生物高考复习《生物科技》专题系列课件：《新陈代谢及发酵工程》.ppt

０3《新陈代谢及发酵工程》 本专题包括：必修教材第三章(生物的新陈代谢)，选修教材第二章(第一节光合作用与生物固氮)、第五章(微生物与发酵工程)。 新陈代谢是生物生长、发育、繁殖、遗传、进化等一切生命活动的基础，任何生命现象几乎都是在新陈代谢的基础上表现出来的。生命活动的统一性是靠生命活动的调节实现的。本专题涉及的内容十分广泛，同生产、生活的联系也非常密切，历来都是高考的重点主干知识。因此，在本专题的复习中，既要重视基础知识，又要注意相互联系。选修教材中有关光合作用的内容是在必修教材的基础上的扩展，在高考题中占有一定的比例。微生物与发酵工程的内容，与生物技术发展及生产实践密切相关。 1.植物的有机物及能量代谢概述 2.人和动物代谢概要 3.微生物与发酵工程 1.水、糖类与光合作用和呼吸作用的关系 (1)与光合作用的关系 水是光合作用的原料，也是光合作用的产物。水是进行光合作用的介质，整个光合作用过程的完成都是在水中进行的。缺水对光合作用的影响主要是叶肉细胞缺水后，气孔关闭所致。气孔关闭不仅导致水蒸气不能扩散出去，外界的CO2也不能扩散进入叶肉细胞，叶肉细胞因缺CO2而不能进行光合作用。 植物进行光合作用的产物主要是葡萄糖，植物体内的物质代谢是以糖为基础进行的。叶绿体进行光合作用制造的葡萄糖可以合成蔗糖等二糖，运出叶绿体及叶肉细胞，为植物体的其他器官提供能源和原料；也可以在叶绿体中合成淀粉，暂时贮存起来。叶片在光下一段时间后，可以用碘检测到淀粉的存在。 (2)与呼吸作用的关系 水既是呼吸作用的原料，也是呼吸作用的产物。对种子而言，种子的呼吸作用会随着种子含水量的增加而增强，所以干燥的种子有利于贮存，潮湿的种子由于种子的呼吸作用消耗有机物而缩短种子的贮存寿命。对于叶肉细胞而言，缺水会导致呼吸作用的下降。水分往往与氧气供应相矛盾，土壤中一定的含水量对种子的萌发和植物的正常生长是必需的，但含水量过多，会影响土壤的通气，氧气减少，植物细胞因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精毒害细胞而出现烂根等现象。 呼吸作用最常利用的底物是葡萄糖，淀粉、糖元必须水解成葡萄糖或磷酸葡萄糖后才能被呼吸作用利用。 2.C4植物的叶肉细胞叶绿体中能不能进行C3途径固定CO2 PEP羧化酶与二氧化碳的亲和力比C3途径中有关的酶与二氧化碳的亲和力约高60倍，就算C4植物的叶肉细胞中也有C3途径中有关的酶，两者与二氧化碳的结合必然构成一种竞争，这样在竞争中C3途径会处于一种劣势，况且是在大气当中的二氧化碳相对于植物光合作用的需求而言总显不足的情况下。所以，C4植物的叶肉细胞叶绿体中，不能进行C3途径，至少是可以忽略不计。 3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段(葡萄糖分解成丙酮酸的过程)，是在细胞质基质中进行的。在没有氧气的条件下,丙酮酸被［H］还原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物体由于酶 的不同，其还原的产物也不同。在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体 继续被氧化分解，如下图。由于无氧呼吸分解有机物是不彻底的，释放 的能量很少，转移到ATP中的能量就更少，还有大量的能量贮藏在不彻 底的氧化产物中，如酒精、乳酸等。有氧呼吸在有氧气存在的条件下能 把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和H2O，把有机物中的能量全部释 放出来，约有40％的能量转移到ATP中。所以，有氧呼吸为生命活动提 供的能量比无氧呼吸多得多，在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼 吸方式，但还保留了无氧呼吸方式以适应不利的环境条件。 4.呼吸作用与光合作用的联系 呼吸作用是新陈代谢过程一项基本的生命活动，它是为生命活动的各项具体过程提供能量（ATP）。所以，呼吸作用在一切生物的生命活动过程是一刻都不能停止的，呼吸作用的停止意味着生命的结束。光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，一切生物的生命活动都直接或间接地依赖于光合作用制造的有机物和固定的太阳能。呼吸作用和光合作用表面看起来是两个相反的过程，但这是两个不同的生理过程，在整个新陈代谢过程中的作用是不同的。在植物体内，这两个过程是互相联系，互相制约的。光合作用的产物是呼吸作用的原料，呼吸作用的产物也是光合作用的原料；光合作用的光反应过程产生的ATP主要用于暗反应，很少