生物的新陈代谢.docx

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生物的新陈代谢

第二单元生物的新陈代谢

Ⅰ植物代谢部分：

酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮

2.1酶的分类

存在于低等生物中，将RNA自我催化。

对生命起源的研究有重要意义。

（蛋白质本质）

（核酸本质）

2.2酶促反应序列及其意义

酶促反应序列生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。

如

酶n

意义各种反应序列形成细胞的代谢网络，使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行，确定了代谢的方向。

2.3生物体内ATP的来源

ATP来源

反应式

光合作用的光反应

酶

酶

ADP＋Pi＋能量——→ATP

化能合成作用

有氧呼吸

无氧呼吸

其它高能化合物转化

（如磷酸肌酸转化）

C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP

酶

2.4生物体内ATP的去向

叶绿体基粒的

类囊体薄膜上

2.5光合作用的色素

2.6光合作用中光反应和暗反应的比较

比较项目

光反应

暗反应

反应场所

叶绿体基粒

叶绿体基质

能量变化

光能——→电能

电能——→活跃化学能

活跃化学能——→稳定化学能

物质变化

H2O——→[H]＋O2

NADP+＋H+＋2e——→NADPH

ATP＋Pi——→ATP

CO2＋NADPH＋ATP———→

（CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O

反应物

H2O、ADP、Pi、NADP+

CO2、ATP、NADPH

反应产物

O2、ATP、NADPH

（CH2O）、ADP、Pi、NADP+、H2O

反应条件

需光

不需光

反应性质

光化学反应（快）

酶促反应（慢）

反应时间

有光时（自然状态下，无光反应产物暗反应也不能进行）

2.7C3植物和C4植物光合作用的比较

C3植物

C4植物

光反应

叶肉细胞的叶绿体基粒

叶肉细胞的叶绿体基粒

暗反应

叶肉细胞的叶绿体基质

维管束鞘细胞的叶绿体基质

CO2固定

仅有C3途径

C4途径—→C3途径

2.8C4植物与C3植物的鉴别方法

方法

原理

条件和过程

现象和指标

结论

生理学方法

在强光照、干旱、高温、低CO2时，C4植物能进行光合作用，C3植物不能。

密闭、强光照、干旱、高温

生长状况：

正常生长

或

枯萎死亡

正常生长：

C4植物

枯萎死亡：

C3植物

形态学方法

维管束鞘的结构差异

过叶脉横切，装片

①是否有两圈花细胞围成环状结构

②鞘细胞是否含叶绿体

是：

C4植物

否：

C3植物

化学方法

①合成淀粉的场所不同

②酒精溶解叶绿素

③淀粉遇面碘变蓝

叶片脱绿→加碘→过叶脉横切→制片→观察

出现蓝色：

①蓝色出现在维管束鞘细胞

②蓝色出现在叶肉细胞

出现①现象时：

C4植物

出现②现象时：

C3植物

2.9C4植物中C4途径与C3途径的关系

C5

注：

磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。

2.10C4植物比C3植物光合作用强的原因

C3植物

C4植物

结构原因：

维管束鞘细胞的结构

以育不良，无花环型结构，无叶绿体。

光合作用在叶肉细胞进行，淀粉积累，影响光合效率。

发育良好，花环型，叶绿体大。

暗反应在此进行。

有利于产物运输，光合效率高。

生理原因：

PEP羧化酶

磷酸核酮糖羧化酶

只有磷酸核酮糖羧化酶。

磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱，不能利用低CO2。

两种酶均有。

PEP羧化酶与CO2亲和力大，利用低CO2能力强。

2.11光能利用率与光合作用效率的关系

去向

2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系

温度

2.13光合作用实验的常用方法

可同时使用

2.14植物对水分的吸收和利用

2.14.1植物对水分的吸收

渗透压

2.14.2扩散作用与渗透作用的联系与区别

特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件

2.14.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系

半透膜

选择透过性膜

概念

小分子、离子能透过，大分子不能透过

水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通过，大分子和颗粒不能通过

性质

半透性（存在微孔，取决于孔的大小）

选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白质和ATP）

状态

活或死

活

材料

合成材料或生物材料

生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）

物质运

动方向

不由膜决定，取决于物质密度

水和亲脂小分子：

不由膜决定，取决于物质密度

离子和其它小分子：

膜上载体（蛋白质）决定

功能

渗透作用

渗透作用和其它更多的生命活动功能

共同点

水自由通过，大分子和颗粒都不能通过

2.14.4植物体内水分的运输

导致吐水现象

2.14.5植物体内水分的利用和散失

①根持续吸水的动力

②物质运输的载体

③降低叶片温度

2.15植物体内的化学元素

（1）

主动运输

1.16植物体内的化学元素

（2）

2.17生物固氮

固氮基因（固氮酶）

脲酶

2.18氮循环

（N2循环）

2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用

Ⅱ动物与微生物代谢部分：

三大类营养代谢、细胞呼吸、代谢基本类型、微生物类群、

微生物的营养代谢与生长、发酵工程简介

氨基酸

2.20人和动物体内三大营养物质的代谢

助记词

2.21人体的必需氨基酸

细胞膜

②

2.22细胞的有氧呼吸

2.23细胞内的无氧呼吸

2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较

比较项目

有氧呼吸

无氧呼吸

反应场所

真核细胞：

细胞质基质，主要在线粒体

原核细胞：

细胞基质（含有氧呼吸酶系）

细胞质基质

反应条件

需氧

不需氧

反应产物

终产物（CO2、H2O）、能量

中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量

产能多少

多，生成大量ATP

少，生成少量ATP

共同点

氧化分解有机物，释放能量

2.25呼吸作用产生的能量的利用情况

呼吸类型

被分解的有机物

储存的能量

释放的能量

可利用的能量

能量利用率

有氧呼吸

1mol葡萄糖

2870kJ

2870kJ

1165kJ

40.59%

无氧呼吸

2870kJ

196.65kJ

61.08kJ

2.13%

注：

无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。

不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。

特殊类型

2.26新陈代谢的类型

科学发现：

人们对消化过程的研究发现了酶

人们对向光性的研究发现了生长素

人们对溶菌现象的研究发现了青霉素

微生物的类群

2.27微生物的类群

2.28微生物的营养

微生物的营养

加入高浓度食盐可分离金黄色葡萄球菌

加入青霉素可分离酵母菌和霉菌

不加N源可分离固氮微生物

加入伊红-美蓝可鉴别大肠杆菌

改变细胞膜的通透性，即时输出代谢产物，解除对酶的抑制

2.29微生物的代谢

2.30微生物的生长

微生物的生长

2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系

说明

2.32发酵工程简介

工程菌（工程细胞）