光合作用

關於這個模擬實驗

此模型讓學生置身於葉綠體內：類囊體堆疊中的光反應與基質中的卡爾文循環，會把光、二氧化碳和水轉化為糖和氧氣。兩個滑桿分別設定光照強度和 CO₂ 濃度，反應速率跟隨較少的一方，因此讀數會指出限制因子。計數器統計被使用和被製造的分子數目，最終穩定在方程式中的 6 : 6 : 1 : 6 比例。此模型很適合教授限制因子、讀懂速率圖表，並把平衡方程式與實際發生的過程連繫起來。

學生可以探索什麼

把「光照強度」設為 200，然後逐步調高，直至「製造的糖」停止上升。
保持光照強烈，並把「CO₂ 濃度」拖低至 100 ppm，觀察限制因子如何轉換。
每次調動滑桿後都閱讀「限制因子」讀數，並解釋它為何改變。
觀察「已用」和「製造」計數器，並將比例與 6CO₂ + 6H₂O 對 C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 作比較。
把光照設為 0，觀察即使 CO₂ 充足，速率仍會降至零。

學習目標

1寫出並詮釋光合作用的平衡方程式。
2指出光和二氧化碳都是可以限制速率的因素。
3解釋當其中一個因素變得短缺後，調高另一個因素為何不再有幫助。
4描述光反應和卡爾文循環在葉綠體中各自發生的位置。

教師常問的問題

光合作用模擬是免費的嗎？

是的。它可在任何現代瀏覽器上免費使用，包括白板和平板電腦。無需註冊、無需下載，亦無需任何外掛程式。

甚麼是限制因子？

限制因子是供應最短缺的投入物，它決定最高速率。在此模型中，製糖速率跟隨光與二氧化碳兩者中較少的一方，直至兩者都充足為止。

如何找出限制因子？

移動「光照強度」和「CO₂ 濃度」滑桿，並閱讀「限制因子」讀數。調高受限制的那一項，速率便會上升；但調高另一項則沒有任何改變。

一個葉綠體真的能製糖這麼快嗎？

不能。時間和分子數目為示意，並非真實單個葉綠體的數據。不過，比例是準確的：六個 CO₂ 與六個水分子製造一個葡萄糖和六個氧分子。

嵌入這個模擬實驗

免費嵌入你的學習平台、網誌或班級網頁。

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繼續探索

Zoom through five levels of photosynthesis in 3D: a leaf cross-section, a chloroplast, the thylakoid membrane with its electron transport chain and ATP synthase, the Calvin cycle and a 3D rate graph. Change light, CO₂ and temperature and record readings.

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免費的光合作用互動模擬實驗。在線動手探索光合作用——適合全班演示，也適合學生自主練習。

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Watch a plant work in 3D. Sunlight, carbon dioxide and water stream into the leaves, oxygen bubbles out and sugar runs down to the roots. Change light, CO₂, water and temperature, then find out which one is really holding the plant back.

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用燈照射水蘊草，數一數冒出的氧氣氣泡。記錄你的結果，找出限制因素，然後放大觀察葉片細胞和一個葉綠體。

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Explore an adult male reference body in 3D. Reveal 14 anatomical systems, search thousands of named structures, isolate organs, and pull 2,209 modeled pieces apart to see how the body is organized.

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由模型到紀錄

學生探索之後，用工作紙記錄他們的預測、觀察和解釋。

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