中国草原土壤呼吸作用研究进展
导学案(教师版)探究土壤微生物的分解作用
班级 小组 姓名 评价等级 沅江三中四环八步教学模式 生物模块三导学案 第1页（共6页） 探究土壤微生物的分解作用(教师版) 【学习目标】 1.设计和进行对照实验，尝试探究土壤微生物的分解作用，进一步培养探究和创造能力。 2.分析土壤微生物分解淀粉的情况。 3.学会检测淀粉和还原糖的方法，并根据现象作出合理判断和解释。 案例1: 探究土壤微生物对落叶的作用 一、提出问题: 秋天，落叶纷飞。春天，绿草如茵。且不见落叶痕迹！落叶去哪里了？ 结合上面的实例，你能提出什么问题呢？请写下来。 落叶在土壤中能被分解掉,这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用,还是土壤中微生物的作用呢 ？ 注意: （1）要选择有研究意义的问题作为课题来研究 （2）要选择我们能力范围之内的问题作为实验研究课题。 二、作出假设: 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的 提示:假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释,也可以是想像或猜测。 三、设计实验 1、设计方案 （1）实验原理: 微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物，如纤维素酶、淀粉酶可将纤维素、淀粉水解成葡萄糖。然后被分解者吸收到细胞中进行氧化分解，最终形成CO2、水和各种无机盐，同时释放能量。 （2）、实验材料: 土壤、落叶、 （3）、实验器具: 玻璃容器、标签、塑料d 袋、恒温箱、纱布。 （4）、实验设计步骤: ①取两个圆柱形的玻璃容器,一个贴上“甲组”标签,另一个贴上“乙组”标签。 ②将准备好的土壤分别放入两个玻璃容器中,将其中乙组放入恒温箱, 60℃灭菌1h 。 ③取 大小、形态相同的落叶12片,分成2份,分别用包好,埋入2个容器中,深度约5cm 。 ④将2 个容器放于实验室相同的环境中, 一段时间后,取纱布包。 ⑤观察比较对照组与实验组落叶的 腐烂程度。 提示: （1）要确定实验变量是什么 需要控制的变量有哪些如何控制这些变量 ； （2）要注意实验步骤的先后顺序。 （3）要注意写出具体的实验步骤以便指导实验的进行。
光合作用和呼吸作用知识总结
光合作用和呼吸作用学案 考试大纲解读 重难点突破 一、酶 1、酶的化学本质及作用 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少
数酶是RNA ①酶未必都是蛋白质；未必均能与双缩脲试剂发生紫色反应；其 合成原料未必都是氨基酸；其合成场所未必都是核糖体 ②酶未必只在细胞内发挥作用（如消化酶） ③酶一定只能起催化作用（无其他功能） 2、酶的特性 ⑴．高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。 ⑵．专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ⑶．作用条件较温和 ①最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。 ②过酸、过碱或高温下，酶失活。 3、与酶有关的实验设计
二．与酶有关的曲线分析 1．表示酶高效性的曲线 分析：(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点 2．表示酶专一性的曲线 分析：加入酶B 的反应速率与无酶A 或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A 的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B 对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。 3．影响酶活性的曲线
分析：(1)甲、乙曲线表明： ①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。 ②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 (2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 分析：(1)在其他条件适宜，酶量一定条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 (2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 二、细胞的能量通货——ATP 1．ATP的结构和功能 (1) ATP分子结构简式 ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写，其结构简式是A—P～P～P，
呼吸作用与光合作用教案
学智教育教师备课手册 教师 姓名 学生姓名填写时间2014.5月 学科科学年级八年级上课时间2014.5月课时 计划 2 教学目标 教学内容呼吸作用与光合作用个性化学习问题解决 教学重点、难点1.认识氧气对生命活动的意义 2.了解呼吸系统的结构，理解呼吸运动的原理 3.了解呼吸作用为人体内能量的利用提供了必要的条件 4.了解光合作用的过程和意义 教学过程课前检测 1.呼吸作用是生物体的一项重要生理活动，其意义是（） A将无机物合成有机物B将有机物分解为无机物 C为生命活动提供能量D．吸收氧气放出二氧化碳 2.下列关于绿色植物光合作用和呼吸作用的说法，正确的是( ) A.光合作用是把无机物转化成有机物，并释放能量的过程 B.呼吸作用是把有机物转化成无机物，并贮存能量的过程 C.进行呼吸作用时，一定进行光合作用 D.进行光合作用时，一定进行呼吸作用 3.能源问题是人类在新世纪能否快速发展的关键问题。生物能在新世纪必将得到更多的开发利用。而获得生物能的反应——光合作用将成为科学研究最耀眼的明星之一。请你运用所学的光合作用知识回答下列问题： (1)如果把光合作用比喻成一个工厂，那么，它的“厂房”是。 (2)光合作用的过程十分复杂，但概括起来只有两个方面的变化：一个是物质转化；另一个是转化。 4.小明同学从课外书中得知“叶片中叶绿素的合成需要镁元素”的结论，于是他设计了一个实验，想证实该结论。 实验材料：小麦种子若干、完全培养基和缺镁培养基（在教师的指导下配制，完全培养基含小麦胚生长发育所需的各种营养物质，缺镁培养基比完全培养基缺少了镁元素）。 实验步骤：①去掉小麦种子的胚乳。 ②将种子的胚分成甲、乙两组，每组20 粒，分别接种在完全培养基和缺镁培养基上。 ③将他们放在适宜的环境中培养两周，然后观察统计。 （l）去掉小麦种子胚乳的目的是排除胚乳中对实验的干扰 （2）培养两周后，观察的对象是 (3）每组为什么要选用较多数量的胚？ (4）小芳同学认为叶绿素的合成除了需要镁等矿物质元素外，还需要其他的一些环境条件。她设计了如下表的方案。 分析小芳同学的实验设计，你认为她要研究的问题是
土壤微生物测定方法
土壤微生物测定 土壤微生物活性表示土壤中整个微生物群落或其中的一些特殊种群状态，可以反映自然或农田生态系统的微小变化。土壤微生物活性的表征量有:微生物量、C/N、土壤呼吸强度和纤维呼吸强度、微生物区系、磷酸酶活性、酶活性等。 测定指标： 1、土壤微生物量(MierobialBiomass，MB) 能代表参与调控土壤能量和养分循环以及有机物质转化相对应微生物的数量，一般指土壤中体积小于5Χ103um3的生物总量。它与土壤有机质含量密切相关。 目前，熏蒸法是使用最广泛的一种测定土壤微生物量的方法阎，它是将待测土壤经药剂熏蒸后，土壤中微生物被杀死，被杀死的微生物体被新加人原土样的微生物分解(矿化)而放出CO2，根据释放出的CO2:的量和微生物体矿化率常数Kc可计算出该土样微生物中的碳量。 因此碳量的大小就反映了微生物量的大小。 此外，还有平板计(通过显微镜直接计数)、成份分析法、底物诱导呼吸法、熏蒸培养法(测定油污染土壤中的微生物量—碳。受土壤水分状况影响较大，不适用强酸性土壤及刚施 用过大量有机肥的土壤等)、熏蒸提取法等，均可用来测定土壤微生物量。 熏蒸提取-容量分析法 操作步骤： （1）土壤前处理和熏蒸 （2）提取 -1K2SO 4（图将熏蒸土壤无损地转移到200mL聚乙烯塑料瓶中，加入100mL0.5mol·L 水比为1:4；w：v），振荡30min（300rev·min -1），用中速定量滤纸过滤于125mL塑料瓶中。熏蒸开始的同时，另称取等量的3份土壤于200mL聚乙烯塑料瓶中，直接加入100mlL0.5mol·L -1K2SO4提取；另作3个无土壤空白。提取液应立即分析。 （3）测定 吸取10mL上述土壤提取液于150mL消化管（24mmх295mm）中，准确加入10mL0.018 mol·L -1K2Cr2O7—12mol·L-1H2SO4溶液，加入2~3玻璃珠或瓷片，混匀后置于175±1℃ 磷酸浴中煮沸10min（放入消化管前，磷酸浴温度应调至179℃，放入后温度恰好为175℃）。冷却后无损地转移至150mL三角瓶中，用去离子水洗涤消化管3~5次使溶液体积约为80mL， 加入一滴邻菲罗啉指示剂，用0.05mol·L -1硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液颜色由橙黄色 变 为蓝色，再变为红棕色，即为滴定终点。 （4）结果计算
全球变化条件下的土壤呼吸效应_彭少麟
第17卷第5期2002年10月 地球科学进展 ADVANCE IN EARTH SCIENCES Vol.17 No.5 Oct.,2002 文章编号:1001-8166(2002)05-0705-09 全球变化条件下的土壤呼吸效应 彭少麟,李跃林,任 海,赵 平 (中国科学院华南植物研究所,广东 广州 510650) 摘 要:土壤呼吸是陆地植物固定CO2尔后又释放CO2返回大气的主要途径,是与全球变化有关的一个重要过程。综述了全球变化下CO2浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放通量,同时将促进土壤的碳吸存; 在全球增温的情形下,土壤可能向大气中释放更多的CO2,传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO2产生的重要原因,所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO2浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调,尽管森林土壤碳固定能力有限,但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO2上升的可行性对策;基于现有田间尺度CO2通量测定在不确定性方面的进展,今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力;着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理;区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然,土壤呼吸的测定方法尚有待改善。 关 键 词:土壤呼吸;碳循环;全球变化 中图分类号:Q142.3 文献标识码:A 土壤呼吸是植物固定碳后,又以CO2形式返回大气的主要途径。土壤碳库在全球变化研究中的地位已日益突出,而土壤呼吸作为土壤碳库碳平衡的一个重要相关过程不容忽视,研究土壤呼吸有助于揭示土壤碳库动态机理。在大气与土壤界面,土壤CO2释放的驱动因子是多种多样的,在全球变化条件下研究相关因子与土壤呼吸是全球变化研究的一个重要内容。全球变化有不同的定义,1990年美国的《全球变化研究议案》,将全球变化定义为“可能改变地球承载生物能力的全球环境变化(包括气候、土地生产力、海洋和其它水资源、大气化学以及生态系统的改变)”。狭义的全球变化问题主要指大气臭氧层的损耗、大气中氧化作用的减弱和全球气候变暖[1,2]。土壤呼吸研究工作的开展,从研究对象来说,涉及农田、森林、草地等,从研究的地域来说从低纬至高纬均有研究,其中大部分研究集中于中纬度的草地和森林,目前,北极冻原也有研究报道[3]。 本文对在全球CO2浓度升高、气温上升、大气氮沉降等发生变化的背景下,土壤呼吸的响应作一综述,以促进土壤呼吸的研究,加深人们(特别是政策决策层)对土壤呼吸的认识。 1 大气CO2浓度升高的土壤呼吸效应 早期的土壤呼吸的测定基于表土层CO2的释放,开始于80多年前[4]。随着科学研究的发展,时至今日,土壤呼吸因为其全球的CO2总释放量已被 收稿日期:2002-01-04;修回日期:2002-05-31. ＊基金项目:国家自然科学基金重大项目“中国东部样带主要农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”(编号:39899370);中国科学院知识创新工程重要方向项目“南方丘陵坡地农林复合生态系统构建机理与可持续性研究”(编号:KZCX2-407);广东省重大基金项目“广东省主要农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”(编号:980952)资助. 作者简介:彭少麟(1957-),男,广东人,研究员,主要从事生态学方面的研究工作.E-mail:slpeng@https://www.360docs.net/doc/7111566889.html,
土壤呼吸强度的测定
土壤呼吸强度的测定 土壤空气的变化过程主要是氧的消耗和二氧化碳的累积。土壤空气中二氧化碳浓度大，对作物根系是不利的，若排出二氧化碳，不仅可消除其不利影响，而且可促进作物光合作用。因此，反映土壤排出二氧化碳能力的土壤呼吸强度是—个重要的土壤性质。 土壤中的生物活动，包括根系呼吸及微生物活动，是产生二氧化碳的主要来源，因此测定土壤呼吸强度还可反映土壤中生物活性，作为土壤肥力的一项指标。 (一)测定原理 用Na0H吸收土壤呼吸放出的CO2，生成Na2CO3： 2Na0H+C02——→Na2CO3+H20 (1) 先以酚酞作指示剂，用HCl滴定，中和剩余的Na0H，并使(1)式生成的Na2CO3转变为NaHCO3： Na0H + HCl——→NaCl+H20 (2) Na2CO3+ HCl——→NaHCO3十NaCl (3) 再以甲基橙作指示剂，用HCl滴定，这时所有的NaHC03均变为NaCl： NaHCO3+ HCl——→ NaCl+H20+CO2 (4) 从(3)、(4)式可见，用甲基橙作指示剂时所消耗HCl量的2倍，即为中和Na2CO3的用量，从而可计算出吸收CO2的数量。 (二)测定方法 方法(一) 1、称取相当于干土重20克的新鲜土样，置于150毫升烧杯或铝盒中(也可用容重圈采取原状土)； 2、准确吸取2molL-1NaOH l0毫升于另一150毫升烧杯中； 3、将两只烧杯同时放入无干燥剂的干燥器中，加盖密闭，放置1—2天； 4、取出盛Na0H的烧杯，洗入250毫升容量瓶中，稀释至刻度； 5、吸取稀释液25毫升，加酚酞1滴，用标准0.05molL-1HCl滴定至无色，再加甲基橙1滴，继续用0.05 molL-1 HCl滴定至溶液由橙黄色变为桔红色，记录后者所用HCl的毫升数(或用溴酚兰代替甲基橙，滴定颜色由兰变黄)； 6、再在另一干燥器中，只放NaOH，不放土壤，用同法测定，作为空白。 7、计算：
土壤中细菌、真菌呼吸作用强度的测定
土壤中细菌、真菌呼吸作用强度的测定 参考文献：胡开辉主编微生物学试验中国林业出版社//2004年8月。 1.原理： 在一定容器中用一定浓度的碱液吸收因土壤呼吸作用所释放的二氧化碳，然后用标准酸回滴甚于的碱，求出用于吸收二氧化碳消耗的碱量。由此计算出二氧化碳的释放量。根据抗生素抑制某些类群微生物生长的特点，使用抗生素处理土壤能够把土壤呼吸中属于细菌和属于真菌的作用部分区分开来，分别进行测定。 2.器材： 2.1待检土样：鲜土 2.2器材：0.1mol/L NaOH溶液，0.1mol/LHCl溶液，10mol/L酚酞乙醇溶液，链霉素硫酸盐，放线菌酮，500mL广口瓶、纱布、线绳、酸碱滴定仪、电子称。 3操作步骤 3.1样品处理：取500mL广口瓶4个，每瓶盛20ml0.1 mol/L NaOH溶液.然后称取20g鲜土3份（内各加0.1g葡萄糖）。其中1份加链霉素硫酸盐2万单位，另1份加放线菌酮4万单位，混匀。3份土样均用双层纱布包好，悬于500ml广口瓶中，塞紧瓶塞，做好标记。不加土壤样品的广口瓶作为空白对照。然后置广口瓶于28℃温度下培养24h。 3.2酸滴定：小心取出广口瓶中土壤样品，于每瓶碱液中滴数滴酚酞指示剂，观察瓶中NaOH 溶液色变化并纪录，。然后用0.1mol/LHCl溶液滴定NaOH溶液，至酚酞指示剂颜色消失，并纪录所用HCl数量。 3.3土壤含水量测定： 水分%=水分/干土重×100 干土%（水分系数）=1/1-水分% 3.4计算： 按滴定空白对照与个处理所消耗的盐酸数量之差，以及各处理中有等量的NaOH用于吸收土壤呼吸作用所释放的二氧化碳。按每消耗1ml0.1mol/LnaOH相当于2.2mg二氧化碳量，计算出各处理土壤呼吸作用的二氧化碳释放量。 计算公式： 总呼吸强度：（CO 2mg/g干土）=B-A/20×干土% 细菌呼吸强度：（CO 2mg/g干土）=B-C/20×干土% 真菌呼吸强度：（CO 2mg/g干土）=B-D/20×干土% 试验报告： 土壤中细菌、真菌强度的测定结果
光合作用和呼吸作用的过程及关系
专题二 细胞代谢 光合作用与呼吸作用(一)----过程及关系 【复习目标】 1．呼吸作用、光合作用的过程 2．光合作用与呼吸作用关系 活动一 分析光合作用和细胞呼吸作用的过程 下图是绿色植物体内物质变化的几个过程，回答下列有关问题： （1）a 过程发生的场所是 ，b 过程进行需要的还原剂和能量来自于 。 （2）发生在细胞质基质中的过程有 。 （3）能产生ATP 的过程有 ，其中产生最多的过程是 。 （4）夏季中午，植物气孔关闭，最先受影响的过程是 。 （5）葡萄糖分解成乳酸与分解成乙醇和二氧化碳相比，释放的总能量更多的是 。 （6）将植物培养在其他条件都适宜的情况下，突然停止光照和突然停止CO 2 在下图中画出C 5和C 3化合物的变化趋势。 例1.下图甲为绿色植物叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化的示意图，其中①②③④分别表示不同的代谢过程。乙表示不同环境因素对植物光合速率的影响。请据图分析回答： 撤去光照 撤去CO 2
（1）甲图中X、Y分别代表、。 （2）甲图中进行③过程的场所是，[H]在②③过程中的作用分别是、。 （3）根据图乙判断二氧化碳浓度从0.03%提高到1.22%和温度从20℃提高到30℃哪一变化对光合作用的影响更大的方法是，乙图显示对光合速率影响较大的是。 活动二分析光合作用和细胞呼吸的关系 1．下列为叶肉细胞在不同条件下气体交换示意图，据图判断各自所处的条件，并在图⑤中找到图①②③④所对应的点或线段。 ①表示，对应图⑤中的点； ②表示，对应图⑤中的段； ③表示，对应图⑤中的点； ④表示，对应图⑤中的。2．甲图是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中1、2、3、4、5表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。乙图是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结 果。请据图回答下列问题： (1)甲图中在生物膜上发生的生理过程有____________(用图中数字表示)，A表示
光合作用和呼吸作用知识点总结.
ATP的主要来源——细胞呼吸 细胞呼吸的概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其 他产物，释放能量并且生成ATP的过程。 一、实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式 （一）实验原理 1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。 有氧呼吸产生水和CO2 无氧呼吸产生酒精和CO2 。 2、CO2的检测方法 （1）CO2使澄清石灰水变浑浊 （2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 3、酒精的检测 橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。 二）实验假设 1. 酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸产生：CO2 2. 无氧情况下进行无氧呼吸，产生：CO2+酒精 (三)实验用具（略） 1、NaOH的作用是什么？ 2、酵母菌进行什么呼吸？ 3、澄清的石灰水有什么作用？ 4、如何说明CO2产生的多少？ 5、如何控制无氧的条件？ (四)实验结果预测 1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰 水变浑浊。 2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶 液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶 液发生灰绿色显色反应。 3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多 (五)实验步骤 1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶 2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 ℃、环境下培养8-9小时。 3、检测CO2的产生 4、检测酒精的产生 （1）取2支试管编号（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管 （3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.Ａ试管密封，Ｂ试管不密封．(六)观测、记录
高考生物知识点---光合作用和呼吸作用
呼吸作用与光合作用 １、呼吸作用的本质是氧化分解有机物,释放能量，不一定需要氧气,分为有氧呼吸和无氧呼吸。 2、有氧呼吸的反应式： , 第一阶段在细胞质基质进行，原料是糖类等,产物是丙酮酸、氢 、 ＡT Ｐ，第二阶段在线粒体进行,原料是丙酮酸和水，产物是Ｃ02、ATP 、氢,第三阶段在线粒体进行,原料是氢和 氧 ，产物是水、 ＡTP ，第一、二阶段的共同产物是氢 、 ＡTP ,三个阶段的共同产物是A ＴＰ。1ｍo ｌ葡萄糖有氧呼吸产生能量2870 KJ,可用于生命活动的有１1６1ＫJ(３8mol ＡＴＰ),以热能散失17０9ＫJ ，无氧呼吸产生的可利用能量是61.08KJ （２ｍolAT Ｐ),1ｍolATP 水解后放出能量３0.54 K Ｊ 。 场所 发生反应 产物 第一阶段 细胞质 基质 丙酮酸、［H]、释放少 量能量,形成少量AT Ｐ 第二阶段 线粒体 基质 ＣO ２、[H ］、释放少量能量,形成少量AT Ｐ 第三阶段 线粒体 内膜 生成H ２O 、释放大量能量，形成大量ＡTP 3、无氧呼吸反应式 C 6H 12O ６2C 2H ５OH （酒精）+2ＣＯ2+能量 C 6H 1２O 6 2C ３H 3O 3+能量 无氧呼吸的场所是细胞质基质，分２个阶段， 第一个阶段与有氧呼吸的相同，是由葡萄糖分解为丙酮酸, 第二阶段的反应是由丙酮酸分解成ＣＯ2和酒精或转化成C ３H ３O 3(乳酸) 无氧呼吸产生乳酸: 乳酸菌、动物、马铃薯的块茎、玉米的胚、甜菜的块根 无氧呼吸产生酒精和二氧化碳: 植物、酵母菌 4、影响呼吸速率的外界因素： 1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。 温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越低，细胞呼吸越弱;温度越高，细胞呼吸越强。 6H 2O 酶 2丙酮酸 少量能量 [H] + + + 6CO 2 H 2O 酶 大量能量 [H] + + O 2 葡萄糖 酶 2丙酮酸 少量能量[H] + +
土壤呼吸测量全面解决方案
土壤呼吸测量全面解决方案 土壤呼吸（Soil Respiration）是指土壤释放二氧化碳和甲烷的过程，严格意义上讲是指未扰动土壤中产生二氧化碳和甲烷的所有代谢作用，包括三个生物学过程（即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤动物呼吸）和一个非生物学过程，即含碳矿物质的化学氧化作用。土壤动物呼吸和含碳矿物质的化学氧化作用因为比例很小，一般在计算土壤呼吸时忽略不计。 土壤呼吸组成示意图（Ryan & Law，2005） 土壤呼吸在全球生态系统中的重要地位 第一篇高精度的监测大气中二氧化碳浓度的文章由Keeling发表在1958年。之后众多研究者的大量工作发现大气中二氧化碳的浓度在不断升高，并由此造成了温室效应与一系列全球性的变化。
自1958年以来大气CO2升高示意图 研究发现，现在大气中温室气体急剧增加的罪魁祸首就是化石燃料的燃烧和土地利用方式的改变尤其是热带雨林的砍伐。在全球最大碳库——陆地生态系统中，土壤呼吸作用的碳排放量的估计量为68Pg/a至100Pg/a。土壤碳储量是大气碳储量的2倍，土壤呼吸约占整个生态系统呼吸的50-80%( Giardina and Ryan 2002)。土壤呼吸即使发生较小的变化（10%）也可能会超过由于土地利用改变和化石燃料燃烧而进入大气的 CO2年输入量。所以土壤呼吸的变化能显著地减缓或加剧大气中 CO2的增加，进而影响气候变化（李玉宁，2002）。现在由于温室效应引起的全球变化中，最主要的现象就是气候异常和气温升高，而土壤呼吸速率会随着温度的升高呈指数函数增加，这又会进一步加剧温室效应。同时，森林砍伐等土地利用方式改变本身就会增加土壤呼吸。 全球碳循环示意图 因此，对各种类型的陆地生态系统土壤呼吸的研究一直是全球变化研究中的热点，并逐渐成为生态学研究中一个必不可少的测量指标。
森林土壤呼吸及其对全球变化的响应_杨玉盛
第24卷第3期 2004年3月生 态 学 报ACT A ECOLOGICA SINICA V ol.24,N o.3M ar.,2004 森林土壤呼吸及其对全球变化的响应 杨玉盛1,董 彬2,谢锦升2,陈光水1,高 人1,李 灵2,王小国2,郭剑芬 2 (1.福建师范大学地理科学学院,福建福州 350007;2.福建农林大学林学院,福建南平 353001)基金项目:高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项目;福建省重大基础研究资助项目(2000F004)收稿日期:2003-11-20;修订日期:2004-02-15 作者简介:杨玉盛(1964～),男,福建仙游人,博士,教授,主要从事亚热带常绿阔叶林C 、N 等元素循环的研究。E-mail:ffcyys@pub lic.np https://www.360docs.net/doc/7111566889.html, Foundation item :T he T eaching an d Res earch Aw ard Prog ram for M OE P.R. C.(TRAPOYT )and th e Key Basic Res earch Project of Fujian Province (No.2000F004) Received date :2003-11-20;Accepted date :2004-03-15 Biography :YANG Yu -S heng,Ph.D.Profes sor,rincipally engaged in study on C an d N cycling in sub tropical evergreen br oad-leaved fores ts.E-mail :ffcyys @public .npptt .fj .cn 摘要:森林土壤呼吸是全球碳循环的重要流通途径之一,其动态变化将直接影响全球C 平衡。森林土壤呼吸由自养呼吸和异养呼吸组成,不同森林类型、测定季节和测定方法等直接影响其所占比例。土壤温度和湿度是影响森林土壤呼吸的最主要因素,共同解释了森林土壤呼吸变化的大部分。因树种组成、生产力和枯落物数量等不同而使不同森林类型土壤呼吸速率表现出明显差异。采伐对森林土壤呼吸的影响结果有增加、降低或无影响,因采伐方式、森林类型、采伐迹地上植被恢复进程和气候条件等而异。火烧一般导致土壤呼吸速率降低。因肥料种类、施用剂量和立地条件不同,施肥对森林土壤呼吸的影响出现增加、降低或无影响等不同结果。大气CO 2浓度升高和升温均可促进森林土壤呼吸。N 沉降有可能刺激了土壤呼吸,而酸沉降则可能降低了土壤呼吸。臭氧浓度和U V -B 辐射强度亦会在一定程度上影响森林土壤呼吸。但目前全球变化对森林土壤呼吸的综合影响尚不清楚,深入探讨森林土壤呼吸的调控因素及其对全球变化和营林措施的响应等仍是今后努力的主要方向。 关键词:森林土壤呼吸;全球变化;碳循环;影响因素 Soil respiration of forest ecosystems and its respondence to global change YANG Yu -Sheng 1,DONG Bin 2,XIE Jin -Sheng 2,CHEN Guang -Shui 1,GAO Ren 1,LI Ling 2,WAN G Xiao-Guo 2,GU O Jian-Fen 2 (1.College of Geogr ap hy S cience ,Fuj ian N or mal Unive rsity ,F uz hou 350007,China ; 2.College of Forestry ,Fuj ian A gr icultur e and F or estry Univ ersity ,N anp ing 353001,China ).Acta Ecologica Sinica ,2004,24(3):583～591. Abstract :Soil r espir ation in for est ecosystems is o ne of the major pat hway s of C flux in the g lo bal C cy cle,seco nd only t o the gr o ss prim ary pr oductivity ,a nd is markablely a ffect ed by the global chang e .T he rev iew summar ized t he im po rta nt r ole of for est soil r espir ation in g lo bal car bo n cy cle ,its components ,its co ntro lling factor s ,and its r esponse to the global chang e . Fo r est so il r espirat ion is the sum of heter otr ophic (micr obes ,so il fauna )and a uto tr ophic (r oo t )r espir atio n .T he contr ibutio n o f each g r oup needs to be under st oo d to evaluate the implicatio ns o f env ir onmental chang es o n so il car bon cycling and car bon sequestrat ion .T here is a larg e var iation in t he r elat ive contr ibutio ns of auto tr ophic and heter ot ro phic r espir ation to to tal so il CO 2efflux ,and t he est imated contr ibutio ns fr om ro ot respir atio n rang e fro m 10%to as hig h as 90%.Some o f this var iat ion may co me fr om differ ences in methodolog y a nd fro m differences in for est and so il types .T he cr itical facto rs influencing for est so il r espirat ion include soil temperatur e ,soil moistur e ,for est t ypes (subst rate qualit y ,net eco system pro ductiv ity ,t he r elat ive allocatio n o f N PP abo ve -and below g ro und )and for est management (land -use and /or dist ur bance reg imes ,fert ilizatio n ).T he temperat ur e effect is alw ay s described as an ex ponent ial function .T he effect o f soil mo isture ,in contr ast,has been descr ibed by numer ous equations including linear ,log arithmic,quadr atic,and parabo lic functio ns.Soil respir atio n is frequent ly max imized when soil is at an inter mediate w ater co ntent.So il temperatur e and so il humidity t og ether ex plain a larg e par t of var iat ions in so il r espirat ion.F or est types m ay affect so il r espirat ion by influencing the soil micr oclimate and str uctur e,the quant ity and quality of substr ate,and the o ver all ra te o f ro ot r espiration.A t the global scale,soil
初中生物(光合作用和呼吸作用)
光合作用和呼吸作用 一、课标要求 1、掌握绿色植物的光合作用原理、过程、生理作用和意义 2、识记光合作用的原料、产物、条件和场所 3、绿色植物对有机物的利用 4、绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡 5、呼吸作用与温度、水分的关系 6、光合作用和呼吸作用的关系 二、知识疏理 （一）教材解读 1．绿叶在光下制造淀粉的实验（是个重点，经常考） ①将天竺葵放到黑暗处一昼夜的目的：让叶片内的有机物运走消耗干净； ②用黑纸片将叶的一部分遮住后再移到阳光下的目的：进行对照； ③叶片在酒精中隔水加热的原因：让叶绿素溶解到酒精中，最后叶片变成黄白色； ④叶片的见光部分遇碘变蓝。说明产生了有机物——淀粉。 结论：光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。 2．光合作用的概念及反应式 概念:绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧的过程，就叫光合作用。 光 二氧化碳＋水－－－→有机物＋氧气 叶绿体 3．光合作用的原料、条件、产物、场所 ①原料：二氧化碳+水②条件：光能 ③产物：有机物+氧④场所：叶绿体中 4．光合作用的意义 ①制造的有机物为自身提供营养物质，也是动物和人的食物来源。 ②有机物中储存的能量，是地球上一切生命所必需的最终能量来源。 ③产生氧气，吸收二氧化碳，维持生物圈中氧气和二氧化碳的平衡（碳——氧平衡）。 5．光合作用在农业生产上的应用 在农业生产上，要保证作物有效地进行光合作用的各种条件，尤其是光。种植农作物时，
应该合理密植。 6．绿色植物对有机物的利用 ①有机物用来构建植物体 ②有机物为植物的生命活动提供能量。 7、呼吸作用的概念、反应式及场所 呼吸作用——植物体吸收空气中的氧，将体内的有机物转化成二氧化碳和水，同时将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要的过程。 场所：主要在线粒体内进行。 有机物＋氧气－－－→二氧化碳＋水 8、呼吸作用意义 呼吸作用释放出来的能量，一部分是供给植物各种生命活动需要，一部分转变成热量散发出去。 9、绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡； 绿色植物在光合作用中制造的氧，超过了自身对氧的需要，其余的氧都以气体的形式排到了大气中；绿色植物还通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳，这样就维持了生物圈中的二氧化碳和氧气的相对平衡，简称碳—氧平衡。 10、呼吸作用与光合作用的关系 呼吸作用所分解的有机物，是光合作用合成的。进行光合作用所需的能量，是呼吸作用释放出来的。 11、教材中有关光合作用、呼吸作用的实验（教师重点讲解）
避灾露营对城市公共绿地土壤呼吸的短期影响
第28卷第12期2008年12月生态学报ACT A ECOLOGI CA SI N I CA Vol .28,No .12Dec .,2008 基金项目:中国科学院西部行动计划资助项目(KZCX22XB2202);国家自然科学基金资助项目(No .40701181);国家“十一五”科技支撑计划资助项目(2006BAC01A15);领域前沿创新资助项目(No .C I B 220072LY QY 202);茂县生态站资助项目 收稿日期:2008209218;修订日期:2008212203 作者简介:庞学勇(1974～),男,四川巴中人,博士生,主要从事土壤生态与恢复生态学研究.E 2mail:pangxy@cib .ac .cn 3通讯作者Corres ponding author .E 2mail:baowk@cib .ac .cn Founda ti on ite m :The p r oject was financially supported by the CAS acti on 2p lan f orW est Devel opment (No .KZCX22XB2202),nati onal natural science fundati on of china (No .40701181),key p r ojects in the nati onal science &technol ogy p illar p r ogram in the eleventh five 2year p lan (2006BAC01A15),the talent p lan of the CAS (No .C I B 220072LY QY 202)and Maoxian ecol ogical stati on,Chengdu I nstitute of B i ol ogy,CAS . Rece i ved da te:2008209218;Accepted da te:2008212203 B i ography:P ANG Xue 2Yong,Ph .D.candidate,mainly engaged in s oil ecol ogy and rest orati on ecol ogy .E 2mail:pangxy@cib .ac .cn 避灾露营对城市公共绿地土壤呼吸的短期影响 庞学勇1,2,丁建林1,吴福忠1,2,王红梅1,2,吴 宁1,包维楷1,3 (1中国科学院成都生物研究所成都 610041;2中国科学院研究生院北京 100039) 摘要:2008年5月12日四川汶川发生里氏8.0级大地震后,城市居民大规模在公共绿地上露宿避灾,而这些强人为干扰活动对绿地植被和土壤影响的科学研究却十分少。选择不同时间露营点和出入帐棚必经的践踏区域,测量土壤CO 2通量的变化及相关环境因子(空气温湿度、土壤容重、孔隙度和微生物生物量等)。结果发现土壤C O 2通量明显地受露营和人为践踏的影响,露营和人为践踏区土壤CO 2通量明显地低于对照区。随着露营的增加,土壤C O 2通量呈现先降低(大约10d 后)后略有增加(大约20d 后),后期又下降的趋势(大约25d 后)。在露营区,土壤紧实和遮荫是土壤CO 2通量减少的两个主要过程,在早期,严重遮荫后引起根系呼吸下降是主要过程,而在后期,随着人入睡帐棚次数的增加,土壤紧实是控制土壤CO 2通量的主要过程;而在践踏区,踩踏引起土壤紧实是土壤呼吸下降的主要原因。因此地震露营避灾后退化草坪恢复的一个关键措施是松土改善土壤的物理状况。 关键词:5.12汶川大地震;土壤呼吸;土壤CO 2通量;公共绿地;踩踏;露营 文章编号:100020933(2008)1225884208 中图分类号:Q945,Q948 文献标识码:A The short 2term effect of f i eld cam p i n g on so il CO 2efflux i n urban gra ssl and P ANG Xue 2Yong 1,2,D ING J ian 2L in 1,WU Fu 2Zhong 1,2,WANG Hong 2Mei 1,2,WU N ing 1,BAO W ei 2Kai 1,3 1Chengdu Institute of B iology,Chinese Acade m y of Sciences,Chengdu 610041,China 2Graduate School of Chinese Acade m y of Sciences,B eijing 100039,China A cta Ecologica S in ica,2008,28(12):5884～5891.Abstract:On 12May,2008,a great sized earthquake of magnitude M s =8.0occurred in W enchuan County,Sichuan Province,southwest China .Many residents established a great of tents on all urban public and residential greenbelt for searching safe sites .However,there are few reports about the effect of these activities on s oil and vegetation .W e deter m ined s oil CO 2efflux and relative environmental factors (i .e .,bulk density,porosity,air temperature and hum idity,and m icrobial bi omass )in the field camp ing sites of different established ti m e and tramp le area .Soil CO 2efflux was significantly affected by field camp ing and tramp le .Soil CO 2efflux was significantly l ower in the different field camp ing sites and tramp le area than in CK treat m ent .Soil CO 2efflux decreased firstly (after about 10days ),then increased little (after about 20days )and again decreased (after 25days )foll owing field car mp ing ti m e increasing .Soil compaction and shade was t wo main p r ocesses contr olling s oil CO 2efflux in field camp ing sites .In early periods,shade that caused r oot res p iration decline was main p rocess .W ith the increase of extent of co mpacti on,s oil physical p r operties were main factors .
微生物的呼吸类型
微生物的呼吸类型 在微生物体中，能量的释放。ATP的生成都是通过呼吸作用实现的。 根据最终电子受体性质的不同，可将微生物的呼吸分为发酵、好氧呼吸和无氧呼吸3种类型。 1．发酵 发酵（fermentation）是指有机物氧化过程中脱下的质子和电子，经辅酶或辅基（主要有NAD，NADP，FAD）传递给另一有机物，最终产生一种还原性产物的生物学过程。 发酵的特点为：不需氧；有机物氧化不彻底；能量（有效电子）释放不完全。值得注意的是，由于发酵中作为电子和质子受体的有机物是原始基质的代谢产物，所形成的发酵产物是混合物，其中一部分产物的氧化程度高于原始基质，另一部分产物的氧化程度低于原始基质；又由于有机物的每次氧化都必须由相应的还原来平衡，因此原始基质既不能高度氧化，也不能高度还原，这就限制了发酵所能处理的有机废物的种类。 在酒精发酵中，葡萄糖被降解成二氧化碳和酒精，产生2mol的ATP、2mol的酒精以及2mol的CO2。从能量的观点看，发酵的结果只使一部分葡萄糖转化成不含能的稳定产物二氧化碳，另一部分葡萄糖的转化产物酒精仍然含能，依然会污染环境。不仅如此，从电子的归宿看，发酵产物酒精接纳了葡萄糖释放的全部电子，产物的耗氧能力（提供电子的能力）与葡萄糖完全一样，并没有得到任何削弱。如果就上述而论，那么发酵作为控制有机质污染的措施是毫无效果的。然而，好在某些发酵（如沼气发酵）的不稳定产物为气体（如CH。），它能从系统内逸出，不再对水体产生污染。 2．好氧呼吸 所谓好氧呼吸（resPiration），是指有机物在氧化过程中放出的电子，通过呼吸链传递最终交给氧的生物学过程。 好氧呼吸的特点是：以氧为最终电子受体；有机物被彻底氧化成CO2和H2O，并生成ATP。由于最终产物二氧化碳和水不再含能，也不再有释放电子的能力，因此它们不会耗氧，有机物的污染也由此消除。 3．无氧呼吸 无氧呼吸（anaerobicresPiration）是指有机物氧化过程中脱下的质子和电子，经一系列电子传递体最终交给无机氧化物的生物学过程。