生物的新陈代谢课件.ppt

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1、会考复习3生物的新陈代谢,温州中学生物教研组张微华,酶,光合作用,呼吸作用,植物对水分的吸收和利用,矿质营养,人和动物体内三大营养物质的代谢,新陈代谢,新陈代谢的基本类型,ATP,新陈代谢的概念,新陈代谢,同化作用,异化作用,从外界摄取营养物质,转变成自身组成物质,储存能量,分解自身部分组成物质,把代谢终产物排出体外,释放能量,物质代谢,能量代谢,新陈代谢是生物体内全部有序的化学变化的总称。,新陈代谢主要发生在细胞内,新陈代谢的场所,酶的发现,斯帕兰札尼实验：说明胃具有化学性消化的作用,概念：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。,(1)能够改变(加快)化学反应的速度;(2)反应前后分子结

2、构和性质相同。,酶的催化性质,高效性:催化效率比一般无机催化剂 高(1071013倍)。专一性:每种酶只能催化一种或一类 物质的化学反应。酶的作用需要适宜的条件：温度、pH值,酶作为生物催化剂的特性,ATP的结构简式,ATP的分子结构,ATP与ADP的相互转化,ATP是新陈代谢所需能量的直接来源,生命活动的主要能源物质是,细胞内储存能量的主要物质是,能量的最终来源是.,点燃的蜡烛,密封的玻璃罩内,点燃的蜡烛绿色植物,容易熄灭,不容易熄灭,小鼠,小鼠绿色植物,密封的玻璃罩内,容易死亡,不容易死亡,结论,绿色植物可以更新空气,光合作用的发现,1771年普里斯特利的实验,经“饥饿”后的绿色叶片,一半

3、曝光,一半遮光,几小时后用碘蒸汽处理,呈深蓝色,无颜色变化,结论,光合作用需要光,光合作用合成了淀粉,1864年萨克斯的实验,氧是由 释放出来的，是光合作用的场所。,好氧菌,黑暗，用极细光束照射,光照,水绵和好氧细菌的装片,1880年恩吉尔曼的实验,隔绝空气,结论,光合作用产生的氧气来自水，而不是来自CO2,40年代初，鲁宾和卡门做的同位素实验，如下图所示。,这一实验证实了：,20世纪鲁宾和卡门的实验,设计实验 证实光合作用需要 CO2,提示：可以使用密封的玻璃罩 可以用 NaOH 或 KOH 吸收 CO2 要设置对照,光合作用的过程,O,ADP+Pi,ATP,CO2,C5,(CH2O)+H2

4、O,多种酶,色素的种类,叶绿体基粒囊状结构,叶绿体基质,光、色素和酶,多种酶,水的分解 ATP的形成,CO2的固定 C3的还原 ATP的分解,光能变成活跃的化学能,活跃的化学能变成稳定的化学能,光反应和暗反应阶段的比较,光合作用的概念、意义：,CO2+H2O(CH2O)+O2,意义(1)制造有机物,吸收CO2和释放O2,光 能转化成化学能.(2)进化中的作用:有氧呼吸生物得以 发生与发展;形成臭氧层,使水生生 物登陆.,概念 绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧 化碳和水转化成储存能量的有机物,并 且释放氧的过程.,叶绿体,光能,CO2+H2O(CH2O)+O2,6CO2+12H2O C6H1

5、2O6+6H2O+6O2,叶绿体,光能,叶绿体,光能,绿色植物,草食动物,肉食动物,例题1测定植物光合作用的速率,最简单有效的方法是测定 A.植物体内葡萄糖的生成量 B.植物体内叶绿体的含量 C.二氧化碳的消耗量 D.植物体内水的消耗量,例题2正在进行光合作用的某种植物,若迅速降低环境中的二氧化碳浓度,则叶肉细胞内可能的变化是 A.三碳化合物含量降低、五碳化合物含量升高 B.三碳化合物含量升高、五碳化合物含量降低 C.三碳化合物、五碳化合物含量均升高 D.三碳化合物、五碳化合物含量均降低,如果是停止光照呢？,例题3光合作用中,ATP转变成 ADP的场所,是叶绿体的 A.外膜上 B.基质中 C.

6、色素中 D.基粒上,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,并且释放出能量的总过程.,细胞呼吸,细胞呼吸的概念,有氧呼吸和无氧呼吸两种类型.,细胞呼吸的类型,细胞呼吸的意义,为生物体的生命活动提供能量.为体内其他化合物的合成提供原料.,有氧呼吸是细胞在有氧的条件下,将糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程.,发生场所外界条件物质变化能量去向,有氧气进入线粒体,ATP中的化学能和热能,细胞质基质、线粒体(主要),有氧呼吸的概念,2丙酮酸CH3COCOOH,少量能量(2ATP),4H,6CO2,20H,6H2O,少量能量(2ATP)

7、,6O2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸,大量能量(34ATP),酶,酶,酶,葡萄糖C6H12O6,总共放能2870kJ,其中1161kJ转移到ATP,有氧呼吸总反应式,光合作用总反应式,光合作用与有氧呼吸的比较,2丙酮酸CH3COCOOH,少量能量(2ATP),4H,6CO2,20H,6H2O,少量能量(2ATP),6O2,12H2O,线粒体,细胞质基质,2C2H5OH2CO2,2C3H6O3,有氧呼吸,和,无氧呼吸,大量能量(34ATP),酶,酶,酶,酶,葡萄糖C6H12O6,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量,酶,总共放能28

8、70kJ,其中1161kJ转移给ATP,总共放能196.65kJ,其中61.08kJ转移给ATP,如:高等动物 马铃薯块茎甜菜块根 乳酸菌,如:多数植物细胞 酵母菌,例题4让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的化合物是 A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸,例题5将酵母菌研磨离心后,把得到的上清液(含细胞质基质)、沉淀物(含细胞器)和未离心匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中,向试管内滴加等量的葡萄糖,最终产物是CO2和H2O的试管是 A.甲 B.乙 C.丙 D.乙和丙,例题6植物根部要进行呼吸作用,在土壤疏松和下雨水淹的情况下,呼吸作用的过程会发生变化,但二者都

9、曾产生的化合物是 A.乳酸 B.酒精 C.麦芽糖 D.丙酮酸,例题7贮藏水果和粮食时,充入CO2或抽取空气,能延长贮藏时间,主要作用是 A.促进有氧呼吸 B.抑制有氧呼吸 C.促进光合作用 D.抑制无氧呼吸,6CO2+12H2O C 6H12O6+6H2O+6O2,叶绿体,光能,光合作用和呼吸作用的关系,绿色植物在光下：光合作用、呼吸作用都进行；O2释放量(CO2吸收量、葡萄糖产生量)=光合量呼吸量在暗处或植物体的非绿色部分：只进行呼吸作用。O2吸收量(CO2释放量、葡萄糖消耗量)=呼吸量,例题8下列哪种条件下栽培番茄,对增产有利 A.日温15、夜温26 B.日温26、夜温15 C.昼夜恒温2

10、6 D.昼夜恒温15,作物产量=光合作用制造有机物的量呼吸作用消耗有机物的量,例题9藻类和草履虫共同生活在置于阳光下的同一种溶液中.已知草履虫每周消耗0.25mol葡萄糖,藻类每周消耗0.2mol葡萄糖,藻类每周产生的葡萄糖总量为0.5mol，则此溶液中每周净产生的氧气是 A.0.5mol B.0.3mol C.2.7mol D.1.5mol,例题10科学家在研究某池塘群落不同水深的氧气变化时,从待测的深度取水,分别放入不透光的黑瓶和透光的无色瓶中,将黑瓶和无色瓶沉入取水样的深度,测定各水层氧气浓度变化值,结果如下表,请分析回答下列问题：(1)在1m深的水层中,生物进行的光合作用和呼吸作用相比

11、,占优势的是 作用.,光合,(2)在2m深的水层中,每平方米生物经光合作用产生的氧气量为 g,呼吸作用消耗的氧气量为 g,生物体内积累的葡萄糖量为 g.,3,1,15/8,渗透作用的原理,植物对水分的吸收和利用,渗透作用的概念,水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散.,有半透膜半透膜两侧的溶液具有浓度差,渗透作用产生的条件,植物细胞渗透吸水的原理,细胞膜,液泡膜,细胞质,原生质层(选择透过性),原生质层相当于一层半透膜,并且原生层两侧的溶液通常具有浓度差.因此,一个成熟的植物细胞与外界溶液就构成一个渗透系统.,当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,植物细胞通过渗透作用吸水

12、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,植物细胞通过渗透作用失水验证实验 植物细胞的质壁分离与复原,植物细胞的吸水和失水,植物细胞的质壁分离与复原实验,发生质壁分离的原因,原生质层的伸缩性细胞壁的伸缩性,外界溶液的浓度细胞液的浓度,质壁分离复原的原因,外界溶液的浓度细胞液的浓度,(细胞失水),(细胞吸水),材料 紫色洋葱表皮细胞 0.3g/mL蔗糖溶液 清水,步骤 制片观察加蔗糖溶液观察加清水观察,现象 原生质层与细胞壁逐渐分离,液泡变小,颜色加深质壁分离复原,水分的运输、利用和散失,水分的运输,水分扩散的总趋势：低浓度溶液高浓度溶液,体内的运输途径：根毛细胞根茎叶导管,水分的利用和散失,利用：15的

13、水分散失：大部分吸收的水分通过蒸腾作用散失,是植物吸水及水在植物体内流动的动力,矿质元素离子运输的动力；降温,蒸腾作用的意义：,合理灌溉,概念 根据植物的需水规律适时地、适量 地灌溉,以便使植物体茁壮生长,并且 用最少的水获取最大的效益.,原理 不同植物的需水量不同.,同一植物在不同生长发育时期,需水量也不同.,植物必需的矿质元素,植物的矿质营养,矿质元素 根系从土壤吸收的除 C、H、O 之外的元素.,大量元素(6种)N、P、S、K、Ca、Mg,植物必需的矿质元素(目前已知有14种),微量元素(8种)Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni,矿质元素、植物的必需元素、植物必需的矿质元素的关

14、系,14种,CHO,NaSi等等,植物的 必需元素,矿质元素,植物必需的矿质元素,根对矿质元素的吸收,根吸收矿质元素的过程,吸收部位 根尖成熟区的表皮细胞吸收形式 以离子状态被吸收吸收过程 土壤溶液的矿质元素透过根尖成熟区的表皮细胞的细胞膜进入细胞内部的过程,是一个主动运输的过程.(需载体蛋白协助和消耗代谢能)植物吸收矿质元素的过程与呼吸作用密切相关.,联系 有了水分的吸收,矿质元素才能以离子 状态吸收;矿质元素的吸收又促进了水 分的吸收.,区别,水分通过细胞膜的方式是自由扩散,经主动运输进入细胞内,总结 成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透 吸水是两个相对独立的过程,渗透吸水,矿质元素的吸收,根

15、吸收矿质元素与渗透吸水 的区别与联系,矿质元素的运输和利用,运输途径 随水分的运输而运输运输动力 蒸腾拉力利用,不能再度利用,离子状态(如：K)不稳定的化合物(如：N、P、Mg)难溶解的稳定化合物(如：Ca、Fe),能再度利用,若缺乏K、N、P、Mg呢？,问：自然落叶与正常叶相比,哪类元素大为减少?,若土壤中缺乏Ca、Fe,病症先出现在老叶还是嫩叶？,合理施肥,原理：因为不同植物对各种矿质元素的需 要量不同,同一种植物在不同的生长 发育时期,对各种矿质元素的需要量 也不同.,意义：少肥高效,降低生产成本,减少污染.,措施：施肥原则：要根据植物的需肥规律,适时地,适量地施肥.,习题11以下均可发

16、生渗透作用的一组是 干种子萌发吸水 萎蔫的青菜放入清水中变硬挺 根毛细胞吸水 水由气孔排出 花瓶中的玫瑰枝条从瓶中吸水 盐水中的洋葱表皮细胞 盐水中的兔子红细胞,A.B.C.D.,习题12要确定某种元素是否为植物所必需,用缺少该元素的完全营养液进行培养,应该 A.以土壤为基质盆栽,加上述营养液 B.大田种植,浇上述营养液 C.以砂土为基质盆栽.加上述营养液 D.只用上述营养液,不用基质,习题13根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程,下列对其原因的解释错误的是 A.吸收部位不同 B.吸收方式不同 C.吸收动力不同 D.与载体关系不同习题14下列哪一种元素在落叶中的含量和正常的叶中的含量基

17、本相等 A.K B.Fe C.Mg D.P,习题15将洋葱表皮放入一定浓度的硝酸钾溶液中,细胞发生了质壁分离.不久这些细胞又逐渐发生质壁分离复原.其原因是 A.质壁分离后的细胞只允许水分子进入 B.细胞液的溶质透出细胞 C.K+和NO3-进入了细胞 D.水分子和溶质自由进出细胞,糖类代谢,人和动物体内三大营养物质的代谢,糖类代谢的生理作用,葡萄糖在人和动物体内的代谢途径,淀粉,唾液淀粉酶,胰、肠淀粉酶,麦芽糖,葡萄糖,血糖,氧化分解,CO2H2O能量,合成,肝糖元,合成,肌糖元,分解,转变,脂肪、某些氨基酸(非必需氨基酸),胰、肠麦芽糖酶,吸收,(80120 mg/dL),细胞内,线粒体,糖类

18、代谢,胰、肠脂肪酶,脂质代谢,脂肪,氧化分解,脂肪微粒,甘油,脂肪,皮下结缔组织、大网膜、肠系膜等处,甘油,脂肪酸,CO2H2O 能量,吸收合成,储存,分解,胆汁乳化,转变,糖元等,细胞内,线粒体,脂肪酸,蛋白质,多肽,组织蛋白 酶 激素等,新的氨基酸,含氮部分,尿素,不含氮,部分,胃蛋白酶,胰蛋白酶,肽酶,合成,氨基转换,脱氨基,转变,氧化分解,合成,氨基酸,吸收 运输,氨基酸,CO2H2O 能量,糖类 脂肪,细胞内,核糖体,(非必需氨基酸),肝脏,线粒体,蛋白质代谢,(氨基),(肾脏 皮肤),三大营养物质代谢比较,相同点,不同点,都从食物中获得,经消化,吸收进入人体.,都包括合成代谢和分解

19、代谢,同时进行.,代谢过程都需酶的参与.,都能作为能源物质氧化分解,释放能量,代谢产物中都有CO2和H2O.,糖类、脂肪可以在体内储存,蛋白质不能.,蛋白质的代谢产物中还有尿素.,三大营养物质代谢的关系,糖类、脂质和蛋白质之间是可以转化的,但这种转化是有条件的.,糖类,氨基酸,脂肪,蛋白质,脱氨基 合成,转氨基,脱氨基 合成,糖类供应充足(大量),糖类不足时(少量),血糖的来源去路,血糖的来源 食物中的糖类消化吸收 肝糖元的分解 非糖类物质的转化 血糖的转化途径 氧化分解,释放能量 合成肝糖元,肌糖元 转变为脂肪及某些氨基酸 若大于160mg/dL,形成尿糖,氨基酸来源 食物中的蛋白质消化吸收

20、 氨基转换作用形成 组织蛋白分解氨基酸的去路 合成组织蛋白和酶 氨基转换成酮酸 脱氨基后氧化分解或合成脂肪,糖类,氨基酸的来源去路,糖类、脂质和蛋白质之间相互制约,正常时 糖类 能量(ATP)生命活动,氧化,供能,糖代谢障碍 脂肪 能量(ATP)生命活动 蛋白质,氧化分解,供能,能量提供的顺序 糖类脂肪蛋白质,三大营养物质代谢与人体健康,血糖相对稳定的机理 血糖的来源去路保持相对平衡,血糖含量的正常水平 80120mg/dL(0.1)血糖浓度的激素调节,胰岛素 胰岛B细胞分泌 促进血糖合成糖元,抑制非糖物质转化为葡 萄糖,降低血糖浓度.胰高血糖素 胰岛A细胞分泌 促进糖元分解和非糖物质转化为葡

21、萄糖,升 高血糖浓度.,早期症状 低于5060mg/dL 头昏 心慌 冷汗 面色苍白 四肢无力 措施 食用浓糖水或含糖多的食物晚期症状 低于45mg/dL 昏迷 惊厥 由于脑组织缺少能量引起 措施 静脉注射葡萄糖溶液,维持血糖相对稳定与人体健康的关系,低血糖类型,血糖浓度160mg/dL,出现尿糖血糖浓度高的原因 缺少胰岛素 一次食糖过多糖尿病症状 三多一瘦(少)措施 少吃含糖量多的食物 注射胰岛素 其它药物治疗,糖尿病,肥胖的原因多食少动 摄入脂肪,糖,蛋白质过多(转化成脂肪);消耗能量少肥胖脂肪肝肝硬化 脂蛋白合成受阻,脂肪在肝脏中堆积 脂肪肝肝硬化措施合理膳食,适当的休息和活动,多吃含卵

22、磷脂较多的食物,脂肪代谢与人体健康的关系,脂肪代谢与肥胖,类型摄入氮排出氮 一般营养正常健康的成年人摄入氮排出氮 生长期的儿童，孕妇、恢复期 的伤病员摄入氮排出氮 慢性病患者，饥饿人群,蛋白质代谢与人体健康的关系,蛋白质平衡 摄入量与排出量之间维持动态平衡.,蛋白质的补充 人体内蛋白质不能储存,必需氨基酸不能转化,原有蛋白质又要分解.因此,食物中必须有一定量的蛋白质,而且不能偏食,否则会导致蛋白质合成受阻,出现营养不良的症状,影响机体的生命活动.,习题16糖类、脂质和蛋白质在动物体内的代谢过程中都出现的变化是 分解后能释放能量 可在体内储存 每种有机物都完全可以由另两种物 质转变过来 能成为某

23、些细胞成分 氧化分解后能生成水、二氧化碳和尿素 A.B.C.D.,习题17下列哪一代谢过程不改变体内氨基酸的总量 A.脱氨基作用 B.转氨基作用 C.氧化分解 D.小肠吸收习题18下列有关血浆中氨基酸来源的叙述,错误的是 A.由组织蛋白分解来的 B.直接从小肠绒毛吸收来的 C.由组织细胞不断合成后进入血浆的 D.蛋白质在血液中分解形成的,习题19马拉松长跑运动中,运动员肌肉收缩所需的能量直接来自 A.肝糖元 B.肌糖元 C.葡萄糖 D.ATP,习题20马拉松长跑运动中,运动员所消耗的能量主要来自 A.有氧呼吸 B.高能化合物的转移 C.无氧呼吸,习题21正常情况下,血糖浓度如果为60mg/dL

24、,这时人体生理的即时反应是 A.合成肝糖元 B.合成肌糖元 C.肝糖元水解 D.肌糖元水解习题22如果高能量食物摄入太多,而磷脂合成减少,脂蛋白合成受阻,这种情况下,人体最易得 A.糖尿病 B.尿毒症 C.脂肪肝 D.营养不良,新陈代谢的概念,新陈代谢的基本类型,新陈代谢,同化作用,异化作用,从外界摄取营养物质,转变成自身组成物质,储存能量,分解自身部分组成物质,把代谢终产物排出体外,释放能量,物质代谢,能量代谢,同化作用和异化作用的联系和区别,联系,两者都包括物质代谢和能量代谢.同时进行,不分先后,但程度可以不同,同化作用超过异化作用(如生物体生长发育时),或者异化作用超过同化作用(如年老,

25、久病时)都出现.互相联系,互相依存.同化作用是异化作用的基础，而异化作用为同化作用提供动力,两者相辅相成,是新陈代谢过程中不可缺少的两个方面.,区别,同化作用是合成体内物质,储存能量的过程;异化作用是分解体内物质,释放能量的过程.同化作用和异化作用是矛盾的对立统一体,各自在新陈代谢过程中发挥重要的生理功能.,同化作用的两种类型,光能,体外无机物氧化释放的能量,CO2,绿色植物 绿硫细菌等,硝化细菌硫细菌等,有机物中的化学能,有机物,人 动物 真菌大多数细菌,新陈代谢的基本类型,生物的代谢类型,绿色植物 硝化细菌等,人 绝大多数动物真菌 部分细菌,蛔虫 乳酸菌破伤风杆菌等,绿硫细菌,酵母菌,习题

26、23硝化细菌维持自身各项生命活动所需能量直接来自于 A.体内ATP的水解 B.体内有机物的氧化分解 C.体内有机物的无氧分解 D.环境中的氨氧化成亚硝酸或硝酸,习题24用酵母菌酿酒时,如果向酿酒的原料中通入足量的氧气,会出现的现象是 A.酵母菌死亡,不产生酒精 B.酵母菌增多,不产生酒精 C.酵母菌增多,产生的酒精增多 D.酵母菌减少,产生的酒精增多,实验四比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,现象 产生气泡快、多 产生气泡慢、少 余烬复燃猛烈 余烬不复燃或 复燃不猛烈,Fe3+数是过氧化氢酶分子数的25万倍,实验五探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用,60C保温5min,酶活性受温度、pH值影响示意图,强碱,强酸,高温,低温,设计实验研究温度对酶活性的影响,作 业,想一想:在家里能用哪些材料用具来做研究酶的实验?,实验六叶绿体中色素的提取和分离,实验原理 叶绿体中的色素能溶于有机溶 剂(丙酮 酒精)色素在层析液中溶解度不同,扩散 速度也不同(溶解度高扩散得快)材料试剂 新鲜绿色叶片 丙酮 CaCO3 SiO2 层析液 方法步骤 研磨过滤画滤液细线 分离色素,叶绿体中的色素分离的结果,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,红光 蓝紫光,蓝紫光,6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2,叶绿体,光能,0.5-0.2-0.25=0.05,X,X=0.056=0.3,