一.新陈代谢的概念以及生物代谢的类型
1.生物代谢类型
同化作用类型
| 类型 | 能源 | 碳源 | 生物种类 |
|---|---|---|---|
| 光能自养 | 光能 | CO2 | 植物 |
| 化能自养 | 植物无机物中的化学能 | CO2 | 硝化细菌 |
| 异养型 | 有机物中的化学能 | 有机物 | 动物,真菌等 |
异化作用
细胞呼吸是异化作用的典例
| 类型 | 特点 |
|---|---|
| 有氧 | 以需氧呼吸为生 |
| 无氧 | 以厌氧呼吸为生 |
| 兼性厌氧 | 都行 |
因为地球早期没有氧气所以存在很多无氧生物,但如今只存在于一些极端环境
常见的一些生物代谢类型:
| 名称 | 代谢类型 | 呼吸类型 |
|---|---|---|
| 硝化细菌 | 化能自养 | 有氧 |
| 乳酸菌 | 异养 | 厌氧 |
| 酵母菌 | 异养(没有叶绿体) | 兼性厌氧 |
| 根瘤菌 | 异养 | 有氧呼吸 |
二.物质进出细胞的方式
1.常见几种物质进出细胞的方式
| 自由扩散 | 协助扩散 | 主动运输 | 胞吞胞吐 | |
|---|---|---|---|---|
| 方向 | 顺 | 顺 | 逆 | 无关 |
| 是否需要载体 | 否 | 是 | 是 | 否(囊泡和细胞膜) |
| 是否需要能量 | 否 | 否 | 是 | 是 |
| 实例 | 水,二氧化碳,氧气,酒精 苯,等脂溶性物质 |
葡萄糖进入红细胞 钠钾通过离子通道的扩散? |
钾离子进入红细胞葡萄糖进入小肠上皮绒毛细胞? | 唾液淀粉酶的分泌? |
逆浓度梯度往往只是主动转运的结果
优先根据是否需要蛋白质和浓度梯度来判定
2.植物的质壁分离和复原实验
- 渗透作用: 水分子的过膜扩散过程
- 膜: 半透膜(膜两侧有溶质的浓度差)
所以不能用乙醇来实验
实验示意图:
<image src="http://hurc.gitee.io/pic/_pic/daixie/01.png" style="zoom: 50%; /">
三. 酶
发现史:
- 鹰吃装肉的笼子
思路: 区分胃对食物的消化是物理?还是化学?(只保留一个影响因素) - 化学派vs生物派(发酵是酵母的生物作用还是酵母只是提供了一个平台并没有生命活动)
思路:无细胞酵母液 - 提纯蛋白质 最开始是脲酶
- 核酶: 具有催化作用的RNA
酶的概念
- 活细胞产生
- 具有催化作用
- 绝大多数是蛋白质,少数为RNA(例如核酶)
酶的特性
- 高效性:同无机催化剂相比
四.ATP细胞的能量通货
ATP在人体内可以类比为充电电池,虽然存量不算多,但可以一直使用
- 简式: A-PPP (两个~为高能磷酸健水解放能高)
- A-PPP -> A-P~P + pi +能量(可反向进行但需要不同的酶)
- 光合和呼吸是ADP产生ATP的主要途径
五. 光合作用
发现史
萨克斯的实验
先把植物放在暗处24小时(消耗植物原有的淀粉)
然后把植物叶片一半遮盖一半曝光(对照实验)
过一段时间,用碘蒸汽处理叶片(得出结论: 光照可合成淀粉)恩吉尔的实验
把载有水绵和好氧细菌的临时装片暴露在空气的黑暗环境
极细的光柱照射水绵,好氧菌集中在被照射的周围
若将装片完全暴露阳光下
好氧菌分布在水绵叶绿体周围希尔的实验
从叶片分离出叶绿体, 经过特殊处理, 没有二氧化碳, 给出光照可产生氧气鲁宾和卡门的实验
同位素标记思想
第一组: H2O和C18O2
第二组: H218O和CO2
结果: 第二组植物释放的氧气有同位素标记
结论: 植物释放的氧气来自水卡尔文的实验
标记C,查看C的转化途径
叶绿体色素
- 在叶绿体中的分布: 内囊体薄膜
- 提取叶绿素:
- 原理: 利用有机溶剂利用相似相融原理进行提取,
- 步骤: 先剪碎小叶片,然后加入丙酮(有机溶剂),二氧化硅(使研磨更加充分),碳酸钙(中合酸性水解酶,保护叶绿素),进行研磨
- 分离叶绿素:
- 原理: 不同叶绿素在层析液中溶解度的溶解度不同(纸层析法)
- 操作: 细纸带图片
<image src="http://hurc.gitee.io/pic/_pic/daixie/02.png" style="zoom: 50%; /">
- 叶绿体色素位置:
胡萝卜素 - 橙黄
叶黄素 - 黄
这两种统称叶黄素
叶绿素a - 蓝绿
叶绿素b - 黄绿色
这两种统称叶绿素
光合作用的过程
- 光反应过程的主要变化
- 场所: 类囊体薄膜
- 光能转化为ATP,NADPH中活跃的化学能,并且因为照射叶绿素a,释放出电子
- 水的光解: 水变成还原H和氧气
- 还原H和电子,将活跃的化学能转换为ATP,NADPH
- 碳反应过程
- 场所: 叶绿体基质
- 实质: 二氧化碳固定为有机物的过程
- 步骤: 二氧化碳与五碳糖的固定 -> 3C糖的还原 -> 5C再生 -> 有机物的生成 (具体看下图)
<image src="http://hurc.gitee.io/pic/_pic/daixie/03.jpg" style="zoom: %; /">
- 光和作用的实质:
- 物质: 无机 -> 有机
- 能量: 光能 -> 化学能
- 总反应式: 6CO2 + 12H2O = 6O2 + 6H2O + C6H12O6(水是卡尔文循环再生产的)
六. 细胞呼吸
细胞呼吸是ATP的主要来源
概念: 细胞呼吸是指糖类等有机物,在细胞内经过一系列的氧化分解,产生无机物或小分子有机物并释放能量的过程
细胞呼吸包括: 有氧呼吸和无氧呼吸
注: 葡萄糖 = C6H12O6 丙酮酸 = CH3COCOOH 乳酸 = C3H6O3
有氧呼吸:
第一阶段: 葡萄糖变为丙酮酸(细胞质基质)
第二阶段: 丙酮酸变为二氧化碳(线粒体)
第三阶段: 还原H与氧气生成水,释放大量(线粒体)ATP
无氧呼吸
第一阶段：
与有氧呼吸相同
第二阶段：
两种方式：
a. 乳酸发酵
直接还原： 丙酮酸 + 还原性H -> 乳酸
动物和乳酸菌，不过有一些植物也进行乳酸发酵，土豆，甜菜
b. 乙醇发酵
脱羧还原：丙酮酸 + 还原H -> 二氧化碳 + 乙醇
植物和酵母菌
需要注意两种发酵方式气体量的变化
无氧呼吸只在细胞质基质中进行
细胞呼吸的意义：
- ATP的主要来源, 能量代谢的中心
- 合成: 为有机物合成提供丰富的碳骨架
- 分解: 糖, 脂肪, 氨基酸, 氧化放能的途径
细胞呼吸的影响因素
- 氧气
<image src="http://hurc.gitee.io/pic/_pic/daixie/04.png" style="zoom: 100%; /">
温度和氧气浓度较低时, 一般用于保存蔬菜
- 温度
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