圖一光合作用示意圖
圖二光合作用示意圖
081.光合作用的基本定義是什麼?
答：光合作用的定義包括含義和功能兩層意思：
(一)光合作用的含義：光合作用通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能，把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有機物，同時釋放氧的過程。
(二)光合作用的功能：綠色植物利用太陽的光能，同化二氧化碳()和水()製造有機物質並釋放氧氣的過程，稱為光合作用。光合作用所產生的有機物主要是碳水化合物，並釋放出能量。
圖三光合作用中供光呼吸的氣孔
082.光合作用的兩大意義是什麼?
答：一是能量轉換。二是調節大氣。
轉換能量：植物在同化無機碳化物的同時，把太陽能轉變為化學能，儲存在所形成的有機化合物中。每年光合作用所同化的太陽能約為，約為人能所需能量的10倍。有機物中所存儲的化學能，除了供植物本身和全部異養生物之用外，更重要的是可供人類營養和活動的能量來源。無機物變成有機物的重要途徑植物每年可吸收合成約的有機物。人類所需的糧食、油料、纖維、木材、糖、水果等，無不來自光合作用，沒有光合作用，人類就沒有食物和各種生活用品。換句話說，沒有光合作用就沒有人類的生存和發展。
圖四光合作用中葉綠體
(二)調節大氣：大氣之所以能經常保持21%的氧含量，主要依賴於光合作用(光合作用過程中放氧量約t/a)。光合作用一方面為有氧呼吸提供了條件，另一方面，的積累，逐漸形成了大氣表層的臭氧()層。臭氧層能吸收太陽光中對生物體有害的強烈的紫外輻射。植物的光合作用雖然能清除大氣中大量的，但大氣中的濃度仍然在增加，這主要是由於城市化及工業化所致。
083.推動光合作用的能源和動力是什麼
答：是二氧化碳和微藻，包括細菌類微藻。
084.什麼是光合速率?影響光合速率的內外因素是什麼
答：光合速率和影響光合速率的內外因素是：
(一)光合速率的基本含義：光合速率通常是指單位時間、單位葉面的吸收量或的量，也可用單位時間、單位葉面積上的乾物質積累量來表示。
(二)影響光合速率的內外因素：包括葉片發育和結構、光合產物的輸出兩部分。外部因素包括光照、二氧化碳、溫度、水分礦物質營養、光合速率日變化六個部分。
圖五光合作用與卡爾文循環
085.什麼是卡爾文循環?什麼是C3類植物和C3循環?
答：二戰之後，美國加州大學伯利克分校的馬爾文·卡爾文在實驗中發現，標記有C的CO2很快就能轉變成有機物。在幾秒鐘之內，層析紙上就出現放射性的斑點，經與已知化學物比較，斑點中的化學成分是3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate，PGA)，是糖酵解的中間體。
(一)卡爾文循環與C3途徑：這第一個被提取到的產物是一個三碳分子，所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑，這一循環又稱卡爾文循環。
(二)卡爾文循環與C3植物：後來研究還發現，CO2固定的C3途徑是一個循環過程，人們稱之為C3循環。C3類植物(碳三植物)，如米和麥，二氧化碳經氣孔進入葉片後，直接進入葉肉進行卡爾文循環。將通過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。
而C3植物的維管束鞘細胞很小，不含或含很少葉綠體，卡爾文循環不在這裡發生。
圖六光合作用與哈奇-斯萊克途徑
086.什麼是哈奇-斯萊克途徑?什麼是C4類植物?
在20世紀60年代，澳大利亞科學家哈奇和斯萊克發現玉米、甘蔗等熱帶綠色植物，除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文循環外，CO2首先通過一條特別的途徑被固定。
哈奇-斯萊克途徑和C4植物：這條途徑也被稱為哈奇-斯萊克途徑(Hatch-Slack途徑)，又稱四碳二羧酸途徑。C4植物主要是那些生活在乾旱熱帶地區的植物。在這種環境中，植物若長時間開放氣孔吸收二氧化碳，會導致水分通過蒸騰作用過快的流失。所以，植物只能短時間開放氣孔，二氧化碳的攝入量必然少。植物必須利用這少量的二氧化碳進行光合作用，合成自身生長所需的物質。
圖七C4類植物與C3類植物的異同
(二)C4類植物與C3類植物的異同：CO2同化的最初產物不是光合碳循環中的三碳化合物3-磷酸甘油酸，而是四碳化合物蘋果酸或天門冬氨酸的植物。又稱C4植物。如玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。而最初產物是3-磷酸甘油酸的植物則稱為碳三植物(C3植物)。
CO2同化的最初產物是光合碳循環中的三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物，稱為碳三植物(C3植物)，有如小麥、大豆、菸草、棉花等。C3植物比C4植物CO2補償點高，所以C3植物在CO2含量低的情況下存活率比C4植物來的低。
相比之下，C3植物細胞分工較C4植物不明確，CO2利用效率更低，在一定程度上可認為C3植物是植物中的「原核生物」，C4植物則更像」真核生物」。
087.什麼是景天科酸代謝途徑(CAM)?什麼是景天酸代謝?
這裡涉及景天科植物、景天酸代謝途徑兩個關鍵問題。
景天科植物及其分布：景天科植物分布在北半球大部分區域，品種繁多，大約有35屬1500餘種，中國有10屬約240餘種，另有多種引進作為觀賞花卉。本科植物為多年生肉質草本，夏秋季開花，花小而繁茂，各種顏色都有。表皮有臘質粉，氣孔下陷，可減少蒸騰，是典型的旱生植物，無性繁殖力強，所謂採葉即能種植生根。景天科植物植株矮小，由於是肉質，耗水肥很少，因此極易種植觀賞。景天科植物由於其矮小抗風，又不需要大量水肥，耐汙染，因此成為目前比較流行的屋頂綠化的首選植物。
圖八景天科植物虹之玉
(二)景天科酸代謝途徑(CAM)：景天科植物如景天、落地生根等葉子具有特殊的CO2固定方式。夜晚氣孔開放，吸進CO2，在PEP羧基酶作用下，與PEP結合，形成OAA，進一步還原為蘋果酸，積累於液泡中。白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸便運到胞質溶膠，在NADP-蘋果酸酶作用下，氧化脫羧，放出CO2，參與卡爾文循環，形成澱粉等。此外，丙糖磷酸通過糖酵解過程，形成PEP，再進一步循環。所以植物體在夜晚的有機酸含量十分高，而糖類含量下降;白天則相反，有機酸下降，而糖分增多。這種幼根機酸合成日變化的代謝類型，而最早發現於景天科植物，所以稱為景天酸代謝。
(三)景天酸代謝與C4植物：景天酸代謝(crassulaceanacidmetabolism,CAM)：如果說C4植物是空間上錯開二氧化碳的固定和卡爾文循環的話，那景天酸循環就是時間上錯開這兩者。行使這一途徑的植物，是那些有著膨大肉質葉子的植物，如鳳梨。這些植物晚上開放氣孔，吸收二氧化碳，同樣經哈奇-斯萊克途徑將CO2固定。早上的時候氣孔關閉，避免水分流失過快。同時在葉肉細胞中卡爾文循環開始。這些植物二氧化碳的固定效率也很高。
圖九景天科植物
088.碳氫核肥的核心原理是什麼?
作物生長所需大中微三種元素的來源、比重、作用一覽表
碳氫核肥的核心原理是在少用或不用化肥、化學農藥的前提下，以碳氫核肥為媒介，以太陽能為動力，以二氧化碳為能源，以土地為載體，把捕集、聚合空氣中的二氧化碳富集植物葉莖表面供作物吸收利用，增強光合作用，提高光合速率，夜間抑制光呼吸，積累作物生長必須的碳、氫、氧「三元素」，有效吸收、轉化土壤、空氣、水中的氮、磷、鉀等有機成分，充分推動作物的孕育、生長、成熟，達到低投、高產、優質的預期和回復作物原生態品質的目的。
傳統的化學農業或生態農業，無論施用多少化肥、有機肥和農藥，作物能夠吸收利用的二氧化碳永遠都停留在360PPM(每立方空氣的二氧化碳含量)。而在碳氫核肥媒介平臺作用下，光合生態、光合機制、光合方式都發生了深刻變化，它重組著陽光、空氣、水分、土地與作物生長生命信息過程傳播的鏈條，一個「萬物皆光合」的全媒介時空環境日益臻美，深深地影響並推動著作物生命生長周期的全過程，出現了自地球生物圈形成以來從未有過的作物成長周期中全程光合、全息光合、全員光合、全效光合的生命過程的深刻革命，在光合速率遞增過程中，作物吸收利用二氧化碳的能力從360PPM一路向600PPM——》900PPM——》1200PPM——》1500PPM——》1800PPM——》的高峰攀升，為作物低投、高產、優質提供了廣闊空間。
圖十景天科植物
089.碳氫科學的十大功能是什麼?
藍藻是地球上最古老的跨界生物：具有動物、植物、微生物的生命特徵。藍藻主要的營養成分由藻膽體和糖原顆粒等所組成。飽含葉綠素a、藻膽素、胡蘿蔔素、類胡蘿蔔素等光合色素。藍藻具有十大功能：
01.光電光合：能採收光能，以水作為電子來源進行光合作用;
02.固碳放氧：它具有固定二氧化碳，放出新鮮氧氣的強大功能;
圖十一原核分解示意圖
03.生物聚變：具有生物聚變功能，是惟一能在24h裂變24次的物種;
04.平衡給養：具有自給自養和平衡給養的強大功能;
05.原核分解：細胞中央的有核物質，具有強大的原核生命分解能力;
06.靶向運載：細胞中有環狀DNA質粒，具有靶向運載功能;
圖十二靶向運載給藥
07.生氫聚氮：具有在植物根莖中生氫和固氮的功能;
08.耐幹耐旱：乾燥標本存貯65～106年仍可保持活力;
09.耐高低溫：在54℃-35℃的溫度環境中可長期生存;
10.耐鹽耐鹼：在過飽和鹽水鹼水中可生長。
因此，藍藻具有動物、植物、微生物的基本生命特徵，是地球上迄今為止發現的惟一的跨界先鋒物種。
090.碳氫科學有哪十大創新價值?
與會領導、專家、學者一致確認，碳氫科學、碳氫農業、碳氫核肥——碳氫氧氮捕集技術擁有十大科技產業創新價值：
01.治理化學汙染：為國家治理化肥和化學農藥汙染提供了技術保證;
02.確保糧食安全：為國家確保糧食食品安全提供了技術保證;
03.低投高產優質：為中國農業低投高產優質提供了技術保證;
04.綠色生態有機：為中國發展綠色生態有機農業提供了技術保證;
05.恢復出口創匯：為中國恢復出口創匯農業提供了技術支撐;
06.恢復中醫中藥：為中國恢復中醫中藥產業提供了技術支撐;
圖十三「一帶一路」中醫藥發展論壇
07.續接生物鏈條：為中國續接生態生物鏈條提供了資源環境;
08.面源汙染治理：為中國治理山河面源汙染提供了技術保障;
09.全產業大融合：為中國實現新興農業全產業大融合改革提供了產業空間;
10.可複製可推廣：為中國新一輪農業革命提供了可推廣可複製的創新模式。
科技部《碳氫核肥製備關鍵技術與產業化應用》國家科技成果評價委員會
碳氫科學碳氫農業碳氫核肥系列科普知識1200問編輯委員會顧問
趙永志：農業部耕地質量建設與管理專家指導組專家
北京市土壤肥料工作站站長/研究員
趙同科：北京市農林科學研究院研究員
張能玲：中國科學院微生物研究所教授
賀紀正：中國科學院生態環境研究中心研究員
曹衛東：中國農業科學院資源區劃所研究員
李棟：中國農業大學工學院教授/博導
汪立君：中國農業大學食品學院教授/博導
田有國：農業部農業科技推廣服務中心研究員/處長
方雯霞：中國檢驗檢疫科學研究院高級農藝師
李臨西：科技部火炬計劃中心研究員
周衛：中國植物營養與肥料學會研究員
季恆寬：科技部中國高科技產業化研究會高級工程師
發布：中國國際碳氫核肥國際產業聯盟有限公司
中國國際碳氫農業科學研究院
山東碳匯農業科技有限公司
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