呼吸与光合PPT课件.pptx

【呼吸与光合】是生物学中的两个核心概念，它们分别是生物体能量获取和利用的关键过程。我们来深入理解细胞的吸水与失水机制。 细胞吸水和失水是由渗透压差驱动的，这涉及到细胞内的细胞液浓度与周围环境溶液的浓度差异。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，水分会通过细胞膜进入细胞，导致细胞吸水，对于植物细胞，表现为体积增大但形态基本保持不变；而对于动物细胞，因为没有细胞壁的保护，吸水后可能会胀破。反之，如果细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞就会失水，动物细胞会收缩甚至皱缩，植物细胞则会出现质壁分离现象，即细胞膜与细胞壁之间的空隙扩大。 质壁分离和质壁分离复原是判断细胞活力的重要方法。活细胞在高浓度溶液中失水后，细胞膜和细胞壁间会出现空隙，当细胞回到低浓度溶液中，水分回流，细胞可恢复原状，称为质壁分离复原。而死细胞无法完成这一过程。 接下来，我们转向光合作用。光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为氧气和葡萄糖的过程。这个过程分为两个阶段：光反应和暗反应（或称为卡尔文循环）。 光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，需要光、色素（如叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素）和酶的参与。光能被色素吸收，水被分解为氧气和氢离子（[H]），同时生成ATP（腺苷三磷酸）。产生的[H]和ATP在暗反应中起关键作用。 暗反应发生在叶绿体的基质中，不直接依赖光，但需要光反应产生的[H]和ATP。在这个阶段，二氧化碳通过固定反应与RuBP（C5化合物）结合形成C3化合物，然后在酶的催化下，C3被还原成葡萄糖，同时再生出RuBP，维持循环进行。 影响光合作用速率的因素包括光照强度、温度、二氧化碳浓度和水分。例如，光照强度增加，光反应增强，产生的[H]和ATP增多，有利于暗反应；而高温可能导致气孔关闭，减少二氧化碳供应，降低光合速率。 我们讨论细胞呼吸。细胞呼吸是所有生命体获取能量的主要途径，包括三个主要阶段：糖酵解（细胞溶胶中）、柠檬酸循环（线粒体基质）和电子传递链（线粒体内膜）。糖酵解将葡萄糖分解为丙酮酸，生成少量ATP和NADH；柠檬酸循环进一步分解丙酮酸，产生更多的ATP、NADH和FADH2；电子传递链利用这些还原性分子释放的能量合成大量ATP，同时产生水。 呼吸与光合是生命体生存的基础，通过细胞吸水与失水了解细胞生理状态，通过光合作用和细胞呼吸揭示能量转化的奥秘。这些知识不仅对理解生命的基本过程至关重要，也在农业、生态和医学等领域有着广泛应用。