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1、4.2 植物与光的关系,4.2 植物与光的生态关系,4.2.1 光的生态意义4.2.2 光对植物的生态作用4.2.3 植物的光合功能型,4.2.1 光的生态意义,太阳能是地球一切生物能量的源泉太阳辐射为维持生命的环境创造了必要的条件。有害方面：紫外线的杀伤作用光的信号作用,4.2.2 光对植物的生态作用,光照强度的生态作用及植物的生态适应光质的生态作用日照长度的生态作用光与水生植物,光照强度的生态作用及植物的生态适应,光照强度的生态作用植物对光强的适应类型,光合作用的过程,原初反应 光能的吸收、传递和转换过程。电子传递与光合磷酸化 电能转变为活跃化学能碳同化,光反应(light reactio
2、n)内囊体膜,暗反应 dark reaction 叶绿体基质,光合作用的实质是将光能转变成化学能。,糖,其他有机化合物,淀粉,纤维素,细胞呼吸,CO2,O2,H2O,叶绿体,C 反应,光反应,三C糖(PGA),光,光合作用,GAP,三、光强的生态作用,光强与植物的形态建成光强与植物的发育光强与植物的光合作用 光补偿点光饱和点光抑制光呼吸,气体交换,植物对光强的适应类型,阳性植物和阴性植物的比较,阳性植物（a）与阴性植物（b）光补偿点（CP）示意图,三、光质的生态作用及生物的适应,微波和无线电波x射线和射线红外线紫外线可见光,太阳辐射能(仿A.Mackenzie et.al,1999),光的性质
3、：波长1504000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380700nm之间。,紫外线,可见光,红外线,400,630,1000,2500,4000,波长(nm),能量强度,红外线及其生态作用,增热效应温室效应（greenhouse effect）的产生,紫外线及其生态作用,紫外线的生态作用由于其具有高能量，紫外线有杀伤生物的作用紫外线参与动物体内维生素D的合成参与植物的形态建成，诱导向光性及色素形成臭氧层对紫外线的吸收当光穿过大气时，紫外线大部分被臭氧层吸收，使生物避免紫外线的伤害。空气中的污染物如氯氟烃类会通过化学反应破坏
4、臭氧层，使地球上一些地区尤其是高纬度地区形成臭氧层漏洞。,可见光及其生态作用,红（760-620nm）橙（620-590nm）黄（590-560nm）绿（560-510nm）青（510-490nm）蓝（490-460nm）紫（460-380nm）,可见光与光合作用,生理有效辐射 能被植物光合作用所吸收利用的光辐射称为生理有效辐射或光合有效辐射。红橙光 蓝紫光生理无效光 绿光在植物的光合作用中很少被吸收，因此又称绿光为生理无效光。这是因为绿色叶子对绿光反射和透射的结果。光质对光合作产物的影响,可见光的生态作用,（1）蓝紫光、青光抑制植物体内某些生长激素的形成，从而抑制植物的伸长生长，造成植物矮化
5、。（2）青蓝紫光促进花青素的形成。（3）青蓝紫光引起植物向光性的敏感。（4）蓝紫光、青光是支配细胞分化最重要的光线。,日照长度的生态作用,光周期与植物的开花光周期现象（photoperiodism）植物对于白天和黑夜相对长度规律性变化的反应。植物对光周期的反应长日照植物短日照植物中日照植物中间型植物光周期对植物休眠和地下器官形成的影响对植物伸长生长的影响,光与水生植物,补偿深度在水体中，随着 水深度的增加，光合作用减弱，当光合作用合成量减少到与呼吸作用消耗量平衡时的水深。补偿深度是水体 中光合植物垂直分布的下限。补偿深度随着水 的透明度而变化。,4.2.3 植物的光合功能型,植物功能型(pla
6、nt functional types，PFTs)具有确定植物功能特征的一系列植物的组合，是研究植被随环境动态变化的基本单元。植物的光合功能型 C3植物 C4植物 CAM植物,C3植物,C3途径固定CO2的最初产物3-磷酸苷油酸采取这种途径的植物称为C3植物。C3植物叶片的维管束鞘细胞小，几乎不含叶绿体，叶肉细胞排列松散，叶绿体大而多，CO2吸收、固定与碳水化合物合成均在这类细胞中完成。光呼吸,C4植物,C4途径（Hatch-Slack循环）CO2首先与PEP结合，形成一种四碳化合物即草酰乙酸(OAA)。C4植物特点 叶片具花环结构 C4植物对CO2的净固定是由叶肉细胞和维管束鞘细胞密切配合而完成的。没有光呼吸,叶肉细胞,CO2,OAA(四C糖）,卡尔文循环,CO2,维管束鞘细胞,糖,淀粉,纤维素,细胞呼吸,其他有机化合物,PEP羧化酶,不能固定O2,C4 途径,C4植物,CAM植物,CO2,CO2,OAA,PEP羧化酶,苹果酸,苹果酸,CO2,Calvin 循环,糖,淀粉,纤维素,细胞呼吸,其他有机化合物,夜晚,白昼,液泡,CAM途径,CAM植物,C3植物、C4植物和CAM植物的适应特征,
