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细胞代谢
※考点综述
新陈代谢是生物的基本特征之一，是生物体内发生的各种化学变化的总称。细胞是进行新陈代谢的基本单位。细胞代谢是生命现象的核心，它包含两个方面：一是细胞呼吸，分解有机物质释放能量的过程；一是各种生物合成途径，建立细胞各种成分的过程。对整个生物界来说，能量终来源于太阳光能或部分化学能，它通过植物、藻类或一些细菌的光合作用将光能固定在有机物中，并通过食物链传递给其他生物。就细胞而言，生命活动所需要的能量直接来自于ATP，它主要通过细胞呼吸，氧化分解生物大分子而产生。
本章考点：1.与代谢有关的基本概念；2.酶的化学性质与作用特点，酶促反应机制，影响酶活性的因素（温度、pH、酶的抑制剂），核酶；3.物质的跨膜转运；4.细胞呼吸的定义；有氧氧化的三个阶段：（1）糖酵解：细胞质中将葡萄糖分解为丙酮酸的过程，经过9步反应完成；（2）柠檬酸循环（Krebs 循环，三羧酸循环）：丙酮酸进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧生成乙酰CoA，在柠檬酸循环中被氧化；（3）电子传递与氧化磷酸化；5.发酵作用；6.有氧氧化与发酵作用的联系与区别；7.光合作用的过程：（1）光反应与暗反应的联系与区别；（2）光合色素与光合系统的种类及作用；（3）电子传递与光合磷酸化过程；（4）卡尔文循环的3个阶段；（5）C3途径与C4途径；（6）光呼吸；（7）影响光合作用的因素；（8）细胞中各种物质代谢的相互关系。
细胞代谢是基本的生命活动，本章在研究生入学考试试题中的要求没有生物化学深入，但要求掌握和理解细胞内各种代谢的大体过程、特点及相互关系。
※名词术语
1.代谢（metabolism）：生物体内发生的所有有序化学反应的总称。
2.势能（potential energy）：物体由于所在位置或本身的排列而具有的能量。
3.热力学（thermodynamics）：研究所有物体中能量转化规律的科学。
4.熵（entropy）：热力学将不能做功的随机和无序状态的能定义为熵，以S表示。
5.自由能（free energy）：细胞能在一定生化反应条件下用于做功的能。
6.活化能（activation energy）：断裂化学键起始反应所需的能量。
7.酶（enzyme）：一种生物催化剂，化学本质多是蛋白质。有的酶蛋白只有一条肽链；有的酶蛋白有多各亚基组成，称多亚基的酶。有些酶在催化反应时不需要其他的辅助因子，有些则需要。作为酶活性辅因子（cofactor）的有机小分子称为辅酶（coenzyme）。
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※考研精粹
1.（西南大学）化学反应可分为吸能反应和放能反应。那么在生物界中，__________是重要的吸能反应，而发生在每个细胞内部__________是主要的放能反应。
【考点】能与细胞。
【答案】光合作用，细胞呼吸。
2.（四川大学）（判断正误）细胞中可能发生地能量转换方式包括化学能转变为渗透能、机械能、电能、光能和热能以及太阳能转变为稳定的化学能等多种多样的方式。
【考点】能与细胞。
【答案】对。
3.（华南理工大学）在生物界流通的能量来源是什么？__________
A.光合作用 B.化学键 C.绿色植物 D.太阳
【考点】能与细胞。
【答案】D。
4.（华东师范大学）ATP是由下述哪个过程所产生的？__________
A.吸收作用 B.消化作用 C.同化作用 D.异化作用
【考点】能与细胞。
【答案】D。
5.（厦门大学） 每一分子脂肪酸被活化为脂酰CoA需消耗________个高能磷酸键。
【考点】能与细胞。
【解析】脂肪酸的活化发生在细胞质。活化过程是脂肪酸先与ATP在脂肪酸硫激酶催化下形成脂酰-磷酸腺苷。脂酰-磷酸腺苷再与HSCoA化合，生成脂酰CoA。生成一个高能硫脂键，需消耗两个高能磷酸键。
RCOO- ATP CoA-SH → RCO-S-CoA AMP PPi
【答案】2。
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※单元精练
一、填空题。
1.生物体生成ATP的方式有 _________ 、 __________ 和 __________ 三种。
【答案】氧化磷酸化，光合磷酸化，底物水平磷酸化。
2.淀粉可以自发缓慢地转变为麦芽糖而不需要外界提供能量，这种反应称为__________。
【答案】自发反应。
3.生物体内物质反应达到化学平衡时，产物与反应物的浓度比称为__________。
【答案】平衡常数。
4.常见的发酵过程有__________和__________。
【答案】酒精发酵、乳酸发酵。
5.VAN NIEL比较了不同生物的光合作用过程，他提出的光合作用通式为__________。
【答案】CO2 2H2A →（CH2O） 2A H2O
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※课后习题详解
1.人体的细胞不会用核酸作为能源。试分析其理由。
答：核酸有DNA和RNA，两类在细胞体内作用重要。核酸是遗传的物质基础，细胞中核酸主要存在于细胞核中，核酸的质和量保持相对的稳定性，不容易分解。如果可以利用核酸作为能源，那么就必须有核酸氧化酶，这样遗传过程中传递遗传信息的物质很容易就会被误氧化，不利于遗传的正确进行，因此生物进化过程中就不会保留核酸氧化酶，因此就不会以核酸作为能源。
2.曾一度认为二硝基酚（DNP）有助于人体减肥，后来发现此药不安全，因此禁用。DNP的作用是使线粒体内膜对H 的透性增加，因而磷酸化与电子传递不能耦联。试说明DNP何以使人体重减轻。
答：二硝基酚（DNP）是解偶联剂，使氧化和磷酸化脱偶联，氧化仍可以进行，而磷酸化不能进行。DNP为离子载体，能增大线粒体内膜对H 的通透性，消除H 梯度，因而无ATP生成，使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。
（用二硝基酚作为减肥的药物虽可起到减肥的效果，因为人体获得同样量的ATP要消耗包括脂肪在内的大量的燃料分子。但用它减肥的严重性在于，当P/O接近零时，会导致生命危险。）
3.人体内的NAD 和FAD是由两种B族维生素（烟酸和核黄素）合成的。人对维生素的需要量极少，烟酸每天约20 mg，核黄素约1.7 mg。人体所需葡萄糖的量约为这一数量的千万倍。试计算每一分子葡萄糖被完全氧化时需要多少个NAD 和FAD分子，并解释膳食中所需的维生素何以如此之少。
