《专题二第1讲物质跨膜运输酶和》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题二第1讲物质跨膜运输酶和（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题二细胞的代谢第1讲物质跨膜运输、酶和ATP一、物质的运输方式一、物质的运输方式1.1.分类：分类：胞吞或胞吐胞吞或胞吐自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输2.2.条件：物质的选择性吸收取决于细胞膜上条件：物质的选择性吸收取决于细胞膜上_。3.3.物质跨膜运输说明：物质跨膜运输说明：(1)(1)细胞膜的结构特性：细胞膜的结构特性：_。(2)(2)细胞膜的功能特性：细胞膜的功能特性：_。 载体蛋白的种类载体蛋白的种类和数量和数量具有一定的流动性具有一定的流动性选择透过性选择透过性二、酶二、酶1.1.酶的概念的理解：酶的概念的理解： 化学本化学本质绝大多数是大多数是_极少数是极少数是
2、_基本基本单位位_合成部位合成部位_主要是主要是_生理功能生理功能生物生物_作用作用作用机理作用机理_蛋白蛋白质RNARNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体细胞核胞核催化催化降低化学反降低化学反应的活化能的活化能2.2.酶的有关曲线模型分析：酶的有关曲线模型分析：(1)(1)图图1 1中不同曲线比较说明。中不同曲线比较说明。加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较：酶具有加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较：酶具有_。加酶的曲线和不加酶的曲线比较：酶具有加酶的曲线和不加酶的曲线比较：酶具有_。(2)(2)图图2 2中两曲线比较：酶具有中两曲线比较：酶具有_。(3)(3)分析图分析图3 3和
3、图和图4 4：温度或：温度或pHpH通过影响通过影响_来影响酶促反来影响酶促反应速率。应速率。(4)(4)分析图分析图5 5：OPOP段的限制因素是段的限制因素是_，P P点以后的限制因点以后的限制因素则是素则是_。(5)(5)分析图分析图6 6：A A表示酶，表示酶，B B表示表示_。高效性高效性催化作用催化作用专一性专一性酶的活性酶的活性底物浓度底物浓度酶的浓度酶的浓度被催化的反应物被催化的反应物三、三、ATPATP的结构和功能的结构和功能1.ATP1.ATP的结构：的结构：C C、H H、O O、N N、P P腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团APAPP PP P2.ATP2.ATP的形成途径：的
4、形成途径：3.3.功能：功能：_。光合作用光合作用光能光能细胞细胞呼吸呼吸有机物中有机物中的化学能的化学能ATPATP生物体生命活动的直接能源物质生物体生命活动的直接能源物质1.(20131.(2013海南高考海南高考T4C)T4C)物物质通通过协助助扩散散进出出细胞胞时需要消需要消耗耗ATPATP。( )( )分析：分析：协助扩散为被动运输，需要载体蛋白，不消耗能量。协助扩散为被动运输，需要载体蛋白，不消耗能量。2.(20132.(2013新新课标全国卷全国卷T6B)T6B)低温能降低低温能降低酶酶活性的原因是其活性的原因是其破坏了破坏了酶酶的空的空间结构。构。( )( )分析：分析：导致酶
5、空间结构发生破坏变性的因素有：过酸、过碱、导致酶空间结构发生破坏变性的因素有：过酸、过碱、高温等。低温能降低酶的活性，但不会破坏其结构。高温等。低温能降低酶的活性，但不会破坏其结构。3.(20123.(2012海南高考海南高考T11D)T11D)血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散。属于自由扩散。( )( )分析：分析：血浆中的碘含量很低，而甲状腺滤泡上皮细胞内的碘含血浆中的碘含量很低，而甲状腺滤泡上皮细胞内的碘含量很高，因此碘以离子状态经主动运输进入其内。量很高，因此碘以离子状态经主动运输进入其内。4.(20114.(2011新新课标全国卷全国卷T1C
6、)T1C)将人的将人的红细胞放入胞放入44蒸蒸馏水中，水中，一段一段时间后后红细胞破裂，主要原因是蒸胞破裂，主要原因是蒸馏水大量水大量进入入红细胞。胞。 ( )( )分析：分析：红细胞从外界吸水膨胀，使红细胞破裂。红细胞从外界吸水膨胀，使红细胞破裂。5.(20115.(2011天津高考天津高考T1A)T1A)酶酶的基本的基本组成成单位是氨基酸和脱氧核位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。糖核苷酸。( )( )分析：分析：大多数酶是蛋白质，少数是大多数酶是蛋白质，少数是RNARNA，所以酶的基本组成单，所以酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。位是氨基酸或核糖核苷酸。6.(20116.(2011海南高考海
7、南高考T14A)T14A)酶酶提供了反提供了反应过程所必需的活化能。程所必需的活化能。 ( )( )分析：分析：酶不提供能量，而是降低了反应过程所必需的活化能。酶不提供能量，而是降低了反应过程所必需的活化能。7.(20107.(2010天津高考天津高考T4A)T4A)主主动运运输过程中，需要程中，需要载体蛋白体蛋白协助助和和ATPATP提供能量。提供能量。( )( )分析：分析：需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式是主动运输。所释放的能量的物质跨膜运输方式是主动运输。 热点考向热点考向 1 1 渗透作用和
8、细胞的吸水和失水渗透作用和细胞的吸水和失水【典例典例1 1】(2013(2013江苏高考江苏高考) )如图为研究渗透作用的实验装置，如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：请回答下列问题：(1)(1)漏斗内溶液漏斗内溶液(S(S1 1) )和漏斗外溶液和漏斗外溶液(S(S2 2) )为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为差为hh，此时，此时S S1 1和和S S2 2浓度大小关系为浓度大小关系为 。S1S1的渗透压的渗透压-h-h的压强的压强=S2=S2的渗透压的渗透压S1S2S1S2(2)(2
9、)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的，两者在，两者在物质透过功能上的差异是物质透过功能上的差异是 。(3)(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。实验材料：紫色洋葱。实验材料：紫色洋葱。实验器具：如图所示的渗透装置实验器具：如图所示的渗透装置( (不含溶液不含溶液) )，光学显微镜，载，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。等。实验试剂：蒸馏水，实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL0.3 g/mL的蔗糖溶液和与
10、其等渗的的蔗糖溶液和与其等渗的KNOKNO3 3溶溶液。液。 原生质层原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能膜不能部分实验步骤和结果如下：部分实验步骤和结果如下：选两套渗透装置，标上代号选两套渗透装置，标上代号X X和和Y Y。在两个烧杯里均加入一定。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置量的蒸馏水，分别在装置X X和和Y Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNOKNO3 3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有面差的装置有( (填代号填代号) )。选
11、两片洁净的载玻片，选两片洁净的载玻片，在载玻片中央分别滴，在载玻片中央分别滴加加，制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片并分别，制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。观察装片中细胞的初始状态。X X标号标号蒸馏水蒸馏水观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNOKNO3 3溶液中的洋溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_。(4)(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_。质壁分离质壁分离KNOKNO3 3溶液中
12、的细胞质壁分离后会自动复原溶液中的细胞质壁分离后会自动复原【总结提升总结提升】渗透装置成立的条件渗透装置成立的条件如图是演示渗透现象的实验装置。该装置要如图是演示渗透现象的实验装置。该装置要完成最后的渗透过程，使得漏斗中的液面上完成最后的渗透过程，使得漏斗中的液面上升，必须要符合两个条件：升，必须要符合两个条件：(1)(1)漏斗内外溶液要有浓度差，漏斗内的液体漏斗内外溶液要有浓度差，漏斗内的液体( (图中图中2)2)浓度要高于漏斗外的液体浓度要高于漏斗外的液体( (图中图中1)1)浓度；浓度；(2)(2)封闭漏斗口的膜须是半透膜封闭漏斗口的膜须是半透膜( (图中图中3)3)。符合这两个条件的渗
13、透装置中漏斗内的液面才会上升。符合这两个条件的渗透装置中漏斗内的液面才会上升。另外装置高度差如果要保持，还需要一个隐含条件，漏斗内溶另外装置高度差如果要保持，还需要一个隐含条件，漏斗内溶液的溶质分子要较大，不能透过半透膜。液的溶质分子要较大，不能透过半透膜。热点考向热点考向 2 2 物质的运输方式物质的运输方式【典例典例2 2】(2013(2013新课标全国卷新课标全国卷)关于植物细胞通过主动运关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是( () )A.A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同吸收不同矿质元素离子的速率都相同B.B.低温
14、不影响矿质元素离子的吸收速率低温不影响矿质元素离子的吸收速率C.C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中D.D.叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子C C【解解题探究探究】影响主影响主动运运输的因素：的因素：(1)(1)内部因素：生物膜上内部因素：生物膜上。载体蛋白的种类和数量载体蛋白的种类和数量(2)(2)外部因素：由于主动运输消耗细胞呼吸释放的能量，因此外部因素：由于主动运输消耗细胞呼吸释放的能量，因此凡是影响凡是影响的因素都影响主动运输，如图为环境因的因素都影响主动运输，如图为环境因素影响
15、主动运输方式吸收离子的示意图。素影响主动运输方式吸收离子的示意图。细胞呼吸细胞呼吸分析三图如下：分析三图如下：分析图甲可知：分析图甲可知：A A点时，点时，为离子吸收提供能量，为离子吸收提供能量，ABAB段表示在一定范围内，随氧气增多，段表示在一定范围内，随氧气增多，加加强，主动运输方式吸收离子速率加快，强，主动运输方式吸收离子速率加快，BCBC段限制离子吸收速率段限制离子吸收速率的因素主要是的因素主要是 。分析图乙可知：分析图乙可知：主要通过影响主要通过影响_，从而影响离子的吸收速率。从而影响离子的吸收速率。无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸载体蛋白数量载体蛋白数量温度或温度或pHpH与细胞呼
16、吸与细胞呼吸有关的酶的有关的酶的活性活性分析图丙可知：分析图丙可知：ABAB段，段，未饱和，随离子浓度增大，未饱和，随离子浓度增大，离子吸收速率加快；离子吸收速率加快；BCBC段，限制因素主要是段，限制因素主要是_；CDCD段，段，离子浓度过高，根细胞离子浓度过高，根细胞_，影响了根细胞的正常代，影响了根细胞的正常代谢活动，离子吸收速率下降。谢活动，离子吸收速率下降。载体蛋白载体蛋白载体蛋白载体蛋白的数量的数量渗透失水渗透失水【总结提升总结提升】物质运输方式比较物质运输方式比较比较比较项目项目离子和小分子物质离子和小分子物质大分子和颗粒性物质大分子和颗粒性物质自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主
17、动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐运输运输方向方向高浓度高浓度低浓度低浓度高浓度高浓度低浓度低浓度低浓度低浓度高浓度高浓度细胞外细胞外细胞内细胞内细胞内细胞内细胞外细胞外运输运输动力动力浓度差浓度差浓度差浓度差能量能量(ATP)(ATP)能量能量(ATP)(ATP)能量能量(ATP)(ATP)载体载体蛋白蛋白不需要不需要需要需要需要需要不需要不需要不需要不需要物质进物质进出细胞出细胞的实例的实例水、水、COCO2 2、甘油、甘油、脂肪酸、脂肪酸、乙醇、苯乙醇、苯等等红细胞吸红细胞吸收葡萄糖收葡萄糖等等K K+ +、NaNa+ +等等离子、小离子、小肠吸收氨肠吸收氨基酸、葡基酸、葡萄糖等萄糖等白细胞
18、吞白细胞吞噬病菌、噬病菌、变形虫吞变形虫吞食食物颗食食物颗粒等粒等各种分泌各种分泌蛋白，如蛋白，如抗体、消抗体、消化酶、蛋化酶、蛋白质类激白质类激素等素等热点考向点考向 3 3 酶酶活性曲活性曲线分析分析【典例典例3 3】(2013(2013开封模开封模拟) )下下图甲是甲是H H2 2O O2 2酶酶活性受活性受pHpH影响的曲影响的曲线，图乙表示在最适温度下，乙表示在最适温度下，pH=bpH=b时H H2 2O O2 2分解分解产生的生的O O2 2量随量随时间的的变化。若化。若该酶酶促反促反应过程中改程中改变某一初始条件，以下改某一初始条件，以下改变正确的是正确的是( () )A.pH=
19、aA.pH=a时，e e点下移，点下移，d d点左移点左移B.pH=cB.pH=c时，e e点点为0 0C.C.温度降低温度降低时，e e点不移，点不移，d d点右移点右移D.HD.H2 2O O2 2量增加量增加时，e e点不移，点不移，d d点左移点左移C C热点考向热点考向 4 4 酶的相关实验设计和分析酶的相关实验设计和分析【典例典例4 4】为探究为探究NaClNaCl和和CuSOCuSO4 4对唾液淀粉酶活性的影响，某同对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答下列问题：学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答下列问题：试管管编号号实验步步骤1 12 23
20、34 4各各试管放入管放入3737恒温水浴保温适宜恒温水浴保温适宜时间取出取出试管，加入管，加入1%1%碘溶液碘溶液0.1 mL0.1 mL观察察结果果无色无色深深蓝色色浅浅蓝色色(1)(1)实验中加入缓冲液的作用是实验中加入缓冲液的作用是 。(2)(2)该实验中设置该实验中设置4 4号试管的目的是号试管的目的是；设置；设置3 3号试管号试管的目的是的目的是 。(3)(3)分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是_，其中对酶活性有抑制作用的离子是其中对酶活性有抑制作用的离子是，对酶活性有促进，对酶活性有促进作用的离子是作用的离子是 。(4)(4)上述实验
21、中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1 14 4号试号试管中的颜色依次是管中的颜色依次是_、_、_、_。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是能加入斐林试剂，其原因是 。【解题探究解题探究】解答实验题的常规思路：解答实验题的常规思路：明确实验目的。明确实验目的。本实验的实验目的是：本实验的实验目的是： 。找准自变量和因变量。找准自变量和因变量。本实验的自变量是本实验的自变量是，因变量是，因变量是_。控制无关变量。控制无关变量。至少写出本题中的两个无关变量：至少写出本题中的两个无关变量
22、： 。探究探究NaClNaCl和和CuSO4CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响对唾液淀粉酶活性的影响无机盐的种类无机盐的种类淀粉的分解程度淀粉的分解程度pHpH、温度、各种溶液的、温度、各种溶液的量、试管的大小等量、试管的大小等【总结提升总结提升】酶相关实验设计要点酶相关实验设计要点(1)(1)探究酶的高效性：应合理设计对照实验，严格控制实验变探究酶的高效性：应合理设计对照实验，严格控制实验变量。量。(2)(2)探究酶的专一性：设计实验首先确认变量。淀粉、蔗糖水探究酶的专一性：设计实验首先确认变量。淀粉、蔗糖水解的产物，水解的速率等为变化的结果，即因变量，从因变量解的产物，水解的速率等为变化的结
23、果，即因变量，从因变量入手我们将推知自变量即淀粉酶对其的影响程度或它们之间的入手我们将推知自变量即淀粉酶对其的影响程度或它们之间的关系。淀粉、蔗糖在实验过程中的浓度、用量，淀粉酶的浓度、关系。淀粉、蔗糖在实验过程中的浓度、用量，淀粉酶的浓度、用量、水解过程的温度等都为无关变量，需遵循等量原则加以用量、水解过程的温度等都为无关变量，需遵循等量原则加以控制，以排除其对实验结果的影响。控制，以排除其对实验结果的影响。(3)(3)探究温度对酶活性的影响：通过研究某一因素，如温度探究温度对酶活性的影响：通过研究某一因素，如温度( (自自变量变量) )对某一特定反应的影响时，要在其他因素对某一特定反应的影
24、响时，要在其他因素( (无关变量无关变量) )相相同的条件下进行。观察不同的自变量同的条件下进行。观察不同的自变量( (如不同的温度如不同的温度) )对特定反对特定反应的影响结果应的影响结果( (因变量因变量) )，以便对实验结果，以便对实验结果( (实验变量与因变量实验变量与因变量关系关系) )进行科学的分析。进行科学的分析。【备选考向考向】ATPATP的的结构和功能构和功能【备选典例典例】有关有关ATPATP的的说法正确的是法正确的是( () )A.ATPA.ATP中的中的“A A”和和DNADNA、RNARNA中的中的“A A”代表的意代表的意义相同相同B.B.一个一个ATPATP末端的
25、磷酸基末端的磷酸基团转移到一个腺移到一个腺嘌嘌呤核糖核苷酸分子呤核糖核苷酸分子上将得到两个上将得到两个ADPADP分子分子C.ATPC.ATP在在细胞中含量高且与胞中含量高且与ADPADP相互相互转化迅速，与其作化迅速，与其作为细胞的胞的直接能源物直接能源物质相适相适应D.D.细胞中胞中ATPATP储存的化学能都能用于各存的化学能都能用于各项生命活生命活动B B【总结提升总结提升】ATPATP形成和水解的场所及实例形成和水解的场所及实例细胞结构细胞结构ADPATPADPATPATPADPATPADP主要的生理主要的生理功能举例功能举例细胞膜上细胞膜上的载体蛋的载体蛋白白葡萄糖、氨基酸、无葡萄糖
26、、氨基酸、无机盐离子等物质的主机盐离子等物质的主动运输动运输细胞质细胞质基质基质细胞呼吸的第一阶段；细胞呼吸的第一阶段；许多生化反应进行的许多生化反应进行的场所场所细胞结构细胞结构ADPATPADPATPATPADPATPADP主要的生理主要的生理功能举例功能举例叶绿体叶绿体光反应产生光反应产生ATPATP；暗反；暗反应消耗应消耗ATPATP，自身，自身DNADNA复复制等消耗制等消耗ATPATP线粒体线粒体有氧呼吸第二、三阶段有氧呼吸第二、三阶段可产生可产生ATPATP；自身；自身DNADNA复复制等消耗制等消耗ATPATP核糖体核糖体合成蛋白质时要消耗合成蛋白质时要消耗ATPATP注：注：
27、“”表示发生该生理过程，表示发生该生理过程，“”表示不发生该生理过表示不发生该生理过程。程。细胞结构细胞结构ADPATPADPATPATPADPATPADP主要的生理主要的生理功能举例功能举例高尔基体高尔基体植物细胞壁的形成，植物细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分动物细胞分泌物的分泌泌内质网内质网蛋白质的合成和加工、蛋白质的合成和加工、运输，脂质的合成运输，脂质的合成细胞核细胞核DNADNA的复制、转录等的复制、转录等高效性高效性专一性专一性生命活动的生命活动的直接能源物质直接能源物质光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散被动运输被动运输主动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐
