第二单元 代谢——一切生命活动的基础
1 代谢的概念
2 代谢与酶
2.1 酶的发现简史
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的____ __也是具有生物催化作用的物质。
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_________。
根据酶合成的部位和发挥作用的部位，可分为胞内酶（如光合酶、呼吸酶等）和胞外酶（如消化酶等）。
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3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）
12 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 min5 min
5加入斐林试剂2 mL
6放热水于大烧杯中加热煮沸1 min1 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
21 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、三章中相关的知识点)
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： ___________________________
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 植物细胞质壁分离后复原的类型——诱发复原与自动复原
在植物细胞的质壁分离与复原实验中，一般选用的外界溶液是质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。用蔗糖溶液处理活的植物细胞后，蔗糖溶液的浓度大于植物细胞液的浓度时，植物细胞通过渗透作用失水而发生质壁分离。要使发生了质壁分离的植物细胞恢复原状，必须用清水处理，使外界溶液的浓度低于植物细胞液的浓度，才可发生植物细胞的质壁分离复原，这种复原称为诱发复原。（因蔗糖分子是不能通过选择透过性的膜的。）
如果在植物细胞的质壁分离与复原实验中，选择的外界溶液是具一定浓度的硝酸钾溶液、尿素溶液（或甘油溶液、乙二醇溶液）等，当外界溶液的浓度大于植物细胞液的浓度时，植物细胞发生质壁分离后，可不再进行实验处理来降低外界溶液的浓度，随即也可观察到植物细胞出现分离复原的现象，这种复原称为自动复原。
植物细胞质壁分离后自动复原的原因是：用硝酸钾溶液处理植物细胞发生质壁分离后，当水分子通过渗透作用自由进出细胞时，硝酸根离子和钾离子（植物细胞生活所必需的矿质离子）可经主动运输进入细胞液，细胞液的浓度不断增大，水分渗入的速率增大，由此出现自动复原。用尿素溶液等处理植物细胞，是因为这些物质分子也可自由进入细胞。但这些外界溶液的浓度如果过大，同样可导致植物细胞过度失水而死亡。
4.4 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。
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；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 。
6.2 实验六 叶绿体中的色素提取和分离
6.2.1 实验操作程序
①称取5 g绿色叶片剪碎
②加入少量SiO2、CaCO3和5mL丙酮充分研磨，然后过滤。
①将干燥的滤纸剪成60cm长，1cm宽的纸条，剪去一端两角
②在距剪角一端1 cm处用铅笔画线
①用毛细吸管吸少量的滤液沿铅笔线处均匀的划一条滤液细线
②干燥后重复划2－3次
①向烧杯中加入3 mL层析液
②将滤纸条尖端朝下略微倾斜靠烧杯
内壁，插入层析液中
③用培养皿盖上烧杯
滤纸条上出现四条宽度、颜色
不同的色带。（见右图）
6.3 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——→ ——→
6.4 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主要措施还有：
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
8.2 蛋白质代谢
8.3 三大营养物质代谢及其关系
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 为生物体的生命活动所需要的直接能量来源 。
9.5.2 为生物体内其他化合物的合成提供原料，例如，细胞呼吸的重要中间产物 就是合成丙氨酸的原料。
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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