叶绿体光合作用效率 | 叶绿体光合作用效率计算

1. 叶绿体光合作用效率计算

光合速率（photosynthetic rate）是指光合作用固定二氧化碳（或产生氧）的速度。二氧化碳的固定速率也称同化速率。在高等植物中多以每10平方厘米的叶面积在一小时内所固定的CO2毫克数（mg CO2/10cm2/hr）表示。而分离的叶绿体多以每毫克叶绿素一小时固定的μmol CO2（μmol CO2/mg叶绿素/hr）表示。

在光合作用中实测呼吸速率是很困难的，因此在黑暗条件中来求O2的吸收（CO2的发生）速率，在光照条件下测定O2的产生（CO2吸收）速率，把后者的值补加到前者的值中，称为总光合速率。

另一方面，在光照条件下O2的发生速率（CO2吸收）称为光合速率。在10^4尔格/平方厘米/秒以下的弱光条件下，光化学反应规则地控制光合作用速率，光合速率与光照强度间成直线关系。当光照强度进一步增加到光合速率不再增加时的光强度，称为饱和光强度。通常饱和光强度越高，净光合速率也越大。

2. 叶绿体进行光合作用消耗能量吗

叶绿体数量越多，所能捕获的光能越多，进而促进了光合作用

3. 叶绿体光合作用效率计算公式

耐寒植物的光合作用冷限与细胞结冰温度相近。

热带的喜温植物,在温度低于10℃时,光合作用即受到明显抑制.

低温抑制光合的原因主要是低温导致膜脂相变,叶绿体超微结构破坏以及酶的钝化.

高温抑制光合的原因,一是膜脂和酶蛋白的热变性,二是高温下光呼吸和暗呼吸加强,净光合速率下降.

温度对光合机构的影响涉及到叶绿体膜的稳定性,而膜的稳定性与膜脂脂肪酸组成有关,膜脂不饱和脂肪酸的比例随生长温度的提高而降低.

热带植物比温带植物的热稳定性高,因而其光合最适温度和最高温度均较高

光合速率的最适温度在25度左右.而呼吸速率的最适温度在30度左右.

4. 叶绿体的光合速率是总光合还是净光合

主要原因是当其他条件（如CO2浓度等）一定时，光照强度增强，使得光反应速度增长，但是暗反应中CO2的固定（形成三碳化合物）速度几乎未改变。

另外，光强超过光饱和点时候，植物会发生光抑制现象﹙光能超过光合系统所能利用的数量时，光合功能下降的现象﹚消耗掉自己制造的有机物也是光饱和的原因。

也可以简单理解成，植物达到光饱和时，代表叶片中的所有叶绿体都在进行光合作用，所以光合速率就不再增加了。

5. 叶绿体光合作用公式

光合作用的反应方程式如图所示:

6CO2+6H2O( 光照、酶、叶绿体)→C6H12O6(CH2O)+6O2

二氧化碳+水→(光能，叶绿体)有机物(储存能量)+氧气

各步分反应公式：

H20→H+ O2(水的光解)

NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(递氢)

ADP→ATP (递能)

CO2+C5化合物→C3化合物(二氧化碳的固定)

C3化合物→(CH2O)+ C5化合物(有机物的生成)

6. 光合速率与叶绿素含量

车轴草的叶绿素主要集中在叶里，具体数量没有办法捡测到，但可采用盐胁迫对车轴草叶绿素含量变化情况进行实验，采用不同浓度的NaCl(0、50、100、250、400mmol.L-1)胁迫处理白车轴草20d,分别测定其光合生理指标和叶绿素含量。结果表明:在不同浓度NaCl胁迫下,车轴草叶片中叶绿素含量总体呈降低趋势,其中叶绿素b含量降低更明显,表现为叶绿素a/b的比值增大;叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等生理指标随NaCl胁迫浓度增大呈下降趋势;

7. 叶绿体光能转化效率

需要的色素是:

处于特殊状态的叶绿素a。

叶绿体内的色素分为两类：①是具有吸收和传递光能的色素，包括全部叶绿素b、全部胡萝卜素和全部叶黄素。②是还具有转化光能的色素，它们是少数处于特殊状态的叶绿素a。

当少数处于特殊状态的叶绿素a接受其他色素传递来的光能后被激发而失去电子，失去电子的叶绿素a具有很强的得到电子的能力，最终又从水中夺取电子。

这就是叶绿体内存在能把光能转化为化学能的色素。

8. 叶绿素减少使光合作用速率

光照是影响叶绿素含量和叶绿素a／b值的重要因素。

生长在强光下与弱光下的植物相比，总叶绿素含量偏低，且叶绿素a/b值较高；适应干旱环境的植物种群与不耐旱的种群相比，也有类似情况。

其次，温度和水分也影响叶绿素含量和叶绿素a／b值，随着气温升高、干旱程度增加，植物叶片叶绿素含量呈下降趋势

9. 叶绿体光合作用效率计算方法

叶绿体的功能是进行光合作用。叶绿体是光合作用的场所，在叶绿体里进行光合作用，把光能转化成化学能储存在其制造的有机物中。几乎可以说一切生命活动所需的能量来源于太阳能（光能）。

绿色植物是主要的能量转换者是因为它们均含有叶绿体这一完成能量转换的细胞器，它能利用光能同化二氧化碳和水，合成贮藏能量的有机物，同时产生氧。绿色植物的光合作用是地球上有机体生存、繁殖和发展的根本源泉这一说法的成立，叶绿体立下了汗马功劳。

10. 叶绿体光合作用效率计算方式

在环境因子、作物因子，以及农业技术措施均处于最佳状态时，由作物群体光合效率所决定的单位面积生物学产量。通过光合生产潜力的计算，不仅可得出植物潜在光合生产力的地域分布规律，还可据以分析影响作物生长发育和干物质形成的限制因素，以便采取更合理的农业技术措施，最大限度地利用太阳能。

　　光合生产潜力的计算涉及多种参数值。植物的叶绿体吸收太阳辐射光谱中400～700纳米波段的能量（即光合有效辐射）参与光合作用，因此，计算光合生产潜力就要估算光合有效辐射 (Qp)占总辐射(Q)的比例、作物群体截获的太阳光能的数量、光饱和点以上未被利用的能量(Ls)，以及包括光呼吸消耗在内的呼吸作用所损耗的能量(Lr)。另外,太阳光能通过辐射到达作物层时,一部分被反射回宇宙空间(RA),一部分透射到土面(RT),还有一部分被作物非光合器官所吸收(An)。进入叶绿体光合作用反应中心的太阳光能,又受量子效率(Eg)的影响，所以太阳光能最终以有机物的形式储存于植物体内的能量，只占太阳光能的极少一部分。

　　根据量子效率理论，可计算出光合作用的最大效率为22.4％。但实际上还要排除某些因素的影响。如除去光合作用中消耗于呼吸作用的物质损失等，并以上述计算结果的30％计，则吸收的光能在光合作用中用于形成有机物质的理论有效系数当为 0.224(1-0.3)＝15.68％。如果再把大田反射、透射、接茬耗光和植物衰老期利用率下降等因素计算在内，则在最终形成产量的能量利用率约为10％，这一理论数值即是农业生产中有可能达到的产量上限。

　　光合生产潜力(P)的计算也可用下式表达：

光合生产潜力

式中CE为生产1克干物质所需的能量,CA为干物质中灰分含量，CA为风干干物质的规定含水率。

　　如对P进行温度订正，即为光温生产潜力(Pt)。

Pt=ft·p

式中ft为温度订正函数。

　　由于研究者取值不同，计算所得结果常有不同。