光下无CO_2气体处理对叶片光合强度的影响

小麦等C_3植物的叶片在光下经无CO_2或低CO_2气体处理后,通入高CO_2气体,光合强度出现“升、降、升”的波动,而玉米等C_4植物无此现象。不同植物的光合波动幅度不同。强光、高CO_2、低O_2等能缩短第一次光合上升时间,增大光合下降幅度;而低CO_2、高O_2等则减少光合下降幅度。此现象与RuBP及ATP的含量变化有关。     

利用红外线CO_2分析仪测定离体水稻旗叶光合速率的装置

一、引言测定植物叶片光合同化CO_2量常用红外线CO_2分析仪,这类仪器具有下述优点: 1.灵敏、准确:它是利用CO_2吸收红外线的物理特性直接由仪表显示气体中的CO_2浓度。灵敏度一般可准确到1 ppm的数值,精密的可达0.1ppm。 2.反应快速:它是直接对气相CO_2反应的,实际检测到的是红外光的吸收变化。一般讲来感受红外光的元件反应是瞬时的。因此仪器的反应速度基本上取决于工作气室及     

土壤氮水交互对马尾松和杉木COS和CO2通量的影响

羰基硫(COS)和CO_2化学结构相似,且植物对COS和CO_2具有共吸收特性,因此可利用COS作为示踪物来估算生态系统总初级生产力,而不同植物吸收COS和CO_2对环境因子变化的响应差异较大。以南亚热带典型树种马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)为研究对象,设置2个氮水平及3个土壤水分梯度处理。采取顶空套袋法采集气体样品,用预浓缩—气质联用仪分析样品COS浓度,同时测量植物光合参数。结果表明:马尾松和杉木吸收COS,吸收速率均值分别为39.58—127.27 pmol m~(-2) s~(-1)和0.81—66.92 pmol m~(-2) s~(-1)。整体而言,施氮可促进植物吸收COS,但除施氮对马尾松COS通量有显著影响外(P0.05),施氮、土壤水分和两者交互作用对马尾松和杉木的COS和CO_2通量及其比值均无显著性影响。施氮情况下,高土壤水分处理促进马尾松COS吸收而低土壤水分处理促进杉木COS吸收。中等土壤水分和高土壤水分条件下马尾松和杉木COS通量与气孔导度呈正相关关系。线性拟合结果表明,植物COS通量(F_(COS))与CO_2通量(F_(CO_2))呈极显著正相关(P0.01),马尾松和杉木F_(COS)/F_(CO_2)值分别为1.48×10~(-6)和1.01×10~(-6)。中等土壤水分条件均可提高马尾松F_(COS)/F_(CO_2)比值,而低土壤水分条件下施氮增加杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值,高土壤水分条件下施氮降低杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值。低土壤水分和高土壤水分使马尾松蒸汽压亏缺增大,促使气孔导度减小从而降低净光合速率。低土壤水分和高土壤水分下施氮导致杉木气孔导度增加从而增强净光合速率。研究结果不仅对进一步了解区域氮沉降和降水对树木COS通量及F_(COS)/F_(CO_2)的影响有重要意义,而且可为模型估算总初级生产力提供区域性数据支持。     

第六讲 光合作用生理生态的若干问题

一、二氧化碳的供应问题CO_2和水是光合作用的两个主要原料。对陆生植物来说,CO_2与水的不同之处是CO_2以气体状态存在和被利用。它分布很广,也颇均匀,但浓度极低。目前大气中约含340 ppm,相当于0.67毫克/升(标准状     

自动光合作用测定仪

一.引言在研究植物光合作用时,常常需要长时间连续进行光合作用测定,因此就需要一部能满足此项要求的测定仪器。目前广泛应用的仪器有电导法和红外线法。电导法根据碱性溶液吸收CO_2后电导率降低,从吸收CO_2前后的液体电导率的差计算吸收的CO_2量。利用这种原理所设计的测定仪器可以长时间的连     

兼性景天酸代谢植物CO2气体交换模式的环境调节

长药景天(Sedum speciubile)、土三七(S aizoon)及露花(Mesembryanihemum cord-ifolium)等三种兼性景天酸代谢(CAM)植物的CAM型植株,在阴天能全天吸收CO_2,无第Ⅲ阶段,与其在晴天的CO_2交换模式明显不同:而大叶伽蓝菜(Kalanchoe daigremontiana)、瓦松(Orostachys fimbriatus)及落地生根(Bryophyllum pinnatum)等三种专一性CAM植物,在阴天的气体交换模式仍有第Ⅲ阶段。说明在阴天能全天持续吸收CO_2的气体交换模式,只有兼性CAM植物具有。兼性CAM植物在阴天和晴天的气体交换模式间出现的差异,温度起着主导的作用。高温可加速苹果酸脱羧,温度对气体交换模式的影响即主要是通过影响脱羧速率实现的。专一性CAM植物由于晚上积累的苹果酸较多,使它们在阴天气温较低的条件下脱羧也较快,这是专一性CAM植物在阴天也不能全天吸收CO_2的重要原因。     

CO_2释放量和呼吸商如何正确计算?

用瓦氏检压技术测定呼吸时,怎样正确计算CO_2的释放量和呼吸商?《植物生理学实验》(薛应龙主编,第96页)一书中是这样写的:“不加碱的反应瓶,压力计上的读数变化是呼吸作用放出的CO_2和吸收的O_2的总结果。若以油料种子为例,放出的CO_2量比吸收的O_2量要少,所以反应瓶中的压力减少,压力计上的△h为     

大气CO2浓度升高对光合作用的影响

众多的事实表明,大气的CO_2浓度正不断地升高,从工业化革命时期的270—280ppm 上升到现在的350ppm 左右,平均每年以1.2—1.4ppm 的速率递增,预计21世纪中后期大气CO_2浓度将上升为现在的两倍。CO_2作为温室气体,必然给全球的生态环境带来深刻的变化,因此,植物如何对大气CO_2浓度的升高作出响应,已引起各国科学家的普遍关注,因此此课题已成为目前比较活跃的研究领域。CO_2是光合作用的原料,故弄清楚光合作用如何对大气CO_2浓度升高作出响应,对于了解未来大气CO_2浓度升高对植物的影响尤其重要。本文将讨论大气CO_2浓度升高对光合作用的影响,及其影响的机制。     

根的分泌物及其生理作用

植物根的生命活动极为活跃。植物的根不仅从土壤中吸收水分和无机盐,还吸收二氧化碳和一些有机化合物,如氨基酸、核苷酸、碳水化合物以及尿素等。根能把吸收的物质进行转化、改造、合成一些植物本身生活所必需的物质,如氨基酸、酰胺、细胞分裂素和赤霉素等,还有一些植物激素、生物碱等。除此,植物根还具有分泌功能,可将一些物质排出体外。众所周知,如果把植物栽培在含有同位素~(14)[CO_2]的大气中,在光照下,植株通过光合作用很容易标记上~(14)C,这种方法早已应用于研究植物体内物质的转移。在根的分泌物研究工作中也成功地应用了这种方法。例如:采用~(14)CO_2     

光合作用中能量转化率计算公式的表达

在植物光合作用过程中,叶片吸收光能后,光能转变为化学能的效率,因光波波长不同而变化。植物每同化1mol二氧化碳或释放1mol氧,最低量子需要量为8～12mol,贮藏于碳水化合物中的化学能量是468.1kJ,反应如下: CO_2 H_2O→(CH_2O) O_2—468.1kJ而根据爱因斯坦的光化学当量定律,在光化学反应中,1个分子吸收1个光量子(hν)后,才能开始反应,所以,1mol物质一定要吸收6.0222×10~(23)个光量子[6.0222×10~(23)是阿伏加德罗常数(N)。它是     

田间空气中的CO_2浓度与甘薯的光合作用

在作物高产的形成中,提高光合作用强度有重要意义。改善作物各层叶面的光照状况可以提高光合强度,另一方面,还可以从适当增加叶层附近空气中的CO_2濃度入手。一般植物进行光合作用的CO_2最适濃度约在0.1％左右;光照充分时,CO_2的饱和点约为O.3％;而     

CO_2浓度升高对媒介昆虫及其所传植物病毒的影响研究

由于全球气候变化,CO_2浓度升高对生态系统产生的影响已成为国际关注的焦点。媒介昆虫传毒引起的植物病毒病是农业生产的一个重要影响因素之一。"CO_2-植物-媒介昆虫-病毒"是一个复杂的系统,围绕CO_2浓度升高对植物的影响、CO_2浓度升高对"植物-媒介昆虫"相互关系以及CO_2浓度升高对媒介昆虫及其传播病毒发生的影响已开展了大量研究。本文主要从CO_2浓度升高对植物、CO_2浓度升高对媒介昆虫和植物以及CO_2浓度升高对媒介昆虫所传病毒发生等方面阐述CO_2浓度升高对媒介昆虫及所传植物病毒发生的影响。研究表明,CO_2浓度升高对于媒介昆虫和病毒本身的直接影响较小,主要影响植物初级和次生代谢过程,主要通过引起植物在基因表达、生理生化、营养水平以及生长等各个层面的变化来影响植物,从而通过级联效应改变"植物-媒介昆虫-病毒"之间的互作关系。     

英国Hampsfell的蕨菜草地生态系统的营养元素循环

蕨菜草地的单优势种蕨菜(Pteridium aquilinum)现存量中的营养元素,从冬季至翌年的秋季有所增加,主要是通过植物从土壤中的吸收而获得。秋季活叶片变老,枯黄,使部分元素成为枯枝落叶现存量中的元素;在植物地下部分的元素,也因根系死亡而从活体中丧失。蕨菜草地植被每年从土壤中吸收各类元素的数量为:钾17.6克/米~2、氮16.4克/米~2、钙12.8克/米~2、锰3.14克/米~2、铁2.47克/米~2、磷2.12克/米~2。蕨菜对各类元素的利用系数以钙(1.39)最高。植物的吸收量与土壤营养库相比,吸收系数最低的是氮0.012,最高为铁1.36。     

CO2浓度倍增对几种植物叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响

研究了CO_2浓度倍增对大豆(Glycine max L.,C_3植物)、黄瓜(Cucumis sativus L.,C_3植物)、谷子(Setaria italica (L.) Beauv.,一种不很典型的C_4植物)和玉米(Zea mays L.,C_4植物)叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响。实验植物盆栽于聚乙烯薄膜(或玻璃)的开顶式培养室中。播种后对照室的CO_2浓度立即保持在大气浓度(350±10)×10~(-6)中,CO_2浓度倍增处理室则保持在(700±10)×10~(-6)下。研究结果表明,对于大豆、黄瓜和谷子,CO_2浓度倍增均使其PSⅡ捕光叶绿素a/b-蛋白质复合物(LHCⅡ)的聚合体态的量增多,单体态的量减少。但C_4植物玉米对CO_2浓度倍增没有这样的反应。作者认为在大豆等植物中,LHCⅡ的上述状态变化可能是植物的光合机构对长期高CO_2浓度的一种适应效应,这样能提高光合作用中光能的吸收、传递和转换的效率,并支持高效的光合碳素同化作用。     

CO_2电极法测定植物CO_2补偿点

光合作用是绿色植物重要的生命活动过程,光合产物是农产品产量的主要来源,因此提高光合作用强度对于提高农作物产量具有十分重要的意义。植物光合强度可以通过测定光合作用的任何一个方面如二氧化碳的吸收,氧的释放,有机物质的形成等来得到,由于二氧化碳浓度的相对变化最大,所以测定二氧化碳浓度是最常用方法,如电导法,红外线法、pH法(包括比色法)等。电导法是根据碱性溶液吸收CO_2后电导率降低,以其前后差值来计算CO_2量。碱性溶液吸收CO_2后成分的变化是不可逆的,反应后的电导液需经过强碱性阴离子     

绿色植物在光合作用中吸收CO_2的证明

溴代麝香草酚蓝溶液在有CO_2存在时,其溶液颜色呈黄色,无CO_2存在时,溶液呈蓝色。根据上述原理,通过在溴代麝香草酚溶液内呼入CO_2的气体,并放入绿色水生植物进行光合作用,溶液由蓝色→黄色→蓝色的颜色变化,来证明绿色植物在光合作用中吸收的是CO_2气体。一、材料金色藻、黑藻或其他绿色小植物、0.1%溴代麝香草酚蓝溶液、试管、玻管。二、方法步骤:     

不同碱度条件下中华水韭昼夜CO_2气体交换的特征

运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO_2吸收的特征.结果表明中华水非的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO_2的能力,而不具备利用水中的HCCO3的能力,进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征.中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO_2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO_2浓度.光照条件下,中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1)mmol·L~(-1),最终[C_T]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0. 004).碱度对中华水韭夜晚CO_2的吸收速率有显著的影响(F=38.73,P<0.0001).总碱度1.70mmol·L~(-1)溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO_2浓度(0.04±0.001mmol·L~(-1))水平下即表现出对CO_2的净吸收.调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO_2浓度的昼夜变化,发现水体碱度约为1.59mmol·L~(-1),一昼夜的pH值波动不大,平均为(6.1±0.04),昼夜CO_2浓度存在波动,午夜水中的CO_2浓度是午后的近3倍.     

光、温度、水蒸汽压亏缺及二氧化碳对番木瓜(Carica papaya)光合作用的影响

三个番木瓜栽培种“岭南”、“2×0.7”和“4×2”的净光合率随入射光强度增高而增大。光合作用光饱和现象出现在0.7～0.8m mol m~(-2) s~(-1)。量子产额(mol CO_2/mol吸收量子)为0.042～0.048, 相近于已测定过的C_3植物。气孔对CO_2的传导率和蒸腾作用亦随入射光强度增高而增大。细胞间CO_2浓度在叶温25℃时为260μl.1~(-1),在近于光补偿点时为最大。蒸腾作用和净CO_2同化率皆随入射量子流增高而增大。 三个栽培品种木瓜的光合作用最适温度为25℃。蒸腾作用及气孔对CO_2及水分丧失的传导率以35℃为最大。光合作用的补偿点为50μl·l~(-1),相近于多数C_3植物。气孔对细胞间CO_2浓度变化的反应敏感。 水蒸汽压亏缺(VPD)从6毫巴增至26毫巴时,“4×2”和“岭南”的净光合作用降低 32～33％,“2×0.7”则降低19％。当VPD在19毫巴时,蒸腾作用最大。VPD增大则降低水分利用效率。结果亦表明气孔传导率对限制木瓜叶子光合作用的意义。     

美国生物圈二号内生长在高CO_2浓度下的10种植物气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率的变化

报道了美国生物圈二号内生长在高CO_2浓度下(>2200μmol·mol~(-1))4.5年后的5种热带雨林植物和5种荒漠植物气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的变化。结果表明:热带雨林植物在CO_2浓度为350～400μmol·mol~(-1)时的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率分别为:(127.4±65.6)mmol·m~(-2)·s~(-1)、(2.04±0.61)mmol·m~(-2)·s~(-1)和(2.90±0.55)μmol CO_2·mmol~(-1) H_2O,而在700～820μmol·mol~(-1)时为(61.3±30.5)mmol·m~(-2)·s~(-1)、(1.54±0.65)mmol·m~(-2)·s~(-1)和(8.45±2.71)μmol CO_2·mmol~(-1) H_2O;荒漠植物气孔导度和蒸腾速率则分别由CO_2 320～400μmol·mol~(-1)时的(142.8±94.6)和(2.09±0.71)下降到820～850μmol·mol~(-1)时的(57.7±35.8)和(1.36±0.52)mmol·m~(-2)·s~(-1),水分利用效率由(4.69±1.39)上升到(9.68±1.61)μmol CO_2·mmol~(-1) H_20。在低CO_2浓度时植物的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率受光照强度的影响较高CO_2浓度时明显,一般雨林植物三项指标在光照强度为500μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到饱和,而荒漠植物在1000μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到饱和。不同植物中,以荒漠C_3植物粉蓝烟草(Nicotiana glau-ca Grah.)的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率     

樱桃的离体培养

植物名称:甜樱桃(Prunus avium)。材料类别:纳翁(Napo leon)、大紫(BlackTartarin)、保加利亚品种两个(、xespyc)、红灯等品种的茎尖及侧芽。培养条件:基本培养基为MS。①芽分化培养基每升附加BA0.5—1.0毫克;吲哚乙酸0.2毫克;蔗糖30克。②生根培养基为1/2 MS(大量元素),其它成分同MS培养基,每升附加吲哚乙酸1—3毫克;蔗糖 20克;琼脂 5克。③培养条件:25±2℃,光照强度1500lx;24小时光照。生长与分化情况:接种10天后即可见到茎尖明