光合作用產物

植物學中的概念

光合作用產物,是植物學中的概念。

簡介


多數植物光合作用合成的糖類首先是葡萄糖,但葡萄糖很快就變成了澱粉,暫時儲存在葉綠體中,以後又運送到植物體的各個部分;植物光合作用也可合成蛋白質、脂質等有機物。
光合作用產物
光合作用產物
綠色植物在陽光照射下,將外界吸收來的二氧化碳和水分,在葉綠體內,利用光能合成有機物,並放出氧氣,同時光能轉化成化學能儲藏在製造成的有機物中。這個過程叫做光合作用。光合作用的反應式可用下式表示:CO2+H2O→〔CH2O〕+O2(〔CH2O〕指有機物。)
光合作用製造的有機物,除一部分用來建造植物體和呼吸消耗外,大部分被輸送到植物體的儲藏器官儲存起來,我們吃的糧食和蔬菜就是這些被儲存起來的有機物。所以,光合作用的產物不僅是植物體自身生命活動所必須的物質,還直接或間接地服務於其他生物(包括人類在內),被這些生物所利用。光合作用所產生的氧氣,也是大氣中氧氣的來源之一。

產物


光合作用中最主要的產物是碳水化合物,(即三碳途徑與四碳途徑形成的產物)其中包括單糖、雙糖和多糖。單糖中最普遍的是葡萄糖和果糖;雙糖是蔗糖;多糖則是澱粉。在葉子里,葡萄糖常轉變成澱粉暫時貯存起來。但有些植物如蔥、蒜等葉子在光合作用中不形成澱粉,只形成糖類。
光合作用的產物除碳水化合物外,還有類脂、有機酸、氨基酸和蛋白質等。在不同條件下,各種光合產物的質和量均有差異,例如,氮肥多,蛋白質形成也多,氮肥少,則糖的形成較多,而蛋白質的形成較少;植物幼小時,葉子里蛋白質形成多,隨年齡增加,糖的形成增多;不同光波如藍紫光下則合成蛋白質較多,山區的小麥蛋白質含量高、質地好就是這個道理,在紅光下則合成碳水化合物較多。所以光合作用產物不是固定不變的。在不同情況下,可以發生質和量的變化。
光合作用產物
光合作用產物

應用


在半乾旱黃土丘陵區,採用盆栽控水試驗,通過測定 3 年生沙棘苗木在 8 個土壤水分梯度下的光合速率、葉綠素熒光、抗氧化酶活性等光合生理生化指標,探討沙棘葉片光合作用在土壤乾旱逐漸加重過程中的變化過程、機制及其與土壤水分的定量關係。結果表明: ( 1) 土壤相對含水量( RWC) 在 38. 9% —70. 5% 範圍內,隨乾旱脅迫加重,沙棘的凈光合速率( Pn ) 、氣孔導度( Gs) 和胞間 CO2濃度( Ci ) 明顯下降,而氣孔限制值( Ls) 顯著上升,即 Pn 下降主要是由氣孔限制造成的; 當 RWC < 38. 9% 時,乾旱脅迫繼續加劇,Pn 和 Ls都降低,而 Ci 顯著上升,即 Pn 下降的主要原因已經轉變為非氣孔因素的限制。( 2) 土壤適度水分脅迫能夠提高沙棘葉片的水分利用效率( WUE) ,維持沙棘 Pn 和 WUE 處於較高水平的 RWC 範圍為 58. 6% —82. 9% 和 48. 3% —70. 5% 。( 3) 土壤乾旱加重過程中,沙棘的最大熒光( Fm ) 、PSⅡ最大光化學效率( Fv /Fm ) 、PSⅡ實際光化學效率 ΦPSⅡ ,光化學猝滅( qP) 均表現出逐漸降低的趨勢,而初始熒光( Fo ) 顯著升高,非光化學猝滅( NPQ) 則表現出先上升後下降的趨勢; RWC 在38. 9% —70. 5% 的範圍內,熱耗散是沙棘重要光保護機制; RWC < 38. 9% 時,PSⅡ受到損傷,電子傳遞受阻。( 4) 土壤乾旱加重過程中,沙棘葉片的超氧化物歧化酶( SOD) 、過氧化物酶( POD) 、過氧化氫酶( CAT) 活性表現出先升高后降低的趨勢,丙二醛( MDA) 含量則表現出逐級遞增趨勢; 土壤乾旱程度在 RWC 為 48. 3% —70. 5% 時,對沙棘葉片的抗氧化酶系統活性有誘導作用; 而土壤乾旱到嚴重脅迫( RWC < 38. 9% ) 時,沙棘葉片的抗氧化酶系統損傷,抗氧化酶活性下降,細胞膜遭到破壞。土壤乾旱程度在 RWC 為 48. 3% —70. 5% 時,沙棘葉片可以通過熱耗散和酶活性調節協同作用,穩定光合機構的正常功能,Pn 下降的主要原因是氣孔限制; 而乾旱到嚴重脅迫( RWC < 38. 9% ) 時,PSⅡ系統和抗氧化酶系統損傷,是光合作用發生非氣孔限制的主要原因。在半乾旱黃土丘陵區,沙棘生長所允許的最大土壤水分虧缺在 RWC 為 38. 9% ,維持沙棘具有較高 WUE 和 Pn 的土壤分閾值為 RWC 在 58. 6% —70. 5% 之間。