任务三 植物新陈代谢的方式.doc

项目一植物的生长发育
【项目导入】
理解植物生长发育规律(4仿宋)
★使用描述性语言
★设置项目涉及的工作情境
★最好能设置一两个贯穿全书的人物
★尽量不用负面案例,转达正能量
任务三植物新陈代谢的方式
【任务目标】
【知识目标】、呼吸作用、蒸腾作用及其意义。

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【技能目标】1. 学会利用呼吸原理解释或解决农业生产上的实际问题。
2. 能根据植物需水规律和形态指标进行合理灌溉。
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【知识学习】
新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。绿色植物在生活过程中,一方面不断地把从周围环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量;另一方面还要不断地分解体内的一部分组成物质,释放出其中的能量,以维持自身的各项生命活动。绿色植物的这些生理作用,构成了其自身新陈代谢的基本过程。
一、植物的光合作用
(一)植物的光合作用及其意义
表1-1 植物的光合作用及其意义
概念
光
叶绿体
绿色植物通过叶绿体利用光能,将二氧化碳和水合成有机物质,贮藏能量,并释放氧气的过程。
反应式
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2↑
场所
叶绿体
动力
光能
原料
CO2 、H2O
产物
C6H12O6 、O2
实质
物质转化:无机物有机物
能量转化:光能贮藏在有机物里的能量
意义
(1)食物来源:把无机物转化为有机物;
(2)能量来源:将光能转化为化学能,贮藏在有机物里;
(3)氧气来源:吸收CO2放出O2,净化空气。
(二)植物光合作用过程
光合作用是一个极其复杂的物质转化和能量转化的过程,它包括许多个化学反应。大体上说,光合作用的过程,根据是否需要光的照射,可以分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应阶段中的化学反应,只有在光的照射下才能进行。在光反应阶段中,叶绿体的色素吸收光能,将水分解成氧和还原性氢[H],以及在有关酶的催化作用下促成了ADP与Pi发生反应生成ATP。
氧直接以分子的形式释放出去,而[H]和ATP则参加到暗反应阶段中的化学反应中去。
图1-1 光合作用过程的图解
暗反应阶段中的化学反应,有没有光的照射都可以进行。这个阶段是植物利用光反应中形成的[H]和ATP将CO2转化为稳定的糖类的过程,称为CO2同化或碳同化过程。
碳同化过程主要有两条途径,分别称为C3途径和C4途径。
。CO2的受体是二磷酸核酮糖(RuBP,五碳化合物,用C5表示),C5接受CO2
后,很快分解为磷酸甘油酸(三碳
化合物,用C3表示)。在有关酶的
作用下,一部分C3接受ATP释放的
能量并且被氢还原,再经过一系列
复杂的变化形成糖类;另一部分C3
经过一系列化学变化又形成C5,从
而使暗反应持续进行下去。

体是磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),生
图1-2 C3途径示意图
成的第一个产物是含4个碳的草酰
乙酸或苹果酸等(用C4表示),以后
C4脱掉CO2转化为丙酮酸,并进一步转化为PEP继续循环下去;脱掉的CO2则进入C3途径而被固定。

图1-3 C4途径示意图
利用C3途径进行光合作用的植物,称为C3植物。如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。利用C4途径进行光合作用的植物,称为C4植物。如玉米、高粱、甘蔗等植物。由于C4途径比C3途径多了一个固定CO2的循环,同时PEP羧化酶对CO2的亲和力比RuBP羧化酶活性高50~60倍,因此,第一个循环就为第二个循环提供了较高浓度的CO2,故C4植物比C3植物的光合效率高。
(三)提高植物光能利用率
小红在上学的路上看见田间生长着的玉米,就问一同上学的小明:“你说是晴天玉米长得快还是阴雨天长得快呢?”小明说:“当然是晴天长得快,因为晴天阳光强,光照越强植物光合作用就越强,植物制造的干物质多,积累也就多。”你认为小明说得对吗?

植物的光合作用受多种因素影响,而衡量对光合作用影响程度的常用指标有光合速率和光合生产率。光合速率又称光合强度,是指单位时间、单位叶面积的二氧化碳吸收量或氧气的释放量,常用单位是mg/(dm2·h)。光合生产率又称同化率,是指单位时间、单位叶面积积累的干物质克数,常用的单位是g/(m2·h)。
(1)光照度光是光合作用的能量来源,是形成叶绿素的必要条件。此外,光还调节着碳同化许多酶的活性和气孔开度,因此,光是影响光合