光合作用光能的吸收、转化及不同类型植物的光合测定与应用的虚拟仿真实验

实验目的

       通过虚拟仿真实验项目将抽象概念转化为直观、可控的仿真图形并深入浅出地开展实验，使学生能够逐步的理解光能的吸收与转化的过程，学会不同类型植物光合测定的方法，并能根据不同植物的光合特性应用于家庭绿化植物的配置设计中，提高学生专业兴趣和理论联系实际的能力。

实验原理（或对应的知识点）

1. 光能的吸收与转化的过程

2. C3、C4和CAM植物及阳生和阴生植物光合特性差异及对不同光环境的适应特点

3. 根据家庭住宅不同光照环境及功能选择不同家庭绿化植物进行配置

实验方法与步骤：

登录点开始实验后，首先显示加载画面，然后出现从左到右三个子实验，分别是实验一、实验二和实验三，虚拟实验操作方法见下面的详细说明。

 

实验一（光合作用光合吸收、转化）操作步骤

1.  通过拖动左边背包中的元素到右边的对应位置来组装PSⅡ反应中心、PSⅠ反应中心及ATP合酶等3个复合体的三维结构模式图，鼠标指在元素上会有相关的文字介绍。

2.  PSⅡ反应中心、PSⅠ反应中心及ATP合酶组装成功后，点击“动态模拟”按钮观看构建完整的光合作用电子传递链并在光驱动下水裂解释放O2、合成ATP及NADPH。

3.  点击右上角“PSⅡ、PSⅠ、ATP、整体”按钮可以查看每个组分的详细反应过程。

实验二（不同类型植物光合测定）操作步骤

该实验主要分为光合仪结构认知、光合仪的原理、测量方法介绍、仪器组装及检查、野外测量、注意事项六部分，通过点击右侧菜单栏选择所学部分。接下来重点介绍野外测量：

实验材料为水稻（C3植物）、玉米（C4植物）。

1.净光合速率的测定

（1）进行日常检查和预热

（2）设定干燥管和苏打管的位置

（3）设定流速

（4）设定CO2浓度

（5）建立文件

（6）夹叶片

（7）设定叶面积

（8）设定光合作用强度

（9）匹配样本室和参比室

（10）记录数据

2.光响应曲线的测定

（1）进行日常检查和预热

（2）设定干燥管和苏打管的位置

（3）建立文件

（4）夹叶片

（5）设定叶面积

（6）设定CO2浓度

（7）选择“LightCurve2”进入光响应曲线的自动测量程序

（8）输入光强变化梯度

（9）绘制光响应曲线并计算表观量子效率、最大净光合速率、光饱和点和光补偿点

3.CO2响应曲线的测定

（1）进行日常检查和预热

（2）设定干燥管和苏打管的位置

（3）建立文件

（4）夹叶片

（5）设定叶面积

（6）设定光合作用强度

（7）选择“A-CiCurve2”进入CO2响应曲线的自动测量程序

（8）输入CO2浓度变化梯度

（9）绘制CO2响应曲线并计算羧化效率、最大净光合速率、CO2饱和点和CO2补偿点

实验三（不同类型植物在居家布置的应用）操作步骤

1. 实验通过W、A、S、D键和上、下、左、右键均可控制植物前、后、左、右移动。按下鼠标右键同时拖动鼠标可旋转视角。

2. 点击屏幕左侧菜单栏选择植物，点击想要放置的位置，点击鼠标左键[放置]将植物放置好，鼠标停在植物上面可点击鼠标左键弹出[移除][放大][缩小]按钮，确定后即可移除、放大、缩小植物。

3. 学生自主选择不同植物对住房如阳台、客厅、卧室及洗手间等地方进行绿化配置，学会对家庭居室进行绿化植物的配置。