光合作用的過程

（融AtHWW光合作用的過程（3.3光合作用）從總體上看，光合作用是一個氧化還原過程。在光合作用的原料中，二氧化碳是碳的最氧化狀態(tài)，氧在水中卻是一種還原狀態(tài)。在光合作用的產(chǎn)物中，糖類則是碳的比較還原狀態(tài)。通過反應(yīng)，二氧化碳被還原到糖類的水平，水中的氧則被氧化為分子態(tài)氧。無機自然界，在常溫常壓下，這個反應(yīng)是進行不了的。而在綠色植物體內(nèi)，由于葉綠素吸收的光能作為反應(yīng)的推動力，就能使一個很難被氧化的水分子去還原一個很難被還原的二氧化碳分子，并能使一個基本不含能量的二氧化碳變成一個富含能量的有機物。光反應(yīng)階段：光合作用是從葉綠體色素吸收光能啟動的。色素吸收光能傳遞給部分葉綠素a,葉綠素a接受一定量的光能后，迅速射出一個高能電子（光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽藭r該葉綠素分子被激發(fā)，出現(xiàn)電子虧缺，并形成強烈的奪得電子的能力，導致水分子分解成O2和H+，使該色素分子得到電子。射出的高能電子，經(jīng)過一系列的傳遞，最終與H+一起被某種受體接受。在傳遞過程中，釋放能量并把ADP和Pi轉(zhuǎn)變成ATP。這樣就把電能轉(zhuǎn)變成化學能貯存在ATP中。從葉綠體的色素吸收光能開始到此，依賴于光能的推動，因此，把上述反應(yīng)稱為光反應(yīng)。暗反應(yīng)階段：首先在酶的作用下，將葉片吸收的或自身呼吸釋放的一分子CO2和五碳化合物結(jié)合，再分解為兩分子的三碳化合物，通過此過程，CO2被固定。三碳化合物又在酶的作用下，接受ATP的能量被H還原，成為復雜的貯藏著能量的有機物。在此過程中，原屬CO2中的C進入糖的分子中，并把活躍的、不穩(wěn)定的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學能貯存在糖分子中。兩個三碳化合物經(jīng)過一系列的復雜變化，一部分形成五碳化合物補充原消耗的五碳化合物，一部分最終形成葡萄糖等有機物。光合作用的重要意義物質(zhì)合成方面：全球自養(yǎng)植物每年同化碳素約2x10iit，相當于（4?5）x10iit有機物，為人類和全部動物提供了所需的食物，并為人類提供某些工業(yè)原料。能量轉(zhuǎn)化方面：每年轉(zhuǎn)化太陽能3x10］8kJ,1970年，全球能耗為3x10i7kJ,只是光合作用能量轉(zhuǎn)化的1/10,因此，是“巨型能量轉(zhuǎn)換站”。環(huán)境保護方面：每年放氧5.35x10iit。既補充了大氣中的氧，又清除了大氣中過多的二氧化碳。所以說，光合作用是“自動空氣凈化器”。果實各結(jié)構(gòu)的染色體數(shù)目及基因型（5.2生物的個體發(fā)育）［例］子房感＜2M）＜正交：與ZNx(/2NAAaa《子房壁（次）一觸悟）

蚣 蚣受精卵（2N）—胚伽）-通 Aa受蒂極核集田胞（3N）疆-種皮（國）M，〔珠被（渺

AA反交：ZNX/2JTaaAA孑房(NM"

aa，子房壁⑵0―果皮（項）aa aa受精卵⑵0—胚（2N）Aa Aa受精極核（時—蹈L細胞＜3N）Aaa AaaL珠被（2N） -種皮（SN）aa. aa減數(shù)分裂和有絲分裂比較表（5.1生物的生殖）比較項目 有絲分裂 減數(shù)分裂減數(shù)|減數(shù)III精巢、卵巢中連續(xù)分裂二次無精巢、卵巢中連續(xù)分裂二次無~無發(fā)生部位細胞分裂的次數(shù)有無同源染色體有無聯(lián)會、四分體—般發(fā)生在體細胞中一次有無有無同源染色體分無精子細胞4精子細胞4個；卵細胞1個和3個極體—減半（2N一N）子細胞的名稱和數(shù)體細胞2個子細胞染色體數(shù)目不變（子細胞染色體數(shù)目不變（2N—2N）相1.分裂過程中都有紡錘絲出現(xiàn)同2.染色體在分裂過程中都復制1次點3.分裂的結(jié)果都有子細胞的產(chǎn)生教材分析（4.2.1體液調(diào)節(jié)）本節(jié)內(nèi)容包括動物激素的種類和生理作用、激素分泌的調(diào)節(jié)、相關(guān)激素間的協(xié)同作用和拮抗作用、其他化學物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用等四部分內(nèi)容。知識比較零散。一課時完成教學，必須精心組織教學過程，科學安排各個知識點的落實環(huán)節(jié)，挖掘知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，盡力做到本節(jié)課前后有序，渾然天成。關(guān)于“動物激素的種類和生理作用”這部分知識，在初中教材中已經(jīng)學過，在教學中點到為止，以引起學生的重視。但要突出垂體在內(nèi)分泌系統(tǒng)中的地位，明確下丘腦是機體調(diào)節(jié)內(nèi)分泌活動的樞紐。垂體在內(nèi)分泌系統(tǒng)中占有重要位置，人稱“內(nèi)分泌之王”，它不僅有重要的獨立作用，如生長素的分泌等。而且還分泌其他幾種激素（如促甲狀腺激素、促性腺激素），分別調(diào)節(jié)甲狀腺、性腺等腺體的活動。教師在教學過程中應(yīng)適當?shù)卣f明這些激素的作用。下丘腦的神經(jīng)分泌細胞中可以合成促甲狀腺激素釋放激素，促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素、促性腺激素釋放激素等，它們對垂體促激素的分泌起促進作用。另外，在教學中，要說明下丘腦是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組成部分，其興奮性也受大腦皮層活動的影響。這樣可使學生認識到激素調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)在結(jié)構(gòu)和功能上是密切相關(guān)的，進而在更高層次上理解激素調(diào)節(jié)。關(guān)于“激素分泌的調(diào)節(jié)”，首先要使學生明確激素是體液的成分之一，它對生命活動的調(diào)節(jié)是通過體液的傳送而實現(xiàn)的。同時要使學生明確CO2、H+等都是體液的成分。其次，要緊緊抓住激素如何調(diào)節(jié)生命活動這個中心問題來展開教學。把教材中甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)過程的動態(tài)性準確無誤地傳授給學生，闡明調(diào)節(jié)過程的反饋性。關(guān)于“相關(guān)激素間的協(xié)同作用和拮抗作用”，教材首先指出激素對某一種生理活動的調(diào)節(jié)，是由多種激素相互協(xié)調(diào)、相互作用共同完成的。對同一生理效應(yīng)，有的相關(guān)激素表現(xiàn)為協(xié)同作用，有的則表現(xiàn)為拮抗作用。如生長激素和甲狀腺激素對生長發(fā)育過程的作用表現(xiàn)為協(xié)同調(diào)節(jié)；而胰島素和胰高血糖素對血糖含量的作用則表現(xiàn)為拮抗調(diào)節(jié)。如果說“促激素釋放激素T促激素T激素”是縱向調(diào)節(jié)，則“協(xié)同和拮抗”便是從橫向說明激素對生理活動的調(diào)節(jié)。希望在教學過程中能夠明確地向?qū)W生說明這一點。關(guān)于“其他化學物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用”，是以CO2對呼吸的調(diào)節(jié)為例，講述了激素以外的化學物質(zhì)對機體生理活動的調(diào)節(jié)。激素調(diào)節(jié)與第二章的細胞增殖、分化、衰老，第三章的三大營養(yǎng)的代謝和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，第五章的動物的生殖和發(fā)育，第八章的生態(tài)因素對生物的影響和生物對環(huán)境的適應(yīng)等內(nèi)容有關(guān)，CO2調(diào)節(jié)與第三章的穩(wěn)態(tài)和呼吸作用等內(nèi)容有關(guān)。教后分析（2.2細胞增殖）細胞有絲分裂內(nèi)容重點是掌握各時期的特點。在教學中盡可能采用多媒體課件、錄像帶等直觀教具，讓學生理解這一動態(tài)過程，并采用編順口溜的方法，進一步幫助學生掌握。對有絲分裂過程間期，如果學生的基礎(chǔ)條件好，建議在教學中給學生補充三個分期的特點：G1期、S期、G2期。教后分析（5.1生物的生殖）通過對比不同的生殖方式，分析和概括無性生殖和有性生殖的概念，培養(yǎng)記憶、判斷、概念形成能力；通過識別減數(shù)分裂各時期的圖示，培養(yǎng)識圖和判斷能力；通過分析減數(shù)分裂過程中染色體和DNA的數(shù)量和行為變化規(guī)律，培養(yǎng)分析和判斷能力。在學習過程中要抓住特點，懂得道理，記住過程，不但學得有趣，掌握也牢固。對比比較難于理解和掌握的知識內(nèi)容，要認真剖析、深入對比。如減數(shù)分裂與有絲分裂圖象的區(qū)分，運用圖形、曲線進行有絲分裂、減數(shù)分裂過程中DNA、染色體變化分析，加深理解與記憶，效果會很好。為了掌握有絲分裂和減數(shù)分裂圖象辨析的方法，現(xiàn)總結(jié)如下減數(shù)分裂與有絲分裂圖像的區(qū)分比較表、區(qū)分特M分列方式\聯(lián)會現(xiàn)象四分體現(xiàn)象同源染色體分離現(xiàn)象細胞內(nèi)形狀都相同的成對同源染色體染色體數(shù)目有絲分裂無無無有偶數(shù)減數(shù)I分裂有有有有偶數(shù)減數(shù)II分裂無無無無偶數(shù)或奇數(shù)口記憶訣如下：有絲同源不配對，減II無源難成對。聯(lián)會形成四分體，同源分離是減I。糖類(1.2組成生物體的化合物)(-)單糖：自然界中分布最廣的單糖是葡萄糖，分子式為c6h12o6,結(jié)構(gòu)簡式為：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO，它是一種多羥基醛。由于葡萄糖具有醛基，所以可被氧化為葡萄糖酸；也可以加氫被還原成六元醇，反應(yīng)如下：CH2OH-(CHOH)4-CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH2OH-(CHO)4-COOH+微1+H2O+4NH3ch2（oh）-（choh）4-CHO+h2 ch2oh-（CHOH）4-CH2OH葡萄糖有一種同分異構(gòu)體為果糖，它是多羥基酮，比葡萄糖甜,不易結(jié)晶，通常是粘稠的液體，純凈的果糖為白色晶體，易溶于水,存在水果、蜂蜜中。結(jié)構(gòu)簡式為：ch2oh—（choh）3—c—ch2oh。核糖和脫氧核糖為戊糖，結(jié)構(gòu)簡式為：ch2oh-（choh）3-CHO和CH2OH-（CHOH）2-CH2-CHO,二者是構(gòu)成遺傳物質(zhì)RNA和DNA的成分。（二）二糖：二糖中最常見的蔗糖，分子式為c12h22o11O它是重要的甜味食物，存在于許多植物體內(nèi)，以甘蔗和甜菜含量最多。蔗糖分子內(nèi)不含醛基，沒有還原性，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但在硫酸的催化作用下可以水解成一分子果糖和一分子葡萄糖?！?C1.H”O(jiān)11'一［【?O' CHH1.OK十CHH1.OK122211 2 6126 6126蔗糖 葡萄糖果糖蔗糖有一種同分異構(gòu)體，名為麥芽糖。其分子結(jié)構(gòu)中含有醛基，具有還原性，可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)。麥芽糖可在硫酸等的催化作用下水解，生成兩個分子的葡萄糖。C12H22O11T|E 2C6H.O6麥芽糖 葡萄糖乳糖是哺乳類動物奶汁中的一種雙糖，在半乳糖苷酶的催化作用下水解，生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖。CHO,+HQ' Cjq+CHO,122211 2 6126 6126乳糖 葡萄糖半乳糖（三）多糖:多糖是由很多單糖分子按一定的方式，經(jīng)分子間脫水而形成的,是天然高分子化合物，廣泛存在于動植物體中。多糖一般不形成晶體，不溶于水，沒有甜味，也沒有還原性。最常見的多糖是淀粉纖維素和糖元。它們都是葡萄糖的高聚體，分子通式為（硅斗。。^。淀粉在稀酸作用下發(fā)生水解反應(yīng)，最后生成葡萄糖。（5°O水— （ch水解O） *解4%0帛6105n '6105m 122211z淀粉 糊精 麥芽糖葡萄糖纖維素是白色固體，不溶于水，也不溶于一般的有機溶劑。只有在高溫、高壓和催化劑存在條件下才能水解，最終物為葡萄糖。催化劑（CHnO）+高nH高^ nCHO6105n2 6126組成纖維素的每個葡萄糖單元有三個羥基，因此纖維素分子可表示為［C6H7O2（OH）3］。由于羥基的存在，所以纖維素也能表現(xiàn)出醇的一些性質(zhì)，如酯化反應(yīng)生成纖維素硝酸酯、乙酸酯等。實驗中“方法步驟”的設(shè)計思路（實驗十植物向性運動的實驗設(shè)計和觀察）向光性對照J單側(cè)光照射'、''［光線均勻照射對照［胚芽鞘完整‘、''［去胚芽鞘尖端，或用錫箔小帽套住胚芽鞘尖端向重力性對照J根尖完整 對照J根尖垂直向下放置'i根尖除去 i根尖其他方位放置實驗設(shè)計方案的內(nèi)容（實驗十植物向性運動的實驗設(shè)計和觀察）—個比較完整的實驗設(shè)計方案，一般包括以下內(nèi)容：實驗題目。假設(shè)。即對可見現(xiàn)象提出的一種可檢測的解釋。『 符合事實——假設(shè)成立提出假設(shè)——尋找證據(jù)不符合事實——假設(shè)不成立預(yù)期。即在檢測一個假設(shè)之前，先提出實驗的預(yù)期結(jié)果。如果預(yù)期沒有實現(xiàn)，則說明假設(shè)不成立；如果預(yù)期得到實現(xiàn)，則假設(shè)成立。實驗。根據(jù)實驗?zāi)康暮吞岢龅募僭O(shè)，來具體設(shè)計實驗的方法步驟。在實驗的方法步驟設(shè)計中，必須遵循對照的原則。對照的常用方法有以下幾種?？瞻讓φ眨翰唤o對照組任何處理因素。條件對照：雖然給對照組施以部分實驗因素，但不是所要研究的處理因素。自身對照：對照和實驗都在同一研究對象上進行。相互對照：不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。在實驗中要注意“變量”的控制，一般只確認一個變量，即對實驗結(jié)果有影響的變量。觀察和收集數(shù)據(jù)。在實驗方案中要事先設(shè)計定時觀察的內(nèi)容和觀察的次數(shù)、同時應(yīng)按要求進行觀察，并將觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果如實記錄下來。有的實驗還需要采集數(shù)據(jù)。分析。對實驗記錄下來的現(xiàn)象、結(jié)果、數(shù)據(jù)進行整理、分析。有的可以用圖表表示出來。推論。即根據(jù)實驗事實進行推論，得出結(jié)論的過程。交流。即寫出書面實驗報告。膜電位產(chǎn)生的離子學說（4.2.2神經(jīng)調(diào)節(jié)）關(guān)于膜電位產(chǎn)生的原理有各種假說。目前有許多實驗支持的、因而也是廣泛流行的假說為離子學說。離子學說的根據(jù)首先是槍烏賊大纖維胞內(nèi)液（軸漿）與其胞外液（血液或海水）化學成分的巨大差異。在軸漿內(nèi)，負離子主要是帶負電荷的大分子有機物A-（a一羥基乙烷磺酸鹽等），正離子主要是K+,而且絕大部分（90%"0K+是可以自由擴散和交換的。血液中的正離子主要是Na+）負離子主要是C1-。各種離子的不同分布情況決定于軸突膜的半通透性特征和離子泵的作用。在靜息狀態(tài)下，軸突膜對K+和C1-的通透性是中等的，對Na+的通透性很低，而對A-則完全不通透。因此，根據(jù)濃度差,K+可擴散至膜外，而A-則只能停留在膜內(nèi)，結(jié)果造成膜內(nèi)為負和膜外為正的極化狀態(tài)。靜息膜電位是由于膜的極化狀態(tài)，主要決定于K+的平衡電位，即K+在膜內(nèi)外的比例。在外加電流（即電刺激）的影響下，軸突膜在陰極發(fā)生局部的去極化，同時膜的半通透性也發(fā)生變化。首先是對Na+的通透性（PNa）突然增加，Na+順著它的濃度梯度由外向內(nèi)（膜）流（Na+內(nèi)流），膜內(nèi)正離子增多，進一步促使膜去極化，其速度最大可增加約500倍。當Na+內(nèi)流量達到一定程度時，膜的極化發(fā)生倒轉(zhuǎn)，出現(xiàn)反極化或超射。繼而Na+通透性回降（失效），同時膜對K+的通透性迅速增加。K+順著它的濃度梯度從膜內(nèi)向外流（K+外流），出現(xiàn)膜的再極化（復極化），膜電位恢復到靜息水平，因此鋒電位的上升相，包括去極化和反極化兩個相繼的部分，主要是由于Na+通透性的迅速增加與Na+內(nèi)流。鋒電位的下降相即膜的再極化，主要是由于K+通透性的迅速增加與K+外流。因此，膜在靜息狀態(tài)時可假定為“K膜”，主要對K+通透，膜電位趨向接近K+的平衡電位（-93毫伏）。膜在活動時可假定為“Na膜”，對Na+有極大的通透性，膜電位趨向于接近Na+平衡電位（+55毫伏）。所以動作電位的產(chǎn)生主要是由于K膜突然轉(zhuǎn)變?yōu)镹a膜，繼而又幾乎同樣迅速復原為K膜。神經(jīng)纖維在活動時，發(fā)生了Na+內(nèi)流與K+外流的離子轉(zhuǎn)運°K+和Na+的這種轉(zhuǎn)運都是順著各自的濃度梯度進行的，是“下坡”運動（被動過程），不需要消耗能量。當膜再極化時，膜內(nèi)Na+增加，膜外K+增加。而只有鋒電位之后的恢復期內(nèi)，出現(xiàn)了離子向相反的方向轉(zhuǎn)運，即Na+外流,K+內(nèi)流。這時Na+和K+的轉(zhuǎn)運都是逆著各自的濃度梯度進行的，是“上坡”運動（主動過程），需要消耗能量。如果用二硝基酚（DNP域氰化鈉（NaCN）一類代謝抑制物處理神經(jīng)纖維后，這些纖維仍可繼續(xù)傳導沖動許多小時，而對靜息膜電位和動作膜電位并無顯著影響，但在恢復期內(nèi)Na+的排出則受到抑制。由此可見，神經(jīng)活動時離子的轉(zhuǎn)運過程本身不需要消耗能量，而在恢復期內(nèi)離子的主動轉(zhuǎn)運則必須依靠代謝提供能量。也就是說，鋒電位的產(chǎn)生和恢復機制是不相同的。不言而喻的，靜息電位的維持是需要消耗能量的。一般用離子泵的假說來說明離子的轉(zhuǎn)運。由于Na+和K+的轉(zhuǎn)運在很大程度上是相互密切聯(lián)系的——耦聯(lián)的。因此假設(shè)膜內(nèi)有鈉鉀泵的作用機制，在排出Na+的同時吸入K+。這也是維持離子在膜內(nèi)外正常的不等分布，亦即維持靜息電位的機制。至于鈉鉀泵是如何排鈉吸鉀的問題，曾提出許多假設(shè)。一個模型是假設(shè)在膜的內(nèi)部有一種或兩種特殊的載體分子，它在膜的一邊結(jié)合一種離子，而在膜的另一邊放出此離子。鈉鉀泵運轉(zhuǎn)的能源是三磷酸腺苷（ATP）。另一種假設(shè)是在漿膜內(nèi)有對各種離子的專門通道，這些通道可以開放和封閉，并且只允許一種離子進出。鋒電位的產(chǎn)生機制和膜的恢復機制的主要區(qū)別如下。鋒電位是“下坡運動”，在電化學電位差的影響下，發(fā)生Na+與K+的被動進出。在靜息狀態(tài)，這些通道只允許微量的離子漏過去。當膜去極化時，這些通道開放，出現(xiàn)大量的離子運動，首先Na+內(nèi)流，然后是K+外流。這些離子轉(zhuǎn)動的速度最高時每平方厘米面積每秒為10000微微克分子（1微微克分子等于10-12克分子）?；謴瓦^程是“上肢運動”，主要由于耦聯(lián)的鈉鉀泵的作用，吸入^和排出Na+,轉(zhuǎn)運率為每秒50微微克分子。所以經(jīng)過一陣活動（傳導沖動）后需要許多小時才能完全消除活動的后果。DNP對鋒電位的傳導無影響，Na+內(nèi)流，膜電位不變。DNP抑制鈉鉀泵的作用，不能排Na+,因而影響神經(jīng)的恢復。由此可見，所謂靜息狀態(tài)其實毫不平靜，鈉鉀泵不停地運轉(zhuǎn)著，而活動則常常是一觸即發(fā)的。精子的形成過程與卵細胞的形成過程的異同點（5.1生物的生殖）比較項目不同點相同點精子的形成卵細胞的形成染色體復制復制一次復制一次復制一次第一次分裂一個初級精母細推胞（2n）產(chǎn)生兩個大小相同的次級精母細胞（n）第二次分裂是否變態(tài)生殖細胞數(shù)及染色體第一次分裂一個初級精母