瑞昌二中2012届高三生物二轮专题复习教、学案(专题3 物质跨膜、酶与ATP).doc

瑞昌二中2012届高三生物二轮专题复习教、学案 专题3 物质跨膜、酶与ATP 编制：军长【考纲要求】知 识 内 容要求（1）物质进入细胞的方式（2）酶在代谢中的作用（3）ATP在能量代谢中的作用【专题要点】一、与酶有关的曲线解读（一）表示酶高效性的曲线：1、催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。2、酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。3、酶只能催化已存在的化学反应。（二）表示酶专一性的曲线：1、在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。2、在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。（三）影响酶活性的曲线：1、在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。2、在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。3、过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。4、反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。（四）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：1、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。2、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。二、生物体内ATP的来源与去向ATP来源反应式光合作用的光反应酶酶ADPPi能量ATP化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸其它高能化合物转化（如磷酸肌酸转化）磷酸肌酸ADP肌酸ATP神经传导和生物电肌肉收缩吸收和分泌合成代谢生物发光光合作用的暗反应细胞分裂矿质元素吸收新物质合成植株的生长植物动物ATP ADPPi 能量酶 ATP的去向三、植物对水分的吸收和利用渗透吸水渗透系统隔着半透膜的两种溶液构成的体系吸胀吸水液泡尚未形成或消失通过亲水物质的亲水性吸水植物细胞构成渗透系统原生质层由细胞膜、液泡膜、两膜间的细胞质构成看作一层半透膜（本质是选择透过性）两个系统植物细胞与土壤溶液之间构成每两个植物细胞之间构成水分的吸收吸水原理主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统通过渗透作用吸水发生条件具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差溶液与纯水达平衡时，溶液一方所承受的外压差。渗透压1、植物对水分的吸收2.扩散作用与渗透作用的联系与区别扩散作用渗透作用物质由相对多（密度高）的地方向相对少的地方运动的过程，叫扩散溶剂分子的扩散叫渗透，具备一定条件才能发生生联系区别物质由高到低的移动方式，利用物质本身的属性，不需要能量特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件3.半透膜与选择透过性膜的区别与联系半透膜选择透过性膜概念小分子、离子能透过，大分子不能透过水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通过，大分子和颗粒不能通过性质半透性（存在微孔，取决于孔的大小）选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白质和ATP）状态活或死活材料合成材料或生物材料生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）物质运动方向不由膜决定，取决于物质密度水和亲脂小分子：不由膜决定，取决于物质密度离子和其它小分子：膜上载体（蛋白质）决定功能渗透作用渗透作用和其它更多的生命活动功能共同点水自由通过，大分子和颗粒都不能通过4.植物体内水分的运输导管运输水分的运输方向向上：根茎叶动力蒸腾作用产生蒸腾拉力根压导致吐水现象5.植物体内水分的利用和散失利用1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动水分散失绝大部分水分通过蒸腾作用散失生理意义蒸腾作用根持续吸水的动力物质运输的载体降低叶片温度【学法导航】一、注意结论性语句的总结与归纳 高考的答案一般情况不会超出教材，而且很多试题给出的材料分析，最终得出的结论，都是教材中的结论，因此记住一些结论性的知识相当重要。此部分的结论性语句如下：1新陈代谢是生物最基本的特征，是生物与非生物的最本质的区别。2酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA（如2011年江西高考第2题）。3酶的特性有：高效性；专一性；酶需要适宜的条件。另：酶的催化反应速率还与底物的浓度、酶的浓度等因素有关。4ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。4渗透作用的产生必须具备两个条件：一是具有一层半透膜，二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差。5原生质层（主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质）可以看做是一层半透膜。它具有选择透过性。当高温、过酸、过碱、过度失水或过度吸水胀破使细胞死亡时，原生质层失去选择透过性，变为全透性。6根吸收的水分，95%99%通过蒸腾作用散失掉。7植物蒸腾作用产生的拉力是：植物吸水的重要动力；水分在植物体内运输的动力；矿质元素在植物体内运输的动力。8植物吸收矿质元素的动力是呼吸作用。（根吸收矿质元素的过程是主动运输的过程，需要两个条件：能量和载体。）9植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。二、注意知识的前后联系和比较：1、几种酶的比较限制性核酸内切酶（以下简称限制酶）：限制酶主要存在于微生物（细菌、霉菌等）中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶（“分子手术刀”）。发现于原核生物体内，现已分离出100多种，几乎所有的原核生物都含有这种酶。是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。例如，从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。目前已经发现了200多种限制酶，它们的切点各不相同。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，就能被某种限制酶切割下来。在基因工程中起作用。 DNA连接酶：主要是连接DNA片段间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起作用。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。RNA聚合酶的催化活性：RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板，转录时DNA的双链结构部分解开，转录后DNA仍然保持双链的结构。真核生物RNA聚合酶：真核生物的转录机制要复杂得多，有三种细胞核内的RNA聚合酶：RNA聚合酶I转录rRNA，RNA聚合酶II转录mRNA，RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA。在RNA复制和转录中起作用。逆转录酶：RNA指导的DNA聚合酶，具有三种酶活性，即RNA指导的DNA聚合酶，RNA酶，DNA指导的DNA聚合酶。在分子生物学技术中，作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作。在基因工程中起作用。解旋酶：是一类解开氢键的酶，由水解ATP来供给能量它们常常依赖于单链的存在，并能识别复制叉的单链结构。在DNA复制和转录中起作用。DNA限制酶作用于磷酸二酯键DNA连接酶作用于磷酸二酯键DNA聚合酶作用于磷酸二酯键DNA解旋酶作用于氢键2、酶、激素、维生素、必需氨基酸物质名称产生部位化学本质作用酶活细胞绝大多数蛋白质、极少数为RNA催化激素动物专门器官；植物一定部位蛋白质、脂类、肽、氨基酸调节维生素来自食物脂类或不确定维持生命活动必需氨基酸来自食物【典例精析】【例题1】某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示 在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符，试问：细胞膜运输物质X的方式是 （ ）A.主动运输 B.自由扩散 C.胞吞 D.胞吐【例题2】甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则 ( )A.甲运输被促进 B.乙运输被促进 C.甲运输被抑制 D.乙运输被抑制【例题3】取经过编号的5支试管分别加入2 mL 05 mol/L的过氧化氢溶液，进行如下试验，根据实验内容，下列说法正确的是 （ ）试管编号12345加入物质适量唾液锈铁钉生土豆块熟土豆块生土豆块稀盐酸实验结果几乎无气泡少量气泡大量气泡几乎无气泡几乎无气泡A.说明酶具有高效性的是3号和4号试管B.1号和3号对照不能说明酶有专一性C.3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响D.实验中不能体现酶的活性与温度之间的关系【例题4】如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜（蔗糖分子不能通过，水分子可以自由通过）。图中溶液A、B、a、b均为蔗糖溶液，其浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，且MAMB，Ma=MbMA。一段时间达到平衡后，甲装置、乙装置液面上升的高度分别为h1、h2，a、b的浓度分别为M1、M2，则 （ ）A.h1h2，M1M2 B.h1h2，M1=M2C.h1h2，M1M2 D.h1h2，M1M2【例题5】下列有关ATP的叙述，正确的是 （ ）人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等若细胞内Na+浓度偏高，为维持Na+浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A. B. C. D.【例题6】在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将 （ ）A.不变 B.增大 C.减小 D.先增后减【专题突破】易错点：没有理解质壁分离的本质和物质运输的方式【例题】将同一植物细胞依次浸在蒸馏水、0.3mol/L的蔗糖溶液和0.4molL的KNO3溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示，则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是A清水、蔗糖溶液、KNO3溶液 BKNO3溶液、清水、蔗糖溶液C清水、KNO3溶液、蔗糖溶液 D蔗糖溶液、KNO3溶液、清水【错题分析】该题容易选错的主要原因是0.3mol/L的蔗糖溶液和0.4molL的KNO3溶液二者的浓度干扰，很多同学认为0.3mol/L的蔗糖溶液和0.4molL的KNO3溶液相比，后者的浓度大，所以质壁分离的程度大，C应该是0.4molL的KNO3溶液。【解题指导】在上述几种溶液中，我们容易分析出蒸馏水的浓度最低，远小于细胞液的浓度，细胞吸水有膨胀的趋势，所以A是蒸馏水。排除答案BD。在0.3mol/L的蔗糖溶液中，由于蔗糖是大分子，不会透过原生质层进入细胞中，又比细胞液的浓度大，细胞失水发生质壁分离。在0.4molL的KNO3溶液中开始发生质壁分离，后由于细胞吸收K离子和硝酸根离子，是细胞液的浓度增大。细胞在发生渗透吸水，发生质壁分离复原。所以对应的应该是B曲线。【正确答案】C。【变式练习】将同一植物细胞依次浸在蒸馏水、0.3mol/L的蔗糖溶液和0.4molL的KNO3溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示。但达到平衡后，那种溶液中的细胞细胞液的浓度最大？ A清水 B蔗糖溶液C KNO3溶液 D一样大【变式练习参考答案】B【专题综合】综合：酶的相关知识综合【例题】酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物，对于生物的新陈代谢具有非常重要的作用，绝大多数酶属于蛋白质，具有高效性、专一性和作用条件比较温和等特性，根据作用的部位不同，可以分为胞内酶和胞外酶。（1）如图为某酶在不同温度下反应的生成物量和时间的关系的曲线（在反应物足够多的情况下），从图中可以获得的信息有（至少写两条）： 。（2）胞外酶如 ，在合成分泌过程中与之有关的细胞器有 。（3）酶的分布位置与它的作用体现出一定的适应性，如与光合作用光反应阶段有关的酶分布在 ，与无氧呼吸有关的酶分布在 中。（4）酶的作用具有专一性，生物体内进行着多种多样的反应，所以生物体内也有多种多样的酶，如连接两段DNA分子的 ，在DNA复制时起重要作用的是 和 ，转录时起重要作用的酶有 。【解析】分析图解就可以看出，40左右时酶的催化效率最高；40以下时，随温度升高，酶的活性增强；50以上时，随温度升高，酶的活性逐渐降低。因为40左右时生成物的量随着时间的延长是直线增加，且增加幅度最大，温度低于40时生成物的量增加幅度小，但是温度在50左右时，生成物的量不是逐渐增加。各种消化酶都是胞外酶。【答案】（1）40左右时，酶的催化效率最高；40以下时，随温度升高，酶的活性增强；50以上时，随温度升高，酶的活性逐渐降低（答其中任意两条即可）（2）消化酶（其他的正确也对） 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体（缺一不可）（3）叶绿体囊状结构的薄膜上 细胞质基质（4）DNA连接酶 DNA解旋酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶（DNA解旋酶）【典例精析】答案及解析【例题1】【解析】图显示随着外界溶液浓度的增加,细胞吸收这种物质的速度加快,当膜上的载体达到饱和时，吸收速度不再增加；图显示，随着外界氧气浓度的增加，细胞吸收此物质的速度也加快，说明吸收过程与呼吸作用有关，应为主动运输方式。【答案】A 【考点分析】考查物质的运输方式。【例题2】【解析】乙物质进入细胞的方式为协助扩散，在去除蛋白质的同时，也去除了参与运输的载体，因此乙物质的运输将受到抑制。【答案】D【例题3】【解析】通过分析，2号和3号试管能说明酶具有高效性；1号和3号试管进行对照，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，而唾液淀粉酶不能催化该反应，说明了酶具有专一性；3号和4号试管对照说明了酶的活性与温度有关。【答案】C【考点分析】考查酶的高效性、专一性，以及酶的影响因素。【例题4】【解析】测试渗透原理的知识。膀胱膜内装的是高浓度的蔗糖溶液，且乙装置中膜内外溶液的浓度差较大，故乙中液面会上升得更高。因乙中吸水更多，故一段时间后M2M1。【答案】D【例题5】【解析】Na+进出细胞一般为主动运输，消耗能量；在体温调节中，肾上腺素和甲状腺激素是协同作用，都可以通过促进新陈代谢而达到增加产热的作用。【答案】B【考点分析】考查ATP的来源以及去向。【例题6】【解析】b浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝卜条在失水，重新放在浓度小于b的a浓度溶液中，萝卜条会吸水，质量将增大。【答案】B8