专题2 考点1 ATP与物质运输 （课件）-【步步高】2024年高考生物大二轮专题复习与增分策略（新高考，浙江专用）

专题二 细胞的代谢 主动转运 建网络·抓主干 细 胞 代 谢 结构 ATP 物质出 入细胞 的方式 生命活动的__________ 跨膜 作用 转运 非跨膜 转运 胞吞、胞吐 不耗能 不耗能 耗能 _____ 易化扩散 ________ 酶 化学本质 作用 特性 影响因素 ____________ 生物催化剂 高效性、专一性 温度、pH、有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂、抑制剂、酶浓度等 直接能源 扩散 蛋白质或RNA 2 细胞 呼吸 类型 温度、O2、H2O等 细胞呼吸是__________的核心，为合成反应提供能量和________ 需氧呼吸 总反应式 影响因素 场所 细胞溶胶和_______ C6H12O6+6H2O+6O2 12H2O+6CO2+能量 厌氧呼吸 总反应式 场所 _________ 意义 线粒体 细胞溶胶 细胞代谢 碳骨架 或C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 细 胞 代 谢 光合 作用 总反应式 碳反应 过程 光反应 水的裂解：H2O H++e-+O2 ATP、NADPH的生成:H++e-+NADP+ CO2+五碳糖 2个三碳酸 6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+6H2O NADPH ； 三碳酸被还原：三碳酸+ATP+ NADPH ________+ADP+ NADP+ 影响因素 ________、温度、CO2浓度、H2O、矿质元素等 CO2的固定： 三碳糖 光强度 细 胞 代 谢 ADP+Pi+能量 ATP 1.(必修1 P72)酶促反应效率极高的原因是 。 2.(必修1 P76)温度对酶促反应有两方面的影响：其一，________________ 。其二，_____________________ 。温度升得越高，酶变性的速率越快，升到一定温度，酶将完全失去活性。两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。 3.(必修1 P82图3－13)植物细胞具有选择透过性的部分是_______________ 。 通教材·扫盲区·防遗漏 酶可以降低化学反应的活化能 温度升高，反应物 分子具有的能量增加，反应速度加快 酶是蛋白质，酶分子本 身会随温度的升高而发生空间结构改变，导致热变性 细胞膜和液泡膜 以及两层膜之间的细胞质 4.(必修1 P83)植物细胞的吸水能力取决于____________________________ 。 5.(必修1 P85)与主动转运有关的两种主要细胞器及其各自的作用：______ 。 6.(必修1 P94)厌氧呼吸的两个阶段都产生ATP吗？ 植物细胞的细胞液浓度，浓度越 提示　只有第一阶段产生ATP。 7.(必修1 P101)环境条件会影响叶绿素的生物合成，秋天叶片变黄的主要原因是 。 高其吸水能力就越强，反之越弱 核糖体 合成载体蛋白，线粒体为主动转运提供能量 低温抑制叶绿素的合成 8.(必修1 P103)光合作用中，在提供C18O2较长时间后，能够检测出18O的物质有 。 9.(必修1 P107)光饱和点是指 。 10.(必修1 P107)大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用的因素分析原因。 糖类、水、氧气等 提示　有机肥被微生物分解时会释放CO2，增加了大棚中的CO2浓度，能促进光合作用，有利于增产。 11.(必修1 P107)夏季晴天，植物光合作用会出现“午休”现象，原因是__________________________________________________________________________________________________。 达到最大光合速率所需的最小光强度 夏季晴天中午，由于光照强，温度过高，植物蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，使CO2浓度减少，光合速率下降 12.(必修1 P107)将正常生长的某植物放置在密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现该植物的光合速率降低，原因是___________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________。 13.(必修1 P108)在气候寒冷时，日光再强，植物也不能以最快的速率生长，因为 。 14.(必修1 P108)仙人掌类植物不能在森林中生长，原因是______________ 。 此光照下，该植物光 合作用消耗CO2的速率大于细胞呼吸产生CO2的速率，导致密闭小室内CO2浓度下降，该植物的光合速率会因原料CO2供应不足而降低 低温限制了光合作用 它们需要大量的 光，而森林中光照不足 考点一 ATP与物质运输 主干整合 真题研究 题组集训 内容索引 主干整合 1.ATP的结构 11 2.ATP－ADP循环及利用 (2)循环特点 (3)利用：细胞呼吸、糖的氧化与产生ATP有关；ATP的水解属于放能反应，所释放的能量用于吸能反应(如合成蔗糖等)。 3.以ATP为核心，构建能量转化模型 特别提醒　有关ATP的6个关注点 (1)ATP是细胞中普遍使用的能量载体，但不唯一，还存在NADPH、磷酸肌酸等。 (2)ATP中 (3)ATP≠能量。ATP是一种高能磷酸化合物，是一种能源物质，不能将ATP与能量等同起来。 (4)ATP合成时可产生水，ATP水解时需要消耗水。 (5)ATP产生量与O2供给量之间的关系如下： (6)除光能、有机物中的化学能之外，能进行化能合成作用的生物(如硝化细菌)利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。 4.物质运输 (1)对渗透作用的理解 ①水分子的移动方向是双向的，但最终是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。 ②渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。 ③如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达到渗透平衡，但浓度不相等。 (2)物质出入细胞方式的判断 (3)影响物质跨膜转运的两大因素——物质浓度、O2浓度 ①物质浓度(在一定浓度范围内) ②O2浓度(红细胞的主动转运与O2无关) 注意：温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性，进而影响物质运输的速率。 特别提醒　有关物质跨膜转运的6点提醒 (1)同一物质的不同转运方式 ①葡萄糖 进入红细胞：易化扩散 进入小肠绒毛上皮细胞 肾小管重吸收葡萄糖 主动转运 ②Na＋ 进入神经细胞：易化扩散——靠离子通道 运出神经细胞：主动转运——Na＋－K＋泵 ③K＋ 进入神经细胞：主动转运——Na＋－K＋泵 运出神经细胞：易化扩散——靠离子通道 ④水：细胞通过扩散和渗透运输速率慢，主要是通过易化扩散(靠水通道蛋白)。 (2)跨膜转运是由物质直接穿过细胞膜完成的，动力来自物质浓度差或ATP供能，不但说明细胞膜具有控制物质出入细胞的功能，也体现了细胞膜具有选择透过性。 (3)载体蛋白转运物质过程中形状会发生改变，但不一定都会消耗能量，如易化扩散中载体蛋白形状的变化。 (4)胞吞和胞吐是借助膜的融合完成的，其动力来自ATP供能，与膜的流动性有关，体现了细胞膜具有一定的流动性。 (5)进行胞吞、胞吐的物质不一定都是大分子物质，如乙酰胆碱(神经递质)等。 (6)物质进出细胞核并非都通过核孔：核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道；小分子物质进出细胞核是通过跨膜转运实现的，但两者都具有选择性。 返回 真题研究 1.(2022·浙江1月选考，3)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是 A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B.ATP分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键 C.在水解酶的作用下不断地合成和水解 D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 √ 25 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误； ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是高能磷酸键，B错误； ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误； 吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故ATP是细胞中吸能反应和放能反应之间的纽带，D正确。 2.(2021·浙江1月选考，12)如图为植物细胞质膜中H＋－ATP酶将细胞质中的H＋转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是 A.H＋转运过程中H＋－ATP酶不发生形变 B.该转运可使膜两侧H＋维持一定的浓度差 C.抑制细胞呼吸不影响H＋的转运速率 D.线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程 √ 主动转运过程中H＋－ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误； 该转运方式为主动转运，主动转运的结果是使膜两侧H＋维持一定的浓度差，B正确； H＋的转运方式为主动转运，需要载体蛋白 的协助，同时需要消耗能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H＋的转运速率，C错误； 图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP，不会发生图示过程，D错误。 (1)氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应 (2017·浙江4月选考，11)(　　) (2)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 (2021·湖南，3)(　　) (3)渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散(2019·浙江4月选考，9)(　　) (4)质壁分离复原过程中，细胞吸水速度逐步减慢(经典高考题)(　　) √ × × × 思维延伸——判断正误 (5)植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的(2019·海南，12)(　　) (6)离子通道是由蛋白质复合物构成的，其运输的特点是顺浓度和选择性[2021·全国甲，29(2)改编](　　) (7)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。则离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的(经典高考题)(　　) √ × × 返回 思维延伸——判断正误 题组一　考查ATP的结构和功能 1.(2023·温州知临中学高三一模)如图表示的是肌肉收缩过程的示意图，下列叙述正确的是 A.ATP比腺嘌呤核糖核苷酸多3个磷 　酸基团 B.图中蛋白质的磷酸化过程需要ATP 　合成酶催化 C.图中肌肉做功过程属于放能反应 D.肌细胞中合成ATP所需要的能量来自化学能和光能 1 2 3 4 题组集训 √ ATP含有3个磷酸基团，腺嘌呤核糖核苷酸有1个磷酸基团，A错误； 图中蛋白质的磷酸化过程中ATP水解生成ADP和磷酸，所 以需要ATP水解酶，B错误； 在肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，这是吸能反应，然后肌肉做功，失去能量，这是放能反应，C正确； 肌细胞中合成ATP所需要的能量主要靠细胞呼吸提供，利用的是化学能，D错误。 1 2 3 4 2.(2023·浙江宁波高三模拟)蛋白激酶A(PKA)由两个调节亚基和两个催化亚基组成，其活性受cAMP(腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节(如下图)。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白的活性。下列有关说法错误的是 1 2 3 4 A.调节亚基具有结合cAMP的结构域， 催化亚基包含活性位点 B.蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进 行磷酸化的过程伴随着ATP的水解 C.ATP不仅是生物的直接供能物质， 还是合成cAMP、DNA等物质的原料 D.cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性的催化亚基 √ 据图分析，活化的调节亚基与非活化的催化亚基可在cAMP的作用下产生无活性的调节亚基和游离态、活化的催化亚基， 说明调节亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点，A正确； 活化的PKA催化亚基可将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白的活性，ATP上的磷酸基团转移的过程即是ATP的水解过程，B正确； 1 2 3 4 腺苷酸环化酶催化ATP环化形成cAMP，故ATP不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP的原料，但ATP水解后 形成的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是合成RNA的原料，C错误； 据图可知，cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性的催化亚基，D正确。 1 2 3 4 题组二　考查物质出入细胞的方式及影响因素 3.(2023·浙江1月选考，4)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外(如图所示)，降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是 A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外 B.缬氨霉素为运输K＋提供ATP C.缬氨霉素运输K＋与质膜的结构无关 D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力 √ 1 2 3 4 结合题意“将K＋运输到细胞外，降低细胞内外的K＋浓度差”可知，缬氨霉素运输K＋为顺浓度梯度运输，不消耗能量，为易化扩散，A正确，B错误； 缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在细胞膜上运输K＋，该过程与质膜具有一定的流动性这一结构特点有关，C错误； 噬菌体为病毒，没有细胞结构，故缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。 1 2 3 4 4.(2023·宁波高三一模)如图所示，心肌细胞膜上存在着诸如钙泵、钠钙交换体和钠钾泵等多种离子转运载体，共同维持心肌细胞的兴奋性。下列叙述错误的是 A.钙泵对Ca2＋的转运属于主动 转运 B.钠钙交换体对Ca2＋的转运属 于易化扩散 C.钠钙交换体对Na＋的转运属于易化扩散 D.钠钾泵对K＋的转运属于主动转运 1 2 3 4 √ 由图可知，钙泵对Ca2＋的转运需要ATP提供能量，需要载体蛋白，并且为逆浓度梯度转运，属于主动转运，A正确； 由图可知，钠钙交换体对Ca2＋的转运为逆浓度梯度，故为主动转运，B错误； 由图可知，钠钙交换体对Na＋的转运是顺浓度梯度，需要载体蛋白，属于易化扩散，C正确； 1 2 3 4 由图可知，钠钾泵对K＋的转运需要ATP提供能量，需要载体蛋白，并且为逆浓度梯度转运，属于主动转运，D正确。 1 2 3 4 返回 ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量； ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP。 $$