细胞代谢知识整理

第三章知识结构整理 新陈代谢：是活细胞内全部有序的化学变化的总称 §3-1 细胞与能量 ATP是细胞生命活动直接能源 (一)ATP结构 1.组成：C、H、O、N、P 2.全称：腺苷三磷酸 3.结构：腺嘌呤—核糖—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团，结构简式：A—P～P～P 腺苷 A － P ～ P ～ P 普通化学键 高能磷酸键 的结构特点： 每分子ATP含两个高能磷酸键，ATP水解指远离A的那个“～”断裂，释放大量能量。 (二)ATP与ADP的转化 1.存在特点：ATP在细胞内含量很少，转化十分迅速。 2.转化过程： 化合酶 ATP ADP+Pi+能量 水解酶 不是可逆反应的原因：1.能量的来源与去路不同；2.条件不同；3.反应场所不同 3.转化意义：细胞内ATP处于动态平衡中，对构成生物体内部稳定的供量环境有重要意义。 (三)ATP的应用:是新陈代谢所需能量的直接来源（能量通货），用于各项生命活动。 (四)ATP的来源：光合作用、呼吸作用等 动物 绿色植物 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 ADP+Pi+能量 酶 ATP §3-2 物质出入细胞的方式 一、扩散和渗透 1.扩散：定义：分子从高浓度处向低浓度处运动的现象 结果：使分子分布均匀 特点：高浓度→低浓度 2.渗透：定义：水分子通过膜的扩散 水分子扩散方向：低浓度→高浓度(溶质浓度) 条件：①有半透膜存在 ②半透膜两边存在浓度差 质壁分离：原生质层伸缩性大，细胞壁伸缩性小。 利用：①判断细胞的死活 ②测定细胞液浓度 二、跨膜运输 (一)被动转运： 1.扩散：物质由浓度高的一侧转运至浓度较低的一侧。水、氧气、二氧化碳、甘油等。 2.易化扩散：物质由浓度高的一侧转运至浓度较低的一侧，需要载体协助。 举例：红细胞吸收葡萄糖。 原理：载体蛋白分子与被运转的分子或离子结合而改变形状，于是把分子或离子运转质膜的另一侧；将分子或离子释放后，载体蛋白又恢复至原来的形状。 (二)主动转运： 1.定义：逆浓度梯度的转运。 2.特点：从高浓度到低浓度，需要载体蛋白，需要细胞代谢产生的能量。 3.举例：K+、Mg+、Na+、NO3-等无机盐离子、葡萄糖、氨基酸等。 三、胞吞、胞吐 有的物质被一部分质膜包起来，这部分质膜与整个质膜脱离，裹着物质运动到细胞的内侧或外侧。运送到细胞内侧的，成为胞吞；运送到细胞外侧的，称为胞吐。 四、小结 扩散 酶 酶

被动运转 易化扩散 离子或小分子 方式 主动运转 大分子或颗粒 胞吞 胞吐 §3-3 酶 一、酶的发现 二、酶的概念 定义：活细胞内产生的具有生物催化作用的有机物。 来源 功能 化学本质：多数蛋白质,少数RNA 三、酶的催化特性 无机催化剂：MnO2 ,FeCl3 催化剂 生物催化剂—酶：过氧化氢酶 2H2O2 2H2O+O2 底物：酶作用的物质。 产物：反应生成的物质。 酶促反应：酶催化的反应。酶活性：用来表示酶作用的强弱。 实验：1）取两支洁净试管，编号为1、2 2）分别滴加等量的同浓度的过氧化氢溶液 3）同时在1号试管中加适量过氧化氢酶，在2号试管中加适量二氧化锰 4）观察并记录试管中气泡产生的快慢 高效性：意义：保证了细胞内化学反应的顺利进行及能量供应的稳定。 专一性：含义：一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应。 四、酶的催化原理：降低化学反应的活化能。 五、影响酶作用的因素 A.探究PH值对酶活性的影响 1、在最适PH值下，酶的活性最高； 2、高于或低于最适PH值酶的活性都会降低，甚至失活； 3、不同酶最适PH值不同。（胃蛋白酶：2左右 胰蛋白酶：8左右） 本质：过酸过碱的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。 B.探究温度对酶活性的影响 1、每种酶都有最适温度，高于或低于最适温度酶的活性都降低； 2、不同种酶的最适温度不同。 本质：过高的温度使酶的空间结构遭到破坏而失去活性； 低温度使酶的活性降低，在适宜温度下，酶的活性可以恢复。 总结：影响酶的活性因素有：PH、温度和各种有机化合物（有机溶剂、重金属离子） §3-4 细胞呼吸 一.概念：细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。

二.类型： 三.需氧呼吸 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O +能量 1、第一阶段：糖酵解 场所：细胞溶胶 过程：1个葡萄糖被分为2个丙酮酸 同时产生少量[H]，释放少量能量(生成2个ATP，其余以热能散失)。 2、第二阶段：柠檬酸循环 场所：线粒体基质 过程：在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体，在水的参与下，在酶的作用下丙酮酸被彻底分解成CO2 ，同时产生大量[H]，并释放少量能量(生成2个ATP，其余以热能散失)。 3、第三阶段：电子传递链 场所：线粒体内膜 过程：前两个阶段产生的[H]与氧气结合产生水，释放大量能量(其中生成26个ATP)。

需氧呼吸： C6H12O6 + 6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量

需氧呼吸（主要方式） 厌氧呼吸 酶 酶

4、三阶段比较： 需氧呼吸 场 所 反应物 产 物 与氧的关系 糖酵解 细胞溶胶 葡萄糖 丙酮酸、[H]、ATP 不消耗 柠檬酸循环 线粒体基质 丙酮酸和水 CO2、[H]、ATP 不消耗 电子传递链 线粒体内膜 [H]和氧气 H2O、大量ATP 消耗 四.厌氧呼吸 (一)概念： 1.定义：无氧条件下细胞内在酶的催化下进行的将糖类等有机物分解成有机小分子化合物的过程 2.场所：细胞溶胶 (二)过程： 第一阶段：糖酵解 第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的产物。最常见的产物是乳酸或乙醇+ CO2。 (三)类型： 1.乳酸发酵： C6H12O6 2 C3H6O3 (乳酸)+能量 人和动物、乳酸菌、甜菜块根、玉米的胚、马铃薯块茎。 2.乙醇发酵： C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2 +能量 植物、酵母菌 五、细胞呼吸是细胞的代谢中心 Ⅰ脂肪(甘油三酯)的氧化 脂肪 脂肪酶 甘油 + 脂肪酸 糖酵解 分解生成二碳化合物→柠檬酸循环 II蛋白质氧化分解 1、蛋白质 蛋白酶 氨基酸 + H2O 2、脱氨基作用 氨基酸 NH3+有机物 在肝脏转化为尿素排出 进入柠檬酸循环→细胞呼吸 小结：细胞中各种物质代谢是相互联系的，以细胞呼吸为中心 细胞呼吸的意义：为生命活动提供ATP，为各种合成反应提供碳骨架。 影响因素： 1、生物自身因素 2、外界环境因素：温度，水分，氧气浓度 农产品储存：低温、干燥、低氧，若是水果蔬菜类保鲜则应有一定湿度。 §3-5光合作用 一、光合作用概述 1、概念：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。 2、生物种类：绿色植物、藻类、光合细菌（蓝藻） 自养生物：能利用无机物合成有机物，为其自身生长、发育和繁殖提供物质和能量 异样生物：不能利用无机物合成有机物，需要从环境中摄取现成的有机物 6CO2+12H2O→C6H12O6+6H2O+6O2 3、光合作用与呼吸作用的区别 光合作用 呼吸作用 原料 CO2、H2O O2、C6H12O6、H2O 产物 H2O、C6H12O6、O2 CO2、H2O 能量转换 贮藏能量 释放能量 发生场所 叶绿体 线粒体、细胞溶胶 发生条件 光照、酶 光下暗处均可、酶 二、叶绿体及色素 1、提取色素：原理：色素可以溶解在无水乙醇等有机溶剂中 SiO2 → 使研磨更充分 CaCO3 → 保护色素 2、分离色素——纸层析法 原理：色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。

层析液

培养皿 （1）制备滤纸条 （2）画滤液细线 ★要求：细、直、齐重复2—3次 （3）分离色素 ★层析液不能没及滤液线 转化光能的只是 少数叶绿素a 三.光合作用的过程 （一）光反应阶段：场所：类囊体膜上，条件：光、色素、酶 1.物质变化：

①水的光解： ②ATP形成： ③NADP+的还原 2.能量变化：

光能ATP和NADPH中活跃的化学能 （二）碳反应阶段：场所：叶绿体基质，条件：多种酶 1.物质变化： ①CO2的固定：CO2＋RuBP（C5）→2三碳酸分子（C3） ②C3的还原：三碳酸→三碳糖 ③C5再生：C3 ------------→ C5

2.能量变化：ATP和NADPH中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能

光合作用过程图解： 光合作用的强弱用光合速率表示 (下图表示光合作用强度＞细胞呼吸强度) 真正合速率=表观光合速率+呼吸速率 四、影响光合作用的因素 1、光照强度 (最主要的因素) 原理：直接影响光反应的速度，光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响碳反应的速度，净光合作用：表观光合作用；总光合作用：真正光合作用； 光补偿点、光饱和点：阳生植物＞阴生植物；应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。 2、温度 原理：温度影响光合作用的过程，特别是碳反应中酶的催化效率，从而影响光合速率。 在生产上的应用：