第二章 生物的新陈代谢

1 / 12第二章 生物的新陈代谢莲山课件m 第二章生物的新陈代谢第二节绿色植物的新陈代谢一.水分代谢教学目的:1.掌握植物细胞对水分的吸收、运输和散失的全过程2.理解成熟的植物细胞渗透吸水的原理3.了解植物蒸腾作用的概念及其意义教学重点和难点:植物细胞的渗透吸水复习:细胞的组成物质(成分)包括哪些?包括水、无机盐和各种有机物而植物新陈代谢的内容就是包括这些物质的吸收、利用、合成、分解、排出等具体来说植物的新陈代谢包括：（）水分代谢吸收、运输、利用、散失（）矿质代谢吸收、运输和利用（）有机物和能量的代代谢光合作用和呼吸作用绿色植物必须先吸收无机物才能合成有机物，因此，植物的新陈代谢先讲无机物的代谢2 / 12一.水分代谢1.吸收水分的器官根(最活跃的部位是:根尖的根毛区细胞即是在成熟区细胞)结合根尖结构图简要介绍根尖四个部分的结构及其功能根冠保护;分生区(生长点)具分裂能力伸长区细胞迅速伸长成熟区(根毛区)吸收水和无机盐吸胀作用吸水:未形成液泡前(条件),原因是有亲水性物质2.吸水的主要方式渗透作用吸水:形成大液泡以后,主要是这种方式吸水3.渗透吸水(1)渗透作用水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,叫做渗透作用利用实验讲清什么叫渗透作用.在上实验可知:在一个渗透系统中就会发生渗透作用,但组成渗透系统必须具备两个条件:半透膜(2)组成渗透系统的条件浓度差(3)成熟的植物细胞置于溶液中,亦组成一个渗透系统原生质层(由细胞膜、液泡膜、及两层膜间的原生质组成）相当于一层选择透过性膜3 / 12细胞液具有一定浓度因此,成熟植物细胞置于溶液中,会发生渗透作用,质壁分离实验能证明这点如何进行实验质壁分离原生质层与细胞壁分离的现象，叫做质壁分离。质壁分离复原把已经发生质分离的细胞放入清水中，原生质层和液泡逐渐 恢复原状。这种现象叫质壁分离恢复。(4)渗透吸水和渗透失水的条件决定于浓度差当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时,植物细胞会通过渗透作用失水;当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时,植物细胞会通过渗透作用吸水;4.水分的运输运输的结构导管,水分主要是通过导管进行运输。运输的途径:根(根毛区细胞从土壤中吸收)-茎-叶-散失(通过气孔)5.利用(1)参与光合作用等代谢活动:公仅占 1%左右(2)通过蒸腾作用散失到大气中:约占 99%6.蒸腾作用失水的意义(稍作解释)(1)是植物吸收水和促使水在体内运输的主要动力4 / 12(2)促进溶解在水在的矿质养料在植物体内的运输(3)可以降低植物体特别是叶片的温度,避免因强烈阳光照射而造成灼伤小结:1.从个体水平看,根是吸水的主要器官,水经根、茎、叶的导管运输到各器官， 然后，的水散失，只有的水利用。2.从细胞水平来看，植物细胞主要以渗透作用方式吸水，水参与各种生理活动过程。二.矿质代谢教学目的:1.了解植物生活所需的必需元素及分类,掌握矿质元素的概念2.掌握矿质元素吸收的过程及利用的情况教学重点:吸收矿质元素的过程教学难点:植物对矿质元素吸收的选择性复习:1.根毛区细胞吸水的主要方式的什么?2.根毛区细胞能否从土壤中吸水,决定于什么?新课:(一).植物需要的元素1.必需元素:16 种大量元素:(9 种)、g、a2.按需要量分类微量元素:(7 种)5 / 123.矿质元素:除、外,主要由根系从土壤中吸收的元素,如 N、P、k 等。4.重要作用:(1)组成植物体的成分(2)调节植物生命活动的功能.一旦缺乏某种矿质元素,就会出现相应的病症(彩图五)(二)根吸收矿质元素的过程1.交换吸附:根细胞呼吸作用产生二氧化碳,二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸可离解成H+和 Hco3-。这两种离子吸附在细胞膜的表面。原生质同时具有正负电荷，通常情况下会保护电荷平衡，因此，细胞膜吸附了一个正离子，同时就要释放一个正离子，吸附一个负离子，同时就要释放出一个负离子，这就是叫做交换吸附。据此，根细胞表面上的和就会与土壤溶液中的阳离子和阴离子交换交换吸附的结果是：矿质元素不断被吸附到细胞膜的外表面，而根细胞膜上的和不断释放到土壤溶液中。细胞膜外的矿质元素离子要进入细胞内，要经另一个过程。2.主动运输主动运输需要什么条件?载体和能量6 / 12能量是由线粒体通过有氧呼吸产生,由此可知:根吸收矿元素与呼吸作用有密切关系,呼吸作用为交换吸附提供 H+和 Hco3,同时又为主动运输提供能量。载体是决定于细胞本身，不同的植物细胞，含载体的种类和数量是不同的，这决定植物对矿质元素离子的吸收是具选择性的。(三)植物对离子的吸收具有选择性决定于细胞膜上载体的种类和数量,与土壤溶液中离子的浓度不成正比例比较:植物吸水和吸收矿质元素离子吸水:主要通过渗透作用吸水,主要决定于浓度差.矿质元素的吸收:(1)交换吸附(2)主动运输与离子浓度无关,与载体有关结论:吸水和吸收矿质元素是两个相对独立的过程(四)运输和利用运输是与水同时进行的,而利用分为两种情况:1.可以重新利用(可移动):如 N、P、k、mg这些离子,进入细胞后,或以游离状态存在,或与其他物质结合为不稳定的化合物随细胞的衰老,这些离子会转移到幼嫩的组织被再利用,若缺乏时,老叶(老的组织)先受害,呈病态.7 / 122.不能再利用(不可移动):如这些离子进入细胞后,与其他化合物结合成稳定的化合物,这些离子往往停留在已经长成的叶(组织)不能再利用,一旦缺乏,幼嫩的组织首先呈病态.小结:1.植物需要的元素2.矿质元素离子吸收的过程3.利用的情况三.光合作用教学目的:1.了解光合作用的场所叶绿体的有关结构特点;了解光合作用的意义2.掌握光合作用的过程教学重点和教学难点:光反应和暗反应的过程复习:1.矿质元素以什么状态存在和被根吸收?2.根吸收矿质元素的过程分哪两步?与呼吸作用有何关系?绿色植物的生活，除了根从土壤中吸收水分和矿质元素外，还需要有机物，如葡萄糖等，那么，有机物从哪昊来呢？归根到底是绿色植物通过光合作用制造的。(一)光合作用的场所叶绿体1.叶绿体的结构特点含各种与光合作用有关的酶(用挂图复习)含各种色素2.叶绿体的色素种类和作用叶绿素 a(呈蓝绿色)8 / 12叶绿素(1)叶绿体的色素叶绿素 b(呈黄绿色)胡萝卜素(呈橙黄色)类胡萝卜素叶黄素(呈黄色)(2)各种色素的作用:吸收可见光,用于光合作用.叶绿素:主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素:主要吸收蓝紫光(二)光合作用的过程1.光反应光解2H2o4Ho2(1)物质变化ADPPi能量ATP(2)能量变化:光能活跃的化学能(贮于 ATP 中)2.暗反应(1)物质变化:c5co22c3c6H12o6H2o(2)能量变化:活跃的化学能稳定的化学能(贮于 ATP中)3.光反应和暗反应的联系光反应是暗反应的基础,光反应为暗反应提供H和 ATP,因此,尽管暗反应9 / 12不需要光,暗反应也不能在晚上(或无光条件下)单独进行.4.解释下列几个问题(1)光合作用的反应物有哪些?各参加哪一步反应?水光反应二氧化碳暗反应(2)光合作用的产物有哪些?各生成于哪一个反应过程?葡萄糖暗反应水暗反应氧气光反应(3)生成物中各种元素的来源如何?葡萄糖中的 c、o 来源于二氧化碳 H 来源于水;生成的氧气的氧来源于水(4)光反应和暗反应能否独立进行?否因为暗反应要光反应提供H和 ATP(三)光合作用的反应总式6co212H2oc6H12o66o212H2o写这反应式时注意以下几点(1)光合作用有水分解,也有水生成,反应式中不能抵消(2)“”不能写成“”(3)o*是一种标记方法,不要漏写小结:1.光合作用的场所2.光合作用的过程3.光合作用反应总式四.呼吸作用教学目的:1.掌握有氧呼吸和无氧呼吸的详细过程及概念10 / 122.了解呼吸作用的实质及其意义教学重点:有氧呼吸和无氧呼吸的过程教学难点:有氧呼吸的三个阶段复习:1.光反应和暗反应各生成了什么物质?2.光合作用的实质是什么?写出反应式植物通过光合作用,把光能转变成化学能贮存在有机物中,但贮于有机物中的能量是不能直接利用的,而植物的生命活动每时每刻都离不开能量,那么,有机物中的能量又怎样被释放出来,供植物进行生命活动呢?这涉及到呼吸作用.有氧呼吸(一)呼吸作用的类型无氧呼吸(二)有氧呼吸(主要形式)1.主要场所线粒体2.全过程(1)c6H12o6(葡萄糖)2c3H4o3(丙酮酸)+少量氢(4H)+少量 ATP(2ATP)(2)2c3H4o3+6H2o6co2+大量氢(20H)+少量ATP(2ATP)(3)24H+6o212H2o+大量 ATP(34ATP)总反应式:c6H12o6+6H2o+6o212H2o+6co2+能量11 / 121 摩尔葡萄糖彻底分解后,放出总能量是 2870 千焦,其中有 1255 千焦的能量贮存于 ATP 中,(约占%)其他的能量以热的形式散失.3.有氧呼吸的概念:有氧呼吸是指植物细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量的能量的过程.(三)无氧呼吸1.无氧呼吸和发酵的概念2.过程(分为两阶段)2c2H5oH+2co2+能量c6H12o62c3H4o32c3H6o3+能量第一个阶段与有氧呼吸相同,第二阶段在不同酶的作用下,分解成酒精或乳酸由于无氧呼吸是分解成不彻底的氧化产物,还有许多能量未释放出来,所以无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少得多.例如:1 摩尔葡萄糖分解成乳酸,只产生千焦的能量,