藥用植物生態(tài)學(xué)第二章藥用植物與光的關(guān)系

1、藥用植物生態(tài)學(xué)，2020/8/11，2，第二章藥用植物與光的關(guān)系，2020/8/11， 3一、光強(qiáng)是藥用植物的生態(tài)作用二，光質(zhì)是藥用植物的生態(tài)作用三，光能的信息作用，2020/8/11，4，第一節(jié)光的性質(zhì)和變化，2020/8/11，5，一，2020/8/11，6，1a=0.1nm=1* 10 -。 黃595-575nm納米； 綠色575-490nm納米； 藍(lán)色490-435nm納米； 紫435-380nm、2020/8/11、7、2020/8/11、8、全日照下紫外線為1%、2020/8/11、9、波長范圍400-700nm、橙紅色光600-700nm對(duì)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、光強(qiáng)度及其變化、光強(qiáng)度通過光的熱效應(yīng)進(jìn)行測(cè)定。 日照強(qiáng)度是指由與太陽光的單位面積(1m2)、單位時(shí)間(1min )垂直的黑體得到的太陽總熱量。 單位(卡/cm2.min )，太陽常數(shù)是指在地球大氣邊界上與太陽光垂直的平面上受到的太陽輻射強(qiáng)度為1.94卡/cm2.min、1.94卡/cm2.min、2020的原因：大氣層吸收和散射不同波長的光譜大氣對(duì)波長較短的放射光譜的散射作用較強(qiáng)，隨著高度角的增加，紫外線和可見光的比例增加，紅外線的比例減少。 為什么？ 2020/8/11，16，日照長度是指每天太陽能照射的時(shí)間數(shù)，即白天長度。 四、日照長度及其變化

3、、日照長度隨緯度和季節(jié)有規(guī)律地變化，對(duì)植物反復(fù)作用，形成適合長短日照的植物類型。2020/8/11、17、5、水體和植物群落中的光照狀況，水體中植物的分布變化、2020/8/11、18、植物群落中的光照狀況、1、植物葉對(duì)日照的吸收、反射和葉片的性質(zhì)和光的波長不同，則反射、吸收、透射的程度不同。 葉片也有選擇吸收特性。 滲透主要取決于葉片的結(jié)構(gòu)和厚度。 紅外光和綠色光的透射力強(qiáng)。 2 .向樹冠放射的分布在樹冠斷面上分為3層：光線充分的外層、照顧強(qiáng)度逐漸變?nèi)醯闹袑?、光線不足的內(nèi)層。 3 .向植物群落放射的分布照射群落的太陽光可分為一部分被吸收、一部分被反射、另一部分通過間隙入射群落內(nèi)部3個(gè)部分。

4、2020/8/11，19、植物種類、群落結(jié)構(gòu)、季節(jié)不同，這三個(gè)部分的光照比例不同。 特點(diǎn)： 1、光照強(qiáng)度明顯弱于群落外部。 2 .不同季節(jié)群落內(nèi)部的光變化很大。 3 .光的質(zhì)量發(fā)生變化。 群落中的植物具有分層現(xiàn)象。2020/8/11、20、第二節(jié)光和藥用植物的生態(tài)，2020/8/11、21，一、光強(qiáng)是藥用植物的生態(tài)作用二，光質(zhì)是藥用植物的生態(tài)作用三，光能的信息作用23，二氧化碳同化(CO2 assimilation )簡稱碳同化，植物通過光反應(yīng)形成二氧化碳同化是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的，很多酶參與了反應(yīng)。 高等植物的碳同化途徑有C3途徑、C4途徑和CAM (景天酸代謝)途徑三種。 2020/8/

5、11，24，C3途徑，1946年，美國加州大學(xué)放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的卡爾文(M.Calvin )和本森(A.Benson )等采用了兩項(xiàng)新技術(shù)： (1)。 (2)雙軸紙色譜技術(shù)(可分離光合產(chǎn)物)。 以小球藻等單細(xì)胞藻類為材料，藻類不僅在生化性質(zhì)上類似于高等植物，而且容易在均勻的條件下培養(yǎng)，能夠在實(shí)驗(yàn)要求的時(shí)間內(nèi)迅速殺滅。 經(jīng)過十多年的周密研究，卡爾文等人終于揭示了光合作用中從CO2到蔗糖的一系列反應(yīng)步驟，導(dǎo)出光合碳同化的循環(huán)路徑，稱為卡爾文循環(huán)或卡爾文/本森循環(huán)。 由于該途徑中CO2固定化形成的最初的產(chǎn)物PGA是三碳化合物，因此也稱為C3途徑或C3光合碳還原循環(huán)(c3photosyntheticca

6、rbonreductioncycle，C3PCR循環(huán))，將僅具有C3途徑的植物稱為C3植物在2020/8/11、25、C4途徑或來源于熱帶或亞熱帶的植物中，CO2首先固定在葉肉細(xì)胞上，在磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的催化下將CO2與磷酸烯醇丙酮酸連接生成四碳化合物的氧化物乙酸，經(jīng)細(xì)胞間連接生成維管束鞘與鈣蛋白循環(huán)相關(guān)的2020/8/11、26、碳四通路為(1)羧化、葉肉細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的磷酸烯醇丙酮酸(PEP )羧化、將CO2固定于氧化物乙酸(OAA )后轉(zhuǎn)化為C4酸()的4個(gè)步驟脫碳酸和還原、維管束鞘細(xì)胞中的C4酸脫胺產(chǎn)生CO2，CO2通過鈣蛋白循環(huán)被還原為糖類(4)再生，將C4酸脫碳酸形成的C3酸(丙

7、酮酸或丙酸)送回葉肉細(xì)胞生成PEP。2020/8/11、27、夜間吸收大量二氧化碳產(chǎn)生蘋果酸，白天蘋果酸中的二氧化碳放出光合作用植物。 景天酸代謝(CAM )途徑、景天酸代謝植物(CAM植物Crassulacean acid metabolism (CAM ) )屬于C4種植物。 有代表性的植物是仙人掌、鳳梨和長壽花。 2020/8/11，28、光和植物黃化現(xiàn)象許多植物在黑暗中生長時(shí)呈黃色和其他相變特征的現(xiàn)象。 植物不能暗地合成葉綠素，類胡蘿卜素呈黃色的節(jié)間伸長快的葉充分?jǐn)U展而不能生長的根系、維管束、機(jī)械組織不發(fā)達(dá)。 2、光強(qiáng)是藥用植物的生態(tài)作用，2020/8/11，29，光補(bǔ)償點(diǎn)light

8、compensation point，植物光合強(qiáng)度與呼吸強(qiáng)度相等時(shí)的光強(qiáng)值。 在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物的光合作用超過呼吸作用，可蓄積有機(jī)物質(zhì)。 在2020/8/11、30、光飽和點(diǎn)、光強(qiáng)度超過補(bǔ)償點(diǎn)之后，隨著光強(qiáng)度的增加，光合成效率繼續(xù)增加，在光強(qiáng)度增加到某個(gè)值時(shí)，光合成達(dá)到最大值，光合成效率也不上升，這被稱為光飽和點(diǎn)。 2020/8/11、31、3，藥用植物是適應(yīng)光強(qiáng)的生態(tài)類型，光補(bǔ)償點(diǎn)飽和點(diǎn)高，光補(bǔ)償點(diǎn)飽和點(diǎn)低，耐蔭強(qiáng)弱與生長環(huán)境有關(guān)，2020/8/11、32，了解了陽性植物和陰性植物的區(qū)別光生態(tài)類型在藥用植物栽培中的指導(dǎo)作用，根據(jù)光照條件的不同而不同如：間作播種等都有重要的指導(dǎo)作用.陰性植物

9、選擇背陰地區(qū)，在一定條件下人工遮蔭，如三七、西洋參等植物的栽培.、2020/8/11、34、4、光強(qiáng)對(duì)藥用植物分布的影響、植物長期在不同光照環(huán)境下的適應(yīng)、光強(qiáng)為主導(dǎo)因素的三種生態(tài)類型：陽性植物生長在路邊、草原、沙漠、平原上。 陰性植物多生長在黑暗潮濕的生活環(huán)境、森林內(nèi)部和陰涼的山河。 耐陰植物分布生境廣泛，如桔梗、黨參等。 3種生態(tài)類型分布，2020/8/11，35，日照時(shí)數(shù)，1天的太陽直射光線照射地面的時(shí)間，時(shí)間單位。 光強(qiáng)一般用日照時(shí)間數(shù)表示。 我國日照時(shí)間數(shù)有與太陽總輻射分布相似的趨勢(shì)。 2020/8/11，36，2020/8/11，37，二，光質(zhì)對(duì)藥用植物的生態(tài)作用，1，光質(zhì)對(duì)藥用植物

10、生長的影響2，光質(zhì)與植物光合作用的關(guān)系3，光質(zhì)與藥用植物分布的影響藍(lán)紫光支配細(xì)胞分化，激活使CO2同化的酶類，對(duì)植物的光指向性波長長的光(紅色橙光黃色光)只被葉綠素吸收，藍(lán)色光和紫色光被葉綠素和類胡蘿卜素吸收。 2020/8/11，39，紅、橙光促進(jìn)莖的延長生長，紅光促進(jìn)CO2的分解和葉綠素的形成，有利于碳水化合物的合成。 紫外線引起對(duì)向光的敏感，促進(jìn)青花素的形成，高山植物莖短，葉面縮小毛茸發(fā)達(dá)的葉綠素具有莖葉富含青花素、花色鮮艷等特點(diǎn)。 這是因?yàn)楦呱降亩滩ü夂妥贤饩€多的緣故。 紅外線主要是間接地對(duì)熱效應(yīng)作出反應(yīng)。 2020/8/11、40、2、光質(zhì)與植物的光合作用的關(guān)系是，紅光下的光合作用強(qiáng)

11、度大于藍(lán)紫光下的光合作用強(qiáng)度。 這是因?yàn)楣饣磻?yīng)的強(qiáng)度主要由量子的數(shù)量決定，同一能量的紅色光具有的量子數(shù)多。 綠色光生理上無效的原因是，藍(lán)色紫色光的短波光被葉綠、胡蘿卜素強(qiáng)烈吸收，可以傳遞給葉綠素進(jìn)行光合成，但綠色光不怎么被吸收。 2020/8/11，41，3，光質(zhì)和藥用植物分布的影響，高山、緯度不同光也不同，形成不同的植物分布類型。 高山的紫外線多，呈現(xiàn)特色的高山藥用植物。 在水中，呈規(guī)則的垂直分布。 2020/8/11，42，三，光能的信息作用，植物的光周期現(xiàn)象是指日照長度對(duì)植物生長發(fā)育的反應(yīng)，是植物發(fā)育的重要因素之一植物光周期型長日植物、短日植物、中日性植物、日中性植物。 2020/8/

12、11，43，長日植物種植物均有其特定的臨界日長，植物每天日照時(shí)間長于其臨界日長則開花，短于其臨界日長則不開花，這種植物為長日植物。 例如，天仙子在日照時(shí)間長于11.5h時(shí)開花。 因此，天仙子為長日植物，其臨界日長為11.5h。 天仙子即使是連續(xù)日照也會(huì)開花。 小麥(冬天)的臨界日長12h、菠菜13h、燕麥9h等其他長日植物。 長日植物多在仲夏開花。 藥用植物有牛蒡、紫菇、菖蒲、菖蒲等。 2020/8/11，44，短日照植物在日照長度短于某一閾值時(shí)可以開花，對(duì)該植物適度縮短光線，延長黑暗時(shí)可以早開花，在臨界日照長度內(nèi)延長光線時(shí)可以延遲開花，光線時(shí)間長于閾值時(shí)不進(jìn)行花芽的短日照植物可以使用大豆、罌

13、粟2020/8/11，45，中日性植物只能在某一特定的日照長度開花，如甘蔗只能在11.512.5h的日照長度開花，延長或縮短這種日照長度會(huì)抑制開花，這些植物被稱為中日性植物。 2020/8/11，46，日中性植物的開花對(duì)日照長度沒有特別的要求，任何日照長度都可以開花，因此可以進(jìn)行四季栽培，這種植物的開花受自我發(fā)育狀態(tài)的控制。 日中性植物包括西紅柿、四季豆、菜豆、蒲公英、月季、長春花等。、2020/8/11、47、臨界日長引起植物開花的最小(長日植物)或最大日照長(短日植物)。 長日植物和短日植物的不同，分別是對(duì)臨界日長的反應(yīng)。 2020/8/11，48，形成光周期的因素，1，地球自轉(zhuǎn)速度2，季節(jié)和緯度3，地表上太陽光波組成的變動(dòng)性