一位中国植物生理学家执着奉献的一生北大核心

汤佩松先生出生于1903年,他是中国现代植物生理学奠基人之一。也许你会对他的一些学术成就有所耳闻：他是第一个在植物中发现呼吸酶（细胞色素氧化酶）的人;他证明了水稻中呼吸代谢途径和电子传递系统的多样性;他首次通过实验证明了植物中碳酸酐酶的存在;     

陆地植被暗呼吸的研究进展

全球变化背景下陆地植物的源汇效应一直是陆地生态系统研究的热点之一.暗呼吸在碳循环中占有重要的位置,是全球变化背景下碳循环过程研究的一个重要环节.目前国内外有关植物暗呼吸方面的研究还较少.本文就植物暗呼吸作用的生理过程、暗呼吸的观测方法,以及植物自身生物因素和环境因子对暗呼吸的影响进行了介绍,指出植物暗呼吸研究中存在的不确定性,并对后续研究的热点与方向进行了展望.     

植物呼吸作用教学小议

植物的分解代谢作为一种异化过程 ,与植物的生长发育、开花结实、抗病免疫及农产品的储藏保鲜等众多生理过程有着密切的联系 ,是植物代谢研究的中心之一。分解代谢的主要方式是呼吸作用[1,2 ] 。在植物生理学教学过程中 ,呼吸作用一般被看作是生活细胞经某些代谢途径使有机物氧化分解 ,释放出能量的过程 ,并根据氧气参与与否 ,将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。认为有氧呼吸是生活细胞在氧气的参与下 ,把有机物彻底氧化放出ＣＯ2 并形成Ｈ2 Ｏ ,同时释放能量的过程 ;而无氧呼吸是指在无氧的条件下 ,生活细胞的呼吸底物降解为不彻…     

植物有氧呼吸作用中水平衡的教学

呼吸作用是指生活细胞中有机物在一系列酶的参与下,逐步氧化分解,同时释放能量的过程.无论是从能量代谢还是物质代谢来看,呼吸作用都居于植物代谢的中心地位.有氧呼吸是高等植物呼吸的主要形式,通常所说的呼吸作用,主要是指有氧呼吸,即在O2的参与下进行的呼吸作用.H2O不仅作为有氧呼吸的产物,而且也作为底物参与呼吸代谢.本文就潘瑞炽先生主编的<植物生理学>(第4版,以下简称潘书)中"植物的呼吸作用"的内容,从师范院校的教学角度,探讨植物呼吸作用中H2O的平衡问题.     

菌根真菌对土壤呼吸以及凋落物分解的影响

土壤呼吸是植物固定的碳由陆地生态系统进入大气的主要途径之一; 凋落物分解是养分循环的重要环节。陆地植物的90%以上可同菌根真菌形成共生关系, 菌根真菌对于植物获取环境中的养分具有重要的作用。然而, 其对土壤呼吸和凋落物分解的影响却经常在生态系统对环境变化的响应研究中被忽视。本文系统地综述了国内外相关研究进展, 对菌根真菌如何影响土壤呼吸和凋落物分解这两个过程及这种影响如何受到环境变化的制约做了全面的分析, 并对以往研究中存在的问题以及未来的研究方向提出了展望。     

植物呼吸释放CO2碳同位素变化研究进展

稳定性碳同位素是研究碳循环的有效手段。植物呼吸释放CO_2的碳同位素(δ~(13)C_R)变化是研究植物或生态系统与大气碳交换的重要方法,并可以揭示植物的生理过程、碳分配方式及其对环境变化的响应。介绍了目前国内外关于植物δ~(13)C_R变化的研究概况,植物不同器官δ~(13)C_R值及其日变化幅度趋势一致:叶片根系树干/茎,不同功能群植物其呼吸释放CO_2碳同位素组成存在差异。但植物δ~(13)C_R值日变化与呼吸底物的相关性在不同的研究中结果并不一致。导致植物呼吸δ~(13)C_R发生变化的主要原因为光合同位素效应、呼吸底物的供给及呼吸代谢中间产物利用、碳代谢相关酶的活性、LEDR(light enhanced dark respiration)、植物的遗传特性及外部环境改变。目前国际上已有较多关于导致植物呼吸δ~(13)C_R发生变化原因的研究,但内在机制的研究尚未完善。该领域研究在国内鲜有报道,因此,亟需加强我国关于植物δ~(13)C_R短期变化及其潜在呼吸代谢机制的研究。     

植物根系呼吸代谢及影响根系呼吸的环境因子研究进展

根系呼吸是植物通过活根向环境释放CO2的过程。根系的呼吸作用集物质代谢与能量代谢为一体,构成了地下部代谢的中心。根系呼吸进行顺利与否是衡量植物根系功能和逆境胁迫的重要指标之一,相关代谢研究已成为目前植物生理、生化和生态学等领域的热点。该文对植物根系呼吸途径、呼吸代谢关键酶和中间产物、影响根系呼吸代谢的根域环境因子以及研究进展进行了综述,并对其研究前景进行展望。     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对烟草悬浮细胞死亡调节作用的研究

盐分胁迫是植物在自然环境中经常遭遇的环境胁迫因素之一,会引起植物代谢紊乱乃至细胞死亡,这严重限制了植物的生长、繁育和生存。交替呼吸途径是植物较之动物独特的线粒体呼吸途径。该研究在烟草悬浮细胞中调查了交替呼吸途径对Na Cl胁迫引起的植物细胞死亡过程的调节作用及相应的内在机制,以及在200 mmol·L~(-1)Na Cl处理的烟草悬浮细胞中研究了交替呼吸途径和细胞死亡发生及H_2O_2之间的关系。结果表明:(1)随着Na Cl处理浓度的增加,烟草悬浮细胞死亡水平逐渐增加,而交替呼吸途径的容量也逐渐上升。(2)与Na Cl处理相似,外源H_2O_2的处理也能导致烟草悬浮细胞死亡水平的增加。200 mmol·L~(-1)Na Cl的胁迫导致明显的细胞死亡发生和H_2O_2产量的显著性增加;而较之200 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫下的细胞,用水杨基氧肟酸(交替呼吸途径的抑制剂)预处理后的细胞再置于200 mmol·L~(-1)Na Cl的胁迫下导致更高水平的细胞死亡和H_2O_2的产生。综上表明,高盐胁迫诱导了烟草悬浮细胞的交替呼吸途径的增加,而交替呼吸途径则可能通过抑制活性氧的产生而起到缓解细胞死亡发生的作用。     

纪念H·A·马克西莫夫一百周年诞辰

H.A.马克西莫夫1880年3月21日诞生于莫斯科。不久其双亲乔迁彼得堡,他便在该市度过了大部分岁月。他在彼得堡受高等教育,并在著名学者和身边受到良好熏陶。另外,对他的学者生涯也给予了相当影响。马氏的科学活动发轫于对植物呼吸之研究。1902年他发表了有关“光影响真菌呼吸”及“创伤影响呼吸系数”的论文。1904年又著述了《论呼吸问题》一文。在此文中,马     

鲁宾著植物生理学一书内容介绍(续)

第五章植物的呼吸 I.植物呼吸的一般概念——在指出呼吸的基本现象之后,作者谈到植物具有吸碳放氧的光合机能以及植物没有一定的适应於呼吸的器官这样的事实,如何在相当长的时间内使人们不能认识到植物呼吸机能之存在。作者举例说明了呼吸基质氧化过     

光呼吸

光呼吸(photorespiration)是六十年代在光合碳代谢方面的一个重要发现。它是指植物的绿色部分在光的刺激下,引起氧的消耗与二氧化碳释放的过程。它与暗呼吸(线粒体呼吸)不同,只在光下才能进行,与光合作用的C_3循环关系密切;而暗呼吸在光下和暗中都能进行。现已证明:叶绿体中不含有线粒体中所含的那套呼吸酶,低氧(20％以下)浓度可抑制光呼吸,但不能抑制暗呼吸,这些都是光呼吸和暗呼吸的重要区别。     

C_3-C_4中间植物

C_3—C_4中间植物是在解剖和生理生化方面(特别是光呼吸)介于C_3和C_4植物之间的一种植物类型。这类植物中一部分接近C_3植物,可将光呼吸放出的CO_2再固定,从而降低光呼吸;另一些则以C_3途径为主,而C_4途径同时起作用,从而降低光呼吸。C_3—C_4中间植物为研究C_4植物的进化和光呼吸如何降低提供了实验系统。     

几种热带雨林与荒漠植物暗呼吸作用对高CO_2浓度的响应

使用 Ｌ Ｉ６４００ 便携式光合作用测定系统测定了美国生物圈二号内长期生长在高 Ｃ Ｏ２ 浓度（＞ １５００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ）下 ５种热带雨林植物与 ５ 种荒漠植物暗呼吸强度的变化。结果表明：在 ３５０～４００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ下 ５ 种雨林植物的平均暗呼吸强度为（０５６±０１９）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ;荒漠植物平均为（０９８±０７２）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ。在 Ｃ Ｏ２ 浓度升高时大部分 Ｃ３ 植物暗呼吸作用升高,并呈一定的线形关系。当 Ｃ Ｏ２ 浓度加倍时,雨林植物暗呼吸强度升高６１％ ;荒漠 Ｃ３ 植物升高１３４％ ,而 Ｃ４ 植物变化不明显或略有下降。因而认为,长期高 Ｃ Ｏ２ 浓度可促进 Ｃ３ 植物的暗呼吸作用。     

植物源和土壤有机质源土壤呼吸组分的拆分原理、方法与应用进展

区分土壤呼吸组分并揭示其与环境因素的相关关系，对于准确评估土壤碳过程及其环境影响机制至关重要。根据底物来源和作用机制的差异，土壤呼吸主要包括根系呼吸、根际微生物呼吸、凋落物分解、自然条件下和激发效应下土壤有机质（SOM）分解。现有土壤呼吸组分拆分方法可以分为基于植物源CO₂测定或土壤有机质源CO₂测定的差分拆分方法，以及基于土壤呼吸组分同位素信号差异的拆分方法。土壤呼吸组分拆分研究可以解决不同土壤呼吸组分对环境变化的响应机制、植物光合碳输入与地下土壤呼吸组分的交互作用、土壤呼吸组分变化对土壤碳库周转的影响机制等科学问题，但其理论假设、观测技术方法、潜在的误差来源等仍需要继续关注并系统研究。     

Fru2,6P2和植物碳水化合物代谢

Fru2,6P₂是一个新近发现的调节代谢物。它广泛存在于植物体内,控制碳水化合物的合成和降解,参与光合代谢的精细调节和光合产物的分配,也调节植物的呼吸代谢。     

雌蕊的呼吸作用比雄蕊强

植物的呼吸强度也和其他一切生理活动一样,有很大的差异,不仅不同种类的植物呼吸强度不同,在同一种植物各个器官、组织及不同生长发育时期中呼吸强度也都不同。以花为例,据测定,在花的各部分中,以雌蕊的呼吸作用最强。即雌蕊的呼吸作用比雄蕊强,雄蕊的呼吸作用比花瓣、花萼强,如表。     

零上低温对喜温植物黄瓜幼苗氧化磷酸化影响的初步探讨

某些研究者证明,喜温植物受零上低温的作用后引起呼吸强度剧烈变化;也指出,这种呼吸变化同正常条件下与呼吸有关的各个生理过程不相适应。因此,当喜温植物在受害的初期往往出现根系吸收离子的能力减弱,光合作用强度下降,有机物转化缓慢以及生物合成受阻。随     

亚热带六种常见榕属植物日间呼吸特征

植物呼吸作用是生态系统碳循环的一个关键过程。陆地植被每年通过光合作用固定的碳有一半被呼吸作用释放,而释放的这部分又有大约一半来自叶片呼吸。植物不仅在夜晚进行呼吸作用(R_d, Dark respiration),白天也在呼吸,即日间呼吸(R_L, Light respiration)。有研究表明光照条件下植物叶片呼吸低于黑暗环境下叶片呼吸速率,通常受到的光照抑制程度为30%—40%左右。但在实际研究中,经常忽视植物叶片日间呼吸的光抑制,进而大幅高估生态系统呼吸,从而使得生态系统总初级生产力(Gross primary productivity, GPP)被高估,因此有必要对植物的日间呼吸特性进行研究。以中国南方亚热带六种常见榕属植物(垂叶榕、高山榕、黄金榕、菩提树、细叶榕、小叶榕)为研究对象,测量其叶片的日间呼吸速率(R_L, Kok方法)、暗呼吸速率(R_d)、比叶重(LMA)、叶片氮含量(N)、磷含量(P)、最大光合速率(A)、1800及80μmol m^-2 s^-1     

秦岭火地塘林区油松林土壤呼吸时空变异

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键生态过程,土壤呼吸的时空变异及其影响因子已成为生态学研究的主要内容之一。采用红外线开路气室法和便携式微气象站,连续测定了秦岭火地塘林区天然次生油松林地不同部位土壤呼吸速率和不同土层深度土壤温度和土壤体积含水率,结果表明:(1)植物生长季,试验地上部与中部、中部与下部,土壤呼吸日均值间存在显著差异。植物休眠季,全坡面土壤呼吸日均值差异不显著。同一观测部位植物生长季与休眠季,土壤呼吸日均值差异显著。观测期内全样地土壤呼吸日均值为(38.64±6.43)gm-2d-1;(2)同一地形部位不同观测月中和不同地形部位同一观测时间,土壤呼吸月均值大多存在显著差异,植物生长季和休眠季,全样地土壤呼吸均值分别为(46.98±2.21)gm-2d-1和(35.94±1.01)gm-2d-1,全样地土壤呼吸月均值为(1.18±0.20)kgm-2月-1,休眠季土壤日均呼吸约为整个观测季的43.34%;(3)当土壤温度9.0℃时,土壤温度与土壤呼吸速率间均存在显著的指数关系。回归模型的决定系数均大于0.87,均方差根不超过0.21,模型有效性系数不小于0.85,残差系数的绝对值不超过0.007。(4)植物生长季0-5cm和5-10cm土层及植物休眠季0-5cm土层,土壤呼吸日累积值均值与相应土层深度土壤体积含水率均值间存在三次函数关系,回归模型的决定系数分别为0.456,0.513和0.143;植物休眠季5-10cm土层,土壤呼吸日累积值均值与土壤体积含水率均值间存在幂函数关系,回归模型的决定系数为0.650。     

植物根呼吸对升温的响应

植物根呼吸碳释放量高达18Pg／a,约为全球化石燃料燃烧碳排放量（6．5Pg／a）的2．8倍。了解根呼吸对升温的响应对于构建陆地生态系统碳动态模型、评价地下碳库碳收支具有重要作用。短期升温能明显提高根呼吸速率,但在近乎恒定的温度梯度下,根呼吸速率可能逐渐恢复到温度变化前的水平。根呼吸的温度敏感性与植物种和测定的温度范围有关,其Q10值介于1．1～10之间。在野外条件下,根呼吸的温度敏感性还会受到土壤湿度、养分状况、呼吸底物有效性、太阳辐射、光合产物的地下分配模式和天气状况等影响。通常根呼吸的温度敏感性比土壤微生物呼吸的温度敏感性高,但室内控制温度下和野外环割（girdling）实验中并未观测到类似现象。根呼吸是否具有温度适应性仍是一个尚未解决的重大科学问题。有关根呼吸对升温的适应机理仍不清楚,可能是碳循环研究存在不确定性的重要来源。今后的研究方向应集中在以下几方面：（1）深入探讨根呼吸的温度适应性;（2）扩大对成年植物种的研究;（3）扩大对环境因子交互影响和模拟研究;（4）扩大对植物根呼吸测定和升温新技术的研究。