初中生物競賽輔導教程 第四章生物的新陳代謝（解題指導）

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1、初中生物競賽輔導教程 第四章 生物的新陳代謝（解題指導） 第一節(jié) ?酶 【解題指導】 例1 ?下列關于酶的敘述，正確的一項是 ? ? ? A ?酶提供使反應開始所必需的活化能 B ?酶活性與溫度和pH無關 C ?若酶的三維結構被瓦解，則其正常活動就會部分或全部喪失 D ?一個酶分子只起一次作用，然后就被毀壞了 析 ? 酶是生物催化劑，能降低化學反應所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增加，反應速率加快，而酶本身的化學性質不發(fā)生變化，能反復起催化作用。因此 A、D選項是錯誤的。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

2、和最適pH值等。因此B選項也是錯誤的。酶的化學本質是蛋白質，一旦它的三維結構被破壞，將會使酶變性失活。所以，答案選C。 例2 ?有一種酶催化反應P＋Q→R。右圖中實線表示在沒有酶時此反應的進程。在t1時，將催化此反應的酶加于反應混合物中。圖中表示此反應進行過程的曲線是 ? ? ?。（［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 ? 本題關鍵是要理解酶促反應中，酶的作用在于促進反應進行，縮短反應完成的時間（或達到平衡的時間）。酶促反應的結果與非酶促反應的結果是一致的，即是相同的。因此答案選C。 第二

3、節(jié) ?植物的營養(yǎng)器官 【解題指導】 例1 ?玉米莖的由細長粗和楊樹莖的由細長粗，有什么本質上的區(qū)別？ 析 ? 玉米屬于單子葉植物，單子葉植物維管束中，韌皮部和木質部之間沒有形成層，莖的長粗是依靠細胞的生長，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，這不僅由于細胞的生長，更主要是依靠細胞的分裂。 例2 ?綠色植物在白天光合作用旺盛時，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閉。影響氣孔開閉的主要內(nèi)因是保衛(wèi)細胞內(nèi)部的 ? ? ? A ?氧氣的濃度 ? ? B ?淀粉的濃度 ? ?C ?水解酶的濃度

4、 ? ?D ?酸堿度（pH） 析 ?葉的保衛(wèi)細胞和表皮細胞相連的一側細胞壁較薄，其余各面的細胞壁較厚。當保衛(wèi)細胞充水膨大時，向外側彎曲，氣孔張開；當保衛(wèi)細胞失水時，膨壓降低，保衛(wèi)細胞回縮，氣孔則關閉。在光照下，只要氣溫不過高，保衛(wèi)細胞的光合作用加強，消耗細胞中的CO2，使pH由5左右升至7左右，這個酸堿度利于細胞中不溶性淀粉水解為葡萄糖，使細胞內(nèi)溶液濃度增大，水勢下降，保衛(wèi)細胞就吸水膨脹，氣孔開放?？梢?，氣孔的開閉與細胞內(nèi)pH變化有關。答案選D。 第三節(jié) ?植物的光合作用 【解題指導】 例1 ?在光合作用中，光化學反應的作用中心分子是 ? ? ? A ?各種狀態(tài)的全部葉綠素a分子

5、 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 ?與光合作用有關的酶分子 析 ?光化學反應的作用中心只是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。與光合作用有關的各種酶分子，只起催化作用，不是光化學反應的中心分子。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，此時葉肉細胞內(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

6、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，CO2與C5化合物結合，生成兩個C3化合物，當CO2突然減少時，這個過程必然受阻，因而導致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，又使暗反應中C3化合物還原成葡萄糖的過程受阻，消耗光反應提供的ATP量也減少，使細胞中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】 例1 ?下表資料顯示四組馬鈴薯條分別浸入Ⅰ—Ⅳ四種不同溶液一小時后質量轉變的百分率。根據(jù)表中資料可得到的結論是 ? ? ? 析 ? 馬鈴薯條在溶液I中質量增加，發(fā)生了吸水過程，說明I的水勢大于細

7、胞液的水勢。馬鈴薯條在溶液Ⅳ中質量未改變，說明Ⅳ的水勢等于細胞液的水勢，溶液Ⅳ不可能是蒸餾水，馬鈴薯條在溶液Ⅱ、Ⅲ中質量減少，均發(fā)生失水，說明Ⅱ、Ⅲ的水勢均低于細胞液的水勢，薯條在Ⅱ中比在Ⅲ中質量減少得多，說明Ⅱ的水勢低于Ⅲ。因此題中B、C、D選項均錯誤。因此，答案選A。 溶液質量轉變的百分率 I＋5％ Ⅱ－5％ Ⅲ－3％ Ⅳ0％ A ?溶液I的水勢最高 B ?溶液Ⅱ的水勢較溶液Ⅲ的高 C ?溶液的Ⅳ水勢最低 D ?溶液Ⅳ是蒸餾水 例2 ?水分在植物體內(nèi)沿導管向上運輸?shù)膭恿κ?? ? ? ① 蒸騰拉力 ?② 根壓 ?③ ATP水解釋放的能量 ?④ 水分子之間的內(nèi)聚力 ?⑤

8、導管壁的內(nèi)縮力 A ?①②③ ? ?B ?①③⑤ ? ?C ?②④⑤ ? ?D ?①②④ 析 ?根吸水的主要部位是成熟區(qū)的表皮細胞。根毛細胞的細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胞的細胞液中。根部細胞在生活過程中，還能不斷從土壤吸收礦質離子，使導管內(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。蒸騰作用使葉肉細胞大量失水而水勢降低，它能從相鄰的細胞吸水，這些細胞又從導管中吸水，根、莖、葉

9、中的導管是相連通的，由于蒸騰作用，使導管中的水溶液形成一個連續(xù)不斷的上升水柱，使根系不斷吸水。導管內(nèi)水柱能源源不斷，還因為水分子之間有很強的內(nèi)聚力，導管內(nèi)的水柱不致被巨大的蒸騰拉力拉斷?？傊?，植物導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) ?植物的礦質營養(yǎng) 【解題指導】 例 ?右圖是離體番茄根細胞中K＋的含量和氧分壓的關系圖解，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)上增進肥效的有效措施之一是 ? ? ? ? ?。 （2）曲線中BC段

10、說明 ? ? ? ? ? ? 。 （3）在B處 ? ? ? ? 是根細胞內(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，根細胞吸收K＋的量也相應增多。因為呼吸作用一方面為交換吸附提供H＋和HCO3－，另一方面為K＋被主動運輸進入根細胞內(nèi)提供能量（ATP）。根據(jù)此道理，農(nóng)業(yè)增進肥效的有效措施之一是適時中耕松土，改善土壤通氣狀況，使根細胞的有氧呼吸旺盛。曲線BC段說明，氧分壓達到一定值后，根吸收K＋的量不再隨氧分壓的升高而增加，因為根細胞主動吸收礦質離子時，還需要特異載體的協(xié)助。在B處，根細胞膜上運載K＋的載體數(shù)量成為根

11、細胞內(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】 例1 ?下圖為一正常心臟的左側部分在一個心動周期不同時期的變化示意圖。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： ① 處于心室舒張后期的是（ ? ?）。 ② 處于心室舒張初期的是（ ? ?）。 ③ 處于心室收縮初期的是（ ? ?）。 ④ 處于心室收縮后期的是（ ? ?）。 （2）在上列各心臟示意圖的適當位置，添畫主動脈瓣，并表

12、示它在該時期活動情況。 析 ?在一個心動周期中，心室收縮時，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閉，同時沖開主動脈瓣，血液向主動脈射出。同時由于二尖瓣的關閉，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，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，同時主動脈瓣關閉，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。

13、答案：（1）①D，②C，③A，④B。 （2）①A、B圖主動脈瓣向上開放。C、D圖主動脈瓣關閉。 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)肺泡毛細血管時，進行氣體交換，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胞和異物，脾靜脈中衰老和血細胞必然少，丁為脾臟。 答案：甲：肺；乙：腎臟；

14、丙：肝臟；?。浩⑴K。 第七節(jié) ?人和動物體內(nèi)有機物的代謝 【解題指導】 例1 ?下圖是正常人的糖代謝途徑及其調節(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

15、氧化碳，并釋放出能量。一部分被肝臟和骨骼肌合成糖元，多余的部分轉變成為脂肪（3），作為備用物質在體內(nèi)貯存起來。血糖濃度由于消耗而逐漸降低時，肝糖元可轉變成葡萄糖陸續(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；當一次大量吃糖造成血糖濃度過度地超過正常值時，多余的糖就會隨尿排出體外（5）；在劇烈運動肌肉暫時缺氧而通過無氧呼吸來供能的情況下，葡萄糖就會在有關酶的作用下分解成乳酸，產(chǎn)生少量ATP（4）；人在饑餓的時候，血糖濃度降低，分解作用減弱，就需要及時進行調節(jié)。這時，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

16、糖水平，以保證生物體生命活動正常地進行。 例2 ?有人用原子示蹤法做了一個有趣的實驗，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 ?本題可以從五個方面回答：①15N（NH4＋或NO3－）先交換吸附到根細胞表面，再主動運輸?shù)郊毎麅?nèi)部；②光合作用的產(chǎn)物糖與含15N的物質共同轉化成植物蛋白；③人吃進植物蛋白，經(jīng)消化、吸收、血液循環(huán)進入組織細胞；④細胞內(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；⑤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1

17、5N。 第八節(jié) ?生物的呼吸作用 【解題指導】 例1 ?運動員進行1500m長跑時，體內(nèi)ATP再生成的途徑是 ? ? ? ? ，主要途徑是 ? ? ? ? 。 析 ?肌肉收縮時直接的能源物質是ATP，但細胞中ATP的儲量不多，僅能維持2～3s左右。ATP的繼續(xù)供應靠磷酸肌酸迅速分解，將磷酸基連同能量轉移給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，由于耗能增多，耗氧增多，使O2供應相對不足，有氧呼吸不能再增強，于是肌糖元也通過無氧呼吸釋放能量合成少量ATP，以補充有氧呼吸供能的不足。所以在150

18、0m長跑時，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)的氧氣應調節(jié)到圖中哪一點所對應的氧濃度？ ? ? ? ?。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點時氧含量接近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的釋放量達到新高峰。貯存蔬菜水果時，要盡量降低呼吸作用，減少有機物的消耗，應選擇B點所對應的氧的含量，這時的有氧呼吸已明顯降低，同時又抑制了無氧呼吸。