第四章 生命的物质变化和能量转换
一、生物体内的化学反应
一、新陈代谢的概念
新陈代谢是生物体的___自我更新______的过程,既有__物质代谢___,又有____能量代谢_________。同化作用(又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成 自身物质 ,并且储存 能量 的过程。异化作用(又叫做分解代谢)是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以 分解 ,释放出其中的 能量 ,并且把分解的 代谢废物 排出体外的变化过程。
二、酶
酶是__活细胞_____产生的一类__具有催化作用_ __的__生物大分子_______,胃蛋白酶、唾液淀粉酶等绝大多数的酶是__蛋白质____,少数的酶是 RNA 。
科学研究表明,所有的酶在一定的条件下,都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行,而酶本身___反应前后性质不变___ 。实验说明,过氧化氢酶和Fe3+的催化效率不同,一般地说酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍,说明酶的催化作用具有 高效 性的特点。
实验说明,淀粉酶只能催化__淀粉______,对蔗糖则不起作用,确切地说每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。酶的催化作用具有_专一性_______的特点。
实验说明,影响酶促反应的因素主要有 温度 、__ pH值 __等。
三. ATP
新陈代谢不仅需要酶,而且需要__能量_。_葡萄糖__是细胞的主要能源物质,_脂肪_是生物体内储存能量的物质。但是,这些有机物中的能量都不能直接被生物体利用,只有在细胞中随着这些有机物逐步氧化分解而释放出来,并且储存在_ATP_中才能被生物利用。_ATP是新陈代谢所需能量的__直接来源_。
ATP是__腺苷三磷酸_______的英文缩写符号ATP的结构式可以简写成_A-P~_P~P____________。
在ATP与ADP的转化中,ATP的第_2___个高能磷酸键位于末端,能很快地水解断裂,释放能量,同样,在提供能量的条件下,也容易加上第__3___个磷酸使ADP又转化为ATP。
对于动物和人来说,ADP转化成ATP时所需要的能量,来自__呼吸作用____________________,对于绿色植物来说,ADP转化成ATP时所需要的能量,来自_呼吸作用__________和__光合作用________。
构成生物体的活细胞,内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化,同时也就伴随有能量的 释放 _和 储存 。
二、光合作用
光合作用是指绿色植物通过 叶绿体 ,利用_光能_____,把__CO2____和_H2O____转化成储存着能量的_有机物________,并且释放出__O2 __的过程。
一、光合作用的发现
年代
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创新发
现人
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创新实验设计思路及现象
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实验结论
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1771年
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普里斯
特利
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小鼠放在密闭玻璃罩内,现象是___小鼠死_____ __
小鼠与绿色植物放在密闭的玻璃罩内,现象是___小鼠活_____
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植物净化空气
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1779年
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英格豪斯
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小鼠和植物置于密闭钟罩中,有光的条件下,现象 小鼠活
小鼠和植物置于密闭钟罩中,无光的条件下,现象 小鼠死
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光是光合作用的条件
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1864年
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萨克斯
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把绿色叶片放在暗处几小时,目的是__消耗叶片中原有的淀粉_____,然后一半曝光,另一半遮光一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现__未遮光部分变蓝_______
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光合作用产生淀粉
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1880年
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恩吉
尔曼
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水绵和好氧细菌,黑暗、没有空气,极细光束照射叶绿体→现象_好氧细菌集中在光束周围___
完全曝光→现象___好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位__
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光合作用的场所是叶绿体
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20世纪
30年代
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鲁宾
和卡门
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实验方法是______同位素示踪________________________
H218O,CO2→现象_______18 O2 ______________
H2O,C18O2→现象________16 O2 ______________
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O2的来源是水
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二、叶绿体及色素
叶绿体中的色素能够溶解在__有机溶剂____中,而层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。层析液可由__石油醚___、丙酮和苯混合而成。运用 纸层析 方法分离色素。由于提取的色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上 扩散速度 不同,从而将色素分离开来。上述实验,可以看到滤纸条上出现4条色素带,它们的颜色从上到下依次是__橙黄__、_黄___、___蓝绿___和__黄绿__。从上到下依次叫做_胡萝卜素______、__叶黄素___、_叶绿素a______和___叶绿素b__。叶绿体中的色素能够吸收、 传递 、 转化 光能的作用。叶绿体中的色素存在于叶绿体的 类囊体膜 (填结构名称)。
三、光合作用的过程
光合作用的过程可以用总反应可概括为_____6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2。
光合作用过程大体上说根据是否需要光能,可分为 光 反应阶段和 暗 反应阶段。前者必须有_光___才能进行,其化学反应是在____类囊体膜______上进行的,物质变化有:
①____水的分解_________ _________;
②_____NADPH形成______ ____ ;
③_____ATP形成__ __________。
后者有光无光都能进行,其化学反应是在__叶绿体基质___中进行的,又称为 卡尔文循环 。物质变化有:
①___二氧化碳固定______________________;
②___三碳化合物被还原________________。
光合作用过程中的能量转换包括___光能-活跃的化学能-稳定的化学能______ 。
四、影响光合作用的因素有: 温度 、 光 、 二氧化碳浓度 。
例:
1、光合作用中,光能转变成稳定化学能发生在( D )
A、水的光解 B、ATP的水解
C、CO2的固定 D、三碳化合物还原
2、光合作用中,ATP转变成ADP的地方,是在叶绿体的( B )
A、外膜上 B、基质中
C、色素中 D、基粒中
3、在光合作用过程中,以分子态释放出氧及ATP的产生都离不开(
B )
A、叶绿素和CO2 B、水、叶绿素及光能、
C、水和CO2 D、水、光能和CO2
4.光合作用合成了1摩尔的葡萄糖,在五碳化合物数量不变的情况下,需消耗二氧化碳的摩尔数是(
B )
A、3摩尔 B、6摩尔
C、12摩尔
D、24摩尔
5.在光照充足的情况下,下列有利于载培番茄增产的的一组条件是( B )
A、昼夜恒温26℃ B、日温26℃,夜温15℃
C、昼夜恒温15℃ D、日温15℃,夜温26℃
三 、细胞呼吸
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成 CO2、H2O 或其他产物,并且释放出的总过程,叫做_呼吸作用__________。
一、有氧呼吸
有氧呼吸是指细胞在_有氧____的参与下,把糖类等有机物__彻底氧化分解____________,产生出_CO2___和_H2O____,同时释放出___能量____的过程。细胞进行有氧呼吸的主要场所是__线粒体______。一般说来,_葡萄糖_____是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。
有氧呼吸全过程分为两个阶段:
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第一阶段
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第二阶段
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场所
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细胞质基质
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线粒体
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原料
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葡萄糖
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丙酮酸、H、O2
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产物
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丙酮酸、H
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CO2、H2O
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能量
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少
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多
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总反应式
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C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
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二、无氧呼吸
1.反应式: 2C2H5OH+2CO2+能量)
C6H12O6
2C3H6O3+能量
2.微生物的无氧呼吸又称为 发酵 。
三.有氧呼吸和无氧呼吸的区别
呼吸类型
比较项目
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有氧呼吸
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无氧呼吸
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呼吸场所
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细胞质基质、线粒体
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细胞质基质
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是否需氧
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是
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否
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分解产物
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CO2、H2O
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酒精+CO2或乳酸
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释放能量
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多
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少
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例:
1. 分别将混有乳酸菌的等量的牛奶装入容量为:甲500ml、乙250ml、丙150ml、丁100ml的四个锥形瓶中,加盖密封保存,其中发酵进行得最好的是( D )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.人红细胞无线粒体但能运输氧,红细胞所需能量的来源主要是利用( B )
A.葡萄糖,进行有氧呼吸 B.葡萄糖,进行无氧呼吸
C.乳酸,进行有氧呼吸 D.乳酸,进行无氧呼吸
四、生物体内营养物质的转变
一、糖类代谢
二、脂类代谢
三、蛋白质代谢
第五章 生物体对信息的传递和调节
一.动物体对外界信息的获取
人和高等动物通过特定的 感受器从外界环境获得信息。来自外界的信息大致分为两类:即有 物理信息 和 化学信息 。感受器是一类 神经末梢 ,能 接受 信息 产生 兴奋。
二、神经系统中的信息传递和调节
一、神经调节的结构基础和基本方式
神经系统的结构和功能的基本单位是 神经元 。神经元的基本结构包括 轴突 和
树突 、 细胞体三个部分,轴突、长树突以及套到外面的髓鞘,叫 神经纤维 ,神经纤维末端的细小分枝叫 神经末梢 ,其分布在全身各处。神经元的功能是受到刺激后能产生 兴奋 ,并且能把 兴奋传递到其他的神经元。神经元的细胞体主要集中在 脑和 脊髓的灰质 里。
反射 是神经调节的基本方式,是指在 神经系统 的参与下对体内和外界环境的各种刺激所发生的反应。大致可以分为 非条件反射 和 条件反射 两类。两者的区别是 是否具有先天性 。
反射的结构基础是 反射弧 ,通常包括 感受器 ﹑ 传入神经 ﹑ 神经中枢 ﹑ 传出神经 和 效应器 五个部分。
2、兴奋的传导
神经纤维上的传导:
(1)接受刺激前,膜外 + 电位﹑膜内 - 电位。
(2)接受刺激后,兴奋部位膜外 - 电位﹑膜内 + 电位。
(3)信息在神经元上以 生物电 的形式传导的,是 双 向传导的。
细胞间的传递:
神经冲动在神经元间通过 突触 传递的,该结构由 突触前膜 、 突触间隙 和 突触后膜组成,该结构内的 突触小泡 将 神经递质 释放到突触间隙里,使另一个神经元产生 兴奋或 抑制。兴奋只能从一个神经元的 轴突末传递给另一个神经元的 树突 或 胞体 ,故其传导是 单向的 。
植物生命活动调节的基本形式是 激素调节 ;人和动物生命活动调节的基本形式包括 神经调节 和 激素调节 ,其中 神经调节 的作用处于主导地位。
例:
1. 下列各项中,不属于反射活动的是(D)
A.由于高温而出大汗 B.由于低温皮肤血管收缩
C.在强光下瞳孔缩小 D.草履虫从盐溶液处游向清水
2.在人体内,神经冲动的传导不可能由(A)
A.树突→轴突→细胞体 B.轴突→树突→细胞体
C.树突→细胞体→轴突 D.细胞体→轴突→树突
3.神经纤维受到刺激时,细胞膜内外的电位变化是(A)
①膜外由正电位变为负电位 ②膜内由负电位变为正电位
③膜外由负电位变为正电位 ④膜内由正电位变为负电位
A.①② B.③④ C.②③ D.①③
4. 在一个以肌肉为效应器的反射弧中,如果传出神经遭到损伤,而其它部分正常,当感受器受到刺激后将表现为( C )
A.既有感觉又能运动 B.无感觉也无收缩反应
C.有感觉但无收缩反应 D.无感觉但能运动
5. 下列有关突触结构和功能的叙述中,错误的是(D )
A.突触前膜与后膜之间有间隙 B.兴奋由电信号转变成化学信号,再转变成电信号
C.兴奋在突触处只能由前膜传向后膜 D.突触前后两个神经元的兴奋是同步的
6.下图为脊髓反射图,请根据图回答(括号内填数字):
①手指无意中碰到火。会迅速抽回手,这次反射活动依次经过的途径是:( 1 )感受器 →(2 )传入神经 →(3 ) 神经中枢 →(4 ) 传出神经 →( 5 〕效应器 。这五部分的总和就是反射弧 .是反射活动的 结构 基础。
②图中“6”是脊髓的 灰质 ,它是 神经元细胞体 密集的部位。图中“7”是 白质 .是由 神经纤维 组成;如果“6”的部位遭到破坏.能否产生反射活动。 否
三、内分泌系统中信息的传递与调节
一、人体内分泌腺
内分泌腺
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激素的名称
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激素的主要生理作用
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分泌失常的结果
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甲状腺
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甲状腺激素
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促进新陈代谢﹑生长发育 ﹑提高 神经系统的兴奋性 。
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过多: 甲亢 ;
婴幼儿期过少: 呆小症 。
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胰
岛
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胰岛素
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促进血糖合成 糖原,加速糖 分解 。
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过多: 低血糖 ;
过少: 糖尿 。
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胰高血糖素
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加速肝糖元 分解,提高 血糖浓度 。
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肾
上
腺
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皮
质
部
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多种肾上腺皮质激素
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调节水﹑盐和糖的代谢
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髓
质
部
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肾上腺素
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使心跳加快﹑心输出量增加﹑血压升高﹑呼吸加快,血糖含量增加。
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性
腺
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睾
丸
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雄性 激素
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促进雄性 精巢 发育和精子的形成,激发并维持雄性的 第二性征 。
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不 育 症
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卵
巢
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雌性 激素
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促进雌性卵巢 发育和卵细胞的形成,激发并维持雌性的 第二性征 。
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不 育 症
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脑垂体
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生长激素
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促进生长,调节 蛋白质 ﹑脂肪﹑
糖 的代谢
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年幼时过多: 巨人症 ;
年幼时过少: 侏儒症 ;
成年时过多:肢端肥大症 。
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其他脑
垂体激素
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调节相关的内分泌腺的生长发育和生理活动。如: 促甲状腺激素﹑ 等。
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垂体具有 调节相关的内分泌腺 的作用。垂体分泌激素的多少是受 下丘脑 的支配的。
2、激素分泌的调节及相关激素间的关系
内分泌 腺分泌的激素通过血液 传递,其作用具有 特异性 性和 高效性 性。
某一生命活动的调节是由多种激素共同完成的。对于同一生理效应,有的相关激素表现为 拮抗,如胰岛素 和胰高血糖素对血糖含量的调节;有的相关激素则表现为 协同,如 生长激素
和甲状腺激素对机体生长发育的调节。
当体温升高,抑制下丘脑分泌 促甲状腺激素释放激素 和垂体分泌 促甲状腺激素 ,从而使甲状腺分泌的甲状腺激素减少。激素调节的基本方式为 负反馈 。
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