专题3 细胞的物质输入和输出-【十年高考】备战2025年高考生物真题分类解析与应试策略（Word版）

第二单元　细胞代谢　　　 专题三　细胞的物质输入和输出 考点 2015-2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 合计 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 10.细胞的吸水和失水 0 1 1 0 0 4 1 2 1 1 0 1 3 9 11.物质进出细胞的方式 1 2 0 2 1 6 0 6 2 5 0 2 4 23 命题分析与备考建议 (1)命题热度:本专题相对其他各专题考查稍火(),高考命题的高频点是“物质进出细胞的方式”。 (2)考查方向:一是考查对植物细胞的吸水和失水实验的分析,二是考查物质跨膜运输方式的判断。 (3)考情前瞻:一是以物理渗透模型考查渗透作用的相关实验,二是结合坐标曲线考查物质运输的方式及不同运输方式的判断。 考点10细胞的吸水和失水　 1.(2024·山东,4,2分,难度★★)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是 (B) A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大 B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离 D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用 解析 细胞失水过程中,细胞液浓度增大,渗透压升高,A项正确。干旱环境下进行光合作用的外层细胞主要合成的是单糖,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,一方面可以使外层细胞的光合产物迅速转移到内部薄壁细胞,减少外层细胞单糖的积累,减弱产物对光合作用的抑制;另一方面内部薄壁细胞中单糖合成多糖的过程产生水,使外层细胞的细胞液浓度高于内部薄壁细胞,外层细胞可以从内部薄壁细胞中获得水分,有利于外层细胞的光合作用,B项错误,D项正确。失水比例相同的情况下,由于内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大,不易发生质壁分离,外层细胞更易发生质壁分离,C项正确。 2.(2023·全国甲,4,6分,难度★★★)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是(C) 解析 用30%蔗糖溶液处理后,细胞失水导致原生质体和液泡的体积都减小,细胞液浓度增大;用清水处理后,细胞吸水,原生质体和液泡的体积都会增大,细胞液浓度减小,A、B两项错误。当蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,原生质体和液泡的体积减小,细胞液浓度增大,C项正确,D项错误。 3.(2023·重庆,7,3分,难度★★)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色;当a为②、b为③,水浴(55 ℃)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是(C) 编号 试剂 ① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 ② 质量分数为5%的葡萄糖溶液 ③ 斐林试剂 ④ 淀粉酶溶液 ⑤ 碘溶液(棕红色) A.若a为①+②、b为③,水浴后透析袋外最终会出现砖红色 B.若a为①+②、b为⑤,透析袋外的溶液最终会出现蓝色 C.若a为①+④、b为⑤,透析袋内的溶液最终会出现棕红色 D.若a为①+④、b为③,水浴后透析袋内最终会出现砖红色 解析 若a为①+②(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+质量分数为5%的葡萄糖溶液)、b为③斐林试剂,由于葡萄糖和斐林试剂都不能透过透析袋,因此水浴后透析袋外不会出现砖红色,A错误;若a为①+②(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+质量分数为5%的葡萄糖溶液)、b为⑤碘溶液,由于淀粉不能透过透析袋,所以透析袋外的溶液不含淀粉,不会出现蓝色,B错误;若a为①+④(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+淀粉酶溶液),b为⑤碘溶液,由于淀粉酶可以将淀粉水解,透析袋内不含淀粉,碘溶液进入透析袋内,最终会出现棕红色,C正确;若a为①+④(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+淀粉酶溶液),b为③斐林试剂,淀粉被淀粉酶水解为还原糖,但还原糖和斐林试剂都不能透过透析袋,所以透析袋的内外都不会出现砖红色,D错误。 4.(2022·全国甲,2,6分,难度★)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞a未发生变化;②细胞b体积增大;③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是 (C) A.水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c C.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 解析 由题干信息可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,则其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度;细胞b体积增大,则其细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;细胞c发生了质壁分离,则其细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。因此水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,A、B两项合理。由题意可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等。水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相等,但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因此,水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C项不合理。细胞c发生了质壁分离,水分交换达到平衡时,其细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等,D项合理。 5.(2022·湖南,10,2分,难度★★)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) 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 解析 根据甲组中原生质体的表面积随培养时间的增加而增大,说明甲组细胞吸水,细胞质浓度大于0.3 mol/L NaCl溶液的浓度,但细胞中NaCl浓度不确定,A项错误;乙、丙两组中原生质体的体积缩小,细胞失水,所以会发生质壁分离现象,解除处理后由于细胞能吸收葡萄糖,所以会发生质壁分离复原,B项正确;该菌正常生长,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项正确;若将该菌先65 ℃水浴灭活,细胞膜失去选择透过性,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化,D项正确。 6.(2022·湖北,4,2分,难度★)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(B) A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀 B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小 C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀 D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小 解析 水可以通过水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞,也可以直接通过细胞膜以自由扩散的方式进出细胞。经AgNO3处理的红细胞,水通道蛋白失去活性,但水可以通过自由扩散的方式进出细胞。经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会失水变小,A项正确,B项错误;未经AgNO3处理的红细胞,水可以通过水通道蛋白快速进出细胞,也可以直接通过细胞膜进出细胞。故未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小,C、D两项正确。 7.(2021·江苏,12,2分,难度★★)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验,下列相关叙述正确的是 (A) A.用镊子撕取的外表皮,若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验 B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上,直接用高倍镜观察细胞状态 C.为尽快观察到质壁分离现象,应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液 D.实验观察到许多无色细胞,说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡 解析 叶肉细胞有原生质层和大液泡,所以可以发生质壁分离,且细胞质中还含有叶绿体,而洋葱外表皮细胞呈紫色,所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞,也不影响实验结果,A项正确;显微镜的使用方法是先用低倍镜观察,再用高倍镜观察,B项错误;为尽快观察到质壁分离现象,应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复几次,洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中,C项错误;紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡,那些无色的细胞应该是鳞茎细胞,不是鳞片叶外表皮细胞,D项错误。 8.(2021·湖南,3,2分,难度★)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是 (D) A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低 D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 解析 施肥过多使土壤溶液浓度过高,根毛细胞失水发生质壁分离引起“烧苗”,A项正确;质壁分离过程中,原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,会发生细胞膜局部或全部脱离细胞壁,B项正确;质壁分离复原过程中,细胞液的浓度逐渐降低,细胞的吸水能力也逐渐降低,C项正确;溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,1 mol/L NaCl溶液中的溶质微粒多于1 mol/L蔗糖溶液中的溶质微粒,因此1 mol/L NaCl溶液渗透压较高,D项错误。 9.(2021·广东,13,4分,难度★★★)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 (A) A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后 B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 解析 由题图可知,用蔗糖溶液①处理保卫细胞后,细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,细胞的气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此③处理后保卫细胞细胞液浓度<①处理后保卫细胞细胞液浓度,A项错误,C项正确。用蔗糖溶液②处理细胞后,细胞的气孔开度变小,说明细胞失水,可观察到质壁分离现象,B项正确。由以上分析可知,蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故三种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D项正确。 10.(2021·重庆,20,2分,难度★★)在相同条件下,分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,观察其质壁分离,再用清水处理后观察其质壁分离复原,实验结果见下图。下列叙述错误的是(B) A.T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁 B.各组蔗糖溶液中,水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液 C.T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞均复原 D.T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降 解析 由题图可知,T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞发生质壁分离,即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A项正确;各组蔗糖溶液中,水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液,只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液,B项错误;T1和T2组部分细胞能发生质壁分离,说明质壁分离的细胞是活细胞,若经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原,C项正确;T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离复原的细胞逐渐增多,质壁分离的细胞比例可能下降,D项正确。 11.(2020·全国2,5,6分,难度★★)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入质量浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组溶液的质量浓度,发现甲组中甲糖溶液的质量浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是(D) A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液的质量浓度升高 B.若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零 C.若测得乙糖溶液的质量浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离 D.若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 解析 由题干可知,甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍,且甲、乙两组溶液的质量浓度相等,故甲糖溶液的物质的量浓度低于乙糖溶液,即甲糖溶液的渗透压小于乙糖溶液。甲糖溶液的质量浓度升高,说明叶细胞吸收了甲糖溶液中的水分,A项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则说明乙糖溶液和叶细胞的水分进出达到平衡,B项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度降低,则说明乙糖溶液的浓度高于细胞液浓度,叶肉细胞失水,发生质壁分离,C项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则说明乙糖溶液的浓度低于细胞液浓度,叶细胞吸水,但由于甲糖溶液的渗透压低于乙糖溶液,故叶细胞的净吸水量乙组小于甲组,D项错误。 两种方法判断细胞的吸水和失水 　　(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断:当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和吸水量相等,处于动态平衡。 (2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断:若重量增加或长度变长,则吸水;反之则失水。 12.(2019·浙江,9,2分,难度★)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是 (C) A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 解析 红细胞无细胞壁,在高于0.9%NaCl溶液中会失水皱缩,A项错误;0.9%NaCl溶液与哺乳动物红细胞的细胞内液是等渗溶液,水分子进出细胞平衡,B项错误;在低于0.9% NaCl溶液中,红细胞吸水膨胀甚至因吸水过多而涨破,C项正确;渗透是水分子穿过半透膜从低浓度处向高浓度扩散的现象,D项错误。 考点11物质进出细胞的方式　 1.(2024·山东,1,2分,难度★★★)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2 含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1 被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是 (B) A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白 B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量 C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2 的分解 D.油菜素内酯可使BAK1 缺失的被感染细胞内H2O2含量降低 解析 Ca2+通道蛋白运输Ca2+时,两者并不结合,A项错误;维持细胞Ca2+浓度的内低外高,是一个主动运输的过程,需消耗能量,B项正确;细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,抑制H2O2分解,导致H2O2含量升高,这是一种间接作用,C项错误;油菜素内酯不能使BAK1缺失的被感染细胞关闭Ca2+通道蛋白,故不能使细胞内H2O2含量降低,D项错误。 2.(2024·吉林,18,3分,难度★★★★)(多选)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如下图所示。下列叙述正确的是 (BCD) A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅 B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻 C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放 D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加 解析 本题以实验探究为载体,考查细胞跨膜运输。水的吸收以水通道蛋白的协助扩散为主,自由扩散为辅,A项错误。由题图可知,模型组空肠黏膜细胞AQP3的相对表达量比对照组少,说明其对肠腔内水的吸收减少,从而引起腹泻,B项正确。治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量增加,对水的吸收增强,肠腔内水减少,缓解了腹泻,从而减少了肠道菌群因腹泻排出,因此减少了致病菌排放,C项正确。治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,使回肠对水的转运增加,D项正确。 3.(2023·全国甲,1,6分,难度★★)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,正确的是 (B) A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能 D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 解析 乙醇属于脂溶性物质,与细胞膜中的磷脂相似相溶,通过自由扩散的方式进入细胞,A项错误。血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,K+逆浓度梯度进入红细胞,该物质跨膜运输方式为主动运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,B项正确。抗体为分泌蛋白,其分泌方式为胞吐,需要消耗能量,C项错误。葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,D项错误。 4.(2023·全国新课标,1,6分,难度★★)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是 (B) A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节 B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜 C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原 D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯 解析 葡萄糖在人体内通过血液运输,是人体血浆的重要组成成分,其含量受胰岛素和胰高血糖素等激素的调节,A项正确。葡萄糖以主动运输或协助扩散的方式通过细胞膜,不能以自由扩散的方式通过细胞膜,B项错误。血液中的葡萄糖进入肝细胞后,可以被肝细胞氧化分解,当血糖浓度较高时还可以转化为肝糖原储存起来,C项正确。葡萄糖在人体脂肪组织细胞中可转变为甘油三酯等非糖物质,D项正确。 5.(2023·浙江,13,3分,难度★★★★)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 下列叙述正确的是 (B) A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化 B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降 C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源 D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收 解析 转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,但该过程是可逆的,A项错误。由图可知,H+向细胞外运输需要消耗ATP,说明该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内H+的浓度低于细胞外,蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B项正确,D项错误。植物组培过程中蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C项错误。 6.(2023·山东,2,2分,难度★★★)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是 (D) A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输 B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 解析 由“溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体”可知,溶酶体内H+浓度高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,其运输方式属于主动运输,A项正确;H+载体蛋白失活后使溶酶体内H+浓度降低,进而导致Cl-转运受阻,可引起溶酶体内的吞噬物积累,B项正确;Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,溶酶体的功能降低,数量减少,使细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C项正确;溶酶体中的H+浓度高于细胞质基质,二者pH不同,因此释放到细胞质基质中的水解酶活性降低,D项错误。 7.(2023·湖南,8,2分,难度★★★)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是 (B) A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的 B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害 C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力 D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径 解析 由题图可以看出,PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,H2O2从膜外运向膜内的速率大于从膜内运向膜外的速率,即PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,抑制了H2O2外排,所以细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的,A项正确,B项错误。敲除AT1基因或降低其表达,AT1蛋白就不能抑制PIP2s蛋白磷酸化,则盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2外排的速率大于内流的速率,可减轻H2O2对细胞的毒害作用,提高禾本科作物的耐盐碱能力,C项正确。逆境胁迫下可以生存的物种往往含有抵抗逆境的基因,将该类基因通过基因工程技术导入农作物体内可提高农作物的抗逆性,D项正确。 8.(2023·湖南,14,4分,难度★★★)(多选)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞,也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内,以维持细胞质基质Na+稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫,矾酸钠(质膜H+泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是 (BD) A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化 B.GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累 C.GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化,与液泡膜H+泵活性有关 D.盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性 解析 由题图可知,跨膜运输也可以发生于液泡和细胞质基质间,但该运输不会改变细胞膜外侧溶液的渗透压,A项错误。由题图可知,“NaCl”组和“NaCl+GB”组对照,“NaCl+GB”组的Na+外排量更高,推测GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累,B项正确。与其他几组相比,“NaCl+GB”组液泡膜H+泵活性无明显差异,而液泡膜NHX载体活性明显高于其他组,说明GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度变化与液泡膜H+泵活性无关,C项错误。盐胁迫下细胞质基质中的Na+排出细胞或转入液泡都可以增大细胞液的浓度,有利于植物细胞吸水,增强植物的耐盐性,D项正确。 9.(2023·辽宁,4,2分,难度★★★)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 (C) 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 解析 神经生长因子蛋白是生物大分子,通过胞吞、胞吐进出细胞生物膜,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,故葡萄糖通过血脑屏障生物膜体系的方式可能为协助扩散,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,且当谷氨酸作为神经递质传递信息时的方式为胞吐,C错误;钙离子通过生物膜需要载体蛋白,运输方式可能为主动运输,D正确。 10.(2022·天津,2,4分,难度★)下列生理过程的完成不需要两者结合的是 (D) A.神经递质作用于突触后膜上的受体 B.抗体作用于相应的抗原 C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+ D.K+通道蛋白运输K+ 解析 兴奋在神经元之间的传导过程中,突触前膜释放的神经递质,与突触后膜上相应受体结合后引起后膜电位变化,导致后一个神经元兴奋或抑制,A项不符合题意。在体液免疫过程中,浆细胞产生和分泌的抗体可与病原体表面的抗原发生特异性结合,形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化,B项不符合题意。Ca2+载体蛋白与Ca2+结合,自身构象发生变化,运输Ca2+,C项不符合题意。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,因此K+通道蛋白运输K+时不需要与K+结合,D项符合题意。 载体蛋白与通道蛋白的比较 分类 载体蛋白 通道蛋白 特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过;载体蛋白转运物质时,自身构象会发生变化 只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过;分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合 举例 协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白 水通道蛋白、K+通道蛋白、Ca2+通道蛋白、Na+通道蛋白 11.(2022·山东,3,2分,难度★★★)N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如下图。铵肥施用过多时,细胞内N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 (B) A.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B.N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N会加重铵毒 D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 解析 由题干和题图可知,N的吸收需要载体蛋白AMTs转运,由根细胞膜两侧的电位差驱动,属于主动运输,A项错误;N的吸收由H+浓度梯度驱动,属于主动运输,故N通过SLAH3转运到细胞外的方式是顺浓度梯度,属于被动运输,B项正确;铵毒发生后,细胞外的H+更多,增加细胞外的N,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项错误;载体蛋白NRT1.1转运N的方式是主动运输,主动运输的速率和N浓度无必然关系;转运H+的方式是协助扩散,在一定范围内,其运输速率与膜内外H+浓度差呈正相关,D项错误。 12.(2022·辽宁,9,2分,难度★)水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量,发现AQP1和 AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织 AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是 (D) A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同 B.AQP蛋白与水分子可逆结合,转运水进出细胞不需要消耗ATP C.检测结果表明,只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成 D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关 解析 人唾液腺正常组织细胞中控制AQP蛋白的基因可能有3种,因此其表达出来的蛋白质中氨基酸序列可能不相同,A项错误;AQP是一类细胞膜通道蛋白,运输物质时不需要与水分子结合,B项错误;由题干可知,AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍,能说明AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成,C项错误;由题干信息“水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍”可知,正常组织与水肿组织的水转运速率不同,且与AQP蛋白的数量有关,D项正确。 13.(2022·广东,7,2分,难度★★)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于 (A) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.细胞核 B.细胞质 C.高尔基体 D.细胞膜 解析 由题可知,拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,而核孔是RNA和蛋白质等物质运输的通道,若HPR1蛋白功能缺失,则核孔结构异常,细胞核内产生的mRNA无法通过核孔运出进入细胞质,因此会有更多mRNA分布于细胞核,A项符合题意。 14.(2022·重庆,2,2分,难度★★)下图为小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程。下列关于该过程中铜离子的叙述,错误的是 (C) A.进入细胞需要能量 B.转运具有方向性 C.进出细胞的方式相同 D.运输需要不同的载体 解析 由图可知,铜离子进入小肠上皮细胞是由低浓度向高浓度运输,需要载体蛋白的协助,消耗能量,A项正确;由图可知,铜离子转运具有方向性,B项正确;铜离子进入细胞是通过主动运输方式,运出细胞是先通过协助扩散进入高尔基体,然后由高尔基体膜包裹通过胞吐运出,C项错误;由图可知,进入细胞需要膜蛋白1协助,运出细胞需要膜蛋白2协助,D项正确。 15.(2021·山东,2,2分,难度★★)液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器,液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输,从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(A) A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散 B.Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺 C.加入H+焦磷酸酶抑制剂,Ca2+通过CAX的运输速率变慢 D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输 解析 Ca2+通过CAX的跨膜运输方式为主动运输,所需要的能量由H+浓度梯度产生的势能提供,A项错误;Ca2+通过CAX的运输进入液泡,增大了细胞液的渗透压,有利于植物细胞吸水进而保持坚挺,B项正确;加入H+焦磷酸酶抑制剂,会抑制H+从细胞质基质进入液泡,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,Ca2+通过CAX的运输速率减慢,C项正确;H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量,为主动运输,D项正确。 16.(2021·江苏,3,2分,难度★)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质,下列相关叙述错误的是(B) A.物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关,也与分子大小有关 B.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关 C.神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性 D.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸 解析 物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关,也与分子大小有关,A项正确;小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关,与细胞质中其他溶质分子的浓度无关,B项错误;膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白,二者都具有特异性,载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,通道蛋白只允许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,C项正确;肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输,D项正确。 转运蛋白数量对跨膜运输的影响 　　转运蛋白数量主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下,协助扩散中转运蛋白数量越多,运输速率越大;主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加,可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 17.(2021·湖北,11,2分,难度★★)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小,在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述,正确的是(B) A.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液 B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液 C.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液 D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液 解析 大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞,少数水分子以自由扩散的方式进出细胞,而Na+和Cl-以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易,故细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输,主动运输是逆浓度梯度运输,故水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液,Na+和Cl-从低渗溶液扩散至高渗溶液,B项正确,A、C、D三项错误。 18.(2021·河北,4,2分,难度★★)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是(D) A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2 B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散 C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量 D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中 解析 血液流经肌肉组织时,O2从红细胞进入血浆,经毛细血管壁、组织液进入肌肉细胞,CO2进入红细胞,A项正确;①②是自由扩散,④从高浓度一侧到低浓度一侧,需要转运蛋白,属于协助扩散,⑤是水分子通过水通道蛋白的运输,是协助扩散,B项正确;③是主动运输,人体成熟红细胞无线粒体,通过无氧呼吸产生ATP为其供能,C项正确;人体成熟红细胞由于无细胞核及各种细胞器,所以糖蛋白不会更新,D项错误。 哺乳动物成熟红细胞的结构特点及代谢特点 　　哺乳动物成熟红细胞无细胞核和细胞器,所以其获取能量的方式是无氧呼吸。由于没有细胞核及各种细胞器,其糖蛋白也不能更新。不能结合红细胞的结构去分析问题是导致错误的主要原因。 19.(2020·海南,18,3分,难度★★★)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,参与细胞吸收多种营养物质,每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示,下列有关叙述正确的是 (D) A.ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度 B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞 C.Cl-和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输 D.若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程 解析 氧气进出细胞的方式为自由扩散,不需要载体和能量,A项错误;ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP水解释放能量,葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能,B项错误;“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”,一种转运蛋白转运一种物质,故Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同,C项错误;ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程,故若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程,D项正确。 20.(2020·江苏,5,2分,难度★★)下图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是 (A) A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞 C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞 D.口服维生素D通过方式⑤被吸收 解析 由图可知:葡萄糖以主动运输方式被小肠上皮细胞吸收,而运出细胞则是以③协助扩散的方式,故A项正确。由图可知:Na+以②主动运输方式运出细胞,故B项错误;多肽以⑤胞吞、胞吐方式进、出细胞,故C项错误;维生素D属于脂质,以④自由扩散的方式被吸收,故D项错误。 物质运输方式的判断 　　(1)熟记某些特例 葡萄糖 Na+ K+ (2)若题目中给出了信息,则需要根据物质运输方向、是否需要载体、是否需要消耗能量三方面进行判断。 21.(2019·全国2,3,6分,难度★★★)某种H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白,具有ATP水解酶活性,能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外),置于暗中一段时间后,溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组,一组照射蓝光后溶液的pH明显降低;另一组先在溶液中加入H+-ATPase的抑制剂(抑制ATP水解),再用蓝光照射,溶液的pH不变。根据上述实验结果,下列推测不合理的是(C) A.H+-ATPase位于保卫细胞质膜上,蓝光能够引起细胞内的H+转运到细胞外 B.蓝光通过保卫细胞质膜上的H+-ATPase发挥作用导致H+逆浓度梯度跨膜运输 C.H+-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H+所需的能量可由蓝光直接提供 D.溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞 解析 与黑暗处理相比,蓝光照射能使溶液的pH明显降低,说明H+-ATPase位于保卫细胞质膜上,且蓝光能够引起细胞内的H+转运到细胞外,A项合理;光能通过光反应转化成为ATP中活跃的化学能,H+-ATPase再利用ATP中的能量实现对H+的逆浓度梯度跨膜运输,而不是蓝光直接为H+-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H+提供能量,B项合理,C项不合理;若溶液中的H+能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞,则①的结果应是溶液的pH升高,而实际上溶液的pH不变。所以溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞,D项合理。 22.(2019·浙江,15,2分,难度★★)将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如下表: 离子 Mg2+ 0.25 3 N 2 28 H2P 1 21 下列叙述正确的是 (D) A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关 B.若不断提高温度,根细胞吸收H2P的量会不断增加 C.若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制N的吸收 D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能 解析 由表中数据可知,根细胞内部Mg2+浓度高于外部溶液,因此根细胞吸收Mg2+的方式为主动运输,需要能量,因此根细胞吸收Mg2+的量与溶液通氧状况有关,A项错误;超过一定温度,根细胞的细胞呼吸减弱,根细胞吸收H2P的量会减少,B项错误;在缺氧时根细胞进行厌氧呼吸产生的是酒精和二氧化碳,而不是乳酸,C项错误;细胞呼吸第三阶段电子传递链产生的大量ATP,可为细胞主动运输吸收离子供能,D项正确。 23.(2017·江苏,22,3分,难度★★★)(多选)下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是(BCD) A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输 B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞 C.ATP合成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输 D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞 解析 筛管中蔗糖被水解,导致伴胞中蔗糖浓度大于筛管,蔗糖顺浓度梯度由伴胞转运至筛管,A项正确。筛管中两种单糖的浓度均高于薄壁细胞,故两种单糖均顺浓度梯度由筛管转运至薄壁细胞,B项错误;由图可知,蔗糖及两种单糖均顺浓度梯度运输,属于被动运输,不需要ATP供能,C项错误;运输糖的载体蛋白具有专一性,蔗糖是二糖不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,D项错误。 24.(2022·海南,16,10分,难度★★★)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是　　　　　　　　　　。  (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道,水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于　　　　。  (3)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH　　　　;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是　。  (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是　。  (5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐,不同温度下吸收速率的变化趋势如下图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是  　　　　　　　。  答案 (1)选择透过性　(2)协助扩散　(3)降低 载体蛋白发生磷酸化,导致其空间结构改变　(4)进行细胞间的信息交流　(5)温度降低导致呼吸酶的活性降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少 解析 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,说明细胞膜的膜蛋白对物质运输具有选择性,体现了细胞膜对物质的运输具有选择透过性。(2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量,是顺浓度梯度的运输,属于协助扩散。(3)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外H+增加,细胞外的pH降低,此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时会发生磷酸化,导致H+-ATP酶的空间结构改变。(4)人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,从而调节血糖浓度平衡,这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐属于主动运输,需要消耗细胞呼吸提供的能量,而温度降低导致呼吸酶的活性降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少。因此与25 ℃相比,4 ℃条件下植物根细胞对磷酸盐的吸收速率较低。 25.(2021·全国甲,29,10分,难度★★★)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题。 (1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是        　。  (2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由　　　　　　复合物构成的,其运输的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。  (3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是         　。  答案 (1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中　(2)蛋白质　一种离子通道只允许一种离子通过　(3)K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少 解析 (1)生物膜的结构特点是磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,具有特异性。(3)细胞外的K+通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,属于主动运输,主动运输需要的能量由呼吸作用提供,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少,导致主动运输受到抑制。 26.(2021·北京,19,12分,难度★★★★)学习以下材料,回答(1)~(4)题。 光合产物如何进入叶脉中的筛管 　　高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管—伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。 　　蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。 图1 图2 　　研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。 (1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于　　　　　。由H+泵形成的　　　　　有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。  (2)与乙方式相比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过　　　　　这一结构完成的。  (3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有　　　　　。  A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中 B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低 C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光 D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉 (4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的　　　　　功能。  答案 (1)协助扩散(易化扩散)　(跨膜)H+浓度差　(2)胞间连丝　(3)ABD　(4)信息传递 解析 (1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间过程中,运输需要载体蛋白,且由题干“韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运”可知运输方向为顺浓度梯度,故方式为协助扩散(易化扩散);由题干“胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度”,故由H+泵形成的跨膜H+浓度差有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。(2)乙方式的跨膜运输需要浓度差和载体蛋白等协助,与其相比,甲方式“叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC”,即甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过胞间连丝这一结构完成的。(3)叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中,说明蔗糖自叶肉细胞运输至SE-CC附近的细胞外空间,符合乙运输方式,A项正确;用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低,说明物质运输方式需要载体蛋白协助,符合乙运输方式,B项正确;将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞SE-CC中出现荧光,可能是叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝进入SE-CC,即可能是甲运输方式,C项错误;与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉,说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC中的重要载体,符合乙运输方式,D项正确。(4)结合题干“叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加”可知,蔗糖能调节SU载体的含量,即蔗糖可以调节一些生命活动,体现了蔗糖的信息传递功能。 27.(2021·广东,19,16分,难度★★★★)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标,结果见图1。 图1 回答下列问题: (1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要　　　　　　　　　　　及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有　  的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有　　　　　　　　　　　。  (2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(图2,示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是    　。  图2 (3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是　　　　　　,与其他两组比较,设置模型组的目的是　  　。  (4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为　　　　　　　　　　　　　。  答案 (1)核糖体、内质网、高尔基体　选择透过性　主动运输、协助扩散 (2)增加了肾小管细胞的膜面积,使URAT1的数量增多,有利于尿酸盐等物质的吸收 (3)灌服尿酸氧化酶抑制剂　保证单一变量,使实验结果更有说服力 (4)F能够抑制尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9的合成和运输　增设灌服E的一组 解析 (1)尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9位于细胞膜上,与其合成、加工和运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。肾小管细胞对尿酸盐的吸收是通过转运蛋白URAT1和GLUT9实现的,体现了细胞膜的功能特性——选择透过性。原尿中的物质借助载体蛋白进入细胞的方式有主动运输和协助扩散。(2)由题图9可知,肾小管细胞刷状缘位于肾小管内侧,该结构的存在大大增加了肾小管细胞的膜面积,从而增加了细胞膜上转运蛋白的数量,增强了肾小管的重吸收功能。(3)由题干可知,模型组与空白对照组相比,不同的是模型组灌服的是尿酸氧化酶抑制剂,模型组可分别与空白对照组和治疗组形成对照,保证单一变量,使实验结果更有说服力。(4)由题图8可知,模型组中转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量远高于空白对照组,而灌服F的治疗组中转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量与空白对照组相差不大,说明天然化合物F能够抑制尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9的合成和运输。若要进一步确定F的作用效果,可与已知药物E作对比,可另设一组模型鼠灌服E,一段时间后检测相关指标,并与治疗组进行对比。 学科网（北京）股份有限公司 $$