高三生物--新陈代谢的同化作用异化作用和调节

1主题：—新陈代谢的同化作用异化作用和调节2从实质、性质、取向三个方面理解新陈代谢的概念。从实质上说：新陈代谢就是生物体内部进行的全部的、有序的化学变化，以实现生物体的自我更新；从性质上说：新陈代谢包含物质代谢（生物体与外界环境之间不断进行物质交换以及生物体内部不断进行物质转变的过程）、能量代谢（生物体与外界环境之间不断进行能量交换以及生物体内部不断进行能量转变的过程）；从取向上说：新陈代谢存在同时进行的、对立统一的同化作用和异化作用两个方面。31.作为叶片的叶肉细胞时,怎样进行新陈代谢物质和能量的输入：通过气孔吸收的二氧化碳（氧气）自由扩散进入细胞吸收光能通过导管输入水和矿质离子等，有时也有有机物的输入物质和能量的输出：通过气孔散失水蒸气、氧气（二氧化碳）、热能等通过筛管输出有机物落叶输出物质，包括有机物及矿质元素、水等物质和能量的转变：合成有机物、贮存能量（主要通过光合作用）分解有机物、释放能量（主要通过有氧呼吸）4光合作用•为什么叶肉细胞可以进行光合作用•光合作用的过程•反应式：•意义•影响光合作用的因素：内部因素（植物种类、同一植物的不同部位、叶片的不同时期）、外部因素（光照强度、光照面积、二氧化碳浓度、温度•实际应用：提高光能利用率（延长光合作用时间、增加光合作用的面积、提高光合作用效率CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体5（一）光能在叶绿体中的转换光反应：（叶绿体囊状结构）光能O2色素(吸收、传递)NADP+特殊状态的叶绿素aH2O（吸收、转化）NADPH光能转化成电能：特殊状态的叶绿素a激发态的叶绿素a2H2O4H++4e+O2电能转化成活跃的化学能：NADP++2e+H+NADPHADP+Pi+电能ATPee酶酶酶6暗反应：（叶绿体的基质）C3途径：CO2（CH2O）：糖类，脂肪、氨基酸2C3C5C4途径：（CO2泵）叶肉细胞维管束鞘细胞CO2C4C4CO2（CH2O）PEP2C3C5C3(丙酮酸)ADP+PiATP固定还原NADPHATP7•光合作用的重要意义–光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。•制造有机物，将太阳能转化为化学能储存在有机物中。•维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定–对生物的进化具有重要意义•蓝藻出现后使得大气中含有氧，有氧呼吸的生物得以发展。•氧气变成臭氧，在大气层中保护了陆生生物，并使得水生生物上陆。8细胞呼吸•细胞呼吸(respiration)（生物氧化biologicaloxidation）–概念：生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程。–不是宏观的气体交换过程，而是发生在每一个活细胞中的有机物的氧化分解、能量释放并且生成ATP的过程。–种类：•有氧呼吸（aerobicrespiration）•无氧呼吸（anaerobicrespiration）9•有氧呼吸概念：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。–场所：细胞质基质、线粒体。–表示方法：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶10-过程•一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，产生少量的[H]，同时释放出少量的能量。–场所：细胞质基质•丙酮酸分解成二氧化碳和[H]，同时释放出少量的能量。–场所：线粒体•前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。–场所：线粒体有氧呼吸过程的图解+H2O11•呼吸作用的意义–呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。–呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。例如：谷氨酸丙酮酸-酮戊二酸丙氨酸谷丙转氨酶（GPT）122.为根尖成熟区表皮细胞时，怎样进行新陈代谢物质和能量的输入：从土壤溶液中吸水（以渗透吸水为主）从土壤溶液中吸收矿质离子（以主动运输为主）从土壤空隙的空气中吸收氧气（自由扩散）叶制造的有机物通过茎运输到根部所有细胞物质和能量的输出：吸收的水分和矿质离子不断输出并向上运输到茎和叶排出二氧化碳等气体、散失热能死亡脱落的细胞将有机物、矿质离子、水分等输出到外界物质和能量的转变：内部进行有机物的合成与转变（包括蛋白质的合成等）内部进行有机物的氧化分解供能（以有氧呼吸为主）13根细胞渗透吸水的原理根尖成熟区细胞具备发生渗透作用的两个条件：半透膜和两侧溶液的浓度差植物根细胞吸水方式吸胀吸水渗透吸水植物根吸水的途径逐层向内渗透吸水——原生质体途径细胞壁和细胞间隙——原生质体外途径水分在植物体内的运输——通过导管向上运输水分主要用于蒸腾作用，少量用于光合作用和呼吸作用等生命活动14植物的矿质营养——主要指植物对矿质元素的吸收、运输和利用矿质元素——除了C、H、O以外，植物主要从土壤中吸收的元素植物必需的矿质元素——通过溶液培养法测得的，植物正常生命植物对矿质元素的吸收形式：离子状态主要部位：根尖成熟区细胞主要过程：主动运输与根吸水是两个相对独立的过程矿质元素在植物体内的运输——随水一起通过导管向上运输活动不可缺少的矿质元素矿质元素的利用只能利用一次—进入植物体内形成稳定的化合物可以再利用进入植物体内形成不稳定化合物进入植物体内以离子形式存在15影响矿质元素吸收的因素•内因：遗传因素•外因：温度土壤的通气状况土壤中溶液浓度土壤溶液的PH16根吸收矿质元素和吸水的关系•吸收方式不同•吸收动力不同•吸收数量与外界浓度的关系不同•吸收器官相同•两者密不可分17•无土栽培（soilessculture）–概念：利用溶液培养法原理，把植物体生长发育过程中所需要的各种矿质元素，按照一定的比例配制成营养液，并用这种营养液来栽培植物的技术。无土栽培芹菜慈溪市郊区的长河现代农业示范园区18–优点：•全年都可以栽培，产量高。•节约水肥，产品清洁卫生，利于实现农作物栽培的工厂化和自动化。•不适宜栽种农作物的地方，都可以进行无土栽培，扩大栽培的范围和面积。立体无土栽培自动化的无土栽培19农田耕作三部曲:先施肥、后浇水、再松土•无氧呼吸（anaerobicrespiration）–发生条件：无氧条件–概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。–场所：细胞质基质–表示方法：酒精发酵：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶20㈡当生物体为人或高等动物时，怎样和外界进行新陈代谢21内环境微碱性，pH7.35～7.45氨基酸、脂类、激素、固醇、抗体、维生素以及溶解的O2、CO2内含多种物质，如无机盐离子、蛋白质、糖类、机体细胞生存的体内环境组成血浆：细胞之间的液体其成分与血浆基本一样大多数体细胞的直接内环境组织液：淋巴：淋巴管内流动的液体其成分与组织液、血浆基本一样三者关系：血浆组织液淋巴渗透汇入渗透渗透22新陈代谢的必要条件为内环境稳态细胞内环境体外环境影响内环境稳态的理化性质1.内环境的渗透压2.内环境的pH3.内环境各种物质的含量：血钠、血钾、血糖等4.体内温度23水分平衡：体内产生的水与排出的水分相适应体内水分的来源饮水食物体内物质代谢产生水排出水分的途径肾脏通过尿液排出皮肤通过汗液排出肺以呼出气体排出大肠通过粪便排出细胞外液渗透压升高刺激下丘脑渗透压感受器产生兴奋下丘脑神经分泌细胞分泌抗利尿激素垂体后叶释放随血运输促进肾小管和集合管对水分的重吸收减少排尿量细胞外液渗透压降低大脑皮层渴觉中枢增加摄入量产生兴奋24血液pH的平衡：依靠血液中的缓冲物质进行调节。缓冲物质由一种弱酸和它的强碱盐组成，当产生或进入酸性物质时，由一对缓冲物质中的碱性物质去中和；当产生或进入碱性物质时，由一对物质中的酸性物质去中和。NaHCO3+HLH2CO3+NaLCO2呼吸系统排出Na2CO3+H2CO32NaHCO3（肾脏排出）25无机盐的平衡1血钠平衡：摄入的钠盐与排出钠盐保持平衡2.血钾的平衡3.血钾的体内平衡血钾组织液中的钾细胞内的钾4.血钠、血钾的调节血钠降低或血钾升高肾上腺皮质分泌醛固酮随血运输促进肾小管集合管保钠排钾血纳升高或血钾降低钠的摄入摄入食盐（每日6—10g）钠的排出肾脏通过尿液排出大肠通过粪便排出皮肤通过汗液排出与保持平衡钾的摄入摄入蔬菜水果（每日2—4g）钾的排出肾脏通过尿液排出大肠通过粪便排出与保持平衡26氮的平衡：健康成年人为总氮平衡，每日摄入氮的总量与排出氮的总量达到平衡发育的青少年及儿童、恢复期的病人为正氮平衡（摄入量大于排出量）慢性消耗性疾病及衰老者为负氮平衡（摄入量小于排出量）27血糖的平衡：血糖的来源与去路保持平衡血糖的来源食物肝糖元分解非糖物质转变血糖的去路氧化分解合成糖元转变为非糖物质当高于160～180mg/dl时出现尿糖血糖的调节：1.血糖升高下丘脑某一区域产生兴奋作出命令胰岛B细胞分泌胰岛素促进糖元的合成促进糖元进入细胞氧化分解促进葡萄糖转化为非糖物质血糖降低2.血糖降低下丘脑另一区域产生兴奋作出命令胰岛A细胞分泌胰高血糖素促进肝糖元分解促进非糖物质转化为葡萄糖血糖升高肾上腺髓质分泌肾上腺素促进非糖物质转化为葡萄糖28体温恒定体温恒定是机体产热量与散热量保持平衡的结果产热量来自于机体内物质代谢释放的热量（微观：细胞呼吸；宏观：骨骼肌的战栗，立毛肌的收缩)皮肤汗腺分泌汗液散热量取决于皮肤血流量29体温的调节炎热皮肤的温觉感受器兴奋下丘脑体温调节中枢传入神经传出神经皮肤血管舒张，血流量加大汗腺分泌量加大加大散热量降低体温立毛肌收缩寒冷皮肤的冷觉感受器兴奋下丘脑体温调节中枢传入神经传出神经皮肤血管收缩，血流量减少减少散热量升高体温骨骼肌收缩肾上腺分泌肾上腺素加大产热量促甲状腺激素释放激素30内环境稳态的维持包括•①PH值调节：体液调节•②血糖调节：激素调节；神经激素调节•③水平衡调节：神经激素调节•④盐平衡调节：激素调节•⑤体温调节：寒冷：神经调节；神经激素调节；炎热：神经调节31与新陈代谢关系密切的系统：1．消化系统：消化和吸收营养物质，并排出粪便和一些水和无机盐2．呼吸系统：吸收O2，排出CO2、水蒸气3．泌尿系统：排出尿素（蛋白质的代谢终产物）、尿酸（核酸的代谢终产物）以及多余的水和无机盐4．循环系统：在内环境各成分之间进行物质和能量的运输，保证细胞不断获得所需营养物质，不断排出废物5.内分泌系统和神经系统：调节32各种消化酶与食物的消化麦芽糖酶淀粉麦芽糖葡萄糖淀粉酶唾液小肠液胰液小肠液胰液蛋白质多肽氨基酸蛋白酶肽酶胃液胰液小肠液脂肪酶脂肪脂肪微粒甘油和脂肪酸胆汁乳化作用小肠液胰液肝脏33•动物激素的种类、产生部位及生理作用1、垂体分泌的激素：•2、甲状腺激素的三重作用以及和生长激素的区别•3、相关激素间的协同作用和拮抗作用•协同作用：•不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而增强效应的结果。•生长激素和甲状腺激素——促进生长•肾上腺素和胰高血糖素——升高血糖•肾上腺素和甲状腺激素——升高体温•拮抗作用：•不同激素对某一生理效应发挥相反的作用•胰岛素和胰高血糖素•4、激素间的调控：•下丘脑垂体腺体激素作用于相应的组织器官•（枢纽）（管理）34肾脏与尿液的形成尿液的形成肾小球的滤过作用肾小管和集合管的重吸收作用进入肾脏的血液，由入球小动脉流入肾小球时，水分、无机盐和葡萄糖、尿素、尿酸就会渗入肾小囊囊腔，形成原尿由肾小囊囊腔流出的原尿，流入肾小管和集合管时，大部分水、无机盐；全部的葡萄糖重新吸收回毛细血管的血液中35⑴当为人体小肠绒毛上皮细胞时，怎样进行新陈代谢物质和能量的输入：直接从小肠中吸收葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸、水、无机盐、维生素等营养物质；从组织液中吸收氧气。物质和能量的输出：将所吸收的营养成分输出到内环境中；同时将代谢废物（多余的水、无机盐、尿素、尿酸、二氧化碳）排出到内环境中。物质和能量的转变：细胞内进行复杂的有机物的合成过程；细胞内同时进行有机物的氧化分解过程（以有氧呼吸为主），为新陈代谢供能。36⑵当为人体肝细胞时，怎样进行新陈代谢物质和能量的输入：从内环境中吸收氧气、葡萄糖、氨基酸