4生物的新陈代谢

第1页共39页第四章生物的新陈代谢第一节酶【知识概要】一、酶的概念1．酶是生物催化剂酶是由生物体活细胞所产生的一类具有生物催化作用的有机物。生物体内的新陈代谢过程包含着许多复杂而有规律的物质变化和能量变化，其中的许多化学反应都是在酶的催化作用下进行的。2．酶的化学本质是蛋白质酶具有一般蛋白质的理化性质。从酶的化学组成来看，有简单蛋白和复合蛋白两类。属于简单蛋白的酶，只含有蛋白质；属于复合蛋白的酶分子中，除了蛋白质外，还有非蛋白质的小分子物质，前者称酶蛋白，后者称辅助因子，可分为辅酶和辅基两类。近些年来发现，绝大多数酶是蛋白质，有的酶是RNA。二、酶催化作用的特点酶与一般催化剂一样，能降低化学反应所需的活化能，使反应速度加快，反应完成时，酶本身的化学性质并不发生变化。酶与一般非生物催化剂不同的特点是：1．高效性；2．专一性；3．需要适宜的条件。三、酶催化作用的机理现在认为，酶进行催化作用时，首先要和底物结合，形成一中间络合物，它很容易转变为产物和酶；该过程可表示为：S（底物）＋E（酶）→SE（中间络合物）迅速分解E（酶）＋P（反应产物）。酶分子中直接与底物结合并与酶催化作用直接有关的部位称为“活性（力）中心’。一般认为，酶的活性中心有两个功能部位：结合部位和催化部位。四、影响酶催化作用的因素影响酶催化作用的因素有底物浓度、温度、pH、酶浓度、激活剂和抑制剂等。【解题指导】例1下列关于酶的叙述，正确的一项是A酶提供使反应开始所必需的活化能B酶活性与温度和pH无关C若酶的三维结构被瓦解，则其正常活动就会部分或全部丧失D一个酶分子只起一次作用，然后就被毁坏了析酶是生物催化剂，能降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增加，反应速率加快，而酶本身的化学性质不发生变化，能反复起催化作用。因此A、D选项是错误的。酶的作用受温度、pH、酶浓度、底物浓度，抑制剂、激活剂等多种因素的影响。例如各种酶在一定条件下有其最适温度和最适pH值等。因此B选项也是错误的。酶的化学本质是蛋白质，一旦它的三维结构被破坏，将会使酶变性失活。所以，答案选C。例2有一种酶催化反应P＋Q→R。右图中实线表示在没有酶时此反应的进程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。图中表示此反应进行过程的曲线是。（［P］、［Q］、［R］分别代表P、Q、R的浓度）。第2页共39页A曲线AB曲线BC曲线CD曲线D析本题关键是要理解酶促反应中，酶的作用在于促进反应进行，缩短反应完成的时间（或达到平衡的时间）。酶促反应的结果与非酶促反应的结果是一致的，即是相同的。因此答案选C。【巩固练习】1．下列能正确说明酶特性的是A所有的酶都是蛋白质B酶的活性随着温度升高而不断提高C每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应D酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用2在一个合成连锁反应中：X1EA2EB3EC4EY，如果E4号酶失效。在这种情况下，要使细菌能够正常生长，我们至少要向培养基中加入的物质是AXBACX和CDY3．酶的竞争性抑制剂具有A与酶分子相似的结构B与底物分子相似的结构C与编码酶的基因结构相似D将底物与酶相连的能力4．假如在人体和高等动物体内，pH由5上升到10的过程中，蛋白酶的催化速率将A先升后降B不断上升C不断下降D先降后升5．人在发烧时食欲较差，其病理是A胃不能及时排空B摄入的食物未能被消化C消化酶活性受影响D完全抑制了消化酶的分泌6．请指出下列各种酶的作用（把编号填在相应的括号内）。①麦芽糖酶②胰蛋白酶③脱氢酶④蔗糖酶⑤脂肪酶⑥胃蛋白酶⑦脱羧酶⑧过氧化氢酶A脂肪分解为脂肪酸和甘油（）。B蔗糖分解为葡萄糖和果糖（）。C过氧化氢分解为水和氧（）。D从有机酸等夺去氢（）。E把蛋白质分解为多肽（）。7．为了认识酶作用的特性，以20％过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中得不到实验依据的一项是方法观察结果1常温下自然分解氧气泡少而小2常温下加入Fe3＋氧气泡稍多而小3常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大4加入煮沸后冷却的鲜肝提取液氧气泡少而小A从催化反应条件看，酶有温和性第3页共39页B从催化活性看，酶变性后就失活C从催化底物范围看，酶有专一性D从催化反应效率看，酶有高效性第二节植物的营养器官【知识概要】一、根根据发生的部位，根分成主根、侧根和不定根三种。植物地下部分所有根的总和叫做根系，分为直根系和须根系两种。从根的顶端到着生根毛的部分叫做根尖，它是根生长、分化、吸收最活跃的部位。从根尖的顶端起，依次分成根冠、分生区（生长点）、伸长区和成熟区（根毛区）四部分。根的初生结构由外向内分成表皮、皮层和维管柱（中柱）。皮层的最内层细胞叫做内皮层，这层细胞的径向壁和横壁上形成栓质化的带状加厚结构，叫做凯氏带，它具有加强控制根的物质转移的作用。维管柱由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部三部分组成。双子叶植物的根可以进行次生生长，由形成层细胞进行细胞分裂，向内形成次生木质部，向外形成次生韧皮部。根的生理功能是吸收、支持、合成和贮藏，有些植物的根还有营养繁殖的作用。二、茎茎的形态特征是有节和节间，有芽，落叶后节上有叶痕。茎因生长习性的不同，可以分为直立茎、攀援茎、缠绕茎和匍匐茎四类。茎的主干由种子的胚芽发育而成，侧枝由主干上的芽发育而成。因此，芽是一个枝条的雏型，将植物的叶芽纵切，从上到下依次为生长点、叶原基、幼叶、腋芽原基。双子叶植物茎的初生结构分为表皮、皮层和维管柱。维管柱由维管束、髓和髓射线三部分组成。维管束是初生韧皮部、形成层和初生木质部组成的束状结构。双子叶植物茎的维管束常排列成筒状。茎的次生结构是由形成层的活动而加粗的部分。由于形成层的活动受四季气候影响而在多年生木质部横切面上出现年轮。一般单子叶植物的茎只有初生结构，由表皮、维管束和薄壁组织组成。表皮下有机械组织，起支持作用，其细胞常含叶绿体。维管束是分散的，有的植物茎中空成髓腔。茎的生理功能主要是运输水分、无机盐类和有机营养物质，同时又能支持技、叶、花和果实展向空中。此外还有贮藏和营养繁殖的作用。三、叶植物的叶一般由叶片、叶柄和托叶三部分组成。叶片内分布着叶脉，叶脉有网状脉和平行脉之分。叶柄有支持和输导作用。叶片的结构通常分三部分：表皮、叶肉和叶脉。表在分为上表皮和下表皮。表皮细胞之间有许多气孔，由两个保卫细胞围成，保卫细胞控制着气孔的开闭。气孔是叶蒸腾水分和气体进出的通道。叶肉由含许多叶绿体的薄壁细胞组成，分为栅栏和海绵组织，大中型叶脉由维管束和机械组织构成，木质部在上，韧皮部在下。叶脉越细，结构越简单。四、根、茎、叶的变态根的变态包括贮藏根（有肉质直根、块根）、气生根（有支柱根、呼吸根、攀援根等）、寄生根（吸器）；茎的变态包括地下茎的变态（有块茎、鳞茎、球茎、根状茎等）、地上茎的变态（有茎卷须、枝刺、叶状枝、肉质茎等）；叶的变态，有苞叶、叶卷须、鳞叶、叶刺、捕虫叶等。第4页共39页【解题指导】例1玉米茎的由细长粗和杨树茎的由细长粗，有什么本质上的区别？析玉米属于单子叶植物，单子叶植物维管束中，韧皮部和木质部之间没有形成层，茎的长粗是依靠细胞的生长，这种增粗是有限的。杨树属于双子叶植物，茎的形成层可以不断分裂，产生次生维管组织，所以多年生双子叶植物的茎能逐年增粗，这不仅由于细胞的生长，更主要是依靠细胞的分裂。例2绿色植物在白天光合作用旺盛时，多数气孔常开放着；随着光合作用的减弱，越来越多的气孔逐渐关闭。影响气孔开闭的主要内因是保卫细胞内部的A氧气的浓度B淀粉的浓度C水解酶的浓度D酸碱度（pH）析叶的保卫细胞和表皮细胞相连的一侧细胞壁较薄，其余各面的细胞壁较厚。当保卫细胞充水膨大时，向外侧弯曲，气孔张开；当保卫细胞失水时，膨压降低，保卫细胞回缩，气孔则关闭。在光照下，只要气温不过高，保卫细胞的光合作用加强，消耗细胞中的CO2，使pH由5左右升至7左右，这个酸碱度利于细胞中不溶性淀粉水解为葡萄糖，使细胞内溶液浓度增大，水势下降，保卫细胞就吸水膨胀，气孔开放。可见，气孔的开闭与细胞内pH变化有关。答案选D。【巩固练习】8．植物根的下列结构可能由中柱鞘发育而成的是①内皮层②侧根③原形成层④初生木质部⑤木栓形成层⑥维管形成层A①③⑤B②⑤⑥C②④⑥D①③⑥9．决定玉米茎的直径大小的分生组织是A初生分生组织B次生分生组织C初生分生组织和次生分生组织D先是初生分生组织，然后是次生分生组织10．同一种的两棵树，直径分别为10cm和4cm，但树皮一样厚，这是因为①次生韧皮部比次生木质部少得多②死的韧皮部细胞被压挤在一起③形成了落皮层，外面的树皮脱落了A①和②B①和③C②和③D①②和③11．一些树的年龄可以通过年轮来鉴定，年轮代表A木栓层的年生长B原生韧皮部和木质部的年生长C次生木质部的年生长D次生韧皮部的年生长12．在筛管中运输的有机物主要是A淀粉B蔗糖C脂肪酸D葡萄糖13．种子植物维管形成层属于分生组织，其细胞特点是A全部是等直径细胞，能进行各方向的细胞分裂B细胞全部是纺锤形，能进行各方向的细胞分裂C部分细胞为纺锤形，能进行各方向的细胞分裂D部分细胞为纺锤形，只能进行平周分裂14．植物的根与茎在内部结构上的不同点是①根表皮为吸收组织（具根毛）②茎表皮是保护组织③根具内皮层④茎具内皮层⑤根的木质部与韧皮部相间排列、茎则内外排列⑤根的木质部与韧皮部内外排列，茎则相间排列第5页共39页A①②④⑤B①②③⑤C①②③⑥D①②④⑥15．在被子植物体中，具有功能的死细胞是A筛管、导管B筛管、纤维C导管、纤维D纤维、厚角组织细胞16．植物体内有多种导管，孔纹导管一般存在于A原生木质部B后生木质部C次生木质部DB和C两部分17．绿色植物叶的保卫细胞与表皮细胞在生理功能上的主要区别是A含有叶绿体B能进行光合作用C能进行呼吸作用D能吸水、失水18．下列关于植物营养器官的叙述，正确的是A根尖分生区的细胞含有一大液泡，能不断进行细胞分裂B叶肉中栅栏组织的细胞含叶绿体比海绵组织的多C茎的内皮层有木质化的细胞壁，水分不能通过D韧皮部的筛管呈管状，侧壁具有壁孔，可使物质作横向运输19．下列组织中能形成结实的长条结构（如麦类的茎）的是A表皮组织B厚角组织C厚壁组织D薄壁组织20．秋天，叶的色素中最易受低温伤害而被破坏的是A叶绿素B叶黄素C花香素D胡萝卜素21．指出下列植物器官属于变态茎的是①荸荠②芋头③甘薯④马铃薯⑤洋葱⑥胡萝卜⑦水仙⑧藕A①②⑤⑦B③④⑤⑥C①②④⑧D③④⑦⑧22．对一株一年生植物进行长度分析。方法是在不同时间测定几个参数，右图以时间为横轴（X轴），以所得结果按不同比例为纵轴（Y轴）作图所得曲线。图中A、B、C三条曲线分别代表①茎长度的增长②整株植物鲜重的增长③整株植物干重的变化A①②③B②①③C③①②D②③①23．选择正确答案的代号，填入括号中：代号：①根冠②原形成层③基本分生组织④初生木质部⑤光合作用⑥繁殖⑦薄壁组织⑧根毛⑨蒸腾作用⑩原表皮层○11通气组织植物组织或器官名称起源功能厚角组织基本分生组织支持作用绿色组织A（）B（）初生木质部C（）输导组织木栓形成层D（）产生木栓E（）F（）水分吸收中柱鞘G（）侧根的起源第三节植物的光合作用【知识概要】第6页共39页一、光合作用的概念及其重要意义光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。光合作用的重要意义是把无机物转变成有机物，转化并储存太阳能，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定等。总之，光合作用是地球上几乎一切生物的生存、繁荣和发展的根本源泉。二、光合作用的场所和光合色素叶片是植物进行光合作用的主要器官，叶绿体是光合作用的重要细胞器。叶绿体的类囊体薄膜上分布有光合色素，在类囊体膜和间质中存在许多种光合作用需要的酶。叶绿体中的色素有三类：①叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b。绝大多数叶绿素a分子和全部叶绿素b分子具有收集光能的作用，少数不同状态的叶绿素a分子有将光能转换为电能的作用。②类胡萝卜素，包括胡萝卜素和叶黄素。它们除有收集