第二章 生物的新陈代谢.docx
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第二章生物的新陈代谢
第二章生物的新陈代谢
第二生物的新陈代谢
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
具体说植物的新陈代谢包括:
(1)水分代谢──吸收、运输、利用、散失
(2)矿质代谢──吸收、运输和利用
(3)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
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),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:
半透膜
(2)组成渗透系统的条
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
①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
②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──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)
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
(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,99%的水散失,只有1%的水利用。
2从细胞水平看,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:
(一)植物需要的元素
1必需元素:
16种……
大量元素:
(9种)C、H、O、N、P、S、K、Mg、Ca
2按需要量分类微量元素:
(7种)……
3矿质元素:
──除C、H、O外,主要由根系从土壤中吸收的元素,如N、P、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H3-。
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H+和
HCO3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H+和HCO3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?
──载体和能量
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H3,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、、g
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
2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①含各种与光合作用有关的酶
(用挂图复习)②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)
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
①2H2──→4[H]+2
(1)物质变化
②ADP+Pi+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:
+2───→23────→6H126+H2
(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
不需要光,暗反应也不能在晚上(或无光条下)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如何?
葡萄糖中的、于二氧化碳H于水;生成的氧气的氧于水
(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
62+12H2───→6H126+62+12H2
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)*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
2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,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)6H126(葡萄糖)──→23H43(丙酮酸)+少量氢(4[H])+少量ATP(2ATP)
(2)23H43+6H2──→62+大量氢(20[H])+少量ATP(2ATP)
(3)24[H]+62──→12H2+大量ATP(34ATP)
总反应式:
6H126+6H2+62──→12H2+62+能量
1摩尔葡萄糖彻底分解后,放出总能量是2870千焦,其中有12千焦的能量贮存于ATP中,(约占437%)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)
┌─→22HH+22+能量
6H126─→23H43─┤
└─→23H63+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,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
1966千焦的能量,其中6008千焦的能量贮于ATP中
(四)有氧呼吸与无氧呼吸的比较
1本质一样,都是分解有机物,释放能量,从过程看,第一个阶段是相同的
2分解的产物不同,释放的能量的量不同
(五)呼吸作用的意义
为植物体的各项生命活动提供能量
细胞分裂
葡萄糖─→ATP─→ADP+Pi+能量──植株的生长
矿质元素的吸收
新物质的合成
小结:
1有氧呼吸的过程和无氧呼吸的过程
2呼吸作用的本质和意义
3呼吸作用和光合作用的比较
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