光合作用的過程.doc
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______________________________________________________________________________________________________________ 光合作用的過程 · 光合作用過程: 1、光合作用的概念: 綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。 2、光合作用圖解:? 3、光合作用的總反應(yīng)式及各元素去向 · 光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較: 項(xiàng)目 光反應(yīng)(準(zhǔn)備階段) 暗反應(yīng)(完成階段) 場所 ?葉綠體的類囊體薄膜上 ?葉綠體的基質(zhì)中 條件 光、色素、酶、水、ADP、 Pi ?多種酶、[H]、ATP、CO2、C5 物質(zhì)變化 能量的變化 光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能 相互聯(lián)系 光反應(yīng)產(chǎn)物[H]、ATP為暗反應(yīng)提供還原劑和能量;暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP、Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料 · ? · 易錯(cuò)點(diǎn)撥: 1、光合作用總反應(yīng)式兩邊的水不可輕易約去,因?yàn)榉磻?yīng)物中的水在光反應(yīng)階段消耗,而產(chǎn)物中的水則在暗反應(yīng)階段產(chǎn)生。 2、催化光反應(yīng)與暗反應(yīng)的酶的分布場所不同,前者分布在類囊體薄膜上,后者分布在葉綠體基質(zhì)中。 · 知識拓展: 1、氮能夠提高光合作用的效率的原因是:氮是許多種酶的組成成分光合作用的場所:光合作用第一個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng),必須有光才能進(jìn)行。在類囊體的薄膜上進(jìn)行;光合作用的第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng),有沒有光都可以進(jìn)行。在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。 2、玉米是C4植物,其維管束鞘細(xì)胞中含有沒有基粒的葉綠體,能夠進(jìn)行光合作用的暗反應(yīng)。C4植物主要是那些生活在干旱熱帶地區(qū)的植物。 ①四碳植物能利用強(qiáng)日光下產(chǎn)生的ATP推動(dòng)PEP與CO2的結(jié)合,提高強(qiáng)光、高溫下的光合速率,在干旱時(shí)可以部分地收縮氣孔孔徑,減少蒸騰失水,而光合速率降低的程度就相對較小,從而提高了水分在四碳植物中的利用率。 ②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱環(huán)境生長。C3植物行光合作用所得的淀粉會(huì)貯存在葉肉細(xì)胞中;而C4植物的淀粉將會(huì)貯存于維管束鞘細(xì)胞內(nèi),維管束鞘細(xì)胞不含葉綠體。 3、光合細(xì)菌:利用光能和二氧化碳維持自養(yǎng)生活的有色細(xì)菌。光合細(xì)菌(簡稱PSB)是地球上出現(xiàn)最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成體系的原核生物,是在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱,是一類沒有形成芽孢能力的革蘭氏陰性菌,是一類以光作為能源、能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自然界中的有機(jī)物、硫化物、氨等作為供氫體兼碳源進(jìn)行光合作用的微生物。光合細(xì)菌廣泛分布于自然界的土壤、水田、沼澤、湖泊、江海等處,主要分布于水生環(huán)境中光線能透射到的缺氧區(qū)。 呼吸作用 · 呼吸作用: 1、概念:生物的生命活動(dòng)都需要消耗能量,這些能量來自生物體內(nèi)糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物的氧化分解。生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,并且釋放出能量的總過程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。 (1)呼吸作用是一種酶促氧化反應(yīng)。雖名為氧化反應(yīng),不論有無氧氣參與,都可稱作呼吸作用(這是因?yàn)樵诨瘜W(xué)上,有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)過程,皆可稱為氧化)。有氧氣參與時(shí)的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;沒氧氣參與的反應(yīng),則稱為無氧呼吸。同樣多的有機(jī)化合物,進(jìn)行無氧呼吸時(shí),其產(chǎn)生的能量,比進(jìn)行有氧呼吸時(shí)要少。有氧呼吸與無氧呼吸是細(xì)胞內(nèi)不同的反應(yīng),與生物體沒直接關(guān)系。即使是呼吸氧氣的生物,其細(xì)胞內(nèi),也可以進(jìn)行無氧呼吸。 (2)呼吸作用的目的,是透過釋放食物里之能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即細(xì)胞最主要的直接能量供應(yīng)者。呼吸作用的過程,可以比擬為氫與氧的燃燒,但兩者間最大分別是:呼吸作用透過一連串的反應(yīng)步驟,一步步使食物中的能量放出,而非像燃燒般的一次性釋放。在呼吸作用中,三大營養(yǎng)物質(zhì):碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的基本組成單位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透過數(shù)個(gè)步驟,將能量轉(zhuǎn)移到還原性氫(化合價(jià)為+1的氫)中。最后經(jīng)過一連串的電子傳遞鏈,氫被氧化生成水;原本貯存在其中的能量,則轉(zhuǎn)移到ATP分子上,供生命活動(dòng)使用。 植物呼吸作用過程:有機(jī)物(儲(chǔ)存能量)+氧(通過線粒體)→二氧化碳+水+能量 (3)呼吸速率:又稱呼吸強(qiáng)度。指在一定溫度下,單位重量的活細(xì)胞(組織)在單位時(shí)間內(nèi)吸收氧或釋放二氧化碳的量,通常以“mg(μl)/(h?g)”為單位,表示每克活組織(鮮重、干重、含氮量等)在每小時(shí)內(nèi)消耗氧或釋放二氧化碳的毫克數(shù)(或微開數(shù))。呼吸速率的大小可反映某生物體代謝活動(dòng)的強(qiáng)弱。呼吸作用是由一系列酶催化的化學(xué)反應(yīng),所以溫度對呼吸作用有很大影響。還有水分、氧氣、二氧化碳等也是影響呼吸速率的條件。 (4)植物呼吸作用原理的應(yīng)用: 糧食儲(chǔ)存; 低溫保存蔬菜水果:通過增加二氧化碳的含量可以抑制儲(chǔ)存蔬菜水果等的呼吸作用;充氮?dú)庖部梢越档脱鯕獾臐舛?,抑制呼吸作用? 農(nóng)田松土;農(nóng)田排澇等措施有利于植物根的生長和對無機(jī)鹽的吸收。 · 影響細(xì)胞呼吸的因素及實(shí)踐應(yīng)用:? 1.內(nèi)部因素: (1)不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同,如旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽生植物。 (2)同一植株在不同的生長發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同,如幼苗期、開花期呼吸速率較高,成熟期呼吸速率較低。 (3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于營養(yǎng)器官。? 2.環(huán)境因素:? (1)溫度? ①規(guī)律:呼吸作用在最適溫度最強(qiáng),超過最適溫度,呼吸酶活性下降,甚至變形失活,呼吸受抑制;低于最適溫度活性下降,呼吸受抑制。? ②應(yīng)用:生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫,降低呼吸作用,減少有機(jī)物的消耗,提高產(chǎn)量。? (2)O2的濃度? ? ①規(guī)律:在O2濃度為零時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸;O2濃度為10%以下,既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸;O2 濃度為l0%以上,只進(jìn)行有氧呼吸。? ②應(yīng)用:生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用,藏少有機(jī)物消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮時(shí)間。 (3)CO2濃度? ①規(guī)律:從化學(xué)平衡的角度分析,C02濃度增加,呼吸速率下降。 ②應(yīng)用:在蔬菜和水果的保鮮中,增加CO:濃度具有良好的保鮮作用。? (4)水含量 ①規(guī)律:在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng),隨含水量的減少而減弱。? ②應(yīng)用:在作物種子的儲(chǔ)藏時(shí),將種子風(fēng)干,以減弱細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。 · 思維拓展: 1、溫室中栽培農(nóng)作物提高產(chǎn)量的措施有兩個(gè)方面,提高光合強(qiáng)度和降低呼吸消耗。影響細(xì)胞呼吸的因素有溫度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、含水量等,但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最??紤]的是溫度。其他幾個(gè)因素不容易控制。 2、植物細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在25~35℃,最高溫度在35~45℃。 3、綠色植物細(xì)胞呼吸的最適溫度總比光合作用的最適溫度高。一般情況下,植物細(xì)胞呼吸的最適溫度為30℃,而光合作用的最適溫度為25℃。 細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性 · 多樣性: 表現(xiàn):細(xì)胞的形態(tài)、大小、種類、結(jié)構(gòu)等各不相同。 統(tǒng)一性: (1)化學(xué)組成;組成細(xì)胞的元素和化合物種類基本一致。 (2)結(jié)構(gòu):都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體。 (3)遺傳物質(zhì):都以DNA作為遺傳物質(zhì),且遺傳密碼子通用。 (4)能源物質(zhì):以ATP作為直接能源物質(zhì)。 · 知識點(diǎn)撥: 1、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的不同點(diǎn)體現(xiàn)了細(xì)胞的多樣性? 2、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的相似點(diǎn)體現(xiàn)了細(xì)胞的統(tǒng)一性 例: (1)基本結(jié)構(gòu):都有相似的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì);都含有與遺傳關(guān)系密切的DNA分子。 (2)化學(xué)組成:不同細(xì)胞具有基本相同的元素組成和化合物種類。 (3)細(xì)胞來源:同一生物個(gè)體的不同細(xì)胞一般都最終來自同一個(gè)細(xì)胞(如受精卵)的分裂和分化。 · 思維拓展:? (1)同一生物體細(xì)胞具有多樣性是細(xì)胞分化的結(jié)果。? (2)細(xì)胞的統(tǒng)一性說明了生物之間存在著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系,為達(dá)爾文的進(jìn)化論提供了理論基礎(chǔ)。 探究:環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響 · 影響光合作用的因素及實(shí)踐應(yīng)用: 1.內(nèi)部因素 (1)與植物自身的遺傳性有關(guān),如陰生植物、陽生植物, 如圖所示:? (2)植物葉片的葉齡、葉面積指數(shù)也會(huì)制約光合作用, 如圖所示:? 2.外部因素? (1)單因子? 因素 原理 圖像 應(yīng)用 光強(qiáng)度 影響光反應(yīng)階段,制約A1P及NADPH的產(chǎn)生,進(jìn)而制約暗反應(yīng) ? 延長光合作用時(shí)通過輪作,延長全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間 二氧化碳 影響暗反應(yīng)階段,制約C3化合物的生成 ? ①大田中增加空氣流動(dòng),以增加CO2濃度,如“正其行,通其風(fēng)” ②溫室中可增施有機(jī)肥,以增大CO2濃度 溫度 通過影響酶活性進(jìn)而影響光合作用(主要制約暗反應(yīng)) ①大田中適時(shí)播種 ②溫室中,增加晝夜溫差,保證植物有機(jī)物的積累 必需礦質(zhì)元素 可通過所參與的與光合作用相關(guān)的化合物對光合作用造成直接或間接影響,如K+可影響光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和積累 合理施肥促進(jìn)葉面積增大,提高酶合成速率,增加光合作用速率;施用有機(jī)肥,微生物分解后既可提供各種礦質(zhì)元素 · (2)多因子? 圖像 含義 P點(diǎn)時(shí),限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨該因子的不斷加強(qiáng),光合速率不斷提高;當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí),橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因子,要想提高光合速率,可適當(dāng)提高圖示的其他因子 ? · 知識拓展: 1、植物在光下實(shí)際合成有機(jī)物的速率為實(shí)際(總)光合速率;光照下測定的CO2吸收速率(或O2釋放速率)則為凈(表觀)光合速率。? 2、當(dāng)凈(表觀)光合速率>0時(shí),植物積累有機(jī)物而生長;當(dāng)凈光合速率=0時(shí),植物不能生長;當(dāng)凈光合速率<0時(shí),植物不能生長,長時(shí)間處于此種狀態(tài),植物將死亡。 達(dá)爾文進(jìn)化論的內(nèi)容 · 達(dá)爾文進(jìn)化論的內(nèi)容:過度繁殖,生存斗爭,遺傳變異和適者生存。 歷史意義: ①解釋了生物進(jìn)化的原因; ②所有生物都有共同的祖先,解釋了生物的多樣性和適應(yīng)行; ③反對神創(chuàng)論和物種不變論,為辯證唯物主義世界觀提供了有力的武器。 先進(jìn)性:能夠科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因,以及生物的多樣性和適應(yīng)性,對于人們正確的認(rèn)識生物界有重要的意義。? 局限性:對于遺傳和變異的本質(zhì)未能作出科學(xué)的解釋;對生物進(jìn)化的解釋也局限于個(gè)體水平;強(qiáng)調(diào)物種的形成是漸變的結(jié)果,不能解釋物種大爆發(fā)的現(xiàn)象。 達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的解釋模型 (2)拉馬克的進(jìn)化學(xué)說主要內(nèi)容: ①生物由古老生物進(jìn)化而來的; ②由低等到高等逐漸進(jìn)化的; ③生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于用進(jìn)廢退與獲得性遺傳。 不足:缺少科學(xué)的支持觀點(diǎn);過于強(qiáng)調(diào)環(huán)境因素的影響。 (3)意義:論證了生物是不斷進(jìn)化的,并且對生物進(jìn)化的原因提出了合理的解釋。 · 知識拓展: 1、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說主要內(nèi)容: ①生物由古老生物進(jìn)化而來的; ②由低等到高等逐漸進(jìn)化的; ③生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于用進(jìn)廢退與獲得性遺傳。 2、不足:缺少科學(xué)的支持觀點(diǎn);過于強(qiáng)調(diào)環(huán)境因素的影響。 3、意義:論證了生物是不斷進(jìn)化的,并且對生物進(jìn)化的原因提出了合理的解釋。 4、生存斗爭對生物某些個(gè)體的生存是不利的,但對物種的生存是有利的,并摧動(dòng)生物的進(jìn)化。 5、從表面上看,自然選擇是對一個(gè)個(gè)不同個(gè)體的選擇,實(shí)質(zhì)上是對個(gè)體所包含的變異進(jìn)行選擇。? 6、生物的變異是不定向的,而生物進(jìn)化的方向是定向的,這個(gè)方向指的是適應(yīng)環(huán)境。環(huán)境的作用是對變異了的生物進(jìn)行定向的選擇,而不是因某種環(huán)境才產(chǎn)生了某種變異。 生物體的基本特征 · 生物體的基本特征: 1、生物體具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 2、從結(jié)構(gòu)上說,除病毒以外,生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。 3、新陳代謝是活細(xì)胞中全部的序的化學(xué)變化總稱,是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。 4、生物體具應(yīng)激性,因而能適應(yīng)周圍環(huán)境。 5、生物體都有生長、發(fā)育和生殖的現(xiàn)象。 7、生物體都能適應(yīng)一定的環(huán)境,也能影響環(huán)境。 8、生物的生長是指由小長大的現(xiàn)象,其直接原因是由細(xì)胞分裂導(dǎo)致的細(xì)胞數(shù)目的增加和細(xì)胞體積長大。葉片變大、種子萌發(fā)中均包含細(xì)胞分裂和細(xì)胞生長,向性運(yùn)動(dòng)(如向光性)是由于單方向刺激引發(fā)的植物體不同側(cè)生長不均衡所致,它們都屬于生長范疇。種子吸水膨脹是由于親水性物質(zhì)吸水膨脹而導(dǎo)致的種子體積增大,不屬于生長。 有氧呼吸 · 有氧呼吸: 1.線粒體的結(jié)構(gòu)和功能 (1)形狀:粒狀、棒狀。 (2)功能:有氧呼吸的主要場所。? (3)結(jié)構(gòu): 具有內(nèi)、外兩層膜,內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了內(nèi)膜表面積,嵴周圍充滿液態(tài)的基質(zhì),內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。 2.有氧呼吸的概念有氧呼吸是指細(xì)胞在O2的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解成C02和 H2O,并釋放能量,生成大量ATP的過程。? 3.有氧呼吸分為三個(gè)階段: ①葡萄糖的初步分解: 場所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP ②丙酮酸徹底分解: 場所:線粒體基質(zhì) 2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP ③[H]的氧化: 場所:線粒體內(nèi)膜 24[H]+6O212H2O+34ATP 能量去向:以活躍的化學(xué)能形式儲(chǔ)存在ATP中,以熱能形式散失。 · 有氧呼吸過程三個(gè)階段的比較: 階段 第一階段 第二階段 第三階段 場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 物質(zhì)變化 C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP 2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP 24[H]+6O212H2O+34ATP 能量釋放 少量能量 少量能量 大量能量 O2參與情況 不參與 不參與 參與 · 知識點(diǎn)撥: 1、反應(yīng)中各原子的去向和來源? 2、有氯呼吸中的能量利用率 1mol葡萄糖在體內(nèi)徹底氧化分解和體外燃燒都能釋放出2870kJ能量,但是體內(nèi)氧化分解的能量是逐步釋放的,其中有1161kJ左右的能量儲(chǔ)存在ATP中(約38molATP),其余的能量以熱能的形式散式,以維持體溫的恒定。葡萄糖有氧分解時(shí),能量利用率為 40.45%左右,還有59.55%左右的能量以熱能形式散失。 3、細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物在氧氣參與下,進(jìn)行氧化分解,產(chǎn)生的能量合成ATP,這個(gè)過程即為有氧呼吸。 4、細(xì)胞內(nèi)O2濃度為零時(shí),細(xì)胞內(nèi)的ATP含量不為零,因?yàn)闊o氧呼吸分解有機(jī)物,產(chǎn)生少量ATP。 · 思維拓展: 1、同種生物的不同細(xì)胞往往含有線粒體的數(shù)量不同,生命活動(dòng)旺盛,消耗能量多的細(xì)胞中線粒體數(shù)量越多。 2、各反應(yīng)參與的階段:葡萄糖在第一階段參與, H2O在第二階段參與,O2在第三階段參與。 3、各生成物產(chǎn)生的階段:[H]存第一、二階段都產(chǎn)生,CO2在第二階段產(chǎn)生,H2O在第三階段產(chǎn)生。? 4、1mol葡萄糖徹底氧化釋放的總能量為 2870kJ,可記為“二爸70歲”;其中有1161kJ合成 ATP,1161可記為“爺爺61歲”。 THANKS !!! 致力為企業(yè)和個(gè)人提供合同協(xié)議,策劃案計(jì)劃書,學(xué)習(xí)課件等等 打造全網(wǎng)一站式需求 歡迎您的下載,資料僅供參考 -可編輯修改-- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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