新陈代谢

新陈代谢的含义

内容标准5.1把新陈代谢定义为发生在活细胞内、使其保持生命、生长和运作的所有化学反应的总和。这些反应并非随机发生，它们以称为代谢途径的有序序列进行，其中一个由酶控制的反应的产物会成为下一个反应的底物。

同化作用与异化作用的比较

新陈代谢如何与ATP相连

呼吸作用等异化反应释放的能量会被捕获并储存在ATP分子中。蛋白质合成等同化反应随后利用ATP释放的能量来合成新分子。

这正是ATP被称为细胞能量货币的原因，它把新陈代谢中释放能量与需要能量的两个部分连接起来，因此同化作用速率高的细胞，例如正在生长或活跃分裂的细胞，也需要相应较高的异化作用速率才能持续供应ATP。

代谢途径的例子

植物展示了同化作用与异化作用如何在同一生物体内相连。白天，光合作用（一条同化途径）利用光能由二氧化碳和水合成葡萄糖。

该植物的细胞随后利用呼吸作用（一条异化途径）把部分葡萄糖重新分解，以ATP形式释放能量，为生长、主动运输和其他细胞活动提供动力。未立即用于呼吸的葡萄糖则可能转化为淀粉储存起来，这是另一个同化步骤，说明一条代谢途径如何直接衔接到下一条途径。

如何考查

考题通常给出一个指定的过程，如光合作用、呼吸作用、消化或蛋白质合成，要求你把它归类为同化作用或异化作用并说明理由。你也可能被要求解释新陈代谢与酶之间的关系，或解释ATP如何连接同化反应与异化反应。

新陈代谢遵循能量守恒

新陈代谢从不创造或消灭能量，它只是把能量从一种形式转换为另一种形式。呼吸作用等异化反应释放储存在葡萄糖化学键中的能量，把其中一部分转移为ATP中可用的形式，其余部分则以热能形式散失，这正是活跃进行代谢的组织（例如收缩中的肌肉）会发热的原因。

同化反应随后利用储存在ATP中的化学能，在合成蛋白质或淀粉等较大分子时形成新的化学键。由于每一步能量转换都会以热能形式损失一部分能量，细胞必须不断进行异化作用，持续补充同化作用所消耗的ATP。

常见误解

考试风格例题

题目。一颗正在萌发的种子还没有叶片，因此不能进行光合作用，但它仍利用子叶中储存的养分长出根与芽。

(a) 说出分解子叶储存养分的反应类型，并说明它是释放还是需要能量。(b) 说出为正在生长的根与芽建造新植物组织的反应类型。

(c) 解释(a)与(b)中的两种反应如何相互关联。

参考答案。(a) 储存的养分通过呼吸作用分解，这是一种异化反应，会释放能量。

(b) 新组织通过蛋白质合成与细胞分裂等同化反应建造，这些反应需要能量。(c) 呼吸作用释放的能量被捕获并储存在ATP中；建造新组织的同化反应随后利用这些ATP释放的能量合成新分子，从而把幼苗新陈代谢中释放能量与需要能量的两部分连接起来。

练习题

一个人已经数小时未进食，开始把肝脏中储存的糖原分解为葡萄糖，以维持血糖水平稳定。说明这属于同化作用还是异化作用，并说明理由。

考试提示

关键术语

• ATP，在异化反应与同化反应之间储存并传递可用化学能的分子。
• 细胞呼吸作用，从食物中释放能量以产生ATP的主要异化途径。
• 光合作用，绿色植物中利用光能合成葡萄糖的主要同化途径。
• 酶，控制代谢途径中每一个反应速率的生物催化剂。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

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