|
一、新陈代谢的概念内涵
⒈代谢过程：
⑴生物体与环境之间进行的物质交换和能量交换
⑵细胞内进行的物质转变和能量转移
⒉代谢性质：
⑴物质代谢：指生物与环境之间的物质交换和细胞内的物质转变
⑵能量代谢：指伴随物质代谢进行的能量交换和能量转移
⒊代谢方向：
⑴同化作用：生物体利用外界物质，合成原生质，并贮存能量的过程
⑵异化作用：生物体分解自身原生质，排泄废物，并释放能量的过程
⑶同化与异化相互对立、相互依存和相互转化
⒋代谢实质和意义：新陈代谢实质上是细胞内一系列高度有序的酶促反应的总称，通过代谢生物体和细胞实现自我更新。
二、酶与代谢
⒈酶的概念
⑴来源：活细胞内合成的
⑵作用：催化细胞内化学反应
⑶化学本质：一类特殊的有机物，主要是蛋白质
⒉探究性实验
⑴过氧化氢(H2O2)分解速度的比较实验
| 编 号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| 底物(H2O2) |
2ml |
2ml. |
2ml |
2ml |
2ml |
2ml |
| 反应条件 |
自然分解 |
Fe3+ |
生马铃薯汁 |
煮熟马铃薯汁 |
鲜肝液 |
煮沸肝液 |
现
象 |
气泡多少 |
很少 |
较多 |
很多 |
很少 |
最多 |
很少 |
| 卫生香燃烧程度 |
熄灭 |
复燃 |
燃烧旺盛 |
熄灭 |
燃烧最旺盛 |
熄灭 |
实验分析
和结论 |
①酶的来源：活细胞产生的
②酶的作用：催化细胞内的化学反应
③酶的本质：一类特殊的有机物，大多为蛋白质，少数为RNA
④作用条件：适宜的温度、pH等 |
⑵唾液淀粉酶催化特性的实验分析
 |
主反应 |
对照反应 |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
| 酶促反应 |
底物1ml |
1%淀粉液 |
1%蔗糖液 |
1%麦葡混液 |
1%淀粉液 |
| 实验处理 |
鲜唾液 |
鲜唾液 |
蒸馏水 |
蒸馏水 |
| 反应条件 |
在370C恒温条件下保温10min左右 |
| 鉴定反应 |
班氏试剂 |
1滴 |
1滴 |
1滴 |
1滴 |
| 反应条件 |
煮沸 |
煮沸 |
煮沸 |
煮沸 |
| 溶液颜色 |
砖红色 |
蓝色 |
砖红色 |
蓝色 |
| 实 验 分 析 |
①反应产物：麦芽糖
②催化底物：淀粉
③反应条件：370C |
⒊酶作用的特性
⑴专一性：一种酶的活化部位只与某种底物发生特异性结合，催化该物质的反应
⑵高效性：催化效率高
⑶高温、过酸或过碱等因素使酶蛋白变性而失活
三、ATP — 直接能源物质
⒈分子组成
⒉结构特点
⑴蕴含两种高能磷酸键
⑵在一定条件下，末端的高能磷酸键容易断裂或重新形成
⒊转化特性
⑴在一定条件下ATP与ADP相互转化
注意：ATP水解和ADP磷酸化反应条件并不相同，所需酶的种类不同，不是可逆的化学反应。
⑵转化过程伴有能量贮存或释放
①ADP通过磷酸化反应生成ATP ，并贮存能量
②ATP通过水解反应生成ADP，并释放能量
⑶转化条件
①在特定酶的催化下进行
②依照细胞内能量供求关系进行
⒋生理功能：生命活动的直接能源物质
⒌产生ATP的部位：
细胞质基质：无氧呼吸、有氧呼吸第一阶段
叶绿体基粒：光合作用光反应
线粒体：有氧呼吸第二、三阶段
四、代谢基本类型
⒈同化作用方式
| 类 型 |
能 源 |
碳 源 |
供氢体 |
光能自养型
化能自养型 |
光能
无机物氧化释放化学能 |
CO2
CO2 |
H2O
H2O |
| 异养型 |
有机物中化学能 |
有机物 |
有机物 |
⒉异化作用方式
| |
有氧呼吸型 |
无氧呼吸型 |
适应特征
物质转变
能量转变 |
有O2环境
有机物彻底氧化分解
产能多 |
缺O2或无O2环境
有机物分解不彻底（降解）
产能少 |
| 生物种类 |
绝大多数生物 |
乳酸菌、体内寄生虫等 |
【重点、难点、拓展知识解析】
一、RNA酶的发现
1978年，加拿大科学家Altman从一种叫做RnaseP的酶（由20%的蛋白质和80%的RNA组成）中分离出RNA，最初结果表明蛋白质和RNA单独都没有RnaseP酶的活性。1983年，Altman证明在较高Mg2+存在下，单独的RNA就有催化活性，而单独的蛋白质没有。对RnaseP酶来说，真正起催化作用的是RNA部分。1989年，美国科学家Ceech于《科学》杂志上发表“四膜虫的L—19IVS是一种酶”的文章，给具有催化能力的RNA定名为Ribozyme，以区别蛋白酶Enzyme。1989年，Ceech和Altman共获诺贝尔奖。
二、磷酸肌酸
ATP在细胞中不能储存，因此细胞中ATP的含量很少，保持动态平衡。ATP与肌酸反应，将ATP中高能磷酸键转移给肌酸，生成磷酸肌酸和ADP。磷酸肌酸也是一种高能化合物。在需要时可以再迅速产生ATP为细胞活动供能。
例如：脑细胞在睡眠时可以产生大量的ATP，细胞ATP中的能量转移到磷酸肌酸中贮存起来，白天，消耗能量时，由磷酸肌酸高能磷酸键断裂释放能量合成ATP为脑细胞的生命活动提供能量。
三、硝化细菌和红螺菌
1、硝化细菌广泛存在于中性或微碱性、通气良好、含有氨态氮或氨盐的土壤中，这类细菌能将氨氧化成亚硝酸和硝酸，并利用这一氧化过程释放的能量把二氧化碳和水合成有机物。这一过程的化学反应如下：
此外，自然界中还有氢细菌、铁细菌和硫细菌都属于化能自养生物。
2、红螺菌生活在湖泊、池塘的淤泥中 ，是一种典型的兼性营养型细菌。具有光合色素，在没有有机物的情况下，能利用光能，将CO2合成有机物；在有有机物的情况下，可以利用有机物进行生长。如在缺氧的条件下，以有机酸、醇等有机物作为营养物质，使自身迅速繁殖。目前开始用红螺菌净化高浓度的有机废水，以达到保护环境消除污染的目的。
【例题解析】
1． 新陈代谢是指
A．生物体内的同化作用 B．生物体内的能量代谢
C．生物体内的异化作用 D．生物体内全部有序的化学变化的总称
解析：本题考查同学们对新陈代谢概念的理解。同化作用、异化作用只是新陈代谢不同方向，能量代谢是伴随着物质代谢进行的，答案为D。
2、下面关于新陈代谢的表述中，不正确的是
A 光合作用是自然界中最基本的物质代谢和能量代谢
B 生物体的物质代谢和能量代谢主要发生在细胞内
C 物质代谢和能量代谢是两个相对独立的过程
D 休眠的动物和干种子新陈代谢没有停止
解析：光合作用是生产者固定光能合成有机物的基本代谢活动，生态系统中其它各营养级生物的代谢活动都离不开生产者。细胞是生物的基本结构单位，是新陈代谢的主要场所，休眠动物和干种子代谢活动降低，在适宜条件下可以恢复旺盛的新陈代谢。能量代谢不可能脱离物质代谢而独立存在。答案为C。
3、下列有关酶的表述正确的是
A 酶都是蛋白质
B 酶是在活细胞内产生的，只能在生物体内发生催化作用
C 酶的活性随温度升高而不断提高
D 每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
解析：酶都是活细胞产生的，但是有些酶可以分泌到细胞外发挥作用，如消化酶。答案为D。
4、下图表示一个酶促反应过程，图中A 表示酶，黑球表示两个相同的单糖，图示反应称为
A 脱水缩合 B 转氨基作用
C 合成反应 D 水解反应
解析：答案为D。
5、下列有关ATP的叙述，正确的是
A 线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所
B 光合作用产物中的化学能全部来自ATP
C ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D 细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化
解析：蓝藻细胞是原核细胞，没有线粒体这种细胞器。光合作用中的化学能除来自ATP外，还由还原性氢提供。ATP含有腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团。细胞连续分裂消耗能量，必然伴随着ATP与ADP的相互转化。答案为D。
6、 是在所有活细胞中均可发生的反应，下列有关上述反应以及ATP的生理功能的叙述中，不正确的是
①生物体内各项生命活动所需的ATP均由叶绿体和线粒体提供
②线粒体和叶绿体中生成的ATP都可用于生物的耗能反应
③生物体内需要消耗能量的活动，一般均由ATP水解提供能量
④生物体内的ATP是唯一的直接供给可利用能量的高能化合物
⑤生物体内ATP中高能磷酸键的能量的根本来源是植物吸收的光能
⑥向右反应的能量可以来自于细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程或者乳酸氧化分解过程
⑦向左反应产生的能量可以用于叶绿体中水的分解或二氧化碳的固定
A ①②⑥⑦ B ②③⑦ C ①④⑥⑦ D ①②⑤⑥
解析：本题综合考察了能量代谢的相关知识。ATP产生的部位还有细胞质基质，它是生物的最主要的直接能源物质，但不是唯一的，GTP、CTP等也可在特定反应中直接供能。蛋白质水解为氨基酸的过程不能为ATP的合成反应提供能量，该能量只能来源于呼吸作用或光合作用，乳酸可以通过呼吸作用被彻底氧化分解，为ATP合成供能。叶绿体中水的分解需要光能激发才能完成。答案为C。
7、在营养丰富、水分充足、温度适宜的黑暗密封系统中，若培养乳酸菌、酵母菌、草履虫、蚯蚓、苔藓几种生物，几天后，还能生活的是：
A 酵母菌和草履虫 B 酵母菌和乳酸菌
C 苔藓和蚯蚓 D 草履虫和苔藓
解析：本题考查生物的代谢类型。在营养丰富、水分充足的黑暗密闭环境中，无氧呼吸型生物可以长期生存，而草履虫、蚯蚓、苔藓等有氧呼吸型生物不能生存。酵母菌是兼性厌氧型生物，乳酸菌是厌氧型生物。答案为B。
8、下列A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH值的关系。请据图回答下列问题：
⑴ 图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是_________________。
⑵ 图B中,a点所对应的温度称________________________________________________。
⑶ 图B中,a点到b点曲线急剧下降,其原因是__________________________________。
⑷ 将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20分钟后取出放入37℃的水浴锅中保温，两试管内反应速率分别应为甲_______________, 乙______________________。
⑸为获得科学的实验结果，C实验中应注意的问题是_______________________________________。
解析：
参考答案
⑴ 受反应液中酶浓度的限制
⑵ 酶反应的最适温度
⑶ 温度过高使酶活性下降，甚至失活
⑷ 速度加快 无催化反应
⑸ 控制除了pH以外的其他实验条件如温度、底物浓度、酶浓度等保持一致；确保酶的催化反应确实在不同pH条件下进行。
|
