江苏省高考生物知识整合+考题探究+专题训练第3讲物质跨膜运输酶和ATP讲练新人教版.docx
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江苏省高考生物知识整合+考题探究+专题训练第3讲物质跨膜运输酶和ATP讲练新人教版
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
B
2.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
C
3.酶在代谢中的作用
(1)酶的本质、特性和作用
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
(1)动物细胞的吸水和失水
①
②现象
a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
b.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)
①条件:
成熟植物细胞具有中央大液泡。
②原理
③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含有Ca2+、Mg2+和SiO的培养液中培养,结果及分析如下:
(1)实验结果
①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(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
①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
②细胞液具有一定的浓度,细胞能渗透吸水和失水。
③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Ⅲ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
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.x>yB.x C.x=yD.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。 4.(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.①②④组成了细胞的原生质层 B.此时④处的浓度一定大于⑤处 C.①具有选择透过性,④中充满了蔗糖溶液 D.⑤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,①为细胞壁,无选择透过性。 图中②细胞膜、③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 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 ①自由扩散: 不需要载体和能量,如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。 ②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: 既需要载体协助,又需要消耗能量,如K+、Na+、Ca2+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。 6.(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( ) A.K+B.O2C.CO2D.H2O 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.(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B.Na+ C.O2D.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。 (3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外,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。 考点三 酶和ATP 1.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 ①高效性: 催化效率比无机催化剂高。 ②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。 2.ATP的结构 归纳总结 (1)ATP的结构(如下图所示) (2)ATP中的“一、二、三” 3.ATP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 ①ATP与ADP的相互转化的关系式为ATPADP+Pi+能量。 a.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)。 ②ATP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·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b B.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( ) A.ATP直接为生命活动提供能量 B.ATP不含有磷酸基团 C.ATP的结构简式为A~P~P~P D.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A—P~P~P,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A—P~P~P,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 C.ATP不能水解释放能量 D.ATP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 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·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( ) A.ATP分子含有磷酸基团 B.ATP是一种高能化合物 C.ATP分子的结构简式为A—P D.ATP为生命活动直接提供能量 答案 C 解析 该结构简式错误,应该为A—P~P~P。 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( ) 操作顺序 具体操作 试管1 试管2 ① 加入体积分数为3%的H2O2溶液 2mL 2mL ② 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 Fe3+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( ) ADP+Pi+能量 ATP A.ATP中有三个高能磷酸键,A代表腺嘌呤 B.人体细胞中①过程一般与细胞呼吸相联系 C.②过程能直接为肌细胞的收缩提供能量 D.ADP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,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 B.ATP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 D.ATP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 B 解析 H2O、O2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 B.a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60℃ B.两种酶的反应速度相等的温度条件是50℃ C.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50℃。 8.(2016·南通中学学测模拟)下列有关酶的叙述,错误的是( ) A.酶的组成元素都为C、H、O、N B.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( ) A.d—c—b—a,主动运输 B.c—b—d—a,主动运输 C.a—b—d—c,被动运输 D.a—d—b—c,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。 11.(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①②的颜色分别是( ) A.①绿色 ②绿色B.①红色 ②绿色 C.①绿色 ②红色D.①红色 ②红色 答案 B 解析 苔藓植物的绿色叶片含有叶绿体,存在于②中,发生质壁分离后,原生质层和细胞壁之间存在外界溶液——蔗糖溶液(含有红墨水),因此①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)细胞的识别与图中________(填序号)有密切的关系。 (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)③ (2)① (3)主动运输 c (4)选择透过性 (5)流动性 解析 图中的①②③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________(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)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C>B>A。 (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。
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