1、,嵩阳(sn yn)高中谷晓沛,第一页，共七十五页。,代谢：生物体所进行的全部物质和能的变化的总称新陈代谢是最基本的生命活动(hu dng)，是生物的重要特征细胞是进行新陈代谢的基本单位,细胞(xbo)代谢,细胞通过代谢，从环境中取得(qd)能和各种必需的物质，维持自身高度复杂的有序结构，并保证细胞生长、发育和分裂等活动的正常进行,第二页，共七十五页。,重点：细胞呼吸和光合作用生物所利用的能量(nngling)，都直接或间接地来自太阳光光合作用：直接利用太阳光的过程细胞呼吸：间接利用太阳光的过程,细胞(xbo)代谢,第三页，共七十五页。,能是作功的本领生物体内作的功多种多样：物质流动、肌肉(j
2、ru)收缩、生物体各部分乃至整个生物体的运动、细胞内各式各样物质的合成等作功都要消耗能量，没有能，生物就不可能存活能：动能和势能,能与细胞(xbo),动能：两腿运动、鸟扇动双翅势能：细胞中的分子(fnz)，由于其中原子的排列而具有势能，称为化学能，是生物体内最重要的能量形式,第四页，共七十五页。,热力学定律能量可以从一种形式转变为另一种形式，生命活动依赖于能量的转变生物体是开放(kifng)体系，不断与环境之间进行物质和能量的交换热力学定律：宇宙中的总能量不变能量转变导致宇宙的无序性（熵）增加,能与细胞(xbo),第五页，共七十五页。,热力学定律细胞利用有序性低的原料制造高度(god)有序的结
3、构，一个生长中的细胞或生物体是一个熵值不断减少的独立王国，生存于熵值不断增加的宇宙之中,能与细胞(xbo),第六页，共七十五页。,生物体中能的转换(zhunhun),能与细胞(xbo),第七页，共七十五页。,吸能反应和放能反应化学反应可分为吸能反应和放能反应两类吸能反应：反应产物分子中的势能比反应物分子中的势能多光合作用是生物界最重要(zhngyo)的吸能反应放能反应：产物分子中的化学能少于反应物分子中的化学能细胞呼吸产生能量，但大部分以ATP的形式贮藏，供细胞各种活动所需,能与细胞(xbo),第八页，共七十五页。,ATP是细胞(xbo)中的能量通货ATP：三磷酸腺苷,能与细胞(xbo),AT
4、P ADP+Pi+能,第九页，共七十五页。,ATP是细胞中的能量(nngling)通货ATP循环：通过ATP的合成和水解使放能反应释放的能量用于吸能反应的过程,能与细胞(xbo),第十页，共七十五页。,酶（enzyme）：生物催化剂，加速生物体内化学反应的进行在非细胞条件下酶也能发挥作用酶能降低反应(fnyng)所需的活化能，所以能加速化学反应的进行,酶,第十一页，共七十五页。,酶促反应的特点催化效率高，提高化学反应速度106-1012倍，且没有副反应高度特异性或专一性（specificity）高度不稳定性：酶的化学本质是蛋白质，凡能使蛋白质变性的理化因素均可影响酶活性，甚至使酶完全失活；故要
5、保持酶活性，避免能使蛋白质变性的因素酶促反应的可调节性：酶是生物催化剂，与体内其它代谢物一样，其自身也要不断进行新陈代谢，通过改变(gibin)酶的合成和降解速度可调节酶含量,酶,第十二页，共七十五页。,一、酶与ATP,1.关于酶的正确(zhngqu)与错误说法,第十三页，共七十五页。,活细胞(不考虑(kol)哺乳动物成熟红细胞等),有机物(大多(ddu)为蛋白质,少数为RNA),可在细胞(xbo)内、细胞(xbo)外、体外发挥作用,低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活,酶只起催化作用,生物体内合成,第十四页，共七十五页。,2.对酶的特性(txng)的理解,(1)高效性:酶的催化效率很高,是无
6、机催化剂的1071013倍。中间产物学说(xu shu)认为:酶在催化某一底物时,先与底物结合生成一种极不稳定的中间产物(酶底物复合物),这种中间产物极为活跃,很容易发生化学反应,并释放出酶。其催化过程可表示为:,第十五页，共七十五页。,酶能加快反应速率的根本原因是酶能显著(xinzh)降低反应的活化能,缩短反应达到平衡点的时间,但不改变反应的平衡点。,(2)专一性:酶对底物(d w)具有严格的选择性,一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。,第十六页，共七十五页。,很多学者认为:酶与底物结合(jih)时,底物的结构和酶的活动中心的结构十分吻合,就好像一把钥匙开一把锁一样(“锁钥”模型),因
7、而体现出酶的专一性。可用图解表示如下:,第十七页，共七十五页。,(注:该模型能解释酶的专一性,实际情况(qngkung)是由于酶与底物的结构互补,诱导契合,通过分子的相互识别产生的,如下图),第十八页，共七十五页。,(3)酶的作用条件较温和:酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。高温、过酸或过碱、重金属盐等会使酶的空间结构遭到破坏,酶会永久失活。相比而言,无机催化剂则不易受影响,如同样加热到100,过氧化氢酶早已失去活性,而Fe3+仍可起催化作用。但要注意的是,低温仅是抑制酶的活性,随温度(wnd)的升高(最适温度(wnd)以下)酶的活性逐渐增强。,第十九页，共七十五页。,温度、酸
8、碱度等通过影响酶的活性来影响酶的催化(cu hu)效率。底物浓度、酶的浓度可影响酶的催化(cu hu)效率,却不影响酶的活性。,第二十页，共七十五页。,3.ATP结构(jigu),ATP的组成(z chn)及结构,第二十一页，共七十五页。,要注意将ATP的结构简式中的“A”和DNA、RNA的结构简式中的不同部位的“A”进行区分,如下(rxi)图中圆圈部分所代表的分别是:,腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸。,第二十二页，共七十五页。,4.ATP的合成与ATP的水解(shuji)不是可逆反应,第二十三页，共七十五页。,例1下图示生物体内常见的一种生理作用过程,下列叙述(xsh)不正
9、确的是(),A.反应完成后,a的性质未发生(fshng)改变,B.a成分(chng fn)是蛋白质或RNA,C.反应体系中b浓度不变,a浓度升高可使反应速率加快,D.温度过高对a的影响比温度过低对a的影响小,D,第二十四页，共七十五页。,例2ATP是细胞的能量(nngling)“通货”,有关说法错误的是(),ATP的第三个高能磷酸键很容易断裂和再形成黑暗条件下,只有(zhyu)线粒体可以产生ATP呼吸作用把有机物中绝大部分能量转移到ATP中人体内成熟的红细胞中氧气含量增多,则产生ATP增多ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解,A.B.C.D.,A,第二十五页，共七十五页。,二、光合作用(gun
10、gh-zuyng),1.内部因素对光合速率(sl)的影响,(1)不同(b tn)部位,由于叶绿素具有接受和转换能量的作用,所以,植株中凡是绿色的、具有叶绿素的部位都能进行光合作用。在一定范围内,叶绿素含量越多,光合速率越大。以一片叶子为例,最幼嫩的叶片光合速率低,随着叶子成长,光合速率不断加大,达到高峰,随后叶子衰老,光合速率就下降。,第二十六页，共七十五页。,(2)不同(b tn)生育期,一株作物不同生育期的光合速率不尽相同,一般都以营养生长(shngzhng)期为最强,到生长(shngzhng)末期就下降。以水稻为例,分蘖盛期的光合速率较快,在稻穗接近成熟时下降。但从群体来看,群体的光合量
11、不仅决定于单位叶面积的光合速率,而且很大程度上受总叶面积及群体结构的影响。,第二十七页，共七十五页。,2.单一因子对光合作用(gungh-zuyng)的影响,第二十八页，共七十五页。,第二十九页，共七十五页。,第三十页，共七十五页。,第三十一页，共七十五页。,第三十二页，共七十五页。,叶绿体处于(chy)不同的条件下，C3、C5、H、ATP以及（CH2O）合成量的动态变化：,第三十三页，共七十五页。,3.多种因子对光合作用(gungh-zuyng)的影响,第三十四页，共七十五页。,概念 细胞呼吸是细胞内进行的将糖类(tn li)等有机物 分解成无机物或小分子有机物，并且释放 出能量的过程。意义
12、产生ATP，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。丙酮酸是重要的中间代谢产物。细胞呼吸是生物体内三大营养物质代谢 的枢纽。,细胞(xbo)呼吸,一、概念(ginin)及意义,第三十五页，共七十五页。,探究(tnji)酵母菌的细胞呼吸类型,酵母菌是单细胞真菌，在有氧或无氧条件下都可以生存，属于(shy)兼性厌氧型生物。,第三十六页，共七十五页。,(1)只进行(jnxng)需氧呼吸；(2)只进行厌氧呼吸；(3)需氧呼吸、厌氧呼吸都有。,探究酵母菌的细胞呼吸(hx)类型,1左移，2不动，,1不动，2右移(yu y)，,1左移，2右移，,预测结果及得出相应结论：,第三十七页，共七
13、十五页。,需氧呼吸(hx)细胞在O2参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，同时释放大量能量，生成大量ATP的过程。高等植物和动物主要进行有氧呼吸，这是生物进化的结果。厌氧呼吸细胞在无O2条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量，生成少量ATP的过程。,二、细胞(xbo)呼吸的类型,第三十八页，共七十五页。,CO2,CO2,CO2,NADH2,NADH2,NADH2,FADH2,NADH2,ATP的形成(xngchng)：底物水平磷酸化2+2=4ATP,H2O,H2O,H2O,C6H12O6,C3H4O3,2NAD
14、H2,2ATP,氧化(ynghu)磷酸化10NADH X 2.5=25ATP2FADH2 X 1.5=3ATP,第三十九页，共七十五页。,三、影响植物呼吸(hx)速率的因素及相关曲线,1.内部(nib)因素,(1)不同(b tn)种类的植物呼吸速率不同(b tn),如阴生植物小于阳生植物。,(2)同一植物在不同的生长发育期,呼吸速率不同,如开花期呼吸速率升高,成熟期下降。,(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于营养器官。,第四十页，共七十五页。,2.环境因素,第四十一页，共七十五页。,第四十二页，共七十五页。,第四十三页，共七十五页。,细胞(xbo)呼吸有关计算,第四十四页，共七
15、十五页。,第四十五页，共七十五页。,四、从光合作用和呼吸作用分析物质(wzh)循环和能量流动,1.反应(fnyng)方程式的书写,第四十六页，共七十五页。,与能量代谢的化学反应(huxu fnyng),有氧呼吸(hx)的反应式,无氧呼吸产生(chnshng)酒精的反应式,无氧呼吸产生乳酸的反应式,第四十七页，共七十五页。,光合作用(gungh-zuyng),ATP+H2O,ADP+Pi+能量(nngling),酶 1,酶 2,ATP和ADP的相互(xingh)转化,A:H的转移：,H2O H(CH2O),B:C的转移：,CO2 C3（CH2O）,C:CO2中的O和H2O中的O的转移：,CO2
16、C3（CH2O）,H2O O2,第四十八页，共七十五页。,第四十九页，共七十五页。,第五十页，共七十五页。,第五十一页，共七十五页。,第五十二页，共七十五页。,4.用图解的形式呈现真光合速率、表观(bio un)(净)光合速率和呼吸速率三者之间的关系,第五十三页，共七十五页。,第五十四页，共七十五页。,第五十五页，共七十五页。,第五十六页，共七十五页。,第五十七页，共七十五页。,温馨(wn xn)提示,（1）表示表观(bio un)光合量（净光合量）a、植物（叶片）“吸收”CO2量b、植物（叶片）“释放”O2量c、植物（叶片）“积累”葡萄糖量,第五十八页，共七十五页。,温馨(wn xn)提示,（2）表示表观光合量（净光合量）a、叶绿体“吸收(xshu)”CO2量b、叶绿体“释放”O2量c、植物（叶绿体）“产生”葡萄糖量,第五十九页，共七十五页。,1.类型(lixng),(1)根据反应式中原料与产物之间的关系进行简单的化学(huxu)计算,(2)有关光合作用强度(qingd)和呼吸作用强度(qingd)的计算,(3)有关有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算,五、与细胞代谢相关的计算,第六十页，共