C3植物和C4植物.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,C3植物和C4植物,C3植物和C4植物,什么叫,C,4,植物？举例。,光合作用时,CO,2,中的,C,首先转移到,C,4,里，然后再转移到,C,3,中的植物，叫做,C,4,植物。,例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。,什么叫,C,3,植物？举例。,光合作用时,CO,2,中的,C,直接转移到,C,3,里的植物，叫做,C,3,植物。,例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。,C,3,植物,C,4,植物,CO,2,+C,5,2C,3,CO,2,固定,CO,2,途径,C,4,C,3,C3,植物和,C4,植物,C,3,植物和,C,4,植物叶片结构的特点,C,3,植物,C,4,植物,维管束,维管束鞘细胞,叶肉细胞,C,3,植物与,C,4,植物维管束鞘的比较,C,3,植物叶片中的维管束鞘细胞不含叶绿体，维管束鞘以外的叶肉细胞排列疏松，但都含有叶绿体,C,3,植物叶片结构,表皮,叶肉,叶脉,栅栏组织,海绵组织,维管束,维管束鞘,含叶绿体,不含叶绿体,C,4,植物的叶片中，围绕着维管束的是呈“花环型”的两圈细胞：里面的一圈是维管束鞘细胞，外面的一圈是一部分叶肉细胞。,C,4,植物中构成维管束鞘的细胞比较大，里面含有没有基粒的叶绿体，这种叶绿体不仅数量比较多，而且个体比较大，叶肉细胞则含有正常的叶绿体。,维管束鞘细胞,叶肉细胞,细胞大小,是否,含叶绿体,排列,是否,含叶绿体,C,3,植物,C,4,植物,小,栅栏组织,海绵组织,“花环状”地围绕在维管束鞘细胞的外面,不含,大,含没有基粒的叶绿体，叶绿体数多、个体大,含有,含有,C,3,植物和,C,4,植物叶片结构的特点,部分,C4,植物,高梁,甘蔗,粟,(,谷子,小米,),苋菜,玉米,C4植物的优势,在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。这时，,C4,植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的,CO2,进行光合作用，而,C3,植物则不能。这就是,C4,植物比,C3,植物具有较强光合作用的原因之一。,C4,植物比,C3,植物高等。约,75,的,C4,植物集中在单子叶植物的禾本科中。热带和亚热带地区,C4,植物比较多。同,C3,植物相比，,C4,植物叶脉的颜色比较深。,三、提高农作物的光能利用率,光能利用率,什么叫光合作用效率？,绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。,光能利用率,=,光合作用制造的有机物中所含能量,这块土地所接受的太阳能,从化学反应式的角度来分析光合作用，若要提高光合作用有机物的生成量，我们可采取哪些积极有效的措施？,CO,2,+,H,2,O,（,CH,2,O,）+,O,2,光能,叶绿体,从光合作用的原料看：,增加作物周围的二氧化碳浓度。,合理灌溉，增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。,CO,2,+,H,2,O,（,CH,2,O,）+,O,2,光能,叶绿体,从光合作用的条件看：,增加光照,延长光照时间；补充人工光照、多季种植。,增加光合面积；合理密植、套种、间作。,控制光照强弱；,增加矿质元素的供应，提高叶绿素含量。,控制温度，大棚作物白天可适当升高温度，夜晚适当降低温度。,CO,2,+,H,2,O,（,CH,2,O,）+,O,2,光能,叶绿体,（一）光照强度的控制,不同的农作物，对光照强弱的需求不同。,应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。,阳生植物,阴生植物,：喜阳光充足环境。,(如：水稻、小麦、玉米等),：喜潮湿、背阴环境。,(如：胡椒、三七、人参等),阳生植物与阴生植物的比较,A,B,光照强度,0,吸收,CO,2,阳生植物,阴生植物,B,：光补偿点,C,：光饱和点,C,（二）二氧化碳的供应,植物对,CO,2,的需求,空气中的,CO,2,一般占空气体积的,0.03%,，当植物旺盛生长时，所需的,CO,2,就更多，若只靠空气中,CO,2,本身的浓度差所造成的扩散作用满足不了,CO,2,的需求。,如何提高空气中,CO,2,的浓度？,作物需要良好的通风，使大量空气通过叶面，使光合作用正常进行。,齐民要术,记载：“正其行，通其风”。,（二）二氧化碳的供应,如何增加二氧化碳的供应,确保良好的通风状况。,温室作物可增施农家肥料或使用二氧化碳发生器等。,CO,2,含量,光合作用强度,0,C,3,植物,C,4,植物,（二）二氧化碳的供应,O,a,b,c,d,e,光合作用的强度,二氧化碳的浓度,a b,：,CO2,太低，农作物消耗光合产物；,b c,：随,CO2,的浓度增加，光合作用强度增强；,c d,：,CO2,浓度再增加，光合作用强度保持不变；,d e,：,CO2,浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,哪些必需元素会影响光合作用？,N,：,是各种酶以及,NADP,+,和,ATP,的重要组成成分。,P,：,是叶绿体膜、,NADP,+,和,ATP,的重要组成成分。,K,：,在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。,Mg,：,叶绿素,的重要组成成分。,（三）必需矿质元素的供应,（三）必需矿质元素的供应,缺,磷,的作物,缺,钾,的作物,缺,氮,的作物,因素,影 响,措 施,光照,强弱,阳生植物在阳光充裕的地方生长得好，在荫蔽的地方生长得不好；阴生植物正好相反；胡椒等在光照太强条件下生长得不好。,阳生植物种植在阳光充足的地方；阴生植物种植在荫蔽的地方,CO,2,浓度,植物光合作用的强度随,CO,2,浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少。,通风、在温室中增加,CO,2,浓度,矿质,元素,N,：是酶、,NADP,、,ATP,的组成成分，过多引起倒伏,P,：叶绿体膜的组成成分，缺少影响光合作用,K,：促进糖类运输到茎和种子等,Mg,：是叶绿素的重要组成成分,合理施肥，因时、因农作物施肥,小 结,Thank You!,第二节 生物固氮,大豆根瘤,豌豆根瘤,固氮途径：,生物固氮、闪电固氮、工业固氮。,生物固氮的优势：,1.,减少使用化肥量，降低农业生产成本。,2.,减少生产化肥，节约能源。,3.,减少,N,、,P,的排放，减弱水体富营养化。减少环境污染。,4.,增加可利用,N,肥，提高农作物产量。,第二节 生物固氮,氮在植物体中的含量与作用,1),、氮在植物体中含量很小,2),、氮是构成,蛋白质,的主要成分，占其含量的,16,18,，而细胞质、细胞核和酶都含有蛋白质，所以氮也是,细胞质、细胞核,和,酶,的组成成分。,3),、,核酸、辅酶、磷脂、叶绿素,等化合物中都含有氮。,所以氮为,基本生命元素,，,必须不断补充氮素,第二节 生物固氮,什么叫做生物固氮？,固氮微生物,将大气中的,N,2,还原为,NH,3,的过程。,共生固氮微生物,自生固氮微生物,根瘤菌豆科植物,放线菌非豆科植物,蓝藻水生蕨类等,圆褐固氮菌（好氧）,梭菌（厌氧）,鱼腥藻等为代表的固氮蓝藻,固氮微生物有哪些种类？,原核生物,无核仁、核膜、染色体等结构，,有,DNA,和核糖体,根瘤菌结构特点,：,异养需氧,型的,细菌,(,有氧呼吸的场所在细胞膜,),根瘤菌的新陈代谢类型,：,1,）根瘤菌只有,侵入豆科植物根,内才能固氮。,2,）不同的根瘤菌各自只能侵入,特定种类,的豆科植物。（,特异性,）,根瘤菌的固氮特点,：,共生固氮微生物,（二）氮循环,工业固氮,高能固氮,生物固氮,有机氮合成,氨化作用,硝化作用,反硝化作用,O,2,不足,硝化细菌,反硝化细菌,亚硝酸盐,（三,),生物固氮在农业生产中的应用,1,）,含氮肥料,的施用,2,）,生物固氮,1.,土壤可通过哪两条途径获得氮素？,选择与该种豆科植物相适应的,根瘤菌,进行,拌种,新开垦的农田,和,未种植过豆科作物的土壤,2.,提高豆科作物产量的有效措施是什么,？,810,7,t,410,8,t,3.,豆科植物在农业生产上有何应用？,制作,绿肥,-,直接耕埋,或,堆沤,饲养家畜,，再将家畜的粪便还田,将固氮细菌体内的,固氮基因转移,到非,豆科粮食作物,的细胞内，在固氮基因的调控下，让非豆科粮食作物的细胞内,合成出固氮酶,并且,固氮,，这是解决非豆科粮食作物自行固氮的一条重要途径，这一途径叫做,固氮基因工程,。,（四）生物固氮研究前景,固氮基因工程：,一、概念：是指,固氮微生物,将大气中的,氮,还原成,氨,的过程,二、固氮微生物的种类,共生固氮微生物自生固氮微生物,生物固氮,1、共生固氮微生物,条件：与植物共生时才能固氮,与豆科共生：,根瘤菌,指与一些,绿色植物,互利共生的固氮微生物,大豆根瘤,豌豆根瘤,实例：,根瘤菌,形态：,棒槌形、“,T”,形或“,Y”,形,结构：,原核单细胞,代谢类型：,异养需氧,生活方式：,互利共生,根瘤菌,豆科植物,有机物,NH,3,互利共生,（具种属特异性）：一种根瘤菌只能侵入,一种或多种特定种类的豆科植物,根瘤的形成,侵入根细胞内繁殖刺激根薄壁细胞分裂,组织膨大形成根瘤,形态,：,杆菌或短杆菌、荚膜,作用：,固氮；,分泌生长素，促进植株生长和果实发育,结构,：,原核单细胞,实例,：,圆褐固氮菌,2、自生固氮微生物,独立进行固氮,如何分离出自生固氮微生物？,代谢类型,：,异养需氧型,共生固氮微生物和自生固氮微生物的差别,常见类型,与豆科植物关系,代谢类型,固氮产物,对植物的作用,固氮量,共生固氮微生物,自生固氮微生物,根瘤菌,圆褐固,氮 菌,共生有专一性,无,异养需,氧 型,异养需,氧 型,氨,氨,提供氮素,提供氮素和生长素,大,小,生物固氮的意义,生物固氮在自然界,氮循环,中具有十分重要的作用,氮循环的主要环节有：,固氮作用,生物体内有机氮的合成,氨化作用,硝化作用,反硝化作用,几种微生物在,氮循环的作用,及其在,生态系统中的地位,在氮循环中作用,代谢类型,在生态系统中的地位,根瘤菌,圆褐固氮菌,细菌、真菌,硝化细菌,反硝化细菌,将,N,2,合成氨,将,N,2,合成氨,将生物遗体中含氮,化合物转化为氨,将土壤中氨转化为硝酸盐,硝酸盐亚硝酸盐,N2,异养需氧型,异养需氧型,异养需氧型,自养需氧型,异养厌氧型,消费者,分解者,分解者,分解者,生产者,五、生物固氮在农业生产中的应用,1,、对,豆科植物,进行,根瘤菌拌种,2,、用,豆科植物,做,绿肥,3,、将,圆褐固氮菌,制成,菌剂,施用到土壤中,4,、通过转基因技术，将,固氮基因,转到,非豆科植物,中,如果小麦、水稻等非豆科植物也能自行固氮，将给人类带来哪些方面的好处？,减少施用氮肥，降低粮食成本,减少氮肥生产，有利节省能源,避免过量施用氮肥造成水体富营养化,四生物固氮在农业生产中的应用,固定氮素肥料，减少化肥使用量，节约能源,保护环境,对豆科植物进行根瘤菌拌种，提高产量,用豆科植物做绿肥,5,使用自生固氮菌制剂提供农作物氮素营养，促进农作物生长,4,通过生物工程手段实现非豆科植物的自行固氮,【,过关训练,】,五,小节,返回,