第五章 细胞代谢

细胞代谢ATP酶条件产生、本质特性作用结构再生途径作用一、酶的作用与本质降低化学反应的活化能

活细胞催化蛋白质

RNA二、酶的特性作用部位：合成原料：合成场所：细胞内外、体外氨基酸或核糖核苷酸核糖体或细胞核高效性专一性一种或一类最适温度和pH0最适温度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受温度影响示意图υ/mmol.s-1最适pH0pH酶活性受pH影响示意图细胞的能量“通货”——ATP一A—P～P～P腺苷磷酸基团高能磷酸键远离A的高能磷酸键高能磷酸键水解释放能量为各项生命活动提供能量呼吸作用呼吸作用和光合作用能量ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停的发生并处于动态平衡之中。合成ATP的部位：细胞质基质、线粒体、叶绿体@真题示例1：（2013全国课标卷Ⅱ6）@试题解析：关于酶的叙述，错误的是（）

A.同一种酶可存在于分化程度不同的细胞中

B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构

C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度

D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物【答案】B有氧呼吸酶低温抑制酶的活性，高温、过酸、过碱→变性失活此为酶的催化作用机理@易误提醒：1.部分激素是蛋白质；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；神经递质：乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、氨基酸类和一氧化氮等，这些物质不是蛋白质；2.激素与靶细胞细胞膜上的受体结合，神经递质与突触后膜上的受体结合，酶与相应的底物结合后起作用；3.激素发挥作用后就被灭活，神经递质发挥作用后可被降解，而酶发挥作用后神经递质（1）查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是

。幽门盲囊蛋白酶酶的活性可代表催化效率

①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是

,可用

试剂鉴定。②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在

。③为了控制实验温度,装有酶和底物的试管应置于

中以保持恒温。单位时间内

可以表示蛋白酶催化效率的高低。底物消耗量（或产物生成量）蛋白质双缩脲2和8水浴（3）研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低,所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低

的比例,以减少对海洋的污染。淀粉和脂肪@真题示例3：（2011年新课标全国理综卷）@试题解析：甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是（）A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变【答案】B甲酶经蛋白酶处理后活性不发生变化酶具有专一性，甲酶经蛋白酶处理后活性不发生变化，很可能成分为RNA酶具有专一性，乙酶经蛋白酶处理后,随时间推移活性不断降低@真题示例1：（2013海南卷4）@试题解析：

关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是（）A.DNA复制需要消耗能量B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量C.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATPD.细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生细胞代谢中多数生理过程需消耗能量暗反应阶段需光反应提供的能量协助扩散不需能量，但需载体@真题示例2：（2012·北京理综，1）@试题解析：细胞中不能合成ATP的部位是（）。A.线粒体的内膜 B.叶绿体中进行光反应的膜结构C.内质网的膜 D.蓝藻（蓝细菌）中进行光反应的膜结构有氧呼吸第一阶段场所是细胞质基质，第二阶段线粒体基质，第三阶段线粒体内膜。三个阶段都有ATP的产生。光合作用光反应阶段产生ATP，其场所为类囊体薄膜。●题型概述细胞代谢光合作用细胞呼吸生理过程影响因素有氧呼吸无氧呼吸产生ATP主要过程影响因素光反应暗反应色素及叶绿体1．细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的，生成，释放出能量并生成的过程。2.对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。无氧呼吸的场所是细胞质基质。3.细胞呼吸最常利用的物质是葡萄糖。氧化分解CO2或其他产物ATP细胞质基质C6H12O62丙酮酸+4[H]线粒体基质2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]线粒体内膜24[H]+6O212H2O大量细胞质基质无氧多种酶酒精和二氧化碳乳酸过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段。其全过程都在中进行。只在第一阶段释放出少量能量，生成少量的ATP。葡萄糖中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。完全相同细胞质基质细胞呼吸原理在生产生活中的6点应用举例易错警示单细胞真菌兼性厌氧菌思考：怎样控制有氧和无氧的条件？如何判断产物中有酒精产生？通入空气除去空气中的CO2下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是

A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸

B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码

C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中

D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同@真题示例1：（2013全国课标卷Ⅱ3）@试题解析：注意考察点为微生物的呼吸作用需氧型,进行有氧呼吸原核生物,拟核中基因控制其主要性状厌氧呼吸型,进行无氧呼吸兼性厌氧型,有氧时产物是CO2和H2O，无氧时产物为酒精和CO2@真题示例4：（2011•海南高考）@试题解析：细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是A．植物细胞能进行过程①和③或者过程①和④B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多D．乳酸菌细胞内，过程①产生［H］，过程③消耗［H］【答案】B②代表有氧呼吸第2和3阶段，发生场所为线粒体。①②为有氧呼吸①③为乳酸发酵①④酒精发酵①③④无氧呼吸场所细胞质基质@真题示例5：（2012年广东29）@试题解析：为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A-F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验（见下表）试管编号

加入的物质细胞质基质AB线粒体CD酵母菌EF葡萄糖-+-+++丙酮酸+-+---氧气+-+-+-酵母菌是兼性厌氧型生物，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下能进行无氧呼吸。由题可知，A试管中不能进行呼吸作用，B试管中进行了无氧呼吸，能够产生酒精和CO2，C试管中能够进行呼吸作用的第二、三阶段，能产生水和CO2，D试管中不能进行呼吸作用，E试管中能进行有氧呼吸，F试管中能进行无氧呼吸。@真题示例2：（2012•福建高考•1）@试题解析：下列有关豌豆的叙述,正确的是（）A.萌发初期,种子的有机物总重量增加B.及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害C.进入夜间,叶肉细胞内ATP合成停止D.叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多种子萌发初期新陈代谢增强,消耗有机物增加,总重量减少。【答案】B积水过多,根细胞的无氧呼吸可产生酒精,对细胞有害。进入夜间,叶肉细胞通过呼吸作用也可以产生ATP。

实验——绿叶中色素的提取和分离1实验原理：2操作步骤色素的提取原理：色素的分离原理：色素能溶解在

中，且它们在

中的

不同，

的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中

层析液层析液溶解度溶解度高提取色素画滤液细线制备滤纸条分离色素观察与记录3、实验结果如右图色素的种类颜色含量溶解度扩散速度吸收光的颜色作用叶绿素（占总量的3/4）叶绿素a蓝绿最多较低较慢红光蓝紫光吸收传递转化光能叶绿素b黄绿较多最低最慢类胡萝卜素（占总量的1/4）胡萝卜素橙黄最少最高最快蓝紫光叶黄素黄色较少较高较快叶绿素b叶绿素a叶黄素胡萝卜素光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质中光、色素和酶ATP、[H]、多种酶光能转换成ATP中活跃的化学能ATP活跃的化学能变成稳定的化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料水的光解

2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2的固定

CO2+C5→2C3三碳的还原

2C3→→(CH2O)+C5

酶

酶ATP[H]光反应阶段和暗反应阶段的比较@易误提醒：