（名师策划）高中生物 二轮专题04 物质跨膜运输教案 新人教版

1 专题专题 0404 物质跨膜运输 酶与物质跨膜运输 酶与 ATPATP 一 考纲解读 一 物质的跨膜方式 考纲下载考纲下载考纲解读考纲解读命题规律命题规律命题趋势命题趋势 1 物质进入 细胞的方式 2 实验 通过 模拟实验探究 膜的透性 3 实验 观察 植物细胞的质 壁壁分离和复 原 1 理解动物细胞的渗 透作用原理和发生所需 要的条件 2 学会细胞质壁分离 复原的实验探究过程及 结果分析 3 学会根据题目所创 设的新情景 包括文字 图形 表格等 辨析出 物质进出细胞的方式 4 掌握生物膜选择透 过性在工业 农业 医 学上的应用 1 常考内容 本专题考 查的知识点主要侧重 于物质出入细胞的方 式及影响因素 植物 细胞的质壁分离与复 原实验 命题分值比 较稳定 2 考查热点题型 主 要以选择题形式呈现 非选择题多以实验探 究 分析为主 3 能力要求 本专题试 题的能力考查集中在 理解和实验探究探究 层次 命题的角度注 重考查对新情景材料 的分析与判断 相关 考题的难度中等偏低 1 命题趋势 主要考 查对植物细胞的吸 水和失水实验的分 析及物质跨膜运输 方式的判断 2 热点预测 预计 2013 年高考中物 质出入细胞的方式 及影响因素可能以 选择题形式考查 而非选择题可能考 查影响物质跨膜运 输的因素的探究实 验 二 酶与 ATP 考纲下载考纲下载考纲解读考纲解读命题规律命题规律命题趋势命题趋势 2 1 酶在代谢中的 作用 2 ATP 在能量代谢 中的作用 3 实验 探究影响 酶活性的因素 1 知识上主要考查酶 的本质 作用与特 性曲线的分析和影 响酶活性的因素的 探究 2 在命题思路上 酶 的本质与作用通常 直接考查 通过结 合过程模型 曲线 分析和生产生活应 用对酶活性及影响 因素进行考查 3 与 RNA 比较 分析 ATP 的化学组成 与光合作用 呼吸 作用 物质跨膜方 式 能源物质相结 合考查 ATP 在能量 代谢中的作用 1 常考内容 本 专题的知识点主要侧 重于考查酶的特性及 影响酶活性的因素的 实验设计和曲线分析 且所占分值比重较大 共出现 34 次 如 2012 年海南卷 4 题 2012 年福建卷 26 题 2012 年广东卷 29 题 2011 年新课标全国卷 第 2 题等 2 考查热点题型 选 择题和非选择题并 存 而且与生活实 际联系密切 尤其 是曲线分析题目明 显 3 能力要求 本专题试题的能力 考查集中在理解和 实验探究探究层次 相关考题的难度中 等偏低 1 命题趋势 命题的角度往往 是联系生活实际 综合考查影响酶 活性的因素 联 系光合作用 细 胞呼吸等知识综 合考查 ATP 的形 成与利用且多以 图表的形式呈现 着重考查学生的 识图及分析判断 能力 2 热点预测 预 计 2013 年高考 中 以图表形 式综合考查酶 特性的实验分 析和影响酶活 性的曲线分析 类试题 以及 结合光合作用 和呼吸作用考 查能量代谢试 题仍将是高考 命题的重点 需特别关注 二 热点热点题型分析 3 热点题型一热点题型一 把握渗透原理 解答细胞的吸水 失水问题把握渗透原理 解答细胞的吸水 失水问题 例例 1 1 右图为显微镜下某植物细胞在 30 蔗糖溶液中的示意图 下列叙述中错误的是 A 若将细胞置于清水中 A 仍保持不变 B 若该细胞处于 40 蔗糖溶液中 B A 值将变小 C B A 值能表示细胞失水的程度 D A B 分别表示细胞和液泡的长度 例例 2 2 下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及其复原过程中 液泡体积变化的图形是 例例 3 3 回答下列与细胞有关的实验问题 下列 4 项实验中 需保持细胞生理活性的有 填序号 观察叶绿体和原生质的流动 观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中 DNA 的分布 探究 酵母菌的呼吸方式 红细胞中血红蛋白的提取和分离 按下面步骤进行质壁分离实验 步骤一 在洁净的载玻片中央加一滴清水 取一片藓类小叶 盖 上盖玻片 步骤二 从盖玻片 N 滴入 0 3g mL 的蔗糖溶液 在盖玻片的另一 侧用吸水纸吸引 这样重复几次 使盖玻片下面的藓类小叶浸润在 0 3g mL 的蔗糖溶液中 4 步骤三 在显微镜下观察 结果如图所示 图中 A B 处的颜色分别是 如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红 植物细胞不吸收的红色 染料 的 0 3g mL 的蔗糖溶液 则在显微镜下观察到 A B 处颜色分别是 如果将步骤二中浸润在 0 3g mL 的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片 放在 80 条件下 处理一段时间 装片中的藓类小叶保持在 0 3g mL 的蔗糖溶液中 在显微镜下清晰地观察 到细胞结构后 为更准确地判断 A 处颜色 对显微镜的操作方法是 如果 A 处呈绿色 可能的原因是 答案答案 无色 绿色 红色 绿色 改变光圈大小 调节反光镜 电光 源亮度 高温下细胞膜 叶绿体膜失去选择透过性 叶绿素等色素进入 A 处 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 1 细胞质壁分离与复原的条件 质壁分离质壁分离复原 浓度大小细胞液浓度 细胞外液浓度细胞液浓度 细胞外液浓度 细胞生活力活细胞 弹性大小原生质层的弹性 细胞壁的弹性 2 显微镜使用操作的注意事项 一是基本程序是取镜 安放 对光 反光镜及光圈的使用 低倍及高倍观察 镜头擦 拭 显微镜的放回 二是利用引流法更换装片内的液体 即在盖玻片的一侧滴加换入的液 体 另一侧用吸水纸导引 三是视野明暗调节 四是准焦螺旋的使用 低倍观察时 先用 粗准焦螺旋 再用细准焦螺旋 高倍观察时 只用细准焦螺旋 五是视野中污点位置确定 污点可能存在于装片 目镜或物镜上 判断时 可通过移动相应位置 看污点是否随之移 5 动来确定 即移动装片 若污点不动 说明污点不在装片上 类推可转动目镜或更换物镜 后观察即可 热点题型二热点题型二 把握分类依据 解答物质跨膜运输题把握分类依据 解答物质跨膜运输题 例例 1 1 某物质从低浓度向高浓度跨膜运输 该过程 A 没有载体参与B 为自由扩散C 为协助扩散D 为主动运输 解析解析 本题考查跨膜运输的方式及条件 准确掌握物质跨膜运输的方式 方向 条件及其特点是正确解题的关键 从物质跨膜运输的方向 从低浓度到高浓度 可以确定 其运输方式为主动运输 主动运输需要载体 消耗能量 据此可以确定 D 项正确 答案答案 D 例例 3 3 物质进入细胞都要穿过细胞膜 不同的物质穿过细胞的方式不同如下图所示 为 在一定范围内 细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况据图回答下列问题 6 指出图中 A B C 所表示的运输方式 A 是 B 是 C 是 哪种方式在抑制呼吸作用后曲线会发生变化 为什么 答案答案 自由扩散 协助扩散 主动运输 C 因为主动运输需要消耗能量 而抑 制细胞呼吸时能量将供应不足 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 物质跨膜运输方式及其条件比较 物质方式转运方向 是否需 要载体 是否消 耗能量 物质种类 自由扩散高浓度 低浓度不需要不消耗 水 O2 CO2 甘油 脂 肪酸 胆固醇 乙醇 苯 协助扩散高浓度 低浓度需要不消耗 小分子 物质和 离子 主动运输低浓度 高浓度需要消耗 离子 氨基酸和葡萄糖 内吞细胞外 细胞内大分子 物质和 粒子 外排细胞内 细胞外 不需要消耗大分子蛋白质 方法技巧 对于物质跨膜运输方式的判断 可通过 四看 一看糖蛋白分布 确定细胞膜的内 外侧 判断物质的进出方向 通常糖蛋白在细胞膜的外侧 二看物质大小 确定物质是内 7 吞外排 还是扩散与主动运输 三是转移方向 是高浓度到低浓度侧 还是低浓度侧到高 浓度侧 确定扩散还是主动运输 四看小分子物质的种类 确定是自由扩散 还是协助扩 散 热点题型三热点题型三 理解原理 解答细胞膜的结构模型与实验探究题理解原理 解答细胞膜的结构模型与实验探究题 例例 1 1 为探究细胞膜的化学成分和结构特点 科学家进行了大量实验 请据以下两 则材料回答 1895 年 Overton 在研究各种未受精卵细胞的透性时 发现脂溶性物质容易透过细 胞膜 不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难 这表明组成细胞膜的主要成分中有 1925 年 Gorter Grendel 用丙酮提取红细胞膜的磷脂 并将它在空气与水的界面 上展开时 这个单层分子的面积相当于原来的红细胞的两倍 由此可以认为细胞膜由 组成 例例 2 2 下图表示某生物膜的结构模型 图中 A B C D E F 表示某些物质 a b c d 表示物质跨膜运输方式 请据图回答 若是癌细胞的细胞膜 则膜上含量较正常细胞减少的物质是 若是线粒体膜 b 和 c 过程运输的气体分别是 和 在图示 a d 的四种过程中 代表主动转运的是 提取动物的细胞膜 最好选用 做材料 先让其在蒸馏水中吸水胀破 然后经过 处理即可得到纯净的细胞膜 动物细胞吸水膨胀时 B 的厚度变小 这说明 B 具有 8 例例 3 3 2003 年研究细胞水通道和离子通道的科学家获得了诺贝尔化学家 科学家研究细 胞膜上的各种蛋白质时 通过测定氨基酸序列及相应的 DNA 序列 发现了一种细胞水通道 蛋白 并推测细胞渗透吸水 失水过程中 水分子进出细胞需通过此通道 为验证这一结 论 某生物小组的同学用下列材料设计并实验了实验方案 实验材料 a 分离纯化的水通道蛋白 b 含有水通道蛋白的细胞 c 去除水通道蛋白 的细胞 d 磷脂双分子层构成的内含水溶液的球状体 其膜结构能与加入的蛋白质结合 e 能够抑制蛋白质活性的含汞离子的试剂 f 蒸馏水 实验方案 取一只培养皿 加入一定量的蒸馏水 放入含有水通道蛋白的细胞 一段 时间后用显微镜观察 加入水通道蛋白质的细胞吸水涨破 实验结论 水分子通过水通道蛋白质进入细胞内部 请找出上述实验过程的不合理之处 并加以改正 9 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 细胞膜的结构模型 液态镶嵌结构模型 以磷脂双分子层为基本支架 镶 嵌 贯 穿以蛋白质分子而构成 细胞膜外侧还有多糖与蛋白质或脂质结构的糖被 双层磷脂分子 的分布表现为头部的亲水基团向外 尾部的亲水基团相对 这使得水分子 可溶于脂质的 小分子物质能够进出细胞 膜上的蛋白质包括外表面的受体 与信息传递有关 膜中的载 体 与离子 氨基酸和葡萄糖等小分子物质的运输有关 膜内表面的酶 与细胞内的很多 反应有关 易错指导 解答结构模型与跨膜运输的综合题时 一是不能根据糖被的分布确定细 胞膜的内外导致物质转运方向的判断出错 二是未注意物质转运的条件而出错 如是否需 要载体 浓度差异等 热点题型四热点题型四 理解实验原理 解答酶特性有关的实验题理解实验原理 解答酶特性有关的实验题 例 1 探索温度对酶活性影响最合理的实验步骤是 取 3 支试管 编号各注入 2mL 淀粉液 另取 3 支试管 编号各自注入 1mL 淀粉酶溶 液 将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中 维持各自的温度 5 min 向各试管 滴一滴碘液 将 6 支试管分成三组 每组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液 分别放在 60 的热水 沸水和冰水中 观察实验现象 A B C D 例例 2 2 已知 2H2O2 2H2O O2 可以通过观察反应过程中 O2的生成速度 即气泡从溶液中 释放的速度 来判断 H2O2分解反应的速度 请用所给的实验材料和用具设计实验 使其能 同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性 要求写出实验步骤 预测实验结果 得出结 论 并回答问题 实验材料与用具 适宜浓度的 H2O2溶液 蒸馏水 3 5 FeCl3溶液 0 01 牛过氧化氢 酶溶液 恒温水浴锅 试管 实验步骤 实验结果预测及结论 10 整个实验中 不同处理的试管中 O2的释放速度从快到慢依次是 由此可得出的结 论是 如果仅将实验中的恒温水浴改为 80 重做上述实验 O2释放的速度最快的是 原因是 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 酶的主要实验比较 实验目的实验原理变量对照设置现象观察注意事项 探究酶作用的 专一性 一种酶只能催化一种物 质或一类物质的反应 底物不同底物 如 淀粉和蔗糖 探究酶作用的 高效性 酶具有催化作用 与无 机催化剂相比 有高效 性 催化 剂 无机催化剂和 酶 探究温度对酶 活性的影响 酶的催化需要适宜的温 度 温度最适温度 低 温和高温 观察底物 被分解的 情况或产 物的生成 情况 取酶或 底物所用 的移液管 等不可混 用 实 验条件的 控制应有 11 探究 PH 对酶 活性的影响 酶的催化需要适宜的 PH PH 最适 PH 强酸 和强碱环境 效 方法技巧 实验步骤的设置 应注意 根据试题要求 确定单一变量 依据实验变量进行合理分 组 根据实验原料 结合实验原理 确定实验现象的观测手段 除单一变量外 确保 其它条件相同且适宜 合理确定操作程序 确保程序合理 表达准确 热点题型五热点题型五 依据酶的作用特点 解答酶的曲线题依据酶的作用特点 解答酶的曲线题 例例 1 1 下图表示在不同条件下 酶催化反应的速度 或生成物量 变化 下列有关叙 述中 不正确的是 A 图 不能表示在反应开始的一段时间后 反应速度与时间的关系 B 图 虚线表示增加酶浓度 其他条件不变时 生成物量与反应时间的关系 C 图 虚线表示酶量增加一倍时 底物浓度和反应速度的关系 D 若图 中的实线表示 Fe3 的催化效率 则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 答案答案 A 例例 2 2 右图表示酶活性与温度的关系 下列叙述正确的是 12 A 当反应温度由 t2调到最适温度时 酶活性下降 B 当反应温度由 t2调到最适温度时 酶活性上升 C 酶活性在 t2时比 t1高 故 t2时更适合酶的保存 D 酶活性在 t1时比 t2低 表明 t1时酶的空间结构破坏更严 重 解析解析 本题考查酶活性与温度的关系 理解温度与酶活性的关系是正确解答的前 提 酶在最适温度条件下活性最强 温度低于或高于最适温度时 酶活性减弱 温度超过 一定水平 酶会逐渐变性失活 低温时会使酶活性抑制 但不会失活 因而宜在低温下保 存 答案答案 B 例 例 请针对下列酶的有关曲线回答问题 图一表示人体某种酶在适宜的温度和 pH 条件下 作用于一定量的底物时 生成物量 与反应时间的关系 在 140 分钟后 曲线变成水平 这是因为 若其他条件不变 将该酶的浓度增加一倍 请在原图上画出生成物量变化的曲线 图二表示该酶促反应速度与底物浓度的关系 若酶量增加一倍 曲线应如何变化 请在图中画出 图三可以表示人体 在 37 条件下酶促反应速度与 pH 的关系 A 唾液淀粉酶 B 胃蛋白酶 C 胰脂肪酶 D 呼吸氧化酶 13 答案答案 底物量一定 底物已经被消耗尽 见图一 见图二 B 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 1 酶酶的作用特点的作用特点 作用对象具有专一性 指一种酶 只能催化一种或一类化合物的反应 作用效率具有高效性 指酶与无 机催化剂相比 其催化效率具有高效性 是无机催化剂催化效率的 107 1013倍 作用条件具有温和性 指酶的作用需要适宜条件 即 PH 通常为中性或弱碱性 胃蛋 白酶为强酸性 温度通常为常温 2 2 影响酶活性的因素影响酶活性的因素 1 酶浓度的影响 在有足够底物而又不受其他因素影响的情况下 酶 促反应的速率与酶浓度成正比 酶浓度对酶促反应的影响如右图所示 2 底物浓度的影响 当酶浓度 温度 pH 等恒定时 在底物浓度较 低时 反应速率随底物浓度增加而加快 反应速率与底物浓度近乎成正比 当底物浓度达到一定限度时 所有的酶参与催化 反应速率达到最大 此时即使再增加反 应底物 反应速率也不会加快了 底物浓度对酶促反应的影响如右图所示 易错指导 在解答酶的曲线题时 易错原因包括 一是误认为酶能改变反应平衡 实质上酶只会 14 加快反应速度 二是误认为低温和高温 强酸和强碱性对酶的影响相同 事实是低温会降 低酶活性 但不会导致酶失活 只要温度适宜 酶的活性可以加强 高温 强酸和强碱则 不仅影响酶活性 还会使酶变性失活 即使再调整到适宜的条件下 酶的活性也不能恢复 热点题型六热点题型六 注重分类比较 解答注重分类比较 解答 AT