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第六节 影响光合作用的因素, 保护机理, 经济产量=生物产量*经济系数 - Coggle Diagram
第六节 影响光合作用的因素
三、外部因素
光照
光强-光合曲线
CO2吸收量等于CO2释放量,表观光合速率为零,这时的光强称为光补偿点
(2)强光伤害—光抑制
当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时,光会引起光合速率的降低,这个现象就叫光合作用的光抑制。
一般认为光抑制主要发生在PSⅡ
供体侧光抑制
受体侧光抑制
光质
在太阳幅射中,只有可见光部分才能被光合作用利用。
在600~680nm红光区,光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱大体
光照时间
从照光开始至光合速率达到稳定水平的这段时间,称为“光合滞后期” 或称光合诱导期
光对酶活性的诱导
光合碳循环中间产物的增生需要一个准备过程
光诱导气孔开启所需较长的时间,其是叶片滞后期延长的主要因素。
由于照光时间的长短对植物叶片的光合速率影响很大,因此在测定光合速率时要让叶片充分预照光。
(二)CO2
1.CO2-光合曲线
光下CO2浓度为零时叶片只有光、暗呼吸,释放CO2。图中的OA部分为光下叶片向无CO2气体中的CO2释放速率,通常用它来代表光呼吸速率。
.CO2供给
P= (Ca-Cc)/ (ra+rs+ri+rm)
光合速率与大气至叶绿体间的 CO2浓度差成正比,与大气至叶绿体间的总阻力成反比
CO2能显著提高作物的光合速率,这对C3植物尤为明显
(三)温度
最高温度
该高温下表观光合速率为零(45℃)
最适温度
能使光合速率达到最高的温度
最低温度
该低温下表观光合速率为零(0℃) )
(四)水分
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
)光合产物输出变慢
光合机构受损
(1)气孔导度下降
光合面积扩展受抑
(五)矿质营养
矿质营养在光合作用中的功能:
2.电子传递体的重要成分
3.磷酸基团的重要作用
1.叶绿体结构的组成成分
4.活化或调节因子
(六)光合速率的日变化
当光照强烈、气温过高时,光合速率日变化呈双峰曲线,大峰在上午,小峰在下午,中午前后,光合速率下降,呈现“午睡”现象,且这种现象随土壤含水量的降低而加剧。
引起光合“午睡”的原因
(3) 光合 产物淀粉等来不及分解运走,反馈抑制光合作用;
(4) 光呼吸增强;
(2) CO2浓度降低;,
(5)生理钟调控。
(1)大气干旱和土壤干旱(引起气孔导度下降);
二、内部因素
(一)叶的发育和结构
1.叶龄
叶绿体小,片层结构不发达,光合色素含量低,捕光能力弱;
光合酶,尤其是Rubisco的含量与活性低;
叶组织发育未健全,气孔尚未完全形成或开度小,细胞间隙小
幼叶的呼吸作用旺盛,因而使表观光合速率降低。
叶的结构
叶的结构如叶厚度、栅栏组织与海绵组织的比例、叶绿体和类囊体的数目等都对光合速率有影响。(一方面受遗传因素控制,另一方面还受环境影响)
C4植物的叶片光合速率通常要大于C3植物,这与C4植物叶片具有花环结构等特性有关
(二)光合产物的输出
光合产物积累到一定的水平后会影响光合速率的原因
反馈抑制。
淀粉粒的影响。
光合作用与作物生产
光能利用率
单位土地面积上植物光合作用积累的有机物所含的化学能,占同一期间入射光能量的百分率称为光能利用率
光能利用率不高的主要原因
光饱和浪费
环境条件不适及栽培管理不当
漏光损失,>50%
呼吸的消耗等
提高作物产量的途径
增加光合面积
延长光合时间
提高光合能力
减少有机物质消耗
增加CO2浓度
防除病虫草害
利用光呼吸抑制剂降低光呼吸
提高经济系数/收获指数
一、光合速率及表示单位 :光合速率通常是指单位时间单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量,(单位时间单位叶面积上的干物质积累量)
通常测定光合速率时没有把呼吸作用(光、暗呼吸)以及呼吸释放的CO2被光合作用再固定等因素考虑在内,因而所测结果实际上是表观光合速率或净光合速率,如把表观光合速率加上光、暗呼吸速率,便得到总光合速率或真光合速率。
保护机理
植物有多种保护防御机理,用以避免或减少光抑制的破坏
加强非光合的耗能代谢过程,如光呼吸;
加强热耗散过程,如蒸腾作用;
通过增加光合电子传递和光合关键酶的含量及活化程度,提高光合能力等来增加对光能的利用
增加活性氧的清除系统,如超氧物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶等的量和活性;
通过叶片运动,叶绿体运动或叶表面覆盖蜡质层、积累盐或着生毛等来减少对光的吸收;
加强PSⅡ的修复循环等。
经济产量=生物产量*经济系数