高三生物復(fù)習(xí)學(xué)案：專題2細(xì)胞代謝1物質(zhì)跨膜運(yùn)輸與酶和ATP

1、專題二細(xì)胞代謝小專題一物質(zhì)跨膜運(yùn)輸與酶和核心考點(diǎn)整合考點(diǎn)整合一：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸.物質(zhì)運(yùn)輸方式的比較離子和小分子物質(zhì)大分子和顆粒物質(zhì)自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸胞吞（內(nèi)吞）胞吐（外排）運(yùn)輸高濃度一高濃度一低濃度一細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)力向低濃度低濃度高濃度一內(nèi)一外運(yùn)輸濃度差濃度差能量能量能量動(dòng)力()()()載體不需要聿亞聿亞不需要不需要實(shí)例水、甘油、乙醇紅細(xì)胞吸收+、，小腸白細(xì)胞吞噬病胰腺細(xì)胞分泌葡萄糖吸收氨基酸、葡困、變形蟲(chóng)分食胰島素萄糖食物顆粒.影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的因素（）物質(zhì)濃度（在一定濃度范圍內(nèi)）運(yùn)輸速率物質(zhì)濃度甲.自由擴(kuò)散乙運(yùn)輸速率物質(zhì)濃度甲.自由擴(kuò)散乙.協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸（）濃度運(yùn)輸速率運(yùn)輸速率丙.自

2、由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散丁.主動(dòng)運(yùn)輸特別提示：乙圖中，當(dāng)物質(zhì)濃度達(dá)到一定程度時(shí)，受運(yùn)載物質(zhì)載體數(shù)量的限制，細(xì)胞運(yùn)輸物質(zhì)的速率不再增加。丁圖中，當(dāng)濃度為時(shí)，細(xì)胞通過(guò)無(wú)氧呼吸供能，細(xì)胞也可吸收物質(zhì)。（）溫度溫度可影響生物膜的流動(dòng)性和有關(guān)酶的活性，因而影響物質(zhì)運(yùn)輸速率。低溫會(huì)使物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率下降?！纠浚◤V東卷，）下圖是植物根從土壤中吸收某礦質(zhì)離子示意圖。據(jù)圖判斷，該離子跨膜進(jìn)入根毛細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散.協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸.被動(dòng)運(yùn)輸解析本題考查物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑庠诳疾榭忌淖R(shí)圖分析能力。分析圖示可知，礦質(zhì)離子的運(yùn)輸方向是從低濃度到高濃度，需要載體協(xié)助，還消耗能量，故為主動(dòng).運(yùn)輸。答案知識(shí)總結(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)

3、輸方式的快速確認(rèn)技巧：（）是否消耗能量：只要運(yùn)輸耗能就為主動(dòng)運(yùn)輸，即使是由高濃度到低濃度的運(yùn)輸；（）可否逆濃度梯度：只要從低濃度到高濃度運(yùn)輸，就是主動(dòng)運(yùn)輸；（）是否需要載體：不需要載體就是自由擴(kuò)散，需要載體則通過(guò)濃度、能量進(jìn)一步作出判斷?！净?dòng)探究】（成都質(zhì)檢）在水池中沉水生活的麗藻，其細(xì)胞里的+濃度比池水里的十濃度高倍。據(jù)此判斷下列說(shuō)法正確的是.隨著池水中富營(yíng)養(yǎng)化程度的提高，+進(jìn)入麗藻加快.池水中好氧細(xì)菌大量繁殖時(shí)，+難以進(jìn)入麗藻.池水中厭氧細(xì)菌大量繁殖時(shí)，+難以進(jìn)入麗藻.池水中魚(yú)蝦較多時(shí)，+難以進(jìn)入麗藻解析根據(jù)題中的信息可以判斷，+進(jìn)入麗藻細(xì)胞的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體協(xié)助，需要消耗能量，

4、而能量來(lái)自于呼吸作用(主要是有氧呼吸)。大量厭氧細(xì)菌能在池中繁殖，說(shuō)明池中缺少氧氣，麗藻的呼吸作用受到抑制，所以十難以進(jìn)入麗藻。答案考點(diǎn)整合二：酶.酶催化活性的表示方法：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量。.影響酶催化效率的因素的研究方法()自變量：要研究的因素。()因變量：酶的催化效率。()無(wú)關(guān)變量：除自變量外其他影響酶催化活性的因素都為無(wú)關(guān)變量，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，除自變量外應(yīng)嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量，實(shí)驗(yàn)研究要做到科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)。.影響酶催化活性的因素()酶濃度在有足夠多的底物而又不受其他因素的影響下，酶促反應(yīng)速率與酶的濃度成正比，如圖所示。反應(yīng)速率反應(yīng)速率()底物濃度當(dāng)酶濃度、溫度、等恒定時(shí)，在底

5、物濃度很低的范圍內(nèi)，反應(yīng)速率與底物濃度成正比；當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定限度時(shí)，所有的酶全部參與催化，反應(yīng)速率達(dá)到最大，此時(shí)即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率也不會(huì)增加了，如圖所示。底物濃度0每種酶只能在一定限度的范圍內(nèi)表現(xiàn)出活性，其中酶的活性最強(qiáng)時(shí)的即為該酶的最適。過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活，且該種變性是不可逆的，如圖所示。最適pHpH()溫度在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，其中反應(yīng)速率最快時(shí)的溫度即為該種酶的最適溫度。溫度偏高或偏低，都會(huì)使酶的活性降低，溫度過(guò)高甚至?xí)姑甘セ钚裕鐖D所示。反應(yīng)速率最適溫度溫度特別提示：高溫使酶失活是由于破壞了酶的分子結(jié)構(gòu)，即使恢復(fù)到最

6、適溫度，該酶的活性也不會(huì)恢復(fù)，而低溫條件不會(huì)破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，在恢復(fù)至適宜溫度時(shí)，酶的活性可以恢復(fù)。.教材中常見(jiàn)的酶及其作用酶的名稱酶的作用唾液淀粉酶、胰淀粉酶、腸淀粉酶催化淀粉分解為麥芽糖胃蛋白酶、胰蛋白酶催化蛋白質(zhì)分解為多肽酶催化水解為脫氧核甘酸纖維素酶催化分解纖維素果膠酶催化分解果膠酪氨酸酶催化利用酪氨酸合成黑色素解旋酶催化雙鏈之間的氫鍵斷開(kāi)逆轉(zhuǎn)錄酶催化以為模板合成聚合酶催化分子轉(zhuǎn)錄限制性核酸內(nèi)切酶切割形成黏性末端連接酶將分子黏性末端連接起來(lái)【例】（寧夏理綜、遼寧理綜）如圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是.當(dāng)反應(yīng)溫度由調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降.當(dāng)反應(yīng)溫度由調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性

7、上升.酶活性在時(shí)比高，故時(shí)更適合酶的保存.酶活性在時(shí)比低，表明時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重解析在最適宜的溫度下，酶的活性最高。溫度偏高或偏低，酶活性都會(huì)明顯降低。當(dāng)反應(yīng)溫度由調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升，故正確。當(dāng)反應(yīng)溫度由調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性也逐漸上升，故錯(cuò)誤。當(dāng)溫度超過(guò)最適溫度后，隨溫度的升高酶逐漸變性失活，而在溫度低于最適溫度時(shí)，隨溫度的降低酶的活性減弱,但酶的分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有被破壞，因此酶適于在低溫下保存，故.兩項(xiàng)均錯(cuò)誤。答案知識(shí)總結(jié)與酶相關(guān)的常見(jiàn)誤區(qū)明示項(xiàng)目正確說(shuō)法錯(cuò)誤說(shuō)法化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞一般來(lái)說(shuō)，凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶（不考慮成熟紅細(xì)胞）具有分泌功能

8、的細(xì)胞才能產(chǎn)生合成原料氨基酸，核糖核甘酸氨基酸合成場(chǎng)所核糖體，細(xì)胞核核糖體生理功能生物催化劑，只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來(lái)源生物體內(nèi)合成有的來(lái)源于食物作用場(chǎng)所既PJ在細(xì)胞內(nèi)，也PJ在細(xì)胞外發(fā)揮作用只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，但高溫使酶失活低溫引起酶的變性失活【互動(dòng)探究】（合肥質(zhì)檢）下圖表示溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響示意圖，圖的實(shí)線表示在溫度為的情況下生成物量與時(shí)間的關(guān)系圖，則當(dāng)溫度增加一倍時(shí)生成物量與時(shí)間的關(guān)系是.曲線.曲線.曲線.曲線解析最大生成物的量與溫度無(wú)關(guān)。從圖中可以看到，溫度為時(shí)的酶促反應(yīng)速率比時(shí)要高，所以在溫度為時(shí)，生成物量達(dá)到最大值所需

9、的時(shí)間要比時(shí)短，根據(jù)圖可以看出只有曲線符合。答案考點(diǎn)整合三：的結(jié)構(gòu)及其在能量代謝中的作用的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以寫(xiě)為，其中代表的是腺喋吟與核糖結(jié)合形成的腺昔，代表高能磷酸鍵。另外，要注意將的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和與遺傳相關(guān)的的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中的不同部位的“”進(jìn)行區(qū)分，如下圖中圓圈部分所代表的分別是：腺昔、腺喋吟、腺喋吟脫氧核甘酸、腺喋吟核糖核甘酸。A.在能量代謝中的作用圖解分析電能L ADP+Pi植物UGII IA酶ADP+Pi一人丁八號(hào)HQ)中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能A.在能量代謝中的作用圖解分析電能L ADP+Pi植物UGII IA酶ADP+Pi一人丁八號(hào)HQ)中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能(散失)有 呼吸作用，能繆細(xì)胞質(zhì)基成線

10、粒標(biāo)引L化學(xué)能-I酶ATP -ADP+PiADP+Pi動(dòng)物:命器瞿鼓,熱能(散失)ADP+PiATP -用于各項(xiàng)生 陪命活動(dòng)，轉(zhuǎn) 酶化為機(jī)械能、 f電能、滲透能、光能、化 學(xué)能等.生物與能量歸納()光能是生物體生命活動(dòng)所需能量的根本來(lái)源，植物光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。()光能通過(guò)植物的光合作用轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中，以有機(jī)物為載體通過(guò)食物鏈而流動(dòng)。()生物不能直接利用有機(jī)物中的化學(xué)能，只有當(dāng)有機(jī)物氧化分解后將能量轉(zhuǎn)移到中，才可用于生命活動(dòng)。()能量一經(jīng)利用，即從生物界中消失。()能量流動(dòng)是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，物質(zhì)是能量的載體。()的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶

11、；生成的反應(yīng)是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。()水解釋放的能量是儲(chǔ)存于高能磷酸鍵中的化學(xué)能，可直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng)(光反應(yīng)階段合成的只用于暗反應(yīng))；而所需的能量則主要來(lái)自有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能或光合作用所固定的光能。()病毒等少數(shù)種類的微生物不能獨(dú)立進(jìn)行代謝活動(dòng)，其生命活動(dòng)所消耗的能量來(lái)自宿主細(xì)胞的代謝。【例】(海淀區(qū)質(zhì)檢)下列有關(guān)的敘述，正確的.是.無(wú)氧條件下，植物葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用是細(xì)胞中的惟一來(lái)源.有氧狀態(tài)下，谷氨酸棒狀桿菌在線粒體內(nèi)合成.分子由個(gè)腺昔和個(gè)磷酸基團(tuán)組成.有氧條件下，植物根毛細(xì)胞的線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能產(chǎn)生解析植物葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用可以產(chǎn)生，在無(wú)氧

12、條件下，細(xì)胞通過(guò)無(wú)氧呼吸也可產(chǎn)生，故錯(cuò)誤。谷氨酸棒狀桿菌屬于原核生物，不含線粒體，故錯(cuò)誤。根毛細(xì)胞中不含葉綠體，故錯(cuò)誤。答案知識(shí)總結(jié)與之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程并不是可逆反應(yīng)，兩過(guò)程反應(yīng)的場(chǎng)所、條件、反應(yīng)式中的“能量”均不同，具體如下：項(xiàng)目合成水解反應(yīng)式場(chǎng)所線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞內(nèi)所有需要能量進(jìn)行生命活動(dòng)的結(jié)構(gòu)條件由合成酶催化由水解酶催化能量來(lái)源合成的能量主要來(lái)自光能（光合作用）和化學(xué)能（細(xì)胞呼吸）水解釋放的能量是儲(chǔ)存在遠(yuǎn)離的局能磷酸鍵中的能量能里去路儲(chǔ)存在中用于各項(xiàng)生命活動(dòng)【互動(dòng)探究】（臨沂模擬）如圖為的結(jié)構(gòu)和與相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說(shuō)法不正確的是圖1Uik圖24Tp=ADP+Pi+能量峰2

13、.圖中的代表的是腺喋吟，、為高能磷酸鍵.生成時(shí)圖中的鍵斷裂并釋放能量.與相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中物質(zhì)是可逆的，能量不可逆.酶、酶具有催化作用，不受其他因素的影響解析是由腺昔和三個(gè)磷酸基團(tuán)組成的，腺昔由一分子的腺喋吟和一分子的核糖組成；酶具有催化作用,具有高效性，專一性，同時(shí)作用的條件要溫和，所以要受到溫度，酸堿度等其他因素的影響。答案局考鏈接.（天津卷，）下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹觯e(cuò)誤的是.主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中，需要載體蛋白協(xié)助和提供能量.在靜息狀態(tài)下，神經(jīng)細(xì)胞不再進(jìn)行葡萄糖的跨膜運(yùn)輸.質(zhì)壁分離過(guò)程中，水分子外流導(dǎo)致細(xì)胞.內(nèi)滲透壓升高.抗體分泌過(guò)程中，囊泡膜經(jīng)融合成為細(xì)胞膜的一部分解析：本題考查與物質(zhì)運(yùn)輸相

14、關(guān)的生理過(guò)程及各自的特點(diǎn)，意在考查考生的綜合運(yùn)用能力。主動(dòng)運(yùn)輸消耗能量且需要載體，故需要載體蛋白協(xié)助和供能；靜息狀態(tài)下，神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)仍進(jìn)行新陳代謝，需要吸收葡萄糖將其分解供能；質(zhì)壁分離時(shí)，細(xì)胞失水，從而導(dǎo)致細(xì)胞液濃度升高，細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高；抗體的本質(zhì)為蛋白質(zhì)，通過(guò)胞吐方式運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，該過(guò)程中由高爾基體形成的囊泡膜與細(xì)胞膜融合將抗體釋放到細(xì)胞外。答案：.（山東卷，）下圖中曲線、表示物質(zhì)跨（穿）膜運(yùn)輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度.脂溶性小分子物質(zhì)不能通過(guò)方式運(yùn)輸.與方式有關(guān)的載體蛋白覆蓋于細(xì)胞膜表面方式的最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān).抑制細(xì)胞呼吸對(duì)方式和的轉(zhuǎn)運(yùn)速率均有影響解析：本

15、題考查物質(zhì)跨（穿）膜運(yùn)輸?shù)姆绞?，意在考查?生對(duì)物質(zhì)跨（穿）膜運(yùn)輸方式的理解、運(yùn)用和識(shí)圖的能力。由圖可知，曲線表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)速度與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度成正比，因此曲線表示的是自由擴(kuò)散的跨膜運(yùn)輸方式；曲線表示在一定范圍內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)速率與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度成正比，而超過(guò)一定的范圍,物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)速率與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度無(wú)關(guān)，這時(shí)候主要受細(xì)胞膜上載體數(shù)量的限制，因此曲線表示的是主動(dòng)運(yùn)輸或協(xié)助擴(kuò)散的跨膜運(yùn)輸方式。脂溶性小分子物質(zhì)以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，因此選項(xiàng)錯(cuò)誤；方式表示的是自由擴(kuò)散，如果需要載體蛋白的參與，那么與之有關(guān)的載體蛋白應(yīng)貫穿于細(xì)胞膜中構(gòu)成蛋白質(zhì)通道，所以選項(xiàng)錯(cuò)誤；抑制細(xì)胞呼吸對(duì)方式的轉(zhuǎn)運(yùn)速率有影響

16、，而對(duì)方式的轉(zhuǎn)運(yùn)速率無(wú)影響，因此選項(xiàng)不正確。答案：.（山東卷，）溶酶體具有細(xì)胞內(nèi)消化功能，其內(nèi)部水解酶的最適在左右。下列敘述錯(cuò)誤的是.溶酶體內(nèi)的水解酶是由核糖體合成的.溶酶體執(zhí)行功能時(shí)伴隨其膜組分的更新.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的+被轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體內(nèi)需消耗能量.正常生理狀態(tài)下溶酶體對(duì)自身機(jī)體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)無(wú)分解作用解析：本題考查溶酶體的功能，意在考查考生的理解能力和知識(shí)運(yùn)用能力。溶酶體內(nèi)的水解酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，是由核糖體合成的，因此選項(xiàng)正確。大分子物質(zhì)通過(guò)胞吞進(jìn)入溶酶體，有的通過(guò)膜融合形式進(jìn)入，改變?nèi)苊阁w的膜組分，所以選項(xiàng)正確；根據(jù)題干信息可知：溶酶體內(nèi)的水解酶的最適在左右，因而細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的+通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸

17、的方式被轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體內(nèi)需消耗能量，因而選項(xiàng)正確。正常生理狀態(tài)下機(jī)體的衰老細(xì)胞、破損細(xì)胞等，通過(guò)溶酶體的作用被分解，所以選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：.（上海卷，）下圖表示生物體內(nèi)的某化學(xué)反應(yīng)，下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述中錯(cuò)誤的是臥8衣0焉酶卜1h2o/Ng喝也NYh.需要解旋酶.屬于水解反應(yīng).會(huì)有能量變化.反應(yīng)速度與溫度有關(guān)解析：本題考查蛋白質(zhì)的水解過(guò)程，意在考查,考生的識(shí)圖分析能力。分析圖形可知，該圖可表示肽酶催化肽鍵斷裂的水解過(guò)程，水解需要肽酶的催化作用，酶的活性受溫度的影響，故反應(yīng)速度與溫度有關(guān)；水解過(guò)程中肽鍵斷裂，會(huì)引起能量的變化。解旋酶用于分子中氫鍵的斷裂。故錯(cuò)誤。答案：.（上海卷，）下列有關(guān)人體中酶和

18、激素的敘述正確的是.酶和激素都是蛋白質(zhì).酶和激素都與物質(zhì)和能量代謝有關(guān).酶和激素都由內(nèi)分泌細(xì)胞分泌.酶和激素都要釋放到血液中才能發(fā)揮作用解析：本題考查酶與激素的異同，意在考查考生的辨別比較能力。項(xiàng)中少數(shù)酶是，只有部分激素如胰島素、生長(zhǎng)激素等是蛋白質(zhì)；項(xiàng)中酶能催化物質(zhì)和能量代謝，而,激素對(duì)物質(zhì)和能量代謝的相關(guān)反應(yīng)起調(diào)節(jié)作用；項(xiàng)中人體的酶并非由內(nèi)分泌細(xì)胞分泌；項(xiàng)中酶不一定需釋放到血液中，有的酶在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。答案：.（上海卷，）右圖為顯微鏡下某植物細(xì)胞在蔗糖溶液中的示意圖。下列敘述中錯(cuò)誤的是.若將細(xì)胞置于清水中，仍保持不變.若該細(xì)胞處于蔗糖溶液中，值將變小.值能表示細(xì)胞失水的程度.分別表示細(xì)胞和液泡的長(zhǎng)度解析：本題考查植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離過(guò)程，意在考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解分析能力。圖示為處于質(zhì)壁分離狀態(tài)的植物細(xì)胞。因細(xì)胞壁的伸縮性很小，故若將該細(xì)胞置于清水中，仍將保持不變。若在的蔗糖溶液中，與圖示相比，不變，但因失水更多而變小，所以將變小，可見(jiàn)值能表