光合作用2011材料.ppt

本章学习的主要内容 光合作用的重要性 叶绿体及光合色素 碳同化的机理 影响光合作用的因素 植物对光能的利用 一、光合作用概念和光合作用的实质 希尔反应 1939年英国剑桥大学的希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气 4Fe3++2H2O 4Fe2++4H++O2 同位素追踪： 光反应和暗反应： 根据能量转变的性质，将光合作用分为三个阶段(表1)： 1.光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成； 2.电能转变为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成； 3.活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。 碳同化类型 §4-8 光合作用与产量形成—、植物的光能利用率 从理论上证明光能利用率可达10%以上 已知释放1分子O2，需要8～10光量子，产生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个光量子计算，产生1分子葡萄糖，需要同化6分子CO2，需要吸收的能量是10×6×70×4.18KJ（以紫光计算），共需要吸收17556KJ的能量。 1分子葡萄彻底氧化分解释放的能量为686×4.18KJ=2867KJ，则光能利用率为2867/17556≈16%。 二、提高光能利用率的途径 (四)水分 水分亏缺会使光合速率下降。在水分轻度亏缺时，供水后尚能使光合能力恢复，倘若水分亏缺严重，供水后叶片水势虽可恢复至原来水平，但光合速率却难以恢复至原有程度(图33)。 因而在水稻烤田，棉花、花生蹲苗时，要控制烤田或蹲苗程度，不能过头。 图33 向日葵在严重水分亏缺时以及在复水过程中 叶水势、光合速率、气孔阻力、蒸腾速度的变化 水分对光合作用的影响有直接的也有间接的原因。直接的原因是水为光合作用的原料。但是用于光合作用的水不到蒸腾失水的1%，因此缺水影响光合作用主要是间接的原因 水分亏缺降低光合的主要原因有： (1)气孔导度下降 (2)光合产物输出变慢 (3)光合机构受损 (4)光合面积扩展受抑 水分过多 当水分亏缺时，叶片中脱落酸量增加，从而引起气孔关闭，导度下降，进入叶片的CO2减少。 水分亏缺降低光合的主要原因有： (1)气孔导度下降 (2)光合产物输出变慢 (3)光合机构受损 (4)光合面积扩展受抑 水分过多 水分亏缺会使光合产物输出变慢，加之缺水时叶片中淀粉水解加强，糖类积累，结果引起光合速率下降。 水分亏缺降低光合的主要原因有： (1)气孔导度下降 (2)光合产物输出变慢 (3)光合机构受损 (4)光合面积扩展受抑 水分过多 缺水时叶绿体的电子传递速率降低且与光合磷酸化解偶联，影响同化力形成。严重缺水还会使叶绿体变形，片层结构破坏，这些不仅使光合速率下降，而且使光合能力不能恢复。 水分亏缺降低光合的主要原因有： (1)气孔导度下降 (2)光合产物输出变慢 (3)光合机构受损 (4)光合面积扩展受抑 水分过多 在缺水条件下，生长受抑，叶面积扩展受到限制。有的叶面被盐结晶、被绒毛或蜡质覆盖，这样虽然减少了水分的消耗，减少光抑制，但同时也因对光的吸收减少而使得光合速率降低。 水分亏缺降低光合的主要原因有： (1)气孔导度下降 (2)光合产物输出变慢 (3)光合机构受损 (4)光合面积扩展受抑 水分过多 也会影响光合作用。土壤水分太多，通气不良妨碍根系活动，从而间接影响光合；雨水淋在叶片上，一方面遮挡气孔，影响气体交换，另一方面使叶肉细胞处于低渗状态，这些都会使光合速率降低。 小结 水分轻度亏缺时，供水后尚能使光合能力恢复，倘若水分亏缺严重，供水后叶片水势虽可恢复至原来水平，但光合速率却难以恢复至原有程度。 土壤水分太多，通气不良妨碍根系活动，间接影响光合；雨水淋在叶片上，遮挡气孔，影响气体交换，另一方面使叶肉细胞处于低渗状态，这些都会使光合速率降低。 水过多 (1)气孔导度下降，进入叶片的CO2减少 (2)光合产物输出慢　糖类积累，光合速率下降 (3)光合机构受损　叶绿体结构破坏 (4)光合面积扩展受抑　生长受抑 间接 影响 水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。但是用于光合作用的水不到蒸腾失水的1%，因此往往不成为缺水影响光合作用的主要原因。 直接 影响 水分亏缺 （五）矿质营养 矿质营养在光合作用中的功能： 1.叶绿体结构的组成成分 如N、P、S、Mg是叶绿体中构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可缺少的成分。 2.电子传递体的重要成分 如PC中含Cu，F