浙江专版2019版高考生物一轮复习第二单元细胞代谢第5讲细胞与能量物质出入细胞的方式课件.pdf
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1、第5讲 细胞与能量、 物质出入细胞的方式 第二单元 细胞的代谢 考试标准必考加试考试标准必考加试 1.细胞内的吸能 反应和放能反应 aa 5.动、植物细胞吸水和 失水的过程及原因 bb 2.ATP的化学组 成和特点 aa6.被动转运和主动转运bb 3.ATP在能量代 谢中的作用 bb7.胞吞和胞吐aa 4.扩散和渗透的 过程 bb 8.活动:观察洋葱表皮 细胞的质壁分离及质壁 分离复原 bb 考点一 ATP 考点三 活动:观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离 复原 考点二 物质出入细胞的方式 模拟演练 课时训练 内容索引 ATP 考点一 1.吸能反应与放能反应吸能反应与放能反应 知识梳理 (1
2、)吸能反应 概念:产物分子中的势能比反应物分子中的势能_ 实例: 是植物绿色细胞中最重要的吸能反应, 该反应所需的能量来自_ 高 光合作用 太阳光 (2)放能反应 概念:产物分子中的势能比反应物分子中的势能_ 实例:所有细胞中最重要的放能反应是糖的_ 低 氧化 (3)吸能反应和放能反应的纽带是 。 ATP 2.ATP是细胞中的能量通货是细胞中的能量通货 (1)结构 _ 腺嘌呤 _ 磷酸基团 (2)转化 ATP Pi_ ADP ATP (3)结构特点:在酶的催化下, 的高能磷酸键容易水解释放大量能量。 (4)再生特点:ATP在细胞中易于再生,可以作为源源不断的能源。 腺苷 核糖 ADP 能量 P
3、i 能量 远离A 3.ATP的来源及在能量代谢中的作用的来源及在能量代谢中的作用 (1)细胞内的绝大多数生命活动都以ATP作为直接能源物质,ATP是细胞 中的 。 能量通货 (2)在有关酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同时与磷酸结合,重新 形成ATP。细胞内的放能反应主要是 。 (3)ATP形成的能量来源:对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来 自于 ,对于绿色植物来说,则来自于 。 细胞呼吸 细胞呼吸光合作用和细胞呼吸 思考讨论思考讨论 1.据图填写ATP的化学组成 (1)写出数字代表的含义: ; ; ; ; ; 。 (2)ATP与ADP相互转化的关系式为: 。 腺嘌呤 核糖磷酸基团高
4、能磷酸键 腺苷 ADP 2.下图为ATP的结构简图,请分析: (1)图中A表示 ,P代表 。 腺嘌呤磷酸基团 提示 (2)图示b、c、d所示化学键是否相同?其中最易断裂和重建的是哪一个? 提示 提示 图示b为普通磷酸键,c、d为高能磷酸键,其中d处的键最易断裂 和重建。 (3)图示框e的名称是什么? 提示 提示 图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸,它是构成RNA的基本单位之一。 (4)催化d断裂的酶与催化d生成的酶 (填“是”或“不是”)同一 种酶,高等植物细胞内ATP在 等部位生成。 不是 叶绿体的类囊体膜、细胞溶胶和线粒体 3.据图归纳梳理细胞内常见的产生与消耗ATP的生理过程 转化场所常见的生理
5、过程 细胞膜消耗ATP: 、胞吞、胞吐 细胞溶胶 产生ATP:细胞呼吸第 阶段 消耗ATP:一些需能反应 叶绿体 产生ATP: 反应 消耗ATP: 反应以及自身DNA的复制和转录、蛋白质的 合成等 主动转运 一 光 碳 线粒体 产生ATP:需氧呼吸第 阶段 消耗ATP:自身DNA的复制和转录、蛋白质的合成等 核糖体消耗ATP:蛋白质的合成 细胞核消耗ATP:DNA的复制、转录等 二、三 题型一 题型一 ATP的化学组成和特点的化学组成和特点 1.(2017余姚中学开学考)下列关于ATP的叙述,错误的是 A.ATP是细胞中的“能量通货” B.ATP在细胞中容易再生 C.ATP分子含有3个高能磷酸
6、键 D.ATP分子中含有腺嘌呤 解析 解析 ATP分子中含有2个高能磷酸键,C错误。 解题探究 答案解析 2.如图为ATP的结构示意图,下列相关叙述中,正确的是 A.图中也是构成DNA和RNA的五碳糖 B.图中指的是高能磷酸键,在ATP分子中共有3个 C.图中是mRNA与质粒共有碱基之一 D.图中是构成DNA的基本组成单位之一 答案解析 解析 解析 由图中信息可知,依次是核糖、高能磷酸键、腺嘌呤、 腺嘌呤核糖核苷酸。DNA分子中不含核糖,A错误; ATP分子中有3个磷酸键,但高能磷酸键只有2个,B错误; 质粒为环状DNA分子,DNA与RNA共有的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤和 胞嘧啶,C正确; 腺嘌呤
7、核糖核苷酸是构成RNA的基本组成单位之一,D错误。 归纳提升归纳提升 辨析辨析“A”含义的小技巧含义的小技巧 ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都含有“A”,在不同物质中表示 的含义差别较大,结合下图作简要分析: (1)ATP中的A为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成。 (2)DNA中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核 糖和一分子磷酸组成。 (3)RNA中的A为腺嘌呤核糖核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子核糖和 一分子磷酸组成。 (4)核苷酸中的A为腺嘌呤。 题型二 题型二 ATP与与ADP的相互转化的相互转化 3.如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图, 下列相关叙述中正确的是 A
8、.过程不能发生在线粒体中 B.过程不能发生在叶绿体中 C.过程所需的能量一定是来自有机物分解 D.过程释放的能量来自高能磷酸键 答案解析 解析 解析 过程为ATP的合成,可以发生在线粒体和细胞溶胶中,也可 以发生在叶绿体中,A错误; 过程表示ATP水解释放能量,可以发生在光合作用碳反应过程中, 场所为叶绿体基质,B错误; 过程所需要的能量可以来自光能,C错误; 过程释放的能量来自ATP中的高能磷酸键,D正确。 答案解析 4.有关右图的叙述,不正确的是 A.ADP被释放后,蛋白质还能结合ATP B.与图中蛋白质具有相同功能的物质, 有些不能与双缩脲试剂发生紫色反应 C.图中的能量可用于细胞内的需
9、要能量 的生命活动 D.该蛋白质也可结合ADP和Pi合成ATP 解析 解析 据图分析,该过程为ATP的水解,需要的蛋白质为ATP水解酶, 化学反应前后酶数量和化学性质不变,A正确; 图中为ATP水解酶,酶具有催化作用,与图中蛋白质具有相同功能的物质, 大多数是蛋白质,少数是RNA,RNA类的酶不能与双缩脲试剂发生紫 色反应,B正确; ATP中的能量释放出来用于各项生命活动,C正确; 酶具有专一性,ADP和Pi合成ATP,需要ATP合成酶,而图中为ATP水 解酶,D错误。 物质出入细胞的方式 考点二 1.扩散和渗透扩散和渗透 知识梳理 (1)扩散 含义:分子或离子从 处向 处运动的现象 结果:物
10、质分子分布 ,直到平衡 高浓度低浓度 均匀 (2)渗透 含义:水分子通过 的扩散 方向:从水分子数 的一侧进入水分子数 的 一侧 膜 相对较多相对较少 2.动植物细胞的吸水和失水动植物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物成熟红细胞为例) 项目吸水水分子进出平衡失水 条件 外界溶液浓度 细 胞内液浓度 外界溶液浓度 细 胞内液浓度 外界溶液浓度_ 细胞内液浓度 现象细胞_细胞形态基本不变细胞_ 图示 小于等于大于 膨胀甚至胀破皱缩 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) 项目吸水水分子进出平衡失水 条件 外界溶液浓度 细 胞液浓度 外界溶液浓度_ 细胞液浓度 外界溶
11、液浓度_ 细胞液浓度 现象 细胞形态 、 稍有增大或_ 的复原 细胞形态基本不变细胞发生_ 小于等于大于 基本不变 发生质壁 分离后 质壁分离 3.物质出入细胞的方式物质出入细胞的方式 高低 载体蛋白能量 低高 能量和载体蛋白 流动性 能量 思考讨论思考讨论 1.利用渗透装置图分析渗透现象 (1)若S1溶液浓度大于S2,则单位时间 内由S2S1的水分子数 S1S2, 外观上表现为S1液面上升;若S1溶液 浓度 S2,则情况相反,外观上表现为S1液面下降。 (2)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差h,则S1溶液浓度仍大 于S2。因为液面高的一侧形成的压强,会 溶剂由低浓度一侧向高浓 度一侧
12、扩散。 多于 小于 阻止 2.如图甲是一个典型的渗透装置,图乙是一个成熟的植物细胞,请完成下 列填空: (1)的名称是 ,具有的特点: (即水分子和溶解在水里的 物质均能通过),伸缩性 。 指的是原生质层(质膜及其以内部分), 包括 ,细胞质, ;其特点是伸缩性大,相当于半透膜。 细胞壁全透性 小 细胞膜液泡膜 (2)图乙中,与图甲中a相对应的为 ,与b相对应的为 原生质层,与c相对应的是“ ”。 (3)当 时,细胞失水,发生 现象。 当 时,细胞吸水,失水的细胞发生_ 现象。 细胞液 外界溶液 外界溶液浓度细胞液浓度质壁分离 外界溶液浓度细胞液浓度质壁 分离复原 3.结合实例判断下列物质的转
13、运方式 A.水 B.O2、CO2 C.红细胞吸收葡萄糖 D.甘油、脂肪酸、性激素、 乙醇等脂溶性物质进入细胞 E.小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 F.无机盐、 葡萄糖等逆浓度梯度进出细胞 G.神经细胞静息状态下K外流和兴奋时 Na内流 H.人红细胞吸收K、排出Na I.胰岛细胞分泌胰岛素 J.神 经细胞分泌化学递质 K.巨噬细胞吞噬抗原 (1)以上属于扩散的是 。 (2)以上属于易化扩散的是 。 (3)以上属于主动转运的是 。 (4)以上属于胞吞的是 ,属于胞吐的是 。 A、B、D C、G E、F、H KI、J 4.根据图示进一步确定物质跨膜转运的方式和影响因素 (1)填写相关的跨膜转运方式及结构
14、名称 A: ;B: ;C: ;a: 。 (2)填写以下有关跨膜转运方式的影响因素 A: ;B: ;C: 。 扩散易化扩散主动转运载体蛋白 浓度差浓度差和载体蛋白载体蛋白和能量 (3)观察图示,判断转运方式 胞吐主动转运 主动转运扩散 易化扩散易化扩散 重难突破 1.不同因素对物质跨膜运输影响的曲线模型不同因素对物质跨膜运输影响的曲线模型 影响物质跨膜运输的因素有多种,最常见的有: 内部因素载体的种类、数量; 外部因素物质的浓度、影响细胞呼吸强度的因素(如氧气浓度、温度等) (1)物质浓度(在一定的范围内) (2)氧气浓度 (3)温度 2.有关物质出入细胞的有关物质出入细胞的9个个“不要漏掉不要
15、漏掉” (1)需要载体蛋白协助的转运方式除主动转运外不要漏掉易化扩散。 (2)消耗能量的转运方式除主动转运外不要漏掉胞吞和胞吐。 (3)从高浓度到低浓度的转运方式除(简单)扩散外不要漏掉易化扩散,如神 经纤维膜上的钠离子内流(易化扩散)。有些主动转运的物质也可以从高浓 度到低浓度运输,如小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖。 (4)影响易化扩散转运速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。 (5)与主动转运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)转运速率与O2浓度无关的转运方式除(简单)扩散外不要漏掉易化扩散。 (7)胞吞(吐)的大分子物质穿过细胞膜的层数为0,因为该过程
16、是通过膜 的融合将物质转入或转出细胞的。 (8)RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核,是通过核孔,而不是通过 胞吞、胞吐。 (9)大分子颗粒通过胞吞、胞吐运输,不要漏掉某些小分子也可通过胞吞、 胞吐进出细胞,如突触前膜通过胞吐释放神经递质(小分子有机物)。 题型一 扩散和渗透题型一 扩散和渗透 1.U形管中装有两种不同的溶液R及S,并被一半透性膜(X)隔开(如下图所 示)。与S相比,R为低渗溶液(即浓度较低)。当图a中的U形管内溶液达到 平衡时(参看图b),关于U形管两侧溶液的高度 及浓度对应正确的是 A.右侧较高,两溶液等渗,即浓度相等 B.右侧较高,且右侧为高渗,即浓度较高 C.左侧较高,
17、且右侧为低渗,即浓度较低 D.两侧高度相等,且为等渗 解题探究 答案解析 解析解析 由于溶液S浓度高于溶液R,所以U形管内达到平衡时,右侧较高。 此时两侧液面造成的压强差与两侧溶液的渗透压差对水分通过半透膜的 作用相等,水分进出平衡。 2.如图为渗透作用实验,开始时如图(一),A代表清水,B、C代表蔗糖 溶液,过一段时间后结果如图(二),漏斗管内液面不再变化,H1、H2表 示漏斗管内液面与清水的液面差,下列说法错误的是 答案解析 A.图(一)中B的浓度大于C的浓度 B.图(二)中B的浓度等于C的浓度 C.图(一)中A的水分子扩散到B的速度大于A的水分子扩散到C的速度 D.图(二)中A的水分子扩
18、散到C的速度等于C的水分子扩散到A的速度 解析 解析 根据图(二)的结果可知,图(一)中B的浓度大于C的浓度,A正确; 根据图(二)的结果(H1高于H2)可知,图(二)中B的浓度大于C的浓度,B 错误; 由于B的蔗糖溶液的浓度比C的蔗糖浓度高,所以图(一)中A的水分子 扩散到B的速度大于A的水分子扩散到C的速度,C正确; 图(二)中C的水柱不再上升,所以水分子由A进入C和水分子由C进入A 是相等的,处于动态平衡,D正确。 易错警示易错警示 1.摩尔浓度摩尔浓度质量浓度质量浓度 溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度,如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓 度相同,但摩尔浓度是10%蔗糖溶液的小,故
19、水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液 移动。 2.渗透平衡渗透平衡浓度相等浓度相等 达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧溶液的浓 度未必相等,如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达渗透平衡,但浓度总 不会相等。 3.人工膜人工膜生物膜生物膜 生物膜具有选择透性;人工膜具有半透性,物质能否通过取决于孔径大小。 题型二 动物细胞吸水和失水的过程及原因题型二 动物细胞吸水和失水的过程及原因 3.将红细胞转移至不同浓度(、)的三种盐溶液中, 结果如图所示。这三种盐溶液的浓度大小关系是 A. B. C. D. 解析 解析 当外界溶液浓度大于红细胞内溶液浓度时,细胞失水皱缩;当外 界溶液浓
20、度小于红细胞内溶液浓度时,细胞吸水膨胀。根据图示可以判断, 溶液的浓度最低,溶液的浓度最高,这三种盐溶液的浓度大小关系 是。 答案解析 4.(2017浙江4月选考)将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中,水分子的跨膜 运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子进出的 多少)。下列叙述正确的是 A.一段时间后,甲细胞会发生质壁分离 B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞 C.光学显微镜下能观察到乙细胞有水分子的进出 D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,甲细胞先破裂 答案解析 解析 解析 实验材料用的是家兔红细胞,动物细胞不存在细胞壁,不能发 生质壁分离,故A错误; 在光学显微镜
21、下看不到水分子进出,故C错误; 甲、乙、丙三者,都来自该家兔的红细胞,浓度应该相同,如果放入 蒸馏水中应同时破裂,故D错误; 渗透作用的条件之一是浓度差,故选B。 题型三 被动转运和主动转运题型三 被动转运和主动转运 5.(2017台州期末)离子泵是一种依赖ATP供能完成离子跨膜转运的载体 蛋白。下列叙述错误的是 A.离子通过离子泵的跨膜转运属于主动转运 B.离子泵与被转运的离子结合后其形状会发生变化 C.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜转运离子的速率 D.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜转运离子的速率 答案解析 解析 解析 离子通过离子泵的跨膜转运需要载体蛋白和消耗能量,属于主 动转运,A正
22、确; 离子泵与被转运的离子结合后其形状会发生变化,B正确; 离子的跨膜转运需要载体蛋白,因此加入蛋白质变性剂会降低离子泵 跨膜转运离子的速率,C错误; 动物一氧化碳中毒会减少能量的供应,进而会降低离子泵跨膜转运离 子的速率,D正确。 6.如图曲线a、b表示物质跨(穿)膜转运的两种方式, 下列表述正确的是 A.脂溶性小分子物质不能通过方式a转运 B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D.抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响 答案解析 解析 解析 据图分析,曲线a表示被转运分子的转运速率与浓度呈正比,符 合扩散的特点。曲线b表示在被转运分子的
23、浓度较低时,随着浓度提高, 转运速率增加,浓度较大时出现饱和现象,符合易化扩散或主动转运 的特点(受载体蛋白数量限制)。 A项中,脂溶性小分子的跨膜转运方式是扩散; B项中,扩散与载体蛋白无关; D项中,抑制细胞呼吸,能量供应停止,会影响主动转运,但对扩散和 易化扩散无影响。 方法技巧方法技巧 三种方法巧判物质转运方式三种方法巧判物质转运方式 方法一:根据分子大小判断物质转运方式 方法二:根据曲线判断物质转运方式 (1)物质浓度有饱和点的曲线表示易化扩散或主动转运(如图甲)。 (2)成正比关系的曲线表示扩散(如图乙)。 (3)与细胞呼吸或O2浓度有关系的曲线表示主动转运(如图丙)。 方法三:根
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