任务一植物的新陈代谢

单元5植物生产与光能利用

任务二植物生产的光照条件任务三植物生产的光环境调控任务一植物的新陈代谢任务一植物的新陈代谢1.植物的光合作用2.植物的呼吸作用3.光合作用和呼吸作用的关系（1）光合作用的意义

概念：绿色植物利用光能，将二氧化碳和水合成有机物质，释放氧气，

同时把光能转变为化学能，贮藏在所形成的有机物中的过程。1.植物的光合作用1.植物的光合作用光合作用的意义

原料：二氧化碳和水动力：光能场所：叶绿体产物：葡萄糖和氧气光能CO2+H2O

（CH2O）6+O2叶绿体光合作用的场所——叶绿体基粒外膜内膜基质类囊体叶绿体的结构光合作用具有重要意义

:

①

把无机物转变成有机物地球上的植物每

年通过光合作用约合成5×1011

t有机物。②

蓄积太阳能量植物通过光合作用每年将

3.2×1021

J的日光能转化为化学能。③

净化空气吸收二氧化碳，释放氧气，从

而起到净化空气作用；大气中一部分氧气

转化为臭氧，对陆地生物也有良好作用。光合作用过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光、无光都能反应C3五碳化合物固定还原CO2供能

供氢ATPADP+PiNADPHNADP多种酶参加催化(CH2O)n暗反应（卡尔文循环）五碳化合物再生基质（CH2O）酶促反应场所条件物质变化能量变化光反应暗反应基粒类囊体膜上基质中光、酶、色素光能活跃化能活跃化能稳定化能

光反应和暗反应的比较酶原料H2O、ADP、Pi、NADP水的光解ATP形成NADPH形成CO2、C5、ATP、

NADPHCO2固定C3还原C5再生产物O2、ATP、NADPH（CH2O）、H2O、ADP、Pi、NADP光反应与暗反应的关系1.没有二氧化碳的固定形成的三碳化合物，光反应的产物

NADPH和ATP就会积累，使光反应很快停止。2.没有光反应提供NADPH和ATP，三碳化合物就不能还原，就不会有五碳化合物的不断再生,以及最终有机物的合成。五碳化合物迅速减少和三碳化合物的积累，必然导致二氧化碳固定的停止。即没有光反应，暗反应无法持续地进行。结论：光反应和暗反应是一个整体，在光合作用的过程中，两者紧密联系，缺一不可。光合作用的过程光能叶绿素aeNADP+eH2OH+O2叶绿体ATPNADPH〔H〕（CH2O）2C3CO2C5暗反应光反应(类囊体的薄膜上)(基质中)ADP+Pi内因：正比与绿色植物的发育进程外因：光照CO2浓度温度水（开花阶段强度最大）影响光合作用的因素矿质元素光合作用的调控

①光照度调节光饱和点和光补偿点是植物光合特性的两个重要指标。适当增强光照，如合理密植、整枝修剪、去老叶等，可以改善田间的光照条件。②增加CO2浓度光合速率随CO2浓度增加而增大。生产上常通过施用有机肥料、通风等措施来增加CO2浓度。③保持适宜土壤水分水分是光合作用的原料之一，土壤水分含量对植物光合作用影响很大。④保持适宜温度一般温带植物的光合作用在10～35℃范围内能正常进行，35℃以上光合作用受阻。⑤合理施肥

N、Mg、Fe、Mn、P、K、B、Zn等元素都会直接或间接对光合作用产生影响。提高二氧化碳浓度增施有机肥料，利用微生物分解有机物产生二氧化碳直接施放储存在钢瓶中的二氧化碳点煤球炉满足对水的需求延长光照时间光合作用光合作用的生产应用

①实行间作套种，提高单位面积产量.光合作用的生产应用

②增施二氧化碳气肥，增加光合作用原料光合作用的生产应用

③培育高光效植物品种，减少呼吸消耗光合作用的生产应用

④应用生长调节物质，提高光合作用效率光合作用的生产应用

⑤利用不同色光，改善光合产物品质如甜瓜、小麦、棉花育苗、四季豆、辣椒等应用红色地膜有明显增产效果。黄瓜和香菜应用蓝色地膜，维生素C的含量增加。黄色薄膜栽培黄瓜、芹菜、莴苣、茶树等，增产效果明显。番茄、茄子、韭菜在紫膜下产量增加。青色(蔚蓝色)薄膜进行水稻育秧效果很好。2.植物的呼吸作用（1）呼吸作用的意义

（2）呼吸作用的类型（3）呼吸作用的主要过程（4）呼吸作用的调控

（5）呼吸作用的生产应用

呼吸作用的概念和意义概念

是指生活细胞内的有机物，在酶的参与下，逐步氧化分解并释放能量的过程。生理意义1.为植物生命活动提供能量2.中间产物是合成重要有机物质的原料3.植物抗病免疫方面有重要作用有氧呼吸：主要场所：线粒体和细胞质基质能量去向：1mol葡萄糖产生2870kJ能量，一部分以热能形式散失(约60%)；另一部分1161kJ转移到ATP中(约40%)。总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶概念：

是指生活细胞利用分子氧（O2），将某些有机物彻底氧化分解，形成CO2和H2O，同时释放能量的过程。呼吸作用的调控

①温度调节大多数植物呼吸作用的最低温度为-10℃，最适温度为25～35℃，最高温度为35～45℃。②O2和CO2浓度调节大气含氧量通常在21%左右，当减少至5%～8%时，植物的呼吸显著减弱。空气中CO2浓度增高时，植物的呼吸减弱。③水分调节细胞含水量对呼吸作用影响很大。禾谷类种子在风干状态时（含水量为11%～12%），呼吸微弱；当含水量超过15%时，呼吸作用加强。④防止植物受伤植物受伤后，呼吸会显著增强。因此应在采收、包装、运输和贮藏多汁果实和蔬菜时，尽可能防止机械损伤呼吸作用的生产应用

①植物栽培

栽培措施要保证作物呼吸作用正常进行，如水稻浸种催芽时用温水淋种和时常翻种；水稻育秧采用湿润育种；作物的中耕松土等。②粮食贮藏

贮藏粮油种子的原则是保持“三低”，即降低种子的含水量、温度和空气中的含氧量。③果蔬贮藏

原则是在尽量避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度和空气成分三个条件，降低呼吸消耗。呼吸作用与作物栽培①播前浸种，通过控制温度与通气提高种子的呼吸，以便促进种子萌发。②田间中耕松土和低洼地块开沟排水等均能增加土壤透气性，有效地抑制无氧呼吸。③在人工气候室栽培作物，降低夜温以减少呼吸消耗，有利于干物质积累。种子的安全贮藏与呼吸作用油料种子:＜6％～8％淀粉种子:＜10％～12％呼吸极微弱，可以安全贮藏，称为安全含水量。呼吸作用显著增强9％～10％13％～15％粮食贮藏:

控制进仓种子的含水量，不得超过安全含水量注意库房的通风，增高CO2含量,

降低O2含量充N贮藏果实、块根、块茎的呼吸作用与贮藏果实

呼吸跃变:当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又突然下降，这种现象称为呼吸跃变。跃变型(苹果、梨、香蕉、番茄等)非跃变型（柑橘、柠檬、菠萝等）两类概念①温度苹果贮藏于22.5℃时，出现早而显著，10℃下不十分显著，也出现稍迟，2.5℃下几乎看不出来。②乙烯阀值：0.1g/L，促进成熟贮藏、运输中措施：降低温度，香蕉的最适温度是11~14℃，苹果是4℃。增加CO2和N2的浓度，降低O2浓度(3%~6%)甘薯块根和马铃薯块茎

甘薯块根：主要是控制温度和气体成分。适当提高CO2，有利于安全贮藏。＞15℃，引起发芽和病害＜9℃,受寒害安全贮藏温度:10～14℃马铃薯:2～3℃适当提高湿度光合作用与呼吸作用的关系ADP和NADP+在光合和呼吸中可共用。光合C3途径与呼吸PPP途径基本上正反反应，中间产物可交替使用。光合释放O2→呼吸，呼吸释放CO2→光合光合作用与呼吸作