专题03 物质进出细胞的方式-备战2025年高考生物一轮复习专题提升训练(新高考通用)
2024-06-27
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内容正文:
2025高考一轮复习 定制初高中、生物竞赛资料等生物资料
专题03 物质进出细胞的方式
(考试时间90分钟 满分100分)
第一部分 选择题
下列各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意要求的。
1.(2024·重庆·三模)植物细胞液泡中的花青素是一种天然酸碱指示剂,钼酸钠遇花青素会发生反应呈现绿色。科研人员以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和钼酸钠溶液为实验材料,探究钼酸钠跨膜运输的方式,获得如下实验结果。下列有关实验分析正确的是( )
实验处理:
液泡出现绿色的时间/s
甲组:呼吸酶抑制剂
50
乙组:自然状态下
23
A.向甲组中加入适量的呼吸酶抑制剂体现了加法原理
B.当甲、乙两组的表皮细胞呈现绿色后即可进行光合作用
C.钼酸钠进入液泡需要通道蛋白的协助
D.实验中有可能观察到细胞质壁分离及自动复原现象
2.(2024·陕西安康·模拟预测)盐生植物是指长期生长在具有一定盐浓度的土壤中,已适应高盐环境的植物。不同盐生植物适应高盐环境的机制不同,有的可通过某些方式将细胞内的盐浓度控制在伤害阈值之下,有的可通过其生理的或代谢的适应,忍受已进入细胞的盐分。下列有关盐生植物适应高盐环境机制的叙述,不合理的是( )
A.依靠细胞膜上ATP供能的离子泵,主动分泌盐分
B.通过增加水分吸收降低细胞内的盐浓度,使其处于伤害阈值之下
C.将吸收的盐离子储存于液泡中,降低细胞液的浓度
D.银细胞对某些盐离子的通透性降低,阻止过量盐分进入
3.(2024·湖南郴州·模拟预测)把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后,取蚕豆叶下表皮制作临时装片,先滴加清水进行观察,然后用的蔗糖溶液取代清水,短时间内继续观察,结果如图所示。下列有关叙述中,错误的是( )
A.水分子以被动运输的方式进出保卫细胞
B.蔗糖分子进入保卫细胞导致气孔关闭
C.气孔关闭过程中,保卫细胞的原生质层变小
D.气孔关闭过程中,保卫细胞的吸水能力增强
4.(2024·四川绵阳·三模)2024年2月,我国多地遭受冻雨自然灾害。 为探究植物耐寒机制,某研究小组以洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,先分别在常温与低温(4℃)下处理24小时,然后在常温下进行质壁分离实验,结果如表:
初始细胞质壁分离所需时间/秒
相同时间质壁分离
细胞占比/%
相同时间液泡长度与 细胞长度比值/%/%
常温处理组
80
100
41
4℃低温处理组
166
35
80
下列有关实验的叙述错误的是( )
A.质壁分离实验过程需将实验材料置于同种外界溶液中
B.初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关
C.液泡长度与细胞长度比值越大,说明细胞失水越多,质壁分离程度越大
D.由实验结果推测,植物细胞可通过增加细胞液浓度适应低温环境
5.(2024·重庆九龙坡·三模)请看下图,甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞,研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中,并绘制出水分子的跨膜运输示意图,箭头方向表示水分子进出的方向,箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是( )
A.在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲
B.在高倍显微镜下,可观察到进出乙细胞的水分子数相等
C.甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用,且速度相同
D.若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中,最终均会涨破
6.(2024·浙江温州·三模)某透析袋允许水、单糖等小分子自由通过,而二糖、蛋白质、淀粉等不能通过。某同学利用该透析袋制作了如图装置,一段时间后透析袋内变蓝,袋外的液体从棕色变无色。淀粉酶催化淀粉水解的主要产物是麦芽糖。下列叙述正确的是( )
A.袋内加入蔗糖酶,袋内蓝色将褪去
B.袋外加入淀粉酶,袋内蓝色将褪去
C.袋内加入淀粉酶,袋内溶液体积将减小
D.袋内加入淀粉酶,袋外溶液将恢复棕色
7. (2024·河北沧州·三模)植物细胞发生的质壁分离有凹型质壁分离和凸型质壁分离,分别如下图甲、乙所示。有些新鲜的实验材料会出现凹型质壁分离。下列叙述错误的是( )
A.甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性
B.若乙为洋葱鳞片叶外表皮细胞,则M处呈紫色
C.甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度
D.甲、乙细胞细胞壁的伸缩性均小于其原生质层的
8.(2024·河北衡水·模拟预测)植物细胞的液泡中除含有糖类、无机盐、色素等物质外,还含有蛋白酶、几丁质酶等多种水解酶,具有与溶酶体类似的功能。已知液泡中的pH低于细胞质基质。下列叙述错误的是( )
A.液泡可能与细胞自噬有关,能分解细胞中衰老损伤的细胞器
B.液泡中的酶进入细胞质基质中活性会降低甚至会失活
C.液泡中细胞液渗透压升高,有利于增强植物的抗旱能力
D.观察黑藻叶肉细胞质壁分离时,能看到其液泡体积变小且颜色加深
9.(2024·广东·三模)将洋葱鳞片叶外表皮细胞制成临时装片,利用蔗糖溶液和清水进行细胞失水和吸水实验时观察到的显微图像如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图1细胞的细胞液浓度比初始状态低
B.图2细胞的吸水能力逐渐加强
C.加入清水,图1细胞一定会发生质壁分离复原
D.两组细胞都有水分子透过原生质层进出液泡
10.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)关于“水通道蛋白和K+通道蛋白运输物质的过程”,下列叙述正确的是( )
A.水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于主动运输
B.神经元运出K+需要消耗能量
C.水分子或K+通过通道蛋白时,需要与通道蛋白结合
D.肾小管上皮细胞膜上的水通道蛋白数量较多
11.(2024·浙江绍兴·模拟预测)磷脂酸(PA)是一种常见的磷脂,在组成细胞膜脂质中的占比约为0.25%。盐胁迫时(膜外Na+浓度显著高于膜内浓度),PA在质膜迅速聚集并与蛋白激酶SOS2结合,使钙结合蛋白(SCBP8)磷酸化而解除对K+通道(AKT1)的抑制,同时还能激活钠氢转运蛋白(S0S1),具体调节机制如下图所示。据此推测下列相关说法错误的是( )
A.HKT1活性增强时,AKT1活性减弱
B.盐胁迫下,Na+通过主动转运至细胞外
C.S0Sl能同时转运H+和Na+,但仍具有专一性
D.盐胁迫下,细胞通过上述调节机制,激活SOS1和AKT1,抑制HKT1,从而有效缓解Na+对细胞的毒害作用
12.(2024·湖北武汉·模拟预测)血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下列过程不可能发生的是( )
A.生长激素通过主动运输穿过血脑屏障生物膜体系
B.氨基酸通过协助扩散穿过血脑屏障生物膜体系
C.O2通过自由扩散穿过血脑屏障生物膜体系
D.脑膜炎大肠杆菌通过胞吞、胞吐穿过血脑屏障生物膜体系
13.(2024·山东·模拟预测)土壤中的铁多以不溶于水的复合物(Fe3+)形式存在,植物根细胞能够吸收的Fe2+在土壤中的含量极低。双子叶和其他非草本单子叶植物根表皮细胞的质子泵分泌H+,降低土壤pH,以提高Fe3+的溶解性,并通过特定的阴离子通道分泌柠檬酸和苹果酸等螯合剂(能与金属离子配位结合形成稳定的水溶性环状络合物,也称络合剂)与Fe3+结合,分布于根表皮细胞细胞膜表面的三价铁还原酶利用NAD(P)H还原螯合状态的Fe3+,产生Fe2+,同时加大了细胞膜两侧的H+电化学梯度,驱动Fe2+转运蛋白对Fe2+的吸收,具体过程如图。下列叙述正确的是( )
A.Fe2+通过Fe2+转运蛋白进入根细胞消耗的能量直接来自ATP
B.编码三价铁还原酶的基因发生突变,直接影响根细胞对Fe2+的吸收
C.Fe2+转运蛋白转运Fe2+的速率与细胞膜外H+和Fe2+的浓度呈正相关
D.三价铁还原酶和Fe2+转运蛋白的数量受植物自身铁离子数量和状态的调控
14.(2024·广西·模拟预测)盐碱地是荒漠化沙化土地的重要类型之一,开展盐碱地的综合利用十分重要。科研人员培育出一种耐盐小麦,在培养液中加入不同浓度的NaCl培养该种小麦的根尖成熟区细胞,测定细胞液中两种物质浓度变化如图1。耐盐小麦提高耐盐能力机制如图2。下列叙述错误的是( )
A.耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境
B.耐盐小麦通过增加Na+排出,降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫
C.若使用呼吸抑制剂处理根尖细胞,则Na+的排出量不会减少
D.若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达,则有利于提高小表的耐盐能力
15.(2024·广西河池·三模)某研究团队发现,携带抗体的溶酶体靶向嵌合体(LYTAC)可捕获胞外蛋白并将其运输至细胞内的溶酶体中降解,相关过程如图所示,Cl—M6PR为甘露糖6—磷酸受体。下列叙述错误的是( )
A.LYTAC捕获胞外蛋白的过程具有特异性
B.LYTAC进入溶酶体的过程体现了生物膜的流动性
C.Cl—M6PR被溶酶体降解后的产物会被细胞再利用
D.该技术将来可能应用于某些自身免疫病的治疗
16.(2024·山东菏泽·一模)细胞中生命活动绝大多数所需要的能量都是由ATP直接提供的,ATP是细胞的能量“货币”。研究发现,ATP还可以传导信号和作为神经递质发挥作用,其转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ATP通过途径①转运到细胞外的过程不需要消耗能量,但要与通道蛋白结合
B.ATP通过途径②转运到细胞外时会发生载体蛋白构象的改变
C.若ATP作为神经递质,需要经过途径③,既消耗能量也需要载体
D.ATP的能量主要贮存在腺苷和磷酸之间的特殊化学键中
17.(2024·湖北·三模)小肠是食物消化和吸收的主要部位。小肠上皮细胞可以吸收食物中的葡萄糖等有机物,再将葡萄糖等有机物转运入血浆中,转运机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为协助扩散
B.小肠上皮细胞上的Glut2蛋白通过主动运输的方式将葡萄糖转运入血浆
C.小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵,有利于吸收营养物质
D.小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与Na+和Cl-有关
18.(2024·江西九江·三模)葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,下图表示葡萄糖等物质进入小肠绒毛上皮细胞的过程,其中葡萄糖和半乳糖的运输不直接消耗ATP。下列叙述错误的是( )
A.Na+进出小肠绒毛上皮细胞的方式可能不同
B.图中载体既可转运葡萄糖、半乳糖也可转运Na+,说明该载体蛋白不具有特异性
C.当细胞外Na+浓度降低时,葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的速率会减慢
D.半乳糖的含量会影响葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的速率
19.(2024·江西宜春·三模)骨骼肌细胞在未受刺激时呈舒张状态,其细胞质基质中Ca2+浓度较低;当其受到刺激后,组织液中Ca2+进入细胞,导致细胞质基质中Ca2+浓度升高,从而诱发内质网中Ca2+外流,使得细胞质基质中的Ca2+浓度进一步升高,引起肌肉收缩。该过程如下图所示,以下说法不正确的是( )
A.Ca2+和Na+外排时转运蛋白虽然不同,但转运方式相同
B.引起肌肉收缩的Ca2+浓度变化都是通过协助扩散完成的
C.Ca2+运入内质网是维持细胞质基质低Ca2+状态的唯一途径
D.保持正常水平的Ca2+浓度,对肌肉收缩的调节有重要作用
20.(2024·湖北·一模)植物通过光合作用在叶肉细胞的细胞质中合成蔗糖,如图表示蔗糖运输至韧皮部薄壁细胞和伴胞的过程,其中①表示H+-蔗糖同向运输载体,②表示H+-ATP酶,③表示W载体。韧皮薄壁细胞内能积累高浓度的蔗糖。下列相关叙述不正确的是( )
A.蔗糖通过协助扩散出韧皮薄壁细胞
B.蔗糖通过胞间连丝进入韧皮薄壁细胞,体现了细胞膜的信息交流功能
C.抑制细胞呼吸,蔗糖进入伴胞的运输会受影响
D.图示过程说明某些转运蛋白兼有酶活性
21.(2024·河北保定·二模)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列生理活动中没有蛋白质直接参与的是( )
A.水分子进入肾小管和集合管的过程
B.组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液
C.血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞
D.LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞
22.(2024·山东青岛·二模)下图是体外培养的某动物细胞的电镜照片,箭头所指结构为细胞膜,图示从左到右依次显示了细胞内囊泡的变化过程。下列说法错误的是( )
A.图示过程体现了生物膜的流动性,过程中需要消耗能量
B.图中囊泡是由内质网形成的,完成细胞分泌过程
C.囊泡中运输的物质可以是生物大分子,也可以是小分子物质
D.细胞可通过图示方式实现细胞膜的物质更新
23.(2024·江苏扬州·模拟预测)关于细胞的物质运输,叙述错误的是( )
A.细胞内囊泡穿梭往来运输物质与细胞骨架密切相关并消耗ATP
B.生物大分子通过胞吞胞吐进出细胞,其过程需要膜上蛋白质的参与
C.水分子少部分通过自由扩散进出细胞,绝大多数通过水通道进出细胞
D.分泌蛋白在游离核糖体上合成一段肽链后,经囊泡运输到内质网腔内
24.(2024·湖北荆州·三模)内服药物进入小肠上皮细胞的跨膜转运方式取决于药物性质及吸收部位的生理和病理特征,常见的药物跨膜转运方式如下图。已知小肠上皮细胞间存在水溶性孔道,OATP和P-gp两种膜转运蛋白分别参与图中C和D途径。下列叙述错误的是( )
A.药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞间途径被吸收
B.被动转运跨膜途径中,药物通过细胞膜的运输方式是自由扩散
C.当甲侧药物浓度低于乙侧并通过C途径转运时,可能需要ATP供能
D.提高P-gp的活性可一定程度缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低
25.(23-24高三下·辽宁·期中)吞噬和胞饮属于胞吞的两种类型,其原理如下图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.病原体、衰老或凋亡的细胞通过吞噬的方式被巨噬细胞摄取
B.神经递质与受体结合后,通过胞饮的方式进入突触后神经元
C.两种类型胞吞都能体现细胞膜具有一定的流动性
D.吞噬的过程中需要消耗能量且需要膜蛋白的参与
第2部分 非选择题
本部分5道题,总分50分。
26.(2024·山东·模拟预测)海水稻(耐盐碱水稻)是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区的水稻,具有抗涝、抗盐碱等能力,比普通水稻具有更强的生存竞争力。如图1是海水稻相关的生理过程示意图。
(1)据图分析,H+进入液泡的方式为 。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡,所需要的能量来自 。海水稻通过调节相关物质的运输,使根部成熟区细胞的细胞液浓度比普通水稻的 (填“高”或“低”),提高了根细胞的 能力,从而提高了海水稻的耐盐碱性。
(2)某研究小组在高盐胁迫条件下(NaCl浓度为200mmol/L)进行了海水稻的相关实验,并根据实验测得的数据绘制如图2所示曲线。
①如图2所示,实验前15天时,海水稻胞间CO2相对浓度逐渐下降,原因可能是 。
②据图2分析,第15天之后胞间CO2相对浓度逐渐上升,原因可能是 。
(3)结合所学知识和生活实际,写出海水稻具有的两点价值: 。
27.(2024·河北沧州·二模)脯氨酸是植物在盐胁迫条件下液泡中积累的重要氨基酸,在植物渗透调节中发挥关键作用。为研究盐胁迫条件下,脯氨酸浸种对水稻幼苗形态相关指标的影响,研究者做了相关实验,结果如下表所示。回答下列问题:
组别
处理方法
平均苗高/cm
平均根长/cm
平均根数/条
①
S0
6.42
3.30
8.80
②
S1
2.59
2.55
4.20
③
S1+T1
4.99
3.54
5.67
④
S1+T2
5.02
3.57
6.13
⑤
S1+T3
6.11
4.14
6.47
注:S1指在水稻培养基中添加一定浓度的NaCl;T1~T3添加的脯氨酸浓度依次升高。
(1)盐胁迫下水稻细胞中散失的水分主要是 ;举例说明该种形式的水在水稻种子萌发过程中参与的具体生理过程有 (举出1例)。
(2)上述实验的处理方案中,S0的处理方式为 。实验结果表明,用T1浓度的脯氨酸浸种 (填“能”或“不能”)缓解盐胁迫对水稻性状的影响,依据是 。
(3)根据题意和实验结果推测,水稻积累脯氨酸可缓解盐胁迫对水稻生长抑制的机理是 (答出2点)。
28.(2024·新疆喀什·模拟预测)H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,它能通过催化ATP水解完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的运输到浓度更高的膜外胃腔中,对胃酸的分泌及胃的消化功能其有重要的意义,其作用机理如图所示。但是,若胃酸分泌过多,则会引起胃溃疡。请回答下列问题:
(1)胃壁细胞膜的主要成分是 。
(2)图中M1-R、H2-R、G-R为胃壁细胞膜上的特异性受体,与胞外不同信号分子结合后可通过 等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性。H+-K+-ATP酶催化ATP水解后,释放的磷酸基团使H+-K+--ATP酶磷酸化,导致其 发生改变,从而促进胃酸的分泌。
(3)胃壁细胞内的H+运输到膜外的方式属于 ,判断的依据是 。
(4)药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂,能有效减缓胃溃疡症状。临床上可使用奥美拉唑治疗胃溃疡的理由是 。
29.(23-24高三上·黑龙江伊春·期中)图甲表示某动物细胞的膜结构,图中A、B、C表示某些物质或结构,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质跨膜运输的相关曲线,请据图回答:
(1)图甲中B的名称 ,是细胞膜的基本支架。
(2)功能越复杂的细胞膜,膜上蛋白质的 越多。某类转运蛋白质只容许一定形状、大小和带电性质的分子或离子通过,且被转运物质不需与该转运蛋白相结合,也不需每次转运都发生构象变化,这类转运蛋白叫 。
(3)若图甲表示人体肝细胞O2和CO2的跨膜运输,则表示O2的运输方式是 (填字母),其运输方式符合图 所表示的物质运输曲线。
(4)若图甲表示人体小肠上皮细胞,则其吸收葡萄糖的运输方式是 (填字母),其运输方式符合图 所示曲线。
30.(2024·河南周口·模拟预测)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞介导外排Na+,是维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如图所示,回答下列问题:
(1)细胞膜的基本支架是 ,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为 起调节作用。
(2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,该过程所消耗的能量来源是 。主动运输方式对于细胞的意义是 。
(3)盐胁迫条件下,周围环境的Na+以 方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,导致细胞中K+浓度 (填“增大”或“减小”)。从结构方面分析,细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是 。
(4)已知盐胁迫会引起细胞内活性氧(ROS)的积累,从而严重破坏细胞结构和大分子。科研小组发现物质M不会影响正常条件下水稻细胞中ROS的产生,但是在盐胁迫下它却显著提高了ROS的含量。为证明在拟南芥中也存在同样的调控机制,科研小组将生理状况相同的拟南芥幼苗均分为四组,编号甲、乙、丙、丁;甲组和乙组每天各浇200mL清水,丙组和丁组每天各浇 一定浓度的NaCl溶液(营造盐胁迫环境),其中乙组和丁组添加等量的物质M;培养相同时间后,检测拟南芥幼苗中ROS的含量。若四组拟南芥幼苗中ROS的含量关系为 ,则证明在拟南芥中也存在同样的调控机制。
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专题03 物质进出细胞的方式
(考试时间90分钟 满分100分)
第一部分 选择题
下列各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意要求的。
1.(2024·重庆·三模)植物细胞液泡中的花青素是一种天然酸碱指示剂,钼酸钠遇花青素会发生反应呈现绿色。科研人员以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和钼酸钠溶液为实验材料,探究钼酸钠跨膜运输的方式,获得如下实验结果。下列有关实验分析正确的是( )
实验处理:
液泡出现绿色的时间/s
甲组:呼吸酶抑制剂
50
乙组:自然状态下
23
A.向甲组中加入适量的呼吸酶抑制剂体现了加法原理
B.当甲、乙两组的表皮细胞呈现绿色后即可进行光合作用
C.钼酸钠进入液泡需要通道蛋白的协助
D.实验中有可能观察到细胞质壁分离及自动复原现象
【答案】D
【分析】钼酸钠为强碱弱酸盐,会改变液泡内的pH,使得液泡由紫色变为绿色,甲组加入有氧呼吸抑制剂,出现绿色的时间变长,说明钼酸钠进入液泡需要能量,与呼吸有关。
【详解】A、向甲组中加入适量的呼吸酶抑制剂可抑制细胞呼吸减少ATP的生成,属于减法原理,A错误;
B、花青素不能吸收光能用于光合作用,在洋葱鳞片叶表皮细胞中没有叶绿体,不能进行光合作用,B错误;
C、甲组加入呼吸酶抑制剂,出现绿色的时间变长,说明钼酸钠进入液泡需要消耗能量,因此该跨膜运输过程为主动运输,需要载体蛋白的协助,C错误;
D、将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放在浓度较高的钼酸钠溶液中时可能会观察到质壁分离现象;由于细胞可以通过主动运输吸收钼酸钠,所以也可能观察到质壁分离自动复原现象,D正确。
故选D。
2.(2024·陕西安康·模拟预测)盐生植物是指长期生长在具有一定盐浓度的土壤中,已适应高盐环境的植物。不同盐生植物适应高盐环境的机制不同,有的可通过某些方式将细胞内的盐浓度控制在伤害阈值之下,有的可通过其生理的或代谢的适应,忍受已进入细胞的盐分。下列有关盐生植物适应高盐环境机制的叙述,不合理的是( )
A.依靠细胞膜上ATP供能的离子泵,主动分泌盐分
B.通过增加水分吸收降低细胞内的盐浓度,使其处于伤害阈值之下
C.将吸收的盐离子储存于液泡中,降低细胞液的浓度
D.银细胞对某些盐离子的通透性降低,阻止过量盐分进入
【答案】C
【分析】无机盐的主要存在形式是离子,有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分,许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要功能,有些无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。
【详解】A、依靠细胞膜上ATP供能的离子泵,通过主动运输将盐分运输出细胞外,可有效降低细胞内盐浓度,A正确;
B、处于高盐环境中时,细胞内盐离子浓度高,以促进细胞吸收水分,植物通过增加水分吸收降低细胞内的盐浓度,使其处于伤害阈值之下,B正确;
C、将吸收的盐离子储存于液泡中,通过在液泡中储存大量的钠离子来升高细胞液的浓度,而促进细胞吸收水分,C错误;
D、细胞对某些盐离子的通透性降低,阻止过量盐分进入,将细胞内的盐浓度控制在伤害阈值之下,D正确。
故选C。
3.(2024·湖南郴州·模拟预测)把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后,取蚕豆叶下表皮制作临时装片,先滴加清水进行观察,然后用的蔗糖溶液取代清水,短时间内继续观察,结果如图所示。下列有关叙述中,错误的是( )
A.水分子以被动运输的方式进出保卫细胞
B.蔗糖分子进入保卫细胞导致气孔关闭
C.气孔关闭过程中,保卫细胞的原生质层变小
D.气孔关闭过程中,保卫细胞的吸水能力增强
【答案】B
【分析】质壁分离的原理:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
【详解】A、水分子以自由扩散或协助扩散(统称为被动运输)的方式进入细胞,A正确;
B、保卫细胞吸水使气孔开放,失水导致气孔关闭,B错误;
CD、滴加蔗糖溶液后,保卫细胞失水,原生质层变小,细胞液浓度增加,吸水能力将增强,CD正确。
故选B。
4.(2024·四川绵阳·三模)2024年2月,我国多地遭受冻雨自然灾害。 为探究植物耐寒机制,某研究小组以洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,先分别在常温与低温(4℃)下处理24小时,然后在常温下进行质壁分离实验,结果如表:
初始细胞质壁分离所需时间/秒
相同时间质壁分离
细胞占比/%
相同时间液泡长度与 细胞长度比值/%/%
常温处理组
80
100
41
4℃低温处理组
166
35
80
下列有关实验的叙述错误的是( )
A.质壁分离实验过程需将实验材料置于同种外界溶液中
B.初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关
C.液泡长度与细胞长度比值越大,说明细胞失水越多,质壁分离程度越大
D.由实验结果推测,植物细胞可通过增加细胞液浓度适应低温环境
【答案】C
【分析】渗透作用需具备两个条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。质壁分离和质壁分离复原中水分子移动速度主要受膜两侧溶液的浓度差影响。成熟的植物细胞构成渗透系统,可发生渗透作用。质壁分离的原因:外因:外界溶液浓度>细胞液浓度;内因:原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于原生质层。最早出现质壁分离所需时间越长,说明细胞液浓度相对越大,与外界溶液的浓度差越小。由题干信息可知,低温处理使细胞质壁分离程度变小,质壁分离速度变慢。质壁分离的细胞其原生质体长度与细胞长度的比值表示质壁分离的程度,比值越大,质壁分离程度越小。
【详解】A、该实验的自变量是温度,外界溶液的种类是无关变量,因此质壁分离实验过程需将实验材料置于不同温度条件下的同种外界溶液中,A正确;
B、初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关,细胞内外溶液浓度差越大,初始细胞质壁分离所需时间越短,反之越长,B正确;
C、液泡长度与细胞长度比值越大,说明细胞失水越少,质壁分离程度越小,C错误;
D、表中数据表明,与常温状态相比,4℃处理的植物细胞的失水速率和质壁分离程度都降低,因此得出推论:植物细胞可能通过增加细胞液的浓度(比如低温下淀粉分解成可溶性糖增多),使细胞失水减少,适应低温环境,D正确。
故选C。
5.(2024·重庆九龙坡·三模)请看下图,甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞,研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中,并绘制出水分子的跨膜运输示意图,箭头方向表示水分子进出的方向,箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是( )
A.在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲
B.在高倍显微镜下,可观察到进出乙细胞的水分子数相等
C.甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用,且速度相同
D.若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中,最终均会涨破
【答案】D
【分析】甲图中出细胞水分子多于进细胞的水分子,细胞失水皱缩,甲细胞内浓度低于外界溶液浓度;乙图中进出细胞的分子数相同,细胞维持原来的形态,乙细胞内浓度等于外界溶液浓度;丙图中进细胞的水分子多于出细胞的水分子,细胞吸水膨胀,丙细胞内浓度高于外界溶液浓度。
【详解】A、只有成熟植物的细胞才会发生质壁分离现象,红细胞没有细胞壁,甲、乙、丙都不能发生质壁分离现象,A错误;
B、乙细胞的水分子数相等,但光学显微镜观察不到水分子的扩散,B错误;
C、图中甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用,由于箭头的粗细不同,速度不相同,C错误;
D、若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水低渗溶液中,红细胞会过度吸水而涨破,D正确。
故选D。
6.(2024·浙江温州·三模)某透析袋允许水、单糖等小分子自由通过,而二糖、蛋白质、淀粉等不能通过。某同学利用该透析袋制作了如图装置,一段时间后透析袋内变蓝,袋外的液体从棕色变无色。淀粉酶催化淀粉水解的主要产物是麦芽糖。下列叙述正确的是( )
A.袋内加入蔗糖酶,袋内蓝色将褪去
B.袋外加入淀粉酶,袋内蓝色将褪去
C.袋内加入淀粉酶,袋内溶液体积将减小
D.袋内加入淀粉酶,袋外溶液将恢复棕色
【答案】D
【分析】图中透析袋具有一定大小的孔径,只允许水、单糖等小分子通过;又由于透析袋内外溶液存在浓度差,所以该装置相当于一个渗透装置。
【详解】A、透析袋内是淀粉,加入蔗糖酶不会水解淀粉,袋内蓝色不会褪去,A错误;
B、袋外加入淀粉酶,蛋白质不能进入透析袋,所以袋内蓝色不会褪去,B错误;
C、袋内加入淀粉酶后淀粉被水解成麦芽糖,麦芽糖是二糖仍然不能透过透析袋,导致袋内浓度变大,袋内溶液体积增大,C错误;
D、袋内加入淀粉酶后淀粉被水解,碘分子不再与淀粉结合,会有部分碘分子扩散到袋外,使袋外恢复棕色,D正确。
故选D。
7. (2024·河北沧州·三模)植物细胞发生的质壁分离有凹型质壁分离和凸型质壁分离,分别如下图甲、乙所示。有些新鲜的实验材料会出现凹型质壁分离。下列叙述错误的是( )
A.甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性
B.若乙为洋葱鳞片叶外表皮细胞,则M处呈紫色
C.甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度
D.甲、乙细胞细胞壁的伸缩性均小于其原生质层的
【答案】B
【分析】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,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发生了质壁分离。浓度差越大,细胞失水也多,质壁分离现象越明显。
【详解】A、甲细胞会出现凹型质壁分离,因此甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性,A正确;
B、若乙为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,则M处无色,液泡内部为紫色,B错误;
C、若甲、乙细胞此时处于质壁分离的最大程度,甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度,C正确;
D、要发生质壁分离,必须是活的植物细胞,还要有大液泡,并且植物细胞中原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,D正确。
故选B。
8.(2024·河北衡水·模拟预测)植物细胞的液泡中除含有糖类、无机盐、色素等物质外,还含有蛋白酶、几丁质酶等多种水解酶,具有与溶酶体类似的功能。已知液泡中的pH低于细胞质基质。下列叙述错误的是( )
A.液泡可能与细胞自噬有关,能分解细胞中衰老损伤的细胞器
B.液泡中的酶进入细胞质基质中活性会降低甚至会失活
C.液泡中细胞液渗透压升高,有利于增强植物的抗旱能力
D.观察黑藻叶肉细胞质壁分离时,能看到其液泡体积变小且颜色加深
【答案】D
【分析】1、溶酶体是“消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌。
2、由题意可知,液泡具有与溶酶体类似的功能,含有多种水解酶,能分解细胞中衰老损伤的细胞器。
【详解】A、由题意可知,液泡具有与溶酶体类似的功能,含有多种水解酶,能分解细胞中衰老损伤的细胞器,A正确;
B、根据“液泡中的pH低于细胞质基质”可知,液泡中的酶进入细胞质基质中活性会降低甚至会失活,B正确;
C、液泡中的细胞液渗透压升高,有利于细胞吸水,有利于增强植物的抗旱能力,C正确;
D、观察黑藻叶肉细胞的质壁分离时,是通过观察叶绿体来进行的,液泡是无色的,所以不能观察到液泡的颜色加深,D错误。
故选D。
9.(2024·广东·三模)将洋葱鳞片叶外表皮细胞制成临时装片,利用蔗糖溶液和清水进行细胞失水和吸水实验时观察到的显微图像如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图1细胞的细胞液浓度比初始状态低
B.图2细胞的吸水能力逐渐加强
C.加入清水,图1细胞一定会发生质壁分离复原
D.两组细胞都有水分子透过原生质层进出液泡
【答案】D
【分析】题图分析,图1与图2构成对照,可得出图1在蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象,此时细胞内原生质层收缩;图2表示在清水中中发生了质壁分离复原。
【详解】A、图1细胞发生质壁分离,细胞液浓度因失水比初始状态高,A错误;
B、图2细胞处于清水中,细胞液浓度因吸水而不断降低,其细胞的吸水能力逐渐减弱,B错误;
C、因蔗糖溶液浓度未知,图1细胞可能会失水过多而死亡,加入清水后,质壁分离可能不复原,C错误;
D、水分子进出细胞是双向的,两组细胞都有水分子透过原生质层进出液泡,D正确。
故选D。
10.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)关于“水通道蛋白和K+通道蛋白运输物质的过程”,下列叙述正确的是( )
A.水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于主动运输
B.神经元运出K+需要消耗能量
C.水分子或K+通过通道蛋白时,需要与通道蛋白结合
D.肾小管上皮细胞膜上的水通道蛋白数量较多
【答案】D
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、 水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于协助扩散,A错误;
B、神经元运出K+是借助离子通道的顺浓度运输,属于协助扩散,不 需要消耗能量,B错误;
C、水分子或K+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,C错误;
D、 肾小管上皮细胞能借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式重吸收水,因此肾小管上皮细胞膜上的水通道蛋白数量较多,D正确。
故选D。
11.(2024·浙江绍兴·模拟预测)磷脂酸(PA)是一种常见的磷脂,在组成细胞膜脂质中的占比约为0.25%。盐胁迫时(膜外Na+浓度显著高于膜内浓度),PA在质膜迅速聚集并与蛋白激酶SOS2结合,使钙结合蛋白(SCBP8)磷酸化而解除对K+通道(AKT1)的抑制,同时还能激活钠氢转运蛋白(S0S1),具体调节机制如下图所示。据此推测下列相关说法错误的是( )
A.HKT1活性增强时,AKT1活性减弱
B.盐胁迫下,Na+通过主动转运至细胞外
C.S0Sl能同时转运H+和Na+,但仍具有专一性
D.盐胁迫下,细胞通过上述调节机制,激活SOS1和AKT1,抑制HKT1,从而有效缓解Na+对细胞的毒害作用
【答案】D
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要载体蛋白协助,不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【详解】A、HKT1活性增强时,Na+会抑制AKT1活性,A正确;
B、钠离子通过HKT1(Na+通道蛋白)顺浓度进入细胞,为协助扩散,则 Na+逆浓度梯度运出细胞的方式为主动运输,B 正确;
C、转运蛋白 SOS1能同时转运 H+和Na+,而不能转运其它离子,说明其具有特异性,C正确;
D、盐胁迫下,细胞通过上述调节机制,激活SOS1和AKT1,但不能抑制HKT1,从而有效缓解Na+对细胞的毒害作用,D错误。
故选D。
12.(2024·湖北武汉·模拟预测)血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下列过程不可能发生的是( )
A.生长激素通过主动运输穿过血脑屏障生物膜体系
B.氨基酸通过协助扩散穿过血脑屏障生物膜体系
C.O2通过自由扩散穿过血脑屏障生物膜体系
D.脑膜炎大肠杆菌通过胞吞、胞吐穿过血脑屏障生物膜体系
【答案】A
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从低浓度到高浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、生长激素属于生物大分子物质,不能通过主动运输穿过血脑屏障生物膜体系,A错误;
B、氨基酸属于小分子物质,穿过血脑屏障生物膜体系需要载体蛋白的协助,跨膜运输方式为协助扩散,B正确;
C、O2属于气体,通过自由扩散穿过血脑屏障生物膜体系,C正确;
D、大肠杆菌属于细菌,穿过血脑屏障生物膜体系的方式为胞吞、胞吐,D正确。
故选A。
13.(2024·山东·模拟预测)土壤中的铁多以不溶于水的复合物(Fe3+)形式存在,植物根细胞能够吸收的Fe2+在土壤中的含量极低。双子叶和其他非草本单子叶植物根表皮细胞的质子泵分泌H+,降低土壤pH,以提高Fe3+的溶解性,并通过特定的阴离子通道分泌柠檬酸和苹果酸等螯合剂(能与金属离子配位结合形成稳定的水溶性环状络合物,也称络合剂)与Fe3+结合,分布于根表皮细胞细胞膜表面的三价铁还原酶利用NAD(P)H还原螯合状态的Fe3+,产生Fe2+,同时加大了细胞膜两侧的H+电化学梯度,驱动Fe2+转运蛋白对Fe2+的吸收,具体过程如图。下列叙述正确的是( )
A.Fe2+通过Fe2+转运蛋白进入根细胞消耗的能量直接来自ATP
B.编码三价铁还原酶的基因发生突变,直接影响根细胞对Fe2+的吸收
C.Fe2+转运蛋白转运Fe2+的速率与细胞膜外H+和Fe2+的浓度呈正相关
D.三价铁还原酶和Fe2+转运蛋白的数量受植物自身铁离子数量和状态的调控
【答案】D
【分析】自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
物质转运方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
是否需要转运蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
【详解】A、Fe2+通过Fe2+转运蛋白进入根细胞消耗的能量来自细胞膜两侧的H+电化学势能,A错误;
B、编码三价铁还原酶的基因发生突变直接影响螯合状态的Fe3+还原为Fe2+,B错误;
C 、Fe2+转运蛋白转运Fe2+的过程属于主动运输,转运速率在一定范围内与H+浓度梯度有关,与Fe2+浓度无直接关联,C错误;
D、三价铁还原酶和Fe2+转运蛋白的数量受植物自身铁离子数量和状态的调控,当植物体内Fe2+数量少时,会通过一系列信号转导系统来促进相关蛋白的合成,D正确。
故选D。
14.(2024·广西·模拟预测)盐碱地是荒漠化沙化土地的重要类型之一,开展盐碱地的综合利用十分重要。科研人员培育出一种耐盐小麦,在培养液中加入不同浓度的NaCl培养该种小麦的根尖成熟区细胞,测定细胞液中两种物质浓度变化如图1。耐盐小麦提高耐盐能力机制如图2。下列叙述错误的是( )
A.耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境
B.耐盐小麦通过增加Na+排出,降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫
C.若使用呼吸抑制剂处理根尖细胞,则Na+的排出量不会减少
D.若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达,则有利于提高小表的耐盐能力
【答案】C
【分析】物质跨膜运输的方式有被动运输和主动运输,被动运输包括自由扩散和协助扩散,自由扩散的特点是顺浓度梯度运输,不需要载体蛋白和能量;协助扩散的特点是顺浓度梯度,需要载体蛋白的协助,不需要消耗能量;主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白的协助,也需要消耗能量。
【详解】A、据图1可知,随着氯化钠浓度的上升,耐盐小麦细胞内可溶性糖的浓度上升,则说明耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境,A正确;
B、据图1可知,随着氯化钠浓度的上升,耐盐小麦细胞内的氯化钠浓度上升的慢,据图2可知,Na+被排出细胞,则说明可能耐盐小麦通过增加Na+排出,降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫,B正确;
C、据图2可知,Na+排出细胞利用了H+的浓度差,则属于主动运输,使用呼吸抑制剂处理根尖细胞,则Na+的排出量会减少,C错误;
D、若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达,运出的Na+增加,则有利于提高小表的耐盐能力,D正确。
故选C。
15.(2024·广西河池·三模)某研究团队发现,携带抗体的溶酶体靶向嵌合体(LYTAC)可捕获胞外蛋白并将其运输至细胞内的溶酶体中降解,相关过程如图所示,Cl—M6PR为甘露糖6—磷酸受体。下列叙述错误的是( )
A.LYTAC捕获胞外蛋白的过程具有特异性
B.LYTAC进入溶酶体的过程体现了生物膜的流动性
C.Cl—M6PR被溶酶体降解后的产物会被细胞再利用
D.该技术将来可能应用于某些自身免疫病的治疗
【答案】D
【分析】由图可知,胞外蛋白被磷酸化后,与Cl—M6PR特异性结合,以胞吞的形式进入溶酶体,被溶酶体消化。
【详解】A、据图可知,LYTAC捕获胞外蛋白的过程具有特异性,只有与Cl—M6PR特异性结合的被磷酸化的蛋白才能被捕获,A正确;
B、LYTAC进入溶酶体的过程为胞吞,体现了生物膜的流动性,B正确;
C、Cl—M6PR被溶酶体降解后的产物会被细胞再利用,C正确;
D、由题意可知,该技术主要针对胞外蛋白,将来可能应用于某些过敏反应的治疗,D错误。
故选D。
16.(2024·山东菏泽·一模)细胞中生命活动绝大多数所需要的能量都是由ATP直接提供的,ATP是细胞的能量“货币”。研究发现,ATP还可以传导信号和作为神经递质发挥作用,其转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ATP通过途径①转运到细胞外的过程不需要消耗能量,但要与通道蛋白结合
B.ATP通过途径②转运到细胞外时会发生载体蛋白构象的改变
C.若ATP作为神经递质,需要经过途径③,既消耗能量也需要载体
D.ATP的能量主要贮存在腺苷和磷酸之间的特殊化学键中
【答案】B
【分析】许多吸能反应与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量;许多放能反应与ATP合成相联系,释放的能量储存在ATP中,用来为吸能反应直接供能。 ATP水解得到ADP和Pi,并释放出能量,直接为各项生命活动供能。
【详解】A、ATP经过途径①是不需要与通道蛋白结合的,属于协助扩散、不消耗能量,A错误;
B、ATP通过途径②转运到细胞外时需要与载体蛋白结合,会发生载体蛋白构象的改变,B正确;
C、若ATP作为神经递质,需要经过途径③胞吐的方式,该方式需要消耗能量但不需要载体,C错误;
D、ATP的能量主要贮存在相邻的磷酸基团之间的特殊化学键中,D错误。
故选B。
17.(2024·湖北·三模)小肠是食物消化和吸收的主要部位。小肠上皮细胞可以吸收食物中的葡萄糖等有机物,再将葡萄糖等有机物转运入血浆中,转运机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为协助扩散
B.小肠上皮细胞上的Glut2蛋白通过主动运输的方式将葡萄糖转运入血浆
C.小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵,有利于吸收营养物质
D.小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与Na+和Cl-有关
【答案】C
【分析】利用ATP水解释放能量,将细胞内的Na+泵出细胞外,而相应地将细胞外K+泵入细胞内,说明Na+出细胞、K+进细胞均为主动运输。
【详解】A、据图可知,葡萄糖从肠腔运输到小肠上皮细胞是逆浓度梯度,故小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为主动运输,A错误;
B、葡萄糖从小肠上皮细胞转运至细胞外液,通过Glut2蛋白,是顺浓度梯度,故小肠上皮细胞是通过协助扩散的方式将葡萄糖转运入细胞外液,B锆误;
C、小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵,可以形成细胞内外Na+浓度差,有利于吸收营养物质葡萄糖,因为葡萄糖从肠腔运输到小肠上皮细胞所需要能量由Na+浓度差提供,C正确;
D、小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与K+有关,D错误。
故选C。
18.(2024·江西九江·三模)葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,下图表示葡萄糖等物质进入小肠绒毛上皮细胞的过程,其中葡萄糖和半乳糖的运输不直接消耗ATP。下列叙述错误的是( )
A.Na+进出小肠绒毛上皮细胞的方式可能不同
B.图中载体既可转运葡萄糖、半乳糖也可转运Na+,说明该载体蛋白不具有特异性
C.当细胞外Na+浓度降低时,葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的速率会减慢
D.半乳糖的含量会影响葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的速率
【答案】B
【分析】题图分析,半乳糖和葡萄糖进入小肠上皮细胞是从低浓度运输到高浓度,属于主动运输,需要载体,需要的能量由Na+顺浓度梯度进细胞产生的势能提供。
【详解】A、Na+进出小肠绒毛上皮细胞的方式可能不同,进入上皮细胞的方式是协助扩散,出小肠上皮细胞的方式是主动运输,A正确;
B、图中载体既可转运葡萄糖、半乳糖也可转运Na+,但不能转运其他的物质,且具有不同的结合部位,因而说明该载体蛋白具有特异性,B错误;
C、当细胞外Na+浓度降低时,不能为葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞提供足够的势能,因而葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的速率会减慢,C正确;
D、半乳糖和葡萄糖共用一个载体,尽管结合部位不同,但半乳糖的含量也会影响葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的速率,D正确。
故选B。
19.(2024·江西宜春·三模)骨骼肌细胞在未受刺激时呈舒张状态,其细胞质基质中Ca2+浓度较低;当其受到刺激后,组织液中Ca2+进入细胞,导致细胞质基质中Ca2+浓度升高,从而诱发内质网中Ca2+外流,使得细胞质基质中的Ca2+浓度进一步升高,引起肌肉收缩。该过程如下图所示,以下说法不正确的是( )
A.Ca2+和Na+外排时转运蛋白虽然不同,但转运方式相同
B.引起肌肉收缩的Ca2+浓度变化都是通过协助扩散完成的
C.Ca2+运入内质网是维持细胞质基质低Ca2+状态的唯一途径
D.保持正常水平的Ca2+浓度,对肌肉收缩的调节有重要作用
【答案】C
【分析】物质运输方式:
(1)被动运输:分为自由扩散和协助扩散:①自由扩散:顺相对含量梯度运输;不需要载体;不需要消耗能量。②协助扩散:顺相对含量梯度运输;需要载体参与;不需要消耗能量。
(2)主动运输:能逆相对含量梯度运输;需要载体;需要消耗能量。
(3)胞吞胞吐:物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜,从细胞外进或出细胞内的过程。
【详解】A、Ca2+外排需要转运蛋白的协助,还需要Na+协同运输中离子梯度产生的势能作为动力,故属于主动运输,而Na+外排是通过Na+-K+泵完成的以ATP水解放能为动力的主动运输,A正确;
B、肌肉收缩是由于细胞质基质中Ca2+浓度升高,这些变化包括Ca2+跨膜进入细胞及内质网中Ca2+外流,这些都是通过通道蛋白完成的协助扩散,B正确;
C、细胞低钙状态的维持是通过Ca2+外排及被转运至内质网两条途径实现的,C错误;
D、由题干可知,Ca2+作为信号分子与肌肉收缩的调节密切相关,因此保持正常水平的Ca2+浓度,对肌肉收缩的调节有重要作用,D正确。
故选C。
20.(2024·湖北·一模)植物通过光合作用在叶肉细胞的细胞质中合成蔗糖,如图表示蔗糖运输至韧皮部薄壁细胞和伴胞的过程,其中①表示H+-蔗糖同向运输载体,②表示H+-ATP酶,③表示W载体。韧皮薄壁细胞内能积累高浓度的蔗糖。下列相关叙述不正确的是( )
A.蔗糖通过协助扩散出韧皮薄壁细胞
B.蔗糖通过胞间连丝进入韧皮薄壁细胞,体现了细胞膜的信息交流功能
C.抑制细胞呼吸,蔗糖进入伴胞的运输会受影响
D.图示过程说明某些转运蛋白兼有酶活性
【答案】B
【分析】题图分析:图中叶肉细胞中蔗糖通过胞间连丝逆浓度梯度运进薄壁细胞,从薄壁细胞运输到细胞外为协助扩散,再由细胞外通过主动运输的方式逆浓度梯度运输到伴胞。
【详解】A、蔗糖出韧皮薄壁细胞是顺浓度梯度运输,且需转运蛋白的协助,属于协助扩散,A正确;
B、叶肉细胞产生的蔗糖通过胞间连丝进入韧皮薄壁细胞,体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,B错误;
C、蔗糖进入伴胞的方式是主动运输,抑制细胞呼吸会影响能量供应,蔗糖进入伴胞的运输会受影响,C正确;
D、图示H+-ATP酶既能转运H+,又有ATP水解酶的活性,D正确。
故选B。
21.(2024·河北保定·二模)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列生理活动中没有蛋白质直接参与的是( )
A.水分子进入肾小管和集合管的过程
B.组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液
C.血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞
D.LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞
【答案】B
【分析】蛋白质的功能-生命活动的主要承担者:①构成细胞和生物体的重要物质,即结构蛋白,如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白;②催化作用:如绝大多数酶;③传递信息,即调节作用:如胰岛素、生长激素;④免疫作用:如免疫球蛋白(抗体);⑤运输作用:如红细胞中的血红蛋白。
【详解】A、水分子通过水通道蛋白进入肾小管和集合管,水通道蛋白是蛋白质,A不符合题意;
B、组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液为自由扩散,不需要载体,与蛋白质无关,B符合题意;
C、血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞,需要血红蛋白的参与,与蛋白质有关,C不符合题意;
D、LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞与细胞膜表面的蛋白质有关,D不符合题意。
故选B
22.(2024·山东青岛·二模)下图是体外培养的某动物细胞的电镜照片,箭头所指结构为细胞膜,图示从左到右依次显示了细胞内囊泡的变化过程。下列说法错误的是( )
A.图示过程体现了生物膜的流动性,过程中需要消耗能量
B.图中囊泡是由内质网形成的,完成细胞分泌过程
C.囊泡中运输的物质可以是生物大分子,也可以是小分子物质
D.细胞可通过图示方式实现细胞膜的物质更新
【答案】B
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:游离核糖体合成一小段肽链后,进入内质网中进一步合成并进行加工,内质网“出芽”形成囊泡到达高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质,高尔基体“出芽”形成囊泡运输到细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、图示过程为胞吐,体现了生物膜的流动性,过程中需要消耗能量,A正确;
B、图中囊泡是由高尔基体形成的,与细胞膜融合之后完成细胞分泌过程,B错误;
C、囊泡中运输的物质可以是生物大分子,也可以是小分子物质如神经递质,C正确;
D、细胞可通过图示方式实现膜的转换从而实现细胞膜的物质更新,D正确。
故选B。
23.(2024·江苏扬州·模拟预测)关于细胞的物质运输,叙述错误的是( )
A.细胞内囊泡穿梭往来运输物质与细胞骨架密切相关并消耗ATP
B.生物大分子通过胞吞胞吐进出细胞,其过程需要膜上蛋白质的参与
C.水分子少部分通过自由扩散进出细胞,绝大多数通过水通道进出细胞
D.分泌蛋白在游离核糖体上合成一段肽链后,经囊泡运输到内质网腔内
【答案】D
【分析】1、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网出芽形成蠹泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体出芽形成囊泡→细胞膜;
2、胞吞作用是指细胞通过质膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内,以维持细胞正常的代谢活动的过程。又分为吞噬作用和胞饮作用;胞吐作用是指细胞内合成的生物分子(蛋白质和脂质等)和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。胞吞和胞吐都需要蛋白质的参与,需要化学反应释放的能量,能运输大分子,运输过程中形成囊泡,基于生物膜的流动性。
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,细胞内囊泡穿梭往来运输物质与细胞骨架密切相关,此过程需要消耗ATP,A正确;
B、生物大分子通过胞吞、胞吐进出细胞,其过程需要膜上蛋白质的参与,且需要消耗能量,B正确;
C、水分子进出细胞的方式包括自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散,其中水分子少部分通过自由扩散进出细胞,绝大多数通过水通道进出细胞,C正确;
D、核糖体是肽链(蛋白质)合成场所,核糖体没有膜结构,故该肽链不是以囊泡的形式进入内质网腔内,D错误。
故选D。
24.(2024·湖北荆州·三模)内服药物进入小肠上皮细胞的跨膜转运方式取决于药物性质及吸收部位的生理和病理特征,常见的药物跨膜转运方式如下图。已知小肠上皮细胞间存在水溶性孔道,OATP和P-gp两种膜转运蛋白分别参与图中C和D途径。下列叙述错误的是( )
A.药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞间途径被吸收
B.被动转运跨膜途径中,药物通过细胞膜的运输方式是自由扩散
C.当甲侧药物浓度低于乙侧并通过C途径转运时,可能需要ATP供能
D.提高P-gp的活性可一定程度缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低
【答案】D
【分析】图为跨膜运输方式分为:
A为细胞间途径,间隙连接允许小分子和离子直接通过;
B为被动转运跨膜运输,物质顺着浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜运输,不需要细胞提供能量,且没有转运蛋白参与,属于自由扩散;
C摄入型转运介导跨膜运输,物质逆着浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜运输,需要细胞消耗能量;
D外排型转运介导的跨膜运输,是胞吐作用将物质从细胞内释放到细胞外。
【详解】A、据题可知,细胞间途径是通过小肠上皮细胞间隙吸收药物的,且小肠上皮细胞间存在水溶性孔道,故药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞间途径被吸收,A正确;
B、由图可知,被动转运-跨膜途径不需要转运蛋白参与,药物直接通过细胞膜,该运输方式是自由扩散,B正确;
C、当甲侧药物分子浓度低于乙侧,即逆浓度运输,需要载体蛋白并消耗能量,该过程有可能需要ATP 供能,C正确;
D、P-gp可以把药物从上皮细胞中排出到肠腔,限制药物的吸收,从而造成药物口服生物利用度降低,因此抑制P-gp的功能可缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低,D错误。
故选D。
25.(23-24高三下·辽宁·期中)吞噬和胞饮属于胞吞的两种类型,其原理如下图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.病原体、衰老或凋亡的细胞通过吞噬的方式被巨噬细胞摄取
B.神经递质与受体结合后,通过胞饮的方式进入突触后神经元
C.两种类型胞吞都能体现细胞膜具有一定的流动性
D.吞噬的过程中需要消耗能量且需要膜蛋白的参与
【答案】B
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、巨噬细胞能够吞噬病原体,病原体、衰老或凋亡的细胞通过吞噬的方式被巨噬细胞摄取,A正确;
B、神经递质与受体结合后引发突触后膜膜电位变化,并不进入突触后神经元,B错误;
C、两种类型胞吞都能体现细胞膜具有一定的流动性,即体现了细胞膜的流动性,C正确;
D、吞噬的过程是胞吞过程,胞吞需要消耗能量,且需要膜蛋白的参与,D正确。
故选B。
第2部分 非选择题
本部分5道题,总分50分。
26.(2024·山东·模拟预测)海水稻(耐盐碱水稻)是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区的水稻,具有抗涝、抗盐碱等能力,比普通水稻具有更强的生存竞争力。如图1是海水稻相关的生理过程示意图。
(1)据图分析,H+进入液泡的方式为 。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡,所需要的能量来自 。海水稻通过调节相关物质的运输,使根部成熟区细胞的细胞液浓度比普通水稻的 (填“高”或“低”),提高了根细胞的 能力,从而提高了海水稻的耐盐碱性。
(2)某研究小组在高盐胁迫条件下(NaCl浓度为200mmol/L)进行了海水稻的相关实验,并根据实验测得的数据绘制如图2所示曲线。
①如图2所示,实验前15天时,海水稻胞间CO2相对浓度逐渐下降,原因可能是 。
②据图2分析,第15天之后胞间CO2相对浓度逐渐上升,原因可能是 。
(3)结合所学知识和生活实际,写出海水稻具有的两点价值: 。
【答案】(1) 主动运输 H+顺浓度梯度从液泡运输到细胞质基质形成的电化学势能 高 吸水
(2) 高盐胁迫条件下,海水稻根细胞失水较多,为降低蒸腾失水,气孔导度降低 第15天后海水稻光合色素相对含量明显降低,光反应速率降低,导致暗反应所需的ATP和NADPH供应减少,CO2固定速率减慢,胞间CO2消耗较少
(3)增加粮食产量和保障粮食安全、改良土壤和改善生态环境、可产生一定的经济效益和社会效益
【分析】1、当外界溶液的浓度高于细胞液浓度时,细胞失水;当外界溶液的浓度低于细胞液浓度时,细胞吸水。
2、物质出入细胞的方式 :被动运输包括自由扩散和协助扩散,运输方向:高浓度→低浓度,不需要能量;主动运输运输方向:低浓度→高浓度,需要能量,需要转运蛋白。
【详解】(1)据图1分析可知,H+进入液泡需要载体蛋白协助并消耗能量,运输方式为主动运输。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡,方式为主动运输,所需要的能量来自H+顺浓度梯度从液泡运输到细胞质基质形成的电化学势能。相比普通水稻,海水稻通过调节相关物质的运输,使根部成熟区细胞的细胞液浓度升高,提高了根细胞的吸水能力,从而提高了海水稻的耐盐碱性。
(2)①高盐胁迫条件下,海水稻根细胞失水较多,为降低蒸腾失水,气孔导度降低,使得胞间CO2浓度逐渐下降。②第15天后海水稻光合色素相对含量明显降低,光反应速率降低,导致暗反应所需的ATP和NADPH供应减少,CO2固定速率减慢,胞间CO2消耗较少,导致胞间CO2浓度逐渐上升。
(3)海水稻具有的价值:增加粮食产量和保障粮食安全、改良土壤和改善生态环境、可产生一定的经济效益和社会效益等。
27.(2024·河北沧州·二模)脯氨酸是植物在盐胁迫条件下液泡中积累的重要氨基酸,在植物渗透调节中发挥关键作用。为研究盐胁迫条件下,脯氨酸浸种对水稻幼苗形态相关指标的影响,研究者做了相关实验,结果如下表所示。回答下列问题:
组别
处理方法
平均苗高/cm
平均根长/cm
平均根数/条
①
S0
6.42
3.30
8.80
②
S1
2.59
2.55
4.20
③
S1+T1
4.99
3.54
5.67
④
S1+T2
5.02
3.57
6.13
⑤
S1+T3
6.11
4.14
6.47
注:S1指在水稻培养基中添加一定浓度的NaCl;T1~T3添加的脯氨酸浓度依次升高。
(1)盐胁迫下水稻细胞中散失的水分主要是 ;举例说明该种形式的水在水稻种子萌发过程中参与的具体生理过程有 (举出1例)。
(2)上述实验的处理方案中,S0的处理方式为 。实验结果表明,用T1浓度的脯氨酸浸种 (填“能”或“不能”)缓解盐胁迫对水稻性状的影响,依据是 。
(3)根据题意和实验结果推测,水稻积累脯氨酸可缓解盐胁迫对水稻生长抑制的机理是 (答出2点)。
【答案】(1) 自由水 和丙酮酸反应生成CO2和[H](或有氧呼吸第二阶段)、参与淀粉水解为葡萄糖
(2) 水稻培养基中不添加NaCl(或用普通的培养基培养水稻) 能 与②组相比,③组的水稻在苗高、根长、根数方面都有所增加
(3)脯氨酸可以提高细胞液的浓度,从而提升水稻细胞的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的根长和根数减少,增强水稻根系的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢,提升水稻的光合作用速率
【分析】由题意可知,该实验的自变量是是否有盐胁迫以及脯氨酸的浓度,因变量是水稻的生长情况,包括苗高、根长和根的条数等。
【详解】(1)植物细胞中水的存在形式有自由水和结合水,盐胁迫下散失的水主要是自由水,自由水在水稻种子萌发过程中可参与有氧呼吸第二阶段,即与丙酮酸反应生成CO2和[H],参与淀粉水解为葡萄糖等过程。
(2)分析实验结果可知,S0组作为盐胁迫的对照组,其处理方式为水稻培养基中不添加NaCl。与②组(只有盐胁迫)相比,③组(盐胁迫下添加T1浓度的脯氨酸)的水稻在苗高、根长、根数方面都有所增加,说明T1浓度的脯氨酸可以缓解盐胁迫对水稻性状的影响。
(3)据题干信息和实验结果可知,脯氨酸可以提高细胞液的浓度,从而提升水稻细胞的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的根长和根数减少,增强水稻根系的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢,提升水稻的光合作用速率。
28.(2024·新疆喀什·模拟预测)H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,它能通过催化ATP水解完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的运输到浓度更高的膜外胃腔中,对胃酸的分泌及胃的消化功能其有重要的意义,其作用机理如图所示。但是,若胃酸分泌过多,则会引起胃溃疡。请回答下列问题:
(1)胃壁细胞膜的主要成分是 。
(2)图中M1-R、H2-R、G-R为胃壁细胞膜上的特异性受体,与胞外不同信号分子结合后可通过 等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性。H+-K+-ATP酶催化ATP水解后,释放的磷酸基团使H+-K+--ATP酶磷酸化,导致其 发生改变,从而促进胃酸的分泌。
(3)胃壁细胞内的H+运输到膜外的方式属于 ,判断的依据是 。
(4)药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂,能有效减缓胃溃疡症状。临床上可使用奥美拉唑治疗胃溃疡的理由是 。
【答案】(1)脂质和蛋白质(或磷脂和蛋白质)
(2) cAMP和Ca2+ 空间结构
(3) 主动运输 胃壁细胞内的H+运输过程需要消耗ATP,且为逆浓度运输
(4)抑制H+-K+-ATP酶的活性,抑制胃壁细胞内H+运输到胃腔中,减少胃酸分泌量
【分析】据图分析,H+-K+-ATP酶能将钾离子转运到胃壁细胞内,将氢离子运出胃壁细胞,钙离子、cAMP能促进H+-K+-ATP酶的磷酸化,促进氢离子和钾离子的转运。
【详解】(1)细胞膜的成分为磷脂、蛋白质分子以及少量的糖类,故胃壁细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂。
(2)图中M1-R、H2-R、G-R能识别并接受接收信号分子a、信号分子b、信号分子c的信息,是受体;由图可知,受体与各自的信号分子结合后,或通过cAMP和Ca2+等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性,H+-K+-ATP酶是蛋白质,接受磷酸基团而磷酸化后其空间结构会发生改变。
(3)胃腔中有大量盐酸,氢离子浓度大于胃壁细胞内的氢离子浓度,H+被转运到细胞外是逆浓度梯度运输,且由图可知,运输过程中要消耗ATP水解释放的能量,属于主动运输。
(4)氢离子过多的被转运到胃腔中导致胃酸分泌过多,引起胃溃疡。H+通过主动运输被转运到细胞外,药物奥美拉唑可以抑制H+-K+-ATP酶的活性,使氢离子的主动运输受到抑制,减少胃壁细胞分泌胃酸,达到治疗的目的。
29.(23-24高三上·黑龙江伊春·期中)图甲表示某动物细胞的膜结构,图中A、B、C表示某些物质或结构,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质跨膜运输的相关曲线,请据图回答:
(1)图甲中B的名称 ,是细胞膜的基本支架。
(2)功能越复杂的细胞膜,膜上蛋白质的 越多。某类转运蛋白质只容许一定形状、大小和带电性质的分子或离子通过,且被转运物质不需与该转运蛋白相结合,也不需每次转运都发生构象变化,这类转运蛋白叫 。
(3)若图甲表示人体肝细胞O2和CO2的跨膜运输,则表示O2的运输方式是 (填字母),其运输方式符合图 所表示的物质运输曲线。
(4)若图甲表示人体小肠上皮细胞,则其吸收葡萄糖的运输方式是 (填字母),其运输方式符合图 所示曲线。
【答案】(1)磷脂双分子层
(2) 种类和数目 通到蛋白
(3) b 乙
(4) a 丙
【分析】分析图甲:A是蛋白质分子,B是磷脂双分子层,C代表糖蛋白,有糖蛋白的一侧是膜的外侧,a方式是从低浓度到高浓度,需要载体和能量,属于主动运输进细胞;b、c方式是从高浓度到低浓度,不需要转运蛋白和能量,属于自由扩散进出细胞;d方式是从低浓度到高浓度,需要载体,需要能量,属于主动运输出细胞。图乙表示自由扩散,图丙表示主动运输。
【详解】(1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,在膜的外侧还有少量多糖,能与蛋白质结合形成糖蛋白,图中B是磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架。
(2)蛋白质是生命活动的主要承担者,所以功能越复杂的细胞膜,膜上蛋白质的种类和数目越多;某类转运蛋白质只容许一定形状、大小和带电性质的分子或离子通过,且被转运物质不需与该转运蛋白相结合,也不需每次转运都发生构象变化,这类转运蛋白叫通道蛋白。
(3)人体肝细胞吸收O2和排出CO2都是以自由扩散形式运输,分别为图中b、c,其中b是进入细胞,c是排出细胞,故氧气的跨膜运输方式是b,其运输速度与氧气浓度成正比,与图乙所表示的物质运输曲线相符。
(4)若图甲表示人体小肠上皮细胞,则其吸收葡萄糖的运输方式是主动运输,对应图甲中的a(该物质从低浓度到高浓度,需要载体和能量,属于主动运输,且该物质进入细胞),图丙当外界浓度低于细胞内浓度时也能进入,即能从低浓度运输到高浓度,故为主动运输,因此其运输方式符合图丙所示曲线。
30.(2024·河南周口·模拟预测)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞介导外排Na+,是维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如图所示,回答下列问题:
(1)细胞膜的基本支架是 ,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为 起调节作用。
(2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,该过程所消耗的能量来源是 。主动运输方式对于细胞的意义是 。
(3)盐胁迫条件下,周围环境的Na+以 方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,导致细胞中K+浓度 (填“增大”或“减小”)。从结构方面分析,细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是 。
(4)已知盐胁迫会引起细胞内活性氧(ROS)的积累,从而严重破坏细胞结构和大分子。科研小组发现物质M不会影响正常条件下水稻细胞中ROS的产生,但是在盐胁迫下它却显著提高了ROS的含量。为证明在拟南芥中也存在同样的调控机制,科研小组将生理状况相同的拟南芥幼苗均分为四组,编号甲、乙、丙、丁;甲组和乙组每天各浇200mL清水,丙组和丁组每天各浇 一定浓度的NaCl溶液(营造盐胁迫环境),其中乙组和丁组添加等量的物质M;培养相同时间后,检测拟南芥幼苗中ROS的含量。若四组拟南芥幼苗中ROS的含量关系为 ,则证明在拟南芥中也存在同样的调控机制。
【答案】(1) 磷脂双分子层 信号分子
(2) H+浓度差形成的势能 细胞通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要
(3) 协助扩散(被动运输) 增大 细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种类(和数量)不同
(4) 200mL(等量) 甲=乙<丙<丁
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要载体蛋白协助,不消耗能量。2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【详解】(1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,分析盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化可知,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为起调节作用。
(2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,该过程所消耗的能量来源是H+浓度差形成的势能。主动运输方式对于细胞的意义是细胞通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。
(3)Na+通过顺浓度梯度大量进入根部细胞因此为协助扩散,SCaBP8可以抑制AKT1对K+的运输,因此当磷酸化的SCaBP8减缓对AKT1的抑制作用时,导致细胞中K+浓度增大;从结构方面分析,细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质组成,因此细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种类(和数量)不同。
(4)为了保证单一变量,甲组和乙组每天各浇200mL清水,丙组和丁组每天各浇200mL一定浓度的NaCl溶液营造盐胁迫环境。科研小组发现物质M不会影响正常条件下水稻细胞中ROS的产生,但是在盐胁迫下它却显著提高了ROS的含量,现在要证明在拟南芥中也存在同样的调控机制。因为物质M不会影响正常条件下ROS的产生,因此甲=乙,盐胁迫下它显著提高ROS的含量,因此丙<丁。
26.(2024·山东·模拟预测)海水稻(耐盐碱水稻)是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区的水稻,具有抗涝、抗盐碱等能力,比普通水稻具有更强的生存竞争力。如图1是海水稻相关的生理过程示意图。
(1)据图分析,H+进入液泡的方式为 。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡,所需要的能量来自 。海水稻通过调节相关物质的运输,使根部成熟区细胞的细胞液浓度比普通水稻的 (填“高”或“低”),提高了根细胞的 能力,从而提高了海水稻的耐盐碱性。
(2)某研究小组在高盐胁迫条件下(NaCl浓度为200mmol/L)进行了海水稻的相关实验,并根据实验测得的数据绘制如图2所示曲线。
①如图2所示,实验前15天时,海水稻胞间CO2相对浓度逐渐下降,原因可能是 。
②据图2分析,第15天之后胞间CO2相对浓度逐渐上升,原因可能是 。
(3)结合所学知识和生活实际,写出海水稻具有的两点价值: 。
【答案】(1) 主动运输 H+顺浓度梯度从液泡运输到细胞质基质形成的电化学势能 高 吸水
(2) 高盐胁迫条件下,海水稻根细胞失水较多,为降低蒸腾失水,气孔导度降低 第15天后海水稻光合色素相对含量明显降低,光反应速率降低,导致暗反应所需的ATP和NADPH供应减少,CO2固定速率减慢,胞间CO2消耗较少
(3)增加粮食产量和保障粮食安全、改良土壤和改善生态环境、可产生一定的经济效益和社会效益
【分析】1、当外界溶液的浓度高于细胞液浓度时,细胞失水;当外界溶液的浓度低于细胞液浓度时,细胞吸水。
2、物质出入细胞的方式 :被动运输包括自由扩散和协助扩散,运输方向:高浓度→低浓度,不需要能量;主动运输运输方向:低浓度→高浓度,需要能量,需要转运蛋白。
【详解】(1)据图1分析可知,H+进入液泡需要载体蛋白协助并消耗能量,运输方式为主动运输。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡,方式为主动运输,所需要的能量来自H+顺浓度梯度从液泡运输到细胞质基质形成的电化学势能。相比普通水稻,海水稻通过调节相关物质的运输,使根部成熟区细胞的细胞液浓度升高,提高了根细胞的吸水能力,从而提高了海水稻的耐盐碱性。
(2)①高盐胁迫条件下,海水稻根细胞失水较多,为降低蒸腾失水,气孔导度降低,使得胞间CO2浓度逐渐下降。②第15天后海水稻光合色素相对含量明显降低,光反应速率降低,导致暗反应所需的ATP和NADPH供应减少,CO2固定速率减慢,胞间CO2消耗较少,导致胞间CO2浓度逐渐上升。
(3)海水稻具有的价值:增加粮食产量和保障粮食安全、改良土壤和改善生态环境、可产生一定的经济效益和社会效益等。
27.(2024·河北沧州·二模)脯氨酸是植物在盐胁迫条件下液泡中积累的重要氨基酸,在植物渗透调节中发挥关键作用。为研究盐胁迫条件下,脯氨酸浸种对水稻幼苗形态相关指标的影响,研究者做了相关实验,结果如下表所示。回答下列问题:
组别
处理方法
平均苗高/cm
平均根长/cm
平均根数/条
①
S0
6.42
3.30
8.80
②
S1
2.59
2.55
4.20
③
S1+T1
4.99
3.54
5.67
④
S1+T2
5.02
3.57
6.13
⑤
S1+T3
6.11
4.14
6.47
注:S1指在水稻培养基中添加一定浓度的NaCl;T1~T3添加的脯氨酸浓度依次升高。
(1)盐胁迫下水稻细胞中散失的水分主要是 ;举例说明该种形式的水在水稻种子萌发过程中参与的具体生理过程有 (举出1例)。
(2)上述实验的处理方案中,S0的处理方式为 。实验结果表明,用T1浓度的脯氨酸浸种 (填“能”或“不能”)缓解盐胁迫对水稻性状的影响,依据是 。
(3)根据题意和实验结果推测,水稻积累脯氨酸可缓解盐胁迫对水稻生长抑制的机理是 (答出2点)。
【答案】(1) 自由水 和丙酮酸反应生成CO2和[H](或有氧呼吸第二阶段)、参与淀粉水解为葡萄糖
(2) 水稻培养基中不添加NaCl(或用普通的培养基培养水稻) 能 与②组相比,③组的水稻在苗高、根长、根数方面都有所增加
(3)脯氨酸可以提高细胞液的浓度,从而提升水稻细胞的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的根长和根数减少,增强水稻根系的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢,提升水稻的光合作用速率
【分析】由题意可知,该实验的自变量是是否有盐胁迫以及脯氨酸的浓度,因变量是水稻的生长情况,包括苗高、根长和根的条数等。
【详解】(1)植物细胞中水的存在形式有自由水和结合水,盐胁迫下散失的水主要是自由水,自由水在水稻种子萌发过程中可参与有氧呼吸第二阶段,即与丙酮酸反应生成CO2和[H],参与淀粉水解为葡萄糖等过程。
(2)分析实验结果可知,S0组作为盐胁迫的对照组,其处理方式为水稻培养基中不添加NaCl。与②组(只有盐胁迫)相比,③组(盐胁迫下添加T1浓度的脯氨酸)的水稻在苗高、根长、根数方面都有所增加,说明T1浓度的脯氨酸可以缓解盐胁迫对水稻性状的影响。
(3)据题干信息和实验结果可知,脯氨酸可以提高细胞液的浓度,从而提升水稻细胞的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的根长和根数减少,增强水稻根系的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢,提升水稻的光合作用速率。
28.(2024·新疆喀什·模拟预测)H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,它能通过催化ATP水解完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的运输到浓度更高的膜外胃腔中,对胃酸的分泌及胃的消化功能其有重要的意义,其作用机理如图所示。但是,若胃酸分泌过多,则会引起胃溃疡。请回答下列问题:
(1)胃壁细胞膜的主要成分是 。
(2)图中M1-R、H2-R、G-R为胃壁细胞膜上的特异性受体,与胞外不同信号分子结合后可通过 等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性。H+-K+-ATP酶催化ATP水解后,释放的磷酸基团使H+-K+--ATP酶磷酸化,导致其 发生改变,从而促进胃酸的分泌。
(3)胃壁细胞内的H+运输到膜外的方式属于 ,判断的依据是 。
(4)药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂,能有效减缓胃溃疡症状。临床上可使用奥美拉唑治疗胃溃疡的理由是 。
【答案】(1)脂质和蛋白质(或磷脂和蛋白质)
(2) cAMP和Ca2+ 空间结构
(3) 主动运输 胃壁细胞内的H+运输过程需要消耗ATP,且为逆浓度运输
(4)抑制H+-K+-ATP酶的活性,抑制胃壁细胞内H+运输到胃腔中,减少胃酸分泌量
【分析】据图分析,H+-K+-ATP酶能将钾离子转运到胃壁细胞内,将氢离子运出胃壁细胞,钙离子、cAMP能促进H+-K+-ATP酶的磷酸化,促进氢离子和钾离子的转运。
【详解】(1)细胞膜的成分为磷脂、蛋白质分子以及少量的糖类,故胃壁细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂。
(2)图中M1-R、H2-R、G-R能识别并接受接收信号分子a、信号分子b、信号分子c的信息,是受体;由图可知,受体与各自的信号分子结合后,或通过cAMP和Ca2+等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性,H+-K+-ATP酶是蛋白质,接受磷酸基团而磷酸化后其空间结构会发生改变。
(3)胃腔中有大量盐酸,氢离子浓度大于胃壁细胞内的氢离子浓度,H+被转运到细胞外是逆浓度梯度运输,且由图可知,运输过程中要消耗ATP水解释放的能量,属于主动运输。
(4)氢离子过多的被转运到胃腔中导致胃酸分泌过多,引起胃溃疡。H+通过主动运输被转运到细胞外,药物奥美拉唑可以抑制H+-K+-ATP酶的活性,使氢离子的主动运输受到抑制,减少胃壁细胞分泌胃酸,达到治疗的目的。
29.(23-24高三上·黑龙江伊春·期中)图甲表示某动物细胞的膜结构,图中A、B、C表示某些物质或结构,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质跨膜运输的相关曲线,请据图回答:
(1)图甲中B的名称 ,是细胞膜的基本支架。
(2)功能越复杂的细胞膜,膜上蛋白质的 越多。某类转运蛋白质只容许一定形状、大小和带电性质的分子或离子通过,且被转运物质不需与该转运蛋白相结合,也不需每次转运都发生构象变化,这类转运蛋白叫 。
(3)若图甲表示人体肝细胞O2和CO2的跨膜运输,则表示O2的运输方式是 (填字母),其运输方式符合图 所表示的物质运输曲线。
(4)若图甲表示人体小肠上皮细胞,则其吸收葡萄糖的运输方式是 (填字母),其运输方式符合图 所示曲线。
【答案】(1)磷脂双分子层
(2) 种类和数目 通到蛋白
(3) b 乙
(4) a 丙
【分析】分析图甲:A是蛋白质分子,B是磷脂双分子层,C代表糖蛋白,有糖蛋白的一侧是膜的外侧,a方式是从低浓度到高浓度,需要载体和能量,属于主动运输进细胞;b、c方式是从高浓度到低浓度,不需要转运蛋白和能量,属于自由扩散进出细胞;d方式是从低浓度到高浓度,需要载体,需要能量,属于主动运输出细胞。图乙表示自由扩散,图丙表示主动运输。
【详解】(1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,在膜的外侧还有少量多糖,能与蛋白质结合形成糖蛋白,图中B是磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架。
(2)蛋白质是生命活动的主要承担者,所以功能越复杂的细胞膜,膜上蛋白质的种类和数目越多;某类转运蛋白质只容许一定形状、大小和带电性质的分子或离子通过,且被转运物质不需与该转运蛋白相结合,也不需每次转运都发生构象变化,这类转运蛋白叫通道蛋白。
(3)人体肝细胞吸收O2和排出CO2都是以自由扩散形式运输,分别为图中b、c,其中b是进入细胞,c是排出细胞,故氧气的跨膜运输方式是b,其运输速度与氧气浓度成正比,与图乙所表示的物质运输曲线相符。
(4)若图甲表示人体小肠上皮细胞,则其吸收葡萄糖的运输方式是主动运输,对应图甲中的a(该物质从低浓度到高浓度,需要载体和能量,属于主动运输,且该物质进入细胞),图丙当外界浓度低于细胞内浓度时也能进入,即能从低浓度运输到高浓度,故为主动运输,因此其运输方式符合图丙所示曲线。
30.(2024·河南周口·模拟预测)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞介导外排Na+,是维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如图所示,回答下列问题:
(1)细胞膜的基本支架是 ,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为 起调节作用。
(2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,该过程所消耗的能量来源是 。主动运输方式对于细胞的意义是 。
(3)盐胁迫条件下,周围环境的Na+以 方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,导致细胞中K+浓度 (填“增大”或“减小”)。从结构方面分析,细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是 。
(4)已知盐胁迫会引起细胞内活性氧(ROS)的积累,从而严重破坏细胞结构和大分子。科研小组发现物质M不会影响正常条件下水稻细胞中ROS的产生,但是在盐胁迫下它却显著提高了ROS的含量。为证明在拟南芥中也存在同样的调控机制,科研小组将生理状况相同的拟南芥幼苗均分为四组,编号甲、乙、丙、丁;甲组和乙组每天各浇200mL清水,丙组和丁组每天各浇 一定浓度的NaCl溶液(营造盐胁迫环境),其中乙组和丁组添加等量的物质M;培养相同时间后,检测拟南芥幼苗中ROS的含量。若四组拟南芥幼苗中ROS的含量关系为 ,则证明在拟南芥中也存在同样的调控机制。
【答案】(1) 磷脂双分子层 信号分子
(2) H+浓度差形成的势能 细胞通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要
(3) 协助扩散(被动运输) 增大 细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种类(和数量)不同
(4) 200mL(等量) 甲=乙<丙<丁
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要载体蛋白协助,不消耗能量。2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【详解】(1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,分析盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化可知,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为起调节作用。
(2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,该过程所消耗的能量来源是H+浓度差形成的势能。主动运输方式对于细胞的意义是细胞通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。
(3)Na+通过顺浓度梯度大量进入根部细胞因此为协助扩散,SCaBP8可以抑制AKT1对K+的运输,因此当磷酸化的SCaBP8减缓对AKT1的抑制作用时,导致细胞中K+浓度增大;从结构方面分析,细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质组成,因此细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种类(和数量)不同。
(4)为了保证单一变量,甲组和乙组每天各浇200mL清水,丙组和丁组每天各浇200mL一定浓度的NaCl溶液营造盐胁迫环境。科研小组发现物质M不会影响正常条件下水稻细胞中ROS的产生,但是在盐胁迫下它却显著提高了ROS的含量,现在要证明在拟南芥中也存在同样的调控机制。因为物质M不会影响正常条件下ROS的产生,因此甲=乙,盐胁迫下它显著提高ROS的含量,因此丙<丁。
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