《C3植物和C4植物》PPT課件

1、二、C3植物和C4植物,C3植物和C4植物,什么叫C4植物？舉例。 光合作用時(shí)CO2中的C首先轉(zhuǎn)移到C4里，然后再轉(zhuǎn)移到C3中的植物，叫做C4植物。 例如：玉米、甘蔗、高粱等熱帶植物。 什么叫C3植物？舉例。 光合作用時(shí)CO2中的C直接轉(zhuǎn)移到C3里的植物，叫做C3植物。 例如：小麥、水稻、大麥、大豆、馬鈴薯、菜豆和菠菜等溫帶植物。,C3植物,C4植物,CO2,固定CO2 途徑,C3植物和C4植物,C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),C3植物,C4植物,維管束,維管束鞘細(xì)胞,葉肉細(xì)胞,C3植物與C4植物維管束鞘的比較,C3植物葉片中的維管束鞘細(xì)胞不含葉綠體，維管束鞘以外的葉肉細(xì)胞排列疏松，但都含有

2、葉綠體,C4植物的葉片中，圍繞著維管束的是呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞：里面的一圈是維管束鞘細(xì)胞，外面的一圈是一部分葉肉細(xì)胞。,C4植物中構(gòu)成維管束鞘的細(xì)胞比較大，里面含有沒(méi)有基粒的葉綠體，這種葉綠體不僅數(shù)量比較多，而且個(gè)體比較大，葉肉細(xì)胞則含有正常的葉綠體。,小,柵欄組織 海綿組織,“花環(huán)狀”地圍繞在維管束鞘細(xì)胞的外面,不含,大,含沒(méi)有基粒的葉綠體，葉綠體數(shù)多、個(gè)體大,含有,含有,C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),部分C4植物,高梁,甘蔗,粟( 谷子,小米),莧菜,玉米,C4植物的優(yōu)勢(shì),在高溫、光照強(qiáng)烈和干旱的條件下，綠色植物的氣孔關(guān)閉。這時(shí)，C4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的CO2進(jìn)行光

3、合作用，而C3植物則不能。這就是C4植物比C3植物具有較強(qiáng)光合作用的原因之一。 C4植物比C3植物高等。約75的C4植物集中在單子葉植物的禾本科中。熱帶和亞熱帶地區(qū)C4植物比較多。同C3植物相比，C4植物葉脈的顏色比較深。,三、提高農(nóng)作物的光能利用率,光能利用率,什么叫光合作用效率？ 綠色植物通過(guò)光合作用制造的有機(jī)物中所含有的能量，與光合作用中吸收的光能的比值。,從化學(xué)反應(yīng)式的角度來(lái)分析光合作用，若要提高光合作用有機(jī)物的生成量，我們可采取哪些積極有效的措施？,從光合作用的原料看： 增加作物周圍的二氧化碳濃度。 合理灌溉，增加植物體內(nèi)的水分來(lái)增加光合作用的原料。,從光合作用的條件看： 增加光照

4、延長(zhǎng)光照時(shí)間；補(bǔ)充人工光照、多季種植。 增加光合面積；合理密植、套種、間作。 控制光照強(qiáng)弱； 增加礦質(zhì)元素的供應(yīng)，提高葉綠素含量。 控制溫度，大棚作物白天可適當(dāng)升高溫度，夜晚適當(dāng)降低溫度。,（一）光照強(qiáng)度的控制,不同的農(nóng)作物，對(duì)光照強(qiáng)弱的需求不同。 應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。,陽(yáng)生植物 陰生植物,：喜陽(yáng)光充足環(huán)境。 (如：水稻、小麥、玉米等) ：喜潮濕、背陰環(huán)境。 (如：胡椒、三七、人參等),陽(yáng)生植物與陰生植物的比較,A,B,光照強(qiáng)度,0,陽(yáng)生植物,陰生植物,B：光補(bǔ)償點(diǎn),C：光飽和點(diǎn),C,（二）二氧化碳的供應(yīng),植物對(duì)CO2的需求 空氣中的CO2一般占空氣體積的0.03%，當(dāng)植物

5、旺盛生長(zhǎng)時(shí)，所需的CO2就更多，若只靠空氣中CO2本身的濃度差所造成的擴(kuò)散作用滿足不了CO2的需求。 如何提高空氣中CO2的濃度？ 作物需要良好的通風(fēng)，使大量空氣通過(guò)葉面，使光合作用正常進(jìn)行。 齊民要術(shù)記載：“正其行，通其風(fēng)”。,（二）二氧化碳的供應(yīng),如何增加二氧化碳的供應(yīng) 確保良好的通風(fēng)狀況。 溫室作物可增施農(nóng)家肥料或使用二氧化碳發(fā)生器等。,CO2含量,光合作用強(qiáng)度,0,C3植物,C4植物,（二）二氧化碳的供應(yīng),a b：CO2太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物； b c：隨CO2的濃度增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)； c d：CO2濃度再增加，光合作用強(qiáng)度保持不變； d e：CO2濃度超過(guò)一定限度，將引起原生

6、質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。,哪些必需元素會(huì)影響光合作用？ N：是各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分。 P：是葉綠體膜、 NADP+和ATP的重要組成成分。 K：在合成糖類，以及將其運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官過(guò)程中起作用。 Mg：葉綠素的重要組成成分。,（三）必需礦質(zhì)元素的供應(yīng),（三）必需礦質(zhì)元素的供應(yīng),缺磷的作物,缺鉀的作物,缺氮的作物,小 結(jié),Thank You !,第二節(jié) 生物固氮,大豆根瘤,豌豆根瘤,固氮途徑：生物固氮、閃電固氮、工業(yè)固氮。,生物固氮的優(yōu)勢(shì)： 1.減少使用化肥量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。 2.減少生產(chǎn)化肥，節(jié)約能源。 3.減少N、P的排放，減弱水體富營(yíng)養(yǎng)化。減

7、少環(huán)境污染。 4.增加可利用N肥，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。,第二節(jié) 生物固氮,氮在植物體中的含量與作用,1)、氮在植物體中含量很小 2)、氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，占其含量的1618，而細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和酶都含有蛋白質(zhì)，所以氮也是細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和酶的組成成分。 3)、核酸、輔酶、磷脂、葉綠素等化合物中都含有氮。 所以氮為基本生命元素，必須不斷補(bǔ)充氮素,第二節(jié) 生物固氮,什么叫做生物固氮？,固氮微生物將大氣中的N2還原為NH3的過(guò)程。,固氮微生物有哪些種類？,原核生物無(wú)核仁、核膜、染色體等結(jié)構(gòu)， 有DNA和核糖體,根瘤菌結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,異養(yǎng)需氧型的細(xì)菌(有氧呼吸的場(chǎng)所在細(xì)胞膜),根瘤菌的新陳代謝類型：,1）根

8、瘤菌只有侵入豆科植物根內(nèi)才能固氮。 2）不同的根瘤菌各自只能侵入特定種類的豆科植物。（特異性）,根瘤菌的固氮特點(diǎn)：,共生固氮微生物,（二）氮循環(huán),工業(yè)固氮,高能固氮,生物固氮,有機(jī)氮合成,氨化作用,硝化作用,反硝化作用,O2不足,硝化細(xì)菌,反硝化細(xì)菌,亞硝酸鹽,（三)生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,1）含氮肥料的施用 2）生物固氮,1.土壤可通過(guò)哪兩條途徑獲得氮素？,選擇與該種豆科植物相適應(yīng)的根瘤菌進(jìn)行拌種 新開(kāi)墾的農(nóng)田和未種植過(guò)豆科作物的土壤,2.提高豆科作物產(chǎn)量的有效措施是什么？,8107t 4108t,3.豆科植物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有何應(yīng)用？,制作綠肥-直接耕埋或堆漚 飼養(yǎng)家畜，再將家畜的糞便還田

9、,將固氮細(xì)菌體內(nèi)的固氮基因轉(zhuǎn)移到非豆科糧食作物的細(xì)胞內(nèi)，在固氮基因的調(diào)控下，讓非豆科糧食作物的細(xì)胞內(nèi)合成出固氮酶并且固氮，這是解決非豆科糧食作物自行固氮的一條重要途徑，這一途徑叫做固氮基因工程。,（四）生物固氮研究前景,固氮基因工程：,一、概念：是指固氮微生物將大氣中的氮還原成氨的過(guò)程 二、固氮微生物的種類,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,條件：與植物共生時(shí)才能固氮,與豆科共生：根瘤菌,指與一些綠色植物互利共生的固氮微生物,大豆根瘤,豌豆根瘤,實(shí)例：根瘤菌,形態(tài)：棒槌形、“T”形或“Y”形,結(jié)構(gòu)：原核單細(xì)胞,代謝類型：異養(yǎng)需氧,生活方式：互利共生,根瘤菌,豆科植物,

10、有機(jī)物,NH3,互利共生（具種屬特異性）：一種根瘤菌只能侵入 一種或多種特定種類的豆科植物,根瘤的形成,侵入根細(xì)胞內(nèi)繁殖刺激根薄壁細(xì)胞分裂 組織膨大形成根瘤,形態(tài)：桿菌或短桿菌、莢膜,作用： 固氮； 分泌生長(zhǎng)素，促進(jìn)植株生長(zhǎng)和果實(shí)發(fā)育,結(jié)構(gòu)：原核單細(xì)胞,實(shí)例：圓褐固氮菌,2、自生固氮微生物,獨(dú)立進(jìn)行固氮,如何分離出自生固氮微生物？,代謝類型：異養(yǎng)需氧型,共生固氮微生物和自生固氮微生物的差別,根瘤菌,圓褐固 氮 菌,共生有專一性,無(wú),異養(yǎng)需 氧 型,異養(yǎng)需 氧 型,氨,氨,提供氮素,提供氮素和生長(zhǎng)素,大,小,生物固氮的意義,生物固氮在自然界氮循環(huán)中具有十分重要的作用 氮循環(huán)的主要環(huán)節(jié)有：固氮作用生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成氨化作用硝化作用反硝化作用,幾種微生物在氮循環(huán)的作用及其在生態(tài)系統(tǒng)中的地位,將N2合成氨,將N2合成氨,將生物遺體中含氮 化合物轉(zhuǎn)化為氨,將土壤中氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,硝酸鹽亞硝酸鹽N2,異養(yǎng)需氧型,異養(yǎng)需氧型,異養(yǎng)需氧型,自養(yǎng)需氧型,異養(yǎng)厭氧型,消費(fèi)者,分解者,分解者,分解者,生產(chǎn)者,五、生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,1、對(duì)豆科植物進(jìn)行根瘤菌拌種 2、用豆科植物做綠肥 3、將圓褐固氮菌制成菌劑施用到土壤中 4、通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將固氮基因轉(zhuǎn)到非豆科植物中 如果小麥、水稻等非豆科植物也能自行固氮，將給人類帶來(lái)哪些方面的好處？ 減少施