《荧光和光合参数》PPT课件

目录 光合参数光合参数 光形态建成光形态建成叶片形态和光合生理特征参数叶片形态和光合生理特征参数 荧光参数荧光参数 理论、文献理论、文献光合参数1、饱和光强：反映了植物利用光强的能力,其值高说明植物在受到强光时生长发育不易受到抑制；2、叶片的最大净光合速率：反映了植物叶片的最大光合能力;3、光补偿点：反映的是植物叶片光合作用过程中光合同化作用与呼吸消耗相当时的光强;4、表观量子效率：反映了植物在弱光情况下的光合能力;5、饱和CO2浓度：反映了植物利用高CO2浓度的能力;光合能力反映了植物叶片的光合电子传递和磷酸化的活性;6、CO2补偿点反映植物叶光合同化作用与呼吸消耗相当时的CO2浓度;羧化效率反映了Rubisco的量的多少与酶活性的大小。7、直角双曲线的数学表达式为：（1）式中,Pn为净光合速率,I为光强,为植物光合作用对光响应曲线在I=0时的斜率,即光响应曲线的初始斜率,也称为初始量子效率,Pnmax为最大净光合速率,Rd为暗呼吸速率。dnnnRPIIPPmaxmax8、光饱和点(Isat)：在一定范围内，光合作用的效率与光强成正比，但是到达一定强度，倘若继续增加光强，光合作用的效率不仅不会提高，反而下降，这点称之为光饱和点。9、光补偿点(Ic):图中光作用率和呼吸作用率两条线的交叉点A就是所谓的光补偿点，在此处的光照强度是植物开始生长和净生产所需要的最小光照强度。阳生植物的补偿点高于阴生植物。A光合作用率光强度光合作用呼吸作用10、Ci胞间二氧化碳浓度：光合生理学，胞间二氧化碳浓度Ci（mol）是CO2同化速率与气孔导度的比值。11、叶肉导度（gm）：CO2从气孔下腔传输到羧化位点的阻力称为叶肉阻力，其倒数即为叶肉导度。12、净光合速率：表观光合速率，亦称净光合速率（Pn）以植物单位叶面积单位时间光合作用实际吸收的二氧化碳量（真正光合速率）减去呼吸作用（包括光呼吸）释放的二氧化碳量之差值，常用单位：mol m-2s-1。13、蒸腾速率（Tr）是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。一般用每小时每平方米叶面积蒸腾水量的克数表示(g m-2h-1)；光形态建成1、光对植物的影响主要有两个方面:1)光是绿色植物光合作用所必需的;2)光调节植物整个生长发育,以便更好地适应外界环境。2、光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变,最终汇集成组织和器官的建成。3、暗形态建成：暗中生长的植物表现出各种黄化特征,茎细而长,顶端呈钩状弯曲,叶片小而呈黄白色。4、光受体：1)光敏色素,感受红光及远红光区域的光;2)隐花色素,感受蓝光和近紫外光区域的光;3）UV-B 受体,感受紫外光B 区域的光。叶片形态和光合生理特征参数1、叶片形态特征：叶面积（LA)、比叶面积（SLA）、叶片相对含水量（LWC）2、光合生理特征：净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）3、气孔导度（Gs）：表示气孔张开的程度，影响光合作用，呼吸作用及蒸腾作用；与蒸腾作用成正比，与气孔阻力呈反比。4、光合水分利用效率（WUE）、相对叶绿素含量（SPAD）5、光合氮利用效率（PNUE）：光合作用与单位叶面积含氮量之比。荧光参数1、光合有效辐射（PAR）：绿色植物进行光合作用过程中，吸收的太阳辐射中使叶绿素分子呈激发状态的那部分光谱能量。波长为380710纳米，以符号Qp代表，单位为瓦/米2。光合有效辐射是植物生命活动、有机物质合成和产量形成的能量来源。2、初始量子效率()：亦称量子产额（quantum yield）。在光合作用中每吸收一个光量子，所固定的二氧化碳分子数或释放氧气的分子数，由于所得数值为小数。故通常用其倒数量子需要量（quantum requirement）来表示。即还原1分子二氧化碳需要的量子数。根据测定为812。3、最大量子产额 Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm,反映植物潜在最大光合能力；4、实际量子产量PSII=Yield=(Fm-Fs)/Fm=F/Fm=qPFv/Fm:任一光照状态下PS II的实际量子产量（实际光合能力、实际光合效率）不需暗适应，不需测定Fo，适合野外调查；5、光化学淬灭：qp=(Fm-Ft)/(Fm-Fo)、即由光合作用引起的荧光淬灭，反映了光合活性的高低。6、非光化学淬灭：NPQ=(Fm-Fm)/Fm，qN或NPQ反映了植物耗散过剩光能为热的能力，反映了植物的光保护能力。式中,Fm、Ft分别为光适应过程中的饱和荧光值和实时荧光值,Fo为光适应过程中最小荧光值,Fm、Fo分别为暗适应后最大荧光值和最小荧光值。7.生物量分配(biomass allocation),也称干物质分配(dry matter allocation),指一定时间内积累的干物质向植物体各个器官的分配。理论一、光照对植物光合产物分配的影响机理主要有两个假说:1）通过影响植物体内的N含量对光合产物分配进行调节。研究表明,遮阴增加了植物体的N含量,降低了淀粉含量,而植物体的淀粉含量和光合产物向根系的分配比例呈正比,导致植物光合产物向根系的分配比例降低；2)在高光强下,温度升高,相对湿度降低,叶片受到的水分胁迫增加,导致气孔关闭和光合作用减弱,进而引起植物的反馈调节,使光合产根系的分配比例增加,促进根系吸水研究表明,光照通过影响植物体内的C、N平衡来调节光合产物的分配。二、功能平衡假说二、功能平衡假说，由Brouwer于1962年提出。该假说将植物分为根和冠两部分,根的生长受冠部光合作用碳供应速率的限制,而冠的生长受根系对养分和水分吸收速率的限制。因此,植物受到水分和养分胁迫时将增加光合产物向根系的分配以保证水分和养分的供应;当植物受到光照胁迫时通过增加光合产物向冠部的分配来促进光合作用；三、源汇关系假说三、源汇关系假说认为,植株是由相互作用的源(主要是叶片)和汇(茎、根和果实)组成的系统,源通过韧皮部运输提供同化物,汇通过相互之间的竞争获得同化物。植物光合产物分配由源的供应能力、汇的竞争能力及韧皮部对光合产物的传输能力等三方面所决定。六、优势种光合生理特征对演替的响应：1，演替前期,优势种光合作用速率较高,随着演替的进行,其光合作用速率逐渐下降；2、Bazzaz(1979)的研究也表明,一般情况下,植物光合速率随着演替的进行而降低,草本植物比灌丛植物具有更高的光合速率,这是因为演替早期优势种具有阳生植物的特性,而演替后期植物具有阴生植物的特性,一般而言,阳生植物的净光合速率高于阴生植物,较高光合速率的物种也被认为在能量获取和竞争力上有优势；3，当土壤供水不足时,植物通过降低Gs控制气体交换及调节光化学过程等生理活动降低净光合速率,以此来减少自身对水分的需求。七、密度制约 1）密度是自然界的重要选择压力之一，植物可获得性资源的有限性通常是由于邻株植物的物理或几何上的拥挤效应引起的，改变了植物间可获得性资源的数量，迫使植株表型以及根系进行调整，进而实现植物个体响应于密度的变化，调节个体的资源配置，引起根冠比和根系生物量的变化。密度制约改变了种群内每个植株可获得性资源的数量，使邻体间发生了地上的光竞争和地下的水分与矿质营养竞争，植物则通过改变各器官生物量的分配模式来对资源竞争做出响应。2）密度制约下混播牧草资源分配策略发生的调整,证明了植物地上部分对光竞争的不对称性和地下部分对资源竞争的对称性.不同的生物量分配格局反映了对不同选择压力的适应对策(Iwasa,2000;Weiner,2004),密度制约改变了植物各器官生物量的分配格局。3）植物各器官生物量的高低反映光合产物在各功能部分积累的多少,直接影响着植物各器官生物量的最优化分配格局(黎磊等,2011)。光照是植物生长最重要的生态因子之一,叶片是植物进行光合作用的主要器官,是植物暴露在环境中面积最大的器官,对人为干扰和光照等环境因子的影响十分敏感。1）玛曲高寒沼泽化草甸51种植物光合生理和叶片形态特征的比较2）植物光合产物分配及其影响因子研究进展3）光合作用对光和CO 2 响应模型的研究进展4）甘南亚高山草甸围封地群落演替及植物光合生理特征5）祁连山北坡混播草地密度制约下燕麦和毛苕子比根长分布格局6）高寒山区混播草地燕麦和毛苕子种间竞争对密度的响应7）高寒山区混播草地燕麦和毛苕子生物量分配格局对组分密度比的响应文献文献