植物光合作用的光抑制分析

□張舟怡

(益陽(yáng)市一中 湖南 益陽(yáng) 413000)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活發(fā)生了很大的變化，認(rèn)知能力和水平也有了很大的提高，逐漸認(rèn)識(shí)到了植物光合作用的光抑制在實(shí)踐中的重要性。同時(shí)也提升了對(duì)光抑制的重視度，并對(duì)其進(jìn)行了深入研究，該知識(shí)也成為高中學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，植物光合作用的光抑制主要分為兩種，一種是動(dòng)態(tài)光抑制，另一種是慢光抑制，兩種都是植物本身的保護(hù)性反應(yīng)。

1 植物光合作用的光抑制現(xiàn)象

光合系統(tǒng)可以利用的數(shù)量是有限的，當(dāng)光能超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，就會(huì)使光合功能不斷降低，這屬于光抑制現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，在強(qiáng)光狀態(tài)下，很容易發(fā)生光抑制現(xiàn)象，即使是一些陰生植物，在強(qiáng)光下也會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象[1]。同時(shí)，在光的強(qiáng)度比較大時(shí)，植物的氣孔就會(huì)不斷增加，容易吸收CO2。在這種環(huán)境下，植物會(huì)加強(qiáng)對(duì)自己的保護(hù)，將氣孔關(guān)閉，以免因光的強(qiáng)度過(guò)大而使水分流失。

植物對(duì)光抑制具有一定的敏感性，其敏感性是受多種因素影響的。不僅與自身的生長(zhǎng)習(xí)性有關(guān)，而且受生長(zhǎng)環(huán)境和遺傳因素的影響也比較大。不同植物對(duì)光抑制現(xiàn)象的敏感度是不同的，對(duì)于陽(yáng)生植物而言，陰生植物敏感度比較強(qiáng)，在相同環(huán)境脅迫下，陰生植物在短時(shí)間內(nèi)就可能發(fā)生光抑制。尤其是受營(yíng)養(yǎng)不足、高溫等多種因素同時(shí)影響時(shí)，其敏感性會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。從這一現(xiàn)象可知，多種環(huán)境脅迫因素不僅對(duì)植物生長(zhǎng)具有很大影響，而且還會(huì)在一定程度上阻礙光合作用的進(jìn)行。在夏季，由于很多地區(qū)溫度比較高，缺水與強(qiáng)光環(huán)境是引發(fā)光抑制現(xiàn)象的主要原因。在冬季，氣溫比較低，因此冰凍與強(qiáng)光是最主要的影響因素。在這一條件下，很多植物都會(huì)發(fā)生光抑制現(xiàn)象。例如四季常青的洋常春藤、越冬的菠菜等，都是比較容易發(fā)生光抑制現(xiàn)象的植物。

2 光抑制后光功能的恢復(fù)

通過(guò)對(duì)光抑制的分析和探究可知，如果植物光合作用的光抑制不嚴(yán)重，其光功能是比較容易恢復(fù)的，最快可能幾分鐘或者十幾分鐘。如果比較嚴(yán)重，即使在良好的環(huán)境下，其光功能也無(wú)法完全恢復(fù)。因此，必須要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其光功能進(jìn)行合理的恢復(fù)。

2.1 破壞部分的修復(fù)

在發(fā)生光抑制后，必須要對(duì)被破壞的部分進(jìn)行重點(diǎn)修復(fù)，同時(shí)要掌握一定的修復(fù)技術(shù)，才能促使光抑制后光功能的快速修復(fù)。通常情況下，要從膜上將破壞的部位去掉，然后再用新的進(jìn)行填補(bǔ)，這是對(duì)破壞部分進(jìn)行修復(fù)的第一步，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，對(duì)整體修復(fù)效果具有直接影響。在修復(fù)過(guò)程中，需要使用OB蛋白質(zhì)對(duì)破壞的部分進(jìn)行合成。

2.2 恢復(fù)條件

發(fā)生光抑制后，光功能恢復(fù)是需要一定條件的，所以在實(shí)際恢復(fù)中，必須要做好前期準(zhǔn)備工作，確保其符合相應(yīng)環(huán)境，才能提升恢復(fù)效率與質(zhì)量。通常情況下，恢復(fù)條件需要根據(jù)光抑制的具體情況而定。但是不管哪種情況，都需要光條件的支持。同時(shí)，溫度對(duì)植物光功能恢復(fù)的效率也有一定的影響，因此還需要對(duì)所處環(huán)境的溫度進(jìn)行有效的控制。例如菜豆植物在光功能恢復(fù)過(guò)程中，對(duì)溫度的要求比較高，如果溫度在15℃以下，恢復(fù)的時(shí)間就比較慢，且恢復(fù)效果也不理想。為了提升光抑制后光能的恢復(fù)效果，需要使其溫度達(dá)到30℃左右，才有利于光功能的恢復(fù)。

3 光抑制破壞的防御

3.1 減少光吸收，增加光能利用率

實(shí)際上，植物有多種防御光抑制的方法，其中減少光吸收，增加光能利用率是最主要的一種。而且植物本身可以通過(guò)葉運(yùn)動(dòng)對(duì)相應(yīng)的強(qiáng)光進(jìn)行響應(yīng)，可以在一定程度上減少光吸收，有效規(guī)避光抑制。

3.2 光呼吸

光呼吸也是防御光抑制比較常用的一種方法。CO2和O2分壓光照時(shí)，為光呼吸提供了良好的環(huán)境，可以有效防止強(qiáng)光，破壞光抑制的條件，從而降低光抑制發(fā)生的概率。

4 結(jié)束語(yǔ)

在植物光合作用中，如果光合功能不斷降低，就會(huì)產(chǎn)生光抑制現(xiàn)象。植物對(duì)光抑制具有一定的敏感性。為了防止光抑制的破壞，可以運(yùn)用光呼吸的方法，還可以通過(guò)減少吸收，增加光能利用率等途徑，避免強(qiáng)光對(duì)光合機(jī)構(gòu)的破壞。