【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（浙科版）必修1教师用书：第3章 细胞的代谢
文档属性
| 名称 | 【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（浙科版）必修1教师用书：第3章 细胞的代谢 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 19.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙科版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-29 22:54:05 | ||
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文档简介
第一节细胞与能量
(教师用书独具)
●课标要求
解释ATP在能量代谢中的作用
●课标解读
1．举例说出生物体内或细胞内发生的能量形式可以相互转变，认同生命活动的过程不是孤立的而是有机联系的辩证唯物主义观点。
2．举例说出细胞内的吸能反应和放能反应。
3．简述ATP的化学组成和特点。
4．解释ATP在能量代谢中的作用。
5．写出ATP的结构简式。
●教学地位
本节内容包括吸能与放能反应概念，ATP结构式、组成、功能及再生等，重点为ATP有关内容。另外还应在授课中说明ATP含量及其与代谢关系。
●教法指导
细胞与能量的教学重点是ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；教学难点是ATP与ADP的相互转化。教科书先介绍了细胞中有哪些能源物质，它们可以通过细胞的光合作用、细胞呼吸等代谢吸能、放能，为学生学习细胞与能量创设情景，也为后面学习“ATP是细胞中的能量通货”做好了铺垫。建议教师教学时多做些比喻，帮助学生理解本节内容。教师要充分利用教科书中的图解，帮助学生在看懂图解的基础上，讨论ATP与ADP的相互转化，说明ATP的生成途径，阐明ATP在能量代谢中的作用，形成生物体结构和功能相统一的观点。
(教师用书独具)
●新课导入建议
知道可充电电池吗？可以多次充电、放电，可以用在各种各样的小电器上。而细胞内也有类似物质——ATP。
●教学流程设计
安排兴趣小组同学捕捉萤火虫体验ATP是直 ( http: / / www.21cnjy.com )接能源物质的实验。学生课前预习：阅读教材P48－51，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：通过【课堂互动探究】探究1总结ATP的结构与功能，通过例1分析提高。 步骤3：【课堂互动探究】探究2总结ATP与ADP的转化，通过例2分析提高。
步骤5：引导学生以小组合作形式总结本课时重 ( http: / / www.21cnjy.com )要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】 步骤4：抢答方式完成【正误判断】，完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说出生物体内或细胞内发生的能量形式可以相互转变，认同生命活动的过程不是孤立的而是有机联系的辩证唯物主义观点。
2.举例说出细胞内的吸能反应和放能反应。
3.简述ATP的化学组成和特点。
4.解释ATP在能量代谢中的作用。
5.写出ATP的结构简式。 1.ATP的分子简式和生理功能。(重点)
2.ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用。(重点)
3.吸能反应与放能反应。(难点)
(对应学生用书第36页)
能量的转化
1.化学能
活细胞中的分子，由于其中原子的排列而具有的势能称为化学能，是细胞内最主要的能量形式。
2．能量的利用
细胞中的“燃料分子”(如葡萄糖)被氧化时释放的化学能，被用于各项生命活动。
3．能量的转化
能量只能以一种形式转变为另一种形式，既不会被消灭，也不能被创造。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的相互转变。
4．能量的交换
生物体为了维持生命活动的需要，不断与外界发生物质和能量的交换。也就是说，生物体必须是开放系统，细胞也必须是开放系统。
吸能反应和放能反应
1.吸能反应
(1)概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能高的反应。
(2)举例：如光合作用、氨基酸合成蛋白质的反应等。
2．放能反应
(1)概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能低的反应。
(2)举例：细胞呼吸等。
3．吸能反应与放能反应的联系
(1)吸能反应常利用放能反应所产生的能量。
(2)细胞中放能反应和吸能反应的纽带是ATP。
ATP是细胞中的能量通货
1.ATP的结构
(1)中文名称：腺苷三磷酸。
(2)结构简式及符号含义
(3)结构特点
①ATP是细胞内普遍存在的高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键。
②ATP化学性质不稳定。连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键不稳定，易水解，释放大量的能量。
2．ATP与ADP可以相互转化
(1)ATP—ADP循环反应式：
ATPADP＋＋能量
(2)意义：ATP是细胞中普遍使用的能量载体，又称为“能量通货”。
ATP在生物体内含量很少，而生物的各项生命活动均需消耗ATP，这又是怎么回事呢？
【提示】 ATP和ADP之间的转化是快速的，一旦需要消耗能量时，ADP和?P 会迅速的合成ATP，然后ATP再断裂高能磷酸键来提供能量。
1．ATP的结构式可以简写成A－P－P～P。(×)
【提示】 应为A－P～P～P。
2．细胞中的糖类、油脂和ATP均为直接供能物质。(×)
【提示】 只有ATP才能直接供能。
3．ATP分子中含有两个高能磷酸键。(√)
4．ATP—ADP循环包含放能反应和吸能反应。(√)
5．ATP和ADP的相互转化反应是可逆反应。(×)
【提示】 不是可逆反应，因为两个反应的场所、条件、酶、能量的来源不同。
6．ATP在细胞内含量很多，所以可以保持细胞能量供应。(×)
【提示】 ATP在细胞内含量很少。
(对应学生用书第37页)
ATP的结构与功能
【问题导思】
①ATP的结构包括哪几部分？
②ATP的功能是什么？
1．结构
1．在ATP中，A代表腺苷，在碱基中A代表腺嘌呤。
2．ATP的结构特点“一、二、三”，即一个腺苷，两个高能磷酸键，三个磷酸基团。
2．ATP的生理功能
细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，其他能源物质只有转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。
(2013·杭州高一测试)ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，如图是ATP的分子结构图，请据图回答：
(1)ATP分子的结构简式为________，组成ATP的化学元素有________。
(2)图中虚线部分的名称是________。
(3)图中①是指____________。远离A的①结构断裂后，ATP就转化成________。
【思维导图】
由ATP的
分子结构各部分的
结构名称ATP易发生
的结构变化
【精讲精析】 本题主要考查ATP分子结构图 ( http: / / www.21cnjy.com )。由ATP分子结构图可知，其基本元素组成为C、H、O、N、P，结构简式为：A－P～P～P。ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团结合而成的，“～”代表高能磷酸键，ATP分子中含有2个高能磷酸键。水解时，远离A的那个高能磷酸键断裂释放出能量，ATP就转化成ADP和?P 。
【答案】 (1)A－P～P～P C、H、O、N、P
(2)腺苷 (3)高能磷酸键 ADP和?P
1．当条件适宜时，20个腺苷和60个磷酸基团最多可以组成的ATP和ATP分子中所含的高能磷酸键的个数分别是( )
A．20个，30个 B．20个，40个
C．40个，40个 D．40个，60个
【解析】 一个ATP分子中 ( http: / / www.21cnjy.com )含有1个腺苷，3个磷酸基团、2个高能磷酸键。本题干说有20个腺苷，可对应60个磷酸基团，即形成20个ATP分子，共含有40个高能磷酸键。
【答案】 B
1．A－P～P～P中的“－”为低能磷酸键，水解时释放的能量很少；“～”为高能磷酸键，水解时释放的能量很高，高达30.54 kJ/mol。
2．动物体内还含有另一种高能磷酸化合物——磷酸肌酸。
ATP与ADP相互转化
【问题导思】
①ATP水解释放的能量的应用实例有哪些？
②ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，尝试说出理由。
1．ATP的转化及利用
2．ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
反应式 ATP→ADP＋?P ＋能量 能量＋?P ＋ADP→ATP
类型 水解反应 合成反应
条件 水解酶 合成酶
场所 活细胞内多种场所 细胞溶胶、线粒体、叶绿体
能量转化 放能 贮能
能量来源 高能磷酸键 细胞呼吸、光合作用
能量去向 用于各项生命活动 贮存于ATP中
综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。
关于能源物质的归纳
生物体内的
能源物质
一般不供能的能源物质——蛋白质
3．ATP中能量的转化
ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于生物体的各项生命活动。这些形式主要有：
(1)机械能：生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动所消耗的能量就是机械能。例如，肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等。
(2)电能：生物体内神经冲动的传导和某些生物产生生物电，消耗的就是电能。
(3)化学能：在生物体的物质代谢中，到处都需要ATP转化的化学能。
(4)光能：目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，用于发光的能量仍然直接来源于ATP。
(5)热能：生物体内热能的形成来源于有机物的氧化分解。大部分的热能能通过各种途径向外界环境散失，只有一小部分用于维持细胞或机体的温度。
(2013·绍兴检测)对“ATPADP＋?P (磷酸基团)＋能量”的叙述，正确的是( )
A．①过程和②过程所需的酶都是一样的
B．①过程的能量供各项生命活动利用，②过程的能量只来自糖类等有机物的氧化分解
C．①过程和②过程时刻发生，处于动态平衡之中
D．ATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
【审题导析】 解答本题可从以下三点分析：
(1)了解ATP和ADP相互转化的条件、生理过程。
(2)明确ATP分子中能量的来源和去向。
(3)区别动植物细胞中ATP合成的能量来源。
【精讲精析】 ①过程为水解酶催化的水解 ( http: / / www.21cnjy.com )反应，②过程为合成酶催化的合成反应，故A项错误。①过程释放的能量可供各项生命活动利用，②过程的能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，故B项错误。生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中，故C项正确。ATP中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能；ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量。
【答案】 C
若上述的ATP－ADP循环发生在某 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞中，现向此细胞的培养液中加入32P标记的磷酸分子，一段时间后，会发现“ATP－ADP循环”中的哪些物质已具有了放射性？
【提示】 ATP、ADP及?P (磷酸)。
2．(2013·衢州期末)下图表示细胞中ATP和ADP的相互转化过程，以下相关叙述正确的是( )
A．图中A1、A2可分别表示吸能反应和放能反应
B．图中E不是物质，而是能量，在植物细胞中E1主要来自于光合作用
C．从图中可以看出，B为ADP，C为ATP
D．从图中可以看出，ATP与ADP转化过程可以看作可逆反应
【解析】 ADP合成ATP的过程需 ( http: / / www.21cnjy.com )要?P ，ATP水解为ADP的过程产生?P ，结合图形可知C为ADP，B为ATP，C项错误；E不是物质，应为能量，植物细胞中，ADP形成ATP的过程中所需能量来自于光合作用和细胞呼吸，B项错误；由于ATP与ADP之间的相互转化过程中两个反应的场所、条件、能量均不同，所以并不是可逆反应，D项错误；ATP高能磷酸键断裂释放能量，而形成则需要吸收能量。
【答案】 A
高等植物体内不同部位的细胞产生ATP的生理过 ( http: / / www.21cnjy.com )程有差异：(1)含有叶绿体的细胞在有光的条件下可以通过光合作用和细胞呼吸产生ATP；但在黑暗条件下只能通过细胞呼吸产生ATP；(2)不含叶绿体的细胞通过细胞呼吸产生ATP。
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
细胞与能量能量的转化ATPATP的结构利用：转化成各种形式的能量ATP—ADP循环吸能反应和放能反应概念二者关系
结 论 语 句
1．化学能是细胞中最主要的能量形式。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的相互转变。
2．光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应；细胞呼吸是所有细胞中最重要的放能反应。
3．ATP不仅是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，更是细胞中的能量通货。
4．ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，其结构简式可写作A－P～P～P。
5．细胞放能反应所释放的能量可用于ATP合成，而ATP水解所产生的能量可用于吸能反应。
(对应学生用书第39页)
1．以下属于放能反应的是( )
A．光合作用
B．肌细胞中糖元的合成
C．细胞呼吸
D．氨基酸合成蛋白质
【解析】 氨基酸合成蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )、光合作用、肌细胞中糖元的合成，其产物分子中的势能比反应物分子中的势能高，是吸能反应。所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，又称细胞呼吸。
【答案】 C
2．(2013·嘉兴高一期末)如图能正确表示ATP的结构的是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】 ATP称为腺苷 ( http: / / www.21cnjy.com )三磷酸，其结构的连接方式为：核糖的一个部位结合腺嘌呤，另一部位与一个磷酸基团连接；其余2个磷酸基团则相继连接在前一个磷酸基团上，且连接两个磷酸基团间的为高能磷酸键，用“～”表示。
【答案】 A
3．海洋中电鳗有放电现象，其电能是( )
A．由热能转变而来
B．由有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来
C．由光能转变而来
D．由ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来
【解析】 ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有电能、化学能、光能等。
【答案】 D
4．(2012·宁波高一检测)关于反应ATPADP＋?P (磷酸基团)＋能量的叙述不正确的是( )
A．上述过程中存在着能量的释放和贮存
B．所有生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自细胞呼吸
C．这一反应无休止地在活细胞中进行
D．这一过程保证了生命活动的顺利进行
【解析】 B项，在植物体内，此能量除来自细胞呼吸外，还能来自光合作用。
【答案】 B
5．(2013·丽水高一期末)请分析下列关于ATP的有关数据和实验，并回答：
(1)经测定一个成年人静止状态下24 ( http: / / www.21cnjy.com )h将有40 kg的ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP等仅为2 mmol/L～10 mmol/L。为满足能量的需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是__________________________。
(2)人和动物的生命活动所需要的ATP ( http: / / www.21cnjy.com )主要通过________释放的能量来合成。植物体内ADP转化成ATP所需要的能量主要来自________作用和______。ATP中________水解，释放能量用于完成各项生命活动。
【解析】 (1)ATP能为生命活动直接供能，在人体细胞内消耗量很大，但含量却很少，人体细胞内通过ATP与ADP的相互转化来解决这一矛盾。
(2)合成ATP的能量来源可以是光合作用和细胞呼吸，人和动物只能进行细胞呼吸。
【答案】 (1)ADP与ATP之间相互转化
(2)细胞呼吸 光合 细胞呼吸 高能磷酸键
(对应学生用书第109页)
课时作业(八) 细胞与能量
一、选择题
1．(2012·衢州检测)下列有关能量的叙述，错误的是( )
A．各种有序状态的维持都需要利用能量
B．能量能从一种形式转化为另一种形式
C．生物体必须不断地与外界发生物质和能量的交换
D．生物体必须是开放系统，细胞不必是开放系统
【解析】 能量可相互转化，从一种形 ( http: / / www.21cnjy.com )式转化为另一种形式。各种有序状态的维持都需要利用能量。生物体和体内的细胞要维持内部的有序状态，需要不断地与外界发生物质和能量的交换，因而生物体和细胞都应是开放系统。
【答案】 D
2．生物体进行各项生命活动所需的直接能源、主要能源和最终能源依次是( )
A．太阳能、糖类、ATP B．ATP、糖类、油脂
C．ATP、油脂、太阳能 D．ATP、糖类、太阳能
【解析】 生物体进行各项生命活动的直接能 ( http: / / www.21cnjy.com )量来源是腺苷三磷酸(ATP)。在ATP水解为ADP的过程中，释放的能量用于生物体的各项生命活动，如肌肉收缩、神经传导等。糖类是生物体进行各项生命活动的主要能源物质。太阳能是生物体进行各项生命活动的最终能量来源，油脂是生物体内贮存能量的重要物质。
【答案】 D
3．(2013·温州期末)如图所示的是ATP与ADP之间的转化，由此可确定( )
A．A为ADP，B为ATP
B. 能量1和能量2来源相同
C. 酶1和酶2是同一种酶
D. X1和X2是同一种物质
【解析】 由图中能量的箭头方向可以看 ( http: / / www.21cnjy.com )出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2是催化不同反应的不同酶；X1和X2是同一种物质?P 。
【答案】 D
4．下列说法不正确的是( )
A．吸能反应是指产物分子中的势能比反应物分子中的势能高，在反应时需要吸收能量的化学反应
B．放能反应是指产物分子中的势能比反应物分子中的势能低，在反应时放出能量的化学反应
C．光合作用是放能反应，细胞呼吸是吸能反应
D．吸能反应和放能反应之间的纽带是腺苷三磷酸
【解析】 光合作用的反应物(CO2和H ( http: / / www.21cnjy.com )2O)含能量较少，产物(糖)含能量较多，是绿色植物细胞中最重要的吸能反应，而细胞呼吸的反应物(糖)含能量较多，产物(CO2和H2O)含能量较少，是所有细胞中最重要的放能反应。
【答案】 C
5．关于人体细胞内ATP的描述，正确的是( )
A．ATP主要在线粒体中产生
B．它含有3个高能磷酸键
C．ADP转化为ATP的过程是一个释放能量的过程
D．细胞内贮存着大量的ATP，以满足生理活动的需要
【解析】 线粒体是细胞呼吸和能 ( http: / / www.21cnjy.com )量代谢的中心，因此ATP主要在线粒体中产生；ATP含有两个高能磷酸键；ADP转化为ATP的过程是一个吸收能量的过程；细胞内贮存着少量ATP，通过再生，不断提供能源。
【答案】 A
6．(2013·长沙高一期末)下列关于ATP的描述中，正确的是( )
A．1个ATP中含三个高能磷酸键
B．病毒以ATP作为直接能源物质，其产生ATP的结构只有细胞溶胶
C．对于动物、真菌和大多数细菌来说，细胞呼吸是其产生ATP的唯一来源
D．绿色植物光合作用合成的ATP与细胞呼吸产生的ATP相等，有利于维持其体内ATP的平衡
【解析】 一个ATP中含有两个高能磷酸 ( http: / / www.21cnjy.com )键；病毒无细胞结构，无所谓的细胞溶胶，只有寄生在活细胞中才能生活，ATP仍是其直接供能物质，靠宿主细胞提供；动物、真菌和大多数细菌的ATP只来自细胞呼吸，而植物光合作用产生的ATP要大于细胞呼吸产生的ATP。
【答案】 C
7．(2012·杭州高一检测)ATP的结构式可以简写为( )
A．A～P－P－P B．A－P～P～P
C．A～P～P～P D．A－P－P－P
【解析】 腺苷和第一个?P 之间，是普通磷酸键，用“－”来表示，而外面的两个?P 之间是高能磷酸键，用“～”来表示。
【答案】 B
8．萤火虫体内不能发生的能量转化有( )
A．光能→化学能 B．化学能→化学能
C．化学能→光能 D．化学能→热能
【解析】 萤火虫能发光是将化学能转化为光能 ( http: / / www.21cnjy.com )；呼吸作用将葡萄糖中的化学能转化为ATP中的化学能；呼吸时有一部分化学能转化为热能散失掉；光能→化学能只能发生在光合作用过程中。
【答案】 A
9．(2013·湖州高一检测)下列关于ATP的说法中，正确的是( )
A．糖的氧化释放的能量不可用于合成ATP
B．ATP既可以贮存能量，又可以作为生命活动的直接能源物质
C．ATP不能被氧化释放能量
D．ATP中的能量可以来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
【解析】 ATP是生物体内的 ( http: / / www.21cnjy.com )高能磷酸化合物，其高能磷酸键能够贮存大量的活跃化学能，又能为各项生命活动直接供能。糖的氧化过程为放能反应，所释放的能量可用于ATP的合成，ATP被氧化释放的能量用于各项生命活动。ATP中的能量可来源于光能，但不能来源于热能。ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量。
【答案】 B
10．如图是肌肉细胞中ATP推动细胞做功示意图。图中①②③④分别表示物质或生理反应过程。下列相关叙述不正确的是( )
A．①过程是吸能反应，产物中分子势能高
B．②表示的物质为ADP和?P
C．③过程是放能反应，释放的能量推动细胞做功
D．④表示的物质为ADP和?P
【解析】 由图可知，ATP先将组成肌肉 ( http: / / www.21cnjy.com )的蛋白质磷酸化，使产物分子的势能增加，这是吸能反应；ATP水解后的产物是ADP和?P ；磷酸化的蛋白质做功，失去磷酸基团，分子势能降低，此过程是放能反应；④代表磷酸基团。
【答案】 D
二、非选择题
11．(2013·金水高一期末)人的骨 ( http: / / www.21cnjy.com )骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某运动员参加短跑比赛过程中，肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化如右图所示。请根据图回答下面的问题：
(1)a→b的变化过程，ATP被水解，释放的能量用于____________________。
(2)b→c过程中，ATP含量增加，说明________加强，释放更多的能量，供ADP合成ATP，补充消耗的ATP。
(3)从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量 ( http: / / www.21cnjy.com )不会降为零，说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 人体中ATP分解所产生的能量用于各项生命活动，而合成ATP时所需能量来自于细胞呼吸。
【答案】 (1)肌肉收缩等生命活动 ( ( http: / / www.21cnjy.com )2)细胞呼吸 (3)ATP在细胞内含量虽少，但与ADP之间的相互转化却十分迅速，使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中，构成生物体内部的稳定供能环境
12．[实验探究] 在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。
(1)实验步骤
①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签。
②将________________________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签。
③在每支试管中加入________________________________________________________________________。
④观察发光现象并记录。
(2)实验现象预测及结论
现象预测 结论
a.随ATP浓度升高，发光现象渐强 d.荧光强度与ATP浓度______________
b.随ATP浓度升高，发光现象________ e.荧光强度与ATP浓度__________
c.________________ f.荧光强度与ATP强度无关
(3)实验讨论
①最可能的实验结果是哪一个？________。
②萤火虫发光是____________能转变成________能的过程。
【解析】 实验中应注意对照原则，等量原则。本实验各组之间形成相互对照。
【答案】 (1)②晒干的荧光器粉末 ③等量的不同浓度的ATP溶液
(2)d.成正相关 b．渐弱 e．成负相关
c．随ATP浓度的升高，发光现象不变
(3)①实验结果a ②化学 光第二节物质出入细胞的方式
(教师用书独具)
●课标要求
说明物质进出细胞的方式
●课标解读
1．说出渗透过程。
2．说明红细胞和植物细胞吸水与失水的原因。
3．解释植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。
4．说明渗透、被动转运和主动转运。
5．描述细胞胞吞、胞吐的过程。
●教学地位
该内容为浙江理综生物高频考点，多次涉及。所以应为教学重点。主要知识点为主动、被动转运，所以该内容应注重学生对知识的理解，拓展。
●教法指导
物质出入细胞的方式的教学重点与难点 ( http: / / www.21cnjy.com )是区分物质出入细胞的各种方式的异同。由于本节内容比较抽象，在教学手段上要充分运用示意图、模型，最好是结合动画的多媒体课件等直观手段，增加学生的感性认识，帮助学生理解质膜控制物质运输的功能。在教学方法上，可以先引导学生结合具体实例进行探究，然后通过列表对比等方式，帮助学生认识物质出入细胞的各种方式。
关于“胞吞”、“胞吐”的教学，可以由 ( http: / / www.21cnjy.com )草履虫形成食物泡、变形虫吞食细菌、白细胞吞食病菌等学生比较熟悉的事例引入，引导学生分析其形成过程，再结合插图、动画进行讲解，增强直观感受，以取得较好的教学效果。
●活动建议
活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原。
通过“活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离 ( http: / / www.21cnjy.com )及质壁分离复原”，帮助学生体验水分子的渗透过程，加深了解科学探究方法，并熟练地使用显微镜观察植物细胞质壁分离和复原的过程。通过实验，引导学生理解成熟的植物细胞是一个典型的渗透系统：成熟的植物细胞有大液泡，其原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞溶胶)可看做一种半透膜(选择透性膜)，当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将渗透失水；反之，细胞将渗透吸水。
引导学生分析日常生活中的实例，如泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺，做菜馅时加入一些盐后，蔬菜中的水会大量渗出，农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等。鼓励学生设计实验，包括实验步骤和预期结果。最后进行实验，包括观察和记录实验结果，以及对实验结果进行分析、讨论与交流等。
(教师用书独具)
●新课导入建议
同学们请看这是两个胡萝卜，原来硬度相差不大，一个在盐水中泡两天，另一个在清水中泡两天，看看有什么不同呢？
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P52 ( http: / / www.21cnjy.com )－59，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：通过多媒体展示渗透实验和植物细胞的质壁分离及复原过程，通过【课堂互动探究】探究1总结发生渗透的条件，通过例1分析提高。 步骤3：通过多媒体展示简单扩散、易化扩散、主动转运及胞吞、胞吐过程，通过【课堂互动探究】探究2总结相关区别，通过例2分析提高。
步骤6：引导学生以小组合作 ( http: / / www.21cnjy.com )形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】 步骤5：抢答方式完成【正误判断】，完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。 步骤4：实验室完成植物细胞的质壁分离及复原实验，通过【实验探究】总结相关步骤和现象，通过例3分析提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出渗透过程。
2.说明红细胞和植物细胞吸水与失水的原因。
3.解释植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。
4.说明渗透、被动转运和主动转运。
5.描述细胞胞吞、胞吐的过程。 1.比较物质出入细胞的各种方式的异同。(重点)
2.观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原。(难点)
(对应学生用书第40页)
扩散和渗透
1.扩散
是分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。
2．渗透
指水分子通过膜的扩散。结果是水分子从其分子数相对较多处向相对较少处扩散。
3．动物细胞的吸水和失水
(1)当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。
(2)当细胞外水分子的相对数较多时，细胞破裂。
(3)当细胞外水分子的相对数较少时，细胞收缩。
4．植物细胞的吸水和失水
(1)当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。
(2)当细胞外水分子的相对数较多时，细胞膨胀。
(3)当细胞外水分子的相对数较少时，细胞质壁分离。
5．质壁分离和质壁分离复原
质壁分离 质壁分离复原
原因
外因 外界溶
液浓度_>_细胞液
浓度 外界溶
液浓度<_细胞液
浓度
内因 原生质体与细胞壁的膨胀系数不同
过程中的现象
液泡
颜色 浅→深 深→浅
细胞液
浓度 低→高 高→低
吸水
能力 弱→强 强→弱
应用 根据细胞能否发生质壁分离及复原，判断细胞的死活
在细胞外水分子的相对数较多时，植物细胞为什么不会吸水胀破？
【提示】 因为有细胞壁的保护。
细胞膜的物质运输方式
1.跨膜转运
主动
转运))
2．胞吞与胞吐
细胞摄取或排出大分子或颗粒状物质时通过胞吞、胞吐，该过程与膜的流动性有关。
1．水分子通过质膜进入液泡属于渗透作用。(√)
2．主动转运需要载体，被动转运都不需要载体蛋白。(×)
【提示】 被动转运中易化扩散需要载体蛋白。
3．扩散和渗透是同一概念。(×)
【提示】 渗透必跨膜，扩散可不跨膜。
4．紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离时，液泡内细胞液颜色由深变浅。(×)
【提示】 应由浅变深。
5．只有大分子物质进出细胞的方式是主动转运。(×)
【提示】 大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐。
(对应学生用书第41页)
渗透作用
【问题导思】
①发生渗透作用需要什么条件？
②动物细胞为什么能吸水与失水？
1．含义
渗透作用专指水分子(或其他溶剂分子)通过膜的扩散。其他物质通过膜的扩散不能称为渗透。
2．原理
渗透系统的组成(如下图)(开始液面AB等高)
(1)当溶液浓度A＞B时，水分子通过半透膜由B到向A；液面上升，如上图。
(2)当溶液浓度A＜B时，水分子通过半透膜由A到B；液面下降。
(3)当溶液浓度A＝B时，则处于动态平衡状态。
1．渗透系统适合比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。
2．整个过程中，两溶液间的水分子进行双向运动。
3．条件
4．动植物细胞的渗透吸水和失水
(1)动物细胞的细胞膜具选择透性，相当于半透膜；成熟的植物细胞中，细胞膜和液泡膜均具选择透性，也相当于半透膜，如图。
(2)当外界溶液与细胞内溶液(如细胞液)具浓度差时，细胞就会通过渗透作用吸水或失水。
(3)细胞渗透作用原理的应用
①对农作物的合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时又降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。
②盐碱地中的植物不易存活，一次施肥过多造成 ( http: / / www.21cnjy.com )了“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞的细胞液浓度，根细胞就不易吸水甚至失水。
③糖渍、盐渍食品不易变质的原因是微生物不能在高渗溶液中生存和繁殖，所以能较长时间保存。
④医用的生理盐水浓度为0.9%，是人体细胞的等渗溶液，可以维持组织细胞的正常形态。
(2013·温州高一期末)下列现象属于渗透作用的是( )
A．蔗糖在水中溶解后使水变甜
B．春天放在空气中的食盐潮解
C．小麦种子浸在水中逐渐胀大
D．新鲜菜叶放在清水中变硬
【审题导析】 解题的关键是理解渗透作用发生的两个条件：半透膜及半透膜两侧的溶液具有浓度差。
【精讲精析】 蔗糖在水中的溶解无半透膜控制， ( http: / / www.21cnjy.com )只是扩散现象；食盐潮解是一个简单吸收环境中水分子的过程；小麦种子依靠亲水物质吸水；新鲜菜叶是成熟的植物细胞构成的，细胞膜和液泡膜均具选择透性，细胞液与清水有浓度差，因而通过渗透吸水变硬。
【答案】 D
1．如图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，A ( http: / / www.21cnjy.com )代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙，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( )
甲 乙
A．图甲中B的浓度一定大于C的浓度
B．图甲中B的浓度一定等于C的浓度
C．图甲中A的水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度
D．图乙中A的水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度
【解析】 半透膜两侧溶液有浓 ( http: / / www.21cnjy.com )度差，浓度差越大，水分子扩散越快，漏斗管内的液面也越高。由图乙中h1>h2可推知开始时三者浓度关系为：B>C>A。
【答案】 B
物质转运方式的比较
【问题导思】
①物质转运的方式有哪几种？各需要什么条件？
②大分子物质进出细胞是通过什么方式完成的？
离子和小分子物质 大分子和颗粒物质
简单扩散 易化扩散 主动转运 胞吞 胞吐
转运
方向 高浓度→
低浓度 高浓度→
低浓度 低浓度→
高浓度 细胞外
→内 细胞内
→外
转运
动力 浓度差 浓度差 能量
(ATP) 能量
(ATP) 能量
(ATP)
载体
蛋白 不需要 需要 需要 不需要 不需要
实例 水、CO2、
O2、甘油、
乙醇 红细胞吸收葡萄糖 K＋、Ca2＋、
Mg2＋、小
肠吸收氨
基酸、葡萄
糖 白细胞
吞噬病
菌、变
形虫吞
食食物
颗粒 胰岛β细胞分泌胰岛素
如何判断物质进出细胞的方式
(2012·宁波联考)K＋和Na＋均不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果加入一种脂溶性的缬氨霉素，K＋就可以透过人工膜。下列叙述不正确的是( )
A．缬氨霉素的作用类似于载体蛋白
B．缬氨霉素与离子的结合具有特异性
C．K＋透过人工膜的方式属于主动转运
D．本实验可用于研究细胞膜的选择透性
【思维导图】 本题主要考查跨膜转运方式的判断。
关键点：需载体蛋白协助易化扩散(不消耗能量)主动转运(消耗能量)
【精讲精析】
人工膜中加入缬氨霉素后功能的变化
,分析得出
在没有提供能量的前提下K＋可以透过人工膜，
Na＋不能透过人工膜
,推断
①缬氨霉素相当于K＋的载体蛋白
②K＋跨膜转运的方式为易化扩散
【答案】 C
2.
在适宜温度下，采用完全营养液培养黄瓜幼苗，研究营养液中氧含量变化对K＋吸收速率的影响。实验结果如图，分析并回答下列问题：
(1)黄瓜幼苗根系细胞吸收K＋的 ( http: / / www.21cnjy.com )方式是________，图中ab段为此提供的依据是________________________________________________________________________，
表明该过程需要________。曲线bc段 ( http: / / www.21cnjy.com )限制K＋吸收速率的内在因素是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)植物的生长都有一个最适温度。 ( http: / / www.21cnjy.com )在氧含量等条件稳定、适宜的情况下，研究在10～40 ℃范围内的温度变化对黄瓜幼苗吸收K＋的速率的影响，预期K＋吸收速率变化的趋势是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 植物细胞对K＋的吸收过程是一 ( http: / / www.21cnjy.com )个需要载体蛋白协助、消耗ATP的主动转运过程。影响ATP形成的因素均可影响对K＋的吸收，如氧分压、温度等。当氧分压较低、产生ATP较少时，ATP是吸收K＋的制约因素。当氧分压较高，产生ATP较多时，此时膜上的载体蛋白数目成为吸收K＋的限制因素。温度影响酶的活性，从而影响呼吸作用中ATP的形成，进而影响K＋的吸收。在一定范围内，吸收速率随温度的升高而升高；超过最适温度，随温度的升高而降低。
【答案】 (1)主动转运 K＋的吸 ( http: / / www.21cnjy.com )收速率随氧含量的增加而增加 能量 根部细胞膜上运输K＋的载体蛋白数量有限 (2)10 ℃到最适温度范围内，吸收速率随温度的升高而升高；超过最适温度，吸收速率随温度的升高而降低
观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原
1．操作过程
2．本实验成功的关键
(1)注意材料的选择：必须选用活的，且含有大型液泡的成熟植物细胞。洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察，是最佳的实验材料。
(2)使用蔗糖溶液的浓度要适宜：浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )过小，质壁分离现象不明显，影响观察；浓度过大，会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，无法观察质壁分离复原。
3．本实验的拓展应用
(1)判断植物细胞的死活
待测细胞＋蔗糖溶液制成临时装片―→镜检：若发生质壁分离和复原，则该细胞是活细胞；若不发生质壁分离和复原，则该细胞是死细胞。
(2)测定细胞液浓度
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液制成 ( http: / / www.21cnjy.com )临时装片―→分别镜检：细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的相邻的外界溶液的浓度范围之间。
(2013·杭州期末)如图为植物细胞质壁分离或质壁分离复原过程中的一个细胞图。
(1)该细胞处于________状态。
(2)这是因为细胞外液的浓度________细胞液的浓度。如果将该细胞置于____________中，细胞能较快的复原。
(3)图中的②是________，④是________，③是______________，三者合起来叫________。
(4)标号⑤处的物质是________。
【审题导析】 解答本题的关键应明确以下两点：
(1)质壁分离是个动态过程。
(2)质壁分离的原理和条件。
【精讲精析】 根据细胞壁 ( http: / / www.21cnjy.com )与原生质层之间有空隙，可以判断该细胞处于质壁分离状态或正发生质壁分离复原。出现这种状态的原因是细胞外液的浓度大于细胞液的浓度，细胞渗透失水；或者是已经发生质壁分离的细胞在细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，通过渗透吸水。如果要使其较快地复原，应该放在清水或蒸馏水中。放在比细胞液浓度低的溶液中，虽然也能复原，但速度要比在清水中慢。②③④合起来构成原生质层。⑤处于原生质层之外，细胞壁之内，因为细胞壁是全透性的，所以⑤处的物质是外界溶液。
【答案】 (1)质壁分离或质壁分离复原
(2)大于或小于 清水或蒸馏水
(3)细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层
(4)外界溶液
3．利用渗透作用实验原理可以测定细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞液浓度的大致范围。将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如图所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现以下a～d四种细胞状态，则细胞液浓度介于下列哪两个细胞所处蔗糖溶液的浓度之间( )
A．c、b B．a、c C．a、d D．d、c
【解析】 比较题中的五个 ( http: / / www.21cnjy.com )图可知a图细胞吸水，液泡变大；b、c图细胞失水都已发生了质壁分离；d图细胞略有失水，液泡变小，但还未发生质壁分离。细胞液的浓度与外界溶液浓度相等时，细胞既不吸水，也不失水，所以细胞液的浓度介于a、d细胞所处蔗糖溶液的浓度之间。
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．分子从高浓度处向低浓度处运动的现象叫扩散，水分子通过膜的扩散叫渗透。
2．被动转动是指物质由浓度高的一侧转运至浓度较低的一侧，它包括扩散、渗透和易化扩散。
3．逆浓度梯度的转运称为主动转运，它需要相应载体蛋白，也需要消耗能量。
4．大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐。
5．物质进出细胞未必都通过质膜，有时某些物质会被部分质膜包被起来，然后该部分质膜与整个膜脱离，裹着物质运到内侧(胞吞)或外侧(胞吐)。
(对应学生用书第43页)
1．将洋葱表皮细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，显微镜下不可能观察到的现象是 ( )
A．液泡缩小
B．细胞壁与原生质层分离
C．液泡颜色变浅
D．细胞核位于原生质层内
【解析】 由于细胞液的浓度小于0. ( http: / / www.21cnjy.com )3 g/mL蔗糖溶液的浓度，因此，洋葱表皮细胞将失水，发生质壁分离，在显微镜下可以看到液泡缩小，细胞液浓度变大，颜色加深。
【答案】 C
2．(2012·浙江高考)人体肝 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是( )
A．CO2 B．O2 C．K＋ D．Na＋
【解析】 解答本题的关键是抓住题干 ( http: / / www.21cnjy.com )中所给出的四种物质存在的部位，并结合三种常见跨膜转运方式的特点快速作答。O2和CO2是气体，可通过简单扩散方式进出细胞，属于被动转运(被动运输)，A、B两项错误；Na＋主要存在于细胞外，在细胞外的浓度远高于细胞内浓度，进入细胞内的转运方式是从高浓度转运至低浓度，不消耗细胞呼吸产生的能量的易化扩散，不属于主动转运，D错误；K＋主要存在于细胞内，其细胞内浓度远高于细胞外浓度，进入细胞时为逆浓度梯度转运，消耗能量的同时，需要载体蛋白的协助，属于主动转运，C正确。
【答案】 C
3．(2011·新课标全国卷)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
【解析】 红细胞放入蒸馏水中，由于细胞质溶液的浓度远大于蒸馏水，红细胞会大量吸水，直至胀破。
【答案】 C
4．(2012·台州高一检 ( http: / / www.21cnjy.com )测)如图所示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运(每种转运的方向用箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度)，下列叙述正确的是( )
A．a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖
B．a物质可能是水，b物质可能是甘油
C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气
D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸
【解析】 a物质由高浓度一侧运 ( http: / / www.21cnjy.com )至低浓度一侧，不需要载体蛋白和能量，可能是水或氧气；b物质由低浓度一侧运至高浓度一侧，且需要载体蛋白和能量，可能是葡萄糖。因为葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞是主动转运(进入红细胞是易化扩散，需载体蛋白，不需要能量)。
【答案】 A
5．某科学家在研究质膜运输物质时发现有下列四 ( http: / / www.21cnjy.com )种关系，分别用图中四种曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符。试问：质膜运输物质X的方式是( )
A．简单扩散 B．主动转运
C．易化扩散 D．胞吐
【解析】 分析物质跨膜转运的方式，主 ( http: / / www.21cnjy.com )要应从影响物质跨膜转运的因素入手，尤其从载体蛋白和能量两方面考虑。曲线①说明运输速率与物质浓度呈正相关，不受其他因素的限制，应为简单扩散。曲线③说明运输速率与O2浓度无关，说明这种方式不是主动转运，而是一种被动转运方式(简单扩散或易化扩散)。曲线②表示在一定浓度范围内随物质浓度升高，运输速率加快，当达到一定程度后，由于受到载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加，而保持稳定，说明这种运输方式需要载体蛋白，不是简单扩散，可能是易化扩散或主动转运。曲线④表明运输速率与O2浓度有关，说明这个过程是需要能量的，只能是主动转运。综合分析，质膜运输物质X的方式是主动转运。
【答案】 B
6．(2013·绍兴高一期末)如图所示是物质出入细胞的三种方式示意图，据图回答：
(1)红细胞吸收葡萄糖的 ( http: / / www.21cnjy.com )方式是[ ]________________________________________________________________________。
(2)红细胞从血浆中吸收 ( http: / / www.21cnjy.com )钾离子的方式是[ ]________________________________________________________________________。
(3)氧气分子从肺泡扩散到血液中的方式是[ ]____________________。
(4)A和B的不同点是A不需要___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________。
(5)从图示来看，细胞膜的特性是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________。
【解析】 本题考查物质出入细胞的三种方式：简单扩散、易化扩散和主动转运。从浓度梯度、载体蛋白、能量三方面进行判断。
【答案】 (1)B 易化扩散
(2)C 主动转运
(3)A 简单扩散
(4)载体蛋白 (5)选择透性
(对应学生用书第111页)
课时作业(九) 物质出入细胞的方式
一、选择题
1．(2012·温州期末)下列物质中能通过简单扩散的方式进入组织细胞的是( )
A．K＋和Na＋ B．氨基酸和葡萄糖
C．O2和CO2 D．甘油和蔗糖
【解析】 以简单扩散的方式穿过细胞膜的主 ( http: / / www.21cnjy.com )要是H2O、CO2、O2以及一些脂溶性物质，如甘油、脂肪酸等物质，除此之外，绝大部分物质是以主动转运的方式被细胞吸收的。
【答案】 C
2．将已经发生质壁分离的细胞放入清水中，其吸水能力的变化为( )
A．由大到小 B．由小到大
C．不变 D．等于零
【解析】 清水中的植物细胞吸水，使细胞液浓度降低，吸水能力下降。
【答案】 A
3．(2012·台州联考)下列现象属于渗透作用的是( )
①水分子通过植物细胞的细胞壁
②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜
③蔗糖分子通过细胞壁
④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜
⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层
⑥暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫
A．①②⑥ B．③④⑤ C．②④⑤ D．①③⑤
【解析】 渗透为水分子或其它溶剂通过半透膜的扩散，其中细胞壁不是半透膜，其中①③不是渗透，⑥为蒸腾作用。
【答案】 C
4.
如图中的渗透装置，开始时的液面高度为a ( http: / / www.21cnjy.com )，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是( )
【解析】 每吸出一次，蔗糖溶液浓度就减小一次 ( http: / / www.21cnjy.com )，而a、b液面的高度差是由半透膜内外溶液浓度差决定的，随着吸出次数的增加，内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小。
【答案】 B
5．(2013·丽水期末)在保 ( http: / / www.21cnjy.com )持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将( )
A．不变 B．增大
C．减小 D．先增后减
【解析】 b浓度大于a浓度，萝卜细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞先放在b溶液中，细胞失水，浓度将增大至与b相同，而后放入a中，细胞将吸水使浓度减小至与a相同，细胞质量将增大。
【答案】 B
6．新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质被吸收到血液中的方式分别是 ( )
A．主动转运、主动转运
B．胞吞、主动转运
C．主动转运、胞吞
D．被动转运、主动转运
【解析】 新生儿吸收免疫球蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白和半乳糖都要消耗ATP，由此可判断不可能是被动转运；免疫球蛋白是大分子物质，只能以胞吞的方式进入细胞；而半乳糖是单糖，应以主动转运的方式进入细胞内。
【答案】 B
7．(2013·杭州期末)浸泡在一定浓度的硝 ( http: / / www.21cnjy.com )酸钾溶液中的洋葱鳞片叶表皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程密切相关的细胞器有( )
A．液泡 B．线粒体
C．核糖体 D．以上全是
【解析】 发生质壁分离是由细胞失水引起的， ( http: / / www.21cnjy.com )与液泡有关。出现质壁分离复原，是由于细胞吸收了无机盐离子，改变了细胞液浓度，使细胞又吸水。细胞吸收无机盐离子需要载体蛋白和能量，载体蛋白是一种蛋白质，其合成与核糖体有关，所需的能量主要由线粒体提供。
【答案】 D
8．新鲜的叶类蔬菜表面常残留水溶性有机农药。 ( http: / / www.21cnjy.com )现取同一新鲜蔬菜若干，浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，将结果绘制成如上图所示的曲线，有关叙述正确的是( )
A．AB段细胞吸水，细胞体积明显增大
B．B点细胞液浓度与外界溶液浓度相等
C．BC段细胞质壁分离复原，细胞膜恢复到原来位置
D．此曲线说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收
【解析】 植物细胞因细胞壁的限 ( http: / / www.21cnjy.com )制，细胞吸水后，细胞体积不可能明显增大。细胞液浓度总是高于外界纯水浓度。从曲线的变化趋势来看，细胞液浓度先降后升，说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收；蔬菜放入纯水中未发生质壁分离及复原。
【答案】 D
9．甲()、乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜转运时，下列说法正确的是( )
A．甲进入细胞一定需要能量
B. 甲运出细胞一定不需要能量
C. 乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
D. 乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
【解析】 物质进出细胞膜的方式有被动转运和主 ( http: / / www.21cnjy.com )动转运。被动转运是物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运。主动转运的特点是被选择吸收的物质从浓度低的一侧，通过细胞膜转运到浓度高的一侧，必须有载体蛋白的协助，需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。
【答案】 C
10．如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是( )
A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新
D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
【解析】 胞吞和胞吐是膜 ( http: / / www.21cnjy.com )流动性的具体体现，胞吞过程所摄取的大分子通过膜外表面的糖被识别，并消耗能量进入细胞内；细胞分泌是指高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透性直接通过细胞膜，以被动转运、主动转运等方式进行的。
【答案】 D
二、非选择题
11．如图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答。
(1)A代表__________分子，B代表__________，C代表________。
(2)从功能上来说，细胞膜是一层________膜。
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有________________________。
(4)在a～e这五个过程中 ( http: / / www.21cnjy.com )，代表被动转运的是________________________________________________________________________。
(5)可能代表氧气转运过程的编号是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______，表示葡萄糖从小肠腔进入小肠上皮细胞的过程的编号是________________________________________________________________________。
【答案】 (1)蛋白质 脂双层 糖蛋白
(2)选择透性
(3)一定的流动性
(4)b、c、d
(5)b a
12．(2013·金华高一测试)以下实验 ( http: / / www.21cnjy.com )用于研究蔗糖溶液对某种植物叶表皮细胞形态的影响。分别将八片相同的叶片表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中。10分钟后，把每一叶片表皮置于显微玻片上，并加一滴曾浸泡过该表皮的溶液。然后在显微镜下观察，在约20个细胞的视野范围内计数呈现质壁分离的细胞。所得结果如下表：
蔗糖浓度
(mol·dm－3) 质壁分离
细胞的数目 视野范围内所
检视的细胞总数
0 0 22
0.05 0 20
0.10 0 18
0.15 1 20
0.20 3 20
0.25 16 20
0.30 19 19
0.35 21 21
请回答下列问题：
(1)请在坐标系中较准确地绘出一曲线图，以表示呈 现质壁分离细胞的百分率与蔗糖浓度的关系。
(2)在题(1)的曲线图中，当蔗糖浓度为0.22 mol· dm－3时，试找出呈现质壁分离细胞的百分率约________。
在此浓度的蔗糖溶液中，为什么有些细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞呈现质壁分离，另一些则不呈现？试加以说明。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 在绘制曲线时要注意保持曲线的圆滑，以便 正确地看出其趋势，正确地解读出第(2)小题的答案。
【答案】 (1)如图
(2)40% 因为各细胞的细胞液浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )不尽相同，细胞液浓度小于0.22 mol·dm－3蔗糖浓度的会呈现质壁分离，而大于或等于0.22 mol·dm－3蔗糖浓度的则不会呈现质壁分离
第三节酶
(教师用书独具)
●课标要求
说明酶在代谢中的作用
●课标解读
1．简述酶的概念。
2．描述酶的发现过程，认同像酶的发现过程那样，科学是在不断的观察、实验探索和争论中前进的观点。
3．说明酶在细胞代谢中的作用、本质与特性。感受生命活动的复杂性。
4．举例说明酶的专一性和高效性，提高运用所学知识解释日常生活中实际问题的能力。
5．分析酶的催化作用受许多因素的影响。
●教学地位
酶是本章的重点内容之一，也为高考重点内容，涉及酶的概念，催化特点影响酶活性因素及很多实验问题，以该内容为载体，还有一些实验分析问题。
●教法指导
酶的教学重点是酶的作用、本质和特性； ( http: / / www.21cnjy.com )教学难点是酶的催化作用原理以及控制变量的科学方法。学生对酶的认识有限，但对催化剂的作用比较熟悉，建议在教学中以学生已掌握的无机催化剂的知识作为切入点，通过过氧化氢在生物催化剂与无机催化剂作用下的反应速率的比较实验，证明“酶的催化效率”，引导学生进入新课学习。先介绍酶的概念和成分，帮助学生对酶建立一个总体的印象，再举例说明影响酶活性的因素和机理，以及酶催化作用的特性。
●活动建议
1．建议活动：探究酶的专一性。
对于“建议活动：探究酶的专一性”， ( http: / / www.21cnjy.com )教师可提出“食物中的淀粉和蔗糖同属糖类，唾液淀粉酶能否水解这两种物质”的问题，提示学生：淀粉在淀粉酶作用下水解成麦芽糖和蔗糖，在蔗糖酶作用下水解成葡萄糖、果糖；麦芽糖、葡萄糖、果糖在煮沸的条件下，与本尼迪特试剂反应会有红黄色沉淀产生，而淀粉和蔗糖与本尼迪特试剂无此反应，根据颜色反应就可以推测淀粉和蔗糖是否被水解。学生可以自行选择药品、试剂、器材设计对照实验，结合特定的颜色反应推测淀粉和蔗糖是否被水解，从而判断酶是否具有专一性。教师要对学生的实验设计予以指导，帮助学生提升设计实验、评价实验的能力。在此基础上，再列举出更多的实例说明酶的专一性是酶普遍具有的特性。
2．活动：探究pH对过氧化氢酶的影响。
通过实验，培养学生实验设计、独立操作 ( http: / / www.21cnjy.com )及分析实验数据的能力，帮助学生认识生物科学的价值，养成勇于实践的科学精神和科学态度。由于学生是第一次在生物学科中遇到设计类实验，建议教师利用直观的手段(绘图或电子幻灯等)将实验的装置，特别是实验组和对照组的装置分别向学生展示，以帮助学生进行实验操作，提高讨论的效率。
本实验连贯性很强，在实验前要仔细阅读实验的内容和要求，对实验步骤做到心中有数。建议实验前，对实验组组长进行培训，以便在开展实验时充当小老师；也可以课前布置任务，让学生利用课余时间以小组为单位制订实验方案。实验前各小组汇报实验设计方案，并预测实验结果。在实验中，根据实验现象和收集到的数据，体验数据处理、结果分析和得出结论的过程。提高科学探究的能力。
(教师用书独具)
●新课导入建议
用过加酶洗衣粉吗？用该洗衣粉时，为什么用温水洗衣呢？怎样使用洗衣粉才能把衣服洗净呢？
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P60－70 ( http: / / www.21cnjy.com )，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2、3”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：多媒体展示酶的发现过程，让学生体验并分析。通过多媒体展示酶的催化过程动画，让学生体验并分析酶催化的机理。通过【课堂互动探究】探究1总结相关规律，通过例1分析提高。
步骤5：引导学生以小组合 ( http: / / www.21cnjy.com )作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】 步骤4：抢答方式完成【正误判断】，完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。 步骤3：通过多媒体展示酶的催化特性。通过【课堂互动探究】探究2总结相关规律，通过例2和例3分析提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述酶的概念。
2.描述酶的发现过程，认同像酶的发现过程那样，科学是在不断的观察、实验探索和争论中前进的观点。
3.说明酶在细胞代谢中的作用、本质与特性。感受生命活动的复杂性。
4.举例说明酶的专一性和高效性，提高运用所学知识解释日常生活中实际问题的能力。
5.分析酶的催化作用受许多因素的影响。 1.酶的高效性、专一性。(重点)
2.酶催化作用的机理。(难点)
(对应学生用书第44页)
酶的发现
1.酶的发现史
年代 科学家 推论或结论
18世纪末 斯帕兰
扎尼 胃液中有一种消化肉的物质
1853年 巴斯德 酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果
19世纪 李比希 酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关，最多只需要酵母菌中某种物质的参与
1897年 毕希纳 促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质——酶，而不是酵母菌细胞本身
1926年 萨母
纳尔 得到脲酶结晶，明白酶的本质是蛋白质
20世纪80
年代初 少数特殊的酶的本质是RNA，称为核酶
1．所有酶的结构单元都是氨基酸吗？
【提示】 除了少数特殊的酶(RNA)外，酶的结构单元都为氨基酸。
2．酶的本质
(1)合成场所：活细胞内。
(2)化学本质：具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。
酶是生物催化剂
1.特点：促使反应物发生化学变化，本身却不发生化学变化。
2．底物：受酶催化而发生化学反应的分子叫底物。
3．酶催化底物反应的机理
(1)“钥匙与锁”的原理
(2)酶促反应过程
底物＋酶→酶 底物复合物→复合物形状发生一定变化→酶＋产物。
4．酶的活性：酶作用的强弱可用酶的活性表示。
酶的特性
1.酶有高效性
(1)实验原理
过氧化氢是细胞中某些化学反 ( http: / / www.21cnjy.com )应的副产物，具有强的氧化性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，而细胞中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢的分解，反应如下：2H2O22H2O＋O2。
(2)实验步骤
编号
步骤 1 2
相同处理 向2支试管中分别加入3 mL 2%的过氧化氢溶液
不同处理 加入鸡肝匀浆或马铃薯匀浆少许，试管口塞上橡胶塞 加入少许二氧化锰，试管口塞上橡胶塞
观察 ①试管内产生气泡数量
②试管口卫生香燃烧程度
(3)实验结论：酶的催化活性具有高效性。
2．不加催化剂H2O2分解速率为零吗？
【提示】 不是，自然分解也存在。
2．酶有专一性
(1)概念
一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，就是酶的专一性。
(2)实验探究
①实验原理
还原糖(如麦芽糖、葡萄糖)遇本尼迪特试剂在水浴后会出现红黄色沉淀；淀粉水解得到麦芽糖，而蔗糖水解后可得到葡萄糖；淀粉与蔗糖都不是还原糖。
②实验步骤及结果
试管 1 2 3 4 5 6
本尼迪特
试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
1%淀粉
溶液 3 mL － 3 mL － 3 mL －
2%蔗糖
溶液 － 3 mL － 3 mL － 3 mL
新鲜唾液 － － 1 mL 1 mL － －
蔗糖酶
溶液 － － － － 1 mL 1 mL
实验结果 无红黄
色沉淀 无红
黄色
沉淀 产生红黄色沉淀 无红黄色沉淀 无红黄色沉淀 产生
红黄
色沉淀
③结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化分解蔗糖；而蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化分解淀粉，说明酶具有专一性。
3．酶的作用受许多因素的影响
(1)pH对酶作用的影响
酶通常在一定pH范围内才起作用， ( http: / / www.21cnjy.com )而且在某一pH值下作用最强。最适的pH范围可能很窄，也可能较宽，这取决于不同酶的特性，胃蛋白酶的最适pH是2左右，胰蛋白酶是8左右。
(2)温度对酶活性的影响
①温度也是影响酶促反应速率的重要因素，酶促反应都有一个最适温度，在此温度以上或以下酶活性均要下降。
②酶分子本身会随温度的升高而发生热变性，温度升得越高，酶变性的速率也越快，升到一定温度，酶将完全失去活性。
3．(1)如何长期保存酶制剂？
【提示】 低温条件下，长期保存酶不易变性失活，当温度升高时，活性也可以恢复。
(2)温度不同，酶的活性一定不同吗？
【提示】 可能相同，如上图BC两点。
1．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。(×)
【提示】 极少数RNA也是酶。
2．酶催化底物反应的原因是因为它能提供能量。(×)
【提示】 原因是酶分子具有一定的形状，恰好能和底物分子结合。
(对应学生用书第46页)
酶的本质、作用机理
【问题导思】
①酶的化学本质是什么？
②酶的作用机理是什么？
1．酶的本质及生理功能
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
来源 一般来说，活细胞都能产生酶
生理功能 具有生物催化作用
2.酶的作用机理
(1)酶之所以可以加速反应速率，是 ( http: / / www.21cnjy.com )因为酶降低了化学反应的活化能。在无酶条件下，底物需要一定的能量(活化能)才能“活跃”起来，继而转变为相应的生成物；在有酶的条件下，底物只需要较少的能量即可达到容易发生反应的活跃状态，使化学反应在常温、常压等温和条件下快速进行。
(2)酶能够加速化学反应的速率，但不影响反应的方向，也不反映最终的分子浓度。
(3)酶与无机催化剂的异同比较
酶 无机催化剂
相同点 ①改变反应速率，本身不被分解
②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间
③降低活化能，使反应速率加快
不同点
催化效率 高 低
专一性 有 无
稳定 易变性 较稳定
反应条件 温和 较苛刻
关于酶的正确与错误说法
正确说法 错误说法
产生场所 凡是活细胞都能产生(不考虑无细胞核的细胞) 具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质 有机物(多数是蛋白质，少数为RNA) 蛋白质
作用场所 既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化作用
(2013·湖州期末)如图表示人体内某个化学反应，下列关于酶叙述正确是( )
A．图中A表示酶，A一定是RNA
B. 图中B表示酶，B一定是蛋白质
C. 图中A表示酶，A一定是有机物
D. 图中A表示酶，A只能在人体内起作用
【思维导图】酶化学本质：多数是蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )
酶化学本质：多数是蛋白质，少数是RNA作用：催化作用特点：反应前后本身不变作用条件：条件适宜场所：无特定要求
【精讲精析】 酶是生物催化剂，它具有一般催化剂的特性，反应前后本身不发生变化，从图中可判断出A表示酶。酶的化学本质是有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶的催化作用需要适宜的条件，在条件适宜时在体外也可发挥催化作用。
【答案】 C HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
1．(2012·台州检测)猪笼草是一种食虫植物，当其捕获昆虫后，会分泌一种物质使虫体分解，某学生设计了两组实验以验证这种分泌物主要为蛋白酶。如图所示经35 ℃水浴保温一段时间后，1、2中加入适量的双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是( )
实验① 实验②
A．实验① B．实验②C．实验①、实验②都能 ( http: / / www.21cnjy.com )
C．实验①、实验②都能 D．实验①、实验②都不能
【解析】 实验①是根据蛋白质与双缩脲试剂的颜色反应来验证实验，但由于分泌液中的蛋白酶其化学本质是蛋白质，也会与双缩脲试剂反应，因此实验①不能达到目的。实验②可根据蛋白块的消失来验证分泌液的主要成分为蛋白酶。
【答案】 B
酶相关曲线及影响酶活性的因素
【问题导思】
①影响酶活性的因素有哪些？
②怎样用曲线模型表达酶的相关特性？
1．酶的高效性曲线
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
2．酶的专一性曲线
酶B会促进酶促反应的进行，而酶A不会，说明酶具有专一性。
3．影响酶促反应速率的因素常有温度、pH、底物浓度、酶的浓度等，其变化规律有以下特点：
(1)温度对酶促反应的影响
①在一定温度范围内酶促反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。
图1
②酶促反应中反应速率最高时的温度称为该酶的最适温度。见图1。
③低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶变性，使其永久失去活性。
图2
(2)pH对酶促反应的影响
①每一种酶只能在一定限度的pH范围内才有活性，超过这个范围酶就会永久失去活性。
②在一定条件下，每一种酶在某一pH时活性最大，此pH称为该酶的最适pH。如图2表示胃蛋白酶最适pH为2.0，胰蛋白酶最适pH为8.0。
(3)底物浓度对酶促反应的影响
图3
①如果酶促反应的底物只有一种，当 ( http: / / www.21cnjy.com )其他条件不变、酶的浓度一定的情况下，在开始底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而急剧加快，反应速率与底物浓度成正比。
②当底物浓度达到某一定值后，再增加底物浓度，反应速率不再增加。见图3。
(4)酶的浓度对酶促反应的影响
在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。见图4。
图4
1．几种酶的最适pH：胃蛋白酶的最适pH是2.0；唾液淀粉酶的最适pH是6.8；胰蛋白酶的最适pH是8.0。
2．酶的最适温度：人体内酶的最适温度为37℃左右，如唾液淀粉酶最适温度为37℃左右，而植物淀粉酶最适温度为65℃左右。
(2013·台州高一测试)如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是( )
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
【审题导析】 解答此题应注意以下两点：
(1)明确坐标意义：纵坐标为酶促发应速率；横坐标的影响因素是温度(注意曲线中的多种影响因素，如pH、酶浓度)。
(2)正确分析不同因素下曲线变化：
①同一曲线中，曲线出现平台前的影响因素即为横坐标代表的温度。
②不同曲线可依据纵坐标反映的结果，对比分析突破。
【精讲精析】 题图可以反 ( http: / / www.21cnjy.com )映温度和pH对酶促反应速率的影响，但是影响反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C项正确，B项错误。题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。
【答案】 B
一、酶具有专一性
1．实验原理
(1)淀粉、蔗糖不具还原性，但淀粉的水解产物(葡萄糖)及蔗糖的水解产物(果糖和葡萄糖)具有还原性。
(2)还原糖可据其与本尼迪特试剂在水浴加热条件下是否产生红黄色沉淀来判断。
(3)新鲜唾液中含有淀粉酶。
2．方法步骤
(1)检验淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂是否发生特异性颜色反应
①分组编号：取2个试管，并编号为1、2
②检验：向两试管中各加2 mL本尼迪特试 ( http: / / www.21cnjy.com )剂；再向1号试管中加1%淀粉溶液3 mL，向2号试管中加2%蔗糖溶液3 mL；混匀后沸水浴加热2～3 min
③观察：记录实验结果
试管 1 2
本尼迪特试剂 2 mL 2 mL
1%淀粉溶液 3 mL —
2%蔗糖溶液 — 3 mL
实验结果 无红黄色
沉淀生成 无红黄色
沉淀生成
④结论：淀粉、蔗糖均不具还原性
(2)探究酶的专一性
①分组编号：另取4支试管，并编号为3、4、5、6。
②按下表顺序向各试管中加入相应物质并控制实验条件，记录实验结果
试管 3 4 5 6
1%淀粉溶液 3 mL — 3 mL —
2%蔗糖溶液 — 3 mL — 3 mL
稀释新鲜唾液 1 mL 1 mL — —
蔗糖酶溶液 — — 1 mL 1 mL
温度处理 37 ℃恒温水溶15分钟
本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
水浴加热 沸水浴中煮2～3 min
实验结果 有红黄
色沉淀
生成 无红黄
色沉淀
生成 无红黄
色沉淀
生成 有红黄
色沉淀
生成
结论：淀粉只在淀粉酶作用下水解产生还原糖，蔗糖在蔗糖酶作用下水解产生还原糖，说明酶具有专一性。
(2013·温州期末)果子酒放久了易产生蛋白质沉淀而使酒浑浊，加入少量菠萝蛋白酶可以分解蛋白质沉淀，防止浑浊，而加别的酶(如氨基酸氧化酶等)则无济于事，这说明( )
A．酶的催化作用受环境温度的影响
B．酶的主要化学成分是蛋白质
C．酶的催化作用具有高效性
D．酶的催化作用具有专一性
【思维导图】
果子酒浑浊：
蛋白质沉淀加蛋白酶：沉淀消失加其他酶：沉淀不消失酶具有
专一性
【精讲精析】 蛋白质只能被蛋白酶催化分解，而不能被别的酶催化分解，说明酶的催化作用具有专一性。
【答案】 D
2．下列对酶的专一性的理解，不正确的是( )
A．一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
B．一种物质的化学反应只能由一种酶参与催化
C．酶的专一性与蛋白质分子结构的多样性关系极大
D．酶催化作用的专一性反映出生物体内酶的多样性
【解析】 酶的专一性是指一种酶只 ( http: / / www.21cnjy.com )能催化一种物质或一类物质的化学反应，如蛋白酶只能催化蛋白质水解为多肽，多肽酶只能催化多肽水解为氨基酸。不同的酶只能与特定分子结构的底物结合而使底物发生一定的化学反应。由于一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，而生物体内具有多种不同的物质，故需要多种不同的酶来进行催化。一种物质的化学反应往往要经过多个步骤，产生一系列中间产物后才转变成最终产物，故一种物质的化学反应可能由多种酶参与催化。
【答案】 B
二、探究pH对过氧化氢酶的影响
1．原理
2H2O22H2O＋O2
A图 实验开始前
反应小室的状态 B图 实验时的状态
2．实验步骤
(1)加水：将托盘中加水至快满为止
(2)浸泡：取大小相同的8片滤纸片放在培养皿里的
鲜肝匀浆中(含过氧化氢酶)浸泡1 min，然
后用镊子夹起滤纸片，靠在培养皿壁上，使
多余的匀浆流尽
(3)贴滤纸：将含有酶的2片滤纸片放入反应小室一
侧内壁上粘紧(不要让滤纸片碰到反应小
室的瓶口)
(4)加溶液：将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧壁
在上面，然后小心加入pH为5.0的缓冲液
2 mL，再加入2 mL 3%的H2O2溶液，不要
使上述混合液接触贴在内壁上的滤纸片。
将小室塞紧
(5)放量筒：将25 mL量筒横放于盘中使之灌满水，赶出
气泡。将量筒倒立，使筒口一直处于水中
(6)连接反应小室和量筒：小心将反应小室平放在盘中
的水里。将量筒移至反应小室口上伸出的玻
璃管上方(注意实验过程中要一直扶着量筒，
保证量筒的位置不动)
(7)旋转：将反应小室小心旋转180°，使H2O2溶液与
滤纸片接触，同时开始计时
(8)记录：分别记录在0.5 min和1 min时，量筒内
气体的体积
(9)重复实验：分别测量并记录在pH＝6.0、pH＝7.0、
pH＝8.0时过氧化氢在酶的催化作用下，释放
的气体的体积
(10)对比实验结果：将上述每次实验的记录结果进行对比分析
3．根据实验结果得出结论
在一定条件下，酶活性最大的pH为该酶的最适pH。
4．注意事项
(1)在探究过氧化氢酶的最适pH ( http: / / www.21cnjy.com )的实验过程中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需控制的pH，使反应一开始便达到预设pH，减少实验误差。
(2)实验要用鲜肝匀浆，因鲜肝匀浆中过氧化氢酶的活性高。
如图为测量过氧化氢酶催化过氧化氢分解放出O2的实验装置。水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水。提前制作大小相同的圆形小滤纸片若干。实验过程如下：
实验1：①制备新鲜动物肝 ( http: / / www.21cnjy.com )脏的研磨液；②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上(如图A所示)；③向反应小室内加入10 mL 3% H2O2溶液(如图A所示)；④将反应小室旋转180 ℃，放置水槽中(装置如图B)；⑤每隔30 s读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5 min。
请根据实验1，设计一对照实验(实验2)探究酶浓度与酶促反应速率的关系。
A图 实验开始前
反应小室的状态 B图 实验时的状态
(1)实验原理：________________________________________________________________________。
(2)结合实验1，简要叙述实验 ( http: / / www.21cnjy.com )2的设计思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请设计一个用于记录上述实验观察结果的表格。
【思维导图】
实验设计对照原则：各组比较等量原则：其他条件、处理相同单一变量原则：各组酶浓度不同重复原则：多次测量
【精讲精析】 分析实验1可以看出，实验的 ( http: / / www.21cnjy.com )设计是利用了新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，它可以催化过氧化氢分解成水和氧气。要探究酶浓度与酶促反应速率的关系，则应用不同量的酶催化过氧化氢分解，根据氧气的生成量来判断。实验2的设计可以与实验1相同，只是通过改变圆形滤纸片的数量来改变酶的浓度。实验表格的设计应能记录实验1和实验2的多次测量结果。
【答案】 (1)新鲜的肝脏中含有 ( http: / / www.21cnjy.com )过氧化氢酶，它可以催化H2O2分解成水和O2；分别用不同量的酶催化H2O2分解，根据O2的生成量或生成速率，可以探索酶浓度与酶促反应的关系 (2)只改变圆形滤纸片的数量，其他方法步骤同实验1(其他答案合理也可)
(3)如下表：
O2的生成量(mL·30 s－1)
观察次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
实验1
实验2
3．(2013·金华期末)下列符合图示含义的是( )
A．随着pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低
B．随着pH从5升高到7，酶的最适温度不变
C．温度从O→A变化的过程中，酶的活性逐渐降低
D．该酶的最适pH为7
【解析】 反应物剩余量越少，说明酶的活 ( http: / / www.21cnjy.com )性越高，pH值从5升到6，酶活性逐渐升高，pH从6升到7，酶活性逐渐下降，由此看出，pH＝6时酶活性最高。pH值从5升到7反应物剩余量最少时对应的温度相同；温度O→A，酶的活性渐高。
【答案】 B
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
酶作用：催化作用化学本质：有机物特性：高效性、专一性影响因素：pH、温度等作用机理：“钥匙与锁”的原理
结 论 语 句
1．酶是具有催化作用的有机物，绝大数是蛋白质，少数是RNA。
2．酶具有促使反应物发生化学变化，而本身却不发生化学变化的特点。
3．酶作用的强弱用酶活性表示。
4．酶的高效性：与无机催化剂相比，酶具有更强的催化效率。
5．酶的专一性：一种酶只能催化一种底物或几种相似底物的反应。
6．影响酶活性的因素有pH、温度，pH过高过低，温度过高都会使酶失活。
7．在一定低温下，酶的活性低，空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。
(对应学生用书第50页)
1．(2013·温州高一期末)下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的，其中能说明酶具有高效性的是( )
【解析】 A图中加过氧化氢酶的一组比加无机催化剂的一组达到平衡点的时间快，说明酶比无机催化剂催化效率更高，体现了酶的高效性。
【答案】 A
2．将某种酶水解，最后得到的有机小分子是( )
A．核苷酸 B．氨基酸
C．核苷酸和氨基酸 D．核苷酸或氨基酸
【解析】 酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA，所以分解后有氨基酸、核苷酸。
【答案】 D
3.
如图表示在不同条件下化学反应所需活化能的变化情况，则A、B、C所代表的条件依次为( )
A．有无机催化剂催化，有酶催化，无催化剂催化
B．有酶催化，无催化剂催化，有无机催化剂催化
C．无催化剂催化，有无机催化剂催化，有酶催化
D．有酶催化，有无机催化剂催化，无催化剂催化
【解析】 酶和其他无机催化剂都是通过降低化学反应的活化能来起催化作用的，酶比无机催化剂更高效，因为其降低了化学反应的活化能。
【答案】 C
4．(2013·吉林高一检测)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将( )
A．不断上升 B．没有变化
C．先升后降 D．先降后升
【解析】 胃蛋白酶的最适pH为2，当pH为10时，胃蛋白酶已变性失活，即使恢复pH到2，活性也不再升高，始终为0。
【答案】 B
5．下列有关酶的叙述，正确的是( )
A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C．酶的催化需要适宜的温度和pH
D．活细胞产生的酶只有在细胞内才能起作用
【解析】 高温会导致酶的空间结构遭到破坏 ( http: / / www.21cnjy.com )，使酶变性，而低温下酶的活性较低，但不会变性；酶不一定是蛋白质，少数酶为RNA；消化酶可在消化道内起作用。
【答案】 C
6．(2013·浙江高一测试)如图表示在不同条件下，酶促反应速率的变化曲线，试分析回答下列问题：
(1)酶促反应速率可以用________来表示。
(2)曲线Ⅱ和曲线Ⅰ相比较，酶促反应速率慢，这是因为
________________________________________________________________________。
(3)图中AB段和BC段影响酶促反应速率的主要限制因子分别是________和________。
(4)若想探究酶的最适pH，至少应设计________种不同的pH。
(5)请在原图中绘出在酶浓度相对值为1、温度为25 ℃条件下的酶促反应速率曲线。
【解析】 酶促反应速率可 ( http: / / www.21cnjy.com )用底物消耗速率(或产物生成速率)表示。图中曲线Ⅱ与曲线Ⅰ的不同在于反应温度不同，AB段说明影响反应速率的因素是底物浓度，而BC段影响因素则是酶浓度。在探究pH(或温度)对酶活性影响时，通常设置高、适、低三个条件。
【答案】
(1)底物消耗速率(或产物生成速率)
(2)温度降低，酶活性降低 (3)底物浓度 酶浓度 (4)3 (5)如右图虚线所示。
(对应学生用书第113页)
课时作业(十) 酶
一、选择题
1．(2011·新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
【解析】 分析曲线可知：甲酶在蛋白酶的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。
【答案】 B
2．(2013·余姚高一检测)下列关于酶的叙述中正确的一项是( )
①酶是活细胞产生的 ②酶都有催化功能 ③酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶 ④酶具有特异性、高效性
⑤酶促反应与外界条件无关 ⑥淀粉酶能促进淀粉水解 ⑦酶只有在生物体内才起催化作用
A．①②③ B．①②④⑤
C．①②④⑥ D．①③⑥
【解析】 本题考查酶的产生、作用、本质 ( http: / / www.21cnjy.com )及作用特点。酶是活细胞产生的具有催化活性的一类特殊蛋白质，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，酶的催化效率极高且具特异性。酶的催化效率用酶活性表示，酶促反应速率(酶活性)受温度、pH等环境条件影响。所以③、⑤项是错误的。另外，酶的作用是促进某物质发生化学反应，与反应是否在细胞内或生物体内无关，如口腔中消化酶的作用，故⑦项也是错误的。
【答案】 C
3．某海洋哺乳动物的体温一般保持在40 ( http: / / www.21cnjy.com ) ℃左右，现将其组织细胞离体培养，测定细胞在不同温度下的耗氧速率，并绘出相应的曲线。图中表示正确的是( )
【解析】 恒温动物离体细胞的温度 ( http: / / www.21cnjy.com )随环境温度的改变而改变，所以其代谢强度(可用耗氧速率表示)也会随温度的改变而改变。在最适温度之前，代谢强度随温度的升高而升高，超过最适温度后，代谢强度随温度的升高而下降。
【答案】 C
4．(2013·宁波检测) ( http: / / www.21cnjy.com )在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆点位置，分别用不同的方法处理，如图所示。将上述实验装置放入37 ℃恒温箱中，保温处理24小时后，用碘—碘化钾溶液滴在琼脂块上，可见其上面呈蓝色的斑块个数是( )
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【解析】 唾液煮沸或与酸混合，唾液 ( http: / / www.21cnjy.com )淀粉酶失去活性，淀粉不水解；酶具有专一性，蔗糖酶不催化淀粉水解，所以圆点1、2、3遇碘—碘化钾溶液均变蓝；圆点4中淀粉会被水解，遇碘—碘化钾溶液不变蓝。
【答案】 C
5．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是( )
A．炒肉的过程中加入
B．肉炒熟后起锅前加入
C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟
D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟
【答案】 D
6．(2013·舟山期末)如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )
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t1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】 在最适宜的温度下， ( http: / / www.21cnjy.com )酶的活性最高。温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低。当反应温度t1调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，O左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C、D错误。
【答案】 B
7．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应，生成物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是( )
A．三个处理条件中b是此酶促反应的最适条件
B．三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量不同
C．三个处理条件的差异可能是反应底物的量不同
D．三个处理条件的差异可能是处理温度的不同
【解析】 从题中曲线的变化可看出，单位 ( http: / / www.21cnjy.com )时间内生成物的量的多少可以体现出酶的催化活性的大小，所以a曲线所反映的酶的催化活性最大，b曲线次之，c曲线最小，因此A错误；在底物浓度及其他条件相同的情况下，酶的数量越多，酶促反应速率越大，因此该坐标图可表示在不同酶浓度条件下的酶促反应；酶作为生物催化剂，只能改变酶促反应速率，不能改变平衡点，若反应底物的量不同，则最后生成物的量会不相同，而从题中看出，a、b、c三条曲线最终重合，说明最初底物浓度是相同的，故C错误；在其他条件都相同的条件下，温度不同，酶促反应的速率会有所不同，在低于最适温度时，若a曲线处理的温度最高，b次之，c最低，则酶促反应速率与图中各曲线变化趋势相符合，因此D正确。
【答案】 D
8．如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是( )
A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快
B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平
C．若E3的催化速率比E4快，则D的产量比E多
D．若E1的催化速率比E5快，则B的产量比A多
【解析】 若E1催化的反应被抑制，E1催化 ( http: / / www.21cnjy.com )底物A参加反应，则A的消耗速度减慢。若E5催化的反应被抑制，而同时E2催化的反应加快，则B不会积累到较高水平。若E1的催化率度比E5快，在不知E2催化速率的情况下，B的产量和A的产量难以比较。
【答案】 C
9．能使唾液淀粉酶水解的酶是( )
A．淀粉酶 B．油脂酶
C．蛋白酶 D．肽酶
【解析】 大多数酶是有催化功能的一类特殊蛋白质。水解蛋白质必须是蛋白酶，因为酶具有专一性。
【答案】 C
10．(2011·海南高 ( http: / / www.21cnjy.com )考)某一不可逆化学反应(S―→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【解析】 酶能降低化学反应的活化能，因而能增大反应速率，使反应物浓度快速下降。
【答案】 D
二、非选择题
11．胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度保持在37 ℃，pH保持在最适值，生成物的量与反应时间的关系如图所示，请回答下列问题：
(1)该酶作用的底物是________。
(2)在120 min后，曲线变成水平，这是 ( http: / / www.21cn
(教师用书独具)
●课标要求
解释ATP在能量代谢中的作用
●课标解读
1．举例说出生物体内或细胞内发生的能量形式可以相互转变，认同生命活动的过程不是孤立的而是有机联系的辩证唯物主义观点。
2．举例说出细胞内的吸能反应和放能反应。
3．简述ATP的化学组成和特点。
4．解释ATP在能量代谢中的作用。
5．写出ATP的结构简式。
●教学地位
本节内容包括吸能与放能反应概念，ATP结构式、组成、功能及再生等，重点为ATP有关内容。另外还应在授课中说明ATP含量及其与代谢关系。
●教法指导
细胞与能量的教学重点是ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；教学难点是ATP与ADP的相互转化。教科书先介绍了细胞中有哪些能源物质，它们可以通过细胞的光合作用、细胞呼吸等代谢吸能、放能，为学生学习细胞与能量创设情景，也为后面学习“ATP是细胞中的能量通货”做好了铺垫。建议教师教学时多做些比喻，帮助学生理解本节内容。教师要充分利用教科书中的图解，帮助学生在看懂图解的基础上，讨论ATP与ADP的相互转化，说明ATP的生成途径，阐明ATP在能量代谢中的作用，形成生物体结构和功能相统一的观点。
(教师用书独具)
●新课导入建议
知道可充电电池吗？可以多次充电、放电，可以用在各种各样的小电器上。而细胞内也有类似物质——ATP。
●教学流程设计
安排兴趣小组同学捕捉萤火虫体验ATP是直 ( http: / / www.21cnjy.com )接能源物质的实验。学生课前预习：阅读教材P48－51，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：通过【课堂互动探究】探究1总结ATP的结构与功能，通过例1分析提高。 步骤3：【课堂互动探究】探究2总结ATP与ADP的转化，通过例2分析提高。
步骤5：引导学生以小组合作形式总结本课时重 ( http: / / www.21cnjy.com )要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】 步骤4：抢答方式完成【正误判断】，完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说出生物体内或细胞内发生的能量形式可以相互转变，认同生命活动的过程不是孤立的而是有机联系的辩证唯物主义观点。
2.举例说出细胞内的吸能反应和放能反应。
3.简述ATP的化学组成和特点。
4.解释ATP在能量代谢中的作用。
5.写出ATP的结构简式。 1.ATP的分子简式和生理功能。(重点)
2.ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用。(重点)
3.吸能反应与放能反应。(难点)
(对应学生用书第36页)
能量的转化
1.化学能
活细胞中的分子，由于其中原子的排列而具有的势能称为化学能，是细胞内最主要的能量形式。
2．能量的利用
细胞中的“燃料分子”(如葡萄糖)被氧化时释放的化学能，被用于各项生命活动。
3．能量的转化
能量只能以一种形式转变为另一种形式，既不会被消灭，也不能被创造。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的相互转变。
4．能量的交换
生物体为了维持生命活动的需要，不断与外界发生物质和能量的交换。也就是说，生物体必须是开放系统，细胞也必须是开放系统。
吸能反应和放能反应
1.吸能反应
(1)概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能高的反应。
(2)举例：如光合作用、氨基酸合成蛋白质的反应等。
2．放能反应
(1)概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能低的反应。
(2)举例：细胞呼吸等。
3．吸能反应与放能反应的联系
(1)吸能反应常利用放能反应所产生的能量。
(2)细胞中放能反应和吸能反应的纽带是ATP。
ATP是细胞中的能量通货
1.ATP的结构
(1)中文名称：腺苷三磷酸。
(2)结构简式及符号含义
(3)结构特点
①ATP是细胞内普遍存在的高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键。
②ATP化学性质不稳定。连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键不稳定，易水解，释放大量的能量。
2．ATP与ADP可以相互转化
(1)ATP—ADP循环反应式：
ATPADP＋＋能量
(2)意义：ATP是细胞中普遍使用的能量载体，又称为“能量通货”。
ATP在生物体内含量很少，而生物的各项生命活动均需消耗ATP，这又是怎么回事呢？
【提示】 ATP和ADP之间的转化是快速的，一旦需要消耗能量时，ADP和?P 会迅速的合成ATP，然后ATP再断裂高能磷酸键来提供能量。
1．ATP的结构式可以简写成A－P－P～P。(×)
【提示】 应为A－P～P～P。
2．细胞中的糖类、油脂和ATP均为直接供能物质。(×)
【提示】 只有ATP才能直接供能。
3．ATP分子中含有两个高能磷酸键。(√)
4．ATP—ADP循环包含放能反应和吸能反应。(√)
5．ATP和ADP的相互转化反应是可逆反应。(×)
【提示】 不是可逆反应，因为两个反应的场所、条件、酶、能量的来源不同。
6．ATP在细胞内含量很多，所以可以保持细胞能量供应。(×)
【提示】 ATP在细胞内含量很少。
(对应学生用书第37页)
ATP的结构与功能
【问题导思】
①ATP的结构包括哪几部分？
②ATP的功能是什么？
1．结构
1．在ATP中，A代表腺苷，在碱基中A代表腺嘌呤。
2．ATP的结构特点“一、二、三”，即一个腺苷，两个高能磷酸键，三个磷酸基团。
2．ATP的生理功能
细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，其他能源物质只有转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。
(2013·杭州高一测试)ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，如图是ATP的分子结构图，请据图回答：
(1)ATP分子的结构简式为________，组成ATP的化学元素有________。
(2)图中虚线部分的名称是________。
(3)图中①是指____________。远离A的①结构断裂后，ATP就转化成________。
【思维导图】
由ATP的
分子结构各部分的
结构名称ATP易发生
的结构变化
【精讲精析】 本题主要考查ATP分子结构图 ( http: / / www.21cnjy.com )。由ATP分子结构图可知，其基本元素组成为C、H、O、N、P，结构简式为：A－P～P～P。ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团结合而成的，“～”代表高能磷酸键，ATP分子中含有2个高能磷酸键。水解时，远离A的那个高能磷酸键断裂释放出能量，ATP就转化成ADP和?P 。
【答案】 (1)A－P～P～P C、H、O、N、P
(2)腺苷 (3)高能磷酸键 ADP和?P
1．当条件适宜时，20个腺苷和60个磷酸基团最多可以组成的ATP和ATP分子中所含的高能磷酸键的个数分别是( )
A．20个，30个 B．20个，40个
C．40个，40个 D．40个，60个
【解析】 一个ATP分子中 ( http: / / www.21cnjy.com )含有1个腺苷，3个磷酸基团、2个高能磷酸键。本题干说有20个腺苷，可对应60个磷酸基团，即形成20个ATP分子，共含有40个高能磷酸键。
【答案】 B
1．A－P～P～P中的“－”为低能磷酸键，水解时释放的能量很少；“～”为高能磷酸键，水解时释放的能量很高，高达30.54 kJ/mol。
2．动物体内还含有另一种高能磷酸化合物——磷酸肌酸。
ATP与ADP相互转化
【问题导思】
①ATP水解释放的能量的应用实例有哪些？
②ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，尝试说出理由。
1．ATP的转化及利用
2．ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
反应式 ATP→ADP＋?P ＋能量 能量＋?P ＋ADP→ATP
类型 水解反应 合成反应
条件 水解酶 合成酶
场所 活细胞内多种场所 细胞溶胶、线粒体、叶绿体
能量转化 放能 贮能
能量来源 高能磷酸键 细胞呼吸、光合作用
能量去向 用于各项生命活动 贮存于ATP中
综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。
关于能源物质的归纳
生物体内的
能源物质
一般不供能的能源物质——蛋白质
3．ATP中能量的转化
ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于生物体的各项生命活动。这些形式主要有：
(1)机械能：生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动所消耗的能量就是机械能。例如，肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等。
(2)电能：生物体内神经冲动的传导和某些生物产生生物电，消耗的就是电能。
(3)化学能：在生物体的物质代谢中，到处都需要ATP转化的化学能。
(4)光能：目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，用于发光的能量仍然直接来源于ATP。
(5)热能：生物体内热能的形成来源于有机物的氧化分解。大部分的热能能通过各种途径向外界环境散失，只有一小部分用于维持细胞或机体的温度。
(2013·绍兴检测)对“ATPADP＋?P (磷酸基团)＋能量”的叙述，正确的是( )
A．①过程和②过程所需的酶都是一样的
B．①过程的能量供各项生命活动利用，②过程的能量只来自糖类等有机物的氧化分解
C．①过程和②过程时刻发生，处于动态平衡之中
D．ATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
【审题导析】 解答本题可从以下三点分析：
(1)了解ATP和ADP相互转化的条件、生理过程。
(2)明确ATP分子中能量的来源和去向。
(3)区别动植物细胞中ATP合成的能量来源。
【精讲精析】 ①过程为水解酶催化的水解 ( http: / / www.21cnjy.com )反应，②过程为合成酶催化的合成反应，故A项错误。①过程释放的能量可供各项生命活动利用，②过程的能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，故B项错误。生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中，故C项正确。ATP中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能；ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量。
【答案】 C
若上述的ATP－ADP循环发生在某 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞中，现向此细胞的培养液中加入32P标记的磷酸分子，一段时间后，会发现“ATP－ADP循环”中的哪些物质已具有了放射性？
【提示】 ATP、ADP及?P (磷酸)。
2．(2013·衢州期末)下图表示细胞中ATP和ADP的相互转化过程，以下相关叙述正确的是( )
A．图中A1、A2可分别表示吸能反应和放能反应
B．图中E不是物质，而是能量，在植物细胞中E1主要来自于光合作用
C．从图中可以看出，B为ADP，C为ATP
D．从图中可以看出，ATP与ADP转化过程可以看作可逆反应
【解析】 ADP合成ATP的过程需 ( http: / / www.21cnjy.com )要?P ，ATP水解为ADP的过程产生?P ，结合图形可知C为ADP，B为ATP，C项错误；E不是物质，应为能量，植物细胞中，ADP形成ATP的过程中所需能量来自于光合作用和细胞呼吸，B项错误；由于ATP与ADP之间的相互转化过程中两个反应的场所、条件、能量均不同，所以并不是可逆反应，D项错误；ATP高能磷酸键断裂释放能量，而形成则需要吸收能量。
【答案】 A
高等植物体内不同部位的细胞产生ATP的生理过 ( http: / / www.21cnjy.com )程有差异：(1)含有叶绿体的细胞在有光的条件下可以通过光合作用和细胞呼吸产生ATP；但在黑暗条件下只能通过细胞呼吸产生ATP；(2)不含叶绿体的细胞通过细胞呼吸产生ATP。
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
细胞与能量能量的转化ATPATP的结构利用：转化成各种形式的能量ATP—ADP循环吸能反应和放能反应概念二者关系
结 论 语 句
1．化学能是细胞中最主要的能量形式。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的相互转变。
2．光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应；细胞呼吸是所有细胞中最重要的放能反应。
3．ATP不仅是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，更是细胞中的能量通货。
4．ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，其结构简式可写作A－P～P～P。
5．细胞放能反应所释放的能量可用于ATP合成，而ATP水解所产生的能量可用于吸能反应。
(对应学生用书第39页)
1．以下属于放能反应的是( )
A．光合作用
B．肌细胞中糖元的合成
C．细胞呼吸
D．氨基酸合成蛋白质
【解析】 氨基酸合成蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )、光合作用、肌细胞中糖元的合成，其产物分子中的势能比反应物分子中的势能高，是吸能反应。所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，又称细胞呼吸。
【答案】 C
2．(2013·嘉兴高一期末)如图能正确表示ATP的结构的是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】 ATP称为腺苷 ( http: / / www.21cnjy.com )三磷酸，其结构的连接方式为：核糖的一个部位结合腺嘌呤，另一部位与一个磷酸基团连接；其余2个磷酸基团则相继连接在前一个磷酸基团上，且连接两个磷酸基团间的为高能磷酸键，用“～”表示。
【答案】 A
3．海洋中电鳗有放电现象，其电能是( )
A．由热能转变而来
B．由有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来
C．由光能转变而来
D．由ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来
【解析】 ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有电能、化学能、光能等。
【答案】 D
4．(2012·宁波高一检测)关于反应ATPADP＋?P (磷酸基团)＋能量的叙述不正确的是( )
A．上述过程中存在着能量的释放和贮存
B．所有生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自细胞呼吸
C．这一反应无休止地在活细胞中进行
D．这一过程保证了生命活动的顺利进行
【解析】 B项，在植物体内，此能量除来自细胞呼吸外，还能来自光合作用。
【答案】 B
5．(2013·丽水高一期末)请分析下列关于ATP的有关数据和实验，并回答：
(1)经测定一个成年人静止状态下24 ( http: / / www.21cnjy.com )h将有40 kg的ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP等仅为2 mmol/L～10 mmol/L。为满足能量的需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是__________________________。
(2)人和动物的生命活动所需要的ATP ( http: / / www.21cnjy.com )主要通过________释放的能量来合成。植物体内ADP转化成ATP所需要的能量主要来自________作用和______。ATP中________水解，释放能量用于完成各项生命活动。
【解析】 (1)ATP能为生命活动直接供能，在人体细胞内消耗量很大，但含量却很少，人体细胞内通过ATP与ADP的相互转化来解决这一矛盾。
(2)合成ATP的能量来源可以是光合作用和细胞呼吸，人和动物只能进行细胞呼吸。
【答案】 (1)ADP与ATP之间相互转化
(2)细胞呼吸 光合 细胞呼吸 高能磷酸键
(对应学生用书第109页)
课时作业(八) 细胞与能量
一、选择题
1．(2012·衢州检测)下列有关能量的叙述，错误的是( )
A．各种有序状态的维持都需要利用能量
B．能量能从一种形式转化为另一种形式
C．生物体必须不断地与外界发生物质和能量的交换
D．生物体必须是开放系统，细胞不必是开放系统
【解析】 能量可相互转化，从一种形 ( http: / / www.21cnjy.com )式转化为另一种形式。各种有序状态的维持都需要利用能量。生物体和体内的细胞要维持内部的有序状态，需要不断地与外界发生物质和能量的交换，因而生物体和细胞都应是开放系统。
【答案】 D
2．生物体进行各项生命活动所需的直接能源、主要能源和最终能源依次是( )
A．太阳能、糖类、ATP B．ATP、糖类、油脂
C．ATP、油脂、太阳能 D．ATP、糖类、太阳能
【解析】 生物体进行各项生命活动的直接能 ( http: / / www.21cnjy.com )量来源是腺苷三磷酸(ATP)。在ATP水解为ADP的过程中，释放的能量用于生物体的各项生命活动，如肌肉收缩、神经传导等。糖类是生物体进行各项生命活动的主要能源物质。太阳能是生物体进行各项生命活动的最终能量来源，油脂是生物体内贮存能量的重要物质。
【答案】 D
3．(2013·温州期末)如图所示的是ATP与ADP之间的转化，由此可确定( )
A．A为ADP，B为ATP
B. 能量1和能量2来源相同
C. 酶1和酶2是同一种酶
D. X1和X2是同一种物质
【解析】 由图中能量的箭头方向可以看 ( http: / / www.21cnjy.com )出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2是催化不同反应的不同酶；X1和X2是同一种物质?P 。
【答案】 D
4．下列说法不正确的是( )
A．吸能反应是指产物分子中的势能比反应物分子中的势能高，在反应时需要吸收能量的化学反应
B．放能反应是指产物分子中的势能比反应物分子中的势能低，在反应时放出能量的化学反应
C．光合作用是放能反应，细胞呼吸是吸能反应
D．吸能反应和放能反应之间的纽带是腺苷三磷酸
【解析】 光合作用的反应物(CO2和H ( http: / / www.21cnjy.com )2O)含能量较少，产物(糖)含能量较多，是绿色植物细胞中最重要的吸能反应，而细胞呼吸的反应物(糖)含能量较多，产物(CO2和H2O)含能量较少，是所有细胞中最重要的放能反应。
【答案】 C
5．关于人体细胞内ATP的描述，正确的是( )
A．ATP主要在线粒体中产生
B．它含有3个高能磷酸键
C．ADP转化为ATP的过程是一个释放能量的过程
D．细胞内贮存着大量的ATP，以满足生理活动的需要
【解析】 线粒体是细胞呼吸和能 ( http: / / www.21cnjy.com )量代谢的中心，因此ATP主要在线粒体中产生；ATP含有两个高能磷酸键；ADP转化为ATP的过程是一个吸收能量的过程；细胞内贮存着少量ATP，通过再生，不断提供能源。
【答案】 A
6．(2013·长沙高一期末)下列关于ATP的描述中，正确的是( )
A．1个ATP中含三个高能磷酸键
B．病毒以ATP作为直接能源物质，其产生ATP的结构只有细胞溶胶
C．对于动物、真菌和大多数细菌来说，细胞呼吸是其产生ATP的唯一来源
D．绿色植物光合作用合成的ATP与细胞呼吸产生的ATP相等，有利于维持其体内ATP的平衡
【解析】 一个ATP中含有两个高能磷酸 ( http: / / www.21cnjy.com )键；病毒无细胞结构，无所谓的细胞溶胶，只有寄生在活细胞中才能生活，ATP仍是其直接供能物质，靠宿主细胞提供；动物、真菌和大多数细菌的ATP只来自细胞呼吸，而植物光合作用产生的ATP要大于细胞呼吸产生的ATP。
【答案】 C
7．(2012·杭州高一检测)ATP的结构式可以简写为( )
A．A～P－P－P B．A－P～P～P
C．A～P～P～P D．A－P－P－P
【解析】 腺苷和第一个?P 之间，是普通磷酸键，用“－”来表示，而外面的两个?P 之间是高能磷酸键，用“～”来表示。
【答案】 B
8．萤火虫体内不能发生的能量转化有( )
A．光能→化学能 B．化学能→化学能
C．化学能→光能 D．化学能→热能
【解析】 萤火虫能发光是将化学能转化为光能 ( http: / / www.21cnjy.com )；呼吸作用将葡萄糖中的化学能转化为ATP中的化学能；呼吸时有一部分化学能转化为热能散失掉；光能→化学能只能发生在光合作用过程中。
【答案】 A
9．(2013·湖州高一检测)下列关于ATP的说法中，正确的是( )
A．糖的氧化释放的能量不可用于合成ATP
B．ATP既可以贮存能量，又可以作为生命活动的直接能源物质
C．ATP不能被氧化释放能量
D．ATP中的能量可以来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
【解析】 ATP是生物体内的 ( http: / / www.21cnjy.com )高能磷酸化合物，其高能磷酸键能够贮存大量的活跃化学能，又能为各项生命活动直接供能。糖的氧化过程为放能反应，所释放的能量可用于ATP的合成，ATP被氧化释放的能量用于各项生命活动。ATP中的能量可来源于光能，但不能来源于热能。ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量。
【答案】 B
10．如图是肌肉细胞中ATP推动细胞做功示意图。图中①②③④分别表示物质或生理反应过程。下列相关叙述不正确的是( )
A．①过程是吸能反应，产物中分子势能高
B．②表示的物质为ADP和?P
C．③过程是放能反应，释放的能量推动细胞做功
D．④表示的物质为ADP和?P
【解析】 由图可知，ATP先将组成肌肉 ( http: / / www.21cnjy.com )的蛋白质磷酸化，使产物分子的势能增加，这是吸能反应；ATP水解后的产物是ADP和?P ；磷酸化的蛋白质做功，失去磷酸基团，分子势能降低，此过程是放能反应；④代表磷酸基团。
【答案】 D
二、非选择题
11．(2013·金水高一期末)人的骨 ( http: / / www.21cnjy.com )骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某运动员参加短跑比赛过程中，肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化如右图所示。请根据图回答下面的问题：
(1)a→b的变化过程，ATP被水解，释放的能量用于____________________。
(2)b→c过程中，ATP含量增加，说明________加强，释放更多的能量，供ADP合成ATP，补充消耗的ATP。
(3)从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量 ( http: / / www.21cnjy.com )不会降为零，说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 人体中ATP分解所产生的能量用于各项生命活动，而合成ATP时所需能量来自于细胞呼吸。
【答案】 (1)肌肉收缩等生命活动 ( ( http: / / www.21cnjy.com )2)细胞呼吸 (3)ATP在细胞内含量虽少，但与ADP之间的相互转化却十分迅速，使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中，构成生物体内部的稳定供能环境
12．[实验探究] 在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。
(1)实验步骤
①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签。
②将________________________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签。
③在每支试管中加入________________________________________________________________________。
④观察发光现象并记录。
(2)实验现象预测及结论
现象预测 结论
a.随ATP浓度升高，发光现象渐强 d.荧光强度与ATP浓度______________
b.随ATP浓度升高，发光现象________ e.荧光强度与ATP浓度__________
c.________________ f.荧光强度与ATP强度无关
(3)实验讨论
①最可能的实验结果是哪一个？________。
②萤火虫发光是____________能转变成________能的过程。
【解析】 实验中应注意对照原则，等量原则。本实验各组之间形成相互对照。
【答案】 (1)②晒干的荧光器粉末 ③等量的不同浓度的ATP溶液
(2)d.成正相关 b．渐弱 e．成负相关
c．随ATP浓度的升高，发光现象不变
(3)①实验结果a ②化学 光第二节物质出入细胞的方式
(教师用书独具)
●课标要求
说明物质进出细胞的方式
●课标解读
1．说出渗透过程。
2．说明红细胞和植物细胞吸水与失水的原因。
3．解释植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。
4．说明渗透、被动转运和主动转运。
5．描述细胞胞吞、胞吐的过程。
●教学地位
该内容为浙江理综生物高频考点，多次涉及。所以应为教学重点。主要知识点为主动、被动转运，所以该内容应注重学生对知识的理解，拓展。
●教法指导
物质出入细胞的方式的教学重点与难点 ( http: / / www.21cnjy.com )是区分物质出入细胞的各种方式的异同。由于本节内容比较抽象，在教学手段上要充分运用示意图、模型，最好是结合动画的多媒体课件等直观手段，增加学生的感性认识，帮助学生理解质膜控制物质运输的功能。在教学方法上，可以先引导学生结合具体实例进行探究，然后通过列表对比等方式，帮助学生认识物质出入细胞的各种方式。
关于“胞吞”、“胞吐”的教学，可以由 ( http: / / www.21cnjy.com )草履虫形成食物泡、变形虫吞食细菌、白细胞吞食病菌等学生比较熟悉的事例引入，引导学生分析其形成过程，再结合插图、动画进行讲解，增强直观感受，以取得较好的教学效果。
●活动建议
活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原。
通过“活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离 ( http: / / www.21cnjy.com )及质壁分离复原”，帮助学生体验水分子的渗透过程，加深了解科学探究方法，并熟练地使用显微镜观察植物细胞质壁分离和复原的过程。通过实验，引导学生理解成熟的植物细胞是一个典型的渗透系统：成熟的植物细胞有大液泡，其原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞溶胶)可看做一种半透膜(选择透性膜)，当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将渗透失水；反之，细胞将渗透吸水。
引导学生分析日常生活中的实例，如泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺，做菜馅时加入一些盐后，蔬菜中的水会大量渗出，农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等。鼓励学生设计实验，包括实验步骤和预期结果。最后进行实验，包括观察和记录实验结果，以及对实验结果进行分析、讨论与交流等。
(教师用书独具)
●新课导入建议
同学们请看这是两个胡萝卜，原来硬度相差不大，一个在盐水中泡两天，另一个在清水中泡两天，看看有什么不同呢？
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P52 ( http: / / www.21cnjy.com )－59，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：通过多媒体展示渗透实验和植物细胞的质壁分离及复原过程，通过【课堂互动探究】探究1总结发生渗透的条件，通过例1分析提高。 步骤3：通过多媒体展示简单扩散、易化扩散、主动转运及胞吞、胞吐过程，通过【课堂互动探究】探究2总结相关区别，通过例2分析提高。
步骤6：引导学生以小组合作 ( http: / / www.21cnjy.com )形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】 步骤5：抢答方式完成【正误判断】，完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。 步骤4：实验室完成植物细胞的质壁分离及复原实验，通过【实验探究】总结相关步骤和现象，通过例3分析提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出渗透过程。
2.说明红细胞和植物细胞吸水与失水的原因。
3.解释植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。
4.说明渗透、被动转运和主动转运。
5.描述细胞胞吞、胞吐的过程。 1.比较物质出入细胞的各种方式的异同。(重点)
2.观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原。(难点)
(对应学生用书第40页)
扩散和渗透
1.扩散
是分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。
2．渗透
指水分子通过膜的扩散。结果是水分子从其分子数相对较多处向相对较少处扩散。
3．动物细胞的吸水和失水
(1)当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。
(2)当细胞外水分子的相对数较多时，细胞破裂。
(3)当细胞外水分子的相对数较少时，细胞收缩。
4．植物细胞的吸水和失水
(1)当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。
(2)当细胞外水分子的相对数较多时，细胞膨胀。
(3)当细胞外水分子的相对数较少时，细胞质壁分离。
5．质壁分离和质壁分离复原
质壁分离 质壁分离复原
原因
外因 外界溶
液浓度_>_细胞液
浓度 外界溶
液浓度<_细胞液
浓度
内因 原生质体与细胞壁的膨胀系数不同
过程中的现象
液泡
颜色 浅→深 深→浅
细胞液
浓度 低→高 高→低
吸水
能力 弱→强 强→弱
应用 根据细胞能否发生质壁分离及复原，判断细胞的死活
在细胞外水分子的相对数较多时，植物细胞为什么不会吸水胀破？
【提示】 因为有细胞壁的保护。
细胞膜的物质运输方式
1.跨膜转运
主动
转运))
2．胞吞与胞吐
细胞摄取或排出大分子或颗粒状物质时通过胞吞、胞吐，该过程与膜的流动性有关。
1．水分子通过质膜进入液泡属于渗透作用。(√)
2．主动转运需要载体，被动转运都不需要载体蛋白。(×)
【提示】 被动转运中易化扩散需要载体蛋白。
3．扩散和渗透是同一概念。(×)
【提示】 渗透必跨膜，扩散可不跨膜。
4．紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离时，液泡内细胞液颜色由深变浅。(×)
【提示】 应由浅变深。
5．只有大分子物质进出细胞的方式是主动转运。(×)
【提示】 大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐。
(对应学生用书第41页)
渗透作用
【问题导思】
①发生渗透作用需要什么条件？
②动物细胞为什么能吸水与失水？
1．含义
渗透作用专指水分子(或其他溶剂分子)通过膜的扩散。其他物质通过膜的扩散不能称为渗透。
2．原理
渗透系统的组成(如下图)(开始液面AB等高)
(1)当溶液浓度A＞B时，水分子通过半透膜由B到向A；液面上升，如上图。
(2)当溶液浓度A＜B时，水分子通过半透膜由A到B；液面下降。
(3)当溶液浓度A＝B时，则处于动态平衡状态。
1．渗透系统适合比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。
2．整个过程中，两溶液间的水分子进行双向运动。
3．条件
4．动植物细胞的渗透吸水和失水
(1)动物细胞的细胞膜具选择透性，相当于半透膜；成熟的植物细胞中，细胞膜和液泡膜均具选择透性，也相当于半透膜，如图。
(2)当外界溶液与细胞内溶液(如细胞液)具浓度差时，细胞就会通过渗透作用吸水或失水。
(3)细胞渗透作用原理的应用
①对农作物的合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时又降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。
②盐碱地中的植物不易存活，一次施肥过多造成 ( http: / / www.21cnjy.com )了“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞的细胞液浓度，根细胞就不易吸水甚至失水。
③糖渍、盐渍食品不易变质的原因是微生物不能在高渗溶液中生存和繁殖，所以能较长时间保存。
④医用的生理盐水浓度为0.9%，是人体细胞的等渗溶液，可以维持组织细胞的正常形态。
(2013·温州高一期末)下列现象属于渗透作用的是( )
A．蔗糖在水中溶解后使水变甜
B．春天放在空气中的食盐潮解
C．小麦种子浸在水中逐渐胀大
D．新鲜菜叶放在清水中变硬
【审题导析】 解题的关键是理解渗透作用发生的两个条件：半透膜及半透膜两侧的溶液具有浓度差。
【精讲精析】 蔗糖在水中的溶解无半透膜控制， ( http: / / www.21cnjy.com )只是扩散现象；食盐潮解是一个简单吸收环境中水分子的过程；小麦种子依靠亲水物质吸水；新鲜菜叶是成熟的植物细胞构成的，细胞膜和液泡膜均具选择透性，细胞液与清水有浓度差，因而通过渗透吸水变硬。
【答案】 D
1．如图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，A ( http: / / www.21cnjy.com )代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙，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( )
甲 乙
A．图甲中B的浓度一定大于C的浓度
B．图甲中B的浓度一定等于C的浓度
C．图甲中A的水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度
D．图乙中A的水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度
【解析】 半透膜两侧溶液有浓 ( http: / / www.21cnjy.com )度差，浓度差越大，水分子扩散越快，漏斗管内的液面也越高。由图乙中h1>h2可推知开始时三者浓度关系为：B>C>A。
【答案】 B
物质转运方式的比较
【问题导思】
①物质转运的方式有哪几种？各需要什么条件？
②大分子物质进出细胞是通过什么方式完成的？
离子和小分子物质 大分子和颗粒物质
简单扩散 易化扩散 主动转运 胞吞 胞吐
转运
方向 高浓度→
低浓度 高浓度→
低浓度 低浓度→
高浓度 细胞外
→内 细胞内
→外
转运
动力 浓度差 浓度差 能量
(ATP) 能量
(ATP) 能量
(ATP)
载体
蛋白 不需要 需要 需要 不需要 不需要
实例 水、CO2、
O2、甘油、
乙醇 红细胞吸收葡萄糖 K＋、Ca2＋、
Mg2＋、小
肠吸收氨
基酸、葡萄
糖 白细胞
吞噬病
菌、变
形虫吞
食食物
颗粒 胰岛β细胞分泌胰岛素
如何判断物质进出细胞的方式
(2012·宁波联考)K＋和Na＋均不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果加入一种脂溶性的缬氨霉素，K＋就可以透过人工膜。下列叙述不正确的是( )
A．缬氨霉素的作用类似于载体蛋白
B．缬氨霉素与离子的结合具有特异性
C．K＋透过人工膜的方式属于主动转运
D．本实验可用于研究细胞膜的选择透性
【思维导图】 本题主要考查跨膜转运方式的判断。
关键点：需载体蛋白协助易化扩散(不消耗能量)主动转运(消耗能量)
【精讲精析】
人工膜中加入缬氨霉素后功能的变化
,分析得出
在没有提供能量的前提下K＋可以透过人工膜，
Na＋不能透过人工膜
,推断
①缬氨霉素相当于K＋的载体蛋白
②K＋跨膜转运的方式为易化扩散
【答案】 C
2.
在适宜温度下，采用完全营养液培养黄瓜幼苗，研究营养液中氧含量变化对K＋吸收速率的影响。实验结果如图，分析并回答下列问题：
(1)黄瓜幼苗根系细胞吸收K＋的 ( http: / / www.21cnjy.com )方式是________，图中ab段为此提供的依据是________________________________________________________________________，
表明该过程需要________。曲线bc段 ( http: / / www.21cnjy.com )限制K＋吸收速率的内在因素是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)植物的生长都有一个最适温度。 ( http: / / www.21cnjy.com )在氧含量等条件稳定、适宜的情况下，研究在10～40 ℃范围内的温度变化对黄瓜幼苗吸收K＋的速率的影响，预期K＋吸收速率变化的趋势是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 植物细胞对K＋的吸收过程是一 ( http: / / www.21cnjy.com )个需要载体蛋白协助、消耗ATP的主动转运过程。影响ATP形成的因素均可影响对K＋的吸收，如氧分压、温度等。当氧分压较低、产生ATP较少时，ATP是吸收K＋的制约因素。当氧分压较高，产生ATP较多时，此时膜上的载体蛋白数目成为吸收K＋的限制因素。温度影响酶的活性，从而影响呼吸作用中ATP的形成，进而影响K＋的吸收。在一定范围内，吸收速率随温度的升高而升高；超过最适温度，随温度的升高而降低。
【答案】 (1)主动转运 K＋的吸 ( http: / / www.21cnjy.com )收速率随氧含量的增加而增加 能量 根部细胞膜上运输K＋的载体蛋白数量有限 (2)10 ℃到最适温度范围内，吸收速率随温度的升高而升高；超过最适温度，吸收速率随温度的升高而降低
观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原
1．操作过程
2．本实验成功的关键
(1)注意材料的选择：必须选用活的，且含有大型液泡的成熟植物细胞。洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察，是最佳的实验材料。
(2)使用蔗糖溶液的浓度要适宜：浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )过小，质壁分离现象不明显，影响观察；浓度过大，会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，无法观察质壁分离复原。
3．本实验的拓展应用
(1)判断植物细胞的死活
待测细胞＋蔗糖溶液制成临时装片―→镜检：若发生质壁分离和复原，则该细胞是活细胞；若不发生质壁分离和复原，则该细胞是死细胞。
(2)测定细胞液浓度
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液制成 ( http: / / www.21cnjy.com )临时装片―→分别镜检：细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的相邻的外界溶液的浓度范围之间。
(2013·杭州期末)如图为植物细胞质壁分离或质壁分离复原过程中的一个细胞图。
(1)该细胞处于________状态。
(2)这是因为细胞外液的浓度________细胞液的浓度。如果将该细胞置于____________中，细胞能较快的复原。
(3)图中的②是________，④是________，③是______________，三者合起来叫________。
(4)标号⑤处的物质是________。
【审题导析】 解答本题的关键应明确以下两点：
(1)质壁分离是个动态过程。
(2)质壁分离的原理和条件。
【精讲精析】 根据细胞壁 ( http: / / www.21cnjy.com )与原生质层之间有空隙，可以判断该细胞处于质壁分离状态或正发生质壁分离复原。出现这种状态的原因是细胞外液的浓度大于细胞液的浓度，细胞渗透失水；或者是已经发生质壁分离的细胞在细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，通过渗透吸水。如果要使其较快地复原，应该放在清水或蒸馏水中。放在比细胞液浓度低的溶液中，虽然也能复原，但速度要比在清水中慢。②③④合起来构成原生质层。⑤处于原生质层之外，细胞壁之内，因为细胞壁是全透性的，所以⑤处的物质是外界溶液。
【答案】 (1)质壁分离或质壁分离复原
(2)大于或小于 清水或蒸馏水
(3)细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层
(4)外界溶液
3．利用渗透作用实验原理可以测定细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞液浓度的大致范围。将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如图所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现以下a～d四种细胞状态，则细胞液浓度介于下列哪两个细胞所处蔗糖溶液的浓度之间( )
A．c、b B．a、c C．a、d D．d、c
【解析】 比较题中的五个 ( http: / / www.21cnjy.com )图可知a图细胞吸水，液泡变大；b、c图细胞失水都已发生了质壁分离；d图细胞略有失水，液泡变小，但还未发生质壁分离。细胞液的浓度与外界溶液浓度相等时，细胞既不吸水，也不失水，所以细胞液的浓度介于a、d细胞所处蔗糖溶液的浓度之间。
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．分子从高浓度处向低浓度处运动的现象叫扩散，水分子通过膜的扩散叫渗透。
2．被动转动是指物质由浓度高的一侧转运至浓度较低的一侧，它包括扩散、渗透和易化扩散。
3．逆浓度梯度的转运称为主动转运，它需要相应载体蛋白，也需要消耗能量。
4．大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐。
5．物质进出细胞未必都通过质膜，有时某些物质会被部分质膜包被起来，然后该部分质膜与整个膜脱离，裹着物质运到内侧(胞吞)或外侧(胞吐)。
(对应学生用书第43页)
1．将洋葱表皮细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，显微镜下不可能观察到的现象是 ( )
A．液泡缩小
B．细胞壁与原生质层分离
C．液泡颜色变浅
D．细胞核位于原生质层内
【解析】 由于细胞液的浓度小于0. ( http: / / www.21cnjy.com )3 g/mL蔗糖溶液的浓度，因此，洋葱表皮细胞将失水，发生质壁分离，在显微镜下可以看到液泡缩小，细胞液浓度变大，颜色加深。
【答案】 C
2．(2012·浙江高考)人体肝 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是( )
A．CO2 B．O2 C．K＋ D．Na＋
【解析】 解答本题的关键是抓住题干 ( http: / / www.21cnjy.com )中所给出的四种物质存在的部位，并结合三种常见跨膜转运方式的特点快速作答。O2和CO2是气体，可通过简单扩散方式进出细胞，属于被动转运(被动运输)，A、B两项错误；Na＋主要存在于细胞外，在细胞外的浓度远高于细胞内浓度，进入细胞内的转运方式是从高浓度转运至低浓度，不消耗细胞呼吸产生的能量的易化扩散，不属于主动转运，D错误；K＋主要存在于细胞内，其细胞内浓度远高于细胞外浓度，进入细胞时为逆浓度梯度转运，消耗能量的同时，需要载体蛋白的协助，属于主动转运，C正确。
【答案】 C
3．(2011·新课标全国卷)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
【解析】 红细胞放入蒸馏水中，由于细胞质溶液的浓度远大于蒸馏水，红细胞会大量吸水，直至胀破。
【答案】 C
4．(2012·台州高一检 ( http: / / www.21cnjy.com )测)如图所示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运(每种转运的方向用箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度)，下列叙述正确的是( )
A．a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖
B．a物质可能是水，b物质可能是甘油
C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气
D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸
【解析】 a物质由高浓度一侧运 ( http: / / www.21cnjy.com )至低浓度一侧，不需要载体蛋白和能量，可能是水或氧气；b物质由低浓度一侧运至高浓度一侧，且需要载体蛋白和能量，可能是葡萄糖。因为葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞是主动转运(进入红细胞是易化扩散，需载体蛋白，不需要能量)。
【答案】 A
5．某科学家在研究质膜运输物质时发现有下列四 ( http: / / www.21cnjy.com )种关系，分别用图中四种曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符。试问：质膜运输物质X的方式是( )
A．简单扩散 B．主动转运
C．易化扩散 D．胞吐
【解析】 分析物质跨膜转运的方式，主 ( http: / / www.21cnjy.com )要应从影响物质跨膜转运的因素入手，尤其从载体蛋白和能量两方面考虑。曲线①说明运输速率与物质浓度呈正相关，不受其他因素的限制，应为简单扩散。曲线③说明运输速率与O2浓度无关，说明这种方式不是主动转运，而是一种被动转运方式(简单扩散或易化扩散)。曲线②表示在一定浓度范围内随物质浓度升高，运输速率加快，当达到一定程度后，由于受到载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加，而保持稳定，说明这种运输方式需要载体蛋白，不是简单扩散，可能是易化扩散或主动转运。曲线④表明运输速率与O2浓度有关，说明这个过程是需要能量的，只能是主动转运。综合分析，质膜运输物质X的方式是主动转运。
【答案】 B
6．(2013·绍兴高一期末)如图所示是物质出入细胞的三种方式示意图，据图回答：
(1)红细胞吸收葡萄糖的 ( http: / / www.21cnjy.com )方式是[ ]________________________________________________________________________。
(2)红细胞从血浆中吸收 ( http: / / www.21cnjy.com )钾离子的方式是[ ]________________________________________________________________________。
(3)氧气分子从肺泡扩散到血液中的方式是[ ]____________________。
(4)A和B的不同点是A不需要___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________。
(5)从图示来看，细胞膜的特性是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________。
【解析】 本题考查物质出入细胞的三种方式：简单扩散、易化扩散和主动转运。从浓度梯度、载体蛋白、能量三方面进行判断。
【答案】 (1)B 易化扩散
(2)C 主动转运
(3)A 简单扩散
(4)载体蛋白 (5)选择透性
(对应学生用书第111页)
课时作业(九) 物质出入细胞的方式
一、选择题
1．(2012·温州期末)下列物质中能通过简单扩散的方式进入组织细胞的是( )
A．K＋和Na＋ B．氨基酸和葡萄糖
C．O2和CO2 D．甘油和蔗糖
【解析】 以简单扩散的方式穿过细胞膜的主 ( http: / / www.21cnjy.com )要是H2O、CO2、O2以及一些脂溶性物质，如甘油、脂肪酸等物质，除此之外，绝大部分物质是以主动转运的方式被细胞吸收的。
【答案】 C
2．将已经发生质壁分离的细胞放入清水中，其吸水能力的变化为( )
A．由大到小 B．由小到大
C．不变 D．等于零
【解析】 清水中的植物细胞吸水，使细胞液浓度降低，吸水能力下降。
【答案】 A
3．(2012·台州联考)下列现象属于渗透作用的是( )
①水分子通过植物细胞的细胞壁
②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜
③蔗糖分子通过细胞壁
④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜
⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层
⑥暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫
A．①②⑥ B．③④⑤ C．②④⑤ D．①③⑤
【解析】 渗透为水分子或其它溶剂通过半透膜的扩散，其中细胞壁不是半透膜，其中①③不是渗透，⑥为蒸腾作用。
【答案】 C
4.
如图中的渗透装置，开始时的液面高度为a ( http: / / www.21cnjy.com )，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是( )
【解析】 每吸出一次，蔗糖溶液浓度就减小一次 ( http: / / www.21cnjy.com )，而a、b液面的高度差是由半透膜内外溶液浓度差决定的，随着吸出次数的增加，内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小。
【答案】 B
5．(2013·丽水期末)在保 ( http: / / www.21cnjy.com )持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将( )
A．不变 B．增大
C．减小 D．先增后减
【解析】 b浓度大于a浓度，萝卜细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞先放在b溶液中，细胞失水，浓度将增大至与b相同，而后放入a中，细胞将吸水使浓度减小至与a相同，细胞质量将增大。
【答案】 B
6．新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质被吸收到血液中的方式分别是 ( )
A．主动转运、主动转运
B．胞吞、主动转运
C．主动转运、胞吞
D．被动转运、主动转运
【解析】 新生儿吸收免疫球蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白和半乳糖都要消耗ATP，由此可判断不可能是被动转运；免疫球蛋白是大分子物质，只能以胞吞的方式进入细胞；而半乳糖是单糖，应以主动转运的方式进入细胞内。
【答案】 B
7．(2013·杭州期末)浸泡在一定浓度的硝 ( http: / / www.21cnjy.com )酸钾溶液中的洋葱鳞片叶表皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程密切相关的细胞器有( )
A．液泡 B．线粒体
C．核糖体 D．以上全是
【解析】 发生质壁分离是由细胞失水引起的， ( http: / / www.21cnjy.com )与液泡有关。出现质壁分离复原，是由于细胞吸收了无机盐离子，改变了细胞液浓度，使细胞又吸水。细胞吸收无机盐离子需要载体蛋白和能量，载体蛋白是一种蛋白质，其合成与核糖体有关，所需的能量主要由线粒体提供。
【答案】 D
8．新鲜的叶类蔬菜表面常残留水溶性有机农药。 ( http: / / www.21cnjy.com )现取同一新鲜蔬菜若干，浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，将结果绘制成如上图所示的曲线，有关叙述正确的是( )
A．AB段细胞吸水，细胞体积明显增大
B．B点细胞液浓度与外界溶液浓度相等
C．BC段细胞质壁分离复原，细胞膜恢复到原来位置
D．此曲线说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收
【解析】 植物细胞因细胞壁的限 ( http: / / www.21cnjy.com )制，细胞吸水后，细胞体积不可能明显增大。细胞液浓度总是高于外界纯水浓度。从曲线的变化趋势来看，细胞液浓度先降后升，说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收；蔬菜放入纯水中未发生质壁分离及复原。
【答案】 D
9．甲()、乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜转运时，下列说法正确的是( )
A．甲进入细胞一定需要能量
B. 甲运出细胞一定不需要能量
C. 乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
D. 乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
【解析】 物质进出细胞膜的方式有被动转运和主 ( http: / / www.21cnjy.com )动转运。被动转运是物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运。主动转运的特点是被选择吸收的物质从浓度低的一侧，通过细胞膜转运到浓度高的一侧，必须有载体蛋白的协助，需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。
【答案】 C
10．如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是( )
A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新
D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
【解析】 胞吞和胞吐是膜 ( http: / / www.21cnjy.com )流动性的具体体现，胞吞过程所摄取的大分子通过膜外表面的糖被识别，并消耗能量进入细胞内；细胞分泌是指高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透性直接通过细胞膜，以被动转运、主动转运等方式进行的。
【答案】 D
二、非选择题
11．如图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答。
(1)A代表__________分子，B代表__________，C代表________。
(2)从功能上来说，细胞膜是一层________膜。
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有________________________。
(4)在a～e这五个过程中 ( http: / / www.21cnjy.com )，代表被动转运的是________________________________________________________________________。
(5)可能代表氧气转运过程的编号是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______，表示葡萄糖从小肠腔进入小肠上皮细胞的过程的编号是________________________________________________________________________。
【答案】 (1)蛋白质 脂双层 糖蛋白
(2)选择透性
(3)一定的流动性
(4)b、c、d
(5)b a
12．(2013·金华高一测试)以下实验 ( http: / / www.21cnjy.com )用于研究蔗糖溶液对某种植物叶表皮细胞形态的影响。分别将八片相同的叶片表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中。10分钟后，把每一叶片表皮置于显微玻片上，并加一滴曾浸泡过该表皮的溶液。然后在显微镜下观察，在约20个细胞的视野范围内计数呈现质壁分离的细胞。所得结果如下表：
蔗糖浓度
(mol·dm－3) 质壁分离
细胞的数目 视野范围内所
检视的细胞总数
0 0 22
0.05 0 20
0.10 0 18
0.15 1 20
0.20 3 20
0.25 16 20
0.30 19 19
0.35 21 21
请回答下列问题：
(1)请在坐标系中较准确地绘出一曲线图，以表示呈 现质壁分离细胞的百分率与蔗糖浓度的关系。
(2)在题(1)的曲线图中，当蔗糖浓度为0.22 mol· dm－3时，试找出呈现质壁分离细胞的百分率约________。
在此浓度的蔗糖溶液中，为什么有些细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞呈现质壁分离，另一些则不呈现？试加以说明。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 在绘制曲线时要注意保持曲线的圆滑，以便 正确地看出其趋势，正确地解读出第(2)小题的答案。
【答案】 (1)如图
(2)40% 因为各细胞的细胞液浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )不尽相同，细胞液浓度小于0.22 mol·dm－3蔗糖浓度的会呈现质壁分离，而大于或等于0.22 mol·dm－3蔗糖浓度的则不会呈现质壁分离
第三节酶
(教师用书独具)
●课标要求
说明酶在代谢中的作用
●课标解读
1．简述酶的概念。
2．描述酶的发现过程，认同像酶的发现过程那样，科学是在不断的观察、实验探索和争论中前进的观点。
3．说明酶在细胞代谢中的作用、本质与特性。感受生命活动的复杂性。
4．举例说明酶的专一性和高效性，提高运用所学知识解释日常生活中实际问题的能力。
5．分析酶的催化作用受许多因素的影响。
●教学地位
酶是本章的重点内容之一，也为高考重点内容，涉及酶的概念，催化特点影响酶活性因素及很多实验问题，以该内容为载体，还有一些实验分析问题。
●教法指导
酶的教学重点是酶的作用、本质和特性； ( http: / / www.21cnjy.com )教学难点是酶的催化作用原理以及控制变量的科学方法。学生对酶的认识有限，但对催化剂的作用比较熟悉，建议在教学中以学生已掌握的无机催化剂的知识作为切入点，通过过氧化氢在生物催化剂与无机催化剂作用下的反应速率的比较实验，证明“酶的催化效率”，引导学生进入新课学习。先介绍酶的概念和成分，帮助学生对酶建立一个总体的印象，再举例说明影响酶活性的因素和机理，以及酶催化作用的特性。
●活动建议
1．建议活动：探究酶的专一性。
对于“建议活动：探究酶的专一性”， ( http: / / www.21cnjy.com )教师可提出“食物中的淀粉和蔗糖同属糖类，唾液淀粉酶能否水解这两种物质”的问题，提示学生：淀粉在淀粉酶作用下水解成麦芽糖和蔗糖，在蔗糖酶作用下水解成葡萄糖、果糖；麦芽糖、葡萄糖、果糖在煮沸的条件下，与本尼迪特试剂反应会有红黄色沉淀产生，而淀粉和蔗糖与本尼迪特试剂无此反应，根据颜色反应就可以推测淀粉和蔗糖是否被水解。学生可以自行选择药品、试剂、器材设计对照实验，结合特定的颜色反应推测淀粉和蔗糖是否被水解，从而判断酶是否具有专一性。教师要对学生的实验设计予以指导，帮助学生提升设计实验、评价实验的能力。在此基础上，再列举出更多的实例说明酶的专一性是酶普遍具有的特性。
2．活动：探究pH对过氧化氢酶的影响。
通过实验，培养学生实验设计、独立操作 ( http: / / www.21cnjy.com )及分析实验数据的能力，帮助学生认识生物科学的价值，养成勇于实践的科学精神和科学态度。由于学生是第一次在生物学科中遇到设计类实验，建议教师利用直观的手段(绘图或电子幻灯等)将实验的装置，特别是实验组和对照组的装置分别向学生展示，以帮助学生进行实验操作，提高讨论的效率。
本实验连贯性很强，在实验前要仔细阅读实验的内容和要求，对实验步骤做到心中有数。建议实验前，对实验组组长进行培训，以便在开展实验时充当小老师；也可以课前布置任务，让学生利用课余时间以小组为单位制订实验方案。实验前各小组汇报实验设计方案，并预测实验结果。在实验中，根据实验现象和收集到的数据，体验数据处理、结果分析和得出结论的过程。提高科学探究的能力。
(教师用书独具)
●新课导入建议
用过加酶洗衣粉吗？用该洗衣粉时，为什么用温水洗衣呢？怎样使用洗衣粉才能把衣服洗净呢？
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P60－70 ( http: / / www.21cnjy.com )，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2、3”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：多媒体展示酶的发现过程，让学生体验并分析。通过多媒体展示酶的催化过程动画，让学生体验并分析酶催化的机理。通过【课堂互动探究】探究1总结相关规律，通过例1分析提高。
步骤5：引导学生以小组合 ( http: / / www.21cnjy.com )作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】 步骤4：抢答方式完成【正误判断】，完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。 步骤3：通过多媒体展示酶的催化特性。通过【课堂互动探究】探究2总结相关规律，通过例2和例3分析提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述酶的概念。
2.描述酶的发现过程，认同像酶的发现过程那样，科学是在不断的观察、实验探索和争论中前进的观点。
3.说明酶在细胞代谢中的作用、本质与特性。感受生命活动的复杂性。
4.举例说明酶的专一性和高效性，提高运用所学知识解释日常生活中实际问题的能力。
5.分析酶的催化作用受许多因素的影响。 1.酶的高效性、专一性。(重点)
2.酶催化作用的机理。(难点)
(对应学生用书第44页)
酶的发现
1.酶的发现史
年代 科学家 推论或结论
18世纪末 斯帕兰
扎尼 胃液中有一种消化肉的物质
1853年 巴斯德 酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果
19世纪 李比希 酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关，最多只需要酵母菌中某种物质的参与
1897年 毕希纳 促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质——酶，而不是酵母菌细胞本身
1926年 萨母
纳尔 得到脲酶结晶，明白酶的本质是蛋白质
20世纪80
年代初 少数特殊的酶的本质是RNA，称为核酶
1．所有酶的结构单元都是氨基酸吗？
【提示】 除了少数特殊的酶(RNA)外，酶的结构单元都为氨基酸。
2．酶的本质
(1)合成场所：活细胞内。
(2)化学本质：具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。
酶是生物催化剂
1.特点：促使反应物发生化学变化，本身却不发生化学变化。
2．底物：受酶催化而发生化学反应的分子叫底物。
3．酶催化底物反应的机理
(1)“钥匙与锁”的原理
(2)酶促反应过程
底物＋酶→酶 底物复合物→复合物形状发生一定变化→酶＋产物。
4．酶的活性：酶作用的强弱可用酶的活性表示。
酶的特性
1.酶有高效性
(1)实验原理
过氧化氢是细胞中某些化学反 ( http: / / www.21cnjy.com )应的副产物，具有强的氧化性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，而细胞中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢的分解，反应如下：2H2O22H2O＋O2。
(2)实验步骤
编号
步骤 1 2
相同处理 向2支试管中分别加入3 mL 2%的过氧化氢溶液
不同处理 加入鸡肝匀浆或马铃薯匀浆少许，试管口塞上橡胶塞 加入少许二氧化锰，试管口塞上橡胶塞
观察 ①试管内产生气泡数量
②试管口卫生香燃烧程度
(3)实验结论：酶的催化活性具有高效性。
2．不加催化剂H2O2分解速率为零吗？
【提示】 不是，自然分解也存在。
2．酶有专一性
(1)概念
一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，就是酶的专一性。
(2)实验探究
①实验原理
还原糖(如麦芽糖、葡萄糖)遇本尼迪特试剂在水浴后会出现红黄色沉淀；淀粉水解得到麦芽糖，而蔗糖水解后可得到葡萄糖；淀粉与蔗糖都不是还原糖。
②实验步骤及结果
试管 1 2 3 4 5 6
本尼迪特
试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
1%淀粉
溶液 3 mL － 3 mL － 3 mL －
2%蔗糖
溶液 － 3 mL － 3 mL － 3 mL
新鲜唾液 － － 1 mL 1 mL － －
蔗糖酶
溶液 － － － － 1 mL 1 mL
实验结果 无红黄
色沉淀 无红
黄色
沉淀 产生红黄色沉淀 无红黄色沉淀 无红黄色沉淀 产生
红黄
色沉淀
③结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化分解蔗糖；而蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化分解淀粉，说明酶具有专一性。
3．酶的作用受许多因素的影响
(1)pH对酶作用的影响
酶通常在一定pH范围内才起作用， ( http: / / www.21cnjy.com )而且在某一pH值下作用最强。最适的pH范围可能很窄，也可能较宽，这取决于不同酶的特性，胃蛋白酶的最适pH是2左右，胰蛋白酶是8左右。
(2)温度对酶活性的影响
①温度也是影响酶促反应速率的重要因素，酶促反应都有一个最适温度，在此温度以上或以下酶活性均要下降。
②酶分子本身会随温度的升高而发生热变性，温度升得越高，酶变性的速率也越快，升到一定温度，酶将完全失去活性。
3．(1)如何长期保存酶制剂？
【提示】 低温条件下，长期保存酶不易变性失活，当温度升高时，活性也可以恢复。
(2)温度不同，酶的活性一定不同吗？
【提示】 可能相同，如上图BC两点。
1．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。(×)
【提示】 极少数RNA也是酶。
2．酶催化底物反应的原因是因为它能提供能量。(×)
【提示】 原因是酶分子具有一定的形状，恰好能和底物分子结合。
(对应学生用书第46页)
酶的本质、作用机理
【问题导思】
①酶的化学本质是什么？
②酶的作用机理是什么？
1．酶的本质及生理功能
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
来源 一般来说，活细胞都能产生酶
生理功能 具有生物催化作用
2.酶的作用机理
(1)酶之所以可以加速反应速率，是 ( http: / / www.21cnjy.com )因为酶降低了化学反应的活化能。在无酶条件下，底物需要一定的能量(活化能)才能“活跃”起来，继而转变为相应的生成物；在有酶的条件下，底物只需要较少的能量即可达到容易发生反应的活跃状态，使化学反应在常温、常压等温和条件下快速进行。
(2)酶能够加速化学反应的速率，但不影响反应的方向，也不反映最终的分子浓度。
(3)酶与无机催化剂的异同比较
酶 无机催化剂
相同点 ①改变反应速率，本身不被分解
②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间
③降低活化能，使反应速率加快
不同点
催化效率 高 低
专一性 有 无
稳定 易变性 较稳定
反应条件 温和 较苛刻
关于酶的正确与错误说法
正确说法 错误说法
产生场所 凡是活细胞都能产生(不考虑无细胞核的细胞) 具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质 有机物(多数是蛋白质，少数为RNA) 蛋白质
作用场所 既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化作用
(2013·湖州期末)如图表示人体内某个化学反应，下列关于酶叙述正确是( )
A．图中A表示酶，A一定是RNA
B. 图中B表示酶，B一定是蛋白质
C. 图中A表示酶，A一定是有机物
D. 图中A表示酶，A只能在人体内起作用
【思维导图】酶化学本质：多数是蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )
酶化学本质：多数是蛋白质，少数是RNA作用：催化作用特点：反应前后本身不变作用条件：条件适宜场所：无特定要求
【精讲精析】 酶是生物催化剂，它具有一般催化剂的特性，反应前后本身不发生变化，从图中可判断出A表示酶。酶的化学本质是有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶的催化作用需要适宜的条件，在条件适宜时在体外也可发挥催化作用。
【答案】 C HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
1．(2012·台州检测)猪笼草是一种食虫植物，当其捕获昆虫后，会分泌一种物质使虫体分解，某学生设计了两组实验以验证这种分泌物主要为蛋白酶。如图所示经35 ℃水浴保温一段时间后，1、2中加入适量的双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是( )
实验① 实验②
A．实验① B．实验②C．实验①、实验②都能 ( http: / / www.21cnjy.com )
C．实验①、实验②都能 D．实验①、实验②都不能
【解析】 实验①是根据蛋白质与双缩脲试剂的颜色反应来验证实验，但由于分泌液中的蛋白酶其化学本质是蛋白质，也会与双缩脲试剂反应，因此实验①不能达到目的。实验②可根据蛋白块的消失来验证分泌液的主要成分为蛋白酶。
【答案】 B
酶相关曲线及影响酶活性的因素
【问题导思】
①影响酶活性的因素有哪些？
②怎样用曲线模型表达酶的相关特性？
1．酶的高效性曲线
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
2．酶的专一性曲线
酶B会促进酶促反应的进行，而酶A不会，说明酶具有专一性。
3．影响酶促反应速率的因素常有温度、pH、底物浓度、酶的浓度等，其变化规律有以下特点：
(1)温度对酶促反应的影响
①在一定温度范围内酶促反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。
图1
②酶促反应中反应速率最高时的温度称为该酶的最适温度。见图1。
③低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶变性，使其永久失去活性。
图2
(2)pH对酶促反应的影响
①每一种酶只能在一定限度的pH范围内才有活性，超过这个范围酶就会永久失去活性。
②在一定条件下，每一种酶在某一pH时活性最大，此pH称为该酶的最适pH。如图2表示胃蛋白酶最适pH为2.0，胰蛋白酶最适pH为8.0。
(3)底物浓度对酶促反应的影响
图3
①如果酶促反应的底物只有一种，当 ( http: / / www.21cnjy.com )其他条件不变、酶的浓度一定的情况下，在开始底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而急剧加快，反应速率与底物浓度成正比。
②当底物浓度达到某一定值后，再增加底物浓度，反应速率不再增加。见图3。
(4)酶的浓度对酶促反应的影响
在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。见图4。
图4
1．几种酶的最适pH：胃蛋白酶的最适pH是2.0；唾液淀粉酶的最适pH是6.8；胰蛋白酶的最适pH是8.0。
2．酶的最适温度：人体内酶的最适温度为37℃左右，如唾液淀粉酶最适温度为37℃左右，而植物淀粉酶最适温度为65℃左右。
(2013·台州高一测试)如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是( )
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
【审题导析】 解答此题应注意以下两点：
(1)明确坐标意义：纵坐标为酶促发应速率；横坐标的影响因素是温度(注意曲线中的多种影响因素，如pH、酶浓度)。
(2)正确分析不同因素下曲线变化：
①同一曲线中，曲线出现平台前的影响因素即为横坐标代表的温度。
②不同曲线可依据纵坐标反映的结果，对比分析突破。
【精讲精析】 题图可以反 ( http: / / www.21cnjy.com )映温度和pH对酶促反应速率的影响，但是影响反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C项正确，B项错误。题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。
【答案】 B
一、酶具有专一性
1．实验原理
(1)淀粉、蔗糖不具还原性，但淀粉的水解产物(葡萄糖)及蔗糖的水解产物(果糖和葡萄糖)具有还原性。
(2)还原糖可据其与本尼迪特试剂在水浴加热条件下是否产生红黄色沉淀来判断。
(3)新鲜唾液中含有淀粉酶。
2．方法步骤
(1)检验淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂是否发生特异性颜色反应
①分组编号：取2个试管，并编号为1、2
②检验：向两试管中各加2 mL本尼迪特试 ( http: / / www.21cnjy.com )剂；再向1号试管中加1%淀粉溶液3 mL，向2号试管中加2%蔗糖溶液3 mL；混匀后沸水浴加热2～3 min
③观察：记录实验结果
试管 1 2
本尼迪特试剂 2 mL 2 mL
1%淀粉溶液 3 mL —
2%蔗糖溶液 — 3 mL
实验结果 无红黄色
沉淀生成 无红黄色
沉淀生成
④结论：淀粉、蔗糖均不具还原性
(2)探究酶的专一性
①分组编号：另取4支试管，并编号为3、4、5、6。
②按下表顺序向各试管中加入相应物质并控制实验条件，记录实验结果
试管 3 4 5 6
1%淀粉溶液 3 mL — 3 mL —
2%蔗糖溶液 — 3 mL — 3 mL
稀释新鲜唾液 1 mL 1 mL — —
蔗糖酶溶液 — — 1 mL 1 mL
温度处理 37 ℃恒温水溶15分钟
本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
水浴加热 沸水浴中煮2～3 min
实验结果 有红黄
色沉淀
生成 无红黄
色沉淀
生成 无红黄
色沉淀
生成 有红黄
色沉淀
生成
结论：淀粉只在淀粉酶作用下水解产生还原糖，蔗糖在蔗糖酶作用下水解产生还原糖，说明酶具有专一性。
(2013·温州期末)果子酒放久了易产生蛋白质沉淀而使酒浑浊，加入少量菠萝蛋白酶可以分解蛋白质沉淀，防止浑浊，而加别的酶(如氨基酸氧化酶等)则无济于事，这说明( )
A．酶的催化作用受环境温度的影响
B．酶的主要化学成分是蛋白质
C．酶的催化作用具有高效性
D．酶的催化作用具有专一性
【思维导图】
果子酒浑浊：
蛋白质沉淀加蛋白酶：沉淀消失加其他酶：沉淀不消失酶具有
专一性
【精讲精析】 蛋白质只能被蛋白酶催化分解，而不能被别的酶催化分解，说明酶的催化作用具有专一性。
【答案】 D
2．下列对酶的专一性的理解，不正确的是( )
A．一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
B．一种物质的化学反应只能由一种酶参与催化
C．酶的专一性与蛋白质分子结构的多样性关系极大
D．酶催化作用的专一性反映出生物体内酶的多样性
【解析】 酶的专一性是指一种酶只 ( http: / / www.21cnjy.com )能催化一种物质或一类物质的化学反应，如蛋白酶只能催化蛋白质水解为多肽，多肽酶只能催化多肽水解为氨基酸。不同的酶只能与特定分子结构的底物结合而使底物发生一定的化学反应。由于一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，而生物体内具有多种不同的物质，故需要多种不同的酶来进行催化。一种物质的化学反应往往要经过多个步骤，产生一系列中间产物后才转变成最终产物，故一种物质的化学反应可能由多种酶参与催化。
【答案】 B
二、探究pH对过氧化氢酶的影响
1．原理
2H2O22H2O＋O2
A图 实验开始前
反应小室的状态 B图 实验时的状态
2．实验步骤
(1)加水：将托盘中加水至快满为止
(2)浸泡：取大小相同的8片滤纸片放在培养皿里的
鲜肝匀浆中(含过氧化氢酶)浸泡1 min，然
后用镊子夹起滤纸片，靠在培养皿壁上，使
多余的匀浆流尽
(3)贴滤纸：将含有酶的2片滤纸片放入反应小室一
侧内壁上粘紧(不要让滤纸片碰到反应小
室的瓶口)
(4)加溶液：将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧壁
在上面，然后小心加入pH为5.0的缓冲液
2 mL，再加入2 mL 3%的H2O2溶液，不要
使上述混合液接触贴在内壁上的滤纸片。
将小室塞紧
(5)放量筒：将25 mL量筒横放于盘中使之灌满水，赶出
气泡。将量筒倒立，使筒口一直处于水中
(6)连接反应小室和量筒：小心将反应小室平放在盘中
的水里。将量筒移至反应小室口上伸出的玻
璃管上方(注意实验过程中要一直扶着量筒，
保证量筒的位置不动)
(7)旋转：将反应小室小心旋转180°，使H2O2溶液与
滤纸片接触，同时开始计时
(8)记录：分别记录在0.5 min和1 min时，量筒内
气体的体积
(9)重复实验：分别测量并记录在pH＝6.0、pH＝7.0、
pH＝8.0时过氧化氢在酶的催化作用下，释放
的气体的体积
(10)对比实验结果：将上述每次实验的记录结果进行对比分析
3．根据实验结果得出结论
在一定条件下，酶活性最大的pH为该酶的最适pH。
4．注意事项
(1)在探究过氧化氢酶的最适pH ( http: / / www.21cnjy.com )的实验过程中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需控制的pH，使反应一开始便达到预设pH，减少实验误差。
(2)实验要用鲜肝匀浆，因鲜肝匀浆中过氧化氢酶的活性高。
如图为测量过氧化氢酶催化过氧化氢分解放出O2的实验装置。水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水。提前制作大小相同的圆形小滤纸片若干。实验过程如下：
实验1：①制备新鲜动物肝 ( http: / / www.21cnjy.com )脏的研磨液；②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上(如图A所示)；③向反应小室内加入10 mL 3% H2O2溶液(如图A所示)；④将反应小室旋转180 ℃，放置水槽中(装置如图B)；⑤每隔30 s读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5 min。
请根据实验1，设计一对照实验(实验2)探究酶浓度与酶促反应速率的关系。
A图 实验开始前
反应小室的状态 B图 实验时的状态
(1)实验原理：________________________________________________________________________。
(2)结合实验1，简要叙述实验 ( http: / / www.21cnjy.com )2的设计思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请设计一个用于记录上述实验观察结果的表格。
【思维导图】
实验设计对照原则：各组比较等量原则：其他条件、处理相同单一变量原则：各组酶浓度不同重复原则：多次测量
【精讲精析】 分析实验1可以看出，实验的 ( http: / / www.21cnjy.com )设计是利用了新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，它可以催化过氧化氢分解成水和氧气。要探究酶浓度与酶促反应速率的关系，则应用不同量的酶催化过氧化氢分解，根据氧气的生成量来判断。实验2的设计可以与实验1相同，只是通过改变圆形滤纸片的数量来改变酶的浓度。实验表格的设计应能记录实验1和实验2的多次测量结果。
【答案】 (1)新鲜的肝脏中含有 ( http: / / www.21cnjy.com )过氧化氢酶，它可以催化H2O2分解成水和O2；分别用不同量的酶催化H2O2分解，根据O2的生成量或生成速率，可以探索酶浓度与酶促反应的关系 (2)只改变圆形滤纸片的数量，其他方法步骤同实验1(其他答案合理也可)
(3)如下表：
O2的生成量(mL·30 s－1)
观察次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
实验1
实验2
3．(2013·金华期末)下列符合图示含义的是( )
A．随着pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低
B．随着pH从5升高到7，酶的最适温度不变
C．温度从O→A变化的过程中，酶的活性逐渐降低
D．该酶的最适pH为7
【解析】 反应物剩余量越少，说明酶的活 ( http: / / www.21cnjy.com )性越高，pH值从5升到6，酶活性逐渐升高，pH从6升到7，酶活性逐渐下降，由此看出，pH＝6时酶活性最高。pH值从5升到7反应物剩余量最少时对应的温度相同；温度O→A，酶的活性渐高。
【答案】 B
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
酶作用：催化作用化学本质：有机物特性：高效性、专一性影响因素：pH、温度等作用机理：“钥匙与锁”的原理
结 论 语 句
1．酶是具有催化作用的有机物，绝大数是蛋白质，少数是RNA。
2．酶具有促使反应物发生化学变化，而本身却不发生化学变化的特点。
3．酶作用的强弱用酶活性表示。
4．酶的高效性：与无机催化剂相比，酶具有更强的催化效率。
5．酶的专一性：一种酶只能催化一种底物或几种相似底物的反应。
6．影响酶活性的因素有pH、温度，pH过高过低，温度过高都会使酶失活。
7．在一定低温下，酶的活性低，空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。
(对应学生用书第50页)
1．(2013·温州高一期末)下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的，其中能说明酶具有高效性的是( )
【解析】 A图中加过氧化氢酶的一组比加无机催化剂的一组达到平衡点的时间快，说明酶比无机催化剂催化效率更高，体现了酶的高效性。
【答案】 A
2．将某种酶水解，最后得到的有机小分子是( )
A．核苷酸 B．氨基酸
C．核苷酸和氨基酸 D．核苷酸或氨基酸
【解析】 酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA，所以分解后有氨基酸、核苷酸。
【答案】 D
3.
如图表示在不同条件下化学反应所需活化能的变化情况，则A、B、C所代表的条件依次为( )
A．有无机催化剂催化，有酶催化，无催化剂催化
B．有酶催化，无催化剂催化，有无机催化剂催化
C．无催化剂催化，有无机催化剂催化，有酶催化
D．有酶催化，有无机催化剂催化，无催化剂催化
【解析】 酶和其他无机催化剂都是通过降低化学反应的活化能来起催化作用的，酶比无机催化剂更高效，因为其降低了化学反应的活化能。
【答案】 C
4．(2013·吉林高一检测)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将( )
A．不断上升 B．没有变化
C．先升后降 D．先降后升
【解析】 胃蛋白酶的最适pH为2，当pH为10时，胃蛋白酶已变性失活，即使恢复pH到2，活性也不再升高，始终为0。
【答案】 B
5．下列有关酶的叙述，正确的是( )
A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C．酶的催化需要适宜的温度和pH
D．活细胞产生的酶只有在细胞内才能起作用
【解析】 高温会导致酶的空间结构遭到破坏 ( http: / / www.21cnjy.com )，使酶变性，而低温下酶的活性较低，但不会变性；酶不一定是蛋白质，少数酶为RNA；消化酶可在消化道内起作用。
【答案】 C
6．(2013·浙江高一测试)如图表示在不同条件下，酶促反应速率的变化曲线，试分析回答下列问题：
(1)酶促反应速率可以用________来表示。
(2)曲线Ⅱ和曲线Ⅰ相比较，酶促反应速率慢，这是因为
________________________________________________________________________。
(3)图中AB段和BC段影响酶促反应速率的主要限制因子分别是________和________。
(4)若想探究酶的最适pH，至少应设计________种不同的pH。
(5)请在原图中绘出在酶浓度相对值为1、温度为25 ℃条件下的酶促反应速率曲线。
【解析】 酶促反应速率可 ( http: / / www.21cnjy.com )用底物消耗速率(或产物生成速率)表示。图中曲线Ⅱ与曲线Ⅰ的不同在于反应温度不同，AB段说明影响反应速率的因素是底物浓度，而BC段影响因素则是酶浓度。在探究pH(或温度)对酶活性影响时，通常设置高、适、低三个条件。
【答案】
(1)底物消耗速率(或产物生成速率)
(2)温度降低，酶活性降低 (3)底物浓度 酶浓度 (4)3 (5)如右图虚线所示。
(对应学生用书第113页)
课时作业(十) 酶
一、选择题
1．(2011·新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
【解析】 分析曲线可知：甲酶在蛋白酶的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。
【答案】 B
2．(2013·余姚高一检测)下列关于酶的叙述中正确的一项是( )
①酶是活细胞产生的 ②酶都有催化功能 ③酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶 ④酶具有特异性、高效性
⑤酶促反应与外界条件无关 ⑥淀粉酶能促进淀粉水解 ⑦酶只有在生物体内才起催化作用
A．①②③ B．①②④⑤
C．①②④⑥ D．①③⑥
【解析】 本题考查酶的产生、作用、本质 ( http: / / www.21cnjy.com )及作用特点。酶是活细胞产生的具有催化活性的一类特殊蛋白质，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，酶的催化效率极高且具特异性。酶的催化效率用酶活性表示，酶促反应速率(酶活性)受温度、pH等环境条件影响。所以③、⑤项是错误的。另外，酶的作用是促进某物质发生化学反应，与反应是否在细胞内或生物体内无关，如口腔中消化酶的作用，故⑦项也是错误的。
【答案】 C
3．某海洋哺乳动物的体温一般保持在40 ( http: / / www.21cnjy.com ) ℃左右，现将其组织细胞离体培养，测定细胞在不同温度下的耗氧速率，并绘出相应的曲线。图中表示正确的是( )
【解析】 恒温动物离体细胞的温度 ( http: / / www.21cnjy.com )随环境温度的改变而改变，所以其代谢强度(可用耗氧速率表示)也会随温度的改变而改变。在最适温度之前，代谢强度随温度的升高而升高，超过最适温度后，代谢强度随温度的升高而下降。
【答案】 C
4．(2013·宁波检测) ( http: / / www.21cnjy.com )在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆点位置，分别用不同的方法处理，如图所示。将上述实验装置放入37 ℃恒温箱中，保温处理24小时后，用碘—碘化钾溶液滴在琼脂块上，可见其上面呈蓝色的斑块个数是( )
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【解析】 唾液煮沸或与酸混合，唾液 ( http: / / www.21cnjy.com )淀粉酶失去活性，淀粉不水解；酶具有专一性，蔗糖酶不催化淀粉水解，所以圆点1、2、3遇碘—碘化钾溶液均变蓝；圆点4中淀粉会被水解，遇碘—碘化钾溶液不变蓝。
【答案】 C
5．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是( )
A．炒肉的过程中加入
B．肉炒熟后起锅前加入
C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟
D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟
【答案】 D
6．(2013·舟山期末)如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )
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t1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】 在最适宜的温度下， ( http: / / www.21cnjy.com )酶的活性最高。温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低。当反应温度t1调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，O左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C、D错误。
【答案】 B
7．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应，生成物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是( )
A．三个处理条件中b是此酶促反应的最适条件
B．三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量不同
C．三个处理条件的差异可能是反应底物的量不同
D．三个处理条件的差异可能是处理温度的不同
【解析】 从题中曲线的变化可看出，单位 ( http: / / www.21cnjy.com )时间内生成物的量的多少可以体现出酶的催化活性的大小，所以a曲线所反映的酶的催化活性最大，b曲线次之，c曲线最小，因此A错误；在底物浓度及其他条件相同的情况下，酶的数量越多，酶促反应速率越大，因此该坐标图可表示在不同酶浓度条件下的酶促反应；酶作为生物催化剂，只能改变酶促反应速率，不能改变平衡点，若反应底物的量不同，则最后生成物的量会不相同，而从题中看出，a、b、c三条曲线最终重合，说明最初底物浓度是相同的，故C错误；在其他条件都相同的条件下，温度不同，酶促反应的速率会有所不同，在低于最适温度时，若a曲线处理的温度最高，b次之，c最低，则酶促反应速率与图中各曲线变化趋势相符合，因此D正确。
【答案】 D
8．如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是( )
A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快
B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平
C．若E3的催化速率比E4快，则D的产量比E多
D．若E1的催化速率比E5快，则B的产量比A多
【解析】 若E1催化的反应被抑制，E1催化 ( http: / / www.21cnjy.com )底物A参加反应，则A的消耗速度减慢。若E5催化的反应被抑制，而同时E2催化的反应加快，则B不会积累到较高水平。若E1的催化率度比E5快，在不知E2催化速率的情况下，B的产量和A的产量难以比较。
【答案】 C
9．能使唾液淀粉酶水解的酶是( )
A．淀粉酶 B．油脂酶
C．蛋白酶 D．肽酶
【解析】 大多数酶是有催化功能的一类特殊蛋白质。水解蛋白质必须是蛋白酶，因为酶具有专一性。
【答案】 C
10．(2011·海南高 ( http: / / www.21cnjy.com )考)某一不可逆化学反应(S―→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【解析】 酶能降低化学反应的活化能，因而能增大反应速率，使反应物浓度快速下降。
【答案】 D
二、非选择题
11．胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度保持在37 ℃，pH保持在最适值，生成物的量与反应时间的关系如图所示，请回答下列问题：
(1)该酶作用的底物是________。
(2)在120 min后，曲线变成水平，这是 ( http: / / www.21cn