茶树生理期末考试复习重点

第一章：茶树光合作用 一方面进行物质同化作用，将环境中的简单无机物质吸收后形成体内复杂有机物；一方面进行异化作用，把体内有机物质分解成为简单物质并释放出能量。 光合作用（photosynthesis）是指绿色植物吸收太阳光能,将二氧化碳和水合成有机物并释放氧气的过程。 光合作用的三个阶段 光合作用包含一系列复杂的光化学反应和酶促生化反应过程。其过程大致可分为三大步骤: 1原初反应：包括光能的吸收、传递和转换为电能的过程。 2电子传递和光合磷酸化：电能转变为活跃的化学能过程。 3碳同化：活跃的化学能转变为稳定的化学能形成有机物质的过程。 原初反应、电子传递和光合磷酸化通常在光下进行，又称为光反应；碳同化通常不需要光，又称为暗反应。 光能经光合色素吸收后转化为电能，进一步形成活跃的化学能，暂时贮存在ATP和NADPH中，将来用于同化二氧化碳。所以又把ATP和NADPH合称为同化力或还原力。 碳同化作用（Carbon Assimilation） 碳同化是指利用光合磷酸化形成的同化力去还原二氧化碳，合成碳水化合物，使活跃的化学能转变为贮存在碳水化合物中稳定的化学能的过程，此过程在叶绿体的基质进行。目前在高等植物中已阐明的二氧化碳固定途径有三条，即卡尔文循环（C3途径）、C4途径和景天酸代谢途径（CAM途径）。 C3途径 1946年，美国加州大学放射化学实验室的卡尔文(M.Calvin)和本森(A.Benson)等人采用了14C同位素标记与测定技术，选用小球藻等单细胞的藻类作材料，经过10多年周密的研究，卡尔文等人终于探明了光合作用中从CO２到蔗糖的一系列反应步骤，推导出一个光合碳同化的循环途径，这条途径被称为卡尔文循环或Calvin-Benson循环。由于这条途径中CO2固定后形成的最初产物PGA为三碳化合物，所以也叫做C３途径，并把只具有C３途径的植物称为C３植物。 C３途径大致可分为三个阶段，即羧化阶段、还原阶段和再生阶段。 1.羧化阶段：指进入叶绿体的CO2 与受体核酮糖-1,5-二磷酸 （RuBP）结合，并水解产生3-磷酸甘油酸（PGA）的反应过程。 RuBP羧化酶 RuBP+CO2+H2O 2PGA+2H+ 2.还原阶段：指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3- 磷酸（GAP）的反应过程。 E1 PGA+ATP DPGA+ADP E2 DPGA+NADPH+H+ GAP+NADP++H3PO4 E1：3-磷酸甘油酸激酶 E2：3-磷酸甘油酸脱氢酶 3.再生阶段：指由甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1,5-二磷酸 的过程。

5GAP+3ATP+2H2O→→→3RuBP+3ADP+2Pi+3H+ 光合作用的日变化 光合作用强弱在很大程度上取决于一天中光、热、水、气的日变化。早晨随着光照增强，气温上升，光合作用强度不断提高，约10时左右达一天中的高峰；至正午前后，光照、温度虽然继续升高，但光合强度却出现下降趋势；午后，光合强度虽稍有回升，但随着光照减弱和气温下降，光合强度呈现逐渐减弱的趋势，致使光合作用的日变化出现双峰曲线的特点。一般而言，全天除中午下降以外，光合作用变化与光强度的变化明显相关。这种中午光合强度有一段时间出现减低的现象，生理学上称之为“午睡现象”。 光合作用的季节变化（年周期变化） 在年周期中，从春季茶芽萌动开始，树体的生命活动日趋增强，光合作用也渐趋提高，至7～8月份而达年周期中的最高峰，以后随着气温下降，光合作用强度也不断下降，当茶树地上都进入休止期而达最低水平。 光合作用在一年中呈明显的单峰曲线变化 叶片和新稍生育过程中的光合效率叶片初展（已具光合功能，但较弱） 随着叶片成长（光合能力相应提高 ） 30天左右，叶片大小基本定型（生理机能最为活跃，光合能力最强） 叶质增厚，成熟度增加（光合、呼吸作用强度保持较稳定水平） 叶片组织老化（光合、呼吸作用强度出现下降趋势，但下降幅度不大） 茶树叶片生育过程光合效率基本上具有单峰曲线的变化，其高峰出现在叶片面积大小基本定型期。 环境因子对茶树光合作用的影响 光照 光照强度、光质和光周期 茶树光合作用的光饱和点： 茶树在弱光下，光合强度与光照强度成正相关趋势，但光照进一步增强，当超越一定范围时，茶树光合作用就不再增强，或反而略有下降，这时的光照强度即达到了茶树光合作用的光饱和点。 茶树光合作用的光补偿点： 如果光照过弱，光合强度过低，就会出现光合强度和呼吸强度处于平衡状态，此时茶树既不从外界吸收CO2，也不释放CO2，这时的光照强度就是茶树光合作用的光补偿点。 温度 温度对于茶树生命活动影响很大，尤其是对光呼吸的影响更大。对于光合作用，既有直接的影响，也有间接的影响。 温度：大叶种叶温在20-35℃范围内，光合作用较强，叶温高于35℃时，净光合速率急剧下降，中、小叶种茶树在气温10- 35℃范围内，光合作用以20-35℃为茶树光合最适温。 水分 水分是茶树生长的重要因素，也是光合作用的原料。所以空气中相对湿度的高低和叶片组织内的水分状况对光和强度的影响也是很明显的。茶树供水不足，光合作用降低。水分缺乏，气孔开度缩小，增加气孔阻力，限制CO2进入气孔；叶肉淀粉水解加强，光合产物运输受阻，都会引起光合速率下降。 CO2浓度 大气中二氧化碳浓度高低，不仅对植物光合作用速率有直接影响，而且对叶绿素的光化学活性以及分枝和花芽的萌发也有积极意义。 在光照较强，水分和温度适宜时，只要茶树处于光合作用旺盛状态，空气中0.03%CO2浓度常是光合作用的限制因素。增加CO2浓度，光饱和点提高，光合最适温也提高，促进光合作用。茶树CO2饱和点约为1300ppm，CO2补偿点为60±4vpm。所以，茶园种植不宜过密，以利通风透光，保证CO2供给，有利于提高茶树光合作用效率，从而提高茶叶产量和品质。 群体条件下茶树的光合作用 与光照温度的关系 茶树群体的光合作用日变化和季节变化与个体茶树一样，具有很强的变化节奏性。 1. 光照 2. 温度 研究温度与光合作用的关系，包括地温、叶温和气温。 正常情况下，如果某些因子或综合因子不成为限制因素，茶树光合作用往往随温度升高而增强。在较高的温度范围内，由于温度的升高，加速了酶促反应，光化学反应相对减弱，温度就成为影响光合作用的主导因子。 注意：温度升高，呼吸作用相应增强，光合强度虽大，但是有效光合强度（又称表观光合作用）反而下降。大于35°C时，气温继续升高，呼吸剧增，有效光合强度下降，光合产物积累减少。茶树群体在栽植过密的情况下，产量低的原因：茶树种植过密，枝叶密集，通透性差，温度升高，光照减弱，CO2亏缺，光合产物形成少等，导致茶园产量反而比密植程度较低的茶园下降。 茶树群体的叶面积指数群体叶面积总量不与群体光合能力成高度正相关趋势，但是决定群体光合生产能力的重要基础。 叶面积指数（LAI）用来表示茶树群体叶面积的多少。 叶面积指数=每亩茶园上叶片总张数×平均每张叶片面积∕每亩土地面积 指单位土地面积上茶树群体所有叶片采摘下来平铺地上，可以铺几层的意思。（受品种、生育阶段、种植密度和肥培管理等因素影响） 自然条件下，叶片不断脱落，新稍不断萌发，年生长周期中叶面积消长处于一定的平衡状态。 品种不同，种植密度不同，农业技术措施不同，但群体叶面积的生长表现到一定范围就不再增长。 茶园从幼年到青年阶段，叶面积是不断扩大，青年以后投入采摘，其叶面积指数的变化通常在1-6之间。一般采摘茶园叶面积指数的合宜范围为3-4，并且叶面积指数与产量之间有密切关系。 茶树光合产物的运转、分配和累积 光合作用 碳水化合物 根、茎、叶的生长区域

供给呼吸消耗 积累于贮藏器官 物质的转化率（转变率）=物质转变形成过程中所形成的器官量/ 用于器官形成的基质数量 1. 茶树光合产物的运转 （1）光合产物的运转具有明显的方向性 这与茶树地上部和地下部交替生长的生物学特性有密切关系，即当茶树地上部生长时期，光合产物主要是向上输送，而当地上部生长休止，根系生长活跃的时期，光合产物主要是向下稳选而拍送的重点都是茶树整体生理机能中最活跃的部分，从而保证生长区域的养分供应。 (2)光合产物的输导中存在顶端优势 春茶生长过程中，茶树光合产物比较集中地运向新梢。叶的光合产物主要运向本身叶腋问的新梢，也有少量运向上部的侧梢，但成叶下部的侧梢中却没有发现。在同一枝条上，则主要运向中部长势旺盛的主梢上，而长势较弱的侧梢上较少。 (3) 光合作用的滞留 茶树成熟叶片的主要作用：制造有机养料，并及时提供给新梢、花果或根系生长的需要，所以称老叶为“源”器官(source organ)，即所谓光合作用的给体。 新梢、花果和根系称作“库”器官(sink organ)，即光合产物的受体。尽管库器官之间存在着竞争，但源和库之间的关系是非常密切的。叶片形成的光合产物，如果不能及时运向库器官而累积起来，这种现象称之为光合产物的滞留。 2. 茶树光合产物的分配 在不同生育时期，由于器官间的生理活性不一，茶树光合产物在体内的运转方向和输导中心各异，因此在光合产物的分配上，也就具有明显的规律变化。 1器官间的分配 老叶为“源”器官（制造） 新梢、花果、根系为“库”器官（积累） 2光合产物在积累与消耗间的分配 3年周期中整丛茶树各器官间的分配 C3植物与C4植物的区别 1、 C3植物：通过二磷酸核困糖羧化酶固定二氧化碳的途径(即卡尔文循环) C4植物：通过两个特有的酶棗丙酮酸磷酸二激庙和磷酸烯形式丙酮酸羧化酶固定二氧化碳。 2、 C3植物：最初形成的光合产物为磷酸甘油酸，是含三个碳原子的化合物 C4植物：最初形成的光合产物为草酰乙酸和苹果酸，它们都是四碳化合物 3、 C3途径：在维管束鞘细胞中进行 C4途径：在叶肉细胞中进行 4 C4植物的光合作用效率特别高 茶树是C3植物 第一，从解剖结构看，C4植物维管束梢细胞发达，周围并有密集的叶肉细胞和叶绿体颗粒，而茶树的维管束鞘周围是一些松散的叶肉细胞，而且不含叶绿体。 第二，C4植物在强光下光合作用也不饱和，光补偿点很低，而茶树光饱和点较低，而补偿