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文档简介
生物的新陈代谢
I植物代谢部分:酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮
2.1酶的分类
单纯能仅含蛋白质如胃蛋白质酶
「蛋白质类防
广蚩白质
(蛋白质本质)「唾液淀粉酶含er
I复合酹离子细胞色素氧化酶含Cl)2+
L分解他萄糖的酶含Mg2+
J辅助因子「NADP(辅酶II)
酶广辅酶B族维生素
匚生物素(竣化酶的辅酶)
有机物
RNA端粒海含RNA
存在于低等生物中,将
、RNA类酶RNA
自我催化。对生命起源的研
(核酸本质)
究有重要意义。
2.2酶促反应序列及其意义
酶促反应序列生物体内的酶促反应可以顺序连接起来,即第一个反应的产物是第二个反应
的底物,第二个反应的产物是第三个反应的底物,以此类推,所形成的反应链叫航促反应序列。如
意义各种反应序列形成细胞的代谢网络,使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行,确
定了代谢的方向。
2.3生物体内ATP的来源
ATP来源反应式
光合作用的光反应
化能合成作用ADP+Pi+能量---*ATP
酶
有氧呼吸
无氧呼吸
其它高能化合物转化
C~P(磷酸肌酸)+ADP——-*C(肌酸)+ATP
(如磷酸肌酸转化)
2.4生物体内ATP的去向
「光合作用的暗反应
细胞分裂
矿质元素吸收
新物质合成
L植株的生长
ATP——-ADP+Pi+能量=>
r神经传导和生物电
肌肉收缩
i动物;>
吸收和分泌
合成代谢
I生物发光
2.5光合作用的色素
胡萝卜素
(橙黄色)胡萝卜素手、叶黄素
吸收传递光能<
大部分叶绿素a
(黄色)叶黄素
叶绿素b
(蓝绿色)叶绿素aI
(黄绿色)叶绿素b4,吸收转化光能特殊状态的叶绿素a
叶绿体基粒的I
类囊体薄膜上一
2.6光合作用中光反应和暗反应的比较
比较项目光反应暗反应
反应场所叶绿体基粒叶绿体基质
能后变化光能------电能活跃化学能------稳定化学能
电能—►活跃化学能
物质变化H:0--------*[H]+C)2CO2+NADPH+ATP----------->
NADP++H,+2e---------NADPH(CH2O)+ADP+Pi+NADP-+H20
ATP+Pi--------*ATP
反应物H20SADP、Pi、NADP+C02.ATP.NADPH
反应产物02.ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP+、H2O
反应条件需光不需光
反应性质光化学反应(快)酶促反应(慢)
反应时间有光时(自然状态下,无光反应产物暗反应也不能进行)
2.7C3植物和C4植物光合作用的比较
C3植物C4植物
光反应叶肉细胞的叶绿体基粒叶肉细胞的叶绿体基粒
暗反应叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质
仅有途径
82固定C3C4途径一"^C3途径
2.8C4植物与C3植物的鉴别方法
方法原理条件和过程现象和指标结论
在强光照、干旱、高生长状况:
生理温、低C02时,C4正常生长正常生长:C4植物
学方植物能进行光合作或枯菱死亡:C3植物
法用,C3植物不能。密闭、强光照、干旱、枯萎死亡枯萎死亡:C3植物
高温
①是否有两圈花细
形态是:C4植物
维管束鞘的结构差过叶脉横切,装片胞围成环状结构
学方否:C3植物
异②鞘细胞是否含叶
法否:C3植物
绿体
出现蓝色:出现①现
①合成淀粉的场所叶片脱绿f加碘一①蓝色出现在维管象时:
化学不同过叶脉横切一制片束鞘细胞C4植物
方法②酒精溶解叶绿素一观察②蓝色出现在叶肉出现②现
③淀粉遇面碘变蓝细胞象时:
C3植物
2.9C4植物中C4途径与C3途径的关系
2.10C4植物比C3植物光合作用强的原因
C3植物C4植物
结构原因:以育不良,无花环型结构,无发育良好,花环型,叶绿体大。
维管束鞘细胞的结构叶绿体。暗反应在此进行。有利于产物
光合作用在叶肉细胞进行,淀运输,光合效率高.
粉积累,影响光合效率。暗反应在此进行。有利于产物
光合作用在叶肉细胞进行,淀运输,光合效率高。
粉积累,影响光合效率。
生理原因:只有磷酸核酮糖按化酶。两种酶均有。
PEP殁化酶磷酸核酮糖按化酶与CO2亲和PEP峻化酶与C02亲和力大,
磷酸核酮糖按化酶力弱,不能利用低C02。利用低CO2能力强。
磷酸核酮糖陵化能与CO2亲和PEP叛化酶与CCh亲和力大,
力弱,不能利用低CO?。利用低C02能力强。
2.11光能利用率与光合作用效率的关系
照在地面上的总能
量中被转移的能量
参与光合作用的能
量中被转移的能量
2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系
延长光合作用时间提高复种指数:改一年•季为•年多季
工合理密植
增加光合作用面积1套种(不同时播种)、间作(同时播种)
温度、
提
高c因地制宜:阳生植物种阳地
光
影
能控制光照强弱<阴生植物种阴地
响
利光
L光质影响:蓝紫光照,蛋白质和脂类多光
用
合
率红光照,糖类增多
作
用
增加二氧化碳供应通风透光,增施农家肥;人工增C02(温室)<一C02的
外
N:'界
-ATP、NADP+的成分
因
'必需矿质元素供应矿物质素
K;糖类的合成和运输
2.13光合作用实验的常用方法
可同时使用
半叶法(遮盖法)►光合作用产生淀粉割主叶脉法
密封法验证(探索)光合作用需
>CO2并放。2、光强的影响
验证(探索)光合,
作用中物质的转变
打孔法(抽气法)
光质对光合作用的影响同位素标记法
分光法
2.14植物对水分的吸收和利用
2.14.1植物对水分的吸收
一液泡尚未形成或消失
;通过亲水物质的亲水性吸水
水死及质正1丁主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统
分I通过渗透作用吸水
的
吸
收渗透系统隔着半透膜的两种溶液构成的体系
发生条件{①具有半透膜
②膜两侧溶液具有浓度差
>渗透压溶液与纯水达平衡时,溶液一方所承受的外压差。
r由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成
原生质层\看作一层半透膜(本质是选择透过性)
植物细胞构
成渗透系统「①植物细胞与土壤溶液之间构成
两个系统
L②每两个植物细胞之间构成
扩散作用与渗透作用的联系与区别
扩散作用、物质由相对多(密度高)的地方向相对少(密度低)的地方运动的过程,叫扩散
>联系物质由高到低的移动方式,利用物质本身的属性,不需要能量
j区别特指溶剂分子(如水、酒精等)的扩散,需特定的条件
渗透作用7溶剂分子的扩散叫渗透,具备一定条件才能发生
半透膜与选择透过性膜的区别与联系
半透膜选择透过性膜
水自由通过,被选择的离子和其它小分子可以通
小分子、离子能透过,大分子不能透过
概念过,大分子和颗粒不能通过
选择透过性(生物分子组成,取决于脂质、蛋白质
半透性(存在微孔,取决于孔的大小)
性质和ATP)
状态活或死活
材料合成材料或生物材料生物膜(磷脂和蛋白质构成的膜)
水和亲脂小分子:不由膜决定,取决于物质密度
物质运不由膜决定,取决于物质密度
离子和其它小分子:膜上载体(蛋白质)决定
动方向
离子和其它小分子:膜上载体(蛋白质)决定
功能渗透作用渗透作用和其它更多的生命活动功能
水自由通过,大分子和颗粒都不能通过
共同点
2.14.4植物体内水分的运输
2.14.5植物体内水分的利用和散失
利用1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动
水分
散央-蒸腾作用绝大部分水分通过蒸腾作用散失
___________「①根持续吸水的动力
2.15植物体内的化学元素(1)—►生理意义《②物质运输的载体
__________I③降低叶片温度
植物体
—-------有机物90%
水分(10-95%)干物质(5-90%)-------
>无机盐10%
燃烧
C、H、0、N、S形成气体:
CO?、CO、Nz、N4、HO
2挥发部分
和氮氧化物等。灰分元素
少量硫形成H2S、SO2等。
1.16植物体内的化学元素(2)除C、H、O外
概念由根系吸收的元素
(N放在矿质元素中讨论)
载体的种类与数量选择性吸收
「N、P、S、K
大量元素Y
〜Ca、Mg(6种)
主动运输方式
吸收必需矿质元素
大“Fe、Mn、B、Zn、
量微量元素
、、、
元_CuMoClNi
矿
必
素
质
需「N、P、K、Mg
元
元能被再利用的元素
素
素
微
量r老叶先受损
元
素
幼叶先受损
植
物
体Ca、S>B、
I非必需矿质元素Al、Si、Na、I等
非
非
必
矿
需
质
元、
元C、HO
素
素
2.17生物固氮
+
固氮过程N2+e+H+ATP——旁上一Nh+ADP+Pi(选学)
代谢类型
种在生态系统
生物固氮固氮原因及条件同异常见类型
类中的作用
化化
共
根瘤菌(6种)
生消费者
固
固与豆科植异(大豆、菜豆、
概意氮
氮固(取食于活的
念义物共生时养豌豆、苜蓿、羽
基
微氮生物体)
将
①②生
因扇豆、三叶草)
大
为
对
物类(需
固
绿
自
的
气自氧
氮
色
然
种自固氮蓝藻
氮生产者
酶
植
类
Z界生养(念珠藻)
物
2氮)
)固独立生活
还
提
循圆褐固氮菌
原异分解者
供
环氮
成
氮
有类养黄色分支杆菌(腐生生活)
素
N重
营
要注意:不同的根瘤菌具有共生专一性。如蚕豆根瘤菌与蚕豆、
养
.?作
的豌豆、电豆共生;大豆根瘤菌只能与大豆共生。
用
过
程
大气固氮工业固氮
氮素化肥
尿素
氮盐NO\NO-
23遗体
2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用
NL囿蟹-NH二
固氮微生物
(N2循环)
II动物与微生物代谢部分:三大类营养代谢、细胞呼吸、
代谢基本类型、微生物类群、
微生物的营养代谢与生长、发酵工程简介
2.20人和动物体内三大营养物质的代谢
2.22细胞的有氧呼吸
2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较
比较项目有氧呼吸无氧呼吸
真核细胞:细胞质基质,主要在线粒体
反应场所原核细胞:细胞基质(含有氧呼吸酶系)细胞质基质
原核细胞:细胞基质(含有氧呼吸酶系)
反应条件需氧不需氧
反应产物终产物(CO2.H2O)、能量中间产物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量
产能多少多,生成大量ATP少,生成少量ATP
共同点氧化分解有机物,释放能量
2.25呼吸作用产生的能量的利用情况
呼吸类型被分解的有机物储存的能量释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
无氧呼吸2870kJ196.65kJ61.08kJ2.13%
注:无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。
2.26新陈代谢的类型
有光时:自养生活(进行光合作月,但供氢体不是水,而是有机物)
红螺细菌
无光时:异养生活
特
殊
类
型
「有氧时:有氧呼吸
酵母菌
.无氧时:无氧呼吸
你知道吗科学发现:
人们对消化过程的研究发现了酶
人们对向光性的研究发现了生长素
人们对.溶菌现象的研究发现了青霉素
2.27微生物的类群
繁殖
酵母菌
微
生
物
的
类
群
DNA病毒蛋白质和DNA组成
RNA病毒蛋白质和RNA组成
=基本单位:衣壳粒
嬴泰II生I功能:保护、抗原性
结构
2.28微生物的营养
£
你知道吗
加入高浓度食盐可分离金黄色葡萄球菌
加入青霉素可分离酹母菌和霉菌
不加N源可分离固氮微生物
加入伊红•美蓝可鉴别大肠杆菌
2.29微生物的代谢
不断
概念微生物自身生长繁殖必需的物质
产生
[―>初级代谢产物
代产物氨基酸、核甘酸、多糖、脂类、维生素特点
谢
产
物或积累.
工概念对自身生长繁殖北必需的物质
或排除
>次级代谢产物
产物抗生素、毒素、激素、色素
大
肠
杆
菌
微
生
代
物
谢
的
调
代
节
谢
谷氨酸脱氢
懒受谷氨酸
产量的调节
代
谢
的
人
工
控
制控制发酵条件改变细胞膜的通透性,即时输出代谢产物,解除对酹的抑制
2.30微生物的生长
时期特点作用
调整期菌体不增殖,代谢活跃,体积增大
厂►微生物群体对数期以2n形式增长,代谢旺盛作菌种和科研材料
微生长的规律稳定期生死平衡,活菌数最多,芽胞形成收获菌体和代谢产物
生
物衰亡期死亡加速,形态多样,细胞裂解
的
生最适生长温度:25—37C超过:蛋白质和核酸不可逆破坏
长
影响微生物生
(最适pH见前)超过:影响酶活性和细胞膜稳定性
长的环境因素
氧需氧或不需氧
2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系
注意
XT
生长速率=繁殖率一死亡率
a:调整期
b:对数期
c:稳定期
d:衰亡期
2.32发酵工程简介
采用现代工程技术手段,利用微生物某些特定功能,为人类生产有用产品;
>概念
或者直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
「基因诱变一一传统,常用。
.改变原来基因、
(菌种选育,基因工程一卜工程菌(工程细胞)
-----------------l细胞工程一一细胞融合—.转基因
(三要原则)
培养基配制
一般步骤:配制调一pH一分装一灭菌
灭菌严格杀灭培养基和发酵设备中的各种微生物,保证菌种是单一纯种
发
酵
工*内容《
扩大培养与接种选育的良种要经多次扩大培养,才能满足大规模生产需要
程
「①检测菌体数目和产物浓度。
发酵过程Y②添加培养基组成。
I③严格控制发酵条件(温度、pH、溶氧、通气量、转速)
代谢产物蒸储、萃取、离子交换等方法提取
分离提纯产品
菌体本身过滤、沉淀等方法分离
生命活动的调节
(包括植物调节、体液调节、神经调节、内环境与稳态、水盐调节、血糖调节、体温调节、免疫)
3.1植物生命活动调节激素调节
植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动
同性运动II是植物对于外界环境的适应性
发现(略)
产生主要在叶原基、嫩叶和发育的种子
分布大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房
运输只能由形态学上端向形态学下端运输,不能倒过来运输
植
取
物
决
的
既能促进生长,又能抑制生长于
器
生
官
生理作用既能促进发芽,又能抑制发芽长
的
素
种
既能保花,呆果,又能疏花疏果浓
类
度
牛
长
素
两重性
植
物浓度/mol・L-'
激
生
素
长涂抹未受粉柱头发根增多
调
素
节
类涂抹未受粉柱头无籽番茄
似
防止落花落果物喷洒植株(棉花)果蕾保铃
抑制顶端优势疏花疏果除草
3.2人和高等动物的体液调节
内分泌腺激素名称主要生理功能
促甲状腺激素
促进垂体合成和分泌促甲状腺激素
释放激素
下丘脑促性腺激素
促进垂体合成和分泌促性腺激素
释放激素
抗利尿激素减少排尿
促甲状腺激素促进甲状腺生长发育和调节其合成与分泌
促性腺激素促进性腺牛.长发育和调节其合成与分泌
垂体
生长激素促进生长,主要促进骨生长和蛋白质合成
催乳素促进乳腺发育与泌乳及嗦囊分泌鸽乳
促进新陈代谢(促进氧化分解)、促进
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