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