第二单元 生物的新陈代
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
单纯酶
蛋白质类酶
(蛋白质本质)
仅含蛋白质 如胃蛋白质酶
蛋白质
复合酶
离子
唾液淀粉酶含Cl-
细胞色素氧化酶含Cu2+ 分解葡萄糖的酶含Mg2+
辅酶
NADP(辅酶Ⅱ) B族维生素
生物素(羧化酶的辅酶)
酶
(核酸本质)
辅助因子 有机物
存在于低等生物中，将RNA自我催化。对生命起源的研究有重要意义。
RNA 端粒酶含RNA
ＲＮＡ类酶
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，所形成的反应链叫酶促反应序列。如
A B C D 终产物 …… 酶1 酶2 酶3 酶4 酶n
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 光合作用的光反应 化能合成作用 有氧呼吸 无氧呼吸 其它高能化合物转化 （如磷酸肌酸转化） 酶 C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP 反应式 ADP＋Pi＋能量——→ATP 酶
第6页
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 植株的生长 神经传导和生物电 肌肉收缩 吸收和分泌 合成代谢 生物发光
暗反应 叶绿体基质 活跃化学能——→稳定化学能 CO2＋NADPH＋ATP———→ （CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O CO2、ATP、NADPH （CH2O）、ADP、Pi、NADP+ 、H2O 不需光 酶促反应（慢） 植物
酶
ATP ——→ADP＋Pi＋ 能量
动物
2.6光合作用中光反应和暗反应的比较
比较项目 反应场所 能量变化 物质变化 叶绿体基粒 光能——→电能 电能——→活跃化学能 H2O——→[H]＋O2 NADP+ ＋ H+ ＋ 2e ——→NADPH ATP＋Pi——→ATP H2O、ADP、Pi、NADP+ O2、ATP、NADPH 需光 光化学反应（快） 光反应 反应物 反应产物 反应条件 反应性质 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） 2.7 C3植物和C4植物光合作用的比较
光反应 暗反应 CO2固定 C3植物 叶肉细胞的叶绿体基粒 叶肉细胞的叶绿体基质 仅有C3途径 C4植物 叶肉细胞的叶绿体基粒 维管束鞘细胞的叶绿体基质 C4途径—→C3途径 2.8 C4植物与C3植物的鉴别方法
方法 生理学方法 原 理 在强光照、干旱、高温、低CO2时，C4植物能进行光合作用，C3植物不能。 条件和过程 现象和指标 结 论 生长状况： 正常生长 或 密闭、强光照、干旱、枯萎死亡 高温 过叶脉横切，装片 维管束鞘的结构差异 叶片脱绿→加碘→①是否有两圈花细胞围成环状结构 ②鞘细胞是否含叶绿体 出现蓝色： ①蓝色出现在维管正常生长：C4植物 枯萎死亡：C3植物 形态学方法 是：C4植物 否：C3植物 出现①现象时： C4植物 化学①合成淀粉的场所方法 不同
第7页
②酒精溶解叶绿素 ③淀粉遇面碘变蓝 过叶脉横切→制片→观察 束鞘细胞 ②蓝色出现在叶肉细胞 出现②现象时： C3植物 2.9 C4植物中C4途径与C3途径的关系
草酰乙酸(C4) NADPH PEP羧化酶 CO2 AMP 苹果酸C4 NADP+ 苹果酸C4 NADP+ NADPH
ATP 丙酮酸C3 叶肉细胞
丙酮酸C3 CO2 C5 维管束鞘细胞
暗反应 磷酸烯醇式 丙酮酸（C3） （CH2O） 2.10 C4植物比C3植物光合作用强的原因
C3植物 C4植物 发育良好，花环型，叶绿体大。 暗反应在此进行。有利于产物运输，光合效率高。 两种酶均有。 PEP羧化酶与CO2亲和力大，利用低CO2能力强。 结构原因： 以育不良，无花环型结构，无维管束鞘细胞的结构 叶绿体。 光合作用在叶肉细胞进行，淀粉积累，影响光合效率。 生理原因： PEP羧化酶 磷酸核酮糖羧化酶 只有磷酸核酮糖羧化酶。 磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱，不能利用低CO2。
2.11光能利用率与光合作用效率的关系
光合作用制造的有机物所含的能量 光能利用率 ＝ 概念 光合作用效率 ＝ 照在该地面的总的光能 光合作用制造的有机物所含的能量 光合作用吸收的光能 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 去向 热能损失
光能损失→荧光、磷光
光能→电能→化学能（贮存）
延长光合作用时间 关系 提高光能利用率 增加光合作用面积 提高光合作用效率 第8页 控制光照强弱 二氧化碳供应 必需矿质元素供应
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 增加光合作用面积 提高复种指数：改一年一季为一年多季 合理密植
套种（不同时播种）、间作（同时播种） 因地制宜：阳生植物种阳地
阴生植物种阴地
光质影响：蓝紫光照，蛋白质和脂类多 红光照，糖类增多
通风透光，增施农家肥；人工增CO2（温室） N：
ATP、NADP+的成分 P：
K：糖类的合成和运输 Mg：叶绿素的成分
提高光能利用率温度 控制光照强弱 光
增加二氧化碳供应 CO2 必需矿质元素供应 矿物质 影响光合作用的外界因素2.14植物对水分的吸收和利用
2.14.1植物对水分的吸收
水分 的 吸收
液泡尚未形成或消失 通过亲水物质的亲水性吸水 吸水原理 主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统 通过渗透作用吸水
隔着半透膜的两种溶液构成的体系 ①具有半透膜 ②膜两侧溶液具有浓度差
2.14.2扩散作用与渗透作用的联系与区别
扩散作用
水 吸胀吸水 渗透系统 渗透吸水 发生条件 渗透压 溶液与纯水达平衡时，溶液一方所承受的外压差。 原生质层 两个系统 植物细胞构 成渗透系统 由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成 看作一层半透膜（本质是选择透过性） ①植物细胞与土壤溶液之间构成 ②每两个植物细胞之间构成
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 区别 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 特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件 第9页
渗透作用 溶剂分子的扩散叫渗透，具备一定条件才能发生
2.14.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系
概念 性质 状态 材料 物质运 动方向 功能 共同点 半透膜 小分子、离子能透过，大分子不能透过 半透性（存在微孔，取决于孔的大小） 活或死 合成材料或生物材料 不由膜决定，取决于物质密度 渗透作用 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、蛋白质和ATP） 活 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 离子和其它小分子：膜上载体（蛋白质）决定 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 2.14.4植物体内水分的运输
方向 水分的运输 导管运输 动力 根压 导致吐水现象 向上：根—→茎—→叶 蒸腾作用 产生蒸腾拉力
2.17生物固氮
概 念 将 大气 氮 还 原成 的 过程
固氮过程 固氮酶 N2＋e＋H+＋ATP————→NH3＋ADP＋Pi （选学） 生物固氮 种 固氮原因及条件 类 共生固氮类 自生固氮类 代谢类型 同 化 异 化 常见类型 在生态系统 中的作用 意义①为绿色植物提供氮素营养②对自然界氮循环有重要作用固氮微生物的种类固氮基因（ 固氮酶）与豆科植物共生时 异养 需氧 根瘤菌（6种） 消费者 （大豆、菜豆、(取食于活的豌豆、苜蓿、羽生物体) 扇豆、三叶草） 固氮蓝藻 (念珠藻) 圆褐固氮菌 黄色分支杆菌 生产者 分解者 (腐生生活) 自养 独立生活 异养 (N2)NH3 注意：不同的根瘤菌具有共生专一性。如蚕豆根瘤菌与蚕豆、
豌豆、豇豆共生；大豆根瘤菌只能与大豆共生。
第10页
相关推荐：
loading