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光照对叶绿素合成的影响

光照对叶绿素合成的影响

李汉

生

徐

永

*

福建农林大学机电工程学

院

福

建

福

州

35000

2

摘

要

叶

绿

素

是

高

等

植

物

体

内

最

重

要

的

色

素

之

一

它

是

光

合

作

用

的

重

要

器

官

并

将

光

能

转

化

为

植

物

生

长

所

需

的

化

学

能

。

无

论

是

它

的

形

成

过

程

还

是

捕

捉

光

能

的

过

程

叶

绿

素

在

它

的

整

个

生

命

周

期

中

都

离

不

开

光

的

参

与

和

作

用

。

因

此

光

照

对

叶

绿

素

至

关

重

要

。

本

文

综

述

了

光

质

、

光

中

图

分

类

号

Q94

5

.11

文

献

标

识

码

A

文

章

编

号

1007

-

5

7

3

9

2

01

4

2

1

-

0161

-

04

Effect

of

Light

on

Synthesis

of

Chlorophylls

LI

Han

-

sheng

XU

Yong

*

Colleg

e

of

Mechanica

l

and

Electronic

Engineering

Fujian

Agriculture

and

Forestry

University

Fuzhou

Fujian

35

000

2

Abs

t

r

a

c

t

Chlorophyl

l

is

one

of

the

most

important

pigments

in

higher

plants.It

is

the

important

photosynthetic

organ

and

transfers

light

energy

into

chemica

l

energy

that

is

required

by

plant

growth.No

matter

in

its

forming

or

light

-

capturin

g

process

chlorophyl

l

in

its

entire

life

cycle

is

unavoidable

from

the

participation

and

interaction

of

light.Therefore

light

is

essentia

l

for

chlorophylls.This

paper

reviewed

the

effect

of

light

quality

light

intensit

y

illuminatin

g

time

on

the

synthesis

of

chlorophylls

and

presented

suggestions

on

the

future

research

in

this

area

in

order

to

provide

some

reference

for

the

relevant

researchers.

K

e

y

w

o

r

ds

chlorophyl

l

characteristic

s

light

qualit

y

light

intensit

y

illuminatin

g

time

光

是植物生长发育和

各

种

化学物质积

累

的

最

重

要

的

因

素

之

一

。

高等植物通过

光

合

作用吸收光

能

然

后

还

原

C

O

2

并

释

放

出

O

2

。

植

物

在

这

个

过

程中将光能转变为化

学

能

储藏

在

植

物

体

中

提供植物生

长

和

代谢所需的能

量

。

叶

绿

素

是

植

物

叶

绿体内参与光合作

用

的

重要色

素

它

能

够

捕

捉

光

能

并

将

光能进行转

化

和

重新导

向

这一点对于

光

合

生物

是

必

不

可

少

的

[

1

-

2

]

其对植物的生长

及

农

作物的产量和质量都

具

有

极

其

重

要

的

作

用

也

是

地

球

碳

—

氧

循

环

的

重

要

媒

介

。

因

此

长

期

以来人们

对

叶绿素研究的兴趣

始

终

没有衰

减

。

影

响

叶

绿

素

合

成

的主要因素有温

度

、

养

分

、

空

气

中

C

O

2

的

含

量

、

与

叶

绿

素

生物合成有关的酶

以

及

光

照

而

光

照

更

是

一

个

重

要

的

限

制

因

素

[

3

]

。

随着研究

的

不断深入及技术手

段

的

改

进

人

们

逐

渐认识到光

照

不仅是光合作用能

够

顺

利进

行

的

动

力

而

且对

光

合器官的形成和调

节

也

有十分重要的作

用

。

本

文

综

述了光照对叶绿素

合

成

的影

响

以期为该方

面

的

研

究

提

供

一

些

参

考

。

1

叶

绿

素

的

特

性

1

.1

叶

绿素合成的过

程

高

等植物叶绿素中包

括

叶

绿

素

a

和

叶

绿

素

b

其

合

成

过

程不仅受到内部条

件

的

控

制

而且还受到外部

光

照

的

影

响

。

在叶绿素的

合

成

过程

中

先

是

从

谷

氨

酰

-

t

R

N

A

G

l

u

-

t

R

N

A

开

始经过一系列的过

程

到

叶绿

素

a

然

后

再

经

脱

植

基

叶

绿

a

形

成

叶

绿

素

b

整个

生

物合成完成

一

共

需

要

16

步

反

应

由

2

0

余

个

基

因

编

码

的

16

种

酶

完

成

整

个

过

程

如

图

1

所

示

[

4

]

。

在

图

1

中

谷

氨

酰

-

t

R

N

A

G

l

u

-

t

R

N

A

在

光

照

的

刺

激

下

生

成

δ

-

氨

基

乙

酰

丙

酸

2

个

δ

-

氨基乙酰丙酸缩

合

成

单卟

啉

胆

色

素

原

然

后

再

由

4

个这样的胆色素原聚

合

成

一

个

卟

啉

图

1

植物叶绿素的生物

合

成

途

径

注

A

L

A

为

δ

-

氨

基

乙

酰

丙

酸

P

G

B

为单卟啉胆色素

原

H

m

b

为

羟

甲

基

胆

色

素

原

U

r

o

Ⅲ

为

尿

卟

啉

原

Ⅲ

Co

p

r

oge

n

Ⅲ

为

粪

卟

啉

原

Ⅲ

Pr

o

t

o

IX

为

原

卟

啉

I

X

He

m

e

为

亚

铁

血

红

素

P

h

y

t

o

c

h

r

o

m

e

为

光

敏

色

素

M

g

-

p

r

o

t

o

IX

为

M

g

-

原

卟

啉

I

X

Pc

h

li

d

e

a

为原脱植基叶绿

素

a

C

h

li

d

e

a

为脱植基叶绿

素

a

C

h

l

a

为

叶

绿

素

a

C

h

li

d

e

b

为

脱

植

基

叶

绿

素

b

C

h

l

b

为

叶

绿

素

b

。

环

─

─

原

卟

啉

I

X

。

原

卟

啉

I

X

是

形

成

叶绿素和亚铁血

红

素

的

共

同

前

体

与

亚

铁

结

合

就

形

成

亚

铁

血

红

素

与

M

g

2

+

结

合

就

形

成

M

g

-

原

卟

啉

I

X

。

M

g

-

原

卟

啉

I

X

经

甲基化和环

化

后

成

为

具

有

第

Ⅴ

环

的

原

脱

植

醇

基

叶

绿

素

a

后

者

经

光

还

原

、

酯

化

等步骤而形成叶绿

素

a

。

叶

绿

素

b

则是通过脱

植

基

叶绿

素

a

氧化形成脱

植

基

叶绿

素

b

团

而

形

成

。

再通过酯化作

用

添

加

叶

绿

醇

基

1

.2

光

对叶绿素生物合成

的

影

响

在

上述叶绿素合成的过程

中

光照起着十分重

要

的

作

用

这其中许多酶

的

活

性都受光的影

响

。

例

如

A

L

A

是

叶

绿

素生物合成过程

中

不

可缺少的起始

点

其

合

成

过

程

就

是

一

种

有

光

参

与

的

调

控

过

程

。

例

如

把

豌

豆

和

拟

南

芥

的

黄

化

苗

见

光

16

1

作

者

简

介

李

汉

生

19

8

9

-

男

福

建

三

明

人

在

读

硕

士

。

研

究

方

向

植

物

光

调

控

技

术

。

*

通

讯

作

者

2

014

-

09

-

25

收

稿

日

期

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原文链接: 光照对叶绿素合成的影响 https://m.huajiangbk.com/newsview621104.html

分类:花卉
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