初中生物競賽輔導教程 第四章生物的新陳代謝(知識概要)

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1、第四章 ?生物的新陳代謝 第一節(jié) ?酶 【知識概要】 一、酶的概念 1．酶是生物催化劑 酶是由生物體活細胞所產生的一類具有生物催化作用的有機物。生物體內的新陳代謝過程包含著許多復雜而有規(guī)律的物質變化和能量變化，其中的許多化學反應都是在酶的催化作用下進行的。 2．酶的化學本質是蛋白質 酶具有一般蛋白質的理化性質。從酶的化學組成來看，有簡單蛋白和復合蛋白兩類。屬于簡單蛋白的酶，只含有蛋白質；屬于復合蛋白的酶分子中，除了蛋白質外，還有非蛋白質的小分子物質，前者稱酶蛋白，后者稱輔助因子，可分為輔酶和輔基兩類。近些年來發(fā)現(xiàn)，絕大多數酶是蛋白質，有的酶是RNA。 二、酶催化作用的特點

2、 酶與一般催化劑一樣，能降低化學反應所需的活化能，使反應速度加快，反應完成時，酶本身的化學性質并不發(fā)生變化。 酶與一般非生物催化劑不同的特點是：1．高效性；2．專一性；3．需要適宜的條件。 三、酶催化作用的機理 現(xiàn)在認為，酶進行催化作用時，首先要和底物結合，形成一中間絡合物，它很容易轉變?yōu)楫a物和酶；該過程可表示為：S（底物）＋E（酶）→SE（中間絡合物） E（酶）＋P（反應產物）。酶分子中直接與底物結合并與酶催化作用直接有關的部位稱為“活性（力）中心’。一般認為，酶的活性中心有兩個功能部位：結合部位和催化部位。 四、影響酶催化作用的因素 影響酶催化作用的因素有底物濃度、溫度、pH、酶

3、濃度、激活劑和抑制劑等。 第二節(jié) ?植物的營養(yǎng)器官 【知識概要】 一、根 根據發(fā)生的部位，根分成主根、側根和不定根三種。植物地下部分所有根的總和叫做根系，分為直根系和須根系兩種。 從根的頂端到著生根毛的部分叫做根尖，它是根生長、分化、吸收最活躍的部位。從根尖的頂端起，依次分成根冠、分生區(qū)（生長點）、伸長區(qū)和成熟區(qū)（根毛區(qū)）四部分。 根的初生結構由外向內分成表皮、皮層和維管柱（中柱）。皮層的最內層細胞叫做內皮層，這層細胞的徑向壁和橫壁上形成栓質化的帶狀加厚結構，叫做凱氏帶，它具有加強控制根的物質轉移的作用。維管柱由中柱鞘、初生木質部和初生韌皮部三部分組成。雙子葉植物的根可以進行次生生

4、長，由形成層細胞進行細胞分裂，向內形成次生木質部，向外形成次生韌皮部。 根的生理功能是吸收、支持、合成和貯藏，有些植物的根還有營養(yǎng)繁殖的作用。 二、莖 莖的形態(tài)特征是有節(jié)和節(jié)間，有芽，落葉后節(jié)上有葉痕。莖因生長習性的不同，可以分為直立莖、攀援莖、纏繞莖和匍匐莖四類。 莖的主干由種子的胚芽發(fā)育而成，側枝由主干上的芽發(fā)育而成。因此，芽是一個枝條的雛型，將植物的葉芽縱切，從上到下依次為生長點、葉原基、幼葉、腋芽原基。 雙子葉植物莖的初生結構分為表皮、皮層和維管柱。維管柱由維管束、髓和髓射線三部分組成。維管束是初生韌皮部、形成層和初生木質部組成的束狀結構。雙子葉植物莖的維管束常排列成筒狀。莖

5、的次生結構是由形成層的活動而加粗的部分。由于形成層的活動受四季氣候影響而在多年生木質部橫切面上出現(xiàn)年輪。 一般單子葉植物的莖只有初生結構，由表皮、維管束和薄壁組織組成。表皮下有機械組織，起支持作用，其細胞常含葉綠體。維管束是分散的，有的植物莖中空成髓腔。 莖的生理功能主要是運輸水分、無機鹽類和有機營養(yǎng)物質，同時又能支持技、葉、花和果實展向空中。此外還有貯藏和營養(yǎng)繁殖的作用。 三、葉 植物的葉一般由葉片、葉柄和托葉三部分組成。葉片內分布著葉脈，葉脈有網狀脈和平行脈之分。葉柄有支持和輸導作用。 葉片的結構通常分三部分：表皮、葉肉和葉脈。表在分為上表皮和下表皮。表皮細胞之間有許多氣孔，由兩

6、個保衛(wèi)細胞圍成，保衛(wèi)細胞控制著氣孔的開閉。氣孔是葉蒸騰水分和氣體進出的通道。葉肉由含許多葉綠體的薄壁細胞組成，分為柵欄和海綿組織，大中型葉脈由維管束和機械組織構成，木質部在上，韌皮部在下。葉脈越細，結構越簡單。 四、根、莖、葉的變態(tài) 根的變態(tài)包括貯藏根（有肉質直根、塊根）、氣生根（有支柱根、呼吸根、攀援根等）、寄生根（吸器）；莖的變態(tài)包括地下莖的變態(tài)（有塊莖、鱗莖、球莖、根狀莖等）、地上莖的變態(tài)（有莖卷須、枝刺、葉狀枝、肉質莖等）；葉的變態(tài)，有苞葉、葉卷須、鱗葉、葉刺、捕蟲葉等。 第三節(jié) ?植物的光合作用 【知識概要】 一、光合作用的概念及其重要意義 光合作用是指綠色植物通過葉綠體

7、，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧的過程。光合作用的重要意義是把無機物轉變成有機物，轉化并儲存太陽能，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩(wěn)定等?？傊夂献饔檬堑厍蛏蠋缀跻磺猩锏纳?、繁榮和發(fā)展的根本源泉。 二、光合作用的場所和光合色素 葉片是植物進行光合作用的主要器官，葉綠體是光合作用的重要細胞器。葉綠體的類囊體薄膜上分布有光合色素，在類囊體膜和間質中存在許多種光合作用需要的酶。 葉綠體中的色素有三類：①葉綠素，主要是葉綠素a和葉綠素b。絕大多數葉綠素a分子和全部葉綠素b分子具有收集光能的作用，少數不同狀態(tài)的葉綠素a分子有將光能轉換為電能的作用。②類胡蘿卜

8、素，包括胡蘿卜素和葉黃素。它們除有收集光能的作用之外，還有防止光照傷害葉綠素的功能。③藻膽素，是藻類進行光合作用的主要色素。 三、光合作用的過程 光合作用的總反應式概括為： CO2＋H2O （CH2O）＋O2 1．光反應階段 是由光引起的光化反應，在葉綠體的類囊體上進行，包括兩個步驟：①光能的吸收、傳遞和轉換，是通過原初反應完成的。這個過程使光能轉換為電能。②電能轉換為活躍化學能過程，是通過電子傳達和光合磷酸化完成的。結果使電能轉變成的活躍化學能貯存于ATP和NADPH2中。 2．暗反應階段 是由若干酶所催化的化學反應，不需要光，在葉綠體的間質中進行。暗反應是活躍的化學能轉變?yōu)榉€(wěn)

9、定化學能的過程，通過碳同化來完成。碳同化的途徑有卡爾文循環(huán)（C3途徑）、C4途徑和景天科酸代謝（CAM）。卡爾文循環(huán)是碳同化的主要形式，大體分三個階段：①羧化階段（CO2的固定）。②還原階段。③更新階段。根據碳同化的最初光合產物的不同，把高等植物分為C3植物和C4植物兩類。 四、外界條件對光合作用的影響 影響光合作用的外界條件主要有光照強度、二氧化碳濃度、溫度和水含量等。 第四節(jié) ?植物對水分的吸收和利用 【知識概要】 一、植物細胞對水分的吸收 細胞吸水的主要方式是滲透吸水。細胞的滲透吸水取決于水勢。純水的水勢最高，定為零值，則其他溶液的水勢就成負值，溶液越濃，水勢越低，水勢總是從

10、水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動。成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)，細胞的水勢表示為： 水勢＝滲透勢＋壓力勢＋襯質勢 當細胞處于不同濃度的溶液中時，在細胞內外就會有水勢差，從而發(fā)生滲透作用?？梢杂谩爸参锛毎馁|壁分離和復原”實驗來證明植物細胞的滲透作用。 植物細胞在形成液泡之前依靠吸脹作用吸水。吸脹作用是親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象。 二、植物根系對水分的吸收 根系吸水有兩種動力：（l）根壓：即根系的生理活動使液流從根部上升的動力。從土壤到根內通常存在一個由高到低的水勢梯度。使水分由土壤溶液進入根的表皮、皮層，進而到達木質部導管。此外水分還可以通過成熟區(qū)表皮細胞壁以及根內層層細胞之間的

11、間隙向里滲入，最終也達到導管。（2）蒸騰拉力：這種吸水是依靠蒸騰失水而產生的蒸騰拉力，由枝葉形成的力量使到根部而引起的被動吸水。 影響根系吸水的外界條件有土壤中可用水分、土壤通氣狀況、土壤溫度、土壤溶液濃度等。 三、蒸騰作用 水分以氣體狀態(tài)從植物體表面（主要是葉）散失到體外的現(xiàn)象叫做蒸騰作用。蒸騰作用對植物體有重要生理意義。蒸騰作用是植物對水分吸收和運輸的主要動力，蒸騰作用能促進礦質養(yǎng)料在體內的運輸，蒸騰作用能降低葉片的溫度。 植物成長以后，蒸騰作用主要通過葉面進行。葉面蒸騰分為角質蒸騰和氣孔蒸騰，后者是最主要形式。 外界條件影響蒸騰作用的最主要因素是光照，此外還有空氣相對濕度、溫度

12、、風等。生產實踐上，一方面要促使根系生長健壯，增強吸水能力；另一方面要減少蒸騰，這在干旱環(huán)境中更為重要。 四、植物體內水分的運輸 水分被根系吸收進入木質部的導管和管胞后，沿著木質部向上運輸到莖或葉的木質部，而到達植物體的各部。水分子在導管內上有蒸騰拉力，下有根壓，中間有水分子本身的內聚力，使水分形成連續(xù)的水柱源源而上。 第五節(jié) ?植物的礦質營養(yǎng) 【知識概要】 一、植物必需的礦質元素及其主要生理作用 植物生長發(fā)育必需的元素有C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo和Cl等16種，除C、H、O以外的13種元素主要由根系從土壤中吸收，叫做礦質元素。植物對前

13、9種元素需要量相對較大，屬于大量元素；對后7種元素需要量極微，屬于微量元素。 礦質元素的生理作用：一是細胞結構物質的組成成分；二是植物生命活動的調節(jié)者，參與酶的活動；三是起電化學作用，即離子濃度的平衡。膠體的穩(wěn)定和電荷中和等。 二、植物體對礦質元素的吸收 根吸收土壤中礦質離子的過程，首先通過交換吸附把離子吸附在根部表皮細胞表面；然后靠擴散作用，通過非質體運輸進入皮層內部，同時，也靠呼吸供給的能量做功，通過共質體主動運輸進入根細胞內部；最后進入導管。 根吸收礦質元素的主要特點表現(xiàn)在：根吸收礦質元素和吸收水分是相對獨立的，根對離子的吸收有選擇性。 三、生物固氮 某些微生物把空氣中的游離

14、氮固定轉化為含氮化合物的過程稱為生物固氮。固氮微生物依靠固氮酶，消耗能量，把氮還原成氨，供植物利用。其總反應式為 N2＋8e－＋8H＋＋16ATP 2NH3＋H2＋16ADP＋16Pi 四、礦質元素在植物體內的運輸和利用 吸收到根內的礦質元素，多數同化為有機物，有一些仍呈離子狀態(tài)。它們進入導管后，隨蒸騰作用流經木質部一起上升到地上各部，有些物質可從木質部橫向運輸到韌皮部。 在植物體內，參與循環(huán)的元素大多分布于代謝較旺盛的幼嫩部分，Ca、Fe等不參與循環(huán)的礦質元素在越老的器官含量越多。 第六節(jié) ?高等動物和人體內的主要代謝系統(tǒng) 【知識概要】 一、消化系統(tǒng) 1．消化系統(tǒng)的組成 高

15、等動物和人體的消化系統(tǒng)分為消化管和消化腺兩部分。消化管一般分為口腔、咽、食道、胃、小腸（十二指腸、空腸和回腸）、大腸（盲腸、結腸和直腸）和肛門。小腸是消化和吸收的主要場所，是消化管中最長的部分。消化腺分為兩類，一類是位于消化道外的大消化腺，如唾液腺、肝、胰；一類是位于消化道壁、粘膜層的大量小消化腺，如胃腺、腸腺。消化腺分泌的消化液里含多種消化酶。肝臟是體內最大的消化腺，具有分泌膽汁、物質代謝、參與血細胞生成和破壞、解毒、產生體熱等作用。 2．食物的營養(yǎng)成分 組成食物的營養(yǎng)成分分為糖類、脂類、蛋白質、維生素、無機鹽和水六大類。其中蛋白質、水、脂類等是構成機體的重要原料；糖類、脂類、蛋白質等有

16、機物是機體生命活動的能源物質；維生素和無機鹽對生命活動起調節(jié)作用。 3．食物的消化 消化是指食物通過消化管的運動和其在消化液的作用下被分解為可吸收成分的過程。消化的方式有細胞內消化和細胞外消化兩種。消化的過程分為機械性消化和化學性消化。機械性消化是通過牙齒的咀嚼和胃腸的蠕動，將食物磨碎、攪拌和消化液混合、輸送排出殘渣等一系列消化管的運動機能。化學性消化是在生物體內把蛋白質、脂類和糖類等高分子物質分解成結構簡單、能被吸收的小分子物質的過程，它是依靠消化液中各種消化酶來完成的。 4．營養(yǎng)物質的吸收 各種營養(yǎng)物質的消化產物以及水、無機鹽和維生素等，通過消化管壁粘膜上皮細胞進入血液和淋巴的過程

17、叫做吸收。小腸是吸收的主要部位，胃只能吸收少量酒精和水分，大腦能吸收水、無機鹽和部分維生素，小腸上皮細胞吸收營養(yǎng)物質時，水、甘油、膽固醇等是通過滲透、擴散等作用來吸收的，葡萄糖、氨基酸、無機鹽離子等是通過主動運輸來吸收的。甘油和脂肪酸被吸收到小腸上皮細胞后重新合成脂肪、再外包卵磷脂和蛋白質形成的膜，形成乳糜微粒。脂肪的主要轉運途徑是淋巴，經淋巴轉入血液，其余營養(yǎng)物質的轉運途徑是通過血液循環(huán)。 二、循環(huán)系統(tǒng) 1．循環(huán)系統(tǒng)的組成 循環(huán)系統(tǒng)包括心血管系統(tǒng)和淋巴系統(tǒng)兩部分。血液循環(huán)是在由心臟和血管組成的密閉的心血管系統(tǒng)中進行的。其中，心臟是血液循環(huán)的動力器官，血管是血液循環(huán)的管道，瓣膜是使血液向

18、一定方向流動的特殊結構。 2．血液循環(huán)途徑 血液循環(huán)分為體循環(huán)和肺循環(huán)。體循環(huán)和肺循環(huán)的大體途徑歸納如下。 3．血液 血液由血漿和血細胞組成。血漿是血液的液體部分，有運輸血細胞、營養(yǎng)物質和代謝產物的作用。血細胞包括紅細胞、白細胞和血小板三種。紅細胞有運輸O2和CO2的功能，白細胞起防御和免疫作用，血小板能促進止血和加速凝血。 4．心臟 心臟為一中空的肌性器官。哺乳類和人的心臟有左、右心房和左、右心室四腔室，由中隔分為不相通的兩半。同側心房和心室之間有房室口相通，左房室四有二尖瓣，右房室口有三尖瓣，它們都朝心室方向開放，使血液只能從心房流入心室。 右心房與上、下腔靜脈相連通，右

19、心室與肺動脈相連通，左心房與四條肺靜脈相連通，左心室與主動脈相連通。在肺動脈和主動脈起始部位的里面，各有三個半月形的瓣膜，分別稱為肺動脈辯和主動脈瓣，它們都朝動脈方向開啟，能阻止血液由動脈返回心室。 心臟有一套傳導系統(tǒng)，能自動地、節(jié)律地發(fā)生興奮。心臟有心動周期，心搏頻率和心輸出量等生理指標。 5．血管 根據結構、功能和血流方向不同，血管分為動脈、靜脈和毛細血管。 動脈是把血液從心臟輸送到身體各部分去的血管，動脈的管壁厚。彈性大、管內血流的速度快，心臟搏動所引起的主動脈管壁發(fā)生搏動，這搏動沿動脈管壁向外周傳遞，就是脈搏。 靜脈是把血液從身體各部分送回心臟的血管，與伴行的動脈相比，靜脈管

20、壁薄，彈性小，管腔大，管內血流的速度慢。四肢靜脈的內表面通常有防止血液倒流的靜脈瓣。 毛細血管是連通于最小的動脈與最小的靜脈之間的血管，毛細血管數量大，分布廣，管壁由一層扁平細胞構成，管內血流的速度極慢，是血液和組織液進行物質交換的部位。 6．淋巴系統(tǒng) 淋巴系統(tǒng)是心血管系統(tǒng)的輔助部分。它由淋巴管、淋巴結、脾等組成。淋巴循環(huán)是未被毛細血管吸收的、可流動的少量組織液進入組織間隙的毛細淋巴管成為淋巴，逐級匯合進入較大的淋巴管，通過淋巴結，最后經左側胸導管和右側淋巴管進入左、右鎖骨下靜脈的過程。 7．循環(huán)系統(tǒng)的作用 循環(huán)系統(tǒng)能運輸代謝原料和代謝廢物，保證機體新陳代謝的進行；把內分泌腺分泌的激

21、素運輸到機體各部，執(zhí)行體液調節(jié)作用；運輸白細胞和淋巴細胞，有免疫功能；維持機體內環(huán)境的恒定，為生命活動提供最適宜的條件。 三、呼吸系統(tǒng) 1．呼吸系統(tǒng)的組成和結構 呼吸系統(tǒng)由輸送空氣的呼吸道和進行氣體交換的肺組成。呼吸道包括鼻、咽、喉、氣管和支氣管，通常把鼻、咽、喉劃為上呼吸道，氣管、支氣管劃為下呼吸道。 鼻腔分成嗅部和呼吸部；喉是呼吸道的一部分，也是發(fā)聲器官；氣管反復分支為各級支氣管和細支氣管，再由終末細支氣管分支為呼吸性細支氣管，后者再經分支連接肺泡管、肺泡囊和肺泡。 肺是呼吸系統(tǒng)的主要器官，是氣體交換的場所，肺內最小的呼吸單位是肺泡，肺泡由單層上皮細胞構成，被毛細血管網包繞，保證

22、了肺泡內充分的氣體交換，肺泡外有豐富的彈性纖維，有助于吸氣后肺泡的彈性回縮。 2．呼吸的過程與原理 呼吸過程包括三個連續(xù)的環(huán)節(jié)：（1）外呼吸（肺呼吸），指外界環(huán)境的氣體在肺部和體內的氣體交換，包括肺的通氣和肺泡內的氣體交換；（2）氣體在血液中的運輸，氧由肺經過血液循環(huán)運送到組織，同時二氧化碳由組織運輸到肺；（3）內呼吸（組織呼吸），指血液與組織細胞之間的氣體交換。 肺的通氣與呼吸運動密切相關。胸部有節(jié)律地擴大與縮小稱為呼吸運動。它包括吸氣和呼氣兩個過程。呼吸運動是由呼吸肌的舒縮活動引起的，人體主要的呼吸肌有隔肌和肋間肌。由于呼吸運動形成了肺內氣壓與大氣壓之間的壓力差，才使氣體能夠進出肺泡

23、，實現(xiàn)肺的通氣。 肺泡內的氣體交換和組織里的氣體交換都通過擴散作用來實現(xiàn)。氣體交換的動力是氣體壓力差，肺泡氣、動脈血、靜脈血液、組織內的氧氣分壓和二氧化碳分壓各不相同，彼此存在分壓差。于是氣體就從分壓高處向分壓低處擴散?？傊?，肺循環(huán)中毛細血管的血液不斷從肺泡獲得氧氣，放出二氧化碳；而體循環(huán)中毛細血管的血液則供給組織氧氣和接受來自組織的二氧化碳，從而不斷滿足細胞新陳代謝的需要。 四、泌尿系統(tǒng) 1．排泄的概念與途徑 人和動物把新陳代謝的最終產物，多余的水和無機鹽，以及其他機體不需要或對機體有害的物質排出體外的過程，叫做排泄。人體的主要排泄器官是腎臟，此外還有皮膚的汗腺、肺和大腸。尿在腎臟里

24、形成，經輸尿管到達貯尿的膀就，最后由尿道排出體外。腎、輸尿管、膀胱和尿道組成泌尿系統(tǒng)。 2．腎臟的結構 腎臟是泌尿系統(tǒng)的主要器官。從腎臟的縱剖面看，腎實質可以分為皮質和髓質兩部分。髓質與漏斗狀的腎盂相連通。每個腎約由一百多萬個腎單位以及集合管和少量結締組織組成。腎單位是腎臟的結構和功能的基本單位，腎單位的組成與分布歸納如下。 腎單位包括腎小體、腎小管；腎小體位于皮質，由腎小球、腎小囊組成；腎小管位于皮質和髓質，由近曲小管、髓袢細段、遠曲小管組成。 腎小管最終通入集合管，后者伸入腎盂，再由腎盂連接輸尿管。 3．尿的形成 尿是由流經腎單位的血液形成的，它包括三個步驟：（1）腎小球的濾過

25、作用。血液流經腎小球時，血液里除血細胞和大分子蛋白質外，其余成分都能夠濾過到腎小囊腔中，生成原尿。（2）腎小管和集合管的重吸收作用。原尿中的葡萄糖、氨基酸、小分子蛋白質等營養(yǎng)物質幾乎被全部主動重吸收，水和Na＋、Cl－、Ca2＋等大部分被重吸收，少量尿素也隨之被重吸收，肌酐則完全不被重吸收。（3）腎小管和集合管的分泌和排泄作用。腎小管上皮細胞可以把代謝產物的某些物質如H＋、NH3等分泌到管腔中，或把血液中某些物質轉運到腎小管管腔中去。通過上述三個過程，最終形成終尿。 五、內環(huán)境的穩(wěn)態(tài) 人體內含有的大量液體，稱為體液。體液分為細胞內液和細胞外液。人體內的細胞外液構成了人體內細胞生活的液體環(huán)境

26、，這個液體環(huán)境叫做人體的內環(huán)境。人體內的細胞可以通過內環(huán)境，與外界環(huán)境之間間接地進行物質交換。循環(huán)、消化、呼吸和泌尿系統(tǒng)與體內細胞的物質交換有密切的關系，神經和內分泌系統(tǒng)則起著重要的調節(jié)作用。 生理學家把正常機體在神經和體液調節(jié)下，通過各個器官、系統(tǒng)的協(xié)調活動，共同維持內環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)，叫做內環(huán)境穩(wěn)態(tài)。內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。 第七節(jié) ?人和動物體內有機物的代謝 【知識概要】 一、糖類代謝 糖類是動物和人生命活動的主要能源。食物中的糖類主要是淀粉。淀粉經過消化分解成葡萄糖，被小腸吸收進人血液循環(huán)，運輸到全身各個器官和組織中。糖類在體內主要有三個變化：氧化分解、

27、合成糖元和轉變成脂肪等。 1．氧化分解 氧氣供給不足時，葡萄糖通過酵解生成乳酸；在充分供給氧氣的條件下，葡萄糖經過三核酸循環(huán)和呼吸鏈等途徑，徹底分解成二氧化碳和水。葡萄糖的有氧氧化是細胞內產生能量最主要的方式，它比無氧酵解過程釋放的能量多，但后者為組織細胞在氧氣供應不足時提供機體急需的能量。 2．合成糖元 血液中的葡萄糖除了供細胞利用外，多余的部分在肝臟或肌肉等組織細胞中合成糖元貯備起來。肝糖元是能量的暫時貯備，當血糖含量降低時，又可以分解成葡萄糖釋放到血糖中，使血糖含量得以維持在相對穩(wěn)定的水平。 3．轉變成脂肪 若經上述變化后，還有多余的葡萄糖，則可以轉變成脂肪，作為能源物質貯備

28、起來。另外，葡萄糖代謝的中間產物如丙酮酸、a–酮戊二酸、草酸乙酸經轉氨作用可以產生相應的丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。 二、脂類代謝 食物中的脂類主要是脂肪，還有少量的磷脂和膽固醇。脂肪消化的產物是甘油和脂肪酸，它們被吸收到小腸上皮細胞以后，大部分重新合成脂肪，經淋巴循環(huán)進入血液循環(huán)被運送到脂肪組織貯存起來。脂肪也可以再水解成甘油和脂肪酸，甘油經轉化后，通過酵解途徑進入三羧酸循環(huán)而徹底氧化；脂肪酸經β–氧化作用逐步氧化，釋放出的乙酰輔酶A通過三核酸循環(huán)徹底氧化。所以脂肪的主要功能是貯存和供給能量。此外，脂肪還有緩沖機械沖擊，保護和固定內臟器官，以及保持體溫的作用。磷脂主要參與構成機體的組織，也

29、可以氧化分解，釋放能量，或轉變成脂肪。膽固醇主要是構成機體的組織，也可以轉變成一些重要的化合物，如某些類固醇激素和膽汁酸等。 三、蛋白質代謝 食物中的蛋白質在消化道內被消化分解成氨基酸，氨基酸被小腸吸收后，通過血液循環(huán)輸送到全身各器官組織，主要發(fā)生四方面變化 1．合成各種組織蛋白質，如血紅蛋白、肌球蛋白、肌動蛋白等。 2．合成具有一定生理功能的特殊蛋白質，如蛋白質類激素等。 3．氨基轉換作用，也稱轉氨基作用 在轉氨酶作用下，氨基酸上的氨基轉移到a一酮酸上，使后者變成相應的氨基酸，原來的氨基酸失去氨基變?yōu)橄鄳耐帷？捎孟率奖硎荆? ＋ ? ＋ ? 氨基酸 ? ? ? α–酮酸

30、? ? ? ? ? ? ? ? 酮酸 ? ? ? ? 氨基酸 ? 在人和動物體內能夠合成的氨基酸，稱為非必需氨基酸，如丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸等十幾種。不能在人和動物體的細胞內合成，必須從食物中獲得的氨基酸，稱為必需氨基酸，人體的必需氨基酸有8種：甲硫氨酸、賴氨酸、色氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸。 4．脫氨基作用 氨基酸在氨基酸氧化酶的作用下，進行氧化脫氨作用生成酮酸（不含氮部分）和氨（含氮部分）。氨在肝臟中經鳥氨酸循環(huán)轉變成尿素而排出體外，酮酸經三核酸循環(huán)氧化分解為二氧化碳和水，釋放能量，也可以合成糖類和脂肪。 四、三大有機物代謝的關系 糖類可以轉變成非必需氨基

31、酸，氨基酸都可以轉變成糖類和脂肪，糖類和脂肪可以互相轉化。關于糖類、蛋白質和脂肪在動物體內的轉化關系可以概括如下： 表示精尖轉彎成非必需氨某酸 第八節(jié) ?生物的呼吸作用 【知識概要】 一、呼吸作用的概念、類型和生理意義 生物的呼吸包括外呼吸和內呼吸兩個步驟。外呼吸是指機體與外界環(huán)境之間的氣體交換。動物通過呼吸器官、植物通過葉的氣孔與外界進行氣體交換。內呼吸是指細胞的呼吸，即呼吸作用。 生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳和水或其他產物，并且釋放出能量的過程叫做呼吸作用。 生物的呼吸作用包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型，有氧呼吸是由無氧呼吸進化而來的。有氧呼

32、吸是高等動植物進行呼吸作用的主要形式。 呼吸作用的生理意義主要表現(xiàn)在：呼吸作用為生物體的生命活動提供能量，還為體內其他化合物的合成提供原料。 二、呼吸作用的過程 1．有氧呼吸的過程 有氧呼吸最常利用的物質是葡萄糖。有氧呼吸的反應式： C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O＋能量 ? 有氧呼吸的全過程分為三個階段：（1）糖酵解，葡萄糖在無氧條件下分解為丙酮酸的過程。該階段在細胞質基質中進行，可概括如下： C6H12O6＋2NAD＋2ADP＋2Pi 2CH3COCOOH＋2NADH2＋2ATP（2）三羧酸循環(huán)，在有氧條件丙酮酸徹底分解的過程。該階段在線粒體中進行。三羧酸循環(huán)是糖、脂

33、肪、蛋白質和核酸及其他物質的共同代謝過程?？偸娇筛爬椋? → （3）呼吸鏈和氧化磷酸化（生物氧化），前兩階段脫下的氫經呼吸鏈的一系列電子傳遞體和氫傳遞體而逐步氧化，最后氫被氧接受，形成水。同時，呼吸鏈上氧化作用釋放的能量和ADP的磷酸化作用偶聯(lián)起來，形成大量ATP。該階段也在線粒體中進行，和概括為： 2．無氧呼吸的過程 細胞無氧呼吸的場所是細胞質基質。無氧呼吸全過程分為兩個階段：（1）與有氧呼吸的第一階段相同。（2）在缺氧條件下，丙酮酸在不同酶的催化作用下，或脫羧形成乙醛，再被還原成乙醇；或直接被還原生成乳酸?？偡磻綖椋? C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C2H5OH

34、＋2CO2＋2ATP C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C3H6O3＋2ATP ? 高等植物無氧呼吸的主要形式是產生酒精，酵母菌和其他一些微生物能進行酒精發(fā)酵。馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、胡蘿卜和玉米胚的無氧呼吸也可以產生乳酸，乳酸細菌能進行乳酸發(fā)酵。高等動物和人體劇烈運動時，骨骼肌組織出現(xiàn)無氧呼吸，產生乳酸。 三、影響呼吸作用的因素 一般來說，凡是生長迅速的植物種類、器官組織和細胞，其呼吸均較旺盛，如幼根動葉的呼吸強于老根老葉，生殖器官的呼吸強于營養(yǎng)器官。 影響呼吸作用的外界條件主要有溫度、氧氣和二氧化碳含量。 四、呼吸作用的原理在生產實踐中的應用 由于呼吸是新陳代謝的中心，在栽培過

35、程中，應使呼吸過程正常進行，還要注意調節(jié)與光合作用的關系。由于呼吸作用消耗有機物和放熱，所以，貯藏糧食和水果蔬菜時，又應該控制一定條件，降低呼吸作用，以利安全貯存。 第九節(jié) ?微生物的新陳代謝 【知識概要】 一、微生物的營養(yǎng)類型 根據微生物所需要的能源、碳源的不同，可分為四大類。見下表。 微生物的營養(yǎng)類型比較 營養(yǎng)類型能源碳源供氫體實例 光能自養(yǎng)微生物光能CO2無機物藻類、紅硫細菌、綠硫細菌 光能異養(yǎng)做生物光能CO2有機化合物紅螺細菌 化能自養(yǎng)微生物無機物氧化產生的化學能CO2或碳酸鹽硫細菌、硝化細菌、氫細菌、鐵細菌 化能異養(yǎng)微生物有機物氧化產生的化學能主要是有機物，來自有

36、機質（腐生）或有機體（寄生）絕大多數細菌、放線菌，幾乎全部的真菌 二、微生物的呼吸類型 微生物有不同的產能代謝途徑。以分子氧作為最終電子受體的生物氧化過程，稱為有氧呼吸；以有機物（基質未徹底氧化的產物如丙酮酸）作為最終電子受體的，稱為發(fā)酵；以無機氧化物（如NO3－、SO42－、CO2）作為最終電子受體的，稱為無氧呼吸。據此，微生物分為不同呼吸類型，見下表。 微生物的呼吸類型比較 呼吸類型生活環(huán)境生物氧化方式實例 好氧性微生物有氧有氧呼吸很多常見的細菌、放線菌、真菌 厭氧性微生物缺氧無氧呼吸或發(fā)酵梭狀芽孢桿菌、產甲烷桿菌，乳酸菌等 兼性厭氧微生物有氧缺氧均可有氧時，進行有氧呼吸；缺

37、氧時，進行發(fā)酵或無氧呼吸酵母菌，硝酸鹽還原細菌等 三、微生物的發(fā)酵類型 1．乙醇發(fā)酵 如酵母菌，在缺氧條件下將葡萄糖經糖酵解途徑分解成丙酮酸，丙酮酸脫羧生成乙醛，乙醛被還原成乙醇。工業(yè)上用于釀酒和生產酒精。 2．乳酸發(fā)酵 進行乳酸發(fā)酵的主要是細菌。它們利用糖經糖酵解途徑生成丙酮酸，丙酮酸還原產生乳酸。用于制泡菜、青貯飼料及乳酪、酸牛奶等乳酸發(fā)酵制品。 3．丙酸發(fā)酵 葡萄糖經糖酵解途徑生成的丙酮酸可羧化形成草酸乙酸，后者還原成琥珀酸，再脫羧產生丙酸。丙酸細菌多見于動物腸道及乳制品中。 4．混合酸發(fā)酵 是大多數腸桿菌的特征，如大腸桿菌的發(fā)酵產物中有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸、二氧化

38、碳和氫氣等。 5．丁酸發(fā)酵 如專營厭氧的梭狀芽抱桿菌，丁酸是其特征性的發(fā)酵產物。用于工業(yè)上產生丙酮、丁醇。 四、生物新陳代謝的基本類型 新陳代謝是生物體最基本的生命活動過程，是活細胞中全部化學反應的總稱。它包括同化作用和異化作用兩方面。按照自然界中生物體同化作用和異化作用方式的不同，新陳代謝的基本類型可分為以下幾種類型。 同化作用類型有自養(yǎng)型和異養(yǎng)型兩種。自養(yǎng)型就是攝取無機物轉變?yōu)樽陨斫M成物質并儲存能量的同化作用類型，包括光能自養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型；異養(yǎng)型就是攝取現(xiàn)成有機物轉變?yōu)樽陨斫M成物質并儲存能量的同化作用類型。異化作用類型有需氧型（有氧呼吸型）和厭氧型（無氧呼吸型）。需氧型即要攝取氧，徹底氧化分解有機物并釋放大量能量的異化作用類型；厭氧型即在缺氧條件下，將有機物不徹底分解并釋放少量能量的異化作用類型。