1、1第 3 讲 物质跨膜运输、酶和 ATP 考纲要求测试内容 测试要求 测试内容 测试要求1.物质进出细胞的方式 (2)影响酶活性的因素 B(1)物质跨膜运输方式的类型及特点B 4.ATP 在能量代谢中的作用(2)细胞膜是选择透过性膜 B(1)ATP 的化学组成和结构特点A(3)大分子物质进出细胞的方式 A(2)ATP 与 ADP 相互转化的过程及意义B2.观察植物细胞的质壁分离和复原 5.探究影响酶活性的因素(1)实验原理 B (1)实验原理 B(2)实验材料用具、实验方法步骤 A (2)实验设计 B(3)实验结果及其分析 C (3)实验结果及其分析 C3.酶在代谢中的作用(1)酶的本质、特性
2、和作用 A考点一 渗透作用与细胞失水、吸水1渗透系统(1)组成：一个完整的渗透系统，由两个溶液体系以及两者之间的半透膜组成。(2)渗透作用产生的条件2动、植物细胞的吸水和失水2(1)动物细胞的吸水和失水现象a外界溶液浓度细胞质浓度细胞失水皱缩。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)条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。原理现象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
3、含有 Ca2 、Mg 2 和 SiO 的培养液中培养，结果及分析44如下：(1)实验结果不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。3(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)实验原理成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。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
4、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4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
5、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 xy B xyC x y D无法判断答案 B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。
6、54(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组成了细胞的原生质层B此时处的浓度一定大于处C具有选择透过性，中充满了蔗糖溶液D是细胞液，在质壁分离过程中浓度越来越大答案 D解析 根据题意，为细胞壁，无选择透过性。图中细胞膜、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6考点二 物质跨膜运输方式1物质跨膜运输的方式(1)被动运输自由扩散：不需要载体和能量，如水、CO 2、O 2、甘油、乙醇、苯等。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
7、协助，又需要消耗能量，如 K 、Na 、Ca 2 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主动运输答案 B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。76(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( )AK BO 2 CCO 2 DH 2O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(
8、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钙离子答案 B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 BNa CO 2 D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。8(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩
9、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。9考点三 酶和 ATP1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)酶的特性高效性：催化效率比无机催化剂高。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。2ATP 的结构归纳总结 (1)ATP 的结构(如下图所示)(2)ATP 中的“
10、一、二、三”3ATP 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ATP 与 ADP 的相互转化的关系式为 ATP ADPPi能量。 酶 1 酶 210a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)。ATP 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
11、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 bB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 温度下的活性低答案 A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答案 A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( )AATP 直接为生命活动提供能量B
12、ATP 不含有磷酸基团11CATP 的结构简式为 APPPD植物细胞夜间不能生成 ATP答案 A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 APPP，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 APPP，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CATP 不能水解释放能量DATP 是一种高能磷酸化合物答案 D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
13、各项生命活动。易错警示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1(2016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12答案 B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。2(2016
14、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细胞体积明显增大答案 A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( )AATP 分子含有磷酸基团BATP 是一种高能化合物CATP 分子的结构简式为 APDATP 为生命活动直接提供能量答案 C解
15、析 该结构简式错误，应该为 APPP。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 主动运输答案 D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( )13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 2mL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) 2 滴A.酶具有专一性 B酶具
16、有高效性C酶具有多样性 D酶是蛋白质答案 B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答案 A解析 Fe 3 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( )ADPPi能量 ATPAATP 中有三个高能磷酸键，A 代表腺嘌呤B
17、人体细胞中过程一般与细胞呼吸相联系C过程能直接为肌细胞的收缩提供能量DADP 中有一个高能磷酸键，A 代表腺苷答案 A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，14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
18、胞代谢所需的营养物质答案 D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BATP 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DATP 分子中的 3 个高能磷酸键稳定性不同答案 B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
19、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答案 B15解析 H 2O、O 2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Ba 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答案 A解析 该曲线是在最适温度
20、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 60B两种酶的反应速度相等的温度条件是 50C两种酶有相同的最适温度范围D每种酶在 0都会失去活性答案 B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
21、50。8(2016南通中学学测模拟)下列有关酶的叙述，错误的是( )16A酶的组成元素都为 C、H、O、NB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答案 A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( )Adcba，主动运输Bcbda，主动运输Cabdc，被动运输Dadbc，被动运输答案 B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
22、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极性溶液答案 C解析 细胞失水萎缩，说明外界溶液浓度高。1711(2016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，此时部位的颜色分别是( )A绿色 绿色 B红色 绿色C绿色 红色 D红色 红色答案 B解析 苔藓植物的绿色叶片含有叶绿体，存在于中，发生质壁分离后，原生质层和细胞壁之间存在
23、外界溶液蔗糖溶液(含有红墨水)，因此处为红色。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( )答案 B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
24、中_(填序号)有密切的关系。18(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) (2) (3)主动运输 c (4)选择透过性(5)流动性解析 图中的分别表示糖蛋白、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_
25、(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) (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19CBA。(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。
