ATP的形成途徑 對綠色植物來說, 所需能量來自有氧呼吸作用和光合作用
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 3．植物的新陳代謝
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一．酶與新陳代謝 （一）酶的概念： 試題詳情
四、【重點知識聯系與剖析】： 1、來源：活細胞產生的。（死細胞不產生酶，凡是活細胞都一定能產生酶。） 試題詳情
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3、本質：有機物（蛋白質或RNA）（絕大多數酶是蛋白質，極少數酶是RNA） 試題詳情
4、合成原料：氨基酸 或 核糖核苷酸（組成RNA） 試題詳情
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1、高效性：是無機催化劑的107-1013倍。酶的高效性是細胞新陳代謝順利進行的保證。 試題詳情
2、專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。酶的專一性保證細胞新陳代謝的有序性。 試題詳情
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 （三）影響酶促反應的因素：
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1、酶的濃度：在有足夠底物而又不受其它因素的影響的情況下，則酶促反應速率與酶濃度成正比。 試題詳情
2、底物濃度：當酶濃度、溫度和PH恒定時，在底物濃度很低的范圍內，反應速率與底物濃度成正比，當底物濃度達到一定限度時，所有的酶與底物結合，反應速率達到最大，再增加底物濃度，反應速率不再增加。 試題詳情
3、溫度：一般而言，溫度越高化學反應越快，但酶是蛋白質，若溫度過高會發生變性而失去活性，因而酶促反應一般是隨著溫度升高反應加快，直至某一溫度活性達到最大，超過這一最適溫度，由于酶的變性，反應速度會迅速降低。大多數酶，在30-40℃范圍內顯示最高活性。低溫不會使酶失去活性，但使酶活性降低；高溫可導致酶失去活性。
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4、pH值：在極端的酸性或堿性條件下會變性而完全失去活性，大多數酶的最適PH值為4.5-8.0范圍內。1）動物體內的酶最適宜pH大多在6.5―8之間。唾液pH為6.2―7.4，胃液的pH為0.9―1.5，小腸液的pH為7.6。2）植物體內的酶最適pH大多在4.5―6.5之間。 試題詳情
5．反應時間對酶活性的影響：即使在適宜的條件下酶的催化效率也不是一成不變的，酶在工作一段時間后會發生鈍化現象，即催化能力下降、喪失。 （四）酶、激素和維生素的比較 試題詳情
1．從來源看：酶是所有活細胞都能產生的具有催化作用的有機物；激素是由內分泌細胞分泌的活性物質；維生素在動物體內一般不能合成或合成很少，主要從食物中攝取。能合成激素的細胞一定能合成酶，而能合成酶的細胞不一定能合成激素。 試題詳情
2．從化學結構看：酶一般是蛋白質類化合物。激素有的是固醇類，如性激素；有的是多肽或蛋白質，如胰島素、生長激素等；有的是氨基酸或脂肪類的衍生物。維生素的種類很多，有脂肪族、芳香族、雜環化合物等，是可溶于水或脂質的小分子有機物。 試題詳情
3．從生理功能看：酶起催化化學反應的作用，大部分在胞內起作用，少數在胞外起作用；激素起調節作用；維生素多是酶的輔助組成成分。 試題詳情
4．從能特性看：都是高效能物質。 （五）酶與激素、蛋白質、維生素、脂質的關系： 試題詳情
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二、ATP與新陳代謝 一）ATP（三磷酸腺苷）的結構簡式 試題詳情
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2． 各部分含義： A：腺苷（腺嘌呤+核糖） T：三個
P：磷酸基 ―：普通磷酸鍵
～：高能磷酸鍵（儲存大量化學能） 試題詳情
3．結構特點：含有兩個高能磷酸鍵，且遠離腺苷的哪個高能磷酸鍵既容易分解釋放能量（為各種生命活動提供能量），又容易形成而儲存能量 二）ATP與ADP的相互轉化 試題詳情
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ATP與ADP的相互轉化伴隨著能量的釋放和儲存，因此與生物體的新陳代謝密切相關可用下式表示二者的轉化過程： （該可逆反應中物質是可逆的，但能量是不可逆的。） a）從反應條件上看：ATP的合成是一種合成反應，催化該反應的酶應屬合成酶，而ATP的分解是一種水解反應，催化該反應的酶應屬水解酶，由于酶具有單一性，因此反應條件不同。 b）
從能量上看：合成ATP的能量主要有化學能和太陽能，而ATP水解釋放的能 量是儲存在高能磷酸鍵內的化學能，因此，能量的來源不同。 c)從ATP合成與分解的場所上看：ATP合成的場所是細胞質基質、線粒體和葉綠體；而ATP水解的場所較多。因此，其合成與分解的場所不盡相同。 試題詳情
2.ATP的存在與含量：生物體細胞內普遍存在，但含量很少。（轉化十分迅速） 試題詳情
3.ATP的生理功能： 在生物體內能量的轉換和傳遞中，ATP是一種關鍵的物質。生物體的一切生命活動都離不開ATP。ATP是生物體內直接供給可利用能量的物質，是細胞內能量轉換的“中轉站”。各種形式的能量轉換都是以ATP為中心環節的。生物體內由于有各種酶的作為生物催化劑，同時又有細胞中生物膜系統的存在，因此，ATP中的能量可以直接轉換成其他各種形式的能量，用于各項生命活動。這些能量形式主要有以下幾種。 ⑴機械能。生物體內的細胞以及細胞內各種結構運動都是在做機械功，所消耗的就是機械能。例如，纖毛和鞭毛的擺動、肌細胞的收縮、細胞分裂期間染色體的運動等，都是由ATP提供能量來完成的。 ⑵電能。生物體內神經系統傳導沖動的某些生物能夠產生電流，所做的電功消耗的就是電能。電能也是由ATP所提供的能量轉換而成的。 ⑶滲透能。細胞的主動運輸是逆濃度梯度進行的，物質過膜移動所做的功消耗了能量，這些能量叫做滲透能，滲透能也來自ATP。 ⑷化學能。生物體內物質的合成需要化學能，小分子物質合成大分子物質時，必須有直接或間接的能量供應。另外，物質在分解的開始階段，也需要化學能來活化，成為能量較高的物質（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。在生物體的物質代謝中，可以說到處都需要由ATP轉化的化學能來做化學功。 ⑸光能。目前關于生物發光的生理機制還沒有完全弄清楚，但是已經知道，用于發光的能量仍然直接來源于ATP。 ⑹熱能。生物體內的熱能，來源于有機物的氧化分解。大部分的熱能通過各種途徑向外界環境散發，只有一小部分熱能用語維持細胞或恒溫動物的體溫。通常情況下，熱能的形成往往是細胞能量轉換和傳遞過程中的副產品。 三)ATP的再生途徑 （一）植物 試題詳情
1． 光合作用：光能 化學能+ADP+Pi ATP 試題詳情
2．  呼吸作用：有機物 能量 熱能（散失）
形成ATP （二）動物 試題詳情
1．呼吸作用：有機物能量 熱能（散失）
形成ATP 試題詳情
3． 磷酸肌酸 化學能+ADP+PiATP 四)生物體內能源物質總結 ①生物體進行各項生命活動的最終能源------太陽光能 ②生物體內三大能源物質：糖類、脂肪、蛋白質 ③生物體內進行各項生命活動的主要能源物質-----糖類 ④生物體內儲存能量的物質-----脂肪 ⑤動物細胞中儲存能量的物質-----糖元 ⑥植物細胞中儲存能量的物質------淀粉 ⑦生物體進行各項生命活動的直接能源物質-----ATP 一)植物的水分代謝 試題詳情
三、植物的新陳代謝 1．自由水和結合水? (1)結合水不易蒸發，失去了流動性和溶解性，成為細胞的結構物質，是細胞結構的重要組成成分，在細胞內結合水的含量較穩定。? (2)自由水是填充在有機固體顆粒之間的水，不受束縛，可流動，易蒸發，是細胞內良好的溶劑，是可以參與物質代謝過程的水，自由水的含量往往發生較大變化。(3)自由水與結合水能隨著生物體新陳代謝活動的進行而互相轉化，一般來說，自由水的含量越多，細胞代謝越旺盛；相反，當自由水向結合水轉化較多時，新陳代謝就減弱。種子在曬干的過程中，損失的主要是自由水，隨著水分的散失，原生質逐漸由溶膠狀態轉為凝膠狀態，生命活動大大減弱，進入休眠。? (4)水在生物體內的流動，可以把營養物質送到各個細胞，同時，也把各個細胞在新陳代謝中產生的廢物，運送到排泄器官或者直接排出體外。? 試題詳情
2．吸脹吸水與滲透吸水? (1)吸脹吸水是指細胞在形成液泡之前的主要吸水方式，原理是吸脹作用。當大分子的淀粉粒和蛋白質等呈凝膠狀態時，這些大分子之間有大大小小的縫隙。水分子會迅速地以擴散作用或毛細管作用等形式進入凝膠內部，具有極性的水分子與親水凝膠結合起來，使其膨脹，這種現象叫吸脹作用。原生質凝膠的吸脹作用的大小與該物質的親水性大小有關，蛋白質、淀粉、纖維素的親水性依次遞減，因此大豆種子(含蛋白質多)比玉米種子(含蛋白質相對少)的吸脹作用要大。干燥的種子吸脹作用的力量相當大，人們用大豆等種子填入巖石裂縫中，灌水以后，大豆的吸脹力可使巖石崩裂。? (2)植物細胞形成液泡以后主要靠滲透作用吸水。? (3)兩種吸收方式及變化是考點之一，如小麥根尖4部分結構：根冠(具大液泡)、分生區(液泡尚未形成)、伸長區(液泡由小變大由多變少)、成熟區(具大液泡)，其主要吸水方式依次為：滲透吸水、吸脹吸水、以吸脹吸水為主、以滲透吸水為主。注意具有液泡的細胞主要靠滲透吸水，但也能進行吸脹吸水。? 試題詳情
3．滲透作用原理、滲透裝置的構成及滲透裝置中水的流動? (1)滲透裝置的構成必須同時具備以下兩個條件：①有一個起分隔作用的半透膜；②被半透膜隔開的雙方均為液態且有濃度差。依此兩個標準可判斷某些現象是否屬于滲透現象，如鮮白菜放到鹽水中則發生滲透現象，而鮮白菜放在空氣中水分的丟失則不屬于滲透現象。? (2)對于被半透膜隔開的兩個溶液體系S1和S2：? 當S1濃度>S2濃度時，水由S2→S1的分子數多于水由S1→S2的分子數；? 當S1濃度<S1濃度時，水由S1→S2的分子數多于水由S2→S1的分子數。? 試題詳情
圖2-4-1 S1與S2進行雙向的水分子移動，從外觀上則觀測到雙向水分子移動的水分子數的差。? (3)一個成熟的植物細胞就是一個典型的滲透系統，其細胞壁的縫隙很大，一般的大、小分子都能透過，因此具有全透過性的特點；原生質層具有選擇透過性，相當于半透膜；細胞液具有一定的濃度，與外界溶液間易形成濃度差。? 試題詳情
4．代謝生成水和代謝消耗水? (2)會消耗水的常見生理過程：①植物光合作用的光反應過程中，水作為最初電子供體參與反應；②有氧呼吸第二階段，在線粒體中丙酮酸與水反應生成二氧化碳和還原劑氫；③多糖、二糖水解成單糖過程中需要水參與反應；④蛋白質或者多肽水解成氨基酸需要水參與反應；⑤核酸水解、脂類等水解都要有水參與反應。 二)．植物的礦質代謝 試題詳情
(1)能夠產生代謝水的常見生理過程：①植物光合作用的暗反應過程中，CO2被還原過程中，除了生成糖類等有機物，還有水生成；②在有氧呼吸的第三階段，在氧氣的作用下，將有氧呼吸第一、二階段生成的活潑還原劑氫氧化成水；③在基因表達的翻譯過程中，以氨基酸作為原料脫水縮合合成蛋白質時，會生成水；④在磷酸、核糖或脫氧核糖與含氮堿基形成ATP、核糖核苷酸、脫氧核苷酸，或核糖核苷酸、脫氧核苷酸脫水縮合形成核糖核酸(RNA)、脫氧核糖核酸(DNA)時，都有水生成；⑤在單糖脫水縮合形成二糖或多糖的過程中也有水生成。? 1．判斷必需礦質元素? 判斷植物體內的某種元素是不是必需元素，有三個標準，符合這三個標準的礦質元素，就是必需礦質元素。 (1)由于缺乏某種礦質元素，植物的生長發育發生障礙。? (2)除去某種元素以后，植物體表現出專一的病癥，而且這種缺素癥是可以利用該種礦質元素進行預防和恢復的。? (3)某種礦質元素在植物營養上表現的效果是直接的，而不是由于土壤的物理、化學和微生物等因素的改變而產生的間接效應。? 試題詳情
2．礦質元素離子的吸收過程與水分吸收過程之間的關系? (1)礦質元素離子的吸收與水分吸收是兩個相對獨立的過程，因為這兩個過程的原理是不同的。水分的吸收主要是滲透作用，不需要載體，也不消耗ATP；礦質離子的吸收則必須通過主動運輸，需要載體，也需要消耗ATP。證明根對水分的吸收和對礦質元素離子的吸收是兩個相對獨立過程的事實：①植物的吸水量與離子吸收量并不呈同步正比關系。②植物對離子的吸收有選擇性。③植物對離子的吸收速率遠比吸水慢。④呼吸抑制劑抑制離子吸收，卻不抑制水分的吸收。⑤離子的吸收有載體飽和效應。? (2)礦質元素離子的吸收和水分的吸收是互相聯系互相影響的。這兩個過程都發生在根尖的成熟區(根毛區)；礦質離子必須溶解在水中才能被吸收；礦質離子的吸收增加了細胞液的濃度，從而也促進了水分的吸收；水分的吸收能及時地將已吸收的礦質離子運走，也在一定程度上促進了礦質離子的吸收。? 試題詳情
3．影響礦質元素吸收的因素? (1)遺傳因素：植物吸收礦質離子的種類和數量，主要取決于植物的遺傳性。不同生物DNA不同，控制合成的根細胞膜上運載離子的載體種類和數量不同，因而，根細胞吸收礦質離子的種類和數量不同。根表現出對礦質離子的吸收具有選擇性。? (2)溫度影響：在一定范圍內，根部吸收礦質元素速率隨土壤溫度的增高而加快。這是由于溫度影響了根部的呼吸速率，從而影響主動運輸。但溫度過高，作物吸收礦質元素的速率下降；因為高溫使酶的活性受影響，從而影響呼吸作用所致。溫度過低時，吸收減少；因為低溫時，代謝弱，主動運輸慢。? (3)土壤的通氣狀態：土壤通氣狀況能直接影響根吸收礦質元素。如2-5-3所示： 試題詳情
圖2-5-3 ①AB段表示在一定的范圍內，根吸收礦質元素離子的速率隨氧分壓的升高而加快。原因是在一定范圍內，氧氣供應越好，呼吸作用越強，根吸收礦質元素就越多。 ②BC段表示當氧分壓增大到一定值時，根吸收離子的速率不再隨氧分壓升高而加快，這是由于根細胞膜上載體的數量限制。 (4)土壤中溶液濃度的影響，如圖2-5-4所示：? 試題詳情
圖2-5-4 ①曲線AB段表示在一定離子濃度范圍內，根吸收離子的速率隨離子濃度的增大而加快，兩者成正比。原因是當外界溶液濃度較低時，離子載體與離子結合還未達到飽和。? ②曲線BC段表示當離子濃度增大到一定數值時，根的吸收速率不再增加。這是由根細胞膜上載體的數量決定的，當離子載體達到飽和后，繼續提高溶液濃度，離子吸收量不會隨之增加。? ③曲線CD段表示當離子濃度過高時，將會使根細胞失水，從而影響根細胞正常的代謝活動，使離子吸收速率下降。? (5)pH的影響：一方面pH能影響根細胞中酶的活性，而影響根的吸收作用，從而對礦質元素的吸收有影響。另一方面，土壤溶液pH的改變，可以引起土壤溶液中養分的溶解或沉淀；影響礦質元素在土壤中的存在狀況，從而影響對其吸收。例如在堿性加強時，鐵、磷酸根、鈣、鎂、銅、鋅等離子逐漸形成不溶解狀態，能被植物吸收的量便減少。? 試題詳情
4．幾種無機鹽在動物體內的作用? (1)N是蛋白質的組織成分，參與細胞和生物體的結構。酶是蛋白質，某些激素也是蛋白質，這些物質對生命活動具有調節作用，所以N也參與了生命活動的調節。 (2)P是核酸的組織成分，也是磷脂的組成成分，參與了細胞和生物體的結構。ATP中含磷酸，所以磷酸也參與了動物體內的能量代謝過程。? (3)Na在動物體內是一種必需元素，主要以離子狀態存在。但在植物體內不是必需元素。Na+可以促進小腸絨毛上皮細胞對葡萄糖和氨基酸的吸收。在神經沖動的發生和傳導過程中起重要作用。? (4)Ca在動物體內即是一種結構成分(如骨骼和牙齒中主要是鈣鹽)，對生命活動也具有調節作用，如哺乳動物血液中的Ca2+濃度過低，動物就會出現抽搐；血液中的Ca2+具有促進血液凝固的作用，如果用檸檬酸鈉或草酸鈉除掉血液中的Ca2+，血液就不會發生凝固。人體長期缺鈣，幼兒會得佝僂病，成年人會得骨質疏松癥。預防和治療的辦法是服用活性鈣和維生素D。? (5)Fe在哺乳動物體內是血紅蛋白的一種成分，沒有Fe就不能合成血紅蛋白。血紅蛋白中的Fe是二價鐵，三價鐵是不能利用的。鐵都是以二價鐵離子的形式被吸收的。鐵也是某些酶的活化中心。 三)植物的光合作用和呼吸作用 試題詳情
1．光合色素的物理性質與功能? (1)葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b兩種，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有機溶劑。? (2)葉綠素吸收光的能力極強，如果把葉綠素的丙酮提取液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中有些波長的光被吸收了。因此，在光譜上就出現了黑線或暗帶，這種光譜叫吸收光譜。葉綠素吸收光譜的最強區域有兩個：一個是在波長為640nm～660nm的紅光部分，另一個在波長為430nm～450nm的藍紫光部分。對其他光吸收較少，其中對綠光吸收最少，由于葉綠素吸收綠光最少，所以葉綠素的溶液呈綠色。 (3)在做葉綠素的提取和分離實驗時，還會看到一種現象：試管中的葉綠素的丙酮提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是棕紅色的，這是葉綠素的熒光現象。 (4)葉綠體中的類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素兩種，顏色分別是橙黃色和黃色，功能是吸收藍紫光。除此之外還具有保護葉綠素，防止強烈光照傷害葉綠素的功能。 (5)植物葉呈現的顏色是葉中各種色素的綜合表現。其中主要是綠色的葉綠素和黃色的類胡蘿卜素之間的比例。一般來說，正常葉的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例約為4∶1，葉綠素a與葉綠素b的比約為3∶1，葉黃素與胡蘿卜素之比約2∶1，由于葉綠素比黃色的類胡蘿卜素多，所以正常的葉子總是呈綠色。? (6)秋天，因低溫、紫外線強烈等外界因素和葉片衰老等內部因素，葉綠素的合成速度低于分解的速度，葉綠素含量相對減少，而類胡蘿卜素分子比較穩定，不易破壞。所以葉片逐漸呈現類胡蘿卜素的顏色――黃色。至于紅葉，是因為秋天降溫，體內積累較多的糖分以適應寒冷。體內可溶性糖多了，就形成了較多的花色素，同時秋天葉子內的pH值改變，葉內呈現酸性，使花色素表現出紅色。? 試題詳情
2．有氧呼吸和無氧呼吸的比較? (1)有氧呼吸和無氧呼吸的公共途徑是呼吸作用第一階段(糖酵解)，是在細胞質基質中進行。在沒有氧氣的條件下，糖酵解過程的產物丙酮酸被［H］還原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物體由于酶的不同，其還原的產物也不同。在有氧氣的條件下，丙酮酸進入線粒體繼續被氧化分解。如圖2-6-1所示：? 試題詳情
圖2-6-1 (2)由于無氧呼吸分解有機物是不徹底的，釋放的能量很少，轉移到ATP中的能量就更少；還有大量的能量貯藏在不徹底的氧化產物中，如酒精、乳酸等。? (3)有氧呼吸在有氧氣存在的條件下能把糖類等有機物徹底氧化分解成CO2和H2O，把有機物中的能量全部釋放出來，約有44%的能量轉移到ATP中。所以有氧呼吸為生命活動提供的能量比無氧呼吸多得多，在進化過程中絕大部分生物選擇了有氧呼吸方式，但為了適應不利的環境條件還保留了無氧呼吸方式。? 試題詳情
3．呼吸作用與光合作用的聯系? (1)呼吸作用是新陳代謝過程中一項最基本的生命活動，它為生命活動的各項具體過程提供能量(ATP)。所以呼吸作用在一切生物的生命活動過程是―刻都不能停止的，呼吸作用的停止意味著生命的結束。光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝，一切生物的生命活動都直接或間接地依賴于光合作用制造的有機物和固定的太陽能。? (2)呼吸作用和光合作用表面看起來是2個相反的過程，但這2個不同的生理過程在整個新陳代謝過程中的作用是不同的。在植物體內，這2個過程是互相聯系，互相制約的。? (3)光合作用的產物是呼吸作用的原料，呼吸作用的產物也是光合作用的原料；光合作用的光反應過程產生的ATP主要用于暗反應，很少用于植物體的其他生命活動過程，呼吸作用過程釋放的能量主要是用于植物體的各項生命活動過程，包括光合作用產物的運輸。如圖2-6-2所示： 試題詳情
圖2-6-2 試題詳情
4．影響光合作用的因素 光合作用是在植物有機體的內部和外部的綜合條件的適當配合下進行的。因此內外條件的改變也就一定會影響到光合作用的進程或光合作用強度的改變。影響光合作用強度的因素主要有光照強度、CO2濃度、溫度和礦質營養。? (1)光照強度：植物的光合作用強度在一定范圍內隨著光照強度的增加而增強，同化CO2的速度也相應增加，但當光照強度達到一定時，光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增強。植物在進行光合作用的同時也在進行呼吸作用：? ①當植物在某一光照強度條件下，進行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進行呼吸作用所釋放的CO2量達到平衡時，這一光照強度就稱為光補償點，這時光合作用強度主要是受光反應產物的限制； ②當光照強度增加到一定強度后，植物的光合作用強度不再增加或增加很少時，這一光照強度就稱為植物光合作用的光飽和點，此時的光合作用強度是受暗反應系統中酶的活性和CO2濃度的限制。(如圖2-6-3所示)? 試題詳情
圖2-6-3 ③光補償點在不同的植物是不一樣的，主要與該植物的呼吸作用強度有關，與溫度也有關系。一般陽生植物的光補償點比陰生植物高。 ④光飽和點也是陽生植物高于陰生植物。所以在栽培農作物時，陽生植物必須種植在陽光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產量；而陰生植物應當種植在陰濕的條件下，才有利于生長發育，光照強度大，蒸騰作用旺盛，植物體內因失水而不利于其生長發育，如人參、三七、胡椒等的栽培，就必須栽培于陰濕的條件下，才能獲得較高的產量。 注意區分以下表述： ①總光合作用是指植物在光照下制造的有機物的總量(吸收的CO2總量)。? ②凈光合作用是指在光照下制造的有機物總量(或吸收的CO2總量)中扣除掉在這一段時間中植物進行呼吸作用所消耗的有機物(或釋放的CO2)后，凈增的有機物的量。 (2)溫度：植物所有的生活過程都受溫度的影響，因為在一定的溫度范圍內，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應速度。光合作用也不例外，在一定的溫度范圍內，在正常的光照強度下，提高溫度會促進光合作用的進行。但提高溫度也會促進呼吸作用。(如圖2-6-4所示)所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內酶的最適溫度。 試題詳情
圖2-6-4? (3)CO2濃度：CO2是植物進行光合作用的原料，只有當環境中的CO2達到一定濃度時，植物才能進行光合作用。植物能夠進行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2的補償點，即在此CO2濃度條件下，植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。環境中的CO2低于這一濃度，植物的光合作用就會低于呼吸作用，消耗大于積累，長期如此植物就會死亡。一般來說，在一定的范圍內，植物光合作用的強度隨CO2濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，光合作用強度就不再增加或增加很少，這時的CO2濃度稱為CO2的飽和點。如CO2濃度繼續升高，光合作用不但不會增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影響植物正常的生長發育。如圖2-6-5所示：? 試題詳情
圖2-6-5 (4)必需礦質元素的供應：綠色植物進行光合作用時，需要多種必需的礦質元素。①氮是催化光合作用過程各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分；②磷也是NADP+和ATP的重要組成成分�？茖W家發現，用磷脂酶將離體葉綠體膜結構上的磷脂水解掉后，在原料和條件都具備的情況下，這些葉綠體的光合作用過程明顯受到阻礙，可見磷在維持葉綠體膜的結構和功能上起著重要的作用。③綠色植物通過光合作用合成糖類，以及將糖類運輸到塊根、塊莖和種子等器官中，都需要鉀。④鎂是葉綠體的重要組成成分，沒有鎂就不能合成葉綠素。等等。 試題詳情
5．影響呼吸作用的因素 (1)溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內，呼吸強度隨著溫度的升高而增強(如圖2-6-6所示曲線)。根據溫度對呼吸強度的影響原理，在生產實踐上貯藏蔬菜和水果時應該降低溫度，以減少呼吸消耗。溫度降低的幅度以不破壞植物組織為標準，否則細胞受損，對病原微生物的抵抗力大減，也易腐爛損壞。 試題詳情
圖2-6-6 (2)氧氣：氧氣是植物正常呼吸的重要因子，氧氣不僅直接影響呼吸速度，也影響到呼吸的性質。綠色植物在完全缺氧條件下就進行無氧呼吸，大多數陸生植物根尖細胞的無氧呼吸產物是酒精和CO2。酒精對細胞有毒害作用，所以大多數陸生植物不能長期忍受無氧呼吸。在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸都能發生，氧氣的存在對無氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸強度隨氧濃度的增加而增強。微生物的無氧呼吸稱為發酵，氧氣對發酵有抑制作用。關于無氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關系用圖?2-6-7?所示的曲線來表示。根據氧對呼吸作用影響的原理，在貯存蔬菜、水果時就降低氧的濃度，一般降到無氧呼吸的消失點。如降得太低，植物組織就進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物(如酒精等)往往對細胞有一定的毒害作用，而影響蔬菜、水果的貯藏保鮮。 試題詳情
圖2-6-7 (3)CO2：增加CO2的濃度對呼吸作用有明顯的抑制效應。這可以從化學平衡的角度得到解釋。據此原理，在蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。 四、動物的新陳代謝 試題詳情
1．人體運動時的能量供應與能量消耗 人體運動時，能量消耗明顯增加，增加多少決定于運動強度和持續的時間。人體生命活動的能量來源于三磷酸腺苷（ATP）的分解，如神經傳導興奮時的離子轉運、腺體的分泌活動、消化道的吸收、腎小管的重吸收、肌肉的收縮等，而ATP中的能量則來源于糖、脂肪和蛋白質的氧化分解。 在各種運動中所需的ATP分別由三種不同的能源系統所供給：⑴高能磷酸化合物系統（ATP―CP）（CP為磷酸肌酸）；⑵乳酸系統（無氧呼吸系統）；⑶有氧呼吸系統。3種能源系統的一般特點與運動的關系如下表所示： 種類 高能磷酸化合物系統 乳酸系統 有氧呼吸系統 代謝 無氧代謝 無氧代謝 有氧代謝 反應 十分迅速 迅速 慢 能源 CP 糖元 糖類、脂肪和蛋白質 ATP的生成量 很少 有限 很多 與肌肉的關系 肌肉中貯量少 副產品可導致肌肉疲勞 無導致肌肉疲勞的副產品 應用于 短跑和任何高頻率、短時間的運動 1~3分鐘的運動 耐力或長時間的運動 從事不同的運動項目，ATP重新合成的能量來源途徑不盡相同。例如：在從事時間短、強度大的運動，如100米跑時，ATP的再合成主要由磷酸肌酸的分解來提供能量；從事時間長、強度小的馬拉松跑時，能量幾乎全部由有氧代謝系統供給；介于上述兩者之間的運動項目，如400米、800米、1500米跑時，則需要無氧代謝和有氧代謝混合供給能量。圖4-1表示了不同距離跑時機體的供能情況。 微生物代謝 1．微生物類群 分類 形態 結 構 生活方式 代表生物 病毒 無細胞結構 主要有核酸和蛋 白質衣殼組成 寄生 植物病毒、動物 病毒、噬菌體 原核生物界 單細胞 原核細胞結構 寄生、腐生、自養 細菌、藍藻、 放線菌 真菌界 單細胞或 多細胞 真核細胞結構 腐生、寄生 酵母菌、霉菌等 原生生物界 單細胞 真核細胞結構 寄生、異養、自養 衣藻、變形蟲、 瘧原蟲等 進行比較復習：（1）原核生物與真核生物 （2）有細胞結構的生物與非細胞結構的生物 （3）三種微生物的結構特點與生殖類型；小的方面如（1）細菌的核區與質粒中的基因及控制的性狀（2）細菌基本結構與特殊結構等。 試題詳情
2.
微生物與動、植物的營養比較 ⑴不論從元素水平還是從營養要素的水平來看，微生物的營養與攝食型動物（包括人類）和光合自養型的植物非常相似，它們之間存在著“營養上的統一性”（見下表）。具體地說，微生物有五大營養要素物質，即碳源、氮源、生長因子、水和無機鹽。 動物（異養） 微生物 綠色植物（自養） 異 養 自 養 碳 源 糖類、脂肪 糖、醇、有機酸 CO2、碳酸鹽 CO2、碳酸鹽 氮 源 蛋白質或其他代謝產物 蛋白質或其他代謝產物、有機氮化物 無機氮化物、氮 無機氮化物 生長因子 維生素 一部分需要 不需要 不需要 無機鹽 無機鹽 無機鹽 無機鹽 無機鹽 水 水 水 水 水 ⑵微生物同化作用類型的判斷方法：以碳源為判斷依據 如需要有機碳的，則為異養型；如需要無機碳的，則為自養型。為自養型者再看能量來源，如需要光能的則為光能自養型，如需要化學能的則為化能自養型。 3、微生物的代謝產物 主要是初級代謝產物和次級代謝產物比較 4、組成酶與誘導酶比較 內
容 存
在 合 成 實 例 組成酶 一直存在 只受遺傳物質控制 大腸桿菌分解葡萄糖的酶 誘導酶 誘導合成 既受誘導物的誘導， 也受遺傳物質的控制 大腸桿菌分解乳糖的酶 試題詳情
5. 微生物生長規律的分析 生長時期 各期的特點 形成原因 菌體特征 生產應用 調整期 不立即繁殖 對新環境的 適應 代謝活躍，體積增長較快 通過菌種、接種量、培養基等，縮短調整期 對數期 繁殖速率快，以等比數列的形式增加 生存條件適宜 個體形態和生理特性穩定 獲取菌種，科研材料 穩定期 繁殖速率與死亡速率相等，活菌數量最大，代謝產物積累最多 生長條件惡化 開始出現芽孢 通過添加新培養基，放出老培養基和控制其他條件，延長穩定期 衰亡期 死亡大大增加 生存條件極度惡化 出現多種形態的畸變 6．歸納教材中列舉的微生物的代謝類型及特征： 1）微生物代謝異�；钴S的原因： ⑴ 表面積與體積之比很大：能夠迅速與外界進行物質交換 ⑵ 具有復雜而精確的代謝調節方式：酶合成的調節，保證代謝的需要又可避免細胞內物質和能量的浪費，增強了微生物對外界環境的適應能力；酶活性的調節，通過酶分子結構的可逆改變達到快速、精確地調節微生物的代謝。 2）細菌的一些特征： ⑴ 轉錄和翻譯同時同地（細胞質中）進行 ⑵ 基因結構同樣包括編碼區和非編碼區，但編碼區是連續的，無外顯子和內含子的區分 ⑶ 細胞內只有核糖體，無其它復雜的線粒體、葉綠體等細胞器。無線粒體不等天只進行無氧呼吸，有些細菌可以進行有氧呼吸，場所是在細胞質基質和細胞膜上。 3）病毒：無細胞結構，營專性寄生生活，必須借助寄生才能合成它所需要的物質生活。所以培養病毒時要先培養病毒的寄主。 試題詳情
7．共生固氮微生物與自生固氮微生物? (1)共生固氮微生物：? ①概念：共生固氮微生物是指與一些綠色植物互利共生的固氮微生物。? ②根瘤菌形態：呈棒槌形、“T”形或“Y”形，與豆科植物的關系是互利共生的。③根瘤菌的專一性：根瘤菌屬中有十幾種根瘤菌，這些根瘤菌與豆科植物具有特殊的互利共生關系，一種根瘤菌只能在一種或若干種豆科植物的根上形成根瘤。根據每種根瘤菌只能在特定的一種或若干種豆科植物上結瘤的現象，人們把根瘤菌及其豆科寄主分成不同的族，這些族也叫做互接種族。一種豆科植物的根瘤菌只能使同一個互接種族內的其他豆科植物結瘤。形成互接種族的原因是，豆科植物的根毛能夠分泌一類特殊的蛋白質，根瘤菌細胞的表面存在著多糖物質，只有同族豆科植物根毛分泌的蛋白質與同族根瘤菌細胞表面的多糖物質才能產生特異性結合。根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮的絕大部分。 ④根瘤的形成及作用：當豆科植物的根系在土壤中生長時，會刺激同一互接種族的根瘤菌在根系附近大量繁殖。豆科植物對根瘤菌的這種影響，在土壤中可以達到2～3cm的距離。這樣，根系附近的與該種豆科植物同族的根瘤菌就不斷地繁殖并聚集到根毛的頂端。聚集在根毛頂端的根瘤菌分泌一種纖維素酶，將根毛頂端的細胞壁溶解掉。隨后，根瘤菌從根毛頂端侵入到根的內部，并形成感染絲(感染絲是指根瘤菌排列成行，外面包有一層黏液狀的物質)。根瘤菌就這樣不斷地進入根內，并且大量繁殖。在根瘤菌侵入的刺激下，根細胞分泌一種纖維素，將感染絲包圍起來，形成一條分支或不分支纖維素鞘，這樣的結構叫做侵入線，侵入線不斷地向內延伸，一直到達根的內皮層。根的內皮層處的薄壁細胞受到根瘤分泌物的刺激，不斷進行細胞分裂，從而使該處組織膨大，最終形成根瘤。? (2)自生固氮微生物：? ①概念：是指在土壤中能夠獨立進行固氮的微生物。? ②圓褐固氮菌：呈“8”字形排列，外面有一層厚厚的莢膜，具有較強的固氮能力，并且能夠分泌生長素，促進植株的生長和果實的發育。? 試題詳情
8．固氮微生物的代謝類型? (1)同化作用：一般為異養，即自己不能制造有機物。其中共生固氮微生物由所與之共生的植物供給有機營養，而自生固氮微生物則大多直接利用土壤中的有機質。特別注意不要將自生與自養混淆起來，自生只是說明這些固氮微生物不與別的生物共生。? (2)異化作用：固氮微生物都是好氧菌，均屬于需氧型。但固氮須在嚴格的厭氧微 環境中進行，組成固氮酶的兩種蛋白質對氧極端敏感，一旦遇氧就很快導致不可逆 的失活，而大多數的固氮菌，它們要利用氧氣進行呼吸和產生能量。固氮菌在進化 過程中，發展出多種機制來解決既需氧又要防止氧對固氮酶損傷的矛盾。其中之一 是固氮菌以較強的呼吸作用迅速地將周圍環境中的氧消耗掉，使細胞周圍處于低氧 狀態保護固氮酶不受損傷。 試題詳情
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T2噬菌體：DNA細菌病毒
病毒 煙草花葉病毒：RNA植物病毒 艾滋病病毒（HIV）：RNA人體病毒 試題詳情
大腸桿菌：異養厭氧型
乳酸菌：異養厭氧型 圓褐固氮菌：異養需氧型，自生固氮 根瘤菌：異養需氧型，共生固氮，屬于消費者 細菌 硝化細菌：化能自養需氧型，屬于生產者 黃色短桿菌：異養需氧型，用于工業發酵 谷氨酸棒狀桿菌：異養需氧型，用于工業發酵 肺炎雙球菌：異養需氧型 紅螺菌：光能自養厭氧型、化能異養厭氧型（兼性光能營養） 蘇云金芽孢桿菌：為抗蟲棉提供抗蟲基因 假單孢桿菌：分解石油的超級細菌 試題詳情
 酵母菌：異養兼性厭氧型，出芽生殖、有性生殖
真菌 青霉菌：異養需氧型，孢子生殖 根霉菌：異養需氧型，孢子生殖 放線菌：原核生物、異養需氧型、孢子生殖 藍藻：原核生物、光能自養需氧型、無葉綠體，屬于生產者 衣藻：真核生物、光能自養需氧型、有葉綠體，屬于生產者 綠藻：真核生物、光能自養需氧型、有葉綠體，屬于生產者 試題詳情
 變形蟲：真核生物、異養需氧型、分裂生殖
原生動物 大草履蟲：真核生物、異養需氧型、分裂生殖 小草履蟲：真核生物、異養需氧型、分裂生殖 試題詳情
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(1)氮素在自然界中的存在形式：氮素在自然界中有多種存在形式。其中，數量最多的是大氣中的氮氣，總量約3．9×1015t。除了少數原核生物以外，其他所有的生物都不能直接利用氮氣。目前，陸地上生物體內儲存的有機氮的總量達1．1×1010～1．4×1010t。這部分氮素的數量盡管不算多，但是能夠迅速地再循環，從而可以反復地供植物吸收利用。存在于土壤中有機氮的總量約為3．0×1011t?，這部分氮素可以逐年分解成無機態氮供植物吸收利用。海洋中的有機氮約為5．0×1011t，這部分氮素可以被海洋生物循環利用。? (2)氮循環的構成環節：構成氮循環的主要環節是：生物體內有機氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。? ①生物體內有機氮的合成：植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，進而將這些無機氮同化成植物體內的蛋白質等有機氮。動物直接或間接以植物為食物，將植物體內的有機氮同化成動物體內的有機氮。這一過程叫做生物體內有機氮的合成。? ②氨化作用與硝化作用：動植物的遺體、排出物和殘落物中的有機氮被微生物分解后形成氨，這一過程叫做氨化作用。在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細菌的作用下最終氧化成硝酸鹽，這一過程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用產生的無機氮，都能被植物吸收利用。? ③反硝化作用：在氧氣不足的條件下，土壤中的硝酸鹽被反硝化細菌等多種微生物還原成亞硝酸鹽，并且進一步還原成分子態氮，分子態氮則返回到大氣中，這一過程叫做反硝化作用。? ④固氮作用：大氣中的分子態氮被還原成氨或氧化成硝酸態氮的，這一過程叫做固氮作用。沒有固氮作用，大氣中的分子態氮就不能被植物吸收利用。地球上固氮作用的途徑有三種：生物固氮、工業固氮(用高溫、高壓和化學催化的方法，將氮轉化成氨)和高能固氮(又稱大氣固氮。如閃電等高空瞬間放電所產生的高能，可以使空氣中的氮與水中的氫結合，形成氨和硝酸，氨和硝酸則由雨水帶到地面)。據科學家估算，每年生物固氮的總量占地球上固氮總量的90％左右，可見，生物固氮在地球的氮循環中具有十分重要的作用。 五、新陳代謝的類型 試題詳情
1．新陳代謝的基本類型? 按照生物體同化作用方式的不同分為自養型和異養型；按照生物體異化作用方式的不同分為需氧型和厭氧型。這種說法容易讓學生誤認為生物體的新陳代謝分為自養型、異養型、需氧型和厭氧型四種基本類型。事實上，由于新陳代謝包括同化作用和異化作用兩個方面，因此，每種生物新陳代謝的基本類型都應屬于自養型和異養型中的一種以及需氧型和厭氧型中的一種，即自養需氧型、自養厭氧型、異養需氧型和異養厭氧型這四種基本類型。? (1)自養型與異養型：生物的自養與異養是根據同化作用的方式不同而分的，雖然都能合成自身的有機物，但二者所用的原料不同，自養能夠利用無機物來合成有機物，而異養則不能，它只能以現成的有機物來合成有機物。這就是自養與異養的本質區別。? (2)需氧型與厭氧型：生物的需氧型與厭氧型是根據異化作用的方式不同而分的，雖然都能分解自身的組成物質來獲取能量，但二者分解自身物質所需的條件不同，需氧型生物進行正常生理活動必須不斷地從外界獲取氧來氧化分解自身物質而獲得能量。而厭氧型生物不需氧，以無氧呼吸來獲取能量，在有氧存在時其生理活動受到抑制。這就是需氧型和厭氧型的本質區別。? (3)光能自養型與化能自養型：二者都能將無機物合成有機物，所以都屬于自養型，但二者在利用無機物合成有機物的過程中利用的能源不同，光能自養利用的是太陽能，即通過光合作用來實現的；而化能自養利用的是外界環境中無機物氧化所釋放的化學能，即通過化能合成作用來實現的。這就是二者的本質不同。? (4)兼氧型生物：如酵母菌，在有氧的條件下，它能進行有氧呼吸來獲取能量，它的產物是CO2和H2O；在無氧時，它也能以無氧呼吸來獲取能量，產物是酒精和CO2。它既不同于需氧型也不同于厭氧型。? 試題詳情
2．化能自養生物合成有機物的機理? (1)在自然界中有一些細菌，它們不能利用光能，但能利用周圍環境中某些物質進行化學變化過程中所產生的能量，把無機物合成有機物。例如，土壤中有一些硝化細菌，能夠將氨(NH3)氧化成亞硝酸及硝酸，利用它們氧化過程中所釋放出來的能量來把二氧化碳和水合成有機物。(見圖2-8-1)? 試題詳情
圖2-8-1 (2)硝化細菌能將氨態氮轉化成硝態氮(NO3‑)，硝態氮很容易被植物吸收，所以硝化細菌能提高植物對氮元素的吸收率，對農作物是有利的。? 試題詳情
3．酵母菌、乳酸菌及幾種具代表性生物的代謝類型 生物種類 代謝類型 生物種類 代謝類型 酵母菌 異養需氧型(有氧時) 異養厭氧型(無氧時) 其他細菌 異養需氧型或異養厭氧型 乳酸菌 異養厭氧型 寄生蟲 異養厭氧型 藍藻 自養需氧型(光能) 菟絲子 異養需氧型 硝化細菌 自養需氧型(化學能) 蘑菇大多數真菌) 異養需氧型 硫細菌 自養需氧型(化學能) 松樹(一般植物) 自養需氧型 鐵細菌 自養需氧型(化學能) 松鼠(一般動物) 異養需氧型 醋酸桿菌 異養需氧型 原始生命 異養厭氧型 特別注意:? (1)自養型與異養型的判斷標準是能否通過下列反應進行營養：? 試題詳情
酶 即能把無機物同化為自身營養物質(有機物)者是自養型，只能利用現成有機物者為異養型。? (2)很多生物在進化過程中保留了無氧呼吸的酶系統(如人、玉米等)，但進行呼吸作用時是以有氧呼吸為主，凡是這種情況的生物皆歸入需氧型。只有只能進行無氧呼吸，不能進行有氧呼吸的類型才稱為厭氧型，厭氧型生物很少。兼氧型生物大家只記住酵母菌等少數特例即可。?
試題詳情
(3)要明確真核生物有氧呼吸的場所――第一階段在細胞質基質，第二、三階段在線粒體中；原核生物(如藍藻、硝化細菌、根瘤菌等)有氧呼吸的場所――細胞質基質(只能如此)。? 4．代謝類型的進化? (1)原始生命的代謝類型是異養厭氧型的，由原始生命進化出的單細胞原核生物的代謝類型也是異養厭氧型的。單細胞原核生物獨霸地球的時間大約15億年左右，在這15億年中，消耗掉原始海洋的大部分有機物，使原始海洋中有機物的含量越來越少，原核生物的生存壓力也越來越大，通過突變和選擇，逐漸進化出了光能自養型的原核生物。? (2)最早進化出的光能自養型生物是以H2S、異丙醇等無機的或有機的物質作為還原劑，把CO2還原為有機物，這個過程稱為細菌光合作用，由于進化出這種類型的自養型原核生物時，地球上還沒有氧氣，所以其異化作用類型是厭氧型的�，F存的紅色硫細菌和紅色非硫細菌即屬于這種類型，它們大部分是厭氧型細菌。光合細菌的細胞不存在葉綠體，但具有雙層膜的球狀顆粒，其功能類似葉綠體中的類囊體，稱為載色體，載色體含有細菌葉綠素和類胡蘿卜素，能吸收光能和傳遞光能，進行光合作用。? (3)紅色硫細菌在光照下利用CO2作為碳源，利用?H2S?或其他硫化物為供氫源和電子供體而進行光合作用，不釋放氧氣，積累的是硫。? 試題詳情
紅色硫細菌 光 (4)紅色非硫細菌不能利用硫化物作為氫供體，但可利用某些有機物(如脂肪酸、醇、甲烷等)作為氫供體和電子供體去還原CO2。如深紅紅螺菌以異丙醇去還原CO2，形成丙酮和糖類，但不釋放氧氣。? (5)光合細菌雖然能自己制造有機物，但所利用的氫供體和電子供體(H2S、異丙醇等)在地球上的數量是有限的，而且不釋放氧氣，無法進化出需氧型的生物。所以這種自養型的生物沒有發展前途，不能從根本上改變地球的面貌。? (6)只有進化出了以水作為氫供體和電子供體的光合作用生物，才能從根本上改變地球的面貌，因為這種類型的光合作用能夠產生氧氣，而且水在地球上很豐富，在代謝過程中也可以循環使用。因此，水作為光合作用的原料幾乎是取之不盡用之不竭的。最早進化出的光合作用的生物，其異化作用類型仍是厭氧型的。在地球上有了游離的氧氣之后，才進化出需氧型的生物。需氧型生物的代謝效率比厭氧型高得多，所以使得生物進化的速度大大加快�；芎铣勺饔玫拇x類型是在光合作用的生物進化出來以后才出現的。 (7)代謝類型的進化順序是：異養厭氧型→自養厭氧型→需氧型→化能合成作用的類型。? (8)光合作用的生物進化出來后，使還原型的原始大氣逐漸轉變成氧化型的大氣，大氣中有了氧氣，在高空就能形成臭氧層，臭氧層能阻擋紫外線，為生物從水生進化到陸生創造了條件。
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酶的發現和酶的概念
1．新陳代謝與酶
酶的高效性
ATP的生理功能
生物+環境
形成不同的代謝類型 不同生活環境?