第二单元 代谢——生物与环境之间物质和能量交换的基础
1 代谢的概念
2 代谢与酶
2.1 酶的发现
1773年，斯帕兰札尼（意）证明胃具有____________的作用。
1836年，施旺(美)从胃液中提取出了消化蛋白质的物质（胃蛋白酶）。
1926年，萨姆纳(美)）通过化学实验证实脲酶是一种________ 。
20世纪30年代,科学家们指出酶是一类有___ ____作用的____ ____。
20世纪80年代以来，美国科学家切赫和奥特曼发现少数____ __也具有生物催化作用。
2.2 酶的概念要点
酶是_________产生的一类具有________作用的_________。
绝大多数的酶是_________，少数的酶是_________。
2.3 酶的催化特性
________性：催化效率很高，是无机催化剂的107~1013倍。
________性：每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
需要适宜的条件：_____________________都会影响酶的活性。
2.4 有关酶的催化特性的三个实验
2.4.1实验四 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
操作程序
1号试管（实验组）
2号试管（条件对照组）
3号试管（空白对照组）
1
2 mL3%的H2O2溶液
2
加2滴 摇匀
3
将点燃但无火焰的卫生香分别放入3支试管液面的上方
实验
现象
2.4.2实验五 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
操作程序
实验操作内容
1号试管
2号试管
1
注入可溶性淀粉溶液
2 mL
/
2
注入
/
3
注入α－淀粉酶溶液
2 mL
4
将试管放60℃热水中
5 min
5 min
5
加入斐林试剂
2 mL
6
放热水于大烧杯中加热煮沸
1 min
1 min
7
观察实验现象
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
2.4.3选修实验一 温度对酶活性的影响
操作程序
1号试管
2号试管
3号试管
１
在3支试管中分别加入2 mL可溶性淀粉
2
1 mL新鲜淀粉酶溶液
(注入另１支１号试管)
3
将2支1号试管放入
60℃的热水中5 min
放入沸水中5 min
放入冰水中5 min
4
分别将淀粉酶溶液注入到相同温度条件下的淀粉溶液中，摇匀，
在各自对应温度下保温5min。
5
加1~2滴碘液
6(液体颜色变化)
3 代谢与ATP
3.1 ATP等高能磷酸化合物的知识在课本中的分布：(找出第一、二、三中相关知识点)
3.2 ATP的结构特点：从ATP的结构简式中可看出，式中“～”代表_____ ______，
“A”代表______，“T”代表______，“P”代表__
3.3 ATP与ADP的相互转化的反应式：(18)___________________________
3.4 ATP的形成途径：对动物和人来说，ADP转化成ATP时所需要的能量来自__________；
对绿色植物来说，所需要的能量来自__________________________。
3.5 ATP的形成场所有：
4 植物的水分代谢
4.1 植物细胞吸收水分的基本方式
4.1.1吸胀吸水
没有形成 的细胞，主要靠细胞内的蛋白质、淀粉和纤维素等___________性物质吸水水分。例如，根尖 区的细胞，干种子的细胞等，都主要通过吸胀作用的方式从外界吸收水分。
4.1.2渗透吸水
根尖吸收水分最活跃的部位是根尖 的表皮细胞。这些细胞的结构特点是细胞质基质中有一个__________________。
渗透作用的概念： 水分子（或其他溶剂分子）透过________膜从_____浓度溶液向_____浓度溶液的扩散，叫做渗透作用。
渗透作用得以发生的条件是：①具有_______ ___的膜；②膜两侧的溶液具有________________。
4.2 实验七：观察植物细胞的质壁分离与复原
4.2.1实验原理：
植物细胞是否发生质壁分离与复原，取决于：①细胞液和外界溶液 的大小；
②原生质层的伸缩性比细胞壁 。
4.2.2实验操作程序：
4.2.3实验图解：
4.3 水分的利用与散失
一般只有1%～5%的水分用于______ ____和_____ ____等生理活动。其余的水分则主要通过叶片表皮上的 以 作用的方式散失。
水分散失的意义: ①植物 水分和水分在体内运输的重要动力；②促进矿质养料在植物体内的__________；③ 降低植物体特别是叶片的温度，避免阳光的灼伤。
4.4 合理灌溉的依据：
不同植物的需水量是不同的；同一植物在不同 时期的需水量对也是不同的。
5 植物的矿质营养
5.2 植物生活必需矿质元素的实验研究方法—— 。
用人工配制的含有全部矿质元素或部分矿质元素的营养液栽培植物的方法。可用于植物的无土栽培。
根据实验目的的不同，可以人为地变更培养液中的成分（如减少某种必需的矿质元素），以观察它们对植物生长发育及代谢过程的影响，这种培养液称为缺素培养液（或缺少某种矿质元素的“完全培养液”）。含有植物正常生长所必需的全部矿质元素14种的营养液，称为全素培养液（也叫完全培养液）。
5.4 矿质元素的运输和利用
矿质元素的运输路径：成熟区表皮细胞→随水通过根、茎的__________→运输到植物体的各个器官
矿质元素的吸收与 作用有关；矿质元素在植物体内的运输则与_______作用有关。
矿质元素的利用特点：①再度利用：如__________________等，其原因是__________；②一次利用：如_______________等，其原因是_______ 。
5.5 合理施肥的依据：
① 不同植物对各种必需矿质元素需要量不同；
② 同一植物在不同生长发育时期对各种必需矿质元素需要量不同
6 光合作用
6.1 光合作用的发现
1864年，萨克斯实验证明了绿叶在光合作用中产生了 。
1880年，恩格尔曼在实验设计上的巧妙有4处：一是选用 作为实验材料；二是
将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境里，由此排除了环境中 的影响；三是选用极细的光束照射，并且用 进行检测，从而能准确地判断出氧的释放部位；四是设计了黑暗和曝光的 实验。
1930年代，鲁宾和卡门采用 法进行了实验研究，证明光合作用释放的氧全部来自 。
6.3 实验六 叶绿体中的色素提取和分离
6.3.1实验操作程序
6.4 光合作用的过程可分为两个阶段
光反应
暗反应
所需条件
进行场所
物质变化
水的光解：
ATP的形成：
CO2的固定：
C3被氢还原：
能量转换
太阳光能——→ ——→
6.5 光合作用的意义
从物质转变的角度上 ；
从能量转换的角度上 ；
从气体变化的角度上 。
7 光合作用与生物固氮
7.1 光能在叶绿体中的转换
在光的照射下，具有吸收和传递光能的色素[包括 等），将吸收的光能传递给少数具有特殊状态的 ，使该类色素连续不断地丢失和获得电子，光能就转换成 。这一过程中，最终的电子供体是 ，最终的电子受体是 。
在光合作用的光反应阶段，伴随着光能转换成化学能，叶绿体内发生的物质变化主要包括：① ；② 。
7.2 C3植物和C4植物的比较
固定二氧化碳的途径
叶片结构的特点
C3植物
CO2→
维管束鞘细胞不含 ，
而叶肉细胞中都含
C4植物
CO2→
维管束鞘细胞里含 ，
叶肉细胞中含有
7.3. 提高农作物的光能利用率
除了延长光合作用的时间和增加光合作用的面积外，提高农作物的光能利用率的措施主要还有：① 的控制。② 的供应。③必需矿质元素的供应，例如：氮是 的重要组成成分；磷也是 的重要组成成分，还在维持 膜的结构和功能上起着重要的作用；钾与光合作用中糖类的 有关；镁是 的重要组成成分。
7.4 生物固氮
7.4.1生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮 的过程。
7.4.2固氮微生物的种类包括：①以根瘤菌为代表的 ；②以圆褐固氮菌为代表的 。
7.4.3 生物固氮与氮循环过程：（熟识选修课本P.46图2-14）
7.4.4 生物固氮在农业生产上的应用： 例如，根瘤菌拌种、用都可植物做绿肥等。
8 人和动物体内三大营养物质的代谢
8.1 糖类代谢
9 细胞呼吸
9.1 细胞呼吸的概念：生物体内的有机物在 中经过一系列的 ，最终生成 或其他产物，并且释放出 的总过程。
9.2 有氧呼吸
9.2.1概念：细胞在氧气的参与下，通过 作用，把糖类等有机物 氧化分解，产生出 ，同时释放 的过程。
9.2.2总反应式：
9.2.3按照物质和能量转变的特点，有氧呼吸全过程可分为三个阶段()
阶 段
项 目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
氧气是否参与
反应物
生成物
产生ATP数量
9.3 无氧呼吸
9.3.1概念：细胞在 条件下，通过 的催化作用，糖类等有机物分解成
的氧化产物，同时释放出 的过程。
9.3.2总反应式
产生酒精的无氧呼吸：
产生乳酸的无氧呼吸：
9.4 有氧呼吸与无氧呼吸的比较
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
反应场所
反应条件
氧气、有氧呼吸有关酶
不需要氧、无氧呼吸有关酶
物质转变
彻底分解，产生
分解不彻底，形成
能量转换
释放大量能量，形成大量ATP
释放少量能量，形成少量ATP
联系
第一阶段完全相同，产生丙酮酸以后，有无氧的供应才分道扬镳。
实质相同
9.5 细胞呼吸的意义
9.5.1能为生物体的 提供能量（ATP）。
9.5.2能为体内其他化合物合成提供原料[如，细胞呼吸的重要中间产物 等]。
9.6 光合作用和细胞呼吸（有氧呼吸）的区别和联系
生理过程比较项目
光合作用
有氧呼吸
反应式
代谢类型
合成代谢
分解代谢
反应场所
叶绿体
主要在线粒体中
反应条件
光、色素、酶
氧气、酶
物质变化
能量变化
实质
意义
联系
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