内容正文:
第5章 细胞的能量供应和利用
概念2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应,这些反应发生在细胞的特定区域
思考:(1)加热、无机催化剂和酶加快化学反应速率有何区别?
提示:加热只是为反应提供能量,并不降低活化能;无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能,只是酶降低活化能的作用更显著。
(2)在探究温度或pH对酶活性影响的实验中,控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不能颠倒顺序?
提示:若控制条件的步骤和酶量控制的步骤颠倒顺序,会在调节温度或pH的过程中,酶先将底物分解,导致实验失败。
(3)ATP可以来自哪些反应?在代谢中起到什么功能?
提示:对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自细胞呼吸;对于绿色植物来说,则来自光合作用和细胞呼吸。细胞内的绝大多数生命活动都以ATP作为直接能源物质,ATP是细胞中的能量货币。
(4)人和动物细胞呼吸过程中CO2的产生场所与酵母菌有何不同?与平静状态相比较,人体剧烈运动时CO2/O2比值有何不同?
提示:人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体;酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。人体无氧呼吸产生乳酸,无CO2产生,即CO2只能通过有氧呼吸在线粒体中产生,故人体在平静状态与剧烈运动时,CO2/O2均为1。
(5)无氧呼吸的两个阶段都产生ATP吗?无氧呼吸第一阶段产生的[H]与有氧呼吸第一、二阶段产生[H]的用途相同吗?
提示:无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水;无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。
(6)水果、蔬菜和种子的储藏条件有哪些不同?
提示:蔬菜和水果应储藏在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。两种储藏手段均需降低呼吸作用,减少有机物的消耗,但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度,故二者在储藏条件上存在差异。
(7)纸层析法分离色素的原理是什么?
提示:色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;反之则慢。
(8)光合作用过程中的产物有哪些?
提示:两种最终产物:O2和(CH2O)。
(9)分析光照强度、CO2浓度、温度影响光合速率的原理。
提示:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率;CO2浓度通过影响暗反应制约光合速率;温度通过影响酶的活性来影响光合作用。
(10)当CO2浓度突然降低时,分析C3、C5的含量变化。
提示:当CO2浓度突然降低时,C3合成速率降低,消耗速率不变,导致C3减少;C5合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5增多。
(11)光下培养密闭容器中的植物,分析容器中CO2浓度先下降后不变的原因。
提示:开始时,光合作用吸收的CO2量大于细胞呼吸释放的CO2量,随着容器中CO2浓度降低,光合作用减弱,直至光合作用吸收的CO2量与细胞呼吸释放的CO2量达到动态平衡。
酶和ATP
“塑料垃圾污染”是令世界各国头疼的问题,这是因为塑料制品的主要原料——“PET塑料”,需要数百年时间才能自然降解。最近,科学家在一次实验中意外生成了一种酶,可以有效将“PET塑料”降解,有望成为未来治理白色污染的“利器”。
(1)“PET塑料”在自然界中需要数百年时间才能降解,从酶的角度分析,可能的原因是什么?
提示:自然界中的微生物中缺少分解该塑料的酶。
(2)这种分解塑料的酶的作用机理是什么?
提示:降低化学反应的活化能。
1.某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.该酶可耐受一定的高温
B.在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大
C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
D 解析:据题图可知,该酶在70 ℃条件下仍具有一定的活性,故该酶可以耐受一定的高温,A正确;据题图可知,在t1时,酶促反应速率随温度升高而增大,B正确;在不同温度下,该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同,其中70 ℃达到该温度下的最大反应速率所需的时间最短,C正确;相同温度下,不同反应时间内该酶的反应速率可能相同,如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同,D错误。
2.下列关于ATP的叙述中,正确的是( )
①ATP是生命活动的直接能源物质 ②人体细胞内储存有大量ATP,供生命活动利用 ③蓝细菌产生ATP的场所是细胞质基质 ④ATP在酶的作用下,可以连续脱下三个Pi,释放大量能量 ⑤剧烈运动后,体内ATP含量会明显下降
A.①② B.①③ C.③④⑤ D.①⑤
B 解析:ATP是生命活动的直接能源物质,①正确;人体细胞内ATP含量较少,②错误;蓝