－5个；在国际主流刊物发表文章150篇以上；获得30项以上新基因发明专利。
通过本项目在光合作用研究领域建立一支具有较强国际竞争力的学术团队，培养具有博士和硕士学位的优秀年轻人才100人以上，博士后30人以上，培育优秀青年科研骨干至少20位。
二、研究内容和课题设置的调整
根据国内外发展趋势及国内已有基础，结合前两年的科研进展，进一步确立以下研究内容：
1. 重点研究作物能量吸收和传递、激发能在两个光系统之间均衡分配、维持高效转能调控机制，揭示与提高光能吸收、传递和转化效率密切相关基因功能和调控机理。
2. 重点研究作物光合碳同化途径的网络调控机理、光合同化产物优化分配的调节机制；光合电子传递、质子转移与光合碳同化的动态衔接及其协调机制；以及作物光合功能期维持的分子机制。
3. 重点研究作物光氧化的分子遗传特性、光合作用光破坏与光保护的环境调节分子机理，揭示参与光合作用光保护调控的重要功能基因的作用方式和调控机制，建立与抗光氧化特性的基因调控网络。
4. 在机理研究基础上，光合作用专家与作物遗传育种专家紧密配合，建立主效QTL位点和关键基因的分子标记，并用于辅助选择创制高光效新材料，结合群体光合效率的改善，利用常规育种、分子辅助选择和转基因等技术手段，选育出光能利用效率和生物量提高的稻麦新品系（种）。
为了集中、深入地研究光合作用传能和转能的机理和调控原理，本项目设置课题之间进一步加强联系和合作，及时分享科研成果。
并且前5个研究课题在研究思路和目标上为第六课题服务，以实现光能利用效率和生物产量提高10%的指标：
课题1：光合作用光能有效传递和分配的调控机制
本课题的研究内容包括比较不同基因型和生态型作物能量吸收和传递的差异；利用基因定点突变技术，研究激发能在两个光系统之间的分配与平衡，类囊体膜如何调节光能在两个光系统之间的分配；研究状态转换中磷酸化调节的多种机制及其生理意义。
本课题研究目标是揭示作物光合作用激发能在两个光系统均衡分配的机制
以及光能有效传递和分配相关调控基因的功能。
课题承担单位：北京大学
课题负责人：赵进东
主要学术骨干：赵进东、匡廷云、杨春虹
参加人员：王可玢、秦晓春、胡朝辉、张颖、陈新等
经费比例：18%
课题2：光合作用光能高效转化的分子遗传基础
本课题的研究内容涉及利用水稻突变体群体，筛选与光能高效转换有关的突变体并研究关键调控基因的功能和作用机制；构建叶绿体蛋白图谱和差异功能蛋白图谱，发掘一批参与光合功能关键调控蛋白并研究其功能；利用DNA芯片等高通量分析技术，比较不同遗传背景下叶绿体和核基因的时空表达模式，研究核与质体之间信号传导的本质和光合功能调控的机理。
本课题的研究目标是揭示作物光合作用维持高效转能的分子遗传机制。
课题承担单位：中国科学院植物研究所
课题负责人：张立新
主要学术骨干：张立新、杜林方、林宏辉、刘科
参加人员：郭进魁、迟伟、邹美娟、马今方等
经费比例：20%
课题3：光合作用碳代谢的遗传控制规律
本课题的研究内容主要涉及水稻和小麦等作物碳同化途径中Rubisco羧化效率的调节机制；作物光合碳同化途径的网络调控及其机理；作物光合产物分配及向籽粒的有效运输的规律及其调控机制；作物源-库-流的协调与调节机制及其在发挥光合潜势和整合碳流中的作用。
本课题的研究目标是揭示作物光合作用碳代谢与同化产物优化分配规律。
课题承担单位：中国科学院植物研究所
课题负责人：卢从明
主要学术骨干：卢从明、温晓刚、冯丽洁
参加人员：卢庆陶、杨志攀、杨慧霞、尹燕、丁顺华、张爱红、张方等
经费比例：15%
课题4：光合同化力形成和碳同化的动态衔接与调控
本课题从系统生物学的角度主要研究水稻和小麦等作物光合作用光能转换过程中多条电子传递途径与质子动力势的相互关系及其调控机理；光合电子传递和跨膜质子梯度形成的机理；深入研究跨膜质子梯度对类囊体膜动态结构、电子传递的速率和途径及腺三磷合成等多方面的调控作用；研究循环及其它电子传递、质子转移过程与碳同化的动态衔接和调控机制；研究作物衰老相关的关键调控基因的功能、衰老信号传导途径及调控机制。
本课题的研究目标是揭示作物光合电子传递、质子转移与碳同化的动态衔接调控机制以及作物光合功能期维持的分子机制。
课题承担单位：中国科学院上海植物生理生态研究所，上海师范大学
课题负责人：陈根云
主要学术骨干：陈根云、沈允钢、黄继荣、米华玲、杨仲南、马为民等
参加人员：许大全、魏家绵、程建峰、张晓素、余庆波、陈凤梅
经费比例：15%
课题5：光合作用光氧化和光保护的分子机制
本课题的研究内容主要涉及研究水稻和小麦等作物光合作用环境作用抑制位点和作用机制；研究光合作用基因在不同环境条件下基因表达的调控，进行光保护相关基因的克隆、表达特征分析和功能分析，研究作物抗光氧化特性QTL定位及其与籽粒产量的关系，建立与抗光氧化特性相关的基因调控网络；研究光合作用叶黄素循环的功能及其分子调控机制；研究光合作用对环境胁迫的响应和相关抗逆代谢途径的调控机理；研究光合作用反应中心失活和修复循环调控的分子机理。
本课题的目标是阐明作物光氧化的分子遗传特性，以及光合作用光破坏与光保护的环境调节分子机理，为获得高光效及高光适应性的高产作物的生物工程提供有效的理论指导。
课题承担单位：山东农业大学
课题负责人：孟庆伟
主要学术骨干：孟庆伟、高辉远、赵世杰、杨兴洪、陈辉等
参加人员：孙旭武、陈彤、唐为江
经费比例：15%
课题6：提高农作物光能利用效率的应用研究
本课题在机理研究基础上，通过常规育种、分子标记辅助选择和转基因等技术，建立和完善主要农作物高光效分子设计育种体系。
充分利用我国在高光效遗传资源上的优势，在相关农作物栽培品种和野生近缘种中建立高光效研究的遗传群体，筛选、分离和鉴定高光效基因资源；建立主效QTL位点和关键基因的分子标记，并用于辅助选择创制高光效新材料，结合群体光合效率的改善，选育出光能利用效率提高的稻麦新品系（种）。
本课题的目标是建立主效QTL位点和关键基因的分子标记，选择创制高光效新种质，培育出光能利用效率在现有基础上提高10%以上的稻麦等新品系（种）。
课题承担单位：中国科学院遗传与发育生物学研究所，中国农业科学院作物研究所
课题负责人：储成才
主要学术骨干：储成才、王洁、雷财林、李宏伟等
参加人员：李明、胡江、颜美仙、张坤普、秦焕菊
经费比例：17%。