第3节
酶
酶作用的分子基础
一、酶的化学组成
按照酶的化学组成可将酶分为单纯酶和结合酶两大类。单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链，结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B族维生素的小分子有机物。结合酶的蛋白质部分称为酶蛋白(apoenzyme)，非蛋白质部分统称为辅助因子
(cofactor)，两者一起组成全酶(holoenzyme)；只有全酶才有催化活性，如果两者分开则酶活力消失。非蛋白质部分如铁卟啉或含B族维生素的化合物若与酶蛋白以共价键相连的称为辅基(prosthetic
group)，用透析或超滤等方法不能使它们与酶蛋白分开；反之两者以非共价键相连的称为辅酶(coenzyme)，可用上述方法把两者分开。表4-1为以金属离子作结合酶辅助因子的一些例子。表4-2列出含B族维生素的几种辅酶(基)及其参与的反应。
结合酶中的金属离子有多方面功能，它们可能是酶活性中心的组成成分；有的可能在稳定酶分子的构象上起作用；有的可能作为桥梁使酶与底物相连接。辅酶与辅基在催化反应中作为氢(H+和e)或某些化学基团的载体，起传递氢或化学基团的作用。体内酶的种类很多，但酶的辅助因子种类并不多，从表4—1中已见到几种酶均用某种相同的金属离子作为辅助因子的例子，同样的情况亦见于辅酶与辅基，如3-磷酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶均以NAD+作为辅酶。酶催化反应的特异性决定于酶蛋白部分，而辅酶与辅基的作用是参与具体的反应过程中氢(H+和e)及一些特殊化学基团的运载。
二、酶的活性中心
酶属生物大分子，分子质量至少在1万以上，大的可达百万。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失。一个值得注意的问题是酶所催化的反应物即底物（substrate），却大多为小分物质它们的分子质量比酶要小几个数量级。
酶的活性中心（active
center）只是酶分子中的很小部分，酶蛋白的大部分氨基酸残基并不与底物接触。组成酶活性中心的氨基酸残基的侧链存在不同的功能基团，如-NH2、-COOH、-SH、-OH和咪唑基等，它们来自酶分子多肽链的不同部位。有的基团在与底物结合时起结合基团(binding
group)的作用，有的在催化反应中起催化基团(catalytic
group)的作用。但有的基团既在结合中起作用，又在催化中起作用，所以常将活性部位的功能基团统称为必需基团(essential
group)。它们通过多肽链的盘曲折叠，组成一个在酶分子表面、具有三维空间结构的孔穴或裂隙，以容纳进入的底物与之结合（图4-1）并催化底物转变为产物，这个区域即称为酶的活性中心。
而酶活性中心以外的功能集团则在形成并维持酶的空间构象上也是必需的，故称为活性中心以外的必需基团。对需要辅助因子的酶来说，辅助因子也是活性中心的组成部分。酶催化反应的特异性实际上决定于酶活性中心的结合基团、催化基团及其空间结构。
三、酶的分子结构与催化活性的关系
酶的分子结构的基础是其氨基酸的序列，它决定着酶的空间结构和活性中心的形成以及酶催化的专一性。如哺乳动物中的磷酸甘油醛脱氢酶的氨基酸残基序列几乎完全相同，说明相同的一级结构是酶催化同一反应的基础。又如消化道的糜蛋白酶，胰蛋白酶和弹性蛋白酶都能水解食物蛋白质的肽键，但三者水解的肽键有各自的特异性，糜蛋白酶水解含芳香族氨基酸残基提供羧基的肽键，胰蛋白酶水解赖氨酸等碱性氨基酸残基提供羧基的肽键，而弹性蛋白酶水解侧链较小且不带电荷氨基酸残基提供羧基的肽键．这三种酶的氨基酸序列分析显示40％左右的氨基酸序列相同，都以丝氨酸残基作为酶的活性中心基团，三种酶在丝氨酸残基周围都有G1y-Asp-Ser-Gly-Pro序列，X线衍射研究提示这三种酶有相似的空间结构，这是它们都能水解肽键的基础。而它们水解肽键时的特异性则来自酶的底物结合部位上氨基酸组成上有微小的差别所致。
图说明这三个酶的底物结合部位均有一个袋形结构，糜蛋白酶该处能容纳芳香基或非极性基；胰蛋白酶袋子底部稍有不同其中一个氨基酸残基为天冬氨酸取代，使该处负电荷增强，故该处对带正电荷的赖氨酸或精酸残基结合有利；弹性蛋白酶口袋二侧为缬氨酸和苏氨酸残基所取代，因此该处只能结合较小侧链和不带电荷的基团．说明酶的催化特异性与酶分子结构的紧密关系。
四、酶原与酶原激活（zymogen
andactivation
of
zymogen）
有些酶如消化系统中的各种蛋白酶以无活性的前体形式合成和分泌，然后，输送到特定的部位，当体内需要时，经特异性蛋白水解酶的作用转变为有活性的酶而发挥作用。这些不具催化活性的酶的前体称为酶原（zymogen）。如胃蛋白酶原(pepsinogen)、胰蛋白酶原(trypsinogen)和胰凝乳蛋白酶原(chymotrypsinogen)等。某种物质作用于酶原使之转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。使无活性的酶原转变为有活性的酶的物质称为活化素。活化素对于酶原的激活作用具有一定的特异性。
例如胰腺细胞合成的糜蛋白酶原为245个氨基酸残基组成的单一肽链，分子内部有5对二硫键相连，该酶原的激活过程如图4-3所示．首先由胰蛋白酶水解15位精氨酸和16位异亮氨酸残基间的肽键，激活成有完全催化活性的p-糜蛋白酶，但此时酶分子尚未稳定，经p-糜蛋白酶自身催化，去除二分子二肽成为有催化活性井具稳定结构的α—糜蛋白酶。
在正常情况下，血浆中大多数凝血因子基本上是以无活性的酶原形式存在，只有当组织或血管内膜受损后，无活性的酶原才能转变为有活性的酶，从而触发一系列的级联式酶促反应，最终导致可溶性的纤维蛋白原转变为稳定的纤维蛋白多聚体，网罗血小板等形成血凝块。
酶原激活的本质是切断酶原分子中特异肽键或去除部分肽段后有利于酶活性中心的形成酶原激活有重要的生理意义，一方面它保证合成酶的细胞本身不受蛋白酶的消化破坏，另一方面使它们在特定的生理条件和规定的部位受到激活并发挥其生理作用。如组织或血管内膜受损后激活凝血因子；胃主细胞分泌的胃蛋白酶原和胰腺细胞分泌的糜蛋白酶原、胰蛋白酶原、弹性蛋白酶原等分别在胃和小肠激活成相应的活性酶，促进食物蛋白质的消化就是明显的例证。特定肽键的断裂所导致的酶原激活在生物体内广泛存在，是生物体的一种重要的调控酶活性的方式。如果酶原的激活过程发生异常，将导致一系列疾病的发生。出血性胰腺炎的发生就是由于蛋白酶原在未进小肠时就被激活，激活的蛋白酶水解自身的胰腺细胞，导致胰腺出血、肿胀。
四、同工酶(isoenzyme)
同工酶的概念：即同工酶是一类催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫原性各不相同的一类酶。
它们存在于生物的同一种族或同一个体的不同组织，甚至在同一组织、同一细胞的不同细胞器中。至今已知的同工酶已不下几十种，如己糖激酶，乳酸脱氢酶等，其中以乳酸脱氢酶（Lactic
acid
dehydrogenase,LDH）研究得最为清楚。人和脊柱动物组织中，有五种分子形式，它们催化下列相同的化学反应：
五种同工酶均由四个亚基组成。LDH的亚基有骨骼肌型(M型)和心肌型(H型)之分，两型亚基的氨基酸组成不同，由两种亚基以不同比例组成的四聚体，存在五种LDH形式．即H4（LDHl）、H3M1（LDH2）、H2M2
(LDH3)、H1M3(LDH4)和M4
(LDH5)。
M、H亚基的氨基酸组成不同，这是由基因不同所决定。五种LDH中的M、H亚基比例各异，决定了它们理化性质的差别．通常用电冰法可把五种LDH分开，LDH1向正极泳动速度最快，而LDH5泳动最慢，其它几种介于两者之间，依次为LDH2、LDH3和LDH4(图4-5)
图4-5还说明了不同组织中各种LDH所含的量不同，心肌中以LDHl及LDH2的量较多，而骨骼肌及肝中LDH5和LDH4为主．不同组织中LDH同工酶谱的差异与组织利用乳酸的生理过程有关．LDH1和LDH2对乳酸的亲和力大，使乳酸脱氢氧化成丙酮酸，有利于心肌从乳酸氧化中取得能量。LDH5和LDH4对丙酮酸的亲和力大，有使丙酮酸还原为乳酸的作用，这与肌肉在无氧酵解中取得能量的生理过程相适应(详见糖代谢章)．在组织病变时这些同工酶释放入血，由于同工酶在组织器官中分布差异，因此血清同工酶谱就有了变化。故临床常用血清同工酶谱分析来诊断疾病(图4-5)。
五、
别构酶
别构酶(allosteric
enzyme)往往是具有四级结构的多亚基的寡聚酶，酶分子中除有催化作用的活性中心也称催化位点（catalytic
site）外；还有别构位点(allosteric
site)．后者是结合别构剂(allesteric
effector)的位置，当它与别构剂结合时，酶的分子构象就会发生轻微变化，影响到催化位点对底物的亲和力和催化效率。若别构剂结合使酶与底物亲和力或催化效率增高的称为别构激活剂(allostericactivator)，反之使酶底物的r亲和力或催化效率降低的称为别构抑制剂(allostericinhibitor)。酶活性受别构剂调节的作用称为别构调节(allosteric
regulation)作用．别构酶的催化位点与别构位点可共处一个亚基的不同部位，但更多的是分别处于不同亚基上．在后一种情况下具催化位点的亚基称催化亚基，而具别构位点的称调节亚基。多数别构酶处于代谢途径的开端，而别构酶的别构剂往往是一些生理性小分子及该酶作用的底物或该代谢途径的中间产物或终产物。故别构酶的催化活性受细胞内底物浓度、代谢中间物或终产物浓度的调节。终产物抑制该途径中的别构酶称反馈抑制(feedback
inhibition)．说明一旦细胞内终产物增多，它作为别构抑制剂抑制处于代谢途径起始的酶，及时调整该代谢途径的速度，以适应细胞生理机能的需要。别构酶在细胞物质代谢上的调节中发挥重要作用。故别构酶又称调节酶。（regulatory
enzyme）
六、修饰酶
体内有些酶需在其它酶作用下，对酶分子结构进行修饰后才具催化活性，这类酶称为修饰酶（modification
enzyme）。其中以共价修饰为多见，如酶蛋白的丝氨酸，苏氨酸残基的功能基团-OH可被磷酸化，这时伴有共价键的修饰变化生成，故称共价修饰(covalent
modification)。由于这种修饰导致酶活力改变称为酶的共价修饰调节(covalent
modification
regulation)。体内最常见的共价修饰是酶的磷酸化与去磷酸化，此外还有酶的乙酰化与去乙酰化、尿苷酸化与去尿苷酸化、甲基化与去甲基化。由于共价修饰反应迅速，具有级联式放大效应所以亦是体内调节物质代谢的重要方式。如催化糖原分解第一步反应的糖原磷酸化酶存在有活性和无活性两种形式，有活性的称为磷酸化酶a，无活性的称为磷酸化酶b，这两种形式的互变就是通过酶分子的磷酸化与去磷酸化的过程（详见糖代谢章）
七、多酶复合体与多酶体系
体内有些酶彼此聚合在一起，组成一个物理的结合体，此结合体称为多酶复合体(multienzyme
complex)。若把多酶复合体解体，则各酶的催化活性消失。参与组成多酶复合体的酶有多有少，如催化丙酮酸氧化脱羧反应的丙酮酸脱氢酶多酶复合体由三种酶组成，而在线粒体中催化脂肪酸β-氧化的多酶复合体由四种酶组成。多酶复合体第一个酶催化反应的产物成为第二个酶作用的底物，如此连续进行，直至终产物生成．
多酶复合体由于有物理结合，在空间构象上有利于这种流水作业的快速进行，是生物体提高酶催化效率的一种有效措施。
体内物质代谢的各条途径往往有许多酶共同参与，依次完成反应过程，这些酶不同于多酶复合体，在结构上无彼此关联。故称为多酶体系(multienzyme
system)。如参与糖酵解的11个酶均存在于胞液，组成一个多酶体系。
八、多功能酶
近年来发现有些酶分子存在多种催化活性，例如大肠杆菌DNA聚合酶I是一条分子质量为109kDa的多肽链，具有催化DNA链的合成、3’-5’核酸外切酶和5’-3’核酸外切酶的活性，用蛋白水解酶轻度水解得两个肽段，一个含5’-3’核酸外切酶活性，另一个含另两种酶的活性，表明大肠杆菌DNA聚合酶分子中含多个活性中心。哺乳动物的脂肪酸合成酶由两条多肽链组成，每一条多肽链均含脂肪酸合成所需的七种酶的催化活性。这种酶分子中存在多种催化活性部位的酶称为多功能酶(multifunctional
enzyme)或串联酶(tandem
enzyme)。多功能酶在分子结构上比多酶复合体更具有优越性，因为相关的化学反应在一个酶分子上进行，比多酶复合体更有效，这也是生物进化的结果。
酶促反应
一、酶促反应的特点
(一)酶促反应具有高度的催化速率
酶是高效生物催化剂，比一般催化剂的效率高107-1013倍。酶能加快化学反应的速度，但酶不能改变化学反应的平衡点，也就是说酶在促进正向反应的同时也以相同的比例促进逆向的反应，所以酶的作用是缩短了到达平衡所需的时间，但平衡常数不变，在无酶的情况下达到平衡点需几个小时，在有酶时可能只要几秒钟就可达到平衡。
酶和一般催化剂都是通过降低反应活化能的机制来加快化学反应速度的。
(二)
酶催化具有高度特异性
酶的催化特异性表现在它对底物的选择性和催化反应的特异性两方面。体内的化学反应除了个别自发进行外，绝大多数都由专一的酶催化，一种酶能从成千上万种反应物中找出自己作用的底物，这就是酶的特异性。根据酶催化特异性程度上的差别，分为绝对特异性(absolute
specificity)、相对特异性(relative
specificity)和立体异构特异性(stereospecificity)三类。一种酶只催化一种底物进行反应的称绝对特异性，如脲酶只能水解尿素使其分解为二氧化碳和氨；若一种酶能催化一类化合物或一类化学键进行反应的称为相对特异性，如酯酶既能催化甘油三脂水解，又能水解其他酯键。具有立体异构特异性的酶对底物分子立体构型有严格要求，如L乳酸脱氢酶只催化L-乳酸脱氢，对D-乳酸无作用。
(三)
酶活性的可调节性
有些酶的催化活性可受许多因素的影响，如别构酶受别构剂的调节，有的酶受共价修饰的调节，激素和神经体液通过第二信使对酶活力进行调节，以及诱导剂或阻抑剂对细胞内酶含量(改变酶合成与分解速度)的调节等。
二、酶促反应的作用机制
酶(E)与底物(S)形成酶-底物复合物(ES)
酶的活性中心与底物定向结合生成ES复合物是酶催化作用的第一步。定向结合的能量来自酶活性中心功能基团与底物相互作用时形成的多种非共价键，如离子键、氢键、疏水键，也包括范德瓦力。它们结合时产生的能量称为结合能（binding
energy）。这就不难理解各个酶对自己的底物的结合有选择性。
(二)酶与底物的过渡状态互补
若酶只与底物互补生成ES复合物，不能进一步促使底物进入过渡状态，那么酶的催化作用不能发生。这是因为酶与底物生成ES复合物后尚需通过酶与底物分子间形成更多的非共价键，生成酶与底物的过渡状态互补的复合物(图4-8)，才能完成酶的催化作用。实际上在上述更多的非共价键生成的过程中底物分子由原来的基态转变成过渡状态。即底物分子成为活化分子，为底物分子进行化学反应所需的基团的组合排布、瞬间的不稳定的电荷的生成以及其他的转化等提供了条件。所以过渡状态不是一种稳定的化学物质，不同于反应过程中的中间产物。就分子的过渡状态而言，它转变为产物(P)或转变为底物(S)的概率是相等的。
当酶与底物生成ES复合物并进一步形成过渡状态，这过程已释放较多的结合能，现知这部分结合能可以抵消部分反应物分子活化所需的活化能，从而使原先低于活化能阈的分子也成为活化分子，于是加速化学反应的速度
(三)酶促反应作用机制
1．邻近效应与定向排列
2．多元催化（multielement
catalysis）
3．表面效应(surface
effect)
应该指出的是，一种酶的催化反应常常是多种催化机制的综合作用，这是酶促进反应高效率的重要原因。
酶的应用
一．酶在生物体内
在生物体内的酶是具有生物活性的蛋白质，存在于生物体内的细胞和组织中，作为生物体内化学反应的催化剂，不断地进行自我更新，使生物体内及其复杂的代谢活动不断地、有条不紊地进行．
酶的催化效率特别高（即高效性），比一般的化学催化剂的效率高10^7～10^18倍，这就是生物体内许多化学反应很容易进行的原因之一．
酶的催化具有高度的化学选择性和专一性．一种酶往往只能对某一种或某一类反应起催化作用，且酶和被催化的反应物在结构上往往有相似性．
一般在37℃左右，接近中性的环境下，酶的催化效率就非常高，虽然它与一般催化剂一样，随着温度升高，活性也提高，但由于酶是蛋白质，因此温度过高，会失去活性（变性），因此酶的催化温度一般不能高于60℃，否则，酶的催化效率就会降低，甚至会失去催化作用．强酸、强碱、重金属离子、紫外线等的存在，也都会影响酶的催化作用．
人体内存在大量酶，结构复杂，种类繁多，到目前为止，已发现3000种以上（即多样性）．如米饭在口腔内咀嚼时，咀嚼时间越长，甜味越明显，是由于米饭中的淀粉在口腔分泌出的唾液淀粉酶的作用下，水解成葡萄糖的缘故．因此，吃饭时多咀嚼可以让食物与唾液充分混合，有利于消化．此外人体内还有胃蛋白酶，胰蛋白酶等多种水解酶．人体从食物中摄取的蛋白质，必须在胃蛋白酶等作用下，水解成氨基酸，然后再在其它酶的作用下，选择人体所需的20多种氨基酸，按照一定的顺序重新结合成人体所需的各种蛋白质，这其中发生了许多复杂的化学反应．可以这样说，没有酶就没有生物的新陈代谢，也就没有自然界中形形色色、丰富多彩的生物界．
二．酶在医疗上
随着对酶研究的发展，酶在医学上的重要性越来越引起了人们的注意，应用越来越广泛．下面分三个方面介绍．
1．酶与某些疾病的关系
酶缺乏所致之疾病多为先天性或遗传性，如白化症是因酪氨酸羟化酶缺乏，蚕豆病或对伯氨喹啉敏感患者是因6－磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏．许多中毒性疾病几乎都是由于某些酶被抑制所引起的．如常用的有机磷农药（如敌百虫、敌敌畏、1059以及乐果等）中毒时，就是因它们与胆碱酯酶活性中心必需基团丝氨酸上的一个－OH结合而使酶失去活性．胆碱酯酶能催化乙酰胆碱水解成胆碱和乙酸，当胆碱酯酶被抑制失活后，乙酰胆碱水解作用受抑，造成乙酰胆碱推积，出现一系列中毒症状，如肌肉震颤、瞳孔缩小、多汗、心跳减慢等．某些金属离子引起人体中毒，则是因金属离子（如Hg2+）可与某些酶活性中心的必需基团（如半胱氨酸的－SH）结合而使酶失去活性．
2．酶在疾病诊断上的应用
正常人体内酶活性较稳定，当人体某些器官和组织受损或发生疾病后，某些酶被释放入血、尿或体液内．如急性胰腺炎时，血清和尿中淀粉酶活性显著升高；肝炎和其它原因肝脏受损，肝细胞坏死或通透性增强，大量转氨酶释放入血，使血清转氨酶升高；心肌梗塞时，血清乳酸脱氢酶和磷酸肌酸激酶明显升高；当有机磷农药中毒时，胆碱酯酶活性受抑制，血清胆碱酯酶活性下降；某些肝胆疾病，特别是胆道梗阻时，血清r－谷氨酰移换酶增高等等．因此，借助血、尿或体液内酶的活性测定，可以了解或判定某些疾病的发生和发展．
3．酶在临床治疗上的应用
近年来，酶疗法已逐渐被人们所认识，广泛受到重视，各种酶制剂在临床上的应用越来越普遍．如胰蛋白酶、糜蛋白酶等，能催化蛋白质分解，此原理已用于外科扩创，化脓伤口净化及胸、腹腔浆膜粘连的治疗等．在血栓性静脉炎、心肌梗塞、肺梗塞以及弥漫性血管内凝血等病的治疗中，可应用纤溶酶、链激酶、尿激酶等，以溶解血块，防止血栓的形成等．
一些辅酶，如辅酶A、辅酶Q等，可用于脑、心、肝、肾等重要脏器的辅助治疗．另外，还利用酶的竞争性抑制的原理，合成一些化学药物，进行抑菌、杀菌和抗肿瘤等的治疗．如磺胺类药和许多抗菌素能抑制某些细菌生长所必需的酶类，故有抑菌和杀菌作用；许多抗肿瘤药物能抑制细胞内与核酸或蛋白质合成有关的酶类，从而抑制瘤细胞的分化和增殖，以对抗肿瘤的生长；硫氧嘧啶可抑制碘化酶，从而影响甲状腺素的合成，故可用于治疗甲状腺机能亢进等．
三．酶在生产、生活中
如酿酒工业中使用的酵母菌，就是通过有关的微生物产生的，酶的作用将淀粉等通过水解、氧化等过程，最后转化为酒精；酱油、食醋的生产也是在酶的作用下完成的；用淀粉酶和纤维素酶处理过的饲料，营养价值提高；洗衣粉中加入酶，可以使洗衣粉效率提高，使原来不易除去的汗渍等很容易除去等等……
由于酶的应用广泛，酶的提取和合成就成了重要的研究课题．目前酶可以从生物体内提取，如从菠萝皮中可提取菠萝蛋白酶．但由于酶在生物体内的含量很低，因此，它不能适应生产上的需要．工业上大量的酶是采用微生物的发酵来制取的．一般需要在适宜的条件下，选育出所需的菌种，让其进行繁殖，获得大量的酶制剂．另外，人们正在研究酶的人工合成．总之随着科学水平的提高，酶的应用将具有非常广阔的前景．1 3.1细胞与能量
一、选择题（共12小题）
1．下列关于ATP的说法中，正确的是( )
A．ATP在植物和动物体内的来源相同
B．ATP既可以贮存能量，又可以作为生命活动的直接能源物质
C．1
mol
ATP完全水解时释放30.54
kJ能量
D．ATP中的能量可以来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
解析：选B。ATP在绿色植物体内的来源有光合作用和细胞呼吸，在动物体内则没有光合作用过程，A项错误；1
mol
ATP水解成ADP释放出30.54
kJ的能量，这里仅仅是远离腺苷(A)的那个高能磷酸键断裂，C项错误；热能不能转化为ATP中的能量，D项错误。
2．ATP是细胞内的能量通货，它可以跟下列哪种类型的流通形式相类似( )
解析：选B。ATP在细胞中易于再生，因此可以作为源源不断的能源。ATP是细胞中普遍使用的能量载体，所含能量不多，像小额钞票一样，便于流通使用，所以又有细胞中的“能量通货”之称。
3．下列有关ATP的叙述，其中不正确的是( )
A．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，但也能产生ATP
B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
C．在有氧与缺氧的条件下，细胞溶胶中都能形成ATP
D．ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖组成
解析：选D。ATP中的腺苷A由腺嘌呤和核糖组成。
4．腺苷三磷酸的组成正确的是( )
A．一个腺苷，二个磷酸基团
B．二个腺苷，二个磷酸基团
C．三个腺苷，一个磷酸基团
D．一个腺苷，三个磷酸基团
解析：选D。根据ATP的结构简式A－～～可知答案。
5．(2014·宁波高二质检)在人体细胞内同时存在两个过程能量，以下对①过程和②过程中能量的叙述正确的是( )
A．①过程和②过程中的能量均来自糖类等有机物的氧化分解
B．①过程和②过程中的能量供人体各项生命活动直接利用
C．①过程的能量供人体各项生命活动利用，②过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解
D．①过程的能量来自于糖类等有机物氧化分解，②过程的能量供人体各项生命活动利用
解析：选C。ATP水解产生的能量是细胞各项生命活动的直接能源。
6．细胞内ATP转化为ADP可表示为：
，式中X可以代表( )
A．来自高能磷酸键的断裂释放的能量
B．用于细胞各项生命活动的能量
C．用于吸能反应的能量
D．以上都对
解析：选D。ATP水解所释放的能量来自远离腺苷的那个高能磷酸键的断裂，用于细胞内各项生命活动，这些反应属于吸能反应。
7．如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是( )
A．图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C．吸能反应与ATP合成相联系，放能反应与ATP水解相联系
D．酶1、酶2是不一样的酶，但它们的合成场所都是核糖体
解析：选C。ATP水解释放的能量供给吸能反应，ATP合成所需要的能量来自太阳能或放能反应所释放的能量。
8．下列关于ATP的叙述中，正确的是
( )
A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B．腺苷三磷酸可简写为A～—～
C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
解析：选D。ATP的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以称其为高能磷酸化合物。
9．(2014·富阳高二检测)资料1：肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2
s所需的能量。
资料2：一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5
kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24
h内竟有40
kg的ATP被水解。
据资料1可知：生物体内的ATP含量________，据资料2可知：ATP与ADP相互转化________。这种转化时刻发生并且处于________。( )
A．很多
很快
变化之中
B．很少
很慢
动态平衡
C．很多
很慢
变化之中
D．很少
很快
动态平衡
解析：选D。通过两段资料可以看出生物体内的ATP含量及与ADP相互转化的特点：ATP含量并不多，但与ADP之间的转化相当快，且转化的量很大，这种转化处于一个动态平衡之中。
10．下面有关ATP和ADP的描述中正确的一项是( )
A．ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个，释放大量能量
B．ATP在酶的作用下，可以加上一个，储存能量
C．ATP和ADP的相互转化都需要酶的参加
D．所有生物体内ADP转变成ATP所需的能量都来自细胞呼吸
解析：选C。ATP在酶的作用下，可以断裂最外端的那个高能磷酸键，即脱去1个，形成ADP，释放出大量能量，供给生物体各项生命活动的需要。
11．(2014·温州高二检测)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端已带上放射性标记，该现象能够说明( )
①ATP中远离A的容易脱离
②部分32P标记的ATP是重新合成的
③ATP是细胞内的直接能源物质
④该过程中ATP既有合成又有分解
A．①②③④
B．①②③
C．①②④
D．②③④
解析：选C。ATP“含量变化不大”而“末端○P
已带上放射性”，说明原有ATP有水解，新的ATP有生成，但不能说明ATP是细胞内的直接能源物质。
12．人体内能生成ATP的细胞器是( )
A．内质网
B．线粒体
C．核糖体
D．高尔基体
解析：选B。线粒体内发生的有机物的氧化分解释放的能量(即放能反应)会被ADP捕获生成ATP，而另外3个细胞器进行的生理活动都是消耗ATP的吸能反应。
二、非选择题（共3小题）
13．用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入两只小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色萤光，约过15
min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一只玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一只玻璃管中，发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的管中不发荧光(见下图)。
请回答：
(1)向A、B两管中加水后，两管均发荧光，这能说明水对生物正常的生命活动有何重要意义？________________________________________________________________________。
该实验说明发光器研磨成的粉末中含有________(填物质名称)。
(2)以上现象说明了：
①萤火虫发光是将________能转变成________能的过程；
②这一过程所需的能量由________直接提供；
③________不是生命活动的直接能源。
(3)若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，你认为会发荧光吗？________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)活细胞内有充分的自由水，试管内加入水才跟细胞内的条件相符，才会发出荧光，说明ATP水解是需要水做原料的，或者说该反应必须在水中才能完成。因为A组(实验组)发光后加入ATP重新发光，而B组(对照组)发光后加入葡萄糖不再发光，说明原来发光器研磨成的粉末中含有ATP。(2)ATP中能量属于化学能，加入到试管后试管内粉末会“直接”发出荧光，说明在萤火虫体内，发生了由ATP中“化学能→光能”的转化过程，从而说明ATP是萤火虫发荧光的直接能源，而葡萄糖不是。(3)此处的材料变成了“刚切下的萤火虫的发光器”，而不再是“发光器研磨成的粉末”，二者区别在于前者仍保持活性，还有活细胞存在，所以加入的葡萄糖会进入活细胞内被氧化分解而合成ATP，这样就会在细胞内发生“葡萄糖中的化学能→ATP中的化学能→光能”的转化过程。
答案：(1)生物体内许多重要的生物化学反应均要在水中才能进行或以水作为反应原料 ATP (2)①化学 光 ②ATP ③葡萄糖
(3)会发荧光 因为葡萄糖进入组成发光器的细胞中后可被氧化分解，使细胞中生成ATP供发光用
14．(2014·慈溪高二检测)如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题：
(1)1分子ATP中含有________个高能磷酸键。
(2)图中的a、b分别代表________、________。
(3)在动物肌细胞中，进行②反应时，能量来自________。
(4)进行①反应时能量用于________，进行②反应时能量用于________。
解析：ATP合成所需能量来源主要是细胞呼吸和光合作用；图中①表示ATP合成过程，能量来源于细胞呼吸和光合作用，用于形成“高能磷酸键”(确切地说，是形成“远离A的那个高能磷酸键”)；图中②表示ATP水解过程，能量来源于“远离A的那个高能磷酸键”的断裂，用于生物体内各项生命活动，即图中c过程。
答案：(1)2 (2)细胞呼吸
光合作用
(3)远离A的那个高能磷酸键的断裂 (4)形成高能磷酸键
各项生命活动
15．为了探究肌肉收缩的直接能源是ATP还是葡萄糖，某研究性学习小组的同学利用下列实验材料进行了相关的探究活动。假设你是该研究性小组的成员，请做出你的假设，完善实验方案并回答问题。
(1)你的假设是：
________________________________________________________________________。
(2)实验方案：
①实验材料及用具：新鲜的骨骼肌标本、ATP溶液、葡萄糖溶液、电极、滴管等。
②实验步骤：
a．取两个新鲜的骨骼肌标本，分别标记A、B；
b．给A、B骨骼肌分别施加适宜的电刺激，直至骨骼肌不再收缩；
c．给A标本滴加适宜的ATP溶液，给B标本滴加______溶液；
d．________________________________________________________________________；
e．在B标本上再滴加适宜的________溶液，然后施加适宜的电刺激，观察肌肉是否收缩。
(3)根据你的假设和设计的实验方案，预期的实验现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验前采取步骤b的目的是
________________________________________________________________________。
(5)请根据实验过程中可能得到的实验现象，对自己的假设作出评价。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：在探究肌肉收缩的直接能源是ATP还是葡萄糖的实验中，我们所作出的假设最好是符合正确的生物学理论。因此本题的假设是ATP是肌肉收缩的直接能源。在选用新鲜的骨骼肌标本设计实验证明肌肉收缩的直接能源是ATP时，要首先确保肌肉标本内没有直接能源物质ATP，因此要施加适宜的电刺激，直至骨骼肌不再收缩，以消耗肌肉标本内的ATP。然后开始运用对照实验的思维进行实验设计。取两个新鲜的骨骼肌标本，施加适宜电刺激消耗ATP后，分成两组：一组滴加ATP溶液，一组滴加葡萄糖溶液，然后再给以适宜电刺激，观察肌肉是否收缩。正常情况下，滴加ATP的骨骼肌标本收缩。
答案：(1)ATP是肌肉收缩的直接能源
(2)c.等量的葡萄糖(不写“等量的”不正确)
d．给A、B标本同时施加适宜的电刺激，观察是否收缩
e．ATP
(3)A标本肌肉收缩；滴加葡萄糖时，B标本肌肉不收缩，但再次滴加ATP后B标本肌肉收缩
(4)消耗掉肌肉标本内的ATP
(5)若现象同上，说明假设成立；否则，假设不成立第2节
物质出入的方式
——钠钾泵
1、Na-K泵的组成和作用方式
2、钠钾泵的工作原理和作用
3、钠钾泵与神经的生物电现象
4、Na-K泵与疾病
5、Na-K泵的前景展望
英文名称：sodium
potassium
pump
中文名称：钠钾泵,钠钾帮浦
名词解释：会使细胞外的NA+浓度高于细胞内，当NA+顺着浓度差进入细胞时，会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。
原理：钠离子出膜，钾离子进膜，保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。
作用：细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件；防止细胞水肿；势能贮备。
Na-K泵的组成和作用方式
Na—K泵由α、β两亚基组成。α亚基为分子量约120KD的跨膜蛋白，既有Na、K结合位点，又具ATP酶活性，因此Na—K泵又称为Na—K—ATP酶。β亚基为小亚基，是分子量约50KD的糖蛋白。
一般认为Na—K泵首先在膜内侧与细胞内的Na结合，ATP酶活性被激活后，由ATP水解释放的能量使“泵”本身构象改变，将Na输出细胞；与此同时，“泵”与细胞膜外侧的K结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K输入细胞内。研究表明，每消耗1个ATP分子，可使细胞内减少3个Na并增加2个K。
细胞膜钠钾泵作用首先是由Hodkin和Keynes(1955)所发现.1957年Skou发现了Na+-K+ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关.
钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式:
1.正常的作用方式——利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联.
2.泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成.
3.Na+-Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联.
4.K+-K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联.
5.依赖ATP水解,解偶联使Na+排出.
钠钾泵的工作原理和作用
Na+-K+泵——实际上就是Na+-K+ATP酶,存在于动,植物细胞质膜上,它有大小两个亚基,大亚基催化ATP水解,小亚基是一个糖蛋白.Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+,K+的亲和力发生变化.大亚基以亲Na+态结合Na+后,触发水解ATP.每水解一个ATP释放的能量输送3个Na+到胞外,同时摄取2个K+入胞,造成跨膜梯度和电位差,这对神经冲动传导尤其重要,Na+-K+泵造成的膜电位差约占整个神经膜电压的80%.若将纯化的Na+-K+泵装配在红细胞膜囊泡(血影)上,人为地增大膜两边的Na+,K+梯度到一定程度,当梯度所持有的能量大于ATP水解的化学能时,Na+,K+会反向顺浓差流过Na+-K+泵,同时合成ATP.
钠钾泵的一个特性是他对离子的转运循环依赖自磷酸化过程,ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上,导致构象的变化.通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type,与之相类似的还有钙泵和质子泵.它们组成了功能与结构相似的一个蛋白质家族.
Na-K泵作用是:①维持细胞的渗透性,保持细胞的体积;②维持低Na+高K+的细胞内环境,维持细胞的静息电位.
乌本苷(ouabain),地高辛(digoxin)等强心剂能抑制心肌细胞Na+-K+泵的活性;从而降低钠钙交换器效率,使内流钙离子增多,加强心肌收缩,因而具有强心作用.
钠钾泵与神经的生物电现象
静息电位产生机制
静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差。其形成原因是膜两侧离子分布不平衡及膜对K+有较高的通透能力。细胞内K+浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外（而细胞外Na+和Cl+浓度大于细胞内），但因为细胞膜只对K+有相对较高的通透性，K+顺浓度差由细胞内移到细胞外，而膜内带负电的蛋白质离子不能透出细胞，于是K+离子外移造成膜内变负而膜外变正。外正内负的状态一方面可随K+的外移而增加，另一方面，K+外移形成的外正内负将阻碍K+的外移（正负电荷互相吸引，而相同方向电荷则互相排斥）。最后达到一种K+外移(因浓度差)和阻碍K+外移（正负电荷互相吸引，而相同方向电荷则相互排斥）。最后达到一种K+外移（因浓度差）和阻碍K+外移（因电位差）相平衡的状态，这是的膜电位称为K+平衡电位，实际上，就是（或接近于）安静时细胞膜外的电位差。
动作电位产生机制
能使Na+通道大量开放从而产生动作电位的临界膜电位。（或能使膜出现Na+内流与去极化形成负反馈的膜电位值）称为阈电位。在一定的刺激持续时间作用下，引起组织兴奋所必需的最小刺激强度，称为阈强度。比阈电位弱的刺激，成为阈下刺激，他们只能引起低于阈电位值的去极化，不能发展为动作电位。阈下刺激未能使静息电位的去极化达到阈电位，但他也能引起该段膜中所含Na+通道的少量开放，这是少量Na+内流造成的去极化和电刺激造成的去极化叠加起来，在受刺激的局部出现一个较小的去极化，成为局部兴奋或局部反应。其特点为：①它不是“全或无”的，在阈下刺激的范围内，随刺激强度的增大而增大，②不能在膜上作远距离的传播，但由于膜本身由于有电阻和电容特性而膜内外都是电解质溶液，发生在膜的某一点的局部兴奋，可以使邻近的膜也产生类似的去极化，但随距离加大而迅速减小以至消失，成为电紧张性扩布③局部兴奋可以互相叠加，当一处产生的局部兴奋由于电紧张性扩布致使临近处的膜也出现程度较小的去极化，而该处又因另一刺激也产生了局部兴奋，虽然两者单独出现时都不足以引起一次动作电位，但如果遇到一起时可以叠加起来，以致有可能达到阈电位引发一次动作电位，称为空间性总和。局部兴奋的叠加也可以发生在连续数个阈下刺激的膜的某一点，亦即当前面刺激引起的局部兴奋尚未消失时，与后面刺激引起的局部兴奋发生叠加，称为时间性总和。
在刺激超过阈强度后，动作电位的上升速度和所能达到的最大值，就不再依赖于所给刺激的强度大小了。即只要刺激达到足够的强度，再增加刺激强度并不能使动作电位的幅度有所增大。此外，动作电位并不是只出现在受刺激的局部，他在受刺激部位产生后，还可沿着细胞膜向周围传播，而且传播的距离并不因为原处刺激的强度而有所不同，直至整个细胞的膜都依次兴奋并产生一次同样大小和形式的动作电位。即动作电位的“全或无”现象。
Na-K泵与疾病
经科学研究,发现Na+-K+泵在人体的正常代谢中具有非常重要的作用,与一些疾病的发生也有着密切的关系.如肝水肿,白内障,囊纤维化,癫痫,偏头痛,高血压等.另外,最近的研究表明,Na+-K+泵还与屡减仍肥有着千丝万缕的关系.
在这里,仅就白内障和高血压与Na+-K+泵的关系做一点介绍.
白内障与Na+-K+泵
白内障的病因较为复杂,可能是环境,营养,代谢和遗传等多种因素.对晶状体长期综合作用的结果.一般认为,氧化损伤引起白内障的最早期变化.氧化作用会损伤晶状体细胞膜,使维持细胞内正常代钠和高钾离子浓度的Na+-K-ATP酶泵功能明显改变,对钠离子的通透性增加,使晶状体内的钠离子增加,导致水的流失,开始了皮质性白内障的过程
高血压与Na+-K+泵
据报道,高血压患者及有高血压家族史而血压正常者有跨膜电解质转运紊乱,其血清中有一种激素样物质,可抑制Na+/K+-ATP酶活性,以致钠钾泵功能降低,导致细胞内Na+,Ca2+浓度增加,动脉壁SMC收缩加强,肾上腺素能受体(adrenergicreceptor)密度增加,血管反应性加强.这些都有助于动脉血压升高.近来研究发现,血管紧张素(AGT)基因可能有15种缺陷,正常血压的人偶见缺陷,而高血压患者在AGT基因上的3个特定部位均有相同的变异.患高血压的兄弟或姐妹可获得父母的AGT基因的同一拷贝.有这种遗传缺隐的高血压患者,其血浆血管紧张素原水平高于对照组.
屡减仍肥与Na+-K+泵
新近发现,有些肥胖者虽然坚持节食,活动量也不小,但依然"体壮膘肥",即使使尽各种减肥手段,体重也有增无减,煞是令人苦恼.其实,这种肥胖的根本原因是因为人体中褐色脂肪组织的产热功能发生了故障,无法正常产热,不能消耗能源脂肪.这主要是镶嵌在竭色脂肪细胞膜上的一种被称为钠钾三磷酸腺苷酶的"转移泵"运转慢了,由于"泵机"转运减速,以燃烧脂肪为主的产热机器便无法正常运行,使人的基础体温降低,机体耗能也减少.这种人好像处于一种亚冬眠的低能耗状态,能量消耗少,人也就瘦不了.
Na-K泵的前景展望
由于Na+-K+泵在人体的生命活动中具有如此重要作用,更与疾病有着千丝万缕的关系,我们相信在不久的将来,随着的研究的深入,人们一定能解决许许多多的未解之谜!
除Na—K泵外，还有与Ca、H转运有关的Ca泵和质子泵。这些“泵”的作用，对于维持细胞内环境的稳定亦具有重要意义。第4节
细胞呼吸
——三羧酸循环
三羧酸循环(tricarboxylic
acid
cycle)
由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成有三个羧基的柠檬酸,
柠檬酸经一系列反应,
一再氧化脱羧,
经α酮戊二酸、
琥珀酸,
再降解成草酰乙酸。而参与这一循环的丙酮酸的三个碳原子,
每循环一次,
仅用去一分子乙酰基中的二碳单位,
最后生成两分子的CO2，并释放出大量的能量。
柠檬酸循环（Citric
acid
cycle）：也称为三羧酸循环（tricarboxylic
acid
cycle，TAC），Krebs循环。是用于乙酰CoA中的乙酰基氧化成CO2的酶促反应的循环系统，该循环的第一步是由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。
（一）三羧酸循环的过程
乙酰CoA进入由一连串反应构成的循环体系，被氧化生成H2O和CO2。由于这个循环反应开始于乙酰CoA与草酰乙酸(oxaloacetic
acid)缩合生成的含有三个羧基的柠檬酸，因此称之为三羧酸循环或柠檬酸循环(citrate
cycle)。在三羧酸循环中，柠檬酸合成酶催化的反应是关键步骤，草酰乙酸的供应有利于循环顺利进行。
其详细过程如下：?
(1)乙酰-CoA进入三羧酸循环
乙酰CoA具有硫酯键，乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合。首先柠檬酸合酶的组氨酸残基作为碱基与乙酰CoA作用，使乙酰CoA的甲基上失去一个h+，生成的碳阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击，生成柠檬酰CoA中间体，然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸，使反应不可逆地向右进行。该反应由柠檬酸合成酶(citrate
synthase)催化，是很强的放能反应。
由草酰乙酸和乙酰CoA合成柠檬酸是三羧酸循环的重要调节点，柠檬酸合成酶是一个变构酶，ATP是柠檬酸合成酶的变构抑制剂，此外，α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)、NADH能变构抑制其活性，长链脂酰CoA也可抑制它的活性，AMP可对抗ATP的抑制而起激活作用。
(2)异柠檬酸形成
柠檬酸的叔醇基不易氧化，转变成异柠檬酸(isocitrate)而使叔醇变成仲醇，就易于氧化，此反应由顺乌头酸酶催化，为一可逆反应。
(3)第一次氧化脱羧
在异柠檬酸脱氢酶作用下，异柠檬酸的仲醇氧化成羰基，生成草酰琥珀酸(oxalosuccinic
acid)的中间产物，后者在同一酶表面，快速脱羧生成α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)、NADH和co2，此反应为β-氧化脱羧，此酶需要Mg2+作为激活剂。
此反应是不可逆的，是三羧酸循环中的限速步骤，ADP是异柠檬酸脱氢酶的激活剂，而ATP，NADH是此酶的抑制剂。
(4)第二次氧化脱羧
在α-酮戊二酸脱氢酶系作用下，α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA(succincyl
CoA)、NADH·H+和CO2，反应过程完全类似于丙酮酸脱氢酶系催化的氧化脱羧，属于α?氧化脱羧，氧化产生的能量中一部分储存于琥珀酰CoA的高能硫酯键中。
α-酮戊二酸脱氢酶系也由三个酶(α-酮戊二酸脱羧酶、硫辛酸琥珀酰基转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶)和五个辅酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)组成。
此反应也是不可逆的。α-酮戊二酸脱氢酶复合体受ATP、GTP、NADH和琥珀酰CoA抑制，但其不受磷酸化/去磷酸化的调控。
(5)底物磷酸化生成ATP
在琥珀酸硫激酶(succinate
thiokinase)的作用下，琥珀酰CoA的硫酯键水解，释放的自由能用于合成GTP(三磷酸鸟苷
guanosine
triphosphate)，在细菌和高等生物可直接生成ATP，在哺乳动物中，先生成GTP，再生成ATP，此时，琥珀酰CoA生成琥珀酸和辅酶A。
(6)琥珀酸脱氢
琥珀酸脱氢酶(succinate
dehydrogenase)催化琥珀酸氧化成为延胡索酸(fumarate)。该酶结合在线粒体内膜上，而其他三羧酸循环的酶则都是存在线粒体基质中的，这酶含有铁硫中心和共价结合的FAD，来自琥珀酸的电子通过FAD和铁硫中心，然后进入电子传递链到O2，丙二酸是琥珀酸的类似物，是琥珀酸脱氢酶强有力的竞争性抑制物，所以可以阻断三羧酸循环。
(7)延胡索酸的水化
延胡索酸酶仅对延胡索酸的反式(反丁烯二酸)
双键起作用，而对顺丁烯二酸(马来酸)则无催化作用，因而是高度立体特异性的。
(8)生成苹果酸(malate)
(9)草酰乙酸再生
在苹果酸脱氢酶(malic
dehydrogenase)作用下，苹果酸仲醇基脱氢氧化成羰基，生成草酰乙酸(oxalocetate)，NAD+是脱氢酶的辅酶，接受氢成为NADH·H+(图4-5)。
三羰酸循环总结：
乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi—→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+2H+
+CoA-SH
①CO2的生成，循环中有两次脱羧基反应(反应3和反应4)两次都同时有脱氢作用，但作用的机理不同，由异柠檬酸脱氢酶所催化的β?氧化脱羧，辅酶是NAD+，它们先使底物脱氢生成草酰琥珀酸，然后在Mn2+或Mg2+的协同下，脱去羧基，生成α-酮戊二酸。
α-酮戊二酸脱氢酶系所催化的α?氧化脱羧反应和前述丙酮酸脱氢酶系所催经的反应基本相同。
应当指出，通过脱羧作用生成CO2，是机体内产生CO2的普遍规律，由此可见，机体CO2的生成与体外燃烧生成CO2的过程截然不同。
②三羧酸循环的四次脱氢，其中三对氢原子以NAD+为受氢体，一对以FAD为受氢体，分别还原生成NADH+H+和FADH2。它们又经线粒体内递氢体系传递，最终与氧结合生成水，在此过程中释放出来的能量使adp和pi结合生成ATP，凡NADH+H+参与的递氢体系，每2H氧化成一分子H2O，每分子NADH最终产生2.5分子ATP，而FADH2参与的递氢体系则生成1.5分子ATP，再加上三羧酸循环中有一次底物磷酸化产生一分子ATP，那么，一分子柠檬酸参与三羧酸循环，直至循环终末共生成10分子ATP。
③乙酰CoA中乙酰基的碳原子，乙酰CoA进入循环，与四碳受体分子草酰乙酸缩合，生成六碳的柠檬酸，在三羧酸循环中有二次脱羧生成2分子CO2，与进入循环的二碳乙酰基的碳原子数相等，但是，以CO2方式失去的碳并非来自乙酰基的两个碳原子，而是来自草酰乙酸。
④三羧酸循环的中间产物，从理论上讲，可以循环不消耗，但是由于循环中的某些组成成分还可参与合成其他物质，而其他物质也可不断通过多种途径而生成中间产物，所以说三羧酸循环组成成分处于不断更新之中。
例如
草酰乙酸——→天门冬氨酸
α－酮戊二酸——→谷氨酸
草酰乙酸——→丙酮酸——→丙氨酸
其中丙酮酸羧化酶催化的生成草酰乙酸的反应最为重要。
因为草酰乙酸的含量多少，直接影响循环的速度，因此不断补充草酰乙酸是使三羧酸循环得以顺利进行的关键。
三羧酸循环中生成
的苹果酸和草酰乙酸也可以脱羧生成丙酮酸，再参与合成许多其他物质或进一步氧化。
三羧酸循环的化学历程：
（1）柠檬酸生成阶段
乙酰CoA不能直接被氧化分解，必须改变其分子结构才有可能。乙酰CoA和草酰乙酸在柠檬酸合成酶催化下，弄成柠檬酰CoA，加水生成柠檬酸并放出CoA－SH。
（2）氧化脱羧阶段
这个阶段包括4个反应，即异柠檬酸的形成、愤柠檬酸的氧化脱羧、α－酮戊二酸氧化和琥珀酸生成，此阶段释放CO2并合成ATP。
（3）草酰乙酸的再生阶段
通过上述两个阶段的反应，乙酰CoA的两个碳以CO2形式释放了，四碳的草酰乙酸转变成四碳琥珀酸。
保证后续的乙酰CoA级继续被氧化脱羧，琥珀酸经过延胡索酸和苹果酸生成，最后生成草酰乙酸。
(二)三羧酸循环的生理意义
1.三羧酸循环是机体获取能量的主要方式。1个分子葡萄糖经无氧酵解仅净生成2个分子ATP，而有氧氧化可净生成32个ATP，其中三羧酸循环生成20个ATP，在一般生理条件下，许多组织细胞皆从糖的有氧氧化获得能量。糖的有氧氧化不但释能效率高，而且逐步释能，并逐步储存于ATP分子中，因此能的利用率也很高。
2.三羧酸循环是糖，脂肪和蛋白质三种主要有机物在体内彻底氧化的共同代谢途径，三羧酸循环的起始物乙酰CoA，不但是糖氧化分解产物，它也可来自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质的某些氨基酸代谢，因此三羧酸循环实际上是三种主要有机物在体内氧化供能的共同通路，估计人体内2/3的有机物是通过三羧酸循环而被分解的。
3.三羧酸循环是体内三种主要有机物互变的联结机构，因糖和甘油在体内代谢可生成α-酮戊二酸及草酰乙酸等三羧酸循环的中间产物，这些中间产物可以转变成为某些氨基酸；而有些氨基酸又可通过不同途径变成α-酮戊二酸和草酰乙酸，再经糖异生的途径生成糖或转变成甘油，因此三羧酸循环不仅是三种主要的有机物分解代谢的最终共同途径，而且也是它们互变的联络机构。
(三)三羧酸循环的调节
如上所述糖有氧氧化分为两个阶段，第一阶段糖酵解途径的调节在糖酵解部分已探讨过，下面主要讨论第二阶段丙酸酸氧化脱羧生成乙酰CoA并进入三羧酸循环的一系列反应的调节。丙酮酸脱氢酶复合体、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶复合体是这一过程的限速酶。
丙酮酸脱氢酶复合体受别构调控也受化学修饰调控，该酶复合体受它的催化产物ATP、乙酰CoA和NADH有力的抑制，这种别构抑制可被长链脂肪酸所增强，当进入三羧酸循环的乙酰CoA减少，而AMP、CoA和NAD+堆积，酶复合体就被别构激活，除上述别位调节，在脊椎动物还有第二层次的调节，即酶蛋白的化学修饰，PDH含有两个亚基，其中一个亚基上特定的一个丝氨酸残基经磷酸化后，酶活性就受抑制，脱磷酸化活性就恢复，磷酸化-脱磷酸化作用是由特异的磷酸激酶和磷酸蛋白磷酸酶分别催化的，它们实际上也是丙酮酸酶复合体的组成，即前已述及的调节蛋白，激酶受ATP别构激活，当ATP高时，PDH就磷酸化而被激活，当ATP浓度下降，激酶活性也降低，而磷酸酶除去PDH上磷酸，PDH又被激活了。
对三羧酸循环中柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶的调节，主要通过产物的反馈抑制来实现的，而三羧酸循环是机体产能的主要方式。因此ATP/ADP与NADH/NAD+两者的比值是其主要调节物。ATP/ADP比值升高，抑制柠檬酸合成酶和异柠檬酶脱氢酶活性，反之ATP/ADP比值下降可激活上述两个酶。NADH/NAD+比值升高抑制柠檬酸合成酶和α－酮戊二酸脱氢酶活性，除上述ATP/ADP与NADH/NAD+之外其它一些代谢产物对酶的活性也有影响，如柠檬酸抑制柠檬酸合成酶活性，而琥珀酰-CoA抑制α-酮戊二酸脱氢酶活性。总之，组织中代谢产物决定循环反应的速度，以便调节机体ATP和NADH浓度，保证机体能量供给。第三章
细胞的代谢
第一节
细胞与能量
1、细胞内最主要的能量形式是
化学能。
2、细胞中有许多吸能反应，它们所需的能量来自细胞的
放能反应。
3、ATP不仅是吸能反应和放能反应的纽带，更是细胞中的
能量通货。
4、ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团
组成。
5、ATP的结构简式是A—P～P～P。其中A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基团。—代表普通化学键，～代表高能磷酸键。ATP的中文名称叫腺苷三磷酸。
6、什么叫ATP-ADP循环？能写出反应方程式吗？
7、ATP的水解释放的能量用于主动转运、肌肉收缩、神经细胞的活动、分泌等生命活动。
8、动物体内ATP的生成途径是细胞呼吸，植物生成ATP的途径有细胞呼吸和光合作用。能生成ATP的细胞器是叶绿体和线粒体。生成ATP的场所是叶绿体、细胞溶胶和线粒体。
9、生物体生命活动所需的能量直接来源是ATP。马拉松运动员在跑步过程中直接靠（ATP）提供能量的？注意：只要提到直接提供能量的都是ATP。
第二节
物质出入细胞的方式
1、扩散是分子从高浓度处向低浓度处运动的现象。
2、水分子（其他溶剂）分子通过膜的扩散叫渗透。发生渗透作用的条件：半透膜；半透膜两侧具有浓度差。
3、动物细胞在什么情况下渗透吸水？又在什么情况下渗透失水呢？
4、植物细胞内的液体环境主要指的是细胞液。原生质体是指植物细胞去掉细胞壁后裸露出的整体构造。
外界溶液浓度>细胞液浓度时,
细胞质壁分离（其中质是原生质体，壁是细胞壁）
外界溶液浓度<细胞液浓度时,
细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时，水分进出细胞处于动态平衡
5、细胞膜是一层选择透性膜，水分子可以自由通过，细胞所需要的离子、小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
6、自由扩散：高浓度运向低浓度，不需载体和能量。进行自由扩散的主要有三类：水，气体分子，脂溶性小分子（如：水、CO2、O2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素、尿素等）
易化扩散：高浓度运向低浓度，需要载体，不需能量（如：葡萄糖进入红细胞
）
8、主动转运：低浓度运向高浓度，需要载体和能量。常考的主要有两类：无机盐离子和有机小分子（氨基酸、葡萄糖）
9、大分子物质进出细胞的方式：胞吞、胞吐
10、跨膜运输的方式：自由扩散、渗透、易化扩散、主动转运
第三节
酶
1、酶的定义：活细胞产生的具有催化作用的有机物。
2、酶的来源：活细胞，只要是活细胞就能产生。
3、酶的作用：降低反应活化能，起催化作用，使细胞代谢在温和条件下快速地进行。
4、酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
5、酶的特性：高效性、专一性、多样性。
6、影响酶作用的因素：温度、PH、酶的浓度、底物的浓度等。注意相关曲线。
第四节
细胞呼吸
1、细胞呼吸的本质：分解有机物，释放能量。
2、细胞呼吸的类型：需氧呼吸、厌氧呼吸。
3、需氧呼吸的过程：
场所
反应物
生成物
第一阶段
细胞溶胶
葡萄糖
丙酮酸、〔H〕少量能量（2个ATP）
第二阶段
线粒体
丙酮酸和水
CO2、[H]
少量能量（2个ATP）
第三阶段
线粒体
[H]、O2
H2O
大量能量（26个ATP）
需氧呼吸总反应方程式：
4、需氧呼吸三个阶段的名称：糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链。
5、厌氧呼吸
场所
反应物
生成物
第一阶段
细胞溶胶
葡萄糖
丙酮酸
〔H〕
少量能量（2个ATP）
第二阶段
丙酮酸
酒精和二氧化碳或乳酸
反应式：
酒精发酵：
乳酸发酵：
6、细胞呼吸的意义：为生物体的生命活动提供能量，为其他化合物的合成提供原料。
5、细胞呼吸原理的应用：
粮食的储存：干燥、低温、低氧（或充入氮气）、充入二氧化碳等
蔬菜水果的保鲜：湿度适中，低温，低氧。
第五节
光合作用
自养生物和异养生物划分的依据：能否将无机物二氧化碳和水合成有机物。
自养生物的类型：植物、藻类、某些细菌、蓝藻（蓝细菌）等
异养生物的类型：人、动物、真菌和大部分细菌。
3、叶绿体中的色素：分布在类囊体的薄膜上（叶绿体基粒上）
叶绿素a；（呈蓝绿色）
叶绿素
种类：
叶绿素b；（呈黄绿色）
叶黄素；（呈黄色）
类胡萝卜素
胡萝卜素；（呈橙黄色）
4、色素的功能：吸收、传递和转化光能。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
5、光合作用的过程
（1）反应式：
要能准确说出生成物中各元素的来源。
（2）过程：
光反应
碳反应
反应性质
光化学反应
酶促反应
一系列的酶促反应
与光的关系
必须在光下进行
无直接关系
场所
基粒（类囊体膜上）
（叶绿体基质）
必要条件
光、色素、酶、水
多种酶、CO2、NADPH、ATP
物质变化
水的光解、ATP、
NADPH的形成
CO2的固定、三碳的还原、五碳糖再生
能量变化
光能→电能→
ATP、NADPH中活泼的化学能
活泼的化学能→有机物中稳定化学能
联系：光反应能为碳反应提供ATP、NADPH，碳反应也为光反应提供ADP、Pi、NADP+。二者紧密联系，缺一不可。
6、光合作用原理的应用：
影响光合作用的因素：光照、温度、二氧化碳的浓度、水分、土壤中的矿质元素等环境因素会影响光合作用的速率。第3章
细胞的代谢
第5节
光合作用
[随堂检测]
1.在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是( )
①叶绿体基质 ②类囊体薄膜 ③线粒体基质 ④线粒体内膜
A．①③
B．②③
C．①④
D.②④
解析：选A。光合作用碳反应中CO2的固定场所为叶绿体基质；叶肉细胞中需氧呼吸过程的第二阶段才产生CO2，该过程发生的场所为线粒体基质。
2．下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。下列有关叙述正确的是( )
A．此生物膜为叶绿体内膜
B．产生的ATP可用于植物体的各项生理活动
C．发生的能量转换是：光能→化学能，此化学能可储存于ATP与NADPH中
D．在图示结构中可完成光反应与碳反应
解析：选C。色素存在于叶绿体类囊体膜上，而非叶绿体内膜；光反应产生的ATP只用于碳反应；在类囊体膜上只能进行光合作用的光反应，碳反应需在叶绿体基质中进行。光反应可将光能转化为化学能储存于ATP和NADPH中，故只有C选项正确。
3.现有四个实验装置，若要验证绿色开花植物产生O2需要光和验证O2是否由绿色植物释放，则应选用的实验组合分别是( )
A．①②和①③
B．②③和①②
C．②④和①③
D．②③和③④
解析：选B。要验证绿色开花植物产生O2需要光，那么在该实验中的自变量是光强度，除光照强度这一因素不同之外，实验组和对照组的其余因素都应该控制相同且适宜，如植物的种类、数量等，所以选择②③做对照。在验证O2是否由绿色植物释放的实验中，自变量是绿色植物，因此应该选择①②做对照。
4．(2016·丽水高一期末)下列化合物与植物光合作用的关系，错误的是( )
选项
化合物
主要生理作用
A
ATP
参与CO2的固定
B
酶
催化光合作用中的化学反应
C
叶绿素
捕获光能
D
H2O
参与O2和三碳糖的形成
解析：选A。二氧化碳的固定不需要消耗能量，ATP用于碳反应中三碳化合物的还原，A项错误；光合作用的光反应和碳反应中的化学反应都需要酶的催化，B项正确；叶绿素的作用是捕获、吸收光能，C项正确；水分子参与光反应中水的光解生成O2和NADPH，NADPH参与碳反应中三碳化合物的还原，生成三碳糖，D项正确。
5．进行正常光合作用的叶片，如果叶绿体中NADPH的含量相对稳定，在如图中a点时突然停止供给CO2，能正确表示叶绿体中NADPH含量变化的曲线是( )
解析：选B。突然停止供给CO2，碳反应受到抑制，光反应产生的NADPH消耗量减少，NADPH积累量增多。
6．(2016·杭州高一期末)研究光合作用的Calvin等人进行了以下实验：在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后从培养液中提取并分离放射性物质。预测实验结果正确的是( )
A．光照时间越长，积累的三碳酸分子越多
B．光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多
C．无论光照时间长短，放射性物质都会分布在叶绿体的囊状结构薄膜上
D．只要给予光照，放射性就会出现在葡萄糖中
解析：选B。固定产生的三碳酸分子与CO2的浓度和RuBP的含量有关，与光照时间无关，A项错误。14CO2与RuBP结合形成三碳酸分子，放射性进入三碳酸分子中，三碳酸分子被还原形成葡萄糖和RuBP，放射性进入葡萄糖和RuBP中，所以在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多，B项正确。不论光照时间长短，放射性物质不会分布在叶绿体的类囊体薄膜上，C项错误。只要给予光照，就能进行光反应，但不一定能进行碳反应，所以放射性不一定会出现在葡萄糖中，D项错误。
7.将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A．图乙中的b点对应图甲中的B点
B．图甲中的F点对应图乙中的g点
C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
解析：选B。分析曲线时一定要注意横纵坐标的含义。图甲曲线的横坐标是时间的推移(一昼夜24小时)，纵坐标是玻璃罩内CO2浓度的变化(由植物光合作用和细胞呼吸引起的)，曲线的含义是：玻璃罩内CO2的浓度在一昼夜内随时间的变化情况；而图乙曲线表示的是：植物一昼夜内吸收或放出CO2的量随时间变化的情况。图甲、乙两曲线各点对应情况是：A对应a，凌晨0点，只有呼吸，植物释放CO2；B对应b点(A项正确)，植物释放CO2减少的原因是夜间低温影响呼吸强度；C点对应d点，玻璃罩内的CO2浓度最高(C项正确)，此时植物既不吸收CO2也不释放CO2，即光合强度等于呼吸强度，植物在图乙c点(图甲C点之前)已经开始进行光合作用；f点CO2吸收速率有所下降，是由于中午光照过强，导致气孔关闭，吸收CO2减少；F点对应h点(B项错误)，光合强度等于呼吸强度，其后某时刻光合作用消失。一昼夜后，玻璃罩内CO2浓度下降(G点低于A点)，减少的CO2量＝植物白天光合作用吸收的CO2量－植物一昼夜呼吸放出的CO2量，故植物积累的有机物含量上升。
8.如图表示光合作用与细胞呼吸过程中物质变化的关系，下列说法不正确的是( )
A．1、3和4过程产生的[H]都能与氧气结合产生水
B．绝大多数生物体都能进行的过程是3
C．能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5
D．2过程需多种酶参与，且需ATP供能
解析：选A。据图可知，1是光反应，2是碳反应，3是糖酵解，4是柠檬酸循环，5是电子传递链。光反应阶段产生的[H]是NADPH，用于碳反应阶段还原三碳酸分子，而需氧呼吸中的[H]是NADH，用于跟O2结合生成水。
9．(2014·浙江7月学考)图甲是菠菜叶肉细胞中的叶绿体亚显微结构示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位；图乙是光合作用的碳反应过程示意图，其中①②表示物质。请回答下列问题：
(1)利用新鲜菠菜叶片进行“光合色素的提取和分离”活动。在菠菜叶片研磨过程中，加入95%乙醇的作用是______________；分离色素的过程中，应注意滤纸上的滤液细线要高于__________的液面；分离后，在滤纸条上会呈现四条色素带，其中离滤液细线最远的色素带是__________(填相应的色素名称)。
(2)光合色素存在于图甲的[ ]______中，其中叶绿素主要吸收红光和________光。图乙过程发生在图甲的[ ]__________中。(在[ ]内填写图中的相应编号)
(3)图乙中，物质①是__________，该物质在光反应产物__________的作用下形成物质②。若3个CO2分子进入卡尔文循环可形成6个物质②分子，其中有______个物质②分子经过一系列变化再生成RuBP，其余的离开循环，可在叶绿体内作为合成_______、蛋白质和脂质等大分子物质的原料。
解析：(1)在提取菠菜叶片色素过程中，加入95%乙醇的作用是溶解色素；分离色素的过程中，应注意滤纸上的滤液细线要高于层析液的液面；分离后，在滤纸条上会呈现四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。(2)光合色素存在于图甲的光合膜中；其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；图乙过程是光合作用碳反应过程，发生在图甲的叶绿体基质中。(3)图乙中，物质①由RuBP和CO2形成，为三碳酸分子(3 磷酸甘油酸)，在ATP和NADPH作用下形成物质②三碳糖；6个三碳糖分子有5个经过一系列变化再生成RuBP,1个离开循环，在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质、脂质等大分子物质的原料。
答案：(1)作为提取色素的溶剂 层析液 胡萝卜素
(2)Ⅲ 光合膜 蓝紫 Ⅱ 叶绿体基质
(3)3 磷酸甘油酸 ATP和NADPH 5 淀粉
10.请回答下列有关光合作用的问题：
(1)光合作用受到温度、二氧化碳和光强度的影响。其中，光强度直接影响光合作用的________过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的________过程。
(2)图甲表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光强度和温度的关系。
①在温度为10
℃、光强度大于________klx时，光合速度不再增加。当温度为30
℃、光照强度小于L3
klx时，光合速度的限制因素是________。
②根据图甲，在图乙的坐标上标出光照强度为L2
klx，温度分别为10
℃、20
℃和30
℃时的光合速率。
(3)图丙表示A、B两种植物的光合速率与光强度的关系。
①当在________klx光强度条件下，A、B两种植物的光合速率相同。
②A植物在光强度为9
klx时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖________mg。(计算结果保留一位小数。相对原子质量C—12，H—1，O—16)
③A植物在1天内(12小时白天，12小时黑夜)，要使有机物积累量为正值，白天平均光强度必须大于______klx。
答案：(1)光反应 碳反应
(2)①L1 光强度 ②见下图
(3)①6 ②10.9 ③6
[课时作业]
(一)
1.下列关于光合作用的叙述，不正确的是( )
A．把二氧化碳和水转变成有机物
B．把光能转变成化学能
C．全过程都必须在光下进行
D．有氧气放出
解析：选C。光合作用的光反应阶段直接需要光，而碳反应阶段不需要光直接参与。
2.下列关于叶绿体的描述，错误的是( )
A．基粒由类囊体堆叠而成
B．叶绿体膜由双层膜组成
C．碳反应发生在类囊体膜上
D．类囊体膜上具有叶绿素和酶
解析：选C。碳反应发生在叶绿体基质中，光反应发生在类囊体薄膜上。
3.下列物质转变过程属于光反应的是( )
A．①③⑤
B．①②④
C．②③
D.①④
解析：选D。光反应阶段的产物有NADPH、ATP和O2，所以反应①④发生在光反应阶段。
4.如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法错误的是( )
A．①中合成ATP的部位是类囊体薄膜上
B．②发生的场所是叶绿体基质
C．①③中合成ATP所需的能量来源相同
D．④中能量的去向用于耗能的生命活动
解析：选C。①③合成ATP所需的能量分别来自光能、葡萄糖中的化学能。
5.下列各项中，哪一项既是植物光反应的产物，又是植物碳反应所必需的物质( )
A．CO2和酶
B．NADPH和ATP
C．O2、NADPH
D．ATP和O2
解析：选B。植物光反应的产物为O2、ATP和NADPH，其中O2以气体的形式释放出去，而ATP作为碳反应的能源物质，NADPH作为碳反应的还原剂和能源物质。
6．(2016·绍兴高一检测)离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于短时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是( )
解析：选B。由于在正常情况下叶绿体中ATP和CO2的浓度均不为0，所以起点为0的A、C选项中的图示是不正确的。由于缺少CO2的供应碳反应受到了影响，同时对光反应也起到抑制作用，影响了O2的产生，所以在叶绿体中O2浓度降低。
7.(2016·西安高一检测)在如图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是( )
A．叶片吸水膨胀，密度减小
B．叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面
C．溶液内产生的CO2大量附着在叶面
D．NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大
解析：选B。当叶片中的气体被抽空后沉入水底，由于光照时进行光合作用产生氧气充满了细胞间隙，使浮力增大而重新浮出液面。
8.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示。下列叙述错误的是( )
A．装置内增加的氧气来自于水
B．光强度为a时，光合作用停止
C．丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D．该图反映了光合作用强度与光强度的关系
解析：选B。光合作用光反应阶段主要发生ATP的合成和H2O的光解，其中H2O光解为NADPH和O2。光强度为a时，O2增加量少，但光合作用仍进行。丙组产生O2量最多，消耗的CO2量最多，因此，丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低。
9．一种在叶绿体内与光合作用有关的酶，其活性受到pH及镁离子浓度的影响，如图所示。据图分析，试推测与夜晚相比，叶绿体内的pH及镁离子浓度在白天最可能发生下列哪一种变化( )
A．pH不变，镁离子浓度不变
B．pH下降，镁离子浓度下降
C．pH下降，镁离子浓度上升
D．pH上升，镁离子浓度上升
解析：选D。植物在白天光合作用旺盛，说明相关酶的催化活性较高，故pH上升，镁离子浓度上升。
10.冬季，利用温室生产蔬菜时，不利于提高蔬菜作物产量的措施是( )
A．调控昼夜温差
B．阻止空气流通
C．调控温室湿度
D．补充人工光照
解析：选B。光合作用需要CO2参与，阻止空气流通会降低CO2浓度，不利于提高蔬菜作物产量。
11.图甲为叶绿体的结构与功能示意图，图乙为某研究小组研究影响春黑麦产量因素的实验结果。请据图回答下列问题：
(1)叶绿体中的色素存在于图甲的________(用图中标号回答)上，其上发生的能量转化过程是__________________________；分离叶绿体中的色素，常用的试剂是________。
(2)④除来自于外界吸收之外，还可来自于________过程；④吸收减少将直接导致图甲中________(用图中标号回答)物质减少，使光合作用速率明显下降。阴雨天农作物会减产的直接原因是图甲中________物质合成减少。
(3)比较图乙中D、E、F三点，实验自变量是________。D点与E点相比，产量低的主要原因是光合作用过程中________阶段减慢，导致有机物合成减少。C点条件下限制春黑麦增产的主要因素是________。
(4)据图乙可知影响春黑麦产量的因素有________________________。
答案：(1)① 光能→ATP和NADPH中的化学能
层析液
(2)自身的细胞呼吸 ③ NADPH和ATP
(3)光强度 光反应 土壤湿度
(4)光强度、土壤湿度和施肥情况
12.(2015·10月浙江选考)图甲是探究光对黑藻光合作用影响的实验装置，光源位置固定，且光照时间一定，反应室的溶液中含有适量NaHCO3。图乙为黑藻叶绿体中的某生理过程。
请回答：
(1)本实验中黑藻的光合速率可用单位时间的________表示。
(2)若变换图甲中的光源，可改变光的________或________。
(3)图乙所示的生理过程为________循环，该循环从一个________开始，每形成1分子三碳糖磷酸需经过________轮该循环。三碳糖磷酸大部分运至叶绿体外转变成________，供植物细胞利用。
答案：(1)氧气释放量 (2)强度 波长 (3)卡尔文 RuBP 3 蔗糖
(二)
1.光合速率可以用多种指标表示，以下不适合的是( )
A．植物体鲜重增加量
B．植物体干重增加量
C．O2释放量
D．CO2吸收量
解析：选A。表示光合速率有多种指标：如用CO2的吸收量，O2的释放量，植物体干重(主要为有机物)的增加量来表示，但不能用植物体鲜重(主要为水分)增加量表示。
2.右图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点与B点比较，叶肉细胞内的C3、RuBP、ATP和NADPH的含量发生的变化依次是( )
A．升、升、升、升
B．降、降、降、降
C．降、升、升、升
D.升、升、降、降
解析：选C。晴朗夏日的中午，植物叶片由于蒸腾作用加强，气孔关闭，CO2的吸收量减少，导致碳反应减弱，故RuBP会积累而含量上升，C3含量会下降，C3还原消耗的NADPH和ATP也会减少，使光反应产生的NADPH和ATP会因积累而含量上升。
3.如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是( )
A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能
B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C．结构A释放的O2可进入线粒体中
D．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加
解析：选D。结构A为类囊体薄膜，分布有与光反应有关的色素和酶，能把光能转换为ATP中活跃的化学能。从碳反应的过程可以看出，供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2
→C3→甲。光合作用产生的O2可进入线粒体，被细胞呼吸所利用。在光合作用中，CO2首先被RuBP固定形成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。
4.如图所示为研究光强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述中不正确的是( )
A．曲线a～b点，叶绿体中三碳酸分子浓度降低
B．由b迅速变化到d点，叶绿体中RuBP浓度升高
C．曲线b～c点，叶绿体中RuBP浓度几乎不变
D．d点时，限制光合速率的环境因素主要有光强度、CO2浓度和温度等
解析：选D。d点时，光强度已达到饱和点，所以此时限制光合速率的环境因素主要是CO2浓度和温度等。
5.(2016·台州高二检测)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析不正确的是( )
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．实验2～4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
解析：选C。由图示曲线信息可知，实验条件下，随干旱时间的延长叶片的光合速率呈下降趋势；对比图甲、乙可知，叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；由于2～4天光合速率下降早于叶绿素含量下降，因此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；实验条件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，导致CO2吸收减少，使光合速率下降。
6.下图为某植物叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的化学反应，下列有关叙述，不正确的是( )
A．图甲、乙所示的两种生物膜，分别存在于叶绿体和线粒体
B．图乙膜上[H]主要来源于丙酮酸的分解，其反应速率受温度的影响
C．图甲上产生的O2被图乙所在的结构利用，需至少穿过4层生物膜
D．图甲和图乙所示的反应，除了产生图中所示的物质外，还都能产生ATP
解析：选D。图甲所示的是水的光解，不能直接形成ATP。
7.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
解析：选D。无氧条件下植物细胞进行厌氧呼吸产生的酒精对水果细胞有毒害作用，零下低温易引起细胞结冰，二者均不利于水果的保鲜；C6H12O6在细胞溶胶中分解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步分解产生CO2和H2O；在细胞呼吸过程中，化学能转变成热能和ATP中不稳定的化学能，而ATP是物质不是能量；夏季连续阴雨天，限制光合作用的主要因素是光照，适当增加光照能够提高光合速率，夜间适当降低温度可降低呼吸速率，二者结合起来，可提高作物产量。
8.下图为光合作用和细胞呼吸之间的能量、物质转变图解。下列对该图的分析中正确的是( )
A．从能量分析，“光能”最终要变成“供生命活动需要的能量”，其途径为：光能→ATP等中的化学能→三碳糖中的化学能→C6H12O6中的化学能→ATP中的化学能→供生命活动需要的能量
B．从物质分析，光合作用光反应阶段产生的NADPH只来自水，而细胞呼吸产生的NADPH只来自有机物
C．从图中可知，光合作用产生的有机物C6H12O6并不需要穿膜，可直接进入线粒体被分解
D．在整个植株有机物积累为0时，绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物与通过细胞呼吸消耗的有机物是相等的
解析：选A。细胞呼吸第二阶段(柠檬酸循环)中有H2O的参与，产生的NADH中的[H]来自有机物和水，B项错误；C6H12O6不能直接穿膜进入线粒体，经过糖酵解后形成含有3个C的丙酮酸才能进入线粒体参与需氧呼吸第二阶段——柠檬酸循环，C项错误；在整个植株有机物积累为0时，绿色植物的所有含叶绿体的细胞(包括叶肉细胞、茎的皮层细胞等)通过光合作用产生的有机物与整个植株所有的细胞通过细胞呼吸消耗的有机物是相等的，D项错误。
9.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25
℃和30
℃。如图表示该植物在25
℃时光合强度与光强度的关系，其中对M、N、O、P、Q五个点的含义的叙述正确的是( )
A．M点时，植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸，且光合作用强度弱于细胞呼吸强度
B．若将温度提高到30
℃(原光强度和CO2浓度不变)，O点左移
C．若光强度突然由Q变为P，短时间内叶肉细胞中RuBP的含量会增多
D．在Q点，高CO2浓度的曲线中限制光合速率的主要因素不是温度
解析：选D。注意此坐标系的横坐标是光照强度的变化，纵坐标的光合速率可以理解成“CO2的吸收速率”。M点时光强度是0，植物没有光合作用，只有细胞呼吸，A项错误；O点时，植物既不吸收CO2也不释放CO2，光合强度等于呼吸强度，若将温度提高到30
℃，细胞呼吸强度增加，释放CO2增多，M点下移，而光合作用强度要整体下降，曲线整体要向右下方移动，即O点右移，P点向右下方移动，B项错误；光照减弱时，影响到三碳酸分子的还原，三碳酸分子的含量上升，RuBP的含量下降，C项错误；在Q点，高CO2浓度的曲线中限制光合速率的主要因素是光强度，此时的25
℃是光合作用的最适温度，D项正确。
10.如图表示小麦的CO2吸收量与光照强度的关系，下列有关叙述错误的是( )
A．A点时产生ATP的细胞结构是细胞溶胶和线粒体
B．CD段，随着光强度进一步增大，光合净产量不变，则光合作用的限制因素可能是CO2和温度等
C．当缺O2时A点上升；当植株缺Mg时B点左移
D．B点时光合作用强度等于细胞呼吸强度；E点为净光合产量达到最大值(m)所对应的最低光强度
解析：选C。
A点时只有细胞呼吸，产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体，A项正确。C点之后，光合净产量不再随光强度增加而增加，如果加大CO2浓度或升高(或降低)温度，曲线可能还会上升，B项正确。A点的高低反映的是细胞呼吸强弱，影响呼吸强度的主要因素有O2、温度等，在光强度为零，植物只有细胞呼吸时，缺O2会导致呼吸减弱，CO2释放量减少，A点上升。植物缺Mg，叶绿素合成少，植物光合作用能力会下降，则B点右移，C点向右下方移动，C项错误。
11．(2015·浙江1月学考，38)研究小组为探究pH对某种绿藻光合作用的影响，设计了以下实验：将生长旺盛的绿藻等量分成5组，各组藻液pH分别设置为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，然后在光照等适宜且相同的条件下培养，多次测定各组氧气释放量并计算表观光合速率得到下表数据。
设定的pH
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
表观光合速率(O2)[μmol·mg－1·h－1]
＋160
＋195
＋165
＋90
－50
注：表观光合速率是指在光照条件下，一定量的植物在单位时间内释放到外界的O2量；“＋”表示释放，“－”表示吸收。
请回答：
(1)光合作用过程中释放的O2来源于______(填物质名称)，该物质分解时还能产生______。
(2)表观光合速率还可以通过测定CO2的吸收量来表示。CO2吸收后，与RuBP结合形成六碳分子，六碳分子随即分解成______分子，然后被______还原。
(3)实验分组时，每组绿藻的量要相等，其目的是________________。
(4)据表中数据，绘出表观光合速率随pH变化的曲线图。
(5)在上述实验的基础上，若要更精确的测定影响该绿藻表观光合速率的最适pH，应如何设置自变量？
______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)光合作用中释放的O2来自于水的光解，产物包括H＋、e－和O2。(2)碳反应中，CO2与RuBP结合生成六碳分子，随后该六碳分子分解成2个三碳酸分子，三碳酸分子被NADPH还原。(3)本实验研究pH对绿藻光合速率的影响，每组绿藻的数量相等体现了控制无关变量的原则。(4)曲线的绘制应先根据实验数据描点，再连线。(5)从实验结果可以看出，绿藻光合速率的最适pH在6～8之间，可在这个范围内进一步设置pH梯度，从而较为精确的确定最适pH值。
答案：(1)H2O H＋、e－ (2)三碳酸 NADPH
(3)控制无关变量
(4)
(5)在pH为6～8之间设置系列的pH梯度
12.绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。下图甲表示了两者之间的关系，请分析回答：
(1)图甲①～⑤的过程中，既没有消耗氧气，也没有产生氧气的过程是________(写标号)，能使ADP含量增多的过程主要是________(写标号)。
(2)将一盆在阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，X物质含量发生的变化，可用图乙中的______________曲线表示，与此同时在①～⑤的过程中，会明显减弱的过程有________(写标号)。
(3)在农业生产中为了提高农作物的产量，我们可以采用____________(至少答出两点)等方法。在探究环境因素对大棚农作物产量高低的影响时，有的同学认为应该提高环境温度，有的同学认为应该降低环境温度，你认为正确的做法是__________________________。
解析：(1)①过程表示水在光下分解，有氧气产生；X表示C3，②过程表示C3的还原，消耗NADPH和ATP；③过程表示需氧呼吸的第一阶段；④过程表示需氧呼吸的第二阶段；⑤过程表示CO2的固定。所以只有①过程产生氧气，其他过程均不产生氧气，也不消耗氧气。(2)当植物由阳光下迅速移入暗室时，光反应减弱，NADPH和ATP产生量减少，C3的含量由于还原受阻，而CO2的固定正常进行而升高，可用图乙中的A曲线表示。(3)农作物的产量主要取决于有机物的积累量，所以为了提高农作物的产量，主要从提高光合作用强度和降低细胞呼吸强度两方面考虑。
答案：(1)②③④⑤ ② (2)A ①②
(3)适当提高光强度、适当提高温度(增大昼夜温差)、适当增加环境中的二氧化碳浓度(合理即可) 适当增大昼夜温差可以提高大棚农作物的产量第4节
细胞呼吸
一、教材分析
本节内容包括细胞呼吸与糖的氧化、糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链、厌氧呼吸、细胞呼吸是细胞代谢的中心等。本节内容是在学习线粒体、ATP以及初中科学能量的获得的基础上，让学生进一步了解生物体如何通过细胞呼吸的具体过程将糖类等有机物进行分解为生命活动提供能量，在学习了细胞呼吸的过程和类型之后，使学生对细胞的能量代谢过程的认识更加全面完整，知道生物体所需能量的来源与去路，认识到活细胞中物质、能量和信息变化的统一性。通过讨论影响细胞呼吸的因素，为后续光合作用和提高农作物产量等方面知识的学习作铺垫。
二、学情分析
经过初中阶段学习，学生对细胞呼吸的概念、需氧呼吸和厌氧呼吸、呼吸作用、呼吸、呼吸运动以及影响呼吸作用的因素有了初步认识，这部分内容是初中知识的完善和深化。由于细胞呼吸是一系列有控制的氧化还原反应，设计到很复杂的生化反应，学生对这部分知识很难理解。在教学时我们要遵循教学指导意见，对氧化还原反应、糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链、细胞呼吸是细胞代谢的中心等内容不做要求，而对细胞呼吸三个大概阶段的学习，我们采用图文结合法进行学习，首先引导学生结合图3—13阅读教材，然后说出每个阶段反应的场所、过程和结果以及相互之间的联系，最后则以这三个阶段为载体，进一步归纳出能量代谢的全过程、影响细胞呼吸的因素、线粒体的结构与功能相适应以及细胞呼吸与燃烧的区别。
三、教学目标：
1．知识目标：①概述需氧呼吸的概念、反应式、过程。②概述细胞能量代谢的全过程。
2．能力目标：①学会围绕某一主线或某一载体展开某内容的学习，能够从整体的视角去认识事物。②学会综合运用比较、分析、归纳、综合等科学思维方法。
3．情感目标：①举例说明细胞呼吸在实践中的应用，关注细胞呼吸与生产生活的关系。②认同科学对技术、社会的促进作用，树立科学技术是第一生产力的观点。③通过细胞能量代谢的学习，养成健康的生活态度与习惯。
四、重点难点
1．教学重点：细胞呼吸的定义，需氧呼吸的概念、反应式、过程，细胞能量代谢的过程。
2．教学难点：细胞呼吸过程的三个阶段。
通过帮助学生回忆初中知识，让学生说出细胞呼吸的定义，通过学习提纲的指导，引导学生结合图3—13阅读教材，然后说出每个阶段反应的场所、过程和结果以及相互之间的联系，最后则以这三个阶段为载体，进一步归纳出需氧呼吸的概念、反应式、能量代谢的全过程。
五、课前准备
多媒体课件
六、教学过程
教学流程
教师活动
学生活动
教学意图
引入新课第四节细胞呼吸1．细胞呼吸的定义2．细胞呼吸的分类3．需氧呼吸4．小结5．练习6．反思
【创设情景】通过组织教学阶段的师生问候，暗示学生精神抖擞。采访学生早餐或午餐所吃的食物，并说出食物中都有哪些能源物质【提问】食物中的能源物质糖类、脂肪、蛋白质可不可以为我们精神抖擞的学习提供直接的能量？【回答】不可以，ATP才是直接的能源物质。【练习】说出ATP的中文名称、写出ATP和ADP相互转化的反应式、说出ATP在能量代谢中的作用、说出细胞中ATP中含量的多少。【提问】糖类、脂肪、蛋白质中的能量是如何转入ATP中的？【回答】细胞呼吸。【提问】请说出你们在初中所学的细胞呼吸的定义。【小结】生物体内的糖类、脂肪、蛋白质
等有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放能量的过程称为细胞呼吸。【提问】细胞呼吸、呼吸、呼吸运动有什么区别？【小结】细胞呼吸是生物体内的有机物（糖类、脂质、蛋白质等）在细胞内氧化分解，释放能量的过程。呼吸是生物与外界环境之间进行气体交换的过程。呼吸运动是指胸廓有节律地扩大和缩小。【讲述】根据是否需要有氧参与，细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸，需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。【引导】学生结合图3—13阅读教材，然后说出每个阶段反应的场所、过程和结果以及相互之间的联系。【引导】以这三个阶段的内容为载体，请学生进一步归纳出能量代谢的全过程。
【引导】以这三个阶段的内容为载体，请学生进一步归纳出影响细胞呼吸的因素并举例说明。【引导】以这三个阶段的内容为载体，请学生进一步归纳出线粒体的结构与功能相适应的观点。【引导】以这三个阶段的内容为载体，请学生进一步归纳出细胞呼吸与燃烧的区别。【尝试】请学生写出需氧呼吸的反应式和概念。【小结】以主板书为对象，归纳本节课的学习内容，强调细胞呼吸过程与能量代谢的过程，引导得出合理膳食，特别是早餐的重要性。【练习】P83-84课后练习。【反思】鼓励学生谈谈本节课的收获、不明白的地方以及对自己、同伴、老师的表现的评价与建议。
说出早餐或午餐所吃的食物，并说出食物中能源物质糖类、脂肪、蛋白质。学生思考后回答。学生个别回答、板书，相互评价。学生思考后回答。学生思考后回答。学生思考后回答。学生采用图文结合法进行学习，可以采用分组学习，其中三组依次说出三个阶段，最后一组则说出三个阶段的联系。学生进一步归纳出能量代谢的全过程，逐步形成对能量代谢的完整认识。学生回答：温度影响酶的活性进而影响细胞呼吸，氧气作为反应物影响细胞呼吸。学生回答得出需氧呼吸进行的场所，新陈代谢程度不同的细胞内所含线粒体数量不同的结论。学生思考后回答。学生个别回答、板书，相互评价。学生自己说出合理膳食，特别是早餐的重要性学生做练习举一反三并且相互校对。学生代表发言和同桌相互评价。
联系生活实际，引入新课，并为生命健康教育做好铺垫。引出ATP的复习，并为细胞呼吸意义的学习做好铺垫。发挥评价促进学习的作用。引出学生对初中知识的复习。教师通过观察学生的表情、倾听学生的回答，及时了解学生的基础，同时应该不失时机地引导鼓励学生，提高他们的成就感，激发学生的兴趣。利用学生不同的能力特长，多角度学习同一内容，图文结合法是一种比较好的方法。引导学生从整体角度认识事物。使学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策。让学生建立结构与功能相适应的观点，并且鼓励学生及时复习，把前面所学知识融入后续学习。培养学生的比较与归纳能力，并且充分认识到生命活动现象与一般化学反应的区别。由了解过程到写出反应式到说出概念，顺理成章，水到渠成。让学生明白概念的形成过程。对学生进行生命健康教育。重视教材资源的利用。促进学生对知识内化和掌握，提高学生的元认知能力。
七、知识结构或板书设计（略）
八、作业设计（略）第2节
物质出入细胞的方式
内环境中的物质交换跨膜层数计算问题
物质跨膜数量的计算，是试题中经常出现的一种类型题。不少学生在解答此类试题中明显暴露出很多问题。该类试题涉及很多知识的支撑，如相关生理过程及经过的生物膜结构等。解答此类问题应注意：
1物质的运输途径。若氧气或二氧化碳进入通过的途径，常常涉及到生理结构的知识。
2涉及生物膜的问题。单层的有：细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜等；双层的有：线粒体和叶绿体膜、细胞核的膜。其中肺泡壁、毛细血管壁和小肠绒毛壁都是由单层上皮细胞构成的，穿过上皮细胞涉及2层膜结构；无膜的有：核糖体与中心体。
3某些大分子从细胞核中出来，如果核孔，不涉及到穿膜；此外，细胞向外分泌消化酶、抗体，或蛋白类激素的外排作用以及细胞的内吞作用，都可看作是通过0层生物膜。
4
磷脂分子层数=生物膜的数量×2。
5理解至少的含义。在该类试题中常常涉及到“至少”一词，是为了使答案准确和问题简化起见。
6跨膜中涉及到的物质有：氧气、二氧化碳、葡萄糖、大分子物质如蛋白质等。
经典试题回顾：
1
关于气体跨膜运输的问题
【例1】人体组织细胞（如骨骼肌细胞）有氧呼吸时需要的C6
H12
O6
和O2
从外界进入该细胞参与反应，各自至少需要通过多少层生物膜（
）
A
3和4
B
4和5
C
7和9
D
7和11
解析：这个物质跨膜数量问题就比较复杂。先看葡萄糖，机体吸收葡萄糖主要是用于组织细胞的氧化供能；葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管中，形成了血糖。葡萄糖从小肠进入毛细血管经过4层细胞膜后，还要再穿过一层毛细血管壁上皮细胞（2层膜），进入组织液，再穿过1层组织细胞膜，进入组织细胞，共通过7层生物膜。再看氧气，首先要知道肺泡膜也是由单层细胞构成的，其次要知道氧进入血液后，要进入红细胞内与血红蛋白结合并运输；三是氧进入组织细胞后，还要再进入线粒体才能被利用，因为有氧呼吸的第三阶段需要氧，而该阶段是在线粒体基质中完成的。这一复杂的过程可表示为：离开肺泡（2层膜）→进入血管（2层膜）→进入红细胞（1层膜）→运输到组织器官→出红细胞（1层膜）→出血管（2层膜）→进入组织细胞（1层膜）→进入线粒体（2层膜），共计11层生物膜。答案D
【例2】科学家在研究玉米，甘蔗等原产热带地区绿色植物的光合作用时发现，当向这些绿色植物提供14CO2时，光合作用开始后1S内，竟有90%以上的14C
出现在含有四个碳原子的有机酸（用C4表示）中。随着光合作用的进行，C4中的14C
逐渐减少，而C3中的14C
逐渐增多。这说明在这类绿色植物的光合作用中，CO2中的C首先转移到中C4，然后才转移到C3中。科学家将这类植物叫做C4植物。请问空气中的
14CO2进入上述植物叶肉细胞中合成淀粉，则14CO2至少需要穿过的生物膜层数为（
）
A
3
B
5
C
7
D
9
解析：本题考查C4植物的叶片构造。在维管束外有一圈维管束鞘细胞和部分的叶肉细胞。14CO2进入C4植物的叶肉细胞的叶绿体中合成C4化合物后出来，进入到维管束鞘细胞的叶绿体中合成淀粉。涉及到的生物膜层数=叶肉细胞膜（2）+叶肉细胞叶绿体膜（4）+维管束鞘细胞膜（1）+维管束鞘细胞的叶绿体膜（2）=9。答案：D
2
关于非气体跨膜的问题
【例3】细胞中的mRNA分子从产生部位到作用场所需要穿过多少层磷脂双分子层（
）
A
0
B
4
C
5
D
6
解析：m
RNA属于生物大分子，mRNA是从核孔进入细胞质中与核糖体结合来完成翻译的，而原核细胞又无核膜。因此，不管是什么细胞，其中的RNA分子从产生部位到作用场所都不需要穿过生物膜，即通过0层磷脂双分子层。
【例4】葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管，需透过的磷脂分子层数是（）
A
4层
B
6层
C
8层
D
10层
解析：首先要知道小肠粘膜上皮及其周围的毛细血管壁，都是由单层上皮细胞构成的；其次要明白葡萄糖经小肠进入毛细血管需穿过小肠粘膜上皮细胞和毛细血管壁细胞。葡萄糖从小肠进入毛细血管一共要穿过4层细胞膜，而每层细胞膜都是由双层磷脂分子层构成。所以共穿过8层磷脂分子层。答案：C
【例5】经内质网糖基化加工后的蛋白质分泌到细胞外需要经过的膜结构及穿过的膜层数分别为（
）
A
内质网→细胞膜，2层
B内质网→高尔基体→细胞膜，3层
C内质网→高尔基体→线粒体→细胞膜，4层
D内质网→高尔基体→细胞膜，0层
解析：分泌蛋白形成的过程经过的途径为：内质网→高尔基体→细胞膜。即经内质网糖基化加工后的蛋白质先通过内质网出芽形成小泡融合到高尔基体，接着高尔基体再出芽形成形成小泡融合到细胞膜，最后由细胞膜排出细胞外，而分泌蛋白始终没有穿过膜，而是以小泡的形式运输。答案：D第3章
细胞的代谢
第4节
细胞呼吸
[随堂检测]
1.细胞呼吸的实质是( )
A．分解有机物，贮藏能量
B．合成有机物，贮藏能量
C．分解有机物，释放能量
D．合成有机物，释放能量
解析：选C。细胞呼吸的实质是分解有机物的同时释放能量，释放的能量一部分以热能的形式散失，一部分能量转移至ATP中。
2．(2015·10月浙江选考)下列关于人体需氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．电子传递链产生的ATP最多
B．柠檬酸循环中O2与[H]结合生成水
C．与糖酵解有关的酶分布在线粒体的嵴上
D．丙酮酸在细胞溶胶中分解产生二氧化碳
答案：A
3.现有酵母菌甲进行需氧呼吸，酵母菌乙进行发酵，若它们消耗了等量的葡萄糖，则它们放出的二氧化碳与酵母菌吸入的氧气之比为( )
A．1∶2
B．2∶3
C．3∶4
D．4∶3
解析：选D。根据酵母菌进行需氧呼吸和厌氧呼吸的反应式可知，需氧呼吸消耗1分子葡萄糖需吸收6分子氧气和释放6分子二氧化碳，而厌氧呼吸不吸收氧气并释放2分子二氧化碳，所以二氧化碳的总释放量为8分子，氧气的吸收量为6分子，D项正确。
4.某同学画了一个人体内的部分代谢过程示意图，请指出图中产生ATP的途径及一处错误的地方分别是( )
A．①②③④、人体内无③过程
B．①②③④、人体内无②过程
C．①④、人体内无③过程
D．①④、人体内无②过程
解析：选D。厌氧呼吸的第二阶段没有ATP的生成，人体细胞在暂时缺氧条件下可以进行生成乳酸的厌氧呼吸。
5.下图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是( )
①图解中的a、b两物质依次是H2O和O2
②图解中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
③图解中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖
④1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段可产生6分子水
⑤图示过程在有光和无光的条件下都能进行
⑥用18O标记葡萄糖，则产物CO2中会检测到放射性
⑦若葡萄糖进入线粒体，可在酶的作用下生成CO2和H2O
A．①⑤⑥
B．①③⑥⑦
C．②③④⑦
D．②④⑤⑥
答案：A
6．(2013·浙江学考，36,9分)图1是真核生物细胞呼吸的主要物质变化示意图，①～④表示其中的过程。图2、3分别表示O2浓度、温度对植物组织CO2释放速率的影响。
请回答：
(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等________氧化分解成无机物或者小分子有机物，并且________的过程。
(2)图1中，在细胞溶胶中进行的过程是________(填标号)，在线粒体中进行的过程是________(填标号)。图2中O2浓度为a、b时，厌氧呼吸较强的是________(填“a”或“b”)。
(3)人体肌肉细胞厌氧呼吸的终产物是________(用图1中物质名称回答)。肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服________的应急措施。
(4)根据图2和图3可知，在蔬菜保鲜储藏中，应采取______________和______________的措施。
解析：(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物氧化分解成无机物或者小分子有机物，并且释放能量的过程。(2)图1中，在细胞溶胶中进行的过程是①糖酵解、③④厌氧呼吸第二阶段，②丙酮酸的氧化过程在线粒体中进行；图2中O2浓度为a、b时，厌氧呼吸较强的是a，因为随着氧气浓度的增加，需氧呼吸逐渐增强，厌氧呼吸逐渐被抑制。(3)人体肌肉细胞进行产生乳酸的厌氧呼吸；肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服机体暂时缺氧的应急措施。(4)在蔬菜保鲜储藏中，应采取适当降低氧气浓度和温度的措施来降低细胞呼吸强度。
答案：(1)有机物 释放能量 (2)①③④ ② a
(3)乳酸 暂时缺氧 (4)适当降低O2浓度 适当降低温度
[课时作业]
1．(2016·杭州高一期末)对酵母菌进行处理，获得细胞质基质和线粒体。用超声波使线粒体破碎，线粒体内膜可自然反卷成小的膜泡，原来内膜的内侧面位于膜泡的外表面。下列四支试管在适宜温度下不会产生CO2的是( )
A．葡萄糖＋细胞溶胶
B．丙酮酸＋细胞溶胶
C．葡萄糖＋小膜泡
D．丙酮酸＋线粒体基质
解析：选C。葡萄糖＋细胞溶胶，酵母菌在细胞溶胶中通过厌氧呼吸产生CO2；丙酮酸＋细胞溶胶，在厌氧呼吸的第二阶段产生CO2；葡萄糖＋小膜泡，无法进行厌氧呼吸与需氧呼吸的第一阶段和第二阶段，因此不会产生CO2；丙酮酸＋线粒体基质，在线粒体基质内进行需氧呼吸的第二阶段，将丙酮酸转化为CO2。
2.如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞溶胶中发生的是( )
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．①②④
解析：选B。①是需氧呼吸，发生在细胞溶胶和线粒体中。②和③表示两种类型的厌氧呼吸，均发生在细胞溶胶中。④表示ATP的合成，可发生在细胞溶胶中。
3.关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子风干脱水后呼吸强度增强
B．土壤淹水可导致根系发生厌氧呼吸
C．酵母菌在有氧和无氧条件下都能大量繁殖
D．小麦种子萌发过程中需氧呼吸逐渐减弱
解析：选B。种子内自由水减少，细胞呼吸强度会减弱，A项错误；酵母菌在有氧条件下进行需氧呼吸会大量繁殖，在缺氧条件下能进行厌氧呼吸即进行酒精发酵，不会大量繁殖，C项错误；种子萌发过程主要靠需氧呼吸供能，强度会越来越强，D项错误。
4.某兴趣小组在室温下进行了酵母菌厌氧呼吸的探究实验(如右图)。下列分析错误的是( )
A．滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果
B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C．若试管中的水换成冷水，产生气泡速率下降
D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中
解析：选D。酒精发酵过程中，被分解的葡萄糖中化学能大部分以热能形式散失，一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中。
5．(2014·浙江1月学考，28,2分)下列有关需氧呼吸的叙述，错误的是( )
A．在线粒体中葡萄糖被分解为CO2和H2O
B．在柠檬酸循环过程中有少量ATP生成
C．电子传递发生在线粒体内膜上
D．与柠檬酸循环有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中
解析：选A。在线粒体中丙酮酸被分解为CO2和H2O，A错误；柠檬酸循环过程中有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中，有少量ATP生成，电子传递发生在线粒体内膜上，B、C、D正确。
6.向正在进行需氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂，下列说法正确的是( )
A．若a能抑制丙酮酸分解，则酒精的含量增加
B．若b能抑制葡萄糖分解，则丙酮酸含量增加
C．若c能抑制[H]生成水，则O2的消耗量减少
D．若d能抑制ATP形成，则ADP的含量减少
解析：选C。酒精是丙酮酸分解的产物，a抑制丙酮酸分解，若在无氧条件下，酒精的含量会减少，A项错误；b抑制葡萄糖分解，使丙酮酸减少，则ADP的含量增加，因为葡萄糖分解为丙酮酸，B项错误；c抑制[H]氧化成水也就是[H]与O2这个反应被抑制，所以O2的消耗减少，C项正确；
d抑制ATP的形成，使ADP的消耗减少，则ADP的含量增加，因为ATP的形成要消耗ADP
，D项错误。
7．下图表示细胞呼吸的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )
A．1和3都具有双层生物膜
B．1和2所含酶的种类相同
C．2和3都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
解析：选D。需氧呼吸第一阶段是在细胞溶胶中，葡萄糖分解产生丙酮酸、[H]和少量ATP，第二阶段是在线粒体基质中，丙酮酸与水反应产生CO2、[H]和少量ATP，第三阶段是在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]与O2结合产生H2O和大量ATP，据图知甲是丙酮酸，乙是[H]，1是细胞溶胶，2是线粒体基质，3是线粒体内膜，D项正确；1没有膜，3只是一层膜，A项错误；1和2发生的反应不同，所含酶的种类就不同，B项错误；只有3产生大量ATP，C项错误。
8．(2016·湖州高一检测)如图所示，市售的塑料杯装的酸奶，从外观上看，最可能变质的是( )
解析：选C。据图分析，C项塑料杯的盖子上鼓，说明里面的气体过多，最可能已变质，被杂菌污染，因为酸奶中的乳酸菌只能进行厌氧呼吸产生乳酸，没有气体生成，所以选C。
9．(2016·台州高一期末)土豆在空气中贮藏1周，然后在纯N2中贮藏1周，最后又置于空气中贮藏，在实验中测定了释放的CO2，实验结果如图所示。在第三周中多产生和释放的CO2可能来源于( )
A．乙醇
B．丙酮酸
C．乳酸
D．[H]
解析：选C。在第1周中贮存在空气中，土豆只进行需氧呼吸，因此产生的二氧化碳是需氧呼吸释放的；从第2周开始在纯N2中储存，土豆只能进行厌氧呼吸产生乳酸，CO2停止释放；由于乳酸分解不彻底，因此第3周又置于空气中，前一周积累的乳酸也被氧化，所以在第三周多产生和释放的CO2来自乳酸的分解。
10．(2016·杭州高一期末)如图表示某高等植物的非绿色器官的细胞呼吸与氧浓度的关系，下列叙述不正确的是( )
A．氧浓度为a时，是植物种子储存的最佳氧气浓度
B．氧浓度为b时，该器官只进行需氧呼吸
C．如果是人体，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在
D．曲线Ⅲ细胞呼吸发生的场所是线粒体和细胞溶胶
解析：选A。分析题图可知，Ⅰ是厌氧呼吸释放的二氧化碳量，Ⅱ表示细胞总呼吸量，Ⅲ表示需氧呼吸释放的二氧化碳量。二氧化碳释放量最低时，细胞呼吸最弱，消耗的有机物最少，最适于储藏植物种子，而氧气浓度为a时，二氧化碳释放量不是最低，A错误。当氧气浓度为b时，厌氧呼吸完全被抑制，该器官只进行有氧呼吸，B正确；如果是人体，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在，C正确；曲线Ⅲ是需氧呼吸，发生的场所是细胞溶胶和线粒体，D正确。
11．(2016·杭州高二检测)下图是需氧呼吸过程图解，请依据图回答：
(1)依次写出长方框内①②③所代表的物质：________，________，________。
(2)需氧呼吸的主要场所是________，在该场所产生的最终产物是_________。需氧呼吸的反应式可以写成____________________________________。
(3)从图可知，需氧呼吸可分为三个阶段，其中产能最多的是______阶段，场所为______。
(4)如果无氧气供应，酵母菌细胞内C6H12O6的分解产物是________，反应的场所是________。该反应式可以写成__________________________________。
解析：据图解分析，①是第一阶段(糖酵解)的产物：丙酮酸，②是第三阶段(电子传递链)的产物：H2O，③是第二阶段(柠檬酸循环)的产物：CO2。图中[H]代表的是NADH等。需氧呼吸的第二、第三阶段都在线粒体内完成，故线粒体是需氧呼吸的主要场所；需氧呼吸的最终产物有
CO2、H2O、ATP。需氧呼吸的第三阶段(电子传递链)发生在线粒体内膜上，产能最多。酵母菌的厌氧呼吸叫乙醇发酵，发生在酵母菌的细胞溶胶内，产物有CO2、乙醇、ATP。
答案：(1)丙酮酸 H2O CO2
(2)线粒体 CO2、H2O、ATP
C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量
(3)电子传递链 线粒体内膜
(4)二氧化碳和乙醇 细胞溶胶 C6H12O6＋2Pi＋2ADP2C2H5OH＋2CO2＋2ATP
12.(2016·宁波高二检测)下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：
(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是_______________________。
(2)________点的生物学含义是厌氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是________________________。
(3)在原图中绘出厌氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。
(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时需氧呼吸释放的CO2与厌氧呼吸释放的CO2相比________(填“一样多”或“更多”或“更少”)，需氧呼吸消耗的葡萄糖量是厌氧呼吸的________倍。
(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是____________________。你认为氧浓度调节到________点的对应浓度时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题的关键是搞懂几个点的含义：Q点只进行厌氧呼吸，P点之后(含P点)只进行需氧呼吸，R点释放的CO2总量最少，有利于种子、果蔬的储藏。
答案：(1)氧气浓度增加，厌氧呼吸受抑制
(2)P 氧浓度逐渐增大的过程中，厌氧呼吸生成的CO2总量
(3)所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在X轴上的投影点。如图(虚线)所示：
(4)一样多 1/3
(5)降低呼吸强度，减少有机物的消耗 R 此时需氧呼吸强度较低，同时又抑制了厌氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗最少第3章
细胞的代谢
第1节
细胞与能量
[随堂检测]
1．(2015·浙江7月学考)下列物质作为细胞中“能量通货”的是( )
A．ATP
B．DNA
C．油脂
D．蛋白质
解析：选A。ATP在细胞内的含量不高，能快速的合成和分解，属于细胞中的“能量通货”，A正确；油脂属于重要的储能物质，DNA是细胞内的遗传物质，蛋白质是生命活动的物质承担者，B、C、D错误。
2．(2013·江苏学考，2分)下图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，相关叙述正确的是( )
A．过程①不需要酶的催化
B．过程②发生高能磷酸键的断裂
C．过程①不能发生在线粒体中
D．过程②不能发生在叶绿体中
解析：选B。过程①ATP合成，需要ATP合成酶的催化，A错误；过程②ATP水解发生高能磷酸键的断裂，释放出能量，B正确；过程①ATP合成在线粒体中可以发生，C错误；叶绿体基质中碳反应过程需要过程②ATP水解释放的能量，D错误。
3.对“ATP
ADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的一项是( )
A．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．反应向左进行和向右进行所需的酶都是一样的
C．ATP和ADP之间可以时刻转化，处于动态平衡之中
D．绿色植物体内合成ATP所需的能量完全来自光合作用
解析：选C。A项ATP由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成；B项反应向左进行是ATP的合成反应，需要ATP合成酶，反应向右进行是ATP的水解反应，需要ATP水解酶；C项ATP和ADP在细胞内时刻不停地发生相互转化，从而保证了生命活动的顺利进行；D项绿色植物体内合成ATP的能量来源有两个：一是光合作用吸收的光能；二是细胞呼吸分解有机物释放的化学能。
4．如果测得一个高能磷酸键的化学能是8P，那么，一个ATP分子中的磷酸键所含的化学能应该是( )
A．8P
B．16P
C．大于16P小于24P
D．24P
解析：选C。ATP中含有1个普通磷酸键和2个高能磷酸键，所以ATP分子中磷酸键所含的化学能多于2个高能磷酸键的化学能(16P)，小于3个高能磷酸键的化学能(24P)。
5．(2016·台州高一期中)2016年3月19日世界室内田径锦标赛男子60米短跑项目在美国波特兰举行，作为中国选手苏炳添的优势项目，男子60米使他再次创造黄种人历史。下列四项中，哪项能正确表示比赛时其肌细胞中ATP的变化(纵轴表示细胞中的ATP含量，横轴表示时间)( )
解析：选B。比赛时首先要消耗ATP，但体内ATP含量很少，其能量供应有限，所以有减少趋势，利用后可由ADP迅速转化，随着ATP的再生，其含量又会进一步增加，故变化趋势为先降低，后升高，B正确。
6.如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题：
(1)1分子ATP中含有________个高能磷酸键。
(2)图中的a、b分别代表________、________。
(3)在动物肌细胞中，进行②反应时，能量来自_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)进行①反应时能量用于____________，进行②反应时能量用于____________。
解析：ATP合成所需能量来源主要是细胞呼吸和光合作用；图中①表示ATP合成过程，能量来源于细胞呼吸和光合作用，用于形成“高能磷酸键”(确切地说，是形成“远离A的那个高能磷酸键”)；图中②表示ATP水解过程，能量来源于“远离A的那个高能磷酸键”的断裂，用于生物体内各项生命活动，即图中c过程。
答案：(1)2 (2)细胞呼吸 光合作用 (3)远离A的那个高能磷酸键的断裂
(4)形成高能磷酸键 各项生命活动
[课时作业]
1.下列关于吸能反应和放能反应的叙述，正确的是( )
A．ATP是吸能反应与放能反应的纽带
B．光合作用是植物细胞中唯一的吸能反应
C．细胞呼吸是吸能反应
D．吸能反应和放能反应完全独立
解析：选A。植物细胞内ATP的合成以及有机物的合成反应等都属于吸能反应；细胞呼吸是分解反应属于放能反应；吸能反应所利用的ATP来自放能反应，ATP是联系二者的纽带。
2.当条件满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP分子及其中所含的高能磷酸键有( )
A．20个，40个
B．20个，30个
C．40个，60个
D．40个，40个
解析：选A。每个ATP中有1个腺苷和3个磷酸，所以20个腺苷和60个磷酸最多可以组成20个ATP；每个ATP中有2个高能磷酸键，所以20个ATP共有40个高能磷酸键。
3.人体内能生成ATP的细胞器是( )
A．内质网
B．线粒体
C．核糖体
D．高尔基体
解析：选B。线粒体内发生的有机物的氧化分解释放的能量(即放能反应)会被ADP捕获生成ATP，而另外3个细胞器进行的生理活动都是消耗ATP的吸能反应。
4．ATP形成ADP时最先断裂的是( )
A．腺苷与磷酸的结合键
B．两个高能磷酸键
C．靠近腺苷的那个高能磷酸键
D．远离腺苷的那个高能磷酸键
解析：选D。ATP分解为ADP的过程中，最先断裂的是远离腺苷的那个高能磷酸键。
5.下列有关ATP的说法，正确的是( )
A．ADP转化为ATP需要磷酸基团、酶、腺苷、能量
B．人体细胞内储存大量的ATP
C．线粒体是蓝细菌产生ATP的主要场所
D．ATP中含有C、H、O、N、P五种元素
解析：选D。ADP转化为ATP的条件有磷酸基团、酶、能量，A项错误；细胞内ATP的含量并不高，但转化得快，B项错误；蓝细菌属于原核细胞，没有线粒体，产生ATP的场所是质膜，C项错误。
6.下列生理过程不会导致细胞中ADP含量相对增加的是( )
A．核糖体上合成血红蛋白
B．有机物的氧化分解
C．鞭毛的摆动
D．神经冲动在中枢传导
解析：选B。ATP水解的过程会导致ADP含量增加，B选项中有机物的氧化分解是一个放能反应，是合成ATP的过程，导致ADP含量下降；其余选项都是利用ATP的过程，
会导致ADP含量增加。
7.如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是( )
A．图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C．吸能反应与ATP合成相联系，放能反应与ATP水解相联系
D．酶1、酶2是不一样的酶，但它们的合成场所都是核糖体
解析：选C。ATP水解释放的能量供给吸能反应，ATP合成所需要的能量来自太阳能或放能反应所释放的能量。
8.对于“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述，不正确的是( )
A．肌肉收缩时，将导致细胞内的ADP含量相对减少
B．该过程保证了生命活动的顺利进行
C．ATP和ADP的相互转化过程中能量是不可逆的，但物质是可以循环使用的
D．该反应无休止地在活细胞中进行
解析：选A。肌肉收缩时所需能量来自ATP水解释放的能量，因此细胞中ADP的相对含量不会减少。
9．下列有关能量“通货”——ATP的说法，正确的是( )
A．ATP失去两个磷酸基团后，可参与DNA分子的合成
B．生物体内的生化反应均需ATP作能源驱动
C．动物体内同化作用消耗的ATP少于异化作用生成的ATP
D．冬眠的动物在冬季来临之前需储存一定量的ATP，用以抵抗低温对身体的伤害
解析：选C。ATP失去两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸，可参与RNA的合成。生物体内有些放能的生化反应不需要ATP。动物同化作用所消耗的能量是靠细胞呼吸提供的，即同化作用所消耗的ATP仅仅是细胞呼吸所合成的ATP中的一部分。ATP不能在体内大量储存，而是通过加速与ADP的转化来满足能量需要的。
10．某书法家脑溢血后导致右侧肢体偏瘫，为尽快改善患者的新陈代谢，尽快恢复其右手书写能力，在治疗时可用下列哪种方法辅助治疗( )
A．静脉滴注葡萄糖溶液
B．口服钙片
C．服用多种维生素液
D．肌肉注射ATP制剂
解析：选D。ATP是人体生命活动的直接能源物质。在生活中，常作为一种药品，有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用，常用于辅助治疗肌肉萎缩、心肌炎等疾病。
11.在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，其分子结构式如下图：
(1)1个ATP含有________个高能磷酸键。
(2)ATP之所以称为“能量通货”，主要是因为ATP是( )
A．主要的能源物质
B．高能化合物
C．直接能源物质
D．能量贮备物质
(3)人的骨骼肌细胞中ATP含量仅能满足剧烈运动时三秒钟以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中，骨骼肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如下图所示，请据图回答：
①a→b的变化过程说明ATP被水解，此过程释放的能量用于______________________。
②b→c过程中ATP含量增加说明________加强，释放更多________供ADP形成ATP，以补充细胞中ATP含量的不足。
③从整条曲线来看，骨骼肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明____________________。
解析：ATP水解释放的能量可以用于各项生命活动，是一切生命活动所需能量的直接来源。对于人体来说，ATP的产生主要是通过细胞呼吸来实现的，细胞呼吸的强弱直接影响ATP的产生量。生物体所有细胞中ATP的消耗与产生是同时进行的，保持着动态平衡。
答案：(1)2 (2)C (3)①肌肉收缩等生命活动
②细胞呼吸 能量 ③ATP的水解和生成是同时进行的
12．分析ATP与ADP相互转化的示意图(如图所示)，回答下列问题：
(1)图中Pi代表无机磷酸，则B为________，C为________。
(2)E不是物质，E1的来源是_______________，E2的来源是______________。
(3)人体肌肉细胞的收缩与图中________过程有关。
解析：(1)在ATP和ADP的相互转化过程中，ATP水解产生Pi，合成则需要Pi，通过分析示意图可判断出B为ATP，C为ADP。(2)光能或生物化学反应释放的能量可用于形成ATP。ATP水解时，其末端的高能磷酸键断裂释放能量。(3)肌肉收缩是耗能过程，由ATP直接供能，与图中B→C这一过程有关。
答案：(1)ATP ADP
(2)光能或生物化学反应释放的能量 ATP中高能磷酸键断裂释放出的能量
(3)B→C第3节
酶
一、教学目标：
1、简述酶的概念
2、描述酶的发现过程，认同像酶发现过程那样，科学是不断的观察、实验、探索和争论中前进的观点。
3、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性，感受生命活动的复杂性。
4、举例说明酶的专一性和高效性，逐步形成运用所学知识解释日常生活中实际问题的能力。
5、分析酶的催化作用受许多因素的影响。
二、重点难点
1．教学重点：酶的概念、本质、作用和特性。
三、教学方法：讨论
探究实验
四、教学准备：多媒体课件
五、教学过程
教学流程
教师活动
学生活动
教学意图
引入新课第三节
酶一、酶的发现质二、酶的本质三、酶催化的机理四、酶的特性1、高效性2、专一性
【创设情景】森林大火，熊熊燃烧，实际上是树木中的糖来等有机物被氧化的过程。而我们人体中的细胞也时时刻刻在发生着有机物的氧化过程，两者的区别是什么？【提问】酶是怎么被发现的？酶的本质是什么？让我们一起来体验一下科学家的经典实验。【实验探究】1.
1773年意大利斯帕兰札尼实验，其巧妙之处在哪里？这个实验说明了什么？2、1857年，法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，与酵母菌的活动无关。两种观点争论不下。1897年，德国的毕希纳把酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出气泡。糖液居然变成了酒。这个实验说明了什么？3.
20世纪30年代,科学家们相继提出多种酶的蛋白质结晶(如:脲酶，美国科学家萨母纳尔从刀豆种子中提取出来的),这一事实说明了什么 4.
20世纪80年代,科学家发现一些RNA分子也有催化能力,这一事实说明什么 【提问】酶的本质是什么？【提问】酶是怎样催化细胞中的化学反应呢？举例：2个氨基酸——二肽【提问】底物是什么？引出钥匙学说1948年，德国有机化学家Fisher提出锁钥学说（lock
and
key
mond）。他认为：底物结构必须与酶活性部位的结构非常互补，就像锁与钥匙一样，才能紧密结合。该学说的要点是：酶分子本身的结构不是固定不变的，酶活性中心的结构具有柔性，当酶与其底物结合时，酶受底物的诱导，其构象发生改变，从而引起催化部位有关基团的空间位置发生改变，结果酶的催化基团与底物敏感键正确契合，形成酶-底物复合物。近年来大量的实验证明了此学说。【提问】解释二肽的形成过程？【提问】酶是一类有机催化剂，与无机催化剂相比，具有什么特性呢？【演示实验】结论：酶具有高效性。结论：上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解，蔗糖酶只能催化蔗糖水解。酶的专一性:每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
答：森林大火是在高温的条件下发生的；而人体细胞中的氧化反应却在温和条件下，37度。说明人体细胞中有酶的作用下进行下。学生思考、回答：
巧妙之处：把肉放在小笼内，避免发生物理消化；本实验说明胃中发生化学性消化
说明酒精发酵是酵母中的某种物质，而不是酵母细胞本身。酶是蛋白质。极少数酶是RNA，称为核酶。酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。答：2个氨基酸
酶与两个氨基酸结合，形成酶-底物复合物，然后复合物发生一定的形状变化，形成二肽，并从复合物上脱落，同时酶又恢复原状。
提高学生查找资料的能力。课堂的引入是由学生自己完成的，教师仅起到组织者和引导者的作用，体现学生在学习中的主体地位，激发学生的学习兴趣。培养学生动手能力和协作学习的态度。及时纠正错误，加深印象。步步设疑，层层深入，启发学生带着问题去思考、去观察。
七、板书：
八、作业设计第3节
酶
一、单选题：
1、下列有关酶的叙述，正确的是
（
）
A．人的血浆PH偏碱，故人体的各种酶在碱性环境中活性最大
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丙酮酸分解的酶
D．叶绿体中没有作用于DNA的解旋酶
2、水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质
A．在4°C条件下易变性
B．只含有C、H
C．也能催化淀粉合成
D．含有羧基
3、下列有关酶的叙述正确的结论有：
①产生酶的细胞都有分泌功能
②部分从食物中获得，部分在体内转化
③酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸
④酶是生物催化剂
⑤生长激素与呼吸酶可来自于同一个细胞 ⑥能降低化学反应的活化能
A．3个
B．4个
C．5个
D．6个
4、在生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下四种酶的作用部位分别是 （
）
（1）解旋酶
（2）肠肽酶
（3）ATP水解酶
A．氢键、肽键、高能磷酸键
B．氢键、羧基、腺苷
C．肽键、氨基酸、磷酸基团
D．脱氧核苷酸、多肽、ADP
5、右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述不正确的是
（
）
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性不变
B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t1时，比在t2条件下更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
6、下图表示某酶促反应反应物剩余量随pH及温度的变化曲线，下列叙述不正确的是
A．该酶的最适温度是35℃
B．随着pH的升高，酶的活性先降低后增大
C．随着温度的升高，酶的最适pH不变
D．酶的活性受温度和pH影响
7、下列关于影响酶活性的因素表示正确的是
（
）
答案：B
8、线粒体中不含的酶是
A．ATP
合成酶
B．核酸合成酶
C．丙酮酸氧化酶
D．乳酸氧化酶
9、下列关于酶的叙述中，正确的是
（
）
A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只在人体内环境中起作用
B．酶的形成都要经过核糖体的合成，内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C．与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中
D．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性
10、甲、乙两支试管，分别注入3
mL浆糊，甲试管注入1～2
mL新鲜的小麦淀粉酶滤液，乙试管注入l～2
mL清水，振荡后在00C放置5分钟后，分别滴入碘液，结果
(
)
A．甲、乙都变蓝
B．甲、乙都不变蓝
C．甲变蓝、乙不变蓝
D．甲不变蓝．乙变蓝
11、为了认识酶作用的特性。以3％过氧化氢溶液为反应底物的一组实验如下表所示。通过分析实验结果能够得出相应的结论。从表中不可以得到的实验结论是(
)
实验方法
观察结果
①常温下自然分解②常温下加入Fe3+③常温下加入鲜肝研磨液④加入煮沸后冷却的动物肝脏研磨液
氧气泡少而小氧气泡稍多而小氧气泡极多而大氧气泡少而小
A．从催化反应条件看，酶有温和
B．从催化活性看，酶变性后就失活
C．从催化反应效率看，酶有高效
D．从催化底物范围看，酶有专一性
二、非选择题
1、回答下列关于酶的几个问题：
（1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其合成的场所是__________，原料是
________________________________________________。
（2）温度过高或0℃左右的低温都影响酶的活性，其影响的本质不同。请说明
___________________________________________________________________________。
（3）图一表示人体某种酶作用于一定量的适宜物质（底物），温度、pH保持在最适值，生成物量与反应时间的关系。在140分钟后，曲线变成水平，这是因为
。若其他条件不变，将该酶的浓度增加一倍，请在原图上画出生成物量变化的曲线。
（4）图二表示该酶促反应速度与底物浓度的关系。若酶量增加一倍，曲线应如何变化？请在图中画出。
（5）图三可以表示人体
在37℃条件下酶促反应速度与pH的关系
A．唾液淀粉酶
B．胃蛋白酶
C．胰脂肪酶
D．呼吸氧化酶
（1）细胞核和核糖体，核糖核苷酸和氨基酸
（2）温度过高使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，而低温使酶活性降低，但空间结构保持稳定。
（3）底物量一定，底物已经被消耗尽
见图一
（4）见图二
（5）B
2、蛋白质是一切生命活动的体现者。对于生物体而言，蛋白质的“生老病死”至关重要。2004年诺贝尔化学奖得主研究发现：一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中起重要作用。泛素激活酶E1将泛素分子激活，然后由E1将泛素分子交给泛素结合酶E2，最后在泛素连接酶E3的指引下将泛素转移到靶蛋白上。这一过程不断重复，靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白很快被送往细胞内一种称为蛋白质酶体的结构中进行降解。整个过程可表示如下图解，请分析回答：
（1）蛋白质在生物体内具有多种重要功能。依上述材料可推测出蛋白质的一项具体功能是_______________。
（2）泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自_______________物质。
（3）蛋白酶体所含的酶最可能是_______________。
（4）细胞内E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作用不同，从分子水平上分析，其原因是_______________。
（5）下列过程属于蛋白质降解的是_______________。
A．食物中蛋白质经人体消化
B．人体自身蛋白质的分解
C．氨基转换作用 D．脱氨基作用
（1）催化作用
（2）糖类
（3）蛋白酶（或蛋白质降解酶）
（4）它们虽都是蛋白质，但其分子结构不同
（5）AB第1节
细胞与能量
1、ATP是细胞内的能量物质，医疗上用ATP注射液可治疗心肌炎。若人体静脉滴注ATP药物，ATP到达心肌细胞内最少要穿过多少层细胞膜
A．1层
B．2层
C．3层
D．4层
2、下表表示人体肌细胞受刺激后，细胞内钙含量和肌肉收缩力量随时间的变化关系。
时间（ms）
0
30
60
90
120
150
180
钙含量（mmol/ml）
0
7.8
2.2
0.5
0
0
0
肌肉力量（N）
0
2.0
5
3.5
2.1
0.5
0
表中数据可以说明
A．细胞内钙浓度越高肌肉收缩力量越大
B．肌肉收缩力量随时间不断增强
C．钙离子进入肌细胞的方式是主动运输
D．肌肉在达到最大收缩力前钙离子释放
3、下列关丁ATP、ADP的说法中不正确的是
（
）
A．ATP是生命活动的直接能源物质
B．叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体膜运动，ATP则是向相反方向运动
C．动物有氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要氧气参与
D．ATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，P代表磷酸基团
4、若将某种兼性厌氧菌接种到碳水化合物培养基上，先在有氧条件下，然后转到无氧条件下培养。一段时间后，菌体产生的物质变化如图所示，请分析回答，在15
min时，有关ATP的描述哪一项是正确的
A．ATP的浓度开始下降
B．ATP产生的速率开始下降
C．ATP的消耗开始增加
D．ATP分子开始分解为ADP和无机盐
5、下列生理过程中，ADP含量会增加的是（
）
A．胃蛋白酶的分泌
B．丙酮酸形成乳酸
C．叶绿素吸收光能
D．质壁分离与复原
6、反应式ADP+Pi+能量ATP是在所有生活细胞中均发生的反应，下列与反应式中“能量”相关叙述正确的是
A．向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程
B．向右反应需要的能量可以来自乳酸的氧化分解
C．向左反应产生的能量可以用于叶绿体中H2O的分解或CO2的固定
D．向左反应产生的能量可以用于人体肺泡内的气体交换过程
7、下列关于细胞内合成ATP的叙述，不正确的是
A．细胞质基质中ATP的形成与氧气无关
B．线粒体和叶绿体都能产生ATP，但最初的能量来源不同
C．在叶绿体中合成ATP需要光
D．在线粒体中合成ATP所需要的能量都是来自[H]和氧气结合时释放的
8、下列关于ATP的说法中，正确的是
(
)
A．参与形成ATP的矿质元素有C、N、P
B．ATP中的A表示腺嘌呤
C．植物根尖细胞中能形成ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
D．在叶绿体中ATP由类囊体向基质运动
9、以下关于ATP的叙述中，正确的是
（
）
A．组成ATP的元素有C、H、O、N、P、S
B．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，因而不能产生ATP
C．原核细胞中ATP只能依靠无氧呼吸产
D．细胞中ATP与ADP总处于动态平衡中
10、下列生理过程中，不需要消耗ATP的是
①
暗反应
②
小肠吸收氨基酸
③
蒸腾作用
④
肌肉收缩
⑤
肺泡内气体交换
⑥
有丝分裂
⑦
植物的根吸收离子
A．①②③
B．④⑤⑥
C．⑤⑦
D．③⑤
二、非选择题：
11、为探究ATP的生理作用，科学工作者做了如下实验：
步骤一；剪下长约1cm．宽约0．5cm的一小条新鲜的蛙腓肠肌，放在盛有质量浓度为0．65g/dL的氯化钠溶液（浓度与蛙细胞外液的浓度相当）的培养血中。
步骤二：在载玻片的中央滴2滴质量浓度为0．65g/dL的氯化钠溶液，用玻璃分针挑取该腓肠肌，放在载玻片上的氯化钠溶液中，并且使肌肉呈直线状。
步骤三：将载玻片放在坐标纸上，测量并记录肌肉的长度。用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉疲劳不能收缩为止。
步骤四：向刚丧失收缩功能的肌肉上滴1滴某种溶液，用铜锌叉刺激肌肉2－3次，测量并记录其长度。测量结果，肌肉长度不变。
步骤五：用吸水纸吸去肌肉上的溶液，再向肌肉上滴1滴另一种溶液，用铜锌叉刺激肌肉2－3次，测量并记录其长度。测量结果，肌肉长度变短。
请分析回答：
（1）步骤二中，滴加氯化钠溶液的目的是
。
（2）步骤三中，用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉不能收缩为止，是为了
。
（3）步骤四．步骤五中所滴加的溶液，分别是ATP溶液和葡萄糖溶液中的哪一种？
。如果将步骤四．步骤五中使用的溶液对调，则会影响实验结果，因为
。
（4）实验结论是
。
（1）使肌肉保持正常的生理状态（2分）
（2）耗尽肌肉内的ATP（2分）
（3）步骤四用葡萄糖溶液，步骤五用ATP溶液（2分）
ATP未消耗完毕，不能确定哪种物质使疲劳肌肉恢复收缩能力（或：不能确定哪种物质为肌肉收缩所需能量的直接来源）（2分）
（4）ATP能使疲劳肌肉恢复收缩能力（而葡萄糖不能使疲劳肌肉恢复收缩能力）或：
ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源（而葡萄糖不是肌肉收缩所需能量的直接来源）（2分）
12、根据反应式ATPADP+Pi+能量，回答下列问题：
（1）ATP作为生物体生命活动的
，其分子结构简式为
，在①过程中，是由于
键断裂而释放出能量。
（2）在绿色植物体内与②相应的生理活动是在细胞内的
和
中进行。
（3）下列有关该反应的几种说法，不正确的是
A．完成①过程中所释放的能量可用于②过程
B．在人体内完成②过程所需能量主要来自呼吸作用
C．光合色素吸收的光能和有机物氧化分解所释放的能量均可用于②过程
D．完成①过程释放的能量可用主动运输
（1）直接能源
A—P～P～P
远离A的那个高能磷酸键
（2）叶绿体
线粒体
（3）A第2节
物质出入细胞的方式
一、选择题：
1、在哺乳动物体内，葡萄糖进出红细胞彩的跨膜运输方式为（
）。
A.
自由扩散B.
协助扩散
C.
被动运输D.
主动运输
2、将水稻培养在含有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这是因为水稻根的细胞膜（
）。
A.
吸附硅的能力强，吸附钙的能力弱
B.
运载硅的载体多，运载钙的载体少
C.
吸收硅的方式是自由扩散，吸收钙的方式是主动运输
D.
吸收硅不需要能量，吸收钙需要能量
3、植物根毛细胞吸收矿质元素的主要方式是（
）。
A.
渗透作用B.
自由扩散
C.
主动运输D.
吸胀作用
4、2002年我国首次发现了一种“穿肠蛋白质”（可被肠道直接吸收），为许多药物的利用提供了一条新途径。“穿肠蛋白质”被肠道吸收的方式是
①自由扩散
②协助扩散
③主动运输
④其他方式
A.①②③
B.③
C.④
D.②③
5、自由扩散与主动运输的区别包括（
）。
①运输方向
②载体
③能量
A.①②
B.②③
C.①③
D.①②③
6、实验表明，K+不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少量的缬氨霉素（含12个氨基酸的脂溶性抗生素）时，K+则可以通过膜从高浓度移向低浓度处，这种物质通过膜的方式是（
）
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞作用
7、下列物质进出细胞的过程与线粒体密切相关的是（
）。
①酒精被胃黏膜吸收
②细胞与内环境进行气体交换
③肾小管壁上皮细胞吸收原尿中的Na+
④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸
Ａ.①②
B.③④
Ｃ.②③④
Ｄ.①②③④
8、海带细胞中的碘比海水中的高许多倍，但仍可以从海水中吸收碘，这说明海带细胞吸收碘具有（
）。
Ａ.选择性
B.独立性
Ｃ.专一性
Ｄ.高效性
9、吞噬细胞具有识别功能是因为（
）
A.
细胞膜具有一定的流动性
B.
细胞膜表面具有糖蛋白
C.
细胞内产生蛋白质
D.
细胞膜内有磷脂双分子层
10、细胞膜具有流动性，是指（
）
A.
整个细胞膜具有流动性
B.
细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C.
细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性
D.
细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性
11、将两种海绵动物的细胞分散成单个的细胞，再进行混合培养，发现只有同种的细胞才能结合，其原因是（
）。
A.
两种海绵细胞表面糖蛋白的成分不同
B.
两种海绵细胞的脂质成分不同
C.
两种海绵细胞的细胞膜上的蛋白质种类不同
D.
两种海绵细胞的细胞膜上上的蛋白质空间结构不同
二、非选择题：
1、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
（1）A代表
分子；B代表
；D代表
。
（2）细胞膜从功能上来说，它是一层
膜。
（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有
。
（4）在a－e的五种过程中，代表被动转运的是
。
（5）可能代表氧气转运过程的是图中编号
；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号
。
1、（1）蛋白质
磷脂双分子层
多糖
(2)选择透过性
(3)流动性
(4)b、c、d
(5)b
a
2、对法囊藻的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水的成分很不相同，下图中阴影部分代表法囊藻的离子浓度。请回答下面的问题：
（1）K+和Cl-在细胞内含量高，而Ca2+和Mg2+在细胞内含量较低。这一事实表明细胞对矿质元素离子的吸收具有
；
（2）K+和Cl-进入细胞的运转方向是
，这种吸收方式需要的两个基本条件是
和
；
（3）细胞吸收K+和Cl-的方式，对活细胞生命活动的意义是
，这种吸收方式的实现，必须依赖的生理活动是
；
（4）法囊藻细胞吸收的各种离子数量与海水中相应离子的数量不成正比例，这与法囊藻细胞膜上的
有关；
（5）在人工生态环境下培养实验得知，法囊藻对矿质元素离子的吸收活动，使周围溶液的pH有减少的趋势，对此现象的正确解释是
。
答案：
（1）选择性
（2）逆浓度梯度由海水向细胞中运输 需要载体 需要消耗能量
（3）能保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质 呼吸作用
（4）运载各种离子的载体数量
（5）由于细胞对离子的选择性吸收，使周围环境溶液中的离子浓度发生改变而导致H+浓度增高 3.5光合作用
一、选择题（共12小题）
1．下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法不正确的是( )
A．1、3和4过程产生的[H]都能与氧气结合产生水
B．绝大多数生物体都能进行的过程是3
C．能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5
D．2过程需多种酶参与，且需ATP供能
解析：选A。据图可知，1是光反应阶段，2是碳反应阶段，3是糖酵解阶段，4是柠檬酸循环阶段，5是电子传递链阶段。光反应阶段产生的[H]是NADPH，用于碳反应阶段还原三碳酸分子，而需氧呼吸中的[H]是NADH，用于跟O2结合生成水。
2．根据下面光合作用图解，判断下列说法不正确的是( )
A．⑥过程发生于叶绿体基质中
B．⑤过程发生于叶绿体类囊体膜上
C．图示①～④依次为NADPH、ATP、CO2、三碳糖
D．图中②不仅用于还原C3(三碳酸分子)，还可用于矿质离子吸收等
解析：选D。据图可知，①是NADPH，②是ATP，③是CO2，④是三碳糖，⑤是光反应阶段，⑥是碳反应阶段。光反应阶段产生的ATP只为碳反应阶段中C3(三碳酸分子)的还原过程供能，不能为细胞其他生命活动供能。
3．(2014·杭州高二月考)下图为某成熟森林生态系统的植物叶面积指数与光合作用生产有机物的总量、干物质量和呼吸量的关系示意图。(图中叶面积指数是指单位地表面积上植物叶片的总面积数量。该数值越大，表示叶片交错覆盖的程度越大)。判断a、b、c三条曲线依次代表的三种物质量及为保持林木最大的生产量应采取的措施分别是( )
物质的量：①干物质量
②有机物的总量
③呼吸量
生产措施：④禁止砍伐林木
⑤适量砍伐林木，使林木保持合适的密度
A．②①③、⑤
B．①③②、④
C．①②③、⑤
D．②①③、④
解析：选A。植物光合作用强度可以用“有机物总量”来表示，植物净光合作用强度可以用“干物质量”来表示，植物呼吸作用强度可以用“呼吸量”来表示，三者的关系是：有机物总量＝干物质量＋呼吸量，即a＝b＋c。
4．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A．图乙中的b点对应图甲中的B点
B．图甲中的F点对应图乙中的g点
C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
解析：选B。分析曲线时一定要注意横纵坐标的含义。甲曲线的横坐标是时间的推移(一昼夜24小时)，纵坐标是玻璃罩内CO2浓度的变化(由植物光合作用和细胞呼吸引起的)，曲线的含义是：玻璃罩内CO2的浓度在一昼夜内随时间的变化情况；而乙曲线所示的是：植物一昼夜内吸收或放出CO2的量随时间变化的情况。甲乙两曲线各点对应情况是：A对应a，凌晨0点，只有呼吸，植物释放CO2；B对应b点(A项正确)，植物释放CO2减少的原因是夜间低温影响呼吸强度；C点对应d点，玻璃罩内的CO2浓度最高(C项正确)，此时植物既不吸收CO2也不释放CO2，即光合强度等于呼吸强度，植物在乙图c点(甲图C点之前)已经开始进行光合作用；f点CO2吸收速率有所下降，是由于中午光照过强，导致气孔关闭，吸收CO2减少；F点对应h点(B项错误)，光合强度等于呼吸强度，其后某时刻光合作用消失。一昼夜后，玻璃罩内CO2浓度下降(G点低于A点)，减少的CO2量＝植物白天光合作用吸收的CO2量—植物一昼夜呼吸放出的CO2量，故植物积累的有机物含量上升。
5．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25
℃和30
℃。如图表示该植物在25
℃时光合强度与光照强度的关系，其中对M、N、O、P、Q五个点的含义的叙述正确的是( )
A．M点时，植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸，且光合作用强度弱于细胞呼吸强度
B．若将温度提高到30
℃(原光照强度和CO2浓度不变)，O点左移
C．若光照强度突然由Q变为P，短时间内叶肉细胞中RuBP的含量会增多
D．在Q点，高CO2浓度的曲线中限制光合速率的主要因素不是温度
解析：选D。注意此坐标系的横坐标是光照强度的变化，纵坐标的光合速率可以理解成“CO2的吸收速率”。M点时光照强度是0，植物没有光合作用，只有细胞呼吸，A项错误；O点时，植物既不吸收CO2也不释放CO2，光合强度等于呼吸强度，若将温度提高到30
℃，细胞呼吸强度增加，释放CO2增多，M点下移，而光合作用强度要整体下降，曲线整体要向右下方移动，即O点右移，P点向右下方移动，B项错误；光照减弱时，影响到三碳酸的还原，三碳酸的含量上升，RuBP的含量下降，C项错误；在Q点，高CO2浓度的曲线中限制光合速率的主要因素是光照强度，此时的25
℃是光合作用的最适温度，D项正确。
6．(2012·瑞安高二质检)实验室里有三种植物细胞，分别取自植物的三种营养器官。在适宜的光照、温度条件下，测得甲细胞只释放CO2而不释放O2，乙细胞只释放O2而不释放CO2，丙细胞既不释放O2也不释放CO2。以下叙述中不正确的是( )
A．乙不可能取自于根
B．甲不可能取自于叶
C．丙可能是死细胞
D．甲可能取自于茎
解析：选B。要注意三种细胞是“在适宜的光照、温度条件下”进行观察的。甲细胞：只释放CO2而不释放O2，说明它是不含叶绿体的细胞，只进行细胞呼吸(茎中只有皮层细胞才含有叶绿体)；乙细胞：光合作用强度大于细胞呼吸强度，释放O2，说明它含有叶绿体；丙细胞：在适宜的条件下，既不释放O2也不释放CO2，只能说明它是死细胞。
7．如图为一种常见的坐标曲线图。该图示能够表示的生物学含义是( )
A．萌发的种子中水含量随时间变化的情况
B．细胞代谢中反应速率随底物浓度变化的情况
C．某植物光合作用速率随光照强度变化的情况
D．人红细胞中K＋吸收量随O2浓度变化的情况
解析：选A。B、C选项均错在起点上，底物为0不可能有反应速率，光照为0不可能有光合速率；人体红细胞线粒体退化，只能进行厌氧呼吸，其各项生命活动所需ATP全部来自厌氧呼吸，与O2浓度无关。
8．(2014·东阳高二阶段性检测)叶绿体类囊体膜上发生的物质变化且伴随吸能反应的正确的一组是( )
①ATP→ADP＋Pi
②NADP＋＋2e－＋H＋→NADPH
③ADP＋Pi→ATP
④CO2＋H2O→C6H12O6＋H2O
A．①④
B．②③
C．①②③
D．①③④
解析：选B。光反应阶段生成的NADPH和ATP内都存在化学能。
9．在严寒的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要调节好温室的光照、温度、气体浓度和湿度，以提高产量。下列措施及方法正确的是( )
①冬季温室内温度尽量维持恒定，有利于有机物的积累
②适当地增加光照，以补充冬季阳光的不足
③尽量增加空气湿度，以降低植物的蒸腾作用
④向温室内定期施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度
⑤向温室内定期施放氧气，以降低呼吸作用强度
A．②④
B．①②④
C．②③⑤
D．②③④
解析：选A。温室的最大优势首先在于通过调控温度实现保温，白天光照强时适当升温有利于光合作用，加强有机物的制造，换句话说就是加大昼夜温差，夜间低温使植物呼吸作用减弱，减少有机物的分解，这样植物一昼夜的有机物积累量会增多；其次，因为温室是封闭的，光合作用的原料——CO2和H2O的供应也是可以调控的；再就是，如果光照不是很强，可以利用人工光源增加光照强度。
10．在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定不同光照强度下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量，结果如下表。分析表中数据，不正确的推论是( )
光照强度(klx)
1.0
3.0
5.0
7.0
8.0
10.0
CO2变化量(mg/100cm2·h)
＋2.0
－2.0
－6.0
－10.0
－12.0
－12.0
A．光照强度为1
klx时，光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B．光照强度为2
klx时，该植物净光合作用速率为0
C．光照强度由5
klx增强为7
klx时，叶肉细胞中C3化合物合成速率增大
D．光照强度为9
klx时，叶绿体中色素的含量是限制植物光合作用速率的内因之一
解析：选B。若将表中数据绘制成坐标图来分析会更直观，“光照强度”为横坐标(自变量)，“密闭装置中CO2变化量”为纵坐标(因变量)。光照强度为1
klx时，装置中CO2浓度变化是增加了2，说明植物呼吸强度大于光合强度，A项正确；光照强度为3
klx时，装置中CO2浓度变化是减少了2，说明光合强度大于呼吸强度，这就说明，光合强度等于呼吸强度的光照强度的“点”(即净光合为0的“点”)一定位于1
klx～3
klx之间，但不能说是在2
klx，B项错误；当光照增强时，光反应增强，ATP和NADPH增多，C3的还原增强，生成的RuBP增多，使CO2的固定增强，即C3合成速率增大(注意不是说C3的含量)，C项正确；光照强度超过为8
klx时，装置内CO2含量不再变化，说明光合作用强度不再增强，因为题干中交代外界因素如CO2和温度都是适宜的，故叶绿体中色素的含量、酶的数量等成为限制植物光合作用速率的内因，D项正确。
11．如图表示小麦的CO2吸收量与光照强度的关系，下列有关叙述错误的是( )
A．A点时产生ATP的细胞结构是细胞溶胶和线粒体
B．CD段，随着光照强度进一步增大，光合净产量不变，则光合作用的限制因素可能是CO2和温度等
C．当缺O2时A点上升；当植株缺Mg时B点左移
D．B点时光合作用强度等于呼吸作用强度；E点为净光合产量达到最大值(m)所对应的最低光照强度
解析：选C。A点时只有需氧呼吸，产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体，没有叶绿体，A项正确。C点之后，光合净产量不再随光强度增加而增加，如果加大CO2浓度或升高(或降低)温度，曲线可能还会上升，B项正确。A点的高低反映的是细胞呼吸强弱，影响呼吸强度的主要因素有O2、温度等，在光照强度为零，植物只有细胞呼吸时，缺O2会导致呼吸减弱，CO2释放量减少，A点上升。植物缺Mg，叶绿素合成少，植物光合作用能力会下降，则B点右移，C点向右下方移动，C项错误。
12．下图为植物在夏季晴天一昼夜内CO2吸收量的变化情况，下列说法正确的是( )
①在h时刻该植物的干重最大
②植物在a和h时刻只进行呼吸作用，不进行光合作用
③影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度
④ce段与fg段光合速率下降的原因相同
⑤若c、f时刻的光合速率相等，则植物呼吸速率为c时刻大于f时刻
⑥ce段光合速率的变化可能与有些气孔的关闭有关
A．①③
B．②④
C．①⑤
D．②⑥
解析：选D。据图分析，a点是光合作用开始点，b点是光合等于呼吸点，bg段(不含b、g点)光合大于呼吸，e点是植物夏季午休现象，g点是光合等于呼吸点，h点是光合作用消失点。植物干重最大点是g点，①错；a是光合作用开始点，h是光合作用消失点，可以认为只有呼吸，②对；影响光合作用的外界因素有光照强度、温度、CO2浓度等，③错；ce段是由于光照过强，植物蒸腾作用旺盛，植物叶片萎蔫，气孔关闭，影响了CO2的吸收，碳反应受到影响，随之光反应也受到影响，光合作用总体下降，即出现夏季“午休”现象，而fg段出现光合作用减弱的原因是下午光照在减弱，④错⑥对；该曲线实际上表示植物的净光合强度，据图可知，c点净光合强度＞f点净光合强度，因为光合强度＝净光合强度＋呼吸强度，若c点光合强度＝f点光合强度，则c点净光合强度＋c点呼吸强度＝f点净光合强度＋f点呼吸强度，所以，c点呼吸强度＜f点呼吸强度，⑤错。
二、非选择题（共3小题）
13．在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系(氧气浓度为15%)、呼吸作用速率与氧气浓度之间的关系及光合作用速率和呼吸速率与温度之间的关系如下图所示。请据图回答下列问题：
(1)在光合作用过程中，光反应为碳反应提供了________两种物质。
(2)影响图甲中a曲线A点上下移动的外界因素主要是________；图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在______条件下测量。
(3)由图丙可知，40
℃时，植物体________(填“能”或“不能”)显示生长现象；而5
℃时的状态可用图甲中________(填“A、B”或“C”)点表示。
(4)用大棚种植蔬菜时，白天应控制光强为________点对应的光照强度，温度为________℃最佳。
解析：(1)光反应和碳反应是光合作用的两个阶段，二者是相互联系的一个整体，光反应为碳反应提供ATP和NADPH，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋。
(2)A点表示植物细胞呼吸强度，而影响细胞呼吸强度的最主要因素是温度；要测绿色植物的细胞呼吸强度，必须在黑暗中进行，因为在光下植物同时会进行光合作用，对测量结果造成影响。
(3)因为净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率，40
℃时，真正光合速率＜呼吸速率，净光合速率＜0，植物不能正常生长；5
℃时真正光合速率＝呼吸速率，植物既不吸收CO2也不释放CO2，跟图甲曲线的B点相当。
(4)大棚种植蔬菜时，光照强度为C，温度为25
℃时，净光合速率最大。
答案：(1)ATP、NADPH
(2)温度
无光或黑暗
(3)不能
B
(4)C
25
14．(2014·台州高二统练)利用如图装置的密闭锥形瓶，进行如下实验，请回答有关问题。
(1)锥形瓶中分别放置叶面积都是10
cm2的A、B两种植物，在光照充足，其它条件适宜的条件下，测量锥形瓶中CO2的浓度，结果如下表：
时间minCO
2植物
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
A植物
150
105
70
50
30
20
10
10
10
10
B植物
150
110
80
60
40
40
40
40
40
40
对CO2利用率较高的植物是________。B植物碳反应时在酶催化下________和CO2结合产生3－磷酸甘油酸，该过程是否需要消耗ATP？________(需、不需)。CO2还原为糖的一系列反应称为________循环。若用该装置检测植物呼吸速率应注意
________________________________________________________________________。
(2)用8株各有20片叶、大小和长势相似的盆栽B植株，分别放在上述装置中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量。结果统计如下表：
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
温度(℃)
10
10
20
20
30
30
40
40
光照强度(lx)
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
开始时CO2量(g)
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
12
h后CO2量(g)
4.5
5.1
3.5
5.4
1.9
5.9
2.0
5.8
①序号2、4、6、8可构成一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的课题是________，该实验的结果是_________________________________________________。
②
据表中实验数据，可知光照强度为1000
lx，温度分别为20
℃和30
℃时植物的真正光合速率分别为________、________(用CO2吸收量表示，单位是g/12
h)。
解析：(1)因为A植物所在的锥形瓶内CO2浓度减少得多，故A植物光合效率更高。在碳反应阶段，卡尔文循环的第一步是CO2的固定：1分子CO2被1分子RuBP固定，该过程不消耗ATP。
(2)①2、4、6、8相对照，单一变量即自变量是温度，因变量是“12
h后CO2的变化量”，而且植物都处在黑暗中，只有细胞呼吸，没有光合作用，所以该实验的探究课题可以是：探究(研究)温度对植物呼吸作用(强度或速率)的影响；也可以是：探究植物呼吸作用的最适温度。
数据显示，随着温度的升高，12
h后CO2的变化量先升高后下降，从而说明呼吸速率是先上升后下降。
②3和4相对照，20
℃时净光合速率是5.0－3.5＝1.5，呼吸速率是5.4－5.0＝0.4，故真正光合速率是1.5＋0.4＝1.9；同理求得在30
℃时，植物真正光合速率是4.0。
答案：(1)A
RuBP(五碳糖或二磷酸核酮糖)
不需
卡尔文
遮光(黑暗)
(2)①探究(研究)温度对植物呼吸作用(强度或速率)的影响
(探究植物呼吸作用的最适温度)
随着温度的增加，呼吸速率先上升后下降
②1.9
4.0
15．(2012·杭州期中考试)用某种大小相似的绿色植物叶片，分组进行实验：已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别暗处理1小时，测其重量变化；立刻再光照1小时(光照强度相同)，再测其重量变化。得到如下结果：
组别
一
二
三
四
温度
27
℃
28
℃
29
℃
30
℃
暗处理后的重量变化(mg)
－1
－2
－3
－4
光照后的重量变化(mg)
＋3
＋3
＋3
＋2
指与暗处理前的重量进行比较，“－”表示减少的重量值，“＋”表示增加的重量值
请回答问题：
(1)暗处理时，随温度升高，叶片重量________，其原因是
________________________________________________________________________；
光照时，叶片的重量变化没有类似或相反的规律，试分析原因
________________________________________________________________________。
(2)假如叶片的重量变化都是光合作用所合成的有机物的量，则在28
℃条件下每小时光合作用合成的有机物为________mg，氧气产生量最多的是第________组叶片。
(3)绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关？某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。
实验步骤：
①取生长状况一致的健康玉米幼苗若干，平均分为两组，分别标记为A、B；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
实验结果和相关结论：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
解析：认真分析表中数据，学会使用净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率。如以27
℃为例：暗处理1小时后叶片重量－1，代表此温度下，细胞呼吸强度为1(分解有机物量)，接着光照处理1小时，叶片比暗处理前(这是解决问题的关键)＋3，注意这不是净光合强度，净光合强度应该是3＋1＝4，真正光合作用强度是4＋1＝5，同理求得28
℃下，真正光合强度是3＋2＋2＝7,29
℃时是9,30
℃时是10。可将表格变为以下形式：
组别
一
二
三
四
温度
27
℃
28
℃
29
℃
30
℃
叶片细胞呼吸强度
1
2
3
4
光照1小时内的净光合强度
4
5
6
6
光照1小时内的真正光合强度
5
7
9
10
所以，在28
℃时，叶片光合作用合成的有机物的速率(指真正光合速率)是7
mg/h；四组叶片中，真正光合速率最大的是第四组，其合成有机物最多，生成氧气也最多。
在进行实验设计时，首先搞懂实验原理，然后按照单一变量原则设置对照组和实验组，再就是语言描述要科学准确。
答案：(1)下降越显著
在暗处，叶片只进行呼吸作用，温度升高，酶的活性增强，分解有机物增多，叶片重量下降越显著
光照时，温度升高，光合作用和呼吸作用都增强，但不成一定比例，而叶片重量变化是光合作用产生的有机物和呼吸作用消耗的有机物之差
(2)7 四
(3)实验步骤：②A组幼苗放在有光照的环境中，B组幼苗放在无光的黑暗环境中
③置于其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗的颜色
实验结果和相关结论：
①A变绿B不变绿，说明光是叶绿素合成的必备条件
②A不变绿B变绿，说明叶绿素合成需要在无光条件下进行
③A和B均变绿，说明叶绿素的合成与光照无关第3章
细胞的代谢
第2节
物质出入细胞的方式
[随堂检测]
1．(2015·浙江学考，7月)在高浓度的蔗糖溶液中，下列细胞的细胞膜会与细胞壁发生分离的是( )
A．蛙的红细胞
B．牛的肌细胞
C．兔的肝细胞
D．洋葱的紫色外表皮细胞
解析：选D。能发生质壁分离的细胞首先要具有细胞壁，蛙的红细胞、牛的肌细胞、兔的肝细胞都是动物细胞，没有细胞壁；洋葱的紫色外表皮细胞具有细胞壁，且含有大的液泡，细胞液呈紫色，是观察质壁分离的理想实验材料。
2．如图甲和乙分别是两种状态下的植物细胞。下列相关叙述中错误的是( )
A．图甲→图乙是质壁分离形成的过程，该过程中细胞需要失水
B．图甲状态的出现，说明细胞壁和原生质层的伸缩性不同
C．将成熟的植物细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，会自动发生图甲→图乙过程
D．根尖处只有成熟区的细胞才会发生图甲→图乙的变化
解析：选A。图甲细胞处于质壁分离状态，图甲→图乙是质壁分离复原的过程，该过程中细胞要吸水，A项错误。植物细胞发生质壁分离，内因是植物细胞的细胞壁伸缩性小于原生质层，B项正确。由于植物细胞可以吸收K＋和NO，所以在一定浓度的KNO3溶液中会发生植物细胞质壁分离自动复原的现象，C项正确。根尖中只有成熟区的细胞才具有中央大液泡，所以只有该处的细胞才会发生质壁分离及复原的现象，D项正确。
3．(2015·浙江1月学考，4)如图为质膜结构及其部分功能的示意图，图中E、F、G和H表示膜的组分。①和②表示物质跨膜运输方式。下列叙述错误的是( )
A．细胞识别与E有关
B．G分子比H分子更易移动
C．氨基酸以②方式进入小肠上皮细胞
D．物质以①方式运输时F的形状会发生改变
解析：选B。E表示糖蛋白，与细胞识别有关，A正确；G属于膜蛋白分子，H是磷脂分子，膜蛋白在膜中的移动没有磷脂那样容易，B错误；氨基酸以主动转运的方式进入小肠上皮细胞，需要载体蛋白和ATP，为图中②的方式，C正确；①方式需要载体蛋白，不需要消耗能量，属于易化扩散，载体蛋白在运输物质过程中形状会发生改变，D正确。
4．(2016·丽水高一检测)如图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO的曲线图。则影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是( )
A．载体蛋白数量、能量
B．能量、载体蛋白数量
C．载体蛋白数量、离子浓度
D．能量、离子浓度
解析：选B。胡萝卜对K＋和NO的吸收方式都是主动转运，主动转运需要载体蛋白和能量，A、B两点对应的氧浓度不同，A点高于B点，且A点时吸收NO多，可见能量是影响因素；B点与C点是同一氧浓度，而B点吸收量高于C点，说明能量供应相同的条件下，运输K＋和运输NO的载体蛋白数量不同。
5．(2014·浙江6月学考，2分)如图是某种物质(用“”表示)跨膜运输方式的示意图，该物质的运输方式是( )
A．渗透作用
B．易化扩散
C．主动转运
D．胞吐
解析：选C。由图可知，该物质由低浓度向高浓度运输，而且需要消耗能量，因此属于主动转运。
6．如图所示，图甲为某种物质通过细胞膜的示意图。请回答以下问题：
(1)图甲所示的物质的运输方式是________，判断的理由是_____________，
此种运输方式也可以用图________中的曲线来表示。
(2)图甲中B代表的物质是细胞膜上的________，此过程还需要________。
(3)你认为A可能代表下列哪种物质________。
A．O2
B．甘油
C．K＋
D．乙醇
解析：(1)从图甲中可以看出，该物质的运输需要载体蛋白(B)，且是逆浓度梯度运输，所以运输方式是主动转运。图丙中的曲线表示细胞可以从细胞外逆浓度吸收物质，所以也属于主动转运。(2)图甲中的物质B在运输物质A前后没有改变，与物质A结合又分离，所以物质B是载体蛋白，主动转运还需要能量。(3)O2、甘油和乙醇的跨膜运输方式都是扩散，K＋的跨膜运输方式是主动转运。
答案：(1)主动转运 需要载体蛋白，且逆浓度梯度运输 丙 (2)载体蛋白 能量 (3)C
[课时作业]
1．质壁分离实验中的“质”和“壁”分别是指( )
A．细胞质、细胞壁
B．原生质层、细胞壁
C．细胞质基质、细胞壁
D．原生质、细胞壁
答案：B
2．将大小相同的马铃薯去皮之后，分别置入不同浓度的蔗糖溶液，数小时后取出称其重量，增减的重量与蔗糖溶液的浓度关系，如下图。据图判断，马铃薯细胞液浓度与下列哪项最为接近( )
A．0.4
B．0.8
C．1.0
D．1.6
解析：选C。马铃薯块茎细胞在蔗糖浓度为0.4、0.8的溶液中吸水，重量增加。在蔗糖浓度为1.2、1.6、2.0的溶液中失水，重量减轻，故马铃薯块茎细胞的细胞液浓度在0.8～1.2之间，故C正确。
3．如图表示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是( )
A．物质P可能是氧气
B．物质Q一定是水分子
C．物质P和Q出细胞都需要载体
D．物质P和Q出细胞未必都消耗能量
解析：选D。物质P从细胞内低浓度向细胞外高浓度运输，为主动转运，不是氧气的扩散，A错。物质Q从细胞内高浓度向细胞外低浓度转运，为扩散或易化扩散，可能为水分子、二氧化碳、脂质小分子等，B错。主动转运需要载体，扩散不需要，C错。物质P运出细胞为主动转运，需要消耗能量，而Q运出细胞顺浓度梯度运输，不需要消耗能量，D对。
4.以下哪一过程是主动转运( )
①氯离子在血浆中运动
②钠在肾小管中的重吸收
③尿素的重吸收
④红细胞吸收葡萄糖
⑤小肠上皮细胞吸收葡萄糖
⑥红细胞从血浆中吸收钾离子
A．②③⑥
B．②③⑤⑥
C．②⑤⑥
D．②③⑤⑥
解析：选C。判断物质的主动转运方式，有三个关键：一是被运输的物质是否通过细胞膜；二是明确物质转运是否需要载体；三是是否需要能量。氯离子在血浆中的运输是在细胞间隙中的运动，不通过细胞膜，也就不存在主动转运的问题；尿素的重吸收方式是扩散；红细胞吸收葡萄糖需要载体但不消耗能量，是易化扩散。
5.如图所示小肠绒毛上皮细胞的细胞膜对不同物质的转运。(每种转运的方向由箭头表明，符号的数量代表每种物质物质的量浓度)。下列叙述正确的是( )
A．a物质可能是胆固醇，b物质可能是葡萄糖
B．a物质可能是水，b物质可能是甘油
C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气
D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸
解析：选A。由图可知，a物质的运输方式是扩散，b物质的运输方式是主动转运。水、氧气是小分子物质，可自由地通过脂双层，运输方式是扩散。甘油、胆固醇是脂溶性物质，也可以透过脂双层，运输方式是扩散。葡萄糖、氨基酸需由载体从低浓度到高浓度进行主动转运。
6．(2016·宁波高一期末)神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有传递分子的囊泡与神经细胞的细胞膜融合之后再打开，将传递分子释放到神经细胞的外部环境中。这种物质运输方式属于( )
A．主动转运
B．易化扩散
C．胞吐
D．胞吞
解析：选C。分析题干信息可知，神经细胞产生的介质是通过胞吐的方式排出细胞，不是主动转运和易化扩散，A、B错误，C正确；该物质是排出细胞外，不是进入细胞内，因此不是胞吞，D错误。
7.
(2016·杭州高一期末)如图甲烧杯中是5%的淀粉液，图乙烧杯中是5%葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)放置一小时后( )
A．图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变
B．图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低
C．图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘—碘化钾溶液后呈蓝色
D．图乙烧杯中透析袋内的液体加入本尼迪特试剂后即呈红黄色
解析：选B。图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度大于透析袋内蒸馏水的浓度，由于淀粉不可以通过透析袋，所以水分子从透析袋出来进入烧杯，导致透析袋外的淀粉液浓度降低，A错误；图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖可以进入透析袋，而透析袋内的水分子可以出来进入烧杯，所以烧杯中水分子增多，葡萄糖分子减少，所以图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低，B正确；由于淀粉不可以通过透析袋，所以图甲烧杯中透析袋内没有淀粉，加入碘—碘化钾溶液后不会出现蓝色，C错误；图乙烧杯中葡萄糖可以进入透析袋，葡萄糖是还原糖，所以图乙烧杯加入本尼迪特试剂后需加热才可以变成红黄色，D错误。
8.将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋(由半透膜制成)，袋口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是( )
解析：选B。透析袋内盛一定浓度蔗糖溶液，袋外是蒸馏水，由于蔗糖溶液浓度大于蒸馏水，水分子通过透析袋进袋多于出袋，袋内蔗糖浓度逐渐降低。
9.(2016·余姚中学高二检测)如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列叙述不正确的是( )
A．细胞的识别与①有密切的关系
B．适当提高温度将加快②和③的运动速度
C．a过程体现了膜的选择透性这一生理特性
D．若图示为肾小管上皮细胞膜，则原尿中的葡萄糖进入细胞的方向是Ⅱ→Ⅰ
解析：选D。①是糖萼，与细胞识别有关，A项正确；②是膜蛋白，③是脂双层，二者的运动体现了质膜的流动性，与温度有关，B项正确；a过程属于主动转运，体现了细胞膜的选择透性，b是扩散，C项正确；根据糖萼的分布可知，该模式图上方为膜外，而肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖进入细胞内，方向应该是Ⅰ→Ⅱ，D项错误。
10.如图为物质出入细胞膜的示意图，据图回答下列问题：
(1)由图可知细胞膜主要由A________和B________两种成分构成，膜的外侧还有少量D________。D和A形成的________与细胞通讯、细胞识别有关。
(2)由B构成的双分子层能发生侧向________，并且A在膜中也是可以移动的，所以从结构上来说，细胞膜具有________性。
(3)从功能上来说，细胞膜是一层________膜。
(4)在a～e五种过程中，代表扩散的是________，K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过d方式进入红细胞的是________，代表主动转运的是________，若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，________方式将会受到较大影响，与ae运输方式有关的细胞器是________，氨基酸分子进入小肠绒毛上皮细胞的方式是________。
答案：(1)蛋白质 磷脂 多糖 糖蛋白 (2)滑动
一定的流动 (3)选择透性
(4)b 葡萄糖 ae ae 核糖体和线粒体 a
11．(2015·10月浙江选考)欲进行小鼠肝细胞在不同浓度NaCl溶液中发生体积和数量变化的实验，请根据以下提供的实验材料与用具，提出实验思路，预测实验结果并进行分析。
材料与用具：小鼠肝细胞悬液(用质量分数为0.9%NaCl溶液配制)、质量分数为1.3%NaCl溶液、蒸馏水、试管若干支、血细胞计数板、显微镜(具有测距功能)等。
(要求与说明：对NaCl溶液的具体稀释过程、细胞计数的具体操作过程不作要求。不考虑细胞体积变化对计数的影响。绘制曲线时的细胞体积指细胞的平均体积。)
请回答：
(1)实验思路：
①
(2)预测实验结果(在以下坐标系中，绘制细胞体积和细胞数量变化示意曲线)：
不同浓度NaCl溶液对小鼠肝细胞体积和数量的影响
(3)分析与讨论：
①当NaCl溶液浓度大于0.9%时，细胞体积与数量发生的变化及其原因是什么？
②基于上述实验，怎样才能用肝细胞分离得到纯度较高的细胞膜？
答案：(1)①取试管若干支，将质量分数为1.3%NaCl溶液由高到低进行浓度梯度稀释。
②向各支试管中分别加入肝细胞悬液，放置一定时间。
③取各试管中的肝细胞悬液，分别滴加到血细胞计数板上，在显微镜下计数并测量细胞直径，记录实验结果。
④对实验数据进行统计分析。
(2)
(3)①NaCl溶液浓度大于0.9%时，细胞体积变小，原因是细胞失水皱缩。细胞数量不变，原因是细胞仍完整。
②将肝细胞置于蒸馏水中，细胞吸水胀破，然后进行离心等处理，从而得到纯度较高的细胞膜。章末过关检测(三)
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括25小题，每小题2分，共50分)
1.下列属于吸能反应的是( )
A．水解糖元
B．分解氨基酸
C．合成蛋白质
D．燃烧木材
解析：选C。合成反应属于吸能反应，水解反应属于放能反应。
2.下列有关ATP的叙述，不正确的是( )
A．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，但也能产生ATP
B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
C．在有氧与缺氧的条件下，细胞溶胶中都能形成ATP
D．ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖组成
解析：选D。ATP中的腺苷A由腺嘌呤和核糖组成。
3.将唾液淀粉酶溶液的温度由100
℃调至37
℃的过程中，其催化活性表现为下图的
(纵坐标代表酶的催化活性，横坐标代表温度值)( )
解析：选C。温度为100
℃会使酶失活。
4.某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( )
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
解析：选D。加入酶，反应速率会大大提高，反应物浓度降低很快。
5.关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是( )
A．无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源
B．有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞溶胶都能产生ATP
C．线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧
D．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
解析：选B。细胞在无氧条件下在细胞溶胶中进行厌氧呼吸，释放少量能量；有氧条件下，在细胞溶胶和线粒体中进行需氧呼吸，释放大量能量；在有光的条件下，细胞在进行细胞呼吸的同时进行光合作用，将光能转移到ATP中。
6.水生植物丽藻的细胞液中K＋浓度比它们生活的池水中的高1
065倍，丽藻细胞对K＋的吸收的方式是( )
A．扩散
B．异化扩散
C．主动转运
D．胞吐
解析：选C。K＋以主动转运的方式进细胞，需要载体，消耗能量，逆浓度转运。
7.下图中的图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异，其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )
A．Na＋
B．CO2
C．胰岛素
D．K＋
解析：选D。图乙所示的物质转运方式属于跨膜运输，由膜结构中的糖蛋白可知，该物质是逆浓度转运进细胞，同时需要载体，消耗能量，由此判断该方式为主动转运。而图甲中的胰岛素为大分子蛋白质，属于非跨膜运输；二氧化碳是以扩散的方式出细胞；钠离子和钾离子均为主动转运，但是从相对浓度可以判断钠离子浓度细胞外高于细胞内，为主动转运出细胞，与图乙不符。
8.需氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是( )
A．ATP
B．H2O和CO2
C．H2O和丙酮酸
D．乳酸和ATP
解析：选A。需氧呼吸第一阶段将葡萄糖分解产生丙酮酸、还原氢和ATP；第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳、还原氢和ATP；第三阶段氧气和还原氢反应产生水和ATP。
9.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2如图所示。那么，在氧浓度为a时( )
A．酵母菌只进行发酵
B．2/3的葡萄糖用于发酵
C．1/3的葡萄糖用于发酵
D．酵母菌停止发酵
解析：选B。根据厌氧呼吸：1葡萄糖——2酒精＋2二氧化碳；需氧呼吸：1葡萄糖＋6氧气——6二氧化碳。当氧浓度为a时，酒精的相对值为6，说明厌氧呼吸产生的二氧化碳为6，消耗的葡萄糖为3；而图中二氧化碳的相对值为15，则说明需氧呼吸产生的二氧化碳为9，消耗的葡萄糖为1.5，由此可知2/3的葡萄糖用于发酵。
10.关于真核生物细胞呼吸的说法，正确的是( )
A．厌氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B．水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C．厌氧呼吸的酶存在于细胞溶胶和线粒体中
D．需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质中
解析：选D。厌氧呼吸是有机物的不彻底氧化分解，属于氧化反应，A错误；完全无氧的条件下，水果的厌氧呼吸加强，消耗的有机物多于低氧浓度下的细胞呼吸，所以B错误；厌氧呼吸的场所在细胞溶胶，有关酶应在细胞溶胶中；需氧呼吸发生在细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质，因此这三者中均存在需氧呼吸的酶。
11.在开展生物学实践活动时，对照实验设计应遵循单一变量的原则，为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理：
花盆
光
温度
水
甲
光亮处
20
℃
充足
乙
黑暗处
20
℃
不足
在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为( )
A．乙花盆放在光亮处
B．甲花盆放在黑暗处
C．甲花盆的温度高于20
℃
D．乙花盆浇充足的水
解析：选D。该实验的自变量是光照，因此甲、乙组实验条件除光照不同外，其余条件应保持相同且适宜。
12.下列各项措施中，最有利于延长水果保鲜时间的是( )
A．充入O2，温度为5
℃
B．充入CO2
，温度为25
℃
C．充入O2，温度为25
℃
D．充入CO2
，温度为5
℃
解析：选D。充入CO2，降低O2浓度和温度，减弱呼吸，减少有机物的消耗。
13.在提取和分离叶绿素的实验中，随层析液在滤纸上扩散最快的是( )
A．叶绿素a
B．叶绿素b
C．叶黄素
D．胡萝卜素
解析：选D。根据各种色素在层析液中的溶解度不同，可以将4种色素进行分离，因此在滤纸上扩散最快的就是在层析液中溶解度最大的——胡萝卜素。从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a
、叶绿素b。
14.下图是某植株在25
℃时其氧气释放量与光强度的关系，对其解释不恰当的是( )
A．在b点之前，随光强度递增，光合作用增强
B．光强度为a时的光合作用产生的氧恰好补偿细胞呼吸所吸收的O2
C．b点光强度时的总光合作用强度就是图中虚线的高度
D．在坐标所示过程中该植株始终进行着细胞呼吸
解析：选C。b点光强度时的总光合作用强度是虚线的高度加上呼吸强度。
15.下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量之比是( )
A．1∶2
B．8∶9
C．2∶1
D．9∶8
解析：选B。光合作用产生的氧气中的氧来自水，试管A中的氧气质量为32，试管B中的氧气质量为36，所以A物质和B物质的相对分子质量之比是8∶9。
16.下列关于光合作用的叙述中，不正确的是( )
A．光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，碳反应在叶绿体的基质中进行
B．光反应需要光，不需要酶，碳反应不需要光，需要多种酶
C．光反应吸收光能形成ATP，碳反应将ATP中活跃的化学能储存在有机物中
D．光反应分解水生成NADPH并放出O2，碳反应最终将CO2还原成三碳糖
解析：选B。光反应需要光，也需要酶，如ATP合成酶等。
17.图甲表示A植物光合速率受光强度影响的变化曲线。图乙表示A植物光合速率在不同光强度环境条件下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中RuBP的含量依次是( )
A．高、高
B．低、基本一致
C．低、高
D．高、基本一致
解析：选A。a点与c点相比较，二氧化碳浓度c点高于a点，因此c点时叶肉细胞中合成的C3的含量高于a点；b点与c点相比，二氧化碳浓度相同，所以b、c点合成的
C3的量相同，但是b点的光照强度大于c点，b点时光反应合成的ATP和NADPH的量多，被还原的C3的量b点多于c点，因此b点时叶肉细胞中RuBP再生的含量多于c点。
18.对某株植物作如下处理：(甲)持续光照10分钟；(乙)光照5秒钟后再黑暗5秒钟，连续交替进行20分钟。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是( )
A．甲多于乙
B．甲少于乙
C．甲和乙相同
D．无法确定
解析：选B。碳反应不需要光，但是需要光反应产生的ATP和NADPH，因此甲的实际光合作用时间少于乙。
19.生长旺盛的叶片，剪成5
mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是( )
解析：选A。光合作用需要适宜的温度和光照，在25
℃和照光的条件下植物能进行光合作用产生氧气，使沉入底部的叶片小块最先浮起。
20.如图为显微镜下某植物细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是( )
A．若将细胞置于清水中，A变化甚微
B．若该细胞处于质量分数为40%的蔗糖溶液中，B/A值将变小
C．B/A值能表示细胞失水的程度
D．A、B分别表示细胞和液泡的长度
解析：选D。图示细胞处于质壁分离状态。A是细胞壁之间的距离，即细胞的长度，B是原生质体的长度，所以D项错误。若将细胞置于清水中，细胞吸水，B将增大，因细胞壁伸缩性小，A变化甚微，A项正确。若该细胞处于质量分数为40%的蔗糖溶液中，细胞失水，B/A值将变小，B项正确。B/A值大，细胞失水少，B/A值小，细胞失水多，所以B/A值能表示细胞失水的程度，C项正确。
21．在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中放入浓盐水。一段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。下列图示的实验与此实验原理差异最大的是
( )
解析：选B。选项A、C、D都是渗透吸水的实例，
而选项B为显色反应。
22．(2016·丽水高一检测)用相同的培养液分别培养植物甲和植物乙幼苗，一段时间后分别测定培养液中各种成分的百分含量，并与原培养液(各成分相对含量为100%)中相应成分作比较，结果如图所示。下列有关叙述中错误的是( )
A．不同种植物对同种离子的吸收量不同
B．同一种植物对不同离子的吸收量不同
C．植物甲对水分和Mg2＋的吸收量不成比例，吸收水的量大于吸收Mg2＋的量
D．植物乙根细胞吸收Mg2＋与SiO离子的方式不同
解析：选D。植物乙根细胞吸收Mg2＋离子与吸收SiO离子的方式相同均为主动转运。
23．(2016·杭州高一期末)要探究pH对酶活性的影响，应选择表中进行实验的一组试管是( )
试管
内容物
条件
1
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL清水
35～38
℃水浴
2
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL胰蛋白酶
35～38
℃水浴，pH＝5
3
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL胰蛋白酶
35～38
℃水浴，pH＝9
4
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL胰蛋白酶
4
℃水浴，pH＝9
A.1和4
B．2和3
C．1和3
D．2和4
解析：选B。1和4有两个变量，即温度和pH，且1中没有酶，不遵循实验设计的原则，A错误；2和3只有一个变量，即pH，其他条件都相同且适宜，符合实验设计的原则，B正确；1和3有两个变量，即pH和酶的有无，不遵循实验设计的原则，C错误；2和4也有两个变量，即温度和pH，不遵循实验设计的原则，D错误。
24．(2013·浙江会考，26,2分)如图表示光合作用的碳反应过程。下列叙述错误的是( )
A．①是3 磷酸甘油酸
B．②和③在类囊体膜上产生
C．⑤是核酮糖二磷酸
D．⑥可在叶绿体内转变为氨基酸
解析：选C。题图表示光合作用的卡尔文循环，①是3 磷酸甘油酸；②和③分别是ATP和NADPH，在类囊体膜上产生；⑤是三碳糖分子，可再生为核酮糖二磷酸；⑥是离开循环的三碳糖分子，可在叶绿体内转变为氨基酸，C错误。
25．如图表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化。下列能正确表示e点时单位时间内棚内植株消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)的是( )
解析：选B。e点时CO2的量不再增加，超过e点后CO2的含量下降，说明此时光合作用速率等于细胞呼吸速率，即光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸消耗的O2的量。
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
26．(10分)如下图是光合作用和细胞呼吸过程简图，请据图分析回答：
(1)写出图中①②所示生理过程的名称：①__________；②________。
(2)图中①②生理过程在细胞内进行的场所是：①________；②________________。
(3)图中③和④所示的生理过程都是________。如果消耗等量的葡萄糖，则③或④过程所释放的能量与②过程相比数量________。
(4)图中①过程的化学反应式可以概括为__________。
解析：图中的①过程既有光反应阶段水的光解，又有碳反应阶段CO2的固定和C3的还原，最终生成三碳糖，故准确答案是光合作用；图中②过程表示的是完整的需氧呼吸，故其场所应为细胞溶胶和线粒体。
答案：(1)光合作用 需氧呼吸
(2)叶绿体 细胞溶胶和线粒体
(3)厌氧呼吸 少
(4)CO2＋H2O酶,三碳糖＋O2
27.(12分)某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明。
成分：含碱性蛋白酶等。
用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数小时。使用温水效果更佳。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。
请回答以下问题：
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验：
该实验的目的是_____________________________________________________。
(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了有关实验，并把结果以下列曲线图甲、乙表示。
①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为____________。
②在0
℃和75
℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45
℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为________________________。
③该学生在实验过程中可通过直接测定____________来表示酶的催化效率。
(3)该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原因是__________________
______________________________________________________。
(4)大力推广使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为_________
_______________________________________________________________。
答案：(1)检查该洗衣粉是否含蛋白酶 (2)①45
℃
②酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失) ③胶片上的蛋白膜消失时间的长短
(3)丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣料
(4)酶本身无毒，含量少，又能被微生物完全降解，对环境无污染
28.(14分)Ⅰ.下图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解，请根据图回答下面的问题：
(1)反应①②③④中，可在人体细胞中进行的是___________________________。
(2)粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为______________
__________________________________________________________。
(3)在微生物体内丙酮酸可以转为α 酮戊二酸，该酸在酶的催化下可以转化为谷氨酸，当谷氨酸增多并与酶结合时，可导致谷氨酸合成减少，其原因是_________________________
________________________________________________________________________。
(4)水稻长期被水淹后，根会变黑腐烂，其原因是：___________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。
材料用具：保温桶(500
mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1
g/mL
的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
装置
实验步骤一
实验步骤二
实验步骤三
A
加入240
mL的葡萄糖溶液
加入10
g活性干酵母
①__________________
B
加入240
mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
②__________________
加入石蜡油，铺满液面
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是____________，这是控制实验的______________变量。
(3)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，预测装置A、B温度大小关系是________，则假设成立。
答案：Ⅰ.(1)①②④ (2)粮食进行需氧呼吸产生水
(3)酶的活性受到抑制 (4)水稻根进行厌氧呼吸产生酒精，引起中毒
Ⅱ.(1)①不加入石蜡油 ②加入10
g活性干酵母 (2)去除氧气 自 (3)A>B
29.(14分)如图所示某种植物在不同光强度(lx)下的CO2与光合速率关系曲线，请分析回答下列问题：
(1)A、B、C三条曲线的共同特征表明了该植物光合速率与CO2浓度的关系是_________；A、B、C三条曲线的形态差异又说明了___________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)bg段的斜率小于ad段，是因为弱光下，光反应产生的________较少，限制了碳反应。从图中看，ad段限制光合作用的因素是________________。
(3)对温室栽培的农作物来说，增施农家肥可以提高光合效率的原因是______________
__________________________________________________________。
答案：(1)在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增加，但超过一定浓度后，光合速率增加转慢，达到最大后稳定不变 当二氧化碳浓度超过一定值后，影响光合速率的主要因素是光强度，光合速率随光强度的增加而增加
(2)ATP、NADPH CO2浓度
(3)增加CO2的供应，提供必需的矿质元素等第3章
细胞的代谢
第3节
酶
[随堂检测]
1．(2016·丽水高一检测)胰蛋白酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明( )
A．胰蛋白酶是由活细胞产生的
B．胰蛋白酶是生物催化剂
C．胰蛋白酶的化学本质是蛋白质
D．胰蛋白酶的基本组成单位是多肽
解析：选C。胰蛋白酶的本质是蛋白质。
2.淀粉酶能催化淀粉水解，但不能催化蛋白质水解。该事实说明( )
A．酶具有专一性
B．酶的化学本质是RNA
C．酶具有高效性
D．酶的作用受温度影响
解析：选A。一种酶只能催化一种或一类相似的底物发生反应，这是酶的特性之一——专一性。
3．(2015·浙江1月学考，4)下列各图中，能正确表示温度对酶活性影响的是( )
解析：选C。在最适温度下，酶活性最高；在此温度以下或以上酶活性均要下降，较高温度会使酶失活；图中C能正确表示温度对酶活性的影响。
4．(2015·10月浙江选考)温度对甲、乙两种酶活性的影响如图所示。下列叙述正确的是( )
A．甲酶保持活性的温度范围大于乙酶
B．甲酶的活性始终高于乙酶
C．乙酶在55
℃后完全失去活性
D．乙酶的最适温度高于甲酶
答案：D
5．(2012·浙江会考，31,2分)图甲表示酶催化反应过程的示意图，图乙表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列叙述错误的是( )
A．图甲中b表示二肽
B．图甲中a与b结合后，a的形状会发生变化
C．适当降低温度，图乙中得M值不变
D．图乙中c～d段形成的主要原因是酶的数量有限
解析：选D。图甲中分解得到的产物是2分子氨基酸，因此b表示二肽，A正确；图甲中a酶与b底物结合后，a酶的形状会发生变化，B正确；适当降低温度，影响的是酶的催化效率，但不改变反应的平衡点，图乙中的M值不变，C正确；图乙中c～d段形成的主要原因是底物浓度有限，D错误。
6.如图，取甲、乙两支洁净的试管，分别加入3毫升淀粉溶液，然后，在甲试管内加入2毫升新鲜的小麦淀粉酶滤液，在乙试管加入2毫升清水。振荡两试管，将其浸浴在35
℃左右的温水中，5分钟后同时取出两试管，冷却后，用本尼迪特试剂检验方法进行检验。请回答下列问题：
(1)两试管的现象分别是__________________________。
(2)试分析，在pH相同的情况下，酶促反应所需时间主要与哪些因素有关？(列出三项即可)
①____________________；②______________________；
③____________________。
(3)乙试管在实验中起对照作用，甲、乙两试管内对应各物质的量要求相同的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：甲试管中淀粉会在酶的催化下分解成麦芽糖或葡萄糖(还原糖)，因此加入本尼迪特试剂后会有显色反应；而乙试管中的淀粉不分解，加入本尼迪特试剂不会有显色反应。影响酶促反应速率的因素有温度、pH、底物浓度、酶浓度等。本实验的自变量是酶的有无，其他变量如底物的量、温度、pH等条件必须保持一致，甲试管加入酶，乙试管也要加入与酶量相当的水，这样才能排除无关变量的不同对结果造成的影响，便于结果分析。因为其他因素甲、乙两试管都一致，这样当两试管出现不同的现象，则必定与单一变量(自变量)——“酶的有无”有关。
答案：(1)甲试管有显色反应；乙试管无显色反应
(2)①淀粉量 ②小麦淀粉酶滤液量 ③水浴的温度
(3)排除无关变量的不同对结果的影响，便于结果分析
[课时作业]
1.有关酶的叙述中，错误的是( )
A．蔗糖酶不能催化麦芽糖水解
B．酶不一定只在细胞内起催化作用
C．酶的基本组成单位都是氨基酸
D．人体内的酶也在不断地更新
解析：选C。酶具有专一性，蔗糖酶只能催化蔗糖的水解。凡是活细胞都能产生酶(不考虑人或哺乳动物成熟的红细胞)，酶是一种有机催化剂，其既可在细胞内起催化作用，也可在细胞外、体外发挥作用。酶的活性会随着酶存在时间的延长而逐渐降低，所以酶应不断更新才能够维持细胞代谢的稳定和高效。
2.下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是( )
A．①
B．②
C．③
D．④
解析：选A。从图中可以看出图形①参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形①应为酶。
3．下列关于酶的叙述，正确的是( )
①酶是在核糖体上合成的
②酶都有高效性
③酶在37
℃环境中催化效率最高
④酶具有多样性
⑤酶在pH为7的环境中催化效率最高
⑥蛋白酶能催化淀粉酶水解
A．②④⑥
B．①②④⑥
C．②③④⑤⑥
D．①②③④⑤⑥
解析：选A。核酶的本质是RNA，不是在核糖体上合成的，①错误；不同的酶最适温度和最适pH不一样，③⑤错误；因为酶有专一性，而细胞内的代谢反应多种多样，故酶也有多样性，④正确；淀粉酶的化学本质是蛋白质，完全可以被蛋白酶水解，⑥正确。
4.下列关于酶的论述，错误的是( )
A．有些酶是核酸
B．在0
℃～37
℃范围内，唾液淀粉酶的活性会随着温度的升高而提高
C．酶的数量因参与化学反应而减少
D．任何活细胞内都有酶的存在
解析：选C。酶的数量和化学性质不因催化作用的发生而改变。
5.在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2，并向瓶中迅速加入等量的下列图示中的物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。下列装置中，沉入底部的烧瓶最先浮起的是( )
解析：选C。在图中所示的4个烧瓶中只有C项中H2O2分解速率最快，产生O2最多，小气球最先浮起。因为新鲜肝脏中有过氧化氢酶，其催化效率比Fe3＋高，且在37
℃时活性达到最高；而久置肝脏研磨液中过氧化氢酶被微生物分解，其活性大大降低。
6．用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．该酶在温度为30
℃左右时催化效率较高
B．图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C．由图4实验结果可知酶具有高效性
D．由图4实验结果可知酶具有专一性
答案：C
7.将1
mL
5%人的胃液溶液倒入装有10
mL蛋白质胶体的试管内，置于25
℃的温水中水浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是( )
A．把实验温度提高到37
℃
B．在试管内再加入1
mL
5%胃液溶液
C．将pH由2调节为7
D．在试管内再加入1
mL唾液
解析：选A。人体内酶的最适温度为37
℃，因此，把实验温度从25
℃提高到37
℃能提高酶活性。
8．如图为不同条件下同种酶促反应速度的变化曲线，下列有关叙述错误的是( )
A．影响AB段反应速度的主要因素是底物的浓度
B．影响BC段反应速度的主要限制因素是酶量
C．温度导致酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速度不同
D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37
℃
解析：选D。由图可以看出，在AB段，随着底物浓度的升高，反应速度不断增加，限制反应速度的主要因素是底物的浓度；在BC段，随着底物浓度的升高，反应速度不再增加，限制反应速度的主要因素不再是底物的浓度，而是酶量；曲线Ⅰ和Ⅱ的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差异引起的。只根据37
℃、25
℃时酶促反应速度的比较无法确定该酶作用的最适温度。
9．(2014·浙江1月学考，2分)将少许的二氧化锰和新鲜土豆匀浆分别加入到等量过氧化氢溶液中，检测两者产生的气体量。下列有关该实验结果的预测，正确的是(注：实线为加入二氧化锰产生的气体量，虚线为加入土豆匀浆产生的气体量)( )
解析：选C。将少许的二氧化锰和新鲜土豆匀浆分别加入到等量过氧化氢溶液中，由于土豆液中含有过氧化氢酶，其催化作用更高效，使得过氧化氢更快分解，但由于过氧化氢溶液的量一致，故选C。
10.竹纤维是一种新型的织物纤维，具有抗菌、防紫外线等功能，穿着凉爽、透气。在竹纤维织物工艺流程中需要除去淀粉类浆料，目前常用耐热性强的枯草杆菌淀粉酶(α 淀粉酶)“退浆”。下面曲线表示的是在其他条件都适宜的情况下，淀粉酶浓度对退浆效果(失重率)的影响。有关说法不正确的是( )
A．A～B表示随着酶浓度的升高退浆效果越来越好
B．B～C表示继续提高酶的浓度几乎不影响退浆效果
C．B～C退浆效果无显著变化，说明底物几乎耗尽
D．B～C表示底物与酶充分结合，失重率最大
解析：选C。本题借助竹纤维的“退浆”问题考查酶浓度与反应速率的关系。A～B段随着酶浓度的增加，失重率呈线性增长，说明该浓度范围内，退浆效果与酶浓度成正相关，选项A正确；B～C段的退浆效果没有显著变化，说明底物与酶充分结合，反应达到最大速率，失重率达到最大，但是底物并没有耗尽。如果耗尽的话，失重率为0，选项C错误，选项D正确；B～C段酶浓度对退浆效果的影响已不明显，不再是主要影响因素，选项B正确。
11.下图为蔗糖酶作用机理示意图，请回答下列问题：
(1)蔗糖酶的化学本质是________，图中表明蔗糖酶能催化________，并将它水解为________________________________________________________________________。
(2)蔗糖酶不能催化麦芽糖水解的原因是麦芽糖与蔗糖酶的________结构不适合，这是蔗糖酶具有________的重要原因。
解析：酶促反应的过程是：酶与底物结合(这种结合是特异性的，如同“钥匙”和“锁”的紧密配合，这体现了酶的专一性)，形成酶—底物复合物，然后这个复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落，同时酶分子又恢复原状。
答案：(1)蛋白质 蔗糖 葡萄糖和果糖
(2)空间 专一性
12.新鲜的肝脏和马铃薯中有较多的过氧化氢酶，MnO2是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧气。现有实验材料和用具：新鲜的鸡肝匀浆，新鲜的马铃薯片，新配制的体积分数为2%的过氧化氢溶液，MnO2，量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，试管夹，大烧杯，三脚架，石棉网，温度计等。某同学为探究过氧化氢酶和MnO2催化效率的高低，从以上给出的材料和用具中选出所需材料和用具，设计实验。
(1)提出的问题：过氧化氢酶和MnO2催化效率的高低。
(2)作出的假设：
____________________________________。
(3)实验步骤：
①取2支洁净的试管，编号1、2，并各注入3
mL过氧化氢溶液。
②向1号试管内________，向2号试管内_____________________________。
③堵住试管口，轻轻地振荡这两支试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察并记录哪支试管产生的气泡多。
④__________________________分别放在1、2号试管内液面的上方，观察并记录哪支卫生香燃烧猛烈。
(4)预期实验结果与分析(写出3种可能的实验结果并加以分析)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)该同学继续探究温度对鸡肝匀浆和MnO2催化效率的影响，实验结果如图，图中代表鸡肝匀浆催化效率的曲线是________，判断的理由是_______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题考查酶的特性，酶与无机催化剂相比具有高效性。在进行实验设计时，一定要注意遵循对照、单一变量和等量原则，才能使结果更加可信，更有说服力。过氧化氢酶的活性受温度的影响较大，在一定温度范围内催化效率比无机催化剂要高，由此可以判断出哪条是酶的曲线，哪条是无机催化剂的曲线。
答案：(2)过氧化氢酶具有高效性(其他合理假设也可)
(3)②加入少许鸡肝匀浆 加入少许MnO2 ④将点燃但无明火的卫生香
(4)如果1号试管中的卫生香比2号试管中的卫生香燃烧猛烈，说明过氧化氢酶比MnO2催化效率高，过氧化氢酶具有高效性
如果1号试管中的卫生香与2号试管中的卫生香的燃烧情况相似，说明过氧化氢酶与MnO2催化效率一样
如果1号试管中的卫生香不如2号试管中的卫生香燃烧猛烈，说明过氧化氢酶没有MnO2催化效率高，过氧化氢酶不具有高效性
(5)乙 酶的活性受温度影响，在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的活性增强，超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性下降；在一定温度范围内，过氧化氢酶的催化效率高于MnO2的催化效率(答案合理即可)第1节
细胞与能量
一、教学目标
【知识目标】
1．举例说明细胞中的能量转化。
2．区别吸能反应和放能反应及其相互联系。
3．阐明ATP是细胞中的能量通货。
【能力目标】
1．通过阅读培养学生的自学能力、表述能力；利用课件，培养学生的观察、分析能力等。
2．通过分析ATP－ADP的循环及其对细胞内供能的意义，初步训练学生分析实际问题的能力。
【情感态度与价值观】
通过让学生认识医用ATP的注射液和ATP片剂，让学生在分析自己身体内发生的ATP－ADP循环及其重要意义过程中，体验到生物学原理在生产实践中的价值，加强对身边的科学的理解。
二、教材分析
【教材的地位作用】
教材开始就以学生熟悉的动能和势能的相互转化，引出在细胞内也存在着能量的转化，并强调能量只能以一种形式转变为另一种形式，既不会被消灭，也不会被创造。接着交代清楚什么是吸能反应、什么是放能反应，为理解ATP－ADP循环时的放能和吸能做铺垫。
对于ATP是细胞中的能量通货，教材首先介绍ATP的分子结构，说明ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，并用图解说明它的结构。分子简式为A－P～P～P，其中A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基，～代表高能磷酸键，而且说明在两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定，为后面的ATP水解作铺垫。
对于ATP－ADP的循环，教材中首先介绍了ATP水解的过程：ATP的第二个和第三个磷酸基团之间的高能磷酸键对于细胞中能量的捕获、贮存和释放都是很重要的。第二个高能磷酸键的末端，能很快地水解断裂，于是ATP转换为ADP，能量随之释放出来以用于各项生命活动；同样，在提供能量的条件下，也容易加上第三个磷酸基，使ADP又转化为ATP。在ATP与ADP的转化过程中都需要酶的参与，活细胞内这个过程是永无休止地循环进行的。
教材中指明ATP是细胞中普遍使用的能量载体，在细胞中的含量不多，从而易于引发学生讨论ADP－ADP循环的意义，同时可使学生加强ATP是细胞中的“能量通货”的理解。
【教学重难点】
1．教学重点：ATP的分子结构及其特点、ATP的分子简式、分析ATP－ADP的循环及其对细胞内能量代谢中的意义，能理解ATP作为“能量通货”的含义。
2．教学难点：ATP－ADP的循环及其对细胞内能量代谢中的意义，理解ATP作为“能量通货”的含义。在教师的引导下，利用多媒体课件，结合同学之间的相互讨论分析等形式，让学生认识ATP的水解，ATP－ADP的循环过程及其重要意义。
【教学准备】
医用ATP的注射液和ATP片剂。ATP的结构、ATP水解过程、
ATP－ADP循环课件。
三、学情分析
对于能量可以相互转化，学生并不陌生，在物理、化学学科中早就有所认识，在生活中也所处可见。而对于细胞与能量的关系，在细胞内要发生能量的转化，学生是所知不多的。学生对于ATP的认识几乎是空白，并且ATP是一种存在于细胞内的能量物质，看不见摸不着，事先准备好医用ATP的注射液和ATP片剂，能使学生对ATP有个感官上的认识。
ATP的分子结构、ATP的水解、ATP－ADP的循环等内容，只以教材中的插图还不能使学生有较深刻的认识，所以可以制作多媒体课件，通过课件的展示既可以引起学生的学习兴趣，还可以通过学生的观察和分析，突破教学的难点，达到较好的教学效果。
四、教学设计
【设计思路】
首先联系生活实际，让学生从身边去发现生物体内存在着能量的转化。不仅能调动学生的学习兴趣，而且可以迅速的导入新课。能量的转化、吸能反应和放能反应，内容比较简单，所以就发挥学生的能动作用，以阅读提问的方式进行。ATP是细胞中的能量通货是教学的重点和难点，首先展示事先准备好的医用ATP的注射液和ATP片剂，让学生对ATP有个感官的认识，然后利用多媒体课件，以谈话法进行教学，让学生对ATP分子的结构、ATP的水解、ATP－ADP的循环进行逐步的学习。小结中设计了几个问题由学生做出问答，这些问题的提出，目的是及时掌握学生对新知识理解的缺陷，对所学的知识进行梳理，以强化学生对新知识的认识，使学生充分认识到ATP在细胞代谢中的重要地位。
【教学过程】
教学流程
教师活动
学生活动
教学意图
导入新课
新陈代谢是生物的基本特征。新陈代谢中一系列的物质变化，必定伴随着能量的转化。生命系统必须依靠物质和能量来维持，能量的获取、储存、释放、利用和散失，伴随着全部生命活动。【提问】你能举出几个生物体内能量转化(或吸收储存、或释放利用)的例子来吗？【讲述】能量是做功的“力量源泉”。那么在生物体内，是什么物质为生命活动供能的呢？
讨论、回答。
联系生活，调动思维，激发兴趣。
第一节细胞与能量一、能量的转化
【讲述】能量是可以进行转化的。例如书本中所举例的势能和动能的相互转化。【提问】你还能举例说明能量是可以转化的吗？【提问】什么是化学能？【板书】㈠化学能：活细胞中的各种分子具有的势能通常被称作化学能，是细胞内最主要的能量形式。【提问】能量会消灭吗？能创造吗？【板书】㈡能量的转化1．能量在生物体内或细胞中进行各种形式的相互转变。2．生物体和细胞是开放系统，生物体要与外界发生物质和能量的交换。【提问】怎样维持一个系统的有序性？【板书】3．细胞的有序状态的维持需要消耗能量。细胞中的能量是从何而来？能量是如何释放的呢？
阅读课本44页能量的转化第一至第四段。讨论、回答。阅读课本44页第五、六段。
培养学生的阅读能力。提出问题，引起思考，在原有的认知基础上构建新知识。
二、吸能反应和放能反应
【提问】什么是吸能反应？请举例说明。【板书】产物分子中的势能比反应物中的势能高，即为吸能反应。举例：略。【提问】什么是放能反应 请举例说明。【板书】产物分子中的势能比反应物中的势能低，即为放能反应。举例：略。【讲述】细胞中有许多吸能反应，它们所需的能量来自于细胞中的放能反应。那么细胞中放能反应所产生的能量是怎样被吸能反应利用的呢？两者之间的纽带就是ATP。【展示】医用ATP的注射液和ATP片剂。那么什么是ATP呢？
阅读课本4.5页吸能反应和放能反应。讨论、回答。请同学代表大家观察ATP片剂和ATP的注射液实物，由一位同学给其他同学读出所看到实物的名称及治疗作用。
通过自学提高学生对知识的认知、归纳、表述能力。使学生对ATP建立具体的直观的认识，并初步了解其生理作用。
三、ATP是细胞中的能量通货
㈠ATP的结构展示课件：ATP的结构。【讲述】
ATP是腺苷三磷酸的英文缩写，它是普遍存在于各种活细胞中的一种高能磷酸化合物。核糖
磷酸基团【板书】1．
ATP的结构简式：
A－P～P～P式中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，称为高能磷酸键；ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中；两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定；ATP分子的水解本质上就是ATP分子中高能磷酸键的水解，也就是高能磷酸键断裂后释放出大量的能量。【板书】2．ATP的水解反应：展示课件：ATP的水解。
腺苷三磷酸水解
＋
＋能腺苷二磷酸（ADP）【提问】ATP水解时，是哪个化学键断裂？水解后有哪些产物？这是个吸能反应还是放能反应过程？释放的能量被如何利用了呢？【讲述】细胞利用这种能量的方法是将ATP水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应。也就是用于细胞中的各种生命活动。引导学生分析课本46页
图3－2
ATP推动细胞做功。【讲述】细胞中的ATP含量很少，如肌细胞中的ATP只能维持肌肉收缩2～3钞钟左右。不过ATP在细胞中易于再生，在本章第四节中将学习。那么ATP是又什么物质合成的呢？【板书】3．ATP－ADP循环【提问】ATP与ADP之间为什么能够进行循环？（点评学生的回答，并进行归纳）【讲述】ATP水解形成ADP后，利用细胞内释放能量的反应，如呼吸作用释放的能量，ADP吸收能量又和磷酸结合转变成ATP，而这一过程的进行与两个磷酸基团之间的高能磷酸键的特点直接相关，那个高能磷酸键即容易水解断裂，又容易重新合成。【板书】通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP-ADP循环。【提问】ATP－ADP循环的意义是什么？【讲述】ATP和ADP在体内总是处于不停地转化中，且处于动态平衡之中，能够为细胞内的各项生命活动不断的提供能量。【板书】4．ATP是细胞中的“能量通货”【讲述】细胞内的糖类、脂质等能源物质不能被细胞直接利用，ATP水解后释放的能量才是细胞内各种生命活动的直接能量来源，呼吸作用分解有机物释放能量不能为生物体直接利用，只有这些能量转移给ATP，且ATP水解后释放的能量才可被细胞利用。ATP是细胞中普遍适应的能量载体，ATP在细胞内的含量是极少的，像小额钞票一样，便于流通使用，是细胞能量代谢的“能量通货”。
观察ATP的结构，认识各种符号的含义。观看ATP水解的动画演示。讨论、回答。举例说明。阅读课本46页图3－3
ATP－ADP循环。思考、回答。讨论、回答。
通过教师的讲解使学生对ATP的认识逐渐清晰。明确ATP放能的部位，对两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定形成直观的认识。及时联系刚学习的吸能和放能反应，使前后知识密切联系，培养学生的逻辑思维能力。用通俗易懂的比喻使学生理解ATP在生命活动中的的作用。
小结
【讲述】通过本节内容的学习，我们知道能量是相互转化的，既不会消失也不会凭空创造。在生物体的细胞内也发生着能量的相互转化－吸能反应和放能反应。【提问】细胞中糖类等有机物分解所释放的能量是怎样被吸能反应利用的呢？【提问】众多能源物质中，ATP这种含量极少的物质为什么成为“能量通货”？学生回答后整理：ATP中连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定，水解后形成ADP，释放出的能量供细胞中的吸能反应；而ADP吸收其他能源物质释放的能量后又可以迅速转化为ATP。强调：ADP合成ATP所需的能量不是来自ATP的放能反应。【提问】当产生ATP的过程停止时，会发生什么？【举例】大家可能知道氰化物可以在非常短的时间内使人死亡，其毒理就是阻挡ATP的形成。当人体ATP合成受阻后，机体没有ATP，神经细胞和其他细胞中的细胞活动就不能继续，人在3～6分钟内就会失去知觉。因此ATP对生命的维持是极其重要的。
回答：ADP吸能后和磷酸结合形成ATP。讨论、回答。讨论、回答。
以提问的方式进行小结，及时掌握学生对新知识理解的缺陷，对所学的知识进行梳理，以强化学生对新知识的认识，使学生充分认识到ATP在细胞代谢中的重要地位。
【反馈检测】
1、生物体的细胞内普遍存在一种能量载体，叫做
，简称ATP，它是细胞中各种生命活动所需的
。ATP的分子式可简写成
，ATP分子中大量的化学能储存在
内。
2、ATP分子中不稳定的高能磷酸键是
，伴随着ATP-ADP的循环，存在着
反应和
反应，ATP的这一特点，使它与生物体的新陈代谢有密切的关系。
3、下列物质水解后所释放出的能量可直接用于肌肉收缩的是（
）。
A．肝糖元
B．肌糖元
C．葡萄糖
D．三磷酸腺苷
4、ATP在细胞内的含量及其生成是（
）。
A．很多、很快
B．很少、很慢
C．很多、很慢
D．很少、很快
参考答案：1、腺苷三磷酸
能量通货
A—P～P～P
高能磷酸键
2、两个磷酸基团之间的高能磷酸键
放能
吸能
3、D
4、D
五、相关链接
1．腺苷三磷酸(adenosine
triphosphate)
腺苷三磷酸是腺苷酸(AMP)的磷酸衍生物。腺苷酸的末端磷酸基团再连结一个磷酸基团为腺苷二磷酸(ADP)，腺苷二磷酸再连结一个磷酸基团即为腺苷三磷酸(ATP)。ATP是生物体内最重要的高能磷酸化合物，每摩尔ATP水解生成ADP及磷酸时可释放出自由能7.3千卡(约30.5千焦)。线粒体和叶绿体是细胞制造ATP的主要场所。在线粒体内ATP通过氧化磷酸化作用生成。在叶绿体内ATP通过光合磷酸化作用生成。从低等的单细胞生物到高等生物人类，能量的释放、转移、储存和利用均以ATP为中心。ATP水解释放的能量可直接用于做机械功(细胞运动和收缩)，生物发光(萤火虫、萤光细菌)，生物发电(电鳗、电鲶)，物质的运输(离子或分子由低浓度向高浓度中流动)，糖、脂质、蛋白质、核酸等物质的生物合成等。体内某些代谢反应需要一些其他的核苷三磷酸直接供能。如尿苷三磷酸(UTP)对于多糖的生物合成，胞苷三磷酸(CTP)对于磷脂的生物合成，鸟苷三磷酸(GTP)对于蛋白质的生物合成都是必需的；这些核苷三磷酸也是通过消耗ATP生成的。此外ATP还是合成RNA、腺苷酸的衍生物、糖的磷酸酯、磷酸胆硷等重要物质的原料。
2．医用ATP片剂的作用
纯净的ATP是白色粉末状，能够溶于水，可作为一种药品，
ATP片剂可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。主要是用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病，ATP可以提供能量，起到改善患者新陈代谢状况的作用。
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腺嘌呤
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P第2节
物质出入细胞的方式
一、该节内容的变化
1、概念词语的变化。原教材中物质出入细胞的方式有：自由扩散、主动运输、内吞和外排
新教材中物质出入细胞的方式有：扩散（自由扩散、易化扩散）、渗透、转运（被动转运、主动转运）、胞吞和胞吐
2、概念引入和诠释方式的变化。新教材中概念从举例和图片引入，诠释很透彻、直观、明晰
3、概念的集中出现。新教材将原来分散在第一册和全一册的物质出入细胞的方式集中到一起，便于学生整体学习和掌握
二
《物质出入细胞的方式》的教学设计
教学目标
知识目标：1、认识扩散、渗透现象并且能够举例说明。
2、掌握质壁分离原理并应用到实验设计。
技能目标：1、运用物质出入细胞膜的方式知识联系现实生活，用所学的知识解释生活中的现象。
2、用所学的知识分析解决问题、设计实验提高学生的创造力
3、运用对比的方法归纳总结知识
情感目标：能够激发学生对科学研究的兴趣；
培养学生讨论，交流，合作意识
教学重点：质壁分离、物质出入细胞膜的方式
教学难点及解决方法：
物质出入细胞膜的方式
解决方法：利用教学课件辅助教学更加形象，利用对比、类比的方法。
教学用具：烧杯CUSO4演示实验用具
一次性杯子、水、墨水、图片、教学课件
学生活动设计：观察实验、讨论、设计实验、阅读
教学方法：
讲授法、演示法、谈话法、分析讨论法
课时安排：一个课时
教学进程
教学程序
教师行为
学生活动及目标
导入
1．
展示图片（人在吃东西）说明人吃东西的必要，把细胞从外界吸取物质比喻为“吃”。2．
问学生细胞膜在功能上的特性3．
质疑：细胞膜如何体现它的选择透过性？物质如何进入细胞膜呢？今天我们共同学习第二节物质出入细胞的方式。
观察图片，引起注意设置情境、生疑激趣思考、再现细胞膜特点、 进入新内容的学习情竟
扩散的定义及实际例子
1．
演示实验：将墨水滴到清水中，让学生观察并描述现象。2．
描述：墨水从中间向四周运动，中间是高浓度处，而四周是低浓度处，即墨水从高浓度处向低浓度处运动。3．
提出扩散定义：我们把物质从高浓度处向低浓度处运动的现象叫扩散4．
师生归纳特点：从高浓度处向地浓度处5．
固体、液体、气体都有扩散现象，它的结果是分布均匀。6．
列举生活中实例：邻居家炒菜的香味（香水味道；路边的花香等）7．
请学生举例：生活中常见的扩散现象8．
再次强调扩散特点：从高到低
观察实验、组织语言描述、表述观察到的现象 认识扩散现象的原理特点 联系实际生活思考并回答强化记忆、加深印象
渗透定义
1．
结合挂图题目，阐明题意2．
提问：漏斗中液面是上升、下降、不变？3．
讲述：液面升高的原因是：漏斗外的水分子相对数目多，而漏斗内是蔗糖溶液它的水分子相对数目少，水又能够通过半透膜，根据扩散原理水从漏斗外向漏斗内流动，液面上升。我们把水分子通过膜的扩散称为渗透。
利用扩散知识思考 理解液面上升原理认识渗透定义
植物细胞渗透
1．
请同学思考假如把植物细胞放到与自身溶液浓度相等的环境中，细胞会怎么样？放到比自身溶液浓度低的溶液中回怎么样？放到比自身溶液浓度高的溶液中，又会怎么样？2．
我们看课件，讲述：第一种情况不变，与动物细胞相同；第二种情况，细胞吸水膨胀，原理同动物细胞，但是不会胀破，因为有细胞壁。3．
第三种情况，发生了质壁分离，质指的是原生质体，壁指细胞壁。4．
质壁分离的原因：细胞失水，原生质体收缩，细胞壁不变。5．
讲述：将一个发生了质壁分离的活细胞在重新放到低浓度的溶液中，它会怎么样呢？6．
观看课件7．
可见细胞又恢复了原状，我们叫做质壁分离复原。它必须的活细胞才可以复原。8．
实验设计：粗略测定洋葱表皮细胞的溶液浓度。分成四组讨论，请其中一个学生回答。
观看动画理解质壁分离与质壁分离复原 讨论、利用所学的知识解决问题，在设计中发挥创造力
动物细胞的渗透
1.看书上图并思考2．
第一个是把红细胞放到与它自身溶液浓度相等的外界环境中，它没有变化。因为水分子相对数目相等。3．
第二个是把红细胞放在比自身溶液浓度低的环境中，红细胞外的水分子相对数目多，故红细胞吸水，膨胀，不断的吸水，最后胀破。4．
最后一个图，红细胞失水，皱缩
认识动物细胞渗透
膜运输方式 物质跨膜运输方式
1．
⑴陈述：还有象水分子一样的小分子物质可以直接跨膜进入细胞，我们把这种从高浓度向低浓度的跨膜运输叫作自由扩散。自由扩散的特点：从高浓度向低浓度运动，不需载体，不需能量。举例：水、氧气、二氧化碳、苯、甘油、乙醇等。⑵
课件，物质就这样进入细胞内。2．
⑴质疑：这种方式只适用于小分子物质，那么稍微大
一点，就不能用这种方式，他们怎么过呢？⑵
看课件。提问：与自由扩散有什么不同？⑶的确，它借助了一种物质，这种物质叫转运蛋白，是细胞膜上的一种蛋白，也叫载体蛋白。⑷
们把这种从高浓度向地浓度扩散又需要载体的运输方式叫作易化扩散。它的特点：从高浓度向低浓度运动，需要载体，不需能量。举例：葡萄糖进入红细胞3．
⑴较自由扩散和易化扩散。不同点：易化扩散需要载体，而自由扩散不需要。相同点：都是从高浓度到低
浓度运动。⑵
出被动运输概念：自由扩散和易化扩散统称为被动运输，即物质从高浓度向低浓度运动，不需要能量的方式。4．
⑴.质疑：如果只有被动运输，都从高浓度到低浓度，细胞内物质的浓度应该和外界差不多，但是实际上不是的。轮藻中钾离子浓度比它所生活的环境中钾离子多63倍；海带中碘离子比海水中高出40倍。着两个例子说明：细胞有积累离子的作用，那么积累就要从低浓度向高浓度运输。这种叫做主动运输⑵
课件，提问：主动运输都有哪些特点？⑶
讲述：它的特点：从低浓度向高浓度运输，需要载体，需要能量。举例：钾离子、碘离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞、氨基酸等5．
讲述：我们回到课前那个问题，我们可以看出细胞膜允许水、氧气、二氧化碳等小分子物质自由通过，细胞要选择吸收的离子或小分子也可以通过，而另一些离子、小分子和大分子则不能通过，这就说明了细胞膜在功能有选择透过性。6．
为了便于大家记忆，我们可以把上述三种运输方式比喻为三种情景：①一个木头顺流而下②船载着木头顺流而下③船载着木头逆流而上，有发动机。其中可以把上游比喻为高浓度，下游比喻为低浓度，船比为载体，发动机为能量。需要说明的是，上述宏观物体的运动只是借以比喻，便于记忆，实际微观粒子运动不是这样的。7．
我们知道小分子可以过了，那么大分子和有机颗粒怎么过呢？请学生快速阅读53页最后一段，回答我的问题。对，是胞吞和胞吐，草履虫摄食就是这种方式，它与浓度无关，需要载体。
认识自由扩散 比较学习法，认知易化扩散 识图、归纳特点 领会膜是选择透过性膜 形象记忆法 阅读，整理信息
小结
1．请学生总结本节课的主要内容2．布置课后作业
列表归纳总结各种运输方式的特点、实际例子。
比较学习法，信息加工整理列表
课后反思：教学设计主旨以启发学生为主，以学生为主体，教师为主导，在教学中也努力通过实验及层层设疑来引导学生思考，但时间紧，留有思考时间少，且是否对不同层次的学生都顾及到，使全体学生都动起来还需进一步通过落实来了解。
板书设计：
第二节
物质出入细胞膜的方式
扩散-----概念
特点：
结果：分布均匀
渗透-----动物细胞渗透
植物细胞渗透
物质跨膜方式------自由扩散
易化扩散
主动运输
胞吞、胞吐
