专题03 酶和ATP、物质出入细胞的方式-2025年高考生物一轮复习热点专题精练（北京专用）

专题03 酶和ATP、物质出入细胞的方式 一、单选题 1．（2024·北京昌平·二模）蓝细菌的光合作用过程需要较高浓度CO2，而空气中的CO2浓度一般较低，蓝细菌具有CO2浓缩机制如下图所示。研究还发现，R酶能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点。相关叙述正确的是（    ） A．CO2以协助扩散方式通过光合片层膜 B．R酶可抑制CO2固定，减少有机物积累 C．浓缩机制可提高CO2与R酶的结合率 D．转入转运蛋白基因后光合速率减小 【答案】C 【分析】1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 2、光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。 （1）光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行，此过程必须有光、色素、光合作用有关的酶。具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和NADPH。②ATP的合成，ADP与Pi接受光能形成ATP。 （2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①CO2的固定，CO2与C5结合生成两个C3。②C3的还原，C3在NADPH、酶、ATP等作用下，生成C5和有机物。 【详解】A、依题意，图示为蓝细菌的CO2浓缩机制，据图可知，CO2进入光合片层膜要依赖CO2转运蛋白，同时消耗能量。因此，CO2以主动运输的方式通过光合片层膜，A错误； B、依题意，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点，CO2浓缩机制可提高R酶周围CO2浓度。因此，当R酶周围CO2浓度高时，CO2与R酶的结合率高，促进CO2固定，提高光合作用速率；当R酶周围O2浓度高时，O2与R酶的结合率高，抑制CO2固定，降低光合作用速率，B错误； C、依题意，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点，浓缩机制可提高R酶周围CO2浓度，提高CO2与R酶的结合率，C正确； D、转入 HCO3−转运蛋白基因后，膜上 HCO3−转运蛋白量增加，为暗反应提供的CO2增加，暗反应速率增加，促使光反应速率增加，从而使光合速率增加，D错误。 故选C。 2．（2024·北京东城·二模）如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（    ）    A．降低细胞外蔗糖浓度 B．降低细胞质H+浓度 C．降低ATP合成酶活性 D．降低膜上协同转运蛋白数量 【答案】B 【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】AB、据图可知，H+通过质子泵运出细胞需要消耗ATP，说明是逆浓度梯度进行的，即H+分布是细胞外浓度高于细胞内，而蔗糖的跨膜运输方式是借助H+浓度势能实现的，故降低细胞质H+浓度能够加大势能，从而使蔗糖进入细胞速率加快，而降低细胞外蔗糖浓度不利于蔗糖运输，A错误，B正确； C、降低ATP合成酶活性会影响，H+跨膜运输进而影响蔗糖运输，C错误； D、蔗糖跨膜运输需要转运蛋白协助，降低膜上协同转运蛋白数量会导致蔗糖运输减慢，D错误。 故选B。 3．（2024·北京海淀·二模）研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质，其中组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，其形成的突触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是（　　）    A．伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应 B．两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放 C．两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合 D．感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度 【答案】C 【分析】兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号，在神经元之间是化学信号，兴奋在神经元之间的传递是单方向的，兴奋在突触之间单向传递的原因是神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。 【详解】A、根据题意可知，组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，则伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应，A正确； B、据图分析可知，神经递质以胞吐形式通过突触前膜释放到突触间隙，B正确； C、据图分析可知，组胺可以与突触后膜和突触前膜上的受体结合，乙酰胆碱可以与突触后膜上的受体结合，C错误； D、据图分析可知，感光细胞释放的组胺，作用于后膜上的视神经元上的受体，又通过作用于前膜上的受体来抑制感光细胞释放组胺，说明感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度，D正确。 故选C。 4．（2024·北京顺义·一模）研究人员利用K+的放射性类似物铷（16Rb+）替换K+，研究K+的吸收与转运。选取高盐环境中生长的玉米根，在NEM（可选择性抑制参与K+主动运输的转运蛋白）溶液中分别处理10s和30s，然后洗去未反应的NEM，最后浸入到16Rb+溶液中，检测16Rb+进入根细胞的净流量，实验结果如图。依据实验结果分析，下列叙述不合理的是（　　） A．K+可通过主动运输进入玉米根细胞 B．K+可通过协助扩散进入玉米根细胞 C．根细胞膜上只存在一种K+转运蛋白 D．处理10s运输K+离子的蛋白没被完全抑制 【答案】C 【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】AB、分析题意，NEM可选择性抑制参与K+主动运输的转运蛋白，结合图示可知，与对照组相比，用NEM处理后K+进入根细胞的净流量降低，说明K+主动运输过程受影响，但并未降为0，说明K+还可通过协助扩散进入玉米根细胞，AB正确； C、根细胞膜上至少存在K+主动运输和协助扩散进入细胞的两种转运蛋白，C错误； D、据图可知，处理10s运输K+离子的速率不为0，说明运输K+离子的蛋白没被完全抑制，D正确。 故选C。 5．（2024·北京门头沟·一模）几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构并阐明了几丁质合成的过程，模式图如下。下列叙述错误的是（    ） A．高温会破坏几丁质合成酶的空间结构 B．几丁质是由多个单糖构成的多糖物质 C．细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 D．细胞通过主动运输将几丁质运到胞外 【答案】D 【分析】几丁质是一种多糖，又称壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼、真菌的细胞壁中。分析题图可知，几丁质合成的过程主要有三个阶段，第一个阶段，几丁质合成酶将细胞中的单糖转移到细胞膜上用于合成几丁质糖链。第二阶段，新生成的几丁质糖链通过细胞膜上的转运通道释放到细胞外。第三阶段，释放的几丁质链自发组装形成几丁质。 【详解】A、几丁质合成酶的本质为蛋白质，高温会破坏几丁质合成酶的空间结构，A正确； B、几丁质是由多个单糖构成的多糖物质，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼、真菌的细胞壁中，B正确； C、细胞核是遗传物质储存的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心，因此细胞核是真菌合成几丁质的控制中心，C正确； D、据图可知，几丁质的合成是在细胞膜上进行的，因此几丁质运到胞外的过程没有跨膜运输，而主动运输是一种跨膜运输方式，D错误。 故选D。 6．（23-24高三上·北京房山·期末）蛋白质是生命活动的主要承担者，其功能具有多样性。下列不属于膜蛋白功能的是（    ） A．催化化学反应 B．协助物质运输 C．储存遗传信息 D．参与信息传递 【答案】C 【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者，有的蛋白质是细胞和生物体的重要组成成分，有的蛋白质具有催化功能，有的蛋白质具有运输功能，有的蛋白质具有调节机体生命活动的功能，有的蛋白质具有免疫功能等。 【详解】A、催化功能是蛋白质的功能之一，例如主动运输中的蛋白质是ATP酶，可以催化ATP的水解，A正确； B、运输功能是蛋白质的功能之一，例如主动运输和协助运输中起作用的蛋白质，B正确； C、具有储存遗传信息功能的物质是核酸，不是蛋白质，C错误； D、传递某种信息，调节机体的新陈代谢，是蛋白质的功能之一，D正确。 故选C。 7．（23-24高三上·北京昌平·期末）下图为ATP合成酶功能示意图，相关叙述不正确的是（    ） A．ATP合成酶在核糖体上合成 B．ATP合成酶发挥功能不依赖生物膜 C．ATP合成酶具有催化和运输的作用 D．合成ATP的过程伴随着能量的转化 【答案】B 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 2、酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和。 3、酶促反应原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】A、ATP合成酶的化学本质为蛋白质，合成场所是核糖体，A正确； B、ATP合成酶发挥功能依赖生物膜，ATP合成酶是一种跨膜蛋白，具有运输氢离子的作用，此外还具有催化功能，氢离子顺浓度转运产生电化学势能，促进合成ATP，这些都离不开生物膜，B错误； C、ATP合成酶是一种跨膜蛋白，具有运输氢离子的作用，此外还具有催化功能，催化ADP和Pi生成ATP，C正确； D、氢离子顺浓度转运产生电化学势能，促进合成ATP，势能转化为化学能，D正确。 故选B。 8．（23-24高三上·北京昌平·期末）盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存。同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响正常生长。下图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图，相关叙述不正确的是（    ）    A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞 B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染 C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境 D．H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞 【答案】D 【分析】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、由图可以看出，H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞，A正确； B、图中，海水稻细胞可形成囊泡运输抗菌蛋白，胞吐方式分泌抗菌蛋白，B正确； C、图中液泡吸收Na+从低浓度到高浓度，逆浓度梯度增大细胞液的浓度以适应高浓度环境，防止在高浓度的环境下失水，C正确； D、图中液泡内pH=5.5,细胞质基质pH=7.5,因此H+从细胞质基质运入液泡，是逆浓度梯度，需要消耗能量，方式是主动运输，D错误。 故选D。 9．（23-24高三上·北京西城·期末）如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图，下列说法正确的是（　　） A．方式1所示转运不具有特异性 B．溶酶体内pH高于细胞质基质 C．方式3转运溶质属于主动运输 D．三种运输方式体现膜的流动性 【答案】C 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需转运蛋白协助，不消耗细胞产生的能量；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白协助，不需要消耗细胞产生的能量；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要转运蛋白协助，消耗细胞产生的能量。 【详解】A、方式1所示转运为需要载体蛋白的主动运输，具有特异性，A错误； B、图中H+进入溶酶体需要消耗能量，属于主动运输，从低浓度到高浓度，因此推测溶酶体内H+浓度高，即溶酶体内pH低于细胞质基质，B错误； C、Na+进入细胞是高浓度到低浓度，浓度差势能为溶质进入细胞提供能量，因此溶质进入细胞的方式是间接消耗ATP的主动运输，C正确； D、三种运输方式体现膜的选择透过性，D错误。 故选C。 10．（2024·北京海淀·二模）为检测黑曲霉蛋白酶的热稳定性，科研人员在不同温度下分别处理酶液10、60及90min，测定酶活力，结果如下图。下列关于该酶的叙述不正确的是（　　）    A．温度升高可改变其空间结构 B．若长期保存应置于60℃ C．可将蛋白质水解为氨基酸或多肽 D．置于70℃下60min后完全失活 【答案】B 【分析】题图分析：该实验中自变量为温度和酶处理的时间，因变量为酶活力，高温下保温时间越长，酶的活性下降越快。 【详解】A、黑曲霉蛋白酶的化学本质是蛋白质，温度升高可改变其空间结构，进而导致酶活性下降，A正确； B、若长期保存酶制剂，应在低温、适宜pH条件下保存，B错误； C、根据酶的专一性可推测，黑曲霉蛋白酶在适宜条件下可将蛋白质水解为氨基酸或多肽，C正确； D、结合实验结果可以看出，该酶置于70℃下60min后完全失活，D正确。 故选B。 11．（2024·北京朝阳·二模）丙酮酸激酶（PK）可参与下图所示的生化反应。人体红细胞中缺乏PK会引起Na+积累，造成溶血，导致丙酮酸激酶缺乏症（PKD）。 以下推测合理的是（    ） A．该反应发生在红细胞的线粒体中 B．该反应与细胞内的吸能反应相联系 C．Na+积累会引起红细胞渗透压升高 D．使用PK抑制剂能够有效治疗PKD 【答案】C 【分析】人体成熟的红细胞中缺乏线粒体，不能通过有氧呼吸合成ATP，但是可以通过无氧呼吸合成ATP。 【详解】A、人体成熟的红细胞中没有线粒体，A错误； B、许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，B错误； C、Na+积累，导致细胞内离子的浓度增加，会引起红细胞渗透压升高，C正确； D、人体红细胞中缺乏PK会引起PKD，使用PK抑制剂不能治疗PKD，D错误。 故选C。 12．（2024·北京海淀·一模）新生无毛哺乳动物体内存在一种含有大量线粒体的褐色脂肪组织， 褐色脂肪细胞的线粒体内膜含有蛋白质U。蛋白质U不影响组织细胞对氧气的利用， 但能抑制呼吸过程中ADP 转化为ATP。据此推测当蛋白质U发挥作用时（    ） A．葡萄糖不能氧化分解 B．只在细胞质基质中进行无氧呼吸 C．细胞中会积累大量的 ATP D．可大量产热， 维持体温 【答案】D 【分析】有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的[H]，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和[H]，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的[H]，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。 【详解】A、由题意可知，当蛋白质U发挥作用时抑制呼吸过程中ADP 转化为ATP，但葡萄糖在细胞质基质中被氧化分解，释放一定的能量，A错误； B、有氧呼吸的第一阶段的反应也是在细胞质基质中发生的，B错误； C、当蛋白质U发挥作用时抑制呼吸过程中ADP 转化为ATP，细胞中不会积累大量的ATP，实际上细胞中ATP的含量很少，C错误； D、当蛋白质U发挥作用时，线粒体内膜上ATP的合成速率下降，代谢反应释放的能量转化为热能的比例增加，维持体温，D正确。 故选D。 13．（2024·北京朝阳·一模）科研人员将某种滨藜分为两组，A组置于昼夜温度为23℃/18℃的环境中，该温度与其原生长区温度一致，B组置于昼夜温度为43℃/30℃的环境中。生长一段时间后，测定两组滨藜在不同温度下的光合速率，结果如图。相关叙述不合理的是（　　） A．图中数据显示相同温度条件下A组滨藜的有机物积累速率均高于B组 B．温度过高会通过提高酶的活性和气孔开放程度等机制使光合速率下降 C．B组滨藜的最适温度高于A组说明滨藜对高温环境有一定的适应能力 D．推测将原生长区的滨藜引种到炎热地区后可能会出现生长缓慢等现象 【答案】B 【分析】1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值，单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。 2、真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率。 【详解】A、图中数据显示相同温度条件下A组滨藜的有机物积累速率（图像中纵坐标为CO2吸收速率，繁反应的是净光合速率，也可用有机物积累速率表示）均高于B组，A正确； B、温度过高会通过降低酶的活性和气孔开放程度等机制使光合速率下降，B错误； C、从图中曲线可知B组滨藜的最适温度高于A组，而A组置于昼夜温度为23℃/18℃的环境中，该温度与其原生长区温度一致，B组置于昼夜温度为43℃/30℃的环境中，故说明滨藜对高温环境有一定的适应能力，C正确； D、B组滨藜处理温度高于A组，其净光合速率低于A组，推测将原生长区的滨藜引种到炎热地区后可能会出现生长缓慢等现象，D正确。 故选B。 14．（2024·北京西城·一模）大量纳米材料如金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒等已被证明能够像天然酶一样发挥作用，称为纳米酶。下列关于纳米酶和天然酶的说法正确的是（    ） A．均为生物大分子 B．都能降低化学反应活化能 C．均由核糖体合成 D．都只能在生物体内发挥作用 【答案】B 【分析】酶： 概念：是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物； 化学本质：大多数是蛋白质，少数是RNA； 作用机理：能够降低化学反应的活化能； 特性：高效性、专一性、需要温和的条件。 【详解】A、由题意可知，纳米酶包括大量纳米材料如金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒等，不都是生物大分子，A错误； B、纳米酶像天然酶一样发挥作用，都能降低化学反应的活化能，B正确； C、绝大部分天然酶是蛋白质，少数是RNA，不都是在核糖体中合成的，C错误； D、酶可以在体内发挥作用，也可以在体外发挥作用，D错误。 故选B。 15．（23-24高三下·北京平谷·阶段练习）D酶是由核基因D编码的氨酰-tRNA合成酶，合成后进入线粒体，能催化氨基酸结合到其对应的tRNA上，使mRNA序列能够被精确地翻译成蛋白质序列。下列有关叙述正确的是（　　） A．D酶的组成元素仅含有C、H、O、N、P B．D酶是在线粒体中的核糖体上合成的 C．D酶能降低化学反应所需的活化能 D．1种氨基酸可对应多个tRNA，所以D酶不具有专一性 【答案】C 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大部分是蛋白质，少数是RNA;酶的作用机理是降低化学反应的活化能，但不能提供能量。 【详解】A、绝大部分酶是蛋白质，组成元素为C、H、O、N，有的有S;少部分酶是RNA，组成元素是C、H、O、N、P，A错误； B、由题意可知，D酶是在细胞质中的核糖体上合成的，然后进入线粒体的，B错误； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，具有催化作，C正确； D、1种氨基酸可对应多个tRNA，但酶只能催化一种或一类化学反应，具有专一性，D错误。 故选C。 16．（23-24高三上·北京石景山·期末）为探究表面活性剂T-80对木瓜蛋白酶活性的影响。研究人员在最适温度下开展实验，得到下图所示结果。下列叙述不正确的是（    ） A．T-80对木瓜蛋白酶的活性具有抑制作用 B．与pH为6.5相比，pH为9.5时木瓜蛋白酶活性低 C．若升高反应体系的温度，图中曲线会向下移动 D．若增加反应体系中木瓜蛋白酶的量，木瓜蛋白酶活性增加 【答案】D 【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低．另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。 【详解】A、随T-80浓度增加，酶活性相对值下降，说明T-80对木瓜蛋白酶的活性具有抑制作用，A正确； B、与pH为6.5相比，pH为9.5时酶活性相对值更低，木瓜蛋白酶活性更低，B正确； C、题图结果是在最适温度下测得的，若升高反应体系的温度，则酶活性相对值下降，图中曲线会向下移动，C正确； D、酶的含量不会影响酶活性大小，故若增加反应体系中木瓜蛋白酶的量，木瓜蛋白酶活性不变，D错误。 故选D。 17．（23-24高三上·北京海淀·期末）在Mg2+存在的条件下，己糖激酶可催化ATP分子的磷酸基团转移到葡萄糖分子上，生成6-磷酸葡萄糖。下列关于己糖激酶的叙述正确的是（    ） A．基本单位是葡萄糖 B．组成元素仅含C、H、O、P C．可提供化学反应所需的活化能 D．催化活性受Mg2+影响 【答案】D 【分析】酶：（1）定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。（2）本质：大多数是蛋白质，少数是RNA。（3）特性：高效性、专一性、作用条件较温和。 【详解】A、己糖激酶的化学本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误； B、己糖激酶的化学本质是蛋白质，组成元素主要有C、H、O、N，B错误； C、己糖激酶具有催化作用，其机理为能降低化学反应所需的活化能，C错误； D、在Mg2+存在的条件下，己糖激酶可催化ATP分子的磷酸基团转移到葡萄糖分子上，生成6-磷酸葡萄糖，故己糖激酶的催化活性受Mg2+影响，D正确。 故选D。 18．（23-24高三上·北京大兴·期末）葡萄糖进入细胞后在己糖激酶的作用下磷酸化，然后才能分解成丙酮酸。脱氧葡萄糖（2-DG）可与葡萄糖竞争己糖激酶，但不生成丙酮酸。下列说法错误的是（　　） A．己糖激酶可以降低葡萄糖磷酸化所需的活化能 B．2-DG进入细胞时不需要细胞膜上的蛋白质协助 C．2-DG在细胞内的大量积累可抑制细胞呼吸 D．2-DG可使癌细胞“挨饿”，进而抑制其增殖 【答案】B 【分析】有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP 的过程。有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同，发生在细胞质基质中，由1分子葡萄糖生成2分子丙酮酸。在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。 有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。 【详解】A、酶起催化作用的实质是降低化学反应所需活化能，己糖激酶可以降低葡萄糖磷酸化所需的活化能，A正确； B、脱氧葡萄糖（2-DG）可与葡萄糖竞争己糖激酶，可知2-DG与葡萄糖结构相似，则推测2-DG进入细胞时需要细胞膜上的转运蛋白协助，B错误； CD、依题意，脱氧葡萄糖（2-DG）可与葡萄糖竞争己糖激酶，但不生成丙酮酸，故2-DG在细胞内大量积累可抑制细胞呼吸，可使癌细胞“挨饿”，进而抑制其增殖，CD正确。 故选B。 二、非选择题 19．（2024·北京朝阳·二模）细胞体积的调节 有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅只涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是 。 (2)图1结果说明RVD过程中有 的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他 （填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是 ，理由是 。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向 。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制 。 【答案】(1)细胞内渗透压高于细胞外渗透压 (2) 酪氨酸激酶 阳 (3) H+ 与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，表明与Na+反向共转运的离子是H+ (4)   (5)外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积 【分析】细胞的吸水和失水的原因与细胞内外的渗透压有关。 【详解】（1）细胞吸水体积增加的原因是细胞内的渗透压大于（高于）细胞外渗透压。 （2）依据图1所示，在低渗环境下，加入酪氨酸激酶抑制剂后，细胞体积的相对明显增大，说明RVD过程中有酪氨酸激酶的参与。依据划线信息，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，但Cl-流出量是K+的两倍多，细胞膜电位没有发生改变，可以推测出，在此过程中，还有其他阳离子的流出，才能保证膜电位不发生变化。 （3）依据图3可知，与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，由于DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂，所以DIDS抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，而依据题干，RVI期间，存在运出细胞的阳离子，与Na+利用其他膜蛋白反向共转运，表明与Na+反向共转运的阳离子是H+。 （4）依据题干信息的已知条件，可知判断出参与RVI过程的转运蛋白及其运输的物质，具体如图：   （5）根据题干信息，RVI期间引发离子出入的原因除了与渗透压有关外，还涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新，说明当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制为：外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积。 20．（2023·北京朝阳·二模）盐渍土是限制苹果树生长的环境因素之一，研究者通过实验探究苹果耐盐机制。 (1)糖类是植物主要 物质，也可作为信号调节植物对盐胁迫的响应。 (2)己糖激酶K是葡萄糖感受器。为验证葡萄糖通过己糖激酶K提高苹果幼苗耐盐性，用不同试剂处理苹果幼苗，14天后检测叶片脂质过氧化物MDA的含量（细胞损伤指标），1、2组结果如图1，补充3、4组结果以支持该结论 。 (3)H是位于苹果细胞液泡膜上的Na+转运蛋白。制备过表达H蛋白的拟南芥播种到高盐培养基上，检测幼苗的根长，结果如图2。 本实验的目的是探究 。 (4)己糖激酶K可与H蛋白相互作用，推测己糖激酶K在苹果耐盐性中的作用部分依赖H蛋白。为验证该推测，研究者构建过表达己糖激酶K的苹果愈伤组织，同时干扰细胞内H蛋白的表达，检测MDA含量。完善该实验方案并预期结果 。 (5)研究表明己糖激酶K响应糖信号后，催化H蛋白的磷酸化提高其活性，H蛋白将Na+ ，以保证高盐环境下苹果细胞质渗透压的相对稳定。依据本研究，提出一个耐盐苹果的育种思路 。 【答案】(1)能源 (2) (3)蛋白H与植物耐盐性的关系 (4)补充野生型、过表达己糖激酶K的苹果愈伤组织两组对照：将各组置于高盐培养基中培养@ 预期实验组愈伤组织MDA含量显著高于过表达己糖激酶K的愈伤组织，但低于野生型 (5) 转运进液泡 提高苹果己糖激酶K的表达量、促进蛋白质H的磷酸化等 【分析】1、组成细胞的有机物中，糖类是植物主要能源物质； 2、由图可知，2、3、4组的自变量不同，故14天后检测叶片脂质过氧化物MDA的含量为2组>4组>3组>1组； 3、制备过表达H蛋白的拟南芥播种到高盐培养基上，故本实验的目的是探究蛋白H与植物耐盐性的关系； 4、由题干可知：己糖激酶K可与H蛋白相互作用，推测己糖激酶K在苹果耐盐性中的作用部分依赖H蛋白；故需完善实验：补充野生型、过表达己糖激酶K的苹果愈伤组织两组对照；将各组置于高盐培养基中培养；预期结果：实验组愈伤组织MDA含量显著高于过表己糖激酶达K的愈伤组织，但低于野生型； 5、H蛋白将Na+转运进液泡，提高细胞液渗透压，以保证高盐环境下苹果细胞质渗透压的相对稳定；由此可推知耐盐苹果的育种思路：提高苹果己糖激酶K的表达量、促进蛋白质H的磷酸化等。 【详解】（1）组成细胞的有机物中，糖类是植物主要能源物质，也可作为信号调节植物对盐胁迫的响应。 （2）由图可知，2、3、4组的自变量不同，3组加入了200mMNaCl、4%葡萄糖，4组加入了200mMNaCl、4%葡萄糖以及己糖激酶K抑制剂，由于实验结论为葡萄糖通过己糖激酶K提高苹果功苗耐盐性，3组有己糖激酶K，其MDA含量低于4组，而2组只加了200mMNaCl，细胞损伤最大，故2组的MDA含量最高，1组没有做任何处理，其MDA含量最低，故14天后检测叶片脂质过氧化物MDA的含量为2组>4组>3组>1组，即 。 （3）将制备过表达H蛋白的拟南芥播种到高盐培养基上，通过检测幼苗的根长来判断植物的耐盐性，故本实验的目的是探究蛋白H与植物耐盐性的关系； （4）由题干可知：己糖激酶K可与H蛋白相互作用，推测己糖激酶K在苹果耐盐性中的作用部分依赖H蛋白；故需完善实验：补充野生型、过表达己糖激酶K的苹果愈伤组织两组对照；将各组置于高盐培养基中培养； 预期结果：实验组愈伤组织MDA含量显著高于过表己糖激酶达K的愈伤组织，但低于野生型； （5）H蛋白将Na+转运进液泡，提高细胞液渗透压，以保证高盐环境下苹果细胞质渗透压的相对稳定；由此可推知耐盐苹果的育种思路：提高苹果己糖激酶K的表达量、促进蛋白质H的磷酸化等。 21．（2024·北京密云·模拟预测）酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图1。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图2所示。 (1)该实验的自变量是 ，实验中无关变量保持相同且适宜，该实验的无关变量有 。 (2)实验小组的实验过程：将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份→在①中加入一定量的蒸馏水，②③中分别加入 →在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合→定时取样检测各反应中 ，记录实验结果并绘图。 (3)据图1分析，随着底物浓度升高， （填抑制剂类型） 的抑制作用逐渐减小。抑制剂降低酶促反应速率的原因是 。 (4)结合图1和图2分析抑制剂Ⅰ属于 性抑制剂。 【答案】(1) 抑制剂种类和底物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂量等 (2) 等量的抑制剂Ⅰ、Ⅱ 产物增加量 (3) 抑制剂Ⅰ 在抑制剂作用下，酶的活性降低 (4)非竞争 【分析】图1表示两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，该实验的自变量是抑制剂种类和底物浓度，因变量是酶促反应速率，无关变量是温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等。与①无抑制剂相比，②抑制剂Ⅰ、Ⅱ降低化学反应活化能的能力下降，酶的活性（催化效率）降低。 【详解】（1）由图1可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。 （2）实验设计遵循对照原则和单一变量原则，无关变量相同且适宜。该实验小组的实验过程是：将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组分为若干等份；在①中加入一定量的一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；在相同且适宜条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，计算出底物的减少量或产物的增加量，记录实验结果并绘图。 （3）由图1可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂I的作用逐渐减小甚至消失。在抑制剂作用下，酶的活性降低，降低化学反应的活化能的能力下降，催化速率下降。 （4）图1中抑制剂Ⅰ可以降低化学反应速率，但是随着底物的浓度的增加，化学反应速率会增加，最终和没有抑制剂的相等，再分析图2说明抑制剂Ⅰ和底物都可以和酶结合，抑制剂Ⅰ不与底物结合同一位点，属于非竞争性抑制剂。 22．（23-24高三上·北京丰台·期末）学习以下材料，回答以下问题。植物生长素促进植物生长的新证据：科学家早已经证实，植物生长素诱导植物细胞的生长和细胞壁的酸化有关，氢离子介导了生长素对细胞壁的松弛作用。下图表示的是玉米胚芽鞘在经生长素处理后，细胞壁的pH变化和细胞伸长之间的关系，并依此提出了“酸生长假说”。 细胞壁的酸化是通过细胞膜上的H+—ATP酶（氢离子泵，AHA）将氢离子运出细胞实现的。之前的研究已经证明，生长素可以与生长素结合蛋白ABP1结合，并激活细胞表面的一种受体样激酶TMK，该酶可以将其作用的靶蛋白磷酸化，激活的TMK又可以激活细胞内的ROPs信号通路，从而促进细胞核内生长素响应基因S19的表达，该基因的表达产物可以抑制PP磷酸酶的活性，该酶可以将磷酸化的蛋白质去磷酸化。但生长素是如何造成细胞壁酸化的？这一问题一直困扰着这一领域的科学家。近期我国科学家使用免疫共沉淀技术和荧光共振能量转移技术，证明了在NAA的作用下TMK可以和AHA快速结合；接下来他们又通过研究野生型拟南芥和TMK突变体的AHA的磷酸化水平，发现二者在IAA的诱导下，TMK突变体的AHA的磷酸化水平明显低于野生型，并进一步证明TMK是使AHA多肽链上的一个苏氨酸残基磷酸化。由此证明了TMK直接促进了AHA的磷酸化，从而将氢离子送出细胞造成细胞壁的酸化，解决了困扰科学家近半个世纪的科学难题。 (1)细胞壁酸化后可使膜电位差的绝对值 ，激活钾离子内流，从而增大细胞内的 ，造成细胞吸水增加，引发细胞的生长。酸诱导的细胞壁松弛现象只在 的细胞才能观察到。 (2)下列能为“酸生长假说”提供证据的是（　　） A．酸性条件下生长素结构改变，更容易和受体结合 B．生长素诱导的胚芽鞘生长可被中性缓冲溶液抑制 C．细胞质的pH降低能促进生长素响应基因的表达 D．促进细胞氢离子外排的物质，也能促进胚芽鞘的生长 (3)由题中可知，氢离子泵 （磷酸化/去磷酸化）后可以被激活，激活后的氢离子泵需要水解 释放能量，同时将氢离子送出细胞。 (4)结合文中信息，概括生长素促进细胞壁酸化的分子机制 。 【答案】(1) 增大 渗透压 非成熟区/正在生长/伸长区 (2)BD (3) 磷酸化 ATP (4)生长素与ABP1结合后激活TMK，直接促进AHA磷酸化，活化的AHA将氢离子运出细胞使细胞壁酸化。另一方面，激活的TMK还能通过ROPs信号通路，促进核内S19基因的表达，抑制PP磷酸酶的活性，防止AHA的去磷酸化。 【分析】生长素生理作用：促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育；特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。在植物体内，合成生长素最活跃的部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子，生长素大部分集中分布在生长旺盛的部位。生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，此外，引起横向运输的原因是单侧光或地心引力，横向运输发生在尖端。 【详解】（1）根据题干信息可知，细胞壁的酸化是通过细胞膜上的H+—ATP酶（氢离子泵，AHA）将氢离子运出细胞，使膜电位差的绝对值增大，激活钾离子内流，从而增大细胞内的渗透压，造成细胞吸水增加，引发细胞的生长。因为成熟区细胞具有大液泡，所以酸诱导的细胞壁松弛现象只在非成熟区的细胞才能观察到，因为成熟区细胞具有大液泡。 （2）根据题意可知，“酸生长假说”的核心是生长素能激活细胞膜上的质子泵，将H+泵到细胞外，从而促进细胞壁的伸展，细胞伸长。 A、酸性条件下生长素结构改变，更容易和受体结合，A与假说不符； B、中性缓冲液不能提供H+，故生长素诱导的胚芽鞘生长可被中性缓冲溶液抑制，B与假说相符； C、根据题意可知，细胞壁的pH变化和细胞伸长之间的关系，并依此提出了“酸生长假说”，所以细胞质的pH降低能促进生长素响应基因的表达与假说不符； D、根据题意直接促进细胞壁伸展的是细胞外的H+，故能促进H+外排的膜蛋白复合物应该也能促进胚芽鞘的生长，D与假说相符。 BD正确，AC错误。 故选BD。 （3）根据题意“TMK直接促进了AHA的磷酸化，从而将氢离子送出细胞造成细胞壁的酸化”可知，氢离子泵磷酸化后可以被激活，激活后的氢离子泵需要水解ATP释放能量，同时将氢离子送出细胞。 （4）结合文中信息，可知生长素与ABP1结合后激活TMK，直接促进AHA磷酸化，活化的AHA将氢离子运出细胞使细胞壁酸化。另一方面，激活的TMK还能通过ROPs信号通路，促进核内S19基因的表达，抑制PP磷酸酶的活性，防止AHA的去磷酸化。 23．（23-24高三上·北京海淀·期末）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 水稻抗褐飞虱研究——虫高一尺稻高一丈 水稻是我国重要的粮食作物。褐飞虱是专食水稻的害虫，它将针管状的口器刺入水稻，可直达韧皮部的筛管吸食汁液（图1）。取食过程中褐飞虱分泌唾液，唾液中降解细胞壁的酶类使得口针更容易穿刺，此外，唾液中的α-淀粉酶和麦芽糖酶可以促进淀粉水解。 B蛋白是褐飞虱唾液中的一种蛋白质，随褐飞虱取食进入水稻体内，可抑制易感水稻的基础防御反应。水稻也有相应机制来抵抗褐飞虱。抗虫水稻中存在N基因，其编码免疫应答受体N蛋白。N蛋白可识别并能与B蛋白结合形成复合体进入细胞核，从而调控下游基因的表达，引发防御反应。例如，通过调节胼胝质合成酶基因与筛管中胼胝质水解酶基因的表达，控制筛板上筛孔（图2）边缘胼胝质的合成，从而抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液。 研究发现利用转基因技术在抗虫水稻中持续高表达B蛋白可提高转基因水稻的抗虫性，但植株矮小，产量低。自然界中，抗虫水稻可及时清除B蛋白以避免过度的抗虫反应。B蛋白进入水稻细胞被N蛋白识别后，除激活抗虫信号通路之外，也激活了细胞自噬。细胞自噬是一种依赖溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。B蛋白可与细胞自噬受体结合，且N蛋白促进二者的结合，自噬受体可与自噬体结合，最终将B蛋白拖入液泡并将其降解。由于B蛋白-N蛋白-自噬受体三者互作激活细胞自噬，降解B蛋白，水稻细胞内B蛋白的量被严格控制在适当的水平。当褐飞虱取食终止时，水稻细胞中已无残留的B蛋白，故可快速恢复正常生长发育。 目前水稻育种中已获得应用的抗褐飞虱基因非常少，因此发掘和利用水稻中多种不同抗性机制的基因，将它们聚合利用，是形成抗褐飞虱的长效机制。 (1)褐飞虱唾液中的 酶可以水解植物细胞壁，便于口针穿刺植物组织，同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉分解为 进而吸收。 (2)水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解酶的表达（如下图），是对抗褐飞虱的有效策略。 褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为 （选填选项前字母）。 a．促进      b．抑制  c．上升   d．下降      e．阻塞  f．畅通 (3)根据文中信息，下列关于B蛋白在植物体内作用的叙述，正确的是 。 a．将B基因转入抗虫水稻并持续表达，可提高转基因水稻抗虫性 b．水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应，利于植株生长 c．B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应相同 d．抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白 (4)从稳态与平衡的角度，分析抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间平衡的机制 。 (5)虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害，但在水稻育种中单一应用此机制可能有失效的风险。请结合文中信息，推测存在这种风险的原因 。 【答案】(1) 纤维素酶和果胶 葡萄糖 (2)abce (3)ad (4)褐飞虱取食水稻时，B蛋白与N蛋白结合，调控胼胝质合成酶与水解酶等下游基因表达，引发防御反应；过量B蛋白引发细胞自噬，及时清除B蛋白，水稻恢复正常生长发育 (5)褐飞虱群体中部分个体B基因突变，产生对水稻防御机制的抗性，经抗虫水稻的选择后，突变B基因频率上升，使水稻对褐飞虱的防御失效 【分析】植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，需用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。 淀粉彻底水解的产物为葡萄糖，葡萄糖为单糖，可被细胞直接吸收利用。 【详解】（1）植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，褐飞虱唾液中的纤维素酶和果胶酶可以水解植物细胞壁，便于口针穿刺植物组织，同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉分解为葡萄糖这一单糖进而吸收。 （2）筛板上筛孔（图2）边缘胼胝质的合成有利于抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液，而水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解酶的表达，是对抗褐飞虱的有效策略，分析题图可知，褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为促进（胼胝质合成酶合成增多）、抑制（胼胝质水解酶合成减少）均有利于胼胝质含量上升，筛管运输受阻，从而达到对抗褐飞虱，减少其对筛管中汁液的吸食，故褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为abce。 （3）a、根据题文信息可知：将B基因转入抗虫水稻并持续表达，可提高转基因水稻抗虫性，a正确； b、水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应，但是B蛋白持续存在会导致植株矮小，产量低，不利于植株生长，b错误； c、B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应不相同，前者可抑制易感水稻的基础防御反应，后者引发防御反应，c错误； d、抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白，水稻细胞内B蛋白的量被严格控制在适当的水平，d正确。 故选ad。 （4）综合题文信息可知，褐飞虱取食水稻时，B蛋白与N蛋白结合，调控胼胝质合成酶与水解酶等下游基因表达，引发防御反应；过量B蛋白引发细胞自噬，及时清除B蛋白，水稻恢复正常生长发育，从而使得抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间的平衡。 （5）虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害，但是褐飞虱群体中部分个体B基因突变，产生对水稻防御机制的抗性，经抗虫水稻的选择后，突变B基因频率上升，使水稻对褐飞虱的防御失效 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 酶和ATP、物质出入细胞的方式 一、单选题 1．（2024·北京昌平·二模）蓝细菌的光合作用过程需要较高浓度CO2，而空气中的CO2浓度一般较低，蓝细菌具有CO2浓缩机制如下图所示。研究还发现，R酶能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点。相关叙述正确的是（    ） A．CO2以协助扩散方式通过光合片层膜 B．R酶可抑制CO2固定，减少有机物积累 C．浓缩机制可提高CO2与R酶的结合率 D．转入转运蛋白基因后光合速率减小 2．（2024·北京东城·二模）如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（    ）    A．降低细胞外蔗糖浓度 B．降低细胞质H+浓度 C．降低ATP合成酶活性 D．降低膜上协同转运蛋白数量 3．（2024·北京海淀·二模）研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质，其中组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，其形成的突触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是（　　）    A．伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应 B．两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放 C．两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合 D．感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度 4．（2024·北京顺义·一模）研究人员利用K+的放射性类似物铷（16Rb+）替换K+，研究K+的吸收与转运。选取高盐环境中生长的玉米根，在NEM（可选择性抑制参与K+主动运输的转运蛋白）溶液中分别处理10s和30s，然后洗去未反应的NEM，最后浸入到16Rb+溶液中，检测16Rb+进入根细胞的净流量，实验结果如图。依据实验结果分析，下列叙述不合理的是（　　） A．K+可通过主动运输进入玉米根细胞 B．K+可通过协助扩散进入玉米根细胞 C．根细胞膜上只存在一种K+转运蛋白 D．处理10s运输K+离子的蛋白没被完全抑制 5．（2024·北京门头沟·一模）几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构并阐明了几丁质合成的过程，模式图如下。下列叙述错误的是（    ） A．高温会破坏几丁质合成酶的空间结构 B．几丁质是由多个单糖构成的多糖物质 C．细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 D．细胞通过主动运输将几丁质运到胞外 6．（23-24高三上·北京房山·期末）蛋白质是生命活动的主要承担者，其功能具有多样性。下列不属于膜蛋白功能的是（    ） A．催化化学反应 B．协助物质运输 C．储存遗传信息 D．参与信息传递 7．（23-24高三上·北京昌平·期末）下图为ATP合成酶功能示意图，相关叙述不正确的是（    ） A．ATP合成酶在核糖体上合成 B．ATP合成酶发挥功能不依赖生物膜 C．ATP合成酶具有催化和运输的作用 D．合成ATP的过程伴随着能量的转化 8．（23-24高三上·北京昌平·期末）盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存。同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响正常生长。下图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图，相关叙述不正确的是（    ）    A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞 B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染 C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境 D．H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞 9．（23-24高三上·北京西城·期末）如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图，下列说法正确的是（　　） A．方式1所示转运不具有特异性 B．溶酶体内pH高于细胞质基质 C．方式3转运溶质属于主动运输 D．三种运输方式体现膜的流动性 10．（2024·北京海淀·二模）为检测黑曲霉蛋白酶的热稳定性，科研人员在不同温度下分别处理酶液10、60及90min，测定酶活力，结果如下图。下列关于该酶的叙述不正确的是（　　）    A．温度升高可改变其空间结构 B．若长期保存应置于60℃ C．可将蛋白质水解为氨基酸或多肽 D．置于70℃下60min后完全失活 11．（2024·北京朝阳·二模）丙酮酸激酶（PK）可参与下图所示的生化反应。人体红细胞中缺乏PK会引起Na+积累，造成溶血，导致丙酮酸激酶缺乏症（PKD）。 以下推测合理的是（    ） A．该反应发生在红细胞的线粒体中 B．该反应与细胞内的吸能反应相联系 C．Na+积累会引起红细胞渗透压升高 D．使用PK抑制剂能够有效治疗PKD 12．（2024·北京海淀·一模）新生无毛哺乳动物体内存在一种含有大量线粒体的褐色脂肪组织， 褐色脂肪细胞的线粒体内膜含有蛋白质U。蛋白质U不影响组织细胞对氧气的利用， 但能抑制呼吸过程中ADP 转化为ATP。据此推测当蛋白质U发挥作用时（    ） A．葡萄糖不能氧化分解 B．只在细胞质基质中进行无氧呼吸 C．细胞中会积累大量的 ATP D．可大量产热， 维持体温 13．（2024·北京朝阳·一模）科研人员将某种滨藜分为两组，A组置于昼夜温度为23℃/18℃的环境中，该温度与其原生长区温度一致，B组置于昼夜温度为43℃/30℃的环境中。生长一段时间后，测定两组滨藜在不同温度下的光合速率，结果如图。相关叙述不合理的是（　　） A．图中数据显示相同温度条件下A组滨藜的有机物积累速率均高于B组 B．温度过高会通过提高酶的活性和气孔开放程度等机制使光合速率下降 C．B组滨藜的最适温度高于A组说明滨藜对高温环境有一定的适应能力 D．推测将原生长区的滨藜引种到炎热地区后可能会出现生长缓慢等现象 14．（2024·北京西城·一模）大量纳米材料如金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒等已被证明能够像天然酶一样发挥作用，称为纳米酶。下列关于纳米酶和天然酶的说法正确的是（    ） A．均为生物大分子 B．都能降低化学反应活化能 C．均由核糖体合成 D．都只能在生物体内发挥作用 15．（23-24高三下·北京平谷·阶段练习）D酶是由核基因D编码的氨酰-tRNA合成酶，合成后进入线粒体，能催化氨基酸结合到其对应的tRNA上，使mRNA序列能够被精确地翻译成蛋白质序列。下列有关叙述正确的是（　　） A．D酶的组成元素仅含有C、H、O、N、P B．D酶是在线粒体中的核糖体上合成的 C．D酶能降低化学反应所需的活化能 D．1种氨基酸可对应多个tRNA，所以D酶不具有专一性 16．（23-24高三上·北京石景山·期末）为探究表面活性剂T-80对木瓜蛋白酶活性的影响。研究人员在最适温度下开展实验，得到下图所示结果。下列叙述不正确的是（    ） A．T-80对木瓜蛋白酶的活性具有抑制作用 B．与pH为6.5相比，pH为9.5时木瓜蛋白酶活性低 C．若升高反应体系的温度，图中曲线会向下移动 D．若增加反应体系中木瓜蛋白酶的量，木瓜蛋白酶活性增加 17．（23-24高三上·北京海淀·期末）在Mg2+存在的条件下，己糖激酶可催化ATP分子的磷酸基团转移到葡萄糖分子上，生成6-磷酸葡萄糖。下列关于己糖激酶的叙述正确的是（    ） A．基本单位是葡萄糖 B．组成元素仅含C、H、O、P C．可提供化学反应所需的活化能 D．催化活性受Mg2+影响 18．（23-24高三上·北京大兴·期末）葡萄糖进入细胞后在己糖激酶的作用下磷酸化，然后才能分解成丙酮酸。脱氧葡萄糖（2-DG）可与葡萄糖竞争己糖激酶，但不生成丙酮酸。下列说法错误的是（　　） A．己糖激酶可以降低葡萄糖磷酸化所需的活化能 B．2-DG进入细胞时不需要细胞膜上的蛋白质协助 C．2-DG在细胞内的大量积累可抑制细胞呼吸 D．2-DG可使癌细胞“挨饿”，进而抑制其增殖 二、非选择题 19．（2024·北京朝阳·二模）细胞体积的调节 有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅只涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是 。 (2)图1结果说明RVD过程中有 的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他 （填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是 ，理由是 。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向 。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制 。 20．（2023·北京朝阳·二模）盐渍土是限制苹果树生长的环境因素之一，研究者通过实验探究苹果耐盐机制。 (1)糖类是植物主要 物质，也可作为信号调节植物对盐胁迫的响应。 (2)己糖激酶K是葡萄糖感受器。为验证葡萄糖通过己糖激酶K提高苹果幼苗耐盐性，用不同试剂处理苹果幼苗，14天后检测叶片脂质过氧化物MDA的含量（细胞损伤指标），1、2组结果如图1，补充3、4组结果以支持该结论 。 (3)H是位于苹果细胞液泡膜上的Na+转运蛋白。制备过表达H蛋白的拟南芥播种到高盐培养基上，检测幼苗的根长，结果如图2。 本实验的目的是探究 。 (4)己糖激酶K可与H蛋白相互作用，推测己糖激酶K在苹果耐盐性中的作用部分依赖H蛋白。为验证该推测，研究者构建过表达己糖激酶K的苹果愈伤组织，同时干扰细胞内H蛋白的表达，检测MDA含量。完善该实验方案并预期结果 。 (5)研究表明己糖激酶K响应糖信号后，催化H蛋白的磷酸化提高其活性，H蛋白将Na+ ，以保证高盐环境下苹果细胞质渗透压的相对稳定。依据本研究，提出一个耐盐苹果的育种思路 。 21．（2024·北京密云·模拟预测）酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图1。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图2所示。 (1)该实验的自变量是 ，实验中无关变量保持相同且适宜，该实验的无关变量有 。 (2)实验小组的实验过程：将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份→在①中加入一定量的蒸馏水，②③中分别加入 →在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合→定时取样检测各反应中 ，记录实验结果并绘图。 (3)据图1分析，随着底物浓度升高， （填抑制剂类型） 的抑制作用逐渐减小。抑制剂降低酶促反应速率的原因是 。 (4)结合图1和图2分析抑制剂Ⅰ属于 性抑制剂。 22．（23-24高三上·北京丰台·期末）学习以下材料，回答以下问题。植物生长素促进植物生长的新证据：科学家早已经证实，植物生长素诱导植物细胞的生长和细胞壁的酸化有关，氢离子介导了生长素对细胞壁的松弛作用。下图表示的是玉米胚芽鞘在经生长素处理后，细胞壁的pH变化和细胞伸长之间的关系，并依此提出了“酸生长假说”。 细胞壁的酸化是通过细胞膜上的H+—ATP酶（氢离子泵，AHA）将氢离子运出细胞实现的。之前的研究已经证明，生长素可以与生长素结合蛋白ABP1结合，并激活细胞表面的一种受体样激酶TMK，该酶可以将其作用的靶蛋白磷酸化，激活的TMK又可以激活细胞内的ROPs信号通路，从而促进细胞核内生长素响应基因S19的表达，该基因的表达产物可以抑制PP磷酸酶的活性，该酶可以将磷酸化的蛋白质去磷酸化。但生长素是如何造成细胞壁酸化的？这一问题一直困扰着这一领域的科学家。近期我国科学家使用免疫共沉淀技术和荧光共振能量转移技术，证明了在NAA的作用下TMK可以和AHA快速结合；接下来他们又通过研究野生型拟南芥和TMK突变体的AHA的磷酸化水平，发现二者在IAA的诱导下，TMK突变体的AHA的磷酸化水平明显低于野生型，并进一步证明TMK是使AHA多肽链上的一个苏氨酸残基磷酸化。由此证明了TMK直接促进了AHA的磷酸化，从而将氢离子送出细胞造成细胞壁的酸化，解决了困扰科学家近半个世纪的科学难题。 (1)细胞壁酸化后可使膜电位差的绝对值 ，激活钾离子内流，从而增大细胞内的 ，造成细胞吸水增加，引发细胞的生长。酸诱导的细胞壁松弛现象只在 的细胞才能观察到。 (2)下列能为“酸生长假说”提供证据的是（　　） A．酸性条件下生长素结构改变，更容易和受体结合 B．生长素诱导的胚芽鞘生长可被中性缓冲溶液抑制 C．细胞质的pH降低能促进生长素响应基因的表达 D．促进细胞氢离子外排的物质，也能促进胚芽鞘的生长 (3)由题中可知，氢离子泵 （磷酸化/去磷酸化）后可以被激活，激活后的氢离子泵需要水解 释放能量，同时将氢离子送出细胞。 (4)结合文中信息，概括生长素促进细胞壁酸化的分子机制 。 23．（23-24高三上·北京海淀·期末）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 水稻抗褐飞虱研究——虫高一尺稻高一丈 水稻是我国重要的粮食作物。褐飞虱是专食水稻的害虫，它将针管状的口器刺入水稻，可直达韧皮部的筛管吸食汁液（图1）。取食过程中褐飞虱分泌唾液，唾液中降解细胞壁的酶类使得口针更容易穿刺，此外，唾液中的α-淀粉酶和麦芽糖酶可以促进淀粉水解。 B蛋白是褐飞虱唾液中的一种蛋白质，随褐飞虱取食进入水稻体内，可抑制易感水稻的基础防御反应。水稻也有相应机制来抵抗褐飞虱。抗虫水稻中存在N基因，其编码免疫应答受体N蛋白。N蛋白可识别并能与B蛋白结合形成复合体进入细胞核，从而调控下游基因的表达，引发防御反应。例如，通过调节胼胝质合成酶基因与筛管中胼胝质水解酶基因的表达，控制筛板上筛孔（图2）边缘胼胝质的合成，从而抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液。 研究发现利用转基因技术在抗虫水稻中持续高表达B蛋白可提高转基因水稻的抗虫性，但植株矮小，产量低。自然界中，抗虫水稻可及时清除B蛋白以避免过度的抗虫反应。B蛋白进入水稻细胞被N蛋白识别后，除激活抗虫信号通路之外，也激活了细胞自噬。细胞自噬是一种依赖溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。B蛋白可与细胞自噬受体结合，且N蛋白促进二者的结合，自噬受体可与自噬体结合，最终将B蛋白拖入液泡并将其降解。由于B蛋白-N蛋白-自噬受体三者互作激活细胞自噬，降解B蛋白，水稻细胞内B蛋白的量被严格控制在适当的水平。当褐飞虱取食终止时，水稻细胞中已无残留的B蛋白，故可快速恢复正常生长发育。 目前水稻育种中已获得应用的抗褐飞虱基因非常少，因此发掘和利用水稻中多种不同抗性机制的基因，将它们聚合利用，是形成抗褐飞虱的长效机制。 (1)褐飞虱唾液中的 酶可以水解植物细胞壁，便于口针穿刺植物组织，同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉分解为 进而吸收。 (2)水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解酶的表达（如下图），是对抗褐飞虱的有效策略。 褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为 （选填选项前字母）。 a．促进      b．抑制  c．上升   d．下降      e．阻塞  f．畅通 (3)根据文中信息，下列关于B蛋白在植物体内作用的叙述，正确的是 。 a．将B基因转入抗虫水稻并持续表达，可提高转基因水稻抗虫性 b．水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应，利于植株生长 c．B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应相同 d．抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白 (4)从稳态与平衡的角度，分析抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间平衡的机制 。 (5)虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害，但在水稻育种中单一应用此机制可能有失效的风险。请结合文中信息，推测存在这种风险的原因 。 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