高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題精講二 細(xì)胞的代謝 第1講 物質(zhì)的跨膜運(yùn)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(fù)原、細(xì)胞融合、胞吞和胞吐等都與膜的 有關(guān)。 3.協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸都需要 ，但前者不消耗 ；主動運(yùn)輸和胞吞都 ，但后者不需要 。 4.與主動運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)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(xué)反應(yīng)的活化能,高效性,A—P~P~P,腺苷,磷酸基團(tuán),細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體,1.(2015全國新課標(biāo)Ⅱ卷)下列過程中，不屬于胞吐作用的是( ) A.漿細(xì)胞分泌抗體到細(xì)胞外的過程 B.mRNA從細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)的過程 C.分泌蛋白從胰腺的腺泡細(xì)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(xì)胞分泌抗體到細(xì)胞外的過程屬于胞吐作用；B項，mRNA通過核孔從細(xì)胞核進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)，不屬于胞吐作用；C項，分泌蛋白腺泡細(xì)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(jī)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(jìn)出細(xì)胞，則關(guān)于這一實(shí)驗結(jié)果。下列說法正確的是( ) A.實(shí)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(xì)胞內(nèi)蔗糖濃度與乙的濃度相等 C.實(shí)驗中，細(xì)胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于協(xié)助擴(kuò)散 D.甲、丙的濃度變化是由水分在細(xì)胞與蔗糖溶液間移動引起的,【答案】D,【解析】分析實(shí)驗結(jié)果可知，甲溶液中植物細(xì)胞失水、乙溶液中植物細(xì)胞水分進(jìn)出達(dá)到平衡、丙溶液中植物細(xì)胞吸水，所以實(shí)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(xì)胞液是等滲溶液，水分進(jìn)出達(dá)到動態(tài)平衡，并非細(xì)胞內(nèi)的蔗糖濃度與乙的濃度相等，B錯誤；實(shí)驗中細(xì)胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于自由擴(kuò)散，C錯誤；甲、丙的濃度變化是由水分在細(xì)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(qiáng)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(dá)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(xì)胞生命活動提供能量的有機(jī)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(yùn)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(jìn)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(yùn)輸?shù)倪M(jìn)行提供能量，B正確；通常，ATP中遠(yuǎn)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(diǎn)，其中物質(zhì)出入細(xì)胞的方式和實(shí)例及以文字形式概括酶的特性和影響酶活性的因素是?？键c(diǎn)，以酶的實(shí)驗為背景主要考查學(xué)生的實(shí)驗探究與分析能力，另外，ATP與光合作用、細(xì)胞呼吸和能量代謝密切相關(guān)也不可忽視。除了實(shí)驗，多以非選擇題和選擇題出現(xiàn)之外，其他知識點(diǎn)主要以選擇題形式進(jìn)行考查。,1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸曲線 (1)物質(zhì)濃度,(2)氧氣濃度(紅細(xì)胞的主動運(yùn)輸與O2無關(guān)),2.大分子的膜泡運(yùn)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(yùn)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(yùn)輸 B.與方式a有關(guān)的載體蛋白覆蓋于細(xì)胞膜表面 C.方式b的最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān) D.抑制細(xì)胞呼吸對方式a和b的轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)分子的轉(zhuǎn)運(yùn)速率與濃度呈正比，符合自由擴(kuò)散的特點(diǎn)。曲線b表示在被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度較低時，隨著濃度提高，轉(zhuǎn)運(yùn)速率增加，濃度較大時出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，符合協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)(受載體蛋白數(shù)量限制)。A項中，脂溶性小分子的跨膜運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散；B項中，自由擴(kuò)散與載體蛋白無關(guān)；D項中抑制細(xì)胞呼吸，停止能量供給，會影響主動運(yùn)輸，但對自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散無影響。,影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊蛩?(1)溫度影響物質(zhì)運(yùn)輸速率 (2)影響協(xié)助擴(kuò)散的因素 ①細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。 ②細(xì)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(yùn)輸不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細(xì)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(dāng)細(xì)胞膜上的載體全部參與物質(zhì)的運(yùn)輸時，細(xì)胞吸收該載體運(yùn)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(yùn)輸?shù)囊蛩?①載體數(shù)量。 ②能量：凡能影響細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的因素，都能影響主動運(yùn)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(yùn)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(yùn)輸氨基酸 B.該膜可能是紅細(xì)胞膜 C.該方式發(fā)生在被運(yùn)輸物質(zhì)從低濃度到高濃度時 D.與該過程有關(guān)的細(xì)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(yùn)輸需要載體蛋白的協(xié)助，但不消耗能量，說明此運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散，即葡萄糖從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)輸，C項錯誤；載體蛋白具有特異性，A項錯誤；紅細(xì)胞運(yùn)輸葡萄糖的方式為協(xié)助擴(kuò)散，B項正確；協(xié)助擴(kuò)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(xì)胞呼吸的關(guān)系,例 2 (2015南昌期末質(zhì)檢)ATP是細(xì)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(jìn)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(jī)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(yuǎn)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(jìn)行的，C項正確；酶的作用機(jī)理是降低反應(yīng)的活化能，D項正確。,【點(diǎn)評】ATP是一種高能磷酸化合物，在細(xì)胞中，其與ADP的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)儲能和放能，從而保證了細(xì)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(xì)胞，在光合作用的光反應(yīng)階段生成ATP；另一條是所有活細(xì)胞都能通過細(xì)胞呼吸生成ATP。,(1)合成ATP所需的能量來源于光能和有機(jī)物中的化學(xué)能。 (2)ATP水解釋放的能量可以轉(zhuǎn)化成電能(生物電)、機(jī)械能(如肌肉收縮)、光能(如螢火蟲發(fā)光)、化學(xué)能，但不再轉(zhuǎn)化成熱能。 (3)動物細(xì)胞中除細(xì)胞呼吸合成ATP外，還有磷酸肌酸+ADP ATP+肌酸(骨骼肌細(xì)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(lán)藻細(xì)胞產(chǎn)生ATP的主要場所 B.光合作用產(chǎn)物中的化學(xué)能全部來自ATP C.ATP分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)組成 D.細(xì)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(lán)藻細(xì)胞是原核細(xì)胞，無線粒體；B項，光合作用產(chǎn)物中的化學(xué)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(tuán)組成，故A、B、C項都不正確。D項，細(xì)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(shí)驗的設(shè)計思路比較,對照實(shí)驗和對比實(shí)驗的區(qū)別 對照實(shí)驗是要設(shè)計實(shí)驗組和對照組，對照組在實(shí)驗過程中除所探究條件外，其他條件與實(shí)驗組相同，實(shí)驗完后，將實(shí)驗組和對照組的現(xiàn)象進(jìn)行對照，然后得出結(jié)論。而對比實(shí)驗不需要設(shè)計對照組，要設(shè)計兩組以上的實(shí)驗組，兩組實(shí)驗一開始的條件相同，然后在實(shí)驗中分別加入不同的物質(zhì)或改變條件，兩組實(shí)驗進(jìn)行對比。,2.影響酶促反應(yīng)的因素,(1)溫度作為橫坐標(biāo)，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(biāo)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(dǎo)致酶變性失活且不可恢復(fù)在低溫時，酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故適當(dāng)升高溫度，酶的活性可以升高。,例 3 (2014重慶質(zhì)檢)某同學(xué)為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計了如下實(shí)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?jǐn)?shù)為1%的淀粉液1mL。 ②各試管中分別加入適當(dāng)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(shí)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(shí)驗重復(fù)次數(shù))，以便實(shí)驗?zāi)艿玫秸_的預(yù)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(shí)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(shí)驗過程中可能會存在一些可變因素，對實(shí)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(shí)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(xué)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(shí)驗室提供的材料，設(shè)計了下面的實(shí)驗方案。實(shí)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(shí)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(shí)驗結(jié)果顯示，丁試管中溶液呈藍(lán)色，戊試管中溶液無藍(lán)色，則說明 。 (3)步驟2的目的是 。,【答案】(1)藍(lán)色 藍(lán)色 無藍(lán)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(fù)；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(shí)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(lán)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(lán)色反應(yīng)。實(shí)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(lán)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(fù)；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(lán)色，說明酶在低溫時活性降低，當(dāng)溫度恢復(fù)到適宜條件下時酶活性恢復(fù)。(3)實(shí)驗要遵循單一變量原則，要排除無關(guān)變量干擾，本實(shí)驗的自變量是溫度，所以pH為無關(guān)變量，應(yīng)排除pH對實(shí)驗的干擾。,例 如圖為細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式和某些物質(zhì)跨膜運(yùn)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(yùn)輸方式。下列敘述正確的是（ ） A.功能復(fù)雜的細(xì)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(jìn)入細(xì)胞導(dǎo)致興奮的產(chǎn)生 C.胰島素通過b方式進(jìn)入細(xì)胞后促進(jìn)糖原合成 D.神經(jīng)細(xì)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(xì)胞膜的復(fù)雜程度與蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān)，知道物質(zhì)進(jìn)出運(yùn)輸?shù)姆绞?，以及知道特殊膜蛋白的功能?【答案】A 【解析】膜功能復(fù)雜的程度取決于膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量，功能越復(fù)雜的細(xì)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(xì)胞膜對Na+的通透性增大，Na+內(nèi)流導(dǎo)致興奮的產(chǎn)生，此時Na+的跨膜是順濃度的協(xié)助擴(kuò)散，不屬于主動運(yùn)輸，而a方式為主動運(yùn)輸，B項錯誤；胰島素作為激素屬于信息分子，作用于靶細(xì)胞，被靶細(xì)胞上的受體識別而發(fā)揮作用，沒有進(jìn)入細(xì)胞，C項錯誤；神經(jīng)細(xì)胞軸突末梢的細(xì)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(yùn)輸?shù)臍w納比較,