中学生物竞赛辅导生物的新陈代谢

中学生物竞赛辅导 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

??E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）???（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，

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迅速分解

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）。

A 曲线A B 曲线B C 曲线C D 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

31242 在一个合成连锁反应中：X???A??? B???C???Y，如果E4号

EEEE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

A X B A C X和C D Y 3．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

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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 氧气泡少而小 氧气泡稍多而小 氧气泡极多而大 1 常温下自然分解 2 常温下加入Fe3 3 常温下加入鲜肝提取液 A 从催化反应条件看，酶有温和性 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

4 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 氧气泡少而小 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

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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。

【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

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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

A ①③⑤ B ②⑤⑥ C ②④⑥ D ①③⑥ 9．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

A ①和② B ①和③ C ②和③ D ①②和③ 11．一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

A ①②④⑤ B ①②③⑤ C ①②③⑥ D ①②④⑥ 15．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

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