棉花光合作用影响的因素和解决
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棉花光合作用影响的因素和解决
研究内容
棉花的主要成分是纤维素（占87-90%）。纤维素是葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而形成的葡聚糖。通常含数千个葡萄糖单位，是植物细胞壁的主要成分。
根据光合作用效率提高棉花的生产率，光合作用是绿色植物生命活动的重要组成部分，是产量形成的基础。本实验中测定使棉花光合作用影响的因素和解决这些问题。
研究意义
我国是一个农业产品基础的一个国家，我国农村经济的基础是生产农业产品。这些农业产品中棉花是最基本之一。我国农村是播种棉花的，棉花的经济收入也好的，棉花的作用也是普遍的，在生活中却也不可的产品之一。可是有些原因严重的影响棉花的质量和产量，也是降低了棉花的产量。这个对农民带来了一些经济压力。
棉花的主副产品都有较高的利用价值，正如前人所说“棉花全身都是宝”。它既是最重要的纤维作物，又是重要的油料作物，也是含高蛋白的粮食作物，还是纺织、精细化工原料和重要的战略物资。因此，必须努力使棉花增产，搞好综合利用，增产增值，以增加棉农收入和满足国民经济发展多方面的需要。
拟解决的关键科学问题：
那些因素影响棉花的棉花的光合作用率？
怎么能速进光合作用的效率？
怎么能解决影响光合作用的因素？
研究方案
H2O→2H+ 1/2O2（水的光解）
NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢）
ADP+Pi→ATP （递能）
CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定）
C3化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+ C5化合物+H2O（有机物的生成或称为C3的还原）
ATP→ADP+PI（耗能）
能量转化过程：光能→不稳定的化学能（能量储存在ATP的高能磷酸键）→稳定的化学能（糖类即淀粉的合成）
根据速进棉花的光合作用速进身陈代谢。光合作用的主要碳水化合物。光合作用中最主要的产物是碳水化合物，（即三碳途径与四碳途径形成的产物）其中包括单糖、双糖和多糖。单糖中最普遍的是葡萄糖和果糖；双糖是蔗糖；多糖则是淀粉。在叶子里，葡萄糖常转变成淀粉暂时贮存起来。但有些植物如葱、蒜等叶子在光合作用中不形成淀粉，只形成糖类。光合作用的产物除碳水化合物外，还有类脂、有机酸、氨基酸和蛋白质等。在不同条件下，各种光合产物的质和量均有差异，例如，氮肥多，蛋白质形成也多，氮肥少，则糖的形成较多，而蛋白质的形成较少；植物幼小时，叶子里蛋白质形成多，随年龄增加，糖的形成增多；不同光波如蓝紫光下则合成蛋白质较多，山区的小麦蛋白质含量高、质地好就是这个道理，在红光下则合成碳水化合物较多。所以光合作用产物不是固定不变的。在不同情况下，可以发生质和量的变化。
试验方法
光合作用是绿色植物在光下把二氧化碳和水合成有机物（葡萄糖等），同时放出氧气的过程。本实验应用对比的方法：（1）绿叶能制造葡萄糖；（2）绿叶必须在光的作用下才能制造出葡萄糖。
本实验分部观察棉花的光、温度、水分、空气和矿质成分等方面的光合作用率。
1）光：在三种光在三个阶段下观察，早上（611点），中午（11~15点），下午（15~20点），第一组太阳光下；第二组紫外线光下；第三组红外线光下，其他条件相同，观察光合作用率。 2）温度：分三个组，第一组放在40~60℃下：第二组放在25~40℃下；第三组放在10~25℃下，其他条件相同，观察光合作用率。
3）水分：分四个组，第一组15天一次放水；第二组一个一次放水；第三组45天一次放水，第四组两个月一次放水，其他条件相同，观察光合作用率。
4）空气：分两个组，第一组放在外界环境空气中；第二组放在无空气的环境中，其他条件相同，观察光合作用率。
5）矿质成分：钙、镁、锌、铁、铜、锰、硼、氯、钼等元素对棉花生长的作用影响的。分九个组，每个组的土壤中有一种元素，其他条件相同。观察光合作用率。
光——> 绿叶 ——> 叶绿体 ——> 葡萄糖 ——> 纤维素 ——> 棉花
关键技术
效自然界的光合作用，利用纳米大小的光感应材料将光能转换成电能，由此产生氧化还原酶反应。简而言之，这是一种利用光能生成精密化学物质的技术。这种人工光合作用技术有望成为绿色生物工程研发的开端，凭借该技术能够利用太阳能生产具有高附加值的各种精密药品。
本项目的特色
根据光合作用与使用激素提高棉花的生产率，努力使棉花增产，搞好综合利用，增产增值，以增加棉农收入和满足国民经济发展多方面的需要。
本项目的创新之处
通过对光合作用发现过程中的几个经典实验的分析、讨论，使我感受到科学发现的艰难，科学方法培养的重要性。培养自己严谨的科学态度，激发创新意识。生产高质量的、又大又软的棉花。
年度研究计划
（一）年度研究计划及预期研究结果 第一段：测定棉花的光合作用身陈代谢
第二段：根据本实验结果观察棉花的生产量。
（二）研究基础与工作条件
1、工作基础：先要准备药品和仪器。选好棉花生长的环境。
药品:九种元素尿素。
2、工作条件径：首先要准备以前同样环境中生长的棉花呀（或者播种）
（三）经费申请说明
材料费：2000元
药品费：500元
仪器费：300元
交通费：50元
其他费：150元
总 计：3000元
研究内容及方法的主要参考文献：
[1] 许大全. 光合作用效率[M]. 上海: 上海科学技术出版社. 2002
[2] 金 、陈布圣. 棉花栽培生理[M]. 农业出版社.1987
[3] 沃林、菲利普. 植物的生长和分化的控制[M]. 河北省科学院生物研究所译.1981
[4] 钱凯先. 基础生命科学导论[M]. 化学工业出版社. 2007
[5] 沈显生. 生命科学概论[M]. 科学出版社.2007
