高中生物奧林匹克競(jìng)賽專題輔導(dǎo)：細(xì)胞代謝的基礎(chǔ).

1、高中生物奧林匹克競(jìng)賽專題輔導(dǎo)：細(xì)胞代謝的基礎(chǔ)【競(jìng)賽要求】1細(xì)胞代謝與能量 2ATP（三磷酸腺苷）結(jié)構(gòu)和功能2酶的功能 3細(xì)胞膜：理化性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)?【知識(shí)梳理】一、細(xì)胞代謝與能量1細(xì)胞代謝與能量生物的新陳代謝，或稱代謝，是生物體內(nèi)所進(jìn)行的全部物質(zhì)和能量變化的總稱，它是最基本的生命活動(dòng)過程。生活的細(xì)胞通過代謝活動(dòng)，不斷從環(huán)境中取得各種必需的物質(zhì)，來(lái)維持自身高度復(fù)雜的有序結(jié)構(gòu)，并保證細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育和分裂等活動(dòng)的正常進(jìn)行。細(xì)胞中能的轉(zhuǎn)換類型是多種多樣的。由于細(xì)胞成分中的蛋白質(zhì)、核酸等分子相當(dāng)脆弱，遇到高溫就要變性失活，所以細(xì)胞內(nèi)不能利用熱能來(lái)做功。在細(xì)胞和生物體的能量轉(zhuǎn)換中起重要作用的是

2、化學(xué)能。三磷酸腺苷（ATP）常常充當(dāng)各種類型的能量相互轉(zhuǎn)換的媒介物。許多放能反應(yīng)總是和ATP的合成相耦聯(lián)，將放出的能貯存在ATP中；許多需能反應(yīng)總是和ATP分解相耦聯(lián)，從ATP中獲得自由能（在壓力和溫度都恒定的條件下能夠做功的能稱為自由能）。 2三磷酸腺苷（ATP）（1）ATP的結(jié)構(gòu)特性三磷酸腺苷（ATP）也叫做腺苷三磷酸、是高能磷酸化合物的典型代表。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個(gè)相連的磷酸基團(tuán)構(gòu)成的。這三個(gè)磷酸基團(tuán)從與分子中腺苷基團(tuán)連接處算起，依次分別稱為 、磷酸基團(tuán)。ATP的結(jié)構(gòu)式是：ATP分子中的磷酸基團(tuán)水解時(shí)（有關(guān)酶的催化下），能釋放30.5 kJ/mol的能量。ATP分子既

3、可以水解一個(gè)磷酸基團(tuán)（磷酸基團(tuán)），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；也可以同時(shí)水解兩個(gè)磷酸基團(tuán)（磷酸基團(tuán)和磷酸基團(tuán)），而形成一磷酸腺苷（AMP）和焦磷酸（PPi）。后一種水解方式在某些生物合成中具有特殊意義。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一個(gè)磷酸基團(tuán)而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基團(tuán)而形成ATP。（2）ATP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡ATP是活細(xì)胞內(nèi)一種特殊的能量載體，在細(xì)胞核、線粒體、葉綠體以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中廣泛存在著，但是ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化卻是十分迅速的。在活細(xì)胞中，ATP末端磷酸基團(tuán)的周轉(zhuǎn)是極其迅速的，其消耗與再生的速度

4、是相對(duì)平衡的，ATP的含量因而維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的、動(dòng)態(tài)平衡的水平。這對(duì)于構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定的供能環(huán)境具有十分重要的意義。（3）ATP的生成動(dòng)物和人等：呼吸作用綠色植物：光合作用；呼吸作用（4）ATP的利用ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。這些能量的形式主要有以下6種。滲透能：細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度進(jìn)行的，物質(zhì)跨膜移動(dòng)所做的功消耗了能量，這些能量叫做滲透能。機(jī)械能：細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)都是在做機(jī)械功，所消耗的就是機(jī)械能。例如，肌細(xì)胞的收縮，草履蟲纖毛的擺動(dòng)，精子鞭毛的擺動(dòng)，有絲分裂期間染色體的運(yùn)動(dòng)，腺細(xì)胞對(duì)分泌物的分泌等。電能：大腦的思考神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳

5、導(dǎo)，以及電鰩、電鰻等動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的生物電等，它們所做的電功消耗的就是電能?；瘜W(xué)能：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能，如小分子物質(zhì)合成為大分子物質(zhì)時(shí)，必須有直接或間接的能量供應(yīng)。另外，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)在分解的開始階段，也需要化學(xué)能來(lái)活化，成為能量較高的物質(zhì)（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以說在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)代謝中，到處都需要由ATP轉(zhuǎn)化而來(lái)的化學(xué)能做功。光能：目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒有完全弄清楚，但是已經(jīng)知道，生物體用于發(fā)光的能量直接來(lái)自ATP，如螢火蟲的發(fā)光。熱能：有機(jī)物的氧化分解釋放的能量，一部分用于生成ATP，大部分轉(zhuǎn)化為熱能通過各種途徑向外界環(huán)境散發(fā)，其中一小部分熱能作用于體溫。通常情況下，熱能

6、的形成往往是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化和傳遞過程中的副產(chǎn)品。此外，ATP釋放的能量中，一部分能量也能用于動(dòng)物的體溫的提升和維持。（4）其他高能磷酸化合物除ATP外，由其他有機(jī)堿構(gòu)成的核苷酸也有重要的生物學(xué)功能，如三磷酸鳥苷（GTP）是蛋白質(zhì)合成過程所需要的，三磷酸尿苷（UTP）參與糖原的合成，三磷酸胞苷（CTP）是脂肪和磷脂合成所必需的。在動(dòng)物和人體細(xì)胞（特別是肌細(xì)胞）內(nèi)，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物還有磷酸肌酸（可用CP代表）。磷酸肌酸的結(jié)構(gòu)式是：當(dāng)動(dòng)物和人體細(xì)胞由于能量大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的ATP含量過分減少時(shí)，在有關(guān)酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給ADP，從而生成ATP和肌酸

7、（可用C代表）；當(dāng)ATP含量比較多時(shí)，在有關(guān)酶的催化作用下，ATP可以將磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給肌酸，使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。對(duì)于動(dòng)物和人體細(xì)胞來(lái)說，磷酸肌酸只是能量的一種儲(chǔ)存形式，而不能直接被利用。由此可見，對(duì)于動(dòng)物和人體細(xì)胞來(lái)說，磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用之間起著緩沖的作用，從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠保持相對(duì)的穩(wěn)定，ATP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡得以維持。二、酶及其功能新陳代謝是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。而構(gòu)成新陳代謝的許多復(fù)雜而有規(guī)律的物質(zhì)變化和能量變化，都是在酶催化下進(jìn)行的?？梢哉f，沒有酶的參加，生命活動(dòng)一刻也不能進(jìn)行。（一）酶的化學(xué)本質(zhì) 1絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，某些RNA也具有催化活性。 20世紀(jì)8

8、0年代發(fā)現(xiàn)某些RNA有催化活性，還有一些抗體也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)概念受到很大沖擊。 （二）酶是生物催化劑 1酶與一般催化劑的共同點(diǎn) （1）用量少而催化效率高。 （2）能加快化學(xué)反應(yīng)的速度，但不改變平衡點(diǎn)，反應(yīng)前后本身不發(fā)生變化。 （3）酶降低反應(yīng)所需的活化能。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。例 2H2O22H2O+O2 反應(yīng)活化能非催化反應(yīng)75.24kJ/mol鈀催化反應(yīng)48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol2酶作為生物催化劑的特點(diǎn)（1）高效性：指催化效率很高，使得反應(yīng)速率很快（酶降低活化能更顯著）。（2

9、）高度的專一性：任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物，這就是酶對(duì)底物的專一性。（3）溫和的反應(yīng)條件：酶促反應(yīng)在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行。（4）酶在體內(nèi)受到嚴(yán)格的調(diào)節(jié)、控制。（5）酶的催化活力與輔酶、輔基和金屬離子有關(guān)。（三）酶的分類按照酶的化學(xué)組成可以將酶分為以下兩類：（1）單純蛋白質(zhì)酶：有些酶只是多肽鏈，除了氨基酸不含任何其他化學(xué)物質(zhì)，也就是說有些酶是單純蛋白質(zhì)，如胰臟的核糖核酸酶、淀粉酶等。（2）結(jié)合蛋白質(zhì)酶：有些酶除了蛋白質(zhì)外，還含有一些對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)類小分子物質(zhì)或金屬離子，即由蛋白質(zhì)部分和非蛋白質(zhì)部分組成。結(jié)合蛋白質(zhì)酶的蛋白質(zhì)部分稱為脫輔酶，非蛋白質(zhì)部分稱為輔因子。脫輔酶

10、與輔因子結(jié)合后所形成的復(fù)合物稱為“全酶”，即全酶=脫輔酶+輔因子。在酶催化時(shí)，一定要有脫輔酶和輔因子同時(shí)存在才起作用，二者各自單獨(dú)存在時(shí)，均無(wú)催化作用。脫輔酶部分決定酶催化的專一性，輔酶（輔基）在酶催化中通常是起著電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的傳遞作用，大部分輔酶是維生素或維生素的衍生物。（四）影響酶作用的因素酶的催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間（每分）內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來(lái)表示。研究某一因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)在保持其他因素不變的情況下，單獨(dú)改變研究的因素。影響酶促反應(yīng)的因素常有：酶的濃度、底物濃度、pH值、溫度、抑制劑、激活劑等。其變化規(guī)律有以下特點(diǎn)。（1）酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響在底物足夠，

11、其他條件固定的條件下，反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時(shí)，酶促反應(yīng)的速率與酶濃度成正比。（2）底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比；在底物濃度較高時(shí)，底物濃度增加，反應(yīng)速率也隨之加快，但不顯著；當(dāng)?shù)孜餄舛群艽?，且達(dá)到一定限度時(shí)，反應(yīng)速率就達(dá)到一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率幾乎不再改變。（3）pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響每一種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)活性，超過這個(gè)范圍酶就會(huì)失去活性。在一定條件下，每一種酶在某一個(gè)pH時(shí)活力最大，這個(gè)pH稱為這種酶的最適pH。（4）溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響酶促反

12、應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快；但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。在一定條件下，每一種酶在某一溫度時(shí)活力最大，這個(gè)溫度稱為這種酶的最適溫度。（5）激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響激活劑可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活劑大致分兩類：無(wú)機(jī)離子和小分子化合物。（6）抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響抑制劑使酶活性下降，但不使酶變性。抑制劑作用機(jī)制分兩種：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。三、生物膜及功能（一）生物膜的化學(xué)構(gòu)成生物膜是指構(gòu)成細(xì)胞的所有膜的總稱。按其所處位置可分為兩種：一種處于細(xì)胞質(zhì)外面的一層膜叫細(xì)胞膜，也可叫質(zhì)膜；另一種是處于細(xì)胞由膜圍繞而成

13、的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)，叫內(nèi)膜。細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)是指真核細(xì)胞內(nèi)，在結(jié)構(gòu)、功能或發(fā)生上相關(guān)的，如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體，等等。細(xì)胞內(nèi)膜是相對(duì)于包圍在細(xì)胞外面的細(xì)胞膜而言的。細(xì)胞膜可由內(nèi)膜轉(zhuǎn)化而來(lái)(如子細(xì)胞的質(zhì)膜由高爾基體小泡融合而成)。生物膜是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本形式，它對(duì)酶催化反應(yīng)的有序進(jìn)行和整個(gè)細(xì)胞的區(qū)域化都提供了一個(gè)必要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。當(dāng)然，生物膜的功能是多種多樣的，如細(xì)胞的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等都與生物膜有關(guān)。在真核細(xì)胞中，膜結(jié)構(gòu)占整個(gè)細(xì)胞干重的70%80%。生物膜由蛋白質(zhì)、脂類、糖、水和無(wú)機(jī)離子等組成。蛋白質(zhì)約占60%65%，脂類占25%40%，糖占5%。這些組分，尤其

14、是脂類與蛋白質(zhì)的比例，因不同細(xì)胞、細(xì)胞器或膜層而相差很大。生物膜結(jié)構(gòu)上，就是脂類以雙分子層構(gòu)成生物膜的基本結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)分子則“鑲嵌”于其中。1膜蛋白生物膜中的蛋白質(zhì)約占細(xì)胞蛋白總量的20%30%，它們或是單純的蛋白質(zhì),或是與糖、脂結(jié)合形成的結(jié)合蛋白。根據(jù)它們與膜脂相互作用的方式及其在膜中的排列部位，可以大體地將膜蛋白分為兩類：外在蛋白與內(nèi)在蛋白(圖1-7)。外在蛋白為水溶性球狀蛋白質(zhì)，通過靜電作用及離子鍵等非共價(jià)鍵與膜脂相連，分布在膜的內(nèi)外表面。內(nèi)在蛋白占膜蛋白總量的70%80%，又叫嵌入蛋白或整合蛋白，其主要特征是水不溶性，分布在脂質(zhì)雙分子層中，有的橫跨全膜也稱跨膜蛋白,有的全部埋入疏水區(qū)

15、，有的與外在蛋白結(jié)合以多酶復(fù)合體形式與膜脂結(jié)合。膜蛋白執(zhí)行著生物膜的主要功能。不同生物膜所具有的不同生物學(xué)功能主要是由于所含膜蛋白的種類和數(shù)量的不同。細(xì)胞膜的構(gòu)造2膜脂在植物細(xì)胞中，構(gòu)成生物膜的脂類主要是復(fù)合脂類，包括磷脂、糖脂、硫脂等。磷脂是含磷酸基的復(fù)合脂。在植物細(xì)胞膜中重要的磷脂屬甘油磷脂，它們是磷脂酰膽堿(卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)。另外，還有磷脂酰絲氨酸，磷脂酰甘油，磷脂酰肌醇等。磷脂分子結(jié)構(gòu)既有疏水基團(tuán)，又有親水基團(tuán)。如圖所示，分子中有一個(gè)極性的“頭部”和一個(gè)疏水的“尾部”。磷脂的這種特性使之在生物膜形成中起著獨(dú)特的作用。糖脂是指甘油脂中甘油分子上有一個(gè)羥基以糖苷鍵與一分子六

16、碳糖相結(jié)合的產(chǎn)物。硫脂則是糖脂分子中的六碳糖上又帶一個(gè)硫酸根基團(tuán)。糖脂和硫脂也具有極性的“頭部”和疏水的“尾部”，這兩種脂類在葉綠體膜中特別多，其含量甚至超過了磷脂。由上可知，膜上的脂類幾乎都是兩性分子，在水相中可自發(fā)地形成脂雙層，即脂類分子呈兩層排列，親水的頭部處于水相，疏水的尾部朝向中央。這種自發(fā)的排列過程稱作脂類的自我裝配。脂雙層一旦有破損也能自我閉合。脂雙層是流動(dòng)的，脂類分子能在各自的單分子層內(nèi)迅速地移動(dòng)，即橫向擴(kuò)散，而一般不容易“翻轉(zhuǎn)”，即不易從一個(gè)單分子層顛轉(zhuǎn)到另一單分子層。脂雙層的自我裝配、自我閉合以及具有流動(dòng)性的三大特點(diǎn)決定了它能成為生物膜理想的基本結(jié)構(gòu)。膜脂上的脂肪酸有飽和脂

17、肪酸和不飽和脂肪酸之分，不飽和脂肪酸分子有雙鍵，其順式和反式的互變使不飽和脂肪酸易于彎曲或轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得膜結(jié)構(gòu)比較松散而不僵硬。膜脂上的不飽和脂肪酸與植物的抗逆性有很大關(guān)系，通常耐寒性強(qiáng)的植物，其膜脂中不飽和脂肪酸含量較高，而且不飽和程度(雙鍵數(shù)目)也較高，有利于保持膜在低溫時(shí)的流動(dòng)性；而抗熱性強(qiáng)的植物，其飽和脂肪酸的含量較高，有利于保持膜在高溫時(shí)的穩(wěn)定性。3膜糖生物膜中的糖類主要分布于質(zhì)膜的外單分子層。這些糖是不超過15個(gè)單糖殘基所連接成的具分支的低聚糖鏈(寡糖鏈)，它們大多數(shù)與膜蛋白共價(jià)結(jié)合，少部分與膜脂結(jié)合，分別形成糖蛋白和糖脂(圖1-7)。由于單糖彼此間結(jié)合方式、排列順序、種類、數(shù)量以

18、及有無(wú)分支等差別，其組合是千變?nèi)f化的，所形成的寡糖鏈種類非常多，形成了多種細(xì)胞表面特異的圖像，細(xì)胞之間借此進(jìn)行互相識(shí)別和交換信息。（二）生物膜的結(jié)構(gòu)關(guān)于生物膜的結(jié)構(gòu)有許多假說與模型，下面介紹兩種模型。1流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型由辛格爾(S.J. Singer)和尼柯爾森(G. Nicolson)在1972年提出，認(rèn)為液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層中鑲嵌著可移動(dòng)的蛋白質(zhì)，上圖展示了此模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。內(nèi)在蛋白嵌合在磷脂分子層中，內(nèi)在蛋白或其聚合體可橫穿膜層，兩端極性部分伸向水相，中間疏水部分與脂肪酸部分呈疏水結(jié)合，外在蛋白與膜兩側(cè)的極性部分結(jié)合。這個(gè)模型的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)膜的不對(duì)稱性和流動(dòng)性。脂雙層的流動(dòng)性保證了膜

19、能經(jīng)受一定程度的形變而不致破裂，這可使膜中各種成分按需要調(diào)整或組合，使之合理分布，有利于表現(xiàn)膜的多種功能。更重要的是它允許膜互相融合而不失去膜對(duì)通透性的控制，確保膜分子在細(xì)胞分裂時(shí)均等地分配給子代細(xì)胞。流動(dòng)鑲嵌模型雖得到比較廣泛的支持，但仍有很多局限性，如忽視了蛋白質(zhì)對(duì)脂類分子流動(dòng)性的控制作用和膜各部分流動(dòng)的不均勻性等問題。2板塊鑲嵌模型板塊鑲嵌模型由賈因(M.K. Gain)和懷特(White)在1977年提出。他們認(rèn)為，由于生物膜脂質(zhì)可以在環(huán)境溫度或其它化學(xué)成分變化的影響下，或是由于膜中同時(shí)存在著不同脂質(zhì)(脂肪鏈的長(zhǎng)短或不同的飽和度)，或者由于蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)間的相互作用，使膜

20、脂的局部經(jīng)常處于一種“相變”狀態(tài)，即一部分脂區(qū)表現(xiàn)為從液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，而另一部分脂區(qū)表現(xiàn)為從晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕B(tài)。因此，整個(gè)生物膜可以看成是由不同組織結(jié)構(gòu)、不同大小、不同性質(zhì)、不同流動(dòng)性的可移動(dòng)的“板塊”所組成，高度流動(dòng)性的區(qū)域和流動(dòng)性比較小的區(qū)域可以同時(shí)存在，隨著生理狀態(tài)和環(huán)境條件的改變，這些“板塊”之間可以彼此轉(zhuǎn)化。（三）生物膜的功能正是有了脂性的膜，才使生命物質(zhì)蛋白質(zhì)與核酸獲得與周圍介質(zhì)隔離的屏障而保持聚集和相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，因此，細(xì)胞膜是任何活細(xì)胞必不可少的。植物細(xì)胞可以脫離細(xì)胞壁而生活，卻不能脫離細(xì)胞膜膜而生存。膜的主要功能如下：1.分室作用 細(xì)胞的膜系統(tǒng)不僅把細(xì)胞與外界環(huán)境隔開，而且把

21、細(xì)胞內(nèi)的空間分隔，使細(xì)胞內(nèi)部的區(qū)域化，即形成各種細(xì)胞器，從而使細(xì)胞的代謝活動(dòng)“按室進(jìn)行”。各區(qū)域內(nèi)均具特定的pH、電位、離子強(qiáng)度和酶系等。同時(shí)，由于內(nèi)膜系統(tǒng)的存在，又將各個(gè)細(xì)胞器聯(lián)系起來(lái)共同完成各種連續(xù)的生理生化反應(yīng)，比如光呼吸過程就是由葉綠體、過氧化物體和線粒體三者協(xié)同完成的。2.代謝反應(yīng)的場(chǎng)所 細(xì)胞內(nèi)的許多生理生化過程在膜上有序進(jìn)行。如光合作用的光能吸收、電子傳遞和光合磷酸化、呼吸作用的電子傳遞及氧化磷酸化過程分別是在葉綠體的光合膜和線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。3.物質(zhì)交換 質(zhì)膜的另一個(gè)重要特性是對(duì)物質(zhì)的透過具有選擇性，控制膜內(nèi)外進(jìn)行物質(zhì)交換。如質(zhì)膜可通過擴(kuò)散、離子通道、主動(dòng)運(yùn)輸及內(nèi)吞外排等方式來(lái)

22、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。各種細(xì)胞器上的膜也通過類似方式控制其小區(qū)域與胞質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)交換。4.識(shí)別功能 質(zhì)膜上的多糖鏈分布于其外表面，似“觸角”一樣能夠識(shí)別外界物質(zhì)，并可接受外界的某種刺激或信號(hào)，使細(xì)胞作出相應(yīng)的反應(yīng)。例如，花粉粒外壁的糖蛋白與柱頭細(xì)胞質(zhì)膜的蛋白質(zhì)之間就可進(jìn)行識(shí)別反應(yīng)。膜上還存在著各種各樣的受體，能感應(yīng)刺激，傳導(dǎo)信息，調(diào)控代謝?！镜湫屠}】例1：“高能磷酸鍵”中的“高能”是指該鍵：（ ）A健能高 B活化能高 C水解釋放的自由能高 DA、B、C都是解析：化學(xué)中使用的“鍵能”和生物化學(xué)中使用的“高能鍵”，含義是完全不同的?；瘜W(xué)中“鍵能”的含義是指斷裂一個(gè)化學(xué)鍵所需要提供的能量；生物化學(xué)中所說

23、的“高能鍵”是指該鍵水解時(shí)能釋放出大量能量。（一般在20.92 kJ/mol以上）。答案:C。例2：酶具有極強(qiáng)的催化功能，其原因是：（ ） A增加了反應(yīng)物之間的接觸面 B降低了底物分子的活化能C提高了反應(yīng)物分子中的活化能 D降低了底物分子的自由能解析：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。因?yàn)槊附档突罨芨@著，所以催化效率高。答案：B。例3：下列各組消化液中，每組均由每種消化液2ml混合而成，哪組能將蛋糕完全消化，且對(duì)蛋糕的消化力最強(qiáng)：（ ） A胃液、胰液、腸液 B胰液、腸液、膽汁C唾液、胃液、腸液 D胃液、腸液、膽汁解析：酶的催化效率有最適PH值，胃蛋白酶是2.

24、0左右，腸液和胰液最適PH值8左右，唾液最適PH是6.8左右，膽汁的PH值7左右。所以，如有胃液和其他消化液混合，兩方面的酶都會(huì)由于PH值偏離最適而降低活性甚至失活，從而降低了對(duì)蛋糕的消化能力。 答案：B 。例4：下列生理活動(dòng)中，不產(chǎn)生 ATP的是：（ ） A暗反應(yīng) B有氧呼吸 C光反應(yīng) D無(wú)氧呼吸解析：暗反應(yīng)消耗ATP，其他過程有ATP生成。 答案：A例5：在人體和高等動(dòng)物體內(nèi)，在pH值由5上升到10的過程中，蛋白酶的催化速度將：（ ） A先升后降 B不斷上升 C不斷下降 D先降后升解析：本題考查問題并不難，但審題要仔細(xì)。題干所問是生物體內(nèi)的蛋白酶活性隨PH值變化！而不是胃蛋白酶。人體大多數(shù)

25、酶的最適PH值為7，所以本題選A。答案：A例6：人和動(dòng)物體內(nèi)發(fā)生“ADP十磷酸肌酸ATP肌酸”反應(yīng)的條件是：（ ）A肌肉組織缺氧 B機(jī)體消耗ATP過多C機(jī)體進(jìn)行有氧呼吸 D機(jī)體進(jìn)行厭氧呼吸解析：ATP消耗過多，意味著生物體大量消耗能量，能量供不應(yīng)求。磷酸肌酸是動(dòng)物肌肉中的儲(chǔ)能物質(zhì)，在ATP消耗過多時(shí)，會(huì)分解，將磷酸基團(tuán)及高能鍵轉(zhuǎn)移致ADP，生成ATP，實(shí)現(xiàn)能量的迅速轉(zhuǎn)移及供應(yīng)。答案：B例7：下列物質(zhì)中屬于高能化合物的是：（ ） AATP BADP CAMP DA解析：高能化合物是含有高能鍵的化合物，ATP有兩個(gè)高能磷酸鍵，ADP有一個(gè)高能磷酸鍵，AMP雖然有磷酸基團(tuán)但是不含高能磷酸鍵。答案：A

26、B例8：下面哪種有關(guān)酶的描述是錯(cuò)的：（ ） A所有酶都是蛋白質(zhì) B酶有專一性 C酶在細(xì)胞外也可以發(fā)揮功能 D酶可以不需要輔基解析：酶的化學(xué)本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。條件適宜，酶在體外也一樣具有催化作用。從酶的化學(xué)構(gòu)成角度：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)酶，除了氨基酸不含任何其他化學(xué)物質(zhì)。結(jié)合蛋白質(zhì)酶含有輔酶（輔基）。答案：A【智能訓(xùn)練】1.細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中，鑲嵌蛋白質(zhì)分子分布在：（ ）A. 僅在內(nèi)表面 B僅在兩層之間C僅在內(nèi)表面與外表面 D兩層之間、內(nèi)表面與外表面都有 2以藥物抑制草履蟲ATP的合成，蟲體死亡后其細(xì)胞常：（ ）A萎縮 B膨大 C破裂 D不變3下列關(guān)于礦質(zhì)元素的敘述不正確的是：（

27、 ） A植物需要量最大的礦質(zhì)元素是：氮、磷、鉀 B根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收具有選擇性C根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收都要通過交換吸附 D礦質(zhì)元素進(jìn)入根毛細(xì)胞中都需要消耗ATP4同呼吸作用有關(guān)，但與 ATP無(wú)關(guān)的過程是：（ ）A主動(dòng)運(yùn)輸 B協(xié)助擴(kuò)散 C離子交換吸附 D滲透吸水5以下四組是影響酶活力的主要因素，正確的是：（ ）A底物的濃度、pH值、溫度 B光照、溫度、pH值C底物的濃度、壓力、PH值 D溫度、壓力、pH值6動(dòng)物體內(nèi)能量代謝過程中，能量轉(zhuǎn)移是指：（ ）A肝糖元與血糖的相互轉(zhuǎn)變需ATP B有機(jī)物氧化分解產(chǎn)生ATPC合成有機(jī)物消耗ATP DATP釋放能量用于各種生理活動(dòng)7人體進(jìn)行下列哪項(xiàng)生理活動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生

28、ATP？（ ）A呼吸運(yùn)動(dòng) B外呼吸 C肺的通氣 D內(nèi)呼吸8當(dāng)人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，合成ATP的能量主要來(lái)源于： （ ）A無(wú)氧呼吸 B有氧呼吸 C磷酸肌酸 D以上三項(xiàng)都有9人體的酶與激素的共同點(diǎn)是：（ ）A都是活細(xì)胞產(chǎn)生 B都來(lái)源于腺體C都是細(xì)胞代謝產(chǎn)物 D只存在于活細(xì)胞中10欲觀察寄生在人體血細(xì)胞內(nèi)的微絲蚴，可把紅細(xì)胞置于（ ）A蒸餾水中 B5蔗糖溶液中 C瑞氏溶液中 D生理鹽水中11以下哪種物質(zhì)具有高能鍵：（ ）A磷酸烯醇式丙酮酸 B3一磷酸甘油酸 C2一磷酸甘油醛 D果糖-6-磷酸12肌肉收縮時(shí)直接能源是：（ ）AATP B磷酸肌酸 C葡萄糖 DGTP13蔗糖在常溫下很穩(wěn)定，這是因?yàn)椋海?）A蔗

29、糖需要較高的活化能 B蔗糖是天然防腐劑 C蔗糖處于一種低能級(jí)狀態(tài) D葡萄糖不易同其他化合物反應(yīng)14在酶促反應(yīng)中，如果加入競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：（ ） A米氏常數(shù)不變 B最大反應(yīng)速度不變 C米氏常數(shù)和最大反應(yīng)速度都不變 D米氏常數(shù)和最大反應(yīng)速度都變15參與體內(nèi)供能反應(yīng)最多的高能磷酸化合物是：（ ）A磷酸肌酸 B三磷酸腺苷 CPEP DUTP EGTP16細(xì)胞中許多具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器在化學(xué)組成上很相似，其中與高爾基體的化學(xué)組成相似的細(xì)胞器是（ ）A線粒體 B葉綠體 C滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) D核糖體17一分子葡萄糖完全氧化可以生成多少分子ATP：（ ）A35 B38 C 32 D24 18下列物質(zhì)中屬于高能化合物的是：（ ） AATP BADP CAMP DA19下列 ADP含量不會(huì)增加的是：（ ）AK進(jìn)入腎小管壁的上皮細(xì)胞 B葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞C線粒體中的氫與氧結(jié)合 D甘油吸收進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞20多糖的合成中除需ATP供能以外，還需 供能。21用小刀將數(shù)十只螢火蟲發(fā)火器割下，干燥后研成粉末狀，取兩等份分別裝入2只小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可見到玻璃瓶中有淡黃色螢光出現(xiàn)，約過15min螢光消失。這時(shí)，再將ATP溶液加入其中一只玻璃瓶中，將葡萄糖溶液加入