植物生理學(xué)第四章光合作用-資料下載頁
2025-05-03 06:11本頁面
【正文】 是指單位時間單位植物葉面積通過光合作用吸收的二氧化碳或放出的氧氣或合成的干物質(zhì)的量。 通常測得的光合速率已經(jīng)減去了呼吸消耗，所以稱為表觀光合速率。 真光合速率 =表觀光合速率 +呼吸速率（一）光1. 光強(qiáng) (圖 422) 光飽和現(xiàn)象、光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)。 植物所需的最低光照強(qiáng)度，必須高于光補(bǔ)償點(diǎn)， 才能正常生長。 C4植物的光飽和點(diǎn)高于 C3植物。2. 光質(zhì)（二）溫度：最適溫 2530℃（三） CO2 CO2飽和點(diǎn)、 CO2補(bǔ)償點(diǎn) C4植物的 CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于 C3植物。（四）礦質(zhì)元素 N、 Mg、 Fe、 Mn、 Cu、 S、 Cl、 K、 P（五）水分：水分是光合作用的原料；影響氣孔開度； 影響光合產(chǎn)物輸出。（六）光合速率的日變化一、植物的光能利用效率（一）光能利用率 指植物光合作用所累積有機(jī)物中含的化學(xué)能量占同一期間照射在單位地面上的日光能的比率。一般為 15%，理論值大約 10% 。（二）光能利用率不高的原因第七節(jié) 植物對光能的利用二、提高光能利用率的途徑（一）延長光合時間 （二）增加光合面積 （三）提高光合效率 CO2濃度 三、 C3植物與 C4植物的光合特征比較：1. C3植物的整個光合作用都是在葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi)進(jìn)行，光合產(chǎn)物積累在葉肉細(xì)胞內(nèi)，維管束鞘的薄壁細(xì)胞中不積累光合產(chǎn)物； C4植物的整個光合作用是在葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞中共同進(jìn)行的，但光合產(chǎn)物僅在維管束鞘的薄壁細(xì)胞中形成和積累。2. C4植物較 C 3植物具有較強(qiáng)的光合速率。因?yàn)椋? （ 1） CO2補(bǔ)償點(diǎn) （ 2）羧化酶體系 （ 3）葉片結(jié)構(gòu) （ 4）光合產(chǎn)物輸出 （ 5）光飽和點(diǎn)一、解釋下列名詞：原初反應(yīng) 、同化力、 紅降現(xiàn)象、愛默生效應(yīng)、熒光現(xiàn)象、光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn) CO2飽和點(diǎn) CO2補(bǔ)償點(diǎn)、光合鏈 、二、問答題 ?光合作用有何重要意義 ?？？每一階段的特點(diǎn)是什么？4. 試述 C3植物與 C4植物的光合特征比較。？結(jié) 束PM48M是目前國際上 唯一能直接、同時監(jiān)測植物光合速率、蒸騰速率、植物生長環(huán)境因子和植物生長狀況的自動監(jiān)測儀器。該系統(tǒng)可連續(xù)、自動測量和記錄植物的光合速率、蒸騰速率，葉片溫度、莖流、莖桿微變化、莖桿與果實(shí)生長、環(huán)境因子等參數(shù)。外膜類囊體基質(zhì)內(nèi)膜類囊體腔基粒葉綠體的結(jié)構(gòu)葉綠體的結(jié)構(gòu)（ 1）葉綠體膜（ chloroplast membrance） 又稱 “外被 ”（ outer envelope） 構(gòu)成：雙層膜（外膜和內(nèi)膜）。內(nèi)膜有選擇性，是控制代謝物質(zhì)進(jìn)出葉綠體的屏障。（ 2）間質(zhì)（基質(zhì)）（ stroma） 間質(zhì)－－葉綠體膜以內(nèi)的基礎(chǔ)物質(zhì)間質(zhì)。 ① 主要成分：水、可溶性蛋白質(zhì)（酶）、其 他代謝活躍物質(zhì)； ② 狀態(tài)：高度流動； ③ 功能：形成和貯藏光合產(chǎn)物淀粉。（ 3）片層系統(tǒng) ① 片層（ lamella）或類囊體（ thylakoid）：由單層 膜圍成的扁平小囊。 ② 基粒（ grana）：由 2個以上類囊體垛疊在一起構(gòu)成 的顆粒； ③ 基粒類囊體（ gana thylakoid）或基粒片層 （ grana lamella）：基粒中的類囊體。 ④ 基質(zhì)類囊體（ stroma thylakoid）或基質(zhì)片層 （ stroma lamella）：連接基粒之間的類囊體。 PSⅡPSⅠCytb6fATP合酶類囊體垛疊形成基粒的意義： ，更有效地收 集光能； ，有利于代謝的進(jìn)行。 光合色素主要集中在類囊體膜上， 光能的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換在此進(jìn)行。 所以類囊體膜也稱光合膜（ photosynthetic membrane）。葉綠素a和b的結(jié)構(gòu)式葉綠醇?胡蘿卜素葉黃素?胡蘿卜素和葉黃素的結(jié)構(gòu)式類胡蘿卜素的分子結(jié)構(gòu)類胡蘿卜素的分子結(jié)構(gòu)葉綠素 b波長 (nm)400 500 600 700葉綠素 a和 b在乙醚中的吸收光譜 胡蘿卜素和葉黃素在乙烷中的吸收光譜400 420 440 460 480 500 520波長 (nm)葉綠素 a胡蘿卜素葉黃素葉綠體色素的吸收光譜葉綠體色素的吸收光譜熒光與磷光現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：熒光與磷光現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：色素分子吸收光后的能量轉(zhuǎn)變?nèi)~綠素的生物合成激發(fā)能的傳遞和作用中心對激發(fā)能的傳遞和作用中心對 激發(fā)能的捕獲激發(fā)能的捕獲h? P DA h? 光合單位 P DA —— 作用中心色素（ P），原初電子供體（ D）和原初電子受體（ A）氧化還原中點(diǎn)電勢光合電子傳遞鏈光合電子傳遞鏈光合碳循環(huán)羧化階段還原階段還原階段3磷酸甘油醛DHAP異構(gòu)酶二磷酸醛縮酶FBP磷酸酶轉(zhuǎn)酮酶SBP醛縮酶SBP磷酸酶轉(zhuǎn)酮酶R5P磷酸異構(gòu)酶核酮糖 5P差向異構(gòu)酶Ru5P激酶注：每一條線代表1mol代謝物的轉(zhuǎn)變＋ 3H2O＋ 3H+草酰乙酸（ OAA）PEPC4酸 C4酸C3酸C3酸酸蔗糖淀粉C3途徑C4酸C4途徑C4途徑葉肉細(xì)胞 維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞 維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞 維管束鞘細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)C3和 C4植物葉片解剖結(jié)構(gòu)比較CAM植物晚上 （ → ） 和白天 （ → ）的光合途徑PEPOAAMalCO2 MalFBPG6P淀粉 CO2 PyrC3途徑 液泡葉綠體線粒體CAM途徑的生化歷程：淀粉和蔗糖分別在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)中合成CO2 RuBP羧 化 /加氧 酶 （ Rubisco） 具有雙重催化功能： 可催化 RuBP的羧化反應(yīng)也可催化 RuBP的加氧反應(yīng)。 羧化與加氧反應(yīng)的相對速度取決于 RuBP周圍 O2和 CO2相對濃度。 PuBP+CO2+O2PGAPGAPGA磷酸乙醇酸卡爾文循環(huán)H2O Pi 乙醇酸 光呼吸C4植物光呼吸低于 C3植物，稱為低光呼吸植物。光呼吸代謝途徑 (酯 )酶， ， 乙醛酸轉(zhuǎn)氨酶， 甲基轉(zhuǎn)移酶 ， 谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶， ， 7. 甘油酸激酶 ， RuBP葉綠體 過氧化物體線粒體磷酸乙醇酸 乙醇酸 乙醛酸 甘氨酸 甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸羥基丙酮酸甘油酸3PGACO2① ② ③④⑤⑥⑦⑧光呼吸的過程 光強(qiáng)對光合速率的影響25 20 15 10 5 0 5 CO2對光合速率的影響25 20 15 10 5 0 5CO2CO2補(bǔ)償點(diǎn)CO2飽和點(diǎn)三種類型植物的光合特性比較
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