1-3细胞的代谢(学生)

第三章 细胞的代谢

第一节 降低化学反应活化能的酶

一、相关概念： 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。 酶：是 (来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速

率)的一类有机物。

活 化 能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

二、酶的发现：

①、1783年，意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明：胃具有化学性消化的作用； ②、1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了 ；

③、1926年，美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种 ；

④、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也具有生物催化作用。

三、酶的本质：大多数酶的化学本质是 （合成酶的场所主要是 ，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是 。

四、酶的特性：

①、 ：催化效率比无机催化剂高许多。

②、：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。

③、酶需要较 的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和

pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。会使性（酶的空间结构改变），酶的活性不可恢复；但 只会使酶的活性降

低，酶不会变性，当温度升高时酶的活性会逐渐 。

第二节 细胞的能量“通货”-----ATP

一、ATP的结构简式：ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式： ，其中：

“A”代表 ，“P”代表 基团，“～”代表 ，“－ ”

代表普通化学键。

注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。但在细胞内含量 ，可以迅速的合成和分解。

二、ATP与ADP的转化及其意义：

ADP+Pi+能量 ATP ADP+Pi+能量

意义：能量通过ATP分子在吸能反应（如蔗糖的合成过程）和放能反应（如葡萄糖的氧化分解）之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”

课堂强化练习题

1、根据反应式ADP + Pi + 能量 ←→ATP，判断以下说法正确的是

A.物质和能量都是可逆的 B.物质和能量都是不可逆的

C.物质是可逆的，能量是不可逆的 D.物质是不可逆的，能量是可逆的

2、以下对生物体ATP的有关叙述中正确的一项是

A.ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的

B.ATP与ADP是同一物质的两种形态

C.生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应

D. ATP与ADP的相互转化，使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利的进行

3、ATP分子在与ADP的转化中能够释放能量与储存能量，从结构上看，其原因是

A．第二个磷酸根很容易从ATP上脱离的结果

B．腺苷很容易吸收能量和释放能量

C．第三个磷酸根很容易从ATP上脱离和结合，第二个高能磷酸键断裂，使ATP转化成ADP

D．ADP可以迅速地与磷酸根结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATP

4、关于酶的叙述，错误的是

A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中

B．低温能降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构

C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度

D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物

5、甲乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如

图所示。下列分析错误的是

A．甲酶能购抗该种蛋白酶降解

B. 甲酶是不可能具有催化功能的RNA

C.乙酶的化学本质为蛋白质

D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变

6、下列有关酶的叙述，正确的是

A．pH过低，酶活性降低但不会破坏酶的分子结构

B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质

C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶

D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶

7、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，具有辅助消化的作用，其片剂是糖衣片，这样制作的目的是

A.补充体内糖类物质的供应 B.防止胃液的消化作用

C.经唾液的消化作用后即可迅速起作用 D.使其中各种酶缓慢地释放

8、某同学为了验证唾液的功能，做了一组实验：取甲、乙两试管，分别加入等量的淀粉糊（2mL），甲试管内又加入2mL唾液，两试管同时放入37℃的温水中保持10min后取出，各加入0.5mL碘液，振荡，发现只有乙试管内呈蓝色反应。此学生的实验程序上有一处不够严谨，请你指出

A．乙试管应低温或室温，以便对 B．乙试管应加胃液进行对照

C．乙试管应加与唾液等量的清水进行对照 D．两试管应放入60℃的热水中保温10min

9、下图中能正确表示人体胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是（ ）

反应温度（℃） 反应温度（℃） 反应温度（℃） 反应温度（℃）

A

B C D

第三节ATP的主要来源------细胞呼吸

一、相关概念：

1、）：指，最终生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，

分为： 和

2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生 和 ，释放出 能量，生成ATP的过程。

3、：一般是指细胞在的条件下，通过的催化作用，把等有机物

分解为不彻底的氧化产物（ 或 ），同时释放出 能量的过

程。

4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。

二、有氧呼吸的总反应式：

C6H12O6 + 6H2O + 6O2

酶 6CO2 + 12H2O +

能量

三、无氧呼吸的总反应式：

C6H12O6 酶

酶 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量 或 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量 C6H12O6

四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）：

六、影响呼吸速率的外界因素：

1、通过影响细胞内与呼吸作用有关的

温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越

低，细胞呼吸 ；温度越高，细胞呼吸 。

2。

3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多 ，可使根部细胞坏死。

4、CO2：环境抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。

七、呼吸作用在生产上的应用：

1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。

2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。

课堂强化练习题

1、下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）

A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行

B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸

C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸

D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用

182、葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性O2气体

18的容器内，O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是（ ）

A．丙酮酸 B．乳酸 C．二氧化碳 D．水

3、下列关于呼吸作用的叙述，正确的是（ ）

A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸

B．有氧呼吸产生的【H】在线粒体基质中与氧结合生成水

C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有【H】的积累

D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多.

4、厌氧条件下，哪一种化合物会在哺乳动物的肌肉组织中积累 ( )

A．乳酸 B．丙酮酸 C．酒精 D．CO2

5、水果储藏保鲜时，降低呼吸的环境条件是： （ ）

A．低O2，高CO2，零上低温 B．低CO2，高O2，零下低温

C．无O2，高CO2，零上低温 D．低O2，无CO2，零上低温

6、把青蛙和小白鼠从25℃的温室中移至5℃的环境中，这两种生物的耗氧量的变化是（ ）

A．两种动物的需氧量都减少

B．两种动物的需氧量都增加

C．青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少

D．青蛙的耗氧量减少，小白鼠的耗氧量增加

7、关于有氧呼吸的叙述，正确的是（ ）

A．第三阶段反应极易进行，无需酶的催化

B．第二阶段无ATP的生成，第三阶段形成较多的ATP

C．第一、二阶段可为其它化合物的合成提供原料

D．第一阶段与无氧呼吸的第一阶段不完全相同

8、下列关于人体呼吸作用的叙述不正确的是（ ）

A．线粒体是有氧呼吸的主要场所，在其中完成全过程的第二、第三阶段

B．葡萄糖不能在线粒体中被分解，丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸共同的中间产物

C．人体细胞内酶的种类和分布决定反应的产物和场所，高等植物细胞中酶的种类与人的完全不同

D．人的有氧呼吸和无氧呼吸消耗同质量的葡萄糖，能量转化效率不同

9、下图表示某种植物非绿色器官在不同氧气浓度下CO2释放量和

O2吸收量的变化，请根据图回答下面的问题：

（1）在外界氧浓度10％以下时，该器官的细胞呼吸方式

是 ；

（2）无氧呼吸强度与氧气浓度之间的关系是 ；

（3）实线和虚线相交于C点，对于B、C点，以下叙述正确的是

A．B点无氧呼吸强度最弱

B．B点植物呼吸作用最弱

C．C点植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸

D．C点植物只进行有氧呼吸，无氧呼吸被完全抑制

（4）AB段表示CO2释放量减少，其原因

是 ；

（5）图中阴影部分的面积代表 ；

（6）当外界氧浓度为4％～5％时，该器官CO2的释放量相对值为0.6，而O2的吸收量相对值为0.4。此时无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 倍。

第四节 能量之源----光与光合作用

一、相关概念：

1、，利用和转化成储存着能量的有机物，并释放出 的过程。

二、光合色素（在类囊体的薄膜上）：

主要吸收

主要吸收

）

三、光合作用的探究历程：

①、1648年海尔蒙脱(比利时)，把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然

后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。指出：植物的物质积累来自水

②、1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃

罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。

③、1785年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是 ，吸收的

是 。

1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把转换成

来。

④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时

间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了 。

⑤、1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明： 是绿色

植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。

⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相

植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2 O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的 全部来自来 。

四、叶绿体的功能： 叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。

五、影响光合作用的外界因素主要有：

1、速率反而会下降。

2、：温度可影响

3、度（二氧化碳饱和点）后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。

4、：光合作用的原料之一，

六、光合作用的应用：

1、适当。

2、

3、

4、温室。

5、温室栽培植物时，适当适当 6、温室栽培多

[H]有称为还原态的氢，也可表示为NADPH。

八、实验：绿叶中色素的提取与分离

1．实验原理

(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂 (或 )中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。

(2)色素在层析液中 不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。

2．实验流程

称量5 g绿色叶片

剪碎加入少量二收集到试管内提取色素：→研磨→过滤→并塞紧管口氧化硅和碳酸钙、

10 mL无水乙醇

①将干燥的滤纸剪成长6 cm，宽1 cm的纸条，制备纸条剪去一端的两个角②在距离剪角一端1 cm处用铅笔画线

①用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画一画滤液线条滤液细线②干燥后，重复画几次

色素分离①在烧杯中倒入3 mL层析液(层析液高度不超,过滤液细线) ②将滤纸条尖端朝下插入层析液中，盖上培养皿盖(纸层析)

↓

观察结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带

↓

整理、洗手

3.实验结果：色素的种类和颜色见下图

实验成功的关键

①叶片要新鲜、颜色要深绿。

②滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥

发。

③滤液细线不仅要细、直，而且要含有比较多的色素。

④滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。

⑤ ：使研磨更充分 ； ：防止色素受到破坏

课堂强化练习题

1、在色素的提取与分离实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是

A. 防止叶绿素被破坏 B. 使叶片充分研磨

C. 使各种色素充分溶解在无水乙醇中 D. 使叶绿素溶解在无水乙醇中

2、在进行色素的提取与分离实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是

A. 滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果

B. 滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散

C. 色素会溶解在层析液中而使结果不明显

D. 滤纸条上的几种色素会混合起来。

3、有人对恩吉尔曼实验进行如此改进：“让一束白光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体上”，你预期此时好氧性细菌聚集的区域是

A.红光的投影区域内 B.红光和绿光的投影区域内

C.红光和蓝紫光的投影区域内 D.黄光和橙光的投影区域内

4、生长于较弱光照下的植物，当提高 CO2浓度时，其光合作用并未随之增强，主要限制因素是

A.呼吸作用和暗反应 B.光反应 C.暗反应 D.呼吸作用

5、在下列有关光合作用和呼吸作用的说法中，正确的是

A.呼吸作用是光合作用的逆反应

B.两者除能量转变有别外，其它都是可逆的

C.光合作用与呼吸作用是单独进行的，二者不可能同时进行

D.对不同生物而言，光合作用与呼吸作用的进行可以

互相提供原料

6、科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光

合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下

列叙述不正确的是（ ）

A．光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强

度差异的原因是CO2 浓度不同

B．光照强度为 b 时，造成曲线 I和 II光合作用强

度差异的原因是温度的不同

C．光照强度为a～b，曲线 I、II光合作用强度随光

照强度升高而升高

D．光照强度为a～c，曲线 I、III光合作用强度随光照强度升高而升高

7、将单细胞绿藻置于25℃，适宜光照和充足CO2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升，这是由于①光反应停止，由于没有[H]和ATP供应，三碳化合物不能形成糖类等有机物，因而积累了许多三碳化合物。②暗反应仍进行，CO2与五碳化合物结合，继续形成三碳化合物。③光反应停止，不能形成ATP。④光反应仍进行，形成ATP

A．④③② B．③②① C．④② D．③②

8、测试光合作用强度与光照强度之间的关系，可通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2吸收和释放的情况绘制曲线。能代表细胞中发生的情况与曲线中C点相符的一项是

9、 利用小球藻培养液进行光合作用实验时，在其中加入抑制暗反应的药物后，发现在同样

的光照条件下释放氧气的速率下降。主要原因是

A．叶绿素吸收光能的效率下降 B．〔H〕等的积累，光反应速率减慢

C．合成ATP所需酶的活性受到抑制 D．暗反应中生成的水减少，使光反应的原料不足

10、下图是光合作用过程的图解，请对图仔细分析后回答下列问题：

（1）图中H过程表示________________，I过程表示________________。

（2）图中A代表_____________，其生理功能主要是____________________________。

（3）图中B来自于__________，它是通过叶片的________结构排到大气中的。

（4）图中C在叶绿体中形成的部位是 ________________，其生物作用是

__________________________________。

（5）图中D物质所含的能量最后贮存到________（填图中的字母）。

（6）如果将一株在光下的植物，突然转移到黑暗的地方，则图中哪一种物质的量将会有较大幅度的增加________。

A．F B．D C．J D．G

（7）在适宜的光照等条件下，适当的增加 ，可提高[ ] 的产量。

（8）请写出光合作用的总反应式_____________________________________。

11、下图是植物体内几项生理活动关系示意

图，请回答：

(1)通过[①]________把[A]________转

变成储存在________中的稳定的化学能。

(2)影响[②]________的生态因素主要

是 ，能量B中约有

________%转移到ATP中。

(3)以上四种作用中能产生水的有

________。在碳循环中，通过细胞呼吸

不能将碳归还无机环境的是

________(填序号)。

(4)[③]________在________条件下进行，能量C中约有________%转移到ATP中。

(5)在啤酒生产中，酵母菌大量繁殖时，通过上图中________(填序号)获得能量；发酵时，通过________(填序号)(获得能量)。

12、如图是有氧呼吸过程图解，请依图回答问题。

(1)在长方框内依次写出1、2、3所代表的物质名称。

(2)在椭圆框内依次填出4、5、6所代表的能量的多少(“大

量能量”或“少量能量”)。

(3)有氧呼吸的主要场所是________，进入该场所的呼吸底

物是________。

(4)水的分解和合成分别发生在________和________阶段。

(5)产生二氧化碳的阶段是________，场所为________。

(6)吸进的氧气在________(场所)被消耗，参加________阶

段的反应，其作用是__________。

(7)有氧呼吸和无氧呼吸完全相同的阶段是从________到

________。