精品新高考生物二轮复习专题02物质跨膜运输与酶ATP教案学案1及答案.docx

1、精品新高考生物二轮复习专题02物质跨膜运输与酶ATP教案学案1及答案1本专题知识难点较低，考查时一般是章内或章节间的综合考查，多以图像分析或综合比较的形式考查各种细胞器和细胞核在结构、功能上的区别与联系。2往往与代谢知识综合起来考查，并考查学生在新情境下获取信息和分析问题的能力等。3高考命题有选择题，也有非选择题，特别是归类、比较、识图辨析题型较多。一、物质出入细胞的方式1.RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。 2.Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。3.植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主

2、动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。 4.胞吞(内吞)和胞吐(外排)是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关；是大分子和颗粒物质进出细胞的物质运输方式，靠ATP提供动力。二、酶的本质、特性以及酶促反应的因素1. 核酸与蛋白质的关系1有关酶的实验探究思路分析重点(1)探究某种酶的本质(2)验证酶的专一性。设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)设计方案示例：结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。(3)验证酶的高效性。(4)探究酶作用的最适温度或最适pH。实验设计思路：操作步骤：2影响酶促反应的因素(1)温度和pH：低温时，酶分子

3、活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶失活。温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH。(2)底物浓度和酶浓度：在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。如图甲。在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。如图乙。3有关酶的疑难问题点拨(1)酶并非都是蛋白质，某些RNA也具有催化作用，因此酶的基成单位是氨基酸和核糖核苷酸。(

4、2)酶促反应速率不等同于酶活性。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。(3)在探究酶的最适温度(最适pH)时，底物和酶应达到相同温度(pH)后才混合，以使反应一开始便达到预设温度(pH)。三、ATP的合成利用与能量代谢1ATP的形成及与光合作用、细胞呼吸的关系(重难点)(1)ATP的形成途径：(2)植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。注：浙科版把细胞基质称作细胞溶胶。(3)光合作用的光反应产生的ATP用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP用于除C3还原之外的各项生

5、命活动。(4)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，而ATP是生命活动的直接能量来源。(5)光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。(6)能量在生物群落中具有单向流动、不可重复利用以及逐级递减的特点。2有关ATP的疑难问题点拨(1)化合物中“A”的辨析(2)ATP与ADP的转化并不是完全可逆的。ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。(3)误认为ATP等同于能量。ATP是一种高能磷酸化合物，其分

6、子式可以简写为APPP，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。(4)ATP转化为ADP也需要消耗水。ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。四、验证酶的有关试验1酶的本质和生理作用的实验验证(1)酶是蛋白质设计思路：对照组：标准蛋白质溶液双缩脲溶液出现紫色反应；实验组：待测酶溶液双缩脲溶液是否出现紫色。通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是蛋白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量是待测酶溶液和标准

7、蛋白质溶液，因变量是否出现紫色反应。同理，也可用吡罗红来鉴定某些酶是RNA的实验。(2)酶的催化作用设计思路：对照组：反应物清水反应物不被分解；实验组：反应物等量的相应酶溶液反应物被分解。实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底物是否被分解。设计思路二：换酶不换反应物。实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解；对照组：相同反应物等量另一种酶溶液反应物不被分解。此实验过程中要注意：选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。(2

8、)酶的高效性设计思路：对照组：反应物无机催化剂底物分解速度；实验组：反应物等量酶溶液底物分解速度。实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速度。(3)酶的适宜条件的探究实验的自变量(即单一变量)为温度或pH，因变量是反应物分解的速度或存在量。适宜的温度：设计思路：反应物 t1酶溶液，反应物 t2酶溶液，反应物 t3 酶溶液，反应物 tn 酶溶液反应物分解的速度或存在的量在实验步骤中要注意：a.在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验

9、中需严格控制温度。适宜的pH：设计思路：反应物 pH1酶溶液，反应物 pH 2酶溶液，反应物 pH 3 酶溶液，反应物 pH n 酶溶液反应物分解的速度或存在的量设计与酶有关的实验时，实验设计的一般步骤为：取材分组编号不同处理平衡无关变量现象观察结果分析得出结论。特别提示：影响酶作用的因素分析酶的催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物的减少量或产物的生成量来表示。研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点：(1)酶浓度对酶促反应的影响：在底物充足，其他条件固

10、定的情况下，反应系统中不含有影响酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶的浓度成正比。(2)底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎也不再改变。(3)pH对酶促反应的影响：一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围酶就失去活性。在一定条件下，一种酶在某一个pH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。(4)温度对酶促反应的影响：酶促反应在

11、一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快，反而随着温度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。(5)激活剂对酶促反应速度的影响：能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂种类很多，有无机阳离子，如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等；无机阴离子，如氯离子、溴离子、碘离子、硫酸盐离子、磷酸盐离子等；有机化合物，如维生素C、半胱氨酸、还原性谷胱甘肽等。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活性，这称为对酶的激活作用。而有些酶被合成后呈现无活性状态，它必须经过适当的激活剂激活后才具活

12、性。这种酶称为酶原。(6)抑制剂对酶促反应速度的影响：能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促反应速度。酶的抑制剂有重金属离子、一氧化碳、硫化氢、氢氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物碱、染料、对氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性剂等。考点一ATP在代谢中的作用1如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是()A甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B丙是RNA的基本组成单位之一C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加【解析】选D。甲乙丙丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反应的酶都不同，故A

13、正确。丙为AP，A是腺苷，由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成，加上1分子磷酸，构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸，故B正确。丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊表示磷酸，是ATP的组成成分，故C正确。红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，不需要消耗ATP，故乙(ADP)的含量不会增加，故D错。1细胞代谢与酶和ATP密切相关，丹麦生物学家斯科因研究ATP合成酶，而获得1997年诺贝尔化学奖。下列关于酶和ATP关系的叙述，错误的是()A酶和ATP均是活细胞产生的有机物B酶的合成需要ATP供应能量CATP和ADP的相互转化需要同种酶的催化DATP无物种特异性，酶具有物种特异性考点二酶在代谢中的作用3(2016高考全国甲卷)

14、为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。【解析】(1)在60 条件下，反应的最终产物浓度比20 和40 条件下小很多，说明酶在60 条件下最终失活。20 与40 条件下相比

15、，40 时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40 条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10 变成30 ，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 条件下的该酶活性大于20 条件下的，那么A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和

16、pH等。【答案】(1)B(2)加快(3)不变60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性3模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。而物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。下图为某同学制作的酶催化作用的模型。下列叙述正确的是()A该模型是物理模型，能很好地解释酶的专一性B图中的A一定是蛋白质，因为A是酶C若图中的B表示氨基酸，A表示酶，则该生理过程表示脱水缩合D人成熟的红细胞内不能合成酶，也无上述模型表示的生理过程1.（2016上海卷.3）将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于3

17、0%蔗糖溶液数分钟后，结果如图1所示，紫色分部的区域和影响色素分布的结构分别是A.和细胞膜B.和细胞膜、液泡膜C.和细胞膜、液泡膜D.和细胞膜、液泡膜、细胞壁【答案】C【解析】图中为细胞膜和液泡膜之间的原生质，为细胞液，紫色色素分布在细胞液中，细胞膜和液泡膜均为选择透过性膜，影响色素分布。【考点定位】植物细胞质壁分离实验2.（2016海南卷.1）下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述，错误的是A.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的B.膜蛋白不参与物质跨膜运输的被动运输过程C.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同D.物质通过脂质双分子层的扩散速率与脂溶性有关【答案】B【考点定位】关于膜蛋白和物质

18、跨膜运输3.（2016海南卷.5）下列属于主动运输的是A.动物肺泡细胞释放CO2B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁 C.苯分子进入人的皮肤细胞 D.丽藻细胞吸收SO42-的过程【答案】D 【解析】CO2属于小分子，苯分子属于脂溶性物质，二者均以自由扩散的方式进出细胞；蔗糖以扩散的方式通过细胞壁；离子的吸收属于主动运输。【考点定位】主动运输4.（2016课标1卷.2）离子泵是一张具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子

19、的速率D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率【答案】C【解析】由题意“离子泵能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”可知，离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输是逆着浓度阶梯进行的，A、B项错误；动物一氧化碳中毒会阻碍氧气的运输，导致呼吸速率下降，生成的ATP减少，使主动运输过程减弱，因此会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C项正确；主动运输需要载体蛋白的协助，加入蛋白质变性剂会导致载体蛋白因变性而失去运输物质的功能，所以会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D项错误。【考点定位】物质跨膜运输5.（2016江苏卷.2）下列关于生物膜透性的叙述，正确的是A.核糖体合成的分泌蛋白能够自

20、由透过高尔基体膜B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞【答案】C【考点定位】分泌蛋白的合成与分泌，物质进出细胞的方式，生物膜的功能特性6.（2016江苏卷.6）右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是 A.载体逆浓度运输溶质分子 B.载体具有ATP酶活性 C.载体和转运方式不同 D.载体转运溶质分子的速率比自由扩散快【答案】B【解析】由图可知载体逆浓度梯度运输溶质分子，A正确；载体顺浓度梯度运输溶质分子，不消耗ATP，不具有ATP酶活性，B错误；载体和转运方式

21、不同，前者是主动运输，后者是协助扩散，C正确；协助扩散有载体协助，自由扩散没有，前者快，D正确。【考点定位】主动运输、协助扩散、自由扩散7.（2016浙江卷.1)当人体血糖浓度偏高时，质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内，血糖浓度偏低时则转运方向相反。下列叙述正确的是A.该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗ATP B.转运速率随血糖浓度升高不断增大C.转运方向不是由该载体决定的 D.胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞【答案】 C【考点定位】物质运输和血糖调节8.（2016北京卷.1）将与生物学有关的内容依次填入下图各框中，其中包含关系错误的选项是框号选项12345A组成细胞的化合物有机物无机

22、物水无机盐B人体细胞的染色体常染色体性染色体X染色体Y染色体C物质跨膜运输主动运输被动运输自由扩散协助（易化）扩散D有丝分裂分裂期分裂间期染色单体分离同源染色体分离【答案】D【解析】组成细胞的化合物包括无机化合物和有机化合物，其中无机化合物包括水和无机盐，有机化合物包括糖类、蛋白质、脂质和核酸；A正确。人体染色体组成包括常染色体和性染色体，其中性染色体包括X染色体和Y染色体；B正确。物质跨膜运输包括主动运输和被动运输，其中被动运输包括自由扩散和协助扩散；C正确。有丝分裂分为两个阶段：有丝分裂间期和分裂期，有丝分裂后期姐妹染色单体分离，但在有丝分裂过程中没有同源染色体的分离；D错误。1.（201

23、6上海卷.20）下列化学反应属于水解反应的是核酸核苷酸葡萄糖丙酮酸ATPADPA. B. C. D.【答案】B【解析】核酸在水解酶的作用下水解为核酸的基本组成单位核苷酸；葡萄糖经过呼吸作用第一阶段转变为丙酮酸；ATP通过水解，远离A的高能磷酸键断裂，释放能量。【考点定位】本题考查细胞代谢。2.（2016海南卷.3）下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述，错误的是A.植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质B.植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同C.光合作用中，催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上 D.呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上【答案】D【考点定位】生物膜3.（2016海南卷.1

24、1）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA人基本组成单位之一B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成【答案】D【解析】ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A项错误；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ADP生成增加，ATP生成减少，B项错误；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，C项错误；光下叶肉细胞的细胞质基质和线粒体进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP，D项正确。【考点定位】能量代谢4.（2016江苏卷. 8）过氧

25、化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是管号1%焦性没食子酸/mL2%/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222-222-2-322-2-422-2A.1号管为对照组，其余不都是实验组B.2号管为对照组，其余都为实验组C.若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若4号管不显橙红色，可明白菜梗中无氧化物酶【答案】A【考点定位】酶，实验分析5.（2016课标1卷.3）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是A.加入酶加

26、入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B. 加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C. 加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D. 加入底物计时加入酶加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量【答案】C【解析】依题意可知，该实验的pH为无关变量，为了排除无关变量的干扰，应控制相同且适宜的pH，而缓冲液有维持反应液的pH恒定的作用，因此需最先加入；酶具有高效性，所以在控制pH恒定的条件下，应先加入底物后加入酶，让酶促反应在适宜的温度条件下进行，一定时间后检测产物的量。综上所述，A、B、D三项均错误，C项正确。【考点定位】影响酶活性的因素及其实验设计6.

27、（2016课标1卷.4）下列与神经细胞有关的叙述，错误的是A. ATP能在神经元线粒体的内膜上产生B. 神经递质在突触间隙中的移动消耗ATPC. 突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATPD. 神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP【答案】B【考点定位】有氧呼吸、兴奋在神经纤维上的传导和在神经细胞间的传递、蛋白质合成7.（2016北京卷.2）葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程A. 在无氧条件下不能进行 B. 只能在线粒体中进行C. 不需要能量的输入 D. 需要酶的催化【答案】D【解析】酵母菌无氧呼吸产生酒精，在无氧呼吸的第一阶段生成ATP，由此推知葡萄酒酿制期间，酵母菌细胞内由A

28、DP转化为ATP的过程是在无氧条件下进行的；A错误。无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行；B错误。ADP+Pi+能量ATP；C错误、D正确。1.（2015课标卷，2）端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是（）A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长解析依据端粒学说，端粒存在于染色体的两端，大肠杆菌无染色体，A错误，C正确；依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶，

29、B错误；正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截，D错误。答案C2、（2015海南卷，4）关于生物体产生的酶的叙述，错误的是（）A.酶的化学本质是蛋白质或RNA B.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁【答案】D 3、(2015海南卷，15)关于人体内激素和酶的叙述，错误的是() A.激素的化学本质都是蛋白质B.酶可以降低化学反应的活化能C.高效性是酶的重要特性之一D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢【解析】激素的化学本质可以是蛋白质，但并不都是蛋白质，如：性激素是类固醇，A错误。【答案】A4、（2015海南卷，3）ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是（）A.酒精发酵过程中有ATP生成B.ATP可为物质跨膜运输提供能量C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成【解析】ATP由腺嘌呤、核糖、三个磷酸组成，所以D错误。【答案】D5.(2015重庆卷，10)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步