專題二植物物的新陳代謝

關(guān)于專題二植物物的新陳代謝第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二滲透作用的原理，植物細(xì)胞的吸水和失水理解和掌握:了解:植物體內(nèi)水分的運(yùn)輸、利用和散失，合理灌溉根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收，礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用植物必須的礦質(zhì)元素，合理施肥；新陳代謝類型第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二理解新陳代謝與酶和ATP的關(guān)系

新陳代謝是活細(xì)胞內(nèi)全部有序的化學(xué)變化的總稱，是生物體自我更新的過程。酶和ATP是新陳代謝過程中必不可少的兩種物質(zhì)。新陳代謝的一系列化學(xué)反應(yīng)都是在酶的催化作用和ATP的供能條件下才能正常進(jìn)行。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化能力的一類有機(jī)物：①所有的活細(xì)胞均能產(chǎn)生；②酶只有催化作用；③其化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專一性等特性及需要適宜的條件。發(fā)散思維：①ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)變是真正意義上的可逆反應(yīng)嗎？

ATP和ADP可相互轉(zhuǎn)化，ATP水解時(shí)釋放的能量可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)；ADP合成ATP時(shí)所需能量，對(duì)于人和動(dòng)物而言來自于呼吸作用，對(duì)于綠色植物而言，則來自于呼吸作用和光合作用。（1）從反應(yīng)條件分析：ATP水解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶是水解酶；ATP的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。（2）從能量分析來看：ATP水解所釋放的能量來自于高能磷酸鍵能，而合成ATP所需的能量來自光合作用吸收的光能和呼吸作用分解有機(jī)物釋放的化學(xué)能。（3）從ATP的合成與分解場(chǎng)所分析：ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，而ATP的分解場(chǎng)所較多。綜上，在生物體內(nèi)的反應(yīng)可概括為“物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的”或解釋為“物質(zhì)是循環(huán)的，能量是不循環(huán)的”。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二②高中教材中常出現(xiàn)的酶及其作用：⑴各種水解酶；⑵谷丙轉(zhuǎn)氨酶：簡(jiǎn)稱GTP，其主要作用是催化谷丙氨酸轉(zhuǎn)化成丙氨酸；⑶過氧化氫酶：廣泛存在于動(dòng)植物細(xì)胞及一些微生物中，主要作用是分解過氧化氫；⑷酪氨酸酶：存在于人體的皮膚、毛發(fā)等處的細(xì)胞中，能將酪氨酸轉(zhuǎn)變成黑色素；⑸PEP羧化酶：能催化磷酸烯醇式丙酮酸發(fā)生羧化作用形成草酰乙酸，這是C4植物固定CO2過程中的反應(yīng)；⑹解旋酶：在DNA復(fù)制過程中，使DNA分子解旋形成DNA單鏈的酶；⑺限制性內(nèi)切酶：能識(shí)別雙鏈DNA中特定的堿基序列，并能在特定的切點(diǎn)將之切割，露出特定的黏性末端。常在基因工程中處理目的基因和運(yùn)載體。⑻DNA連結(jié)酶：能將限制性內(nèi)切酶處理后的目的基因和運(yùn)載體的黏性末端連結(jié)起來的酶，使相鄰的核苷酸之間形成磷酸二酯鍵；⑼逆轉(zhuǎn)錄酶：能以RNA為模板，合成DNA；⑽溶菌酶：廣泛存在動(dòng)植物、微生物及其分泌物中，能溶解細(xì)菌細(xì)胞壁上的多糖。在醫(yī)藥上它是一種消炎酶，可使細(xì)菌失活，還可激活白細(xì)胞的吞噬功能，增強(qiáng)機(jī)體的抵抗力；⑾固氮酶：能使大氣中的氮還原為氨，存在于根瘤菌、藍(lán)藻和圓褐固氮菌等微生物中第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二酶的特性溫度和pH值影響低溫：抑制高溫：失活過酸：失活過堿：失活第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二酶、激素、維生素比較酶：活細(xì)胞產(chǎn)生

催化作用（細(xì)胞內(nèi)或外）激素：內(nèi)分泌腺或具分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生

調(diào)節(jié)作用維生素：一般不能合成，只能從食物中攝取

多數(shù)是酶輔助因子的組成成份高效微量高效第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二2、擴(kuò)散、滲透與吸脹作用的區(qū)別在一般情況下，分子運(yùn)動(dòng)的總趨勢(shì)是從濃度高的地方向濃度低的地方運(yùn)動(dòng)。就生物體來講，擴(kuò)散作用是指在擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向之間沒有膜作為屏障的分子運(yùn)動(dòng)。滲透作用是水分子或其他的溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散，是擴(kuò)散作用的一種特例。簡(jiǎn)單地說，通過半透膜的擴(kuò)散作用叫滲透。不過氣體（如O2、CO2等）通過半透膜的現(xiàn)象通常稱為擴(kuò)散作用。低濃度溶液(包括清水)中的水通過半透膜進(jìn)入較高濃度溶液中的現(xiàn)象，就叫滲透作用。植物細(xì)胞通過滲透作用吸收水分的方式叫滲透吸水。一般來講，產(chǎn)生滲透作用必須有兩個(gè)條件：①有半透膜；②膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。吸脹作用不同于滲透作用。靠親水物質(zhì)（如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等）吸水膨脹的現(xiàn)象叫做吸脹作用。沒有形成液泡的細(xì)胞可進(jìn)行吸脹吸水。第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)散思維：①理解原生質(zhì)、原生質(zhì)層、原生質(zhì)體原生質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì)，它的主要成分是蛋白質(zhì)、脂類和核酸。在代謝過程中，原生質(zhì)不斷地自我更新。原生質(zhì)包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，但不包括細(xì)胞壁（細(xì)胞壁不是由原生質(zhì)構(gòu)成的），故一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一小團(tuán)原生質(zhì)，而一個(gè)植物細(xì)胞因?yàn)榘?xì)胞壁，故不能稱為一小團(tuán)原生質(zhì)。（化學(xué)組成上區(qū)分）原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜以及這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)（細(xì)胞核及液泡里面的細(xì)胞液都是原生質(zhì)的組成部分，但不是原生質(zhì)層的組成部分），它是植物細(xì)胞特有的一種結(jié)構(gòu)，具有選擇透過性，與植物細(xì)胞的滲透作用有關(guān)。（細(xì)胞死亡后，原生質(zhì)和原生質(zhì)層都不復(fù)存在。）原生質(zhì)體是指去除了植物細(xì)胞壁以后所剩下的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)。(結(jié)構(gòu)上區(qū)分）第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二綠色植物的新陳代謝滲透作用的原理典型的滲透裝置必備二個(gè)條件：一是具有半透膜，二是半透膜兩側(cè)具有濃度差。(2)植物的水分代謝：滲透作用的原理、植物細(xì)胞的吸水和失水、植物體水分的運(yùn)輸、利用和散失，合理灌溉。第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二滲透裝置的構(gòu)成與水分的流動(dòng)⑴典型的滲透裝置的構(gòu)成必須具備兩個(gè)條件：一是半透膜，二是半透膜兩側(cè)的濃度差。⑵滲透作用的原理：當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞將通過滲透作用失水；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞將通過滲透作用吸水。⑶只有具有大液泡的成熟植物活細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離。⑷質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的意義：①可判斷細(xì)胞的死活：只有活細(xì)胞才有質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象。②測(cè)定細(xì)胞液的濃度：將取材于同一部位制成的若干植物細(xì)胞臨時(shí)裝片，分別置于一系列不同濃度梯度的蔗糖溶液中，通過觀察發(fā)生質(zhì)壁分離的臨界蔗糖溶液濃度來大致確定細(xì)胞液的濃度。③反映細(xì)胞壁和原生質(zhì)層的伸縮性大小。第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二綠色植物的新陳代謝植物體水分的運(yùn)輸、利用和散失1.運(yùn)輸?shù)?1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二綠色植物的新陳代謝水分代謝在農(nóng)業(yè)和生活中的應(yīng)用1.鹽堿地植物不易成活;一次施肥過多造成“燒苗”現(xiàn)象原因:

因土壤溶液濃度過高,超過根細(xì)胞液濃度,導(dǎo)致根不易吸水或因失水而造成“燒苗”2.夏季中午氣孔關(guān)閉:為了減少水分的過分蒸騰(保存水分)3.移栽幼苗或扦插枝條時(shí)要遮蔭和去除一些葉片.原因:

剛移栽或扦插時(shí),植物根(無根)不能很快從土壤中吸水,遮蔭和去除一些葉片是為了減弱蒸騰作用,減少水分散失.4.移栽幼苗要帶土塊.原因:為了防止損傷幼根及根毛,保證根的吸收功能5.鹽漬食品不易變質(zhì).原因:高濃度的溶液,使微生物大量失水死亡6.注射用生理鹽水濃度為0.9%.原因:與人體內(nèi)血漿無機(jī)鹽濃度相當(dāng),是為了維持細(xì)胞的正常形態(tài)和功能第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二Welcometostudybiology!二輪復(fù)習(xí)第7課時(shí)光合作用第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二光合色素及其物理性質(zhì)與功能①葉綠體是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器。②葉綠體中的光合色素有葉綠素和類胡蘿卜素兩類。③葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b兩種，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑中。④葉綠素a的分子式為C55H72O5N4Mg，呈藍(lán)綠色；葉綠素b的分子式為C55H70O6N4Mg，呈黃綠色。⑤葉綠素吸收光的能力極強(qiáng)，如果把葉綠素的丙酮提取液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中有些波長(zhǎng)的光被吸收了。因此，在光譜上就出現(xiàn)了黑線或暗帶，這種光譜叫吸收光譜。⑥葉綠素吸收光譜的最強(qiáng)區(qū)域有兩個(gè)：一個(gè)是在波長(zhǎng)為640nm～660nm的紅光部分，另一個(gè)在波長(zhǎng)為430nm～450nm的藍(lán)紫光部分。對(duì)其他光吸收較少，其中對(duì)綠光吸收最少，由于葉綠素吸收綠光最少，所以葉綠素的溶液呈綠色。第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二⑦我們?cè)谧鋈~綠素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，還會(huì)看到一種現(xiàn)象：試管中的葉綠素的丙酮提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是綜紅色的，這是葉綠素的熒光現(xiàn)象。⑧葉綠體中的類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素兩種，顏色分別是橙黃色和黃色，功能是吸收藍(lán)紫光。除此之外還具有保護(hù)葉綠素，防止強(qiáng)烈光照傷害葉綠素的功能。⑨植物葉子呈現(xiàn)的顏色是葉子中各種色素的綜合表現(xiàn)。其中主要是綠色的葉綠素和黃色的類胡蘿卜素之間的比例。一般來說，正常葉子的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例約為4∶1，葉綠素a與葉綠素b的比約為3∶1，葉黃素與胡蘿卜素之比約2∶1，由于葉綠素比黃色的類胡蘿卜素多，所以正常的葉子總是呈綠色。⑩秋天，因低溫、紫外線強(qiáng)烈等外界因素和葉片衰老等內(nèi)部因素，葉綠素的合成速度低于分解的速度，葉綠素含量相對(duì)減少，而類胡蘿卜素分子比較穩(wěn)定，不易破壞。所以葉片逐漸呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色----黃色。至于紅葉，是因?yàn)榍锾旖禍?，體內(nèi)積累較多的糖分以適應(yīng)寒冷。體內(nèi)可溶性糖多了，就形成了較多的花色素，同時(shí)秋天葉子內(nèi)的pH值改變，葉內(nèi)呈現(xiàn)酸性，使花色素表現(xiàn)出紅色。第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二生物的新陳代謝二、光合作用：光合作用的過程(包括光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換）(CH2O)+O2CO2+H2O光能葉綠體第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H](還原劑)和ATP(能量),暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi(物質(zhì)原料)。緊密聯(lián)系，同時(shí)進(jìn)行。CO2C52C3(CH2O)供氫酶多種酶參加催化O2[H]ADP+PiATP酶H2O葉綠體中的色素光能第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二酶酶光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換葉綠體基質(zhì)中三碳化合物在酶的催化下，接受ATP和NADP釋放的能量并被NADP還原，經(jīng)一系列變化，最終形成糖類等富含穩(wěn)定化學(xué)能的有機(jī)物活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能暗反應(yīng)NADP++2e+H+NADPHADP+Pi+能量ATP電能→活躍的化學(xué)能囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上在光的照射下，少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a，連續(xù)不斷的丟失電子和獲得電子，形成電子流。光能→電能光反應(yīng)完成場(chǎng)所物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)換比較項(xiàng)目第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二三、關(guān)于總光合量與凈光合量的比較：１．光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量（葉綠體產(chǎn)氧量）=ＡＢ實(shí)測(cè)植物氧氣釋放量+細(xì)胞呼吸耗氧量。第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二關(guān)于總光合量與凈光合量的比較：２．光合作用實(shí)際CO2消耗量=ＡＢ實(shí)測(cè)植物CO2消耗量+細(xì)胞呼吸CO2釋放量第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二關(guān)于總光合量與凈光合量的比較：３．光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量（葡萄糖積累量）=ＡＢ光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量–

細(xì)胞呼吸葡萄糖消耗量第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二四、影響光合作用速率的因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

：１．光照強(qiáng)度A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行呼吸作用。AB段表明隨光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用逐漸加強(qiáng)；到B點(diǎn)時(shí)，呼吸作用釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度，稱B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段表明隨光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了,C點(diǎn)為光合作用的飽和點(diǎn)。ＡＢC第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二１．光照強(qiáng)度在生產(chǎn)上的應(yīng)用：適當(dāng)提高光照強(qiáng)度；延長(zhǎng)光合作用時(shí)間；增加光合作用面積—合理密植；對(duì)溫室大棚用無色透明玻璃。ＡＢC四、影響光合作用速率的因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

：第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二在生產(chǎn)上的應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長(zhǎng)，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。溫室栽培植物時(shí)，可增加光合作用面積，合理密植是增加光合作用面積的一項(xiàng)重要措施。２．光合面積（葉面積指數(shù)=總?cè)~面積／土地面積）A光合作用實(shí)際量B干物質(zhì)量C呼吸量物質(zhì)量02468葉面積指數(shù)第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二在生產(chǎn)上的應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)適當(dāng)提高室內(nèi)CO2的濃度，如放一定量的干冰或多施有機(jī)肥，使根部吸收的CO2增多。大田生產(chǎn)應(yīng)“正其行，通其風(fēng)”，即為其提高CO2濃度而增加產(chǎn)量。3．二氧化碳濃度A光合速率0ＣＯ2濃度四、影響光合作用速率的因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

：第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期二在生產(chǎn)上的應(yīng)用：適時(shí)播種；溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫；植物“午休”