1、生命的物质变化和能量转换11、新陈代谢（自我更新是生物最基本的特征，是生物与非生物的最本质区别，其完成通过一系列化学反应。 ）类型 反应类型 常见反应 物质代谢 能量代谢同化作用合成代谢合成反应（由小分子形成大分子的化学反应）脱水缩合反应。如：肽链、多糖、核酸的合成从外界摄取营养物质转变成自身物质储存能量水解反应。特点：需特定水解酶；并消耗一个水分子。如：淀粉、糖原、蛋白质、脂肪的消化分解，ATP的水解。异化作用分解代谢分解反应（将大分子分解成小分子的化学反应） 氧化分解反应。特点：生成物中有 H+。如：糖酵解、三羧酸循环过程。将自身物质分解，并将代谢终产物排除体外释放能量2、酶又称生物催化剂
2、定义 由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子。 病毒利用宿主细胞的酶系统复制合成自身本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA。（1）检验酶可使用双缩脲试剂，变紫色；（2）多数酶由DNA/基因经转录和翻译过程而合成根据酶的来源以及催化的底物如：唾液腺分泌催化淀粉水解成麦芽糖的酶称为唾液淀粉酶；胰腺产生催化蛋白质水解的酶称为胰蛋白质。命名根据催化反应 如：水解酶、解旋酶、DNA连接酶、限制酶、溶菌酶等。胞内酶和胞外酶 按酶起催化作用的部位分全酶（酶蛋白+辅酶因子）和单纯酶按酶的化学组成分（辅助因子或是金属离子，或是称为辅酶的小分子有机化合物，其存在决定酶的活性）分类蛋白酶和核酶 按酶的化学本质分反应前
3、后本身属性不变 只改变反应的速率，本身可重复利用特性高效性 催化效率（即酶的活性）是无机催化剂的107-1013倍，可稀释使用，（实验4.1中1、2、3号结果可证明之）生命的物质变化和能量转换2专一性（即一个反应一个酶）机理：底物与活性部位特异性结合；抑制剂：竞争性抑制-占据活性部位；非竞争性抑制- 改变活性部位结构多样性由氨基酸的数量、种类、排列顺序和肽链空间结构决定；根本上由DNA的多样性决定反应条件温和 生物体内，常温常压易受温度、酸碱度/pH值等理化因素影响具有最适值（不同酶该值不同）；高温破坏酶的活性，低温抑制酶的活性；过酸过碱破坏酶的活性。应用 如：多酶片、加酶洗衣粉、纤维素酶去除
4、细胞壁，基因工程（DNA连接酶和限制酶）等3、生物新陈代谢所需能量的直接来源是 ATP，其中文名称是腺苷三磷酸，结构简式可表示为 APPP，分子中含有 2 个高能磷酸。将其逐步水解，可依次得到 ADP 和 AMP， 后者即腺嘌呤核糖核苷酸。将其彻底水解，产物有 1 分子的腺嘌呤、1 分子的核糖、3 分子的磷酸基团。每摩尔 ATP 水解释放的能量约为 30.5KJ/mol。合成 ATP 的能量由光合作用和呼吸作用/有机物氧化分解提供。4、光合作用发现史16 世纪前，人们认为植物生长是因为根从土壤中吸收了养分。科学家 实验要点 结论1642 年赫尔蒙特5 年内仅用水培植的柳树（含枯枝）干重增加 7
5、4.47kg；干燥土壤仅减轻 0.06kg当时：植物生长所需物质来源于水。（未考虑 CO2、矿质营养对植物生长的作用）1771 年普里斯特利对照组：密闭钟罩中小鼠死亡，蜡烛熄灭；实验组：装置内增加植物，小鼠不易死亡，蜡烛不易熄灭。备注：实验重复性差。当时：植物能改善由于动物呼吸、蜡烛燃烧而变得污浊的空气。 （后发现是植物能释放 O2）1779 年英格豪斯普里斯特利实验基础上增加光照条件 光照是植物产生O 2的必要条件生命的物质变化和能量转换31785年发现绿叶在光照下吸收CO 2，1802年定量测定发现CO 2和H 2O是光合作用的反应物。1864 年萨克斯1）紫苏置暗处 12h，耗尽营养物质
6、2）叶片部分遮光后，进行光照3）用酒精去除色素后使用碘液染色遮光部分不变色；光照部分呈深紫蓝色证明光合作用的产物有淀粉，且光照是光合作用的必要条件。备注：第一步一定要处理，否则结论将变为植物呼吸作用消耗淀粉。1939 年鲁宾卡门第一组加入和 C18O2，收集气体无放射性；第二组加入 H218O 和 CO2，收集气体有放射性。证明光合作用释放的 O2 来自 H2O。该实验方法是放射性同位素示踪法。本实验中两组实验缺一不可。20 世纪40 年代卡尔文利用 14CO2 供给小球藻光合作用，通过控制供给 14CO2 的时间和分析中间产物进行探究。探明 CO2 转化成有机物的途径，即卡尔文循环。该实验方
7、法是放射性同位素示踪法。5、光合作用的总反应式是：_。6、叶片是进行光合作用的主要器官，叶绿体是进行光合作用的主要场所，该细胞器由双层膜包围，内含基质和几十个基粒，后者由多个类囊体重叠而成，该结构是受光面积大大增加，与光合作用相关的色素就分布在类囊体的膜上。 7、叶绿体色素（种类填写顺序请对应色素分离实验中所得滤纸条上色素从上到下分布位置）特性种类 颜色 含量溶解性质 选择吸收光谱 稳定性生理功能胡萝卜素 橙黄色类胡萝卜素叶黄素 黄色绿叶中叶绿素是类胡萝卜素易溶于有机溶剂主要吸收蓝紫光 较稳定吸收、传递、光能；核心色素叶绿素 a生命的物质变化和能量转换4叶绿素a 蓝绿色叶绿素叶绿素b 黄绿色的
8、 4 倍主要吸收蓝紫光和红橙光衰老或环境恶劣时易被破坏还能转化光能8、光合作用的过程和意义阶段 物质变化（反应式） （省略酶） 能量转换 条件 场所光激活 叶绿素 a氧化叶绿素 a + 高能 e水的光解1）氧化叶绿素 a + e- 叶绿素 a2）H 2O 2H + + 2e- + 1/2O2光能电能光反应物质合成1）ADP + Pi +能量 ATP + H 2O2）NADP + + H+ + 2e- NADPH电能活跃化学能光照；色素；酶类囊体的膜CO2 固定 CO2 + C5 2C 3C3 还原 ATP + H2O ADP + Pi +能量NADPH NADP + + H+ + 2e-暗反应
9、C5 再生 C3 C5活跃化学能稳定化学能酶；有无光均可以进行叶绿体基质意义1）将无机物合成为有机物，为动植物提供食物。2）维持空气中 O2 和 CO2 的相对稳定。3）将光能转换为储存在有机物中的化学能，为食物链提供能量。备注：整个过程涉及四个物质循环：1）叶绿素 a 和氧化叶绿素 a2）ADP 和ATP3）NADP +和生命的物质变化和能量转换5联系光反应为暗反应提供 ATP 和 NADPH（H）暗反应为光反应提供 ADP、Pi 、NADP +NADPH4）卡尔文循环9、光合作用形成的糖，大部分从叶绿体运输至叶肉细胞变转变为蔗糖，并运输至植物体全身；另一部分以淀粉的形式贮存在叶绿体中；还有
10、一部分参与合成氨基酸、蛋白质、脂质等物质。10、光合作用的强度，又称光合速率，可以用一定量的植物在单位时间内进行光合作用释放O 2或消耗CO 2的量来表示。影响它的因素有：影响因素 光强 CO2浓度 温度 其他因素曲线图要点无光时，光合作用不能进行，增大光强，光合速率会随之增强，但会达到饱合值。其他条件适宜时，浓度过低会成为影响光合作用速率的限制因素。温室栽培多通过补充室内CO 2浓度来增产。大多数绿色植物在10-35时可正常进行光合作用；25-30为最适温度；40-50以上完全停止。温度主要影响光合作用相关酶的活性。1）水：作为光合作用的原料；缺水时气孔会关闭减少水分蒸腾，使CO 2吸收量受
11、影响。2）无机离子：如Mg是合成叶绿素的重要原料。11、除绿色植物外，细菌也能进行光合作用。而亚硝酸细菌和硝酸细菌属于化能自养型生物。光能自养型与化能自养型相同点是均可将无机物合成为有机物，不同点是合成有机物时所需能量来源不同。12、实验酵母菌的呼吸方式：原理 酵母菌为兼气性微生物，可在有氧或无氧条件下分别进行有氧或无氧呼吸。分组准备装置 甲组 乙组 备注加入酵母液 10ml（5%葡萄糖溶液加2g酵母干粉） 准备反应体系不同操作 液面上加石蜡油 直导管不断吹气 变量：是否有氧步骤水浴保温 50 呼吸反应的最适温度光强生命的物质变化和能量转换6加0.5%BTB试剂 1-4号试管各加 8ml（蓝色
12、） 检测CO 2，2和4试管作对照产生气泡 量少、速度慢 量多、速度快1和3试管BTB 变色 变黄色速度慢 变黄色，速度快说明产物是CO 2，且有氧呼吸反应速率更快摸反应试管壁 变温热 变温热 说明反应释放能量现象开反应试管塞 有酒香味 无酒香味 说明酵母菌无氧呼吸产物中有酒精13、有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成 CO2 或其它产物，释放出能量并生成ATP 的过程称为细胞呼吸。 （注：下表反应式中均省略酶）细胞呼吸方式有氧呼吸（高等动植物呼吸主要方式）无氧呼吸总反应式 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O +大量能量C6H12O62C 2H5OH + 2
13、CO2 + 少量能量 或 C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量第一阶段 糖酵解： C6H12O6 2C 3H4O3 + 4H+ + 少量能量第二阶段 三羧酸循环：2C 3H4O3 + 6H2O 6CO2 + 20H+ + 少量能量酒精发酵：2C 3H4O3 + 4H+ 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量过程第三阶段 电子传递和水的生成：24H+ + 6O2 12H2O + 大量能量丙酮酸还原乳酸发酵：2C 3H4O3 + 4H+ 2C3H6O3 + 少量能量场所第一阶段：细胞质基质第二、三阶段：线粒体（主要场所）所有阶段：细胞质基质条件 有氧、酶 无氧、酶产物 CO2和 H2O
14、酒精和 CO2（一般植物细胞、酵母菌）或乳酸（动物细胞、马铃薯块茎、玉米胚、乳酸杆菌等）不同点放能 大量能量（38ATP） 少量能量（2ATP）生命的物质变化和能量转换714、营养物质的转化种类 消化终产 物 小肠吸收 方式 代谢途径 备注淀粉（糖类）葡萄糖（需淀粉酶、麦芽糖酶）主动运输进入血液中称血糖1）氧化分解，生成 CO2 和 H2O，释放大量能量；2）转变成多糖，如植物淀粉或动物糖原（其中肝糖元可逆向转化） ；3）转变成脂肪或氨基酸（该转变可逆）胰岛素和胰高血糖素的拮抗作用调节血糖值稳定；糖类代谢终产物是 CO2 和H2O脂肪甘油和脂肪酸（胆汁乳化、需脂肪酶）被动运输经淋巴循环进入血液
15、循环1）重新合成脂肪，储存在脂肪细胞；缺糖时可以重新分解；2）甘油在肝脏转化成鹅丙酮酸，参与糖代谢供能；3）脂肪酶在线粒体转化成二碳化合物，参与三羧酸循环供能2）和 3）过程都可逆向发生；脂肪代谢终产物是 CO2 和H2O，释放能量最多蛋白质20 种基本氨基酸（需蛋白酶和肽酶）主动运输进入血液循环1）合成自身蛋白质；2）转氨基作用，在转氨酶的催化下，将糖类合成为非必需氨基酸；3）脱氨基作用，在酶的作用下脱去人体蛋白质合成分解处于动态平衡；蛋白质代谢终产物是 CO2本质 分解有机物（主要是糖类） ，释放能量，即生物氧化。联系 第一阶段的反应完全相同。相同点影响因素 如内因遗传因素（决定酶的数量） 、外因温度、O 2 浓度等。生命的物质变化和能量转换8氨基，在肝脏转化成尿素，经肾脏排出体外；不含 N 部分加入三羧酸循环供能和 H2O 和尿素15、人体内糖类物质的三个来源是食物摄入、肝糖原转化、脂肪或氨基酸转化；三个去路是氧化分解、转换糖原、转化成脂肪或氨基酸。16、人体内的氨基酸来源包括自身蛋白质的分解、食物摄入、转氨基作用。17、人体内三大类营养物质相互转化的关系是（用箭头表示）：糖类蛋白质 氨基酸 脂肪18、合理膳食是一生健康的基础。合理营养是指人体摄入的食物中，七大营养物质，即糖类、脂肪、蛋白质、水、无机盐、维生素、膳食纤维的种类齐全，摄入量及其比例符合人体营养要求。
