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)化成儲存著能量的有機物，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 · ? · 易錯點撥： 1、光合作用總反應(yīng)式兩邊的水不可輕易約去，因為反應(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：光合作用第一個階段中的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進行。在類囊體的薄膜上進行；光合作用的第二個階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都可以進行。在葉綠體基質(zhì)中進行。 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日光下產(chǎn)生的ATP推動PEP與CO2的結(jié)合，提高強光、高溫下的光合速率，在干旱時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貯存在葉肉細(xì)胞中；而C4植物的淀粉將會貯存于維管束鞘細(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物、硫化物、氨等作為供氫體兼碳源進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)等有機物的氧化分解。生物體內(nèi)的有機物在細(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（這是因為在化學(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。同樣多的有機化合物，進行無氧呼吸時，其產(chǎn)生的能量，比進行有氧呼吸時要少。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)個步驟，將能量轉(zhuǎn)移到還原性氫（化合價為+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，供生命活動使用。 植物呼吸作用過程：有機物（儲存能量）+氧（通過線粒體）→二氧化碳+水+能量 （3）呼吸速率：又稱呼吸強度。指在一定溫度下，單位重量的活細(xì)胞(組織)在單位時間內(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的強弱。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存蔬菜水果等的呼吸作用；充氮氣也可以降低氧氣的濃度，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鹽的吸收。 · 影響細(xì)胞呼吸的因素及實踐應(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，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濃度為零時只進行無氧呼吸；O2濃度為10%以下，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；O2 濃度為l0%以上，只進行有氧呼吸。? ②應(yīng)用：生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，藏少有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮時間。 (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)胞呼吸強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱。? ②應(yīng)用：在作物種子的儲藏時，將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機物的消耗。 · 思維拓展： 1、溫室中栽培農(nóng)作物提高產(chǎn)量的措施有兩個方面，提高光合強度和降低呼吸消耗。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)中最常考慮的是溫度。其他幾個因素不容易控制。 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)。 · 知識點撥： 1、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的不同點體現(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：同一生物個體的不同細(xì)胞一般都最終來自同一個細(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)爾文的進化論提供了理論基礎(chǔ)。 探究：環(huán)境因素對光合作用強度的影響 · 影響光合作用的因素及實踐應(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 光強度 影響光反應(yīng)階段，制約A1P及NADPH的產(chǎn)生，進而制約暗反應(yīng) ? 延長光合作用時通過輪作，延長全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進行光合作用的時間 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，以增加CO2濃度，如“正其行，通其風(fēng)” ②溫室中可增施有機肥，以增大CO2濃度 溫度 通過影響酶活性進而影響光合作用（主要制約暗反應(yīng)） ①大田中適時播種 ②溫室中，增加晝夜溫差，保證植物有機物的積累 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)物的運輸和積累 合理施肥促進葉面積增大，提高酶合成速率，增加光合作用速率；施用有機肥,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點時，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，光合速率不斷提高；當(dāng)?shù)絈點時，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、植物在光下實際合成有機物的速率為實際（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，植物積累有機物而生長；當(dāng)凈光合速率=0時，植物不能生長；當(dāng)凈光合速率<0時，植物不能生長，長時間處于此種狀態(tài)，植物將死亡。 達(dá)爾文進化論的內(nèi)容 · 達(dá)爾文進化論的內(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。 先進性：能夠科學(xué)地解釋生物進化的原因，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；對生物進化的解釋也局限于個體水平；強調(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）拉馬克的進化學(xué)說主要內(nèi)容： ①生物由古老生物進化而來的； ②由低等到高等逐漸進化的； ③生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于用進廢退與獲得性遺傳。 不足：缺少科學(xué)的支持觀點；過于強調(diào)環(huán)境因素的影響。 （3）意義：論證了生物是不斷進化的，并且對生物進化的原因提出了合理的解釋。 · 知識拓展： 1、拉馬克的進化學(xué)說主要內(nèi)容： ①生物由古老生物進化而來的； ②由低等到高等逐漸進化的； ③生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于用進廢退與獲得性遺傳。 2、不足：缺少科學(xué)的支持觀點；過于強調(diào)環(huán)境因素的影響。 3、意義：論證了生物是不斷進化的，并且對生物進化的原因提出了合理的解釋。 4、生存斗爭對生物某些個體的生存是不利的，但對物種的生存是有利的，并摧動生物的進化。 5、從表面上看，自然選擇是對一個個不同個體的選擇，實質(zhì)上是對個體所包含的變異進行選擇。? 6、生物的變異是不定向的，而生物進化的方向是定向的，這個方向指的是適應(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，是生物體進行一切生命活動的基礎(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，向性運動(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)能形式儲存在ATP中，以熱能形式散失。 · 有氧呼吸過程三個階段的比較: 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，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)有機物在氧氣參與下，進行氧化分解，產(chǎn)生的能量合成ATP，這個過程即為有氧呼吸。 4、細(xì)胞內(nèi)O2濃度為零時，細(xì)胞內(nèi)的ATP含量不為零，因為無氧呼吸分解有機物，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)和個人提供合同協(xié)議，策劃案計劃書，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-