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专题02 细胞的物质运输、酶与ATP
1.(2022·湖南·高考真题)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D.若将该菌先65℃水浴灭活后,再用 NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化
【答案】A
【解析】
【分析】
假单孢菌属于真菌,真菌具有细胞壁和液泡,当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,原生质体中的水分就透过细胞膜进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发生了质壁分离。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细胞膜进入到原生质体中,原生质体逐渐变大,导致原生质体表面积增加。
【详解】
A、分析甲组结果可知,随着培养时间延长,与0时(原生质体表面积大约为0.5μm2)相比,原生质体表面积增加逐渐增大,甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,说明细胞吸水,表明细胞中浓度>0.3 mol/L ,但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L,A错误;
B、分析乙、丙组结果可知,与0时(原生质体表面积大约分别为0.6μm2、0.75μm2)相比乙丙组原生质体略有下降,说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原,B正确;
C、该菌的正常生长,细胞由小变大可导致原生质体表面积增加,该菌吸水也会导致原生质体表面积增加,C正确;
D、若将该菌先65℃水浴灭活,细胞死亡,原生质层失去选择透过性,再用 NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化,D正确。
故选A。
2.(2022·山东·高考真题)NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源,NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是( )
A.NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C.铵毒发生后,增加细胞外的NO3-会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
【答案】B
【解析】
【分析】
物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散,被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体的协助,但不需要消耗能量:而主动运输既需要消耗能量,也需要载体的协助。
【详解】
A、由题干信息可知,NH4+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的,所以NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP,A错误;
B、由图上可以看到,NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动,进行的逆浓度梯度运输,所以NO3-通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确;
C、铵毒发生后,H+在细胞外更多,增加细胞外的NO3-,可以促使H+向细胞内转运,减少细胞外的H+,从而减轻铵毒,C错误;
D、据图可知,载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输,主动运输的速率与其浓度无必然关系;运输H+属于协助扩散,协助扩散在一定范围内呈正相关,超过一定范围后不成比例,D错误。
故选B。
3.(2022·广东·高考真题)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃,最适pH9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【解析】
【分析】
分析表格信息可知,降解率越高说明酶活性越高,故②组酶的活性最高,此时pH为9,需要添加CaCl2,温度为70℃。
【详解】
A、分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;
B、分析①②变量可知,pH均为9