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1、第四章 叶及植物生理作用,(一) 叶的形态,叶的组成,叶片,叶柄,托叶,叶片,叶柄,托叶,(一) 叶的形态变态叶,变态叶：由于功能改变引起的形态和结构变化的叶。叶变态是一种可以稳定遗传的变异。在植物的各种器官中，叶的可塑性最大，发生的变态最多。 主要类型有：苞片和总苞 叶刺叶卷须叶状柄 捕虫叶 鳞叶,1、苞片和总苞 生于花下的变态叶，称苞片。一般较小，仍呈绿色，但亦有大形的并呈各种颜色的变异，如叶子花。位于花序基部的苞片，总称为总苞，如菊科植物。苞片的形状、大小和色泽，因植物种类不同而异，是鉴别植物种属的依据之一。,(一) 叶的形态变态叶,2、叶刺由叶或托叶变成的刺状物。如仙人掌类植物肉质茎上
2、的刺，小檗属茎上的刺，以及洋槐、酸枣叶柄两侧的托叶刺等。叶刺都着生于叶的位置上，叶腋有腋芽，可发育为侧枝。,(一) 叶的形态变态叶,3、叶卷须由叶或叶的一部分变成的卷须。如豌豆和野豌豆属的卷须由羽状复叶先端的一些小叶片变态而成，又如菝葜属的卷须由托叶变态形成，有助于植物攀援向上。,(一) 叶的形态变态叶,4、叶状柄 叶片退化，由叶柄变态为扁平的叶状体，代行叶的功能。如我国南方的台湾相思树。,(一) 叶的形态变态叶,5、捕虫叶 由叶变态为捕食小虫的器官。具有盘状、瓶状或囊状捕虫叶的植物，称食虫植物，它们既有叶绿素、能行光合作用；又能分泌消化液来消化分解动物性食物。如茅膏菜和猪笼草等。,(一) 叶
3、的形态变态叶,6、鳞叶 地下茎上着生的变态叶。百合的鳞叶肉质肥厚，贮有大量养料。水仙、洋葱除有肥厚的肉质鳞叶外，还有一些膜质鳞叶包于外面。,(一) 叶的形态变态叶,(二) 叶的种类,羽状复叶,掌状复叶,互生叶序,对生叶序,轮生叶序,(三) 叶的排列,叶序,簇生叶序,叶镶嵌现象：,1、不论是那一种叶序，相邻两节的叶，总是不相重叠而成镶嵌状态，这种同一枝上的叶，以镶嵌状态的排列方式而不重叠的现象，称为叶镶嵌。 2、叶镶嵌使茎上的叶片不互相遮蔽，有利于光合作用的进行,(三) 叶的排列,叶的结构,(四) 叶片的结构,气孔控制水蒸气和二氧化碳的进出,1、叶片下表皮的气孔（显微镜观察）,2、气孔的 构 造
4、,气孔控制水蒸气和二氧化碳的进出,a、气孔是由一对半月形的保卫细胞围成的空腔。b、气孔的开闭是由保卫细胞来调节的，而且与细胞内水分的多少有关。c、当保卫细胞含水多时气孔张开，当保卫细胞含水较少时气孔闭合。,3、气孔的开闭和水分蒸腾散失,气孔控制水蒸气和二氧化碳的进出,4、气孔的形态结构和特点:气孔数目多，分布广。气孔数目，大小，分布因植物种类和生长环境而异。气孔的面积小，蒸腾速率遵循小孔律。保卫细胞的体积小，膨压变化迅速。保卫细胞具有多种细胞器，特别是含有叶绿体，对气孔开闭有重要作用。保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝结构。保卫细胞与周围细胞联系紧密，便于物质及水分的交流。,一、植物的蒸腾
5、作用：,1、概念： 蒸腾作用指水分从植物地上部分以水蒸汽状态向外散失的过程叫蒸腾作用。 蒸腾作用与蒸发不同，它是一个生理过程，受植物体结构和气孔行为的调节。,(五）植物的三大生理作用,2、蒸腾作用的生理意义 1.蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的一个主要动力； 2.蒸腾作用促进植物对矿物质的吸收和运输； 3.蒸腾作用能降低植物体和叶片的温度； 4. 蒸腾作用的正常进行，气孔开放，有利于光合作用中CO2固定。,(五）植物的三大生理作用,3、蒸腾的器官： 叶片（主要） 茎及地上部其它器官。,4、影响蒸腾作用的外界因素 1.光：光促进气孔的开启，蒸腾增加。 2.水分状况：足够的水分有利于气孔开放，过多
6、的水分反而使气孔关闭。 3.温度：气孔开度一般随温度的升高而增大，但温度过高失水增大也可使气孔关闭。 4.风：微风有利于蒸腾，强风蒸腾降低。 5.CO2浓度：CO2浓度低促使气孔张开，蒸腾增强。 6.表面积大小： 叶表面积越大，蒸腾作用越强。,实例分析：,三天后,为 什 么 ？,水分运输的途径：,土壤水分,根毛,皮层,内皮层,木质部薄壁细胞,茎的导管,叶脉导管,叶肉细胞,气孔下腔,气孔,大气,水分通过气孔的蒸腾作用,水分通过导管运输,根对水分的吸收,Water molecules are “sticky”,水循环,叶绿体中的色素分布于 。,类囊体的薄膜上,叶绿体的结构,(五）植物的三大生理作用
7、,二、植物的光合作用：,吸收红橙光和蓝紫光,吸收蓝紫光,1、绿叶中的色素,2、光合作用的几个实验,1、绿叶在光下制造有机物,2、绿叶在光下放出氧气,3、光合作用需要二氧化碳,4、光合作用必须有叶绿体存在,3：光合作用,原料：CO2，H2O,产物：有机物（把太阳能转化成化学能储存在有机物中）淀粉，氧气,条件：光、叶绿体,实质：把无机物变成有机物，并且储存能量。,化学方程式：CO2+H2O 有机物（能量）+O2,叶绿体,光,叶绿体基粒类囊体上,叶绿体基质中,4、光反应和暗反应：,卡尔文循环：C3途径是所有植物进行光合碳同化的基本途径。C4途径：某些植物除了具有卡尔文循环外，还存在另一个独特的固定C
8、O2的途径，它们固定CO2的最初产物是四碳化合物。C4植物如甘蔗、玉米、高粱等。（利用CO2效率高，为高产型植物。景天科酸代谢途径：CAM植物（景天、落地生根）。,光合作用碳同化的三条途径：,1、植物进行呼吸的实验：（1）萌发的种子在呼吸作用中吸收氧（2）萌发的种子在呼吸作用中释放二氧化碳（3）萌发的种子在呼吸作用中放热,(五）植物的三大生理作用,三、植物的呼吸作用：,2、植物进行呼吸作用：所有活细胞3、呼吸作用的时间：时刻4、概念：植物体吸收空气中的氧，将体内的有机物分解成二氧化碳和水，同时将储存在有机物中的能量释放出来。,5、有机物（能量）+O2,CO2+H2O+能量,(五）植物的三大生理
9、作用,三、植物的呼吸作用：,透过呼吸现象看呼吸的本质,单细胞动物的呼吸现象和呼吸作用,+ 糖 类,+ 水 +,呼吸作用（本质）,呼吸（现象）,+ 糖 类,+ 水,呼吸作用（本质）,透过呼吸现象看呼吸的本质,高等动物的呼吸现象和呼吸作用,呼吸（现象）,气体运输,+,问题： “呼吸”和“呼吸作用”有什么区别？,“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。,“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不进行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。,问题： “呼吸”和“呼吸作用”有什么联系？,含叶绿体的细胞,所有活细胞,在
10、光下进行,有光无光均可,无机物合成有机物,有机物分解成无机物,贮存能量,释放能量,对立统一，相互依存,二、呼吸作用与光合作用的区别和联系,细胞呼吸场所：线粒体（结构与功能）,外膜,内膜,嵴,基粒,线粒体基质,嵴放大,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95来自线粒体。,含有与有氧呼吸有关的酶,有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式。通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。 细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体。 一般说来，葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质，因此，有氧呼吸的过程可以表示如下：,有氧呼吸的全过程：第一阶段：一分子葡萄糖分解成
11、两个分子的丙酮酸，产生少量的氢，释放少量的能量(2ATP)。在细胞质基质中进行。第二阶段：丙酮酸分解成二氧化碳和氢，同时释放少量的能量(2ATP) 。在线粒体中进行。第三阶段：前两个阶段产生的氢，与氧结合而形成水，同时释放大量的能量(34ATP) ，在线粒体中进行。,无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。细胞进行有氧呼吸的主要场所是细胞质基质。,高等植物在水淹的情况下，可以短时间的无氧呼吸，以适应缺氧的环境条件。它的反应式是：,高等动物和人在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环大大加强了，仍然不能满足骨骼肌对氧的
12、需要，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。它的反应式是：,一些高等植物的某些器官进行无氧呼吸时也可以产生乳酸（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚）,有氧呼吸与无氧呼吸：,原始大气不含氧气，那时的微生物适应无氧条件，这些微生物（专性厌氧微生物）体内缺乏氧化酶，至今仍只能在无氧条件下生活。随着蓝藻和绿色植物的出现，大气中出现了氧气，于是出现了体内具有有氧呼吸酶系统的好氧微生物。可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。尽管现今生物体的呼吸形式主要是有氧呼吸，但仍保留有无氧呼吸的能力。,无氧呼吸的全过程：第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。,有氧呼吸和无氧呼吸的比较,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,相应的酶、氧气,相应的酶，不需氧,彻底分解，产生CO2和H2O,不彻底分解，产生乳酸、酒精等,释放大量能量，形成大量ATP,释放少量能量，形成少量ATP,分解有机物，释放能量,从葡萄糖分解成丙酮酸这一过程相同,
