第三章生物的新陳代謝

1、生物學生物學第三章 生物的新陳代謝第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝第一節(jié)第一節(jié)酶與ATP第二節(jié)第二節(jié)光合作用第三節(jié)第三節(jié)呼吸作用第三節(jié)第三節(jié)新陳代謝第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝第一節(jié) 酶與ATP生物體內(nèi)時時刻刻都在進行著新陳代謝。只有在新陳代謝的基礎上，生物體才能表現(xiàn)出生長、發(fā)育、遺傳和變異等基本特征。新陳代謝一旦停止，生命也就結束了。因此，新陳代謝是生物最基礎的特征，是生物與非生物最本質的區(qū)別。一、酶二、ATP第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝一、酶酶是由生物體內(nèi)的細胞產(chǎn)生的一種生物催化劑，是細胞賴以生存的基礎。1783年，意大利科學家斯帕蘭扎尼，推斷胃液中一

2、定含有消化肉塊的物質，胃具有化學性消化的功能。1836年，德國科學家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質的物質胃蛋白酶；1926年，美國科學家薩姆納，從刀豆種子中提取出脲酶的結晶，并且通過化學實驗證明脲酶是一種蛋白質。后來，科學家們又相繼提取出胃蛋白酶、胰蛋白酶等多種酶的結晶，并提出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質。（一）酶的發(fā)現(xiàn)顯微鏡下的胃蛋白酶結晶第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝（二）酶的特性1酶具有高效性2酶具有專一性通過比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率與無機催化劑Fe3+的實驗得出，過氧化氫酶的催化效率要高許多。一般來說，酶的催化效率是無機催化劑的1071013倍。通過探索淀粉酶

3、對淀粉和蔗糖水解的作用的實驗得出，淀粉酶只能催化淀粉水解，對蔗糖不起催化作用。也就是說，酶的催化作用具有專一性的特點，每種酶只能催化一種或一類化合物。3酶的作用條件很溫和高溫、低溫以及過酸和過堿，都會影響酶的活性，酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。酶的活性受溫度影響示意圖酶的活性受pH影響示意圖第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝新陳代謝不僅需要酶，而且需要能量。新陳代謝所需要的能量是由細胞內(nèi)的ATP直接提供的，ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。二、ATP（一）ATP的結構簡式ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，它是各種活細胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物。ATP的結構式可以簡寫成APPP，

4、其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，代表一種特殊的化學鍵，叫做高能磷酸鍵。ATP分子中大量的化學能就儲存在高能磷酸鍵中。ATP的水解實際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時能夠釋放出大量的能量。第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝（二）ATP與ADP的相互轉化ATP與ADP相互轉化示意圖在有關酶的催化作用下，ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵水解，導致遠離A的那個磷酸基團脫離開來，形成游離的Pi（磷酸），同時，儲存在這個高能磷酸鍵中的能量釋放出來，此時ATP就轉化成ADP（二磷酸腺苷的英文縮寫）。另一方面，在另一種酶的催化作用下，ADP可以接受能量并與游離的Pi結合，重新形成

5、ATP第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝（三）ATP的形成途徑ADP轉化成ATP時所需能量的主要來源構成生物體的活細胞，根據(jù)生命活動的需要，內(nèi)部時刻進行著ATP與ADP的相互轉化，同時也就伴隨著能量的儲存和釋放。我們可以形象地把ATP比喻成細胞內(nèi)流通著的“能量貨幣”。正是由于細胞內(nèi)具有這種流通著的“能量貨幣”，生物體的生命活動才能及時地得到能量供應，新陳代謝才能順利地進行。第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝第二節(jié) 光合作用一、光合作用的產(chǎn)物、條件和原料二氧化碳是光合作用的原料，水也是光合作用的原料。葉片剪影綠葉在光下釋放氧光合作用吸收二氧化碳光合作用的產(chǎn)物是淀粉和氧，光合作用的

6、條件是光和葉綠體。光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水合成為儲存能量的有機物，并且釋放出氧的過程。第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝二、光合作用的過程光合作用過程的圖解第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝三、光合作用的重要意義（二）轉化并儲存太陽能（三）使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩(wěn)定（一）制造有機物由于大氣中的一部分氧轉化成了臭氧（O3），臭氧在大氣上層形成的臭氧層能夠有效地濾去太陽輻射中對生物具有強烈破壞作用的紫外線，從而使水生生物逐漸能夠在陸地上生活。（四）對生物的進化具有重要的作用定光合作用為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質來源和能量來源。

7、“綠色工廠”將太陽能轉化成化學能吸收二氧化碳，釋放氧使地球上其他進行有氧呼吸的生物得以產(chǎn)生和發(fā)展第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝第三節(jié) 呼吸作用（一）有氧呼吸有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，最終產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時釋放出大量能量的過程。一、呼吸作用的過程161262222C H O6H O+6O6CO12H O+uuu r酶能量有氧呼吸的過程反應式：第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝有氧呼吸過程圖解第一階段：一分子的葡萄糖分解成兩分子的丙酮酸，在分解過程中產(chǎn)生少量的氫H，同時釋放出少量的能量。第二個階段：丙酮酸經(jīng)過一系列的反應，

8、分解成二氧化碳和還原氫H，同時釋放出少量的能量。第三個階段：前兩個階段產(chǎn)生的還原氫H經(jīng)過一系列的反應，與氧結合形成水，同時釋放出大量的能量。第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝（二）無氧呼吸無氧呼吸一般是指在無氧條件下，通過酶的催化作用，植物細胞把糖類等有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物（一般是酒精或乳酸），同時釋放出少量能量的過程。這個過程對于高等植物來說叫做無氧呼吸；如果用于微生物（如乳酸菌、酵母菌），則習慣上叫做發(fā)酵。第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同；第二個階段是丙酮酸在無氧的條件下，經(jīng)過酶的催化作用分解成酒精和二氧化碳，或者轉化為乳酸。無氧呼吸的過程：第三章第三章 生物的新陳

9、代謝生物的新陳代謝二、呼吸作用的重要意義呼吸作用能為植物的各項生命活動提供能量。植物在光合作用中把光能轉變?yōu)榛瘜W能，并且儲存在糖類等有機物中。植物在呼吸作用中又將糖類等有機物加以分解，釋放出其中的能量。呼吸作用釋放出來的能量一部分儲存在ATP中。當ATP在酶的作用下水解時，儲存在ATP中的能量就釋放出來，用在植物生命活動的各個方面，如細胞的分裂，植物的生長，無機鹽的吸收，新物質的合成等。第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝第四節(jié) 新陳代謝一、新陳代謝的概念同化作用異化作用生物體與外界環(huán)境之間物質和能量的交換，以及生物體內(nèi)物質和能量的轉變過程，叫做新陳代謝，也可以簡稱為代謝。生物體把從外界

10、環(huán)境中攝取的營養(yǎng)物質轉變成自身的組成物質，并且儲存能量。生物體又把組成自身的一部分物質分解，釋放出其中的能量，并且把代謝的最終產(chǎn)物排出體外。生物的新陳代謝過程也就是生物體的自我更新過程第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝根據(jù)生物體同化作用方式不同有些生物體在異化作用的過程中，在缺氧的條件下仍然能夠將體內(nèi)的有機物分解，從中獲得維持自身生命活動所需要的能量。根據(jù)生物體異化作用方式不同自養(yǎng)型有些生物體在異化作用的過程中，必須不斷地從外界環(huán)境中攝取氧來氧化分解體內(nèi)的有機物，釋放出其中的能量，以便維持自身的各項生命活動。有些生物體在同化作用的過程中，能夠直接把從外界環(huán)境中攝取的無機物轉變?yōu)樽陨淼慕M

11、成物質，并且儲存能量。二、新陳代謝的基本類型異養(yǎng)型需氧型厭氧型有些生物體在同化作用的過程中不能直接利用無機物制造有機物，只能從外界攝取現(xiàn)成的有機物轉變成為自身的組成物質，并且儲存能量。第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝三、人和動物的物質代謝人和動物的物質代謝包括兩個方面的內(nèi)容：一方面是人和動物要不斷地從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質，并且把它們轉變成自身的組成物質；另一方面是人和動物要不斷地分解自身的一部分組成物質，并且把分解的最終產(chǎn)物排出體外。葡萄糖在人和動物體內(nèi)的變化情況（一）糖類代謝當血糖含量由于消耗而逐漸降低時，肝臟中的肝糖元可以分解成葡萄糖，并且陸續(xù)釋放到血液中，以便維持血糖含量的相

12、對穩(wěn)定。肌肉中的肌糖元則作為能源物質，供給肌肉活動所需要的能量。用填喂的方法使北京鴨在較短的時間內(nèi)肥育第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝（二）脂類代謝脂類在人和動物體內(nèi)的變化情況第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝（三）蛋白質代謝氨基酸在動物和人體內(nèi)的變化情況第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝糖類可以大量轉變成脂肪，而脂肪卻不能大量轉變成糖類（四）三類營養(yǎng)物質代謝的關系糖類脂肪蛋白質只有在糖類供應充足的情況下，糖類才有可能大量轉變成脂肪只有當糖類代謝發(fā)生障礙，引起供能不足時，才由脂肪和蛋白質氧化分解供給能量，保證機體的能量當糖類和脂肪的攝入量都不足時，體內(nèi)蛋白質的分解就會增加；而當大量攝入糖類和脂肪時，體內(nèi)蛋白質的分解就會減少相互聯(lián)系相互制約第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝四、人和動物的能量代謝（一）能量的儲存人和動物必須直接或間接地以綠色植物為食物，來獲取自身所需要的有機物。這些有機物經(jīng)過消化、吸收和重新合成以后，一部分用來建造人和動物體的細胞，另一部分則儲存起來，同時也就儲存了能量。由此可見，人和動物體內(nèi)儲存的能量，歸根結底來自光能。第三章第三章 生物的新陳代謝生物的新陳代謝（二）能量的釋放和轉移人和動物