（浙江選考）2020版高考生物新導學大一輪復習 第5講 細胞與能量、物質(zhì)出入細胞的方式（含解析）講義.docx
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第5講 細胞與能量、物質(zhì)出入細胞的方式 [考綱要求] 1.細胞內(nèi)的吸能反應和放能反應(a)。2.ATP的化學組成和特點(a)。3.ATP在能量代謝中的作用(b)。4.擴散和滲透的過程(b)。5.動、植物細胞吸水和失水的過程及原因(b)。6.被動轉運和主動轉運(b)。7.胞吞和胞吐(a)。8.活動：觀察洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復原(b)。 考點一 ATP 1.吸能反應與放能反應 (1)吸能反應 (2)放能反應 (3)吸能反應和放能反應的紐帶是ATP。 2.ATP是細胞中的能量通貨 (1)結構 (2)轉化 (3)結構特點：在酶的催化下，遠離A的高能磷酸鍵容易水解釋放大量能量。 提醒 ATP—ADP循環(huán)的特點 (1)在正常的活細胞中，ATP與ADP的相互轉化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡。ATP在細胞內(nèi)存在的特點：量少、普遍存在、易再生、轉化迅速。 (2)ADP、Pi可反復循環(huán)利用，故ATP－ADP循環(huán)中物質(zhì)是可逆的，能量不可逆。 (1)白細胞在血管內(nèi)黏著、遷移需要消耗ATP( √ ) (2)活細胞內(nèi)ATP與ADP的轉化只能單向進行( ) (3)ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應( √ ) (4)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡( ) (5)“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”( ) ATP的來源及在能量代謝中的作用 (1)細胞內(nèi)的絕大多數(shù)生命活動都以ATP作為直接能源物質(zhì)，ATP是細胞中的能量通貨。 (2)在有關酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與磷酸結合，重新形成ATP。細胞內(nèi)主要的放能反應是糖的氧化過程即細胞呼吸。 (3)ATP形成的能量來源：對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，均來自于細胞呼吸，對于綠色植物來說，則來自于光合作用和細胞呼吸。 命題點一 ATP的化學組成和特點 1.(2018浙江4月選考)ATP是細胞中的能量通貨。下列敘述正確的是( ) A.ATP中的能量均來自細胞呼吸釋放的能量 B.ATP－ADP循環(huán)使得細胞儲存了大量的ATP C.ATP水解形成ADP時釋放能量和磷酸基團 D.ATP分子中的2個高能磷酸鍵不易斷裂水解 答案 C 解析 光反應和細胞呼吸都可以產(chǎn)生ATP，A錯誤；ATP在細胞內(nèi)含量少，易再生，ATP－ADP循環(huán)不會使得細胞貯存大量的ATP，B錯誤；ATP水解形成ADP和磷酸基團，同時釋放能量，C正確；ATP分子中的2個高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定，易斷裂水解，D錯誤。 2.如圖為ATP的結構示意圖，下列相關敘述中，正確的是( ) A.圖中①也是構成DNA和RNA的五碳糖 B.圖中②指的是高能磷酸鍵，在ATP分子中共有3個 C.圖中③是mRNA與質(zhì)粒共有堿基之一 D.圖中④是構成DNA的基本組成單位之一 答案 C 解析 由圖中信息可知，①～④依次是核糖、高能磷酸鍵、腺嘌呤、腺嘌呤核糖核苷酸。DNA分子中不含核糖，A錯誤；ATP分子中有3個磷酸鍵，但高能磷酸鍵只有2個，B錯誤；質(zhì)粒為環(huán)狀DNA分子，DNA與RNA共有的堿基有腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶，C正確；腺嘌呤核糖核苷酸是構成RNA的基本組成單位之一，D錯誤。 辨析“A”含義的小技巧 ATP與DNA、RNA、核苷酸的結構中都含有“A”，在不同物質(zhì)中表示的含義差別較大，結合下圖作簡要分析： (1)ATP中的A為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。 (2)DNA中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成。 (3)RNA中的A為腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成。 (4)核苷酸中的A為腺嘌呤。 (5)ATP去掉兩個磷酸基團后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一，如圖所示： 命題點二 ATP與ADP的相互轉化 3.(2018南通模擬)如圖為細胞中ATP與ADP相互轉化示意圖。下列相關敘述正確的是( ) A.催化①、②過程的酶的功能及合成場所不同 B.②過程釋放的能量來自于ATP分子中腺苷與磷酸基團連接化學鍵的斷裂 C.①、②過程均可在線粒體、葉綠體中發(fā)生 D.根據(jù)圖示可知，ATP與ADP之間的轉化屬于可逆反應 答案 C 解析?、佗谶^程酶的合成場所都是核糖體，A錯誤；②過程是ATP的水解，釋放的能量來自高能磷酸鍵，B錯誤；線粒體、葉綠體中均可發(fā)生ATP的合成與水解過程，C正確；ATP與ADP之間的轉化不是可逆反應，因為所需的酶不同，發(fā)生的場所也不同，是兩個反應，D錯誤。 4.有關下圖的敘述，不正確的是( ) A.ADP被釋放后，蛋白質(zhì)還能結合ATP B.與圖中蛋白質(zhì)具有相同功能的物質(zhì)，有些不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應 C.圖中的能量可用于細胞內(nèi)的需要能量的生命活動 D.該蛋白質(zhì)也可結合ADP和Pi合成ATP 答案 D 解析 據(jù)圖分析，該過程為ATP的水解，需要的蛋白質(zhì)為ATP水解酶，化學反應前后酶的數(shù)量和化學性質(zhì)不變，A正確；圖中蛋白質(zhì)為ATP水解酶，具有催化作用，與該酶具有相同功能的物質(zhì)，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，RNA類的酶不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，B正確；ATP中的能量直接用于各項生命活動，C正確；酶具有專一性，ADP和Pi合成ATP，需要ATP合成酶，而圖中為ATP水解酶，D錯誤。 命題點三 ATP在能量代謝中的作用 5.下列有關ATP的相關敘述中，正確的有幾項( ) ①人體成熟的紅細胞、蛙的紅細胞、雞的紅細胞中均能合成ATP?、谌艏毎麅?nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度的穩(wěn)定，細胞消耗ATP的量增加 ③ATP中的“A”與構成DNA、RNA中的堿基“A”不是同一物質(zhì)?、蹵TP是生物體生命活動的直接供能物質(zhì)，但在細胞內(nèi)含量很少 ⑤能進行需氧呼吸的細胞不一定含有線粒體，但一定含有相關的酶?、轆TP中的能量既可以來源于光能和化學能，也可以轉化為光能和化學能 A.6B.5C.4D.3 答案 A 解析 ATP是一切生命活動的直接能量來源，所有活細胞都能合成ATP，①正確；若細胞內(nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度的穩(wěn)定，需要將Na＋運出細胞，此運輸方式是主動運輸，需要消耗能量，則細胞消耗ATP的量增加，②正確；ATP中的A是腺苷，與構成DNA、RNA中的堿基“A”(腺嘌呤)不是同一種物質(zhì)，③正確；ATP是生物體生命活動的直接供能物質(zhì)，但在細胞內(nèi)含量很少，不能貯存，④正確；能進行需氧呼吸的細胞不一定含有線粒體，但一定含有相關的酶，例如原核細胞不含有線粒體，但是含有與需氧呼吸有關的酶，可以進行需氧呼吸，⑤正確；ATP中的能量既可以來源于光能和化學能，也可以轉化為光能和化學能，⑥正確。 6.下列有關ATP的敘述，錯誤的是( ) A.巨噬細胞吞噬病原體的過程中需要ATP提供能量 B.藍細菌光合膜上光反應產(chǎn)生的ATP是其各項生命活動的直接能源物質(zhì) C.黑暗條件下，植物細胞溶膠可以產(chǎn)生ATP D.ATP水解的放能反應往往與某些吸能反應相關聯(lián) 答案 B 解析 巨噬細胞吞噬病原體的過程中需要ATP提供能量，A正確；藍細菌光合膜上光反應產(chǎn)生的ATP只用于碳反應，B錯誤；黑暗條件下，植物細胞可進行細胞呼吸產(chǎn)生ATP，細胞呼吸的第一階段發(fā)生在細胞溶膠中，C正確；ATP水解的放能反應往往與某些吸能反應相關聯(lián)，D正確。 真核細胞內(nèi)常見的產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程 轉化場所 常見的生理過程 細胞膜 消耗ATP：主動轉運、胞吞、胞吐 細胞溶膠 產(chǎn)生ATP：細胞呼吸第一階段 消耗ATP：一些需能反應 葉綠體 產(chǎn)生ATP：光反應 消耗ATP：碳反應以及自身DNA的復制和轉錄、蛋白質(zhì)的合成等 線粒體 產(chǎn)生ATP：需氧呼吸第二、三階段 消耗ATP：自身DNA的復制和轉錄、蛋白質(zhì)的合成等 核糖體 消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成 細胞核 消耗ATP：DNA的復制、轉錄等 考點二 物質(zhì)出入細胞的方式 1.擴散和滲透 (1)擴散 (2)滲透 2.動、植物細胞的吸水和失水 (1)動物細胞的吸水和失水(以哺乳動物成熟的紅細胞為例) 項目 吸水 水分子進出平衡 失水 條件 外界溶液濃度小于細胞內(nèi)液濃度 外界溶液濃度等于細胞內(nèi)液濃度 外界溶液濃度大于細胞內(nèi)液濃度 現(xiàn)象 細胞膨脹甚至脹破 細胞形態(tài)基本不變 細胞皺縮 圖示 (2)成熟植物細胞的吸水和失水(以洋蔥表皮細胞為例) 項目 吸水 水分子進出平衡 失水 條件 外界溶液濃度小于細胞液濃度 外界溶液濃度等于細胞液濃度 外界溶液濃度大于細胞液濃度 現(xiàn)象 細胞形態(tài)基本不變、稍有增大或發(fā)生質(zhì)壁分離后的復原 細胞形態(tài)基本不變 細胞發(fā)生質(zhì)壁分離 3.物質(zhì)出入細胞的方式 歸納總結 同一物質(zhì)的不同轉運方式 (1)葡萄糖 (2)Na＋ (3)K＋ (1)易化擴散和主動轉運都需要載體蛋白參與，運輸過程中載體蛋白都會發(fā)生形狀變化且不需要消耗能量( ) (2)海水魚的鰓將體內(nèi)的鹽排到海水中的過程屬于易化擴散( ) (3) Na＋運出神經(jīng)細胞均需要消耗ATP，被胞吞或胞吐的物質(zhì)可以是固體，也可以是液體 ( √ ) (4)變形蟲的攝食過程是胞吞作用，不需要消耗能量( ) (5)質(zhì)壁分離過程中，水分子從胞內(nèi)單向運動到胞外導致液泡變小( ) (6)質(zhì)壁分離復原過程中，細胞吸水速度逐漸減慢( √ ) 根據(jù)圖示進一步確定物質(zhì)跨膜轉運的方式和影響因素 (1)填寫相關的跨膜轉運方式及結構名稱 A：擴散；B：易化擴散；C：主動轉運；a：載體蛋白。 (2)填寫以下有關跨膜轉運方式的影響因素 A：濃度差；B：濃度差和載體蛋白；C：載體蛋白和能量。 (3)觀察以下各圖示，判斷各轉運方式 1.四種方法巧判物質(zhì)轉運方式 方法一：根據(jù)分子大小判斷物質(zhì)轉運方式 方法二：根據(jù)曲線判斷物質(zhì)轉運方式 (1)物質(zhì)濃度有飽和點的曲線表示易化擴散或主動轉運(如圖甲)。 (2)成正比關系的曲線表示擴散(如圖乙)。 (3)與細胞呼吸或O2濃度有關系的曲線表示主動轉運(如圖丙)。 方法三：根據(jù)轉運方向判斷物質(zhì)轉運方式 (1)一般情況下逆濃度梯度的跨膜轉運方式是主動轉運。 (2)順濃度梯度的跨膜轉運方式是擴散或易化擴散。 方法四：結合實例直接判斷 轉運方式 實例 擴散 水、氣體(如O2、CO2等)、脂溶性物質(zhì)(如甘油、脂肪酸、乙醇、性激素等)的跨膜轉運 易化擴散 葡萄糖進入紅細胞、K＋運出細胞、Na＋進入細胞等 主動轉運 無機鹽離子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等逆濃度進出細胞 胞吞、胞吐 分泌蛋白的分泌、巨噬細胞吞噬抗原及細胞碎片等 2.有關物質(zhì)出入細胞的9個“不要漏掉” (1)需要載體蛋白協(xié)助的轉運方式除主動轉運外不要漏掉易化擴散。 (2)消耗能量的轉運方式除主動轉運外不要漏掉胞吞和胞吐。 (3)從高濃度到低濃度的轉運方式除擴散外不要漏掉易化擴散，如神經(jīng)纖維膜上的鈉離子內(nèi)流就屬于易化擴散。有些主動轉運的物質(zhì)也可以從高濃度到低濃度運輸，如小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖。 (4)影響易化擴散轉運速率的因素除載體蛋白數(shù)量外，不要漏掉濃度差。 (5)與主動轉運有關的細胞器除供能的線粒體外不要漏掉載體蛋白的合成場所——核糖體。 (6)轉運速率與O2濃度無關的轉運方式除擴散外不要漏掉易化擴散。 (7)胞吞或胞吐的大分子物質(zhì)穿過細胞膜的層數(shù)為0，因為該過程是通過膜的融合將物質(zhì)轉入或轉出細胞的。 (8)RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進出細胞核，是通過核孔，而不是通過胞吞、胞吐。 (9)大分子顆粒通過胞吞、胞吐運輸，不要漏掉某些小分子也可通過胞吞、胞吐進出細胞，如突觸前膜通過胞吐釋放化學遞質(zhì)(小分子有機物)。 命題點一 動、植物細胞吸水和失水的過程及原因 1.(2017浙江4月選考)將家兔紅細胞置于不同濃度的溶液中，水分子的跨膜運輸示意圖如下(箭頭方向表示水分子的進出，箭頭粗細表示水分子進出的多少)。下列敘述正確的是( ) A.一段時間后，甲細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離 B.能發(fā)生滲透作用的是甲細胞和丙細胞 C.光學顯微鏡下能觀察到乙細胞有水分子的進出 D.若將甲、乙和丙細胞同時分別置于蒸餾水中，甲細胞先破裂 答案 B 解析 實驗材料用的是家兔紅細胞，動物細胞不存在細胞壁，不能發(fā)生質(zhì)壁分離，故A錯誤；在光學顯微鏡下看不到水分子進出細胞，故C錯誤；甲、乙、丙三者，都來自該家兔的紅細胞，細胞內(nèi)液濃度相同，如果放入蒸餾水中應同時破裂，故D錯誤；發(fā)生滲透作用的條件之一是存在濃度差，甲、丙細胞能發(fā)生滲透作用，故B正確。 2.(2018湖州調(diào)研)將a、b、c三組紅細胞分別置于不同濃度的氯化鈉溶液中進行實驗，浸泡一段時間后其細胞形態(tài)如下圖所示。下列敘述錯誤的是( ) A.圖中所示細胞內(nèi)液的滲透壓，a組的比b組的高 B.浸泡過程中a組細胞失水量小于c組細胞失水量 C.若向a組燒杯中加入少量葡萄糖，則其細胞可能會皺縮后恢復原狀 D.上述實驗中引起細胞形態(tài)的改變而消耗ATP的數(shù)量比較：c>b>a 答案 D 解析 根據(jù)圖中信息，a組細胞基本可以維持原狀，b組細胞吸水膨脹，c組細胞失水皺縮；與a組相比，b組細胞吸水，細胞內(nèi)液滲透壓降低；向a組燒杯中加入少量葡萄糖后，剛開始外界溶液滲透壓大于細胞內(nèi)液滲透壓，細胞失水皺縮，后來葡萄糖通過易化擴散方式進入細胞內(nèi)，造成細胞內(nèi)液滲透壓大于外界溶液，細胞吸水恢復原狀；細胞形態(tài)的改變是細胞通過滲透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP。 命題點二 與滲透相關的實驗探究 3.成熟植物細胞的主要吸水方式是滲透吸水。某興趣小組為研究滲透吸水做了一個實驗，該實驗的簡易滲透吸水裝置如圖甲所示，圖甲漏斗內(nèi)液面上升的高度與時間的關系如圖乙所示，一成熟植物細胞被放在某外界溶液中處于的一種狀態(tài)(此時細胞有活性)如圖丙所示。下列相關敘述中錯誤的是( ) A.由圖甲中漏斗內(nèi)液面上升可知，實驗開始時b側液體濃度大于a側 B.由圖乙可知，圖甲中漏斗內(nèi)溶液的吸水速率在下降 C.圖丙中相當于圖甲中c結構的是③④⑤ D.把圖丙所示狀態(tài)的細胞放在清水中，會發(fā)生質(zhì)壁分離 答案 D 解析 圖甲漏斗內(nèi)液面上升，說明實驗開始時b側液體濃度大于a側，A項正確；隨漏斗內(nèi)液面上升，半透膜(c)兩側的濃度差越來越小，故漏斗內(nèi)溶液的吸水速率在下降，B項正確；圖丙中細胞膜③、液泡膜⑤及兩者之間的細胞質(zhì)④相當于半透膜，C項正確；把圖丙細胞放在清水中，會發(fā)生質(zhì)壁分離復原，D項錯誤。 4.如圖表示一中間隔以半透膜(只允許水分子通過)的水槽，兩側分別加入等物質(zhì)的量濃度的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液。然后在半透膜兩側加入等質(zhì)量的麥芽糖酶，在加入麥芽糖酶前后a、b兩側液面的變化是( ) A.加酶前a側液面上升，加酶后b側液面上升并高于a側液面 B.加酶前a側液面上升，加酶后b側液面上升并等于a側液面 C.加酶前后a、b兩側液面不變 D.加酶前a、b兩側液面不變，加酶后b側液面上升并高于a側液面 答案 D (1)驗證滲透作用發(fā)生的條件 ①驗證滲透作用的發(fā)生需要半透膜 ②驗證發(fā)生滲透作用需要濃度差 (2)比較兩種不同溶液的濃度大小 比較 漏斗內(nèi) 燒杯內(nèi) 溶液濃度 M N 現(xiàn)象及結論 ①若漏斗內(nèi)液面上升，則M>N ②若漏斗內(nèi)液面不變，則M＝N ③若漏斗內(nèi)液面下降，則M
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