植物细胞线粒体呼吸膜与叶绿体光合膜的结构和功能比较

长期以来 ,生物化学教师多注重讲解“呼吸作用的呼吸链” ,而植物生理学教师多注重讲解“光合作用的光合链” ,不能将这两部分内容有机地结合起来加以比较 ,以致学生学习时经常产生困惑。为此我们对这一教学问题作了一些探讨。1　呼吸膜与光合膜结构的比较　　由图 1可知 ,呼吸膜是由线粒体的内膜内陷形成的 ,光合膜亦是由叶绿体的内膜内陷形成的 ,但前者未脱离开线粒体内膜形成“嵴” ,而后者则脱离开叶绿体内膜形成“基粒类囊体”。两者内部都含有一系列的传电子体和传Ｈ体 ,从而形成电子传递链 ,前者称为呼吸链 ,后者称为光合链。另外 ,…     

植物光合结构与非光合结构的功能平衡：来自三种亚热带乔木树种的实验证据

植物的地上部分和地下部分存在功能性平衡现已十分清楚,但植物的地上部分是否在其光合结构（叶组织）和非光合结构（枝和茎）之间也存在功能性平衡尚不明晰,本文提出两个研究假设并检验之：1）植物地上部分在其光合与非光合结构之间存在功能性平衡;2）此功能性平衡的维持依赖于对光合和非光合结构生物量分配的调节,为验证此假设,采用枝叶修剪的方式（连续两年修剪,四个修剪强度：0,20%,50%,70%）对3种亚热带乔木树种榕（Ficus microcarpa),黄桷树（Ficus virens)和樟（Cinnamomum camphora)进行了研究。结果表明,修剪使所有树种地上部分的光合与非光合结构生物量比率（P/NP）立即下降,下降程度随修剪强度的程式高而增大,但不论是首次修剪还是第二次修剪,修剪处理一年后,修剪株地上部分的光合与非光合结构生物量比率升高,且此生物量比率不低于非修剪株的光合与非光合结构生物量比率。此研究结果证实了植物地上部分光合与非光合结构间存在功能性平衡的假设,与假设一致。植株的生物量分配在修剪后发生了改变;修剪株加大了对光合结构（叶组织）的生物量分配（大量的新生产地上部分生物量被分配到光合结构）,同时却减少了对非光合结构（枝和茎）的分配,此分析格局的改变保证了光合与非光合结构功能性平衡的恢复与维持,可以认为,通过改变生物量分配格局以维持光合与非光合结构功能平衡是植物低御外来干扰和/或损伤的一种有效策略。     

黄瓜花叶病毒2b蛋白对寄主光合速率和叶绿体结构的影响

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)2b蛋白作为重要致病因子的角色在茄科模式植物上已为广泛描述,但其致病机理尚未廓清.从寄主叶绿体结构和光合特征的角度探索了病毒侵染过程中2b蛋白对心叶烟(Nicotiana glutinosa)的影响.首先利用PCR方法导入突变位点,构建了2b蛋白不表达的人工突变体Fny-CMV!2bpro,然后通过平行接种野生型Fny-CMV和Fny-CMV"2bpro,分析二者侵染后心叶烟的症状表现、叶绿素含量、光合速率以及叶绿体超微结构变化.结果显示:接种30天,Fny-CMV侵染的心叶烟表现重花叶、畸形和矮化症状,植株的光合速率和叶绿素含量显著降低,叶绿体形态和结构发生明显病变.但是,Fny-CMV#2bpro侵染的心叶烟植株仅表现轻微花叶或不表现明显症状,与健康对照相比,其光合速率和叶绿素含量没有显著差异,叶绿体形态和结构亦未出现明显病变.由此可见,野生型病毒侵染导致的相对低的光合速率和叶绿素含量,与2b蛋白引起的叶绿体形态和结构的破坏有一定的相关性.RNA杂交分析结果显示:2b蛋白的致病性与CMV子代RNA在寄主体内的积累量有关,不表达2b蛋白使得CMV基因组RNA1和RNA2含量显著下降,其亚基因组RNA4(编码CP蛋白)含量降低尤为显著.     

大豆叶片发育中光合、结构及其与3种酶活性的关系

大豆叶片的光合速率、希尔反应活性、叶绿素含量、类囊体垛迭程度都随叶片扩展而增加、随老化而下降;希尔反应在老化时下降最早.次之为叶绿素含量和光合速率;类囊体膜随老化而解体.淀粉粒也减少以至消失,而脂质体球逐渐增加最后涨破叶绿体,叶片透性也增加.过氧化氢酶(CAT)活性随老化下降,超氧化物歧化酶(SOD)活性在发育旱期和老化后期较高.过氧化物酶(POD)活性则随发育及老化而不断升高.讨论了光合活性与结构及三个酶活性之间的关系.     

植物光合结构与非光合结构的功能平衡:来自三种亚热带乔木树种的实验证据

来自三种亚热带乔木树种的实验证据 曾波 （1.西南师范大学生命科学学院,重庆400715;2.Department of Plant Ecology, Utrecht Unixersity, P.O.Box 80084,3508TB Utrecht,The Netherlands) 摘要： 植物的地上部分和地下部分存在功能性平衡现已十分清楚,但植物的地上部分是否在其光合结构（叶组织）和非光合结构（枝和茎）之间也存在功能性平衡尚不明晰。本文提出两个研究假设并检验之：1）植物地上部分在其光合与非光合结构之间存在功能性平衡;2）此功能性平衡的维持依赖于对光合和非光合结构生物量分配的调节。为验证此假设,采用枝叶修剪的方式（连续两年修剪,四个修剪强度：0,20%,50%,70%）对3种亚热带乔木树种榕(Ficus microcarpa）、黄桷树（Ficus uirens）和樟（Cinnamomum camphora）进行了研究。结果表明,修剪使所有树种地上部分的光合与非光合结构生物量比率（P/NP）立即下降,下降程度随修剪强度的升高而增大。但不论是首次修剪还是第二次修剪,修剪处理一年后,修剪株地上部分的光合与非光合结构生物量比率升高,且此生物量比率不低于非修剪株的光合与非光合结构生物量比率。此研究结果证实了植物地上部分光合与非光合结构间存在功能性平衡的假设。与假设一致,植株的生物量分配在修剪后发生了改变：修剪株加大了对光合结构（叶组织）的生物量分配（大量的新生产地上部分生物量被分配到光合结构）,同时却减少了对非光合结构（枝和茎）的分配。此分配格局的改变保证了光合与非光合结构功能性平衡的恢复与维持。可以认为,通过改变生物量分配格局以维持光合 与非光合结构功能平衡是植物抵御外来干扰和e 或损伤的一种有效策略。 关键词： 生物量分配;功能平衡;非光合结构;光合结构;乔木     

外源硫对镉胁迫下马齿苋光合性状和矿质元素吸收的影响

从光合反应系统揭示外源硫(S)诱导马齿苋镉(Cd)耐受性的生理机制,为外源S缓解重金属毒害提供理论依据.采用营养液培养,研究外源S供体(NH4)2SO4对100 mg/L Cd胁迫下马齿苋叶片光合色素、光合特性、叶绿素荧光参数和矿质营养元素的影响.结果表明,Cd胁迫可显著降低马齿苋叶片中叶绿素a和叶绿素b含量;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著降低,而胞间二氧化碳浓度上升,表明非气孔因素是Cd胁迫诱导马齿苋光合抑制的主要因素;同时,PSⅡ实际光化学效率(ФPSII)、电子传递效率(J)、化学猝灭系数(qP)显著下降,而非化学猝灭系数(qN)显著上升,表明Cd胁迫影响马齿苋PSⅡ反应系统的正常运行.外施400 mg/L(NH4)2SO4显著提高马齿苋叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素a/b比值,增强马齿苋叶片光合作用和PSⅡ原初光化学反应量子效率.对5种与光反应系统密切相关的矿质元素含量进行分析发现,Cd处理显著增加马齿苋叶片中的Ca和Fe含量,显著抑制马齿苋对Mg、Mn和Cu的吸收.Cd胁迫下马齿苋叶片的变黄与Mg、Mn的亏缺有关,而与Fe缺乏无关;添加外源S可显著提升马齿苋叶片中Ca、Mg、Fe、Cu和Mn含量,从而增强Cd胁迫下马齿苋叶片的PSII反应系统功能.     

盐胁迫对扁桃光合特性和叶绿体超微结构的影响

温室条件下,分别用浓度为150、300、350 mmol/L的NaCl和Na2SO4处理‘石头扁桃’和‘桃扁桃’实生苗植株,处理10 d后分别测定其叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度,并观察叶绿体超微结构的变化。研究发现:(1)盐胁迫下,‘石头扁桃’和‘桃扁桃’chl a、chl b均在低浓度盐区含量最高,而在高浓度盐区含量最低,Na2SO4处理区chl a、chl b含量均低于NaCl处理区;(2)‘石头扁桃’和‘桃扁桃’叶片净光合速率随盐浓度的增加而下降,‘石头扁桃’下降的幅度较大;(3)‘桃扁桃’叶片细胞间隙CO2浓度随盐浓度的增加而升高,但‘石头扁桃’叶片细胞间隙的CO2浓度变化没有稳定的规律;(4)2个品种的叶片气孔导度均随盐浓度的增加而降低;(5)盐胁迫后,叶绿体基粒、基质片层扭曲,类囊体肿胀;随盐浓度的增加,形变加剧,叶绿体由椭圆形肿胀成圆形,叶绿体膜解体,且‘石头扁桃’叶绿体对盐胁迫比较敏感。综合分析发现,2种盐胁迫对植物造成伤害的机理不同,‘石头扁桃’的耐盐能力较差。     

干旱胁迫对3种不同光合类型荒漠植物叶绿体和线粒体超微结构的影响

以荒漠木本C_3植物天山猪毛菜、C_3-C_4中间型植物松叶猪毛菜、C_4植物木本猪毛菜为研究对象,采用盆栽控水试验,设置正常供水和轻度、中度和重度干旱处理(土壤含水量分别为田间持水量的80%、60%、45%和35%),研究不同程度干旱胁迫对3种不同光合类型荒漠植物叶片超微结构的影响。结果表明:(1)正常水分条件下,叶肉细胞中各细胞器结构完整。(2)轻度干旱胁迫下,3种植物叶片超微结构未受损伤,无明显变化。(3)中度干旱胁迫下,天山猪毛菜和松叶猪毛菜叶肉细胞壁界限不清晰,类囊体片层扩张且排列不紧密,不同之处在于,天山猪毛菜线粒体最先出现降解,内含物流失,而松叶猪毛菜线粒体外膜轮廓变形,嵴减少;木本猪毛菜线粒体无明显变化,叶绿体轻微扩张。(4)重度干旱胁迫下,天山猪毛菜和松叶猪毛菜叶绿体受损且结构混乱,线粒体出现降解;木本猪毛菜叶绿体出现膨胀,线粒体外膜轮廓模糊,嵴减少且结构模糊不清楚。研究认为,不同程度干旱胁迫下木本猪毛菜叶绿体和线粒体的受损程度都最低;干旱胁迫下天山猪毛菜和松叶猪毛菜叶绿体的受损程度大致相似;松叶猪毛菜和木本猪毛菜线粒体对干旱胁迫的耐受力要比叶绿体强。     

黄瓜花叶病毒对烟草叶片和叶绿体光合活性的影响

研究了烟草（Ｎｉｃｏｔａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）感染黄瓜花叶病毒后烟草植株不同部位（顶层、中层、下层）中片的光合速率和叶绿体光化学反应的变化。感病的叶片净光合速率减少,顶层叶砬少最多。病毒侵染抑制ＰＳⅡ活性比ＰＳⅠ活性更明显,特别是顶层叶。叶绿素ａ荧光测定表明还原态Ｑ库减少,ＣＯ２同化减少。从低温荧光发射光谱图变化中发现能量分配受干扰。     

高压静电场对银杏愈伤组织生长的影响

银杏愈伤组织经１ ．０ｋＶ／ ｃｍ 强度的高压静电处理后, 愈伤组织生长速率提高, 超氧物歧化酶（ＳＯＤ） 活性和蛋白质及糖含量增加,过氧化物酶（ＰＯＤ） 和吲哚乙酸（ＩＡＡ） 氧化酶活性下降。实验表明,正高压静电场促进银杏愈伤组织细胞的生长,与ＨＶＥＦ 影响体内ＳＯＤ、ＰＯＤ 和ＩＡＡ 氧化酶活性以及蛋白质和糖含量的变化相关     

静电场处理花生种子后的生物学效应试验简报

本文指出通过静电场处理花生种子,测量其种子活力,生长势及产质量等指标,说明以一定测量处理花生种子可达到提高花生产量的目标。     

激光和高压静电场对草莓种间杂交不亲和性的影响

以明晶等４个栽培品种及森林草莓、黄毛草莓和弗州草莓等３个野生种和类型为试材进行了该项研究。结果表明,用适宜剂量的激光和高压静电场处理父本野生草莓花粉可以克服草莓种间杂交不亲和性,显著提高座果率、杂种率和交配率,从而获得较多新的草莓种质资源。     

利用静电场提高IVF小鼠胚胎发育率的研究

本研究首先用静电场处理小鼠2细胞期胚胎,通过观察其发育率筛选了最佳处理剂量(场强和时间),在此基础上探讨了不同细胞期的静电刺激对小鼠胚胎发育的影响。结果表明:用静电场处理小鼠2细胞期胚胎,能显著提高胚胎的发育能力,最佳处理剂量的囊胚率从42.4％提高到64.5％,囊胚孵化率从20.0％提高到44.8％,与对照组存在极显著差异(P<0.01)。不同细胞期胚胎对静电刺激的敏感性不同,其中1细胞(授精后6h)和2细胞期(授精后24h)胚胎对电场刺激较为敏感。     

温度对三种满江红光合及固氮活性的影响

本文报道满江红(Azolla imbricata)、卡洲满江红(A.caroliniana)和蕨状满江红(A.filiculoides)的光合与固氮(乙炔还原)活性对温度的反应差异。根区培养液温度在7—40℃范围内满江红与卡洲满江红的光合活性在30℃达到峰值,高于或低于30℃均急剧下降。而蕨状满江红在7—25℃的根区温度范围内光合活性差异不大,高于25℃则下降(图2)。0℃24小时或40℃2小时暗预处理对三种满江红光合活性与乙炔还原活性表现出不同影响(图3,4)。本文报道的方法可用于满江红生理生态参量的比较研究。     

高压静电场(HVEF)对人参生长及土壤化学性质的影响

对人参植株施以一定强度的高压静电场(HVEF),在一个生长季节里,使人参增产12.6%.皂甙含量提高2.31%,人参中无机元素的含量明显提高,土壤中无机元素含量相应下降.这表明人工施加的正高压静电场可促进人参对土壤中无机无素的吸收及人参产量和质量的提高.     

植物微体的结构和功能

本文是一篇综述性文章,内容包括:1.植物微体的研究历史及其分类,2.植物微体的形态和超微结构特点,3.微体在植物及其组织中的分布(A.被子植物,B.裸子植物,C.蕨类植物,D.苔藓植物);4.微体的功能,5.微体的个体发育。其中裸子植物部分基本上是作者的第一手材料,并配有电子显微镜照片。     

红旗泡水生植物群落结构与功能的研究

红旗泡是松嫩平原上的水草型湖泊,１９７２年由引嫩干渠补入嫩江水,使其成为大庆市主要水源地和渔业基地。该湖水生植被分布面积大,覆盖近１／２的水面。本文分析了芦苇,狭叶香蒲和稗等单优群落的结构与分布,并统计了混合群落的数量特征。随着油田开发,大庆地区的水体均受到不同程度的污染;因红旗泡水生植物资源丰富且其具清除油污、吸附重金属和沉降悬浮物等净化功能,故使其成为大庆地区水质最好和鱼产量最高的湖泊。     

半红树植物的营养器官结构与生态适应

对11科13属种半红树植物的营养器官进行了生态解剖的研究,主要特征是:通气组织和贮水组织不很发达,具有散孔材及旱年结构。地上根系、异常次生结构、木栓瘤和下皮只见于少数植物。结果表明:半红树植物不只有或少许具有真红树植物独特的结构。没有趋同适应。显示了结构与环境的密切关系。