《生物的新陈代谢第一节-第五节.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物的新陈代谢第一节-第五节.ppt（76页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第三章 生物的新陈代谢,新陈代谢是生物的 特征新陈陈代谢的本质：新陈代谢的场所是：,最基本,是一系列有序的化学变化的总称。,细胞,（病毒也必须寄生在细胞中才能表现出生命活性）,第一节 新陈代谢与酶,一、酶的定义酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,活细胞：提取酶必须用新鲜的组织或器官,有机物：多数酶是蛋白质 少数酶是RNA,催化：改变反应速度，反应后性质、数量不变,二、酶的特性1、高效性酶的催化效率是无机离子的1071013倍,注意：高效不等于催化能力无限大,如无特殊说明，坐标图只应考虑横纵座标两种变量（即随着X变大，则Y将.变），其它因素均认为是恒量,二、酶的特性1、高效性2、专一性
2、 一种酶只能催化一种或同一类物质的化学反应。（即底物专一性）,淀粉,麦芽糖,葡萄糖,蛋白质,多肽,氨基酸,酶常以被作用的底物来命名，此外也有以所催化的反应来命名的酶，如DNA连接酶,二、酶的特性1、高效性2、专一性3、多样性 由于底物多样而且酶具有专一性，因此酶的种类多种多样。,找到与要进行的反应相应的酶是现代生物工程技术成功的关键,4、酶的催化需要适宜的条件很多外界条件都会影响酶的活性。如温度、酸碱性等。（1）温度,低温：使酶的催化作用降低，但酶的生物活性并未丧失，恢复温度可恢复酶的催化能力,高温：使酶的催化作用降低，过高的温度会破坏酶的空间构造，使酶不可逆地丧失生物活性,最适温度,注意标注
3、的位置,最大反应速度,100,-100,注意一定看清横纵座标,作曲线图的方法：,温度梯度法（常用）分别在不同温度梯度下做实验，测量各实验组的反应速度。连续测量法将同一装置放在一变化的温度环境中，测量各时间段的反应速度,4、酶的催化需要适宜的条件（1）温度（2）PH,过酸和过碱都会破坏酶的空间构造，使酶不可逆地丧失生物活性,唾液淀粉酶：PH=7左右胃蛋白酶：PH=2左右胰蛋白酶：PH=78,最适PH,最大反应速度,例题：将一试管PH调致2，加入唾液淀粉酶、胃蛋白酶、淀粉、蛋白质后，置于适宜温度下充分反应，试管中将剩下哪些物质若试管PH为14，加入物质不变，然后迅速调节至PH为2，试管中将剩下哪些
4、物质,第二节 新陈代谢与ATP,一.ATP的作用：ATP是生物体内生命活动所需能量的直接来源,能源物质可以供能的物质都叫能源物质其中：主要能源物质是重要能源物质是直接能源物质是主要贮能物质是一定要注意你用词的范围要准确,二.ATP的结构,1.中文名称三磷酸腺苷,A：腺苷（一分子核糖+一分子腺嘌呤）,T：3,P：磷酸基团,2.化学简式,A,P,P,P,生物化学中的高能键指水解时释放能量多的键，它们不稳定，易断裂，断裂的同时放能在ATP中，远离腺苷的高能磷酸键最容易断裂,断掉一个高能磷酸键后ATP变成了什么样？叫什么？,A-PP,二磷酸腺苷（ADP）,三.ATP和ADP的相互转化,P,酶,+能量,
5、（ATP）,（ADP）,30.54KJ/mol,ATP,ADP+Pi（磷酸）,酶,酶,能量,能量,用于各种生命活动如肌肉收缩、神经传导和生物电、细胞分裂等,动植物：来自呼吸作用；植物特有：来自光合作用,2个转化在生物体内同时进行，具有动态平衡不能称为可逆反应,催化2个反应的酶是否相同？2个反应能量（来源/去向）是否相同？,第二节 新陈代谢的基本类型,一、新陈代谢的概念,1、定义：新陈代谢是生物体内全部有序的化学变化的总称,场所：细胞内本质：化学变化,2、类型,同化作用,异化作用,物质代谢,能量代谢,光合作用,呼吸作用,CO2+H2O光能,生物体内的有机物,CO2+H2O能量,通过摄食在生物间传
6、递,把从外界获取的物质转变成自身的组成物质，及生物体内物质的转变过程,同时储存能量,把自身一部分组成物质分解，将代谢终产物排出体外,同时释放能量,3、关系,（1）同化作用与异化作用的关系,二者同时进行，互为条件,（2）物质代谢与能量代谢的关系,物质变化时伴随着能量变化,（1）异养型,特点：不能直接利用无机物合成有机物，只能从外界摄取现成的有机物转变成自身组成物质并储存能量,二、新陈代谢的基本类型,1、同化作用类型（根据物质的来源区分）,代表生物：,动物寄生生物腐生生物,（2）自养型,特点：利用环境中的无机物合成有机物 并储存能量,种类：,光能自养型,利用光能，通过光和作用合成有机物,代表：绿色
7、植物、光和细菌,地位：地球上最多、最重要的同化类型,化能自养型,利用无机物氧化放能合成有机物,代表：硝化细菌（利用NH3氧化成NO3-放能 将CO2和H2O合成有机物）,硫细菌、铁细菌,寄生：一种生物生活在另一种生物的体内或体表，并从后者体内获取营养,被寄生的对象一定是活的，叫寄主,腐生：从已死亡的生物体内、或现成的有机物中获取营养,对象必须死亡，腐生生物才能去利用其内的物质，如果对象活着就不能侵扰腐生的现象常常是腐烂,蛔虫、跳蚤、病毒、致病细菌菟丝子（植物）等,蘑菇、多数霉菌、多数细菌等,（3）兼性营养型,特点：既能进行自养，又能进行异养生活,代表生物：红螺菌（既能进行光合作用，又能利用环境
8、中现成的有机物）,？红螺菌虽然可以进行两种类型的同化作用，但有时候以自养为主，有时候则以异养为主，这是由什么决定的？,2、异化作用的类型（根据有机物分解的方式）,（1）需氧型代表：（2）厌氧型代表：（3）兼性厌氧型代表：,决定酵母菌进行需氧代谢还是厌氧代谢的因素是？,3、新陈代谢的类型（要将同化作用和异化作用说全）,？能有几种配型,（1）自养需氧型,代表：,绿色植物,硝化细菌,（2）异养需氧型,代表：,人和动物,菟丝子,蘑菇等,（3）异养厌氧型,代表：,乳酸菌,蛔虫,破伤风杆菌等,（4）自养厌氧型,（5）异养兼性厌氧型,（6）,兼性营养需氧型,例1原始地球上生物的新陈代谢类型是？,光合作用的概
9、念：,绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成贮存能量的有机物，同时释放出氧气的作用过程。,第三节 光合作用,一、与光合作用有关的色素,1、色素的分布,叶绿体基粒囊状结构的膜上,光合色素,叶绿素：叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）,类胡萝卜素：胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）,2、色素的种类,(约3/4）,(约1/4）,（最多）,3、色素的作用吸收光能,蓝紫光部分,类胡萝卜素的吸收光谱,3、色素的作用吸收光能,叶绿体中的色素主要吸收可见光中的红橙光和蓝紫光,你看到的是色素所不吸收的光的颜色各种光要综合作用，白光对光合作用的效果总比单色光要好,二、光合作用的过程,色素,光能转化为电能,
10、水光解,e,ADP+Pi,ATP,NADP+,NADPH,e,酶,电能转化为活跃的化学能,H+,H2O,O2,+CO2,2C3,C5,多种酶,C6H12O6+H2O,活跃的化学能转化为稳定的化学能,光反应（基粒囊状结构膜上）,暗反应（叶绿体基质中）,CO2固定,CO2还原,C5再生,叶绿体基质中,叶绿体基粒囊状结构膜上,光能转化为电能电能转化为活跃的化学能,活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。,CO2（大气）酶（叶绿体中具有）NADPH（光反应产物）ATP（光反应产物）,水的光解ATP和NADPH形成,CO2固定CO2还原,光水、色素酶,光合作用的总反应式：,CO2+H2O,光能,叶绿体,
11、C6H12O6+O2+H2O,12,6,6,书上的是光合作用反应的最简式，不适用于计算和做题，以我讲的为准！,6,三、光合作用的意义,把无机物合成有机物，将光能转换成化学能，贮存在有机物中，为包括人类在内的所有生物提供了物质和能量 维持了大气成分的基本稳定对生物进化具有重要意义,四、需要注意的问题1、各种元素的去向C：H：O：,2、卡尔文循环：,切断CO2供应后,C3C5含量如何变化?为什么,如何使C3增多C5减少?,切断光照和切断CO2供应后的时效性一样吗?,例题:,现有A、B两组完全相同的植物分别进行如下处理：A组连续光照10min；B组光照5秒后遮光5秒，再光照5秒后遮光5秒，如此反复共
12、进行20分钟。问：在实验中，两组植物里产生有机物多的是哪组，为什么。,3、影响光合作用速率的因素,要提高农作物的产量就必须提高它们的光合作用速率。这与光照强度、CO2的浓度、叶片中叶绿体和叶绿素含量、酶的数量和活性等因素都有关。,光照是光合作用的能源。不同类型的作物需要不同的光照强度。,水稻、玉米等作物需要强光照才能生长发育良好，属于阳生植物。,胡椒、人参等作物需要弱光照才能生长发育良好，属于阴生植物。,（1）光照强度,光照强度,CO2吸收量,0,阴生植物,阳生植物,（2）CO2的供应,叶片周围的CO2浓度通常都很低，适当提高CO2浓度可以提高光合作用效率，有利增产。,大田中提高CO2浓度的有
13、效方法是合理密植和增施有机肥料。温室中则可以人工施放CO2。,如果横坐标所取范围不同，可能造成图形变化,（3）必需矿质元素的供应,光合作用不但需要光、CO2和水，还需要叶绿素吸收光，需要酶催化，需要ATP和NADP+等。植物合成这些物质都需要矿质元素。植物必需的矿质元素不足或比例不合理，都会影响光合作用的效率。,光合作用强度,春天,盛夏,A,A点出现的原因:植物为防止失水关闭叶的气孔,使CO2供应不足,注意横坐标是一天内的24小时,因此需要考虑多种影响因素,（4）、其它因素,光合作用与呼吸作用构成矛盾的两个方面，后者过强会大量消耗前者合成的有机物，降低光合作用的效率。白天较高的温度有利于光合作
14、用的进行；夜间植物不进行光合作用，适当的低温能减少有机物的消耗，有利于光合作用效率的提高。,五、光合作用的有关实验,实验设计注意尽量要减少未知因素的干扰，指向要明确,光合作用常用仪器：玻璃钟罩,常用光合作用植物材料：天竺葵,天竺葵,银边天竺葵,实验,（1）在黑暗中几小时,（饥饿处理）,（2）叶片一半遮光，在阳光行下照射一段时间,（3）用碘蒸气处理叶片,（4）实验现象,未遮光一侧变蓝,（5）实验结论,光合作用产生淀粉,银边天竺葵,上述实验如果用银边天竺葵来做，应该怎么样描述实验现象？实验的结论应该是什么？,恩格尔曼的实验,第四节 植物对水分的吸收和利用,一、植物对水分的吸收1.植物吸收水分的器官
15、根 植物吸收水分的主要部位根尖成熟区,成熟区细胞利于吸水原因：（1）成熟的植物细胞（2）表皮细胞具有根毛,2、细胞吸水的方式,（1）吸胀作用,原理：靠细胞内的蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分,亲水力：蛋白质淀粉纤维素,代表细胞：幼嫩的植物细胞（如分生区细胞）干种子细胞,影响吸胀作用的因素主要是物质的亲水性，这是由化学物质本身的化学性质决定的，而与生物活性无关。,（2）渗透作用,渗透作用原理：水从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧扩散（水多）（水少）,想一想：当你把两种不同浓度的溶液混在一起时，只有水分子在扩散吗？,要发生渗透吸水不但要有浓度差，还要有能透过水分子、同时挡住溶质的结构。谁
16、有这个能力呢,渗透作用的实验,1：清水3：蔗糖溶液2：半透膜5：液面,实验现象：水进入漏斗，液面上升,半透膜和选择透过性膜的异同：二者都能控制物质通过，但半透膜仅仅选择分子大小，选择透过性膜还可以根据细胞需要控制物质的进出,该浓度是物质分子的浓度（即应考虑mol/L），而不应考虑质量浓度,例利用刚才的实验装置，漏斗中放5g/L的蔗糖溶液，烧杯中放5g/L的淀粉溶液，液面位置会如何变化？,成熟的植物细胞是一个渗透系统,全透性,选择透过性,选择透过性,和外界溶液间有浓度差,细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质看作是一层半透膜，称为原生质层,原生质层与原生质的区别：定义不同 原生质层是成熟植物细胞特有的
17、结构 原生质层不包括细胞核、细胞液,原生质层的选择透过性是生命特征，细胞如果失去生命活性也就失去选择透过性,也就是说，能够进行渗透吸水的植物细胞必须是活的、成熟的。,动物细胞也可以进行渗透吸水,植物细胞的质壁分离和复原实验,试验应选用什么样的细胞？,为什么要选用紫色洋葱鳞片叶？,质壁分离的现象是什么？,质壁分离实验所用的溶液浓度是不是越高越好？,如果将实验所用溶液换成KNO3会出现什么现象？,质壁分离、复原现象的应用：,判断植物细胞的死活,测植物细胞液的浓度,动物细胞无质壁分离现象，失水会皱缩，吸水会膨胀乃至胀破,3.植物根对水分的吸收,烧苗现象,二、水分的运输和散失1、水分运输运输部位：根、
18、茎、叶中的导管,运输的动力：蒸腾作用,植物体内的水分，主要以水蒸气的形式通过叶的气孔散失到大气中，这就是蒸腾作用。,蒸腾作用的意义：第一，是植物吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力。第二，可以促进水和溶解在水中的矿物质养料在植物体内的运输。第三，蒸腾作用中水变成水蒸气时吸收热能，从而可以降低植物体特别是叶片的温度，避免因强烈的阳光照射而造成灼伤,2、水分的利用,根吸收的水分有99左右都由于蒸腾作用而散失掉了，只有1左右保留在植物体内，参与光合作用和其他的代谢过程。,第五节 植物的矿质营养,一、植物必需的矿质元素1.定义：,除C H O外，主要由根系从土壤中吸收的元素,2.提取方法：燃烧提取灰
19、分,3.必需的矿质元素,大量元素：N P S K Ca Mg微量元素：Fe Mn Zn Cu B Mo Cl Ni,4.验证某元素是必需矿质元素的方法,溶液培养法,5.某些矿质元素的生理作用,二、根对矿质元素的吸收,1、吸收位置主要是根尖成熟区,2、吸收形式溶解于水中的离子,3、吸收过程,（1）吸附,（2）吸收主动运输,载体,能量,（3）运输：随水在导管中运输,4、根吸收水和矿质元素是两个相对独立的过程,非常重要的一句话，需要原文背诵,先吸附后主动运输,渗透原理下的水分子自由扩散进入细胞,呼吸作用产生的ATP,蒸腾作用产生的蒸腾拉力，不耗ATP,需要载体,不需要载体,矿质元素必须溶于水才能被吸收矿质元素的运输随水进行矿质元素影响细胞内外溶液浓度，从而影响水的吸收,注意：,植物吸水和吸收离子无比例关系,离子的吸收速度比水慢,呼吸抑制抑制离子吸收，但不会抑制水吸收,离子吸收有载体饱和效应,三、矿质元素的利用,以离子形式在植物体内存在在植物体内形成不稳定化合物,K+,MgNP,当外界缺乏这类元素、或叶片衰老时，植物可将老叶中的元素转移给新叶使用，,在植物体内形成难溶、稳定的化合物,CaFe,无法从老叶转移到新叶中,四、应用,1、合理施肥2、中耕松土,
