C3植物和C4植物.ppt
二、C3植物和C4植物,C3植物和C4植物,什么叫C4植物？举例。光合作用时CO2中的C首先转移到C4里，然后再转移到C3中的植物，叫做C4植物。例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。什么叫C3植物？举例。光合作用时CO2中的C直接转移到C3里的植物，叫做C3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。,C3植物,C4植物,CO2,固定CO2 途径,C3植物和C4植物,C3植物和C4植物叶片结构的特点,C3植物,C4植物,维管束,维管束鞘细胞,叶肉细胞,C3植物与C4植物维管束鞘的比较,C3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,C4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。,C4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。,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,C3植物和C4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。,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？,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。,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。,（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,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CO2的需求空气中的CO2一般占空气体积的0.03%，当植物旺盛生长时，所需的CO2就更多，若只靠空气中CO2本身的浓度差所造成的扩散作用满足不了CO2的需求。如何提高空气中CO2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。,CO2含量,光合作用强度,0,C3植物,C4植物,（二）二氧化碳的供应,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,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1618，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N2还原为NH3的过程。,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,O2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？,8107t4108t,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,NH3,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,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,将N2合成氨,将N2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,
