训练(2) 细胞的物质输入和输出、酶和ATP-2024年高二生物暑假作业（江苏专版）

训练(二)　细胞的物质输入和输出、酶和ATP 知识点一　物质出入细胞的方式 1．物质出入细胞方式的判断 2．影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、O2浓度 (1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内) (2)O2浓度 知识点二　酶和ATP 1．酶的本质和功能 2．酶的作用机理、特性及影响因素的曲线分析 (2)酶的特性的曲线 ①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明：酶具有________。 ②图2中两曲线比较表明：酶具有________。 (3)各因素对酶促反应速率的影响曲线 ①分析图1和图2：温度或pH通过影响__________来影响酶促反应速率。 ②图1和图2中使酶的空间结构遭到破坏的因素是________、________和________。 ③分析图3：OP段的限制因素是__________，P点以后的限制因素则是________。 3．ATP在细胞代谢中的作用 (1)图示ATP的分子组成 (2)理清能量转换过程和ATP的来源与去路 (3)肌细胞中ATP产生速率与O2供给量之间关系的曲线解读 1．某U形渗透装置中间由只允许水分子通过的半透膜隔开，装置左右两侧分别加入等体积、等质量浓度的两种溶液。下列相关叙述正确的是(　　) A．若左侧为葡萄糖溶液，右侧为果糖溶液，当渗透平衡时，两侧液面等高 B．若左侧为葡萄糖溶液，右侧为蔗糖溶液，当渗透平衡时，右侧溶液液面较高 C．若左侧为蔗糖溶液，右侧为淀粉溶液，当渗透平衡时，两侧溶液浓度相等 D．若左侧为蔗糖溶液，右侧为葡萄糖溶液，当渗透平衡时，吸去液面上升一侧高出部分，再次平衡时，液面差增大 2．从甲、乙、丙、丁、戊五个马铃薯块茎中分别取下相同质量的一部分组织块，分别置于相同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后测得所取组织块处理后的质量与处理前的质量的比值(整个过程没有溶质分子的交换)分别为110%、106%、100%、95%和103%。下列相关叙述错误的是(　　) A．甲组织块吸水最多导致其处理后质量增加最多 B．丁块茎细胞的初始细胞液浓度最小 C．丁块茎细胞中原生质层的伸缩性小于其细胞壁 D．戊块茎细胞在蔗糖溶液中没有发生质壁分离 3．将某种植物生理状态、细胞液浓度均相同，细胞形态类似但体积不同的成熟细胞甲、乙放入一定浓度的物质P溶液中，发现其原生质体体积变化趋势如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　) A．细胞甲初始原生质体的体积大于细胞乙 B．0～0.5 h内溶液中的物质P也会进入甲、乙细胞 C．1.5 h左右时原生质体甲体积等于原生质体乙 D．2～3 h内细胞甲、乙的吸水能力逐渐减小 4．Ca2＋在维持肌肉兴奋、收缩和骨骼生长等生命活动中发挥着重要作用，血液中Ca2＋含量低会出现抽搐等症状。下图是Ca2＋在小肠的吸收过程。下列叙述错误的是(　　) A．钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2＋的吸收 B．Ca2＋通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输 C．Ca2＋通过Ca2＋­ATP酶从基底侧膜转出细胞的方式属于主动运输 D．Na＋­Ca2＋交换的动力来自于Na＋的浓度差，属于被动运输 5．生物胺是广泛存在于发酵食品中的有机物，对人体有重要作用。当人体摄入生物胺的量超过100 mg时就会发生严重中毒，因此控制生物胺含量是保证食品安全的必要条件。研究发现漆酶对生物胺降解的效果较好。研究人员探究了温度对漆酶活力的影响，结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．漆酶可为生物胺降解过程提供活化能，以提高分解速率 B．图中酶活力可通过检测单位时间生物胺的降解量来表示 C．40 ℃时增加生物胺的量，其他条件不变，M点会上移 D．漆酶的作用条件较温和，只能在生物体内发挥催化作用 6．中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是(　　) A．多酚氧化酶的基本组成单位是氨基酸 B．多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同 C．多酚氧化酶提供大量活化能加快了茶多酚氧化 D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质 7．ATP的反应一般是亲核取代。ATP的三个磷酸中每一个都对亲核攻击敏感，每个攻击位点产生不同类型的产物。如对γ磷酸基团的亲核攻击置换出ADP；对β磷酸基团的亲核攻击置换出AMP，并把焦磷酸酰基转移给攻击中的亲核试剂；对α磷酸基团的亲核攻击置换出PPi，并以腺苷酸基的形式转移出腺苷酸，如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．ATP水解时转移的基团包括磷酰基、焦磷酸酰基和腺苷酸基 B．图中基团转移时均产生一定的能量，一般与吸能反应相关联 C．对β位磷酸基团的亲核攻击置换出的AMP，可用于合成RNA D．对α磷酸基团的亲核攻击置换出的PPi可让DNA 中也存在18O 8．(多选)耐盐植物通过Na＋外排和Na＋储存在液泡中保持胞质溶液中较低Na＋含量，从而降低盐离子对细胞器、酶的毒害(如图所示)。下列相关叙述正确的是(　　) A．胞质中Na＋进入液泡中属于主动运输 B．PPi分解形成2Pi的过程将会释放能量 C．NHX和SOS1的空间结构和生理功能相同 D．促进NHX载体基因表达可降低细胞液渗透压 9．研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题： (1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于________，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。 (2)当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以________方式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于________________上的H＋­ATP泵转运H＋来维持的。主动运输的意义是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为减少Na＋对胞内代谢的影响，这种H＋分布特点可使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内。Na＋转运到细胞膜外或液泡内所需的能量来自于________________________________________________________________________。 (4)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 1．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。下表中相关物质不可能存在的运输方式是(　　) 选项 通过血脑屏障生物膜体系的物质 运输方式 A 神经生长因子蛋白 胞吞、胞吐 B 葡萄糖 协助扩散 C 谷氨酸 自由扩散 D 钙离子 主动运输 2.研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　) A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 答案 训练(二)　细胞的物质输入和输出、酶和ATP [考点突破] 知识点一　1.自由　协助　协助　自由　外　内　逆　2.(1)①自由扩散　(2)④主动运输 知识点二　1.蛋白质　RNA　氨基酸或核糖核苷酸 核糖体　细胞核　2.(1)①ac　②bc　③ab　④向上　(2)①高效性　②专一性　(3)①酶的活性　②高温　过酸　过碱　③底物浓度　酶浓度 3．(1)RNA [综合演练] 1．A　葡萄糖和果糖相对分子质量相同，等质量浓度的两种溶液单位体积内含有的溶质微粒数相同，对水的吸引力相同，当渗透平衡时，两侧液面等高，A正确；若左侧为葡萄糖溶液，右侧为蔗糖溶液，蔗糖相对分子质量大于葡萄糖，等质量浓度的两种溶液中，葡萄糖溶液单位体积内含有的溶质微粒数更多，对水的吸引力更大，当渗透平衡时，右侧溶液液面较低，B错误；若左侧为蔗糖溶液，右侧为淀粉溶液，左侧液面升高，因为液面差产生的压力，当渗透平衡时，两侧溶液浓度不相等，C错误；若左侧为蔗糖溶液，右侧为葡萄糖溶液，当渗透平衡时，两侧浓度差减小，吸去液面上升一侧高出部分，再次平衡时，液面差减小，D错误。 2．C　五个不同的马铃薯块茎置于同一浓度的蔗糖溶液中，且无溶质的交换，若处理后的质量与处理前的比值大于1，表明吸水导致其质量增加，若等于1，表明质量没有变化，若小于1，表明其失水导致重量减少。甲组织块的比值大于1且在五个比值中最大，表明甲组织块吸水最多，使其质量增加最多，A正确；由于蔗糖溶液浓度相同且马铃薯块茎的初始质量相同，根据比值大小关系可以判断这五个块茎的初始细胞液浓度大小关系是：甲>乙>戊>丙>丁，丁块茎细胞的初始细胞液浓度最小，B正确；丁细胞发生质壁分离说明该细胞原生质层的伸缩性大于该细胞的细胞壁，C错误；只有失水才会引起质壁分离，戊组织块细胞处理后的质量与处理前的质量的比值大于1，说明其吸水使质量增加，戊块茎细胞没有发生质壁分离，D正确。 3．C　细胞甲、乙生理状态和细胞液浓度相同，但细胞乙原生质体体积减小速率较快，物质交换效率较高，体积较小，所以细胞甲初始原生质体的体积大于细胞乙，A正确；0～4 h内物质P都会进入甲、乙细胞，B正确；1.5 h左右时细胞甲、乙原生质体相对体积大小相同，但绝对体积大小不同，C错误；2～3 h内细胞甲、乙均处于质壁分离复原状态，细胞的吸水能力逐渐减小，D正确。 4．D　维生素D可以促进肠道对钙的吸收，人体内Ca2＋可通过细胞膜上的转运蛋白进出细胞，钙在离子态下易被吸收，A正确；Ca2＋通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输，不需要能量，B正确；Ca2＋通过Ca2＋­ATP酶从基底侧膜转出细胞，需要能量，属于主动运输，C正确；Na＋­Ca2＋交换的动力来自于Na＋的浓度差，属于主动运输，D错误。 5．B　漆酶可以降低生物胺降解过程所需活化能，起催化作用，A错误；图中的酶活力可通过检测单位时间内生物胺的降解量来表示，B正确；酶活力主要跟温度和pH有关，与反应物的浓度无关，所以40 ℃时增加生物胺的量，其他条件不变，M点不会上移，C错误；只要条件适宜，漆酶在细胞内或者细胞外(生物体外)均可发挥作用，D错误。 6．C　多酚氧化酶的本质是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸，A正确；红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，说明多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同，B正确；多酚氧化酶的作用机理是降低化学反应的活化能，并不提供能量，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。 7．D　分析题图可知，ATP水解时转移的基团包括磷酰基、焦磷酸酰基和腺苷酸基，A正确；ATP水解一般与吸能反应有关，图中基团转移时均产生一定的能量，一般与吸能反应相关联，B正确；对β位磷酸基团亲核攻击置换出的AMP，也称腺嘌呤核糖核苷酸，可用于合成RNA，C正确；对α磷酸基团的亲核攻击置换出的PPi中不存在18O，因此其不能使DNA中存在18O，D错误。 8．AB　从pH值判断H＋外排和进入液泡中需要消耗能量，Na＋外排和进入液泡依靠H＋顺浓度运输提供能量，为主动运输，A正确；H＋进入液泡中需要消耗能量，故此推算PPi分解为2Pi的过程会释放能量，B正确；NHX和SOS1均具有运输Na＋和H＋的功能，但位置不同，其空间结构也存在差异，C错误；NHX为Na＋进入液泡的载体蛋白，提高该基因表达，可以提高细胞液渗透压，D错误。 9．解析　(1)盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长。(2)当盐浸入到根周围的环境时，Na＋顺浓度梯度进入根部细胞的方式为协助扩散，图示H＋浓度的运输需要借助于细胞膜上的SOS1和液泡膜上的NHX，且同时实现钠离子的逆浓度梯度转运，保证了盐分的排出和盐分集中到液泡中的过程，结合图示各部分的pH可知，各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于细胞膜和液泡膜上的H＋­ATP泵转运H＋来维持的。主动运输的意义是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是生命活动的需要。(3)根据各部分的pH可知，H＋借助转运蛋白SOS1顺浓度梯度从细胞膜外运输到细胞质基质形成的势能，为Na＋从细胞质基质运输到细胞膜外提供了动力；H＋借助转运蛋白NHX顺浓度梯度从液泡内运输到细胞质基质形成的势能，为Na＋从细胞质基质运输到液泡内提供了动力。这一转运过程可以帮助根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内，从而减少Na＋对胞内代谢的影响。可见使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内的过程中消耗了细胞膜两侧、液泡膜两侧H＋浓度差形成的势能。(4)耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。实验设计时遵循对照原则和单一变量原则，利用质壁分离实验方法设计实验进行验证，可以通过设置一系列不同浓度的外界溶液，去培养各自的根细胞，观察比较每一浓度下发生质壁分离的情况，从而得出结论，因此其实验设计思路是：配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。 答案　(1)细胞液浓度 (2)协助扩散　细胞膜和液泡膜　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是生命活动的需要 (3)细胞膜两侧、液泡膜两侧H＋浓度差形成的势能 (4)配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况 [提升演练] 1．C　神经生长因子蛋白是生物大分子，通过胞吞胞吐通过生物膜细胞，与生物膜的流动性有关，A正确；葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散，故血脑屏障生物膜体系可能为协助扩散，B正确；谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助，不能为自由扩散，当谷氨酸作为神经递质出细胞时为胞吐，也不是自由扩散，C错误；钙离子通过生物膜需要载体蛋白，方式可能为主动运输，D正确。 2．B　根据题意可知：该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据题干信息“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$