生物的新陳代謝

I植物代謝部分：酶與ATP、光合作用、水分代謝、礦質營養(yǎng)、生物固氮

2.1酶的分類

單純能僅含蛋白質如胃蛋白質酶

「蛋白質類防

廣蚩白質

（蛋白質本質）「唾液淀粉酶含er

I復合酹離子細胞色素氧化酶含Cl）2+

L分解他萄糖的酶含Mg2+

J輔助因子「NADP（輔酶II）

酶廣輔酶B族維生素

匚生物素（竣化酶的輔酶）

有機物

RNA端粒海含RNA

存在于低等生物中，將

、RNA類酶RNA

自我催化。對生命起源的研

（核酸本質）

究有重要意義。

2.2酶促反應序列及其意義

酶促反應序列生物體內的酶促反應可以順序連接起來，即第一個反應的產物是第二個反應

的底物，第二個反應的產物是第三個反應的底物，以此類推，所形成的反應鏈叫航促反應序列。如

意義各種反應序列形成細胞的代謝網絡，使物質代謝和能量代謝沿著特定路線有序進行，確

定了代謝的方向。

2.3生物體內ATP的來源

ATP來源反應式

光合作用的光反應

化能合成作用ADP+Pi+能量---*ATP

酶

有氧呼吸

無氧呼吸

其它高能化合物轉化

C~P（磷酸肌酸）+ADP——-*C（肌酸）+ATP

（如磷酸肌酸轉化）

2.4生物體內ATP的去向

「光合作用的暗反應

細胞分裂

礦質元素吸收

新物質合成

L植株的生長

ATP——-ADP+Pi+能量=>

r神經傳導和生物電

肌肉收縮

i動物;>

吸收和分泌

合成代謝

I生物發(fā)光

2.5光合作用的色素

胡蘿卜素

（橙黃色）胡蘿卜素手、葉黃素

吸收傳遞光能<

大部分葉綠素a

（黃色）葉黃素

葉綠素b

（藍綠色）葉綠素aI

（黃綠色）葉綠素b4,吸收轉化光能特殊狀態(tài)的葉綠素a

葉綠體基粒的I

類囊體薄膜上一

2.6光合作用中光反應和暗反應的比較

比較項目光反應暗反應

反應場所葉綠體基粒葉綠體基質

能后變化光能------電能活躍化學能------穩(wěn)定化學能

電能—?活躍化學能

物質變化H：0--------*[H]+C)2CO2+NADPH+ATP----------->

NADP++H，+2e---------NADPH(CH2O)+ADP+Pi+NADP-+H20

ATP+Pi--------*ATP

反應物H20SADP、Pi、NADP+C02.ATP.NADPH

反應產物02.ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP+、H2O

反應條件需光不需光

反應性質光化學反應（快）酶促反應（慢）

反應時間有光時（自然狀態(tài)下，無光反應產物暗反應也不能進行）

2.7C3植物和C4植物光合作用的比較

C3植物C4植物

光反應葉肉細胞的葉綠體基粒葉肉細胞的葉綠體基粒

暗反應葉肉細胞的葉綠體基質維管束鞘細胞的葉綠體基質

僅有途徑

82固定C3C4途徑一"^C3途徑

2.8C4植物與C3植物的鑒別方法

方法原理條件和過程現(xiàn)象和指標結論

在強光照、干旱、高生長狀況：

生理溫、低C02時,C4正常生長正常生長:C4植物

學方植物能進行光合作或枯菱死亡:C3植物

法用,C3植物不能。密閉、強光照、干旱、枯萎死亡枯萎死亡：C3植物

高溫

①是否有兩圈花細

形態(tài)是:C4植物

維管束鞘的結構差過葉脈橫切，裝片胞圍成環(huán)狀結構

學方否:C3植物

異②鞘細胞是否含葉

法否：C3植物

綠體

出現(xiàn)藍色：出現(xiàn)①現(xiàn)

①合成淀粉的場所葉片脫綠f加碘一①藍色出現(xiàn)在維管象時：

化學不同過葉脈橫切一制片束鞘細胞C4植物

方法②酒精溶解葉綠素一觀察②藍色出現(xiàn)在葉肉出現(xiàn)②現(xiàn)

③淀粉遇面碘變藍細胞象時：

C3植物

2.9C4植物中C4途徑與C3途徑的關系

2.10C4植物比C3植物光合作用強的原因

C3植物C4植物

結構原因：以育不良，無花環(huán)型結構，無發(fā)育良好，花環(huán)型，葉綠體大。

維管束鞘細胞的結構葉綠體。暗反應在此進行。有利于產物

光合作用在葉肉細胞進行，淀運輸，光合效率高.

粉積累，影響光合效率。暗反應在此進行。有利于產物

光合作用在葉肉細胞進行，淀運輸，光合效率高。

粉積累，影響光合效率。

生理原因：只有磷酸核酮糖按化酶。兩種酶均有。

PEP歿化酶磷酸核酮糖按化酶與CO2親和PEP峻化酶與C02親和力大，

磷酸核酮糖按化酶力弱，不能利用低C02。利用低CO2能力強。

磷酸核酮糖陵化能與CO2親和PEP叛化酶與CCh親和力大，

力弱，不能利用低CO?。利用低C02能力強。

2.11光能利用率與光合作用效率的關系

照在地面上的總能

量中被轉移的能量

參與光合作用的能

量中被轉移的能量

2.12影響光合作用的外界因素與提高光能利用率的關系

延長光合作用時間提高復種指數(shù)：改一年?季為?年多季

工合理密植

增加光合作用面積1套種（不同時播種）、間作（同時播種）

溫度、

提

高c因地制宜:陽生植物種陽地

光

影

能控制光照強弱＜陰生植物種陰地

響

利光

L光質影響:藍紫光照，蛋白質和脂類多光

用

合

率紅光照，糖類增多

作

用

增加二氧化碳供應通風透光，增施農家肥；人工增C02（溫室）＜一C02的

外

N：'界

-ATP、NADP+的成分

因

'必需礦質元素供應礦物質素

K；糖類的合成和運輸

2.13光合作用實驗的常用方法

可同時使用

半葉法（遮蓋法）?光合作用產生淀粉割主葉脈法

密封法驗證（探索）光合作用需

>CO2并放。2、光強的影響

驗證（探索）光合,

作用中物質的轉變

打孔法（抽氣法）

光質對光合作用的影響同位素標記法

分光法

2.14植物對水分的吸收和利用

2.14.1植物對水分的吸收

一液泡尚未形成或消失

;通過親水物質的親水性吸水

水死及質正1丁主要由成熟細胞的中央液泡構成滲透系統(tǒng)

分I通過滲透作用吸水

的

吸

收滲透系統(tǒng)隔著半透膜的兩種溶液構成的體系

發(fā)生條件｛①具有半透膜

②膜兩側溶液具有濃度差

>滲透壓溶液與純水達平衡時，溶液一方所承受的外壓差。

r由細胞膜、液泡膜、兩膜之間的細胞質構成

原生質層\看作一層半透膜（本質是選擇透過性）

植物細胞構

成滲透系統(tǒng)「①植物細胞與土壤溶液之間構成

兩個系統(tǒng)

L②每兩個植物細胞之間構成

擴散作用與滲透作用的聯(lián)系與區(qū)別

擴散作用、物質由相對多（密度高）的地方向相對少（密度低）的地方運動的過程，叫擴散

＞聯(lián)系物質由高到低的移動方式，利用物質本身的屬性，不需要能量

j區(qū)別特指溶劑分子（如水、酒精等）的擴散，需特定的條件

滲透作用7溶劑分子的擴散叫滲透，具備一定條件才能發(fā)生

半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別與聯(lián)系

半透膜選擇透過性膜

水自由通過，被選擇的離子和其它小分子可以通

小分子、離子能透過，大分子不能透過

概念過，大分子和顆粒不能通過

選擇透過性（生物分子組成，取決于脂質、蛋白質

半透性（存在微孔,取決于孔的大?。?/p>

性質和ATP）

狀態(tài)活或死活

材料合成材料或生物材料生物膜（磷脂和蛋白質構成的膜）

水和親脂小分子：不由膜決定，取決于物質密度

物質運不由膜決定，取決于物質密度

離子和其它小分子：膜上載體（蛋白質）決定

動方向

離子和其它小分子：膜上載體（蛋白質）決定

功能滲透作用滲透作用和其它更多的生命活動功能

水自由通過，大分子和顆粒都不能通過

共同點

2.14.4植物體內水分的運輸

2.14.5植物體內水分的利用和散失

利用1-5%參與光合作用、呼吸作用等生命活動

水分

散央-蒸騰作用絕大部分水分通過蒸騰作用散失

___________「①根持續(xù)吸水的動力

2.15植物體內的化學元素(1)—?生理意義《②物質運輸?shù)妮d體

__________I③降低葉片溫度

植物體

—-------有機物90%

水分(10-95%)干物質(5-90%)-------

＞無機鹽10%

燃燒

C、H、0、N、S形成氣體:

CO?、CO、Nz、N4、HO

2揮發(fā)部分

和氮氧化物等?；曳衷?/p>

少量硫形成H2S、SO2等。

1.16植物體內的化學元素(2)除C、H、O外

概念由根系吸收的元素

(N放在礦質元素中討論)

載體的種類與數(shù)量選擇性吸收

「N、P、S、K

大量元素Y

?Ca、Mg(6種)

主動運輸方式

吸收必需礦質元素

大“Fe、Mn、B、Zn、

量微量元素

、、、

元_CuMoClNi

礦

必

素

質

需「N、P、K、Mg

元

元能被再利用的元素

素

素

微

量r老葉先受損

元

素

幼葉先受損

植

物

體Ca、S>B、

I非必需礦質元素Al、Si、Na、I等

非

非

必

礦

需

質

元、

元C、HO

素

素

2.17生物固氮

+

固氮過程N2+e+H+ATP——旁上一Nh+ADP+Pi（選學）

代謝類型

種在生態(tài)系統(tǒng)

生物固氮固氮原因及條件同異常見類型

類中的作用

化化

共

根瘤菌（6種）

生消費者

固

固與豆科植異（大豆、菜豆、

概意氮

氮固（取食于活的

念義物共生時養(yǎng)豌豆、苜蓿、羽

基

微氮生物體）

將

①②生

因扇豆、三葉草）

大

為

對

物類(需

固

綠

自

的

氣自氧

氮

色

然

種自固氮藍藻

氮生產者

酶

植

類

Z界生養(yǎng)（念珠藻）

物

2氮)

)固獨立生活

還

提

循圓褐固氮菌

原異分解者

供

環(huán)氮

成

氮

有類養(yǎng)黃色分支桿菌（腐生生活）

素

N重

營

要注意：不同的根瘤菌具有共生專一性。如蠶豆根瘤菌與蠶豆、

養(yǎng)

.?作

的豌豆、電豆共生；大豆根瘤菌只能與大豆共生。

用

過

程

大氣固氮工業(yè)固氮

氮素化肥

尿素

氮鹽NO\NO-

23遺體

2.19三類微生物在自然界氮循環(huán)中的作用

NL囿蟹-NH二

固氮微生物

（N2循環(huán)）

II動物與微生物代謝部分：三大類營養(yǎng)代謝、細胞呼吸、

代謝基本類型、微生物類群、

微生物的營養(yǎng)代謝與生長、發(fā)酵工程簡介

2.20人和動物體內三大營養(yǎng)物質的代謝

2.22細胞的有氧呼吸

2.24有氧呼吸與無氧呼吸的比較

比較項目有氧呼吸無氧呼吸

真核細胞：細胞質基質，主要在線粒體

反應場所原核細胞：細胞基質（含有氧呼吸酶系）細胞質基質

原核細胞：細胞基質（含有氧呼吸酶系）

反應條件需氧不需氧

反應產物終產物（CO2.H2O）、能量中間產物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量

產能多少多，生成大量ATP少，生成少量ATP

共同點氧化分解有機物，釋放能量

2.25呼吸作用產生的能量的利用情況

呼吸類型被分解的有機物儲存的能量釋放的能量可利用的能量能量利用率

有氧呼吸2870kJ2870kJ1165kJ40.59%

Imol葡萄糖

無氧呼吸2870kJ196.65kJ61.08kJ2.13%

注：無氧呼吸釋放的能量值為分解為乳酸時的值。不同的無氧呼吸類型釋放的能量可能稍有不同。

2.26新陳代謝的類型

有光時：自養(yǎng)生活（進行光合作月，但供氫體不是水，而是有機物）

紅螺細菌

無光時：異養(yǎng)生活

特

殊

類

型

「有氧時：有氧呼吸

酵母菌

.無氧時：無氧呼吸

你知道嗎科學發(fā)現(xiàn)：

人們對消化過程的研究發(fā)現(xiàn)了酶

人們對向光性的研究發(fā)現(xiàn)了生長素

人們對.溶菌現(xiàn)象的研究發(fā)現(xiàn)了青霉素

2.27微生物的類群

繁殖

酵母菌

微

生

物

的

類

群

DNA病毒蛋白質和DNA組成

RNA病毒蛋白質和RNA組成

=基本單位：衣殼粒

嬴泰II生I功能：保護、抗原性

結構

2.28微生物的營養(yǎng)

￡

你知道嗎

加入高濃度食鹽可分離金黃色葡萄球菌

加入青霉素可分離酹母菌和霉菌

不加N源可分離固氮微生物

加入伊紅?美藍可鑒別大腸桿菌

2.29微生物的代謝

不斷

概念微生物自身生長繁殖必需的物質

產生

[―＞初級代謝產物

代產物氨基酸、核甘酸、多糖、脂類、維生素特點

謝

產

物或積累.

工概念對自身生長繁殖北必需的物質

或排除

＞次級代謝產物

產物抗生素、毒素、激素、色素

大

腸

桿

菌

微

生

代

物

謝

的

調

代

節(jié)

謝

谷氨酸脫氫

懶受谷氨酸

產量的調節(jié)

代

謝

的

人

工

控

制控制發(fā)酵條件改變細胞膜的通透性，即時輸出代謝產物，解除對酹的抑制

2.30微生物的生長

時期特點作用

調整期菌體不增殖，代謝活躍，體積增大

廠?微生物群體對數(shù)期以2n形式增長，代謝旺盛作菌種和科研材料

微生長的規(guī)律穩(wěn)定期生死平衡，活菌數(shù)最多，芽胞形成收獲菌體和代謝產物

生

物衰亡期死亡加速，形態(tài)多樣，細胞裂解

的

生最適生長溫度：25—37C超過：蛋白質和核酸不可逆破壞

長

影響微生物生

（最適pH見前）超過：影響酶活性和細胞膜穩(wěn)定性

長的環(huán)境因素

氧需氧或不需氧

2.31微生物的生長曲線與生長速率的關系

注意

XT

生長速率=繁殖率一死亡率

a：調整期

b：對數(shù)期

c：穩(wěn)定期

d：衰亡期

2.32發(fā)酵工程簡介

采用現(xiàn)代工程技術手段，利用微生物某些特定功能，為人類生產有用產品;

＞概念

或者直接把微生物應用于工業(yè)生產過程的一種新技術。

「基因誘變一一傳統(tǒng)，常用。

.改變原來基因、

（菌種選育，基因工程一卜工程菌（工程細胞）

-----------------l細胞工程一一細胞融合—.轉基因

（三要原則）

培養(yǎng)基配制

一般步驟：配制調一pH一分裝一滅菌

滅菌嚴格殺滅培養(yǎng)基和發(fā)酵設備中的各種微生物，保證菌種是單一純種

發(fā)

酵

工*內容《

擴大培養(yǎng)與接種選育的良種要經多次擴大培養(yǎng)，才能滿足大規(guī)模生產需要

程

「①檢測菌體數(shù)目和產物濃度。

發(fā)酵過程Y②添加培養(yǎng)基組成。

I③嚴格控制發(fā)酵條件（溫度、pH、溶氧、通氣量、轉速）

代謝產物蒸儲、萃取、離子交換等方法提取

分離提純產品

菌體本身過濾、沉淀等方法分離

生命活動的調節(jié)

（包括植物調節(jié)、體液調節(jié)、神經調節(jié)、內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、水鹽調節(jié)、血糖調節(jié)、體溫調節(jié)、免疫）

3.1植物生命活動調節(jié)激素調節(jié)

植物體受到單一方向外界刺激而引起的定向運動

同性運動II是植物對于外界環(huán)境的適應性

發(fā)現(xiàn)（略）

產生主要在葉原基、嫩葉和發(fā)育的種子

分布大多集中在胚芽鞘、分生組織、形成層及發(fā)育的種子和子房

運輸只能由形態(tài)學上端向形態(tài)學下端運輸，不能倒過來運輸

植

取

物

決

的

既能促進生長，又能抑制生長于

器

生

官

生理作用既能促進發(fā)芽，又能抑制發(fā)芽長

的

素

種

既能?；?，呆果，又能疏花疏果濃

類

度

牛

長

素

兩重性

植

物濃度/mol?L-'

激

生

素

長涂抹未受粉柱頭發(fā)根增多

調

素

節(jié)

類涂抹未受粉柱頭無籽番茄

似

防止落花落果物噴灑植株（棉花）果蕾保鈴

抑制頂端優(yōu)勢疏花疏果除草

3.2人和高等動物的體液調節(jié)

內分泌腺激素名稱主要生理功能

促甲狀腺激素

促進垂體合成和分泌促甲狀腺激素

釋放激素

下丘腦促性腺激素

促進垂體合成和分泌促性腺激素

釋放激素

抗利尿激素減少排尿

促甲狀腺激素促進甲狀腺生長發(fā)育和調節(jié)其合成與分泌

促性腺激素促進性腺牛.長發(fā)育和調節(jié)其合成與分泌

垂體

生長激素促進生長，主要促進骨生長和蛋白質合成

催乳素促進乳腺發(fā)育與泌乳及嗦囊分泌鴿乳

促進新陳代謝（促進氧化分解）、促進