水稻叶绿体DNA的分离与鉴定

象其他高等植物一样,水稻细胞的核、叶绿体和线粒体中含有它的各种遗传信息.可过去大多水稻遗传方面的工作研究的是核基因组,而较少研究叶绿体基因组.叶绿体是重要的能量转换细胞器,是进行光合作用的场所.它不但含有光合作用所需的全部成分,而且具有能表达它们的遗传信息.近年来分子生物学     

高粱叶绿体psbD基因的克隆及其高效表达

近年来光合作用基因工程的研究进展十分迅速,许多重要的编码光合作用反应中心的蛋白质及酶的基因,已在多种植物叶绿体基因组及核基因组上定位并测定了其碱基序列,杉浦昌弘等先后完成了烟草、水稻等高等植物叶绿体基因组全序列分析,但是C_4植物除玉米外,叶绿体基因的研究较少,高粱是主要的C_4植物,其叶绿体光系统基因的研究国内外均     

叶片光合细胞在人工培养下的生长和分裂

高等植物叶片的绿色细胞,具有植物界特有的叶绿体,是利用太阳能进行光合作用的重要功能细胞。我们在小麦、水稻、玉米等作物叶片细胞研究中,了解到这种细胞在结构上的多样性与复杂性,是研究叶绿体的结构与功能的重要材料,而绿色光合细胞和叶绿体的离体培养则是研究叶绿体结构与功     

叶绿体基因

叶绿体是植物细胞内的迭层结构,它们负担着光合作用。除了具有进行光合作用和生产蛋白质的化学机构之外,每个叶绿体还含有与植物细胞的遗传物质不同的DNA。玉米叶绿体染色体大得足以含有100个通常大小的基因,但是只有很少几个基因已经被鉴定。现在正采用和分析细胞核中DNA同样的     

动物也能进行光合作用

<正>20世纪70年代以来,科学家一直相信(但并未证实),有一种海蛞蝓会"偷窃"海藻的叶绿体,并将其嵌入自己的消化细胞中。一旦进入海蛞蝓细胞,叶绿体就持续进行光合作用长达9个月,比它们在海藻体内进行光合作用的时间长得多。这一光合作用过程产生碳水化合物和油脂,为蛞蝓提供营养。最近,     

离子型胶束中分子内扭转电荷转移的盐效应

分子内扭转电荷转移(TICT)是目前凝聚态光化学领域中的前沿课题之一,这是因为TICT除具有特别的光物理化学性质外,在光合作用原初过程模拟以及非线性光学材料的研究中亦具诱人的前景.胶束被认为是一种膜模拟体系,因此研究胶束中的TICT不仅可在更近层次上模拟叶绿体光合作用的原初过程,而且对于研究其它有序组织体(如LB膜,合成双分子膜以及真正的生物膜等)中的TICT和利用TICT特殊的光物理化学性质了解有序组织     

叶绿体基因组结构研究新进展

众所周知,叶绿体是重要的光能转换、光合作用细胞器,它能将光能转换成化学能、生物能,用于固定空气中的二氧化碳,合成各种有机物。以前我们对叶绿体的遗传控制、进化历史及其与核基因的关系都了解不多,关键的问题就是不了解叶绿体的基因组。最近,两组日本科学家分别测定了两种叶绿体基因组的完整DNA序列,这一工作无疑是叶绿体生物学的重大进展。所测出的DNA完整序列,对于全     

能发电的“树叶”——染料敏化太阳能电池

太阳能作为一种＂取之不尽、用之不竭＂的天然能源而备受青睐。长期以来,大自然光合作用给了人们很大的启示,叶绿体色素在光电转换中扮演着重要角色,是光合作用中吸收可见光和光电转换的重要物质。     

叶绿素及其利用前景

绿色的植物覆盖着大地,提供着人类生活所必须的有机物和氧气,美化着人类生活的环境。绿色植物的叶片中含有大量的叶绿体,叶绿体中含有绿色色素,这就是叶绿素。在阳光的作用下,叶绿素能将空气中的二氧化碳和水合成为有机物,同时释放出氧气,这就是光合作用。自1771年发现光合作用以来,探     

旋光色散和圆二色性及其在光合作用研究中的应用

叶绿体光合膜的结构与功能的研究是目前国际上光合作用研究中极为活跃的领域。因为光合作用的所谓“光阶段”的功能,如光能吸收、传递、电荷分离、水光解、电子传递以及光合磷酸化等,都是在一定分子排列的膜结构中进行的,因此,把膜的结构与功能紧密结合起来进行研究,才能最终阐明光合作用光能转化的规律。光合膜中的光合色素分子、光合色素与蛋白质的复合体以及整个类囊体膜都具有一定的不对称结构,这种不对称结构无疑与光合膜的     

含铁氧化还原素的无机光还原

根据光合作用的催化电子理论,由叶绿体利用光能产生推动二氧化碳同化系统工作的NADPH和ATP的功能可被无机半导体所代替。这种观点已被我们先后在近紫外和可见光下用实验证实。由于我们在利用特殊制备的CdS来代替叶绿体时,可在与叶绿体所利用的红光能量差不多的红橙光下还原NADP和合成ATp。由于在还原NADP吋有氧放出,从而证明了我们所得到的NADPH中的“H”和植物的光合作用一样来自于水。这些充分证     

叶绿体基因组

地球上所有生物的生存,从根本上说,都依赖于植物的光合作用.叶绿体就象一座工厂,利用大自然取之不尽的光能,无声无息地由二氧化碳和水合成淀粉等有机物,同时释放出动物所必需的氧气.当今,随着世界人口的不断增长、耕地的减少(工业等与农争地)及石油、煤炭等能源的逐渐枯竭,通过提高光合作用效率,谋求生物资源(biomass)的增产已迫在眉睫.基于对植物重要性的认识,国际上已有不少生物化学家转向植物分子生物学的研究,1981年起出版了专业性杂志Plant Molecular Biology,成立了国际植物分子学学会并于1985年10月在美国召开了第一届年会.植物分子生物学的快速发展是和基因工程等新技术的应用分不开的.以叶绿体来说,仅在短短的几年中,日本名古屋大学杉浦昌弘教授的实验室已宣称完成其60%基因组结构的分析.他们以及其他实验室从基因水平上来探讨叶绿体结构和功能的关系取得了一些新的发现.为增进光合能力及在农业上的应用提出了可行性的设想和尝试.     

光合作用可生产氢气

氢气很可能会成为未来的“绿色”能源。尽管氢元素在自然界普遍存在 ,但它却常常与其他物质混合在一起。美国田纳西大学环境生物技术研究中心和橡树岭国家实验室的研究人员论证了通过改变光合作用(植物利用阳光生产“食物”的过程 )的方向来生产氢气的可能性。他们从菠菜中提取了完整的光合综合体 (光合系统Ⅰ )并给每个分离出来的光合综合体的一侧涂上一层铂原子。在加入电子载体后 ,这种“镀铂综合体”就可利用可见光生产氢气了。光合作用是两个光合系统 (称为光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ )共同作用的结果 ,这两个光合系统存在于植物的叶绿体…     

绿色动物是可能的吗

本文所说的绿色动物,不是指那种绿色的青蛙,而是指细胞中含有叶绿体,可以像绿色植物那样通过光合作用进行自养的动物.有谁见过这样的动物?当然,我指的是在头脑清醒的情况下,有谁见过?     

与光系统Ⅱ颗粒结合的蛋白酶的初步分析

叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,光合作用中光能的吸收、传递和转化、水的裂解及光合磷酸化等功能均是在具有一定分子排列和空间构象并镶嵌于类囊体膜上的叶绿素蛋白复合体中进行的。叶绿体类囊体膜蛋白的周转需要多种蛋白酶的水解作用。在蛋白质合成后加工成熟中,已证实光系统Ⅱ(PS Ⅱ)反应中心D1蛋白(Q_B结合蛋白)的C-末端加工需要一个类囊体膜结合的蛋白酶,质体菁N-末端加工也需要一个类囊体结合的蛋白酶,与PSⅡ水裂解相关联的三种外在性水溶性蛋白如同Cyt.b-f在整合到膜上时需要类囊体膜结合     

绿叶混合色素膜的光导性质

自从Arnold和Sherwood在1957年发表了关于叶绿体膜的某些光学和电学性质研究论文后,人们对光合作用最初过程的“固态”机制假说发生了兴趣。同年,Nelson测量了叶绿素膜的光导性质。1958年Arnold他Maclay又分别对β-胡萝卜素、胡萝卜素和叶绿素的混合物以及两种色素膜迭加后某些光电性质作了研究。1960年,Ichimura报导了叶绿体膜的光导性及其远红光效应的测量结果。     

小麦叶绿体中细胞分裂素的结合蛋白

在激素作用机理的研究中,激素受体的鉴别和定位是一个重要的研究内容,自从1970年发现高等植物的核糖体存在着细胞分裂素(CTK)的结合蛋白之后,陆续在一些植物的不同细胞组份中发现了这种结合蛋白。但是,CTK是否能与植物细胞的某一细胞器结合还未见报道,黄卓辉与魏家绵曾报道过6-苄氨基嘌呤(6BA)能使离体叶绿体的光合磷酸化活性增强。这使我们对CTK是否能与叶绿体结合,从而调节光合作用或代谢过程产生兴     

镧在菠菜叶绿体中的分布及其对光合作用的影响

在体研究了稀土元素镧(La)对菠菜叶绿体Hill反应活力、Mg²⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活性的影响, 并用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了叶绿体各亚细胞器中La的含量. 实验结果表明, 低(15 mg·L^-1)、中(30 mg·L^-1)浓度的LaⅢ对菠菜叶绿体Hill反应活力、Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase活性有明显的促进作用, 而高浓度时(60 mg·L^-1)则表现出显著的抑制作用; 叶绿体中大部分La位于光系统Ⅱ(PSⅡ)中, 占叶绿体中La总量的90%左右. 利用排阻色谱-紫外/电感耦合等离子体质谱联用技术(SE-HPLC-UV/ICP-MS)对La在PSⅡ中的存在点位进行了研究, 发现La在PSⅡ中有两种不同的结合点位: La不仅可以部分竞争取代PSⅡ中与叶绿素结合蛋白相结合的Mg, 而且还可能竞争结合到PSⅡ中Ca和Mn的结合点位上来影响光合作用效率.     

棉花叶片光合作用的光抑制和光呼吸的关系

光呼吸在光下释放CO_2,与固定CO_2的光合作用同时进行,是早已为人们所熟悉的事实,但其生理意义迄今仍不十分清楚.已有研究表明,在没有CO_2的条件下,抑制了光呼吸以后强光下叶片或叶绿体出现明显的光抑制,而其它条件不变,供给浓度接近CO_2补偿点的CO_2时,这种光抑制即可消除,因此推测在CO_2浓度为零或低于CO_2补偿点的强光条件下光呼吸对光合机构有保护作用.但是,在普通空气条件下是否如此,还未见研究报道,我们曾观察到,晴天中午强太阳光下,伴随光合作用的光抑制,田间棉花叶片的光呼吸增强.那么,在这种普通空气条件下,光呼吸是否有缓解光抑制的作用呢?我们通过观测叶片的气体交换、叶绿素荧光和无机磷含量,对这个问题进行了研究.     

龙葵阿特拉津抗性基因向大豆叶绿体基因组的转移及在转基因植株中的表达

阿特拉津等均三氮苯类除草剂与叶绿体类囊体膜上分子量为32kD的蛋白质结合,抑制了光系统Ⅱ电子传递链中稳态原初与次级电子受体间传递电子,影响光合作用过程。对编码32kD蛋白质的pSbA基因曾