高级植物生到理课件.ppt

（2）光合酶系 在高CO2浓度下，叶片的可溶性蛋白含量、Rubisco的含量与活性均表现下降趋势。 （3）光化学系统 chl含量下降，chla/chlb比值、PSII量子效率变化不大。 （4）光合产物积累与分配 长期生长在高CO2浓度下，导致淀粉积累、蔗糖合成增加。 对光合产物的分配影响与N素营养有关： 高N，高CO2浓度下：光合产物输出减少 低N，高CO2浓度下：光合产物输出增多 （4）光呼吸和暗呼吸 光呼吸：降低。与CO2与O2对Rubisco的竞争有关 暗呼吸：降低。第一是由于CO2固定增加，使观测 到的呼吸速率相对减少；第二是由于CO2 影响细胞pH，进而影响呼吸酶系统的活 性。 五、矿质营养 ●N、P、K不足：光合下降。主要是酶活性下降 ●Mg、Fe不足：减少chl合成 ●Ca、Mn不足：影响光合放氧 ●重金属过多：抑制PSII活性、降低电子传递效 率，抑制非环式光合磷酸化。同 时影响酶活性。 第四章 逆境下光合作用的限制部位 从上一章所述可知，几乎所有的不良环境都会导致光合速率的下降，那么，这些环境胁迫是如何引起叶片光合速率下降的呢？是在CO2从空气向叶绿体羧化部位的传导过程中，还是在CO2的固定、还原过程中？还是在同化力形成过程中？如果能对这些问题作出满意的回答，对于深入了解光合作用的调控机理，获得高产、优质、高效是非常有益的。 一、光合作用的气孔限制和非气孔限制 （一）限制因子定律 限制因子定律：如果一个过程受多种因子的制约，则这些因子中处于最低水平或最不能满足过程要求的因子，将成为限制整个过程速度的关键因子。只有提高了限制因子的水平，整个过程的速度才能增加。 水桶理论模型。 （二）蒸腾与光合过程中水气和CO2扩散阻力的分析 从生态生理角度来看，光合与蒸腾分别是水分子和CO2通过叶片的内外交换过程，其主要通道是气孔，光合与蒸腾速率可分别用CO2和水蒸气分子的扩散通量来表示（mol.s-1）。扩散的动力是叶内外气体的浓度差。 按照费克扩散定律，扩散途径中气体的扩散通量与扩散途径的浓度差成正比，而与扩散阻力成反比。 对于蒸腾速率，其关系式是： ΔC Tr＝ Σr ΔC=Ci－Ca 对于光合作用： ΔC’ Pn＝ Σr’ ΔC’=Ca’－Ci’ 但是，光合作用的情况与蒸腾作用不同，CO2从大气进入叶肉并没有完成扩散的全过程，CO2必须到达叶绿体的羧化部位，才能被同化，才算完成了扩散。CO2在液相中的扩散阻力更大。所以，光合和蒸腾的总阻力是明显不同的。 这个问题与分段电路中的欧姆定律相似，可把总阻力分成若干小段，分别加以考察。在同一扩散途径中，各阻力可视为串联，而不同扩散途径（如气孔扩散与角质扩散）阻力可视为并联。在同一扩散途径的各个小段，其扩散通量（相当于电流）是相等的。 按照以上原则，可把扩散阻力分为以下几段： 1、界面层阻力rL和rL’: 指叶面空气滞留层对气体扩散造成的阻力。它与叶表面的性质、叶片大小、风速等有关。 2、气孔阻力rs和rs’: 指气孔对气体扩散的阻力，其大小取决于气孔密度、孔口大小和张开度。 3、叶肉阻力rm’: 指CO2在叶肉细胞扩散的阻力。 rm’ 包括：细胞壁阻力 原生质膜阻力 细胞溶质阻力 叶绿体被膜阻力 羧化阻力（其倒数是羧化效率） 根据以上原则，蒸腾和光合阻力的表达式为： Ci－Ca Tr＝ rL ＋ rs Ca’－Ci’ Ca’－Cchl’ Pn＝ ＝ rL’＋rs’