光合作用研究范文
时间：2023-12-27 17:55:07
导语：如何才能写好一篇光合作用研究，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
摘 要：当今社会面临着日益严重的能源危机，随着社会的发展和能源的不断消耗，地球储存的能源已日趋枯竭；大量使用化石能源已经带来了严重的环境与气候问题，CO2浓度的持续升高，将会给人类社会带来灾难性的后果。发展可再生的新型清洁能源是增加能源供给、保护生态环境、促进可持续发展的重要措施，也是解决上述问题的最根本途径，具有重要的战略意义。在众多的可再生能源中，太阳能是最重要的基本能源，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳能。对太阳能加以利用将会为目前能源短缺和非再生能源消耗所引起的环境问题提供一个绝佳的解决途径。光合作用是自然界中固定太阳能最有效的过程，对光合作用进行模拟将成为利用太阳能生产清洁能源的一个重要方向。光合作用中的色素蛋白复合体的色素、蛋白和其他因子的协同作用与动态调节是实现光合作用高效传能、转能的前提。对这些相关蛋白的结构研究有助于我们深入理解光合作用机理，并为在体外模拟光合作用过程提供理论依据。基于光合作用原理的太阳能光伏技术可以提高光电转换效率，降低太阳能电池的制造成本及减少生产过程的污染，使太阳能电池成为真正高效、清洁的能源。另外利用太阳能和CO2生产生物能源的微生物是人类开发可持续、可再生能源的另一个热点。通过基因工程方法改造蓝细菌，使之能够高效定向合成优质生物液体燃料脂肪烃，实现在单一生物体内直接利用太阳能和CO2高效制备新型优质生物液体燃料的目标。此外，整合非光合产油菌与光合细菌，获得高效率的光合产油菌，将为最终提高太阳能转化效率，建立可持续的太阳能燃料人工转换系统开辟一条可能的途径。综上所述，阐明光合作用能量吸收、传递和转化的分子机理，模拟光合作用，探索太阳能利用的不同技术方法，开发最清洁、简便、高效的光合作用模拟器，具有重大的科学意义和潜在的应用前景，符合国家重大战略需求。
关键词：清洁能源 光合作用 膜蛋白 太阳能电池 产油蓝细菌
Abstract： Along with the rapid development of society， continually increasing demand of energy source， the energy will be used up and we are facing serious energy crisis now. Meanwhile， the use of fossil fuel results in environmental pollution and climate change owing to the increasing of the CO2 concentration that can have disastrous consequences for human society. As conventional energy sources shortages and the problems of environmental pollution are becoming more and more severe， renewable energy technology， such as clean solar energy， is attracting enormous attentions nowadays. Developing the technology of utilizing solar power is an important move which will contribute to improving the energy structure， reducing environment pollution and protecting the environment. Solar energy is the most important basic energy form of all sorts of renewable ones. Photosynthesis is the most efficient biochemical processes in converting solar energy on Earth. Simulation of photosynthesis is becoming a major trend to produce clean energy resources. The synergistic operation and dynamic adjustment among membrane proteins， photosynthetic pigments and other factors in chlorophyll-protein complexes is prerequisite of efficient transmission and transformation of available energy. The structural data of the key photosynthetic complexes will not only provide key information for studying the mechanism of photosynthesis， but also promote the studies on simulating photosynthesis in vitro. Photovoltaic technology based on photosynthesis was proposed to enhance the photovoltaic conversion efficiency of solar cell， cost less and reduce pollution in production. It has become a hot point of exploitation of biological energy to use microbes which produce fuel by using solar energy and CO2. We can now genetically engineer these microorganisms for the simple and direct conversion of photo energy to biofuels. In conclusion， the research is focusing on elaboration the mechanism of photosynthesis and then exploring photosynthetic simulation， which has significant scientific meaning and the application will be promising in the coming future.
Key Words： Clean renewable energy； Photosynthesis； Membrane protein； Solar cell； Oil-producing cyanobacteria
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篇2
摘 要：自然界的光照条件随着季节和一天中的不同时段会不断地发生变化，光的强度和光线的光谱特征都会发生剧烈变化。对于像植物和藻类这些放氧光合生物来说，它们进化出了一系列的有效机制，用以应对光照环境的变化，一方面保护自身不受过强光线照射所造成的光损伤；另一方面又能够在弱光条件下达到最为优化的光合作用效率。状态转换是这一些巧妙调节机制中的一种，通过这一机制，放氧光合生物得以响应光质条件的变化而调节光能在两个光系统之间的平衡分配。状态转换过程中涉及一对关键的激酶和磷酸酶，即Stt7/STN7激酶和PPH1/TAP38磷酸酶。它们是状态转换所必需的一对蛋白，并且与捕光蛋白LHCII的磷酸化和去磷酸化密切相关。该课题以植物状态转换机制为主题，开展Stt7/STN7激酶和PPH1/TAP38磷酸酶的结构与功能研究，目标是在高分辨率三维结构分析基础上结合生物化学研究方法深入探讨光合作用状态转换的分子机理。对于光合作用状态转换中所形成的捕光蛋白LHCII与两个光系统（PSII或PSI）所形成的超级复合物样品进行分离纯化制备，通过尝试三维结晶或应用电子显微镜分析其三维结构，以获得较为精确的关于捕光蛋白LHCII与PSII或pLHCII与PSI相互作用的结构信息。
关键词：光合作用 状态转换 膜蛋白 捕光复合物
Abstract： The lighting conditions in nature are constantly changing on daily or seasonal bases. The intensity and spectroscopic features of the light are subject to drastic changes. For oxygenic photosynthetic organisms， like plants and algae， they have evolved a series of effective mechanisms in order to adapt to the fluctuation of lighting conditions. On one hand， these mechanisms will protect them from photodamage caused by excess energy intensity， while one the other hand， they can achieve optimal photosynthesis efficiency under dim light conditions. State transition is one of these sophisticated regulatory mechanisms through which the oxygenic photosynthesis organisms are able to respond to the change of light quality and regulate energy distribution balance between the two photosystems. A pair of vital kinase and phosphatase， namely Stt7/STN7 kinases and PPH1/TAP38 phosphatases， are involved in the state transition. They are essential for the operation of state transition， and closely related to the phosphorylation and dephosphorylation of light-harvesting complex II （LHCII）. This project centers on the mechanistic studies of plant state transition process. Structural and functional studies of Stt7/STN7 kinases and PPH1/TAP38 phosphatases are being carried out. The aim is to investigate the molecular mechanism of photosynthetic state transition by combining the analysis of high-resolution structures and biochemical studies. The supercomplexes between LHCII and the two photosystems （PSII or PSI） formed during state transition will be isolated and purified. Three-dimensional crystallization and electron microscopic analysis will be attempted in order to characterize the three-dimensional structures of these supercomplexes and obtain the precise information about the interactions between LHCII and PSII or pLHCII and PSI.
Key Words： Photosynthesis； State transition； Membrane protein； Light-harvesting complexes
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篇3
【关键词】 原发性闭角型青光眼；激光周边虹膜成形术；选择性激光小梁成形术；视力；眼压
原发性闭角型青光眼（primary angle-cloure glaucoma， PACG）是由于周边虹膜堵塞小梁网， 或与小梁网发生永久性粘连， 房水外流受阻， 引起眼压升高的一类青光眼[1]。其发病率大约可占青光眼总数的 60%～80%， 是致盲的主要眼病之一， 治疗多以降低眼压为原则。以往常用LPI治疗PACG， 但是其部分患者的术后眼压降低并不明显， 且往往合并小梁网不同程度和类型的病变[2]。本研究应用LPI联合SLT治疗PACG， 意在观察术后患者眼压降低情况， 为今后的临床治疗提供依据， 现报告如下。
1 资料与方法
1. 1 一般资料 选择2011年1月～2013年12月来本院接受治疗的PACG患者66例（92眼）， 所有的患者均为首诊接受治疗， 将其随机分为观察组和对照组， 其中观察组33例（48眼）， 其中男19例， 女14例， 年龄59～77岁， 平均年龄（66.89±7.43）岁；对照组33例（44眼）， 其中男17例， 女16例， 年龄55～75岁， 平均年龄（65.91±6.83）岁。排除眼压超过35 mm Hg （1 mm Hg=0.133 kPa）患者、角膜透明度不良患者及合并明显角结膜及虹膜炎症患者， 两组患者的性别、年龄等一般情况比较， 差异无统计学意义（P>0.05）， 具有可比性。
1. 2 方法 所有患者术前均常规眼科各项检查， 确定无手术禁忌后接受手术治疗。对照组施以LPI术， 常规缩瞳、麻醉后安放激光虹膜镜， 激光波长为532 nm， 功率300～500 mW， 光斑直径500 μm， 曝光时间为0.3 s， 按照顺序光凝鼻侧、颞侧、下方、上方的周边虹膜共24～30个点， 以虹膜发生明显收缩而不发生爆炸的最高能量为宜。观察组施以LPI术后予以SLT术， 安放房角镜， 激光波长调整532 nm， 脉冲时间3 ns， 光斑直径400 μm， 对患眼前房角开放的小梁网处进行180°照射， 能量从0.4 mJ逐步增高， 直到有明显气泡生成为止， 照射点数为70～80点， 光斑避免重叠。术后7 d内应用常规药物降眼内压治疗。
1. 3 观察指标 观察两组患者术前、术后7 d及3个月的视力水平、眼压情况及术后并发症发生情况。
1. 4 统计学方法 采用SPSS19.0软件进行处理， 计量资料以均数±标准差（ x-±s）表示， 比较采用t检验， 组间计数资料采用χ2检验， P
2 结果
2. 1 手术前后两组患者的视力情况 两组患者术后7 d及3个月视力均较术前有所好转， 与术前比较差异具有统计学意义（P
2. 2 手术前后两组患者的眼压情况 两组患者术后7 d及3个月视力均较术前有所好转， 与术前比较差异均具有统计学意义（P
2. 3 并发症情况 术后对照组并发症发生率为63.67%， 观察组为27.08%， 比较差异具有统计学意义（P
3 讨论
原发性闭角型青光眼患者多数为老年人， 发病后可导致严重的视力下降， 给老年患者的生活带来严重不便。年龄大的PACG患者多合并不同程度的小梁网纤维化， 内皮细胞减少及色素沉着以及Schlemm管压缩或闭塞[3]， 这些病理改变是SLT手术治疗的理论基础。
PACG患者的治疗存在一定难度， 直接施行SLT手术的难度更大。本研究在患者实施LPI治疗后再予以SLT术治疗， 有效的缓解了患者的眼压， 减少了并发症的发生。先对患者实施LPI治疗， 可以开放前房角， 以便清楚地观察小梁网， 为SLT手术提供了先决条件。观察组患者术后的平均眼压明显下降， 说明SLT联合LPI可以有效降低眼压， 改善房水循环。目前学术界对于SLT手术激光能量的选择尚无定论[4]。本研究治疗的患者中， 其小梁网的色素粘连均较为严重， 吸收了部分激光能量， 导致有限的能量可以进入小梁网内部， 且大部分的患者前房角狭窄， 不能充分暴露小梁网， 激光束照射角度倾斜， 使得光斑密度明显下降， 所以本研究应用激光的能量较其他研究高， 选择的照射点数也较多， 以至于术后少数患者出眼前节炎症， 属于较为轻微， 大量的巨噬细胞可以吞噬并清除小梁网中的碎屑， 利于房水循环， 有利于眼压的下降， 所以并未给予抗炎药物。
综上所述， LPI术联合SLT术治疗原发性闭角型青光眼， 可以有效的降低眼压， 减少并发症的发生， 可以考虑在临床适用推广。
参考文献
[1] 葛坚， 郭彦， 刘突， 等.超声乳化白内障吸除术治疗闭角型青光眼的初步临床观察.中华眼科杂志， 2011， 37（5）：355-358.
[2] 陈翔宇， 才瑜.原发性闭角型青光眼的流行病学研究及分类现状.中华眼科杂志， 2011， 47（10）： 949-952.
[3] 周炜， 黄焕光， 郑洁， 等.激光周边虹膜成形术治疗闭角青光眼的中远期结果.中国实用眼科杂志， 2009， 27（11）： 1283.
篇4
【关键词】平面广告设计 小组合作 项目化教学
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0217-02
平面广告设计课程是基于平面广告设计基本原理的教学课程，主要学习内容为广告的前期调研和具体广告定位、创意表现方法、设计程序、广告类型和媒介等内容。它注重与市场变化规律接轨，注重小组合作与团队协同，为了培养与广告市场动态变化相结合的平面广告设计人才，在平面广告设计课程中，以行业发展态势为出发点，紧密结合课堂教学与社会实践的整合，在广告市场潮流的引领下，进行教学模式创新建设和教学内容的更新与优化。在平面广告设计课程的教学中融入项目化教学的理念，在项目教学的过程中以小组合作、团队协同的意识和精神进行教学目标的实现，是具有时代特色的创新教学应用模式。
一、平面广告设计课程项目化教学的意义剖析
平面广告设计课程以开放、创新的理念推行项目化教学，以学生为主体教学，对平面广告设计内容拟定相对独立的不同项目或任务，学生在获取相关的项目或任务之后，可自主地进行资料的采集、设计、分析与实施，并在项目或任务推进的过程中进行小组合作或团队协同，教师则对学生的不同项目进行情况加以指导和评价起到解疑释惑的作用。特别是在“项目引领，工作室制”的项目教学模式下，学生可以形成一个团队环境，组成项目开发设计小组，进行小组合作的探究式学习。这种项目化教学模式具有显著的特点：
1.以市场行业需求结合课程内容进行项目确定的特点
平面广告设计课程中的项目设计是市场行业与课程相整合的结晶，在就业为导向的教学理念下，关注市场行业需求变化趋势，结合课程教学内容进行不同项目的设计，使这种状态下设计的项目具有理论和实践相结合的意义，从而使不同项目的设计与开发具有特定职业特点的知识建构的意义。
2.项目教学法下的小组合作与团队协同特点
以“项目开发小组”为单元，进行项目的开发与生活活动过程，在这一项目单元活动中，可以体现出不同项目开发小组之间的协同与合作，突显出不同项目小组的合作探究能力和效果。例如，在平面招贴设计教学过程中，学生分别组成团队，在模拟课题之后引导各团队参与设计工作室广告项目设计。
3.基于小组环境下的项目结果评价的多样化特点
在平面广告设计课程下的项目教学法下，小组可以将自己开发设计的产品，进行相互评价、竞赛性的评价、指导性的评价等，在这些形式多样的项目设计评价中，可以构建集思广益、反馈与反思的项目结果评析体系。
二、项目教学法下的小组合作在平面广告设计课程中的流程化应用
项目教学法在平面广告设计课程教学中，具有相应的流程：（1）要组建项目小组成员，并体现公平、公正的原则。（2）要明确创意小组的任务，这是与市场行业需求和专业课程内容相结合的目标性任务，不得随意更改。（3）拟定项目小组计划，小组要针对自己的项目进行方案计划和拟定，在通过可行性项目论证之后，进行项目实施过程。（4）项目市场调查。小组要根据自己的项目，进行市场行业调查活动，撰写市场调查报告，为平面广告小组的创意设计提供思路。（5）项目实施。小组要拟定项目的初稿，在小组交流、讨论的过程中，拟定广告提案，这可以体现小组的合作、沟通水平及广告创意水平，是对小组成员综合能力的考验。
小组合作在平面广告设计项目教学模式下的应用，还可以融合在不同课程作业内容之中，具体体现如下：
1.重大赛事项目与作业的结合应用。在实际教学中平面广告设计项目小组可以结合赛事的内容，进行分组搜集资料、小组讨论与沟通的操作，并且可以与其他团队进行交流与协同，进行平面广告设计作品的创作。
2.企业生产实际项目与作业的结合应用。可以将企业生产项目融合进入学生的小组作业之中，这可以增强与社会实践内容紧密结合的认知，使平面广告设计小组成员在实践生产项目中，进行小组合作的实践活动操作，在与客户实际接触的体验中，了解社会消费群体的需求，熟悉平面广告设计的运营和流程，增强与客户沟通的能力。
总而言之，平面广告设计课程可以体现以学生为主体的教学理念，进行项目教学模式下的小组合作与团队协同，在小组合作的项目设计与开发过程中，增强学生的合作意识和创新精神，提高平面广告设计与现实实践整合的质量和水平。
篇5
在光合作用过程的教学中，由于内容较抽象，因此可借助于多媒体课件演示全过程，化抽象为直观，引导学生主动探索，合作学习，提高学生的生物科学的素养。
【教学目标】
1.知识目标
说明光合作用以及对它的认识过程。
2.能力目标
在教学中，培养学生自主性学习、合作学习的能力，培养学生语言表达能力。
3.情感太度价值观
在“光合作用探索历程”的学习中让学生领悟在科学研究时需具有勇于探索、锲而不舍、不断创新和合作的精神；在“光合作用的过程”学习中，借助光合作用的全过程分析，培养学生认识普遍联系、运动变化、内因与外因等辩证唯物主义的能力。
【教学方法】教师提问、谈话与在教师的引导下，学生分小组交流，自主探究相结合。
【教学手段】利用图片展示科学史的探索历程，利用动画展示光合作用的过程。
【教学重点】
1.光合作用的探索历程；
2.光合作用的过程、光反应与暗反应的区别联系。
【教学难点】光合作用的过程、光反应与暗反应的区别联系
【教学过程】
一、复习巩固
师：上一节课我们学习了捕获光能的色素以及捕获光能的结构——叶绿体，其功能是什么？
生：叶绿体是光合作用的场所。
二、导入新课
师：我们在初中时已经简单学习过光合作用，请大家讨论你们对光合作用有哪些了解？我们在学习细胞器时书上关于叶绿体功能的描述是什么？
生：光合作用要水和二氧化碳，要光照……
生：叶绿体是“养料制造车间”和“能量转换站”。
师：为什么说叶绿体是“养料制造车间”和“能量转换站”？为解决这个问题科学家经历了漫长的探索历程，现在就让我们追寻这个过程，来领悟他们这些伟人的科学精神。
教学意图：用问题引起学生的学习兴趣。
三、教师讲述及学生讨论
师：普利斯特利实验结论是什么？为什么有人重复他的实验却得到相反地结果？
生：他的实验结论是植物可以更新空气。有些人得到相反地结论是由于在没有光的条件下做的次实验。
师：英格豪斯实验结论是什么？与前人相比有何改进？
生：他的实验结论是植物更新空气时离不开光。
生：他的实验优点是做了对照实验和重复实验，增加了实验的说服力。
师：科学家明确了光合作用吸收二氧化碳释放氧气需要什么科学知识支持？
生：拉瓦锡通过研究发现空气的成分。
师：梅耶认为光合作用光能转化为化学能的理论依据是什么？
生：依据是能量守恒定律。
师：那么化学能究竟储存在什么物质中了？由谁来研究的？他的实验有什么优点？
生：通过萨克斯将叶片先饥饿处理，防止原有淀粉对实验结果的干扰，然后将叶片一半曝光一半遮光形成一对照的实验，说明光合作用产物除了氧气还有淀粉。
师：前人已经知道了光合作用的产物，鲁宾和卡门接下来就要着手研究一些原子的转移问题，他们用的是什么科学方法？说明什么？
生：用同位素标记法得知光合作用释放的氧气全部来自于参与反应的水。
师：那么光合作用产生的有机物（如淀粉）中的碳是不是来自于二氧化碳呢？有谁来完成的？
生：卡尔文通过同位素标记法得出结论：光合作用中产生的有机物中的碳来自反应物中的二氧化碳。
师：从光合作用的探索历程我们发现，科学的发现是需科学家艰辛的探索，同时自然科学是一个紧密联系的整体。（总结）
师：我们了解了光合作用探索历程后接下来我们来学习光合作用具体过程。（引入下一教学目标）
教学意图：1.让学生领悟在科学研究时需具有勇于探索、锲而不舍、不断创新和合作的精神；2.培养学生自主性学习、合作学习的能力，培养学生语言表达能力。
师：光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？你能用一个反应式概括吗？
生：光合作用原料是二氧化碳和水，产物是糖类等有机物和氧气，场所是叶绿体，需要光、色素和酶等。反应式概括是：
师：光合作用根据有无光的参与分为两个过程：光反应和暗反应。
光反应：具体部位、条件、物质变化、能量变化；
暗反应：具体部位、条件、物质变化、能量变化。
（学生结合图5-15阅读课本后，学生代表讨论回答）
四、学生板书
光反应和暗反应的比较：
教学意图：通过完成表格巩固新知识也培养学生对比分析问题的能力。
五、总结
通过这节课大家的积极配合学习，我们追寻了科学家探索光合作用的历程，从中领悟到科学探索的艰辛，在以后你的学习中我们要具有锲而不舍的精神。我们学习了光合作用的过程，对比分析了光反应和暗反应，也是我们这个课时的重难点知识，通过大家的表现发现大家掌握的非常好，同时希望同学们能及时的课后巩固。
教学意图：肯定学生在课堂上的表现，给学生学习的兴趣。
【板书设计】
第四节 能量之源——光与光合作用（第二课时）
一、光合作用的探索历程
二、光合作用的过程
1.光合作用的概念及反应式
2.光合作用的过程
3.光反应和暗反应的比较
【课堂练习】
1.关于光合作用的叙述，下列说法正确的是（ ）
A.光反应不需要酶，暗反应需要多种酶
B.光反应消耗水，暗反应消耗ATP
C光反应固定二氧化碳，暗反应还原二氧化碳
D.光反应储存能量，暗反应释放能量
2.夏季晴朗的中午绿色植物光合作用强度会出现短暂下降的原因是什么？
篇6
关键词：光合作用；检测；高中生物；方法
高中生物中关于植物光合作用的知识点主要分布在普通高中课程标准试验教科书《生物》必修一第五章“能源之源――光与光合作用”对光合作用的探究历程做了大致的介绍，并具体介绍了几种验证光合作用产物的方法。然而笔者总结了历年的高考试题以后发现，关于检测植物光合作用的方法考查方法，笔者经过整理以后将几种常用的定性和定量的验证光合作用的方法汇集在一起进行了总结。
一、“半叶法”
“半叶法”在高中教材《生物》必修一第五章“能源之源――光与光合作用”中就有提到。这个方法最早出现在初中生物教材中，用于定性地检测光合作用的产物。高中阶段对检测植物光合作用的相关知识点进行了进一步的考查，并对该实验进行了改进，具体改进方法是：（1）方法上直接用碘蒸气处理叶片，观察叶片颜色的变化；（2）用银边天竺葵代替天竺葵，进行如上实验，主要探究植物进行光合作用的条件――光合色素和光照。（3）该实验设计中对照组和实验组的判断：曝光部分为对照组，遮光部分为实验组。由此进行植物光合作用及相关条件的检测。
二、“同位素标记法”
20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。这种方法在高中教材中用途颇广，例如，探究分泌蛋白的合成及分泌过程、探究噬菌体的遗传物质、探究DNA半保留复制的方式等。此法的关键之处是用具有放射性的同位素替代原物质中的某种元素，通过对放射性物质的检测大致推测该物质的行径。
卡尔文正是利用该方法验证了光合作用中各种物质转化规律。高中阶段所考查的内容比较简单，经常考查的知识点大概有以下几个：（1）探究光合作用中O2的来源。该探究过程中需设计两组实验：第一组用18O标记H2O，CO2用正常的16O；第二组用18O标记CO2，H2O则用正常的16O。通过收集到的O2是否具有放射性初步推测其来源。通过该方法验证了光合作用产生的O2来源于H2O。（2）探究光合作用中CO2的去向。该实验用14C标记CO2，通过对放射性物质的检测，探明了CO2中C的转化途径：CO2C3（CH2O）。
高中阶段常用的放射性元素及其标记的物质除了上述两种外，还有用32P标记DNA和35S标记蛋白质验证遗传物质、用3H标记氨基酸探究蛋白质的合成及分泌过程、15N标记DNA验证半保留复制等。
三、“黑白瓶法”
篇7
可是有的东西对别人是毒药，对我们却是香膏。动物，包括我们人类，须臾都离不开氧气，倘若没有光合作用，地球上也就不会有高级生命。对一种于我们如此攸关的生命活动，花点时间考察一下光合作用之前的世界总不为过吧。
谁在帮助锰氧化？
光合作用是用光和电子来产生能量，从而为有机体提供动力的。就现代的光合作用而言，电子来自水分子，氧气是这一过程的副产品。但这并不是说，光合作用一开始出现就如此的。比如说，光合作用大约是在34亿年前出现在地球上的，但并没有迹象表明，那个时候就已经有氧气产生了。所以有些科学家猜测，最早的光合作用很可能是靠分解别的物质，譬如说二氧化硫，而不是水，来获得电子的。
但到了大约24亿年前，这一情况发生了变化。这一时期地质层中沉积的大量氧化物矿物告诉我们，此时氧气开始在大气中积聚起来，所以，光合作用直到这个时候才进化出现代的形式，即靠分解水来获得电子。
那么这一过程是如何实现的？换句话说，早期的光合作用是如何找到水这一替代物的？
为了搞清楚这一问题，美国地质学家伍德沃德·费歇尔和他的同事考察了南非的一些岩石。这些岩石形成于大约24亿年前，形成的时间正好处于地球环境大转折——以分解水、释放氧气为特征的现代光合作用出现的前夕。研究表明，尽管这些岩石是在无氧的环境下形成的，但令人匪夷所思的是，岩石里的锰元素却都以氧化物的形式存在。
从化学中了解到，在大气中缺少氧气的情况下，金属锰需要一些催化剂才能形成氧化物，换句话说，没有一点别人的帮助，这个反应就不可能发生。那么帮助锰氧化的是谁呢？
光合作用也在进化
费歇尔提出一个大胆的猜想：这个帮手就是无氧呼吸同时又进行光合作用的有机生命！但这种生命的光合作用有点奇怪，电子“采自”金属锰。锰失去电子之后变成离子，而锰离子是不稳定的，很快会跟周围的水反应生成锰的氧化物。这样，在大气缺氧的情况下，通过这种方式也可以形成锰的氧化物。
这个猜想可谓石破天惊，因为现代的光合作用是从水中获得电子的，而猜想中提到的光合作用却是从锰那儿获得电子的。水和锰是多么不一样的东西啊！可是，偏偏有很多证据表明这一猜测很可能是对的。
篇8
解读一:光合作用过程图
光合作用过程可分为光反应阶段和暗反应阶段。从反应场所看，光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。从物质角度看，光反应阶段生成了\[H\]、O2和ATP，暗反应阶段生成了有机物、ADP和Pi。从元素行踪看，O2中的O来自于H2O中的O；有机物中的C来自于CO2中的C，有机物中的O来自于CO2中的O。从能量角度看，光反应阶段将光能转化为ATP中活跃的化学能；暗反应阶段将活跃的化学能转化为稳定的化学能贮存在有机物中。
注意，光反应和暗反应不总是同时进行。如刚刚进入黑暗时，暗反应还是可以进行短暂时间的。再如，在人为实验条件下，打破叶绿体，可以单独完成光反应或暗反应。
解读二:光照强度与光合作用强度的关系
图中A点，植物只进行呼吸作用（也表示呼吸强度）；B点光合作用强度等于呼吸作用强度（光补偿点）；C点为光合作用强度达到最大时的最小光照强度（光饱和点）。
图中线段AB（不包括A、B两点）：呼吸作用强度＞光合作用强度；线段BC（不包括B点）：光合作用强度＞呼吸作用强度。
A、B、C的数值不是固定不变的，会随着植物种类、环境因素变化而发生移动。
若图中代表的是阳生植物，则阴生植物的A点上移，B点左移，C点左移。
若温度降低或CO2浓度提高，则A点上移，B点左移，C点左移。
若土壤或培养液缺乏Mg，由于Mg是合成叶绿素所必需的，所以缺Mg导致叶绿素含量下降，光能吸收减弱，因此必须在更强的光强下才能保证光合作用强度等于呼吸作用强度，B点向右移。
解读三:CO2与光合作用强度的关系
图中b点光合作用强度等于呼吸作用强度（CO2的补偿点）；c点为光合作用强度达到最大时的最小CO2浓度（CO2饱和点）。
图中a～b：CO2浓度太低，农作物消耗光合产物；b～c：随CO2浓度增加，光合作用强度增大；c～d：CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；d～e：CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。
CO2补偿点和CO2饱和点也不是固定不变的，也会随着植物种类、环境因素变化而发生移动。
与C3植物相比，C4植物由于“CO2泵”的存在，CO2的补偿点和CO2饱和点均低于C3植物，所以b、c点均左移。
假设呼吸作用强度不变，若光照强度增大，通过降低CO2浓度维持光合作用强度与呼吸作用强度相等，b点左移，但由于光反应产生的\[H\]和ATP促进了暗反应的进行，所以吸收的CO2增多，b点右移。
解读四：温度与光合作用强度的关系
A点为光合作用所需酶的最适温度。低于A点温度时，酶活性随温度升高而逐渐增大，高于A点温度时，随着温度升高，酶活性下降，甚至丧失。不同植物最适温度不同。
解读五：总光合速率和净光合速率的关系
从图中可以看出，净（表观）光合速率＝总（真正）光合速率－呼吸速率。
用CO2表示：植物吸收的＝植物利用（同化）的－呼吸作用产生的。
用O2表示：植物释放的＝植物产生的－呼吸作用消耗的。
这里还可以用下图来进一步说明，箭头①③代表线粒体释放CO2，箭头②④代表线粒体吸收O2；箭头④⑤代表叶绿体释放O2，箭头③⑥代表叶绿体吸收CO2。
当净光合速率＞0时，净光合速率用CO2表示为图中的⑥，用O2表示为图中的⑤。
当净光合速率＝0时，图中只存在箭头③和④；当净光合速率＜0（仍存在光合作用）时，图中存在箭头①②③④。
典型例题
例1.科学家研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如下图曲线。下列有关叙述不正确的是（ ）
A.随着环境温度的升高，cd段位置不断上移
B.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
C.其他条件适宜，当植物少量缺Mg时，b点将向右移动
D.外界条件均适宜时，c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关
解析：因为a点时叶肉细胞只进行细胞呼吸，所以产生ATP的细胞器只有线粒体。c点之后，限制小麦光合作用强度增加的有外因和内因。内因包括叶绿体中酶的数量、色素含量等。在一定范围内，升高温度，光合作用强度增大，cd段位置上移，但超过一定温度，cd段位置会下移。
答案：A
例2.将某植物的叶肉细胞放在含低浓度的NaHCO3的培养液中，并用石蜡油覆盖液面。先照光一段时间，然后在相同光照强度下不同时间测定叶肉细胞的光合作用强度。下列示意图中能正确反映测定时间与光合作用强度关系的是（ ）
解析：由于是密封的装置，随着植物光合作用的进行，溶液中的CO2越来越少，所以光合作用强度下降。
答案：C
例3.下图甲表示A、B两种植物光合作用强度随光照强度改变的变化曲线；图乙表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，A植物光合作用强度受光照强度影响的变化曲线。请分析回答：
图甲 图乙
（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是。
（2）图中的a点表示 。
（3）在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是。
（4）e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量。（填“高”、“低”、“基本一致”）
解析：（1）根据图甲可以确定A代表阳生植物，B代表阴生植物。（2）图中的a点表示植物的呼吸强度，即单位时间内A植物细胞呼吸释放的CO2的量。（3）c点时，光合作用强度最大，此时大量合成ATP。又ATP是光反应的产物，ADP是暗反应的产物，所以叶绿体中ADP的移动方向是从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动。（4）e点与d点相比较，光照强度增大，生成的ATP和\[H\]较多，还原的C3多，所以e点时叶肉细胞中C3的含量低。e点与f点对应的光照强度适宜，但e点的CO2浓度比f点高，固定生成的C3多，所以C3的含量高。
答案：（1）A
（2）单位时间内A植物细胞呼吸释放的CO2的量
（3）从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动
（4）低 高
例4.下图中甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。请据图回答：
（1）分析图甲可知，其中的（“实线”或“虚线”)表示真正光合作用速率，比较两曲线可看出，与有关的酶对高温更为敏感。
（2）该植物生长的最适温度约是；在温度为55℃的条件下，该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有。
（3）根据图甲，在图乙的坐标上画出植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线。
解析：（1）真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。图中实线代表的数据大于虚线的，所以实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸速率。光合作用的最适温度大约是30℃，呼吸速率的最适温度约为40℃，所以与光合作用有关的酶对高温更敏感。（2）30℃时，净光合速率最大，植物积累的有机物最多，最适宜生长。观察图知，55℃时，与光合作用有关的酶失活，但细胞呼吸仍在进行。所以叶肉细胞中产生ATP的过程只有细胞呼吸，场所是细胞质基质、线粒体。（3）根据净光合速率＝真正光合速率（实线）－呼吸速率（虚线），进行计算得出每个温度下的数值，然后描点、连线。
答案：（1）实线 光合作用
（2）30℃ 细胞质基质、线粒体
（3）见下图
例5.为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如下图所示。请回答：
（1）与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是。C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是。
（2）实验结果表明，在的条件下施肥效果明显。从增加光合面积的角度考虑，采取措施提高玉米的光能利用率。
解析：（1）B点与D点相比，唯一的差异是光照强度；C点与D点相比，唯一的差异是含水量。（2）由图可看出，土壤含水量在40%～60%时，施肥组的光合作用强度明显高于未施肥组。在农业生产上，增加光合面积的措施一般是合理密植。
答案：（1）光照强度 水分
（2）土壤含水量在40%～60% 合理密植
跟踪训练
1.科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是（ ）
A.光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为 b 时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C.光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a～c，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
2.右图所示中甲、乙两曲线分别表示一种C3植物和一种C4植物的光合作用速率与环境中CO2浓度的关系（其他条件相同）。下列相关叙述中不正确的是（ ）
A.乙植物在较低CO2浓度时比甲植物具有生长优势
B.甲植物的光合作用速率将随CO2浓度的升高而不断提高
C.CO2浓度为n时，甲、乙两植物光合速率相等
D.若能改善光照条件，两种植物m点的光合速率还可提高
3.将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内一天中CO2浓度的变化情况，绘制成如下图的曲线。下列有关说法正确的是（ ）
A.植物光合作用从D点开始，H点时光合作用最强
B.BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱
C.FG段CO2浓度下降不明显，是因为光照强度减弱，光合作用减弱
D.在这样的条件下放置一天，植物的有机物质量下降
4.下图中的甲、乙为―昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
（1）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的段，其中光合作用强度最高的是点，植株积累有机物最多的是点。
（2）乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为，以致光反应产生的和逐渐减少，从而影响了暗反应强度，影响了CO2固定。
（3）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为 。
5.某科研小组的科研人员利用不同的植物分别做了有关光合作用的两组实验，请结合实验过程和结果分析回答问题：
实验一：选用两批相同的番茄幼苗，在最适温度下分别在A、B两个植物生长箱中培养，A生长箱内的CO2浓度维持在0.40%，B生长箱内的CO2浓度维持在0.03%，再分别用不同光照强度的光照射，并比较两个生长箱中番茄幼苗的光合速率，结果如下图：
实验二：选品种优良的玉米和花生，分别单独种植和间行种植，生长相同且适宜时间后，分别测植株的光合速率，结果如下图：
（1）实验一的自变量是，当光照强度为5个单位时，限制光合速率提高的因素是。
（2）气体X会影响番茄幼苗的光合速率。根据实验一的结果，某同学要设计实验来验证气体X对番茄幼苗光合作用的影响是促进还是抑制时，他除了要在生长箱中置入不同浓度的气体X外，还需要在1.5个单位的光照强度、0.40%的二氧化碳浓度下来进行实验最适当，理由是 。
（3）根据实验二结果，当光照强度为1个单位时，玉米单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量（“＞”、“＜”或“＝”）间行种植，花生单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量（“＞”、“＜”或“＝”）间行种植。
（4）间行种植与单独种植相比，玉米达到最大光合速率所需的光照强度，花生达到最大光合速率所需的光照强度。
6.下图表示三种植物叶片光合作用速率的日变化。请据图回答：
（1）光合作用速率与呼吸作用速率相等的时刻，a植物叶片出现在，c植物叶片出现在。
（2）在6：00~8：00之间，单位时间内吸收CO2最多的是植物叶片。
（3）b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作用速率出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有 。
（4）c植物叶片一天内光合作用速率变化的特点是 。
（5）从图中结果推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是>>。
7.下图甲是某植物细胞代谢过程示意图（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器），图乙是该植物置于密闭容器内1小时CO2的变化曲线图（标准状况）。根据图中所给信息回答：
（1）图甲中细胞器a是，物质④是。
（2）图甲中细胞器b、c增大膜面积的方式分别是、。
（3）根据图乙分析，在15℃、1klx光照条件下，该植物5小时内光合作用固定CO2 mL；A点总光合作用强度B点（填“大于”、“小于”或“等于”）；P点为曲线在纵轴上的交点，它上下移动的主要影响因素是。
（4）在条件不变的情况下，若以O2吸收量为观测指标，在图丙中画出该植物在密闭容器内15℃条件下1小时O2的变化曲线图。
参考答案
1.D 提示：从图中可以看出a点时曲线Ⅱ和Ⅲ的外界条件只有一个不同，那就是CO2浓度，所以A项正确；同理B项也正确；在光照强度为a～b时，图中曲线的趋势是上升的，所以C项正确；光照强度为a～c，曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ是基本不变的。
2.B 提示：植物的光合速率只能在一定范围内随CO2浓度的升高而增强，当超过一定浓度后就不再随CO2浓度的升高而增强了。
3.B 提示：图中D点时，光合作用速率等于呼吸作用速率；H点时光照已经减弱，此时CO2浓度低是因为一天的光合作用吸收的结果。FG段CO2浓度下降不明显，是因为中午温度过高，植物蒸腾作用过强，为了减少水分散失，部分气孔关闭，导致光合作用利用的CO2减少。在这样的条件下经过一天，植物的有机物质量将增加，因为最后的CO2浓度低于初始浓度。
4.（1）B~F D E
（2）光照强度逐步减弱 ATP \[H\]
（3）温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响CO2原料的供应
5.（1）光照强度和二氧化碳浓度 二氧化碳浓度
（2）在此条件下，最容易测定气体X对光合速率的影响
（3）＜ ＜
（4）强 弱
6.（1）19：00、5：00 10：00、15：00
（2）b
（3）中午光照强烈，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的CO2量减少
（4）在10：00～15：00之间，光合作用速率为负值，其余时间为正值
（5）a b c
7.（1）液泡 丙酮酸
（2）细胞器b通过类囊体堆叠而成的基粒增大膜面积 细胞器c通过内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积
篇9
关键词：辣椒；光合日变化；影响因子
光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”和“生命界最重大的顶极创造之一”[1]，植物干物质生产的95%来自于光合作用[2]。因此，研究作物光合作用的遗传，有助于选育出强光合作用的品种，达到提高农作物产量的目的[3]。
多年来，国内外学者对辣椒光合作用的研究非常重视[4]，邹学校等[3]指出，光合作用的强弱不仅受植株叶位、生育期、环境因子、栽培条件的影响，而且不同品种的净光合速率差异很大。颉建明等[2]研究了陇椒系列辣椒的光合特性指出，陇椒系列辣椒具有较高的叶绿素含量和净光合速率，利用弱光的能力较强。徐小蓉等[5]研究两种长势一致的不同辣椒品种（Onza和Cajamarca）的光合特性，表明两个长势相同的辣椒品种的光合速率存在差异。贵州辣椒品种资源丰富、特色突出，栽培历史悠久[6]，全省已建立8个不同生态区，10个区域试验点，已审（认）定贵州地方特色辣椒品种42个，杂交品种10个，并形成了黔辣、黔椒、贵椒、遵辣4个系列新品种[7]。然而，关于贵州地方辣椒资源光合特性评价方面的研究还未见报道。所以，本研究以4个贵州地方辣椒品种为材料，探讨不同品种之间的光合日变化及其影响因子，为地方辣椒品种高产及种质资源的筛选、育种和栽培提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
辣椒种子由贵州省辣椒研究所提供，有罗甸白辣椒（果实向上、乳白色、指形），黄平1号（果实向下、绿色、细线形），独山2号（果实向下、绿色、果皮微皱、长线形）和独山3号（果实向下、绿色、果皮微皱、长线形）。
1.2 试验方法
①辣椒育苗 采用漂浮育苗技术，每穴播2粒种子，待幼苗长出真叶时施入少量复合肥，当幼苗4叶1心时定植于田间。
②整地与施肥 每667 m2施入复合肥（黄金营养元素）20 kg、过磷酸钙50 kg作底肥，开厢种植，厢面宽80 cm，厢距40 cm，厢面上双排种植，株距40 cm。
③光合日变化的测定 待辣椒生长到初花期时，选择晴朗的一天，从7：00～19：00，以2 h为一个测量间隔，利用美国LI-COM公司生产的Li-6400XT便携式光合作用测定仪，采用开放式气路，测定辣椒的光合日变化，测定的参数包括净光合速率（Pn，μmol CO2・m-2・s-1）、蒸腾速率（Tr，mmol H2O・m-2・s-1）、胞间CO2浓度（Ci，μmol CO2・mol-1）和气孔导度（Gs，mol H2O・m-2・s-1）、光合有效辐射（PAR，μmol・m-2・s-1）、气温（Ta，℃）、叶温（Tl，℃）、大气CO2浓度（Ca，μmol CO2・mol-1）和空气湿度（RH，%）。测定时，选择生长健壮、着生方位一致的成熟叶片，每个品种辣椒测量5株，取平均值。
1.3 数据分析
采用Microsoft Office 2003和DPS进行数据整理与分析。
2 结果与分析
2.1 环境因子的平均日变化
光合有效辐射（PAR）、气温（Ta）、叶温（Tl）、大气CO2浓度（Ca）和空气湿度（RH）的平均日变化详见表1。从表1中可以看出，PAR日变化为先升后降，7：00最低，之后逐渐升高，到13：00时达到最大值，之后又开始下降。Ta、Tl与PAR的变化相似，也是先升后降，在7：00～19：00的测定时间内，最高气温与最低气温相差10.36℃，最高叶温与最低叶温相差11.55℃，在7：00、11：00、17：00和19：00，Ta>Tl，而在9：00、13：00和15：00，Tl>Ta，这可能是测量时叶室封闭的环境导致。Ca的变化不明显，以7：00的Ca最高，达到411.70 μmol CO2・mol-1，之后开始下降，13：00后又逐步升高，这可能与植物光合作用下降有关。RH的变化不明显，以7：00时最高，之后一直下降，最高空气湿度与最低空气湿度相差14.83%。
2.2 辣椒净光合速率（Pn）日变化
净光合速率又称表观光合作用，是指真正光合作用所同化的CO2量减去因呼吸作用而释放的CO2量，其大小除受自身生物学特点（气孔构造、叶面内部的面积大小等）的制约外，还受光合有效辐射、大气温度、CO2浓度、空气相对湿度等多种生态因子的影响[8]。
从图1可以看出，4个辣椒品种的净光合速率日变化均成双峰曲线，但各品种峰值变化不完全相同。独山3号和独山2号的变化较为相似，峰值分别出现在11：00和15：00，不同的是7：00～9：00独山3号的Pn上升速度慢于独山2号，而在9：00～11：00，独山3号比独山2号上升得快；罗甸白辣椒与黄平1号的第一个峰值均出现在9：00，之后Pn开始下降，但黄平1号在13：00时出现另一个峰值，而罗甸白辣椒继续下降，到15：00才出现第二个峰值；到17：00以后，各品种Pn均快速下降。
2.3 辣椒胞间CO2浓度（Ci）日变化
从图1与图2中可以看出，4个辣椒品种的胞间CO2浓度日变化曲线与净光合速率变化曲线相反，呈倒双峰曲线，但各品种的峰值点出现不一致。
罗甸白辣椒、黄平1号和独山2号在9：00时出现第一个低谷，而独山3号在11：00才出现第一个低谷。罗甸白辣椒与独山3号在15：00时出现第二个低谷，独山2号则在17：00时出现第二个低谷，而黄平1号则在13：00时出现第二个低谷。
2.4 辣椒气孔导度（Gs）日变化
从图3中可以看出，罗甸白辣椒与独山2号的气孔导度日变化呈双峰曲线，峰值分别出现在11：00和15：00，而黄平1号和独山3号的气孔导度日变化呈单峰曲线变化，但峰值出现的时间不同，黄平1号出现在13：00，独山3号出现在15：00。
11：00以前，随着气温的升高、光线的增强，各品种的气孔导度均快速升高，15：00以后，随着气温的降低和光线的减弱，气孔导度又开始快速下降。中午时，由于温度最高，光线最强，为了保护自身器官免受伤害，植物会关闭气孔或减小气孔的开度。
2.5 辣椒蒸腾速率（Tr）日变化
从图4中可以看出，品种不同，其蒸腾速率日变化不完全相同，但差异主要体现在11：00～15：00之间，其他时间变化较为一致。
从7：00～11：00，各品种的蒸腾速率快速升高，而15：00之后开始快速下降，以17：00～19：00下降最快。罗甸白辣椒在在11：00后开始下降，13：00后又开始升高，呈现双峰变化；黄平1号在11：00后继续升高，到13：00后开始下降，呈现单峰曲线变化；独山3号在11：00后继续升高，一直到15：00之后才开始下降，也呈单峰曲线变化；独山2号11：00～15：00变化不明显。
2.6 辣椒净光合速率与其他参数的相关性
作物光合作用日变化受诸多因素影响，如植物的种类、环境条件的变化等等。以4种辣椒的净光合速率（ Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、空气温度（Ta）、叶片温度（ Tl）、空气CO2浓度（Ca）、空气相对湿度（RH）和光合有效辐射（PAR）作为相关变量进行多元相关分析，相关分析结果详见表2。从表2中可以看出，罗甸白辣椒的Pn与Gs、Tr、Tl和PAR呈极显著正相关（p
另外，不论是哪一个品种，其Pn与Ca、Ci都呈极显著负相关，但我们不能因此就说Ca或Ci越低，其Pn就高。结合表1可以看出，早晨空气中的CO2浓度较高，而光线较弱，此时的Pn较低，随着光线的增强，植物光合作用也升高，从而降低了环境中的CO2浓度；而Ci值的大小由叶片周围的CO2浓度、气孔导度及叶肉细胞光合活性3个因素决定，当叶肉细胞的光合活性随光强增高而逐步增大时，必将引发Ci进一步降低。所以，Ca与Ci的变化只是植株光合作用变化的一种结果，而不是其原因。
3 结论与讨论
光合作用是绿色植物特有的生理功能，是生态生理因子共同作用的过程，参与光合作用的生态生理因子大多表现出明显的日变化，因此光合作用也呈明显的日变化，研究其变化特征，对分析作物光合生产力和产量形成有一定的理论和实践意义[9]。徐小蓉等[5]对Onza和Cajamarca的研究指出，两组辣椒的净光合速率在11：30出现最大值，之后一直下降；曹振木等[10]对不同耐热辣椒叶片的光合特性研究指出，4个辣椒品系的净光合速率与蒸腾速率日变化均呈典型的双峰曲线，即存在光合“午休”现象，第一个峰值出现在9：00～10：00，第二个峰值出现在15：00以后，而气孔导度日变化不完全相同。
本文研究指出，4个辣椒品种净光合速率均呈双峰曲线变化，胞间CO2浓度呈“倒双峰”曲线变化，而气孔导度与蒸腾速率的日变化因品种而异，有单峰，也有双峰，但峰值的大小及峰值出现时间因品种不同而表现出一定差异。在所考察的8个影响因子中，气孔导度、蒸腾速率、叶片温度和光合有效辐射与净光合速率呈极显著正相关，胞间CO2浓度和空气CO2浓度与净光合速率极显著负相关。
光合作用是绿色植物物质生产的基础，植物叶片光合性能与其生产能力呈正相关[11]，但植物光合作用的大小受诸多因素的影响，如品种、叶绿素含量及比例、气孔大小及数量、光呼吸、暗呼吸、光照强度、光照角度、空气CO2浓度、空气温度等等。本文仅仅简述了4个辣椒品种光合日变化及其影响因子，有关品种之间表现出来的差异及环境因子如何影响辣椒光合进程还有待今后进一步深入分析。
参考文献
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篇10
关键词 山杜英；植物生长调节剂；光合作用
中图分类号 S725.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）15-0151-03
山杜英（Elacocarpus sylvestris）是常绿树种，落叶时叶片变为红色，其树形美观，树干通直，生长较快，具有优良的材质，其适应性强，适合温暖湿润的气候，是较好的装饰用材、板材、菌菇原料、生态造林和绿化观赏树种[1]。
植物生长调节剂是一种人工合成的微量化合物，它与植物内部分泌的激素有相似的作用，但是人们可根据自己的意愿对植物进行更加有效的调控[2]。随着社会的发展和科学技术水平的提高，农业、林业及园艺作物越来越广泛地使用植物生长调节剂，并获得了显著效果[3]。植物生长调节剂逐渐成为实现农业现代化的先进手段，逐步向着高效低毒、生物活性高、价廉、全方位应用方向发展[4]。通过对山杜英光合作用生理指标的数据进行统计分析，来探究不同浓度不同种类的植物生长调节剂对其生长的影响，得出对光合作用影响最大的植物生长调节剂及其浓度，为山杜英苗木的移栽提供相应的理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于广州市华南农业大学农学院苗圃的温室（北纬23°8′，东经113°17′37″），该地处于南亚热带季风气候区，年平均气温21.9 ℃，最热月为7月，平均气温28.7 ℃，最高气温38.7 ℃，最冷月为1月，平均气温13.5 ℃，绝对最低气温-2.6 ℃。年降雨量平均为1 600.0 mm，主要集中于4―10月。
1.2 试验材料
本研究所选树种为山杜英，苗木高为120～130 cm，三年生袋苗，苗木来源于广东省中山市树木园的苗圃。苗木于2014年8月移栽，各处理间生长条件与管理均一致。ABT-3生根粉由北京艾比蒂生物科技有限公司提供，NAA和IAA（纯度为99.5%）由广州市林国化肥有限公司提供。
1.3 试验设计
苗木换袋之后分别用ABT-3、NAA、IAA等3种不同的植物生长调节剂溶液处理，每种植物生长调节剂分别配制成50、100、150 mg/L 3个不同的浓度，另设清水对照（CK）处理，共10个处理，每个处理重复10株。2个月之后测定数据。
1.4 试验方法
本研究指标采用Lico-6400便携式光合仪测定，测定时间为9：00―11：00，测定时使用LI-6400-2B红蓝光源，设定光照强度为1 000 μmol/（m2・s），叶温为30～35 ℃，大气CO2浓度400 μmol/（m2・s）。测定待测叶片的净光合速率[Pn， mol/（m2・s）]、气孔导度[Cond，mol/（m2・s）]、胞间CO2浓度[Ci，mol/（m2・s）]、蒸腾速率[Tr，mol/（m2・s）]和胞间CO2浓度与空气CO2浓度之比（Ci/Ca）等相关指标。本研究数据采用Excel 2003、SPSS19.0软件进行方差分析和主成分分析。
2 结果与分析
2.1 植物生长调节剂对山杜英光合作用生理指标的影响
光合作用对植物的生长发育非常重要，是衡量植物生命力的重要指标[5]，一般将光合作用生理指标作为测定植物生命活力的依据[6]。由图1可知，不同植物生长调节剂不同浓度处理的山杜英的净光合速率Pn值与CK相比具有显著差异，其中Pn值较高的是浓度为50 mg/L和100 mg/L的NAA。
CO2是植物进行光合作用的重要原料，同时又是呼吸作用的产物，CO2浓度变化必然影响到有关植物生长的生理过程[7]。由图2可知，不同植物生长调节剂处理的山杜英所测得的Cond值与CK相比差异明显，其中Cond的最大值是浓度为100 mg/L的ABT-3[0.11 mol/（m2・s）]。
由图3可知，不同植物生长调节剂处理下的山杜英所测得的Ci值大致高于CK组，只有浓度为50 mg/L的NAA处理的山杜英Ci值低于CK组，且是所有处理中最低的。
由图4可知，不同植物生长调节剂处理的山杜英所测得的蒸腾速率与CK组差异明显，其中Tr的最大值是浓度为100 mg/L的ABT-3。
由图5可知，除100 mg/L的NAA处理山杜英的Ci/Ca值低于CK组，且是所有处理类型中最低的，不同植物生长调节剂处理的山杜英所测得的Ci/Ca值均高于CK组。
2.2 植物生长调节剂对山杜英光合作用的综合评价
利用SPSS19.0对在不同植物生长调节剂处理下的光合5个生理指标因子进行主成分分析。在保持原有数据的基础上，主成分分析法将多个相关的指标转化成独立的新的综合指标。具体来说，就是用线性组合的方法表示原始指标，使主成分既能尽可能地反映原有指标的信息，又使各个主成分之间又相互独立[8]。由于主成分之间相互独立且有着不同的贡献率，因此每个主成分得分就是其加权值，其中权重就是主成分对应的贡献率。
本研究的计算过程：将山杜英的生理指标值分别与各主成分中的生理指标的特征值相乘后，按植物生长调节剂累加各生理指标得分，再分别与各主成分的权重相乘，求和计算出主成分的综合得分，得分高的植物生长调节剂对山杜英的光合作用影响最大。
由表1可知，前2个主成分的特征值大于1，方差贡献率分别为64.89%、34.04%，累积贡献率达98.93%，基本上涵盖了5个测定指标的绝大部分信息，因此前2个主成分可作为植物生长调节剂对光合作用影响的综合分析指标。
表2为2个主成分因子不同生理指标的特征向量，可知决定第1主成分大小的主要有Cond、Ci、Tr和Ci/Ca等4个特征分量，它能够反映原始数据信息量的64.89%，这5个特征分量分别从不同方面反映了植物生长调节剂对山杜英光合作用的影响。决定第2主成分大小的主要是Pn、Cond和Tr等3个特征分量，它能够反映原始数据信息量的34.04%。
利用SPSS19.0软件计算出前2个主成分中各个指标对应的系数，并与标准化后的数据相乘，得到主成分表达式F1和F2；再根据每个主成分的特征值计算出主成分综合得分模型F，如下：
F1=0.10X1+0.49X2+0.48X3+0.53X4+0.49X5
F2=0.75X1+0.35X2-0.37X3+0.21X4-0.36X5
F=0.66F1+0.34F2
根据主成分综合得分模型以及标准化后的数据，将植物生长调节剂对光合作用的影响进行综合评价。由表3可知，浓度为150 mg/L的ABT-3综合评分最高。因此，在这9种植物生长调节剂中浓度为150 mg/L的ABT-3对山杜英的光合作用影响最明显。
3 结论与讨论
本研究表明，不同调节剂不同浓度对山杜英的光合作用影响不同；采用主成分分析得到不同处理对山杜英光合作用影响的大小顺序为100 mg/L ABT-3>50 mg/L IAA>150 mg/L NAA>50 mg/L NAA>100 mg/L IAA>50 mg/L ABT-3>100 mg/L NAA>150 mg/L ABT-3>150 mg/L IAA。各个浓度的3种植物生长调节剂均可促进山杜英的光合作用，其中浓度为100 mg/L的ABT-3的影响最为明显。
4 参考文献
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