影响质壁分离及质壁分离复原的因素2发生质壁课件.ppt

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1、植物的新陈代谢专题,1.影响质壁分离及质壁分离复原的因素?2.发生质壁分离的条件是什么？,内因：原生质层的伸缩性较细胞壁大 外因：外界溶液与细胞液之间的浓度差,大液泡细胞壁原生质层,3 . 质壁分离及质壁分离复原的哪些运用?,1、观察植物细胞的细胞膜,2、判断植物细胞的死活,3、测定植物细胞细胞液的浓度,4、证明成熟的植物细胞是一个渗透系统,土壤溶液中的水分如何进入到导管？,水分的运输,水分的利用,蒸腾作用意义：,三、水分的运输、利用和散失,通过根、茎和叶中的导管,1%-5%用于光合作用和呼吸作用等生命活动其余水分通过蒸腾作用散失,是植物吸收水分和促使水分在体内运输的重要动力,植物必需的矿质元

2、素 1、概念：除了 以外，主要由根 系从土壤中吸收的元素。植物必需的 矿质元素有 种。 大量元素： 。 微量元素: 。,C,H,O,14,N,P,S,K,Ca,Mg,Fe,Mn,B,Zn,Cu,Mo,Cl,Ni,2、种类：,3、根对矿质元素的吸收 形式： 以离子形式吸收 过程： 主动运输（需要载体和能量） 特点：（1）根细胞的呼吸作用为主动运输提供能量,影响根吸收矿质元素的因素,1、温度2、通气状况3、中耕松土、开沟排渍等改善根的呼吸作用，从而促进对矿质元素的吸收。,上图：某植物一昼夜吸收水分和矿质元素比较,吸收量,水分 矿质元素,水分 矿质元素,白天,晚上,结论：植物对水分和矿质元素的吸收是

3、两个相对独立的过程。,N,P,K,Mg,Ca,Si,吸收量,水稻,番茄,选择性吸收,:与细胞膜上载体的种类和数量有关,离子态：如K,化合态,不稳定：如N、P、Mg,稳定：如Ca、Fe,可重复利用,不能重复利用,4.矿质元素的利用,吸收动力：运输动力,几种常见矿质元素的主要生理功能： B：对植物的开花结果有重要的影响。 缺B时，只开花、不结果（“花而不实”）。 Mg：主要是构成叶绿素分子的成分。 叶片会出现缺绿的症状（首先是老叶）。 Fe：合成叶绿素分子过程中的一种酶的辅基， 故缺Fe也会使植物产生缺绿症（首先是幼叶）。,水分代谢在农业和生活中的应用,1.盐碱地植物不易成活;一次施肥过多造成“烧

4、苗”现象 原因:,因土壤溶液浓度过高,超过根细胞液浓度,导致根不易吸水或因失水而造成“烧苗”,2.夏季中午气孔关闭:,为了减少水分的过分蒸腾(保存水分),3.移栽幼苗或扦插枝条时要遮荫和去除一些叶片. 原因:,刚移栽或扦插时,植物根(无根)不能很快从土壤中吸水,遮荫和去除一些叶片是为了减弱蒸腾作用,减少水分散失.,水分代谢在农业和生活中的应用,4.移栽幼苗要带土块. 原因:,为了防止损伤幼根及根毛,保证根的吸收功能,5.盐渍食品不易变质. 原因:,在食品外面形成很高浓度的溶液,使微生物大量失水死亡,6.注射用生理盐水浓度为0.9%. 原因:,与人体内血浆无机盐浓度相当,是为了维持细胞的正常形态

5、和功能,矿质营养在生产实践中的应用,无土栽培注意事项：,1、培养液配制：,A、包括所有的必须元素，对某些植物还可以增加有关元素。例如：禾本科植物应该加入适量Si.B、均衡营养液。也就是矿质元素之间要有适宜的比例浓度。C、具有适宜的PH范围。,2、培养过程,A、及时向培养液中通入空气。B、及时调整培养液的浓度。C、及时调整培养液的PH值。D、调整温室温度，保持昼夜温差。,光合作用的场所,1234,光合作用的概念:,光合作用的总反应式:,CO2 + 2H2O*,光能,叶绿体,（CH2O）+ H2O + O2*,原料,条件,产物,怎样才能提高光合作用效率？,增加CO2 浓度,增加水分,增强光照,矿质

6、元素,光合作用过程中的能量变化,光反应,暗反应,绝大多数叶绿素a及全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,吸收、传递光能,少数处于特殊状态的叶绿素a,吸收、转换光能,叶绿体中的类囊体薄膜上色素的分类：,天线色素将吸收的光能，传递给作用中心色素少数特殊状态的叶绿素a，这使叶绿素a被激活，失去电子(e)。,叶绿素a失去电子后，变成一种强氧化剂，需要获得电子，才能恢复稳态。,失去电子的叶绿素a最终从水夺取电子使水分子氧化生成氧分子和氢离子(H+)。,脱离叶绿素a的电子，经过一系列的传递，最后传递给一种带正电荷的有机物 NADP+，与H+形成NADPH，即： NADP+ + 2e + H+ NADPH,最终的

7、电子供体和电子受体分别是:,电子供体：H2O电子受体：NADP+,在电子传递过程中叶绿体还利用光能转换成的电能将ADP和Pi转化形成了ATP：,光反应反应式:,2H2O O2 + 4H+ + 4e-,O2,H2O,e,H+,NADP+,NADPH,ADP+Pi,ATP,特殊状态的叶绿素a,条件：,过程：,场所：,暗反应,多种酶参与催化、ATP 、NADPH,叶绿体的基质,CO2的固定：CO2的还原：,NADPH,NADP+,ATP,ADP+Pi,C5,2C3,光能转化成电能,水在光下分解,电能转换成活跃的化学能,NADPH的形成ATP的形成,CO2的固定,CO2还原及糖类等有机物的形成,活跃的

8、化学能转换成稳定化学能,光能在叶绿体中的转换,C3植物,光合作用的暗反应中，CO2固定后的第一个产物是C3化合物的植物。 C5 CO2 2C3 （磷酸甘油酸） 小麦、水稻、菜豆、马铃薯等大多数植物均属于C3植物。,C4植物,光合作用的暗反应中，CO2固定后的第一产物是C4化合物的植物。 C3 CO2 C4 （草酰乙酸） 玉米、高粱、甘蔗、苋菜等属于C4植物。,比较C3植物和C4植物叶片结构,两类植物叶片结构有什么差异？,光合作用的实质和意义,第一，制造有机物,第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中,第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对

9、稳定,第四，对生物的进化具有重要的作用,呼吸作用的概念,呼吸作用：,生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的过程。,有氧呼吸：,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，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。,无氧呼吸：,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。,呼吸作用的场所,有氧呼吸：,无氧呼吸：,第一阶段,第二阶段,第三阶段,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,细胞质基质中,有氧呼吸的过程：,第一阶段：,第二阶段：,第三阶段：,总反应式：,C6

10、 H12O6+ 6H2O + 6O2,酶,6CO2 + 12H2O+能量,C6 H12O6,酶,2CH3COCOOH+4H+少量能量,2CH3COCOOH+6H2O,酶,6CO2+20H+少量能量,24H+ 6O2,酶,12H2O+大量能量,无氧呼吸的过程：,总反应式：,C6 H12O6,酶,6CO2 + 2C2 H5OH+少量能量,C6 H12O6,酶,2C3H6O3+少量能量,第一阶段：,第二阶段：,C6 H12O6,酶,2CH3COCOOH+4H+少量能量,2CH3COCOOH+4H,酶,6CO2 + 2C2 H5OH+少量能量,2C3H6O3+少量能量,呼吸作用的意义,第一，为生物体的

11、生命活动提供能量。,第二，为体内其他化合物的合成提供原料。,影响呼吸作用的因素,温度 温度对酶促反应有直接的影响，呼吸过程是由酶催化的一系列反应过程，因此呼吸作用对温度的变化很敏感。最适温度一般为2530。,微生物与发酵工程,微生物的类群,微生物的营养,微生物的代谢,微生物的生长,发酵工程简介,微生物的类群,细菌,细菌的结构：,单细胞的原核生物，主要由细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等部分构成。,细菌的繁殖：,细菌主要以 方式繁殖：,菌落：,细菌的繁殖：,二分裂,肉眼可见的，具有一定形态结构的子代细菌细胞群体。,放线菌：,病毒,基内,单细胞的原核生物，菌体一般由分支状 的菌丝（分气生菌丝和 菌丝）

12、构成,病毒的结构：,主要由核酸和衣壳构成,病毒的繁殖：,只能在宿主的活细胞中进行，病毒的繁殖方式称为增殖,微生物的营养,微生物需要的营养物质及功能,培养基的配制原则,培养基的种类,碳源,氮源,生长因子,水和无机盐,碳源,概念 .,种类,自养/异养生物对碳源要求的区别 .,凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质，就叫做碳源,CO2、NaHCO3等含碳无机物糖类、脂肪酸等含碳有机物花生粉饼、石油等成分复杂的天然物质,功能,构成微生物的细胞物质和一些代谢产物异养微生物的主要能源物质,概念:,种类：,功能：,氮源,凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质，就叫做氮源。,分子态氮、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、

13、牛肉膏和蛋白胨等。其中铵盐、硝酸盐等是最常用的氮源,氮源主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物,生长因子,有些微生物不需要补充生长因子，如大肠杆菌；而有些微生物则必须补充生长因子才能正常生长，如乳酸杆菌就需要补充多种维生素和氨基酸。,化学本质：,有机物。,主要有：,氨基酸、维生素、碱基等,概念：,微生物生长不可缺少的微量有机物,含量：微量,作用：,一般是酶和核酸的组成成分,补充原因：,缺乏合成某些物质所需的酶或合成能力有限,培养基的配制原则,目的要明确: 自养/异养；固氮/非固氮等,营养要协调: 注意各营养物质的浓度和比例,H要适宜: 真菌 细菌 放线菌 .,培养基的种类,液体、半固体和固

14、体培养基,选择培养基、鉴别培养基,天然培养基、合成培养基,微生物的代谢,微生物的代谢产物,微生物的代谢调节,微生物代谢的人工控制,发酵的概念和种类,1、微生物的代谢产物,初级代谢产物：,微生物生长和繁殖所必需的物质。 如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。 在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同。,次级代谢产物：,微生物生长到一定阶段才产生的化学结构 十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非 是微生物生长和繁殖所必需的物质。 如抗生素、毒素、激素、色素等。 不同种类的微生物所产生的次级代谢产物不相同。,2、微生物的代谢调节,酶合成的调节组成酶：诱导酶：,微生物细胞内一直存在的

15、酶，它们的合成只受遗传物质的控制。例如，大肠杆菌分解葡萄糖的酶 在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶。例如，大肠杆菌分解乳糖的酶,意义：,既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。,酶活性的调节,示例：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的过程,特点：快速、精细,3、微生物代谢的人工控制,改变微生物遗传特性控制生产过程中的各种条件(即发酵条件),科学家通过对黄色短杆菌进行诱变处理，选育出了不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种,在谷氨酸的生产过程中，可以采取一定的手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。

16、,4、发酵的概念和种类,通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程叫做发酵,根据培养基的物理状态可以分为： 根据所生成的产物可以分为： 根据发酵过程对氧的需求情况可以分为：,固体发酵和液体发酵；,抗生素发酵、维生素发酵、氨基酸发酵等；,厌氧发酵(如酒精发酵、乳酸发酵)和需氧发酵(如抗生素发酵、氨基酸发酵)。,1、微生物群体生长的规律及其在实践中的应用,调整期,对数期,稳定期,衰亡期,代谢活跃，V增大，合成分裂所需ATP、酶等,长短与菌种、培养条件有关,快速分裂，呈等比数列递增；,特点: 代谢旺盛，形态和生理特性稳定；,应用: 作菌种缩短生产周期,数目最多达K值， 生存斗争最剧烈,大量积累 （

17、特别是 ）；芽孢形成,“连续培养”延长稳定期，提高产量，缩短生产周期,死亡速率繁殖速率 数目急剧下降,2、影响微生物生长的环境因素,温 度,pH,O2,最适温度：25 37,影响: 超过最适生长温度以后，微生物的生长 速率会急剧下降，这是由于细胞内的蛋白 质和核酸等发生了不可逆的破坏。,每种微生物的最适pH不同 （ ）,影响：超过最适pH范围以后，就会影响酶的活 性、细胞膜的稳定性等，从而影响微生物 对营养物质的吸收等,对不同代谢类型的微生物，有不同的影响,如 。,实例：谷氨酸发酵,常用生产菌,谷氨酸棒状杆菌，黄色短杆菌等。,培养基类型液体（培养液）、天然培养基。,途径,谷氨酸棒状杆菌合成谷氨

18、酸的途径。,方法： 灭菌接种发酵罐中发酵中和分离 （98Kpa）进出料口、搅拌（溶氧、接触）、 进排气口,发酵工程的内容,菌种选育:,人工诱变、细胞工程、基因工程,培养基的配制:,灭菌（概念、目的、常用方法： ）,扩大培养(目的 )和接种,发酵过程（中心环节）,取样检测了解发酵进程 ；及时添加必需的培养基成分；严格控制温度、pH值、溶氧等。,分离提纯,代谢产物菌体,蒸馏、萃取、离子交换过滤沉淀,微生物的生长,微生物群体生长的规律及其在实践中的应用,微生物群体生长的测定,影响微生物生长的环境因素,测微生物的细胞数目,测重量,(方法: ),( ),发酵工程简介,实例：谷氨酸发酵,发酵工程的概念:

19、。,发酵工程的内容,应用,医药工业种类繁多的药品（抗生素使用最多，利润最大）,食品工业,传统产品啤酒、果洒、食醋等；,食品添加剂；,单细胞蛋白微生物菌体。,下列关于病毒的叙述正确的是(多选) A、病毒的衣壳决定其抗原的特异性 B、含RNA的病毒较含DNA的病毒更易发生变异 C、病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行 D、灭活的病毒不具有抗原性,ABC,例题讲解,下列有关微生物营养物质的叙述中，正确的是 （ ） A、是碳源的物质不可能同时是氮源 B、凡是碳源都能提供能量 C、有些含氮的无机盐可以是生长因子 D、有些无机氮源也能提供能量,D,下列属于选择培养基的有(多选)（ ） A、培养金黄色葡萄球菌

20、所用的加高浓度食盐的培养基 B、分离自生固氮菌所用的无氮培养基 C、加入伊红美蓝用于检测大肠杆菌的培养基 D、制备单克隆抗体时所用的能抑制骨髓瘤细胞和B细胞增殖而不抑制杂交瘤细胞增殖的培养基,ABD,下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是 （ ） A、氨基酸、核苷酸、多糖、毒素、激素 B、核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸 C、多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸 D、氨基酸、多糖、维生素、色素、抗生素,B,关于微生物代谢调节说法正确的是（ ） A、乳糖诱导大肠杆菌合成分解乳糖的酶属于酶活性的调节 B、酶活性调节是一种快速、精细的调节方式 C、酶合成调节与酶活性调节不是同时存在的 D、微生物的代谢产物与酶结合不会改变酶的结构,B,科学家通过对黄色短杆菌进行诱变处理，选育了不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种，从而达到了让黄色短杆菌大量积累赖氨酸的目的，这种人工控制的方法实质上利用了以下哪种调节方式？ （ ） A、酶合成的调节 B、酶活性的调节 C、二者都有 D、二者都无,C,下列对连续培养优点的叙述，正确的是 （ ）多选 A、能及时补充所需的营养，提高产量 B、有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中 C、能消除不利于微生物生长的某些环境因子 D、提高了设备的利用率,ABD,