新人教版生物必修1分子與細胞第5章細胞的能量供應(yīng)和利用高考復(fù)習(xí)知識點詳解與例題

1、第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶知識點一、細胞代謝1、概念：課本78頁。我們生活的世界，萬物競茂，生生不息。而任何一個生命都要進行物質(zhì)和能量的吸收與轉(zhuǎn)化，這就是新陳代謝，簡稱代謝?！按x”一詞源自希臘語，原義為“變化”。2、細胞代謝是細胞生命活動的基礎(chǔ)。細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入能量，才能維持生命活動的有序性。3、細胞代謝與酶、ATP的關(guān)系（1）與酶的關(guān)系生物體內(nèi)進行著數(shù)目驚人的化學(xué)反應(yīng)，即使像大腸桿菌這樣簡單的生命進行的化學(xué)反應(yīng)也應(yīng)超過千個。這些化學(xué)反應(yīng)之所以能夠高度組織、有序進行，不時有中間產(chǎn)物從岔道離開一個通路，進入另一個通路，這些都要歸功于酶的催化（

2、而激素對代謝起重要的調(diào)節(jié)作用）。酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能，保證新陳代謝的化學(xué)反應(yīng)能夠在生物體內(nèi)溫和的條件下進行。如果酶的活性減弱甚至喪失，則生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)便會紊亂，細胞代謝也就不能正常進行了。（2）與ATP的關(guān)系太陽能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量的最終來源，能量的獲得和利用都必須通過化學(xué)反應(yīng)。而ATP是細胞內(nèi)能量流通的“通貨”。ATP簡化了細胞中復(fù)雜的能量循環(huán)。這樣，各種能源物質(zhì)通過不同機制所釋放的能量均可由ADP合成ATP。同樣，各種耗能過程均可利用ATP為能量來源。知識點二、酶1、 概念：課本83頁關(guān)鍵詞：（1）活細胞產(chǎn)生：活細胞都產(chǎn)生酶，但不是所有的活細胞都能產(chǎn)生激素，對于動物和人體來說，合

3、成激素的是內(nèi)分泌腺的分泌細胞。（2）催化化學(xué)反應(yīng)：而且是催化化學(xué)反應(yīng)迅速進行，但酶本身在化學(xué)反應(yīng)中并不被消耗。酶也不改變化學(xué)反應(yīng)平衡點，而是縮短到達平衡的時間。（3）酶是有機物：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。思考：細胞環(huán)境是不是酶正常發(fā)揮催化作用的必要條件：不是。酶在體外條件下也可以催化化學(xué)反應(yīng)。2、酶的化學(xué)本質(zhì)（1）絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，其應(yīng)在核糖體上合成，基本組成單位單體是氨基酸。提示：不能說所有的蛋白質(zhì)都是酶，只是具有催化作用的蛋白質(zhì)，才稱為酶。思考題：如果想驗證蛋白酶對蛋白質(zhì)的分解作用，某同學(xué)取甲乙兩支試管，分別加入等量的蛋白液，然后甲試管加入蛋白酶溶液，乙試管加入等量的清水。將甲

4、乙兩試管均在35水浴中保溫一段時間后，在甲乙兩試管中均加入等量、適量的雙縮脲試劑，此檢測方法是否可行：不可行，因為蛋白酶也是蛋白質(zhì)（即使蛋白酶將蛋白液中的蛋白質(zhì)分解，也會出現(xiàn)蛋白酶與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)的情況）。針對這種情況，實驗應(yīng)如何改進？應(yīng)把甲乙兩試管中加入的蛋白液改成蛋白塊，不加任何試劑，觀察蛋白塊的體積變化就可以了。（2）少數(shù)酶是RNA，在細胞核中合成，基本組成單位(單體)是核糖核苷酸。（3）關(guān)于酶本質(zhì)的探索過程：課本8182頁。（4）證明酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的證據(jù)酶水解（經(jīng)酸或堿）的最終產(chǎn)物是氨基酸，蛋白酶（水解蛋白質(zhì)的酶，本質(zhì)也是蛋白質(zhì)，在人體內(nèi)，蛋白酶存在于消化道和細胞內(nèi)）可使

5、酶水解失活。導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性的因素也可以使酶變性失活，酶是有空間結(jié)構(gòu)的生物大分子。酶可與蛋白質(zhì)一樣具有顏色反應(yīng)。酶與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，做元素分析，酶與蛋白質(zhì)的元素含量相似，可以用氨基酸人工合成酶。如以下實驗A、證明某種酶是蛋白質(zhì)：實驗組：待測酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。對照組：已知蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)。B、證明某種酶是RNA實驗組：待測酶液+吡羅紅染液是否出現(xiàn)紅色反應(yīng)。對照組：已知RNA溶液+吡羅紅染液出現(xiàn)紅色反應(yīng)。C、也可以用蛋白酶或核糖核酸酶處理酶液，根據(jù)酶液是否被水解判斷是蛋白質(zhì)還是RNA。3、酶在細胞代謝中的作用（1）活化能的概念：（2）酶的催化作用的實質(zhì)：補充說明：酶通常

6、是復(fù)雜的球蛋白，與底物相比較，酶分子很大，分子中有一特殊區(qū)域，稱為活性位點，活性部位通常只比底物稍大一些。酶作用的物質(zhì)底物，插入到活性位點所形成的裂或溝中，并通過與活性位點內(nèi)的電荷互補相連，造成了底物伸展或扭曲，從而更易發(fā)生化學(xué)變化。實際上底物和酶的結(jié)合降低了底物變化的抗性，促進底物形成產(chǎn)物的反應(yīng)。過去認為活性位點是蛋白質(zhì)分子中幾個相鄰氨基酸組成的一個剛性區(qū)域，底物與活性位點像一把鑰匙插在鎖中。最近研究發(fā)現(xiàn)，活性位點的三維結(jié)構(gòu)是可變的，底物與酶結(jié)合時形成它最后的構(gòu)象，就像手插進手套中決定了手套的最后形態(tài)?；钚晕稽c并不一定由一級結(jié)構(gòu)的相鄰區(qū)域組成，因為蛋白質(zhì)最后折疊可能導(dǎo)致原先距離很遠的區(qū)域變得

7、很近以形成最后的酶底物復(fù)合物（ES）。4、酶的特性（1）高效性：催化效率是無機催化劑的1071013倍。（2）專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如核糖核酸酶水解RNA；脫氧核糖核酸酶水解DNA；磷酸酶水解核苷酸；纖維素酶水解纖維素。思考題：若要用淀粉酶探究對淀粉和蔗糖的作用，能否用碘液進行結(jié)果的檢測？不能，因為淀粉酶將淀粉分解后的試管和裝有蔗糖溶液的試管都不出現(xiàn)顯色反應(yīng)。在本實驗中自變量是：反應(yīng)物的種類。（3）酶的作用條件較溫和。酶促反應(yīng)在常溫、常壓、生理PH條件下進行。酶催化化學(xué)反應(yīng)需要適宜的條件：掌握課本85頁圖5-3和圖5-4。思考：過酸、過堿和高溫如何影響酶的活性？低溫如何影

8、響酶的活性？思考題1：若人體唾液淀粉酶反應(yīng)體系的溫度從15上升到25，唾液淀粉酶的活性將：增大。思考題2：假設(shè)酶的最適溫度為37，則將裝有酶與反應(yīng)物的甲乙兩試管分別放入12和75水浴鍋中，20min后取出轉(zhuǎn)入37的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反應(yīng)分別為：甲反應(yīng)速度加快，乙無催化反應(yīng)。知識點三、影響酶促反應(yīng)的因素：酶促反應(yīng)：酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物（反應(yīng)物）。經(jīng)反應(yīng)生成的物質(zhì)叫做產(chǎn)物（生成物）。酶的催化活性的強弱以單位時間（每分）內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來表示。研究某一因素對酶促反應(yīng)速率的影響時，應(yīng)在保持其他因素不變的情況下，單獨改變研究的因素。說明：酶用E表示；底

9、物用S表示；產(chǎn)物P用表示；抑制劑用I表示1、酶的濃度對酶促反應(yīng)的影響假設(shè)：底物濃度足夠大，其他條件固定，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。曲線為：v/mmol·S-1酶的濃度曲線解讀：酶促反應(yīng)速率與酶的濃度成正比。2、底物濃度對酶促反應(yīng)的影響假設(shè)：酶的濃度一定，其他要求同上。曲線為：v/mmol·S-1底物濃度曲線解讀：底物濃度較低時，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，酶促反應(yīng)速率與底物濃度成正比；底物濃度較高時，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，但不顯著；當?shù)孜餄舛鹊竭_一定限度時，酶促反應(yīng)速率不再隨底物濃度增加而增加，說明酶的催化能力完全發(fā)

10、揮。此時，限制酶促反應(yīng)速率的是酶的濃度和酶的活性。3、PH對酶促反應(yīng)的影響：曲線見課本85頁圖5-4。注：唾液淀粉酶最適PH近中性，胰蛋白酶最適PH為弱堿性。4、溫度對酶促反應(yīng)的影響：曲線見課本85頁圖5-3。注意：溫度對酶活性影響曲線左邊溫度低時，曲線縱坐標不為零。思考題：如果對酶促反應(yīng)以時間為橫坐標以生成物量為縱坐標作曲線，坐標系中有三條曲線，它們的斜率不同，但達到反應(yīng)平衡時對應(yīng)的縱坐標（即平衡點）相同，則能說明什么：三條曲線的差異可能是由酶制劑的量的不同引起的；三條曲線的差異不會是由反應(yīng)底物量的不同引起的（縱坐標相同）；三條曲線的差異可能是由處理溫度不同引起的。5、激活劑對酶促反應(yīng)的影響

11、：激活劑可提高酶的活性，但不是酶活性所必需的。激活劑有無機離子和小分子化合物。6、抑制劑（用I表示）對酶促反應(yīng)的影響：抑制劑使酶活性下降，但一般不使酶變性。抑制劑的作用可分為可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用?？赡嬉种谱饔糜挚煞譃楦偁幮砸种坪头歉偁幮砸种?，二者曲線不同。（1）競爭性抑制：即，抑制劑與底物競爭與酶的結(jié)合，當抑制劑與酶結(jié)合后，就妨礙了底物與酶的結(jié)合，減少了酶的作用機會，因而降低了酶的活性。競爭性抑制的典型特點是最大反應(yīng)速率不受影響，但需要增加底物濃度實現(xiàn)（即底物濃度越高，底物與酶活性位點結(jié)合機會越大，競爭性抑制劑與酶活性位點結(jié)合機會越小）。競爭性抑制有兩種原因：一是，抑制劑與酶的活性

12、部位結(jié)合，導(dǎo)致底物無法與酶的活性部位結(jié)合；二是，抑制劑與酶結(jié)合后，導(dǎo)致酶的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而不利于與底物結(jié)合。ESE+SE+P+IEI反應(yīng)式可寫為：曲線為：v/mmol·S-1底物濃度說明：表示正常情況下（不加抑制劑情況下）酶促反應(yīng)速率。（2）非競爭性抑制：即，有些抑制劑和底物可同時結(jié)合在酶的不同部位上。換句話說，就是抑制劑與酶結(jié)合后，不妨礙酶再與底物結(jié)合，但所形成的酶-底物-抑制劑三元復(fù)合物（ESI）不能發(fā)生反應(yīng)，這種抑制叫做非競爭性抑制作用。非競爭性抑制作用的特點是最大反應(yīng)速度減小，而且會隨著非競爭性抑制劑濃度增大而降低，且不能用增大底物濃度的辦法克服。非競爭性抑制作用的原因

13、是：一是，抑制劑作用于酶活性部位中催化基團；二是，抑制劑與維持酶分子構(gòu)象的必需基團作用，而使酶的活性降低。ES+IE+SE+P+I+SESI反應(yīng)式可寫為：曲線為：v/mmol·S-1底物濃度說明：表示正常情況下（不加抑制劑情況下）酶促反應(yīng)速度。 補充說明：多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是完全反應(yīng)。當反應(yīng)物濃度和生成物濃度達到一個固定的比例時，就達到了平衡狀態(tài)。此時的比例叫做平衡常數(shù)。不同的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)不同。在平衡狀態(tài)下，正向的反應(yīng)和逆向的反應(yīng)都繼續(xù)進行，但是沒有凈變化。在有氣體或沉淀形成的反應(yīng)中，反應(yīng)朝正向進行，因為生成物沒有同樣多的機會共同作用促使逆向反應(yīng)發(fā)生。所有化學(xué)物質(zhì)的“社會交際”這一

14、基礎(chǔ)是原子有形成使外層電子飽和鍵的趨勢。根據(jù)氣體運動分子假說，氣體分子經(jīng)常處于高速運動狀態(tài)，不斷碰撞。正是這些碰撞為化學(xué)變化提供了基礎(chǔ)。同理，溶液中的溶質(zhì)分散在溶劑中，分散良好處于快速隨機運動狀態(tài)，為化學(xué)變化提供了可能。提高溫度可加速粒子運動和碰撞次數(shù)以及反應(yīng)的速度，溶液中分子的擴散速度也增加。化學(xué)反應(yīng)速度依賴于參與反應(yīng)的分子數(shù)目，增加反應(yīng)物分子的濃度也可以使反應(yīng)的速率提高，因為這樣可以提高碰撞的機會。知識點四、實驗比較過氧化氫在不同條件下的分解1、實驗原理：過氧化氫酶和無機催化劑Fe3+均能催化過氧化氫分解成水和氧氣，氧氣以氣泡形式逸出。但過氧化氫酶的催化效率更高，實驗可以從觀察氣泡產(chǎn)生的多

15、少，也可以通過衛(wèi)生香的燃燒程度來判斷氧氣釋放量的多少從而比較二者催化效率。過氧化氫酶在PH為中性的條件下，催化能力最強，在堿性和酸性條件下，催化能力下降，甚至失去催化能力。2、材料用具：3、實驗步驟：4、實驗現(xiàn)象和結(jié)論：（1）現(xiàn)象：加入肝臟研磨液的試管產(chǎn)生氣泡快而多，衛(wèi)生香燃燒猛烈。加入FeCl3溶液的試管相對于加入肝臟研磨液的試管氣泡產(chǎn)生慢一些，少一些，衛(wèi)生香燃燒不猛烈。（2）結(jié)論：Fe3+和過氧化氫酶均能催化過氧化氫分解，但過氧化氫酶的催化效率更高。酶的催化作用具有高效性。思考題：若在廣口瓶中加入10ml3%的H2O2溶液和新鮮的土豆片，當新鮮的土豆片與H2O2接觸后，若有氣體大量產(chǎn)生，可

16、推測：新鮮的土豆片中含有過氧化氫酶。若增加新鮮土豆片的數(shù)量，量筒中產(chǎn)生氣體的速度會：加快。若一段時間后氣體量不再增加是因為：H2O2已分解完（注意：氣體量不再增加不是因為土豆片的數(shù)量有限，因為酶的催化作用具有高效性，酶在化學(xué)反應(yīng)前后自身化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變。）。為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關(guān)變量。知識點五、探究影響酶活性的條件1、實驗原理：淀粉遇碘變藍，淀粉被淀粉酶水解后，無藍色反應(yīng)。淀粉水解產(chǎn)物能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀。（因本實驗要探究影響酶活性的條件，因而不再說溫度、PH的影響）。2、材料用具：3、實驗步驟：實驗前應(yīng)合理設(shè)計操作程序，有效控制實驗條件。

17、如對于溫度、PH等實驗條件的控制，應(yīng)該在酶與底物接觸之前進行。（1）溫度對酶活性的影響取6支潔凈的試管，編號。取1、2、3號試管各加入2ml等量的質(zhì)量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液。另取4、5、6號3支試管各加入1ml等量的質(zhì)量分數(shù)為2%的新鮮淀粉酶溶液。同時將1、4號試管放入60熱水中，2、5號試管放入沸水中，3、6號試管放入冰水中，保溫5分鐘。分別將1、4號；2、5號；3、6號試管混合后，在原溫度下繼續(xù)保溫5分鐘?？傻渭拥庖河^察現(xiàn)象。不宜使用斐林試劑來檢測，因為使用斐林試劑的話需要水浴加熱，這樣會使淀粉酶活性重新恢復(fù)，導(dǎo)致形成錯覺，作出錯誤的結(jié)論。（2）PH對酶活性的影響取3支潔凈的試管，編號

18、。取1、2、3號試管各加入1ml等量的質(zhì)量分數(shù)為2%的新鮮淀粉酶溶液。分別在1、2、3號試管中加入蒸餾水、5%的NaOH溶液、5%的HCl溶液各1ml，60（適宜溫度）下保溫5分鐘。分別在1、2、3號試管中加入質(zhì)量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液2ml，60下保溫5分鐘?？傻渭拥庖河^察現(xiàn)象，也可以使用斐林試劑（5065溫水的大燒杯中加熱約2分鐘）來檢測。4、實驗現(xiàn)象及結(jié)論：檢測底物是否被分解或是否形成相應(yīng)產(chǎn)物，但探究溫度對酶活性的影響實驗中，觀測現(xiàn)象時最好不改變溫度。（1）探究溫度對酶活性的影響現(xiàn)象：1號試管加碘液不變藍，2、3號試管加碘液變藍。結(jié)論：溫度過高、過低都會使酶的活性降低。溫度影響酶的活

19、性。（2）探究PH對酶活性的影響現(xiàn)象：1號試管有磚紅色沉淀，2、3號試管無磚紅色沉淀。結(jié)論：過酸、過堿都會使酶的活性降低。PH影響酶的活性。5、拓展：探究酶催化化學(xué)反應(yīng)的最適溫度或最適PH的方法：通過設(shè)置梯度溫度或梯度PH，在其他條件適宜時，檢測酶的活性，酶活性最強時的溫度或PH即為所要探究的酶的最適溫度或最適PH。思考題1：過氧化氫酶是否適合用于探究溫度對酶活性的影響？不適合，溫度會影響過氧化氫的分解，對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾（分不清過氧化氫分解速率的變化是由溫度引起的，還是由酶的作用引起的）。思考題2：某同學(xué)從溫度為5565的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細菌，并從該細菌中提取了脂肪酶?；卮鹨韵聠栴}

20、：（1）測定脂肪酶活性時，應(yīng)選擇脂肪作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液中應(yīng)加入緩沖溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。（2）要鑒定該酶的化學(xué)本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應(yīng)液呈紫色，則該酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。（3）根據(jù)該細菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路。（在一定溫度范圍（包括5565）內(nèi)設(shè)置溫度梯度，分別測定酶活性。若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應(yīng)的溫度即為該酶催化的最適溫度。否則，擴大溫度范圍，繼續(xù)實驗，直到出現(xiàn)峰值。）因為：測定該酶的最適催化活性溫度，往往需要通過底物（或產(chǎn)物）量（或率）的變化來反映，通過指示劑或顏色變化情況等來體現(xiàn)，故設(shè)計的實驗思路為在一定溫度范圍（包括

21、5565）內(nèi)設(shè)置溫度梯度，根據(jù)單位時間內(nèi)指示劑或顏色變化情況確定酶催化的最適宜溫度，若出現(xiàn)最大值，可以在最大值附近的溫度范圍內(nèi)，縮小溫度梯度，繼續(xù)實驗，確定較為準確的相對最適宜溫度；若無最大值出現(xiàn)，可以擴大實驗的溫度范圍，繼續(xù)探究。思考題3：魚被宰殺后，魚體內(nèi)的ATP生成具有鮮味的肌苷酸，但酸性磷酸酶（ACP)會催化肌苷酸分解導(dǎo)致魚肉鮮味下降。為了研究魚類的保鮮方法，研究者從草魚、鮰魚和鱔魚中分離得到ACP,并對該酶活性進行了系列研究，實驗結(jié)果如右圖。(1)在動物體細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所是_ _。(2)本實驗探究的問題是_ _。(3)根據(jù)結(jié)果可知將宰殺后的鮰魚放在_0C鮮味最差。(4)多數(shù)酶是

22、具有催化能力的蛋白質(zhì)，其生物活性與蛋白質(zhì)的_ _有關(guān)。酸性磷酸酶是總長度為419個氨基酸的蛋白質(zhì)，用蛋白酶處理酸性磷酸酶得到五種不同長度的多肽，測定這五種多肽活性，結(jié)果下表所示。你認為酶分子中具有活性的部分最可能是_ _段。答案：（1）細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（缺一不得分）； （2）不同魚的酸性磷酸酶在不同溫度下的活性大?。?）40； （4）空間結(jié)構(gòu)（只答結(jié)構(gòu)給1分） 第44到83號氨基酸第2節(jié)細胞的能量“通貨”ATP知識點一、ATP的元素組成、結(jié)構(gòu)簡式1、元素組成：C、H、O、N、P2、結(jié)構(gòu)簡式：A-PPP（1）“A”代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成；“P”代表磷酸基團；“”代表高能磷酸鍵（ATP的水

23、解實際上是指ATP中高能磷酸鍵的水解）。（2）高能磷酸鍵水解釋放的能量為30.54KJ/mol。這意味著ADP與Pi結(jié)合，形成ATP時需要的能量是30.54KJ/mol。（3）1molATP中包含2mol高能磷酸鍵。知識點二、AMP、ADP與ATP1、AMP（A-P）：一磷酸腺苷（腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一），由一分子腺嘌呤、一分子核糖、一分子磷酸組成，是核糖核苷酸中的一種，是RNA的單體之一。2、ADP（APP）：二磷酸腺苷3、ATP（APPP）：三磷酸腺苷4、dATP：脫氧腺苷三磷酸知識點三、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化1、反應(yīng)式 酶(酶1)ATP ADP+Pi+能量另一種酶

24、（酶2）注意：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變的反應(yīng)是不可逆的，反應(yīng)式中物質(zhì)可逆，能量不可逆。ADP和Pi可循環(huán)利用，所以物質(zhì)可逆。也正因為如此，我們說ATPADP循環(huán)是生物體系能量變化的基本模式。細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性。細胞內(nèi)形成ATP時所需能量的來源途徑與ATP水解時釋放的能量參與的化學(xué)反應(yīng)途徑是不同的，因而能量不可逆。細胞中的合成與分解代謝常常在細胞的不同區(qū)域內(nèi)進行，催化兩類代謝的酶也存在于不同的細胞組分中；催化兩種代謝中相同步驟的酶有不同的性質(zhì)；合成某一成分的起始物常常不是該成分的分解產(chǎn)物；兩類代謝途徑的機理亦不相同。所有這些使得活細胞中的兩種代謝過程得到調(diào)

25、節(jié)，使食物的利用和能量的產(chǎn)生都恰到好處。思考：酶的種類具有物種差異性，而ATP卻無物種差異性，這個說法是否正確？答：正確2、活細胞中，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，是時刻不停地發(fā)生且處于動態(tài)平衡之中的。細胞生命活動離不開能量，細胞內(nèi)ATP的含量處于動態(tài)平衡，這對于維持生物體內(nèi)供能的穩(wěn)定極為重要。例如，人體中ATP的總量只有大約0.1mol。人體每天的能量需求需要水解100150mol的ATP，即相當于5075Kg。這意味著人一天將要分解掉相當于其體重的ATP。所以每個ATP分子每天要被重復(fù)利用10001500次。人體預(yù)存的ATP能量只能維持15秒跑步需要，也就是說跑完一百米后就全部用完，不足的部分

26、繼續(xù)通過呼吸作用等合成ATP。知識點四、ATP的形成途徑1、對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說：ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量，來自細胞內(nèi)呼吸作用（氧化磷酸化）中有機物分解所釋放的能量。2、對于綠色植物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量，除了來自呼吸作用中分解有機物釋放的能量外，還來自光合作用（光合磷酸化）。3、ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量的根本來源是：光能。知識點五、ATP中能量的利用ATP中的能量可轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，用于細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動，所以ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)。但是體內(nèi)有些合成反應(yīng)，還可以利用其他三磷酸核苷，如CTP、GTP。1、機械能：如纖毛、鞭毛的擺動，肌肉

27、細胞的收縮、細胞分裂期染色體的運動。2、電能：神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)和某些生物產(chǎn)生的電流。3、主動運輸需要的滲透能。4、細胞內(nèi)的各種吸能反應(yīng)發(fā)生所需的化學(xué)能。5、光能：6、熱能：用于維持細胞或恒溫動物的體溫。熱能的形成往往是細胞能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中的副產(chǎn)品。知識點六、ATP的產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系曲線：ATP產(chǎn)生量B CA0O2供給量1、A點表示在無氧條件下，細胞可通過進行無氧呼吸產(chǎn)生少量ATP。2、AB段表示隨O2供給量的增加，有氧呼吸明顯增強，通過有氧呼吸釋放的能量增多，ATP產(chǎn)生量隨之增加。3、BC段表示O2供給量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生量不再增加，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸

28、等。補充說明：再活的體系中放能反應(yīng)總是與化學(xué)鍵中貯存了特定形態(tài)的能量的復(fù)雜分子裂解為鍵能較低的簡單分子有關(guān)。那些從低能態(tài)轉(zhuǎn)移到高能態(tài)的反應(yīng)，叫吸能反應(yīng)。在這種情況下，自由能必須從外界輸入系統(tǒng)中。生物系統(tǒng)中，只有和放能反應(yīng)一起，通過放能反應(yīng)提供需要的能量，吸能反應(yīng)才可能發(fā)生?；畹纳矬w系中，許多放能反應(yīng)釋放出貯存于高能鍵如ATP中的自由能。ATP斷裂提供能量使各種吸能反應(yīng)發(fā)生以完成生物體的合成作用。思考1：下列過程可使ADP含量增加的是 答案DA葡萄糖進入紅細胞 B類囊體薄膜上的光反應(yīng)C線粒體中H與O2結(jié)合 D生長素由頂芽向側(cè)芽運輸知識點七、吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)吸能反應(yīng)：一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)

29、系，由ATP水解提供能量。吸能反應(yīng)可以是生物體內(nèi)的物質(zhì)合成（如小分子物質(zhì)合成大分子物質(zhì)），也可以是分解反應(yīng)的開始階段，如利用能量將物質(zhì)活化成能量較高的物質(zhì)（葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。放能反應(yīng)：一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。也就是說，能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。因此，可以形象地把ATP比喻成細胞內(nèi)流通的能量“通貨”。這就意味著，只要需要能量就需要ATP。“通貨”即為通用貨幣。ATP簡化了細胞中復(fù)雜的能量循環(huán)。這樣，各種能源物質(zhì)通過不同機制所釋放的能量均可由ADP合成ATP。同樣，各種耗能過程均可利用ATP為能量來源。第3節(jié)ATP的主要來源細胞呼吸知識

30、點一、細胞呼吸的概念1、具體概念：課本91頁。細胞呼吸也叫呼吸作用。2、概念分析：（1）概念中的有機物主要指葡萄糖。（2）活細胞時刻進行著呼吸作用。（3）實質(zhì)是氧化分解有機物，釋放能量。（4）釋放出的能量并沒有全部儲存在ATP中，還有一部分以熱能形式散失了。（5）呼吸作用與呼吸不同，呼吸指生物與外界進行的氣體交換的過程，包括肺的通氣、肺泡內(nèi)的氣體交換、氣體在血液中的運輸、組織內(nèi)的氣體交換。知識點二、細胞呼吸的方式1、有氧呼吸：（1）概念：課本94頁（2）條件：第三階段需要氧氣參與；每個階段的化學(xué)反應(yīng)都有不同的酶催化；適宜的溫度。（3）場所：細胞質(zhì)基質(zhì)；線粒體（4）總反應(yīng)式C6H12O6+6O2

31、+6H2O 酶 6CO2+12H2O+能量（5）有氧呼吸三個階段的比較：掌握課本93頁圖5-9。場所：反應(yīng)物：生成物：產(chǎn)生的能量：是否有氧氣參與：（6）有氧呼吸的能量變化：1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放2870KJ的能量，其中有1161KJ的能量儲存在ATP中，即可生成38mol的ATP，其余以熱能形式散失的熱量有1709KJ，占大部分。同有機物在生物體外的燃燒相比，有氧呼吸是在溫和的條件下進行的；有機物中的能量是經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放的。因為在特定的時間內(nèi)釋放出大量能量對細胞是有害的，所以細胞中能源物質(zhì)的分解要受到調(diào)控。思考：如果僅考慮O2和C6H12O6，則短時間內(nèi)動物有氧呼吸產(chǎn)生的

32、CO2中的氧來自于C6H12O6，還是來自O(shè)2？請寫出簡單實驗思路證明你的結(jié)論。答案：來自于C6H12O6。實驗思路：分別將C6H1218O6和18O2提供給兩組性別、健康狀況、年齡均相同的動物，分析兩組動物有氧呼吸釋放的CO2，僅在C6H1218O6組動物中產(chǎn)生C18O2，即可證明上述結(jié)論。2、無氧呼吸（1）概念：細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物進行不徹底的氧化分解，產(chǎn)生不徹底的氧化產(chǎn)物酒精和二氧化碳或乳酸，釋放少量能量，生成少量ATP的過程。（2）條件：參與無氧呼吸的酶（有氧呼吸與無氧呼吸所需的酶有所不同）和適宜的溫度。（3）場所：（4）反應(yīng)式酵母菌、蘋果、水稻根、玉米

33、根等無氧呼吸時：C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2+少量能量馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、動物和人的肌肉細胞（沒有產(chǎn)生酒精的，不然跑馬拉松的時候，跑著跑著就跑醉了）、哺乳動物成熟的紅細胞、乳酸菌等的無氧呼吸：C6H12O6 酶 2C3H6O3+少量能量（5）無氧呼吸的兩個階段第一階段：第二階段：（6）無氧呼吸過程中的能量變化：無氧呼吸的特點：無氧參與，有機物分解不徹底，釋放少量能量，生成少量ATP，大部分能量則存留于酒精或乳酸中。1mol葡萄糖分解成乳酸，釋放196.65KJ的能量，其中61.08KJ的能量儲存在ATP中，即可形成2molATP。其余能量以熱能的形式散失，占大部分。思

34、考1：無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有無【H】的積累？答：無，因為【H】用于丙酮酸還原成CO2+酒精或乳酸的過程中了。思考2：當有氧呼吸與無氧呼吸釋放的CO2的量相等時，哪種呼吸作用釋放的能量多？答案：有氧呼吸比無氧呼吸釋放的能量多。解析：二者釋放CO2等量的情況下，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是無氧呼吸的1/3，因而釋放的能量為2870KJ×1/3，而無氧呼吸釋放的能量為196.65KJ。知識點三、細胞呼吸的意義及細胞呼吸原理的應(yīng)用1、意義：（1）為生物體各項生命活動提供直接能源物質(zhì)ATP。（2）為生物體內(nèi)其他化合物的合成提供原料，如葡萄糖分解的中間產(chǎn)物丙酮酸是合成非必需氨基酸的原

35、料。此處聯(lián)系必修3血糖的三個去向。2、應(yīng)用：（1）微生物的無氧呼吸叫發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵；產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵。（2）個人復(fù)習(xí)課本95頁資料分析中的應(yīng)用。（3）糧食的儲藏：低氧、低溫、干燥（4）蔬菜、水果的保鮮儲藏：低溫、低氧、濕度適中。知識點四、有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別和聯(lián)系1、區(qū)別：見前面總結(jié)2、聯(lián)系：二者的實質(zhì)都是：分解有機物，釋放能量。二者的第一階段完全相同，因此參與反應(yīng)的酶也相同。知識點五、呼吸作用相對強度的表示方法在黑暗狀況，有氧氣的條件下，呼吸作用的相對強度可用以下三種方式表示：1、用二氧化碳的釋放量表示（或?qū)嶒炄萜鲀?nèi)的二氧化碳增加量）。此時，綠色植物從外界吸收氧氣，并將呼

36、吸作用產(chǎn)生的二氧化碳釋放到體外（即排除了光合作用的影響）。2、用氧氣的吸收量表示（或?qū)嶒炄萜鲀?nèi)氧氣減少量）。3、用植物干物質(zhì)（有機物）的減少量表示。知識點六、黑暗條件下（排除光合作用的影響），如何依據(jù)二氧化碳的釋放量和氧氣的消耗量判斷細胞呼吸狀況（有氧氣、無氧氣均考慮）。以葡萄糖為呼吸底物為例：1、無二氧化碳釋放時，細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。此時，密閉容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化，如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。2、不消耗氧氣，但產(chǎn)生二氧化碳，細胞只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。此時，密閉容器內(nèi)氣體體積可增大，如酵母菌的無氧呼吸。3、當二氧化碳的釋放量等于氧氣的消耗量時，細胞只進行有氧呼吸。此時，密閉容器內(nèi)

37、氣體體積不發(fā)生變化，但如果使用化學(xué)方法（如使用氫氧化鈉溶液）將二氧化碳吸收，則可引起氣體體積減小。4、當二氧化碳釋放量大于氧氣消耗量時，細胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸兩種呼吸方式，如酵母菌在不同氧氣濃度下的細胞呼吸。此時，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)的方法是：（1）若二氧化碳體積/氧氣體積=4/3，有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。（2）若二氧化碳體積/氧氣體積4/3，無氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。（3）若二氧化碳體積/氧氣體積4/3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無氧呼吸。知識點七、呼吸作用的幾種曲線1、呼吸強度溫度曲線解讀：溫度影響呼吸作用，主要考慮影響呼吸酶的活性。一般而言

38、，小于最適溫度，呼吸強度隨溫度的升高而增強。超過最適溫度，酶活性降低，甚至變性失活，呼吸受抑制。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用：生產(chǎn)上貯藏蔬菜、水果應(yīng)降低溫度，以減少呼吸消耗。降低溫度應(yīng)以不破壞植物組織為標準，否則細胞受損，對病原微生物的抵抗力降低，也易腐爛變質(zhì)。如家中冰箱保鮮溫度設(shè)置4為宜。大棚種植蔬菜夜間可適當降溫。2、二氧化碳釋 A放量 B0 5 10 15 20 25 30 O2曲線解讀：氧氣濃度為0時，只進行無氧呼吸；氧氣濃度在10以下既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；濃度在10以上只進行有氧呼吸。A點：有機物消耗最少，無氧呼吸，有氧呼吸均受抑制。B點：二者二氧化碳釋放量相等，但有機物消耗不相等。當O

39、2濃度達到一定值后，隨O2濃度增大，有氧呼吸受呼吸酶數(shù)量等因素的影響不再加強。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用：生產(chǎn)上貯藏蔬菜、水果應(yīng)低氧（取A點對應(yīng)的氧氣濃度，因為此時有機物消耗最少，無氧、有氧呼吸均受抑制。）。最終既減少呼吸消耗，又防止酒精等產(chǎn)物影響品質(zhì)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的中耕松土。3、呼吸速率含水量曲線解讀：在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸強度隨自由水含量增加而增強。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用：農(nóng)作物、糧食的種子儲藏時應(yīng)干燥，以減少自由水含量，減弱細胞呼吸，較少有機物消耗。為了盡量延長新鮮水果的貯藏時間，應(yīng)保持適當?shù)臐穸取?、呼吸速率二氧化碳濃度曲線解讀：二氧化碳濃度增加，呼吸速率下降。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用：在蔬菜、水果保鮮儲藏中可通過增加

40、二氧化碳濃度實現(xiàn)低氧，來抑制呼吸。知識點八、影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用1、內(nèi)因（1）不同種類植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物；（2）同一植物不同生長發(fā)育時期呼吸速率不同，如幼苗期、開花期呼吸速率升高，成熟期后呼吸速率下降；（3）同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官。2、外因（1）溫度：略；（2）二氧化碳或氧氣濃度：略；（3）水：（4）礦質(zhì)元素：很多礦質(zhì)元素是重要的輔酶或酶的激活劑，因而影響與細胞呼吸有關(guān)的酶；知識點九、探究探究酵母菌細胞呼吸的方式1、實驗原理：（1）酵母菌是單細胞真菌，屬于兼性厭氧菌，在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。（2）二氧化碳的檢測方法：二氧化碳可

41、使澄清的石灰水變混濁；二氧化碳可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色時間的長短，可檢測二氧化碳的產(chǎn)生情況。（3）酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。2、材料用具：3、實驗步驟：4、實驗現(xiàn)象及結(jié)論：實驗現(xiàn)象：澄清石灰水變混濁；酵母菌培養(yǎng)液的濾液不能使重鉻酸鉀的濃硫酸溶液變色（仍為棕色）。實驗結(jié)論：有氧條件下，酵母菌將葡萄糖氧化分解，生成大量二氧化碳。實驗現(xiàn)象：澄清石灰水變混濁，但與有氧條件比，程度輕；酵母菌培養(yǎng)液的濾液使重鉻酸鉀的濃硫酸溶液變成灰綠色。實驗結(jié)論：在無氧條件下，酵母菌將葡萄糖氧化分解，生成酒精和少

42、量二氧化碳。5、酵母菌呼吸作用曲線圖：曲線解讀：酵母菌屬于兼性厭氧菌，在有氧氣存在時，無氧呼吸受到抑制。曲線中A點表示酵母菌只進行無氧呼吸；B點為酵母菌呼吸作用的最弱點；C點時酵母菌不再進行無氧呼吸，只進行有氧呼吸；AB段表示隨著氧氣濃度的增加，酵母菌無氧呼吸受到抑制；陰影部分面積表示酵母菌無氧呼吸的二氧化碳的釋放量（或不同O2濃度下無氧呼吸強度）。6、補充說明：酵母菌呼吸方式探究裝置中的液滴移動及原因：（探究酵母菌細胞呼吸類型的裝置圖為廣口瓶內(nèi)加入添加葡萄糖的酵母菌培養(yǎng)液，瓶內(nèi)小燒杯中加入NaOH溶液或清水，瓶塞連有帶刻度內(nèi)有紅色液滴的細玻璃管）呼吸方式小燒杯加入的溶液液滴移動方向移動原因只

43、進行有氧呼吸或有氧呼吸與乳酸發(fā)酵同時進行堿液左移有氧呼吸消耗O2，產(chǎn)生的CO2被吸收，乳酸發(fā)酵無氣體的消耗或生成，裝置中氣體體積減小。清水不移動有氧呼吸消耗O2，產(chǎn)生等量的CO2，乳酸發(fā)酵無氣體的消耗或生成，裝置中氣體體積不變。只進行酒精發(fā)酵堿液不移動酒精發(fā)酵不消耗O2，產(chǎn)生的CO2被吸收，裝置中氣體體積不變。清水右移酒精發(fā)酵不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，裝置中氣體體積增加。有氧呼吸和酒精發(fā)酵同時進行堿液左移有氧呼吸消耗O2，產(chǎn)生等量的CO2被吸收，酒精發(fā)酵產(chǎn)生的CO2被吸收，裝置中氣體體積減少。清水右移有氧呼吸消耗O2，產(chǎn)生等量CO2，酒精發(fā)酵產(chǎn)生CO2，裝置中氣體體積增加。只進行乳酸發(fā)酵堿液不

44、移動無氣體的產(chǎn)生與消耗，裝置中氣體體積不變。清水補充說明：思考1：某同學(xué)在研究馬鈴薯塊莖無氧呼吸產(chǎn)物時，設(shè)計了如下實驗：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶中放入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，并向瓶中充入N2，安裝成右圖。下列說法不正確的是 答案BA錐形瓶中充入N2的目的是制造無氧環(huán)境B若溴麝香草酚藍水溶液不變色，則說明馬鈴薯塊莖細胞進行的是酒精發(fā)酵C實驗前應(yīng)對馬鈴薯塊莖碎屑消毒D溴麝香草酚藍水溶液也可以換成澄清的石灰水補充資料：酵母菌及相關(guān)試題解析人教版高中生物學(xué)教材中“探究酵母菌細胞呼吸的方式”、“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”、“果酒和果醋的制作”、“酵母細胞的固定化”等都涉及到酵母菌，歷

45、年多地高考中有關(guān)酵母菌的考題屢見不鮮。本文結(jié)合近幾年高考試題對酵母菌及相關(guān)試題進行歸納和總結(jié)。1、酵母菌的結(jié)構(gòu)酵母菌是一種單細胞的真菌，具有典型的真核細胞結(jié)構(gòu)，有細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核、液泡、線粒體等結(jié)構(gòu)。遺傳物質(zhì)為 DNA，主要存在于染色體上。例 1 ( 2010 江蘇卷) 下圖為酵母菌細胞結(jié)構(gòu)示意圖。請回答下列問題。( 1) 酵母菌細胞結(jié)構(gòu)與菠菜葉肉細胞相比 最主要的區(qū)別是酵母菌_; 與藍藻細胞相比，最主要的區(qū)別是酵母菌_。( 2) 圖中含有 RNA 的結(jié)構(gòu)有_ ( 填序號) 。( 3) 圖中不能直接分解葡萄糖但能釋放的結(jié)構(gòu)是_( 填序號) 。( 4) 為制備酵母菌原生質(zhì)體，需用酶

46、解法除去結(jié)構(gòu)，但應(yīng)在_溶液中進行。( 5) 為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學(xué)進行了如下操作。其中操作正確的有 ( 填下列操作的序號) : 將適量干酵母放入裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在適宜條件下培養(yǎng); 靜置一段時間后，用吸管從錐形瓶中吸取培養(yǎng)液; 在血球計數(shù)板中央滴一滴培養(yǎng)液，蓋上蓋玻片; 用濾紙吸除血球計數(shù)板邊緣多余培養(yǎng)液; 將計數(shù)板放在載物臺中央，待酵母菌沉降到計數(shù)室底部，在顯微鏡下觀察、計數(shù)。解析: 酵母菌為真核生物中的真菌，異養(yǎng)型。與菠菜葉肉相比，最主要的區(qū)別是無葉綠體; 與原核生物的藍藻相比，其主要區(qū)別是具有核膜包被的細胞核( 成形的細胞核) 。酵母菌的 RNA

47、包括 mRNA、tRNA、rRNA 3種類型，存在于核糖體、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、細胞核中。酵母菌既可進行有氧呼吸，也可進行無氧呼吸。無氧呼吸在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，可直接分解葡萄糖。有氧呼吸的主要場所在線粒體，其中進行有氧呼吸第二三階段，分解的底物是丙酮酸。酵母菌具有細胞壁，可以保護酵母菌不會因吸水而漲破，因此去除細胞壁時，為防止酵母菌吸水漲破，需要在等滲或高滲溶液中進行。探究酵母菌種群數(shù)量變化時，進行酵母菌記數(shù)時，從試管中吸出培養(yǎng)液之前，應(yīng)將試管震蕩幾次，以便使酵母菌均勻分布，提高計數(shù)準確性。答案: ( 1) 沒有葉綠體 具有核膜包被的細胞核( 成形的細胞核) ( 2) ( 3) ( 4) 等滲

48、( 或高滲) ( 5) 2、酵母菌的呼吸酵母菌是兼性厭氧微生物，在適宜的通氣、溫度和pH 等條件下，進行有氧呼吸并大量繁殖; 在無氧條件下則進行酒精發(fā)酵。例 2 ( 2010 江蘇卷) 下圖表示果酒和果醋制作過程中的物質(zhì)變化過程，下列敘述正確的是A 過程和都只能發(fā)生在缺氧條件下B 過程和都只發(fā)生在酵母細胞的線粒體中C 過程和都需要氧氣的參與D 過程 所需的最適溫度基本相同解析: 本題考查果酒果醋制作過程中各階段的反應(yīng)條件。過程、為酵母菌的呼吸作用，最適宜溫度約為 20°C 左右。過程發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，有氧無氧條件均可以發(fā)生; 過程只能發(fā)生在無氧條件下，在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行; 在酵母菌

49、線粒體內(nèi)進行，為有氧呼吸第二三階段，需要氧氣參與; 為醋酸菌的細胞呼吸，需要氧氣參與，最適宜溫度為 30 35。 參考答案: C。3、酵母菌的數(shù)量變化酵母菌可以用培養(yǎng)液來培養(yǎng)，培養(yǎng)液中酵母菌種群的增長情況，與釀酒、發(fā)酵食品的制作有密切關(guān)系。在養(yǎng)料和空間充裕、氣候適宜和沒有敵害等理想條件下，種群數(shù)量往往按 J 型曲線無限增長。但由于受到自然界中各種環(huán)境條件的限制，隨著種群密度的上升，當種群內(nèi)個體數(shù)量達到環(huán)境條件允許的最大值( K 值)時，種群的個體數(shù)量將不再增加，在一定時期內(nèi)呈 S 型曲線。例 3 ( 2009 廣東卷) 有關(guān)“探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量動態(tài)變化”的實驗，正確的敘述是A 改變培養(yǎng)液的

50、 pH 值不影響 K 值( 環(huán)境容納量)大小B 用樣方法調(diào)查玻璃容器中酵母菌數(shù)量的變化C 取適量培養(yǎng)液滴于普通載玻片后對酵母菌準確計數(shù)D 營養(yǎng)條件并非影響酵母菌種群數(shù)量變化的唯一因素解析: 養(yǎng)分、空間、溫度、pH 值變化和抑制物的分泌等是影響種群數(shù)量持續(xù)增長的限制因素。酵母菌形體微小，一般采用血球計數(shù)板計數(shù)來調(diào)查酵母菌的數(shù)量變化。酵母菌計數(shù)時先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待細菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)估算試管中的酵母菌總數(shù)。參考答案: D。4、酵母

51、菌的應(yīng)用酵母菌是人類生活實踐中應(yīng)用比較早的一類微生物，如我國古代勞動人民利用酵母菌釀酒。我們每天吃的面包和饅頭就是由酵母菌的參與制成的，喝的啤酒也離不開酵母菌的貢獻。酵母菌的細胞里含有豐富的蛋白質(zhì)和維生素，所以也可以做成高級營養(yǎng)品添加到食品中，或用作飼養(yǎng)動物的高級飼料。4.1酵母菌與果酒的制作 人類利用微生物發(fā)酵制作果酒、果醋的歷史，源遠流長。果酒的制作離不開酵母菌。在無氧的條件下，酵母菌能進行酒精發(fā)酵。例 4 ( 2010 北京卷 1) 在家庭中用鮮葡萄制作果酒時，正確的操作是A 讓發(fā)酵裝置接受光照 B 給發(fā)酵裝置適時排氣C 向發(fā)酵裝置通入空氣 D 酵母菌裝置放在 45 處解析: 本題考查果

52、酒制作的知識。酵母菌發(fā)酵裝置不需要光照，發(fā)酵是在無氧條件下進行，所以不能通入空氣，酵母菌無氧呼吸除了產(chǎn)生酒精外還產(chǎn)生 CO2，所以要適時排氣。而溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件。20左右最適合酵母菌繁殖，酒精發(fā)酵一般將溫度控制在 18 20。參考答案 B。4.2酵母細胞的固定化 固定化細胞就是被限制自由的細胞。即采用物理或化學(xué)的方法將細胞固定在載體上或限制在一定的空間界限內(nèi)，但細胞仍保留催化活性并能反復(fù)或連續(xù)使用。酵母細胞的固定化采用凝膠包埋的固定化方法，把酵母細胞懸浮在海藻酸鈉溶液中，再滴加入 CaCl2溶液，形成海藻酸鈉凝膠小球，細胞包埋在凝膠的小孔中，制成固定化細胞。可利用固定化酵母細胞

53、進行酒精發(fā)酵。例 5 ( 2010 江蘇卷 25) 圖 1 表示制備固定化酵母細胞的有關(guān)操作，圖 2 是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖 下列敘述正確的是A 剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液B 圖 1 中 X 溶液為 CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠C 圖 2 發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸D 圖 1 中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖 2 裝置中解析: 本題考查了固定化細胞技術(shù)的操作過程。酵母菌的生長需要適宜的溫度，為了防止高溫殺死酵母菌，剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)冷卻后與活化的酵母細胞混合。氯化鈣溶液可使海藻酸鈉形成凝膠珠，酵母細胞包埋在

54、凝膠的小孔中，制成固定化細胞。利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵，要對培養(yǎng)液進行攪拌以使培養(yǎng)液與細胞充分接觸。參考答案: BCD。4.3酵母菌與基因工程 酵母菌由于結(jié)構(gòu)簡單，且生長迅速，易于培養(yǎng)，被廣泛用于現(xiàn)代生物學(xué)研究中，是遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的重要研究材料。例 6 ( 2008 廣東卷) 天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉(zhuǎn)入釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產(chǎn)生酒精。請回答下列問題:( 1) 將 淀 粉 酶 基 因 切 割 下 來 所 用 的 工 具 是_，用_將淀粉酶基因與載體拼接成新的

55、 DNA 分子，下一步將該DNA 分子_，以完成工程菌的構(gòu)建。( 2) 若要鑒定淀粉酶基因是否插入釀酒酵母菌，可采用的檢測方法是_ ; 若要鑒定淀粉酶基因是否翻譯成淀粉酶，可采用_檢測。將該工程菌接種在含淀粉的固體平板培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，加入碘液，工程菌周圍出現(xiàn)透明圈，請解釋該現(xiàn)象發(fā)生的原因。( 3) 如何進一步鑒定不同的轉(zhuǎn)基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?( 4) 微生物在基因工程領(lǐng)域中有哪些重要作用?解析: 本題以天然釀酒酵母菌為研究材料，聯(lián)系實際考查學(xué)生對基因工程原理和技術(shù)的理解和掌握，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會發(fā)展中重要的生物學(xué)問題，合理應(yīng)用現(xiàn)代科技評價和解決生產(chǎn)和生活中的某些實際問題。參考答案: ( 1) 限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 導(dǎo)入釀酒酵母菌。( 2) DNA 分子雜交技術(shù) 抗原抗體雜交或淀粉酶活性 該工程菌產(chǎn)生的淀粉酶可分泌至培養(yǎng)基，水解淀粉后的區(qū)域，遇碘不再變藍色，產(chǎn)生透明圈。( 3) 測定相同培養(yǎng)條件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精產(chǎn)量。( 4) 工具酶