C3植物和C4植物（課堂PPT）

1、二、二、C3C3植物和植物和C4C4植物植物C3C3植物和植物和C4C4植物植物v什么叫什么叫C C4 4植物？舉例。植物？舉例。 光合作用時(shí)光合作用時(shí)COCO2 2中的中的C C首先轉(zhuǎn)移到首先轉(zhuǎn)移到C C4 4里，然里，然后再轉(zhuǎn)移到后再轉(zhuǎn)移到C C3 3中的植物，叫做中的植物，叫做C C4 4植物。植物。 例如：玉米、甘蔗、高粱等熱帶植物。例如：玉米、甘蔗、高粱等熱帶植物。v什么叫什么叫C C3 3植物？舉例。植物？舉例。 光合作用時(shí)光合作用時(shí)COCO2 2中的中的C C直接轉(zhuǎn)移到直接轉(zhuǎn)移到C C3 3里的植里的植物，叫做物，叫做C C3 3植物。植物。 例如：小麥、水稻、大麥、大豆、馬鈴薯

2、、例如：小麥、水稻、大麥、大豆、馬鈴薯、菜豆和菠菜等溫帶植物。菜豆和菠菜等溫帶植物。C3植物植物C4植物植物CO2 + C5 2C3CO2固定固定CO2 途徑途徑 C4 C3C3C3植物和植物和C4C4植物植物C C3 3植物和植物和C C4 4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)維管束維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞C C3 3植物與植物與C C4 4植物維管束鞘的比較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，但都含有葉綠體C3植物葉植物葉片結(jié)構(gòu)片結(jié)構(gòu)表皮表皮葉肉葉肉葉脈葉脈柵欄組織柵欄組織海綿組織海綿組織維管束維管束維管束鞘維管束鞘含葉含葉綠體綠體不含

3、葉不含葉綠體綠體 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)成維管束植物中構(gòu)成維管束鞘的細(xì)胞比較大，里面含有鞘的細(xì)胞比較大，里面含有沒有基粒的葉綠體，這種葉沒有基粒的葉綠體，這種葉綠體不僅數(shù)量比較多，而且綠體不僅數(shù)量比較多，而且個(gè)體比較大，葉肉細(xì)胞則含個(gè)體比較大，葉肉細(xì)胞則含有正常的葉綠體。有正常的葉綠體。小不含大含有含有C C3 3植物和植物和C C4 4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)部分部分C4C4植物植物高梁甘蔗 粟( 谷子,小米)莧菜玉米C4C4植物的優(yōu)勢(shì)植物的優(yōu)勢(shì) 在高溫、光照強(qiáng)烈和干旱的條件下

4、，綠色植物在高溫、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)，的氣孔關(guān)閉。這時(shí)，C4C4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的胞間隙中含量很低的CO2CO2進(jìn)行光合作用，而進(jìn)行光合作用，而C3C3植物則不能。這就是植物則不能。這就是C4C4植物比植物比C3C3植物具有較植物具有較強(qiáng)光合作用的原因之一。強(qiáng)光合作用的原因之一。 C4C4植物比植物比C3C3植物高等。約植物高等。約7575的的C4C4植物集中植物集中在單子葉植物的禾本科中。熱帶和亞熱帶地區(qū)在單子葉植物的禾本科中。熱帶和亞熱帶地區(qū)C4C4植物比較多。同植物比較多。同C3C3植物相比，植物相比，C4C4植物葉脈

5、植物葉脈的顏色比較深。的顏色比較深。三、提高農(nóng)作物的光能利用率三、提高農(nóng)作物的光能利用率光能利用率光能利用率光能利用率光能利用率=光合作用制造的有機(jī)物中所含能量光合作用制造的有機(jī)物中所含能量這塊土地所接受的太陽(yáng)能這塊土地所接受的太陽(yáng)能v從化學(xué)反應(yīng)式的角度來(lái)分析光合作用，若從化學(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？采取哪些積極有效的措施？v不同的農(nóng)作物，對(duì)光照強(qiáng)弱的需求不同。不同的農(nóng)作物，對(duì)光照強(qiáng)弱的需求不同。v應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。物。A AB B光照

6、強(qiáng)度光照強(qiáng)度0 0吸收吸收COCO2 2陽(yáng)生植物陽(yáng)生植物陰生植物陰生植物B B：光補(bǔ)償點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)C C：光飽和點(diǎn)：光飽和點(diǎn)C Cv如何增加二氧化碳的供應(yīng)如何增加二氧化碳的供應(yīng) 確保良好的通風(fēng)狀況。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溫室作物可增施農(nóng)家肥料或使用二氧化碳發(fā)生器等。發(fā)生器等。COCO2 2含量含量光合作用強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度0 0C C3 3植物植物C C4 4植物植物光合作用的強(qiáng)度光合作用的強(qiáng)度的重要組成成分。的重要組成成分。因素因素影影 響響措措 施施 光照光照強(qiáng)弱強(qiáng)弱陽(yáng)生植物在陽(yáng)光充裕的地方生長(zhǎng)得好，陽(yáng)生植物在陽(yáng)光充裕的地方生長(zhǎng)得好，在蔭蔽的地方生長(zhǎng)得不好

7、；陰生植物正在蔭蔽的地方生長(zhǎng)得不好；陰生植物正好相反；胡椒等在光照太強(qiáng)條件下生長(zhǎng)好相反；胡椒等在光照太強(qiáng)條件下生長(zhǎng)得不好。得不好。COCO2 2濃度濃度植物光合作用的強(qiáng)度隨植物光合作用的強(qiáng)度隨COCO2 2濃度的增加濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再增加或增加很少。強(qiáng)度就不再增加或增加很少。礦質(zhì)礦質(zhì)元素元素N N：是酶、：是酶、NADPNADP、ATPATP的組成成分，的組成成分，過(guò)多引起倒伏過(guò)多引起倒伏P P：葉綠體膜的組成成分，缺少影響光：葉綠體膜的組成成分，缺少影響光合作用合作用K K：促進(jìn)糖類運(yùn)輸?shù)角o和種子等：促進(jìn)糖類運(yùn)輸?shù)角o和種子

8、等MgMg：是葉綠素的重要組成成分：是葉綠素的重要組成成分第二節(jié)第二節(jié) 生物固氮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)：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。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。減少生產(chǎn)化肥，節(jié)約能源。3.減少減少N、P的排放，減弱水體富營(yíng)養(yǎng)化。的排放，減弱水體富營(yíng)養(yǎng)化。減少環(huán)境污染。減少環(huán)境污染。4.增加可利用增加可利用N肥，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。肥，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。1)、氮在植物體中含量很小、氮在植物體中含量很小2)、氮是構(gòu)成、氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的主要成分，占其含量的主要成分，占其含量的的161

9、8，而細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和酶都含有，而細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和酶都含有蛋白質(zhì)，所以氮也是蛋白質(zhì)，所以氮也是細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和和酶酶的的組成成分。組成成分。3)、核酸、輔酶、磷脂、葉綠素核酸、輔酶、磷脂、葉綠素等化合物中等化合物中都含有氮。都含有氮。 所以氮為所以氮為基本生命元素基本生命元素，必須不斷補(bǔ)充必須不斷補(bǔ)充氮素氮素v一、概念：是指固氮微生物將大氣中的氮還原成氨的過(guò)程v二、固氮微生物的種類共生固氮微生物共生固氮微生物自生固氮微生物自生固氮微生物生物固氮生物固氮1 1、共生固氮微生物、共生固氮微生物條件：與植物共生時(shí)才能固氮條件：與植物共生時(shí)才能固氮與豆科共生：與豆科共生：根瘤菌根瘤菌指與

10、一些指與一些綠色植物綠色植物互利共生的固氮微生物互利共生的固氮微生物大大豆豆根根瘤瘤豌豆根瘤豌豆根瘤代謝類型：代謝類型：異養(yǎng)需氧異養(yǎng)需氧生活方式：生活方式：互利共生互利共生根瘤菌根瘤菌豆科植物豆科植物有機(jī)物有機(jī)物NH3根瘤的形成根瘤的形成2 2、自生固氮微生物、自生固氮微生物獨(dú)立進(jìn)行固氮獨(dú)立進(jìn)行固氮如何分離出自生固氮微生物？如何分離出自生固氮微生物？共生固氮微生物和自生固氮微生物的差別共生固氮微生物和自生固氮微生物的差別常見類型與豆科植物關(guān)系代謝類型固氮產(chǎn)物對(duì)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根瘤菌圓褐固圓褐固氮氮 菌菌共生有共生有專一性專一性無(wú)無(wú)異養(yǎng)需異養(yǎng)需氧氧 型型異養(yǎng)需異

11、養(yǎng)需氧氧 型型氨氨氨氨提供氮素提供氮素提供氮提供氮素和生素和生長(zhǎng)素長(zhǎng)素大大小小生物固氮的意義v生物固氮在自然界氮循環(huán)中具有十分重要的作用v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幾種微生物在氮循環(huán)的作用氮循環(huán)的作用及其在及其在生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)中的地位中的地位在氮循環(huán)中作用代謝類型在生態(tài)系統(tǒng)中的地位根瘤菌圓褐固氮菌細(xì)菌、真菌硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌將將N2合成氨合成氨將將N2合成氨合成氨將生物遺體中含氮將生物遺體中含氮化合物轉(zhuǎn)化為氨化合物轉(zhuǎn)化為氨將土壤中氨轉(zhuǎn)將土壤中氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽化為硝酸鹽硝酸鹽硝酸鹽亞硝酸亞硝酸鹽鹽N2異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型自養(yǎng)需氧型自養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型異養(yǎng)厭氧型消費(fèi)者消費(fèi)者分解者分解者分解者分解者分解者分解者生產(chǎn)者生產(chǎn)者五、生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用v1、對(duì)豆科植物進(jìn)行根瘤菌拌種v2、用豆科植物做綠肥v3、將圓褐固氮菌制成菌劑施用到土壤中v4、通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將固氮基因轉(zhuǎn)到非豆科植物中v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？v減少施用氮肥，降低糧食成本減少氮肥生產(chǎn)，有利節(jié)省能源避免過(guò)量施用氮肥造成水體富營(yíng)養(yǎng)化四生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用四生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用固定氮素肥料，減少化肥使用量，節(jié)約能源固定氮