初中生物競賽輔導(dǎo)教程 第四章 生物的新陳代謝（解題指導(dǎo)）

第四章 初中生物競賽輔導(dǎo)教程 第四章 生物的新陳代謝（解題指導(dǎo)）第一節(jié)  酶【解題指導(dǎo)】例1  下列關(guān)于酶的敘述，正確的一項(xiàng)是       A  酶提供使反應(yīng)開始所必需的活化能B  酶活性與溫度和pH無關(guān)C  若酶的三維結(jié)構(gòu)被瓦解，則其正?；顒泳蜁糠只蛉繂适  一個(gè)酶分子只起一次作用，然后就被毀壞了析   酶是生物催化劑，能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增加，反應(yīng)速率加快，而酶本身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化，能反復(fù)起催化作用。因此 A、D選項(xiàng)是錯誤的。酶的作用受溫度、pH、酶濃度、底物濃度，抑制劑、激活劑等多種因素的影響。例如各種酶在一定條件下有其最適溫度和最適pH值等。因此B選項(xiàng)也是錯誤的。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，一旦它的三維結(jié)構(gòu)被破壞，將會使酶變性失活。所以，答案選C。例2  有一種酶催化反應(yīng)PQR。右圖中實(shí)線表示在沒有酶時(shí)此反應(yīng)的進(jìn)程。在t1時(shí)，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)混合物中。圖中表示此反應(yīng)進(jìn)行過程的曲線是      。（P、Q、R分別代表P、Q、R的濃度）。A  曲線A     B  曲線B     C  曲線C     D  曲線D析   本題關(guān)鍵是要理解酶促反應(yīng)中，酶的作用在于促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，縮短反應(yīng)完成的時(shí)間（或達(dá)到平衡的時(shí)間）。酶促反應(yīng)的結(jié)果與非酶促反應(yīng)的結(jié)果是一致的，即是相同的。因此答案選C。第二節(jié)  植物的營養(yǎng)器官【解題指導(dǎo)】例1  玉米莖的由細(xì)長粗和楊樹莖的由細(xì)長粗，有什么本質(zhì)上的區(qū)別？析   玉米屬于單子葉植物，單子葉植物維管束中，韌皮部和木質(zhì)部之間沒有形成層，莖的長粗是依靠細(xì)胞的生長，這種增粗是有限的。楊樹屬于雙子葉植物，莖的形成層可以不斷分裂，產(chǎn)生次生維管組織，所以多年生雙子葉植物的莖能逐年增粗，這不僅由于細(xì)胞的生長，更主要是依靠細(xì)胞的分裂。例2  綠色植物在白天光合作用旺盛時(shí)，多數(shù)氣孔常開放著；隨著光合作用的減弱，越來越多的氣孔逐漸關(guān)閉。影響氣孔開閉的主要內(nèi)因是保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)部的      A  氧氣的濃度     B  淀粉的濃度    C  水解酶的濃度    D  酸堿度（pH）析  葉的保衛(wèi)細(xì)胞和表皮細(xì)胞相連的一側(cè)細(xì)胞壁較薄，其余各面的細(xì)胞壁較厚。當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞充水膨大時(shí)，向外側(cè)彎曲，氣孔張開；當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞失水時(shí)，膨壓降低，保衛(wèi)細(xì)胞回縮，氣孔則關(guān)閉。在光照下，只要?dú)鉁夭贿^高，保衛(wèi)細(xì)胞的光合作用加強(qiáng)，消耗細(xì)胞中的CO2，使pH由5左右升至7左右，這個(gè)酸堿度利于細(xì)胞中不溶性淀粉水解為葡萄糖，使細(xì)胞內(nèi)溶液濃度增大，水勢下降，保衛(wèi)細(xì)胞就吸水膨脹，氣孔開放。可見，氣孔的開閉與細(xì)胞內(nèi)pH變化有關(guān)。答案選D。第三節(jié)  植物的光合作用【解題指導(dǎo)】例1  在光合作用中，光化學(xué)反應(yīng)的作用中心分子是       A  各種狀態(tài)的全部葉綠素a分子B  P700和 P680的葉綠素分子C  全部葉綠素分子和類胡蘿卜素分子D  與光合作用有關(guān)的酶分子析  光化學(xué)反應(yīng)的作用中心只是P700和P680的葉綠素分子，而其他的葉綠素a和葉綠素b以及類胡蘿卜素則能吸收光能，并傳遞給作用中心分子，它們被稱做“天線”色素。與光合作用有關(guān)的各種酶分子，只起催化作用，不是光化學(xué)反應(yīng)的中心分子。答案選B。例2  將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的CO2條件下。如果將環(huán)境中 CO2含量突然降至極低水平，此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是A  上升；下降；上升    B  下降；上升；下降C  下降；上升；上升    D  上升；下降；下降析  在光合作用過程中，CO2參與暗反應(yīng)，CO2與C5化合物結(jié)合，生成兩個(gè)C3化合物，當(dāng)CO2突然減少時(shí)，這個(gè)過程必然受阻，因而導(dǎo)致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的減少，又使暗反應(yīng)中C3化合物還原成葡萄糖的過程受阻，消耗光反應(yīng)提供的ATP量也減少，使細(xì)胞中ATP含量上升。答案選C。第四節(jié)  植物對水分的吸收和利用【解題指導(dǎo)】例1  下表資料顯示四組馬鈴薯?xiàng)l分別浸入四種不同溶液一小時(shí)后質(zhì)量轉(zhuǎn)變的百分率。根據(jù)表中資料可得到的結(jié)論是      析   馬鈴薯?xiàng)l在溶液I中質(zhì)量增加，發(fā)生了吸水過程，說明I的水勢大于細(xì)胞液的水勢。馬鈴薯?xiàng)l在溶液中質(zhì)量未改變，說明的水勢等于細(xì)胞液的水勢，溶液不可能是蒸餾水，馬鈴薯?xiàng)l在溶液、中質(zhì)量減少，均發(fā)生失水，說明、的水勢均低于細(xì)胞液的水勢，薯?xiàng)l在中比在中質(zhì)量減少得多，說明的水勢低于。因此題中B、C、D選項(xiàng)均錯誤。因此，答案選A。溶液質(zhì)量轉(zhuǎn)變的百分率I5530A  溶液I的水勢最高B  溶液的水勢較溶液的高C  溶液的水勢最低D  溶液是蒸餾水例2  水分在植物體內(nèi)沿導(dǎo)管向上運(yùn)輸?shù)膭恿κ?      蒸騰拉力   根壓   ATP水解釋放的能量   水分子之間的內(nèi)聚力  導(dǎo)管壁的內(nèi)縮力A      B      C      D  析  根吸水的主要部位是成熟區(qū)的表皮細(xì)胞。根毛細(xì)胞的細(xì)胞液濃度比土壤溶液的濃度大，因此，水分能從水勢較高的土壤溶液流向水勢較低的根毛細(xì)胞的細(xì)胞液中。根部細(xì)胞在生活過程中，還能不斷從土壤吸收礦質(zhì)離子，使導(dǎo)管內(nèi)溶液濃度增大，水勢下降，從而使根毛吸收來的水分逐漸通過內(nèi)皮層滲入導(dǎo)管。這種由于根的生理活動所產(chǎn)生的靜壓力，叫做根壓，一般植物的根壓只有l(wèi)2個(gè)大氣壓，顯然僅靠根壓是不能把水輸送到十幾米乃至幾十米高的樹冠的。蒸騰作用使葉肉細(xì)胞大量失水而水勢降低，它能從相鄰的細(xì)胞吸水，這些細(xì)胞又從導(dǎo)管中吸水，根、莖、葉中的導(dǎo)管是相連通的，由于蒸騰作用，使導(dǎo)管中的水溶液形成一個(gè)連續(xù)不斷的上升水柱，使根系不斷吸水。導(dǎo)管內(nèi)水柱能源源不斷，還因?yàn)樗肿又g有很強(qiáng)的內(nèi)聚力，導(dǎo)管內(nèi)的水柱不致被巨大的蒸騰拉力拉斷?？傊?，植物導(dǎo)管中的水分由于上面有蒸騰拉力，下面有向上的根壓，加上水分子的內(nèi)聚力，所以能不斷上升，保證植物各部對水的需要。答案選D。第五節(jié)  植物的礦質(zhì)營養(yǎng)【解題指導(dǎo)】例  右圖是離體番茄根細(xì)胞中K的含量和氧分壓的關(guān)系圖解，請分析回答問題。（l）曲線中AB段說明          ，原因是         。根據(jù)以上道理，農(nóng)業(yè)上增進(jìn)肥效的有效措施之一是          。（2）曲線中BC段說明             。（3）在B處         是根細(xì)胞內(nèi)K含量繼續(xù)增多的限制因素。析   本題考查影響極吸收礦質(zhì)離子的因素。曲線中AB段說明，隨氧分壓的增高，呼吸作用旺盛，根細(xì)胞吸收K的量也相應(yīng)增多。因?yàn)楹粑饔靡环矫鏋榻粨Q吸附提供H和HCO3，另一方面為K被主動運(yùn)輸進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)提供能量（ATP）。根據(jù)此道理，農(nóng)業(yè)增進(jìn)肥效的有效措施之一是適時(shí)中耕松土，改善土壤通氣狀況，使根細(xì)胞的有氧呼吸旺盛。曲線BC段說明，氧分壓達(dá)到一定值后，根吸收K的量不再隨氧分壓的升高而增加，因?yàn)楦?xì)胞主動吸收礦質(zhì)離子時(shí)，還需要特異載體的協(xié)助。在B處，根細(xì)胞膜上運(yùn)載K的載體數(shù)量成為根細(xì)胞內(nèi)K含量繼續(xù)增高的限制因素。第六節(jié)  高等動物和人體內(nèi)的主要代謝系統(tǒng)【解題指導(dǎo)】例1  下圖為一正常心臟的左側(cè)部分在一個(gè)心動周期不同時(shí)期的變化示意圖。請據(jù)圖回答。                  A                  B                C                D（1）指出下列各圖所處的生理活動階段： 處于心室舒張后期的是（    ）。 處于心室舒張初期的是（    ）。 處于心室收縮初期的是（    ）。 處于心室收縮后期的是（    ）。（2）在上列各心臟示意圖的適當(dāng)位置，添畫主動脈瓣，并表示它在該時(shí)期活動情況。析  在一個(gè)心動周期中，心室收縮時(shí)，心室腔縮小，心室壁增厚，室內(nèi)壓上升，左心室血液推頂二尖瓣使其關(guān)閉，同時(shí)沖開主動脈瓣，血液向主動脈射出。同時(shí)由于二尖瓣的關(guān)閉，心房發(fā)生充盈。隨著左心室收縮由初期至后期，心室腔遞次縮小，心室壁遞次增厚，在左心室舒張時(shí)，二尖瓣開放，心室腔逐漸增大，心房收縮，血液流入心室，心室壁逐漸變薄，同時(shí)主動脈瓣關(guān)閉，防止血液倒流。隨著左心室舒張由初期至后期，心室腔遞次增大，心室壁遞次變薄。可見，觀察二尖瓣的開閉狀態(tài)是確定圖中心室處于舒張期還是收縮期的最簡便方法：二尖瓣關(guān)閉，心室處于收縮期三尖瓣開放，心室處于舒張期。主動脈瓣的開閉與二尖瓣正好相反。答案：（1）D，C，A，B。（2）A、B圖主動脈瓣向上開放。C、D圖主動脈瓣關(guān)閉。例2  下圖中甲、乙、丙、丁表示器官名稱，A表示動脈，V表示靜脈。請根據(jù)血液成分的變化，判斷器官的名稱。析  血液流經(jīng)肺泡毛細(xì)血管時(shí)，進(jìn)行氣體交換，由含氧少的靜脈血變?yōu)楹醵嗟膭用}血，甲是肺。腎臟是形成尿液的器官，尿液中含較多的尿素，腎靜脈中比腎動脈中含尿素明顯減少，乙是腎臟。氨基酸經(jīng)脫氨基作用形成的有毒的氨在肝臟內(nèi)轉(zhuǎn)化為無毒的尿素，這是肝臟的解毒功能，肝靜脈比肝動脈中含尿素多，丙是肝臟。脾的功能之一是吞噬衰老的血細(xì)胞和異物，脾靜脈中衰老和血細(xì)胞必然少，丁為脾臟。答案：甲：肺；乙：腎臟；丙：肝臟；丁：脾臟。第七節(jié)  人和動物體內(nèi)有機(jī)物的代謝【解題指導(dǎo)】例1  下圖是正常人的糖代謝途徑及其調(diào)節(jié)的示意圖，請據(jù)圖回答。（1）圖中（a）代表腸胰      酶和      酶以及唾液淀粉酶。（2）人在饑餓的情況下，胰島素的分泌量         。（3）圖中（d）代表      。（4）圖中（b）過程的產(chǎn)物是      。（5）一次大量吃糖以后，圖中（c）過程表示      的過程。析  食物中的淀粉是最重要的多糖之一，在消化道中它能在唾液淀粉酶、胰腸淀粉酪和麥芽糖酶（1）的催化作用下水解成葡萄糖。葡萄糖被吸收到體內(nèi)以后，一部分氧化分解產(chǎn)生水和二氧化碳，并釋放出能量。一部分被肝臟和骨骼肌合成糖元，多余的部分轉(zhuǎn)變成為脂肪（3），作為備用物質(zhì)在體內(nèi)貯存起來。血糖濃度由于消耗而逐漸降低時(shí)，肝糖元可轉(zhuǎn)變成葡萄糖陸續(xù)釋放到血液里去，以提高血糖濃度，保證正常生命活動的需要；當(dāng)一次大量吃糖造成血糖濃度過度地超過正常值時(shí)，多余的糖就會隨尿排出體外（5）；在劇烈運(yùn)動肌肉暫時(shí)缺氧而通過無氧呼吸來供能的情況下，葡萄糖就會在有關(guān)酶的作用下分解成乳酸，產(chǎn)生少量ATP（4）；人在饑餓的時(shí)候，血糖濃度降低，分解作用減弱，就需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這時(shí)，胰島素的分泌量就會減少（2），減弱糖元的合成和血糖的分解，加速肝糖元的分解，由肝臟釋放入血的葡萄糖就會大大增加，來提高血糖水平，以保證生物體生命活動正常地進(jìn)行。例2  有人用原子示蹤法做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，給綠色植物施用含有放射性同位素15N的氮肥；讓人吃了這些綠色植物，最后在人尿中檢測出15N。請簡要分析上述請15N行程。析  本題可以從五個(gè)方面回答：15N（NH4或NO3）先交換吸附到根細(xì)胞表面，再主動運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)部；光合作用的產(chǎn)物糖與含15N的物質(zhì)共同轉(zhuǎn)化成植物蛋白；人吃進(jìn)植物蛋白，經(jīng)消化、吸收、血液循環(huán)進(jìn)入組織細(xì)胞；細(xì)胞內(nèi)含15N的氨基酸可以參與組織蛋白合成，有些組織蛋白又要分解成CO2、H2O和尿素，15N存在于尿素中；腎臟形成的尿液中含有尿素，隨尿排出體外。最后可以從尿中檢測出15N。第八節(jié)  生物的呼吸作用【解題指導(dǎo)】例1  運(yùn)動員進(jìn)行1500m長跑時(shí)，體內(nèi)ATP再生成的途徑是         ，主要途徑是         。析  肌肉收縮時(shí)直接的能源物質(zhì)是ATP，但細(xì)胞中ATP的儲量不多，僅能維持23s左右。ATP的繼續(xù)供應(yīng)靠磷酸肌酸迅速分解，將磷酸基連同能量轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP。但磷酸肌酸的儲量也是有限的，一般只能維持10s左右。因此ATP再生成途徑主要靠有氧呼吸供能。在長跑較持久的肌肉收縮時(shí)，由于耗能增多，耗氧增多，使O2供應(yīng)相對不足，有氧呼吸不能再增強(qiáng)，于是肌糖元也通過無氧呼吸釋放能量合成少量ATP，以補(bǔ)充有氧呼吸供能的不足。所以在1500m長跑時(shí)，ATP再生成的途徑為有氧呼吸、無氧呼吸和磷酸肌酸供能，其中有氧呼吸是主要途徑。例2  右圖表示大氣中氧的含量對植物組織內(nèi)產(chǎn)生CO2的影響，請據(jù)圖回答問題。（1）A點(diǎn)表示植物組織釋放的CO2較多，這些CO2是        的產(chǎn)物。（2）AB段CO2的釋放量急劇減少，其原因是        。（3）BC段CO2釋放量又不斷增加，主要原因是        。（4）為了有利于貯藏蔬萊或水果，貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中哪一點(diǎn)所對應(yīng)的氧濃度？        。采取這一措施的理由是          。析  高等植物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，但仍保留了無氧呼吸的能力，所以在A點(diǎn)時(shí)氧含量接近0，釋放較多CO2，這是無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的緣故。AB段隨著氧含量增加，無氧呼吸受到抑制，CO2釋放量減少。BC段氧含量不斷增加，有氧呼吸越來越旺盛，CO2的釋放量達(dá)到新高峰。貯存蔬菜水果時(shí)，要盡量降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，應(yīng)選擇B點(diǎn)所對應(yīng)的氧的含量，這時(shí)的有氧呼吸已明顯降低，同時(shí)又抑制了無氧呼吸。