-学 习 改 变 命 运- 第一讲 生物的呼吸作用与植物的光合作用 教师版 教案内容 智康笔记 板块一：知识重难点 一、生物的呼吸作用 1、呼吸作用的概念 2、生物的有氧呼吸和无氧呼吸 3、呼吸作用的意义 二、植物的光合作用 1． 光合作用的发现 2.光合作用的过程和实质 3.光合作用的意义 4．C3和C4植物 板块二：知识详解 知识点一：呼吸作用的概念 ??有机物（储存能量） 光合作用：无机物??? 呼吸作用：有机物??????无机物或简单有机物（释放能量） 与光合作用的关系，过程虽相反但不是简单的逆转 知识点二：有氧呼吸 （一）概念：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产物二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。 （要点：条件、反应物、反应程度、产物、能量多少） （二）总反应式： 有氧或无氧分解光能合成 1
-学 习 改 变 命 运- 酶C6H12O6＋6H2O＋6O2???6CO2＋12H2O＋能量 (30ATP) （三）过程及场所 （注意三种原料参与反应的阶段，两种产物生成的阶段以及各阶段的反应场所） 1． C6H12O6???2丙酮酸＋4[H]＋少量能量(2ATP)??细胞质基质 2． 2丙酮酸＋6H2O???6CO2＋20[H] ＋少量能量(2ATP) 线粒体 3． 24[H]＋6O2???12H2O＋大量能量(34ATP) [过程图解：反应物与产物各在哪个阶段参与反应；各阶段的场所；[H]和ATP的产生阶段] （四）能量利用 1． 1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放出2870KJ的能量，其中有1161KJ的能量储存在ATP中，其余以热能形式散失。（1mol葡萄糖在体外燃烧时，释放的热能也是2870KJ；所以或认为每mol葡萄糖所含化学能为2870KJ） 2． 能量利用率=1161÷2870≈40．5%（较多的能量以热能形式散失） 知识点三：无氧呼吸 （一）概念：一般是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。（要点：条件、反应物、反应程度、产物、能量多少） （二）总反应式 酶酶酶??2C2H5OH＋2CO2＋能量（2ATP）C6H12O6?（高等植物、酵母菌缺氧时） ??2C3H6O3＋能量(2ATP)（乳酸菌、动物、人、高等植物某些器官如C6H12O6?马铃薯块茎、甜菜块根等缺氧时） （三）过程及场所 酶酶??2丙酮酸＋4[H]＋少量能量 1．C6H12O6? 2C2H5OH＋2CO2＋能量 酶?? 细胞质基质 2．2丙酮酸? 2C3H6O3＋能量 酶 2
-学 习 改 变 命 运- （四）能量利用 1． 1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，共放出196．65KJ的能量，其中有61．08KJ的能量储存在ATP中，其余以热能形式散失。 2． 能量利用率=61．08÷196．65≈31%（较多的能量以热能形式散失） （五）意义：使生物暂时适应不利环境（缺氧环境） 知识点三：呼吸作用的实质和意义 实质：分解有机物，生成CO2或其他产物，释放能量 意义： （一）为生命活动提供能量 1． 热能散失：与维持体温有关 2． 储于ATP中的能量是生命活动的直接能源 （二）为体内其他化合物的合成提供原料（中间产物，如丙酮酸等） 知识点四：光合作用的发现 年创新发创新实验设计思路及现象 代 现人 17普时斯71特利 年 点燃的蜡烛与绿色植物放在密闭玻璃罩内，现象：蜡烛不易熄灭。 小鼠与绿色植物放在密闭玻璃罩内，现象：小鼠不容易窒息而死。 实验结论 植物可以更新空气 绿色叶片在光合作用中产生淀粉 把绿色植物放在暗处几小时，目的是让叶片中18的营养物质（淀粉）消耗掉，然后一半曝光，64萨克斯 另一半遮光一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，年 发现遮光的一半无颜色变化，曝光的一半则呈深蓝色。 水绵 + 好氧细菌 黑暗、 显微镜 18恩吉尔80曼 年 氧气是叶绿体极细光束照射叶绿体 完全曝光 释放出现象：好氧细菌只 现象：好氧细菌集 来的，叶集中在带状叶绿体被光束照 中在带状叶绿 绿体是射到部位附近。 体所有受光光合作部位的周围 用的场 （远离叶绿体的所 没有空气 观察 其余部位分布很少） 3
-学 习 改 变 命 运- 20世纪鲁宾和30卡门 年代 实验方法是同位素标记法 18 H2O、CO2→现象：释放的氧气全是18O2 即向植 18物提供 H2O、CO2→现象：释放的氧气全是O2 光合作用释放的氧气来自于水 知识点五：光合作用的过程 一、光合作用的场所——叶绿体 （一）结构：双层膜，每个基粒由多个类囊体垛叠而成。 （二）总反应式 6CO2+12H2O 酶 O2+C6H12O6+6H20 （三）色素 1． 分布：类囊体的薄膜上 2． 功能：吸收、传递和转换光能 叶绿素a 主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素（3/4） 叶绿素b 3． 种类 胡萝卜素 类胡萝卜素（1/4） 主要吸收蓝紫光 叶黄素 二、光合作用的过程 （一）光反应（必须有光才能进行） 1． 部位：基粒类囊体的薄膜上 2． 条件：光、色素、酶 水的光解：H2O???2[H]+ 光1O2 2酶3． 内容 供给暗反应（还原剂） ??ATP（为暗反应供能） ATP的形成：ADP+Pi+能量?（水的光解和色素吸收光能不需酶参与） （二）暗反应（卡尔文循环）（没有光也能进行，但必须要有光反应提供的[H]和ATP，事实上在黑暗中无法进行。） 1． 部位：叶绿体的基质 2． 条件：多种酶、[H]、ATP、CO2（“暗”这个条件并不必需；但暗反应若没有光反应提供的[H]和ATP就无法进行；所以暗处不能长时间进行暗反应） ??2C3 CO2的固定：CO2+C5?3． 内容 酶??（CH2O） CO2的还原：C3+[H] ?? 知识点六：光合作用的实质 1． 物质转化：无机物（CO2和H2O）→有机物（糖类、一部分氨基酸和脂肪是光合作用的直接产物） 4
酶ATP -学 习 改 变 命 运- 2． 能量转换：光能????ATP中的活跃化学能????有机物中的稳定化学能 （1）光能转换成电能（叶绿体类囊体膜上） ①吸收光能的色素：大多数叶绿素a，全部的叶绿素b和类胡萝卜素（吸收、传递光能） ②吸收的光能传递给：少数特殊状态的叶绿素a ③转换光能的色素是：少数特殊状态的叶绿素a 光反应暗反应 （2）电能转换成活跃化学能（叶绿体类囊体膜上） ??NADPH a、NADP+H+2e?++酶??ATP b、ADP+Pi+能量（电能）?（3）活跃化学能转换成稳定化学能（叶绿体基质中） 激发态：高能，易失电子 叶绿体a的状态 （失电子态）：不稳定，强氧化剂 稳态：低能，从水中夺取电子后恢复稳定 3． 实质：生物界最基本的物质代谢和能量代谢 知识点七：光合作用的意义 1． 为生物界提供有机物（一切生物的最终能量来源都是太阳能） 2． 使大气中的氧气和二氧化碳的含量相对稳定 3． 把光能转换成化学能 4． 对生物进化具有重要作用 知识点八：C3和C4植物 二、C3植物和C4植物 （根据绿色植物光合作用暗反应的不同，把绿色植物分为C3植物和C4植物，两者的光反应过程完全相同，进行的场所也相同。） 植物类C3植物 C4植物 型 举例 叶片的解剖结构 叶绿体类型 典型的温带植物：如水稻、小麦、大麦、大豆、烟草、马铃薯等 典型的热带或亚热带植物： 如玉米、高梁、甘蔗、苋菜等 酶维管束鞘及周围无“花环型”维管束鞘及周围有“花环型”的解剖结构 的解剖结构 只有一种类型：位于叶肉细胞中（有基粒） 有两种类型：叶肉细胞的叶绿体（有基粒）；维管束鞘细胞的 5