光 合 作 用 04

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1、第六节影响光合作用的因素一、光合速率及表示单位光合速率(photosyntheticrate):指单位时间单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间单位叶面积上的干物质积累量来表示。CO２+H２O光叶绿体(CH２O)＋O２CO2吸收量干物质积累量O2释放量红外线CO2气体分析仪改良半叶法氧电极法μmolCO2·m-2·s-1、mgDW·dm-2·h-1μmolO2·dm-2·h-11μmol·m-2·s-1=1.58mg·dm-2·h-1呼吸作用(光、暗呼吸)以及呼吸释放的CO2被光合作用再固定等因素考

2、虑在内，所测结果实际上是表观光合速率或净光合速率，如把表观光合速率加上光、暗呼吸速率，便得到总光合速率或真光合速率。二、内部因素(一)叶的发育和结构1.叶龄新长出的嫩叶，光合速率很低。其主要原因有：Ø(1)叶组织发育未健全，气孔尚未完全形成或开度小，细胞间隙小，叶肉细胞与外界气体交换速率低；Ø(2)叶绿体小，片层结构不发达，光合色素含量低，捕光能力弱；Ø(3)光合酶，尤其是Rubisco的含量与活性低；Ø(4)幼叶的呼吸作用旺盛，因而使表观光合速率降低。2.叶的结构Ø叶的结构如叶厚度、栅栏组织与海绵组织的比例、叶绿

3、体和类囊体的数目等都对光合速率有影响。Ø叶的结构一方面受遗传因素控制，另一方面还受环境影响。ØC4植物的叶片光合速率通常要大于C3植物，这与C4植物叶片具有花环结构等特性有关。同一叶片，不同部位上测得的光合速率往往不一致。例如，禾本科作物叶尖的光合速率比叶的中下部低，这是因为叶尖部较薄，且易早衰的缘故。不同光环境条件下豆类叶片的解剖结构电镜扫描图阳光下的叶片（A）厚度明显超过阴暗下的叶片（B），并且阳光条件下的叶片栅栏细胞中生长的较长，海绵叶肉细胞层位于栅栏细胞下面。生长在光照条件下的阳生植物叶栅栏组织要比阴生植物

4、叶发达，叶绿体的光合特性好，因而阳生叶有较高的光合速率(二)光合产物的输出光合产物(蔗糖)从叶片中输出的速率会影响叶片的光合速率。光合产物积累到一定的水平后会影响光合速率的原因：(1)反馈抑制。(2)淀粉粒的影响。三、外部因素＊(一)光照光强光质光照时间1.光强(1)光强-光合曲线图光强-光合曲线图解A.比例阶段；B.比例向饱和过渡阶段；C.饱和阶段OD——呼吸速率光补偿点（lightcompensationpoint):随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量

5、等于CO2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。在低光强区，光合速率随光强的增强而呈比例地增加(比例阶段)；当超过一定光强，光合速率增加就会转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再增加，而呈现光饱和现象。光饱和点(lightsaturationpoint):开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点，此点以后的阶段称饱和阶段。限比例阶段光强限制制因饱和阶段CO2限制素CO2扩散速率（浓度影响）CO2固定速率（羧化酶活性和RuBP再生速率）光合单位周转速率的影响（单位时间内光合单位进行光反应的次数）C3植物

6、光合作用对光的反应。Ø光补偿点高的植物一般光饱和点也高，Ø草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物；Ø阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物；ØC4植物的光饱和点要高于C3植物。不同植物的光强光合曲线Ø当CO2浓度增高或温度降低时，光补偿点降低；而当CO2浓度提高时，光饱和点则会升高。Ø在一般光强下，C4植物不出现光饱和现象，其原因是：①C4植物同化CO2消耗的同化力要比C3植物高②PEPC对CO2的亲和力高，以及具有“CO2泵”Ø所以空气中CO2浓度通常不成为C4植物光合作用的限制因素。(2)强光伤害—

7、光抑制2.光质Ø在太阳幅射中，只有可见光部分Ø用不同波长的可见光照射植物叶才能被光合作用利用。片，测定到的光合速率不一样。在600～680nm红光区，光合速率有一大的峰值，在435nm左右的蓝光区又有一放氧速率小的峰值。可见，光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱大体吻合。发现蓝光下的光合速率要比红光下的高，这可能与蓝光促进气孔开启有关。也有报道蓝光下生长的植物，其PEPC的活性高。图不同光波下光合速率3.光照时间产生滞后期的原因∶1)光对酶活性的诱导。2)光合碳循环中间产物的增生需要一个准备过程。3)光诱导气孔

8、开启所需较长的时间，其是叶片滞后期延长的主要因素。(二)CO21.CO2-光合曲线光下CO2浓度为零时叶片只有光、暗呼吸,释放CO2。OA部分为光下叶片向无CO2气体中的CO2释放速率,通常用它来代表光呼吸速率。(1)比例阶段在比例阶段，光合速率随CO2浓度增高而增加，当光合速率与呼吸速率相等时，环境中的CO2浓度即为CO2补偿点（CO2compensati