【每日一题】第二章生物的新陈代谢第二节绿色植物

第二章生物的新陈代谢

第二节 绿色植物的代谢

一.水代谢

教学目的：1.掌握植物细胞吸收、运输和流失水分的全过程

2.了解成熟植物细胞的渗透吸水原理

3.了解植物蒸腾的概念及其意义

教学点与难点：植物细胞的渗透吸水

回顾：细胞的构成物质（成分）有哪些？── 包括水、无机盐和各种有机物

植物代谢的内容包括这些物质的吸收、利用、合成、分解和排出。

具体来说，植物的新陈代谢包括：

(１）水代谢——吸收、运输、利用、流失

(２）矿物质代谢——吸收、运输和利用

(３）有机物与能量的新陈代谢──光合作用与呼吸作用

绿色植物必须先吸收无机物，才能合成有机物。因此，植物的新陈代谢是从无机物的新陈代谢开始的。

一.水代谢

1.吸水的器官——根部（最活跃的部分是：根尖处的根毛带细胞是成熟带的细胞） 简要介绍根部四个部分的结构和功能尖结合根尖结构图

根帽 - 保护; 分生组织（生长点） - 具有分裂能力的伸长区 - 细胞快速伸长

成熟区（根毛区）——吸收水分和无机盐

吸水：在液泡（条件）形成之前，原因是有亲水性物质

2.吸水的主要途径

渗透吸水：大液泡形成后，主要以这种方式吸收水分

3.渗透吸水率

（1)渗透——水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜扩散，称为渗透

使用实验来阐明什么是渗透。

从上述实验可以看出，渗透发生在一个渗透系统中，但要形成一个渗透系统，必须满足两个条件：半透膜

(2)构成渗透系统的条件

浓度差

(3)放置在溶液中的成熟植物细胞也形成渗透系统

①原生质层（由细胞膜、液泡膜和两膜之间的原生质组成）相当于一个选择性渗透膜

②细胞液有一定浓度

因此，当将成熟的植物细胞置于溶液中时，会发生渗透作用，如质壁分离实验所示。

如何进行实验...

质壁分离 - 原生质与细胞壁的分离称为质壁分离。

质粒分离恢复——将经过质壁分离的细胞放入清水中，原生质层和液泡逐渐恢复原状。这种现象称为质壁分离恢复。

(4)渗透水吸收和渗透水损失的条件——取决于浓度差

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失水；

当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，植物细胞会通过渗透作用吸收水分；

4.水分输送

输送结构─管道，水主要通过管道输送。

运输途径：根（被根毛区细胞从土壤中吸收）-→茎-→叶-→消散（通过气孔）

5.利用(1)参与光合作用等代谢活动：公众只占1%左右

（2)通过蒸腾流失到大气中：约 99%

6.蒸腾失水的含义（稍微解释一下）

(1)是植物吸收水分、促进体内水分运输的主要动力

(2)促进植物水溶性矿质营养物质的运输

(3)可以降低植物体尤其是叶子的温度，避免强烈的阳光灼伤

总结：1.从个体层面来说，根是主要的吸水器官。水分通过根、茎和叶的管道输送到各个器官。然后，99% 的水流失，只有 1% 的水被使用。

2.从细胞水平看，植物细胞主要通过渗透吸收水分，水分参与各种生理活动。

二.矿物质代谢

教学目的：1.了解植物生命的基本元素和分类，掌握矿物元素的概念

2.掌握矿物元素吸收利用的过程

教学重点：吸收矿物元素的过程

教学难点：植物吸收矿物质元素的选择性

点评：1.根毛区细胞吸收水分的主要途径有哪些？

2.根毛区的细胞能否吸收土壤中的水分取决于什么？

新班级：

(一). 植物需要的元素

1.所需元素：16...

宏观元素：（9种）C、H、O、N、P、S、K、Mg、Ca

2.微量元素所需量：（7种）…  

3.矿物元素：——除C、H、O外，主要由根系从土壤中吸收的元素，如N、P、K等4.重要作用：(1)@ >构成植物体的成分(2)调节植物生命活动的功能。

一旦缺少某种矿物元素，就会出现相应的症状（彩图五)

(二)根系吸收矿物质元素的过程

1.交换吸附：

根细胞呼吸产生二氧化碳，溶于水产生碳酸，可解离成

H+ 和 HCO3-。这两种离子被吸附在细胞膜表面。

原生质体既有正电荷也有负电荷，通常保护电荷平衡，因此，细胞膜

当一个正离子被吸附时，一个正离子必须同时被释放，一个负离子必须同时被吸附。

释放出负离子，称为交换吸附。据此，根细胞表面的H+和

HCO3 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外表面，根细胞膜上的H+和HCO3不断释放到土壤溶液中。细胞膜外的矿物离子

进入细胞，要经历另一个过程。

2.主动运输

主动运输需要什么条件？- 载体和能量

能量是由线粒体通过有氧呼吸产生的。可见，根系对矿物质元素的吸收与呼吸有关。

关系密切，呼吸为交换吸附提供H+和HCO3，也为主动运输提供能量。

载波由小区本身决定。不同的植物细胞含有不同种类和数量的载体，这就决定了植物对矿物离子的吸收具有选择性。

(三)植物对离子的吸收具有选择性

取决于细胞膜上载体的种类和数量，与土壤溶液中的离子浓度不成正比

比较：植物吸收水分和吸收矿物离子

吸水性：主要通过渗透作用吸收水分，主要由浓度差决定。

矿物元素的吸附：(1)交换吸附(2)主动运输与离子浓度无关，与载体有关

结论：吸水和矿物元素吸收是两个相对独立的过程

(四)交通与利用

运输与水同时进行，而利用分为两种情况：

1. 可重复使用（可移除）：如N、P、K、Mg

这些离子进入细胞后，以游离状态存在，或与其他物质结合形成不稳定的化合物。随着细胞的老化，这些离子会被转移到年轻的组织中被重复使用。如果它们缺乏，老叶（旧组织）首先受苦并变得病态。

2.不能重复使用（不可移除）：例如

这些离子进入细胞后细胞新陈代谢，与其他化合物结合形成稳定的化合物。这些离子通常留在已经长出的叶子（组织）中，不能重复使用。

摘要：1.植物需要的元素

2.矿物元素离子吸收的过程

3.用法

三.光合作用

教学目的：1.了解光合作用的场所——叶绿体的相关结构特征；了解光合作用的重要性

2.掌握光合作用的过程

教学重点与教学难点：光反应与暗反应的过程

点评：1.矿质元素在什么状态下存在并被根系吸收？

2.根系吸收矿质元素的过程有哪两个步骤？它与呼吸有什么关系？

绿色植物的生命除了从土壤中吸收水分和矿物质元素外，还需要葡萄糖等有机物质。那么，有机物从何而来？归根结底，绿色植物是通过光合作用制成的。

(一)光合作用的场所——叶绿体

1.叶绿体的结构特征 ①含有与光合作用有关的多种酶

（用挂图查看） ②含有各种颜料

2.叶绿体中色素的种类和作用

叶绿素a（蓝绿色）

叶绿素

(1)叶绿体色素叶绿素b(黄绿色)

胡萝卜素（橙黄色）

类胡萝卜素

叶黄素（黄色）

(2)各种色素的作用：吸收可见光进行光合作用。

叶绿素：主要吸收红蓝紫光

类胡萝卜素：主要吸收蓝紫色光

(二)光合作用的过程

1.光反应光解

① 2H2o──→4[H]＋O2

(1)材质变化

② ADP＋Pi＋能量──→ATP

（2)能量变化：光能──→活性化学能（储存在ATP中）

2.黑暗反应

(1)物质变化：C5＋CO2────→2C3────→ C6H12O6＋H2O

（2)能量变化：活性化学能─→稳定的化学能（储存在ATP中）

3.明暗反应之间的联系

光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应提供[H]和ATP。因此，虽然暗反应

不需要光，不能在夜间（或没有光的情况下）单独进行暗反应。

4.解释以下问题

(1)光合作用的反应物是什么？各参与哪一步？

水─光反应二氧化碳─暗反应

(2)光合作用的产物是什么？它们是在什么反应过程中产生的？

葡萄糖 ─ 暗反应 水 ─ 暗反应 氧气 ─ 亮反应

（3)产品中各种元素的来源是什么？

葡萄糖中的C和O来自二氧化碳细胞新陈代谢，H来自水；产生的氧气中的氧气来自于水

（4)明暗反应可以独立进行吗？

否，因为暗反应需要光反应来提供 [H] 和 ATP

(三)光合作用的一般反应式

6CO2＋12H2O────→C6H12O6＋6O2＋12H2O

写此反应时，请记住以下几点

（1)光合作用涉及水分解和水生成，在反应式中不能抵消

（2)“─→”不能写成“=”

(3) O* 是一种标记方法，别忘了写

摘要：1.光合作用场所

2.光合作用的过程

3.光合作用反应通式

四.呼吸

教学目的：1.掌握有氧和无氧呼吸的详细过程和概念

2.了解呼吸的本质和意义

教学重点：有氧和无氧呼吸的过程

教学难点：有氧呼吸的三个阶段

点评：1.明暗反应会产生什么？

2.光合作用的本质是什么？写出反应式

植物通过光合作用将光能转化为化学能，储存在有机物中，但储存在有机物中的能量不能直接利用，植物的生命活动始终离不开能量。植物如何释放能量进行生命活动？这涉及呼吸。

有氧呼吸

(一)呼吸类型

无氧呼吸

(二)有氧呼吸(主要形式)

1.主站点——线粒体

2.整个过程

(1) C6H12O6(葡萄糖)──→2C3H4O3(丙酮酸)+少量氢(4[H])+少量ATP(2ATP)

(2) 2C3H4O3 + 6H2O──→6CO2 + 大量氢气 (20[H]) + 少量 ATP (2ATP)

(3) 24[H]+6O2──→12H2O+大量ATP(34ATP)

总反应式：

C6H12O6+6H2O+6O2──→12H2O+6CO2+能量

1摩尔葡萄糖完全分解后，释放的总能量为2870 kJ，其中1255 kJ储存在ATP中，其他能量以热的形式损失掉（约43.7%）。

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，将糖类等有机物质完全氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。

(三)无氧呼吸

1.厌氧呼吸与发酵的概念

2.流程（分两个阶段）

┌─→2C2H5OH+2CO2+能量

C6H12O6─→2C3H4O3─┤

└─→2C3H6O3+能源

第一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

由于无氧呼吸分解成不完全的氧化产物，还有很多能量没有释放出来，所以无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少得多。例如：1摩尔葡萄糖分解成乳酸，它只产生

196.65kJ 的能量，其中 60.08kJ 的能量储存在 ATP 中。

(四)有氧和无氧呼吸比较

1.本质是一样的，都是分解有机物，释放能量。从流程上看，第一阶段是一样的

2.分解的产物不同，释放的能量不同

(五).呼吸的意思

为植物的各种生命活动提供能量

细胞分裂

葡萄糖─→ATP─→ADP+Pi+能量─植物生长

吸收矿物元素

新物质的合成

总结：1.有氧呼吸的过程和无氧呼吸的过程

2.呼吸的本质和意义

3.呼吸作用和光合作用的比较

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