2022年高考生物二轮专题复习 专题二 物质跨膜运输与酶

2022年高考生物二轮专题复习 专题二 物质跨膜运输与酶1. 物质跨膜运输的实质一、渗透作用1、渗透作用：指水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。2、发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧具有浓度差。3、比较扩散作用与渗透作用扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关） （如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）渗透：水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透。渗透作用的本质上是一种特殊的扩散。4、比较半透膜与选择性透过膜 不同点：半透膜是指某些物质可以自由通过，而另一些物质则不能通过的多孔性薄膜。这种膜可以是生物膜，也可以物理性膜。（如：动物的膀胱膜、肠衣、蛋壳膜等，还有人工制成的半透膜如玻璃纸、胶棉膜等）物质能否通过半透膜，一是取决于膜两侧的浓度差，即只能从高浓度的一侧向低浓度的一侧移动；二是取决于该物质分子的大小，即某物质颗粒直径只有小于半透膜的孔径才能自由通过，否则不能。另外，标准的半透膜应是没有生物活性的，膜上无载体。物质通过半透膜遵循扩散作用的原理，是自由扩散过程。选择性透过膜是具有活性的生物膜，由于膜上具有载体等结构，膜上的载体种类和数量不同，造成对不同物质吸收的选择性。它对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。因此，具有选择透过性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有选择性透过，活性的生物膜才具有选择透过性。 细胞膜和其它生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其它的离子、小分子和大分子则不能通过。生物膜的这一特性，与细胞膜的生命活动动密切相关，是活细胞的一个重要特征。 相同点：都可以让水分子自由通过，都不允许大分子物质通过。二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）1、 动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞失水皱缩外界溶液浓度 = 细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡2、 植物细胞的吸水和失水细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质（相当于选择透过性膜）外界溶液浓度 细胞液浓度时,细胞质壁分离外界溶液浓度 细胞液浓度（不断失水）注：细胞壁是全透性的。5、 植物吸水方式有两种： 吸涨作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区 渗透作用(形成液泡)三、物质跨膜运输的其它实例1、对矿质元素的吸收（eg.人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力。） 逆相对含量梯度主动运输 对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。2、细胞膜是一层选择透过性膜，水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其它的离子、小分子和大分子则不能通过。 2. 生物膜的流动镶嵌模型一、探索历程（略，见P65-67）二、流动镶嵌模型的基本内容磷脂双分子层构成了膜的基本支架（不是静止的，具有流动性）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动三、糖蛋白（糖被） 组成：由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。 作用：细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。3. 物质跨膜运输的方式一、被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。1、自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞2、协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散二、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。（也可从高浓度一侧运输到低浓度一侧，速度远快于协助扩散，eg.饭后小肠上皮细胞吸收葡萄糖） 比较项目运输方式方向是否需要载体是否消耗细胞内的能量举例被动运输自由扩散高低不需要不耗能水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等协助扩散高低需要不耗能葡萄糖进入红细胞主动运输低高需要耗能氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞注：葡萄糖进入红细胞是协助扩散，葡萄糖进入其它细胞都是主动运输。 尿素是小分子物质，自由扩散进入细胞。三、大分子物质进出细胞的方式：胞吞、胞吐（不是跨膜运输，依靠膜的流动性，要耗能）温度对物质运输的影响： 1.酶一、细胞代谢与酶1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.2、酶的发现：1857年， 巴斯德 毕希纳 1926年， 萨姆钠20世纪80年代，切赫和奥特曼3、酶的概念：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。4、活化能：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。6、酶的本质是蛋白质7、酶与无机催化剂比较：相同点： 反应前后，本身不发生改变； 只催化热力学允许进行的反应； 降低活化能，改变化学反应速率，但不改变化学反应平衡点；不同点：酶的特性 高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快； 专一性：一种酶只能催化一种或一类化合物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽； 多样性：生物体内具有种类很多的酶。 反应条件温和性：酶促反应一般是在较温和的条件下进行的，即常温、常压、生理pH条件下 活性可调节性：包括抑制剂和启动剂调节、回馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。 有些酶的催化活性与辅因子有关。 易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。二、影响酶促反应的因素（难点）1、酶浓度对酶促反应速度的影响 当底物足够，其它条件固定时，酶促反应速度与酶分子的浓度成正比。酶分子越多，底物转化的速度越快。但事实上，当酶浓度很高时，并不保持这种关系，曲线逐渐趋向平缓。 2、底物浓度对酶促反应速度的影响 在生化反应中，若酶的浓度为定值，底物的起始浓度较低时，酶促反应速度与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而增加。当底物浓度较高时，反应速率加快，但不显著。当底物浓度达到最大时，反应速率几乎不再变。 3、温度对酶促反应速度的影响在一定的温度范围内，酶促反应随温度升高而加快。当温度达到一定限度时，酶促反应随温度升高而减慢。各种没在某一温度时，酶活性最强，酶促反应速度最大，称为酶的最适温度。注：低温导致酶活性下降，高温导致酶活性丧失。 4、pH对酶促反应速度的影响每一种酶只能在一定范围限度的pH范围内表现出活性，超过范围便失去活性。酶在某一个pH时活性最大，这个pH称为最适pH。 5、启动剂对酶促反应速度的影响 6、抑制剂对酶促反应速度的影响三、实验1、 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79） 实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多 控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。 对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。2、 影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。1. 细胞的能量“通货”ATP 一、 ATP：是细胞内的一种高能磷酸化合物，三磷酸腺苷的英文缩写二、ATP的结构简式：APPP，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表高能磷酸键，代表普通化学键。注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。三、ATP的生理功能：直接给细胞的生命活动提供能量。四、ATP和ADP的相互转换APPP 断裂 水解 释放能量水解酶、放能合成酶、储能ATP ADP + pi（游离的磷酸）+ 能量 注：该反应是不可逆反应，因为催化剂（即所需酶）不同，能量不同，进行场所不同五、ATP的利用： 1、渗透能：用于细胞主动运输。 2、光能：生物发光（eg.萤火虫）3、机械能：肌细胞收缩。 4、电能：用于生物发电、发光（eg.电鳐）5、热能：人体恒温。 6、生物电：大脑思考。酶、吸收能量、ATP的水解释放能量、ATP的合成葡萄糖（小分子物质）+ 果糖 蔗糖（大分子物质）