《植物生产与光》ppt课件

1、第三章 植物消费与光第一节 植物的光协作用 一、光协作用的意义 绿色植物以二氧化碳co2)和水为原料利用太阳能为动力，经过加工、合成而消费出贮藏有大量能量有机营养物质即碳水化合物，并释放出动物和人类必需的氧气o2。 光协作用为包括人类在内的几乎一切生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光协作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光协作用的意义可以概括为以下三个方面： 第一：制造有机物第一：制造有机物 绿色植物经过光协作用制造有绿色植物经过光协作用制造有机物的数量是非常宏大的。据机物的数量是非常宏大的。据估计，地球上的绿色植物每年估计，地球上的绿色植物每年大约制造大约制造5000亿吨有

2、机物，这亿吨有机物，这远远超越了地球上每年工业产远远超越了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂。绿色植物的生绿色工厂。绿色植物的生存离不开本身经过光协作用制存离不开本身经过光协作用制造的有机物。人类和动物的食造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光协物也都直接或间接地来自光协作用制造的有机物。作用制造的有机物。 第二：太阳能转换成化学能第二：太阳能转换成化学能 绿色植物经过光协作用将太阳能转化成化学绿色植物经过光协作用将太阳能转化成化学能，并储存在光协作用制造的有机物中。地球上能，并储存在光协作

3、用制造的有机物中。地球上几乎一切的生物，都是直接或间接利用这些能量几乎一切的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根究竟都是古代的绿色燃料中所含有的能量，归根究竟都是古代的绿色植物经过光协作用储存起来的。植物经过光协作用储存起来的。 第三：光协作用不断像大气补充氧气的过程第三：光协作用不断像大气补充氧气的过程 经过光协作用每年绿色植物约向大气中释放经过光协作用每年绿色植物约向大气中释放4.6*1011吨氧，使大气中氧的含量经常坚持在吨氧，使大气中氧的含量经常坚持在21%左右，没有绿色植物及光协作

4、用，人类乃至左右，没有绿色植物及光协作用，人类乃至整个生物界就不能够存在。整个生物界就不能够存在。二、光协作用与植物消费 一概念： 光协作用：是绿色植物利用太阳光能将吸收的二氧化碳和水制呵斥有机物质碳水化合物即是人类及动物赖以生存的有机物质并释放氧气的过程。光协作用过程普通用以下化学式表示：光协作用过程普通用以下化学式表示： 二、过程 绿色植物的光协作用过程是一个非常复杂的生理过程。绿色植物光协作用的细胞器的叶绿体，在叶绿体内含有叶绿素a，叶绿素b和胡萝卜素等光和色素，在绿色植物的光协作用过程中，光和色素吸光能的才干都很强，但是他们至吸收380700毫微米波长范围内的可见光。 光化学反响：叶绿

5、色素等光和色素吸收太阳光后，便处于激发形状，从而引起氧化反响，成为光化学反响。 光化学反响引起一系列电子传送过程，水被分解放出氧和氢，并将二氧化碳固定合成碳水化合物CH2O)。 三、光呼吸 光呼吸：绿色植物在光的照射下，进展光协作用的同时，还进展呼吸作用，即吸收氧气释放二氧化碳，绿色植物在光下的呼吸作用称为光呼吸。 在光协作用中构成的糖和淀粉，有的小麦、蚕豆随即输出，有的暂时储存在叶片中，待夜间输出，并经呼吸作用构成各种有机物质。三、影响植物光协作用的要素影响植物光协作用的要素植物的内部要素植物的环境要素一、植物内部要素 绿色植物光协作用与其本身生长、发育情况有关。 叶龄 叶片的光合速率与叶龄

6、亲密相关。新长的嫩叶，叶色黄绿，体内叶绿素含量低，光合速率很低，以致其本身的光协作用产物满足不了呼吸耗费，必需从其他成年的叶片中得到。当叶子长足时，叶片浓绿，叶片全展后，光合速率达最大值叶片光合速率维持较高程度的时期，称为功能期；叶片衰老后，光合速率下降。 叶腋有花或果实的叶片较无花、果的叶片光合速率大。玉米棒三叶玉米棒三叶如：玉米棒三叶，光协作用占6080%； 小麦旗叶，光协作用占6070%。小麦旗叶小麦旗叶二环境要素 1、光 1光质：对光协作用有效的是可见光。红光下，光合效率高；蓝紫光次之；绿光的效果最差。叶绿体中的色素主要吸收红橙叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光光和蓝紫光 红光可促进

7、幼苗的生长,红光处置的幼苗干物质积累多,营养 生长旺盛 。 在番茄、茄子及黄瓜等作物方面。 蓝光与红光可以显著抑制茎的伸长,这能够是由于红光 经过降低赤霉素的含量; 蓝紫光能提高吲哚乙酸( IAA)氧化酶的活性,使IAA含量降低,进而抑制植物的伸长生长。UV - B辐射过强,作物不能正常生长,会限制结实量,如UV - B处置下的黄瓜植株变的矮小,叶面积小,结实量少。 不同光质补光处置均促进新梢延伸生长,缩短了新梢节间长度。其中,补充红光、蓝光明显添加新梢基部粗度;红光处置明显添加了新梢总的干物质积累,而且增大了叶片干物质分配比例 。 光敏色素还可以影响种子 萌生,这是经过影响赤霉素的合成来完成

8、的。红 光对种子萌生的促进作用主要由PhyB 调控, PhyB 可以感受R /FR比例变化。2、光强 光强光强:植物光合速率随着光强的增高，光合速率相植物光合速率随着光强的增高，光合速率相应提高。但当光强进一步加强时，光合速率的加应提高。但当光强进一步加强时，光合速率的加强幅度减弱。强幅度减弱。 当叶片的光合速率与呼吸速率相等净光合速当叶片的光合速率与呼吸速率相等净光合速率为零时的光照强度，称为光补偿点。率为零时的光照强度，称为光补偿点。 在一定范围内，光合速率随着光强的添加而呈在一定范围内，光合速率随着光强的添加而呈直线添加；但超越一定光强后，光合速率添加转直线添加；但超越一定光强后，光合速

9、率添加转慢。慢。 在一定条件下，使光合速率到达最大时的光照在一定条件下，使光合速率到达最大时的光照强度，称为光饱和点强度，称为光饱和点 。桑叶的光饱和点为2万勒克斯橘子光饱和点约为2500勒克斯, 2、温度 光协作用的暗反响是由酶促反响，其反响速率受温度影响。 光协作用有温度三基点，即光协作用的最低、最适和最高温度。温度的三基点因植物种类不同而有很大差别(表3-6)。C4植物的光合最适温度普通在40左右，高于C3植物的最适温度(25左右)。 低温抑制光合的缘由主要是低温导致膜脂相变，叶绿体超微构造破坏以及酶的钝化。高温引起膜脂和酶蛋白的热变性，加强光呼吸和暗呼吸。 在一定温度范围内，昼夜温差大

10、,有利于光合产物积累。 3、水分 水分是参与光协作用的物质，缺水使光合物质明显降低，当水分轻度亏缺，假设光照充足，灌水后可恢复，但水分严重亏缺时，那么供水后，光合速率难以恢复正常。4、二氧化碳、二氧化碳 科学家经过研讨绿色植物周围空气中二氧化碳浓度与光协作用强弱的关系，绘制出图。分析左图可以看出，二氧化碳的浓度很低时，绿色植物不仅不能制造有机物，而且还要耗费体内的有机物；随着二氧化碳浓度的提高，光协作用逐渐加强；当二氧化碳浓度提高到一定程度时，光协作用的强度不再随二氧化碳浓度的提高而加强；假设继续提高二氧化碳的浓度，光协作用的强度反而明显减弱。 对于农田里的农作物来说，确保良好对于农田里的农作

11、物来说，确保良好的通风透光，既有利于充分利用光能，又的通风透光，既有利于充分利用光能，又可以使空气不断地流过叶面，有助于提供可以使空气不断地流过叶面，有助于提供较多的较多的CO2 CO2 ，施用有机肥，土壤中的微生，施用有机肥，土壤中的微生物也可以产生物也可以产生CO2 CO2 ，提高部分空间的，提高部分空间的CO2CO2量，从而提高光协作用效率。量，从而提高光协作用效率。 对于温室里的农作物来说，经过增施对于温室里的农作物来说，经过增施农家肥料或运用农家肥料或运用CO2CO2发生器等措施，可以发生器等措施，可以添加温室中的添加温室中的CO2CO2浓度，就可以提高农作浓度，就可以提高农作物的光

12、协作用效率。物的光协作用效率。 5、矿质营养、矿质营养 绿色植物进展光协作用时，需求多种必需的矿质元素。例如，氮是催化光协作用过程中各种酶以及NADP+(二磷酸腺苷和ATP三磷酸腺苷的重要组成成分，磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。 科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜构造上的磷脂水解掉后，在其他原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光协作用过程明显遭到妨碍。可见，磷在维持叶绿体膜的构造和功能上起着重要的作用。 四、光照时间在植物生命活动中的作用 1、植物的光周期景象 光周期：一天中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。 光周期景象：植物需求长夜短昼才干开花结实，而另一些植物那么相反，需求短夜

13、长昼才干开花结实。这种景象叫光周期景象。 人们根据光周期景象将植物分为：长日性植物：要求较长的白昼长日性植物：要求较长的白昼和较短黑夜，才干开花结实。和较短黑夜，才干开花结实。农作物中有小麦、大麦、马铃农作物中有小麦、大麦、马铃薯等。薯等。短日性植物：要求较长黑夜的短日性植物：要求较长黑夜的和较短白昼，才干开花结实。和较短白昼，才干开花结实。农作物中有玉米、棉花、水稻农作物中有玉米、棉花、水稻等。等。中日性植物：对光照时间反响中日性植物：对光照时间反响不敏感。农作物中有荞麦、茄不敏感。农作物中有荞麦、茄子、黄瓜等。子、黄瓜等。三种主要光周期反响类型三种主要光周期反响类型 长日植物长日植物农作物

14、：要求在农作物：要求在1414个小时以上的光照才干开花个小时以上的光照才干开花结果。结果。蔬菜作物：要求在蔬菜作物：要求在1414个小时以上的光照。个小时以上的光照。花卉作物：要求在花卉作物：要求在1212个小时以上的光照才干开个小时以上的光照才干开花。花。小麦、大麦、黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜、甘蓝、芹菜、小麦、大麦、黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜、甘蓝、芹菜、甜菜、胡萝卜、金光菊、山茶、杜鹃、桂花、天仙子等甜菜、胡萝卜、金光菊、山茶、杜鹃、桂花、天仙子等 short dayslong days长日照长日照短日照短日照农作物：要求在农作物：要求在1313个小时以下的光照才干开花结果。水稻、玉

15、米、大豆个小时以下的光照才干开花结果。水稻、玉米、大豆蔬菜作物：要求在蔬菜作物：要求在1212个小时以下的光照才干开花结果。豇豆、茼蒿、扁豆、刀豆个小时以下的光照才干开花结果。豇豆、茼蒿、扁豆、刀豆花卉作物：要求在花卉作物：要求在1212个小时以下的光照才干开花。菊花个小时以下的光照才干开花。菊花短日照植物：水稻、玉米、大豆、高梁、豇豆、茼蒿、扁豆、短日照植物：水稻、玉米、大豆、高梁、豇豆、茼蒿、扁豆、刀豆、苍耳、紫苏、大麻、黄麻、草莓、烟草、菊花、秋海棠、刀豆、苍耳、紫苏、大麻、黄麻、草莓、烟草、菊花、秋海棠、腊梅、日本牵牛等腊梅、日本牵牛等 短 日 性 植 物短 日 性 植 物 日中性植物日中性植物成花对日照长度不敏感，在任何长度的日照下均能开花。成花对日照长度不敏感，在任何长度的日照下均能开花。农作物有：黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、棉花农作物有：黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、棉花花卉作物：君子兰、向日葵、蒲公英等。花卉作物：君子兰、向日葵、蒲公英等。 限光性植物：限光性植物：只能在一定的光只能在一定的光照范围内才干开照范围内才干开花结果。如甘蔗花结果。如甘蔗只能在约只能在约13个小个小时的光照条件下时的光照条件下才干开花，日照才干开花，日照长或日照短都不长或日