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1、专题二细胞的代谢第3讲ATP、酶与物质运输1.细胞内的吸能反应和放能反应(a)。2.ATP的化学组成和特点(a)。3.ATP在能量代谢中的作用(b)。4.扩散和渗透的过程(b)。5.动、植物细胞吸水和失水的过程及原因(b)。6.被动转运和主动转运(b)。7.胞吞和胞吐(a)。8.酶的发现过程(a)。9.酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用(b)。10.影响酶作用的因素(c)。考纲要求内容索引梳理核心要点排查易混易错热点考向探究01梳理核心要点SHU LI HE XIN YAO DIAN1.从ATP结构简式理解其组成图中所示序号分别表示为：；。C、H、O、N、P腺苷核糖腺嘌呤核糖磷酸基团高能磷酸
2、键腺苷ADP(腺苷二磷酸)提醒(1)ATP能量。ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储能物质，不能将两者等同起来。(2)生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。其能量供应依赖于ATP与ADP间快速转化。(3)ATP合成时可产生水，ATP水解时需耗水。2.牢记与ATP产生和消耗有关的细胞结构及生理过程转化场所常见的生理过程质膜消耗ATP：主动转运、胞吞、胞吐细胞溶胶产生ATP：_叶绿体产生ATP：；消耗ATP：碳反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等线粒体产生ATP：需氧呼吸的 阶段；消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：_细胞核消耗ATP：等细胞呼吸糖酵解阶
3、段光反应柠檬酸循环、电子传递链蛋白质的合成DNA复制、转录3.熟记酶的相关知识氨基酸或核糖核苷酸核糖体或细胞核双缩脲试剂催化提醒有关酶的6个误区(1)误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，进而引申为合成的原料是氨基酸或核糖核苷酸，合成的场所是核糖体或细胞核。(2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上，凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶。(3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶是生物催化剂，只起催化作用。(4)误认为“酶只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用。(5)误认为“低温引起酶变性失活”，实际上
4、低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，且低温处理后再回到最适温度条件下，仍具有高效催化性。(6)误认为“过氧化氢酶和加热促使过氧化氢分解的原理相同”，实际上过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能，而加热是使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃态。4.理清酶的特性及影响因素的3类曲线(1)酶的特性的曲线图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明：酶具有 。图2中两曲线比较表明：酶具有 。高效性专一性(2)各因素对酶促反应速率的影响曲线分析图3和图4可知，温度或pH通过影响 来影响酶促反应速率。分析图5可知，OP段的限制因素是 ，P点以后的限制因素则是 。酶的活性底物浓度酶浓度提醒(
5、1)若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂，不能选用碘碘化钾溶液，因为碘碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测试剂宜选用碘碘化钾溶液，不应该选用本尼迪特试剂，因为本尼迪特试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。另外在酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在各自所需的温度下保温一段时间。(3)在探究酶的最适温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H2O2分解，因为底物H2O2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。(4)在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶和底物分别置于不同pH条件下，然后
6、再将同一pH条件下处理的底物和酶液混合，而不能把酶加入反应物中后，再加入盐酸溶液或氢氧化钠溶液。(5)探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时，对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不同底物，也可用不同酶作用于同一底物。5.利用实例直接判断物质出入细胞的方式运输方式实例扩散水(渗透)、气体(如O2、CO2等)、脂溶性物质(如甘油、脂肪酸、乙醇、性激素等)的跨膜转运_复极化时K外流、去极化时Na内流等_植物的根从土壤中吸收离子等胞吞、胞吐化学递质的释放、巨噬细胞吞噬抗原及细胞碎片等核孔运输RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核易化扩散主动转运6.“四看法”判
7、断物质出入细胞的方式胞吞或胞吐扩散或渗透被动转运7.根据曲线图判断物质出入细胞的方式扩散易化扩散或主动转运扩散或易化扩散主动转运提醒有关物质出入细胞的6点提醒(1)各种离子和脂溶性差的小分子物质如葡萄糖、氨基酸等，在通过细胞膜时需要载体蛋白协助。这些物质进出细胞时，如果顺浓度梯度转运则为易化扩散，如果逆浓度梯度转运则为主动转运。例如，K由组织液进入神经细胞以主动转运的方式进行。(2)跨膜转运是由物质直接穿过细胞膜完成的，动力来自物质浓度差或ATP供能，其不但说明细胞膜具有控制物质出入细胞的功能，也体现了细胞膜具有选择透性。(3)载体蛋白转运物质过程中形状会发生改变，但不一定都会消耗能量，如易化
8、扩散中载体蛋白形状的变化。(4)胞吞和胞吐是借助膜的融合完成的，其动力来自ATP供能，体现了细胞膜具有一定的流动性。(5)理解原理，掌握影响因素：O2浓度是通过影响细胞需氧呼吸速率来影响物质转运中的能量供应，但O2浓度为零时，厌氧呼吸也能为其提供能量；温度可影响膜的流动性和有关酶的活性来影响物质的转运速率。(6)物质进出细胞核并非都通过核孔复合体：核孔复合体是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道；小分子物质进出细胞核是通过跨膜转运实现的，都具有选择性。02排查易混易错PAI CHA YI HUN YI CUO1.关于ATP及其能量利用的正误判断(1)糖的氧化反应是放能反应()(2)光合作
9、用的碳反应是吸能反应()(3)蛋白质在消化道内分解为多肽和氨基酸的过程是放能反应()提示蛋白质在消化道内分解为多肽和氨基酸，是在蛋白酶、肽酶的作用下进行的，该过程既不吸能也不放能。(4)氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应()(5)黑暗条件下叶绿体可以产生ATP()(6)ATP是吸能反应和放能反应的纽带()(7)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体()(8)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等()提示剧烈运动时，骨骼肌细胞中部分葡萄糖会发生厌氧呼吸，其与安静时(只进行需氧呼吸)生成ATP的量不相等。(9)ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是
10、同一种物质()(10)肌肉收缩过程中，肌肉改变形状是放能反应()2.有关酶及其相关实验的正误判断(1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸()提示酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸(不是脱氧核苷酸)。(2)同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中()(3)酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个反应的底物()(4)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构()提示低温影响酶的活性，不破坏酶的空间结构，但高温能破坏酶的空间结构使酶失活。(5)探究温度对酶活性的影响实验时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温()提示酶与底物溶液应分别保温达到相应温度后再混合。(6)RNA聚合酶能够识别RNA
11、上的启动部位()(7)淀粉和淀粉酶能用来探究温度、酸碱度对酶活性的影响()提示淀粉在酸性环境下易被水解。3.有关物质出入细胞方式的正误判断(1)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜()(2)成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透性()提示原生质层具有选择透性，细胞壁具有全透性。(3)质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高()(4)物质转运过程中载体蛋白都会发生形状变化且需要消耗能量()提示易化扩散需要载体蛋白，但不消耗能量。(5)低温不影响矿质元素离子的吸收速率()提示低温影响呼吸酶的活性，影响主动转运。(6)雌激素需通过胞吐的方式从卵巢中
12、分泌出来()提示雌激素属于脂质，从卵巢的分泌细胞内分泌出来一般是通过扩散的方式。(7)同一种物质进出同一细胞时，转运方式可能不同()提示例如，Na运出神经细胞的转运方式是主动转运，运进神经细胞的转运方式是易化扩散。(8)如图所示，物质P和Q跨膜出细胞，则物质P和Q出细胞未必都消耗能量()(9)在膜电位由内负外正转变为内正外负的过程中有Na流入细胞，膜电位恢复过程中有Na排出细胞，其方式分别为被动转运和主动转运()(10)甘蔗吸收 的量和水稻吸收 的量有差异与植物细胞呼吸强度变化有关()提示不同植物吸收离子的量不同是由植物本身生长需要决定的，与载体蛋白数量多少有关，与呼吸强弱无关。03热点考向探
13、究RE DIAN KAO XIANG TAN JIU考向一考查ATP的结构和功能1.(2018温州选考模拟)下列能使ADP含量增加的生理过程有蛋白质合成硝酸根离子进入根毛细胞质壁分离糖酵解柠檬酸循环叶绿体中水的分解叶绿体中RuBP固定CO2A.一项 B.两项C.三项 D.四项123456解析蛋白质在核糖体中由氨基酸脱水缩合形成，需要tRNA转运氨基酸，需要消耗能量，分解ATP，ADP含量增加，正确；硝酸根离子进入根毛细胞的方式为主动转运，需要消耗ATP，ADP含量增加，正确；质壁分离和复原是水分子的跨膜转运过程，属于渗透，不消耗能量，ADP含量不变，错误；糖酵解过程是细胞呼吸第一阶段，是葡萄糖
14、分解成丙酮酸和NADH，释放少量能量，产生ATP，ADP含量减少，错误；柠檬酸循环是需氧呼吸第二阶段，是丙酮酸被分解，释放少量能量，产生ATP，ADP含量减少，错误；叶绿体中的水的分解表示正在进行光反应，形成ATP，所以ADP的含量减少，错误；叶绿体中RuBP固定CO2不消耗ATP，ADP含量不变，错误。1234562.下列有关ATP的叙述，错误的是A.神经细胞去极化时，Na内流使ADP的含量下降B.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质C.质壁分离及质壁分离复原过程都不消耗ATPD.ATP是细胞吸能反应的直接供能物质解析神经细胞去极化时Na内流属于易化扩散，不消耗能量
15、，故ADP的含量不变，A项错误；ATP中的“A”指腺苷，DNA、RNA中的碱基“A”指腺嘌呤，它们不是同一物质，B项正确；质壁分离及质壁分离复原过程主要是由于水的渗透作用，该过程属于扩散，不消耗ATP，C项正确；ATP作为直接能源物质，是细胞吸能反应的直接供能物质，D项正确。123456易混易错理清“A”的4种含义(1)ATP：A表示腺苷。(2)核苷酸：A表示腺嘌呤。(3)DNA：A表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。(4)RNA：A表示腺嘌呤核糖核苷酸。123456A.两组同学都采用数学建模表示研究结果B.酶的催化效率不一定比无机催化剂高C.两组实验数据都反映了酶在最适温度时产物积累量或生成量最多D.
16、两组实验都反映了温度过高或过低都不利于酶的催化作用考向二考查酶及曲线分析3.某班研究“温度对酶的活性影响”实验时，两个小组的同学选择了不同的实验材料开展探究，第一组选择淀粉酶水解淀粉进行实验，结果如图甲、乙所示，第二组利用肝脏研磨液与Fe3催化过氧化氢开展实验，其结果如图丙所示。下列相关分析不合理的是123456123456解析两组同学都采用数学建模表示研究结果，A正确；由图丙中实验结果的曲线可知，在50 时酶的催化效率低于无机催化剂的，B正确；最适温度时酶的催化效率最高，但此时产物积累量不是最多的，反应进行仍可产生产物，C错误；温度过高或过低都不利于酶的催化作用，D正确。4.过氧化氢酶能催化
17、H2O2的分解，产生的氧气能使无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为探究白菜梗中是否存在过氧化氢酶，设计实验如下表。下列相关叙述错误的是123456管号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化氢酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL实验结果1222222232224222注：“”的多少表示颜色的深浅。A.1号管为对照组，其余都为实验组B.1、2号管实验结果说明酶具有催化作用C.1、2、3号管实验结果说明白菜梗中存在过氧化氢酶D.4号管颜色较浅与高温破坏酶的结构有关123456管号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化氢酶溶液/mL白菜
18、梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL实验结果1222222232224222解析该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化氢酶，自变量是白菜梗提取液的有无，则1号管和2号管是对照组，3号管和4号管是实验组，A项错误；1号管无过氧化氢酶、2号管有过氧化氢酶，即二者的自变量是过氧化氢酶的有无，其实验结果是2号管中生成的橙红色沉淀的颜色明显比1号管中的深，说明酶具有催化作用，B项正确；3号管含有白菜梗提取液，其实验结果是3号管与2号管中生成的橙红色沉淀的颜色相同，且明显比1号管的深，说明白菜梗中存在过氧化氢酶，C项正确；3号管与4号管的自变量是白菜梗提取液是否经过高温处理，其实验结果是经过高温
19、处理的组(4号管)颜色较浅，这说明4号管颜色较浅与高温破坏酶的结构有关，D项正确。123456方法技巧酶的专一性及温和性实验探究中的“变量分析”项目实验变量分析酶的专一性自变量：不同底物或不同酶液；因变量：底物是否被分解或有无产物生成；无关变量：试剂量、底物浓度、酶浓度、反应温度、pH等酶的温和性温度自变量：一系列温度梯度(至少三组)；因变量：底物的分解速度或剩余量(产物的生成速度或产生量)；无关变量：底物浓度、试剂量、酶浓度、pH等pH自变量：一系列pH梯度(至少三组)；因变量：底物的分解速度或剩余量(产物的生成速度或产生量)；无关变量：底物浓度、试剂量、酶浓度、温度等123456考向三考查
20、物质出入细胞的方式5.(2019浙江4月选考)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是A.在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离B.在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞C.在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散123456A.图中所示细胞都含有细胞核B.图中两种单糖转运载体相同C.由图可判断单糖进入薄壁细胞的方式为主动转运D.在图示过程中蔗糖水解酶和单糖转运载体都发生了可逆性形变6.如图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞运输、转化过程的示意图，下列相关叙述正确的是123456解析植物筛管细胞没有细胞核，A项错误；蔗糖水解为两种单糖，转运载体具有特异性，因此两种单糖转运载体不同，B项错误；由题图可知，单糖进入薄壁细胞的方式为易化扩散，C项错误；载体蛋白在转运物质过程中以及酶在催化反应过程中，都会发生可逆性形变，D项正确。123456