第6章植物生產(chǎn)與光能利用PPT課件

1、第第6章章 植物生產(chǎn)與光能利用植物生產(chǎn)與光能利用第二節(jié)第二節(jié) 植物的呼吸作用植物的呼吸作用第三節(jié)第三節(jié) 提高植物光能利用率的途徑提高植物光能利用率的途徑第一節(jié)第一節(jié) 植物的光合作用植物的光合作用返回主頁面第一節(jié)第一節(jié) 植物的光合作用植物的光合作用一、光合作用的意義一、光合作用的意義二、光合作用的主要過程二、光合作用的主要過程三、光合作用的產(chǎn)物三、光合作用的產(chǎn)物四、影響光合作用的因素四、影響光合作用的因素（一）光合作用的概念（一）光合作用的概念 光合作用是綠色植物利用光能，將二氧化碳和水合成光合作用是綠色植物利用光能，將二氧化碳和水合成有機(jī)物質(zhì)，釋放氧氣，同時(shí)把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，貯藏在有機(jī)物質(zhì)，

2、釋放氧氣，同時(shí)把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，貯藏在所形成的有機(jī)物中的過程。所形成的有機(jī)物中的過程。 一、光合作用的意義一、光合作用的意義（二）光合作用的意義（二）光合作用的意義 1把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物 地球上的植物每地球上的植物每 年通過光合作用約合成年通過光合作用約合成51011 t有機(jī)物。有機(jī)物。 2蓄積太陽能量蓄積太陽能量 植物通過光合作用每年將植物通過光合作用每年將 3.21021 J的日光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。的日光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 3凈化空氣凈化空氣 吸收二氧化碳，釋放氧氣，從吸收二氧化碳，釋放氧氣，從 而起到凈化空氣作用；大氣中一部分氧氣轉(zhuǎn)而起到凈化空氣作用；大氣中一部分氧氣

3、轉(zhuǎn) 化為臭氧，對陸地生物也有良好作用?；癁槌粞?，對陸地生物也有良好作用。二、光合作用的主要過程二、光合作用的主要過程光合作用的實(shí)質(zhì)是將光能光合作用的實(shí)質(zhì)是將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程。轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程。1.1. 第一步，原初反應(yīng)第一步，原初反應(yīng) 光光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn) 換成電能，主換成電能，主要由原初反應(yīng)完成。要由原初反應(yīng)完成。2. 2. 第二步，電子傳遞和光合磷酸化第二步，電子傳遞和光合磷酸化 電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苻D(zhuǎn)變?yōu)?活躍的化學(xué)能，由電子傳遞和光合磷活躍的化學(xué)能，由電子傳遞和光合磷 酸化完成。酸化完成。3. 3. 第三步，碳同化第三步，碳同化 活躍活躍 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的的化

4、學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的 化學(xué)能，由碳同化完成。化學(xué)能，由碳同化完成。（四）光合作用的產(chǎn)物（四）光合作用的產(chǎn)物 光合作用的產(chǎn)物有糖類、有機(jī)酸、氨基酸、光合作用的產(chǎn)物有糖類、有機(jī)酸、氨基酸、蛋白質(zhì)等，主要為糖類。光合作用產(chǎn)物與植物種蛋白質(zhì)等，主要為糖類。光合作用產(chǎn)物與植物種類、葉齡、光的波長及氮素營養(yǎng)等有關(guān)。類、葉齡、光的波長及氮素營養(yǎng)等有關(guān)。 三、影響光合作用的因素三、影響光合作用的因素（一）光照度（一）光照度 光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)是植物光合特性的兩個(gè)重要指標(biāo)。適當(dāng)增強(qiáng)光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)是植物光合特性的兩個(gè)重要指標(biāo)。適當(dāng)增強(qiáng)光照，如合理密植、整枝修剪、去老葉等，可以改善田間的光照條件。光照，如合理密植、

5、整枝修剪、去老葉等，可以改善田間的光照條件。（二）（二）CO2濃度濃度 光合速率隨光合速率隨CO2濃度增加而增大。生產(chǎn)上常通過施用有機(jī)肥料、通風(fēng)濃度增加而增大。生產(chǎn)上常通過施用有機(jī)肥料、通風(fēng)等措施來增加等措施來增加CO2濃度。濃度。（三）水分（三）水分 水分是光合作用的原料之一，土壤水分含量對植物光合作用影響很大。水分是光合作用的原料之一，土壤水分含量對植物光合作用影響很大。（四）溫度（四）溫度 一般溫帶植物的光合作用在一般溫帶植物的光合作用在1035范圍內(nèi)能正常進(jìn)行范圍內(nèi)能正常進(jìn)行,35以上光合以上光合作用受阻。作用受阻。（五）礦質(zhì)元素（五）礦質(zhì)元素 N、Mg、Fe、Mn、P、K、B、Zn等

6、元素都會(huì)直接或間接對光合作用等元素都會(huì)直接或間接對光合作用產(chǎn)生影響。產(chǎn)生影響。（六）植物內(nèi)在因素（六）植物內(nèi)在因素 主要有葉齡、葉的結(jié)構(gòu)和光合產(chǎn)物的輸出等。主要有葉齡、葉的結(jié)構(gòu)和光合產(chǎn)物的輸出等。第二節(jié)第二節(jié) 植物的呼吸作用植物的呼吸作用一、呼吸作用的意義一、呼吸作用的意義二、呼吸作用的主要過程二、呼吸作用的主要過程三、呼吸作用的影響因素三、呼吸作用的影響因素四、呼吸作用在植物生產(chǎn)上的應(yīng)用四、呼吸作用在植物生產(chǎn)上的應(yīng)用五、光合作用和呼吸作用的關(guān)系五、光合作用和呼吸作用的關(guān)系一、呼吸作用的意義一、呼吸作用的意義（一）呼吸作用的概念（一）呼吸作用的概念 呼吸作用是指生活細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在一系列酶的

7、作呼吸作用是指生活細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在一系列酶的作用下，逐步氧化分解，同時(shí)放出能量的過程。用下，逐步氧化分解，同時(shí)放出能量的過程。（二）呼吸作用的意義（二）呼吸作用的意義 1為植物生命活動(dòng)提供能量為植物生命活動(dòng)提供能量 2中間產(chǎn)物是合成植物體內(nèi)重要有機(jī)物的原料中間產(chǎn)物是合成植物體內(nèi)重要有機(jī)物的原料 3在植物抗病免疫方面有重要作用在植物抗病免疫方面有重要作用（三）呼吸作用的類型（三）呼吸作用的類型 1 1有氧呼吸有氧呼吸 通常情況下，呼吸作用都有氧氣參與，通常情況下，呼吸作用都有氧氣參與， 這種呼吸作用稱為有氧呼吸。這種呼吸作用稱為有氧呼吸。 2 2無氧呼吸無氧呼吸 植物在缺氧條件下進(jìn)行的呼吸，稱

8、為無植物在缺氧條件下進(jìn)行的呼吸，稱為無 氧呼吸。氧呼吸。二、呼吸作用的過程二、呼吸作用的過程（一）糖酵解（一）糖酵解 糖酵解是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)過一系列酶的催化糖酵解是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)過一系列酶的催化 作用，脫氫氧化，逐步轉(zhuǎn)化為丙酮酸的過程。作用，脫氫氧化，逐步轉(zhuǎn)化為丙酮酸的過程。 植物的呼吸作用有多種途徑，這里主要介紹糖酵解植物的呼吸作用有多種途徑，這里主要介紹糖酵解- -三羧酸循環(huán)過程。三羧酸循環(huán)過程。 （二）三羧酸循環(huán)（二）三羧酸循環(huán) 在有氧條件下，丙酮酸在酶和輔助因素作用下，首先在有氧條件下，丙酮酸在酶和輔助因素作用下，首先經(jīng)過一次脫氫和脫羧，并和輔酶經(jīng)過一次脫氫和脫羧，并和輔酶

9、A結(jié)合形成乙酰輔酶結(jié)合形成乙酰輔酶A，乙乙酰輔酶酰輔酶A和草酰乙酸作用形成檸檬酸，這樣反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。和草酰乙酸作用形成檸檬酸，這樣反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。三、影響呼吸作用的因素三、影響呼吸作用的因素 呼吸作用的強(qiáng)弱常用呼吸強(qiáng)度來表示，影響呼吸強(qiáng)度呼吸作用的強(qiáng)弱常用呼吸強(qiáng)度來表示，影響呼吸強(qiáng)度的因素主要有：的因素主要有：（一）溫度（一）溫度 大多數(shù)植物呼吸作用的最低溫度為大多數(shù)植物呼吸作用的最低溫度為-10-10，最適溫度為，最適溫度為25253535，最高溫度為，最高溫度為35354545。（二）水分（二）水分 細(xì)胞含水量對呼吸作用影響很大。禾谷類種子在風(fēng)干細(xì)胞含水量對呼吸作用影響很大。禾谷類種子在風(fēng)干

10、狀態(tài)時(shí)（含水量為狀態(tài)時(shí)（含水量為11%11%12%12%），呼吸微弱；當(dāng)含水量超過），呼吸微弱；當(dāng)含水量超過15%15%時(shí)，呼吸作用加強(qiáng)。時(shí)，呼吸作用加強(qiáng)。（三）（三）O O2 2和和COCO2 2濃度濃度 大氣含氧量通常在大氣含氧量通常在21%21%左右，當(dāng)減少至左右，當(dāng)減少至5%5%8%8%時(shí)，植物時(shí)，植物的呼吸顯著減弱。的呼吸顯著減弱。 空氣中空氣中COCO2 2濃度增高時(shí)，植物的呼吸減濃度增高時(shí)，植物的呼吸減弱。弱。四、呼吸作用在植物生產(chǎn)上的應(yīng)用四、呼吸作用在植物生產(chǎn)上的應(yīng)用（一）呼吸作用與糧油種子貯藏（一）呼吸作用與糧油種子貯藏 貯藏糧油種子的原則是保持貯藏糧油種子的原則是保持“三低

11、三低”，即，即降降低種子的含水量、溫度和空氣中的含氧量。低種子的含水量、溫度和空氣中的含氧量。（二）呼吸作用與多汁果實(shí)和蔬菜的貯藏、保鮮（二）呼吸作用與多汁果實(shí)和蔬菜的貯藏、保鮮 原則是在盡量避免機(jī)械損傷的基礎(chǔ)上，控制原則是在盡量避免機(jī)械損傷的基礎(chǔ)上，控制溫度、濕度和空氣成分三個(gè)條件，降低呼吸消溫度、濕度和空氣成分三個(gè)條件，降低呼吸消耗。耗。（三）呼吸作用與作物栽培（三）呼吸作用與作物栽培 栽培措施要保證作物呼吸作用正常進(jìn)行，如栽培措施要保證作物呼吸作用正常進(jìn)行，如水稻浸種催芽時(shí)用溫水淋種和時(shí)常翻種；水稻育水稻浸種催芽時(shí)用溫水淋種和時(shí)常翻種；水稻育秧采用濕潤育種；作物的中耕松土等。秧采用濕潤育

12、種；作物的中耕松土等。五、光合作用和呼吸作用的關(guān)系五、光合作用和呼吸作用的關(guān)系光合作用和呼吸作用既相互對立，又相互依賴，光合作用和呼吸作用既相互對立，又相互依賴，兩者共同存在于統(tǒng)一的有機(jī)體中；兩者共同存在于統(tǒng)一的有機(jī)體中；光合作用和呼吸作用又有相互依賴、緊密相連光合作用和呼吸作用又有相互依賴、緊密相連的關(guān)系，兩者互為原料與產(chǎn)物，光合作用釋放的關(guān)系，兩者互為原料與產(chǎn)物，光合作用釋放O2可供呼吸作用利用，而呼吸作用釋放可供呼吸作用利用，而呼吸作用釋放CO2也也可被光合作用所同化。它們的許多中間產(chǎn)物是可被光合作用所同化。它們的許多中間產(chǎn)物是相同的，催化諸糖之間相互轉(zhuǎn)化酶也是類同的。相同的，催化諸糖之

13、間相互轉(zhuǎn)化酶也是類同的。在能量代謝方面，光合作用中供光合磷酸化產(chǎn)在能量代謝方面，光合作用中供光合磷酸化產(chǎn)生生ATP所需的所需的ADP和供產(chǎn)生和供產(chǎn)生NADPH所需所需NADP，與呼吸作用所需的與呼吸作用所需的ADP和和NADP是相同的，是相同的，它們可以通用。它們可以通用。第三節(jié)第三節(jié) 提高植物光能利用率提高植物光能利用率的途徑的途徑一、植物的光合性能與產(chǎn)量一、植物的光合性能與產(chǎn)量二、提高植物光能利用率的途徑二、提高植物光能利用率的途徑 一、植物的光合性能與產(chǎn)量一、植物的光合性能與產(chǎn)量1光合面積光合面積 光合面積是指植物的綠色面積。光合面積是指植物的綠色面積。2光合時(shí)間光合時(shí)間 適當(dāng)延長光合作

14、用的時(shí)間，可以適當(dāng)延長光合作用的時(shí)間，可以提高植物產(chǎn)量。當(dāng)前主要是采取選用中晚熟提高植物產(chǎn)量。當(dāng)前主要是采取選用中晚熟品種、間作套種、育苗移栽、地膜覆蓋等措品種、間作套種、育苗移栽、地膜覆蓋等措施，使植物能更有效地利用生長季節(jié)，達(dá)到施，使植物能更有效地利用生長季節(jié)，達(dá)到延長光照時(shí)間、充分進(jìn)行光合作用的目的。延長光照時(shí)間、充分進(jìn)行光合作用的目的。（一）植物的產(chǎn)量構(gòu)成因素（一）植物的產(chǎn)量構(gòu)成因素 決定植物產(chǎn)量的因素是：光合面積、光合決定植物產(chǎn)量的因素是：光合面積、光合強(qiáng)度、光合時(shí)間、光合產(chǎn)物的消耗。強(qiáng)度、光合時(shí)間、光合產(chǎn)物的消耗。 （二）植物的光能利用率（二）植物的光能利用率 目前植物的光能利用率普遍不高。據(jù)測算，目前植物的光能利用率普遍不高。據(jù)測算，只有只有0.5%1%的輻射能用于光合作用。低產(chǎn)的輻射能用于光合作用。低產(chǎn)田植物對光能的利用率只有田植物對光能的利用率只有0.1%0.2%，而，而豐產(chǎn)田對光能的利用率也只有豐產(chǎn)田對光能的利用率也只有3%左右。左右。（三）植物群體對光能的利用（三）植物群體對光能的利用 植物群體比個(gè)體更能充分利用光能。在群植物群體比個(gè)體更能充分利用光能。在群體結(jié)構(gòu)中，葉片彼此交錯(cuò)排列、多層分布，使體結(jié)構(gòu)中，葉片彼此交錯(cuò)排列、多層分布，使各層葉片的透射光可以反復(fù)地被吸收利用。各層葉片的透射光