土壤養(yǎng)分ppt課件-資料下載頁
2025-05-06 23:37本頁面
【正文】 午睡 ” 造成的損失可達光合生產(chǎn)的 30%， 甚至更多 ， 所以在生產(chǎn)上應適時灌溉 ， 或選用抗旱品種 ， 增強光合能力 ， 以緩和 “ 午睡 ”程度 。 圖 34 桑葉光合速率隨著土壤水分減少的日變化 ； 量 圖中數(shù)字為降雨后的天數(shù) 植物的光能利用率 是指植物光合作用所累積的有機物所含的能量，占照射在單位地面上的日光能量的比率。 約為 1％ 概念 ?從理論上證明光能利用率可達 10%以上 ? 已知釋放 1分子 O2，需要 8～ 10光量子，產(chǎn)生 2NADPH+H+，同化1分子 CO2需要 2NADPH+H+，所以需要 8～ 10光量子，如果按 10個光量子計算，產(chǎn)生 1分子葡萄糖，需要同化 6分子 CO2，需要吸收的能量是 10 6 70 （以紫光計算），共需要吸收 17556KJ的能量。 1分子葡萄徹底氧化分解釋放的能量為686 =2867KJ，則光能利用率為 2867/17556≈16% 。 光能利用率為什么這么低？ （ 1） 輻射到地面的太陽光能只是可見光的一部分 （ 約占太陽總輻射能的 40～ 50%） 。 （ 2） 照射到葉面上的光能并未全部被吸收 ， 其中有10～ 15%被反射； 5%透過葉片 ， 雖然 80～ 85%被吸收 ， 但僅有 ～ %用于光合作用 ， 而大多以熱能消耗于蒸騰過程 （ ～ %） 。 （ 3） 葉片光合能力的限制 ， 以及呼吸消耗 ， CO2供應不足 ， 水分虧缺 、 礦質(zhì)營養(yǎng)不足等 。 二、提高光能利用率的途徑 1. 增加光合面積 （ 1）合理密植 （ 2）改變株型 2. 延長光合時間 (1) 提高復種指數(shù) (2) 補充人工光照 3. 提高光合效率 （ 1）增加 CO2濃度 （ 2）降低光呼吸 小 結(jié) ?光合作用是光合生物利用光能同化 . CO2生成有機物的過程。植物的光合作用能氧化水而釋放氧氣，它在光能轉(zhuǎn)化、有機物制造和環(huán)境保護等方面都有巨大的作用。 ?葉綠體是進行光合作用的細胞器。類囊體是光反應的場所，其膜上存在 PSⅠ 、 PSⅡ 、 Cytb6/f、 ATP酶四類蛋白復合體?；|(zhì)是暗反應的場所，內(nèi)含同化 . CO2的全部酶類。高等植物的光合色素有兩類： (1)葉綠素，主要是葉綠素 a和葉綠素 b； (2)類胡蘿卜素，其中有胡蘿卜素和葉黃素。葉綠素生物合成的起始物是 δ 氨基酮戊酸，該合成過程要有光照，并受溫度和礦質(zhì)元素等的影響。 ?根據(jù)能量轉(zhuǎn)變的性質(zhì)將光合作用分為三個過程： (1)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換，由原初反應完成； (2)電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學能，由電子傳遞和光合磷酸化完成；(3)活躍化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學能，由碳同化完成。 ?原初反應是反應中心中進行，包括光物理與光化學兩個階段。光物理指天線色素吸收光能，通過分子間能量傳遞，把光能傳給反應中心色素；光化學是指受光激發(fā)的反應中心色素發(fā)生光氧化還原反應。原初反應的結(jié)果，使反應中心發(fā)生電荷分離，產(chǎn)生的高能電子用于驅(qū)動光合膜上的電子傳遞。 ?電子傳遞是在光合膜上的電子或質(zhì)子傳遞體中進行的，非環(huán)式電子傳遞是按H2O→PSⅡ→PQ→Cytb 6/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→NADP +的順序進行。電子傳遞引起水氧化放氧， NADP+還原，同時使基質(zhì)中 H+向類囊體膜內(nèi)轉(zhuǎn)移，形成質(zhì)子動力。依質(zhì)子動力， H+由膜內(nèi)向膜外流經(jīng) ATP酶時會偶聯(lián) ATP的生成。 ATP與 NADPH合稱同化力，用于 CO2的同化。 ?碳同化的生化途徑有 C3途徑、 C4途徑與 CAM途徑。 C3途徑是碳同化的基本途徑，可分為羧化、還原和再生三個階段。每同化 1個 CO2要消耗 3個 ATP與 2個 NADPH。初產(chǎn)物為磷酸丙糖，它可運出葉綠體，在細胞質(zhì)中合成蔗糖，也可留在葉綠體中合成淀粉而被臨時貯藏。 C3途徑中固定CO2的酶為 Rubisco，它的活化需要 CO2與 Mg2+的參與。Rubisco具有羧化與加氧雙重功能， O2和 CO2互為羧化反應和加氧反應的抑制劑。 ? 光呼吸是與光合作用隨伴發(fā)生的吸收 O2和釋放 CO2的過程。整個途徑要經(jīng)過三種細胞器，即在葉綠體中合成乙醇酸，在過氧化體中氧化乙醇酸，在線粒體中釋放 CO2。由于光呼吸與光合作用兩者的底物均起始于 RuBP，且都受 Rubisco催化，因此，兩者的活性比率取決于 CO2和 O2的濃度比例。在 O2和 CO2并存的環(huán)境中，光呼吸是不可避免的。光呼吸釋放的 CO2可被光合再固定。 ? C4途徑需經(jīng)過兩種光合細胞，即在葉肉細胞的細胞質(zhì)中，由PEPC催化羧化反應，形成 C4二羧酸， C4二羧酸運至維管束鞘細胞脫羧，釋放的 CO2再由 C3途徑同化。根據(jù)形成 C4二羧酸的種類以及參與脫羧反應的酶類，可將 C4途徑分為 NADPME、NADME和 PCK三種亞類型。 ? CAM途徑的特點是：晚上氣孔開啟，在葉肉細胞質(zhì)中由 PEPC固定 CO2，形成蘋果酸；白天氣孔關閉，蘋果酸脫羧，釋放的CO2由 Rubisco羧化。 ?光合作用的進行受內(nèi)外因素的影響，主要因素有葉結(jié)構、葉齡、光照、 CO2濃度、溫度和 N素。在適度范圍內(nèi)提高光強、 CO2濃度、溫度和葉片含 N量能促進光合作用。內(nèi)外因素對光合作用的影響不是獨立的，而是相互聯(lián)系，相互制約的。 ?光能利用率是指植物光合產(chǎn)物中貯存的能量占光能投入量的百分比。按理論計算可達 15%，而目前高產(chǎn)田為 1%～ 2%。作物栽培的本質(zhì)是將日光能轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惪衫玫幕瘜W能，采用合理的栽培措施，增加光合面積，延長照光時間，就能提高作物的凈同化率、光能利用率和作物的光合產(chǎn)量。 ?由于 PEPC對 CO2的親和力高，且 C4途徑的脫羧使 BSC中 CO2濃度提高，所以這就促進了 Rubisco的羧化反應，抑制了 Rubisco的加氧反應；另外， BSC中即使有光呼吸的 CO2釋放，也易于被再固定。因此 C4植物的光呼吸低，光合速率高。
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