石斛属植物光合碳同化途径地理分异研究进展

系统总结了我国石斛属植物光合作用现状,结合石斛属植物光合作用碳同化途径研究,概括了兼性景天酸代谢植物的碳同化路径特征,分析了景天酸代谢表达程度与生态环境的关系,进而归纳出石斛属植物在光合作用碳同化途径方面存在地理分异。最后指出了石斛属植物系统发育研究领域存在的问题,提出从系统发育视角,采用分子系统学技术来研究石斛属植物光合碳同化途径地理分异的生物学机制。     

植物的根营养

植物根营养的范围是极其广阔的。它包括着有关於吸收和同化土壤中礦物物质和有机物质的问题,有关於水分的吸收和用水分供应地上器官的问题,有关於根系活动的和根系同周围环境条件相互作用的许多其他表现的问题。在本概述中,我们只谈论属於植物对矿物质的吸收和同化的问题以及属於阐明各个器官在这个过程中的作用的问题。同时,我们将用主要的注意来阐明根系在同化营养物质中的作用。植物同化土壤中的营养物质是极其复杂的过     

高等植物绿叶中的氮素代谢与光合作用的关系

高等植物绿叶把光合碳素同化和氮素同化集于一体。在绿叶中进行的光合作用光化学过程,不仅能将CO_2同化成碳水化合物,而且参与在叶绿体内进行的亚硝酸还原成氨及氨转化成氨基酸的过程。因此,光合作用光反应、碳素同化与氮素同化之间存在着密切的关系,研究这些过程之间的相互联系,有助于我们调节植物体内碳、氮代谢的平衡。本文试就这方面的研究概况作一综述。     

光合作用对光和CO2响应模型的研究进展

光合作用对光和CO₂响应模型是研究植物生理和植物生态学的重要工具, 可为植物光合特性对主要环境因子的响应提供科学依据。该文综述了当前光合作用对光和CO₂响应模型的研究进展和存在的问题, 并在此基础上探讨了这些模型的可能发展趋势。光合作用涉及光能的吸收、能量转换、电子传递、ATP合成、CO₂固定等一系列复杂的物理和化学反应过程。光合作用由原初反应、同化力形成和碳同化3个基本过程构成, 任一个过程均可对光合作用速率产生直接的影响。光合作用对光响应模型只涉及光能的转换, 而光合作用的生化模型包含了同化力形成和碳同化这两个基本过程。把光合作用的原初反应, 即把参与光能吸收、传递和转换的捕光色素分子的物理参数(如捕光色素分子数、捕光色素分子光能吸收截面、捕光色素分子处于激发态的平均寿命等)结合到生化模型中, 可能是今后光合作用对光响应机理模型的发展方向。     

两种盐生植物解剖结构的生态适应性

结合对研究区域土壤水分和盐分的分析,对3种不同生境下梭梭和多枝柽柳两种荒漠盐生植物光合器官解剖结构的研究表明:梭梭(Haloxylon ammodendron)依靠当年生绿色同化枝进行光合作用,且同化枝具有发达的贮水组织,是典型的超旱生稀盐盐生植物;同化枝的栅栏组织富含叶绿体,是C_4高光效植物,提高了植物的光合作用效率,进一步增强了梭梭对荒漠干旱、盐渍化环境的适应能力.多枝柽柳(Tamarix ramosissima)同化枝及叶的表皮上均具下陷的气孔和泌盐腺,是旱生泌盐盐生植物;叶为全栅型,且同化枝具有发达的维管柱,占同化枝直径的60%以上,此外,其同化枝及叶的表皮细胞外凸形成乳状突,是一种环境胁迫指示结构.这些特征均能说明梭梭和多枝柽柳具有很好的抗旱、耐盐碱能力,且作为荒漠环境的优势树种,它们对荒漠生态系统的恢复和重建有积极意义.     

光质对植物光合作用的调控及其机理

光合作用是植物生长发育的基础.光质对植物光合作用的调控主要包括可见光对植物气孔器运动、叶片生长、叶绿体结构、光合色素、D1蛋白及其编码基因和光合碳同化等的调节,以及紫外光对植物光系统Ⅱ的影响.蓝光和红光能促进气孔的开张,而绿光能够逆转这种作用.蓝光有利于叶绿体的发育,红、蓝、绿复合光有利于叶面积的扩展,而红光更有利于光合产物的积累;不同光质对不同植物、不同组织器官叶绿素积累的影响不同.蓝光和远红光可以促进psbA基因转录物质的积累.大多数高等植物和绿藻在橙、红光下光合速率最高,蓝紫光其次,绿光最低.紫外光可以导致光系统Ⅱ的电子传递活性下降.此外,针对光质与光合作用研究领域中存在的问题,对今后的研究方向进行了讨论.     

水杨酸对植物光合作用影响的研究进展

水杨酸作为一种信号分子,对植物呼吸代谢、种子萌发、成花诱导、衰老及抗逆等生理过程都有调节作用,近年来有关水杨酸对植物光合作用影响的研究取得了很大进展。水杨酸能够调节植物叶片气孔运动、光合色素含量、光合机构性能、光合碳同化酶活性等各方面,其效果因浓度、植物种类、环境条件等不同而表现出差异。该文就近年来国内外有关水杨酸对植物光合作用的影响(主要从植物叶片气孔运动、光合色素含量、光合机构性能和光合碳同化酶活性等方面)研究进展进行综述。     

细菌利用溶解有机质(DOM)的研究

水生生物学的一个基本目标是要弄清生命物质库和非生命物质库之间元素(C、N、P)的循环状况及元素流动过程中能量分配情况。过去认为,浮游生态系中有机物主要是以颗粒态沿牧食食物链和碎屑食物链流动,无机物则通过植物在光合作用中同化成有机物,再被后生动物用于自身生物量的生产,在其摄食代谢过程中再生无机盐(DIM)。       

自然群落中柏达木种群光合产量与光强气温关系的初步研究

关于植物种群的光能利用,植物生产力和净同化率等近年来有不少研究,但其中除了研究植物个体的净同化率外,多为农作物等草本植物群落或者用林业采收法的研究。对于自然木本植物种群及其不同层的植物与光、温度分配关系中用测定光合作用方面的研究工作还不多。 光合作用强度的测定,目前多用离体叶片或盆栽植物进行或者用收集落叶量与砍伐林木     

植物生长生理的现状

植物的生长问题不仅在生物学中而且是农学中的重要问题之一。大家知道产量的高低决定于光合作用的强度和同化面的发育。生长过程的强烈变化,就可能控制植物的生长。     

名词解释

[42]代谢源(metabolic source) 植物制造及产生同化产物的部位或器官,如进行光合作用的长成的叶片,进行矿质吸收和转化的根系,以及转化、输出养料的萌发种子等。同一器官在植物生长发育的过程中,可以由库转变为源;例如幼小的叶子需要从成长的叶片获得同化产物,这时是库;等到长大进行光合作用以后,就会转变为制造及输出同     

云南松同化器官数量垂直分布的规律

植物的同化器官一般是指制造和积累有机物质并用于满足植物生长发育需要的叶片(叶束)。它是植物的重要组成成分。同化器官吸收光能,在叶绿体和酶的作用下将二氧化碳和水合成为碳水化合物。它的数量的多少决定了植株制造有机物质的能力,直接关系到森林生态系统第一性生产力的高低。因此,研究植物群体和单株同化器官数量垂直分布的规律及其与     

如何快速鉴别C3与C4植物

在农业实践和科学研究中经常需要知道某种植物是C_3植物还是C_4植物,例如在干旱少雨的地区种植C_4作物就易获得较高的产量;用甲醇喷洒植物能使植物增产,但这种技术只适用于C_3植物而不适用于C_4植物等。从理论上讲,C_3植物光合作用固定CO_2的最初产物是三碳的3—磷酸甘油酸,C_4植物光合作用固定CO_2的最初产物是四碳的苹果酸或天冬氨酸。我们在研究农田杂草光合碳同化途径时,摸索了一些快速区分C_3植物与C_4植物的经验,介绍如下。 从植物进化方面区分 我们知道,C_3植物较原始,C_4植物较进化,实际上较原始的蕨类植物和裸子植物就没有C_4植物,只有较进化     

关于组织开展太阳能生物利用调研的建议

七十年代以来,能源、食物、环境、人口和资源五大问题受到世界各国普遍的重视。它们均与光合作用有非常密切的关系。我们所吃的食物,无论是粮食、蔬菜或鱼、肉、禽、蛋等都直接或间接来源于植物光合作用;工业中所用的许多原料,从棉花、木材、油脂、纸浆到其它数不清门类的物资都需要植物光合作用来提供;生产和生活中所消耗的能源,包括煤炭、石油、天然气和柴薪、沼气,都是古代或当代光合作用产物所变成的:人类赖以生存的大气环境中的合适气体成分,尤其是氧和二氧化碳的平衡,都全靠植物光合作用来建立和维持的。因此,植物的光合作用及其产物的转化利用不但是科学研究的一个基本问题。而且对国民经济、生产建设及人民生活也是非常重要的。     

不同环境条件下光合作用对光响应模型的研究进展

光合作用对光的响应模型是研究植物在不同环境条件下光合特性的有力数学工具，可为定量描述植物光合速率对光合有效辐射的响应提供理论依据。本文基于植物光合作用对光响应经验模型的常用数学表达式特征，综述了这些模型的优势及其在实际应用中可能遇到的问题。在此基础上探讨了光合作用对光响应机理模型在描述植物的原初光反应以及光合生理生态方面的优势，并对该模型的发展进行了展望。光合作用主要由原初反应、同化力形成和碳同化构成，任何一个过程的变化均可直接影响植物的光化学效率和碳同化能力。原初反应主要涉及光能吸收、激子共振传递、量子能级跃迁和退激发等与光能吸收传递相联系的、纯粹的物理过程。光合作用对光响应经验模型难以解释植物的非光化学淬灭(NPQ)随光强的增加一直非线性增加，也难以回答植物的捕光色素分子吸收过量的光能且不能及时地用于光化学反应时，单线态叶绿素分子的寿命将延长等现象。与此同时，光合作用对光响应机理模型拟合得到的参数不仅可以反映植物的原初光反应特征，还可以描述植物捕光色素分子的物理特性，如处于激发态的捕光色素分子数(N_k)、捕光色素分子的有效光能吸收截面(σ_ik     

施重碳酸钾于土壤中作为土壤中碳酸气的补充来源时的光合作用强度

许多著作者确定,在光合作用的过程中,植物有机物质的形成,不仅能利用被葉片所同化的空气中的碳酸气,而在某种程度上,也可能利用被根系所吸收的土壤中的碳酸气。现代研究者所注意的方向,主要在於阐明碳酸气的根部固定对植物新陈代谢各别方面的影响。顯然,被植物根部所吸收的土壤碳酸气的生理作用,不僅局限於作篇碳的補充来源,而某些作者在其工作中却把主要的注意力放在这一方面,大概,是根部吸收土壤中碳酸气对植物所有的新陈代谢的活化作用都有极大的影响之故。     

植物光合作用的三维特性研究进展

光合作用是地球上最重要的化学反应。虽然针对植物光合作用已经进行了广泛深入的研究, 但从三维层面探讨植物叶片光合功能及其调节作用的工作较少。叶片结构、光合机构组分、叶片内光能吸收和传递均具有明显的三维特性, 极大影响叶片内CO₂转运、叶肉细胞的电子传递和碳同化, 进而使叶片光合功能及其调控表现出复杂的三维特征。因此, 从三维角度分析叶片光合特性有助于理解光合作用机理, 也能够为提高植物光合作用效率提供理论支持。     

植物光合作用限制因素与植被生产力研究进展

随着全球气候变化的加剧,陆地生态系统中植物光合作用限制影响程度的增加已成为降低全球植被净初级生产力的主要因素。系统了解植物光合作用限制因素是科学评估植被生产力的重要前提,也是缓解植物光合作用限制,增加植物光合碳同化能力的先决条件。对植物光合作用限制因素进行了系统解析,分析了光合作用三种限制因素生化限制(Biochemical limitation,l_b)、气孔限制(Stomatal limitation,l_s)、叶肉限制(Mesophyll limitation,l_m)的环境响应,重点讨论了叶肉限制及其影响机理,述评了光合作用限制定量分析方法及改善措施,最后以提高植被生产力为驱使目标,对未来植物光合作用限制因素研究提出以下内容：(1)基因工程技术与系统生物学数据相结合提高植被生产力;(2)气孔响应速度对植物光合作用的影响机制;(3)水通道蛋白(Aquaporin, AQPs)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CAs)感知环境信号变化的驱动基因。以期为未来气候变化背景下,深入认识和降低植物光合作用限制,提...     

令人惊讶的光合作用新研究

光合作用历来是科学家关注的焦点,近期来自日本和法国的科学家获得了令心惊讶的光合作用研究成果,前者挑战了以往对光合作用光源的看法,后者则利用植物光合作用产生的物质开发出一种新型生态电池。     

第十二讲 呼吸代谢的生理意义及调控问题

植物是一个开放系统,从热力学上来讲,它在物质上与能量上既有输入又有输出。植物之所以能维持一定形态及不停地自我更新,就是依靠这种不断地与外界进行的物质和能量的交换。这样的物质和能量的开放系统是新陈代谢。新陈代谢简单地说包括同化作用和异化作用。最重要的同化作用无疑是光合作用。它是地球上一切比较高级的生命形式得以存在的最基本反应。在植物生理领域中人们对光合作用赋以最重要的地位应该说是确当的。另一方面最重要的异化作用显然是呼吸代谢。它是与光合作用相对立而又相依存的另一