光合碳代谢的调节

光合碳代谢包括光合作用中的三种碳同化途径(C-3、C-4和CAM)和光呼吸。这些代谢途径均受到各种因素的调节,其中光是最主要的。光能使光合作用所需要的某些酶活化,同时也间接影响某些酶类的活性。     

第十三讲 光合碳代谢及其调节

一、前言在光合作用中,二氧化碳的掺入和还原成为碳水化合物是通过一整套的色素、载体和酶的反应来进行的。二十多年前通过~(14)C示踪试验,追踪了光合组织中CO_2的代谢历程,体外酶活性的测定和中间产物促进离体叶绿体CO_2的固定,以及专一标记和掺入动力学的研究等方面获得的资料,充分阐明还原戊糖磷酸途径(又称为光合碳循环或卡尔文循环)的主要特征及其在绿色植物中广泛存在。60年代又相继发现光呼吸和C_4途径进一步证明绿色植物中CO_2同化是多途径的。尽管其中某些细节仍待进一步证明,有些看法还不完全被接受,但总的来说,进展还是比较迅速,基本轮廓已较清楚,与     

植物的光合作用与光合氮、碳代谢的耦联及调节

概述了光合作用反应与CO2同化和NO^-3/NO^-2还原的耦联关系,提出了应该从氮,碳代谢整合角度讨论作动和光合作用,以便根据生产目的,调节作物的氮,碳代谢,实现农业生产的高产,优质。     

植物光合碳和氮代谢之间的关系及其调节

概述了植物体内光合碳、氮代谢之间的相互作用及其代谢调控等方面的研究进展。     

第十四讲 光合碳代谢及其调节(续)

(V)光的调节作用在前面已分别就还原戊糖磷酸途径中各个关键酶的调节特性和途径中各个反应的调节情况作了介绍,在结束本节之前,我们再总的来看一下光的影响。CO_2的同化虽然有时被称作暗反应,但这只是在某种意义上是如此,实际上在绿色组织中,光合CO_2同化是在照光下进行的。光是影响CO_2同化最重     

光合碳代谢途径的多样性

众所周知，植物的生长和发育需要阳光、碳源、水分及无机元素等。那么对生长在同一个 生境内的植物，特别是生长在同一水生生态系统中的植物又是如何共同生存呢？据悉，近年 来美国加州地理调查生物资源部的约翰·克里（Jon Keeley）已经开始注意这个问题了，19 99年他曾在《功能生态学杂志》(Functional Ecology)，第13卷106－118页上报道了最近的研究成果，即发现共同生长在临时性池塘内的各种植物具有不同的光合碳代谢途径。1981年，克里在对水韭属的两种蕨类植物Isoetes howellii和I. orcuttii的研究表明， 它们的光合碳代谢途径竟是…     

光合碳代谢研究的展望

自50年代Calvin循环发现以来,经历厂长期考验,迄今仍公认它是植物光合碳代谢中的基本或中心的途径。60年代和70年代相继发现和完成的C1循环,CAM途径和光呼吸途径则可以说是对Calvin循环的一种补充。Calvin循环中产生的糖磷酯经过一系列酶反应最终产生淀粉（在叶绿体内）或蔗糖（在细胞质中）现在这些代谢途径已研究得比较详尽。70年代乃至80年代则着重于对代谢途径调节控制的研究。从最近几年光合碳代谢的研究状况来盾,有如下几方面将得到进一步重视和加强。1代谢途径中关键酶的研究将继续深入现在普遍认为R0biSCO是植物光合作用中…     

光合作用的光抑制与光合器官的活性氧代谢

对光抑制的作用机制与光合器官中活性氧代谢的概况及相关的研究进展作了综述。     

引入稳定性碳同位素概念讲授光合碳代谢途径的尝试

光合作用是植物生理学中比较重要的一个章节,也是植物生命活动中的核心过程之一,有C3、C4和景天酸(CAM)3种不同类型碳代谢途径,在许多植物生理学教科书中,对此介绍得比较明白.我们在教学过程中感到,尽管多次强调C3、C4和CAM 3种途径的主要异同点和相应植物类群的主要特征,但绝大多数学生仍然对此缺少感性认识,甚至有些迷茫.鉴于此,我们在讲授植物不同光合途径的过程中,引入稳定性碳同位素概念,这不仅使学生在学习过程中掌握了一门与植物生理学相关的技术方法,也增强了学生对3种碳代谢途径的理解.现介绍如下.     

外源硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合碳代谢的调控

为探讨外源H₂S对盐碱胁迫下植物光合碳代谢的调控效应,采用盆栽土培实验,以裸燕麦(Avenanuda)为材料,研究喷施50μmol·L-1 H2S供体硫氢化钠(Na HS)溶液对3.00 g·kg^–1盐碱胁迫下叶片光合和荧光参数,单糖、寡糖和淀粉含量,卡尔文循环和糖代谢关键酶活性及产量构成因素的影响。结果表明:(1)盐碱胁迫下喷施Na HS显著降低裸燕麦叶片叶绿素含量、胞间CO₂浓度、光系统Ⅱ(PSⅡ)初始荧光、最大荧光、调节性能量耗散量子产量、光化学荧光淬灭和非光化学淬灭,显著提高Hill反应活力、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、表观CO₂利用效率、PSⅡ最大光化学效率和核酮糖1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)、Rubisco活化酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶和转酮醇酶活性。说明外源H₂S通过减少光能吸收和降低PSⅡ天线色素吸收光能用于光化学电子传递份额、提高原初光能转化效率和促进水的光解、调控卡尔文循环关键酶活性和增强CO₂利用效率缓解盐碱胁迫诱导的光抑...     

植物多胺代谢的酶类与胁迫反应

本文概述了植物多胺代谢途径中主要酶类和植物在不同胁迫条件下,这些酶类活性及多胺化合物的变化与植物抗逆性的生理意义。     

光合碳在叶片淀粉和蔗糖间分配的调节

叶片光合作用中产生的三碳糖在淀粉和蔗糖之间的分配受许多因素控制,蔗糖形成速率是决定性因素。蔗糖形成的调节酶是果糖1,6—二磷酸酯酶(F1,6P_2ase)和磷酸蔗糖合成酶(SPS),调节作用是通过无机磷(Pi)、磷酸二羟丙酮(DHAP)、磷酸己糖(己糖—P)、果糖1,6—二磷酸(F1,6P_2)和果糖2,6—二磷酸(F2,6P_2)之间的复杂的调节关系进行的。其中F2,6P_2起着关键作用,它以极低的浓度调节生糖和酵解作用,既参与蔗糖合成又参与反馈抑制。     

谷子光合碳同化途径C_4代谢类型的研究

我们曾通过解剖结构、CO_2补偿点和酶学特性等方面的研究,确定了谷子的碳同化属于C_4植物的类型。M.D.Hatch和C.R.Slack曾阐明C.植物固定CO_2生成的二羧酸不直接形成其它有机物,而要先经过脱羧,所产生的CO_2进入卡尔文循环再被同化。按其二羧酸脱羧方式的不同,可把C_4植物分成NADP-ME型、NAD-ME型和PCK型     

光氧化条件下碳代谢中间产物与光合电子传递对PSⅡ光化学活性的调节作用

在MV和强光的光氧化条件下研究外加光合碳代谢中间产物、光呼吸C2酸和光合电子传递抑制剂等对菠菜叶绿体PSⅡ光化学活性的调节作用。结果表明,光氧化条件下外加“RuBP再生系统”和乙醇酸钠可提高qP和Φpsu,而R5P、DHAP和HCO3^-可提高qN,显示其对光氧化下叶绿体PSⅡ活性有一定程度的保护作用。其他外加化合物3-PGA、3-GAP、HPMS、DCMU、DBMIB、Ant A、短杆菌肽D等则对以叶绿素荧光参数表示的光化学活性和氧电极测定的全链电子传递速率表现抑制效应。据此认为在叶绿体水平上阻断或改变光合电子流的流向,更改光合碳还原和光呼吸代谢物浓度,皆可直接或间接影响光氧化下PSⅡ的光化学活性,其作用因不同化合物而异。     

板栗“燕山早丰”幼苗光合与碳氮代谢对干旱胁迫的响应

干旱是影响燕山地区板栗树生长和产量的主要因子。为了在整株水平上研究板栗幼苗对干旱胁迫的响应,本试验以盆栽"燕山早丰"板栗幼苗为研究对象,通过模拟自然干旱处理22 d,测定叶片光合特性,根、茎、叶生物量、脯氨酸、丙二醛、碳、氮等生理指标变化。结果表明:与正常浇水相比,干旱胁迫下幼苗根、茎、叶含水量分别显著下降18.3%、29.0%和62.8%,脯氨酸(355.0%～1586.7%)和丙二醛(41.1%～81.3%)含量显著上升(茎中丙二醛除外),但叶部非光化学淬灭系数和净光合速率分别显著下降49.4%和77.4%;同时,茎和叶中非结构碳水化合物含量分别显著增加21.4%和69.5%,根中增加幅度未达显著差异水平;根和叶中硝态氮含量分别显著增加28.9%和26.8%,茎中增加幅度未达显著差异水平;根、茎、叶中铵态氮含量分别增加了16.2%、12.9%、217.6%,但仅在叶部差异显著。综上,干旱胁迫对燕山早丰板栗幼苗产生了较严重的伤害,显著抑制了其光合性能,但能够通过增强体内碳氮代谢来提高其适应干旱环境的能力。本研究结果可为当地板栗抗旱性资源选育和栽培提供参考。     

脂肪细胞因子对代谢的调节

脂肪组织可将多余能量以甘油三酯(triglycerides,TG)形式储存,在饥饿状态下可分解TG产生游离脂肪酸(free fatty acids,FFAs)为机体供能。此外,脂肪组织还具有体温调节和器官保护功能,并且越来越多的证据表明,脂肪组织也是一种重要的内分泌组织。脂肪组织分泌的蛋白质物质被称为脂肪细胞因子(adipokine),可通过自分泌、旁分泌和内分泌方式发挥多种生物学功能,例如调节能量摄入和能量消耗,调节糖脂代谢,抗炎和促炎反应。对整体而言,脂肪细胞因子可调节大脑、肝、肌肉、血管系统、心、胰腺和免疫系统等不同靶器官的生物反应。其中,脂肪细胞因子在糖脂代谢中发挥特定的作用,包括:葡萄糖代谢[瘦素(leptin)、脂联素(adiponectin)、抵抗素(resistin)];胰岛素敏感性 [瘦素、脂联素、锌-α2-糖蛋白(zinc-α2-glycoprotein,ZAG)];脂肪形成[骨形成蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)]等生物反应过程。但目前对脂肪组织功能障碍与代谢之间机制的理解尚不完善。脂肪组织功能发生紊乱时,脂肪细胞因子的分泌会发生改变,并可能导致一系列与肥胖相关的代谢性疾病的发生。临床前和临床研究表明,激活或抑制特定脂肪细胞因子的信号转导可能是一种适合干预代谢疾病的方法。本文就部分脂肪细胞因子对代谢的调控作用做出综述,以增强对脂肪细胞因子功能的理解。     

代谢的调节

概况生物的生存依赖于有机体不停地进行物质代谢。食进的有机营养物质主要有糖、脂及蛋白质三大类;主要的代谢器官和组织有肝、肾、肌肉及脂肪组织;主要的排泄物有H_2O、CO_2及尿素。体内各物质的生成、分解以及功能的体现,包括数目繁多的酶促反应。完整的物质代谢过程是由很多酶促反应以一定的顺序连续进     

光对植物生物钟的调节

植物中的许多生理和生化反应都表现出一种内源的近似于24小时的昼夜节律现象,这些昼夜节律现象受生物钟的调节。高等植物的生物钟系统由输入途径、中央振荡器、输出途径以及一个阀门效应器组成。光信号通过光敏色素和隐花色素进入生物钟,使中央振荡器产生振荡,改变生物钟的输出信号,引起各种生理反应。本文综述了光信号对高等植物生物钟的调节作用和转导途径。     

光对植物生物钟的调节

植物中的许多生理和生化反应都表现出一种内源的近似于24小时的昼夜节律现象,这些昼夜节律现象受生物钟的调节.高等植物的生物钟系统由输入途径、中央振荡器、输出途径以及一个阀门效应器组成.光信号通过光敏色素和隐花色素进入生物钟,使中央振荡器产生振荡,改变生物钟的输出信号,引起各种生理反应.本文综述了光信号对高等植物生物钟的调节作用和转导途径.     

凤眼莲、水花生若干光合作用参数与酶类的研究

在正常的生长条件下,凤眼莲有较高的叶面系数、叶绿素含量和光合强度。叶片可溶性糖含量也高。在低温胁迫下,凤眼莲和水花生根系活力和过氧化物酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶、淀粉酶等酶活性均明显下降。试验结果表明,凤眼莲对低温胁迫较水花生更为敏感。