药用植物生态学第二章药用植物与光的关系

1、药用植物生态学，2020/8/11，2，第二章药用植物与光的关系，2020/8/11， 3一、光强是药用植物的生态作用二，光质是药用植物的生态作用三，光能的信息作用，2020/8/11，4，第一节光的性质和变化，2020/8/11，5，一，2020/8/11，6，1a=0.1nm=1* 10 -。 黄595-575nm纳米； 绿色575-490nm纳米； 蓝色490-435nm纳米； 紫435-380nm、2020/8/11、7、2020/8/11、8、全日照下紫外线为1%、2020/8/11、9、波长范围400-700nm、橙红色光600-700nm对植物的光合作用具有最大的活性，其次是40

2、0-470nm 2020/8/11、10、2、光强度及其变化、光强度通过光的热效应进行测定。 日照强度是指由与太阳光的单位面积(1m2)、单位时间(1min )垂直的黑体得到的太阳总热量。 单位(卡/cm2.min )，太阳常数是指在地球大气边界上与太阳光垂直的平面上受到的太阳辐射强度为1.94卡/cm2.min、1.94卡/cm2.min、2020的原因：大气层吸收和散射不同波长的光谱大气对波长较短的放射光谱的散射作用较强，随着高度角的增加，紫外线和可见光的比例增加，红外线的比例减少。 为什么？ 2020/8/11，16，日照长度是指每天太阳能照射的时间数，即白天长度。 四、日照长度及其变化

3、、日照长度随纬度和季节有规律地变化，对植物反复作用，形成适合长短日照的植物类型。2020/8/11、17、5、水体和植物群落中的光照状况，水体中植物的分布变化、2020/8/11、18、植物群落中的光照状况、1、植物叶对日照的吸收、反射和叶片的性质和光的波长不同，则反射、吸收、透射的程度不同。 叶片也有选择吸收特性。 渗透主要取决于叶片的结构和厚度。 红外光和绿色光的透射力强。 2 .向树冠放射的分布在树冠断面上分为3层：光线充分的外层、照顾强度逐渐变弱的中层、光线不足的内层。 3 .向植物群落放射的分布照射群落的太阳光可分为一部分被吸收、一部分被反射、另一部分通过间隙入射群落内部3个部分。

4、2020/8/11，19、植物种类、群落结构、季节不同，这三个部分的光照比例不同。 特点： 1、光照强度明显弱于群落外部。 2 .不同季节群落内部的光变化很大。 3 .光的质量发生变化。 群落中的植物具有分层现象。2020/8/11、20、第二节光和药用植物的生态，2020/8/11、21，一、光强是药用植物的生态作用二，光质是药用植物的生态作用三，光能的信息作用23，二氧化碳同化(CO2 assimilation )简称碳同化，植物通过光反应形成二氧化碳同化是在叶绿体的基质中进行的，很多酶参与了反应。 高等植物的碳同化途径有C3途径、C4途径和CAM (景天酸代谢)途径三种。 2020/8/

5、11，24，C3途径，1946年，美国加州大学放射化学实验室的卡尔文(M.Calvin )和本森(A.Benson )等采用了两项新技术： (1)。 (2)双轴纸色谱技术(可分离光合产物)。 以小球藻等单细胞藻类为材料，藻类不仅在生化性质上类似于高等植物，而且容易在均匀的条件下培养，能够在实验要求的时间内迅速杀灭。 经过十多年的周密研究，卡尔文等人终于揭示了光合作用中从CO2到蔗糖的一系列反应步骤，导出光合碳同化的循环路径，称为卡尔文循环或卡尔文/本森循环。 由于该途径中CO2固定化形成的最初的产物PGA是三碳化合物，因此也称为C3途径或C3光合碳还原循环(c3photosyntheticca

6、rbonreductioncycle，C3PCR循环)，将仅具有C3途径的植物称为C3植物在2020/8/11、25、C4途径或来源于热带或亚热带的植物中，CO2首先固定在叶肉细胞上，在磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的催化下将CO2与磷酸烯醇丙酮酸连接生成四碳化合物的氧化物乙酸，经细胞间连接生成维管束鞘与钙蛋白循环相关的2020/8/11、26、碳四通路为(1)羧化、叶肉细胞细胞质中的磷酸烯醇丙酮酸(PEP )羧化、将CO2固定于氧化物乙酸(OAA )后转化为C4酸()的4个步骤脱碳酸和还原、维管束鞘细胞中的C4酸脱胺产生CO2，CO2通过钙蛋白循环被还原为糖类(4)再生，将C4酸脱碳酸形成的C3酸(丙

7、酮酸或丙酸)送回叶肉细胞生成PEP。2020/8/11、27、夜间吸收大量二氧化碳产生苹果酸，白天苹果酸中的二氧化碳放出光合作用植物。 景天酸代谢(CAM )途径、景天酸代谢植物(CAM植物Crassulacean acid metabolism (CAM ) )属于C4种植物。 有代表性的植物是仙人掌、凤梨和长寿花。 2020/8/11，28、光和植物黄化现象许多植物在黑暗中生长时呈黄色和其他相变特征的现象。 植物不能暗地合成叶绿素，类胡萝卜素呈黄色的节间伸长快的叶充分扩展而不能生长的根系、维管束、机械组织不发达。 2、光强是药用植物的生态作用，2020/8/11，29，光补偿点light

8、compensation point，植物光合强度与呼吸强度相等时的光强值。 在光补偿点以上，植物的光合作用超过呼吸作用，可蓄积有机物质。 在2020/8/11、30、光饱和点、光强度超过补偿点之后，随着光强度的增加，光合成效率继续增加，在光强度增加到某个值时，光合成达到最大值，光合成效率也不上升，这被称为光饱和点。 2020/8/11、31、3，药用植物是适应光强的生态类型，光补偿点饱和点高，光补偿点饱和点低，耐荫强弱与生长环境有关，2020/8/11、32，了解了阳性植物和阴性植物的区别光生态类型在药用植物栽培中的指导作用，根据光照条件的不同而不同如：间作播种等都有重要的指导作用.阴性植物

9、选择背阴地区，在一定条件下人工遮荫，如三七、西洋参等植物的栽培.、2020/8/11、34、4、光强对药用植物分布的影响、植物长期在不同光照环境下的适应、光强为主导因素的三种生态类型：阳性植物生长在路边、草原、沙漠、平原上。 阴性植物多生长在黑暗潮湿的生活环境、森林内部和阴凉的山河。 耐阴植物分布生境广泛，如桔梗、党参等。 3种生态类型分布，2020/8/11，35，日照时数，1天的太阳直射光线照射地面的时间，时间单位。 光强一般用日照时间数表示。 我国日照时间数有与太阳总辐射分布相似的趋势。 2020/8/11，36，2020/8/11，37，二，光质对药用植物的生态作用，1，光质对药用植物

10、生长的影响2，光质与植物光合作用的关系3，光质与药用植物分布的影响蓝紫光支配细胞分化，激活使CO2同化的酶类，对植物的光指向性波长长的光(红色橙光黄色光)只被叶绿素吸收，蓝色光和紫色光被叶绿素和类胡萝卜素吸收。 2020/8/11，39，红、橙光促进茎的延长生长，红光促进CO2的分解和叶绿素的形成，有利于碳水化合物的合成。 紫外线引起对向光的敏感，促进青花素的形成，高山植物茎短，叶面缩小毛茸发达的叶绿素具有茎叶富含青花素、花色鲜艳等特点。 这是因为高山的短波光和紫外线多的缘故。 红外线主要是间接地对热效应作出反应。 2020/8/11、40、2、光质与植物的光合作用的关系是，红光下的光合作用强

11、度大于蓝紫光下的光合作用强度。 这是因为光化反应的强度主要由量子的数量决定，同一能量的红色光具有的量子数多。 绿色光生理上无效的原因是，蓝色紫色光的短波光被叶绿、胡萝卜素强烈吸收，可以传递给叶绿素进行光合成，但绿色光不怎么被吸收。 2020/8/11，41，3，光质和药用植物分布的影响，高山、纬度不同光也不同，形成不同的植物分布类型。 高山的紫外线多，呈现特色的高山药用植物。 在水中，呈规则的垂直分布。 2020/8/11，42，三，光能的信息作用，植物的光周期现象是指日照长度对植物生长发育的反应，是植物发育的重要因素之一植物光周期型长日植物、短日植物、中日性植物、日中性植物。 2020/8/

12、11，43，长日植物种植物均有其特定的临界日长，植物每天日照时间长于其临界日长则开花，短于其临界日长则不开花，这种植物为长日植物。 例如，天仙子在日照时间长于11.5h时开花。 因此，天仙子为长日植物，其临界日长为11.5h。 天仙子即使是连续日照也会开花。 小麦(冬天)的临界日长12h、菠菜13h、燕麦9h等其他长日植物。 长日植物多在仲夏开花。 药用植物有牛蒡、紫菇、菖蒲、菖蒲等。 2020/8/11，44，短日照植物在日照长度短于某一阈值时可以开花，对该植物适度缩短光线，延长黑暗时可以早开花，在临界日照长度内延长光线时可以延迟开花，光线时间长于阈值时不进行花芽的短日照植物可以使用大豆、罂

13、粟2020/8/11，45，中日性植物只能在某一特定的日照长度开花，如甘蔗只能在11.512.5h的日照长度开花，延长或缩短这种日照长度会抑制开花，这些植物被称为中日性植物。 2020/8/11，46，日中性植物的开花对日照长度没有特别的要求，任何日照长度都可以开花，因此可以进行四季栽培，这种植物的开花受自我发育状态的控制。 日中性植物包括西红柿、四季豆、菜豆、蒲公英、月季、长春花等。、2020/8/11、47、临界日长引起植物开花的最小(长日植物)或最大日照长(短日植物)。 长日植物和短日植物的不同，分别是对临界日长的反应。 2020/8/11，48，形成光周期的因素，1，地球自转速度2，季节和纬度3，地表上太阳光波组成的变动性