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第4章 细胞的物质代谢
第4章 细胞的物质代谢
活
生物催化
蛋白质
RNA
DNA
空间结构
活化能
高效性
×
×
×
×
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第4章
DI
SI
ZHANG
细胞的物质代谢
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第4章 细胞的物质代谢
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低温
恢复
食品
医药
√
×
√
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酶活性
酶促反应速率
酶浓度)影响
酶与底物的接触面积
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按ESC键退出全屏播放第2节 细胞内外的物质交换
第1课时 细胞膜的选择透过性、细胞的质壁分离和复原
1.观察渗透系统模式图，说出渗透作用发生的条件。（重点）
2.结合植物细胞的结构，描述质壁分离与复原的过程。（难点）
一、细胞膜的选择透过性1.半透膜与渗透作用
（1）像玻璃纸这样某些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性膜，叫作半透膜。
（2）不同半透膜的半透性不同。
（3）水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，叫作渗透作用。
（4）渗透作用的产生必须具备两个条件：一是具有半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2.细胞膜的选择透过性
细胞膜具有半透膜的特点，对细胞内外的物质有选择透过性，细胞中的其他生物膜也都是选择透过性膜。
二、分析细胞质壁分离和复原现象
1.质壁分离与复原现象
用较高浓度的蔗糖溶液处理植物细胞时，细胞中的水分会向细胞外渗透。细胞失水后，原生质层（主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质）会发生收缩，与细胞壁分离，这就是质壁分离现象。如果用水代替蔗糖溶液，发生质壁分离的细胞又会恢复正常。
2.质壁分离与复原现象的条件
植物细胞的液泡中充满了含有各种溶质的细胞液。细胞液和细胞外界溶液之间隔着两层选择透过性膜（液泡膜和细胞膜）和细胞质。我们可以将这些结构当作一个统一的半透膜（可称之为原生质层）。通过实验证明，水分子可以通过渗透作用进出细胞，而蔗糖分子等其他物质则不能自由地进出细胞。
连一连
判一判
（1）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用（×）
分析：发生渗透作用必须具有浓度差和半透膜两个条件。
（2）植物细胞中的细胞壁相当于渗透系统的半透膜（×）
分析：植物细胞的原生质层相当于半透膜，而细胞壁是全透性的。
（3）选择洋葱鳞片叶外表皮细胞作为质壁分离实验材料的原因之一是细胞的液泡中含有色素，便于观察（√）
（4）植物细胞放在0.3
g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象（×）
分析：只有具有中央大液泡的植物细胞才能发生质壁分离现象。
（5）不同植物对同种离子的吸收速率是不同的（√）
（6）植物对离子的吸收都是顺相对含量梯度进行的（×）
分析：植物对离子的吸收可以逆相对含量梯度进行。
探寻渗透作用的发生
渗透现象及其原理
（1）扩散作用装置图示
①硫酸铜分子和水分子均可以自由通过半透膜。
②硫酸铜分子从高浓度向低浓度方向扩散最后浓度均等。
③水分子从半透膜两侧进出数量相等，因此漏斗内液面不变。
（2）渗透作用装置图示
①蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以。
②两侧的水分子都在运动。
③由于单位体积内，烧杯中的水分子数量多，蔗糖溶液中的水分子数量少，所以在单位时间内，由烧杯通过半透膜进入漏斗的水分子数量多于由漏斗通过半透膜进入烧杯的水分子数量。
④总体的扩散方向为水分子由烧杯通过半透膜进入漏斗，因此漏斗管内的液面上升。
验证渗透作用发生的条件
（1）具有半透膜
（2）具有浓度差
3.动植物细胞都是渗透系统
（1）渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液的浓度大小。
（2）两溶液间的水分子进行双向运动，我们只能观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。
（3）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液的质量浓度相同，但10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度比10%的蔗糖溶液的大，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
1.如图所示，U型管底部中央放置一半透膜（不允许溶质分子透过）。A液和B液原先体积相同，由于浓度不同，后来产生一个高度差ΔH。请问ΔH主要取决于（ ）
A.A液和B液的溶质分子大小
B.A液和B液所在管的粗细
C.A液和B液的溶剂是否相同
D.A液和B液的浓度差大小
解析：选D。半透膜两侧溶液的浓度差越大，水分子透过的数量越多，产生的液柱高度差越大。
2.如图甲烧杯中是5%的淀粉液，图乙烧杯中是5%葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中（水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜）放置一小时后（ ）
A.图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变
B.图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低
C.图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色
D.图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后即呈砖红色
解析：选B。图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度大于透析袋内蒸馏水的浓度，由于淀粉不可以通过透析袋，所以水分子从透析袋出来进入烧杯，导致透析袋外的淀粉液浓度降低，A错误；图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖可以进入透析袋，而透析袋内的水分子可以出来进入烧杯，所以烧杯中水分子增多，葡萄糖分子减少，所以图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低，B正确；由于淀粉不可以通过透析袋，所以图甲烧杯中透析袋内没有淀粉，加入碘液后不会出现蓝色，C错误；图乙烧杯中葡萄糖可以进入透析袋，葡萄糖是还原糖，所以图乙烧杯加入斐林试剂后需水浴加热才可以变成砖红色，D错误。
判断水分子流动方向的方法
（1）从膜两侧水分子的相对数目上分析：水分子总是从相对数目多的一侧流向相对数目少的一侧。
（2）从溶质颗粒大小上分析：相同物质的量的不同溶质，溶质颗粒越大，分子间隙越大，所能容纳的水分子数就越多。
探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系
1.实验原理
（1）外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。
（2）外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
2.流程与现象
3.实验分析
（1）原因
选择透过性)―→\a\vs4\al(细胞渗
透失水)―→\a\vs4\al(细胞壁伸缩性小
原生质层伸缩性大)
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度))
（2）表现
微观上：质壁分离\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(液泡（大→小）
细胞液颜色（浅→深）
原生质层与细胞壁分离))))
（1）实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，以便于在显微镜下观察。
（2）植物细胞质壁分离和质壁分离复原中水分子移动都是双向的，实验结果是由双向水分子运动的差别所导致的。
（3）质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗透出来。
（4）若用50%蔗糖溶液做实验，植物细胞能发生质壁分离但不能复原，这是因为细胞过度失水而死亡。
（5）若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因这些物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
3.在用紫色洋葱A及B的外表皮细胞分别制成的5个装片上依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液，相同时间后原生质的体积变化如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A.紫色洋葱A比B的外表皮细胞的细胞液浓度高
B.两种洋葱外表皮细胞都发生质壁分离的蔗糖溶液浓度是乙和丁
C.将处于乙蔗糖溶液中的洋葱B外表皮细胞的装片置于清水中，一定会发生质壁分离复原
D.实验后丙溶液中洋葱B外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的洋葱B外表皮细胞
解析：选C。以一个紫色洋葱外表皮细胞的原生质体体积的变化为标准，判断五种蔗糖溶液浓度的大小依次为丙<戊<甲<丁<乙，浓度为甲的蔗糖溶液为紫色洋葱A外表皮细胞的等渗溶液，浓度为戊的蔗糖溶液为紫色洋葱B外表皮细胞的等渗溶液，因此紫色洋葱A外表皮细胞的细胞液浓度高于紫色洋葱B外表皮细胞的细胞液浓度；在乙和丁浓度的蔗糖溶液中，紫色洋葱A、B的外表皮细胞的原生质体体积相对变化为负值，说明细胞失水，都发生质壁分离；处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞失水，但无法据此判断紫色洋葱B外表皮细胞是否已经过度失水死亡，因此无法判断再将其置于清水后能否发生质壁分离复原现象；由于戊中蔗糖溶液的浓度大于丙，且戊溶液中洋葱B外表皮细胞表现为既不吸水也不失水，而丙溶液中洋葱B外表皮细胞表现为吸水，所以对于洋葱B外表皮细胞来说，丙中的细胞液浓度低于戊中的细胞液浓度，因此丙溶液中洋葱B外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的洋葱B外表皮细胞。
4.如图甲和乙分别是两种状态下的植物细胞。下列相关叙述中错误的是（ ）
A.图甲→图乙是质壁分离形成的过程，该过程中细胞需要失水
B.图甲状态的出现，说明细胞壁和原生质层的伸缩性不同
C.将成熟的植物细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，会自动发生图甲→图乙过程
D.根尖处只有成熟区的细胞才会发生图甲→图乙的变化
解析：选A。图甲细胞处于质壁分离状态，图甲→图乙是质壁分离复原的过程，该过程中细胞要吸水，A项错误。植物细胞发生质壁分离，内因是植物细胞的细胞壁伸缩性小于原生质层，B项正确。由于植物细胞可以吸收K＋和NO，所以在一定浓度的KNO3溶液中会发生植物细胞质壁分离自动复原的现象，C项正确。根尖中只有成熟区的细胞才具有中央大液泡，所以只有该处的细胞才会发生质壁分离及复原的现象，D项正确。
细胞是否发生质壁分离及其复原的判断
（1）从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
（2）从溶液角度分析
①在一定浓度的、溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。
②在一定浓度的、溶质可穿膜的溶液中细胞先发生质壁分离后自动复原。
③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡，不会再复原。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.渗透作用发生的两个条件：一是半透膜，二是浓度差。2.原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。3.植物细胞发生质壁分离的原因：（1）外界溶液浓度大于细胞液浓度；（2）原生质层的伸缩性大于细胞壁。4.只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分离。5.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，选择透过性是活细胞的功能特性。6.成熟植物细胞在一定浓度的KNO3、尿素等溶液中会发生先质壁分离后自动复原的现象。
[随堂检测]
1.如右图中的渗透装置，开始时的液面高度为a，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下图中的（ ）
解析：选B。由于单位体积的蔗糖溶液中水分子的数量要少于单位体积的清水中水分子的数量，所以导致蔗糖溶液中的液面上升。当用吸管吸走了高出烧杯液面的部分后，蔗糖分子数量减少，造成蔗糖溶液浓度下降，则蔗糖溶液和清水之间的浓度差逐渐变小，ab段液柱产生的压强（即a、b液面间的高度差）随着吸出蔗糖溶液次数的增加而减小。
2.某种植物细胞的正常形态和在浓度为m的淡盐水中的形态如图所示。以下能够正确反映细胞由正常形态转变为淡盐水中形态的过程中水分子进出细胞情况的是（说明：图中箭头表示水分子的运动方向，箭头的多少表示进出细胞水分子的数目）（ ）
解析：选B。由图可知，细胞在淡盐水中发生质壁分离，在细胞发生质壁分离的过程中，水分子有出细胞的，也有进细胞的，单位时间单位面积上，出细胞的水分子数多于进细胞的水分子数，导致细胞失水。
3.在质壁分离和复原过程中，洋葱鳞片叶表皮细胞的吸水能力变化示意图正确的是（ ）
解析：选A。在植物细胞质壁分离观察中，细胞不断失水，细胞液浓度不断升高，则细胞吸水能力逐渐增强，失水能力逐渐减弱；而在质壁分离复原过程中，细胞不断吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞的吸水能力减弱，失水能力增强。
4.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示是（ ）
答案：C
5.将大小相同的马铃薯去皮之后，分别置入不同浓度的蔗糖溶液，数小时后取出称其重量，增减的重量与蔗糖溶液的浓度关系如下图。据图判断，马铃薯细胞液浓度与下列哪项最为接近（ ）
A.0.4
B.0.8
C.1.0
D.1.6
解析：选C。马铃薯块茎细胞在蔗糖浓度为0.4、0.8的溶液中吸水，重量增加。在蔗糖浓度为1.2、1.6、2.0的溶液中失水，重量减轻，故马铃薯块茎细胞的细胞液浓度在0.8～1.2之间，故C正确。
6.某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：
（1）用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是 （填序号）。
（2）在观察质壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图1、2、3所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是 ＞ ＞ （用字母表示）。
（3）将图3细胞放入 中，细胞能由图3恢复成图1的状态，此过程称为________________________________________________________________________。
解析：（1）紫色洋葱鳞片叶的表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，紫色液泡便于观察。（2）当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会导致质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。（3）发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。
答案：（1）① （2）C B A （3）清水 质壁分离复原
[课时作业]
一、选择题
1.图1表示两种物质扩散的图解，图2是为了验证图1物质扩散成立的实验装置，实验结果应是（ ）
A.甲中水柱a将持续上升
B.甲中水柱a将先上升后下降
C.乙中水柱b上升到一定高度后维持不变
D.乙中水柱b将先上升后下降最后稳定不变
解析：选D。由于甲中的淀粉不能透过半透膜，所以甲中的液面高度先上升，达到一定高度后保持不变；乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大，导致液面上升，由于葡萄糖分子能够通过半透膜，导致半透膜两侧浓度差降低，所以漏斗中液面又会降低，最后两液面相平。
2.将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，红细胞体积随时间变化如图，有关叙述正确的是（ ）
A.KNO3溶液的起始浓度小于红细胞细胞质的起始浓度
B.与b点相比，a点对应时刻红细胞细胞质的浓度较大
C.ab段失水使红细胞细胞质的浓度大于KNO3溶液的浓度，从而出现bc段的变化
D.b点对应的时刻，外界溶液的浓度与红细胞细胞质的浓度相等
答案：D
3.关于选择透过性膜和半透膜的关系，说法正确的是（ ）
①具有半透性一定具有选择透过性
②具有选择透过性一定具有半透性
③只有活的生物膜才具有选择透过性
④只有活的生物膜才具有半透性
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
解析：选C。半透膜是指一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，如水分子可以透过玻璃纸，而蔗糖分子则不能。选择透过性膜是指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜，并且只有活的生物膜才是选择透过性膜。
4.下图甲是渗透装置示意图，图乙、丙两曲线的横坐标代表时间，下列叙述不正确的是（ ）
A.半透膜内溶液A的浓度变化可用图丙表示
B.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用图乙表示
C.玻璃管内的液面高度变化可用图丙表示
D.半透膜内外浓度差的变化可用图乙表示
解析：选A。由于半透膜内为30%的淀粉溶液，膜外为蒸馏水，膜内浓度高于膜外浓度，水分子由膜外进入膜内，淀粉溶液浓度降低，可用图乙表示，A选项错误。水分子进入半透膜内的速率由膜内外两侧的浓度差决定。
由于水分子不断进入半透膜内，两侧的浓度差越来越小，水分子进入半透膜内的速率也逐渐下降，可用图乙表示，B、D选项正确。随着水分子的进入，玻璃管内的液面高度逐渐上升，可用图丙表示，C选项正确。
5.观察在0.3
g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明（ ）
A.细胞壁相当于一层半透膜
B.洋葱表皮细胞是活的
C.此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度
D.细胞壁收缩导致中央液泡失水
解析：选B。活的洋葱表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜，在高浓度的蔗糖溶液中发生渗透作用，导致中央液泡失水而变小。
6.如图是细胞吸水力随质壁分离程度变化的曲线。下列相关叙述中，正确的是（ ）
A.细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关
B.细胞不发生质壁分离就没有吸水力
C.在细胞可承受的浓度范围内，如果增大外界溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度更高
D.在质壁分离复原的过程中，细胞吸水力应逐渐升高
解析：选C。从题图曲线可以看出，在一定范围内，随着质壁分离程度的增大，细胞吸水力也在增大，即细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关，A错误。植物是否吸水与细胞液浓度和外界溶液浓度高低有关，而与植物细胞是否发生质壁分离无直接关系，B错误。在细胞可承受的浓度范围内，增大外界溶液浓度，则细胞液与外界溶液的浓度差变大，细胞的质壁分离程度会更高，C正确。质壁分离复原过程中，细胞的吸水力应逐渐降低，D错误。
7.将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中，在显微镜下持续观察它们的状态，直到形态不再发生变化时，三个细胞的状态如下：
细胞种类
细胞状态
甲细胞
刚发生质壁分离
乙细胞
没有发生质壁分离
丙细胞
质壁分离现象明显
下列判断正确的是（ ）
A.形态不再发生变化是因为细胞已经死亡
B.实验前甲、乙、丙三种细胞的细胞液浓度关系是乙>甲>丙
C.实验后甲、乙、丙三种细胞的细胞液浓度关系是乙<甲<丙
D.形态不再发生变化时三种细胞的细胞液浓度相等
解析：选B。形态不发生变化并不代表细胞已经死亡，可能正处于水分子进出的平衡状态。质壁分离程度越严重，细胞内外浓度差越大，而外界溶液浓度相同，故实验前丙细胞的细胞液浓度最小，乙细胞的细胞液浓度最大。达到平衡状态时，细胞液浓度等于外界溶液浓度，质壁分离越严重的，失水越多，外界溶液浓度越小，故实验后丙细胞的细胞液浓度最小。
8.用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（ ）
A.将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象
B.在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂
C.用不同浓度的KNO3溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象
D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能
解析：选B。实验过程中不能对装片加热，A错。当KNO3溶液浓度过高时，导致洋葱鳞片叶表皮细胞过度失水而死亡，死亡细胞不能发生质壁分离复原，失去一切正常生理功能，C、D错。由于细胞壁的保护作用，植物细胞不会因吸水而涨破，B对。
9.将紫色洋葱鳞片叶外表皮浸润在质量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液中，1
min后进行显微观察，结果见如图。下列叙述错误的是（ ）
A.图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B.将视野中的细胞浸润在清水中，会逐渐发生质壁分离复原
C.实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D.洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
解析：选A。题图为洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后的图像，L为细胞壁，M为原生质层和液泡，N为细胞壁和原生质层之间的物质，不是细胞质，A项错误。将该细胞浸润在清水中，由于清水浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，会逐渐发生质壁分离复原现象，B项正确。蔗糖分子可透过细胞壁进入细胞，但不能透过细胞膜，说明二者在物质透过性上存在显著差异，C项正确。洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，故不能作为该实验的实验材料，D项正确。
10.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（ ）
A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
解析：选B。植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，植物细胞的质壁分离指的是原生质层与细胞壁的分离。红色花瓣是由细胞液泡内花青素的颜色呈红色导致的，所以用红色花瓣作为实验材料有利于实验现象的观察，A项正确；黑藻叶片中的叶绿体显绿色，液泡中细胞液的颜色接近无色，两者之间有颜色差异，因此叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察，B项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞，细胞液浓度可能不同，观察到的质壁分离程度可能不同，C项正确；通常做植物细胞质壁分离实验时用紫色洋葱的鳞片叶外表皮，因外表皮细胞的液泡中有色素，发生质壁分离时容易观察，D项正确。
11.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离，下列条件中不属于发生该现象必要条件的是（ ）
A.细胞壁的伸缩性小于原生质层
B.细胞内外存在浓度差
C.液泡中有紫色的水溶性色素
D.水分子能穿过原生质层
解析：选C。发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，外因是细胞液的浓度小于外界溶液的浓度，A、B正确；选择液泡中有紫色色素的洋葱作此实验材料的目的是容易观察，如果换成白色的洋葱表皮，一样可以发生质壁分离，C错误；水分子能穿过原生质层，这也是质壁分离的条件，D正确。
二、非选择题
12.图示是洋葱鳞片叶表皮细胞的示意图。请据图回答下列问题：
（1）图中①主要由纤维素和果胶组成，具有全透性；原生质层相当于一层 膜。水分子通过原生质层的现象属于 。
（2）将紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片置于显微镜下观察，可看到表皮细胞中紫色的 。
（3）把此细胞放入0.3
g/mL的蔗糖溶液中，将会出现 和 分离的现象，这种现象叫做质壁分离。要想使质壁分离复原，只要将这个植物细胞放在 中就可以了。
解析：（1）细胞壁是全透性的，而原生质层是选择透过性的，相当于半透膜，水分子通过原生质层的现象属于渗透作用。（2）紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞中含有紫色的大液泡。（3）细胞的质壁分离指的是原生质层和细胞壁的分离，若想使质壁分离的细胞复原，最简单的方法是将这个植物细胞放在清水中。
答案：（1）半透 渗透作用 （2）液泡 （3）细胞壁
原生质层 清水
二、非选择题
13.现有两瓶质量分数均是
30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知水分子可以透过半透膜，葡萄糖、蔗糖分子均不能透过。请回答以下问题：
（1）A
同学把体积相同的葡萄糖溶液与蔗糖溶液用半透膜隔开（如图
1
所示），在一段时间内，甲液面的变化情况是 （填“升高”或“降低”），渗透平衡状态时水分子扩散速率 （填“是”或“否”）相等，甲溶液浓度 （填“＞”“＜”或“＝”）乙溶液浓度。现分别往甲、乙溶液中加入等量的蔗糖酶，最后甲液面 （填“高于”“低于”或“等于”）乙液面。
（2）B
同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料，利用细胞质壁分离原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。请在图
2
中绘出可能的实验结果。
解析：（1）由题意可知，甲、乙两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液，且质量浓度相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙，甲渗透压大于乙，因此甲液面升高，渗透平衡状态时水分子扩散速率是相等的，此时甲溶液浓度>乙溶液浓度。如果向蔗糖溶液中加入适量的蔗糖酶，蔗糖将水解为葡萄糖和果糖，相同质量的蔗糖水解后产生的葡萄糖和果糖分子数大于相同质量的葡萄糖的分子数，因此形成的乙侧溶液浓度大于左侧的溶液浓度，导致甲侧液面低于乙侧。（2）以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料，利用细胞质壁分离原理进行鉴定蔗糖溶液和葡萄糖溶液的实验，由于蔗糖分子不能透过原生质层，故细胞失水后，液泡体积不断减小，最后保持稳定。而由于葡萄糖分子能透过原生质层，故细胞先发生质壁分离后自动复原，故液泡体积先减小后增大，最后保持稳定。具体曲线图见答案。
答案：（1）升高 是 > 低于
（2）如图
14.小蚌兰叶片正面呈绿色，背面呈紫红色，常用作盆栽观赏。某兴趣小组为探究气孔开闭与细胞吸水失水的关系进行了如下实验：①配制不同浓度的蔗糖溶液；②制作小蚌兰叶片下表皮临时装片；③用显微镜观察小蚌兰叶片下表皮细胞质壁分离程度及气孔张开程度；④将小蚌兰叶片下表皮临时装片中的清水换成不同浓度的蔗糖溶液；⑤观察并记录实验结果。结果如下表（“－”表示不能发生，“＋”表示能发生，“＋”越多表示程度越大），分析回答下列问题：
蔗糖浓度（g/mL）
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
质壁分离程度
－
－
－
－
＋
＋＋
＋＋＋
＋＋＋
气孔张开程度
＋＋＋
＋＋＋
＋＋＋
＋＋
＋
－
－
－
（1）选用小蚌兰叶片下表皮作实验材料的优点是 ，植物细胞原生质层的选择透过性取决于 （结构）和 （结构）。
（2）实验步骤④的正确操作方法是从盖玻片的一侧 ，在另一侧 ，
重复多次。
（3）小蚌兰叶片下表皮细胞液浓度与浓度在 之间的蔗糖溶液相当。
（4）结果表明，细胞 导致气孔关闭。这种现象在自然界中对植物体生存的意义是________________________________________________________________________。
（5）小蚌兰叶片细胞发生质壁分离的过程中，外界蔗糖溶液的浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）细胞液的浓度，细胞质基质的浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）液泡中细胞液的浓度。
答案：（1）其细胞的中央大液泡呈紫红色便于观察
细胞膜 液泡膜
（2）滴加蔗糖溶液 用吸水纸吸引
（3）0.35～0.40
g/mL
（4）失水 有利于减少水分的散失
（5）大于 大于(共49张PPT)
本部分内容讲解结束
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一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）
1.对化学本质为蛋白质的酶而言，如图符合其催化反应变化规律的曲线应是（ ）
解析：选D。酶的活性在最适温度前随温度升高而升高，超过最适温度后，随温度升高活性降低，直至变性失活，故A项所示是温度与反应速率的关系曲线，A错误；酶的活性在超过最适pH后，随着pH的升高，酶活性逐渐降低，甚至失活，其反应速率也降低，B错误；底物的量一定，酶浓度较低时，酶浓度越高的化学反应速率越快，因此酶量为2X时的反应速率大于酶量为X时的反应速率，所以两条曲线中的产物量在开始时不能重叠，而最后产物的量相等，故曲线最后应重叠，C错误；在酶的量一定时，随着底物浓度的升高，酶促反应速率逐渐加快，当底物浓度达到一定值后，由于酶的数量有限，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不再改变，D正确。
2.如图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果。请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果（ ）
A.温度
B.pH
C.淀粉量
D.唾液量
解析：选C。淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖。据图可知，产物最终达到恒定，说明底物此时彻底分解，不再有产物生成。改变某种因素后，产物最大量降低，说明底物量减少，故选C。
3.如图所示表示渗透作用的装置图，其中半透膜为膀胱膜，图甲、丙装置中A、B、a、b溶液浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图乙、丁装置分别表示一段时间后图甲、丙装置的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB、Ma＝Mb>MA，则达到平衡后（ ）
A.h1>h2、Ma>Mb
B.h1>h2、MaC.h1D.h1Mb
解析：选D。由于Ma＝Mb>MA>MB，所以甲和丙装置中的水分子都会流向漏斗，分别使漏斗液面升高h1、h2。根据题设条件，Ma－MA乙中液面上升高度h1。由于丁中漏斗得到的水分子多于乙中漏斗得到的水分子，因而达到平衡后Ma>Mb。
4.如图表示细胞膜受到外界环境的刺激时，膜上发生的一系列变化。根据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A.物质①的合成场所为内质网，物质②的合成场所为核糖体
B.关闭状态下的物质②与激活状态下的物质②空间结构有差异，因而其功能也有差异
C.Na＋之所以能进入细胞，体现了细胞膜“控制物质进出细胞”这一功能
D.该题图示过程体现细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能
答案：D
5.如图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是（ ）
A.该膜中载体能运输蔗糖
B.碘以该方式进入海带细胞
C.该方式不会出现饱和现象
D.该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时
解析：选D。载体具有特异性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；该物质进入膜内只需要载体的协助，不需要消耗能量，从高浓度到低浓度运输，是被动运输，载体的数量是有限的，所以该过程会出现饱和现象；碘进入细胞内部是主动运输的过程，需要消耗能量。
6.将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下图所示。对结果的解释最合理的是（ ）
A.细胞吸收M的方式为自由扩散
B.细胞吸收M的方式为主动运输
C.细胞吸收M需要跨膜蛋白的参与
D.细胞吸收M需要能量供应
解析：选C。从柱形图分析，物质M溶液的浓度不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明细胞对M的吸收方式不是自由扩散；通入空气后也不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明运输方式可能不需要能量；综上所述，能够影响细胞吸收M的因素是跨膜蛋白。
7.如图是细胞膜的亚显微结构图，其中a和b分别代表不同分子或离子进出细胞膜的方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述，错误的是（ ）
A.苯分子进出细胞是以图中b所示的运输方式
B.免疫抑制药物可作用于①而使器官移植的成功率明显提高
C.b的运输方式能体现细胞膜的选择透过性
D.如果图示为小肠上皮细胞膜，则a可代表甘油，b可代表氨基酸
解析：选A。苯分子通过自由扩散进出细胞，b为主动运输。
8.新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，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依次是
（ ）
A.主动运输、主动运输
B.胞吞、主动运输
C.主动运输、胞吞
D.被动运输、主动运输
解析：选B。新生儿可直接吸收免疫球蛋白，免疫球蛋白是大分子物质，穿过细胞膜时必须先与膜结合，然后内陷形成小泡与细胞膜分离，这样才能进入细胞内部，该运输方式为胞吞；半乳糖为小分子物质，进入小肠上皮细胞，消耗能量，为主动运输。
9.图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是（ ）
A.Na＋
B.CO2
C.胰岛素
D.K＋
解析：选D。图乙表示某物质通过主动运输从低浓度的细胞外转运进高浓度的细胞内，以维持细胞内外的浓度差异。选项中的4种物质，CO2通过自由扩散进出细胞；胰岛素是蛋白质，通过胞吐分泌出细胞；Na＋在细胞外浓度高，细胞内浓度低；K＋在细胞外浓度低，细胞内浓度高，所以需要通过主动运输从低浓度的细胞外转运进高浓度的细胞内，以维持细胞内外的浓度差异。
10.下列生理活动中，属于主动运输的是（ ）
A.酒精进入胃黏膜细胞
B.二氧化碳由静脉进入肺泡内
C.水分子进入细胞
D.原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞
答案：D
11.在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中放入浓盐水。一段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。下列图示的实验与此实验原理差异最大的是
（ ）
解析：选B。选项A、C、D都是渗透吸水的实例，
而选项B为显色反应。
12.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示状态，a、b表示该部位溶液的浓度，由此可以推测
（ ）
A.a>b，细胞渗透吸水
B.a＝b，渗透系统保持动态平衡
C.aD.上述三种情况都可能存在
解析：选D。如果图示表示质壁分离复原的过程，则A正确。如果图中的原生质层既不增大也不缩小，说明水分进出平衡，则B正确。如果该图表示质壁分离的过程，说明外界溶液浓度大于细胞液浓度，则C正确。因为图示为静态图像，所以三种情况都有可能。
二、非选择题（本题包括3小题，共42分）
13.（22分）如图是洋葱鳞片叶外表皮细胞的示意图。请据图回答下列问题：
（1）图中①～⑥的名称分别是：
① ，② ，③ ，④ ，⑤ ，⑥ 。
（2）原生质层是由 （填号码）组成的。
（3）图中①主要由纤维素和果胶组成，它的透性为 ，而原生质层可看做是一层 膜。
（4）将紫色洋葱鳞片叶表皮的临时装片置于显微镜下观察，可看到的表皮细胞中紫色的 ，原生质层紧紧地 细胞壁。如从盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，使盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，则可看到液泡因 而逐渐变 ，使 和 分离，这种现象叫 。在两者的分离空间中充满了 。这时，如在盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，使洋葱鳞片叶表皮浸润在清水中，则可看到液泡因 而逐渐变 ， 逐渐恢复原状，这种现象叫
。
（5）上述实验可以证明，当外界溶液的浓度 （填“高于”“低于”或“等于”）细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用 水；反之，当外界溶液的浓度 （填“高于”“低于”或“等于”）细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用 水。
解析：植物细胞最外面的是细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，它们都具有很强的亲水性。溶于水中的任何物质都能随水透过细胞壁，细胞壁是一个全透性的结构。植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成原生质层，原生质层相当于半透膜，具有选择透过性，把成熟的植物细胞放入一定浓度的溶液中，就构成一个渗透系统。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液，使细胞壁和原生质层都出现了一定程度的收缩，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞发生质壁分离复原现象。
答案：（1）细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞液
液泡膜 （2）②③⑥ （3）全透性 半透 （4）液泡 贴着 失水 小 细胞壁 原生质层 质壁分离
蔗糖溶液 吸水 大 原生质层 质壁分离复原
（5）高于 失 低于 吸
14.（10分）图1表示物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。请回答下列有关问题：
（1）图2中曲线甲代表 ，曲线乙中Q点对应时刻运输速率不再增大，此时，限制物质进入细胞的因素是 。
（2）已知某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为
0.60
和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为
0.29
和0.38
（浓度单位均为mol?L），由此可知该细胞能主动 （吸收?排出）物质X，可用图1中的 （a，b，c……）表示。
（3）细胞膜水通道、离子通道是普遍存在的。若肾集合管管壁细胞膜受到刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用 （a，b，c……）表示。
解析：图2中曲线甲表明吸收物质的数量与细胞内外溶液浓度差成正比，没有饱和现象，说明细胞吸收该物质的方式属于自由扩散。曲线乙中Q点表示物质运输速率不再增大，因此影响因素是能量或载体。物质X在细胞内浓度大于海水中的浓度，这说明细胞能逆浓度梯度吸收物质X，细胞膜中有糖蛋白的一侧为外侧，因此a是向内运输，e是向外运输。水通道是由通道蛋白组成的，因此水被肾集合管管壁细胞重吸收的过程用图中c表示。
答案：（1）自由扩散 能量供应、载体数量 （2）吸收 a （3）c
15.（10分）已知a 淀粉酶的最适温度为60
℃，某同学为了探究pH对a 淀粉酶活性的影响，在35
℃和45
℃两个温度条件下分别设置了7支试管，每支试管中均加入4
mL淀粉溶液（淀粉的初始含量为y0
g），然后加入pH缓冲液，设置pH值分别为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0、13.0，再加入2
mL
a 淀粉酶溶液，反应3
min后迅速在每支试管中同时加入足量的NaOH溶液，测定每支试管中淀粉的剩余量，得到如图所示的曲线。请回答下列问题：
（1）反应3
min后迅速加入足量的NaOH溶液的目的是 。该同学认为反应时间过长或加入的淀粉量少都可能导致实验失败，其依据是酶的催化具有 的特点。
（2）分析图中数据可知，实线部分表示在温度为 条件下测定的结果；使a 淀粉酶完全失活的pH范围为
；图中a点限制酶促反应速率的外界因素主要是 。
（3）若该同学在某pH条件下测定淀粉的剩余量为
y1
g，则用淀粉的消耗速率表示该条件下酶促反应速率为
g/min。
答案（1）使酶瞬间失活，以控制反应时间 高效性
（2）45
℃ pH＜1或pH＞13 温度
（3）(共49张PPT)
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放第2课时 影响酶活性的因素及酶的应用
1.简述影响酶活性的因素。（重点） 2.学会通过实验探究pH和温度对酶活性的影响。（难点）
一、酸的活性易受外界环境的影响
1.对大多数化学本质是蛋白质的酶来说，过高的温度和过高或过低的pH，都会破坏酶的分子结构，使酶的催化效率明显降低甚至失活。低温也使酶的催化效率明显降低，但是酶的分子结构没有被破坏，酶的催化作用在适宜的温度下还可以恢复。
2.酶的抑制剂、激活剂也会影响酶活性。
二、酶的应用
酶已被广泛应用于轻工、食品、医药和纺织工业等领域，如溶菌酶。
判一判
（1）pH过高或过低都会改变酶的空间结构（√）
（2）在温度过高或过低时，酶均能失去活性（×）
分析：温度过低时，酶不会失去活性。
（3）温度、pH主要通过影响酶活性来影响酶促反应速率（√）
（4）底物浓度越高，酶的活性越强（×）
分析：一定范围内底物浓度越高，酶促反应速率越快。
连一连
影响酶催化作用的主要因素分析
酶的浓度对酶促反应的影响：在底物足够，其他条件适宜的情况下，酶促反应的速率与酶浓度成正比（如图甲）。
底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快；当底物浓度很大且达到一定限度时，再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变（如图乙）。
pH对酶促反应的影响：在一定条件下，每一种酶在某一pH时的活性最大，这个pH称为这种酶的最适pH。在最适pH两侧的曲线基本是对称的，pH过高或过低会使酶丧失催化能力（如图丙）。
温度对酶促反应的影响：酶促反应在一定温度范围内其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（如图丁）。
1.影响酶促反应速率的因素及其作用实质
pH))\o(――→,\s\up7(影响))酶活性
\b\lc\
\rc\}(\a\vs4\al\co1(酶浓度
底物浓度))\o(――→,\s\up7(影响))酶与底物的接触面积))
2.酶不同，其最适pH不同，最适温度不同。对于同一种酶，改变pH时，不会影响到它的最适温度，同样改变温度时不会影响其最适pH。
3.适量增加酶的浓度会提高反应速率，但不会改变化学平衡；若适宜增加反应物的浓度，提高反应速率的同时改变了化学平衡。
1.如图分别表示温度、pH与酶活性（酶促反应速率）的关系，下列叙述不正确的是（ ）
A.曲线P上的b点对应的温度表示该酶的最适温度
B.人体内胃蛋白酶的活性与曲线Q相似
C.曲线Q、R说明不同的酶有不同的最适pH
D.酶活性随温度的升高而增强
解析：选D。在一定的温度范围内，随温度的升高，酶的活性增强；超过酶的最适温度后，随温度升高，酶的活性减弱。
2.如图曲线b表示在最适温度和pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是（ ）
A.增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变
B.B点后，适当升高温度，曲线将呈现c所示变化
C.酶量增加一倍，反应速率可用曲线a表示
D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
解析：选D。图中曲线b为最适温度和pH条件下，酶促反应速率随反应物浓度变化的结果，如果温度、pH发生变化，曲线都将下移，A、B点位置都将改变；酶量增加一倍时反应速率加快，曲线将上移；由图可知曲线AB段反应速率的限制因素主要是反应物浓度。
“四看法”分析酶促反应曲线
（1）一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。
（2）二看曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如
在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。
（3）三看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等，理解特殊点的意义。
（4）四看不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。
探究不同温度的pH对酶活性的影响
1.探究不同温度对酶活性的影响
（1）原理
温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解。滴加碘液后，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（2）方法步骤、实验结果及结论
1试管
1′试管
2试管
2′试管
3试管
3′试管
实验步骤
1
2
mL淀粉溶液
2
mL唾液淀粉酶溶液
2
mL淀粉溶液
2
mL唾液淀粉酶溶液
2
mL淀粉溶液
2
mL唾液淀粉酶溶液
2
在冰水中水浴10
min
在37
℃水中水浴10
min
在沸水中水浴
10
min
3
1与1′试管混合摇匀
2与2′试管混合摇匀
3与3′试管混合摇匀
4
冰水中水浴10
min
37
℃水中水浴10
min
沸水中水浴10
min
5
取出试管，分别滴加2滴碘液摇匀，观察现象
实验现象
呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
结论
唾液淀粉酶在37
℃时催化淀粉水解，在100
℃和0
℃时不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都影响其催化效率
?点拨 （1）在本实验中，必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度，然后再将底物与酶液混合。
（2）本实验不能选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为H2O2在加热的条件下分解也会加快。
（3）本实验不能采用斐林试剂来鉴定反应是否产生麦芽糖，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才生成砖红色沉淀，而该实验需要严格控制不同的温度。
2.探究不同pH对酶活性的影响
（1）原理
2H2O22H2O＋O2。
pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香的燃烧情况来检验氧气生成量的多少。
（2）实验步骤
步骤
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
3滴
2
注入不同pH的溶液
1
mL蒸馏水
1
mL质量分数为5%的盐酸
1
mL质量分数为5%的NaOH溶液
3
注入等量的H2O2溶液
2
mL
2
mL
2
mL
4
观察现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
（3）实验结论：pH影响酶的活性，酶活性有一定的最适pH范围。
探究酶的最适温度（pH）实验设计方案模板
组别编号
1
2
…
n
实验材料
等量的同种底物
温度或（pH）
T1或（a1）
T2或（a2）
…
Tn或（an）
衡量指标
相同时间内
，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少
实验结论
生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组所处温度（或pH）为最适温度（或pH）
突破1 探究温度对酶活性的影响
3.某生物兴趣小组欲探究温度对酶活性的影响。假如你是该小组的一员，成员们一致推选你完成设计思路（要求：实验分5组进行）。
可供选择的材料与试剂：①猪肝研磨液、唾液、过氧化氢、淀粉；②斐林试剂、碘液。
可供选择的温度：12
℃、17
℃、22
℃、27
℃、32
℃、37
℃、42
℃、47
℃、52
℃、57
℃（其他条件均满足要求）。
（1）选择的一组材料是唾液和淀粉，不选猪肝研磨液和过氧化氢这一组材料的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）温度设置最科学合理的一组是 。
A.12
℃、17
℃、22
℃、27
℃、37
℃
B.17
℃、27
℃、37
℃、47
℃、57
℃
C.17
℃、22
℃、27
℃、37
℃、47
℃
D.22
℃、27
℃、32
℃、37
℃、42
℃
（3）该实验过程中，恒温处理与混合反应物的先后顺序是
________________________________________________________________________。
（4）适合用于该实验检测酶活性的试剂是________________________________________________________________________。
（5）该实验的对照属于 。
A.空白对照
B.前后对照
C.相互对照
D.条件对照
答案：（1）过氧化氢在一定温度条件下也会分解，干扰实验结果 （2）B （3）先恒温处理再混合反应物 （4）碘液
（5）C
突破2 探究pH对酶活性的影响
4.为探究pH对蛋白酶活性的影响，某小组进行了相关实验，实验结果如图所示。请回答问题：
（1）该实验的自变量是 ，因变量的检测指标是 ，主要的无关变量是 。
（2）与无机催化剂相比，蛋白酶催化效率更高的原因是 。检验蛋白质是否被蛋白酶完全水解， （填“能”或“不能”）用双缩脲试剂，原因是 。
（3）由图可知，该蛋白酶最适pH约是 ，若pH由13降到7，蛋白质剩余量 （填“减少”“增多”或“不变”），理由是________________________________________________________________________。
答案：（1）pH的大小 1
h后蛋白质剩余量 温度（答出蛋白酶的浓度、试管大小等不可）
（2）降低化学反应的活化能更显著 不能 蛋白酶是蛋白质，会与该试剂发生颜色反应
（3）7 不变 在pH为13时，蛋白酶已失去活性
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.受外界条件影响：过酸、过碱和高温使酶失活，低温使酶的活性降低，但不失活。2.影响酶促反应速率的因素（1）高温和pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。（2）底物浓度或酶浓度也能影响酶促反应速率，当底物浓度相同时，酶浓度增大，在一定范围内酶促反应速率增大；当酶浓度相同时，底物浓度增大，在一定范围内酶促反应速率增大，但底物浓度或酶浓度没有改变酶分子的活性。
[随堂检测]
1.用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A.该酶在温度为30
℃左右时催化效率较高
B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C.由图4实验结果可知酶具有高效性
D.由图4实验结果可知酶具有专一性
答案：C
2.某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如图所示的曲线。下列分析正确的是（ ）
A.该酶催化反应的最适温度为35
℃左右，最适pH为8
B.当pH为8时，影响酶促反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度
C.随pH升高，该酶催化反应的最适温度提高
D.当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度对酶促反应速率的影响
解析：选A。分析曲线可知，在相同pH值条件下，
35
℃时酶促反应速率最高，在相同温度条件下，pH值为8时酶促反应速率最高，所以该酶的最适温度为35
℃左右、最适pH为8；当pH为8时，不同温度下酶促反应速率不同，此时温度是影响酶促反应速率的主要因素；在一定范围内，随pH的升高或降低，该酶催化反应的最适温度均为35
℃左右；当pH过高或过低时，酶会变性失活，若此时探究温度对酶活性的影响，不会达到实验预期的结果。
下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是（ ）
A.验证酶的专一性时，自变量只能是酶的种类
B.验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C.探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度
D.探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组
解析：选C。验证酶的专一性时，自变量可以是反应物的种类或酶的种类。验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类。探究酶催化作用的最适pH时，应设置酸性→中性→碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确。
4.某同学查阅资料得知，α 淀粉酶的最适温度是55
℃。下表是他为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能达到实验目的。以下改进措施中可行的是（ ）
试管
实验温度
3%淀粉溶液
2%α 淀粉酶溶液
1
min后碘液检测
1
45
℃
2
mL
1
mL
溶液呈棕黄色
2
55
℃
2
mL
1
mL
溶液呈棕黄色
3
65
℃
2
mL
1
mL
溶液呈棕黄色
注：溶液呈棕黄色即表示没有检测出淀粉。
A.适当增加3%淀粉溶液的体积
B.适当提高α 淀粉酶溶液的浓度
C.将实验温度改为0
℃、55
℃、100
℃
D.将检测试剂碘液改为斐林试剂
解析：选A。试管1、2、3没能成功，是因为所用淀粉量过少，或者酶量较多，酶具有高效性，故在45
℃、55
℃、65
℃条件下都没有淀粉剩余，可以增加淀粉量或者减少酶量，重新设置实验，A正确，B错误；验证α 淀粉酶的最适温度是55
℃，将实验温度设置为0
℃、55
℃、100
℃，因为温度梯度过大，实验结果不能说明酶的最适温度就是55
℃，C错误；斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会破坏设置的温度条件，D错误。
5.下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A.酶的合成一定需要核糖体，不一定需要内质网和高尔基体
B.酶分子在不同温度下的最适pH是相同的
C.酶只能作为化学反应的催化剂，不能作为底物
D.酶分子在催化反应完成后，立即被分解或转移
解析：选B。酶的合成不一定需要核糖体，因有些酶是RNA，细胞内起作用的酶，不需要内质网和高尔基体，所以A项不正确；酶分子在不同温度下的最适pH是相同的，所以B项正确；酶能作为化学反应的催化剂，也能作为底物，如蛋白质类的酶能被蛋白酶分解，所以C项不正确；酶分子在催化反应完成后，不会被分解或转移，所以D项不正确。
6.现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下探究实验：
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ.设置水浴缸温度（℃）
20
30
40
50
20
30
40
50
Ⅱ.取8支试管各加入淀粉溶液10
mL，分别保温5分钟
Ⅲ.另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5分钟
酶A
酶A
酶A
酶A
酶B
酶B
酶B
酶B
Ⅳ.将同组两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5分钟
实验结果：对各组淀粉剩余量进行检测，结果如下图所示。
（1）该实验的自变量是 和 。
（2）根据实验结果分析，酶B在
℃条件时活性较高。
（3）本实验能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示？ ，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）若要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是在
℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
解析：（1）自变量是在实验过程中可以变化的量，根据表格可以看出本实验有两个自变量，即酶的种类和温度。
（2）酶B在40
℃条件时淀粉剩余量较少，所以酶B在40
℃条件时活性较高。
（3）因为用斐林试剂需水浴加热，加热也会对酶的活性产生影响，使实验结果不可靠，所以不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示。
（4）要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是设计更多的温度梯度，分别测量淀粉的分解情况，即在30～50
℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
答案：（1）温度 酶的种类 （2）40 （3）不能 斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果 （4）30～50
[课时作业]
一、选择题
1.溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器，其内部的pH为5左右。溶酶体内的水解酶少量泄漏到胞质溶胶中不会引起细胞损伤，最可能的原因是这些水解酶（ ）
A.被胞质溶胶稀释使酶浓度降低
B.被胞质溶胶中的酶分解
C.在pH较高的胞质溶胶中活性降低
D.只能在溶酶体中发挥作用
解析：选C。溶酶体内部的pH为5左右，而胞质溶胶的pH为7左右，因此溶酶体中的酶少量泄漏到胞质溶胶中其活性会降低，因此不会引起细胞损伤。
2.如图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型，图乙表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。下列相关叙述错误的是（ ）
A.该模型能解释酶的催化具有专一性，其中a代表麦芽糖酶
B.限制f～g段上升的因素是酶的数量，故整个实验中应设置麦芽糖酶的量一定
C.如果温度升高或降低5
℃，f点都将下移
D.可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解
解析：选D。该模型具有严格的一一对应关系，能解释酶的催化具有专一性；由于酶在反应前后不发生变化，所以a表示酶，b为麦芽糖，c、d为葡萄糖；在图乙中自变量为麦芽糖量，所以麦芽糖酶的量为无关变量，应保持相同；因为此时温度为最适温度，所以升高或降低温度都会使酶的活性下降，f点将下移；由于反应物麦芽糖和产物葡萄糖都具有还原性，所以不能用斐林试剂去鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的分解。
3.随食团进入胃内的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是（ ）
A.酸碱度改变使酶失活
B.唾液淀粉酶只能催化一次
C.温度改变使酶失活
D.胃中已有淀粉酶
解析：选A。酶的活性受酸碱度的影响，唾液淀粉酶的最适pH是6.5～8.0之间，而胃中pH为1.5左右，因此随食团进入胃内的唾液淀粉酶已失活，不再消化淀粉，所以A项正确；酶是催化剂，在反应前后数量和性质均未变化，能继续催化，所以B项不正确；随食团进入胃内的唾液淀粉酶是在人体进行的，温度无变化，所以C项不正确；胃中无淀粉酶，所以D项不正确。
4.将1
mL
5%的人的胃液溶液倒入装有10
mL蛋白质胶体的试管内，置于25
℃的温水中水浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是（ ）
A.把实验温度提高到37
℃
B.在试管内再加入1
mL
5%的胃液溶液
C.将pH由2调节为7
D.在试管内再加入1
mL唾液
解析：选A。由于人体温度接近37
℃，因此将温度由25
℃提高到37
℃，胃蛋白酶的活性会升高，A正确；由于酶具有高效性，在试管内再加入1
mL
5%的胃液溶液，胃蛋白酶的活性不会升高，B错误；胃蛋白酶的最适宜pH是1.5，如果将pH由2调节为7，酶的活性会急剧下降，C错误；在试管内加入1
mL唾液，溶液pH会升高，胃蛋白酶活性降低，D错误。
5.要探究pH对酶活性的影响，应选择表中进行实验的一组试管是（ ）
试管
内容物
条件
1
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL清水
35～38
℃水浴
2
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL胰蛋白酶
35～38
℃水浴，pH＝5
3
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL胰蛋白酶
35～38
℃水浴，pH＝9
4
1
mL
10%鸡蛋清溶液＋1
mL胰蛋白酶
4
℃水浴，pH＝9
A.1和4
B.2和3
C.1和3
D.2和4
解析：选B。1和4有两个变量，即温度和pH，且1中没有酶，不遵循实验设计的原则，A错误；2和3只有一个变量，即pH，其他条件都相同且适宜，符合实验设计的原则，B正确；1和3有两个变量，即pH和酶的有无，不遵循实验设计的原则，C错误；2和4也有两个变量，即温度和pH，不遵循实验设计的原则，D错误。
6.现有3支试管甲、乙、丙，先向各试管内加入2
mL可溶性淀粉溶液，再按图中所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列说法中不正确的是（ ）
A.实验结果是乙、丙试管内出现砖红色沉淀
B.甲和丙试管对照，说明酶的活性受温度的影响
C.实验结果是甲试管内出现砖红色沉淀
D.甲和乙试管对照，说明酶具有专一性
解析：选A。实验结果是甲试管内出现了砖红色沉淀，乙、丙试管内不出现砖红色沉淀，A错误、C正确；甲和丙试管对照，自变量是温度，故说明酶的活性受温度的影响，B正确；甲和乙试管对照，自变量是酶的种类，乙试管中的胃蛋白酶不能水解淀粉，故说明酶具有专一性，D正确。
7.如图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线，下列有关叙述错误的是（ ）
A.影响AB段反应速率的主要因素是底物的浓度
B.影响BC段反应速率的主要限制因素是酶量
C.温度导致酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速率不同
D.曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37
℃
解析：选D。由图可以看出，在AB段，随着底物浓度的升高，反应速度不断增加，限制反应速率的主要因素是底物的浓度；在BC段，随着底物浓度的升高，反应速率不再增加，限制反应速率的主要因素不再是底物的浓度，而是酶量；曲线Ⅰ和Ⅱ的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差异引起的。只根据37
℃、25
℃时酶促反应速率的比较无法确定该酶作用的最适温度。
8.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
解析：选B。此图可以反映温度和pH对酶促反应速率的影响，但是影响酶促反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶浓度、底物浓度等。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。
9.如图曲线表示在不同条件下某化学反应的能量变化过程，下列分析不正确的是（ ）
A.1、2、3反应所需要的活化能分别是D－A、C－A、B－A
B.若条件为是否加催化剂及催化剂的种类，则1、2、3分别是不加催化剂、加无机催化剂、加酶的反应
C.若反应条件为酶促反应所处的pH值不同，1、2、3反应条件可能是pH1＞pH2＞pH3
D.若条件为酶促反应所处温度（T）不同，1、2、3反应条件一定是T1＞T3＞T2
解析：选D。1、2、3反应所需要的活化能分别是D－A、C－A、B－A，A正确；若条件为是否加催化剂及催化剂的种类，则1、2、3分别是不加催化剂、加无机催化剂、加酶的反应，B正确；若反应条件为酶促反应所处的pH值不同，1、2、3反应条件可能是pH1＞pH2＞pH3
，C正确；若条件为酶促反应所处温度（T）不同，1、2、3反应条件不一定是T1＞T3＞T2，D错误。
10.右图表示某有机物加入消化酶后，置于0
℃至80
℃环境中，有机物的分解总量与温度的关系图。根据该图判断，若把这些物质置于80
℃至0
℃的环境中处理，其有机物分解总量与温度的关系图应为下图中（ ）
解析：选B。温度影响酶的活性，进而影响分解有机物的总量。高温下，消化酶（蛋白质）变性失活，不能分解有机物；且这种变性具有不可恢复性，故这些物质置于80
℃至0
℃的环境中，其分解有机物总量不会改变。
11.下列关于探究酶特性的实验叙述中，正确的是（ ）
A.若探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物
B.若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照
C.若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
解析：选B。升高温度，过氧化氢溶液分解加快，不能用过氧化氢溶液为底物来探究温度对酶活性的影响，故A错误；斐林试剂对实验结果进行检测时，需要水浴加热，不能用来探究温度对淀粉酶活性的影响，故C错误；碘液只能用来检验淀粉是不是水解，不能用来检验蔗糖，故D错误。
12.下列是有关某种淀粉酶的实验，处理方式及结果如下表及图所示。根据结果判断，下列叙述正确的是（ ）
试管编号
试管Ⅰ
试管Ⅱ
试管Ⅲ
pH
8
8
7
温度
60
℃
40
℃
40
℃
淀粉酶
1
mL
1
mL
1
mL
淀粉
1
mL
1
mL
1
mL
A.甲物质是淀粉酶抑制剂
B.此种淀粉酶较适合在40
℃的环境下起作用
C.此种淀粉酶在中性环境中的作用速度比碱性中的快
D.由曲线Ⅱ可知试管Ⅱ中的淀粉酶在作用35分钟后便会失去活性
解析：选B。由题图可知，同时加入物质甲，试管Ⅱ、试管Ⅲ有反应，故不能确定物质甲为淀粉酶抑制；在40
℃时，反应较60
℃时的好，因此此种淀粉酶较适合在40
℃的环境下起作用；由曲线Ⅱ、Ⅲ可知淀粉酶在中性环境中的作用活性比偏碱性环境中的小；曲线Ⅱ35分钟后淀粉含量为零，说明此时淀粉已被完全分解。
二、非选择题
13.某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示（实验1、实验2均在适宜条件下进行，实验3其他条件适宜）。请分析回答下列问题：
（1）实验1、2、3中的自变量分别为________________________________________________________________________
。
（2）实验2结果反映，在b、c所对应的H2O2浓度范围内，H2O2溶液浓度会 （填“升高”“降低”或“不影响”）过氧化氢酶的活性，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是 。
（3）实验1若温度升高10
℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将 （填“增大”或“减小”），加Fe3＋的催化反应曲线斜率将 （填“增大”或“减小”）。
（4）实验3的结果显示，H2O2酶的最适pH为________________________________________________________________________，
实验结果表明，当pH小于d或大于f时，H2O2的活性将永久丧失，其原因是 。
答案：（1）催化剂的种类、H2O2浓度和pH
（2）不影响 酶的数量有限
（3）减小 增大
（4）e 酶的空间结构被破坏
14.酶在酶促反应中能催化特定的底物反应，与酶的活性中心有关。酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。请据图回答下列问题：
（1）上图所示过程能说明酶具有 的特点。
（2）酶能提高反应速率的机理是________________________________________________________________________，
使底物分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。
（3）下列符合图示反应类型的有 。
A.氨基酸a＋氨基酸b→二肽＋H2O
B.麦芽糖＋H2O→葡萄糖
C.CO2＋H2O→（CH2O）＋O2
D.H2O2→H2O＋O2
（4）请在下表中写出两个与酶有关的实验中的自变量：
序号
实验名称
自变量
因变量
①
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
加斐林试剂水浴加热，有无砖红色（沉淀）出现
②
温度对淀粉酶活性的影响
加碘后溶液颜色的变化
解析：（1）题图中所示为酶与底物结合形成酶—底物复合物，是由酶的活性部位的特异性决定的，一种酶的活性部位的结构只能与相应结构的底物结合，催化该底物的化学反应，所以酶具有专一性。（2）酶和其他催化剂一样都能降低反应的活化能，从而使反应更容易进行。（3）由图示可知反应前为一种物质，反应后分解为两种物质。（4）由①中实验名称可知底物是自变量，②中是温度对淀粉酶活性的影响，则温度是自变量。
答案：（1）专一性 （2）酶能降低反应的活化能 （3）D （4）淀粉、蔗糖（不同反应底物） 温度
15.酶E为人体消化道中的某种酶，现用固化蛋白质作底物来研究酶E的催化实验：在5支试管内分别加入含有等量酶E但pH值各不相同的缓冲液，每支试管加1块1.5
cm3的长方体固化蛋白块。将5支试管都置于温度控制在20
℃的温水中。实验从加入固化蛋白块时开始计时。每2
min测量固化蛋白块的长度一次，计算已被消化的固化蛋白块的百分率，所得结果如表：
实验开始后的时间（min）
固化蛋白块被消化的百分率（%）
pH＝2
pH＝4
pH＝6
pH＝8
pH＝10
2
11
8
0
0
0
4
29
13
0
0
0
6
40
21
0
0
0
8
55
30
0
0
0
10
70
40
3
0
0
12
95
51
11
4
0
（1）实验过程中用水浴的目的是为了控制 变量。
（2）根据该实验结果能否确定酶E的最适pH值？理由是什么？________________________________________________________________________。
（3）酶E最可能是 酶。假设再用唾液代替酶E做上述实验，结合本实验，可以说明酶具有 的特性。
（4）从“影响酶活性”的角度，请提出一种方法改进实验，使实验在最短的时间内完成。 。
解析：（1）根据表格数据可知，本实验目的是研究pH对酶活性的影响，自变量为pH，温度等为无关变量，所以实验过程中用水浴的目的是为了控制无关变量。（2）根据表格数据可知，在pH为2时，固化蛋白块消化最快，但由于缺乏pH小于2的实验组，所以根据该实验结果不能确定酶E的最适pH值。（3）在pH为2时，固化蛋白块消化最快，说明酶E的最适pH在2附近，由此可推知酶E最可能是胃蛋白酶；假设再用唾液代替酶E做上述实验，由于唾液中只含有唾液淀粉酶，无蛋白酶，则固化蛋白块不能被消化，结合本实验结果，可以说明酶具有专一性的特性。（4）根据题意可知，酶E为人体消化道中的某种酶，最适温度为37
℃，所以可以将水温由20
℃提高到37
℃，以使本实验在最短的时间内完成。
答案：（1）无关 （2）不能，缺乏pH小于2的实验组
（3）胃蛋白 专一性 （4）将水温由20
℃提高到37
℃
16.某研究小组在探究“影响酶活性的条件”实验时，提出“过氧化氢酶的活性是否受pH影响”的问题，并设计了如下的实验操作步骤：
①向甲、乙试管内各加入2
mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；
②向甲试管内加入1
mL质量分数为5%的盐酸；
③向乙试管内加入1
mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液；
④向甲、乙试管内各加入2滴新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液；
⑤观察试管中发生的变化。
请根据该小组设计的实验操作步骤，回答下列问题：
（1）请设计一个表格，以便于实验时的操作和记录。
（2）可观测的指标是________________________________________________________________________。
（3）上述实验缺少对照，请补充一个实验作为对照组。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在完成改进方案后，预期的实验结果是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本实验的自变量是pH，因变量是过氧化氢的分解速率，而具体的观测指标是单位时间内产生气泡（O2）的多少，应设计实验组和对照组，实验组分别用5%的盐酸和5%的氢氧化钠处理，对照组加入等量蒸馏水。预期实验结果应是对照组过氧化氢分解最快，两组实验组过氧化氢分解较慢。在记录实验结果时要进行分组，记录不同情况下的结果，这是列表时的重要依据。
答案：（1）（其他合理设计也可以）
操作步骤
试管编号
甲
乙
①加入过氧化氢溶液（mL）
2
2
②加入盐酸（mL）
1
－
③加入氢氧化钠溶液（mL）
－
1
④加入猪肝研磨液
2滴
2滴
⑤观察、记录现象
（2）单位时间内试管中产生的气泡数量
（3）增加丙试管，加入1
mL蒸馏水取代在第②③步中加入的盐酸或氢氧化钠溶液，其他步骤相同
（4）单位时间内甲、乙两试管中产生的气泡数量较少，丙试管中产生大量的气泡(共38张PPT)
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
淀粉的剩余量()(共35张PPT)
第4章 细胞的物质代谢
第4章 细胞的物质代谢
顺浓度梯度
扩散
跨膜蛋白
载体蛋白
葡萄糖
低
高
载体蛋白
能量
能够按照生命活动
内陷
小泡
细胞膜
化学反应
物质代谢
能量代谢
同化作用
合成代谢
异化作用
分解代谢
特定部位
不同区域
反馈
×
×
√
√
×
×
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
预习导学·思维动
梳理教材·夯实基础
重难解读讲练互动
师生互动·核心突破
不同物质的载体蛋白不同
载体蛋白具
有特异性
不同生物膜上的载体蛋白的
种类和数目也不同
点击链接
知能演练,轻巧夺冠
即时训练·体验成功(共44张PPT)
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放(共38张PPT)
第4章 细胞的物质代谢
第4章 细胞的物质代谢
可以透过
不能透过
半透性
其他溶剂分子
具有半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
选择透过性
渗透
原生质层
质壁分离
恢复正常
细胞液
细胞外界溶液
渗透作用
×
×
√
×
√
×
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
预习导学·思维动
梳理教材·夯实基础
重难解读讲练互动
师生互动·核心突破
內因原生质层具有细胞渗
胞壁伸缩性
选择透过性
透失水原生质层伸缩性大
外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度
宏观上:植物由坚挺—→丶萎蔫
液泡(大→小)
微观上:质壁分离细胞液颜色(浅→深)
原生质层与细胞壁分离
点击链接
知能演练,轻巧夺冠
即时训练·体验成功第1节 生物催化剂——酶
第1课时 酶的化学本质、酶催化作用的高效性和专一性
1.说出酶的化学本质。（重点） 2.简述酶的高效性和专一性。（难点）
3.通过实验比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率。
一、酶的化学本质及作用
1.化学本质及作用：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，此外，还有少量的酶是RNA或DNA。
2.作用原理：酶具有独特的空间结构，能稳定地与底物（反应物）结合成中间产物，从而降低反应所需的活化能。酶在反应前后不发生变化也不会被消耗。
二、酶的特点
1.高效性：一般来说，酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。
2.专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
判一判
（1）酶只能在细胞内发挥作用（×）
（2）酶的数量因参加化学反应而减少（×）
（3）合成酶的原料是氨基酸（×）
（4）酶只能催化一种化学反应，具有专一性（×）
分析：酶催化一种或一类化学反应。
酶的本质及催化机理
1.酶概念的深化
（1）产生酶的细胞：所有的活细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外）。
（2）酶在细胞内的合成场所：蛋白质类的合成在核糖体，RNA或DNA类的合成主要在细胞核。
（3）酶的基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸。
（4）酶发挥作用的场所：无论在细胞内、细胞外、甚至体外，只要条件允许，酶都可以发挥作用。
（5）酶只能催化已存在的化学反应。
2.酶的作用机理
（1）酶在细胞代谢中的作用
在细胞代谢过程中，酶的作用仅是催化化学反应的进行，并不为反应提供物质和能量。
（2）酶能降低化学反应活化能。
1.用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是（ ）
A.蛋白酶
B.RNA聚合酶
C.RNA
D.逆转录酶
解析：选C。核糖体由蛋白质和RNA组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，剩余部分为RNA，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，说明核糖体中能催化该反应的物质是RNA。
2.如图，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，正确的图解是（ ）
解析：选C。酶的作用是降低化学反应的活化能，从而使化学反应能够高效快速进行，但反应过程仍然需要能量，只是有酶时所需能量少，没有酶时所需能量多。
酶的高效性实验
1.实验原理
（1）2H2O22H2O＋O2↑。
（2）2H2O22H2O＋O2↑。
过氧化氢在自然条件下分解缓慢，让过氧化氢在加入新鲜的肝脏研磨液（含过氧化氢酶）或者加入Fe3＋的不同条件下分解，通过观察溶液中气泡数目和对卫生香的助燃程度可以比较二者的催化效率。
2.实验材料：质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液，体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液等。
3.实验过程及变量控制
（1）过程（如图）
试管编号
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验处理
1
2
mL
滴加2滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液
2
2
mL
滴加2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液
（2）实验现象与结果分析
试管编号
气泡的多少
点燃的卫生香检测
结果分析
1
很多
助燃性更强
过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率更高
2
较多
助燃性较强
Fe3＋能催化H2O2分解
4.实验结论：过氧化氢酶的催化效率更高，具有高效性。
?点拨 过氧化氢在不同条件下的分解结果
酶和无机催化剂一样，并不改变化学反应平衡点的位置，只是改变化学反应的速率，使化学反应更快地达到平衡点。而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。
3.下列关于酶的实验不正确的是（ ）
A.上述反应中的自变量是催化剂的种类
B.该实验能证明酶催化效率高
C.该实验如果将肝脏进行研磨，效果会更好
D.该实验的因变量是肝脏质量的变化
解析：选D。本实验中用的是肝脏（含过氧化氢酶）和氯化铁溶液两种不同的催化剂，所以催化剂的种类是本实验的自变量，而加入肝脏（含过氧化氢酶）的试管反应更快，说明了酶催化效率高；因变量是产生氧气的快慢。
4.如图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是（ ）
A.若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B.若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速率加快
C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
D.为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
解析：选C。土豆片中含有过氧化氢酶能够催化过氧化氢的分解，增加土豆片，加快反应速率使氧气释放速率加快；由于瓶子中的反应物（H2O2）是有限的，所以一段时间后气体的量不再增加；为保证实验的严谨性，要保证单一变量，控制好无关变量，因为高温情况下过氧化氢会自动分解。
酶的专一性
1.表示酶专一性的曲线
（1）加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。
（2）加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。
2.原理：锁钥学说
底物与酶的反应基团皆需有特定的空间构象，酶催化反应时，酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应。因此，酶对底物就表现出专一性，同时也可以解释为什么酶变性后就不再具有催化作用。
5.如图为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是（ ）
A.该示意图说明酶具有高效性
B.图示过程能够保证酶保持较高的催化活性
C.一分子蔗糖可以水解为两分子葡萄糖
D.蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—底物复合物
解析：选D。酶的高效性是与无机催化剂作对照，该图只是显示了酶的专一性，不能显示酶的高效性，A、B项错误；据图分析可知，蔗糖的两个组成单位不同，因此一分子蔗糖不能水解成两个相同的单位，C项错误；蔗糖酶不能与麦芽糖结合形成酶—底物复合物，因此蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，D项正确。
6.β?半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明，β?半乳糖苷酶的催化作用具有（ ）
A.高效性
B.专一性
C.稳定性
D.多样性
解析：选B。一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，具有专一性。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.酶是生物催化剂，其催化作用的原理是降低化学反应的活化能。2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA或DNA。3.酶具有高效性的原因是：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
[随堂检测]
1.下列有关酶的叙述，不正确的是（ ）
A.所有酶都含有C、H、O、N四种元素，是由单体组成的生物大分子
B.有些酶和相应的化学试剂作用呈现紫色反应
C.活细胞产生酶的场所都是细胞质中的核糖体
D.催化反应前后酶的性质和数量不变
解析：选C。绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA或DNA，都是生物大分子。蛋白质和RNA都含有C、H、O、N四种元素，分别是由氨基酸、核糖核苷酸和脱氧核苷酸组成的。蛋白质类的酶和双缩脲试剂作用呈现紫色反应。活细胞产生蛋白质类酶的场所都是细胞质中的核糖体，但是RNA或DNA类酶是在细胞核中产生的。酶是生物催化剂，催化反应前后酶的性质和数量不变。
2.下列能说明酶有专一性的一组实例是（ ）
①唾液淀粉酶和胰淀粉酶都能水解淀粉却不能水解纤维素 ②二肽酶能水解二肽 ③啤酒等放久后会产生蛋白质沉淀使酒变混浊，加入少量蛋白酶可以将其分解
④人的血液中碳酸酐酶的一个分子，每分钟可以催化分解1
900万个碳酸分子
A.①②
B.①③
C.①②③④
D.①②③
解析：选D。人的血液中碳酸酐酶的一个分子，每分钟可以催化分解1
900万个碳酸分子，证明酶作用的高效性。
3.纺织工业上的褪浆工序通常有两类：化学法和加酶法。化学法，需要7～9
g/L的NaOH溶液，在70～80
℃条件下作用12
h，褪浆率仅为50%～60%；而加酶法，用少量细菌淀粉酶在适宜的条件下，只需作用5
min，褪浆率即可达到98%，这一事实说明（ ）
A.酶具有多样性
B.酶具有高效性
C.酶具有专一性
D.酶具有稳定性
解析：选B。化学法作用12
h，褪浆率仅为50%～60%，而加酶法仅需5
min，褪浆率能达到98%，可见酶具有高效性。
4.绿茶中含有茶多酚，因而具有抗癌作用，多酚氧化酶能将茶多酚氧化从而使其变成褐色，下图是多酚氧化酶催化茶多酚氧化的示意图。图中a、b、c、d分别代表4种物质，其中代表酶的是（ ）
A.a
B.b
C.c
D.d
解析：选A。a能够将b、c物质合成物质d，但反应前后保持不变，所以代表酶的为物质a。
5.如图为H2O2在不同条件下分解的曲线图模型，①②③④曲线的条件分别是（ ）
A.过氧化氢酶催化、FeCl3催化、加热、自然条件
B.加热、自然条件、过氧化氢酶催化、FeCl3催化
C.加热、FeCl3催化、自然条件、过氧化氢酶催化
D.自然条件、加热、FeCl3催化、过氧化氢酶催化
答案：D
6.下表是有关H2O2的系列实验，请回答下列有关问题：
序号
反应物
加入物质
条件
现象
X
1
H2O2
无
室温
几乎无气泡
X1
2
H2O2
氯化铁
室温
X2
3
H2O2
土豆浸出液
室温
X3
（1）序号3的实验现象是________________________________________________________________________。
（2）序号3的土豆浸出液中含有的对此实验起作用的物质是 ，土豆浸出液能否重复使用？
（填“能”或“不能”）。
（3）若表中的X的内容是收集100
mL气体所需的时间，你预测X1、X2、X3的大小关系是________________________________________________________________________。
解析：（1）序号3中加入的土豆浸出液中含有过氧化氢酶，会产生大量气泡。（2）土豆浸出液中起作用的物质为过氧化氢酶，由于酶在反应前后“质”和“量”都不发生改变，所以可以重复利用。
答案：（1）产生大量气泡
（2）过氧化氢酶 能
（3）X1>X2>X3
[课时作业]
一、选择题
1.某兴趣小组重现H2O2溶液在不同条件下分解情况的实验，首先向a、b、c、d四支洁净的试管内分别加入等量等浓度的H2O2溶液，然后，a试管室温处理、b试管90
℃水浴处理、c试管常温处理并滴加2滴新鲜肝脏研磨液、d试管常温处理并滴加2滴氯化铁溶液，最后统计四支试管内气泡产生的多少情况，依次为极少、少量、大量、较多。下列相关叙述错误的是（ ）
A.a试管与b试管化学反应的活化能相同，d试管与c试管化学反应的活化能相同
B.c、d试管分别与a试管比较，说明Fe3＋和过氧化氢酶均具有催化功能
C.综合分析a试管、c试管和d试管，说明与无机催化剂相比过氧化氢酶降低化学反应活化能的效果更显著
D.与a试管相比较，b试管的水浴加热为H2O2的分解提供了能量
解析：选A。加热能为H2O2的分解提供能量，但不会改变化学反应活化能的大小，而催化剂能降低化学反应活化能，其中酶降低化学反应活化能的效果更为显著。
2.在过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（ ）
A.有利于过氧化氢酶的释放
B.保护过氧化氢酶
C.提高过氧化氢酶的活性
D.以上说法都不对
答案：A
3.下列关于化学反应活化能的叙述，不正确的是（ ）
A.分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
B.无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能
C.酶可以降低化学反应的活化能
D.同无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用效果更显著
解析：选B。酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能。相比之下，酶降低活化能的作用效果更显著。水浴加热虽然能加快化学反应速度，但并没有降低反应的活化能。
4.如图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A.AD段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能
B.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向下移动
C.若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变
D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则B点在纵轴上将向上移动
解析：选D。分析题图，在无催化剂条件下，物质A生成物质P所需的活化能为AC，在有酶催化的条件下，物质A生成物质P所需的活化能为BC。若曲线Ⅱ为最适酶促反应条件下的曲线，改变酶促反应条件后，所需的活化能会变大，因此B点在纵轴上将向上移动。
5.下列关于过氧化氢酶的叙述，不正确的是（ ）
A.过氧化氢酶本质上是蛋白质
B.过氧化氢酶可以在条件适宜的情况下被蛋白酶水解
C.Fe3＋和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解速率
D.过氧化氢酶可以使过氧化氢分解产生更多的气体
解析：选D。过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，故A正确。酶具有专一性，所以在适宜条件下过氧化氢酶可以被蛋白酶水解，故B正确。无机催化剂和过氧化氢酶都可以催化过氧化氢的分解，所以都可以加速它们的分解速率，故C正确。过氧化氢酶只是加快了过氧化氢分解的速率但不能增加产量，故D错误。
6.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：选B。分析曲线可知：甲酶在蛋白酶的作用下，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或DNA；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。
7.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”中，对实验的处理如表所示。对该实验的有关分析不正确的是（ ）
试管组别
实验处理
加入H2O2（mL）
温度
加入试剂
试管1
2
常温
—
试管2
2
90
℃
—
试管3
2
常温
2滴FeCl3溶液
试管4
2
常温
2滴肝脏研磨液
A.在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量
B.试管2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组
C.若试管4和试管1组成对照实验，可说明酶具有催化作用
D.若要研究酶的催化作用的本质，可选用的实验组合是试管1、2、4
解析：选B。根据表格信息，试管2的变量为温度，试管3和试管4的变量为催化剂种类，二者均是自变量，其他因素如反应物浓度、pH等为无关变量；试管2虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此也是实验组；试管1和试管4的不同点为是否添加了酶，由此可以证明酶具有催化作用；试管1、2对比说明该化学反应的发生需要提供活化能，而与试管4对比，说明酶的催化作用本质是降低了反应的活化能。
8.多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A.多酶片中的酶化学本质都是蛋白质
B.一个酶分子只起一次作用
C.酶提供反应开始时所必需的活化能
D.食物消化过程需要酶的作用，而细胞内的化学反应不需要酶的作用
解析：选A。多酶片中的酶化学本质都是蛋白质；酶可以重复利用；酶不能提供能量；细胞内的化学反应需要酶的作用。
9.在研究酶特性的实验中，以体积分数为3%的过氧化氢溶液为底物的一组实验记录如下表所示：
实验过程
实验现象
①常温下自然分解
气泡少而小
②常温下加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液
气泡稍多而小
③常温下加入2滴鲜肝研磨液
气泡极多而大
④加入2滴煮沸后冷却的鲜肝研磨液
气泡少而小
据表分析，不能得出的结论是（ ）
A.从催化反应条件看，酶的作用条件温和
B.从催化反应物种类看，酶具有专一性
C.从催化反应效率看，酶具有高效性
D.从实验变量看，鲜肝研磨液属于自变量
解析：选B。据表分析如下：
酶的作用条件温和；
酶具有高效性；
\
酶具有专一性；
实验中只有一个量（H2O2的分解条件）在改变，鲜肝研磨液属于自变量。
10.下列关于酶的叙述，错误的是（ ）
A.酶催化反应前后自身性质和数量不变
B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
解析：选B。酶作为有机催化剂，化学反应前后酶的性质和数量保持不变，故A项正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一种可逆的过程，故B项错误。酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高了反应速度，故C项正确。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少量是RNA或DNA，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关酶分解，故D项正确。
我国科学家成功研制出检测SARS病毒的酶联免疫试剂，专用于“非典”的快速诊断。此试剂具有准确、灵敏、快速、方便和经济等优点，一个测试板可同时测96个样品，1小时左右获得检测结果。它应用的是（ ）
A.酶的高效性和专一性原理
B.酶的专一性原理
C.酶的识别原理
D.酶的高效性原理
解析：选A。根据题中所给信息，体现了酶的专一性和高效性。
12.下图中的曲线是用过氧化氢溶液作实验材料，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：选A。酶具有高效性是相对于无机催化剂而言的，所以必须用酶与无机催化剂催化同一种物质的化学反应作对照，并且催化剂只能改变化学反应速率而不能改变反应的平衡点。
二、非选择题
13.活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。如图为酶的作用模型。请据图回答下列问题：
（1）从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能 ，有酶催化时，发生化学反应需要的活化能 ，a指________________________________________________________________________。
因此，酶催化作用的实质是________________________________________________________________________。
（2）酶的化学本质是 ，酶起作用的部位是 。
解析：酶能降低化学反应的活化能，从而提高反应速率。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA或DNA。
答案：（1）高 低 酶所降低的活化能 降低化学反应的活化能 （2）蛋白质或RNA或DNA 细胞内或细胞外
14.在编号为1～4号的4支试管内各注入10
mL
3%的过氧化氢溶液，1号试管作为对照，2号试管内迅速放入新鲜猪肝1～2小块，3号试管内放入一枚锈铁钉，4号试管内放入煮熟的猪肝1～2小块，根据实验现象回答下列问题：
（1）立即出现大量气泡的试管为 号，这种气体是 ，产生大量气泡的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）4号试管内有什么变化？ 。理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）2号和3号试管内都能产生气体，但产生气体的速率不同，原因是________________________________________________________________________。
解析：1号试管作为对照；在2号试管中，猪肝中的过氧化氢酶能将过氧化氢分解成水和氧气；3号试管内放入锈铁钉是为了提供Fe3＋，Fe3＋作为催化剂将过氧化氢分解成水和氧气；4号试管内煮熟的猪肝中的过氧化氢酶受高温的影响，酶的结构被破坏从而失去活性，过氧化氢不能被分解，没有任何现象发生。2号试管与3号试管相比，2号试管内的过氧化氢迅速分解产生大量的氧气，而3号试管内的Fe3＋是无机催化剂，虽然能分解过氧化氢，但反应速率很慢，所以2号和3号试管相比，说明酶（过氧化氢酶）的催化效率更高。
答案：（1）2 氧气 新鲜猪肝内的过氧化氢酶迅速催化过氧化氢分解，产生大量氧气 （2）无变化 煮熟的猪肝细胞内的过氧化氢酶被破坏，失去了活性
（3）酶（或过氧化氢酶）的催化效率更高
15.过氧化氢（H2O2）是反应活性很高的化学物质，常用于漂白，也用于清洗小的伤口。细胞在代谢过程中，会产生H2O2，它对细胞有毒害作用，但体内的酶的存在可以使其分解为无毒物质。请分析下图，并回答有关问题：
（1）在①～⑤号试管中，先产生气泡的是 ；单位时间内产生气泡最多的是 ；试管内发生的化学反应的反应式是 。
（2）将点燃但无火焰的卫生香放到①～⑤号试管管口，观察到的现象分别是① ；②________________________________________________________________________；
③
；④
；⑤
。
（3）比较①和②号试管，以及②与③④⑤号试管所看到的不同现象，说明了________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：（1）①号试管中FeCl3是无机催化刑，催化效率低，过氧化氢分解速度较慢；③号试管是煮过的肝脏，因高温破坏了酶的结构而使酶失去活性；④号试管冷冻肝脏因低温降低了酶的活性；⑤号试管中的酸性环境使酶失去活性；只有②号试管中酶的反应条件适宜。因此，最先产生气泡的是②号试管，单位时间内产生气泡最多的也是②号试管。（2）①号试管加的是无机催化剂，反应速度较慢，因此，产生气泡较少；②号试管条件适宜，酶的催化效率高，因此，产生气泡多。所以①号、②号试管可使卫生香复燃，且②号试管的卫生香燃烧更猛烈，其余试管不能使卫生香复燃。（3）①号和②号试管都能发生反应，但②号试管反应速度快，效果显著，这说明酶具有高效性。②号与③④⑤号试管条件不同，结果不同，说明酶的催化作用需要适宜的温度和酸碱度。
答案：（1）② ② 2H2O22H2O＋O2↑
（2）可复燃 可复燃，且燃烧猛烈 无变化 无变化
无变化
（3）酶具有高效性，且酶的催化作用需适宜的酸碱度和温度第2课时 物质出入细胞的方式 细胞内的物质代谢（第3节）
1.概述被动运输的方式和特点。（重点） 2.理解主动运输的特点，并比较主动运输和被动运输的不同。（重、难点）
3.了解胞吞和胞吐的特点。 4.了解生物体内的反应及反应的调控。
一、被动运输
1.概念：物质进出细胞时，顺浓度梯度的扩散。
2.类型
方式
自由扩散
协助扩散
特点
物质通过简单的扩散作用进出细胞
进出细胞的物质借助膜上的跨膜蛋白（包括载体蛋白与通道蛋白）
实例
水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等
葡萄糖进入人的红细胞
二、主动运输
1.基本条件
（1）从低浓度→高浓度。
（2）细胞膜上相应载体蛋白的协助。
（3）消耗细胞内化学反应所释放的能量。
2.生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
三、大分子物质的运输
1.胞吞：大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小泡，包围着大分子物质和颗粒性物质。然后小泡从细胞膜上分离下来，进入细胞内部。
2.胞吐：细胞需要外排的大分子物质和颗粒性物质，先在细胞内形成小泡，小泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子物质和颗粒性物质排出细胞。
四、细胞内的物质代谢
1.新陈代谢：生物体内发生的一切化学反应的总称，包括物质代谢与能量代谢。
2.生物体内的反应
生物体将简单小分子物质合成大分子并消耗能量的过程称为同化作用或合成代谢；生物体将复杂化合物分解为简单小分子物质并放出能量的过程称为异化作用或分解代谢。二者都伴随着能量的变化，这说明二者是不可分割的。
3.生物体内的反应的调控
（1）生物体中含有数千种不同种类的酶，它们催化着不同的反应步骤，而且多数酶在细胞的特定部位发生催化作用，从而使得这些反应能有条不紊地进行。
（2）细胞内复杂的代谢途径被有序地分布于细胞内的不同区域，互不干扰，有效协调。
（3）细胞中简单生化反应的调节常常依靠精巧的反馈机制来实现。
连一连
判一判
（1）甘油进入细胞的方式为协助扩散（×）
分析：应为自由扩散。
（2）哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖时，需要载体蛋白协助，可以逆浓度梯度进行（×）
分析：红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，需要载体蛋白协助，不需要能量，只能从高浓度一侧向低浓度一侧运输。
（3）主动运输过程需要的能量是由ATP提供的（√）
（4）小肠上皮细胞吸收无机盐和葡萄糖均需载体（√）
（5）胰岛素跨膜运输消耗能量（×）
分析：胰岛素属于大分子物质，通过胞吐排出，不属于跨膜运输。
（6）胞吐、胞吞方式均需ATP和载体（×）
分析：两者均不需载体。
物质进出细胞的方式
物质进出细胞方式的比较
项目
离子和小分子物质
大分子和颗粒状物质
方式
自由扩散
协助扩散
主动运输
胞吞或胞吐
方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
与浓度无关
是否需要载体蛋白或通道蛋白
不需要
需要载体蛋白或通道蛋白
需要载体蛋白
不需要
能量
不需要
不需要
需要
需要
举例
O2、CO2、甘油等脂溶性物质
血浆中葡萄糖进入红细胞
K＋进入红细胞，葡萄糖进入小肠细胞
白细胞吞噬细菌、胰腺细胞分泌胰岛素
自由扩散、协助扩散和主动运输都是将物质从细胞膜的一侧转运到另一侧，是跨膜运输的方式；胞吞和胞吐通过小泡与膜的融合进行转运，不是跨膜运输的方式。
1.如图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式，下列说法不正确的是（ ）
A.图中c～e过程中，可代表细胞分泌Na＋过程的是e
B.生物膜功能的差异主要是由图中A决定的
C.物质进出细胞的方式只有a、e这种方式才是消耗能量的
D.图中所示的结构中，A和B物质大都不是静止的
解析：选C。图中由糖蛋白D的结构可以判断细胞膜的内外侧，有D的一侧为外侧，a、b、c、d、e分别代表主动运输、自由扩散、协助扩散、协助扩散和主动运输；细胞分泌Na＋属于主动运输，方向由细胞内→细胞外，所以e过程可代表细胞分泌Na＋；蛋白质是生命活动的主要承担者，所以膜功能的差异主要由图中A决定；物质进出细胞的方式中除了主动运输消耗能量外，胞吞和胞吐也消耗能量；细胞膜中蛋白质分子和磷脂分子大多数是运动的。
物质进出细胞方式的判断方法
一看能量，二看载体。
2.如图表示物质跨膜运输的一种方式。据图分析正确的是（ ）
A.这种运输方式可逆浓度梯度进行
B.乙醇分子是以这种方式进入细胞的
C.细胞产生的能量增加会提高这种物质的运输速率
D.载体蛋白在物质运输过程中形状会发生改变
解析：选D。图示的这种物质跨膜运输方式的特点是物质从浓度高的一侧向浓度低的一侧运输，即顺浓度梯度运输，需要载体蛋白的协助，因此可判断这种运输方式为协助扩散，不需要消耗能量。乙醇分子的运输方式是自由扩散。由图可知，载体蛋白在物质运输过程中形状会发生改变。
载体蛋白的特性,（1）载体蛋白具,有特异性)不同物质的载体蛋白不同\a\vs4\al(不同生物膜上的载体蛋白的,,,种类和数目也不同),（2）载体蛋白具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白已达到饱和时，细胞吸收该载体蛋白运载物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。)
影响物质跨膜运输的因素
1.物质浓度对物质跨膜运输的影响
结合图甲、乙坐标曲线探究以下问题：
（1）图甲中物质的运输速率只与物质的浓度相关。图甲表示的运输方式为自由扩散。
（2）图乙物质的运输速率不仅与物质浓度相关，还受膜上跨膜蛋白数量等的影响，图乙可以表示协助扩散或主动运输。
2.O2浓度对物质跨膜运输的影响
结合图丙、丁坐标曲线探究以下问题：
（1）图丙的运输速率与能量的多少无关，可以表示自由扩散或协助扩散的运输方式。
（2）图丁的运输速率与能量的多少相关；其中b点之后运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白数量有限。可以表示主动运输的方式。
（1）自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于浓度差，也与物质分子大小和脂溶性有关。
（2）协助扩散的影响因素：除了膜两侧物质的浓度差外，还与膜上跨膜蛋白的种类和数量有关。当跨膜蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加。
（3）主动运输的影响因素
①载体蛋白的种类和数量决定所运输的物质种类和数量。
②能量：凡是能够影响能量供应的因素都能影响主动运输的运输速率，如温度、氧气浓度等。
3.如图是依据某种生物的细胞对甲、乙两种物质的吸收速率与该物质浓度的关系绘制成的曲线。仔细分析后，判断下列说法中正确的是（ ）
A.甲物质进入细胞的方式是主动运输，乙物质进入细胞的方式是自由扩散
B.甲物质进入细胞的方式是自由扩散，乙物质进入细胞的方式是主动运输或协助扩散
C.乙醇进入细胞的方式与乙物质相同
D.K＋进入细胞的方式与甲物质相同
解析：选B。从曲线图中可以看出，细胞对甲物质的吸收速率始终与甲物质的浓度成正比，而对乙物质的吸收速率开始时随乙物质浓度的增大而加快，当乙物质浓度增大到一定值时，吸收速率不再增大，而保持稳定状态。根据三种物质跨膜运输方式的特点可判断出，细胞对甲物质的吸收方式为自由扩散，对乙物质的吸收方式为主动运输或协助扩散。乙醇进入细胞的方式为自由扩散，K＋进入细胞的方式为主动运输。
4.如图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO的曲线图。则影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是（ ）
A.载体蛋白数量、能量
B.能量、载体蛋白数量
C.载体蛋白数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
解析：选B。胡萝卜对K＋和NO的吸收方式都是主动运输，主动运输需要载体蛋白和能量，A、B两点对应的氧浓度不同，A点高于B点，且A点时吸收NO多，可见能量是影响因素；B点与C点是同一氧浓度，而B点吸收量高于C点，说明能量供应相同的条件下，运输K＋和运输NO的载体蛋白数量不同。
（1）若是用坐标系表示能量的供应与主动运输速率的关系，如何表示？
提示：
（2）下图可以用于表示哪种物质运输方式？为什么？
提示：该物质的运输方式为主动运输，因为物质可以从低浓度运向高浓度。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.自由扩散既不需要载体，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。2.协助扩散需要载体或通道蛋白，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。3.主动运输既需要能量，又需要载体，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。4.大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐，不属于跨膜运输。
[随堂检测]
1.如图是人体小肠绒毛上皮细胞中进行的某种物质跨膜运输方式的示意图，下列哪组物质的运输方式与图示符合（ ）
A.O2、CO2
B.H2O、K＋
C.葡萄糖、氨基酸
D.甘油、脂肪酸
答案：C
2.下列物质通过细胞膜时需要载体蛋白的是（ ）
A.水分子进入根毛细胞
B.氧气进入肺泡
C.二氧化碳进入毛细血管
D.K＋被吸收进入小肠绒毛上皮细胞
解析：选D。自由扩散不需要载体蛋白，如水分子、氧气、二氧化碳进入细胞；K＋进入细胞的方式为主动运输，需要载体蛋白。
3.下图表示物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体，多角形表示能量，则①②③表示的跨膜运输方式分别是（ ）
A.自由扩散、主动运输、协助扩散
B.协助扩散、主动运输、自由扩散
C.主动运输、协助扩散、自由扩散
D.协助扩散、自由扩散、主动运输
解析：选A。①从高浓度到低浓度，不需要载体蛋白和能量，为自由扩散；②从低浓度到高浓度，需要载体蛋白和能量，为主动运输；③从高浓度到低浓度，需要载体蛋白不需要能量，为协助扩散。
4.如图表示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是（ ）
A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q出细胞都需要载体
D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量
解析：选D。物质P从细胞内低浓度向细胞外高浓度运输，为主动运输，不是氧气的自由扩散，A错。物质Q从细胞内高浓度向细胞外低浓度扩散，为自由扩散或协助扩散，可能为水分子、二氧化碳、脂质小分子等，B错。主动运输需要载体，自由扩散不需要，C错。物质P运出细胞为主动运输，需要消耗能量，而Q运出细胞顺浓度梯度运输，不需要消耗能量，D对。
5.将水稻幼苗放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中钙、硅两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析，下列叙述中不正确的是（ ）
A.水稻细胞吸收钙、硅两种离子的方式都是主动运输
B.水稻细胞运输离子硅的载体数量比运输离子钙的多
C.两种离子均可以从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧
D.曲线a～b段和m～n段趋于平衡，说明两种离子的载体数量有限
答案：D
6.实验表明，对离体的蛙的心肌细胞施用某种毒素，心肌细胞对K＋、C6H12O6的吸收量却不受影响，但对Ca2＋吸收量却明显减少，试分析，这种毒素可能的作用机理是（ ）
A.改变了心肌细胞膜的结构，使膜的流动性加快，对物质的吸收加快
B.抑制了心肌细胞膜上Ca2＋载体蛋白的活动，使细胞吸收Ca2＋的速率减慢
C.抑制了心肌细胞的呼吸，细胞的有氧呼吸降低，为主动运输提供的能量减少
D.改变了心肌细胞膜两侧的Ca2＋浓度，使细胞主动吸收Ca2＋的速率降低
解析：选B。根据题意分析可知：心肌细胞吸收Ca2＋、K＋、C6H12O6等物质的方式是主动运输，需要载体，消耗能量。现施用了某种毒素，但对K＋、C6H12O6等的吸收不受影响，说明没有影响细胞的呼吸供能，因此这种毒素的作用对象最可能是Ca2＋载体，因为载体具有专一性。
7.如图甲表示某生物膜结构，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式，图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答下列问题：
（1）若图甲是线粒体膜，b和d过程运输的气体分别是 ，b运输方式符合图乙中的曲线 。
（2）若图甲表示人体红细胞膜，则表示葡萄糖运输的是图甲中的 ，葡萄糖的运输方式符合图乙中曲线 。
（3）若某物质跨膜运输过程中，细胞内、外该物质浓度变化符合图丙，则该物质跨膜运输方式分别对应图甲和图乙中的 。
答案：（1）O2、CO2 M （2）a N （3）c、N
[课时作业]
一、选择题
1.在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是（ ）
A.红细胞中的Na＋进入血浆
B.细胞外液中的O2进入肌细胞
C.细胞外液中的K＋进入神经细胞
D.血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞
解析：选B。离子跨膜进出细胞的方式多是主动运输。能以自由扩散方式跨膜运输的物质有：CO2、O2、甘油、酒精、苯等，故B选项正确。
2.在物质进出细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是（ ）
A.由高浓度向低浓度扩散
B.需要跨膜蛋白
C.由低浓度向高浓度扩散
D.不需要跨膜蛋白
解析：选D。自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓度梯度（高浓度→低浓度）跨膜运输，同时均不消耗能量；不同之处表现在自由扩散不需要跨膜蛋白，而协助扩散需要跨膜蛋白。
3.钾离子在植物体中可以由浓度低的部位运向浓度高的部位，但是在缺氧的条件下，其运输的速度减慢。这说明钾离子的运输属于（ ）
A.自由扩散
B.协助扩散
C.主动运输
D.渗透作用
解析：选C。题目中钾离子可以逆浓度梯度运输，且受氧气的影响，说明其运输方式是主动运输。
4.物质跨膜运输分为甲、乙两大类，①②③④四小类，如图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A.图中甲和乙分别指的是被动运输和主动运输
B.图中物质A、B、C均顺浓度梯度进行跨膜运输
C.图中跨膜运输类型③可表示红细胞吸收葡萄糖
D.图中跨膜运输类型④可表示水分子运入细胞
解析：选D。物质的跨膜运输包括被动运输和主动运输，其中被动运输包括自由扩散、协助扩散、离子通道等方式。图中甲代表被动运输，乙代表主动运输，A正确。被动运输均是顺浓度梯度进行的，B正确。红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，可用③表示，C正确。水分子进入细胞属于自由扩散（A）或水通道运输（B），D表示主动运输，故D错误。
5.下图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度，由图分析可知维持细胞内外浓度依靠（ ）
A.自由扩散
B.主动运输
C.协助扩散
D.渗透作用
解析：选B。能够维持细胞内外离子的浓度差，说明物质跨膜运输的方式是主动运输。
6.甲、乙两种物质分别通过自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则（ ）
A.甲的运输被促进
B.乙的运输被促进
C.甲的运输被抑制
D.乙的运输被抑制
解析：选D。自由扩散是指被选择吸收的物质，从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧运输，不需要载体，也不消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。协助扩散是物质通过细胞膜进出细胞的方式之一，物质必须在跨膜蛋白的协助下，才能从高浓度一侧向低浓度一侧运输，但此种方式不消耗能量。协助扩散和自由扩散都是物质顺浓度梯度的扩散过程，主要动力是细胞膜两侧的浓度差，但是，协助扩散是在细胞膜上跨膜蛋白的协助下进行的。
7.某哺乳动物神经细胞内外的K＋和Na＋浓度见下表。下列肯定属于主动运输的是（ ）
细胞内浓度（mmol/L）
细胞外浓度（mmol/L）
K＋
140.0
3.0
Na＋
18.0
145.0
①K＋进入细胞
②K＋排出细胞
③Na＋进入细胞
④Na＋排出细胞
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
解析：选C。根据表格可知，神经细胞外Na＋浓度较高，细胞内K＋浓度较高，K＋排出细胞和Na＋进入细胞属于被动运输；K＋进入细胞和Na＋排出细胞，运输方向由低浓度到高浓度，运输方式为主动运输。
8.生物膜和人工制备的磷脂双层膜在通透性上存在一定差异，如表所示为实验测得的相关数据（单位：cm/s）。据此可以推断（ ）
膜种类
K＋
Na＋
甘油
H2O
O2
生物膜
10－6
10－7
10－6
10－2
10
人工磷脂双层膜
10－10
10－10
10－6
10－3
10
A.生物膜上存在着协助O2通过的物质
B.人工磷脂双层膜对K＋、Na＋的通透具有选择性
C.H2O和甘油在跨膜运输方式上有所不同
D.分子的大小对其通过人工膜的扩散速率无影响
答案：C
9.线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNA受损伤，则下列细胞的功能受影响最大的是（ ）
A.红细胞吸收葡萄糖
B.小肠上皮细胞吸收水
C.神经细胞吸收K＋
D.肺泡细胞吸收氧气
解析：选C。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，功能是产生ATP，为各项生命活动提供能量。当线粒体DNA受到损伤，根据题意可知会影响到线粒体的功能，也就是ATP的合成量减少。在物质进出细胞的运输方式中，红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，水和氧气均通过自由扩散方式进出细胞，只有C选项为主动运输，需要ATP提供能量。
10.从下图可获取的信息，不正确的是（ ）
A.图甲中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧运输，不消耗能量也不需载体蛋白协助，所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程
B.可以预测，图甲中随着物质浓度的降低，自由扩散的速度会越来越快
C.图甲中箭头表示物质浓度细胞外高于细胞内时物质的运输方向
D.图乙表示物质的运输速度与物质浓度成正比关系，说明自由扩散过程只受物质浓度的影响
解析：选B。两图均表示自由扩散的运输方式，不需要跨膜蛋白也不需要消耗能量；此过程只受浓度差的影响，随着扩散进行，浓度差越来越小，扩散速度越来越慢。
11.甲、乙两种物质在细胞内外的浓度情况如图所示。在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（ ）
A.甲物质运出细胞一定有载体蛋白的参与
B.甲物质进入细胞一定需要能量
C.乙物质运出细胞一定有载体蛋白的参与
D.乙物质进入细胞一定不需要能量
解析：选A。甲物质在细胞外浓度高，细胞内浓度低，所以甲物质运出细胞是从低浓度一侧到高浓度一侧，只有主动运输才能实现，此运输方式既需要载体蛋白也需要能量；甲物质进入细胞是从高浓度一侧到低浓度一侧，此运输方式不一定需要能量；乙物质在细胞内浓度高，细胞外浓度低，所以乙物质进入细胞时要通过主动运输的方式，一定需要能量；而乙物质运出细胞时，是从高浓度一侧到低浓度一侧，所以不一定需要载体蛋白。
12.下列过程可用如图来表示的是（ ）
A.小肠上皮细胞吸收K＋
B.O2进入线粒体
C.胰岛B细胞向外分泌大分子物质胰岛素
D.Na＋进入人体肾脏细胞
解析：选C。小肠绒毛上皮细胞对K＋的吸收是主动运输，体现细胞膜具有选择透过性，A错误；氧气进入线粒体是自由扩散，B错误；胰岛B细胞向外分泌大分子物质胰岛素是胞吐，体现细胞膜的流动性，C正确；Na＋进入人体肾脏细胞是主动运输，D错误。
二、非选择题
13.物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。下图表示几种物质经过细胞膜的运输方式，请据图回答下列问题：
（1）图示中细胞膜主要由[ ] 和[ ] 组成，其中[ ] 的种类和数量与细胞膜功能的复杂性有关。
（2）组成细胞膜的A、B两种物质通常不是静止的，而是处于运动状态的，具有 性。
（3）如果图中的细胞膜是红细胞的，则氨基酸、葡萄糖和甘油进入细胞膜的方式依次是[ ] 、[ ] 、[ ] 。
（4）人们设计出一种膜结构，这种膜结构能将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低污水中的有毒重金属离子对水的污染，这是模拟生物膜的 。
解析：（3）分析题图，①方式顺浓度梯度进入细胞，不需载体蛋白和能量，为自由扩散；②方式顺浓度梯度进入细胞，需载体蛋白协助，不消耗能量，为协助扩散；③方式逆浓度梯度进入细胞，需载体蛋白协助并消耗能量，为主动运输。如果该图为红细胞膜，则氨基酸、葡萄糖、甘油进入该细胞的方式分别为主动运输、协助扩散、自由扩散，分别为图中的③②①。（4）根据这种膜结构对有毒重金属有拦截作用，说明是模拟生物膜的选择透过性。
答案：（1）A 磷脂双分子层 B 蛋白质 B 蛋白质
（2）一定的流动
（3）③ 主动运输 ② 协助扩散 ① 自由扩散
（4）选择透过性
14.美国的两位科学家在细胞膜通道（水通道和离子通道）方面做出了开创性贡献。这项研究对彻底揭开水和离子跨膜运输的机理有重大的意义，下图1是生物膜的结构模型示意图，图2表示某种分子跨膜运输的过程图解。请据图回答下列问题：
（1）水通道和离子通道实际上是指图1中的 （填序号），生物膜的流动镶嵌模型认为，图中[ ] 构成了膜的基本支架。
（2）图1中与细胞识别有关的结构是[ ] ；叶绿体和线粒体等细胞器中均具有生物膜结构，但它们的具体功能却有很大的区别，究其原因是由于[ ] 不同所致。
（3）图2中b代表的是 ，a可能是 。
（4）图2中物质运输的方式是 ，判断的主要依据是① ；② 。
解析：（1）水通道和离子通道的化学本质是蛋白质分子，对应图1中的③，磷脂双分子层构成了膜的基本支架。（2）图1中的①代表的是糖蛋白，具有识别作用；膜的功能复杂程度是由细胞膜上蛋白质的种类和数量决定的。
（3）（4）图2中所示的运输方式为主动运输，需要能量（b）和载体蛋白（a）。
答案：（1）③ ② 磷脂双分子层
（2）① 糖蛋白 ③ 蛋白质（或膜蛋白）
（3）能量 载体蛋白
（4）主动运输 需要消耗能量 需要载体蛋白协助
15.如图所示，图甲为某种物质通过细胞膜的示意图。请回答以下问题：
（1）图甲所示的物质的运输方式是 ，判断的理由是________________________________________________________________________，
此种运输方式也可以用图 中的曲线来表示。
（2）图甲中B代表的物质是细胞膜上的 ，此过程还需要 。
（3）你认为A可能代表下列哪些物质 。
A.O2
B.甘油
C.K＋
D.乙醇
解析：（1）从图甲中可以看出，该物质的运输需要载体蛋白（B），且是逆浓度梯度运输，所以运输方式是主动运输。图丙中的曲线表示细胞可以从细胞外逆浓度吸收物质，所以也属于主动运输。（2）图甲中的物质B在运输物质A前后没有改变，与物质A结合又分离，所以物质B是载体蛋白，主动运输还需要能量。（3）O2、甘油和乙醇的跨膜运输方式都是自由扩散，K＋的跨膜运输方式是主动运输。
答案：（1）主动运输 需要载体蛋白，且逆浓度梯度运输 丙 （2）载体蛋白 能量 （3）C
16.如图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输方式示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示回答下列有关问题：
（1）很多研究结果都能够有力地支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一理论。这证明组成细胞膜的主要成分中有[ ] （方框里填标号）。
（2）鲨鱼体内能积累大量的盐，当盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外。经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是 。
（3）对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后，其对Ca2＋的吸收明显减少，但对K＋、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2＋的[ ] 的活动。
（4）柽柳是一种泌盐植物，其叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出。现欲判断柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明。
①实验步骤：
a.取甲、乙两组生长发育状况相同的柽柳植株、放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。
b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组 。
c.一段时间后，测定________________________________________________________________________。
②实验结论：
a.若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
b.若乙组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率明显 甲组，说明________________________________________________________________________。
答案：（1）甲 磷脂分子 （2）协助扩散 （3）乙 载体蛋白 （4）①b.完全抑制有氧呼吸 c.两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率 ②a.柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输 b.小于 柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
