第二節(jié)新陳代謝與ATP

　　語(yǔ)句：

　　1、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫(xiě)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基，～代表高能磷酸鍵，－代表普通化學(xué)鍵。注意：ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲(chǔ)存著大量的能量，所以ATP被稱(chēng)為高能化合物。這種高能化合物在水解時(shí)，由于高能磷酸鍵的斷裂，必然釋放出大量的能量。這種高能化合物形成時(shí)，即高能磷酸鍵形成時(shí)，必然吸收大量的能量。

　　2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：在酶的作用下，ATP中遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵水解，釋放出其中的能量，同時(shí)生成ADP和Pi；在另一種酶的作用下，ADP接受能量與一個(gè)Pi結(jié)合轉(zhuǎn)化成ATP。ATP與ADP相互轉(zhuǎn)變的反應(yīng)是不可逆的，反應(yīng)式中物質(zhì)可逆，能量不可逆。ADP和Pi可以循環(huán)利用，所以物質(zhì)可逆；但是形成ATP時(shí)所需能量絕不是ATP水解所釋放的能量，所以能量不可逆。

　　（具體因?yàn)椋海?）從反應(yīng)條件看，ATP的分解是水解反應(yīng)，催化反應(yīng)的是水解酶；而ATP是合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的是合成酶。酶具有專(zhuān)一性，因此，反應(yīng)條件不同。（2）從能量看，ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能；而合成ATP的能量主要有太陽(yáng)能和化學(xué)能。因此，能量的來(lái)源是不同的。（3）從合成與分解場(chǎng)所的場(chǎng)所來(lái)看：ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體（呼吸作用）和葉綠體（光合作用）；而ATP分解的場(chǎng)所較多。因此，合成與分解的場(chǎng)所不盡相同。）

　　3、ATP的形成途徑：對(duì)于動(dòng)物和人來(lái)說(shuō)，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需要的能量，來(lái)自細(xì)胞內(nèi)呼吸作用中分解有機(jī)物釋放出的能量。對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需要的能量，除了來(lái)自呼吸作用中分解有機(jī)物釋放出的能量外，還來(lái)自光合作用。

　　4、ＡＴＰ分解時(shí)的能量利用：細(xì)胞分裂、根吸收礦質(zhì)元素、肌肉收縮等生命活動(dòng)。5、ATP是新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。

　　第三節(jié)、光合作用

　　名詞：

　　1、光合作用：發(fā)生范圍（綠色植物）、場(chǎng)所（葉綠體）、能量來(lái)源（光能）、原料（二氧化碳和水）、產(chǎn)物（儲(chǔ)存能量的有機(jī)物和氧氣）。

　　語(yǔ)句：

　　1、光合作用的發(fā)現(xiàn)：①1771年英國(guó)科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn)，將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅；將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠不容易窒息而死，證明：植物可以更新空氣。②1864年,德國(guó)科學(xué)家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光，另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。證明：綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。③1880年，德國(guó)科學(xué)家思吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)。證明：葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，氧是葉綠體釋放出來(lái)的。④20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2，釋放的是18O2；第二組提供H2O和C18O，釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來(lái)自來(lái)水。

　　2、葉綠體的色素：①分布：基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上。②色素的種類(lèi)：高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，包括葉綠素a（藍(lán)綠色）和葉綠素b（黃綠色）；B、類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，包括胡蘿卜素（橙黃色）和葉黃素（黃色）

　　3、葉綠體的酶：分布在葉綠體基粒片層膜上（光反應(yīng)階段的酶）和葉綠體的基質(zhì)中（暗反應(yīng)階段的酶）。

　　4、光合作用的過(guò)程：①光反應(yīng)階段a、水的光解：2H2O→4[H]+O2（為暗反應(yīng)提供氫）b、ATP的形成：ADP+Pi+光能─→ATP（為暗反應(yīng)提供能量）②暗反應(yīng)階段：a、CO2的固定：CO2+C5→2C3b、C3化合物的還原：2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5

　　5、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系：①場(chǎng)所：光反應(yīng)在葉綠體基粒片層膜上，暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中。②條件：光反應(yīng)需要光、葉綠素等色素、酶，暗反應(yīng)需要許多有關(guān)的酶。③物質(zhì)變化：光反應(yīng)發(fā)生水的光解和ATP的形成，暗反應(yīng)發(fā)生CO2的固定和C3化合物的還原。④能量變化：光反應(yīng)中光能→ATP中活躍的化學(xué)能，在暗反應(yīng)中ATP中活躍的化學(xué)能→CH2O中穩(wěn)定的化學(xué)能。⑤聯(lián)系：光反應(yīng)產(chǎn)物[H]是暗反應(yīng)中CO2的還原劑，ATP為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供了能量，暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。

　　6、光合作用的意義：①提供了物質(zhì)來(lái)源和能量來(lái)源。②維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對(duì)穩(wěn)定。③對(duì)生物的進(jìn)化具有重要作用�？傊�，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。

　　7、影響光合作用的因素：有光照（包括光照的強(qiáng)度、光照的時(shí)間長(zhǎng)短）、二氧化碳濃度、溫度（主要影響酶的作用)和水等。這些因素中任何一種的改變都將影響光合作用過(guò)程。如：在大棚蔬菜等植物栽種過(guò)程中，可采用白天適當(dāng)提高溫度、夜間適當(dāng)降低溫度（減少呼吸作用消耗有機(jī)物）的方法，來(lái)提高作物的產(chǎn)量。再如，二氧化碳是光合作用不可缺少的原料，在一定范圍內(nèi)提高二氧化碳濃度，有利于增加光合作用的產(chǎn)物。當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量會(huì)減少，主要由于低溫會(huì)抑制酶的活性；適當(dāng)提高溫度能提高暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量，主要由于提高了暗反應(yīng)中酶的活性。

　　8、光合作用過(guò)程可以分為兩個(gè)階段,即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者的進(jìn)行必須在光下才能進(jìn)行，并隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)，后者有光、無(wú)光都可以進(jìn)行。暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供能量和[H]，在較弱光照下生長(zhǎng)的植物，其光反應(yīng)進(jìn)行較慢，故當(dāng)提高二氧化碳濃度時(shí)，光合作用速率并沒(méi)有隨之增加。光照增強(qiáng)，蒸騰作用隨之增加，從而避免葉片的灼傷，但炎熱夏天的中午光照過(guò)強(qiáng)時(shí)，為了防止植物體內(nèi)水分過(guò)度散失，通過(guò)植物進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)節(jié)，氣孔關(guān)閉。雖然光反應(yīng)產(chǎn)生了足夠的ATP和［H］，但是氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞葉綠體中的分子數(shù)減少，影響了暗反應(yīng)中葡萄糖的產(chǎn)生。

　　9、在光合作用中一些考點(diǎn)：a、由強(qiáng)光變成弱光時(shí)，[產(chǎn)生的H]、ATP數(shù)量減少，此時(shí)C3還原過(guò)程減弱，而CO2仍在短時(shí)間內(nèi)被一定程度的固定，因而C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)的合成率也降低。b、CO2濃度降低時(shí)，CO2固定減弱，因而產(chǎn)生的C3數(shù)量減少，C5的消耗量降低，而細(xì)胞的C3仍被還原，同時(shí)再生，因而此時(shí)，C3含量降低，C5含量上升。