高三生物二輪復習 專題精講二 細胞的代謝 第1講 物質(zhì)的跨膜運輸、酶與ATP課件.ppt

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1.發(fā)生滲透作用必須具備兩個條件，即：具有 膜；膜兩側(cè)溶液具有 。 2.質(zhì)壁分離與復原、細胞融合、胞吞和胞吐等都與膜的 有關(guān)。 3.協(xié)助擴散和主動運輸都需要 ，但前者不消耗 ；主動運輸和胞吞都 ，但后者不需要 。 4.與主動運輸有關(guān)的細胞器是 。,半透,濃度差,流動性,載體蛋白,能量,消耗能量,載體蛋白,線粒體、核糖體,5.酶并非都是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是 。 6.酶具有催化作用，其原理是 。 7.酶的作用具有 、專一性和作用條件溫和等特性。 8.ATP的結(jié)構(gòu)簡式是 ，其中A表示 ，P代表 。 9.ATP的合成部位有 。,RNA,降低化學反應(yīng)的活化能,高效性,A—P~P~P,腺苷,磷酸基團,細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體,1.(2015全國新課標Ⅱ卷)下列過程中，不屬于胞吐作用的是( ) A.漿細胞分泌抗體到細胞外的過程 B.mRNA從細胞核到細胞質(zhì)的過程 C.分泌蛋白從胰腺的腺泡細胞到胞外的過程 D.突觸小泡中神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙的過程,【答案】B,從胰腺的【解析】A項，抗體是分泌蛋白，漿細胞分泌抗體到細胞外的過程屬于胞吐作用；B項，mRNA通過核孔從細胞核進入到細胞質(zhì)，不屬于胞吐作用；C項，分泌蛋白腺泡細胞到胞外的過程，屬于胞吐作用；D項，突觸小泡與突觸前膜融合將神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙，屬于胞吐作用。,2.(2015海南卷)取生理狀態(tài)相同的某種植物新鮮葉片若干，去除主脈后剪成大小相同的小塊，隨機分成三等份，之后分別放入三種濃度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定時間后測得甲的濃度變小，乙的濃度不變，丙的濃度變大。假設(shè)蔗糖分子不進出細胞，則關(guān)于這一實驗結(jié)果。下列說法正確的是( ) A.實驗前，丙的濃度＞乙的濃度＞甲的濃度 B.乙的濃度不變是因為細胞內(nèi)蔗糖濃度與乙的濃度相等 C.實驗中，細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于協(xié)助擴散 D.甲、丙的濃度變化是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的,【答案】D,【解析】分析實驗結(jié)果可知，甲溶液中植物細胞失水、乙溶液中植物細胞水分進出達到平衡、丙溶液中植物細胞吸水，所以實驗前甲的濃度乙的濃度丙的濃度，A錯誤；乙的濃度不變是因為外界溶液與細胞液是等滲溶液，水分進出達到動態(tài)平衡，并非細胞內(nèi)的蔗糖濃度與乙的濃度相等，B錯誤；實驗中細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于自由擴散，C錯誤；甲、丙的濃度變化是由水分在細胞液與蔗糖溶液間移動引起的，D正確。,3.(2015江蘇卷)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是( ) A.發(fā)燒時，食欲減退是因為唾液淀粉酶失去了活性 B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小腸中發(fā)揮作用 C.用果膠酶澄清果汁時，溫度越低澄清速度越快 D.洗衣時，加少許白醋能增強加酶洗衣粉中酶的活性,【答案】B,【解析】 發(fā)燒時食欲減退是因為體溫升高抑制了消化酶的活性，但還沒引起唾液淀粉酶失去活性；口服的多酶片中胰蛋白酶往往在內(nèi)層，可到達小腸中發(fā)揮作用；低溫會使果膠酶的活性受到抑制，只有在最適溫度時果汁澄清的速度才最快；加酶洗衣粉中含有堿性蛋白酶和堿性脂肪酶等，加白醋會降低酶的活性。,4.(2015海南卷)ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是( ) A.酒精發(fā)酵過程中有ATP生成 B.ATP可為物質(zhì)跨膜運輸提供能量 C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成,【答案】D,【解析】酵母菌進行酒精發(fā)酵過程中，無氧呼吸第一階段有ATP生成，A正確；ATP能為主動運輸?shù)倪M行提供能量，B正確；通常，ATP中遠離腺苷(A)的高能磷酸鍵水解時可釋放能量，用于需能的生命活動，C正確；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，D錯誤。,本講是高考命題重點，其中物質(zhì)出入細胞的方式和實例及以文字形式概括酶的特性和影響酶活性的因素是常考點，以酶的實驗為背景主要考查學生的實驗探究與分析能力，另外，ATP與光合作用、細胞呼吸和能量代謝密切相關(guān)也不可忽視。除了實驗，多以非選擇題和選擇題出現(xiàn)之外，其他知識點主要以選擇題形式進行考查。,1.物質(zhì)跨膜運輸曲線 (1)物質(zhì)濃度,(2)氧氣濃度(紅細胞的主動運輸與O2無關(guān)),2.大分子的膜泡運輸,3.滲透系統(tǒng)的組成和原理分析,例 1 (2015浙江臺州四月調(diào)考)如圖中曲線a、b表示物質(zhì)跨(穿)膜運輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是( ) A.脂溶性小分子物質(zhì)不能通過方式a運輸 B.與方式a有關(guān)的載體蛋白覆蓋于細胞膜表面 C.方式b的最大轉(zhuǎn)運速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān) D.抑制細胞呼吸對方式a和b的轉(zhuǎn)運速率均有影響,【答案】C,【解析】據(jù)圖分析，曲線a表示被轉(zhuǎn)運分子的轉(zhuǎn)運速率與濃度呈正比，符合自由擴散的特點。曲線b表示在被轉(zhuǎn)運分子的濃度較低時，隨著濃度提高，轉(zhuǎn)運速率增加，濃度較大時出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，符合協(xié)助擴散和主動運輸?shù)奶攸c(受載體蛋白數(shù)量限制)。A項中，脂溶性小分子的跨膜運輸方式是自由擴散；B項中，自由擴散與載體蛋白無關(guān)；D項中抑制細胞呼吸，停止能量供給，會影響主動運輸，但對自由擴散和協(xié)助擴散無影響。,影響物質(zhì)運輸?shù)囊蛩?(1)溫度影響物質(zhì)運輸速率 (2)影響協(xié)助擴散的因素 ①細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。 ②細胞膜上的載體數(shù)量。 a.載體是一類蛋白質(zhì)，具有特異性，運輸不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細胞膜上的載體的種類和數(shù)目也不同。 b.載體具有飽和現(xiàn)象，當細胞膜上的載體全部參與物質(zhì)的運輸時，細胞吸收該載體運輸?shù)奈镔|(zhì)的速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。 (3)影響主動運輸?shù)囊蛩?①載體數(shù)量。 ②能量：凡能影響細胞內(nèi)產(chǎn)生能量的因素，都能影響主動運輸，如氧氣濃度、溫度等。,變式1 (2015安徽皖北十二校聯(lián)考)下列表示葡萄糖跨膜運輸?shù)倪^程，據(jù)圖分析正確的是（ ） A.該膜中的載體蛋白也能運輸氨基酸 B.該膜可能是紅細胞膜 C.該方式發(fā)生在被運輸物質(zhì)從低濃度到高濃度時 D.與該過程有關(guān)的細胞器是線粒體和核糖體,【答案】B,【解析】從圖中信息可知，葡萄糖跨膜運輸需要載體蛋白的協(xié)助，但不消耗能量，說明此運輸方式為協(xié)助擴散，即葡萄糖從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運輸，C項錯誤；載體蛋白具有特異性，A項錯誤；紅細胞運輸葡萄糖的方式為協(xié)助擴散，B項正確；協(xié)助擴散不消耗能量，故該過程與線粒體無關(guān)，D項錯誤。,1.化合物中“A”的辨析,2.ATP的形成及與光合作用、細胞呼吸的關(guān)系,例 2 (2015南昌期末質(zhì)檢)ATP是細胞的能量通貨，是生命活動的直接能源物質(zhì)，如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法不正確的是（ ） A.圖甲中的A代表腺苷，b、c為高能磷酸鍵 B.圖乙中反應(yīng)向右進行時，圖甲中的c鍵斷裂并釋放能量 C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用的高效性 D.酶1和酶2催化作用的機理是降低反應(yīng)的活化能,【答案】A,【解析】題圖甲中的A代表腺嘌呤，b、c為高能磷酸鍵，腺苷是由腺嘌呤和核糖組成的，A項錯誤；ATP水解時離A最遠的高能磷酸鍵(c鍵)斷開并釋放能量，B項正確；ATP與ADP的快速轉(zhuǎn)化是在酶的催化作用下進行的，C項正確；酶的作用機理是降低反應(yīng)的活化能，D項正確。,【點評】ATP是一種高能磷酸化合物，在細胞中，其與ADP的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)儲能和放能，從而保證了細胞各項生命活動的能量供應(yīng)。生成ATP的途徑主要有兩條：一條是植物體內(nèi)含有葉綠體的細胞，在光合作用的光反應(yīng)階段生成ATP；另一條是所有活細胞都能通過細胞呼吸生成ATP。,(1)合成ATP所需的能量來源于光能和有機物中的化學能。 (2)ATP水解釋放的能量可以轉(zhuǎn)化成電能(生物電)、機械能(如肌肉收縮)、光能(如螢火蟲發(fā)光)、化學能，但不再轉(zhuǎn)化成熱能。 (3)動物細胞中除細胞呼吸合成ATP外，還有磷酸肌酸+ADP ATP+肌酸(骨骼肌細胞中)。 (4)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP僅用于暗反應(yīng)。,變式2 下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是（ ） A.線粒體是藍藻細胞產(chǎn)生ATP的主要場所 B.光合作用產(chǎn)物中的化學能全部來自ATP C.ATP分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成 D.細胞連續(xù)分裂時，伴隨著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,【答案】D,【解析】A項，藍藻細胞是原核細胞，無線粒體；B項，光合作用產(chǎn)物中的化學能一部分來自ATP，還有一部分來自NADPH；C項，ATP分子是由一個腺苷和三個磷酸基團組成，故A、B、C項都不正確。D項，細胞連續(xù)分裂時，雖然是一個不斷消耗ATP的過程，但ATP的含量很少，需要不斷由ADP轉(zhuǎn)化形成。,1.與酶相關(guān)實驗的設(shè)計思路比較,對照實驗和對比實驗的區(qū)別 對照實驗是要設(shè)計實驗組和對照組，對照組在實驗過程中除所探究條件外，其他條件與實驗組相同，實驗完后，將實驗組和對照組的現(xiàn)象進行對照，然后得出結(jié)論。而對比實驗不需要設(shè)計對照組，要設(shè)計兩組以上的實驗組，兩組實驗一開始的條件相同，然后在實驗中分別加入不同的物質(zhì)或改變條件，兩組實驗進行對比。,2.影響酶促反應(yīng)的因素,(1)溫度作為橫坐標，低溫段比較平緩，高溫段較陡(溫度升高使酶迅速失活)，兩端開口寬些；pH作為橫坐標兩端都較陡(過酸、過堿都會使酶迅速失活)，開口窄些。 (2)高溫能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)(大部分酶是蛋白質(zhì)高溫使蛋白質(zhì)變性)，導致酶變性失活且不可恢復在低溫時，酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故適當升高溫度，酶的活性可以升高。,例 3 (2014重慶質(zhì)檢)某同學為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計了如下實驗步驟： ①在A、B、C、D、E 5支試管中分別加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5mL。再分別加入質(zhì)量分數(shù)為1%的淀粉液1mL。 ②各試管中分別加入適當濃度的唾液稀釋液1mL，搖勻。 ③將5支試管放入70℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。 ④將5支試管，分別加入斐林試劑2mL，搖勻。 ⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。 上述實驗步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度加入量、pH梯度以及實驗重復次數(shù))，以便實驗能得到正確的預期結(jié)果。 (1) 。 (2) 。,【答案】(1)③中70℃應(yīng)改為37℃。因為人唾液淀粉酶作用的最適溫度為37℃(2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應(yīng)將各試管放在沸水中水浴一段時間。因為在高溫條件下斐林試劑與還原糖反應(yīng)才能顯色。 【解析】唾液淀粉酶的最適溫度為37℃，在70℃時，由于高溫使酶失去活性，干擾了pH對人唾液淀粉酶活性的影響；斐林試劑與還原糖反應(yīng)需要水浴加熱。,變量分析:實驗過程中可以變化的因素稱為變量，其中人為改變的變量叫自變量，隨自變量的變化而變化的變量叫因變量。除自變量之外，實驗過程中可能會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響成為無關(guān)變量。如探究溫度對酶活性的影響實驗：溫度是自變量，淀粉的分解量(加碘液后的顏色變化)是因變量，pH、酶的濃度等為無關(guān)變量。,變式3 某同學為了探究高溫和低溫對酶結(jié)構(gòu)的影響是否相同，根據(jù)實驗室提供的材料，設(shè)計了下面的實驗方案。實驗材料：試管、大燒杯、滴管、溫度計、恒溫水浴鍋、唾液淀粉酶、淀粉溶液等(所給溶液濃度均適合實驗用)、碘液、蒸餾水等。,(1)甲、乙、丙試管中溶液的顏色變化分別是 、 、 。設(shè)置丙試管的目的是 。 (2)實驗結(jié)果顯示，丁試管中溶液呈藍色，戊試管中溶液無藍色，則說明 。 (3)步驟2的目的是 。,【答案】(1)藍色 藍色 無藍色 作為對照 (2)低溫時酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)沒變，在適宜溫度下酶的活性可以恢復；溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活(3)排除無關(guān)變量pH對實驗結(jié)果的干擾 【解析】(1)本題探究高溫和低溫對酶結(jié)構(gòu)的影響是否相同，所用的酶是唾液淀粉酶，最適溫度是37℃，甲、乙、丙試管分別是0℃、70℃、37℃，其中丙試管是最適溫度，淀粉被淀粉酶水解，所以不會與碘液發(fā)生藍色反應(yīng)，而甲、乙試管分別是低溫和高溫，低溫降低酶活性，高溫會使酶失活，所以兩支試管中的淀粉未被水解，會與碘液發(fā)生藍色反應(yīng)。實驗要遵循對照原則，所以丙試管的目的就在于此。(2)丁試管條件是把酶放置在70℃條件下處理，在37℃下保溫，然后與淀粉混合，結(jié)果仍是藍色，說明酶在高溫條件下空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，已經(jīng)失活且不能恢復；戊試管條件是把酶先放置在0℃條件下處理，在37℃下保溫，然后與淀粉混合，結(jié)果無藍色，說明酶在低溫時活性降低，當溫度恢復到適宜條件下時酶活性恢復。(3)實驗要遵循單一變量原則，要排除無關(guān)變量干擾，本實驗的自變量是溫度，所以pH為無關(guān)變量，應(yīng)排除pH對實驗的干擾。,例 如圖為細胞膜結(jié)構(gòu)模式和某些物質(zhì)跨膜運輸方式的示意圖；圖中A、B、C表示某些物質(zhì)，a、b、c、d表示物質(zhì)跨膜運輸方式。下列敘述正確的是（ ） A.功能復雜的細胞膜，A物質(zhì)的種類和數(shù)量越多 B.受刺激后Na+以a方式進入細胞導致興奮的產(chǎn)生 C.胰島素通過b方式進入細胞后促進糖原合成 D.神經(jīng)細胞軸突末梢有大量突起，有利于更多的識別神經(jīng)遞質(zhì)的C物質(zhì)附著 【易錯提示】解答本題的關(guān)鍵是知道細胞膜的復雜程度與蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān)，知道物質(zhì)進出運輸?shù)姆绞剑约爸捞厥饽さ鞍椎墓δ堋?【答案】A 【解析】膜功能復雜的程度取決于膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量，功能越復雜的細胞膜上，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，題圖中A屬于蛋白質(zhì)，A項正確；受刺激后細胞膜對Na+的通透性增大，Na+內(nèi)流導致興奮的產(chǎn)生，此時Na+的跨膜是順濃度的協(xié)助擴散，不屬于主動運輸，而a方式為主動運輸，B項錯誤；胰島素作為激素屬于信息分子，作用于靶細胞，被靶細胞上的受體識別而發(fā)揮作用，沒有進入細胞，C項錯誤；神經(jīng)細胞軸突末梢的細胞膜是突觸前膜，而識別神經(jīng)遞質(zhì)的C物質(zhì)(受體)附著在突觸后膜上，D項錯誤。,物質(zhì)跨膜運輸?shù)臍w納比較,