光合作用的过程

光合作用的过程之袁州冬雪创作
•光合作用过程：1、光合作用的概念：
绿色植物通过叶绿体，操纵光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，而且释放出氧气的过程.
2、光合作用图
解：
3、光合作用的总反应式及各元素去向
•光反应与暗反应的比较：
条件光、色素、酶、水、ADP、
Pi
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5
•易错点拨：1、光合作用总反应式双方的水不成轻易约去，因为反应物中的水在光反应阶段消耗，而产品中的水则在暗反应阶段发生.2、催化光反应与暗反应的酶的分布场合分歧，前者分布在类囊体薄膜上，后者分布在叶绿体基质中.
•知识拓展：
1、氮可以提高光合作用的效率的原因是：氮是许多种酶的
组成成分光合作用的场合：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才干停止.在类囊体的薄膜上停止；光合作用的第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以停止.在叶绿
体基质中停止.
2、玉米是C4植物，其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，可以停止光合作用的暗反应.C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物.
①四碳植物能操纵强日光下发生的ATP推动PEP与CO2的连系，提高强光、高温下的光合速率，在干旱时可以部分地收缩气孔孔径，减少蒸腾失水，而光合速率降低的程度就相对较小，从而提高了水分在四碳植物中的操纵率.
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长.C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中；而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，维管束鞘细胞不
含叶绿体.
3、光合细菌：操纵光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌.光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下停止不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢才能的革兰氏阴性菌，是一类以光作为动力、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下操纵自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源停止光合作用的微生物.光合细菌广泛分布于自
然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区.
呼吸作用
•呼吸作用：1、概念：生物的生命活动都需要消耗能量，这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解.生物体内的有机物在细胞内颠末一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产品，而且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用（又叫生物氧化）.
（1）呼吸作用是一种酶促氧化反应.虽名为氧化反应，不管有无氧气参与，都可称作呼吸作用（这是因为在化学上，有电子转移的反应过程，皆可称为氧化）.有氧气参与时的呼吸作用，称之为有氧呼吸；没氧气参与的反应，则称为无氧呼吸.同样多的有机化合物，停止无氧呼吸时，其发生的能量，比停止有氧呼吸时要少.有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内分歧的反应，与生物体没直接关系.即使是呼吸氧气的生物，其细胞内，也可以停止无氧呼吸.
（2）呼吸作用的目标，是透过释放食物里之能量，以制造三磷酸腺苷（ATP），即细胞最主要的直接能量供应者.呼吸作用的过程，可以比较为氢与氧的燃烧，但二者间最大分别是：呼吸作用透过一连串的反应步调，一步步使食物中的能量放出，而非像燃烧般的一次性释放.在呼吸作用中，三大
营养物质：碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸，被分解成更小的分子，透过数个步调，将能量转移到还原性氢（化合价为+1的氢）中.最后颠末一连串的电子传递链，氢被氧化生成水；原本贮存在其中的能量，则转移到ATP分子上，供生命活动使用.
植物呼吸作用过程：有机物（储存能量）+氧（通过线粒体）→二氧化碳+水+能量
（3）呼吸速率：又称呼吸强度.指在一定温度下，单位重量的活细胞(组织)在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量，通常以“mg(μl)/(h?g)”为单位，暗示每克活组织(鲜重、干重、含氮量等)在每小时内消耗氧或释放二氧化碳的毫克数(或微开数).呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱.呼吸作用是由一系列酶催化的化学反应，所以温度对呼吸作用有很大影响.还有水分、氧气、二氧化碳等也是影响呼吸速率的条件.
（4）植物呼吸作用原理的应用：
食粮储存；
低温保管蔬菜水果：通过增加二氧化碳的含量可以抑制储存蔬菜水果等的呼吸作用；充氮气也可以降低氧气的浓度，抑制呼吸作用.
农田松土；农田排涝等措施有利于植物根的生长和对无机盐的吸收.
•影响细胞呼吸的因素及实践应用：
1．外部因素：
(1)分歧种类的植物细胞呼吸速率分歧，如旱生植物小于水
生植物，阴生植物小于阳生植物.
(2)同一植株在分歧的生长发育时期呼吸速率分歧，如幼苗
期、开花期呼吸速率较高，成熟期呼吸速率较低.
(3)同一植物的分歧器官呼吸速率分歧，如生殖器官大于营
养器官.
2．环境因素：
(1)温度
①规律：呼吸作用在最适温度最强，超出最适温度，呼吸酶
活性下降，甚至变形失活，呼吸受抑制；低于最适温度活性下降，呼吸受抑制.
②应用：生产上常常使用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果.
在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量.
(2)O2的浓度
①规律：在O2浓度为零时只停止无氧呼吸；O2浓度为10%以下，既停止有氧呼吸又停止无氧呼吸；O2 浓度为l0%以上，只停止有氧呼吸.
②应用：生产中常操纵降低氧的浓度抑制呼吸作用，藏少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间.
(3)CO2浓度
①规律：从化学平衡的角度分析，C02浓度增加，呼吸速率下降.
②应用：在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO：浓度具有杰出的保鲜作用.
(4)水含量
①规律：在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱.
②应用：在作物种子的储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗.
•思维拓展：1、温室中栽培农作物提高产量的措施有两个方面，提高光合强度和降低呼吸消耗.影响细胞呼吸的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等，但农业生产中最常思索的是温度.其他几个因素不容易节制.
2、植物细胞呼吸的最适温度一般在25～35℃，最高温度在
35～45℃.
3、绿色植物细胞呼吸的最适温度总比光合作用的最适温度
高.一般情况下，植物细胞呼吸的最适温度为30℃，而光合作用的最适温度为25℃.
细胞的多样性和统一性
•多样性：
表示：细胞的形态、大小、种类、布局等各不相同.统一性：（1）化学组成；组成细胞的元素和化合物种类基本一致.（2）布局：都有细胞膜、细胞质、核糖体.
（3）遗传物质：都以DNA作为遗传物质，且遗传暗码子通用.
（4）动力物质：以ATP作为直接动力物质.
•知识点拨：
1、原核细胞与真核细胞的分歧点体现了细胞的多样性
2、原核细胞与真核细胞的相似点体现了细胞的统一性例：
(1)基本布局：都有相似的细胞膜和细胞质；都含有与遗传
关系紧密亲密的DNA分子.
(2)化学组成：分歧细胞具有基底细同的元素组成和化合物
种类.
(3)细胞来历：同一生物个体的分歧细胞一般都最终来自同
一个细胞（如受精卵）的分裂和分化.
•思维拓展：
(1)同一生物体细胞具有多样性是细胞分化的成果.
(2)细胞的统一性说了然生物之间存在着或远或近的亲缘关
系，为达尔文的退化论提供了实际基础.
探究：环境因素对光合作用强度的影响
•影响光合作用的因素及实践应用：1．外部因素
(1)与植物自身的遗传性有关，如阴生植物、阳生植物，如
图所示：
(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用，
如图所示：
2．外部因素
(1)单因子
因
素
原理图像应用
光强度影响光反应阶段，制
约A1P及NADPH的发
生，进而制约暗反应
延长光合作用时通过
轮作，延长全年内单位
土地面积上绿色植物
停止光合作用的时间
二
氧化碳影响暗反应阶段，制
约C3化合物的生成
①大田中增加空气活
动，以增加CO2浓度，
如“正其行，通其风”
②温室中可增施有机
肥，以增大CO2浓度
温度通过影响酶活性进而
影响光合作用（主要
制约暗反应）
①大田中适时收获
②温室中，增加昼夜
温差，包管植物有机物
的积累
必须矿质元素可通过所参与的与光
合作用相关的化合物
对光合作用造成直接
或间接影响，如K+可
影响光合产品的运输
和积累
合理施肥促进叶面积
增大，提高酶合成速
率，增加光合作用速
率；施用有机肥,微生
物分解后既可提供各
种矿质元素
•
(2)多因子
图
像
含义P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所暗示的因子，随该因子的不竭加强，光合速率不竭提高；当到Q点时，横坐标所暗示的因子不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示的其他因子
•知识拓展：1、植物在光下实际合成有机物的速率为实际（总）光合速率；光照下测定的CO2吸收速率（或O2释放速率）则为净（表观）光合速率.
2、当净（表观）光合速率>0时，植物积累有机物而生长；
当净光合速率=0时，植物不克不及生长；当净光合速率<0时，植物不克不及生长，长时间处于此种状态，植物将死亡.
达尔文退化论的内容
•达尔文退化论的内容：过度繁殖，生存斗争，遗传变异和适者生存.
汗青意义：
①诠释了生物退化的原因；
②所有生物都有共同的祖先，诠释了生物的多样性和适应
行；
③反对神创论和物种不变论，为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器.
先进性：可以迷信地诠释生物退化的原因，以及生物的多样性和适应性，对于人们正确的认识生物界有重要的意义. 局限性：对于遗传和变异的实质未能作出迷信的诠释；对生物退化的诠释也局限于个体水平；强调物种的形成是渐变的成果，不克不及诠释物种大迸发的现象.
达尔文自然选择学说的诠释模子
（2）拉马克的退化学说主要内容：
①生物由古须生物退化而来的；
②由低等到高等逐渐退化的；
③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传.
缺乏：缺少迷信的支持观点；过于强调环境因素的影响. （3）意义：论证了生物是不竭退化的，而且对生物退化的原因提出了合理的诠释.
•知识拓展：1、拉马克的退化学说主要内容：
①生物由古须生物退化而来的；
②由低等到高等逐渐退化的；
③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗
传.
2、缺乏：缺少迷信的支持观点；过于强调环境因素的影响.
3、意义：论证了生物是不竭退化的，而且对生物退化的原
因提出了合理的诠释.
4、生存斗争对生物某些个体的生存是晦气的，但对物种的
生存是有利的，并摧动生物的退化.
5、从概况上看，自然选择是对一个个分歧个体的选择，实
质上是对个体所包含的变异停止选择. 6、生物的变异是不定向的，而生物退化的方向是定向的，这个方向指的是适应环境.环境的作用是对变异了的生物停止定向的选择，而不是因某种环境才发生了某种变异.
生物体的基本特征
•生物体的基本特征：
1、生物体具有共同的物质基础和布局基础.
2、从布局上说,除病毒以外，生物体都是由细胞构成的.细
胞是生物体的布局和功能的基本单位.
3、新陈代谢是活细胞中全部的序的化学变更总称，是生物
体停止一切生命活动的基础.
4、生物体具应激性，因而能适应周围环境.
5、生物体都有生长、发育和生殖的现象.
7、生物体都能适应一定的环境，也能影响环境.
8、生物的生长是指由小长大的现象，其直接原因是由细胞
分裂导致的细胞数目标增加和细胞体积长大.叶片变大、种子萌生中均包含细胞分裂和细胞生长，向性运动(如向光性)是由于单方向刺激引发的植物体分歧侧生长不平衡所致，它们都属于生长范畴.种子吸水膨胀是由于亲水性物质吸水膨胀而导致的种子体积增大，不属于生长.
有氧呼吸
•有氧呼吸:1．线粒体的布局和功能
(1)形状：粒状、棒状.
(2)功能：有氧呼吸的主要场合.
(3)布局：
具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，大大增加了内膜概况积，嵴周围充满液态的基质，内膜上和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶.
2．有氧呼吸的概念有氧呼吸是指细胞在O2的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物完全氧化分解成C02和 H2O，并释放能量，生成大量ATP的过程.
3.有氧呼吸分为三个阶段：
①葡萄糖的初步分解：
场合：细胞质基质
C6H12O62CH3COCOOH（丙酮酸：C3H4O3）+4[H]+2ATP
②丙酮酸完全分解：
场合：线粒体基质2CH3COCOOH（丙酮酸）
6CO2+20[H]+2ATP
③[H]的氧化：
场合：线粒体内膜
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量去向：以活跃的化学能形式储存在ATP中，以热能形式散失.
•有氧呼吸过程三个阶段的比较:
阶段第一阶段第二阶段第三阶段场合细胞质基质线粒体基质线粒体内膜
物质变更C6H12O62CH3COCOOH（丙酮酸：
C3H4O3）+4[H]+2ATP
2CH3COCOOH（丙酮酸）6
CO2+20[H]+2ATP
24[H]+6O212H
2O+34ATP
能量释
放
少量能量少量能量大量能量
O2参与
情况
不参与不参与参与•知识点拨：1、反应中各原子的去向和来
历2、有氯呼吸中的能量操纵率 1mol葡萄糖在体内完全氧化分解和体外燃烧都能释放出2870kJ能量，但是体内氧化分解的能量是逐步释放的，其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中（约
38molATP），其余的能量以热能的形式散式，以维持体温的恒定.葡萄糖有氧分解时，能量操纵率为 40.45%左右，还有
59.55%左右的能量以热能形式散失.
3、细胞内有机物在氧气参与下，停止氧化分解，发生的能
量合成ATP，这个过程即为有氧呼吸. 4、细胞内O2浓度为零时，细胞内的ATP含量不为零，因为无氧呼吸分解有机物，发生少量ATP.
•思维拓展：1、同种生物的分歧细胞往往含有线粒体的数量分歧，生命活动旺盛，消耗能量多的细胞中线粒体数量
越多.
2、各反应参与的阶段：葡萄糖在第一阶段参与， H2O在第二阶段参与，O2在第三阶段参与.
3、各生成物发生的阶段：[H]存第一、二阶段都发生，CO2在第二阶段发生，H2O在第三阶段发生.
4、1mol葡萄糖完全氧化释放的总能量为 2870kJ，可记为“二爸70岁”；其中有1161kJ合成 ATP，1161可记为“爷爷61岁”.。