書璿 發問時間: 科學植物學 · 1 0 年前

做科展~~~~影響植物生長關鍵的光、水、土有什麼關聯性~~急

如題,請問各位高手們~~~~~!

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    其實陽光、空氣和水最具關聯的就是那大家都知道的光合作用了。

    如果進一步從光反應和碳反應去看的話,就可以瞭解到其相關性了。

    光反應

    場所:類囊體 。

    影響因素:光強度,水分供給。

    過程:葉綠體膜上的兩套光合作用系統:光合作用系統一和光合作用系統二,(光合作用系統一比光合作用系統二要原始,但電子傳遞先在光合系統二開始,一二的命名則是按其發現順序)在光照的情況下,分別吸收700nm和680nm波長的光子,作為能量,將從水分子光解過程中得到電子不斷傳遞,其中還有細胞色素b6/f的參與,最後傳遞給輔酶NADP,通過鐵氧還蛋白-NADP還原酶將NADP還原為NADPH。而水光解所得的氫離子則因為順濃度差通過類囊體膜上的蛋白質複合體從類囊體內向外移動到基質,勢能降低,其間的勢能用於合成ATP,以供暗反應所用。而此時勢能已降低的氫離子則被氫載體NADP帶走。一分子NADP可攜帶兩個氫離子。這個NADPH+H離子則在暗反應裡面充當還原劑的作用。

    意義:

    光解水,產生氧氣。

    將光能轉變成化學能,產生ATP,為暗反應提供能量。

    利用水光解的產物氫離子,合成NADPH及H離子,為暗反應提供還原劑。

    固碳作用

    固碳作用實質上是一系列的酶促反應。生物界有幾種固碳方法,主要是卡爾文循環,但並非所有行光合作用的細胞都使用卡爾文循環進行碳固定,例如綠硫細菌會使用還原性三羧酸循環,綠曲撓菌(Chloroflexus)會使用3-羥基丙酸途徑(3-Hydroxy-Propionate pathway),還有一些生物會使用核酮糖-單磷酸途徑(Ribolose-Monophosphate Pathway)和絲氨酸途徑(Serin Pathway)進行碳固定。

    場所:葉綠體基質。

    影響因素:溫度,二氧化碳濃度。

    過程:不同的植物,固碳作用的過程不一樣,而且葉片的解剖結構也不相同。這是植物對環境的適應的結果。固碳作用可分為C3,C4和CAM三種類型。三種類型是因二氧化碳的固定這一過程的不同而劃分的。

    可能會覺得,是的水和陽光都很直接的顯示出其相關性,那麼土壤呢?除了植物抓住自己並固定的作用外,還有什麼作用?那就是土壤可以留滯養分,再讓跟去吸收。

    植物的大量必須元素有:碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣和鎂。

    但這裡要提的不是元素什麼的,而是在羧化反應(光合碳還原循環中的一個反應)固定二氧化碳的反應中,有一個稱為Rubisco (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylaseoxygenase) 的酵素所催化,這個酵素的活性對於二氧化碳加上RuBP,以形成六碳的中間產物很有相關,這中間產物仍然結合在酵素上,暫時且不穩定,並會快速水解為兩個3-PGA分子。

    而這個Rubisco受到了以下的調控,光驅動離子流動與Rubisco的活性,伴隨光驅動電子傳遞所導致基質pH値與Mg離子濃度的增加,可促進Rubisco的活性。(鎂可藉由根部養份的吸收獲得。)

    參考資料: 植物生理和網路...
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