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专题02 物质运输、ATP和酶
(多选)(江苏省新高考基地学校2022-2023学年高三下学期重点热点测试生物试题)味觉细胞感受甜味分子信息的过程如图所示。味传导蛋白由α、β和γ三个亚基构成,当α亚基与鸟苷二磷酸(GDP)结合时,该蛋白无活性,与鸟苷三磷酸(GTP)结合时被激活,裂解为Gɑ-GTP和GβGγ两部分,Gɑ-GTP能够使腺苷酸环化酶(AC)磷酸化而被激活。激活态的蛋白激酶A(PKA)可作用于K+通道蛋白,最终引起神经递质的释放。下列说法正确的是( )
A. Gɑ-GTP改变了AC的空间结构,使其能催化cAMP合成
B. 激活态PKA能降低K+通道蛋白磷酸化过程的活化能
C. K+通道蛋白的磷酸化会导致味觉细胞膜内的电位降低
D. 该过程体现了细胞膜信息交流和控制物质进出的功能
【答案】ABD
【解析】
【分析】细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
【详解】A、由图可知,Ga-GTP能够使AC磷酸化而被激活,改变了AC的空间结构,使其能催化ATP形成cAMP,A正确;
B、K+通道蛋白磷酸化后通道关闭,不能运输K+通过细胞膜,激活态PKA可作用于 K+ 通道蛋白,降低K+通道蛋白磷酸化过程的活化能,最终引起神经递质的释放,B正确;
C、K+通道蛋白磷酸化后通道关闭,不能运输K+通过细胞膜,膜内的负电位被抵消一部分,故K+通道蛋白的磷酸化会导致味觉细胞膜内的电位上升,C错误;
D、味传导蛋白与细胞膜上的受体结合,引起一系列的生理变化等,体现了细胞膜信息交流和控制物质进出的功能,D正确。
故选ABD。
(江苏省无锡市江阴一中 2022-2023学年高三下学期月考一 生物试题) 氮元素是植物生长的必需元素,植物根细胞吸收的含氮无机盐主要为和。根细胞膜对这两种离子的吸收机制如图所示(已知的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动)。下列叙述错误的是( )
A. 蛋白a的数量会影响根细胞吸收的速率
B. 蛋白b和蛋白c对H+的运输方式不同
C. 根细胞吸收不需要直接消耗细胞内的ATP
D. ATP合成抑制剂会直接抑制蛋白c对的运输
【答案】D
【解析】
【分析】物质跨膜运输的方式包括自由扩散、协助扩散和主动运输,自由扩散不需要载体协助,也不需要消耗能量,自由扩散的速率与物质的浓度差呈正相关;协助扩散需要载体协助,不需要消耗能量,自由扩散和协助扩散都是从高浓度向低浓度运输,属于被动运输;主动运输可以从低浓度向高浓度运输,既需要载体蛋白协助,也需要消耗能量。
【详解】A、根细胞吸收的NH4+需要通过转运蛋白a完成,蛋白a的数量会影响吸收速率,A正确;
B、H+通过蛋白b出细胞是逆浓度梯度且消耗ATP为主动运输,H+通过蛋白c进细胞是顺浓度梯度为协助扩散,B正确;
C、NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,不需要直接消耗ATP,C正确;
D、NO3−和H+通过蛋白c协同转运进细胞,由H+顺浓度梯度运进细胞产生的电势差协助NO3−逆浓度梯度运进细胞,不直接消耗ATP供能,因此ATP合成抑制剂不会直接抑制蛋白c对NO3−的运输,D错误。
故选D。
(江苏省南通市2022—2023学年高三第一次调研测试生物试题)下图是植物根毛细胞从土壤中吸收铁的过程图,相关叙述正确的是( )
A. 蛋白质1运输H+消耗的ATP均来自于有氧呼吸第三阶段
B. 蛋白质2将柠檬酸转运到细胞外属于主动运输
C. 蛋白质3催化Fe3+还原为Fe2+需该细胞光反应提供NADPH
D. 根毛细胞吸收铁与膜上的多种蛋白质、土壤的pH有关
【答案】D
【解析】
【分析】有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸的场所相同,都是在细胞质基质中进行。丙酮酸在线粒体内进行有氧呼吸第二和第三阶段,最终释放出的能量,大部分以热能的形式散失,只有少部分储存在 ATP 中。
【详解】A、蛋白质1运输H+需要消耗ATP,有氧呼吸的三个阶段都可以合成ATP,A错误;
B、由图可知,蛋白质2将柠檬酸转运到细胞外没有消耗能量,应属于协助扩散,B错误;
C、该细胞是根毛细胞,无叶绿体,不能进行光合作用产生NADPH,故蛋白质3催化Fe3+还原为Fe2+所需的NADPH应不是由该细胞提供的,C错误;
D、由图可知,根毛细胞吸收铁与蛋白质1、蛋白质2、蛋白质3和土壤中的H+等均有关,D正确。
故选D。
(江苏省徐州市七中2022-2023学年高三2月调研)植物若要正常生存,就需要将光合作用产生的蔗糖通过维管组织分配到非光合组织(如图)中去。在此之前,需要先将蔗糖逆浓度转运至叶脉专门的细胞中,此过程需借助质子—蔗糖共转运蛋白,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该物质运输过程主要体现了细胞膜的结构特点
B. H+和蔗糖通过质子—蔗糖共转运蛋白进入细胞的过