第三單元 細(xì)胞代謝

PAGE第6頁共143頁第三單元eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(細(xì)胞代謝))第一講物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗头绞街R點一物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗齕系統(tǒng)主干知識]1．滲透作用(1)概念：指水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散過程，是自由擴散的一種形式。(2)發(fā)生條件(3)現(xiàn)象分析①漏斗內(nèi)液面上升的原因：單位時間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子數(shù)。②漏斗內(nèi)液面停止上升的原因：隨著液面的不斷上升，漏斗內(nèi)液體的壓強越來越大，從而使水分子從漏斗內(nèi)移向燒杯的速度加快，水分子進(jìn)出漏斗的速率越來越接近，直至完全相等，漏斗內(nèi)液面不再升高，此時水分子的進(jìn)出達(dá)到相對平衡。2．動、植物細(xì)胞的吸水和失水(1)動物細(xì)胞的吸水和失水②現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)濃度時，細(xì)胞吸水膨脹當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)濃度時，細(xì)胞失水皺縮當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度時，細(xì)胞維持正常形態(tài)(2)植物細(xì)胞的吸水和失水(以成熟植物細(xì)胞為例)①條件：成熟植物細(xì)胞具有中央大液泡。②原理③現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水膨脹，由于存在細(xì)胞壁，細(xì)胞不會漲破當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞維持正常形態(tài)[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透1．細(xì)胞可通過滲透作用吸水和失水。(1)滲透作用的實質(zhì)是擴散作用。(√)(2)滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量百分比濃度。(×)(3)在滲透作用中，當(dāng)半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜。(×)(4)將動物細(xì)胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發(fā)生滲透作用。(×)2．細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。(1)細(xì)胞膜選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是膜上載體蛋白的種類和數(shù)量。(√)(2)只有活細(xì)胞的細(xì)胞膜才具有選擇透過性。(√)(3)農(nóng)作物的輪作與細(xì)胞膜的選擇透過性有關(guān)。(√)二、科學(xué)思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．現(xiàn)有一成熟植物葉肉細(xì)胞，如何判斷是活細(xì)胞還是死細(xì)胞？提示：(1)利用質(zhì)壁分離實驗判斷，在一定濃度的蔗糖溶液中能發(fā)生質(zhì)壁分離的是活細(xì)胞，否則為死細(xì)胞。(2)根據(jù)細(xì)胞質(zhì)流動現(xiàn)象判斷，能發(fā)生細(xì)胞質(zhì)流動的為活細(xì)胞，否則為死細(xì)胞。2．如圖甲、乙、丙分別是細(xì)胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運輸示意圖(箭頭大小代表水分子數(shù)的多少)。請回答下列問題：(1)若將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，會出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？請分析原因。提示：會出現(xiàn)如圖甲所示現(xiàn)象。將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，由于發(fā)生滲透作用，從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水分子多于從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外的水分子，因此細(xì)胞吸水。(2)若將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，會出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？達(dá)到平衡時，水分子進(jìn)出細(xì)胞的狀況是圖中哪一種？提示：將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，細(xì)胞外界溶液濃度較大，細(xì)胞失水，如圖丙所示；達(dá)到平衡狀態(tài)時，水分子進(jìn)出細(xì)胞的速率相等，如圖乙所示。(3)若某葉肉細(xì)胞正處于圖甲所示狀態(tài)，一段時間內(nèi)細(xì)胞體積增大，最終會不會漲破？為什么？提示：細(xì)胞不會漲破，因為植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的保護。[深化拓展提能]1．影響滲透作用中液面變化的因素分析半透膜表面積的大小半透膜兩側(cè)的濃度差在濃度NB＝NC>NA，其他條件相同的情況下，半透膜的表面積越大，單位時間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯在其他條件相同的情況下，半透膜兩側(cè)的濃度差越大，單位時間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯結(jié)果：VB>VC，ΔhB＝ΔhC結(jié)果：VB>VC，ΔhB>ΔhC2.觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原(1)實驗的操作過程及觀察指標(biāo)(2)質(zhì)壁分離發(fā)生的條件①從細(xì)胞角度分析a．死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。b．具有中央大液泡的成熟植物活細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。②從溶液角度分析a．在一定濃度(溶質(zhì)不能透過膜)的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動復(fù)原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復(fù)原)。b．在一定濃度(溶質(zhì)可透過膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。c．在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。[題點全訓(xùn)過關(guān)]題點(一)滲透作用與細(xì)胞的吸水和失水[典例1](2020·全國卷Ⅱ)取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度(單位為g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組(甲糖的相對分子質(zhì)量約為乙糖的2倍)。水分交換達(dá)到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發(fā)現(xiàn)甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細(xì)胞和溶液之間沒有溶質(zhì)交換。據(jù)此判斷下列說法錯誤的是()A．甲組葉細(xì)胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高B．若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細(xì)胞的凈吸水量為零C．若測得乙糖溶液濃度降低，則乙組葉肉細(xì)胞可能發(fā)生了質(zhì)壁分離D．若測得乙糖溶液濃度升高，則葉細(xì)胞的凈吸水量乙組大于甲組[解析]甲、乙兩組糖溶液的質(zhì)量濃度(單位為g/mL)相同，但甲糖的相對分子質(zhì)量大于乙糖，所以甲、乙兩組糖溶液的物質(zhì)的量濃度不同(甲<乙)，將相同的葉圓片浸入兩種不同物質(zhì)的量濃度的溶液中，在吸水和失水的表現(xiàn)上可能不同。據(jù)題意可知，水分交換達(dá)到平衡時，甲糖溶液濃度升高，推測甲糖溶液濃度低于葉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，葉細(xì)胞吸水導(dǎo)致甲糖溶液濃度升高，A正確；若測得乙糖溶液濃度不變，則乙糖溶液濃度等于葉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，水分子進(jìn)出乙組葉細(xì)胞的量相等，凈吸水量為零，B正確；若測得乙糖溶液濃度降低，則乙糖溶液濃度高于葉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，乙組葉肉細(xì)胞可能會發(fā)生滲透失水而表現(xiàn)為質(zhì)壁分離，C正確；若測得乙糖溶液濃度升高，則甲、乙兩組溶液濃度均小于葉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，兩組細(xì)胞均吸水，但由于甲糖溶液的物質(zhì)的量濃度小于乙糖溶液，所以乙組葉細(xì)胞的凈吸水量小于甲組葉細(xì)胞，D錯誤。[答案]Deq\a\vs4\al([規(guī)律方法])判斷細(xì)胞的吸水、失水的兩種方法(1)通過比較細(xì)胞外溶液和細(xì)胞液的濃度大小來判斷：當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水；當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水；當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度與細(xì)胞液的濃度相等時，細(xì)胞失水量和吸水量相等，水分進(jìn)出細(xì)胞處于動態(tài)平衡。(2)根據(jù)重量或長度變化(如蘿卜條)來判斷：若重量增加或長度變長，則吸水；反之則失水。[對點訓(xùn)練]1．(2021·三亞一模)將生雞蛋的大頭保持殼膜完好去掉蛋殼，小頭開個小孔讓蛋清和蛋黃流出。將蛋殼內(nèi)灌入15%的蔗糖溶液，然后放在燒杯的清水中并用鉛筆標(biāo)上吃水線。下列分析錯誤的是()A．卵殼膜相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜B．半小時后吃水線低于燒杯的水面是由于清水滲入蛋殼所致C．若將清水換為15%的NaCl溶液，則蛋殼先上浮后下沉D．若將正常的線粒體放入清水中，則線粒體內(nèi)膜先漲破解析：選D本實驗中相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜的是殼膜，A正確；蛋殼內(nèi)為15%的蔗糖溶液，單位時間內(nèi)進(jìn)入蛋殼膜的水分子多于從蛋殼膜出去的水分子，導(dǎo)致蛋殼下沉，半小時后吃水線低于燒杯的水面是由于清水滲入蛋殼所致，B正確；若將清水換為15%的NaCl溶液，則NaCl溶液的摩爾濃度大于蔗糖，單位時間內(nèi)進(jìn)入蛋殼膜的水分子少于從蛋殼膜出去的水分子，導(dǎo)致蛋殼上浮，隨著Cl－和Na＋進(jìn)入卵殼膜，導(dǎo)致卵殼膜內(nèi)溶液的摩爾濃度大于卵殼膜外溶液的摩爾濃度，單位時間內(nèi)進(jìn)入蛋殼膜的水分子多于從蛋殼膜出去的水分子，導(dǎo)致蛋殼下沉，C正確；線粒體內(nèi)膜內(nèi)折，形成嵴，內(nèi)膜面積遠(yuǎn)大于外膜，若將正常的線粒體放入清水中，則線粒體外膜先漲破，D錯誤。2．如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內(nèi)徑相等，漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內(nèi)液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積如下表所示。圖2中曲線①②③表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。則曲線①②③與甲、乙、丙三個裝置的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)是()裝置編號甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2TA．①—丙；②—甲；③—乙 B．①—乙；②—甲；③—丙C．①—甲；②—乙；③—丙 D．①—丙；②—乙；③—甲解析：選A丙內(nèi)蔗糖溶液的體積最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相對應(yīng)的是圖2中曲線①；甲、乙的體積相等，但是甲漏斗口的半透膜面積比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度變化要比乙的快些，對應(yīng)圖2中曲線②。題點(二)以探究植物細(xì)胞的吸水和失水實驗為載體，考查實驗分析能力[典例2]某同學(xué)用不同濃度的蔗糖溶液分別處理紅山茶花的花瓣表皮臨時裝片，觀察花瓣表皮細(xì)胞的吸水和失水。圖1為0.35g·mL－1蔗糖溶液的處理結(jié)果。該同學(xué)用顯微鏡連接計算機并通過相關(guān)軟件分別計算不同蔗糖溶液濃度下花瓣表皮細(xì)胞和液泡的面積，求出液泡面積與細(xì)胞面積比值，得到平均值H，相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示。下列敘述正確的是()A．圖1丙區(qū)域表示細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，該面積可作為質(zhì)壁分離的觀察指標(biāo)B．圖1甲區(qū)域為蔗糖溶液，乙區(qū)域和丙區(qū)域的溶液幾乎不含蔗糖C．用0.45g·mL－1蔗糖溶液處理的裝片，細(xì)胞失水量更大，圖1乙區(qū)域平均面積更大D．H值可反映細(xì)胞的質(zhì)壁分離程度，H值越小，細(xì)胞液的滲透壓越小[解析]圖1丙區(qū)域表示原生質(zhì)體，乙區(qū)域是細(xì)胞壁與原生質(zhì)層之間的蔗糖溶液，A、B錯誤；由圖2柱形圖可知，用0.45g·mL－1蔗糖溶液處理的裝片，細(xì)胞失水量更大，圖1乙區(qū)域平均面積更大，丙區(qū)域平均面積更小，C正確；H值可反映細(xì)胞的質(zhì)壁分離程度，H值越小，細(xì)胞液濃度越高，滲透壓越大，D錯誤。[答案]Ceq\a\vs4\al([歸納拓展])植物細(xì)胞吸水和失水實驗存在的兩組對照本實驗存在的兩組實驗均為自身對照，自身對照指對照組和實驗組在同一研究對象上進(jìn)行，是實驗前后之間的對照。[對點訓(xùn)練]3．用2mol·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液分別浸泡取自同一部位的植物表皮。每隔相同時間在顯微鏡下測量視野中若干個細(xì)胞的長度x和原生質(zhì)體長度y(如圖1)，并計算x/y的平均值，得到圖2所示結(jié)果。對結(jié)果曲線分析中錯誤的是()A．2mol·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液的滲透壓相等B．a(chǎn)點前比值不變說明表皮細(xì)胞水分子進(jìn)出平衡C．b點前表皮細(xì)胞的吸水能力逐漸增大D．c點后表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原解析：選B滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目，2mol·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液的滲透壓相等，A正確；a點前比值不變且等于1，說明一開始細(xì)胞失水較少，原生質(zhì)體與細(xì)胞壁還未分離，B錯誤；b點前曲線上升，表明表皮細(xì)胞在蔗糖溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，其吸水能力逐漸增大，C正確；c點后，曲線下降，表明乙二醇(屬于脂類小分子物質(zhì))，可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部從而引起表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，D正確。4.(2021屆·沈陽期中)某同學(xué)為觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原，將同一植物相同部位的細(xì)胞分別置于一定濃度的KNO3溶液和蔗糖溶液中，發(fā)生質(zhì)壁分離后再置于清水中。實驗過程中兩組細(xì)胞的液泡體積隨時間的變化曲線如右圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A．曲線Ⅰ表示蔗糖組細(xì)胞的液泡體積的變化B．植物細(xì)胞自a點開始從外界溶液中吸收溶質(zhì)分子C．b點時，水分子進(jìn)出植物細(xì)胞達(dá)到動態(tài)平衡D．c點時，液泡體積不變，兩組實驗中細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相等解析：選C分析題圖可知：曲線Ⅰ先發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，Ⅱ后發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，說明曲線Ⅰ細(xì)胞能夠主動吸收溶液中的物質(zhì)，使得細(xì)胞液濃度增加，表示KNO3溶液組細(xì)胞的液泡體積的變化，A錯誤；曲線Ⅰ植物細(xì)胞在a點開始發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，說明細(xì)胞液濃度大于外界溶液的濃度，即a點之前細(xì)胞就從外界溶液中吸收溶質(zhì)分子，B錯誤；b點前，處于失水狀態(tài)，b點之后，細(xì)胞吸水，說明b點時，水分子進(jìn)出植物細(xì)胞達(dá)到動態(tài)平衡，C正確；置于清水中后，細(xì)胞滲透吸水，但由于細(xì)胞壁的限制，至c點時，液泡體積達(dá)到最大，但在a點前有K＋和NOeq\o\al(－,3)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，故到達(dá)平衡時兩組細(xì)胞液濃度不相等，D錯誤。知識點二物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞郊坝绊懸蛩豙系統(tǒng)主干知識]1．物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式2．模式圖中物質(zhì)跨膜運輸方式的判斷(1)圖中eq\a\vs4\al(Ⅰ)是載體蛋白，每次轉(zhuǎn)運都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變；圖中eq\a\vs4\al(Ⅱ)是通道蛋白，只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適應(yīng)的分子或離子通過。(2)判斷相應(yīng)物質(zhì)運輸方式：①屬于主動運輸?shù)氖莂、e，原因是逆濃度梯度運輸，需要載體蛋白協(xié)助和消耗能量。②屬于自由擴散的是b。③屬于協(xié)助擴散的是c、d。[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透1．自由擴散是物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞的運輸方式；物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞借助轉(zhuǎn)運蛋白的擴散，叫作協(xié)助擴散。(1)細(xì)胞質(zhì)中的氫離子可以通過擴散作用進(jìn)入液泡內(nèi)。(×)(2)細(xì)胞外液中的K＋進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞屬于自由擴散。(×)(3)甘油是極性分子，所以不能以自由擴散的方式通過細(xì)胞膜。(2014·全國卷Ⅰ，T1C)(×)(4)自由擴散和協(xié)助擴散都屬于被動運輸。(√)2．主動運輸是物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量的物質(zhì)運輸方式。(1)主動運輸一般是從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)。(√)(2)主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細(xì)胞的正常代謝。(×)(3)激素都必須通過主動運輸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)才能完成對細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)。(×)(4)Na＋與有關(guān)載體蛋白結(jié)合排出細(xì)胞屬于主動運輸。(√)二、科學(xué)思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．(教材必修1P67)水是極性分子，而磷脂分子的尾部是疏水的。水分子是否只能以自由擴散方式運輸？提示：不是。水分子可以通過自由擴散進(jìn)出細(xì)胞，但更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴散的方式進(jìn)出細(xì)胞的。2．(教材必修1P72)舉例說明物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的關(guān)系。提示：①協(xié)助擴散和主動運輸依賴細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量，或轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化，這也是細(xì)胞膜具有選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。②胞吞和胞吐也需要膜上蛋白質(zhì)的參與，更離不開磷脂雙分子層的流動性。[深化拓展提能]1．歸納概括同一物質(zhì)的不同運輸方式物質(zhì)相應(yīng)過程運輸方式葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞協(xié)助擴散進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞、腎小管重吸收葡萄糖主動運輸Na＋進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞協(xié)助擴散(靠離子通道)運出神經(jīng)細(xì)胞主動運輸(鈉-鉀泵)K＋進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞主動運輸(鈉-鉀泵)運出神經(jīng)細(xì)胞協(xié)助擴散(靠離子通道)2．影響物質(zhì)出入細(xì)胞的因素的曲線分析(1)物質(zhì)濃度(在一定的范圍內(nèi))(2)氧氣濃度[題點全訓(xùn)過關(guān)]題點(一)結(jié)合實例考查物質(zhì)運輸方式的判斷[典例1](2020·江蘇高考)如圖①～⑤表示物質(zhì)進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞的幾種方式，下列敘述正確的是()A．葡萄糖進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞方式不同B．Na＋主要以方式③運出小腸上皮細(xì)胞C．多肽以方式⑤進(jìn)入細(xì)胞，以方式②離開細(xì)胞D．口服維生素D通過方式⑤被吸收[解析]由圖示可知，葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞時逆濃度梯度運輸，該運輸方式屬于主動運輸，葡萄糖運出小腸上皮細(xì)胞時順濃度梯度運輸且需要載體，該運輸方式為協(xié)助擴散，A正確；據(jù)圖可知，Na＋主要以方式②(主動運輸)運出小腸上皮細(xì)胞，B錯誤；多肽以方式⑤(胞吞)進(jìn)入細(xì)胞，以胞吐方式離開細(xì)胞，C錯誤；維生素D為固醇類物質(zhì)，口服維生素D通過方式④(自由擴散)被吸收，D錯誤。[答案]Aeq\a\vs4\al([規(guī)律方法])“兩看法”快速判定物質(zhì)出入細(xì)胞的方式[對點訓(xùn)練]1．(2021·南京質(zhì)檢)紅細(xì)胞膜對水的快速通透能力可以被Hg2＋(Hg2＋能使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變)抑制，而Hg2＋并不影響僅由兩層磷脂分子構(gòu)成的人造膜對水的通透。據(jù)此推測，下列說法正確的是()A．Hg2＋改變了磷脂分子在膜中的排列方式B．水分子的跨膜運輸方式只能是自由擴散C．細(xì)胞膜中某些蛋白質(zhì)參與水的跨膜運輸D．溶液的pH不會影響細(xì)胞膜對水的通透性解析：選C由題意可知，Hg2＋能使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，不影響僅由兩層磷脂分子構(gòu)成的人造膜對水的通透，A錯誤；水分子的跨膜運輸方式既有自由擴散，也有協(xié)助擴散(通過水通道蛋白運輸)，B錯誤；細(xì)胞膜中某些蛋白質(zhì)參與水的跨膜運輸，C正確；溶液的pH會影響細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的活性，即影響細(xì)胞膜對水的通透性，D錯誤。2．(2020·海南高考)ABC轉(zhuǎn)運蛋白是一類跨膜轉(zhuǎn)運蛋白，參與細(xì)胞吸收多種營養(yǎng)物質(zhì)，每一種ABC轉(zhuǎn)運蛋白對物質(zhì)運輸具有特異性。ABC轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)運過程如圖所示下列有關(guān)敘述正確的是()A．ABC轉(zhuǎn)運蛋白可提高O2的跨膜運輸速度B．ABC轉(zhuǎn)動蛋白可協(xié)助葡萄糖順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞C．Cl－和氨基酸依賴同一種ABC轉(zhuǎn)運蛋白跨膜運輸D．若ATP水解受阻，ABC轉(zhuǎn)運蛋白不能完成轉(zhuǎn)運過程解析：選DO2的跨膜運輸方式為自由擴散，不需要載體蛋白協(xié)助，A錯誤；據(jù)圖可知，ABC轉(zhuǎn)運蛋白發(fā)揮作用的過程伴隨著ATP水解并釋放能量，而葡萄糖順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞不需要消耗能量，因此ABC轉(zhuǎn)運蛋白不能協(xié)助葡萄糖順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞，B錯誤；據(jù)題中信息可知，每一種ABC轉(zhuǎn)運蛋白對物質(zhì)運輸具有特異性，故Cl－和氨基酸跨膜運輸依賴的ABC轉(zhuǎn)運蛋白不同，C錯誤；ABC轉(zhuǎn)運蛋白發(fā)揮作用的過程伴隨著ATP的水解，若ATP水解受阻，ABC轉(zhuǎn)動蛋白不能完成轉(zhuǎn)運過程，D正確。題點(二)結(jié)合影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?，考查信息獲取能力和識圖能力[典例2](2021·瓊海月考)如圖甲、乙分別是洋蔥根尖在不同O2濃度及不同底物濃度情況下(其他條件適宜)，從含硝酸鉀的全營養(yǎng)液中吸收NOeq\o\al(－,3)的速率曲線圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．a(chǎn)點時影響離子吸收速率的主要因素是能量B．b點時離子吸收速率不再增大是因為載體的數(shù)量有限C．c點時影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度D．d點時離子吸收速率不再增大是因為底物濃度太高，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離[解析]洋蔥根尖吸收NOeq\o\al(－,3)的方式是主動運輸，吸收速率受能量、載體和底物濃度的影響。a點時離子吸收速率未達(dá)到最大，限制因素是O2濃度，而O2濃度通過影響呼吸作用產(chǎn)生的能量影響吸收速率，故此時主要影響因素是能量，A正確；b點時離子吸收速率不再隨O2濃度增大而增大，此時的限制因素是載體的數(shù)量，B正確；c點時離子吸收速率未達(dá)到最大，此時影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度，C正確；d點時離子吸收速率不再隨底物濃度增大而增大，主要是因為載體數(shù)量有限，D錯誤。[答案]Deq\a\vs4\al([規(guī)律方法])物質(zhì)出入細(xì)胞曲線題的解題關(guān)鍵(1)分析此類曲線題時，要注意區(qū)分橫坐標(biāo)表示的意義，曲線橫坐標(biāo)不同，表示的物質(zhì)運輸方式不完全相同。(2)解答此類問題時，要明確自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸三種跨膜運輸方式的區(qū)別和聯(lián)系，主要從是否需要能量和載體蛋白兩個方面考慮。[對點訓(xùn)練]3．(2019·全國卷Ⅱ)某種H＋-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP水解酶活性，能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞懸浮在一定pH的溶液中(假設(shè)細(xì)胞內(nèi)的pH高于細(xì)胞外)，置于暗中一段時間后，溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細(xì)胞的該溶液分成兩組，一組照射藍(lán)光后溶液的pH明顯降低；另一組先在溶液中加入H＋-ATPase的抑制劑(抑制ATP水解)，再用藍(lán)光照射，溶液的pH不變。根據(jù)上述實驗結(jié)果，下列推測不合理的是()A．H＋-ATPase位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上，藍(lán)光能夠引起細(xì)胞內(nèi)的H＋轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外B．藍(lán)光通過保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的H＋-ATPase發(fā)揮作用導(dǎo)致H＋逆濃度梯度跨膜運輸C．H＋-ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋所需的能量可由藍(lán)光直接提供D．溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞解析：選C由題干信息可知，用藍(lán)光照射保衛(wèi)細(xì)胞的懸浮液，溶液的pH明顯降低，說明細(xì)胞內(nèi)的H＋被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外，A正確。H＋運出保衛(wèi)細(xì)胞是逆濃度梯度的跨膜運輸，需要能量，因H＋-ATPase具有水解酶活性，故運輸所需能量由H＋-ATPase水解ATP提供，不由藍(lán)光直接提供，B正確、C錯誤。由題干可知，H＋的運輸需要載體蛋白和能量，說明H＋是通過主動運輸?shù)姆绞酵高^細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞的，D正確。4.某種細(xì)胞的體外培養(yǎng)過程中，細(xì)胞膜對Zn2＋的轉(zhuǎn)運速率隨培養(yǎng)時間的變化如圖。下列敘述正確的是()A．在0～60min和60～120min，Zn2＋分別以主動運輸和協(xié)助擴散進(jìn)入細(xì)胞B．在60～120min，曲線變緩說明該動物細(xì)胞內(nèi)外Zn2＋濃度逐漸相等C．在0～60min內(nèi)，參與Zn2＋轉(zhuǎn)運的載體蛋白可能在不斷增加D．若橫坐標(biāo)為O2濃度，其他條件不變，曲線形狀將保持不變解析：選C根據(jù)題意和曲線圖可知，在0～60min和60～120min，Zn2＋都是以主動運輸方式進(jìn)入細(xì)胞的，A錯誤；在60～120min，曲線變緩可能受該生物細(xì)胞膜上載體蛋白數(shù)量的限制，B錯誤；在0～60min內(nèi)，細(xì)胞膜對Zn2＋的轉(zhuǎn)運速率隨培養(yǎng)時間延長而逐漸增大，說明參與Zn2＋轉(zhuǎn)運的載體蛋白可能在不斷增加，C正確；若橫坐標(biāo)為O2濃度，其他條件不變，曲線形狀可能改變，因為在0min時細(xì)胞膜對Zn2＋的轉(zhuǎn)運速率應(yīng)是0，而在O2濃度是0時，細(xì)胞膜對Zn2＋的轉(zhuǎn)運速率不是0，D錯誤。一、科學(xué)探究——探究物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞絒內(nèi)化于心—思維建模]1．探究是主動運輸還是被動運輸2．探究是自由擴散還是協(xié)助擴散[外化于用]1．科學(xué)家在研究Na＋通過細(xì)胞膜的運輸方式時，做了下述實驗：先向槍烏賊神經(jīng)纖維里注入微量的放射性同位素24Na＋，不久可測得神經(jīng)纖維周圍溶液中存在24Na＋，如果在神經(jīng)纖維膜外溶液中先后加入某藥物和ATP，測得周圍溶液中24Na＋的量如圖所示。據(jù)圖作出的下列推斷，錯誤的是()A．加入某藥物后，溶液中24Na＋的量不再增加B．加入ATP后，細(xì)胞中24Na＋的量減少C．“某藥物”的作用機理是抑制ATP水解D．“某藥物”的作用機理是抑制細(xì)胞呼吸解析：選C由題圖知，在神經(jīng)纖維膜外溶液中先加入某藥物后，測得周圍溶液中24Na＋的量停止增加；加入ATP后，周圍溶液中24Na＋的量迅速增加，說明Na＋從神經(jīng)細(xì)胞排出需要消耗能量，屬于主動運輸，而該藥物的作用是抑制呼吸作用的進(jìn)行。2．紅樹林分布于熱帶亞熱帶海岸潮間帶，通常受到鹽脅迫。紅樹林植物為抵抗鹽脅迫，通過葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內(nèi)的鹽分排出，是強耐鹽植物。為探究紅樹林植株從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸，設(shè)計以下實驗進(jìn)行探究。(1)實驗步驟：①取生長發(fā)育相同的某紅樹林植株，分成A、B兩組，放入適宜濃度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；②A組給予正常的呼吸條件，B組______________________________________；③________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)實驗結(jié)論：①若兩組植株對K＋、Ca2＋的吸收速率相同，說明_________________________________________________________________________________________________________；②__________________________________，說明紅樹林植株從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸。解析：主動運輸和被動運輸最主要的區(qū)別在于是否需要消耗能量，而能量主要是通過細(xì)胞的呼吸作用提供的，因此實驗組和對照組的自變量應(yīng)為是否進(jìn)行呼吸作用，因變量是無機鹽離子的吸收速率。答案：(1)②加入呼吸抑制劑③一段時間后測定兩組植株根系對K＋、Ca2＋等無機鹽的吸收速率(2)①紅樹林植株從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是被動運輸②若B組吸收速率明顯小于A組吸收速率3.(2019·海南高考)在適宜條件下，測得的某植物根細(xì)胞對a、b兩種物質(zhì)的吸收速率與外界溶液中這兩種物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖所示(a、b兩條曲線分別代表植物根細(xì)胞對不同濃度a、b兩種物質(zhì)的吸收速率)?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)a是通過自由擴散方式跨膜運輸?shù)?。自由擴散的含義是______________________________________。(2)實驗結(jié)果表明：當(dāng)外界溶液中b的濃度達(dá)到一定數(shù)值時，再增加b的濃度，根細(xì)胞對b的吸收速率不再增加?？赡艿脑蚴莀______________________。(3)王同學(xué)據(jù)圖認(rèn)為b的跨膜運輸方式是主動運輸，李同學(xué)認(rèn)為是協(xié)助擴散。請設(shè)計實驗確定王同學(xué)的判斷是否正確。要求簡要寫出實驗思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論。解析：(1)物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞即自由擴散，該過程不需要載體和能量，受細(xì)胞內(nèi)外濃度差的影響。(2)由圖可知，b可能是協(xié)助擴散或主動運輸，b需要載體協(xié)助，當(dāng)外界溶液中b的濃度達(dá)到一定數(shù)值時，載體數(shù)目飽和，再增加b的濃度，根細(xì)胞對b的吸收速率不再增加。(3)協(xié)助擴散與主動運輸?shù)膮^(qū)別在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸產(chǎn)生的能量較多，無氧呼吸產(chǎn)生的能量較少，故實驗設(shè)計的自變量是有無氧氣，因變量是細(xì)胞對b的吸收速率。設(shè)計實驗時要注意等量原則和單一變量原則。實驗思路及預(yù)期結(jié)果和結(jié)論參見答案。答案：(1)物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞(2)載體數(shù)量飽和(3)實驗思路：將長勢相同的某植物根細(xì)胞平均分為兩組，甲組放在有氧條件下，乙組放在無氧條件下，將甲、乙兩組植物根細(xì)胞放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后，分別測定根細(xì)胞對b物質(zhì)的吸收速率。預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：若甲組根細(xì)胞對b物質(zhì)的吸收速率大于乙組，則說明b物質(zhì)的跨膜運輸方式為主動運輸；若甲組和乙組根細(xì)胞對b物質(zhì)的吸收速率大致相同，則說明b物質(zhì)的跨膜運輸方式為協(xié)助擴散。二、科學(xué)探究——植物細(xì)胞的吸水和失水實驗的拓展應(yīng)用[內(nèi)化于心—思維建模]1．判斷成熟植物細(xì)胞的死活2．測定細(xì)胞液濃度范圍3．比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小4．比較未知濃度溶液的濃度大小5．鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)[外化于用]1．(2017·海南高考)為研究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象，某同學(xué)將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質(zhì)溶液中，一段時間后觀察到葉表皮細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象。下列說法錯誤的是()A．該植物的葉表皮細(xì)胞是具有液泡的活細(xì)胞B．細(xì)胞內(nèi)甲物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞外甲物質(zhì)的濃度C．細(xì)胞液中的H2O可以經(jīng)擴散進(jìn)入甲物質(zhì)溶液中D．甲物質(zhì)和H2O能自由通過該葉表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁解析：選B具有大液泡的活細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離；質(zhì)壁分離過程中，細(xì)胞失水，此時，細(xì)胞外甲物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞液的濃度；細(xì)胞液中的H2O可以經(jīng)擴散進(jìn)入甲物質(zhì)溶液中；細(xì)胞壁是全透的，甲物質(zhì)和H2O能自由通過。2．在質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗中，顯微鏡下依次觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的三種狀態(tài)，如圖所示。分別測量甲、乙、丙細(xì)胞的長度a和原生質(zhì)體長度b，下列相關(guān)敘述正確的是()A．細(xì)胞液濃度：甲＞乙＞丙B．細(xì)胞液濃度：丙＞乙＞甲C．由甲到乙，b/a(%)值變大D．丙的b/a(%)值最大解析：選D由圖可知，質(zhì)壁分離程度：丙＜甲＜乙，則細(xì)胞液濃度乙＞甲＞丙，A、B錯誤；由甲到乙原生質(zhì)體減小，b/a(%)的值減小，C錯誤；甲、乙、丙中，質(zhì)壁分離程度最小的是丙，則丙的b/a(%)的值最大，D正確。3．某研究小組用5種植物材料進(jìn)行質(zhì)壁分離實驗。在相同的放大倍數(shù)下，記錄視野中的細(xì)胞數(shù)目，然后滴加蔗糖溶液，記錄從滴加蔗糖溶液到發(fā)生“初始質(zhì)壁分離”的平均時間，繪制成下圖。下列說法正確的是()A．據(jù)圖分析可知，5種植物材料中山茶細(xì)胞最小B．該實驗在觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時，沒有設(shè)計對照實驗C．若在發(fā)生質(zhì)壁分離后滴加清水，則5種材料復(fù)原時間都不同D．5種材料中，紅花檵木發(fā)生質(zhì)壁分離的速度最快解析：選D在相同的放大倍數(shù)下，視野中山茶的細(xì)胞數(shù)目最少，說明其細(xì)胞最大，紅花檵木觀察到的細(xì)胞數(shù)目最多，則細(xì)胞最小，A錯誤；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后自身對照，B錯誤；若在發(fā)生質(zhì)壁分離后滴加清水，則5種材料復(fù)原時間不能確定，C錯誤；5種材料中，紅花檵木從滴加蔗糖溶液到發(fā)生“初始質(zhì)壁分離”的平均時間最短，發(fā)生質(zhì)壁分離的速度最快，D正確。4．用不同濃度的NaCl溶液處理洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞，研究其發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原的快慢，結(jié)果如下表所示，下列說法正確的是()不同濃度NaCl溶液處理細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的時間(s)注：“＋”表示質(zhì)壁分離與復(fù)原的程度。A．處理的NaCl溶液濃度越高，質(zhì)壁分離發(fā)生越快，質(zhì)壁分離程度越大B．實驗觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的NaCl溶液濃度最好在4%～6%之間選擇C．洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的濃度與約7%的NaCl溶液濃度相等D．若某濃度蔗糖溶液與濃度為4%的NaCl溶液滲透壓相當(dāng)，則在兩種溶液中細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原程度應(yīng)大致相同解析：選B處理的NaCl溶液濃度越高，質(zhì)壁分離發(fā)生越快，質(zhì)壁分離程度逐漸增大，到達(dá)一定程度將不再變化；當(dāng)NaCl溶液濃度為0.8%時不發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象，當(dāng)NaCl溶液濃度≥7%時質(zhì)壁分離后將不再復(fù)原，實驗觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的NaCl溶液濃度最好在4%～6%之間選擇；當(dāng)NaCl溶液濃度為0.8%時不發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象，當(dāng)NaCl溶液濃度在0.9%～1%時細(xì)胞剛發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原，所以洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的濃度與約0.8%的NaCl溶液濃度相等；若某濃度蔗糖溶液與濃度為4%的NaCl溶液滲透壓相當(dāng)，則在兩種溶液中細(xì)胞的質(zhì)壁分離程度應(yīng)大致相同，但在蔗糖溶液中不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。一、立足主干知識，注重基礎(chǔ)性和綜合性1.將蘿卜條放在不同濃度的蔗糖溶液中進(jìn)行實驗，在保持細(xì)胞存活的條件下，蔗糖溶液濃度與蘿卜條細(xì)胞液的濃度變化的關(guān)系圖如右，其中b點代表實驗前細(xì)胞液的濃度，且a＝b。假設(shè)實驗前所選的各組蘿卜條的細(xì)胞液的濃度均相同。下列有關(guān)敘述正確的是()A．蔗糖溶液濃度小于a時，蘿卜條細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象B．蔗糖溶液濃度為a時，蘿卜條細(xì)胞內(nèi)外的水分無跨膜運輸C．蔗糖溶液濃度大于a點時，蘿卜條細(xì)胞失水，質(zhì)量將減少D．將處于a濃度蔗糖溶液中的蘿卜條移入清水中，則該蘿卜條細(xì)胞會發(fā)生吸水漲破解析：選C胡蘿卜細(xì)胞液濃度為b，與a相等，當(dāng)蔗糖溶液濃度小于a時，蘿卜條細(xì)胞吸水，略微膨脹，A錯誤；蔗糖溶液濃度為a時，與細(xì)胞液滲透壓相等，蘿卜條細(xì)胞內(nèi)外水分子進(jìn)出速率相等，B錯誤；胡蘿卜細(xì)胞液濃度為b，與a相等，當(dāng)蔗糖溶液濃度大于a時，蘿卜條細(xì)胞失水，質(zhì)量將減少，C正確；由于蘿卜條細(xì)胞有細(xì)胞壁，所以該細(xì)胞吸水后不會漲破，D錯誤。2．將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞放入一定濃度的KNO3溶液中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞原生質(zhì)體體積在最初的0～t1時間內(nèi)不斷減小，在隨后的t1～t2時間內(nèi)不斷增大并恢復(fù)到原來水平。下列敘述正確的是()A．0～t1時間內(nèi)水從細(xì)胞液進(jìn)入外界溶液，t1～t2時間內(nèi)K＋、NOeq\o\al(－,3)開始從外界進(jìn)入細(xì)胞液B．0～t1時間內(nèi)細(xì)胞液中紫色程度逐漸變深，t1～t2時間內(nèi)細(xì)胞液中紫色程度逐漸變淺C．0～t1時間內(nèi)細(xì)胞液滲透壓高于KNO3溶液的滲透壓，而t1～t2時間內(nèi)兩者正好相反D．0～t1時間內(nèi)細(xì)胞出現(xiàn)質(zhì)壁分離并復(fù)原的現(xiàn)象，表明生物膜具有一定的流動性解析：選B0～t1時間內(nèi)，原生質(zhì)體的體積不斷縮小，說明水從細(xì)胞液進(jìn)入外界溶液，K＋、NOeq\o\al(－,3)一開始就從外界進(jìn)入細(xì)胞液，A錯誤；0～t1時間內(nèi)，細(xì)胞失水，細(xì)胞液中紫色程度逐漸變深，t1～t2時間內(nèi)，細(xì)胞吸水，細(xì)胞液中紫色程度逐漸變淺，B正確；0～t1時間內(nèi)，細(xì)胞失水，細(xì)胞液滲透壓低于KNO3溶液的滲透壓，而t1～t2時間內(nèi)兩者正好相反，C錯誤；0～t1時間內(nèi)發(fā)生質(zhì)壁分離，t1～t2時間內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)壁分離的復(fù)原，表明生物膜具有一定的流動性，D錯誤。3．水分子存在兩種跨膜運輸機制，一種是通過磷脂雙分子層的自由擴散，另一種是通過水通道蛋白跨膜運輸。研究者為探究哺乳動物成熟紅細(xì)胞的吸水方式，進(jìn)行了如下實驗，將甲組紅細(xì)胞用生理鹽水配制的蛋白酶溶液處理，乙組紅細(xì)胞用等量的生理鹽水處理。將甲、乙兩組制成裝片，在蓋玻片一側(cè)滴加清水，另一側(cè)用吸水紙吸引，顯微鏡下觀察在相同時間內(nèi)兩組細(xì)胞發(fā)生破裂的情況。下列分析不合理的是()A．水分子的上述兩種跨膜運輸方式，都是順濃度梯度進(jìn)行的B．磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性，水分子自由擴散通過細(xì)胞膜時會受到一定阻礙C．若甲、乙兩組細(xì)胞破裂數(shù)差異不大，則說明水分子主要以自由擴散進(jìn)入紅細(xì)胞D．若甲組細(xì)胞破裂的數(shù)量比乙組少，則說明水分子僅通過通道蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞解析：選D水分子的上述兩種跨膜運輸方式都是被動運輸，都是順濃度梯度進(jìn)行的，A正確；從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析，由于磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性的原因，水分子自由擴散通過細(xì)胞膜時會受到一定的阻礙，B正確；若甲和乙兩組細(xì)胞破裂數(shù)差異不大，破裂的細(xì)胞數(shù)目基本相同，說明水跨膜不需要通道蛋白，進(jìn)而可知水分子主要以自由擴散進(jìn)入紅細(xì)胞，C正確；若水分子僅通過通道蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞，則甲組細(xì)胞膜上的水通道蛋白被蛋白酶破壞，則水不能進(jìn)入甲組細(xì)胞，甲組細(xì)胞不會破裂，D錯誤。4．如圖是在不同情況下，成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度隨時間變化而變化的曲線圖。下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四圖的敘述，錯誤的是()A．圖甲中c點時細(xì)胞液濃度最低B．圖乙中mn時間段，細(xì)胞吸水能力逐漸增強C．圖丙中b點之后，細(xì)胞液濃度下降速度減慢可能與細(xì)胞壁有關(guān)D．圖丁中c點時原生質(zhì)體體積最大、吸水能力最強解析：選D由圖甲可知，細(xì)胞液濃度在c點最小，A正確；圖乙中mn時間段內(nèi)，細(xì)胞液濃度逐漸增大，細(xì)胞吸水能力逐漸增強，B正確；圖丙中a到b時間內(nèi)細(xì)胞液濃度逐漸變小，細(xì)胞吸水，b點后細(xì)胞液濃度下降緩慢，最可能的原因是受細(xì)胞壁的限制，C正確；圖丁中，c點時細(xì)胞液濃度最大，細(xì)胞失水最多，原生質(zhì)體最小，但細(xì)胞吸水能力最強，D錯誤。5．(2021·瓊海檢測)鈣泵是一種存在于細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜上的運輸Ca2＋的ATP水解酶，其能驅(qū)動細(xì)胞質(zhì)中的Ca2＋泵出細(xì)胞或泵入細(xì)胞內(nèi)的鈣庫(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等儲存Ca2＋的細(xì)胞器)，以維持細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)低濃度的Ca2＋。當(dāng)細(xì)胞受到刺激時，Ca2＋又會從細(xì)胞外或鈣庫中借助通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。下列相關(guān)說法錯誤的是()A．一氧化碳中毒時鈣泵的活性會降低B．Ca2＋泵出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的過程屬于主動運輸C．Ca2＋從細(xì)胞外或鈣庫中借助通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的過程屬于協(xié)助擴散D．鈣泵參與運輸Ca2＋的過程屬于放能反應(yīng)解析：選D一氧化碳中毒，則氧氣運輸速率下降，影響能量供應(yīng)，則鈣泵的活性會降低，A正確；Ca2＋泵出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，需要鈣泵，鈣泵能運輸Ca2＋，而且能將ATP水解提供能量，屬于主動運輸，B正確；Ca2＋從細(xì)胞外或鈣庫中借助通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，是從高濃度運輸?shù)降蜐舛?，屬于協(xié)助擴散，C正確；鈣泵參與運輸Ca2＋的過程屬于吸能反應(yīng)，D錯誤。6．現(xiàn)有甲、乙、丙、丁、戊五種濃度依次升高或降低的KNO3溶液，將生理狀況相同的蘿卜條分別浸泡其中，蘿卜條的長度隨時間推移變化如下表所示。下列相關(guān)敘述正確的是()KNO3溶液濃度甲乙丙丁戊剛開始時無變化無變化無變化無變化無變化緊接著長度明顯變短長度變短長度稍微變短？長度變長A．表格中“？”處的實驗結(jié)果一定是長度無變化B．甲、乙、丙、丁、戊五種KNO3溶液濃度依次增大C．繼續(xù)觀察，甲組蘿卜條的長度不可能復(fù)原D．繼續(xù)觀察，乙組蘿卜條的長度可能會復(fù)原解析：選D據(jù)題干信息“甲、乙、丙、丁、戊五種濃度依次升高或降低”，丙組蘿卜條緊接著觀察結(jié)果為長度稍微變短，說明丙溶液濃度大于細(xì)胞液濃度；戊組蘿卜條細(xì)胞長度變長，說明戊溶液濃度小于細(xì)胞液濃度，則丁介于二者之間，實驗結(jié)果有可能是細(xì)胞長度無變化，還可能是長度略有變長，或長度稍微變短，A錯誤。據(jù)緊接著觀察結(jié)果分析，甲、乙、丙、丁、戊五種KNO3溶液濃度依次減小，B錯誤。K＋、NOeq\o\al(－,3)可以通過主動運輸方式進(jìn)入到細(xì)胞液中，因此甲組和乙組蘿卜條的長度可能會復(fù)原，C錯誤、D正確。7.大型胞飲作用是一種特殊的胞吞作用，內(nèi)吞物與質(zhì)膜上的受體結(jié)合后，質(zhì)膜形成皺褶包裹內(nèi)吞物形成囊泡，囊泡與溶酶體融合并被水解酶降解，過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．大型胞飲作用依賴于細(xì)胞膜的流動性B．內(nèi)吞物被降解后的產(chǎn)物都能被細(xì)胞回收利用C．質(zhì)膜形成皺褶的過程需要細(xì)胞骨架發(fā)揮作用D．細(xì)胞通過大型胞飲作用攝入物質(zhì)具有選擇性解析：選B大型胞飲作用有膜的融合過程，依賴于細(xì)胞膜的流動性，A正確；內(nèi)吞物被降解后的只有部分產(chǎn)物能被細(xì)胞回收利用，B錯誤；質(zhì)膜形成皺褶的過程需要細(xì)胞骨架發(fā)揮作用，C正確；該過程需要細(xì)胞識別，因此通過大型胞飲作用攝入物質(zhì)具有選擇性，D正確。8．分析有關(guān)磷酸鹽的資料1和資料2，回答下列問題。資料1：為開展用大蒜治理水體富營養(yǎng)化的研究，研究人員配制了濃度為0.01mmol/L、0.025mmol/L、0.05mmol/L、0.075mmol/L、0.1mmol/L、0.25mmol/L、0.5mmol/L、0.75mmol/L、1.00mmol/L的9種不同濃度的KH2PO4溶液，將大蒜的根系分別全部浸入200mL的9種溶液中，其他培養(yǎng)條件均相同且適宜。4h后取出植株，測定并得到如圖所示的磷酸鹽吸收速率曲線(圖1)。資料2：觀察真核細(xì)胞膜上磷酸鹽載體結(jié)構(gòu)(圖2)，其中圈定的分子為磷酸鹽。當(dāng)能量作用于磷酸鹽載體時，載體蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，把磷酸鹽從細(xì)胞外轉(zhuǎn)運到細(xì)胞內(nèi)。(1)大蒜根細(xì)胞吸收磷酸鹽可用于合成________(至少寫一個)等重要有機物。(2)在圖1中，磷酸鹽濃度超過0.8mmol/L以后，大蒜根系對磷酸鹽的吸收速率不再隨磷酸鹽溶液濃度的增加而增加的原因是__________________________________________。由此可判斷大蒜根系細(xì)胞吸收磷酸鹽的運輸方式可能是________________。(3)在濃度為0.01mmol/L和0.025mmol/L的KH2PO4溶液中，大蒜根細(xì)胞中磷酸鹽的濃度為0.04～0.12mmol/L，這種________(填“逆”或“順”)濃度梯度進(jìn)行的運輸符合________(填運輸方式)的特點。(4)根據(jù)資料2分析，磷酸鹽載體因為具有____________________，所以能特異性識別并結(jié)合磷酸鹽，組成該載體的基本單位是__________。解析：(1)細(xì)胞中含有磷元素的有機物主要有核酸、磷脂等。(2)圖1中，由于載體蛋白的數(shù)量或能量供應(yīng)的限制，大蒜根系對磷酸鹽的吸收速率達(dá)到一定值后不再增加；根據(jù)該吸收方式需要載體協(xié)助，也可能需要消耗能量，可推測大蒜根系細(xì)胞吸收磷酸鹽的運輸方式可能是協(xié)助擴散或主動運輸。(3)由題干信息可知，大蒜根細(xì)胞可逆濃度梯度吸收磷酸鹽，從而確定大蒜根細(xì)胞通過主動運輸方式吸收磷酸鹽。(4)磷酸鹽載體具有特定的空間結(jié)構(gòu)，能特異性識別并結(jié)合磷酸鹽。該載體是蛋白質(zhì)，組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。答案：(1)核酸、磷脂(合理即可)(2)載體蛋白的數(shù)量(或能量供應(yīng))限制了吸收速率協(xié)助擴散或主動運輸(3)逆主動運輸(4)特定的空間結(jié)構(gòu)氨基酸9．(2021·青島一模)細(xì)胞中的少部分ATP會在酶的催化下形成cAMP，cAMP在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝方面發(fā)揮重要作用。如圖甲是腎小管上皮細(xì)胞部分生理過程圖解，圖乙是該細(xì)胞膜局部亞顯微結(jié)構(gòu)圖解，請回答相關(guān)問題：(1)ATP合成酶主要存在于各種細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)上。具體而言，ATP合成酶在植物細(xì)胞中主要存在于______________________膜上，在原核細(xì)胞中主要存在于________膜上。(2)圖甲中cAMP的增多改變了細(xì)胞中某些酶的活性，這些酶活性改變后，通過促進(jìn)____________________________，促進(jìn)細(xì)胞對水的重吸收。請寫出該過程的遺傳信息傳遞途徑：_________________________________________________________________。(3)圖甲中cAMP在細(xì)胞中被稱為“第二信使”，則該過程中的“第一信使”指的是________激素。圖甲所示生理過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜____________________________功能。(4)圖乙①～⑤過程中，需要消耗ATP的有____________，判斷的依據(jù)是_________。解析：(1)在植物細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體膜上均能合成ATP，均分布有ATP合成酶。原核細(xì)胞沒有具膜細(xì)胞器，ATP合成酶主要存在于細(xì)胞膜上。(2)圖甲中cAMP的增多改變了細(xì)胞中某些酶的活性，這些酶活性改變后，通過促進(jìn)水通道蛋白的合成，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞對水的重吸收。該過程的遺傳信息傳遞途徑為DNAeq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)錄))mRNAeq\o(→,\s\up7(翻譯))水通道蛋白。(3)抗利尿激素能促進(jìn)腎小管和集合管對水分的重吸收，圖甲中cAMP在細(xì)胞中被稱為“第二信使”，則該過程中的“第一信使”指的是垂體釋放的抗利尿激素。圖甲所示生理過程包括信號分子與受體的識別和水分子進(jìn)入細(xì)胞，故體現(xiàn)了細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流功能。(4)圖乙①～⑤過程中，①⑤逆濃度梯度運輸，為主動運輸，需要載體、消耗ATP。答案：(1)線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體細(xì)胞(2)水通道蛋白的合成DNAeq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)錄))mRNAeq\o(→,\s\up7(翻譯))水通道蛋白(3)抗利尿控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(4)①和⑤它們是逆濃度梯度運輸二、強化遷移能力，突出創(chuàng)新性和應(yīng)用性10．細(xì)菌紫膜質(zhì)是一種膜蛋白，ATP合成酶能將H＋勢能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能?？茖W(xué)家分別將細(xì)菌紫膜質(zhì)和ATP合成酶重組到脂質(zhì)體(一種由磷脂雙分子層組成的人工膜)上，在光照條件下，觀察到如圖所示的結(jié)果。下列敘述正確的是()A．甲圖中H＋跨膜運輸?shù)姆绞绞菂f(xié)助擴散B．ATP合成酶不能將光能直接轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能C．破壞跨膜H＋濃度梯度對ATP的合成無影響D．ATP合成酶只具有催化作用，不具有運輸作用解析：選B甲圖中在光照條件下，H＋能逆濃度跨膜運輸，則跨膜運輸?shù)姆绞绞侵鲃舆\輸，A錯誤；由圖可知，ATP合成酶能將H＋勢能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能，ATP合成酶不能將光能直接轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能，B正確；由圖可知，破壞跨膜H＋濃度梯度會抑制ATP的合成，C錯誤；由圖可知，ATP合成酶既具有催化ATP合成的功能，也具有運輸H＋的作用，D錯誤。11．氰化物是一種劇毒物質(zhì)，其通過抑制[H]與O2的結(jié)合，使得組織細(xì)胞不能利用氧氣而陷入內(nèi)窒息。如圖為研究植物根尖細(xì)胞吸收K＋的相關(guān)實驗。下列分析錯誤的是()A．通過實驗甲可以判斷植物根尖細(xì)胞吸收K＋屬于主動運輸B．植物根尖細(xì)胞膜上載體蛋白的數(shù)量會限制K＋的吸收C．實驗乙加入氰化物后能量逐漸被消耗，最終將無法吸收K＋D．氰化物起作用的部位可能是線粒體內(nèi)膜解析：選C由實驗甲可知，加入KCl后，氧氣的消耗速率增加，說明植物根尖細(xì)胞吸收K＋需要消耗能量，屬于主動運輸，A正確；植物根尖細(xì)胞吸收K＋的方式屬于主動運輸，需要載體和能量，則植物根尖細(xì)胞膜上載體蛋白的數(shù)量會限制K＋的吸收，B正確；實驗乙中4h后組織細(xì)胞吸收K＋的速率不再降低，說明吸收K＋的能量還可來自無氧呼吸，C錯誤；氰化物能抑制[H]與O2的結(jié)合，作用的部位可能是線粒體內(nèi)膜，D正確。12．某同學(xué)為探究不同物質(zhì)及濃度對洋蔥表皮細(xì)胞失水的影響，設(shè)計了如下實驗。請回答下列問題：步驟1：配制具有一定濃度梯度的蔗糖和氯化鈉溶液各10mL，分別加入培養(yǎng)皿中，加蓋、編號。步驟2：從同一紫色洋蔥鱗片葉的相同部位撕取外表皮若干，迅速分別投入到上述培養(yǎng)皿中，使其完全浸入溶液，浸泡10min。步驟3：依次取出洋蔥鱗片葉外表皮，制成臨時裝片，用顯微鏡觀察并拍照。步驟4：統(tǒng)計照片中細(xì)胞總數(shù)及質(zhì)壁分離細(xì)胞數(shù)，計算質(zhì)壁分離細(xì)胞占比，結(jié)果如圖。(1)步驟1中培養(yǎng)皿加蓋的目的是____________________________________。步驟3中制作臨時裝片時，需在載玻片中央滴加1～2滴________________________。(2)實驗表明，當(dāng)兩種溶液的濃度低于0.2mol·L－1時，洋蔥表皮細(xì)胞幾乎不發(fā)生質(zhì)壁分離，原因是________________________________。在0.4mol·L－1蔗糖溶液中大約只有20%的細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離，同一表皮的細(xì)胞質(zhì)壁分離不同步的原因是___________________。(3)根據(jù)實驗結(jié)果分析，0.6mol·L－1NaCl溶液的滲透壓比0.6mol·L－1蔗糖溶液的滲透壓________。(4)在“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗”中，一般認(rèn)為使材料中50%左右的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的溶液濃度為理想實驗濃度，因為用該濃度溶液進(jìn)行實驗________________，不宜選用0.35mol·L－1NaCl溶液進(jìn)行實驗的理由是_______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)步驟1中培養(yǎng)皿加蓋的目的是防止水分蒸發(fā)，引起溶液濃度改變。步驟3中制作臨時裝片時，需在載玻片中央滴加1～2滴相應(yīng)培養(yǎng)皿中的溶液，把洋蔥表皮細(xì)胞浸潤在溶液中。(2)實驗表明，當(dāng)兩種溶液的濃度低于0.2mol·L－1時，洋蔥表皮細(xì)胞幾乎不發(fā)生質(zhì)壁分離，原因是外界溶液的濃度低于洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度；在0.4mol·L－1蔗糖溶液中大約只有20%的細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離，同一表皮的細(xì)胞質(zhì)壁分離不同步的原因是不同細(xì)胞的細(xì)胞液濃度存在差異。(3)根據(jù)實驗結(jié)果分析，0.6mol·L－1NaCl溶液的滲透壓比0.6mol·L－1蔗糖溶液的滲透壓高，因此NaCl溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離的比例也高。(4)在“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗”中，一般認(rèn)為使材料中50%左右的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的溶液濃度為理想實驗濃度，因為用該濃度溶液進(jìn)行實驗既能保證觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象，又不至于細(xì)胞內(nèi)失水過多而影響其復(fù)原；不宜選用0.35mol·L－1NaCl溶液進(jìn)行實驗的理由是實驗操作中NaCl溶液濃度難免發(fā)生改變，從而導(dǎo)致質(zhì)壁分離細(xì)胞占比發(fā)生較大改變。答案：(1)防止水分蒸發(fā)，引起溶液濃度改變相應(yīng)培養(yǎng)皿中的溶液(2)外界溶液的濃度低于洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同細(xì)胞的細(xì)胞液濃度存在差異(3)高(4)既能保證觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象，又不至于細(xì)胞內(nèi)失水過多而影響其復(fù)原實驗操作中NaCl溶液濃度難免發(fā)生改變，從而導(dǎo)致質(zhì)壁分離細(xì)胞占比發(fā)生較大改變第二講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶知識點一酶的作用和本質(zhì)[系統(tǒng)主干知識]1．比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗過程(2)變量分析2．酶本質(zhì)的探索歷程(連線)3．酶的本質(zhì)和功能[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透1．同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。(1)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物。(√)(2)活化能是分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量。(√)(3)酶提供了反應(yīng)過程中所必需的活化能。(×)(4)隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降。(×)2．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。(1)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸。(×)(2)酶都會與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。(×)(3)酶能為反應(yīng)提供能量。(×)(4)酶是在活細(xì)胞的核糖體中合成的。(×)二、科學(xué)思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．(教材必修1P77“探究·實踐”拓展)在比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗中，有同學(xué)在原有實驗的基礎(chǔ)上增加了5號和6號試管，向其中分別加入2mL過氧化氫溶液后，再向5號試管內(nèi)加入2滴煮沸過的肝臟研磨液，向6號試管內(nèi)加入2滴蒸餾水。請說出這樣做的目的。提示：在比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗中的自變量并非只有一個，而是包括溫度和催化劑兩個變量，1號試管中僅放置了過氧化氫溶液，可以起到對照作用。2號試管與1號試管的區(qū)別在于溫度，3號試管和4號試管與1號試管的區(qū)別在于比1號試管多了催化劑。3號試管與4號試管之間也可以起相互對照作用。加入2滴煮沸過的肝臟研磨液的5號試管，可以與加入新鮮的肝臟研磨液的4號試管做對照；同理，加入2滴蒸餾水的6號試管可以作為3號試管和4號試管的對照組。2．(教材必修1P80“拓展應(yīng)用”T3延伸思考)如圖表示A、B兩種酶用同一種蛋白酶處理后酶活性與處理時間的關(guān)系，據(jù)圖分析：(1)A、B兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同？提示：不相同。A酶能抵抗該種蛋白酶的降解，其化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA；B酶能被蛋白酶破壞，活性降低，化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(2)B酶活性改變的原因是什么？提示：B酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使其活性喪失。(3)欲讓A、B兩種酶的變化趨勢換位，應(yīng)用哪種酶處理？提示：應(yīng)用RNA水解酶處理。[深化拓展提能]1．對比分析酶與動物激素的“一同三不同”相同都具有微量、高效的特點，也具有一定特異性不同產(chǎn)生部位幾乎所有活細(xì)胞都產(chǎn)生酶；而只有內(nèi)分泌細(xì)胞才能產(chǎn)生激素化學(xué)本質(zhì)酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA；激素的化學(xué)本質(zhì)則為蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸衍生物等作用機制酶是催化劑，在化學(xué)反應(yīng)前后，質(zhì)量和性質(zhì)不變；激素作為信號分子，在發(fā)揮完作用后被滅活2．酶的作用機理分析(1)表示無酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是AC段。(2)表示有酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是BC段。(3)酶降低的活化能是AB段。(4)若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B點在縱軸上應(yīng)向上移動。[題點全訓(xùn)過關(guān)]題點(一)考查酶的概念和本質(zhì)[典例1](2017·全國卷Ⅱ)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是()A．在細(xì)胞中，核外沒有參與DNA合成的酶B．由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37[解析]真核細(xì)胞中的DNA主要分布于細(xì)胞核中，細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA分布，所以參與DNA合成的酶也可分布于線粒體和葉綠體中；酶作為生物催化劑可以在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，也可以在生物體外發(fā)揮作用；鹽析法主要用于蛋白質(zhì)的分離、純化，胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因而可用鹽析法進(jìn)行沉淀；唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度為37℃[答案]Ceq\a\vs4\al([易錯提醒])有關(guān)酶的幾個易錯點(1)酶并不都是蛋白質(zhì)，少部分是RNA。(2)酶并不只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用，酶可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用。(3)酶不具有調(diào)節(jié)作用，酶只起催化作用。(4)酶不會從食物中獲得，是在活細(xì)胞中合成的。(5)酶的結(jié)構(gòu)并不是始終不變的，酶在催化過程中會發(fā)生可逆性的結(jié)構(gòu)變化。[對點訓(xùn)練]1．關(guān)于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯誤的是()A．酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAB．脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2C．蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類D．纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁解析：選D酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA；脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2；蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類；纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁，細(xì)菌細(xì)胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖酶降解。2．(2021·黃岡模擬)在蛋白質(zhì)合成過程中，肽酰轉(zhuǎn)移酶催化核糖體上一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基間形成肽鍵。該酶對核糖核酸酶敏感，但對蛋白酶不敏感。下列關(guān)于肽酰轉(zhuǎn)移酶的敘述錯誤的是()A．肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體上合成B．肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體中起作用C．肽酰轉(zhuǎn)移酶催化氨基酸脫水縮合D．肽酰轉(zhuǎn)移酶能降低反應(yīng)的活化能解析：選A肽酰轉(zhuǎn)移酶對核糖核酸酶敏感，但對蛋白酶不敏感，說明該酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，不是在核糖體上合成的，A錯誤；肽酰轉(zhuǎn)移酶催化核糖體上一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基間形成肽鍵，而肽鍵的合成場所是核糖體，由此可見肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體中起作用，并能催化氨基酸脫水縮合，B、C正確；酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，D正確。題點(二)考查酶的作用及其作用原理[典例2]為使反應(yīng)物A→產(chǎn)物P，采取了酶催化(最適溫度和pH)和無機催化劑催化兩種催化方法，其能量變化過程用圖甲中兩條曲線表示；圖乙表示某酶促反應(yīng)過程的示意圖，下列有關(guān)分析不合理的是()A．距離b可反映無機催化劑催化效率比酶催化效率低的原因B．適當(dāng)升高溫度，酶催化的曲線Ⅱ?qū)?yīng)的距離a將上升C．圖乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表葡萄糖和果糖D．圖乙中若①代表胰蛋白酶，當(dāng)pH稍低于最適值時，③④的生成速率不變[解析]曲線Ⅰ可代表無機催化劑催化的反應(yīng)，曲線Ⅱ可代表酶催化的反應(yīng)，距離b表示酶催化時降低的活化能(與無機催化劑催化的反應(yīng)相比)，故距離b可反映無機催化劑催化效率比酶催化效率低的原因，A正確；圖甲中該酶所處的環(huán)境條件為最適條件，故將酶催化的反應(yīng)溫度升高，酶活性下降，導(dǎo)致其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降，a將上升，B正確；蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖組成，C正確；pH會影響酶活性，pH低于最適值時，酶活性降低，③④的生成速率也會下降，D錯誤。[答案]Deq\a\vs4\al([易錯提醒])正確理解有關(guān)酶的作用及原理(1)酶的作用原理是降低反應(yīng)的活化能。(2)加熱不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但是可以為反應(yīng)提供活化能。(3)酶和無機催化劑一樣，在反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量保持不變，但酶并非能終生發(fā)揮作用，酶和其他物質(zhì)一樣也需要更新。[對點訓(xùn)練]3．(2021·泰安模擬)細(xì)胞的生命活動能高效、有序地進(jìn)行，與酶的功能特點密切相關(guān)。如圖是酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的示意圖，下列敘述正確的是()A．圖中ab段表示酶所降低的活化能B．酶具有高效性，細(xì)胞代謝可在任何條件下進(jìn)行C．若圖中的底物是蛋白質(zhì)，則酶可以是唾液淀粉酶D．酶在化學(xué)反應(yīng)中不能重復(fù)利用解析：選A由圖分析可知ab段表示酶所降低的活化能，A正確；酶促反應(yīng)需要適宜的條件，細(xì)胞代謝需要在適宜的溫度和pH條件下進(jìn)行，B錯誤；酶具有專一性，蛋白質(zhì)可以被蛋白酶水解，唾液淀粉酶不能水解蛋白質(zhì)，若圖中的底物是蛋白質(zhì)，則酶是蛋白酶，C錯誤；酶在化學(xué)反應(yīng)前后，質(zhì)和量不變，在化學(xué)反應(yīng)中能重復(fù)利用，D錯誤。4．下圖表示某酶的作用模式圖，有關(guān)敘述正確的是()A．該酶的基本組成單位是氨基酸B．酶提供底物RNA活化所需的能量C．pH影響酶的空間結(jié)構(gòu)從而影響催化效率D．酶與底物結(jié)合后會失去催化活性解析：選C根據(jù)題圖分析，該酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，A正確；酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不能為化學(xué)反應(yīng)提供能量，B錯誤；pH(過酸或者過堿)影響酶的空間結(jié)構(gòu)從而影響催化效率，C錯誤；酶與底物結(jié)合后沒有失去催化活性，可循環(huán)使用，D錯誤。知識點二酶的特性和影響酶活性的因素[系統(tǒng)主干知識]1．酶的特性(1)高效性：與無機催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著，催化效率更高。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。①物理模型——“鎖和鑰匙學(xué)說”圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。②曲線分析酶A只能催化底物A參與的反應(yīng)，說明酶具有專一性。(3)酶的作用條件“較溫和”①在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會降低。②過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。2．探究影響酶活性的條件(1)探究溫度對酶活性的影響試管編號試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實驗步驟一1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃放入60℃放入100℃三將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0℃將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60℃將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100℃四取出試管各加入兩滴碘液，振蕩實驗現(xiàn)象藍(lán)色無明顯現(xiàn)象藍(lán)色實驗結(jié)論淀粉酶在60℃時催化淀粉水解，在100℃和(2)探究pH對酶活性的影響試管編號試管1試管2試管3實驗步驟一2滴過氧化氫酶溶液二1mL蒸餾水1mL0.01mol/L的鹽酸溶液1mL0．01mol/L的NaOH溶液三2mL體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液實驗現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生實驗結(jié)論pH會影響酶的活性，酶的活性有適宜的pH范圍[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。(1)溫度和pH會影響酶的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響酶的活性。(√)(2)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)。(√)(3)不同酶的最適溫度可能相同。(√)(4)低溫只是抑制酶的活性，不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，溫度升高后酶可恢復(fù)活性。(√)二、科學(xué)思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．(教材必修1P84)舉例說明細(xì)胞中的各類化學(xué)反應(yīng)有序進(jìn)行，與酶在細(xì)胞中的分布有關(guān)。提示：拿植物葉肉細(xì)胞來說，與光合作用有關(guān)的酶分布在葉綠體內(nèi)，與呼吸作用有關(guān)的酶分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)，這樣，光合作用與呼吸作用在細(xì)胞內(nèi)不同的區(qū)室同時進(jìn)行，就可以互不干擾了。2．(教材必修1P85“概念檢測”3題拓展)將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃提示：破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶的活性[深化拓展提能]1．驗證酶的高效性和專一性(1)驗證酶的高效性[實驗方案]項目實驗組對照組材料等量的同一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶溶液等量的無機催化劑現(xiàn)象反應(yīng)速率很快，或反應(yīng)用時短反應(yīng)速率緩慢，或反應(yīng)用時長結(jié)論酶具有高效性[操作示例]2H2O2eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(過氧化氫酶),\s\do5()))2H2O＋O2比較O2產(chǎn)生的快慢eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(FeCl3),\s\do5()))2H2O＋O2(2)驗證酶的專一性[實驗方案]項目方案一方案二實驗組對照組實驗組對照組材料底物相同(等量)與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性[操作示例]2．探究酶的最適溫度或pH[實驗方案]組別編號12…n實驗材料等量的同種底物溫度(pH)T1(a1)T2(a2)…Tn(an)衡量指標(biāo)相同時間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余量的多少實驗結(jié)論生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)[操作示例](1)探究酶的最適溫度(2)探究酶的最適pH說明：探究溫度(pH)對酶活性影響的實驗設(shè)計思路與探究酶的最適溫度(pH)基本相同，只是無需設(shè)置一系列溫度(pH)梯度，設(shè)置幾組溫度(pH)做自變量即可，其他操作過程基本相同。[題點全訓(xùn)過關(guān)]題點(一)借助模式圖、曲線圖考查酶的特性[典例1](2021·?？谀M)溫度會影響酶促反應(yīng)速率，其作用機理可用坐標(biāo)曲線表示(如圖)。其中a表示底物分子具有的能量，b表示溫度對酶空間結(jié)構(gòu)的影響，c表示酶促反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系。下列說法正確的是()A．隨著溫度的升高，底物分子具有的活化能增加B．處于曲線c中1、2位點酶分子活性是相同的C．酶促反應(yīng)速率是底物分子的能量與酶空間結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果D．酶適于低溫保存，原因是底物分子的能量低[解析]由圖可知，隨著溫度的升高，底物分子具有的能量增加，A錯誤；處于曲線c中1、2位點酶促反應(yīng)速率相等，但酶分子活性不一定相同，B錯誤；由圖可知，底物分子的能量與酶空間結(jié)構(gòu)都會影響酶促反應(yīng)速率，C正確；由圖可知，酶適于低溫保存，原因是低溫只是抑制酶活性，不會使酶變性失活，D錯誤。[答案]C[對點訓(xùn)練]1．細(xì)胞代謝中某種酶與其底物、產(chǎn)物的關(guān)系如圖所示，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．酶1與產(chǎn)物b結(jié)合后失活，說明酶的功能由其空間結(jié)構(gòu)決定B．酶1的變構(gòu)位點和活性位點的結(jié)構(gòu)取決于特定的氨基酸序列C．酶1有兩種底物且能與產(chǎn)物b結(jié)合，因此酶1不具有專一性D．酶1與產(chǎn)物b的相互作用可以防止細(xì)胞生產(chǎn)過多的產(chǎn)物a解析：選C由圖中關(guān)系可知，酶1與產(chǎn)物b結(jié)合后失活，酶1失活后與有活性時相比空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，說明酶的功能由其空間結(jié)構(gòu)決定，A正確；同一種酶，氨基酸種類和數(shù)目相同，故酶1的變構(gòu)位點和活性位點的結(jié)構(gòu)不同是因為氨基酸的序列不同，B正確；從圖中可知，酶1只催化兩種底物合成產(chǎn)物a的反應(yīng)，具有專一性，C錯誤；酶1與產(chǎn)物b結(jié)合使酶1無活性，合成產(chǎn)物a的反應(yīng)會中斷，這樣可以防止細(xì)胞生產(chǎn)過多的產(chǎn)物a，D正確。2．某些蛋白酶在生產(chǎn)和使用前需要測定酶活性。如圖表示科研人員選用酪蛋白對多種蛋白酶的活性進(jìn)行測定的實驗結(jié)果(注：實驗在30℃A．在上述實驗條件下，蛋白酶K和α-胰凝乳蛋白酶的活性最高B．在實驗過程中，部分菠蘿蛋白酶和胰蛋白酶可能失活C．這幾種蛋白酶均能分解酪蛋白，說明這些酶不具有專一性D．可用鹽析的方法從各種蛋白酶的提取液中沉淀出蛋白酶解析：選C由圖可知，在上述實驗條件下，蛋白酶K和α-胰凝乳蛋白酶的活性最高，A正確；該實驗是在pH＝9.0的條件下進(jìn)行的，pH較高，木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和胰蛋白酶的活性較低，部分酶可能失活，B正確；酶的專一性是指一種酶能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，酪蛋白的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此不同蛋白酶都能分解酪蛋白，這能體現(xiàn)酶的專一性，C錯誤；題中幾種酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，可用鹽析的方法把這幾種酶從各自的提取液中沉淀出來，D正確。題點(二)設(shè)計實驗探究影響酶活性的因素[典例2]已知玉米子粒在萌發(fā)過程中產(chǎn)生淀粉酶促進(jìn)淀粉分解。某研究小組的同學(xué)將某種玉米的子粒浸種發(fā)芽后研磨勻漿、過濾，得到提取液，分裝在編號為A1、B1、C1三支試管中，分別置于20℃、40℃、100℃環(huán)境中保存。另取三支試管編號為A2、B2、C2，分別加入等量的淀粉溶液后，分別置于20℃、40℃、100℃環(huán)境中保存。適當(dāng)時間后，分別向A2、B2、C2中加入對應(yīng)溫度下保存的少許等量的玉米子粒提取液，保持各組溫度(1)實驗中分別將提取液和淀粉溶液置于不同溫度下保存，再將其對應(yīng)混合，這樣做的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)向混合后并保溫處理30分鐘的A2、B2、C2三支試管中分別加入等量的碘液，觀察三支試管中溶液顏色變化，發(fā)現(xiàn)三支試管中溶液都變藍(lán)，但深淺不同，顏色最深的試管編號是________，原因是__________________________。有人提出可用斐林試劑代替碘液，通過比較試管中溶液顏色的深淺可得出同樣結(jié)論，你認(rèn)為此方案________(填“合理”或“不合理”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)以上實驗的三組處理溫度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最適溫度。請設(shè)計實驗確定最適溫度。要求：寫出設(shè)計思路即可。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)為了排除酶在實驗過程中受到環(huán)境溫度的影響而導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差，所以在實驗中需要分別將提取液和淀粉溶液置于不同溫度下保存，再將其對應(yīng)混合。(2)向混合后并保溫處理30分鐘的A2、B2、C2三支試管中分別加入等量的碘液，觀察三支試管中溶液顏色變化，發(fā)現(xiàn)三支試管中溶液都變藍(lán)，但深淺不同，由于高溫使酶失活，淀粉未被分解，所以顏色最深的試管編號是C2。由于斐林試劑需要水浴加熱?能呈現(xiàn)顏色變化，因此會改變原設(shè)定的溫度，導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差，所以該實驗中，不宜用斐林試劑代替碘液。(3)以上實驗的三組處理溫度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最適溫度。要確定最適溫度，則實驗設(shè)計思路為在20℃到100[答案](