根据光合作用能量代谢测定光呼吸的方法研究

本文根据光合作用和光呼吸途径能量代谢,通过改变外界CO2和O2浓度,计算卡尔文循环固定的CO2和光呼吸消耗的O2。结果表明,可以通过3种方法计算。方法1,测定在CO2饱和点（A）和正常CO2（A＇）浓度下吸收的CO2,得出光呼吸消耗的O2为：18／19（A-A＇）,卡尔文循环固定的CO2为：1／19（6A＋13A＇＋19Rd）。方法2,测定在不含O2的空气中（O）和正常O2（O’）浓度下释放的O2,得出光呼吸消耗的O2为：-13／5O-O＇-18／5Rd,卡尔文循环固定的CO2为：13／18（O＇—O）。方法3,测定在正常情况下吸收的CO2（A）和释放的O2（O＇）,得出光呼吸消耗的O2为：18（O＇—A＇）,卡尔文循环固定的CO2为：6O＇-5A＇＋Rd。测定在CO2饱和点和正常CO2浓度下吸收的CO2计算出水稻光呼吸释放的CO2占光合作用固定的24％-40％。     

C_3植物的C_4光合途径

人类主要的粮食作物小麦、水稻、大豆等均为C_3植物,由于C_4光合途径显著优于C_3途径,因此,优化C_3作物拥有C_4光合途径特征的研究一直在探究中。综述了C_3植物的C_4光舍碳途径的发现、运行机制、诱发因素等,总结了改造C_3植物光合效率的方法并做了简单展望。     

光强对4种亚热带森林植物光合电子传递向光呼吸分配的影舷

研究夏季生长于自然光和遮阴降低光强至36%和16%下的4种亚热带自然林植物幼苗的光合特性.除荷树外,黧蒴和林下灌木九节与罗伞在自然光下的光合速率比36%光下低,出现光合驯化(下调)现象.高光强下总的光合电子传递速率JF及其向光呼吸传递的比率JO/JF明显增大.JO/JF在自然光下的叶片中高达0.5～0.6,与提高的Rubisco氧化速率、乙醇酸氧化酶活性和光呼吸速率相一致,表明提高光合电子向光呼吸途径的传递比率是高光高温下森林植物的一种保护性调节机制.     

光呼吸条件下栾树和辣椒光合电子流的分配研究

用Li-6400光合仪同时测定了栾树和辣椒在温度为30℃、CO2浓度为380μmol·mol-1下的气体交换和叶绿素荧光数据。结果表明,栾树在饱和光合有效辐射时光合电子用于碳同化、光呼吸和其他途径的量分别为72.68、45.68和29.40μmol·m-2.s-1;辣椒在光合有效辐射为2000μmol·m-2.s-1时光合电子用于碳同化、光呼吸和其他途径的量分别为142.24、40.24和131.52μmol·m-2.s-1。揭示了在光呼吸条件下用Valentini和Epron等方法高估了辣椒和栾树的光合电子用于光呼吸的量,同时也高估了光呼吸在辣椒和栾树中的保护作用。     

植物光呼吸及其支路建立的研究进展

植物光呼吸是生物圈中重要的碳代谢途径之一.它以RuBP羧化/加氧酶(Rubisco)的催化加氧反应为起点,在叶绿体中将O2和RuBP转化为2-磷酸乙醇酸(2PG);经光呼吸代谢,一部分碳在线粒体中以CO2的形式释放,造成植物已固定碳的丢失,其余碳骨架则被重新合成3-磷酸甘油酸(3PGA)而进人卡尔文循环.植物光呼吸突变体无法在正常大气中生存,植物通过光呼吸可清除其中问代谢产物的毒害作用,减轻光抑制造成的伤害,同时为氮代谢提供氮源和能量,并利用代谢产生的H2O2在防卫反应中起作用.本文综述了光呼吸构成组分的最新研究进展和光呼吸对植物的重要性,并介绍了一种有效提高植物生物量的方法,即将光呼吸中CO2的释放重新定位于叶绿体中来提高Rubisco的羧化效率,它对提高C3作物的产量有重要应用价值.     

贮藏性光合产物对无CO_2空气中C_3植物光下CO_2释放的碳素补偿

无CO_2空气中,小麦、大豆等C_3植物叶片表现出远高于暗呼吸且长时间持续的光下CO_2释放。低氧条件下,叶片RuBP含量显著增加。无HCO_3~-体系中,大豆叶肉细胞积累的光合产物光下损耗明显大于暗中,且主要表现为不伴随可溶性糖相应积累的淀粉迅速降解,淀粉降解酶活性也显著提高。由此表明C_3植物可通过动员其自身贮藏的光合产物,作为补偿碳源,维持CO_2亏缺条件下Calvin循环的运行。     

水稻叶片生育过程中RubisCO活性与光合、光呼吸的关系

水稻生育过程中,ＲｕＢＰ羧化酶活性与光合速率、ＲｕＢＰ加氧酶活性与光呼吸速率、ＲｕＢＰ羧化酶活性与加氢酶活性以及光合速率与光呼吸速率之间是相关的。籼型品种与粳型品种间酶活性的高低及光合、光呼吸速率的高低基本一致,籼型三系杂交稻（Ｆ１）无明显的光合优势。酶的羧化活性的高低只在一定范围内与光合速率的高低平行。在正常生育条件下,酶蛋白的数量不是水稻光合速率的限制因子。     

2，3－环氧丙酸钾对水稻光合功能的改善

光呼吸抑制剂2,3－环氧丙酸钾对水稻光合功能具有明显的改善作用,不论在整体叶片水平还是在离体叶绿体条件下,均能提高光系统II（PSII）的活性和原初光能转化效率;提高叶绿体的PSII和光系统I（PSI）及全链（PSII＋PSI）的电子传递速率;同时它还可以提高镁离子（Mg^2 )和叶绿体膜蛋白磷酸化对两个光系统之间光能分配的调节能力,结果表明了2,3－环氧丙酸钾在水稻生产上有一定应用前景。     

冷驯化对中缅树能量代谢的影响

在 5± 1℃条件下对中缅树鼠句进行冷驯化处理 ,测定其能量代谢。冷驯化 2 8d后 ,体重比对照组显著增加 7 3 3 % ;整体能值达到 3 0 47± 0 46kJ/g (N =8) ,比对照组增加4 98% ;摄入能比对照组增加 3 6 1 7% ;同化能比对照组增加 6 6 2 % ;生长能达到 6 98±0 5 3kJ/1 0 0g (N =7)体重·天 ,是对照组的 4 85倍 ;维持能比对照组增加 6 4 0 % ,达到3 5 2 96± 2 8 3 4kJ/1 0 0g体重·天 (N =7)。以上结果表明中缅树鼠句在冷胁迫影响下 ,以增加能量摄入、能量储存和维持能和降低排泄能量的生理机制来维持能量代谢平衡 ,以此对策来提高低温环境适应能力     

青海高原主要C3植物的光合作用

青海高原主要 C_3植物叶片的净光合速率(Pn)日变化是随着自然条件下的日照和气温的变化而变化,呈典型的单峰曲线,无或有轻微的中午降低现象。表观量子需要量(AQR)在晴天的上午和下午基本不变,一天中不曾出现显著的光抑制现象。然而,在土壤严重缺水和气温超过30℃以上时,青海高原主要 C_3植物净光合速率的日变化仍呈双峰曲线。在一般情况下,青海高原主要 C_3植物的光补偿点和暗呼吸速率较低。光饱和点和表观量子需要量较高。因而,表观光合量子效率(_i=1/AQR)较低,这与青藏高原高海拔地区的低气压有关。     

光合细菌对芳香族化合物厌氧降解的研究进展

许多被有毒性的芳香族化合物污染的环境实际上是缺氧的 ,因此芳香族化合物的厌氧降解逐渐引起人们的兴趣。芳香族化合物的厌氧还原降解机制从根本上不同于好氧条件下的氧化降解机制 ,而光合细菌一直以来是研究芳香族化合物厌氧降解的模式菌株。因此 ,从生理学、酶学及分子生物学角度出发概括了对光合细菌厌氧降解芳香族化合物的研究动态。     

低温对大鼠骨骼肌能量代谢的影响——Ⅰ.高能磷酸化合物含量的变化

本实验选择对低温比较敏感的骨骼肌组织作为实验对象。将19只大鼠随机分成3组,其右后肢经冷冻处理使组织温度分别达 5℃、0℃及-5℃,于复温后不同时间测定骨骼肌中四种高能磷酸化合物AMP,ADP、ATP及CP的含量。结果表明,大鼠骨骼肌组织中高能磷酸化合物含量随冷冻时组织最低温度的下降而不同程度的减少,并且具有明显的时相过程。复温后即刻至4小时下降迅速,4～12小时三组值较为接近,其后随时间延长而明显分离。 5℃组恢复得早而且明显,0℃组恢复程度次于 5℃组,-5℃组含量下降最明显而且几乎不恢复。提示:低温使骨骼肌组织能量的产生和贮存过程受到影响。     

亚硫酸氢钠对光合机构及其运转的影响

NaHSO_2在不同的浓度范围内,可以影响光合、光呼吸、气孔开度和膜脂过氧化等,但在1～2mmol/L时常能提高净光合强度和增加作物产量。这可能与促进RuBP羧化酶/加氧酶活性及光合磷酸化有关。低浓度的NaHSO_3对RuBP羧化酶/加氧酶两种活性都有促进作用。0.1mmol/L NaHSO_3对弱光下测定的光合磷酸化稍有促进。NaHSO_3对植物的影响可能在某些方面与α-羟基磺酸类似,但有时也许能以其它形式影响植物,而不一定要变成α-羟基磺酸。     

光下无CO_2气体处理对叶片光合强度的影响

小麦等C_3植物的叶片在光下经无CO_2或低CO_2气体处理后,通入高CO_2气体,光合强度出现“升、降、升”的波动,而玉米等C_4植物无此现象。不同植物的光合波动幅度不同。强光、高CO_2、低O_2等能缩短第一次光合上升时间,增大光合下降幅度;而低CO_2、高O_2等则减少光合下降幅度。此现象与RuBP及ATP的含量变化有关。     

在光照和黑暗条件下低温对水稻幼苗光合器官膜脂过氧化作用的影响

水稻幼苗在光照和黑暗的低温胁迫下(5±1℃,48h),引起叶绿体中SOD活性明显降低,膜脂过氧化产物——MDA显著积累,叶绿体超微结构发生不同程度的破坏。光照下低温处理比黑暗中低温处理变化更为显著;不同耐寒力的水稻品种之间亦表现出一定的差异。     

慢性常压缺氧和缺氧伴CO_2潴留大鼠红细胞变形能力与能量代谢的研究

本工作研究了慢性常压缺氧和缺氧伴ＣＯ＿２潴留肺动脉高压大鼠红细胞变形能力和红细胞内ＡＴＰ含量的变化。结果表明,慢性常压缺氧和缺氧伴ＣＯ＿２潴留大鼠不同切应力下的红细胞变形指数和红细胞内ＡＴＰ含量均明显低于其对照组,且该两组红细胞内ＡＴＰ含量与不同切应力下的红细胞变形指数呈显著正相关。提示慢性缺氧和伴ＣＯ＿２潴留大鼠红细胞内ＡＴＰ含量降低可能是导致红细胞变形能力降低的诸因素之一,后者又可导致和加重肺动脉高压的形成。     

梅花鹿生茸期能量代谢的初步研究

通过呼吸测热试验,结合不同能量进食水平和不同蛋白质水平条件下的消化、代谢试验,对成年梅花鹿生茸期的能量代谢规律进行了研究。结果表明：（１）梅花鹿的产热量（ＨＰ）和体能沉积量（ＲＥ）均随总能食入量（ＧＥＩ）的增加而增加;代谢能转化为体蛋白能和体脂肪能沉积的效率（Ｋｇｐ和Ｋｇｆ）分别为０．５９和０．６１;产热量（ＨＰ）与总能食入量（ＧＥＩ）的回归方程为：ＨＰ（ｋＪ／Ｗ０．７５ｄ）＝２６５．１２＋０．３３２ＧＥＩ（ｋＪ／Ｗ０．７５ｄ）。（２）产热量占总能食入量的百分比（ＨＰ／ＧＥＩ）,无论是在生茸期前期还是在生茸期后期,低蛋白组（ＣＰ为２２．０％）均明显高于高蛋白组（ＣＰ为２９．０％）（Ｐ＜０．０５）,在同一蛋白水平下生茸期前期与后期各组之间无显著差异（Ｐ＞０．０５）;体能沉积量占总能食入量的百分比（ＲＥ／ＧＥＩ）各组之间差异均不显著（Ｐ＞０．０５）;无论在生茸期前期还是在生茸期后期,体蛋白能沉积量占体能沉积量的百分比（ＲＰＥ／ＲＥ）,高蛋白组均高于低蛋白组（Ｐ＜０．０５）,而体脂肪能沉积量占体能沉积量的百分比（ＲＦＥ／ＲＥ）则与其相反（Ｐ＜０．０５）。