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1、关于专题二植物物的新陈代谢第一页，本课件共有29页渗透作用的原理，植物细胞的吸水和失水理解和掌握理解和掌握:了解了解:植物体内水分的运输、利用和散失，合理灌溉植物体内水分的运输、利用和散失，合理灌溉根对矿质元素的吸收，矿质元素的运输和利用植物必须的矿质元素，合理施肥植物必须的矿质元素，合理施肥；新陈代谢类型第二页，本课件共有29页理解新陈代谢与酶和理解新陈代谢与酶和ATP的关系的关系 新陈代谢是活细胞内全部有序的化学变化的总称，是生物体自我更新的过程。酶新陈代谢是活细胞内全部有序的化学变化的总称，是生物体自我更新的过程。酶和和ATP是新陈代谢过程中必不可少的两种物质。新陈代谢的一系列化学反应都
2、是新陈代谢过程中必不可少的两种物质。新陈代谢的一系列化学反应都是在酶的催化作用和是在酶的催化作用和ATP的供能条件下才能正常进行。的供能条件下才能正常进行。酶是活细胞产生的具有生物催化能力的一类有机物：酶是活细胞产生的具有生物催化能力的一类有机物：所有的活细胞均能产生；所有的活细胞均能产生；酶只有催化作用；酶只有催化作用；其化学本质绝大多数是蛋白质，少数是其化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA。酶具有高效性、。酶具有高效性、专一性等特性及需要适宜的条件。专一性等特性及需要适宜的条件。发散思维：发散思维：ATP与与ADP之间的相互转变是真正意义上的可逆反应吗？之间的相互转变是真正意义上的可逆反
3、应吗？ATP和和ADP可相互转化，可相互转化，ATP水解时释放的能量可用于各项生命活动；水解时释放的能量可用于各项生命活动；ADP合成合成ATP时所需能量，对于人和动物而言来自于呼吸作用，对于绿色时所需能量，对于人和动物而言来自于呼吸作用，对于绿色植物而言，则来自于呼吸作用和光合作用。植物而言，则来自于呼吸作用和光合作用。（1）从反应条件分析：）从反应条件分析：ATP水解是一种水解反应，催化该反应的酶是水解酶；水解是一种水解反应，催化该反应的酶是水解酶；ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。（2）从能量分析来看：）从能量分析来看：
4、ATP水解所释放的能量来自于高能磷酸键能，而合成水解所释放的能量来自于高能磷酸键能，而合成ATP所需的能量来自光合作用吸收的光能和呼吸作用分解有机物释放的化学能。所需的能量来自光合作用吸收的光能和呼吸作用分解有机物释放的化学能。（3）从）从ATP的合成与分解场所分析：的合成与分解场所分析：ATP合成的场所是细胞质基质、线合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而粒体和叶绿体，而ATP的分解场所较多。的分解场所较多。综上，在生物体内的反应可概括为综上，在生物体内的反应可概括为“物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为或解释为“物质是循环的，能量是不循环的物质是循环的，能
5、量是不循环的”。第三页，本课件共有29页高中教材中常出现的酶及其作用：高中教材中常出现的酶及其作用：各种水解酶；谷丙转氨酶：简称GTP，其主要作用是催化谷丙氨酸转化成丙氨酸；过氧化氢酶：广泛存在于动植物细胞及一些微生物中，主要作用是分解过氧化氢；酪氨酸酶：存在于人体的皮肤、毛发等处的细胞中，能将酪氨酸转变成黑色素；PEP羧化酶：能催化磷酸烯醇式丙酮酸发生羧化作用形成草酰乙酸，这是C4植物固定CO2过程中的反应；解旋酶：在DNA复制过程中，使DNA分子解旋形成DNA单链的酶；限制性内切酶：能识别双链DNA中特定的碱基序列，并能在特定的切点将之切割，露出特定的黏性末端。常在基因工程中处理目的基因和
6、运载体。DNA连结酶：能将限制性内切酶处理后的目的基因和运载体的黏性末端连结起来的酶，使相邻的核苷酸之间形成磷酸二酯键；逆转录酶：能以RNA为模板，合成DNA；溶菌酶：广泛存在动植物、微生物及其分泌物中，能溶解细菌细胞壁上的多糖。在医药上它是一种消炎酶，可使细菌失活，还可激活白细胞的吞噬功能，增强机体的抵抗力；固氮酶：能使大气中的氮还原为氨，存在于根瘤菌、蓝藻和圆褐固氮菌等微生物中 第四页，本课件共有29页酶的特性酶的特性温度和pH值影响低温：抑制低温：抑制高温：失活高温：失活过酸：失活过酸：失活过碱：失活过碱：失活第五页，本课件共有29页酶、激素、维生素比较酶：活细胞产生 催化作用（细胞内或
7、外）激素：内分泌腺或具分泌功能的细胞产生 调节作用维生素：一般不能合成，只能从食物中摄取 多数是酶辅助因子的组成成份高效高效微量微量高效高效第六页，本课件共有29页2、扩散、渗透与吸胀作用的区别、扩散、渗透与吸胀作用的区别 在一般情况下，分子运动的总趋势是从浓度高的地方向浓度低的地方运动。就生物体来讲，扩散作用是指在扩散物质运动方向之间没有膜作为屏障的分子运动。渗透作用是水分子或其他的溶剂分子通过半透膜的扩散，是扩散作用的一种特例。简单地说，通过半透膜的扩散作用叫渗透。不过气体（如O2、CO2等）通过半透膜的现象通常称为扩散作用。低浓度溶液(包括清水)中的水通过半透膜进入较高浓度溶液中的现象，
8、就叫渗透作用。植物细胞通过渗透作用吸收水分的方式叫渗透吸水。一般来讲，产生渗透作用必须有两个条件：有半透膜；膜两侧的溶液具有浓度差。吸胀作用不同于渗透作用。靠亲水物质（如淀粉、纤维素、蛋白质等）吸水膨胀的现象叫做吸胀作用。没有形成液泡的细胞可进行吸胀吸水。第七页，本课件共有29页发散思维：发散思维：理解原生质、原生质层、原生质体理解原生质、原生质层、原生质体 原生质是细胞内的生命物质，它的主要成分是蛋白质、脂类和核酸。在代谢过程中，原生质不断地自我更新。原生质包括细胞膜、细胞质和细胞核，但不包括细胞壁（细胞壁不是由原生质构成的），故一个动物细胞就是一小团原生质，而一个植物细胞因为包括细胞壁，故
9、不能称为一小团原生质。（化学组成上区分）原生质层包括细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质（细胞核及液泡里面的细胞液都是原生质的组成部分，但不是原生质层的组成部分），它是植物细胞特有的一种结构，具有选择透过性，与植物细胞的渗透作用有关。（细胞死亡后，原生质和原生质层都不复存在。）原生质体是指去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。(结构上区分）第八页，本课件共有29页绿色植物的新陈代谢绿色植物的新陈代谢渗渗透透作作用用的的原原理理 典型的典型的渗透装渗透装置必备置必备二个条二个条件：件：一一是具有是具有半半半半透膜透膜透膜透膜，二，二是半透膜是半透膜两侧具有两侧具有浓度差浓度差浓度差浓度差。
10、(2)植物的水分代谢：植物的水分代谢：渗透作用的原理、植物细胞的吸水渗透作用的原理、植物细胞的吸水和失水、植物体水分的运输、利用和散失，合理灌溉。和失水、植物体水分的运输、利用和散失，合理灌溉。第九页，本课件共有29页渗透装置的构成与水分的流动渗透装置的构成与水分的流动典型的渗透装置的构成必须具备两个条件：一是半透膜，二是半透膜两侧的浓度差。渗透作用的原理：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞将通过渗透作用失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞将通过渗透作用吸水。只有具有大液泡的成熟植物活细胞才能发生质壁分离。质壁分离与复原实验的意义：可判断细胞的死活：只有活细胞才有质壁分离与复原现象。测
11、定细胞液的浓度：将取材于同一部位制成的若干植物细胞临时装片，分别置于一系列不同浓度梯度的蔗糖溶液中，通过观察发生质壁分离的临界蔗糖溶液浓度来大致确定细胞液的浓度。反映细胞壁和原生质层的伸缩性大小。第十页，本课件共有29页绿色植物的新陈代谢绿色植物的新陈代谢植物体水分的运输、利用和散失植物体水分的运输、利用和散失1.1.运输运输运输运输第十一页，本课件共有29页绿色植物的新陈代谢绿色植物的新陈代谢水分代谢在农业和生活中的应用水分代谢在农业和生活中的应用1.盐碱地植物不易成活盐碱地植物不易成活;一次施肥过多造成一次施肥过多造成“烧苗烧苗”现象现象 原因原因:因土壤溶液浓度过高因土壤溶液浓度过高因土
12、壤溶液浓度过高因土壤溶液浓度过高,超过根细胞液浓度超过根细胞液浓度超过根细胞液浓度超过根细胞液浓度,导致根导致根导致根导致根不易吸水或因失水而造成不易吸水或因失水而造成不易吸水或因失水而造成不易吸水或因失水而造成“烧苗烧苗烧苗烧苗”2.夏季中午气孔关闭夏季中午气孔关闭:为了减少水分的过分蒸腾为了减少水分的过分蒸腾为了减少水分的过分蒸腾为了减少水分的过分蒸腾(保存水分保存水分保存水分保存水分)3.移栽幼苗或扦插枝条时要遮荫和去除一些叶片移栽幼苗或扦插枝条时要遮荫和去除一些叶片.原因原因:刚移栽或扦插时刚移栽或扦插时刚移栽或扦插时刚移栽或扦插时,植物根植物根植物根植物根(无根无根无根无根)不能很快
13、从土壤中吸水不能很快从土壤中吸水不能很快从土壤中吸水不能很快从土壤中吸水,遮荫和去除一些叶片是为了减弱蒸腾作用遮荫和去除一些叶片是为了减弱蒸腾作用遮荫和去除一些叶片是为了减弱蒸腾作用遮荫和去除一些叶片是为了减弱蒸腾作用,减少水分散失减少水分散失减少水分散失减少水分散失.4.移栽幼苗要带土块移栽幼苗要带土块.原因原因:为了防止损伤幼根及根毛为了防止损伤幼根及根毛为了防止损伤幼根及根毛为了防止损伤幼根及根毛,保证根的吸收功能保证根的吸收功能保证根的吸收功能保证根的吸收功能5.盐渍食品不易变质盐渍食品不易变质.原因原因:高浓度的溶液高浓度的溶液高浓度的溶液高浓度的溶液,使微生物大量失水死亡使微生物大
14、量失水死亡使微生物大量失水死亡使微生物大量失水死亡6.注射用生理盐水浓度为注射用生理盐水浓度为0.9%.原因原因:与人体内血浆无机盐浓度相当与人体内血浆无机盐浓度相当与人体内血浆无机盐浓度相当与人体内血浆无机盐浓度相当,是为了维持细胞的正是为了维持细胞的正是为了维持细胞的正是为了维持细胞的正常形态和功能常形态和功能常形态和功能常形态和功能第十二页，本课件共有29页第十三页，本课件共有29页光合色素及其物理性质与功能光合色素及其物理性质与功能叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两类。叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂
15、中。叶绿素a的分子式为 C55H72O5N4Mg，呈蓝绿色；叶绿素b的分子式为C55H70O6N4Mg，呈黄绿色。叶绿素吸收光的能力极强，如果把叶绿素的丙酮提取液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中有些波长的光被吸收了。因此，在光谱上就出现了黑线或暗带，这种光谱叫吸收光谱。叶绿素吸收光谱的最强区域有两个：一个是在波长为640nm660nm 的红光部分，另一个在波长为430nm450nm的蓝紫光部分。对其他光吸收较少，其中对绿光吸收最少，由于叶绿素吸收绿光最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。第十四页，本课件共有29页我们在做叶绿素的提取和分离实验时，还会看到一种现象：试管中的叶绿素的丙酮提取液在透射光
16、下是翠绿色的，而在反射光下是综红色的，这是叶绿素的荧光现象。叶绿体中的类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙黄色和黄色，功能是吸收蓝紫光。除此之外还具有保护叶绿素，防止强烈光照伤害叶绿素的功能。植物叶子呈现的颜色是叶子中各种色素的综合表现。其中主要是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素之 间的比例。一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为41，叶绿素a与叶绿素b的比约为31，叶黄素与胡萝卜素之比约21，由于叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，所以正常的叶子总是呈绿色。秋天，因低温、紫外线强烈等外界因素和叶片衰老等内部因素，叶绿素的合成速度低于分解的速度，叶绿素含量相对减少，而类胡萝卜素
17、分子比较稳定，不易破坏。所以叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色-黄色。至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷。体内可溶性糖多了，就形成了较多的花色素，同时秋天叶子内的pH值改变，叶内呈现酸性，使花色素表现出红色。第十五页，本课件共有29页生物的新陈代谢生物的新陈代谢二、光合作用：二、光合作用：光合作用的过程光合作用的过程(包括光能在叶绿体中的转换）包括光能在叶绿体中的转换）(CH2O)+O2CO2+H2O光能光能叶绿体叶绿体第十六页，本课件共有29页光反应与暗反应的关系：光反应与暗反应的关系：光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供H(还原剂还原剂)和和ATP(能量能量),暗反应为光反应
18、提供暗反应为光反应提供ADP和和Pi(物质原料物质原料)。紧密联系，同时进行。紧密联系，同时进行。CO2 C52C3(CH2O)供氢供氢酶酶多种酶参多种酶参加催化加催化O2HADP+PiATP 酶H2O叶绿体中叶绿体中的色素的色素光能光能第十七页，本课件共有29页酶酶光能在叶绿体中的转换叶叶绿绿体基体基质质中中三碳化合物在三碳化合物在酶酶的催化下，的催化下，接受接受ATP和和NADP释释放的放的能量并被能量并被NADP还还原，原，经经一系列一系列变变化，最化，最终终形成形成糖糖类类等富含等富含稳稳定化学能定化学能的有机物的有机物活活跃跃的化学的化学能能稳稳定的化学能定的化学能暗反暗反应应NAD
19、P+2e+H+NADPHADP+Pi+能量能量 ATP电电能能活活跃跃的化学的化学能能囊状囊状结结构构的薄的薄膜上膜上在光的照射下，少数在光的照射下，少数处处于特殊状于特殊状态态的叶的叶绿绿素素a，连续连续不断的不断的丢丢失失电电子和子和获获得得电电子，形成子，形成电电子子流。流。光能光能电电能能光反光反应应完成完成场场所所物物质变质变化化能量能量转换转换比比较较 项项目目第十八页，本课件共有29页三、关于总光合量与净光合量的比较三、关于总光合量与净光合量的比较 ：光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量实测植物氧气释放量 +细胞呼吸耗氧量。细胞
20、呼吸耗氧量。第十九页，本课件共有29页关于总光合量与净光合量的比较关于总光合量与净光合量的比较 ：光合作用实际光合作用实际COCO2 2消耗量消耗量=实测植物实测植物COCO2 2消耗量消耗量 +细胞呼吸细胞呼吸COCO2 2释放量释放量第二十页，本课件共有29页关于总光合量与净光合量的比较关于总光合量与净光合量的比较 ：光合作用葡萄糖净生产量（葡萄糖积累量）光合作用葡萄糖净生产量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖生产量光合作用实际葡萄糖生产量 细胞呼吸葡萄糖消耗量细胞呼吸葡萄糖消耗量第二十一页，本课件共有29页四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用四、影响光合作用速率的因素及在农业上的
21、应用：光照强度光照强度A A点光照强度为点光照强度为0 0，只进行呼吸作用。，只进行呼吸作用。ABAB段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强；段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强；到到B B点时，呼吸作用释放的点时，呼吸作用释放的COCO2 2全部用于光合作用，全部用于光合作用，即光合作用强度即光合作用强度=呼吸作用强度，称呼吸作用强度，称B B点为光补偿点。点为光补偿点。BCBC段表明随光照强度不断加强，光合作用强度不断加段表明随光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到强，到C C点以上不再加强了点以上不再加强了,C,C点为光合作用的饱和点。点为光合作用的饱和点。C C第二十二页，本课件
22、共有29页光照强度光照强度在生产上的应用：在生产上的应用：适当提高光照强度；适当提高光照强度；延长光合作用时间；延长光合作用时间；增加光合作用面积增加光合作用面积合理密植；合理密植；对温室大棚用无色透明玻璃。对温室大棚用无色透明玻璃。C C四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用：第二十三页，本课件共有29页在生产上的应用：在生产上的应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，使中下适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
23、温室栽培植物时，可增加光合物，造成不必要的浪费。温室栽培植物时，可增加光合作用面积，作用面积，合理密植合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。是增加光合作用面积的一项重要措施。光合面积光合面积（叶面积指数（叶面积指数=总叶面积土地面积）总叶面积土地面积）A光合作用实际量光合作用实际量B干物质量干物质量C呼吸量呼吸量物物质质量量0 2 4 6 8叶面积指数叶面积指数第二十四页，本课件共有29页在生产上的应用：在生产上的应用：温室栽培植物时适当提高室内温室栽培植物时适当提高室内COCO2 2的浓度，如放一的浓度，如放一定量的干冰或多施有机肥，使根部吸收的定量的干冰或多施有机肥，使根部吸收的COC
24、O2 2增增多。大田生产应多。大田生产应“正其行，通其风正其行，通其风”，即为其提高，即为其提高COCO2 2浓度而增加产量。浓度而增加产量。3 3二氧化碳浓度二氧化碳浓度A光光合合速速率率0 2浓度浓度四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用：第二十五页，本课件共有29页在生产上的应用：在生产上的应用：适时播种；适时播种；温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温；温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温；植物植物“午休午休”现象原因之一现象原因之一 。温度温度四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用四、影响光合作用速率的因素及在农业上
25、的应用：第二十六页，本课件共有29页P P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到当到Q Q点时，横坐标所表示的因子，不再是影响光点时，横坐标所表示的因子，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子。提高图示的其他因子。多因子影响多因子影响关键点：关键点：四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用四、影响光合作用速率的因素及在农业上的应用：第二十七页，本课件共有29页绿色植物的新陈代谢绿色
26、植物的新陈代谢CO2+H2O光能光能叶绿体叶绿体（CH2O）+O2原料原料条件条件产物产物怎样才能提高光合怎样才能提高光合怎样才能提高光合怎样才能提高光合作用效率？请同学作用效率？请同学作用效率？请同学作用效率？请同学们讨论。们讨论。们讨论。们讨论。增增加加C COO2 2 浓浓度度增增加加水水分分供供给给延延长长光光照照时时间间增增 加加 温温 度度增增强强光光照照强强度度增增加加光光照照面面积积四、提高农作物的光合作用效率四、提高农作物的光合作用效率增增加加矿矿质质元元素素因素因素:气、水、气、水、光、光、热、肥热、肥第二十八页，本课件共有29页绿色植物的新陈代谢绿色植物的新陈代谢因因 素
27、素生产实践生产实践大田大田温室温室光光COCO2 2浓度浓度温度温度H H2 2O O矿质元素矿质元素延长光照时间（轮作）；增大光合延长光照时间（轮作）；增大光合延长光照时间（轮作）；增大光合延长光照时间（轮作）；增大光合作用面积（间作套种、合理密植）作用面积（间作套种、合理密植）作用面积（间作套种、合理密植）作用面积（间作套种、合理密植）放一定量的干冰放一定量的干冰放一定量的干冰放一定量的干冰施有机肥施有机肥施有机肥施有机肥用无色透明玻璃用无色透明玻璃用无色透明玻璃用无色透明玻璃正其行，通其风、正其行，通其风、正其行，通其风、正其行，通其风、施有机肥施有机肥施有机肥施有机肥适时播种适时播种适时播种适时播种植物植物植物植物“午休午休午休午休”现象是温度过高现象是温度过高现象是温度过高现象是温度过高白天提高温度白天提高温度白天提高温度白天提高温度夜间降低温度夜间降低温度夜间降低温度夜间降低温度合理灌溉合理灌溉合理灌溉合理灌溉合理施肥合理施肥合理施肥合理施肥（N N、P P、KK对光合作用、植株生长的作用）对光合作用、植株生长的作用）对光合作用、植株生长的作用）对光合作用、植株生长的作用）提高农作物的光合作用效率提高农作物的光合作用效率第二十九页，本课件共有29页