第四章-光合作用录像.ppt

叶绿素a和b的结构式 叶绿素的生物合成 激发能的传递和作用中心对激发能的捕获 ②双光增益效应 　　1957年，爱默生等人又观察到：在710nm远红光条件下，补充约650nm的红光，则量子产额大增，比这两种波长的光单独照射的总和还要多。 这种两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象称为双光增益效应或爱默生效应（Emerson effect）。 例如：红光处理放氧速度为100单位，远红光处理为20，而两种光一起照射，则增至160。 （二）ATP合酶 环式光合磷酸化与非环式光合磷酸化区别如下： 　　　　　　 非环式光合磷酸化　　　　　　　环式光合磷酸化 传递的电子　　不可循环　　　　　　　　　　　可循环 产物　　　　　ATP、NADPH＋H＋、O2　　　　ATP 光系统　　　　PSⅡ和PSⅠ共同完成　　　　　 只有PSⅠ参加　 ATP形成量　　2个ATP　　　　　　　　　　　 1个ATP CAM植物气孔开闭、CO2和有机酸含量的昼夜变化 C4植物较C 3植物具有较强的光合速率。因为： 1）C4植物的叶肉细胞内有PEP羧化酶，它对CO2的亲合力很强，酶活性很高，能够利用低浓度的CO2，CO2补偿点比较低。 2）C4植物具有C 3循环和C4循环，就起一个“CO2泵”的作用，把外界CO2“泵”入维管束鞘薄壁细胞，使其中［CO2］上升，改变Rubisco的作用方向，使其朝着羧化的方向进行。因此，C4植物在光下只产生少量的乙醇酸，光呼吸很低，几乎测不出来，故C4植物也称为低光呼吸植物或无光呼吸植物因此，C4植物的光呼吸低于C 3植物。 3）C4植物光呼吸的酶系主要集中在维管束鞘薄壁细胞中，光呼吸在其内进行，它外面的叶肉细胞内具有对CO2亲和力很大的PEP，所以，即使光呼吸在鞘细胞放出CO2，也很快被叶肉细胞再一次吸收利用，不易“漏出” 。 4）C4植物在维管束鞘薄壁细胞内发生卡尔文循环，所以有利于光合产物输出叶片（即光合产物输出的快）。 光抑制（photoinhibition）　 光能超过光合系统所能利用的数量时，光合速率下降，这种现象称为光抑制。它主要发生于PSⅡ。 光照过强时，尤其炎热的夏天，光合作用受到光抑制，光合速率下降。如果长时间强光，甚至会出现光氧化现象，光合色素和光合膜结构遭受破坏。低温、高温、干旱等不良环境因子会加剧光抑制的危害。 植物本身对光抑制有一定程度的保护反应。例如：叶子运动，调节角度去回避强光；叶绿体运动以适应光照强弱。又如，小麦幼苗在强光下，叶绿体中的捕光Chla/b蛋白复合体含量低于生长在弱光下的；而负担将光能转化为化学能的反应中心复合体含量，则前者大于后者。 以水稻为例 光能利用率 = 光合作用能利用的光波能量占太阳辐射能的比率（％）×叶子吸收光能的比率（％） ×叶子吸收光能转化为化学能的比率（％） ×净同化/总同化比率（％） = 50％×50％×23％×60％ = 3.45％ 叶绿素a和b的结构式 叶绿素的生物合成 激发能的传递和作用中心对激发能的捕获 光合碳循环 光呼吸代谢途径 （二）温度：最适温25--30℃ （三）CO2 CO2饱和点、CO2补偿点 C4植物的CO2补偿点低于C3植物。 （四）矿质元素 N、 P、 S、 Mg、 Fe、 Cu、 Mn、 Cl、 K、Zn （五）水分：水分是光合作用的原料；影响气孔开度； 影响光合产物输出。 （六）光合速率的日变化 CO2对光合速率的影响 25 20 15 10 5 0 -5 CO2 CO2补偿点 CO2饱和点 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积有机物中含的化学能量占同一期间照射在单位地面上的日光能的比率。一般为5%，理论值大约10%。 （二）光能利用率不高的原因 光合作用只能利用可见光 2. 漏光、反射光和透射光的损失 3.光饱和及环境条件 4.透入叶组织的光合有效辐射能只有一部分为光合色素所吸收 5.光能转变为化学能的能量转化率比较低 第七节 植物对光能的利用 二、提高光能利用率的途径 （一）延长光合时间 1.提高复种指数 2.补充人工光照 （二）增加光合面积 1.合理密植 2.改变株型 （三）提高光合效率 1.增加CO2浓度 2.降低光呼吸 3.高光效育种 4.喷施亚硫酸氢钠溶液 一、解释下列名词： 光呼吸、光饱和点、光补偿点、CO2