江苏小高考生物专题复习讲义第3讲 物质跨膜运输酶和ATP文档格式.docx
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c．外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出动态平衡。
（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）
①条件：
成熟植物细胞具有中央大液泡。
②原理
③现象
a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。
b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞就吸水，发生质壁分离复原现象。
3．科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO
的培养液中培养，结果及分析如下：
（1）实验结果
①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
（2）实验结论：
植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。
4．质壁分离及复原实验
①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
②细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。
③原生质层比细胞壁的伸缩性大。
（2）实验步骤
（3）现象与结论
命题点一 渗透作用装置及应用
1．（2016·
南菁中学学测模拟）将发芽的小麦种子研磨后装入一半透膜袋内，扎紧袋口后将此袋放入装有蒸馏水的大烧杯中，一段时间后，从烧杯的液体中取样并等量分装于几个试管中，各滴入不同的试剂进行相应的检测，最可能观察到的是（ ）
A．滴入碘液→摇匀→溶液变成蓝色
B．滴入斐林试剂→隔水加热→有砖红色沉淀
C．滴入苏丹Ⅲ染液→隔水加热→溶液变成橘黄色
D．滴入双缩脲试剂→摇匀→溶液变成紫色
答案 B
解析 发芽的小麦种子中有淀粉和淀粉酶，淀粉酶催化淀粉分解成麦芽糖，麦芽糖为还原糖，还原糖加斐林试剂水浴加热形成砖红色沉淀；
淀粉属于生物大分子物质，不能透过半透膜。
2．（2016·
南通学测模拟）某实验小组用右图所示实验装置探究鱼鳔膜的通透性。
实验开始时漏斗内外液面等高，实验中观察到漏斗内液面上升到一定高度后不再上升。
相关叙述正确的是（ ）
A．水分子只能由鱼鳔外进入膜内
B．蔗糖分子可以由鱼鳔膜内扩散到膜外
C．液面静止时鱼鳔膜内外渗透压相等
D．实验结果表明鱼鳔膜是一种半透膜
答案 D
解析 水分子可从膜内到膜外，也可从膜外到膜内。
蔗糖为二糖，不能通过半透膜。
受压强影响，液面静止时鱼鳔膜内渗透压大于膜外。
命题点二 细胞的吸水与失水
3．（2012·
江苏学测）将人体红细胞浸到浓度为x的NaCl溶液中，红细胞发生破裂。
而将人体红细胞浸在浓度为y的NaCl溶液中，红细胞发生皱缩。
比较这两种NaCl溶液浓度大小的结果是（ ）
A．x>
yB．x<
y
C．x＝yD．无法判断
解析 红细胞在x浓度的NaCl溶液中破裂，说明x浓度小于细胞内液浓度；
在y浓度NaCl溶液中皱缩，说明y浓度大于细胞内液浓度。
4．（2016·
宿迁学测模拟）右图是处于质壁分离状态的细胞图像，下列叙述正确的是（ ）
A．①②④组成了细胞的原生质层
B．此时④处的浓度一定大于⑤处
C．①具有选择透过性，④中充满了蔗糖溶液
D．⑤是细胞液，在质壁分离过程中浓度越来越大
解析 根据题意，①为细胞壁，无选择透过性。
图中②细胞膜、③液泡膜以及两者之间的细胞质构成原生质层。
题后反思
验证渗透作用发生条件的方法
（1）具有半透膜
（2）半透膜两侧溶液具有浓度差
考点二 物质跨膜运输方式
1．物质跨膜运输的方式
（1）被动运输
①自由扩散：
不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。
②协助扩散：
需要载体，但不需要消耗能量，如红细胞吸收葡萄糖。
（2）主动运输：
既需要载体协助，又需要消耗能量，如K＋、Na＋、Ca2＋和氨基酸等。
2．大分子物质的运输方式
大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞，这些过程与细胞膜的流动性有关。
命题点一 物质跨膜运输的方式
5．（2016·
江苏学测）下图为某种物质跨膜运输示意图，它代表的运输方式是（ ）
A．自由扩散B．协助扩散
C．渗透作用D．主动运输
解析 该图代表的物质运输方向从高浓度到低浓度，需要载体协助，属于协助扩散。
6．（2015·
江苏学测）下图是某种物质跨膜运输方式的示意图，该物质可能是（ ）
A．K＋B．O2C．CO2D．H2O
答案 A
解析 该物质的运输消耗能量，需要载体，因此只有A项符合。
命题点二 影响物质跨膜运输的因素
7．（2013·
江苏学测）下列物质中，进出细胞的转运速度与浓度梯度的关系符合右图曲线的是（ ）
A．氨基酸
B．二氧化碳
C．核苷酸
D．钙离子
解析 从图形可知该物质随着浓度增加运输速度加快，这种运输方式是自由扩散。
8．（2011·
江苏学测）下列物质进入细胞的过程中，既不需要载体也不消耗能量的是（ ）
A．氨基酸B．Na＋
C．O2D．葡萄糖
答案 C
解析 不消耗能量，不需要载体的运输方式是自由扩散，选C。
易错警示
有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉”
（1）需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。
（2）消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。
（3）从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。
（4）影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。
（5）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
（6）运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。
考点三 酶和ATP
1．酶的本质、特性及影响因素
（1）酶的本质：
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
（2）酶的特性
①高效性：
催化效率比无机催化剂高。
②专一性：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）影响酶活性的因素：
通常是温度和pH。
2．ATP的结构
归纳总结
（1）ATP的结构（如下图所示）
（2）ATP中的“一、二、三”
3．ATP的功能及ATP与ADP的相互转化
（1）作用：
ATP是生命活动的直接能源物质，是细胞内的能量“通货”。
（2）ATP和ADP相互转化的过程及意义
①ATP与ADP的相互转化的关系式为ATP
ADP＋Pi＋能量。
a．向右：
表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。
b．向左：
表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量（在人和动物体内，来自细胞呼吸；
在绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）。
②ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP的相互转化十分迅速。
命题点一 酶的本质、作用及特性
9．（2015·
江苏学测）右图反映某种酶的活性与温度的关系，由图可知（ ）
A．该酶的最适温度是b
B．当温度高于d时，该酶依然具有活性
C．随着温度的升高，该酶的活性一直升高
D．该酶在c温度下的活性比a温度下的活性低
解析 据图可知，b点时酶的活性最大。
10．（2013·
江苏学测）蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化淀粉的水解。
这一事实说明（ ）
A．酶具有专一性B．酶具有多样性
C．酶具有高效性D．酶的化学成分是蛋白质
解析 一种酶只能催化一种或一类化学反应，这是酶的专一性。
命题点二 ATP的结构和功能
11．（2016·
江苏学测）下列关于ATP的叙述中，正确的是（ ）
A．ATP直接为生命活动提供能量
B．ATP不含有磷酸基团
C．ATP的结构简式为A～P～P～P
D．植物细胞夜间不能生成ATP
解析 ATP是生命活动的直接能源物质，A正确；
ATP含有三个磷酸基团，B错误；
ATP的结构简式为A—P～P～P，C错误；
植物细胞夜间通过呼吸作用产生ATP，D错误。
12．（2015·
江苏学测）ATP的分子结构简式可以表示为A—P～P～P，下列相关叙述正确的是（ ）
A．每个ATP分子含有1个磷酸基团
B．每个ATP分子含有3个高能磷酸键
C．ATP不能水解释放能量
D．ATP是一种高能磷酸化合物
解析 ATP是一种高能磷酸化合物，含三个磷酸基团，两个高能磷酸键，水解时释放的能量用于各项生命活动。
1．在酶的最适温度探究实验中，应按一定的温度梯度设置多个实验组，通过对比实验结果找出酶的最适温度。
材料不能用H2O2溶液，高温下H2O2分解加快。
若选取淀粉和淀粉酶，则不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而温度是自变量。
2．在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶置于不同pH条件下（加清水、加氢氧化钠、加盐酸），然后再加入反应物。
不能把酶加入反应物中后，再加入盐酸或氢氧化钠。
真题演练与模拟过关
江苏学测）过氧化氢酶的基本组成单位是（ ）
A．核苷酸B．氨基酸
C．脂肪酸D．丙酮酸
解析 过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸。
江苏学测）利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验时，在盖玻片一侧滴入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次后，在显微镜下能观察到（ ）
A．细胞壁与原生质层分离
B．液泡体积变大
C．液泡紫色变浅
D．细胞体积明显增大
解析 用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理时，植物细胞发生质壁分离，液泡体积变小，颜色变深，细胞体积变小。
3．（2014·
江苏学测）ATP是细胞的能量“通货”。
下列关于ATP的叙述，错误的是（ ）
A．ATP分子含有磷酸基团
B．ATP是一种高能化合物
C．ATP分子的结构简式为A—P
D．ATP为生命活动直接提供能量
解析 该结构简式错误，应该为A—P～P～P。
4．（2014·
江苏学测）下图是某种物质跨膜运输方式的示意图，该运输方式是（ ）
A自由扩散B协助扩散
C被动运输D主动运输
解析 如图所示物质的运输需要能量、载体，由低浓度向高浓度，因此属于主动运输。
5．（2014·
江苏学测）某研究性学习小组按下表进行了实验操作发现试管2比试管1产生的气泡明显多，该实验说明了（ ）
操作顺序
具体操作
试管1
试管2
加入体积分数为3%的H2O2溶液
2mL
②
滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液
2滴
—
滴加质量分数为20%的肝脏研磨液（含过氧化氢酶）
A.酶具有专一性B．酶具有高效性
C．酶具有多样性D．酶是蛋白质
解析 该实验现象说明酶的催化效率高。
1．（2017·
南京学测模拟）下列有关“过氧化氢酶与Fe3＋催化H2O2分解为H2O和O2实验”的叙述，正确的是（ ）
A．该实验可证明酶具有高效性
B．该实验可证明酶具有专一性
C．该实验的自变量是酶的种类
D．该实验可证明酶的催化作用需要适宜的温度、pH
解析 Fe3＋为无机催化剂，所以H2O2酶和Fe3＋催化H2O2分解的实验证明了酶具有高效性。
2．（2017·
泰州中学三模）下图为ATP与ADP相互转化的关系式，下列说法错误的是（ ）
ADP＋Pi＋能量
ATP
A．ATP中有三个高能磷酸键，A代表腺嘌呤
B．人体细胞中①过程一般与细胞呼吸相联系
C．②过程能直接为肌细胞的收缩提供能量
D．ADP中有一个高能磷酸键，A代表腺苷
解析 ATP含两个高能磷酸键，A代表腺苷，A错误；
人体细胞形成ATP主要通过细胞呼吸，B正确；
ATP是直接能源物质，为各项生命活动提供能量，C正确；
ADP是ATP的水解产物，含一个高能磷酸键，D正确。
3．（2017·
徐州学测模拟）如图1、2分别表示甲、乙两种物质跨膜运输的方式，据图分析下列说法中错误的是（ ）
A．图1可表示葡萄糖进入红细胞的方式
B．图2表示细胞通过主动运输吸收物质乙
C．去除细胞膜中的蛋白质对甲、乙的运输均有影响
D．甲、乙两种物质均为细胞代谢所需的营养物质
解析 甲为协助扩散，乙为主动运输，这两种方式运输的物质并不一定是细胞代谢所需的营养物质。
4．（2017·
无锡学测模拟）下列有关ATP的叙述，正确的是（ ）
A．一分子ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．ATP和ADP间不断转化保证了活细胞持续的能量需求
C．动植物细胞中合成ATP所需的能量来源相同
D．ATP分子中的3个高能磷酸键稳定性不同
解析 ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成；
植物细胞形成ATP的过程为光合作用和呼吸作用，动物细胞形成ATP的过程为呼吸作用；
ATP中只有2个高能磷酸键；
ATP与ADP间不断转化保证了能量供应。
5．（2017·
苏州学测模拟）下列物质出入细胞的方式中，必须依赖于细胞膜上载体才能完成的是（ ）
A．氧气进入骨骼肌细胞
B．葡萄糖进入心肌细胞
C．唾液淀粉酶的分泌
D．水进入小肠上皮细胞
解析 H2O、O2进入细胞的方式为自由扩散，唾液淀粉酶的分泌为胞吐，葡萄糖进入心肌细胞的方式为主动运输。
6．（2017·
南师附中学测模拟）右图是在最适宜温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。
有关叙述正确的是（ ）
A．如果温度上升5℃，b点向左下方移动
B．a点时，麦芽糖酶全部参与催化
C．可用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况
D．因只受酶活性的限制，bc段催化速率不再增加
解析 该曲线是在最适温度下绘制的，因此当温度再上升时，酶的活性将下降，b点向左下方移动，A正确；
a点以后，反应速率继续上升，说明a点时酶没有全部参与催化，B错误；
麦芽糖和其水解产生的葡萄糖都具有还原性，不能用斐林试剂鉴定，C错误；
bc段反应速率不再增加，是因为酶的数量有限，D错误。
7．（2016·
扬州学测模拟）两个学生在研究温度对两种天然酶的作用后，绘制了数据图，观察他们的数据图，下列说法正确的是（ ）
A．酶A的最适温度是60℃
B．两种酶的反应速度相等的温度条件是50℃
C．两种酶有相同的最适温度范围
D．每种酶在0℃都会失去活性
解析 从图中可以看出两条曲线的交点表示两种酶的反应速度相当，对应的温度为50℃。
8．（2016·
南通中学学测模拟）下列有关酶的叙述，错误的是（ ）
A．酶的组成元素都为C、H、O、N
B．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
C．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用显著
D．过酸、过碱能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性
解析 酶是具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数是RNA，RNA的组成元素有C、H、O、N、P。
9．（2016·
扬州学测模拟）下图表示某种离子的跨膜运输，但顺序打乱了，正确顺序以及这些图代表的过程分别是（ ）
A．d—c—b—a，主动运输
B．c—b—d—a，主动运输
C．a—b—d—c，被动运输
D．a—d—b—c，被动运输
解析 图示过程为离子运输，需要载体，需消耗能量，属于主动运输方式，B项符合。
10．（2016·
扬州学测模拟）一位生物学家正在用显微镜研究来自未知溶液的细胞，细胞看上去萎缩了。
对于这种未知溶液，他能做出的判断是（ ）
A．低渗溶液B．等渗溶液
C．高渗溶液D．极性溶液
解析 细胞失水萎缩，说明外界溶液浓度高。
扬州学测模拟）将新鲜的苔藓植物的绿色叶片放入有少量红墨水（色素分子不能进入活细胞）、质量分数为30%的蔗糖溶液中，一段时间后在显微镜下观察，细胞的状态如右图所示，此时部位①②的颜色分别是（ ）
A．①绿色 ②绿色B．①红色 ②绿色
C．①绿色 ②红色D．①红色 ②红色
解析 苔藓植物的绿色叶片含有叶绿体，存在于②中，发生质壁分离后，原生质层和细胞壁之间存在外界溶液——蔗糖溶液（含有红墨水），因此①处为红色。
12．（2016·
南京学测模拟）若向鱼鳔内注入适量的质量分数为20%的蔗糖溶液，排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有质量分数为10%的蔗糖溶液的烧杯中，下图能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是（ ）
解析 鱼鳔内是质量分数为20%的蔗糖溶液，烧杯内是质量分数为10%的蔗糖溶液，鱼鳔内的蔗糖溶液从烧杯内的蔗糖溶液中渗透吸水，烧杯内蔗糖溶液浓度先升高后趋于稳定。
13．（2015·
宿迁学测模拟）下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a、b、c为物质的运输方式。
请据图回答：
（1）细胞膜的基本支架是________（填序号）。
（2）细胞的识别与图中________（填序号）有密切的关系。
（3）图中的b跨膜运输方式为________，二氧化碳从细胞内到达组织液的运输方式为________（填字母）。
（4）细胞膜从功能上来说，它是一层____________膜。
（5）动物细胞吸水膨胀时细胞膜的厚度变小，这说明细胞膜具有一定的________。
答案
（1）③
（2）① （3）主动运输 c （4）选择透过性
（5）流动性
解析 图中的①②③分别表示糖蛋白、蛋白质和磷脂双分子层。
有糖蛋白的一侧是细胞膜的外侧。
图中的a、b、c代表的物质跨膜运输方式分别为自由扩散、主动运输和自由扩散。
14．（冲A练习）某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：
（1）用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是________（填序号）。
（2）在观察质壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图1、2、3所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是________＞________＞________（用字母表示）。
（3）将图3细胞放入________中，细胞能由图3恢复成图1的状态，此过程称为_______________
________________________________________________________________________。
答案
（1）①
（2）C B A （3）清水 质壁分离复原
解析
（1）紫色洋葱鳞片叶的表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，紫色液泡便于观察。
（2）当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会导致质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；
当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。
据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。
（3）将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。
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