光合细菌原初反应的理论研究

选择光合细菌的原初电子供体P₈₇₀为理论研究对象 ,通过理论计算发现 :( 1 )原初电子供体的双分子结构在能量上比单分子结构更有利 ;( 2 )电荷分离之后 ,原初电子供体的原有空间构型不再是稳定的构型 ,其构型会向能量和化学活性都更低的构型转变 .在光合细菌的P₈₇₀ 中 ,这种转变通过C₃ 位的乙酰基旋转使其氧原子与另 1个细菌叶绿素a分子的镁原子相互作用 ,导致P^+.₈₇₀的总能量和化学活性都明显降低 .认为原初电子供体的构型在原初反应过程中的这种转变对于防止原初反应过程中的电荷重组、维持光能的高效转化有重要意义 .提出了原初反应的新模型 ,并利用这一新机理对最近的动力学和定点突变研究结果给予了较合理的解释 .     

遮荫对油用牡丹植株生长和光合特性的影响

设置100%全光照(L0)、50%全光照(L1)、25%全光照(L2)和15%全光照(L3)4种光环境,分析不同遮荫环境对油用牡丹的生长、光合作用及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)油用牡丹的花朵数量、比叶重、气孔密度在L2和L3处理下显著低于L0处理,但L1较L0无显著变化;随着遮荫水平增加,油用牡丹种子数量、气孔器面积百分比逐渐下降,且在4个不同处理间差异显著。(2)油用牡丹叶片最大净光合速率(Pmax)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)在遮荫条件下均有不同程度降低,L2和L3处理的Pmax和LSP显著低于L0,但L1较L0无显著变化。(3)L3处理的光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大量子效率(Fv/Fm)为0.76,显著低于其余3个光照处理;随光化光诱导时间的增加,开放的PSⅡ反应中心的激发能捕获效率(Fv′/Fm′)呈逐渐下降并趋于稳定的趋势,而PSⅡ的实际量子产量效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)呈逐渐增加并趋于稳定的趋势,稳定后的Fv′/Fm′、ΦPSⅡ值表现为L0L1L2L3,NPQ大小顺序为L3L2L1L0,但不同处理间的qP无显著差异。研究发现:过度遮荫(15%~25%自然光强)严重抑制了油用牡丹的净光合速率,而且与产量直接相关的花朵数量和种子数量也显著下降,最终造成严重减产;在云南昆明地区50%~100%之间的自然光可能是油用牡丹较为合适的生长光强。     

叶龄及树冠不同部位光强对黄花梨光合速率的影响

笔者以黄花梨为试材,研究了叶龄及树冠不同部位光强对其光合速率的影响。结果表明:黄花梨叶片在展叶后约11天即有少量光合产物输出,25天时,单叶净光合速率接近最大值;密植梨树高光合叶幕厚度约125cm左右。     

光合作用反应中心研究的一个重大成就：1988年度诺贝尔化学奖获奖项目简介

由于光合作用反应中心三度空间结构的阐明,使三位在西德工作的科学家获得了1988年度诺贝尔化学奖。他们是约翰·戴森霍弗尔(Johann·Deisenhofer);罗伯特·休贝尔(Robert·Huber)和哈特穆特·米歇尔(Hartmut·Michel)。这是继卡尔文(M.Calvin)研究光合二氧化碳同化途径获得1961年度诺贝尔化学奖以来,另一个直接授予光合作用研究成就的诺贝尔奖。瑞典皇家科学院在颁布授奖公报中指出:“他们第一次成功地阐明膜蛋白形成的详细过程,并从原子水平上揭示了光合作用反应中心由原子形成的分子结构”。这一重大成就标志着光     

光合细菌Rhodopseudomonas产氢的影响因子实验研究

利用光合细菌Rhodopseudomonas 8株菌株研究初期活性、光照强度、C源种类、菌株差异对生物产氢的影响表明 ,不同菌株的C源利用性有较大差异 ,但对乳酸钠都有很好的利用性 .细菌的初期活性对产氢有一定程度的影响 ,稳定生长期的细菌比对数生长期的细菌产氢活性略高 .光照强度对产氢活性的影响明显 ,在光饱和度以下 ,光照强度大则产氢速率高 .不同菌种的产氢性能有效大差异 ,从上海地区有机污染环境中分离到的RhodopseudomonasB2 1 菌株在以乳酸钠 ( 50mmol·L- 1 )为C源、谷氨酸钠 ( 1 0mol·L- 1 )为N源 ,60 0 0Lx光照、30℃下 ,最大产氢速率达到 1 4.7ml·h- 1 ·g- 1 细胞干重 .     

玻璃管道光全生物反应器中小球藻大规模培养的研究

设计并装置容积１０００Ｌ玻璃管道光合和物反应器进行小球藻大规模中试培养研究,当停留时间为３ｄ收获培养总体积的１／３时,可建立稳定的连续培养系统,使小球藻的平均密度保持干重３ｇ／Ｌ,最大生长量为干重０．６０５ｇ／Ｌ．ｄ,平均生长量为干重０．３７５ｇ／Ｌ．ｄ,所设计的光合反应器是稳定的,研究建立的培养技术是具有推广应用前景。     

UV-B辐射胁迫对杨桐幼苗生长及光合生理的影响

通过对UV-B辐射胁迫下亚热带典型木本杨桐幼苗的生长及光合生理的研究,探讨植物对于UV-B辐射胁迫的生理响应及适应性机理,进而揭示UV-B辐射变化对亚热带森林树种的影响.实验设置UV-B辐射滤光组、自然光对照组以及辐射增强组,选择亚热带典型树种杨桐(Cleyera japonica Thunb.)幼苗为实验材料.研究结果表明:(1)增强UV-B辐射会降低杨桐幼苗的叶绿素含量,而降低辐射则会显著促进叶绿素的增加,且这种胁迫在时间上具有积累性.(2)增强或降低辐射强度都会抑制杨桐地径的生长,增强辐射会产生更显著的抑制;降低辐射强度会对杨桐幼苗的株高生长产生促进作用,反之,则会抑制其生长.3个测定期数据综合分析显示随着处理时间的加长,这种胁迫作用有减小的趋势.(3)对光响应曲线的分析表明相对于自然光条件下的UV-B辐射,降低其强度对杨桐幼苗光合作用有显著的促进作用,反之则会抑制,不过抑制作用并不显著;对于光合特征参数的分析表明增强或降低UV-B辐射会显著降低杨桐幼苗的光饱和点(LSP)和光补偿点(LcP),而对最大净光合速率(Amax)、表观光合量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)影响均不显著,表明辐射胁迫对杨桐幼苗利用光能的效率影响不大,从而也并未对杨桐的光合作用产生显著性的伤害,但是由于森林树种的多年生特性,这种影响将是积累性的或延迟的,UV-B所造成的光合作用或光能利用率的微小变化都可能会积累成长期影响.因此,对森林树种进行长期研究是必要的.     

蚯蚓对湿地植物光合特性及净化污水能力的影响

以香蒲、芦苇和美人蕉为研究对象,并以土壤+沙子+有机质混合物为供试基质模拟人工湿地处理污水,采用向基质中加入蚯蚓与未加入蚯蚓2种处理。研究加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉光合速率、蒸腾速率、SPAD值和水分蒸发、蒸腾量的变化及其对净化污水能力的影响。结果表明:与未加入蚯蚓相比,加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉的净光合速率、蒸腾速率、SPAD值和水分蒸发、蒸腾量均增加,其中芦苇的净光合速率、蒸腾速率和水分蒸发、蒸腾量增加达到显著水平(P <0.05),而香蒲的水分蒸发、蒸腾量增加也达到显著水平(P <0.05);加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉对COD_Mn、NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和TP的去除率均增加,且香蒲和芦苇对COD_Mn的去除率显著增加 (P <0.05)。加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉的SPAD值均增加,说明蚯蚓能提高湿地植物对氮的吸收,增加植株中的氮含量,促进湿地植物的光合速率和蒸腾速率从而提高对污水的净化能力。     

崖柏与侧柏光合特性和叶绿素荧光参数的比较研究

以盆栽的中国特有濒危植物崖柏及其近缘广布种侧柏幼苗为材料,测定了二者的光照和二氧化碳响应特征参数、光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数,比较分析两者间差异并探讨崖柏异地保存的可行性。结果显示:(1)在光响应参数方面,崖柏和侧柏的表观量子效率分别为0.039和0.027 mol.mol-1,但二者差异不显著;崖柏的光补偿点(81.04μmol.m-2.s-1)显著高于侧柏(59.72μmol.m-2.s-1),但二者的最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均无显著差异;崖柏的CO2补偿点(129.17μmol.mol-1)显著高于侧柏(95.86μmol.mol-1),而光呼吸速率则崖柏略高于侧柏,但二者的羧化效率相当。(2)气体交换参数方面,崖柏的叶片气孔导度和蒸腾速率均低于侧柏,而瞬时水分利用效率和气孔限制值则略高于侧柏;随着光照强度增加,崖柏和侧柏的净光合速率和胞间CO2浓度增加,而气孔限制值则降低。(3)2个树种的叶绿素荧光参数,如初始荧光、最大荧光、可变荧光、光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ实际光化学量子效率、非光化学猝灭等均无显著差异,但崖柏光化学猝灭系数(0.218)显著低于侧柏(0.322)。研究表明,崖柏与侧柏在光合特性和叶绿素荧光参数方面具有较大的相似性,也表明崖柏在生长季对北迁环境具有较强的适应性。     

光合细菌固定化及对养殖水净化的研究

采用海藻酸钠进行光合细菌固定化实验,比较了固定化菌和悬浮态菌的生长和生理特性,观察其在载体中的分布,并对其净化养殖水的能力进行初步研究。结果表明,固定化大大提高了光合细菌的生长速率;粒径为3.5mm,菌初始密度为0.12mg干菌泥/L为最佳固定化条件;在生长初期,菌在载体内的分布不均匀,后期趋于一致。在固定化菌净化养殖水的研究中发现,固定化光合细菌对养殖水的净化能力大大优于悬浮态菌。