高中生物 第4章《生命的物质变化和能量转换》素材（1） 沪科版第一册

用心 爱心 专心 1 第第 4 4 章章 生命的物质变化和能量转换生命的物质变化和能量转换 一 生物体内的化学反应 二 光合作用 三 细胞呼吸 四 生物体内营养物质的转换 一 1 自我更新 在自我更新的过程中 生物体不断地从外界摄取营养物质 将它们转变为自身的物质 并储存能量 这个过程叫同化作用 同时 生物体也不断地将自身的物质分解以释放能量 并将代谢终产物排除体外 这个过程为异化作用 同化作用和异化作用组成了生物的新陈代 谢 2 合成反应和分解反应 合成反应 生物催化剂 酶 小分子形成大分子 分解 水解反应 氧化分解反应 3 酶 酶是由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子 蛋白质 RNA 活性 高效性 专一性 酶分子上存在一个特定的活性部位 该部位只有与其催化的物质的结构和形状 上完全契合才能起催化作用 所以每一种酶只能催化一种或一类物质的合成或分解反应 与氧化还原反应有关的酶 只有在与辅助因子 辅酶 金属离子 小分子有机化合物 结合 时才显活性 4 ATP A 腺苷 T 表示其数字为 3 P 表示磷酸基 即一个腺苷上连接 3 个磷酸基 A P P P 高能磷酸键 二 1 光合作用的历史 1642 比利时 范 赫尔蒙特 认为 GHZY 的物质来源水 1771 英国 普里斯特利 光照是必要因素 1785 空气的组成 光合 CO2 H20 O2 淀粉 1939 美国 鲁宾 卡门 同位素标记法 光合 ZY 释放氧气来自与水 20 世纪 40 年代 美国 卡尔文 2 叶绿体及其色素 A 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场所 用心 爱心 专心 2 叶绿体由双层膜包围 内含有基质和几十个基粒 每个基粒由多个类囊体重叠而成 类囊体是由膜围成的空心饼状结构 与光合作用有关的各种色素就分布在类囊体的膜上 类 囊体结构使受光面积大大增加 B 叶绿素 叶绿素 a 蓝绿 叶绿素 b 黄绿 吸收红橙光 蓝紫光 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄 叶黄素 黄 光谱 蓝紫光 3 CO2 2H2O 光能 叶绿体 CH2O H2O O25 首先 结合在类囊体膜上的各种色素将吸收的光能传递到叶绿素 a 上 使叶绿素 a 分子 活化 释放出高能电子 高能电子在类囊体上经一系列传递 最终传递给 NADP 氧化型辅 酶 II NADP 获得高能电子后与叶绿素基质中的质子 H 结合形成 NADPH 还原型辅酶 II 失去电子的叶绿素 a 具强氧化性 从类囊体内水分子中夺取高能电子 促使水光解为 高能电子和 H 同时释放氧气 而 H 则流在类囊体腔中 当腔内 H 达到一定浓度时 可经 类囊体膜 ATP 合成酶复合体穿过膜进入基质 同时将能量传递给 ADP 使 ADP 和 PI 合成 ATP 植物吸收的 CO2 分子先和叶绿体基质中的一个 5 碳化合物在酶的催化下生成两个 3 碳化合物 然后 一部分三碳化合物由 ATP 供给能量 在酶的催化下被 NADPH 还原形成糖 于是活跃的化学能变的稳定 而一部分三碳化合物还原后 在多种酶的催化下从新形成五碳 化合物 再次参加 CO2 的固定 光合作用过程 A 吸收光能 光解水 释放氧气形成高能量的 ATP 和 NADPH 即将光能装化为活跃的化学能 在类囊体进行 要光 光反应 B 利用 ATP 和 NADPH 固定 CO2 合成糖 以稳定的化学能储存在糖中 叶绿体基质 暗反应 总结 光合作用是叶绿体吸收并利用光能 将 CO2 和 H2O 合成有机物并释放氧气 将光 能转化为化学能的过程 4 影响光合作用的因素 光合速率 光合作用的强度 一定量的叶面积 植物 在单位时间内进行光合作用释 放 CO2 和 H2O 的量来表示 光强 温度 CO2 浓度 10 35 度 正常 25 30 度 最佳 35 以上 下降 三 1 细胞呼吸 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 生成 CO2 或其他产物 释放出能 量并生成 ATP 的过程 用心 爱心 专心 3 2 BTB PH 7 黄色 PH 7 蓝色 3 糖的有氧分解 C6H12O6 6O2 酶 6CO2 6H2O 能量 在生物细胞内 这个过程是在酶的催化和自身控制下分步进行的 能量缓慢释放 一 部分形成 ATP 用于生命活动 一部分