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专题04 细胞的物质输入和输出
一、单选题
1.(23-24高一上·北京密云·期末)水分子进出细胞的的方式多为( )
A.主动运输 B.被动运输
C.自由扩散 D.协助扩散
【答案】D
【分析】水通道蛋白,又名水孔蛋白,是一种位于细胞膜上的蛋白质,在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出,就像是“细胞的水泵”一样。水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式为协助扩散。
【详解】水分子进出细胞的方式为自由扩散或协助扩散,大多数水分子借助水通道蛋白进出细胞,其方式为协助扩散,D正确。
故选D。
2.(23-24高一上·北京密云·期末)下图为光学显微镜下观察到的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离的局部图像,其中①~④标注错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【分析】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞属于成熟的植物细胞,具有中央液泡,其细胞液的浓度小于0.3g/mL的蔗糖溶液的浓度时,细胞失水,发生质壁分离。
【详解】A、①是细胞壁,A正确;
B、②是位于原生质层和细胞壁间隙中的蔗糖溶液,B正确;
C、③是细胞膜,C错误;
D、④是液泡中的细胞液,D正确。
故选C。
3.(23-24高一上·北京丰台·期末)在低渗溶液中,细胞吸水膨胀,吸水过多可能导致细胞破裂。不同细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀,下图是各种方式的模式图。下列相关叙述错误的是( )
A.发生渗透吸水时,水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
B.动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白运出离子,降低细胞吸水量
C.植物细胞的水分进出达到平衡时,细胞内外溶液浓度不一定相等
D.外界溶液浓度升高,原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
【答案】A
【分析】植物细胞的细胞膜外面有一层细胞壁。研究表明,对于水分子来说,细胞壁是全透性的,即水分子可以自由地通过细胞壁,细胞壁的作用主要是保护和支持细胞,伸缩性比较小。植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
过去人们普遍认为,水分子都是通过自由扩散进出细胞的,但后来的研究表明,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。
【详解】A、发生渗透吸水时,水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散,A错误;
B、动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外,以减小细胞内液的渗透压降低细胞吸水量,防止细胞渗透吸水涨破,B正确;
C、植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水,但是由于细胞壁的支撑作用,吸水到一定程度后达到平衡,但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度,C正确;
D、原生动物生活在低渗溶液中,会通过收缩泡将多余的水排到细胞外,若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中,细胞会失水,其收缩泡的伸缩频率会降低,D正确。
故选A。
4.(23-24高一上·北京朝阳·期末)下图为红细胞膜上葡萄糖转运蛋白(GLUTs)运输葡萄糖分子的过程。
据图分析,下列叙述正确的是( )
A.A侧葡萄糖的浓度高于B侧
B.该过程与甘油跨膜运输方式相同
C.含氧丰富时GLUTs转运速率增强
D.转运葡萄糖时GLUTs的空间结构不变
【答案】A
【分析】葡萄糖转运蛋白是一类镶嵌在细胞膜上转运葡萄糖的载体蛋白质,它广泛分布于体内的各种组织。根据转运葡萄糖的方式分为两类:一类是以主动运输方式逆浓度梯度转运葡萄糖;另一类为协助扩散的葡萄糖转运,以协助扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖,其转运过程不消耗能量,典型代表是红细胞吸收葡萄糖。
【详解】A、红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,方向为顺浓度梯度转运,A侧葡萄糖的浓度高于B侧,A正确;
B、甘油跨膜运输方式为自由扩散,B错误;
C、GLUTs转运葡萄糖不消耗能量,C错误;
D、转运葡萄糖时GLUTs的空间结构会改变,D错误。
故选A。
5.(23-24高一上·北京朝阳·期末)观察成熟洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离与复原实验,结果如下图。
依据实验过程及结果,下列说法错误的是( )
A.左图可表示刚开始发生质壁分离
B.右图表示已明显发生质壁分离
C.水分子均通过通道蛋白进出细胞
D.原生质层比细胞壁的伸缩性大
【答案】C
【分析】 质壁分离:细胞外界浓度比细胞液大,细胞液失水,又因为原生质层伸缩性大,细胞壁伸缩性小,发生质壁分离。质壁分离复原:细胞外界浓度比细胞液小,细胞液吸水,发生质壁分离的细胞,原生质层恢复到原来位置。
【详解】A、左图原生质层和细胞壁距离较近,可表示刚开始发生质壁分离,A正确;
B、右图原生质层和细胞壁距离远,表示已明显发生质壁分离,B正确;
C、水分子可通过自由扩散或者协助扩散,协助扩散通过通道蛋白进出细胞,C错误;
D、原生质层比细胞壁的伸缩性大,因此题图中细胞失水会发生质壁分离现象,D正确。
故选C。
6.(23-24高一上·北京东城·期末)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.①是细胞膜的基本支架
B.②以不同方式镶嵌或贯穿于①中
C.③与细胞间的信息传递有密切关系
D.物质进出细胞的被动运输方式与②无关
【答案】D
【分析】图中①代表磷脂双分子层,②代表蛋白质,③代表糖被。
【详解】A、①代表磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架,A正确;
B、②代表细胞膜上的蛋白质,以不同方式镶嵌或贯穿于磷脂双分子层,B正确;
C、③代表糖被,与细胞表面识别和细胞间的信息传递有关,C正确;
D、物质进出细胞的被动运输中,自由扩散不需要借助转运蛋白,协助扩散需要借助转运蛋白,D错误。
故选D。
7.(23-24高一上·北京东城·期末)右图为胰岛B细胞分泌胰岛素过程的电镜照片,下列叙述不正确的是( )
A.胰岛素分泌与胰岛B细胞中的内质网有关
B.图中包裹胰岛素的囊泡来自于高尔基体
C.分泌胰岛素不需要消耗代谢产生的能量
D.图示分泌过程体现出细胞膜具有流动性
【答案】C
【分析】图示胰岛素的分泌过程为胞吐,该过程需耗能,体现了细胞膜具有一定流动性的特点。
【详解】A、胰岛素为分泌蛋白,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”形成囊泡→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,因此胰岛素分泌与胰岛B细胞中的内质网有关,A正确;
B、内质网、高尔基体都能产生囊泡,内质网产生的囊泡向高尔基体运输,高尔基体形成的囊泡向细胞膜运输。图示包裹分泌物质的囊泡与细胞膜融合,所以来自高尔基体,B正确;
C、图示细胞分泌胰岛素的方式为胞吐,需消耗代谢产生的能量,C错误;
D、图示过程为胞吐,体现了细胞膜具有流动性,D正确。
故选C。
8.(23-24高一上·北京海淀·期末)下图是细胞膜的亚显微结构模式图,①~③表示构成细胞膜的物质。下列叙述不正确的是( )
A.细胞识别与①有关
B.②能运动、③静止不动
C.K+ 通过细胞膜需要②的协助
D.③构成细胞膜的基本支架
【答案】B
【分析】1、细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,其次还有少量糖类;磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,蛋白质覆盖在细胞膜表面、部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层,在细胞膜外侧,蛋白质与多糖结合形成糖蛋白;构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,因此细胞膜具有一定的流动性。
2、据图分析,图中①是糖蛋白,②是蛋白质,③是磷脂双分子层。
【详解】A、图中①表示糖蛋白,具有识别等作用,因此细胞识别与①有关,A正确;
B、构成细胞膜的③磷脂分子和大多数②蛋白质分子都是可以运动的,B错误;
C、K+通过细胞膜的方式是主动运输或协助扩散,因此需要②的协助,C正确;
D、③是磷脂双分子层,构成了细胞膜的基本骨架,D正确。
故选B。
9.(22-23高一上·北京顺义·期末)小肠上皮细胞中氨基酸和葡萄糖的浓度远高于小肠液中的浓度,但小肠上皮细胞依然可以从小肠液中吸收氨基酸和葡萄糖。下列关于氨基酸和葡萄糖进入小肠上皮细胞的说法不正确的是( )
A.逆浓度运输 B.无需ATP供能
C.需要载体协助 D.属于主动运输
【答案】B
【分析】主动运输:物质逆浓度梯度进行跨膜运输,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。
【详解】ABCD、分析题意可知,葡萄糖进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度的,是主动运输,需在载体蛋白的协助,且消耗ATP,ACD正确,B错误。
故选B。
10.(22-23高一上·北京西城·期末)将3%的淀粉溶液装入透析袋(由半透膜制成的袋状容器),再放于清水中,实验装置如图所示。30min后会发现( )
A.试管内液体浓度减小 B.透析袋胀大
C.试管内液体浓度增大 D.透析袋缩小
【答案】B
【分析】要发生渗透作用,需要渗透装置,即半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。水分从浓度小一侧往浓度大一侧渗透。
【详解】AC、淀粉溶液不能出透析袋,试管内液体浓度不变,A、C错误;
BD、根据渗透作用原理,由于试管内清水小于透析袋中3%的淀粉溶液的浓度,表现为试管内水分子进入到透析袋中,故透析袋胀大,B正确,D错误。
故选B。
11.(22-23高一上·北京大兴·期末)维生素D属于脂质的一种,人体组织细胞吸收维生素D的量主要取决于( )
A.环境温度和氧气的含量
B.细胞膜上维生素D含量及其载体数量
C.细胞膜上维生素D载体的数量
D.细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差
【答案】D
【分析】物质进出细胞的方式包括自由扩散、协助扩散和主动运输,其中自由扩散不消耗能量,不需要载体;协助扩散需要载体,不消耗能量;主动运输需要消耗能量,需要载体协助。
【详解】维生素D属于脂溶性物质,以自由扩散的方式通过细胞膜,不消耗能量,不需要载体蛋白协助,其运输速率主要取决于膜两侧浓度差,故组织细胞吸收维生素D的量主要取决于细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差,故D正确,ABC错误。
故选D。
12.(22-23高一上·北京东城·期末)如图①~④表示物质出入细胞的几种方式,其中可以表示甘油分子进入细胞的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【分析】物质进出细胞的主要方式包括:主动运输、协助扩散、自由扩撒以及胞吞胞吐等。
【详解】A、由图可知,①是主动运输,从低浓度到高浓度,需要载体蛋白和能量,而甘油分子进入细胞应属于自由扩散,A错误;
B、②表示自由扩散,从高浓度到低浓度,而甘油分子进入细胞属于自由扩散,B正确;
C、③通道蛋白,从高浓度到低浓度,属于协助扩散,C错误;
D、④表示协助扩散,从高浓度到低浓度,需要载体蛋白,甘油分子进入细胞属于自由扩散,D错误。
故选B。
13.(22-23高一上·北京海淀·期末)用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列解释不合理的是( )
A.ab段发生质壁分离后自动复原,原因是乙二醇分子可扩散进入细胞
B.ac段下降的原因是水从原生质体渗出
C.cd段基本不变可能是细胞失水过多而无法正常代谢
D.上述实验材料取自植物根尖分生区,原因是该处细胞具有大液泡
【答案】D
【分析】质壁分离:细胞外界浓度比细胞液大,细胞液失水,又因为原生质层伸缩性大,细胞壁伸缩性小,发生质壁分离。质壁分离复原:细胞外界浓度比细胞液小,细胞液吸水,发生质壁分离的细胞,原生质层恢复到原来位置。
【详解】A、ab段一开始因为外界浓度高于细胞液,发生质壁分离,乙二醇分子可扩散进入细胞,增大细胞液浓度,当细胞液浓度大于外界溶液浓度,细胞吸水发生质壁分离的自动复原,A正确;
B、ac段细胞发生失水,水从原生质体渗出,导致原生质体相对体积变小,B正确;
C、水是细胞内的良好溶剂,许多生化反应需要水的参与,cd段基本不变可能是细胞失水过多而无法正常代谢,C正确;
D、植物根尖分生区细胞不具有大液泡,D错误。
故选D。
14.(22-23高一上·北京海淀·期末)碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡细胞内碘浓度比血液中高20~25倍,则其吸收碘的运输方式属于( )
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞
【答案】C
【分析】小分子物质进出细胞的方式主要为自由扩散、协助扩散和主动运输。气体分子和一些脂溶性的小分子可发生自由扩散;葡萄糖进入红细胞、钾离子出神经细胞和钠离子进入神经细胞属于协助扩散,不需要能量,借助于载体进行顺浓度梯度转运;逆浓度梯度且需要载体和能量的小分子运输方式一般为主动运输。
【详解】甲状腺滤泡细胞内碘浓度比血液中高20~25倍,说明其从环境中吸收碘是从低浓度运输到高浓度,属于主动运输的过程。
故选C。
15.(22-23高一上·北京·期末)如图是胡萝卜植株的根在不同的氧浓度条件下从硝酸钾的曲线。甲、乙两点和乙、丙两点溶液中吸收K+和NO3-吸收量不同的影响因素分别是( )
A.载体数量、能量 B.能量、载体数量
C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度
【答案】B
【分析】物质跨膜运输方式有三种:自由扩散、协助扩散和主动运输。吸收K+和NO3-的方式是主动运输,需要载体协助,消耗能量ATP;甲、乙两点表示不同氧气浓度下吸收NO3-的量,则载体相同,影响因素是能量,乙、丙两点表示在同一氧浓度下吸收K+和NO3-的量,则能量相同,影响因素是载体。
【详解】无机盐离子的吸收是主动运输,与载体和能量有关,据图可知: 甲、乙两点在同一曲线 (吸收NO3-) 上,载体数量相同,因变量是氧浓度,甲点大于乙,甲点有氧呼吸较强,提供能量较多,则主动运输吸收的NO3-较多,影响因素为能量;而乙、丙两点对应的氧浓度一样,说明有氧呼吸提供的能量一样,不同是乙所在的曲线NO3-载体数量多于丙所在曲线K+载体数量,影响因素为载体数量。
故选B。
16.(22-23高一上·北京·期末)下列物质进出细胞的过程中,既不需要转运蛋白又不消耗细胞代谢所产生的能量的是( )
A.氨基酸 B.Na+ C.苯 D.葡萄糖
【答案】C
【分析】自由扩散的特点:顺浓度梯度运输、不需要载体、不消耗能量;协助扩散的特点:顺浓度梯度运输、需要载体、不消耗能量;主动运输的特点:逆浓度梯度运输、需要载体、消耗能量。
【详解】A、氨基酸进入细胞属于主动运输,需要载体和能量,A错误;
B、Na+进入细胞属于主动运输,需要载体和能量,B错误;
C、苯进入细胞属于自由扩散,不需要载体和能量,C正确;
D、葡萄糖进入红细胞属于协助扩散,需要载体,不需要能量,进入其他细胞属于主动运输,D错误。
故选C。
17.(22-23高一上·北京密云·期末)某学生用紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片后,利用0.3g/mL蔗糖溶液和清水,进行植物细胞吸水和失水的观察。下列相关叙述不正确的是( )
A.图乙所示细胞出现质壁分离,b处充满蔗糖溶液
B.图甲到乙的变化是由于细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度
C.发生质壁分离和复原,说明原生质层伸缩性大于细胞壁
D.该实验过程中虽然未另设对照组,但存在对照实验
【答案】B
【分析】该题主要考查了植物细胞的质壁分离实验,图甲与图乙构成对照,可得出在0.3g/mL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。a为细胞液,b为外界溶液,c为细胞液。
【详解】A、图像乙是细胞的质壁分离现象,此时细胞壁以内、原生质层以外的部分(b处)充满了蔗糖溶液,A正确;
B、图像从甲到乙发生了细胞的渗透失水,是由于细胞液浓度低于细胞周围溶液浓度导致的,B错误;
C、发生质壁分离和复原的内因是原生质层伸缩性大于细胞壁,C正确;
D、该实验用到了自身前后对照,D正确。
故选B。
18.(22-23高一下·北京大兴·期末)下图为细胞膜的结构模式图,相关说法正确的是( )
A.磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,③为疏水端,④为亲水端
B.细胞是基本的生命系统,它的边界细胞膜对于系统稳定至关重要
C.同种生物不同细胞的细胞膜上①、②、⑤的种类和数量完全相同
D.性激素、甘油等小分子物质从A侧运输到B侧需要有②或⑤参与
【答案】B
【分析】据图分析可知,图示为细胞膜结构图,①表示糖蛋白,②⑤表示蛋白质,③④分别表示磷脂亲水头部和疏水的尾部,A侧面为细胞膜的外侧,B为内侧。
【详解】A、磷脂由亲水的③头部和疏水的④尾部构成,A错误;
B、细胞是基本的生命系统,细胞膜是细胞的边界,使得所有反应在一个相对密闭的空间内进行,对于系统稳定至关重要,B正确;
C、膜的功能主要由蛋白质承担,故不同功能的细胞,其细胞膜上蛋白质的种类和数量不完全相同,C错误;
D、性激素、甘油从A侧运输到B侧(进入细胞)的方式为自由扩散,不需要②或⑤的参与,D错误。
故选B。
19.(22-23高一上·北京·期末)关于细胞的功能特点与其结构基础,以下对应关系有误的是( )
功能特点
结构基础
A
性腺细胞合成性激素
具有发达的内质网
B
甲状腺细胞富集I-
细胞膜上具有I-协助扩散的载体
C
根毛细胞渗透吸水
具有大液泡
D
分泌细胞分泌蛋白质
富含内质网和高尔基体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【分析】1、内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”。高尔基体对来自内质网的蛋白质加工,分类和包装的“车间”及“发送站”。
2、液泡是调节细胞内的环境,是植物细胞保持坚挺的细胞器。含有色素(花青素)。
【详解】A、性激素的化学本质是脂质,在内质网合成,因此性腺细胞具有发达的内质网,A正确;
B、甲状腺细胞富集I-的方式是主动运输,而不是协助扩散,B错误;
C、根毛细胞具有大液泡,能够通过渗透作用吸收水分,C正确;
D、分泌细胞分泌蛋白质的过程涉及内质网和高尔基体等细胞器的加工、运输,故富含内质网和高尔基体,D正确。
故选B。
20.(22-23高一上·北京朝阳·期末)下图表示溶质分子跨膜运输的4种基本机制,其中表示主动运输的是( )
A. B.
C. D.
【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,比如葡萄糖进入红细胞;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、据图可知,图示运输方式是顺浓度梯度运输,不需要载体和能量,表示自由扩散,A错误;
BC、图示运输方式是顺浓度梯度运输,需要转运蛋白协助,不需要能量,表示协助扩散,BC错误;
D、图示运输方式是借助蛋白质逆浓度梯度的运输,表示主动运输,D正确。
故选D。
21.(22-23高一上·北京大兴·期末)将有关生物材料制成临时装片,在光学显微镜下无法观察到的现象是( )
A.黑藻叶肉细胞内叶绿体不断流动
B.内质网上附着有颗粒状的核糖体
C.苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒
D.0.3g/mL的蔗糖溶液使紫色洋葱鳞片的外表皮细胞发生质壁分离
【答案】B
【分析】脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色;叶绿体含有色素,观察叶绿体时不需要染色,可直接观察。
【详解】A、叶绿体含有色素,随着细胞质的流动而运动,在光学显微镜下,可以看见黑藻叶肉细胞内叶绿体不断流动,A正确;
B、在光学显微镜下看不到核糖体,在电子显微镜下可以看见,B错误;
C、将花生子叶做成临时切片,在光学显微镜下,可以看见苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒细胞,C正确;
D、紫色洋葱鳞片的外表皮细胞具有大液泡,液泡中含有色素,在0.3g/mL的蔗糖溶液发生质壁分离可以在光学显微镜下观察到,D正确。
故选B。
22.(22-23高一上·北京东城·期末)需要转运蛋白协助通过膜的一组物质是( )
A.O2、CO2 B.CO2、K+ C.Na+、氨基酸 D.胆固醇、乙醇
【答案】C
【分析】水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等通过自由扩散进出细胞。葡萄糖进入红细胞属于协助扩散。离子进出细胞为协助扩散或主动运输。协助扩散和主动运输需要转运蛋白的参与。
【详解】A、O2和CO2的运输均属于自由扩散,运输过程中均不需要转运蛋白的协助,A错误;
B、CO2的运输属于自由扩散,运输过程中均不需要转运蛋白的协助,K+属于主动运输,需要转运蛋白的协助,B错误;
C、Na+和氨基酸进入身体其他细胞均属于主动运输,主动运输均需要转运蛋白的协助,C正确;
D、胆固醇与磷脂具有相容性,因此可以通过自由扩散的方式进出细胞,乙醇进出细胞也属于自由扩散,不需要转运蛋白的协助,D错误。
故选C。
23.(22-23高一上·北京东城·期末)撕取紫色洋葱鳞片叶表皮制作临时装片,显微镜下观察到甲图,将其置于0.3g/L蔗糖溶液中,一段时间后观察到乙图。下列相关叙述不正确的是( )
A.该实验过程不需要染色 B.图乙细胞出现了质壁分离
C.c处细胞液浓度高于a处 D.b处的液体是清水
【答案】D
【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,既发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中,液泡逐渐变大,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,既发生了质壁分离复原。
从甲图到乙图的过程中,发生了质壁分离。
【详解】A、紫色洋葱鳞片叶表皮呈紫色,在观察质壁分离的实验过程中,不需要染色,A正确;
B、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,既发生了质壁分离,图乙细胞出现了质壁分离,B正确;
C、图乙细胞出现了质壁分离,c处细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,故c处细胞液浓度高于a处,C正确;
D、b处为细胞壁和细胞膜之间的液体,b处为蔗糖溶液,D错误。
故选D。
24.(22-23高一上·北京·期末)下图为植物光合作用产物所合成的蔗糖在不同细胞间运输、转化过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
B.薄壁细胞膜上不止有一种单糖转运载体
C.蔗糖从伴胞进入筛管的方式是胞吐
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
【答案】B
【分析】 ①自由扩散:顺浓度梯度、无需能量和载体蛋白;②协助扩散:顺浓度梯度、需要载体蛋白或通道蛋白、无需能量;③主动运输:逆浓度梯度、需要载体蛋白和能量;④胞吞、胞吐:需要能量。
【详解】A、单糖顺浓度梯度转运至薄壁细胞,A错误;
B、由图可知,薄壁细胞膜上有两种单糖转运载体,B正确;
C、蔗糖从伴胞进入筛管的方式是借助胞间连丝的通道,C错误;
D、蔗糖要通过蔗糖水解酶水解为单糖才能被单糖转运载体转运至薄壁细胞,D错误。
故选B。
25.(21-22高一上·北京西城·期末)下列物质进入细胞的过程中,既不需要载体也不消耗能量的是( )
A.氨基酸 B.O2 C.Na+ D.葡萄糖
【答案】B
【分析】自由扩散的特点:顺浓度梯度运输、不需要载体、不消耗能量;协助扩散的特点:顺浓度梯度运输、需要载体、不消耗能量;主动运输的特点:逆浓度梯度运输、需要载体、消耗能量。
【详解】物质进入细胞的过程中,既不需要载体也不消耗能量的是自由扩散。氨基酸、Na+进入细胞均需蛋白质协助(如钠离子进入普通细胞是主动运输,而兴奋产生时进入神经细胞是协助扩散);氧气是以自由扩散的方式进入细胞的;葡萄糖以协助扩散的方式进入红细胞,可以主动运输的方式进入其他细胞(如小肠上皮细胞),ACD错误,B正确。
故选B。
26.(21-22高一上·北京怀柔·期末)下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖分子进入所有真核细胞的方式均相同
B.载体蛋白在物质转运过程中空间结构会发生改变
C.甘油进出细胞取决于细胞内外的浓度差和相应载体的数量
D.主动转运使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢
【答案】B
【分析】1、红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散,而其他细胞吸收葡萄糖属于主动运输。
2、甘油进出细胞的方式是自由扩散,动力是浓度差。
【详解】A、葡萄糖分子进入红细胞是协助扩散,进入其他细胞一般是主动运输,A错误;
B、载体蛋白具有将被运载物从低浓度区域转运到高浓度区域的能力它们拥有能与被运载物结合的特异的受体结构域,该结构域对被运载物有较强的亲和性,在被运载物结合之后载体蛋白会将被运载物与之固定,然后通过改变其空间结构使得结合了被运载物的结构域向生物膜另一侧打开,B正确;
C、甘油进出细胞的方式是自由扩散,与载体无关,C错误;
D、主动运输可逆浓度梯度进行,使细胞内外物质浓度差进一步加大,满足了细胞对营养物质的摄取需要,D错误。
故选 B。
27.(21-22高一上·北京怀柔·期末)如图是物质跨膜运输方式示意图,该跨膜运输方式是( )
A.主动运输 B.自由扩散(简单扩散)
C.协助扩散(易化扩散) D.渗透作用、
【答案】A
【分析】物质跨膜运输的方式主要包括:自由扩散、协助扩散和主动运输三种。自由扩散和协助扩散统称为被动运输,被动运输都是顺浓度梯度运输,其动力为浓度差;主动运输一般是逆浓度梯度运输,其运输动力为能量。
【详解】根据图示可知,物质运输是逆浓度梯度,需要载体,同时消耗能量,所以运输方式是主动运输,A符合题意。
故选A。
28.(20-21高三上·北京东城·期末)协同转运是一种常见的跨膜运输方式,例如葡萄糖利用储存在Na+浓度梯度中的能量进入细胞(如图所示)。相关叙述不正确的是( )
A.Na+出细胞的过程需要消耗能量
B.图中K+以协助扩散的方式进入细胞
C.转运葡萄糖的载体也可转运Na+
D.葡萄糖可以逆浓度梯度进入细胞
【答案】B
【分析】据图分析,细胞的载体蛋白同时与Na+和葡萄糖结合后,在膜两侧Na+浓度梯度驱动下吸收葡萄糖,则Na+的运输方式是协助扩散,葡萄糖的运输方式是主动运输;而K+由载体蛋白运到膜内需要载体和能量,属于主动运输。
【详解】A、据图所示,Na+出细胞的过程为逆浓度运输且需要载体蛋白,说明运输方式为主动运输,主动运输需要消耗能量,A正确;
B、图中K+进入细胞时逆浓度运输,且该过程消耗ATP,说明运输方式是主动运输,B错误;
C、据图所示,转运葡萄糖的载体也可转运Na+,C正确;
D、据图所示,葡萄糖可以逆浓度梯度进入细胞,运输方式为主动运输,所需的动力为膜两侧Na+浓度梯度,D正确。
故选B。
29.(21-22高一下·北京昌平·期末)细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成细胞的生物膜系统,下列叙述错误的是( )
A.各种生物膜的组成成分和结构相似 B.线粒体内膜上蛋白质含量低于外膜
C.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素 D.细胞膜上有协助物质运输的转运蛋白
【答案】B
【分析】1、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等组成,生物膜系统在成分和结构上相似,结构与功能上相联系。2、生物膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特点是具有选择透过性。
【详解】A、各种生物膜的组成成分和结构相似,主要都是由脂质和蛋白质组成,结构上都具有一定的流动性,A正确;
B、线粒体内膜上蛋白质含量高于外膜。线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该过程需要多种酶的参与,因此内膜上蛋白质的种类和数量较多,B错误;
C、叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素,比如叶绿素等,这有利于吸收光能进行光合作用,C正确;
D、细胞膜上有协助物质运输的转运蛋白,例如协助葡萄糖进入细胞的葡萄糖转运蛋白,D正确。
故选B。
30.(21-22高一下·北京朝阳·期末)滨藜是一种耐盐植物,当处于高盐环境中时,细胞内Ca2+浓度升高,促使Na+ 进入液泡;同时激活S蛋白,将Na+ 排出细胞,从而使细胞质中Na+ 的浓度恢复正常水平,缓解蛋白质变性。其耐盐机制如下图所示。
以上过程中,Na+ 进入液泡的方式为( )
A.胞吐 B.自由扩散 C.协助扩散 D.主动运输
【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,比如水、气体、脂类(因为细胞膜的主要成分是脂质,如磷脂)都属于自由扩散;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体,比如葡萄糖进入红细胞;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体,需要能量,比如几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等。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】据图可知,细胞质基质中的Na+含量较低,液泡中的Na+含量较高,因此细胞质基质中的Na+通过N蛋白(载体蛋白)进入液泡,是逆浓度梯度的运输,是主动运输,D正确,ABC错误。
故选D。
31.(21-22高一上·北京丰台·期末)将人体红细胞分别放在蒸馏水、0.9%生理盐水、浓盐水、低浓度葡萄糖溶液中,一段时间后,红细胞的形态变化是( )
A.蒸馏水中的红细胞无变化 B.0.9%生理盐水中的红细胞无变化
C.浓盐水中的红细胞涨破 D.低浓度葡萄糖溶液中的红细胞皱缩
【答案】B
【分析】渗透作用指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度运输到高浓度的扩散。
【详解】A、人体红细胞放在蒸馏水中,会因细胞内的浓度大于外界溶液的浓度而吸水,最终导致细胞涨破,A错误;
B、人体红细胞放在0.9%生理盐水,由于细胞内的浓度与0.9%生理盐水的浓度相当,水分进出细胞相当,所以红细胞无变化,B正确;
C、人体红细胞放在浓盐水中,会因细胞内的浓度小于外界溶液的浓度而失水,最终导致细胞皱缩,C错误;
D、人体红细胞放在低浓度葡萄糖溶液中,会因细胞液的浓度大于外界溶液的浓度而吸水,最终导致细胞涨破,D错误。
故选B。
32.(21-22高一上·北京西城·期末)细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列叙述错误的是( )
A.磷脂双分子层内部疏水,故水分子不能通过细胞膜
B.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质易通过细胞膜
C.细胞膜上的某些蛋白质分子具有物质运输的功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
【答案】A
【分析】1、细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂,动物细胞膜中的脂质还有胆固醇;细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂,膜蛋白的种类和数量越多。
2、细胞膜的功能:作为细胞边界,将细胞与外界环境分开,保持细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出;进行细胞间的信息交流。
【详解】A、虽然磷脂双分子层内部疏水,但少量水分子可以通过自由扩散、大量水分子可通过协助扩散的方式通过细胞膜,A错误;
B、根据相似相溶原理,细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜,B正确;
C、细胞膜上的某些蛋白质具有物质运输功能,如载体蛋白、通道蛋白,C正确;
D、细胞的生长现象说明细胞膜不是静止的,不支持细胞膜的静态结构模型,D正确。
故选A。
33.(21-22高一上·北京顺义·期末)某学生用紫色洋葱鳞片叶为实验材料,撕取外表皮制作临时装片,先在清水中观察,然后用0.3g/mL蔗糖溶液取代清水并观察(见下图)。据图判断相关叙述错误的是( )
A.a处充满蔗糖溶液
B.b处存在紫色物质
C.原生质层与细胞壁已经分离开
D.细胞外液浓度低于细胞液浓度
【答案】D
【分析】分析题图,a为外界溶液,b为细胞液,在0.3g/mL蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象。
【详解】A、a介于细胞壁和原生质层之间,由于细胞壁具有全透析,故a为外界溶液,充满了蔗糖溶液,A正确;
B、b为细胞液,是洋葱的紫色大液泡内的液体环境,含有紫色物质,B正确;
C、据图可知,该细胞在0.3g/mL蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象,即原生质层与细胞壁已经分离开,C正确;
D、图中细胞出现了质壁分离,故细胞外液浓度高于细胞液浓度,细胞大量失水导致,D错误。
故选D。
34.(21-22高一上·北京顺义·期末)下列事例或实验体现细胞膜具有选择透过性的是( )
A.洋葱表皮细胞的质壁分离 B.变形虫通过改变形状吞噬细菌
C.荧光标记的人鼠细胞融合 D.精子和卵细胞间的识别和结合
【答案】A
【分析】1、细胞膜的功能:(1)将细胞与外界环境分开;(2)控制物质进出细胞;(3)进行细胞间的信息交流。
2、细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特性是具有选择透过性。
【详解】A、观察洋葱表皮细胞的质壁分离实验时,外界溶液浓度高于细胞液浓度,而溶质分子不能进入细胞,水分子可自由透过,体现细胞膜具有选择透过性,A符合题意;
B、变形虫通过改变形状吞噬细菌,体现细胞膜具有流动性,B不符合题意;
C、 荧光标记的人鼠细胞融合,体现细胞膜具有流动性,C不符合题意;
D、精子和卵细胞间的识别和结合,体现了细胞间的信息交流,D不符合题意。
故选A。
35.(21-22高一上·北京平谷·期末)下面甲、乙、丙三个示意图所示的物质运输方式依次为( )
A.自由扩散、主动运输、胞吞 B.协助扩散、自由扩散、胞吐
C.协助扩散、主动运输、胞吐 D.自由扩散、协助扩散、胞吐
【答案】C
【分析】物质跨膜运输方式:(1)自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量,如水,CO2,甘油;(2)协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;(3)主动运输的特点是低浓度运输到高浓度,需要载体和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+。
【详解】由图可知,甲中的物质运输是从高浓度到低浓度,且需要载体蛋白,不需要能量,为协助扩散;乙中的物质运输是从低浓度到高浓度,且需要载体蛋白和能量,为主动运输;丙中的物质运输方式为胞吐,C正确。
故选C。
36.(21-22高一上·北京房山·期末)关于细胞膜的结构和功能,下列叙述不正确的是( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质,容易通过细胞膜
B.向细胞内注射物质后,细胞膜上会留下一个空洞
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
【答案】B
【分析】1、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类。组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,磷脂构成了细胞膜的基本骨架。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
2、细胞膜的功能:①将细胞与外界环境分开;②控制物质进出细胞;③进行细胞间的信息交流。
【详解】A、根据相似相溶的原理,可知细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质,容易通过细胞膜,不溶于脂质的物质,不太容易穿过细胞膜,A正确;
B、向细胞内注射物质后,细胞膜上不会留下一个空洞,因为细胞膜具有一定的流动性,B错误;
C、细胞膜的蛋白质分子有很多种,比如有载体蛋白,具有物质运输功能,C正确;
D、细胞的生长现象,说明细胞膜是具有一定的流动性的,不支持细胞膜的静态结构模型,D正确。
故选B,
37.(21-22高一上·北京·期末)下图为运输的示意图, 参与运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,据图中信息,下列叙述不正确的是( )
A.逆浓度进行转运,需要能量
B.图中ADP为转运的过程提供能量
C.参与转运的载体蛋白被磷酸化后空间结构改变
D.若细胞呼吸受抑制转运速率会降低
【答案】B
【分析】题图分析:图示是细胞转运Ca2+出细胞的过程,该过程是逆浓度梯度转运Ca2+,消耗ATP,属于主动运输。
【详解】A、由题图分析可知,图中所示Ca2+逆浓度进行转运,需要消耗能量,运输方式是主动运输,A正确;
B、题干中的载体蛋白能催化ATP水解,为转运 Ca2+ 的过程提供能量,B错误;
C、由题图可知,该载体蛋白磷酸化后导致其空间结构改变,将与载体结合的Ca2+运往膜的另一侧,C正确;
D、细胞转运Ca2+出细胞需要消耗能量,若细胞呼吸受抑制, Ca2+ 转运速率会降低,D正确。
故选B。
38.(20-21高一上·北京朝阳·期末)某学生用紫色洋葱鳞片叶为实验材料,撕取外表皮制作临时装片,先在清水中观察,然后用0.3g/mL蔗糖溶液取代清水并观察(见下图)。下列叙述错误的是( )
A.图中现象出现的原因是细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度
B.图中洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层与细胞壁已经分离
C.图中a处充满蔗糖溶液
D.图中b处存在紫色物质
【答案】A
【分析】由图可知,a表示细胞壁与原生质层之间充满的外界溶液,b表示细胞液。
【详解】A、图中出现质壁分离,原因是外界溶液的浓度大于细胞液浓度,细胞失水,A错误;
B、图中细胞已失水,原生质层与细胞壁已经分离,B正确;
C、a处充满外界溶液蔗糖溶液,C正确;
D、b为细胞液,含有紫色物质,呈紫色,D正确。
故选A。
【点睛】
二、非选择题
39.(23-24高一上·北京密云·期末)下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,请据图回答问题:
(1)细胞膜的主要组成成分是 。图中A所示结构是 ,主要与细胞间的 有关。图中B表示 分子。
(2)细胞膜上的转运蛋白可分为 蛋白和通道蛋白两种类型。细胞膜的功能主要是由 分子完成的,细胞膜的功能特点是具有 性。
【答案】(1) 磷脂(脂质)和蛋白质 糖蛋白 识别 磷脂
(2) 载体 蛋白质 选择透过
【分析】生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。
【详解】(1)细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。图中A表示糖蛋白,主要与细胞间的识别功能有密切关系。图中B表示磷脂双分子层。
(2)细胞膜上的转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。细胞膜的功能主要是由蛋白质分子完成的,细胞膜的功能特点是具有选择透过性。
40.(23-24高一上·北京西城·期末)核蛋白是一类在细胞核中发挥作用的蛋白质,其上有核定位序列(NLS)。第一个被确定的NLS序列为Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val,该序列中的单个氨基酸改变所产生的突变型蛋白无法进入细胞核。核蛋白向核内运输过程如下图所示。
(1)细胞内合成核蛋白的场所是 (细胞器)。
(2)真核细胞通过核孔实现细胞核与细胞质之间的 和 。
(3)GTP是一种高能磷酸化合物,其分子结构可简写为G-P~P~P。上图所示核蛋白入核的过程与以下物质运输方式中的____更类似。
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞
(4)核蛋白入核后NLS序列不会被切除。请根据有丝分裂过程中细胞核的周期性变化,推测NLS序列不被切除的原因 。
【答案】(1)核糖体
(2) 物质交换 信息交流
(3)C
(4)细胞分裂形成新的细胞核,NLS不被切除,保证原有核蛋白重新进入新细胞核
【分析】细胞核的结构:
(1)核膜:双层膜,分开核内物质和细胞质;
(2)核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流;
(3)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 ;
(4)染色质:由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。
【详解】(1)细胞内合成核蛋白的场所是核糖体。
(2)真核细胞通过核孔实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
(3)据图分析,转运核蛋白时既需要载体蛋白,又消耗GTP分解释放的能量,因此核蛋白入核过程的运输方式与主动运输更相似。
故选C。
(4)由题干和题图可知,NLS可保证整个蛋白质能够通过核孔复合体转运至细胞核内,细胞分裂形成新的细胞核,NLS若被切除,原有核蛋白无法重新进入新细胞核。
41.(23-24高一上·北京海淀·期末)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐(SeO32-)等形式存在,某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。
(1)由于细胞膜在功能上具有 性,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的 进出细胞。
(2)科研人员选用细菌H 作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。
组号
处理条件
SeO32-的吸收速率(nmol/109个细胞)
Ⅰ
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分I组细菌放入含AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分I组细菌放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分I组细菌放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中
<0.5
比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测SeO32-主要以 方式进入细菌H。Ⅰ和Ⅳ组结果表明 。
(3)为验证水通道蛋白A 在细菌H 吸收SeO32-过程中的功能,科学家对A 基因进行改造,得到下图所示结果,推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是: 。
(4)综合上述实验结果,你认为研究细菌的硒跨膜运输可能有何应用: (答出一点即可)。
【答案】(1) 选择透过 转运蛋白
(2) 协助扩散 SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用
(3)A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1);转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO32-吸收能力(高于菌株2,与菌株1接近)
(4)实现高硒环境的硒生物修复(环境硒污染的处理) / 实现硒元素回收利用 / 提高细菌对硒的吸收和生物转化能力
【分析】细胞膜主要由蛋白质和磷脂双分子层构成,磷脂双分子层外部(头部)是亲水的,内部(尾部)是疏水的。细胞膜的结构特点:具有一定的流动性;细胞膜的功能特点:具有选择透过性。
【详解】(1)细胞膜的功能特点为具有选择透过性,故由于细胞膜在功能上具有选择透过性,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的转运蛋白进出细胞。
(2)细胞呼吸抑制剂会抑制细胞的呼吸作用,减少能量的供应,比较Ⅲ组和Ⅰ组,加入细胞呼吸抑制剂的实验组的SeO32-的吸收速率与对照组的吸收速率差别不大,基本相等,说明SeO32-吸收不消耗能量,不过其带电荷,需要膜上转运蛋白的协助,为协助扩散。Ⅳ组的处理是将部分I组细菌放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中,结果SeO32-的吸收速率大大降低,Ⅰ和Ⅳ组结果表明SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。
(3)分析题图:A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1);转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO32-吸收能力(高于菌株2,与菌株1接近),故推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。
(4)综合上述实验结果,研究细菌的硒跨膜运输可能可以实现高硒环境的硒生物修复(环境硒污染的处理) ;实现硒元素回收利用;提高细菌对硒的吸收和生物转化能力。
42.(22-23高一上·北京怀柔·期末)下图为细胞膜结构模型示意图。请回答问题:
(1)图中[2]表示两层 分子,它构成 的基本支架。
(2)离子进入细胞的方向是 (用图中字母和“→”表示),帮助离子进入细胞的是图中[1] 。
(3)与细胞相互识别有关的是图中[3] 。
(4)膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中 的种类和数量。
【答案】(1) 磷脂 细胞膜
(2) A→B 蛋白质
(3)糖蛋白
(4)蛋白质
【分析】据图分析,1表示蛋白质,2表示磷脂双分子层,3表示糖蛋白,根据糖蛋白位置可判断细胞的外侧(A)和内侧(B)。
【详解】(1)细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,图中[2]表示两层磷脂分子,它构成细胞膜的基本骨架。
(2)3是糖蛋白,位于细胞膜的外侧,因此离子进入细胞的方向是从细胞外进入细胞内,即A→B;离子进入细胞需要细胞膜上的蛋白质参与,1是蛋白质。
(3)细胞膜上的糖蛋白具有识别功能,3是糖蛋白。
(4)不同的细胞膜磷脂双分子层是相同的,蛋白质是生命活动的承担者,细胞膜的功能复杂程度取决于细胞膜上蛋白质的种类和数量。
43.(22-23高一上·北京密云·期末)学习以下资料,回答(1)-(3)问题。
钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂
近些年研究发现,肾脏对维持血糖稳态也发挥重要作用。人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管,全部由位于管腔面的钠-葡萄糖共转运蛋白(SGLT)重吸收进入近曲小管上皮细胞。其中,位于肾脏近曲小管S1和S2段的SGLT2完成90%葡萄糖的重吸收,分布于S3段的SGLT1完成10%葡萄糖的重吸收的过程如图1所示,使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT)转运至组织液进而进入毛细血管,SGLT2与GLUT共同维持细胞内的葡萄糖浓度平衡的机制如图2所示。
健康人体内血浆中的葡萄糖浓度为3.9~6.1mmol/L。当血浆葡萄糖浓度超过8.88~10.08mmol/L,SGLT的转运能力达到饱和,多余的葡萄糖从尿中排出,此时的血浆葡萄糖浓度就是肾糖阀。2型糖尿病患者SGLT2的数量及转运能力增加,导致肾糖阈升高,肾脏重吸收的葡萄糖多于正常人,进一步增加血糖的浓度,加剧了患者高血糖的发生和发展。因此SGLT成为2型糖尿病的治疗靶点。
SGLT2主要功能是在肾小管部位重吸收葡萄糖,而SGLT1除少量分布于肾脏近曲小管S3段外,还大量存在于小肠、心脏、脑等多个器官,其主要功能是从肠道吸收葡萄糖。研究发现,单独抑制SGLT2增加葡萄糖排出效果欠佳,完全抑制SGLT1会引起严重的副反应,如腹泻等肠胃问题,而部分抑制SGLT1可以大大减少不良反应。由此,科学家研制了能够抑制SGLT2同时部分抑制SGLT1功能的双靶点降糖药物。研究表明SGLT2/SGLT1双靶点拟制剂的代表药物Sotaglifozin对SGLT2的抑制作用约为对SGLT1抑制作用的20倍。三期临床结果喜人,且患者基本无不良反应。
(1)细胞膜上的转运蛋白可以分为 和通道蛋白两种类型。
(2)据图2可知,SGLT2可同时结合葡萄糖和Na+,Na+进入细胞的方式属于 ,依据是 。同时细胞内的Na+不断被细胞膜上的Na+/K+泵泵出,以维持细胞内Na+浓度 胞外,这种浓度差产生的势能使葡萄糖被逆浓度梯度转运到细胞内,因此SGLT2转运葡萄糖的方式属于 。
(3)SGLT2/SGLT1双靶点抑制剂的降糖机制为:机体通过抑制SGLT2减少 ,增加尿液中葡萄糖的浓度;同时部分抑制SGLT1功能,减少肠道细胞对葡萄糖的吸收,进而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
【答案】(1)载体蛋白
(2) 协助扩散 Na+是借助SGLT2进行顺浓度梯度运输 低于
主动运输
(3)葡萄糖的重吸收
【分析】借助膜上的转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散;物质逆浓度梯度进行跨膜运输,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,这种方式叫作主动运输。
【详解】(1)细胞膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
(2)据图2可知,SGLT2可同时结合葡萄糖和Na+,其中Na+是借助SGLT2进行顺浓度梯度运输,属于协助扩散;同时细胞内的Na+不断被细胞膜上的Na+/K+泵泵出的方式属于主动运输,所以细胞内Na+浓度低于细胞外,葡萄糖借助钠离子浓度差产生的势能逆浓度梯度转运到细胞内的方式属于主动运输。
(3)SGLT2可同时转运葡萄糖和Na+,抑制SGLT2的功能可减少尿液中葡萄糖的重吸收,从而增加尿液中的葡萄糖浓度,同时部分抑制SGLT1功能,减少肠道细胞对葡萄糖的吸收,进而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
44.(22-23高一上·北京东城·期末)如图为肝细胞膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答问题:
(1)葡萄糖分子是 (填“顺”或“逆”)浓度梯度进入肝细胞的,同时需要膜上 的协助才能进入,因此,葡萄糖分子进入肝细胞的方式是 。
(2)载体的两种状态是蛋白质的 发生改变的结果。
(3)该载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞,体现了载体具有 性。
【答案】(1) 顺 载体蛋白 协助扩散(易化扩散)
(2)空间结构
(3)特异
【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。
据图分析,葡萄糖分子的运输方向是从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要载体蛋白的协助,但不需要能量,属于协助扩散。
【详解】(1)由图可知,细胞膜外葡萄糖分子较多,细胞膜内葡萄糖分子较少,因此葡萄糖分子是顺浓度梯度进入肝细胞的,同时需要膜上载体蛋白的协助才能进入,因此,葡萄糖分子进入肝细胞的方式是协助扩散(易化扩散)。
(2)据图分析,载体的两种状态是蛋白质的空间结构发生改变的结果。
(3)载体具有特异性,因此转运葡萄糖的载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞。
45.(21-22高一上·北京怀柔·期末)某学生取洋葱鳞片叶,分别滴加清水、0.3g·mL﹣1蔗糖溶液、0.5g·mL﹣1蔗糖溶液制成多个临时装片,在显微镜下观察到甲、乙、丙三个图像,如下图所示。
(1)撕取洋葱 (填“内”或“外”)表皮,置于滴加清水的载玻片上制成临时装片,用显微镜观察到的细胞如图 。
(2)图甲中细胞发生了 现象,原因足细胞失水, 与细胞壁分离
(3)图中a、b、c表示细胞液的是 。
(4)如果使用一定浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液,可以观察到的现象是先出现质壁分离后自动复原,其原因是 。
【答案】(1) 外 乙
(2) 质壁分离 原生质层
(3)b与c
(4)开始由于外界溶液浓度大于细胞液浓度,故出现质壁分裂现象,但随着K+与NO3-不断进入植物细胞,会导致细胞液浓度大于外界溶液,则会出现质壁分离复原。
【分析】1、常用紫色洋葱鳞片叶作实验材料,其成熟的外表皮细胞的液泡非常大,呈紫色。
2、成熟的植物细胞中的液体环境主要指的是液泡里的细胞液,细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,它相当于一层半透膜。
3、质壁分离产生的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度。
(1)
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为成熟植物细胞,具有紫色中央大液泡,便于质壁分离实验的观察。显微镜下观察清水中的洋葱鳞片叶外表皮细胞如图乙,原生质层紧贴细胞壁。
(2)
图甲中紫色范围缩小,说明细胞发生了质壁分离现象,原因是外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞失水,原生质层与细胞壁分离。
(3)
图中紫色区域为液泡的范围,液泡内的液体为细胞液,所以,a为蔗糖溶液,b为细胞液,c为细胞液。
(4)
如果使用一定浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液,开始由于外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞因失水出现质壁分裂现象,但随着K+与NO3-不断进入植物细胞,会导致细胞液浓度大于外界溶液,则会出现质壁分离复原。
【点睛】本题考查质壁分离与复原实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验选取的材料是否合理、实验步骤、实验原理、实验采用的试剂及试剂的作用等,需要考生在平时的学习过程中,注意积累。
46.(21-22高一上·北京密云·期末)有位同学用紫色洋葱鳞片叶表皮进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验,下图甲、乙、丙是观察过程中的截图。请回答下列问题。
(1)实验过程中,应撕取紫色洋葱鳞片叶的 (内/外)表皮制作临时装片,这是因为 ,便于实验观察。
(2)洋葱表皮细胞失水一段时间后,其 的现象称为质壁分离。图甲、乙、丙中已发生质壁分离的是 。
(3)水分子可以通过 和 两种方式进出细胞。
【答案】(1) 外 洋葱外表皮细胞液泡内含有色素
(2) 原生质层与细胞壁分离 甲、丙
(3) 自由扩散 协助扩散
【分析】植物细胞的质壁分离: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-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】(1)实验过程中,应撕取紫色洋葱鳞片叶的外表皮制作临时装片,因为洋葱外表皮细胞液泡内含有色素,便于观察。
(2)洋葱表皮细胞失水一段时间后,其原生质层与细胞壁分离的现象称为质壁分离。发生质壁分离的细胞能明显观察到细胞中紫色部分与细胞壁之间有空白部分,图中已经发生质壁分离的是甲和丙。
(3)水分子可以通过通道蛋白进出细胞,也可以直接通过细胞膜进出细胞,所以有协助扩散和自由扩散两种方式进出细胞。
【点睛】本题主要考查的观察质壁分离及复原等相关实验知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握
47.(21-22高一上·北京密云·期末)小肠上皮细胞合成与分泌淀粉酶的过程及其细胞膜结构示意图如下图1、图2所示,图中序号表示细胞结构或物质。请据下图回答问题。
(1)细胞中各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的 系统。
(2)图1中,淀粉酶先在核糖体上合成,再经[2] 运输到[1] 加工,最后由小泡运到细胞膜外,整个过程均需[3] 提供能量。
(3)图2中,与细胞相互识别有关的是图中[5] ,帮助某些离子进入细胞的是 (填图中序号)。
【答案】(1)生物膜
(2) 内质网 高尔基体 线粒体
(3) 糖蛋白 6
【分析】据图分析,图1中1表示高尔基体,2表示内质网,3表示线粒体,4表示细胞核。图2为细胞膜结构示意图,5表示糖蛋白,位于细胞膜的外侧;6表示通道蛋白。
【详解】(1)细胞中各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,它们在结构和功能上是紧密联系的统一整体。
(2)淀粉酶的化学本质是蛋白质,其先在核糖体合成,然后先经过2内质网初步加工然后运输到高尔基体,在1高尔基体上进一步加工,运输到细胞膜,最后通过细胞膜的胞吐作用分泌到细胞外,该过程依赖于细胞膜的流动性,且整个过程需要3线粒体提供能量。
(3)图2中5是糖蛋白,位于细胞膜的外侧,与细胞间的识别有关;6是通道蛋白,可以帮助某些离子进入细胞。
【点睛】解答本题的关键是掌握分泌蛋白的形成与分泌过程、细胞膜的结构与功能的相关知识点,准确判断图1和图2中各个数字代表的结构的名称,进而利用所学知识结合题干要求分析答题。
48.(20-21高一上·北京丰台·期末)葡萄糖是细胞生命活动所需的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。食物消化后产生的葡萄糖被小肠上皮细胞吸收的过程,对维持人体血糖的相对稳定至关重要。如图是小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图。其中面向肠腔一侧(小肠微绒毛)有蛋白S可转运葡萄糖和Na+,面向毛细血管一侧(基膜)有蛋白G和Na+-K+泵(一种能促进Na+、K+转运的蛋白质)。请回答问题:
(1)据图可知,小肠上皮细胞膜上的Na+-K+泵运输Na+、K+离子过膜的方式均为 ,判断依据是 。通过Na+-K+泵运输维持细胞内Na+处于 (低浓度/高浓度)
(2)据图可知,小肠上皮细胞通过蛋白S从肠腔吸收葡萄糖时,葡萄糖分子过膜方式为 ,致使小肠上皮细胞中葡萄糖浓度比血液中高,葡萄糖由上皮细胞通过蛋白G进入血液时的过膜方式为 。
(3)小肠上皮细胞中葡萄糖分子通过蛋白S、蛋白G跨膜运输的动力分别来自于 。
A.葡萄糖浓度差 B. ATP水解 C. Na+浓度差 D. K+浓度差
【答案】 主动运输 逆浓度梯度运输、消耗ATP 低浓度 主动运输 协助扩散 C、A
【分析】分析题图可知,小肠上皮细胞通过同向协同运输的方式吸收葡萄糖,虽然这种方式属于主动运输,但不靠直接水解ATP提供的能量推动,而是依赖于Na+梯度形式储存的能量。当 Na+顺电化学梯度流向膜内时,葡萄糖通过专一性的运送载体,伴随 Na+一起运送入小肠上皮细胞。进入膜内的 Na再通过质膜上的 Na+-K+泵运送到膜外以维持 Na+浓度梯度,从而使葡萄糖不断利用Na+梯度形式的能量进入细胞。
【详解】(1)从图中可以看出,小肠上皮细胞膜上的Na+-K+泵运输Na+、K+离子时从低浓度到高浓度,需要载体蛋白,需要ATP提供能量,属于主动运输;主动运输能维持细胞内外的浓度差,维持细胞内Na+浓度比较低,细胞外比较高的状态。
(2)小肠上皮细胞通过蛋白S从肠腔吸收葡萄糖时,需要载体蛋白,需要消耗Na+梯度形成的能量,属于主动运输;小肠上皮细胞中葡萄糖浓度比血液中高,葡萄糖由细胞进入血液是从高浓度到低浓度,需要载体蛋白,属于协助扩散。
(3)小肠上皮细胞通过蛋白S吸收葡萄糖,不靠直接水解ATP提供的能量推动,而是依赖于Na+梯度形式储存的能量,蛋白G跨膜运输属于协助扩散,动力是浓度差,葡萄糖的浓度差。
【点睛】本题主要考查物质跨膜运输的知识,旨在考查学生分析题图获取信息的能力及利用所学知识的要点对某些生物学问题进行解释、推理、判断的能力。
一、单选题
1.(23-24高一下·北京东城·期末)正常生物体细胞中溶酶体H+、Cl-跨膜转运机制如图所示,其中Cl-进入溶酶体需借助于相同转运蛋白上H+顺浓度梯度运输产生的势能。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( )
A.通过H+载体蛋白将H+运入溶酶体的方式为主动运输
B.使用ATP合成抑制剂可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.突变体细胞中损伤和衰老的细胞器无法及时清除
D.溶酶体破裂后释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
【答案】D
【分析】1. 被动运输:简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度,是最简单的跨膜运输方式,不需能量。被动运输又分为两种方式:自由扩散:不需要载体蛋白协助,如:氧气,二氧化碳,脂肪,协助扩散:需要载体蛋白协助,如:氨基酸,核苷酸等。
2.主动运输:小分子物质从低浓度运输到高浓度,如:矿物质离子,葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。
3.胞吞胞吐:大分子物质的跨膜运输,需能量。
【详解】A、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,说明H+浓度为溶酶体内较高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,方式属于主动运输,A正确;
B、溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,若使用ATP合成抑制剂,ATP合成减少,H+进入溶酶体减少,溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低,进而导致溶酶体内的吞噬物积累,B正确;
C、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,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,C正确;
D、细胞质基质中的pH与溶酶体内不同,溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶可能失活,D错误。
故选D。
2.(23-24高一下·北京海淀·期末)某同学用30%的蔗糖溶液和清水进行植物细胞质壁分离和复原实验,在显微镜视野中看到活的黑藻叶肉细胞正处于如图所示状态。以下说法正确的是( )
A.图中a、b两处细胞结构分别为细胞质基质和液泡
B.图中所示现象的发生与细胞壁伸缩性小于原生质层有关
C.若该细胞处于清水中,则a处浓度大于b处浓度
D.若该细胞处于30%的蔗糖溶液中,则a处浓度在逐渐升高
【答案】B
【分析】1.在“探究植物细胞质壁分离和复原实验”中,质壁分离的前后可以对照,质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可以形成对照,符合科学探究实验的对照原则;在逐渐发生质壁分离的过程中,细胞液的浓度增加,细胞液的渗透压升高,细胞的吸水能力逐渐增强。
2.原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
【详解】A、据图可知,图中a、b两处细胞结构分别为细胞壁和细胞膜之间的空间、液泡,A错误;
B、图示所示现象是细胞壁和原生质层分离,该现象发生的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,B正确;
C、若该细胞处于清水中,将发生质壁分离的逐渐复原,则则a处浓度小于b处浓度,C错误;
D、若该细胞处于30%的蔗糖溶液中,则细胞继续失水,则a处的浓度逐渐下降,D错误。
故选B。
3.(23-24高一上·北京海淀·期末)某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是( )
A.质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深
B.在质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减小
C.不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象
D.处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞
【答案】C
【分析】紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的大液泡中含有色素,带有颜色,因而可以直接用来观察细胞质壁分离及复原现象;细胞在质壁分离过程中随着失水量的增加,细胞的吸水能力逐渐增大;渗透平衡状态时由于细胞壁的保护作用,细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度。
【详解】A、质壁分离复原过程中,由于细胞不断吸收水分,液泡体积变大,因而液泡的颜色逐渐变浅,A错误;
B、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在发生质壁分离的过程中,由于细胞不断失水,因而细胞液浓度逐渐增大,因而吸水能力逐渐增大,B错误;
C、紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的大液泡中含有色素,带有颜色,因此,不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象,C正确;
D、因细胞壁伸缩性较小,且对细胞起着支持和保护作用,因此,处于渗透平衡状态时细胞液浓度不一定等于外界溶液浓度,也可能大于外界溶液浓度,但此时的细胞中水分进出是处于平衡状态的,D错误。
故选C。
4.(22-23高一上·北京西城·期末)肉毒毒素是由肉毒杆菌分泌的一种蛋白质,能与人体细胞膜上的受体结合进而导致肌肉麻痹甚至死亡。以下关于肉毒毒素的说法,不正确的是( )
A.基本组成元素有C、H、O、N B.基本组成单位的通式为
C.其发挥作用依赖细胞膜的信息交流 D.自由扩散进入人体细胞
【答案】D
【分析】组成生物体蛋白质的氨基酸的结构通式中至少含有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上,另外连在碳原子上的有一个氢原子和一个R基。
【详解】A、肉毒毒素是由肉毒杆菌分泌的一种蛋白质,蛋白质的基本组成元素有C、H、O、N等,A正确;
B、组成生物体蛋白质的氨基酸的结构通式中至少含有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上,另外连在碳原子上的有一个氢原子和一个R基,故肉毒毒素基本组成单位氨基酸的通式为 ,B正确;
C、肉毒毒素能与人体细胞膜上的受体结合进而导致肌肉麻痹甚至死亡,其发挥作用依赖细胞膜的信息交流,C正确;
D、肉毒毒素是由肉毒杆菌分泌的一种蛋白质,蛋白质进入人体细胞的方式是胞吞,D错误。
故选D。
5.(22-23高一上·北京西城·期末)图为某物质分泌过程的电镜照片,下列叙述错误的是( )
A.包裹分泌物质的囊泡来自高尔基体
B.细胞分泌物质消耗代谢产生的能量
C.卵巢细胞以图示方式分泌雌激素囊泡
D.图示过程体现细胞膜具有流动性
【答案】C
【分析】图示某物质的分泌过程为胞吐,该过程需耗能,体现了细胞膜具有一定流动性的特点。
【详解】A、内质网、高尔基体都能产生囊泡,内质网产生的囊泡向高尔基体运输,高尔基体形成的囊泡向细胞膜运输。图示包裹分泌物质的囊泡与细胞膜融合,所以来自高尔基体,A正确;
B、图示细胞分泌物质的方式为胞吐,需消耗代谢产生的能量,B正确;
C、雌激素化学本质是固醇,其以自由扩散形式运出细胞,C错误;
D、图示过程为胞吐,体现了细胞膜具有流动性,D正确。
故选C。
6.(22-23高一下·北京丰台·期末)ABC转运蛋白是一类跨膜蛋白,其结构及转运物质的过程如下图所示。据图推测下列说法合理的是( )
A.ABC转运蛋白可以提高O2、H2O的跨膜运输速率
B.ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于协助扩散
C.ATP水解受阻则ABC转运蛋白不能完成物质转运
D.大分子物质需通过ABC转运蛋白的作用进入细胞
【答案】C
【分析】分析图:ABC转运蛋白运输物质时需要消耗2个ATP,所以其运输方式为主动运输。
【详解】A、O2、H2O的跨膜运输方式为自由扩散,不需要转运蛋白,A错误;
B、ABC转运蛋白运输物质时需要消耗ATP,所以ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于主动运输,B错误;
C、ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于主动运输,需要消耗ATP,当ATP水解受阻则ABC转运蛋白不能完成物质转运,C正确;
D、大分子物质需通过胞吞胞吐进出细胞,D错误。
故选C。
7.(22-23高一上·北京朝阳·期末)下图为将黑藻细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中的显微观察图,下列叙述正确的是( )
A.黑藻为单细胞原核生物 B.图中黑藻细胞发生了质壁分离
C.①处为真空状态,②处为原生质层 D.质壁分离的黑藻细胞叶绿体不能移动
【答案】B
【分析】成熟的植物细胞处于一定浓度的蔗糖溶液中,细胞会失水,发生质壁分离,细胞液浓度会增大。
【详解】A、黑藻属于真核生物,A错误;
B、黑藻细胞在于0.3g/mL蔗糖溶液中,会由于外界溶液浓度大,细胞失水而发生质壁分离,B正确;
C、①处为外界溶液,②为原生质层,C错误;
D、质壁分离的细胞,若仍具有活性,则叶绿体仍可随细胞质流动,D错误。
故选B。
8.(22-23高一上·北京通州·期末)将人体红细胞分别放在蒸馏水、0.9%生理盐水、浓盐水、10%医用葡萄糖溶液中,一段时间后,红细胞的形态变化是( )
A.蒸馏水中的红细胞无变化
B.0.9%生理盐水中的红细胞无变化
C.浓盐水中的红细胞涨破
D.10%医用葡萄糖溶液中的红细胞无变化
【答案】B
【分析】细胞发生渗透作用会使细胞发生吸水或失水,渗透作用指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度运输到高浓度的扩散。
【详解】A、人体红细胞放在蒸馏水中,会因细胞内的浓度大于外界溶液的浓度而吸水,最终导致细胞破裂,A错误;
B、人体红细胞放在0.9%生理盐水,由于细胞内的浓度与0.9%生理盐水的浓度相当,水分进出细胞相当,所以红细胞无变化,B正确;
C、人体红细胞放在浓盐水中,会因细胞内的浓度小于外界溶液的浓度而失水,最终导致细胞皱缩,C错误;
D、哺乳动物血浆的渗透压等于5%葡萄糖溶液相等,若将兔红细胞置于10%葡萄糖溶液中一段时间后,可能因细胞内的浓度小于外界溶液的浓度而失水,导致红细胞出现皱缩,D错误。
故选B。
9.(22-23高一上·北京丰台·期末)下图表示受体介导的胞吞作用,主要用于摄取特殊的生物大分子。下列有关叙述错误的是( )
A.膜上的受体可以与特殊的生物大分子结合
B.胞吞作用说明细胞膜对物质运输具有选择性
C.胞吞物质的运输方向都是从高浓度到低浓度
D.加入呼吸抑制剂会抑制胞吞作用的进行
【答案】C
【分析】分析题图:生物大分子和细胞膜上的受体结合后,引起细胞膜内陷,将大分子包在囊泡中,进而内吞形成囊泡,把大分子物质摄入细胞内,该过程依赖于膜的流动性实现。
【详解】A、结合题图可知,待运输的特殊的生物大分子与膜上相应受体特异性结合,然后引起膜内陷形成小泡,A正确;
B、细胞对摄取的物质具有选择性,胞吞过程能体现细胞膜的选择透过性,B正确;
C、结合题图可知,胞吞物质的运输依赖于生物大分子与膜上的受体识别结合,与物质的浓度无关,C错误;
D、胞吞过程发生膜的内陷,需要细胞提供能量,加入呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,能量供应不足会导致胞吞作用不能顺利进行,D正确。
故选C。
10.(22-23高一上·北京丰台·期末)用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(不包括细胞壁的植物细胞)体积变化情况如下图所示。正确的是( )
A.该细胞可能是某种植物根尖分生区细胞
B.曲线AB段表明细胞液浓度正在逐渐减小
C.曲线BD段细胞壁和原生质层之间充满了细胞液
D.实验结果表明细胞在两种溶液中均可发生质壁分离
【答案】D
【分析】题图分析,某种植物细胞处于乙二醇溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,原生质体体积变小,细胞液浓度增大;随着乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞,细胞液浓度增加并高于乙二醇溶液浓度,细胞吸水,发生质壁分离复原。某种植物细胞处于蔗糖溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小。
【详解】A、根尖分生区细胞不是成熟植物细胞,不能发生质壁分离,A错误;
B、曲线AB段原生质体相对体积减小,说明细胞在失水,细胞液浓度正在逐渐增大,B错误;
C、曲线BD段细胞处于质壁分离状态,细胞壁和原生质层之间充满了蔗糖溶液,C错误;
D、细胞在两种溶液中原生质体相对体积大幅减小,均发生了质壁分离,D正确。
故选D。
11.(22-23高一上·北京·期末)科学家从蚕豆保卫细胞中发现了K+通道蛋白。1998年,美国科学家麦金农解析了K+通道蛋白的结构及开关过程(示意图如下)。下列叙述错误的是( )
A.K+通道蛋白的功能与组成其的氨基酸序列有关
B.K+借助通道蛋白进行跨膜运输的方式是主动运输
C.K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变
D.K+通道蛋白只能运输K+,体现了通道蛋白具有特异性
【答案】B
【分析】自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量;协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量;主动运输的特点是需要载体和能量。
【详解】A、K+通道蛋白的化学本质是蛋白质,蛋白质的功能与其结构有关,故氨基酸种类、数目、排序及多肽链的空间结构等都可决定蛋白质的功能,A正确;
B、据图可知,K+借助通道蛋白进行跨膜运输不消耗能量,属于协助扩散,B错误;
C、从题图上可以看出,K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变,从而完成对钾离子的运输,C正确;
D、通道蛋白只能运输特定的物质,如K+通道蛋白只能运输K+,体现了通道蛋白具有特异性,D正确。
故选B。
12.(21-22高一上·北京西城·期末)如图为细胞物质运输方式的示意图,①②③④为运输方式,abcd为被运输物质。下列叙述错误的是( )
A.①②③属于被动运输,不需细胞供能
B.②③④都需要转运蛋白参与物质运输
C.③④具有特异性,而②不具特异性
D.物质出入细胞体现了细胞膜具有选择透过性
【答案】C
【分析】分析图示,a物质运输不需要载体蛋白,不消耗能量,故①为自由扩散;b物质运输需要通过蛋白协助,但不需要能量,故②为协助扩散;c物质运输需要通过转运蛋白协助,但不需要能量,故③为协助扩散;d物质运输需要转运蛋白协助,同时消耗能量,故④为主动运输过程。
【详解】A、被动运输包括自由扩散和协助扩散,不消耗能量,①(不需要载体蛋白,不消耗能量,为自由扩散)、②(需要通过蛋白协助,但不需要能量,为协助扩散)、③(通过转运蛋白协助,但不需要能量,为协助扩散)属于被动运输,不需要细胞供能,A正确;
B、据图可知,②③④都需要转运蛋白参与物质运输,B正确;
C、②③④等转运蛋白运输物质时均有特异性,C错误;
D、细胞膜可控制物质进出细胞,体现了细胞膜具有选择透过性,D正确。
故选C。
13.(21-22高一上·北京石景山·期末)1950年,科学家发现水分子通过细胞膜时的速率高于通过不含蛋白质的脂质体膜,由此推断细胞膜上存在运输水分子的通道,并在后续的研究中得到证实。下列关于水分子进出细胞的叙述,正确的是( )
A.水分子更多是以自由扩散的方式进出细胞
B.运输水分子的通道也可以让其他水溶性小分子通过
C.这种运输方式的速率完全取决于浓度梯度的大小
D.这种运输方式不需要消耗能量
【答案】D
【分析】借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散,也叫易化扩散;转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白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。
【详解】A、科学家发现水分子通过细胞膜时的速率高于通过不含蛋白质的脂质体膜,说明水分子更多以水分子通道方式进出细胞,A错误;
B、水分子通道上存在通道蛋白,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通过,不能让其他水溶性小分子通过,B错误;
C、这种运输方式的运输速率取决于浓度梯度的大小和转运蛋白的数量,C错误;
D、这种运输方式为协助扩散,所以不需要消耗能量,D正确。
故选D。
14.(21-22高一上·北京石景山·期末)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到下图所示甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是( )
A.由甲到乙需将低倍镜转换到高倍镜
B.甲、乙、丙不能在同一个细胞内依次发生
C.与甲相比,乙液泡内溶液浓度较低
D.由乙到丙的过程为质壁分离复原的过程
【答案】D
【分析】由图可知,乙发生质壁分离的程度较大,丙可能发生了质壁分离后的复原。
【详解】A、观察植物细胞的吸水和失水均用低倍镜,由甲到乙不需将低倍镜转换到高倍镜,A项错误;
B、在细胞的失水和吸水实验中,由甲到乙逐渐发生质壁分离,由乙到丙逐渐发生质壁分离复原,可在同一个细胞内依次发生,B项错误;
C、与甲细胞相比,乙细胞失水较多,细胞液浓度较高,C项错误;
D、根据细胞壁与原生质层的距离可知,由乙转变为丙的过程中,细胞发生质壁分离复原,D项正确。
故选D。
15.(21-22高一上·北京平谷·期末)科学家从蚕豆保卫细胞中检测到K+的通道。1998 年,美国科学家麦金农解析了K+通道蛋白的立体结构。下列叙述错误的是( )
A.K+通道蛋白的氨基酸种类、数目、排序决定了其功能
B.K+借助通道蛋白进行跨膜运输的方式是主动运输
C.K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变
D.K+通道蛋白具有专一性,只运输K+
【答案】B
【分析】自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量;协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量;主动运输的特点是需要载体和能量。
【详解】A、K+通道蛋白的化学本质是蛋白质,蛋白质的功能与其结构有关,故氨基酸种类、数目、排序及多肽链的空间结构决定蛋白质的功能,A正确;
B、K+借助通道蛋白进行跨膜运输不消耗能量,属于协助扩散,B错误;
C、从题图上可以看出,K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变,C正确;
D、通道蛋白只能运输特定的物质,有一定的专一性,D正确。
故选B。
二、非选择题
16.(23-24高一上·北京密云·期末)下图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。据图回答问题:
(1)通过主动运输进细胞的离子是 ,通过主动运输出细胞的离子是 ,作出上述判断的依据是 。
(2)二色补血草能将从土壤中吸收的盐分分泌到其茎叶表面,后被雨水冲刷掉,以防止过多盐分在体内积累。科研小组欲判断二色补血草吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,设计了如下实验加以探究。
实验步骤:
①取 的二色补血草若干均分为甲乙两组,放入一定浓度的含有K+的溶液中;
②甲组给予正常的呼吸条件,乙组施加呼吸抑制剂;
③一段时间后,测定 。
实验预期:
若 ,则说明二色补血草从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输;
若甲乙两组对K+的吸收速率表现为甲组明显大于乙组,则说明二色补血草从土壤中吸收无机盐的方式是 。
【答案】(1) K+、Mg2+ Na+、CI- 这两种离子的浓度细胞内小于细胞外,细胞若要排出这两种离子必须逆浓度梯度进行
(2) 生长发育状况相同 溶液中剩余K+的含量(或两组植株对K+的吸收速率) 两组溶液中剩余K+的含量基本相同(或两组植株对K+的吸收速率相同) 主动运输
【分析】离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等,不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转运蛋白。这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散,也叫易化扩散。物质逆浓度梯度进行跨膜运输,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,这种方式叫作主动运输。
【详解】(1)据柱状图可知细胞内的K+、Mg2+高于细胞外,K+、Mg2+是逆浓度梯度进入细胞内,故细胞吸收K+、Mg2+是主动运输。Na+、Cl-细胞外的浓度高于细胞内,Na+、Cl-是逆浓度梯度排出细胞,故通过主动运输出细胞的离子是Na+、Cl-。
(2)根据实验目的是要探究二色补血草的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输,而主动运输和被动运输的区别为是否需要消耗能量,而能量主要来自细胞呼吸。因此实验的自变量是是否有能量提供,因此需要设计实验抑制细胞呼吸,因变量是无机盐离子的转运速率,实验步骤如下:
①取生长发育相同的二色补血草幼苗随机均分为甲、乙两组,放入适宜浓度的含有K+的溶液中。
②甲组给予正常的呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸,其他条件相同且适宜。
③一段时间后,测定两组植株根系对K+的吸收速率。
预测结果并分析:
若两组植株对K+的吸收速率相同,说明二色补血草从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输;
若两组植株对K+的吸收速率表现为甲组明显大于乙组,则说明二色补血草从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
17.(23-24高一上·北京丰台·期末)肾脏是机体重要的排泄器官。肾小管上皮细胞膜上具有多种转运蛋白(如葡萄糖转运蛋白GLUT和钠-葡萄糖协同转运蛋白SGLT等),下图为肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的示意图。请回答问题:
(1)据图可知,GLUT2运输葡萄糖的方式是 。该方式下影响葡萄糖转运速率的因素有 等。
(2)钠钾泵不断运输钠离子,使肾小管上皮细胞内处于 (低/高)钠状态,该过程消耗能量。
(3)钠钾泵持续工作,维持SGLT2两侧的钠离子浓度差,有利于SGLT2将肾小管中葡萄糖 (顺/逆)浓度梯度转运进入肾小管上皮细胞,这种运输方式属于 。
(4)SGLT2抑制剂可用于治疗糖尿病。下表为多组病人服用药物一年的血糖水平对比(单位:mmol/L),试解释该类药物作用机理 。
空腹血糖平均值
A组
B组
C组
D组
治疗前
7.83
8.04
7.53
8.28
治疗后
6.40
6.37
6.43
7.29
【答案】(1) 协助扩散 细胞膜两侧的浓度差、GLUT2数量
(2)低
(3) 逆 主动运输
(4)SGLT2抑制肾脏/肾小管上皮细胞对原尿中葡萄糖的重吸收,使过量的葡萄糖随尿液排出,从而降低血糖
【分析】由图可知,SGLT2可 以协同转运葡萄糖和Na+, Na+ 顺浓度梯度进入细胞,属于协助扩散,葡萄糖逆浓度梯度进入细胞,属于主动运输,所需的能量来自于Na+顺浓度梯度产生的势能; Na+排出细胞是从低浓度向高浓度运输的主动运输,需要ATP水解供能,葡萄糖排出肾小管上皮细胞是顺浓度的协助扩散。
【详解】(1)分析图可知:GLUT2运输葡萄糖顺浓度梯度,不消耗能量,需要载体蛋白,所以是协助扩散。影响协助扩散的因素有细胞膜两侧的浓度差、载体蛋白GLUT2数量。
(2)钠钾泵不断运输钠离子,使细胞内钠离子浓度降低,维持肾小管上皮细胞内低/钠状态。
(3)分析图可知:钠钾泵持续工作,维持SGLT2两侧的钠离子浓度差,需要消耗ATP,所以是主动运输,有利于SGLT2将肾小管中葡萄糖逆浓度梯度转运进入肾小管上皮细胞。
(4)分析表格可知:使用SGLT2抑制剂可降低血糖,结合图分析,可能是因为SGLT2抑制剂抑制SGLT2转运蛋白活性,从而抑制肾小管上皮细胞对原尿中葡萄糖的重吸收,使过量的葡萄糖随尿液排出,从而降低血糖,达到治疗糖尿病效果。
18.(23-24高一上·北京·期末)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐(SeO32-)等形式存在,某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。
(1)由于细胞膜在功能上具有 性,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的 进出细胞,
(2)科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测SeO32-主要以 方式进入细菌H。Ⅰ和IV组结果表明 。
组号
处理条件
SeO32-的吸收速率(mmol/10个细胞)
Ⅰ
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分I组细菌H放入含AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分I组细菌H放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分I组细菌H放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中
<0.5
(3)为验证水通道蛋白A在细菌H吸收SeO32-过程中的功能,科学家对A基因进行改造,得到下图所示结果,推测A蛋白在细菌H吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是: 。
【答案】(1) 选择透过 转运蛋白
(2) 协助扩散 SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用
(3)A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1);转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO32-吸收能力(高于菌株2,与菌株1接近)
【分析】细胞膜主要由蛋白质和磷脂双分子层构成,磷脂双分子层外部(头部)是亲水的,内部(尾部)是疏水的。细胞膜的结构特点:具有一定的流动性;细胞膜的功能特点:具有选择透过性。
【详解】(1)细胞膜的功能特点为具有选择透过性,故由于细胞膜在功能上具有选择透过性,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的转运蛋白进出细胞。
(2)细胞呼吸抑制剂会抑制细胞的呼吸作用,减少能量的供应,比较Ⅲ组和Ⅰ组,加入细胞呼吸抑制剂的实验组的SeO32-的吸收速率与对照组的吸收速率差别不大,基本相等,说明SeO32-吸收不消耗能量,不过其带电荷,需要膜上转运蛋白的协助,为协助扩散。Ⅳ组的处理是将部分I组细菌放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中,结果SeO32-的吸收速率大大降低,Ⅰ和Ⅳ组结果表明SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。
(3)分析题图:A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1);转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO32-吸收能力(高于菌株2,与菌株1接近),故推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。
19.(23-24高一上·北京昌平·期末)土壤中的根瘤菌既能自由生活,也能与豆科植物共生。科研人员对根瘤菌在自由生活和与豌豆共生时的营养吸收方式进行了研究。请回答问题:
(1)根瘤菌细胞膜以 为基本支架。
(2)葡萄糖是根瘤菌在环境中较易获得的营养物质。用含葡萄糖(3H标记)的培养液培养自由生活的根瘤菌,一段时间后收集根瘤菌,并检测细胞内的放射性强度,结果如图1。
由结果推测,自由生活的根瘤菌吸收葡萄糖的方式是 ,判断的依据是 。
(3)科研人员从豌豆的根瘤中提取与其共生的根瘤菌,培养过程同(2)。图2结果显示,细胞内的放射性强度随时间增加先升高后不变,加入叠氮化钠后放射性强度仍不变,说明其吸收葡萄糖不需要能量。由结果推测,共生的根瘤菌吸收葡萄糖的方式是 。
(4)综合以上研究,请尝试提出一个可进一步研究的问题 。
【答案】(1)磷脂双分子层
(2) 主动运输 加入叠氮化钠(ATP合成抑制剂)后,细胞内的葡萄糖的放射性强度明显降低
(3)被动运输
(4)共生的根瘤菌吸收葡萄糖的方式是自由扩散还是协助扩散
【分析】协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量。
【详解】(1)细胞膜成分主要是磷脂和蛋白质,磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架。
(2)据图1可知,加入叠氮化钠(ATP合成抑制剂)后,细胞内的葡萄糖的放射性强度明显降低,ATP是生物体内直接的能源物质,说明葡萄糖进入细胞内需要消耗能量,属于主动运输。
(3)图2结果显示,加入叠氮化钠后放射性强度仍不变,说明其吸收葡萄糖不需要能量,说明共生的根瘤菌吸收葡萄糖的方式是被动运输。
(4)以上是对根瘤菌在自由生活和与豌豆共生时的营养吸收方式进行了研究,被动运输包括自由扩散和协助扩散,还可以进一步研究共生的根瘤菌吸收葡萄糖的方式是自由扩散还是协助扩散。
20.(23-24高一上·北京朝阳·期末)细胞膜作为细胞的边界,在生命活动中发挥重要作用。
(1)大分子物质通过胞吞或胞吐作用实现跨膜运输,该过程依赖于细胞膜的 。
(2)通过胞吞作用,单细胞生物可摄取食物,多细胞生物可吞噬侵入机体的病原体及体内 的细胞,维持机体稳态。
(3)如图所示,在果蝇神经系统的发育过程中,信号发送细胞和临近的信号接收细胞表面分别具有N配体和N受体。当配体被泛素化修饰后与受体结合,被胞吞至 细胞,从而产生拉力,使N受体的 发生改变,暴露出S2酶切位点并被酶切,酶切后剩余部分称为NEXT。NEXT可以在细胞膜上进一步被γ-分泌酶酶切或被信号接收细胞 ,形成胞内体,最终产生有活性的N受体胞内活性片段(NICD)。NICD进入细胞核,调控基因 ,影响蛋白质合成,最终抑制信号接收细胞分化为神经细胞。
(4)图中胞吞作用决定了信号接收细胞的命运,该过程体现了细胞膜的 功能。
【答案】(1)流动性
(2)衰老和凋亡
(3) 信号发送 空间结构 胞吞 表达
(4)进行细胞间的信息交流
【分析】1.胞吞或胞吐作用实现依赖于细胞膜的流动性。多细胞生物可吞噬侵入机体的病原体及体内衰老和凋亡的细胞,维持机体稳态。
2.分析题图结合题干信息可知:被泛素化修饰后的配体与受体结合,被胞吞至信号发送细胞,从而产生拉力,进而暴露出S2酶切位点并被酶切,酶切后剩余部分称为NEXT。NEXT可以在细胞膜上进一步被γ-分泌酶酶切或被信号接收细胞内吞,形成胞内体,最终产生有活性的N受体胞内活性片段(NICD)。NICD进入细胞核,调控基因表达,影响蛋白质合成,最终抑制信号接收细胞分化为神经细胞。
【详解】(1)大分子物质通过胞吞或胞吐作用实现跨膜运输,该过程依赖于细胞膜的流动性。
(2)通过胞吞作用,单细胞生物可摄取食物,多细胞生物可吞噬侵入机体的病原体及体内衰老和凋亡的细胞,维持机体稳态。
(3)如图所示,在果蝇神经系统的发育过程中,信号发送细胞和临近的信号接收细胞表面分别具有N配体和N受体。当配体被泛素化修饰后与受体结合,被胞吞至信号发送细胞,从而产生拉力,使N受体的空间结构发生改变,暴露出S2酶切位点并被酶切,酶切后剩余部分称为NEXT。NEXT可以在细胞膜上进一步被γ-分泌酶酶切或被信号接收细胞胞吞,形成胞内体,最终产生有活性的N受体胞内活性片段(NICD)。NICD进入细胞核,调控基因表达,影响蛋白质合成,最终抑制信号接收细胞分化为神经细胞。
(4)图中胞吞作用决定了信号接收细胞的命运,该过程体现了细胞膜的进行细胞间的信息交流功能。
21.(23-24高一上·北京东城·期末)学习以下资料,回答(1)~(4)题。
ABC转运蛋白
ABC转运蛋白是分布极广的一类膜蛋白家族。典型的 ABC 转运蛋白是一种单向底物转运体,可结合ATP并使之水解产生能量以实现对各类底物分子的跨膜转运,包括某些离子、糖类、氨基酸及原核细胞分泌蛋白等。
根据底物分子运输方向,ABC 转运蛋白可分为外向转运蛋白和内向转运蛋白,外向转运蛋白存在于所有生物体内,而内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中。
如图所示,ABC转运蛋白通常由TMD和NBD组成。TMD作用是构成介导底物穿过细胞膜的机械性通道,NBD与ATP水解相关。在不同的转运阶段,两个 NBD 的结合状态与开口方向是动态变化的,NBD接收信息后,结合ATP并水解产生能量进而控制 TMD空间结构的变化,以完成对底物分子的转运。其中外向转运蛋白的TMD可以直接与在胞内的底物分子结合,启动整个转运过程。而内向转运蛋白则是外周蛋白SBP捕获识别底物,形成底物-外周蛋白复合体后呈递给 TMD,进而使处于外周蛋白中的底物分子脱落,并通过 TMD 结构进入胞内。基于 对ABC 转运蛋白的晶体结构的解析可知,SBP与TMD、TMD与TMD 之间是通过改变构象来完成对底物的摄取、传输和释放。
ABC转运蛋白在细胞中普遍存在,研究其结构与作用机制对于人们进一步认识生命,治疗相关疾病具有重要意义。
(1)由ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于 ,相比于自由扩散,该种运输方式的不同之处 (至少写出两点)。
(2)如图所示,ABC内向转运蛋白运输底物的过程中,底物与外周蛋白SBP结合后, → → → ,底物最终被送入胞内。
A. NBD与TMD构象发生改变 B. TMD将信号传递到NBD
C. NBD激活,启动结合ATP水解 D. 底物分子传递到TMD
(3)结合本文信息分析,以下过程合理的是_____。
A.大肠杆菌通过ABC外向转运蛋白分泌蛋白质
B.植物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收MoO42-
C.动物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收氨基酸
D.动物细胞通过ABC外向转运蛋白排出Cl-
【答案】(1) 主动运输 逆浓度梯度运输,需要载体蛋白,消耗能量
(2) D B C A
(3)ABD
【分析】物质出入细胞的方式主要包括自由扩散、协助扩散、主动运输以及胞吞胞吐。自由扩散:顺浓度运输,不需要载体蛋白,不需要消耗能量;协助扩散:顺浓度运输,需要载体蛋白,不需要消耗能量;主动运输:逆浓度运输,需要载体蛋白,需要消耗能量;胞吞胞吐:一般运输大分子物质,可以是固体也可以是液体,需要消耗能量。
【详解】(1)据题干信息可知,ABC转运蛋白在转运物质时需要ATP水解提供能量,因此由ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于主动运输。主动运输需要载体蛋白,由低浓度到高浓度,需要消耗能量,而自由扩散不需要载体蛋白,由高浓度到低浓度,不需要消耗能量,因此相比于自由扩散,该种运输方式的不同之处逆浓度梯度运输,需要载体蛋白,消耗能量。
(2)据图ABC内向转运蛋白和题干信息可知,底物首先与外周蛋白SBP结合,结合后底物分子传递到TMD,TMD将信号传递到NBD,NBD激活,启动结合ATP水解,然后NBD与TMD构象发生改变,底物最终被送入胞内。
(3)A、题干信息“外向转运蛋白存在于所有生物体内,而内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中”以及“某些离子、糖类、氨基酸及原核细胞分泌蛋白等”分析,大肠杆菌是原核生物,可以通过ABC外向转运蛋白分泌蛋白质,A正确;
B、植物细胞也可以通过ABC内向转运蛋白吸收MoO42-,B正确;
C、动物细胞没有内向转运蛋白,C错误;
D、动物细胞存在ABC外向转运蛋白,能通过ABC外向转运蛋白排出Cl-,D正确。
故选ABD。
22.(23-24高一上·北京延庆·期末)胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分。血浆中的胆固醇大部分与低密度脂蛋白(LDL)结合形成低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),而被细胞摄入以供体内所需。如图表示LDL携带胆固醇通过受体介导途径进入细胞的转运过程,请分析并回答:
(1)在组成细胞的主要化合物中,胆固醇属于 物质。
(2)如图所示,LDL与细胞膜上的 识别并结合,形成受体-LDL复合物,通过途径① 作用,形成网格蛋白包被的囊泡,转运至内体。
(3)内体中LDL与其受体分离,受体通过途径②回到质膜被重新利用,LDL则通过途径③被转运到 中,被其中的水解酶降解,胆固醇被释放并进入 中,供新膜合成之用。
【答案】(1)脂质/固醇
(2) LDL受体 胞吞
(3) 溶酶体 细胞质基质
【分析】胆固醇:构成动物细胞膜的重要成分,参与血液中脂质的运输。分析题图:血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合,以胞吞的方式进入细胞,被溶酶体分解。
【详解】(1)脂质分为脂肪、磷脂和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D,在组成细胞的主要化合物中,胆固醇属于脂质(或固醇)物质。
(2)如图所示,LDL与细胞膜上的LDL受体识别并结合,形成受体-LDL复合物。大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐。LDL通过途径①胞吞作用,形成网格蛋白包被的囊泡,转运至内体。
(3)含有多种水解酶的细胞器是溶酶体,它能水解衰老、损伤的细胞器。LDL则通过途径③被转运到溶酶体中,被其中的水解酶降解,胆固醇被释放并进入细胞质基质中,供新膜合成之用。
23.(21-22高一上·北京西城·期末)阅读科普短文,请回答问题.
基于SGLT靶点的新型降血糖药物
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,目前已成为威胁人类健康的三大慢性非传染性疾病之一。长期高血糖状态会导致各种器官(尤其是眼、肾、心脏、血管、神经)出现慢性损伤以及功能障碍。
科学研究发现,肾脏重吸收葡萄糖对维持血糖相对稳定发挥着重要作用。在正常的葡萄糖耐受性受试者中,几乎所有的葡萄糖都在近端小管中被重新吸收,最终排出的尿液中不含葡萄糖。在肾脏对葡萄糖的重吸收中,钠-葡萄糖协同转运蛋白(SGLT)发挥了非常重要的作用。作用机制如图1。葡萄糖、Na+与SGLT结合形成Na+-载体-葡萄糖复合物,顺Na+的浓度梯度进入细胞后,SGLT的构象再还原到原始状态,重新暴露其结合位点,以便再次与葡萄糖和Na+结合。而胞内的Na+不断被细胞侧基底膜的Na+/K+-ATP酶泵出,维持Na+细胞内外浓度差。细胞内的葡萄糖由位于细胞侧基底膜的载体GLUT,经协助扩散进入到肾小管周围的毛细血管中。
目前已发现多种SGLT,其主要生理功能是参与肾脏近端小管对原尿中葡萄糖的重吸收。SGLT1是一种高亲和力、低转运能力的转运蛋白:SGLT2是一种低亲和力、高转运能力的转运蛋白,可完成原尿中约90%葡萄糖的重吸收,其余的葡萄糖由SGLT1重吸收。
研究发现,在患有糖尿病的患者中,SGLT含量较高,肾脏对葡萄糖的重吸收会随着血糖浓度的升高而增加,从而减少了尿糖,加剧了高血糖。基于这些病理生理学的考虑,研发肾脏SGLT2抑制剂为糖尿病患者的治疗提供了一种合理且新颖的方法。
(1)葡萄糖以 方式转运进入近端小管细胞。结合材料,说出影响肾小管重吸收葡萄糖的因素都有哪些(列举两点) 。
(2)结合SGLT1和SGLT2的功能特点,请确定图2中①、②位置起主要作用的SGLT依次是(填字母) 。
a. SGLT1 b.SGLT2
(3)SGLT2抑制剂降血糖的机制是 。
(4)若要将SGL2抑制剂作为新型降糖药物应用于临床,还需要对该药物进行哪些研究。
【答案】(1) 主动运输 近端小管细胞膜两侧的浓度差、近端小管细胞膜上SGLT数量
(2)b;a
(3)SGLT2抑制剂能抑制SGLT2重吸收葡萄糖,使葡萄糖随尿液排出增加
(4)SGL2抑制剂使用的剂量、服用的方式、有无其它副作用等
【分析】分析图示可知,葡萄糖进入肾近端小管细胞内是从低浓度向高浓度运输,为主动运输,消耗的能量来自Na+的浓度梯度产生的化学能。钠钾泵运输钠钾离子为主动运输,消耗ATP。细胞内的葡萄糖由位于细胞侧基底膜的载体GLUT,经协助扩散进入到肾小管周围的毛细血管中。
【详解】(1)根据分析可知,近端小管细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,消耗的能量来自Na+的浓度梯度产生的化学能,因此影响肾小管重吸收葡萄糖的因素有肾近端小管细胞膜两侧的钠离子浓度差以及运输葡萄糖的载体SGLT的数量。
(2)SGLT2是一种低亲和力、高转运能力的转运蛋白,可完成原尿中约90%葡萄糖的重吸收,因此SGLT2(b)应位于①近端小管;SGLT1是一种高亲和力、低转运能力的转运蛋白,可结合原尿中剩余的少量的葡萄糖,因此SGLT1(a)位于②段。
(3)SGLT2是重吸收葡萄糖的载体,SGLT2抑制剂可抑制肾小管中SGLT2重吸收葡萄糖,增加尿糖量,从而达到降血糖的目的。
(4)若要将SGL2抑制剂作为新型降糖药物应用于临床,还需要对该药物使用的剂量、服用方式、有无使用的副作用等进行研究。
【点睛】本题考查物质的吸收方式,意在考查考生的识图能力和对所学知识的应用能力。
24.(23-24高一上·北京通州·期末)土壤盐渍化对植物生长造成不利影响,降低了土壤肥力和农作物产量,严重制约着农业生产。请回答问题:
(1)高浓度的盐使土壤渗透压升高,导致根细胞发生 ,影响植物的正常生长代谢。
(2)高盐环境使细胞中Na+积累,植物可以通过排出Na+来降低胁迫。细胞膜上的Na+转运蛋白能利用水解ATP产生的能量,将胞内过量的Na+排出,这是一种 (填跨膜运输方式)。
(3)在没有盐胁迫的情况下,Na+转运蛋白处于无转运活性的状态;当遭遇盐胁迫时,Na+转运蛋白被磷酸化, 发生改变,转运能力增强。
(4)研究者将L蛋白与荧光蛋白结合,并进行下列分组实验,得出了“高盐诱导过氧化氢(H2O2)产生,H2O2进而促进L蛋白进入细胞核中”的结论。请补充3、4、5组的实验处理:
3组 ;4组 ;5组 。(选填字母编号)
A.NaCl+H2O2合成抑制剂 B.H2O2+H2O2合成抑制剂 C.H2O2处理
(5)已知L蛋白进入细胞核能提高Na+转运蛋白的合成量,请完善下列流程图:
【答案】(1)渗透失水
(2)主动运输
(3)空间结构
(4) C A B
(5)合成增加;转运能力增强
【分析】物质跨膜运输的方式:
①自由扩散:物质通过简单的扩散进出细胞的方式,如:氧气、二氧化碳、脂溶性小分子。
②协助扩散:借助转运蛋白(载体蛋白和通道蛋白)的扩散方式,如红细胞吸收葡萄糖。
③主动运输:逆浓度梯度的运输。消耗能量,需要有载体蛋白。
【详解】(1)高浓度的盐使土壤渗透压升高,导致根细胞发生渗透失水,影响植物的正常生长代谢。
(2)Na+排出,需要转运蛋白和能量,属于主动运输。
(3)蛋白质的变性原因是空间结构的改变,故在没有盐胁迫的情况下,Na+转运蛋白处于无转运活性的状态;当遭遇盐胁迫时,Na+转运蛋白被磷酸化,空间结构发生改变,转运能力增强。
(4)由题干可知,若H2O2进而促进L蛋白进入细胞核中,直接添加H2O2,L蛋白进入细胞核中量最多,核荧光强度最高,故3组为H2O2处理,加入H2O2合成抑制剂,抑制H2O2的合成,故H2O2+H2O2合成抑制剂的处理,会降低和荧光强度,NaCl+H2O2合成抑制剂的处理,使H2O2量最低从而核荧光强度最低,故4组为NaCl+H2O2合成抑制剂,5组为H2O2+H2O2合成抑制剂。
(5)高盐胁迫,一方面使活化Na+转运蛋白,其转运能力增强,另一方面高盐诱导H2O2产生,H2O2进而促进L蛋白进入细胞核中,L蛋白进入细胞核能提高Na+转运蛋白的合成量,将胞内过量的Na+排出,降低盐胁迫。
25.(22-23高一上·北京·期末)下图为小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图。请据图回答问题。
(1)小肠是人体消化和吸收营养的主要器官,食物中的淀粉、蛋白质等经过消化后产生的葡萄糖、 等小分子物质主要通过小肠上皮细胞吸收。
(2)据图分析,葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞时,不直接消耗ATP,而是借助相同载体蛋白上Na+顺浓度梯度运输时释放的能量,分析此种转运葡萄糖的方式为 。朝向肠腔侧的膜面积增大,增加了载体蛋白的 ,使葡萄糖的吸收效率提高。据图分析,葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的转运方式为协助扩散,依据是 。
(3)某种治疗腹泻脱水的补液盐成分为氯化钠3.5克、碳酸氢钠2.5克和葡萄糖20克,用1000毫升温开水溶解后饮用。据图可知,其作用机制是促进Na+和葡萄糖的吸收,增加小肠上皮细胞内溶液浓度,从而增加其对 的吸收。
(4)小肠是食物消化吸收的主要场所,但酒精除在小肠中被吸收外,还能在胃中被吸收,这是因为酒精或其他脂溶性物质能够以 的方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快、易醉。
【答案】(1)氨基酸
(2) 主动运输 数量 顺浓度梯度、需要转运蛋白协助、不消耗能量
(3)葡萄糖
(4)自由扩散
【分析】题图分析,图示为小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图。葡萄糖从肠腔进小肠上皮细胞是由低浓度到高浓度,是主动运输,但该过程中消耗的是钠离子的梯度势能;葡萄糖出小肠上皮细胞顺浓度梯度进行的,即由高浓度到低浓度,是协助扩散。Na+进小肠上皮细胞是高浓度到低浓度,是协助扩散;出小肠上皮细胞是低浓度到高浓度,是主动运输。
【详解】(1)小肠是人体消化和吸收营养的主要器官,食物中的淀粉、蛋白质等经过消化后变成小分子物质,即分别变成它们的单体,即葡萄糖、氨基酸等小分子物质,而后才能通过小肠上皮细胞吸收。
(2)据图可知,葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行,消耗的是钠离子的梯度势能,运输方式为主动运输。朝向肠腔侧的膜面积增大,增加了载体蛋白的数量,使葡萄糖的吸收效率提高。结合图示可以看出,葡萄糖从小肠上皮细胞出来是顺浓度梯度进行的,且需要转运蛋白协助、不消耗能量,属于协助扩散。
(3)某种治疗腹泻脱水的补液盐成分为氯化钠3.5克、碳酸氢钠2.5克和葡萄糖20克,用1000毫升温开水溶解后饮用。进而增加了肠道内钠离子的浓度,因而能促进Na+的顺浓度转运,同时驱动了肠道细胞对葡萄糖的吸收。
(4)小肠是食物消化吸收的主要场所,但酒精除在小肠中被吸收外,还能在胃中被吸收,由于细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,因而,酒精或其他脂溶性物质能够以自由扩散的转运方式进入细胞,因而空腹饮酒,酒精吸收更快、易醉。
26.(22-23高一上·北京朝阳·期末)胃溃疡是常见的消化系统疾病。幽门螺杆菌(Hp)在人类中的感染率很高,是引起该疾病的重要因素。请回答问题:
(1)胃黏膜中壁细胞膜上具有H+泵,能够向胃腔中分泌H+,根据胞内和胃液pH可以判断壁细胞分泌H+的方式是 。
(2)幽门螺杆菌与人体细胞在结构上最大的区别是 。幽门螺杆菌合成的脲酶能催化尿素分解成氨和二氧化碳。氨可以中和菌体周围的胃酸,也会破坏胃黏膜表面的黏液层,导致黏膜细胞受到胃酸伤害。尿素呼气试验是检测Hp的常用方法,让受检者口服一定剂量14C标记的尿素,若最终从呼气中检测到 量超过标准值,则说明胃内存在Hp。该检测技术利用了 法。
(3)某科研团队要研究H+泵抑制剂与抗生素联合使用治疗胃溃疡的效果,给予对照组患者H+泵抑制剂治疗,给予实验组患者抗生素与H+泵抑制剂联合治疗,实验过程中应追踪检测受试者的 (写出两条)。
(4)资料表明幽门螺杆菌的感染存在家族聚集性,可通过口-口,粪-口等传播,请为生活中预防幽门螺杆菌的感染提出合理建议: 。
【答案】(1)主动运输
(2) 没有由核膜包被的细胞核 14CO2 同位素标记
(3)症状、Hp感染率、不良反应、Hp复发率
(4)餐桌上使用公筷,用餐后餐具清洗干净;卫生喂养婴幼儿,成人不嘴对嘴喂食婴幼儿;管理好粪便,防止水源污染;认真清洁口腔。
【分析】幽门螺杆菌是原核生物,无成形的细胞核,会引起胃溃疡。
【详解】(1)胃液呈酸性H+较多,所以壁细胞向胃腔分泌H+的方式是主动运输。
(2)幽门螺杆菌是原核生物,与人体细胞在结构上最大的区别是无核膜包被的细胞核。
尿素呼气试验是检测Hp的常用方法,让受检者口服一定剂量14C标记的尿素,幽门螺杆菌能合成脲酶将尿素分解成氨和二氧化碳,所以若从呼气中检测到14CO2量超过标准值,则说明胃内存在Hp。该检测技术利用了同位素标记法。
(3)某科研团队要研究H+泵抑制剂与抗生素联合使用治疗胃溃疡的效果,实验过程中应追踪检测受试者的症状、Hp感染率、不良反应、Hp复发率。
(4)幽门螺杆菌的感染存在家族聚集性,可通过口-口,粪-口等传播,所以在生活中应做到餐桌上使用公筷,用餐后餐具清洗干净;卫生喂养婴幼儿,成人不嘴对嘴喂食婴幼儿;管理好粪便,防止水源污染;认真清洁口腔。
27.(22-23高一上·北京丰台·期末)不同物质进出人体成熟红细胞的方式如图1中①~⑤所示。图2为细胞内外部分离子的浓度(单位为mmol/L)。
(1)图1体现了细胞膜具有 的功能。
(2)红细胞膜运输O2和CO2的方式是 。图1中水分子借助膜上的⑤ 进入细胞,运输速率较快。
(3)图2中 离子可通过图1中③方式排出细胞,判断依据是 。
【答案】(1)控制物质进出细胞
(2) 扩散/自由扩散 通道蛋白
(3) 钠、氯 细胞内浓度低于细胞外浓度,排出细胞属于逆浓度梯度的主动运输
【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】(1)图1过程能表示不同物质以不同方式进出细胞膜,体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
(2)O2和CO2均属于气体分子,两者通过红细胞的方式都是自由扩散;据图可知,图1中水分子借助膜上的⑤通道蛋白进入细胞,运输速率较快。
(3)图1中的③运出细胞的方式是需要借助载体并消耗ATP的主动运输过程,而图2中钠离子和氯离子均是细胞内浓度低于细胞外浓度,排出细胞均是逆浓度梯度的运输,属于主动运输,对应图1的③方式。
28.(22-23高一上·北京大兴·期末)学习以下材料,回答问题。
自1972年Singer和Nicolson提出生物膜的“流动镶嵌模型”以来,生物膜的研究有了飞速的发展,许多科学家投身这一领域的研究,推动了膜生物学的迅速进展。1997年,科学家提出脂筏结构模型。研究者发现生物膜上有许多胆固醇聚集的微结构区,外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白,内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇,在一定条件下,内、外两层的成分可以相互转化。这些微结构区就像水面上漂浮的竹筏一样,由此命名为“脂筏”。脂筏就像蛋白质停泊的平台,一些膜蛋白与脂筏表面的化学基团结合,构成了生物膜上分子排列紧密、结构相对稳定的特定区域。脂筏区的胆固醇具有饱和的碳氢链,趋向于形成紧密的液态有序相,而非脂筏区则具有更高的流动性,称为液态无序相。脂筏独特的结构赋予它特殊的生物学功能。在信号转导时,脂筏可作为特定信号分子的聚集平台,把底物受体和相关因子等募集起来,这些分子严格定位到脂筏,可促进信号分子间的相互作用。静息状态下,信号转导通路上的各信号分子分散在不同的脂筏中。接受激素或生长因子等信号调控后,多个脂筏迅速融合,促进相关信号转导通路的级联激活反应。脂筏可以参与蛋白质和胆固醇在细胞中的运转,在胞吞和胞吐等物质运输过程中起着重要的作用。例如,用适当药物打破富含固醇的微囊区域,就能抑制痢疾的致病微生物通过胞吞过程侵入宿主细胞。用细菌鞭毛蛋白处理拟南芥悬浮细胞5~l5min后,对生物膜的蛋白组分进行定量分析,发现脂筏区的特异性识别蛋白富集最多。另外,植物根尖或花粉管的极性生长也需要脂筏中特异性蛋白进行调控。2018年,我国科研人员利用超分辨显微镜对葡萄糖转运蛋白(GLUT1)的分布和组装进行了研究。发现GLUT1在细胞膜上形成了平均直径约为250纳米的聚集体,通过对同一细胞的脂筏标记蛋白进行荧光标记,将GLUTI定位于脂筏。研究证实,脂筏区域可以使GLUT1在细胞膜上的分布相对稳定。此外,脂筏还可以参与细胞骨架构建、细胞凋亡等生理过程。随着人们对脂筏研究的不断深入,人类对生物膜结构和功能的认识会不断深入和发展。
(1)脂筏参与的生理活动体现了细胞膜的 功能。
(2)请在答题纸上完成脂筏中锚定蛋白合成、加工和运输的生物学途径。
(3)对文中“脂筏”结构和功能的理解,不正确的事________。
A.脂筏中脂质分子之间作用力强,内外层之间可转化
B.脂筏区外层的酰基化程度低于内层
C.信号转导中,脂筏融合可启动级联激活反应
D.脂筏可能影响某些蛋白质在细胞膜上的分布
(4)GLUT1存在于人体细胞膜表面,可顺浓度梯度运输葡萄糖分子,这种运输方式属于 。我国科研人员对同一细胞膜上的脂筏蛋白和GLUT1蛋白进行了不同颜色的荧光标记,结果显示 ,证明CLUT1是定位在脂筏区域的。
【答案】(1) 控制物质进出、信息交流
(2)(游离的) 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
(3)D
(4) 协助扩散 二者分布的定位相同
【分析】细胞膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,它将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
【详解】(1)细胞膜的功能是:将细胞与外界环境分隔开,控制物质进出细胞,进行细胞间信息交流。由题意可知,脂筏可作为信号分子的聚集平台,说明其具有信息交流的功能,还可参与蛋白质和胆固醇的转运,说明其具有控制物质进出的功能。
(2)脂筏中锚定蛋白为细胞膜上的蛋白质,在核糖体中合成多肤链,然后进入内质网初步加工,形成一定的空间结构,进而在高尔基体中进一步加工成为成熟的蛋白质,然后运输到细胞膜上,过程为:(游离的) 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
(3)A、外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白,内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇。在一定条件下,脂筏的内外层成分可以发生相互转化,A正确;
B、根据文中对“脂筏“结构和功能的描述,对脂筏”结构和功能的理解是脂筏区内层的酰基化程度高于外层;脂筏外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白,内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇,B正确;
C、在信号转导中,接受激素或生长因子等信号调控后,多个脂筏迅速融合,启动级联激活反应,C正确;
D、由题意不能推测脂筏是否影响膜上蛋白质的分布,D错误。
故选D。
(4)GLUT1存在于人体细胞膜表面,可顺浓度梯度运输葡萄糖分子,这种需要载体蛋白,顺浓度梯度运输不需要能量的运输方式属于协助扩散。我国科研人员对同一细胞的脂筏标记蛋白进行了荧光标记,并与GLUT1的荧光标记膜分布结果进行对比,发现二者分布的定位相同,由此证明GLUT1是结合于脂筏的。
29.(22-23高一上·北京东城·期末)2021年5月,我国科学家在《细胞》期刊上发表论文,揭示了一种全新的线粒体质量控制机制,该机制与迁移体有关。请回答问题:
(1)如图1所示,迁移体是指由细胞形成的一些弹性纤维顶端生长出的小囊泡,这些囊泡膜的主要组成成分是 ,某些细胞器或大分子物质可通过迁移体释放到细胞外,大分子物质排出的方式是 。
(2)研究人员发现迁移体中存在线粒体,利用CCCP(诱导线粒体损伤的物质)处理细胞,对正常和损伤线粒体进行观察(图2),发现损伤线粒体的结构出现了 等变化。统计同一细胞的细胞主体部分和弹性纤维入口处损伤线粒体占全部线粒体的比率,结果如图3。比较 的结果推测损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。研究人员认为由于迁移体的作用,维持了细胞内正常线粒体的比率,作出判断的依据是 。
【答案】(1) 脂质、蛋白质 胞吐
(2) 嵴的数量减少甚至消失 ①和③(②和④) 组④损伤线粒体的比例大于组③,组①和组②损伤线粒体的比例无明显差异
【分析】1、线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加。
2、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。
【详解】(1)囊泡膜属于生物膜,生物膜主要由脂质、蛋白质组成,胞吐是生物大分子物质排出细胞的方式。
(2)线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加,由图2可知,对正常和损伤线粒体进行观察,发现损伤线粒体的结构出现了嵴缩短、减少,甚至消失等变化。CCCP可以诱导线粒体损伤,用CCCP处理细胞后,会出现线粒体损伤的比率增加,通过①和③(②和④)组对比,发现CCCP组在弹性纤维入口处受损线粒体的比率大于对照组,说明损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。组④损伤线粒体的比例大于组③,组①和组②损伤线粒体的比例无明显差异,推测由于迁移体的作用,可以将细胞内受损的线粒体通过迁移体排出细胞外,从而维持了细胞内正常线粒体的比率。
30.(22-23高一上·北京·期末)下图中,图1为物质通过细胞膜的转运方式示意图。图2为在体外条件下,科学家 比较生物膜和人工膜(仅由磷脂构成)对多种物质的通透性所得到的结果。请回答问题:
(1)图1中结构乙代表 。除载体蛋白外,④过程还需要[丙] 水解提供能量。
(2)据图2可知生物膜和人工膜对图中 等物质的通透性相同,这些物质跨膜转运方式为 。
(3)图2中, 膜(请选填“生物”或“人工”)对K+、Na+、Cl-等离子的通透性存在明显差异,这体现出该膜对离子的转运具有 性。
(4)据图2分析并结合所学可知,水分子通过生物膜的转运方式包括图1中的 (请选填图1中的序号)。
【答案】(1) 蛋白质 ATP
(2) 甘油、二氧化碳、氧气 自由扩散/扩散
(3) 生物膜 选择透过
(4)①②
【分析】据图分析,图1中甲为磷脂双分子层,乙是蛋白质,丙为ATP;①②③为被动运输,其中①不需要蛋白质的协助,为自由扩散;④需要载体蛋白的协助,且需要消耗能量,为主动运输;图2中两种膜对甘油、二氧化碳、氧气三种物质的通透性相同;人工膜对三种离子的通透性相同,并且均处于较低值,而生物膜对三种离子的通透性不同;生物膜对水分子的通透性大于人工膜。
【详解】(1)据图可知,图中的乙是蛋白质;④过程是主动运输,除载体蛋白协助外,还需要丙ATP水解提供能量。
(2)根据图2分析可知,生物膜和人工膜对甘油、二氧化碳、氧气的通透性相同,这些物质的跨膜运输的方式为自由扩散。
(3)根据图2分析可知,K+、Na+、Cl−通过生物膜的转运速率存在明显差异,说明生物膜具有选择透过性。
(4)根据图2分析可知,生物膜对水分子的通透性大于人工膜,说明水分子通过生物膜的转运方式包括图1中的①自由扩散和②协助扩散(通过水通道蛋白)。
31.(22-23高一上·北京延庆·期末)霍乱是一种烈性传染病,病原微生物为霍乱弧菌,其分泌的霍乱肠毒素是一种蛋白质,感染者会出现剧烈呕吐、腹泻等症状,严重时导致死亡。
(1)霍乱弧菌在 (细胞器)上合成霍乱肠毒素。
(2)当霍乱弧菌侵入到人体肠道后,其分泌的霍乱肠毒素(由 1个A亚单位和5个B亚单位组成)引发的变化如下图。霍乱肠毒素与肠细胞膜上的糖脂(GM1)结合后,发生了 的改变,并通过 方式进入肠道细胞内。进入细胞后的霍乱肠毒素可将ADP-R与Gs蛋白相连接,使其不断激活 致使细胞中的 分子增加,进而激活了大量 Na+、Cl-、K+等离子通道。试分析霍乱感染者出现腹泻症状的原因是 。
(3)霍乱重症患者入院后,医生首先会进行补液治疗(口服或静脉补液),以补充患者损失的 。
(4)根据(2)中提到的霍乱发病机理,提出一个治疗霍乱的新方法 。
【答案】(1)核糖体
(2) 空间结构 胞吞 腺苷酸环化酶 cAMP 细胞中大量离子流入肠腔,导致大量水分子流入肠腔
(3)水和无机盐
(4)抑制腺苷酸环化酶的活性/设计与霍乱肠毒素竞争GM1的药物/降低细胞内cAMP的含量/抑制细胞离子通道/加入抗生素
【分析】题图分析:霍乱肠毒素和小肠黏膜上皮细胞上GM1受体结合,同时将A亚单位释放进入细胞内,A亚单位催化ADP-R的合成,ADP-R与Gs蛋白特异性结合,活化腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP,促进Na+、Cl-,K+排出体外,引起腹泻。
【详解】(1)霍乱肠毒素是一种蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体。
(2)由图示可知,霍乱肠毒素与肠细胞膜上的糖脂(GM1)结合后,发生了空间结构的改变,并通过胞吞方式进入肠道细胞内(大分子物质进入细胞的方式是胞吞);进入细胞后的霍乱肠毒素可将ADP-R连接到Gs蛋白上,激活腺苷酸环化酶,致使细胞中的cAMP分子增加,进而激活了大量Na+、Cl-、K+等离子通道,促进Na+、Cl-,K+等离子流入肠腔,导致大量水分子流入肠腔,引起腹泻或呕吐。
(3)霍乱重症患者入院后,医生首先会进行补液治疗,以补充患者损失的水和无机盐。
(4)根据霍乱发病机理,可通过抑制腺苷酸环化酶的活性或降低细胞内cAMP的含量或抑制细胞离子通道等措施来治疗霍乱。
32.(21-22高一上·北京石景山·期末)为验证植物细胞吸收离子的方式,某生物兴趣小组撕取紫色洋葱外表皮,分别置于蒸馏水、0.1 mol/L丙二酸(一种细胞呼吸抑制剂)中,浸泡2 min后制作临时装片,标记为装片1、装片2.请分析实验现象并回答问题。
(1)显微镜下观察细胞的颜色,发现2个装片中的细胞内均呈紫色。紫色的物质为花青素,主要存在于细胞的 中。
(2)分别从盖玻片的一端滴加2mol/L钼酸钠(一种强碱弱酸盐,能使溶液呈碱性)溶液,另一端 ,观察并记录实验现象。
①装片1中可以观察到,细胞内的颜色由紫色逐渐变为蓝色。已知花青素在酸性环境中会变成红色,在碱性环境中会变成蓝色。据此判断,细胞由紫色变蓝的原因是 。
②与装片1相比,装片2中的细胞内花青素的颜色变化非常缓慢,在处理5.5 min后视野中仅有少数细胞刚开始发生颜色变化;在处理长达 25 min 后,细胞才开始出现较为明显的蓝色。这说明 。从而证明离子进入细胞的方式是 。
【答案】(1)细胞液
(2) 用吸水纸引流 钼酸钠进入液泡,使细胞液呈碱性 细胞呼吸受丙二酸抑制,缺乏能量供应导致离子的吸收速率下降 主动运输
【分析】1、真核细胞含有色素的细胞器有叶绿体和液泡,叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,液泡中含有花青素等色素。
2、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】(1)真核细胞含有色素的细胞器有叶绿体和液泡,液泡内的液体叫细胞液,里面溶解了各种物质,花瓣呈紫色的花青素也溶解在细胞液内。
(2)本实验验证植物细胞吸收离子的方式,自变量为是否含有丙二酸(是否有能量供应),因变量为离子吸收速率(或者细胞内是否出现蓝色),实验原理是花青素在酸性环境中会变成红色,在碱性环境中会变成蓝色。要使紫色洋葱外表皮浸润在钼酸钠溶液中,运用引流法,即从盖玻片的一端滴加2mol/L钼酸钠(一种强碱弱酸盐,能使溶液呈碱性)溶液,另一端用吸水纸引流,这样紫色洋葱外表皮就浸润在钼酸钠溶液中。
①据题意可知,花青素位于细胞液内,钼酸钠是一种强碱弱酸盐,能使溶液呈碱性,花青素在酸性环境中会变成红色,在碱性环境中会变成蓝色,如果钼酸钠进入液泡,使细胞液呈碱性,因此细胞由紫色变蓝。
②装片2中的细胞用丙二酸处理过,丙二酸是一种细胞呼吸抑制剂,细胞呼吸受丙二酸抑制,缺乏能量供应导致离子的吸收速率下降,因此处理长达 25 min 后,细胞才开始出现较为明显的蓝色;从而证明离子进入细胞需要消耗能量,运输方式是主动运输。
【点睛】本题考查物质跨膜运输方式的验证实验,能根据题干信息明确实验的目的,准确判断实验的自变量,能根据探究实验的原则完善实验步骤,并根据实验结论预测实验现象。
33.(21-22高一上·北京平谷·期末)细胞的生命活动离不开水,科研人员针对水分子的跨膜运输,进行了系列研究。
(1)水分子可以通过 方式透过细胞膜的磷脂双分 子层,也可以借助膜上的水通道蛋白以 方式进入细胞,前者运输速率慢,后者快。
(2)蛋白A是存在于多种组织细胞膜表面的蛋白质,为探究蛋白A的功能研究者选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果见下表。
实验组号
在等渗溶液中进行的处理
在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cm/s·10-4)
I
向卵母细胞注入微量水(对照)
27. 9
II
向卵母细胞注入蛋白A的mRNA
210.0
III
将部分II细胞放入含HgCl2的等渗溶液中
80.7
IV
将部分III组细胞放入含试剂M的等渗溶液中
188.0
注:卵母细胞接受蛋白A的mRNA后可以合成蛋白A,并将其整合到细胞膜上。
①与I组细胞相比,II组细胞对水的通透性 。
②II和III组实验结果说明HgCl2对蛋白A的功能有 作用。
③III和IV组实验结果说明试剂M能够使蛋白A的功能 .。
(3)综合上述结果,可以得出推论是 。
【答案】(1) 自由扩散 协助扩散
(2) 增大 抑制 部分恢复
(3)蛋白A是水通道蛋白
【分析】根据题意和图表分析表格中的实验可知:I是对照组,II、 II、IV属于实验组,II与I对照,II注入蛋白质A的mRNA,经翻译形成蛋白质A,在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率远大于I,说明蛋白质A与水的通透性有关;III与II对照,III将II的部分细胞放入含HgCl2的等渗溶液中,水的通透性大大降低,说明HgCl2可能对蛋白质A的功能具有抑制作用;IV与III对照,IV将部分III组细胞放入含试剂M的等渗溶液中,水的通透性又升高,说明试剂M能够使蛋白A的功能能够部分恢复。
【详解】(1)水分子可以通过自由扩散方式透过细胞膜的磷脂双分子层,也可以借助膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进入细胞,前者运输速率慢,后者快。
(2)①根据表格数据可知,与I组细胞相比,II 组细胞在低渗溶液中对水的通透性增大。
②向卵母细胞注入蛋白A的mRNA,会翻译出蛋白A,将部分II细胞放入含HgCl2的等渗溶液中,在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率为80.7cm/s·10-4, 远远低于实验II组的210.0cm/s·10-4,说明HgC12对蛋白A的功能有抑制作用。
③IV组处理方式是将部分III组细胞放入含试剂M的等渗溶液中,分析III和IV组实验结果,在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率IV >III, 说明试剂M能够使蛋白A的功能部分恢复,
(3) 综合上述结果,可以得出蛋白A是水通道蛋白的结论。
【点睛】本题考查蛋白质结构和功能、物质运输的方式等知识,考生识记蛋白质的结构和功能、物质运输的方式和特点是解题的关键。
34.(21-22高一上·北京·期末)科研人员对新冠病毒侵染细胞,完成增殖并出细胞的过程有了进一步发现,下图为此过程的示意图,请据图回答下列问题。
(1)新冠病毒棘突蛋白首先识别并与受体ACE2结合,在宿主细胞膜上 蛋白的作用下,依赖于细胞膜的 性,病毒的包膜与宿主细胞的细胞膜发生融合,从而使病毒进入细胞。
(2)在病毒RNA指导下,病毒利用宿主细胞的 (细胞器)合成病毒蛋白质。在病毒蛋白质的作用下,进入细胞的病毒RNA可被 (细胞器)包裹形成双层囊泡,病毒RNA可在其中以 为原料进行复制,并通过由病毒蛋白质参与形成的分子孔将子代病毒RNA运出。联系细胞生物膜系统的功能,推测双层囊泡有利于病毒RNA复制的原因是 。
(3)子代病毒RNA与病毒结构相关蛋白在 (细胞器)中完成组装,形成囊泡,以 的方式释放到细胞外。
(4)病毒侵染使得宿主细胞大量死亡,据本研究结果,分析防治新冠病毒可能的思路包括________。
A.阻断病毒与ACE2的识别 B.抑制细胞核糖体的功能
C.抑制分子孔的形成 D.抑制病毒RNA的复制
【答案】(1) T 流动
(2) 核糖体 内质网 核糖核苷酸 为病毒RNA的复制提供了一个相对稳定的环境(或“将RNA复制与细胞中其他代谢反应分隔开”)
(3) 高尔基体 胞吐
(4)ACD
【分析】各种生物膜之间的联系
1、在成分上的联系
(1)相似性:各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。
(2)差异性:每种成分所占的比例不同,功能越复杂的生物膜,其蛋白质的种类和数量就越多。
2、在结构上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,大都具有流动性。
(2)在结构上具有一定的连续性,图示如下:
【详解】(1)分析题图,新冠病毒棘突蛋白首先识别并与受体ACE2结合,在宿主细胞膜上T蛋白的作用下,依赖于细胞膜的流动性,病毒的包膜与宿主细胞的细胞膜发生融合,从而使病毒进入细胞。
(2)核糖体是“生产蛋白质的机器”。在病毒RNA指导下,病毒利用宿主细胞的核糖体合成病毒蛋白质。据图分析,在病毒蛋白质的作用下,进入细胞的病毒RNA可被内质网包裹形成双层囊泡,病毒RNA可在其中以核糖核苷酸为原料进行复制,并通过由病毒蛋白质参与形成的分子孔将子代病毒RNA运出。联系细胞生物膜系统的功能,推测双层囊泡有利于病毒RNA复制的原因是提供相对稳定的环境,进行病毒RNA的复制。
(3)据示意图分析,在双层囊泡完成子代病毒RNA的复制,与病毒结构相关蛋白在高尔基体中完成组装,形成囊泡,以胞吐的方式释放到细胞外。
(4)分析题图,阻断病毒与ACE2的识别会阻断新冠病毒的侵染,抑制分子孔的形成、抑制病毒RNA的复制会阻断新冠病毒的增殖过程,抑制细胞核糖体的功能对细胞的影响更大,故选ACD。
【点睛】本题结合新冠病毒的侵染增殖过程,考查细胞器的分工合作与协调配合,关键要求考生熟记细胞器的结构与功能,具有解决实际问题的能力。
35.(21-22高一上·北京顺义·期末)高等植物体内的光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细胞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的其他部位。下图为蔗糖进入SE-CC的途径之一,据图回答相关问题:
(1)由图可知,蔗糖由叶肉细胞运输到韧皮部薄壁细胞的过程是通过 这一结构完成的。
(2)进入韧皮薄壁细胞的蔗糖又可借助膜上的载体,顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间中,此方式应属于 。
(3)SE-CC质膜上的H+泵将胞内H+运输到细胞外空间,在此形成较高的 H+浓度,H+泵在膜两侧形成的 有助于SU载体将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。使用细胞呼吸抑制剂和提高SE-CC中的pH均会 蔗糖向SE-CC中的运输速率。
(4)研究发现叶片中部分SE-CC与周围韧皮薄壁细胞间也存在胞间连丝,推测除上述途径外,叶肉细胞中的蔗糖等物质还可直接通过胞间连丝顺利进入SE-CC,支持上述推测的实验结果有_____。(多选)
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现于SE-CC附近的细胞外空间
B.将不能通过质膜的荧光物质注入到叶肉细胞,在SE-CC中检测到荧光
C.与正常植株相比,SU载体功能缺陷植株的叶肉细胞积累了更多的蔗糖
D.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理14CO2标记的叶片,SE-CC中检测到大量放射性蔗糖
【答案】(1)胞间连丝
(2)协助扩散
(3) H+浓度差(H+浓度梯度、H+电化学势能) 降低
(4)BD
【分析】物质跨膜运输方式:(1)自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量,如水,CO2,甘油;(2)协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;(3)主动运输的特点是低浓度运输到高浓度,需要载体和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+。
【详解】(1)从图中可以看出 ,蔗糖通过胞间连丝由叶肉细胞运输到韧皮部薄壁细胞。
(2)由题意可知,韧皮薄壁细胞的蔗糖转运到SE-CC附近的细胞外空间中,需要载体蛋白,且是顺浓度梯度,故方式为协助扩散。
(3) 根据胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度可知,H+在膜两侧有浓度差,因此H+泵在膜两侧形成的H+浓度差(H+浓度梯度、H+电化学势能)有助于SU载体将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
蔗糖进入SE-CC中是主动运输,且结合前面的分析可知,H+浓度差会影响蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中,因此用细胞呼吸抑制剂和提高SE-CC中的pH均会降低蔗糖向SE-CC中的运输速率。
(4)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,说明叶肉细胞中的蔗糖没有进入SE-CC,不支持上述推测, A错误;
B、将不能通过质膜的荧光物质注入到叶肉细胞,说明荧光物质无法通过细胞膜进入到SE-CC,而在SE-CC中检测到荧光,说明荧光物质可直接通过胞间连丝顺利进入SE-CC,B正确;
C、根据前面的分析可知,将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中需要SU载体的协助,与正常植株相比,SU载体功能缺陷植株的叶肉细胞积累了更多的蔗糖,说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC中的重要载体,不支持上述推测,C错误;
D、用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,则蔗糖几乎无法通过细胞膜进入到SE-CC,而在SE-CC中检测到大量放射性蔗糖,说明蔗糖可直接通过胞间连丝顺利进入SE-CC,D正确。
故选BD。
【点睛】 本题主要考查物质跨膜运输的方式,要求考生识记常见物质跨膜运输的方式和特点,能结合题干信息作答,意在考查考生的识图能力和获取信息的能力。
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专题04 细胞的物质输入和输出
一、单选题
1.(23-24高一上·北京密云·期末)水分子进出细胞的的方式多为( )
A.主动运输 B.被动运输
C.自由扩散 D.协助扩散
2.(23-24高一上·北京密云·期末)下图为光学显微镜下观察到的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离的局部图像,其中①~④标注错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④
3.(23-24高一上·北京丰台·期末)在低渗溶液中,细胞吸水膨胀,吸水过多可能导致细胞破裂。不同细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀,下图是各种方式的模式图。下列相关叙述错误的是( )
A.发生渗透吸水时,水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
B.动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白运出离子,降低细胞吸水量
C.植物细胞的水分进出达到平衡时,细胞内外溶液浓度不一定相等
D.外界溶液浓度升高,原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
4.(23-24高一上·北京朝阳·期末)下图为红细胞膜上葡萄糖转运蛋白(GLUTs)运输葡萄糖分子的过程。
据图分析,下列叙述正确的是( )
A.A侧葡萄糖的浓度高于B侧
B.该过程与甘油跨膜运输方式相同
C.含氧丰富时GLUTs转运速率增强
D.转运葡萄糖时GLUTs的空间结构不变
5.(23-24高一上·北京朝阳·期末)观察成熟洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离与复原实验,结果如下图。
依据实验过程及结果,下列说法错误的是( )
A.左图可表示刚开始发生质壁分离
B.右图表示已明显发生质壁分离
C.水分子均通过通道蛋白进出细胞
D.原生质层比细胞壁的伸缩性大
6.(23-24高一上·北京东城·期末)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.①是细胞膜的基本支架
B.②以不同方式镶嵌或贯穿于①中
C.③与细胞间的信息传递有密切关系
D.物质进出细胞的被动运输方式与②无关
7.(23-24高一上·北京东城·期末)右图为胰岛B细胞分泌胰岛素过程的电镜照片,下列叙述不正确的是( )
A.胰岛素分泌与胰岛B细胞中的内质网有关
B.图中包裹胰岛素的囊泡来自于高尔基体
C.分泌胰岛素不需要消耗代谢产生的能量
D.图示分泌过程体现出细胞膜具有流动性
8.(23-24高一上·北京海淀·期末)下图是细胞膜的亚显微结构模式图,①~③表示构成细胞膜的物质。下列叙述不正确的是( )
A.细胞识别与①有关
B.②能运动、③静止不动
C.K+ 通过细胞膜需要②的协助
D.③构成细胞膜的基本支架
9.(22-23高一上·北京顺义·期末)小肠上皮细胞中氨基酸和葡萄糖的浓度远高于小肠液中的浓度,但小肠上皮细胞依然可以从小肠液中吸收氨基酸和葡萄糖。下列关于氨基酸和葡萄糖进入小肠上皮细胞的说法不正确的是( )
A.逆浓度运输 B.无需ATP供能
C.需要载体协助 D.属于主动运输
10.(22-23高一上·北京西城·期末)将3%的淀粉溶液装入透析袋(由半透膜制成的袋状容器),再放于清水中,实验装置如图所示。30min后会发现( )
A.试管内液体浓度减小 B.透析袋胀大
C.试管内液体浓度增大 D.透析袋缩小
11.(22-23高一上·北京大兴·期末)维生素D属于脂质的一种,人体组织细胞吸收维生素D的量主要取决于( )
A.环境温度和氧气的含量
B.细胞膜上维生素D含量及其载体数量
C.细胞膜上维生素D载体的数量
D.细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差
12.(22-23高一上·北京东城·期末)如图①~④表示物质出入细胞的几种方式,其中可以表示甘油分子进入细胞的是( )
A.① B.② C.③ D.④
13.(22-23高一上·北京海淀·期末)用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列解释不合理的是( )
A.ab段发生质壁分离后自动复原,原因是乙二醇分子可扩散进入细胞
B.ac段下降的原因是水从原生质体渗出
C.cd段基本不变可能是细胞失水过多而无法正常代谢
D.上述实验材料取自植物根尖分生区,原因是该处细胞具有大液泡
14.(22-23高一上·北京海淀·期末)碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡细胞内碘浓度比血液中高20~25倍,则其吸收碘的运输方式属于( )
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞
15.(22-23高一上·北京·期末)如图是胡萝卜植株的根在不同的氧浓度条件下从硝酸钾的曲线。甲、乙两点和乙、丙两点溶液中吸收K+和NO3-吸收量不同的影响因素分别是( )
A.载体数量、能量 B.能量、载体数量
C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度
16.(22-23高一上·北京·期末)下列物质进出细胞的过程中,既不需要转运蛋白又不消耗细胞代谢所产生的能量的是( )
A.氨基酸 B.Na+ C.苯 D.葡萄糖
17.(22-23高一上·北京密云·期末)某学生用紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片后,利用0.3g/mL蔗糖溶液和清水,进行植物细胞吸水和失水的观察。下列相关叙述不正确的是( )
A.图乙所示细胞出现质壁分离,b处充满蔗糖溶液
B.图甲到乙的变化是由于细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度
C.发生质壁分离和复原,说明原生质层伸缩性大于细胞壁
D.该实验过程中虽然未另设对照组,但存在对照实验
18.(22-23高一下·北京大兴·期末)下图为细胞膜的结构模式图,相关说法正确的是( )
A.磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,③为疏水端,④为亲水端
B.细胞是基本的生命系统,它的边界细胞膜对于系统稳定至关重要
C.同种生物不同细胞的细胞膜上①、②、⑤的种类和数量完全相同
D.性激素、甘油等小分子物质从A侧运输到B侧需要有②或⑤参与
19.(22-23高一上·北京·期末)关于细胞的功能特点与其结构基础,以下对应关系有误的是( )
功能特点
结构基础
A
性腺细胞合成性激素
具有发达的内质网
B
甲状腺细胞富集I-
细胞膜上具有I-协助扩散的载体
C
根毛细胞渗透吸水
具有大液泡
D
分泌细胞分泌蛋白质
富含内质网和高尔基体
A.A B.B C.C D.D
20.(22-23高一上·北京朝阳·期末)下图表示溶质分子跨膜运输的4种基本机制,其中表示主动运输的是( )
A. B.
C. D.
21.(22-23高一上·北京大兴·期末)将有关生物材料制成临时装片,在光学显微镜下无法观察到的现象是( )
A.黑藻叶肉细胞内叶绿体不断流动
B.内质网上附着有颗粒状的核糖体
C.苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒
D.0.3g/mL的蔗糖溶液使紫色洋葱鳞片的外表皮细胞发生质壁分离
22.(22-23高一上·北京东城·期末)需要转运蛋白协助通过膜的一组物质是( )
A.O2、CO2 B.CO2、K+ C.Na+、氨基酸 D.胆固醇、乙醇
23.(22-23高一上·北京东城·期末)撕取紫色洋葱鳞片叶表皮制作临时装片,显微镜下观察到甲图,将其置于0.3g/L蔗糖溶液中,一段时间后观察到乙图。下列相关叙述不正确的是( )
A.该实验过程不需要染色 B.图乙细胞出现了质壁分离
C.c处细胞液浓度高于a处 D.b处的液体是清水
24.(22-23高一上·北京·期末)下图为植物光合作用产物所合成的蔗糖在不同细胞间运输、转化过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
B.薄壁细胞膜上不止有一种单糖转运载体
C.蔗糖从伴胞进入筛管的方式是胞吐
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
25.(21-22高一上·北京西城·期末)下列物质进入细胞的过程中,既不需要载体也不消耗能量的是( )
A.氨基酸 B.O2 C.Na+ D.葡萄糖
26.(21-22高一上·北京怀柔·期末)下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖分子进入所有真核细胞的方式均相同
B.载体蛋白在物质转运过程中空间结构会发生改变
C.甘油进出细胞取决于细胞内外的浓度差和相应载体的数量
D.主动转运使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢
27.(21-22高一上·北京怀柔·期末)如图是物质跨膜运输方式示意图,该跨膜运输方式是( )
A.主动运输 B.自由扩散(简单扩散)
C.协助扩散(易化扩散) D.渗透作用、
28.(20-21高三上·北京东城·期末)协同转运是一种常见的跨膜运输方式,例如葡萄糖利用储存在Na+浓度梯度中的能量进入细胞(如图所示)。相关叙述不正确的是( )
A.Na+出细胞的过程需要消耗能量
B.图中K+以协助扩散的方式进入细胞
C.转运葡萄糖的载体也可转运Na+
D.葡萄糖可以逆浓度梯度进入细胞
29.(21-22高一下·北京昌平·期末)细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成细胞的生物膜系统,下列叙述错误的是( )
A.各种生物膜的组成成分和结构相似 B.线粒体内膜上蛋白质含量低于外膜
C.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素 D.细胞膜上有协助物质运输的转运蛋白
30.(21-22高一下·北京朝阳·期末)滨藜是一种耐盐植物,当处于高盐环境中时,细胞内Ca2+浓度升高,促使Na+ 进入液泡;同时激活S蛋白,将Na+ 排出细胞,从而使细胞质中Na+ 的浓度恢复正常水平,缓解蛋白质变性。其耐盐机制如下图所示。
以上过程中,Na+ 进入液泡的方式为( )
A.胞吐 B.自由扩散 C.协助扩散 D.主动运输
31.(21-22高一上·北京丰台·期末)将人体红细胞分别放在蒸馏水、0.9%生理盐水、浓盐水、低浓度葡萄糖溶液中,一段时间后,红细胞的形态变化是( )
A.蒸馏水中的红细胞无变化 B.0.9%生理盐水中的红细胞无变化
C.浓盐水中的红细胞涨破 D.低浓度葡萄糖溶液中的红细胞皱缩
32.(21-22高一上·北京西城·期末)细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列叙述错误的是( )
A.磷脂双分子层内部疏水,故水分子不能通过细胞膜
B.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质易通过细胞膜
C.细胞膜上的某些蛋白质分子具有物质运输的功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
33.(21-22高一上·北京顺义·期末)某学生用紫色洋葱鳞片叶为实验材料,撕取外表皮制作临时装片,先在清水中观察,然后用0.3g/mL蔗糖溶液取代清水并观察(见下图)。据图判断相关叙述错误的是( )
A.a处充满蔗糖溶液
B.b处存在紫色物质
C.原生质层与细胞壁已经分离开
D.细胞外液浓度低于细胞液浓度
34.(21-22高一上·北京顺义·期末)下列事例或实验体现细胞膜具有选择透过性的是( )
A.洋葱表皮细胞的质壁分离 B.变形虫通过改变形状吞噬细菌
C.荧光标记的人鼠细胞融合 D.精子和卵细胞间的识别和结合
35.(21-22高一上·北京平谷·期末)下面甲、乙、丙三个示意图所示的物质运输方式依次为( )
A.自由扩散、主动运输、胞吞 B.协助扩散、自由扩散、胞吐
C.协助扩散、主动运输、胞吐 D.自由扩散、协助扩散、胞吐
36.(21-22高一上·北京房山·期末)关于细胞膜的结构和功能,下列叙述不正确的是( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质,容易通过细胞膜
B.向细胞内注射物质后,细胞膜上会留下一个空洞
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
37.(21-22高一上·北京·期末)下图为运输的示意图, 参与运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,据图中信息,下列叙述不正确的是( )
A.逆浓度进行转运,需要能量
B.图中ADP为转运的过程提供能量
C.参与转运的载体蛋白被磷酸化后空间结构改变
D.若细胞呼吸受抑制转运速率会降低
38.(20-21高一上·北京朝阳·期末)某学生用紫色洋葱鳞片叶为实验材料,撕取外表皮制作临时装片,先在清水中观察,然后用0.3g/mL蔗糖溶液取代清水并观察(见下图)。下列叙述错误的是( )
A.图中现象出现的原因是细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度
B.图中洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层与细胞壁已经分离
C.图中a处充满蔗糖溶液
D.图中b处存在紫色物质
二、非选择题
39.(23-24高一上·北京密云·期末)下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,请据图回答问题:
(1)细胞膜的主要组成成分是 。图中A所示结构是 ,主要与细胞间的 有关。图中B表示 分子。
(2)细胞膜上的转运蛋白可分为 蛋白和通道蛋白两种类型。细胞膜的功能主要是由 分子完成的,细胞膜的功能特点是具有 性。
40.(23-24高一上·北京西城·期末)核蛋白是一类在细胞核中发挥作用的蛋白质,其上有核定位序列(NLS)。第一个被确定的NLS序列为Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val,该序列中的单个氨基酸改变所产生的突变型蛋白无法进入细胞核。核蛋白向核内运输过程如下图所示。
(1)细胞内合成核蛋白的场所是 (细胞器)。
(2)真核细胞通过核孔实现细胞核与细胞质之间的 和 。
(3)GTP是一种高能磷酸化合物,其分子结构可简写为G-P~P~P。上图所示核蛋白入核的过程与以下物质运输方式中的____更类似。
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞
(4)核蛋白入核后NLS序列不会被切除。请根据有丝分裂过程中细胞核的周期性变化,推测NLS序列不被切除的原因 。
41.(23-24高一上·北京海淀·期末)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐(SeO32-)等形式存在,某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。
(1)由于细胞膜在功能上具有 性,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的 进出细胞。
(2)科研人员选用细菌H 作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。
组号
处理条件
SeO32-的吸收速率(nmol/109个细胞)
Ⅰ
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分I组细菌放入含AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分I组细菌放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分I组细菌放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中
<0.5
比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测SeO32-主要以 方式进入细菌H。Ⅰ和Ⅳ组结果表明 。
(3)为验证水通道蛋白A 在细菌H 吸收SeO32-过程中的功能,科学家对A 基因进行改造,得到下图所示结果,推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是: 。
(4)综合上述实验结果,你认为研究细菌的硒跨膜运输可能有何应用: (答出一点即可)。
42.(22-23高一上·北京怀柔·期末)下图为细胞膜结构模型示意图。请回答问题:
(1)图中[2]表示两层 分子,它构成 的基本支架。
(2)离子进入细胞的方向是 (用图中字母和“→”表示),帮助离子进入细胞的是图中[1] 。
(3)与细胞相互识别有关的是图中[3] 。
(4)膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中 的种类和数量。
43.(22-23高一上·北京密云·期末)学习以下资料,回答(1)-(3)问题。
钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂
近些年研究发现,肾脏对维持血糖稳态也发挥重要作用。人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管,全部由位于管腔面的钠-葡萄糖共转运蛋白(SGLT)重吸收进入近曲小管上皮细胞。其中,位于肾脏近曲小管S1和S2段的SGLT2完成90%葡萄糖的重吸收,分布于S3段的SGLT1完成10%葡萄糖的重吸收的过程如图1所示,使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT)转运至组织液进而进入毛细血管,SGLT2与GLUT共同维持细胞内的葡萄糖浓度平衡的机制如图2所示。
健康人体内血浆中的葡萄糖浓度为3.9~6.1mmol/L。当血浆葡萄糖浓度超过8.88~10.08mmol/L,SGLT的转运能力达到饱和,多余的葡萄糖从尿中排出,此时的血浆葡萄糖浓度就是肾糖阀。2型糖尿病患者SGLT2的数量及转运能力增加,导致肾糖阈升高,肾脏重吸收的葡萄糖多于正常人,进一步增加血糖的浓度,加剧了患者高血糖的发生和发展。因此SGLT成为2型糖尿病的治疗靶点。
SGLT2主要功能是在肾小管部位重吸收葡萄糖,而SGLT1除少量分布于肾脏近曲小管S3段外,还大量存在于小肠、心脏、脑等多个器官,其主要功能是从肠道吸收葡萄糖。研究发现,单独抑制SGLT2增加葡萄糖排出效果欠佳,完全抑制SGLT1会引起严重的副反应,如腹泻等肠胃问题,而部分抑制SGLT1可以大大减少不良反应。由此,科学家研制了能够抑制SGLT2同时部分抑制SGLT1功能的双靶点降糖药物。研究表明SGLT2/SGLT1双靶点拟制剂的代表药物Sotaglifozin对SGLT2的抑制作用约为对SGLT1抑制作用的20倍。三期临床结果喜人,且患者基本无不良反应。
(1)细胞膜上的转运蛋白可以分为 和通道蛋白两种类型。
(2)据图2可知,SGLT2可同时结合葡萄糖和Na+,Na+进入细胞的方式属于 ,依据是 。同时细胞内的Na+不断被细胞膜上的Na+/K+泵泵出,以维持细胞内Na+浓度 胞外,这种浓度差产生的势能使葡萄糖被逆浓度梯度转运到细胞内,因此SGLT2转运葡萄糖的方式属于 。
(3)SGLT2/SGLT1双靶点抑制剂的降糖机制为:机体通过抑制SGLT2减少 ,增加尿液中葡萄糖的浓度;同时部分抑制SGLT1功能,减少肠道细胞对葡萄糖的吸收,进而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
44.(22-23高一上·北京东城·期末)如图为肝细胞膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答问题:
(1)葡萄糖分子是 (填“顺”或“逆”)浓度梯度进入肝细胞的,同时需要膜上 的协助才能进入,因此,葡萄糖分子进入肝细胞的方式是 。
(2)载体的两种状态是蛋白质的 发生改变的结果。
(3)该载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞,体现了载体具有 性。
45.(21-22高一上·北京怀柔·期末)某学生取洋葱鳞片叶,分别滴加清水、0.3g·mL﹣1蔗糖溶液、0.5g·mL﹣1蔗糖溶液制成多个临时装片,在显微镜下观察到甲、乙、丙三个图像,如下图所示。
(1)撕取洋葱 (填“内”或“外”)表皮,置于滴加清水的载玻片上制成临时装片,用显微镜观察到的细胞如图 。
(2)图甲中细胞发生了 现象,原因足细胞失水, 与细胞壁分离
(3)图中a、b、c表示细胞液的是 。
(4)如果使用一定浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液,可以观察到的现象是先出现质壁分离后自动复原,其原因是 。
46.(21-22高一上·北京密云·期末)有位同学用紫色洋葱鳞片叶表皮进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验,下图甲、乙、丙是观察过程中的截图。请回答下列问题。
(1)实验过程中,应撕取紫色洋葱鳞片叶的 (内/外)表皮制作临时装片,这是因为 ,便于实验观察。
(2)洋葱表皮细胞失水一段时间后,其 的现象称为质壁分离。图甲、乙、丙中已发生质壁分离的是 。
(3)水分子可以通过 和 两种方式进出细胞。
47.(21-22高一上·北京密云·期末)小肠上皮细胞合成与分泌淀粉酶的过程及其细胞膜结构示意图如下图1、图2所示,图中序号表示细胞结构或物质。请据下图回答问题。
(1)细胞中各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的 系统。
(2)图1中,淀粉酶先在核糖体上合成,再经[2] 运输到[1] 加工,最后由小泡运到细胞膜外,整个过程均需[3] 提供能量。
(3)图2中,与细胞相互识别有关的是图中[5] ,帮助某些离子进入细胞的是 (填图中序号)。
48.(20-21高一上·北京丰台·期末)葡萄糖是细胞生命活动所需的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。食物消化后产生的葡萄糖被小肠上皮细胞吸收的过程,对维持人体血糖的相对稳定至关重要。如图是小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图。其中面向肠腔一侧(小肠微绒毛)有蛋白S可转运葡萄糖和Na+,面向毛细血管一侧(基膜)有蛋白G和Na+-K+泵(一种能促进Na+、K+转运的蛋白质)。请回答问题:
(1)据图可知,小肠上皮细胞膜上的Na+-K+泵运输Na+、K+离子过膜的方式均为 ,判断依据是 。通过Na+-K+泵运输维持细胞内Na+处于 (低浓度/高浓度)
(2)据图可知,小肠上皮细胞通过蛋白S从肠腔吸收葡萄糖时,葡萄糖分子过膜方式为 ,致使小肠上皮细胞中葡萄糖浓度比血液中高,葡萄糖由上皮细胞通过蛋白G进入血液时的过膜方式为 。
(3)小肠上皮细胞中葡萄糖分子通过蛋白S、蛋白G跨膜运输的动力分别来自于 。
A.葡萄糖浓度差 B. ATP水解 C. Na+浓度差 D. K+浓度差
一、单选题
1.(23-24高一下·北京东城·期末)正常生物体细胞中溶酶体H+、Cl-跨膜转运机制如图所示,其中Cl-进入溶酶体需借助于相同转运蛋白上H+顺浓度梯度运输产生的势能。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( )
A.通过H+载体蛋白将H+运入溶酶体的方式为主动运输
B.使用ATP合成抑制剂可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.突变体细胞中损伤和衰老的细胞器无法及时清除
D.溶酶体破裂后释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
2.(23-24高一下·北京海淀·期末)某同学用30%的蔗糖溶液和清水进行植物细胞质壁分离和复原实验,在显微镜视野中看到活的黑藻叶肉细胞正处于如图所示状态。以下说法正确的是( )
A.图中a、b两处细胞结构分别为细胞质基质和液泡
B.图中所示现象的发生与细胞壁伸缩性小于原生质层有关
C.若该细胞处于清水中,则a处浓度大于b处浓度
D.若该细胞处于30%的蔗糖溶液中,则a处浓度在逐渐升高
3.(23-24高一上·北京海淀·期末)某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是( )
A.质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深
B.在质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减小
C.不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象
D.处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞
4.(22-23高一上·北京西城·期末)肉毒毒素是由肉毒杆菌分泌的一种蛋白质,能与人体细胞膜上的受体结合进而导致肌肉麻痹甚至死亡。以下关于肉毒毒素的说法,不正确的是( )
A.基本组成元素有C、H、O、N B.基本组成单位的通式为
C.其发挥作用依赖细胞膜的信息交流 D.自由扩散进入人体细胞
5.(22-23高一上·北京西城·期末)图为某物质分泌过程的电镜照片,下列叙述错误的是( )
A.包裹分泌物质的囊泡来自高尔基体
B.细胞分泌物质消耗代谢产生的能量
C.卵巢细胞以图示方式分泌雌激素囊泡
D.图示过程体现细胞膜具有流动性
6.(22-23高一下·北京丰台·期末)ABC转运蛋白是一类跨膜蛋白,其结构及转运物质的过程如下图所示。据图推测下列说法合理的是( )
A.ABC转运蛋白可以提高O2、H2O的跨膜运输速率
B.ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于协助扩散
C.ATP水解受阻则ABC转运蛋白不能完成物质转运
D.大分子物质需通过ABC转运蛋白的作用进入细胞
7.(22-23高一上·北京朝阳·期末)下图为将黑藻细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中的显微观察图,下列叙述正确的是( )
A.黑藻为单细胞原核生物 B.图中黑藻细胞发生了质壁分离
C.①处为真空状态,②处为原生质层 D.质壁分离的黑藻细胞叶绿体不能移动
8.(22-23高一上·北京通州·期末)将人体红细胞分别放在蒸馏水、0.9%生理盐水、浓盐水、10%医用葡萄糖溶液中,一段时间后,红细胞的形态变化是( )
A.蒸馏水中的红细胞无变化
B.0.9%生理盐水中的红细胞无变化
C.浓盐水中的红细胞涨破
D.10%医用葡萄糖溶液中的红细胞无变化
9.(22-23高一上·北京丰台·期末)下图表示受体介导的胞吞作用,主要用于摄取特殊的生物大分子。下列有关叙述错误的是( )
A.膜上的受体可以与特殊的生物大分子结合
B.胞吞作用说明细胞膜对物质运输具有选择性
C.胞吞物质的运输方向都是从高浓度到低浓度
D.加入呼吸抑制剂会抑制胞吞作用的进行
10.(22-23高一上·北京丰台·期末)用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(不包括细胞壁的植物细胞)体积变化情况如下图所示。正确的是( )
A.该细胞可能是某种植物根尖分生区细胞
B.曲线AB段表明细胞液浓度正在逐渐减小
C.曲线BD段细胞壁和原生质层之间充满了细胞液
D.实验结果表明细胞在两种溶液中均可发生质壁分离
11.(22-23高一上·北京·期末)科学家从蚕豆保卫细胞中发现了K+通道蛋白。1998年,美国科学家麦金农解析了K+通道蛋白的结构及开关过程(示意图如下)。下列叙述错误的是( )
A.K+通道蛋白的功能与组成其的氨基酸序列有关
B.K+借助通道蛋白进行跨膜运输的方式是主动运输
C.K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变
D.K+通道蛋白只能运输K+,体现了通道蛋白具有特异性
12.(21-22高一上·北京西城·期末)如图为细胞物质运输方式的示意图,①②③④为运输方式,abcd为被运输物质。下列叙述错误的是( )
A.①②③属于被动运输,不需细胞供能
B.②③④都需要转运蛋白参与物质运输
C.③④具有特异性,而②不具特异性
D.物质出入细胞体现了细胞膜具有选择透过性
13.(21-22高一上·北京石景山·期末)1950年,科学家发现水分子通过细胞膜时的速率高于通过不含蛋白质的脂质体膜,由此推断细胞膜上存在运输水分子的通道,并在后续的研究中得到证实。下列关于水分子进出细胞的叙述,正确的是( )
A.水分子更多是以自由扩散的方式进出细胞
B.运输水分子的通道也可以让其他水溶性小分子通过
C.这种运输方式的速率完全取决于浓度梯度的大小
D.这种运输方式不需要消耗能量
14.(21-22高一上·北京石景山·期末)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到下图所示甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是( )
A.由甲到乙需将低倍镜转换到高倍镜
B.甲、乙、丙不能在同一个细胞内依次发生
C.与甲相比,乙液泡内溶液浓度较低
D.由乙到丙的过程为质壁分离复原的过程
15.(21-22高一上·北京平谷·期末)科学家从蚕豆保卫细胞中检测到K+的通道。1998 年,美国科学家麦金农解析了K+通道蛋白的立体结构。下列叙述错误的是( )
A.K+通道蛋白的氨基酸种类、数目、排序决定了其功能
B.K+借助通道蛋白进行跨膜运输的方式是主动运输
C.K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变
D.K+通道蛋白具有专一性,只运输K+
二、非选择题
16.(23-24高一上·北京密云·期末)下图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。据图回答问题:
(1)通过主动运输进细胞的离子是 ,通过主动运输出细胞的离子是 ,作出上述判断的依据是 。
(2)二色补血草能将从土壤中吸收的盐分分泌到其茎叶表面,后被雨水冲刷掉,以防止过多盐分在体内积累。科研小组欲判断二色补血草吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,设计了如下实验加以探究。
实验步骤:
①取 的二色补血草若干均分为甲乙两组,放入一定浓度的含有K+的溶液中;
②甲组给予正常的呼吸条件,乙组施加呼吸抑制剂;
③一段时间后,测定 。
实验预期:
若 ,则说明二色补血草从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输;
若甲乙两组对K+的吸收速率表现为甲组明显大于乙组,则说明二色补血草从土壤中吸收无机盐的方式是 。
17.(23-24高一上·北京丰台·期末)肾脏是机体重要的排泄器官。肾小管上皮细胞膜上具有多种转运蛋白(如葡萄糖转运蛋白GLUT和钠-葡萄糖协同转运蛋白SGLT等),下图为肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的示意图。请回答问题:
(1)据图可知,GLUT2运输葡萄糖的方式是 。该方式下影响葡萄糖转运速率的因素有 等。
(2)钠钾泵不断运输钠离子,使肾小管上皮细胞内处于 (低/高)钠状态,该过程消耗能量。
(3)钠钾泵持续工作,维持SGLT2两侧的钠离子浓度差,有利于SGLT2将肾小管中葡萄糖 (顺/逆)浓度梯度转运进入肾小管上皮细胞,这种运输方式属于 。
(4)SGLT2抑制剂可用于治疗糖尿病。下表为多组病人服用药物一年的血糖水平对比(单位:mmol/L),试解释该类药物作用机理 。
空腹血糖平均值
A组
B组
C组
D组
治疗前
7.83
8.04
7.53
8.28
治疗后
6.40
6.37
6.43
7.29
18.(23-24高一上·北京·期末)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐(SeO32-)等形式存在,某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。
(1)由于细胞膜在功能上具有 性,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的 进出细胞,
(2)科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测SeO32-主要以 方式进入细菌H。Ⅰ和IV组结果表明 。
组号
处理条件
SeO32-的吸收速率(mmol/10个细胞)
Ⅰ
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分I组细菌H放入含AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分I组细菌H放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分I组细菌H放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中
<0.5
(3)为验证水通道蛋白A在细菌H吸收SeO32-过程中的功能,科学家对A基因进行改造,得到下图所示结果,推测A蛋白在细菌H吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是: 。
19.(23-24高一上·北京昌平·期末)土壤中的根瘤菌既能自由生活,也能与豆科植物共生。科研人员对根瘤菌在自由生活和与豌豆共生时的营养吸收方式进行了研究。请回答问题:
(1)根瘤菌细胞膜以 为基本支架。
(2)葡萄糖是根瘤菌在环境中较易获得的营养物质。用含葡萄糖(3H标记)的培养液培养自由生活的根瘤菌,一段时间后收集根瘤菌,并检测细胞内的放射性强度,结果如图1。
由结果推测,自由生活的根瘤菌吸收葡萄糖的方式是 ,判断的依据是 。
(3)科研人员从豌豆的根瘤中提取与其共生的根瘤菌,培养过程同(2)。图2结果显示,细胞内的放射性强度随时间增加先升高后不变,加入叠氮化钠后放射性强度仍不变,说明其吸收葡萄糖不需要能量。由结果推测,共生的根瘤菌吸收葡萄糖的方式是 。
(4)综合以上研究,请尝试提出一个可进一步研究的问题 。
20.(23-24高一上·北京朝阳·期末)细胞膜作为细胞的边界,在生命活动中发挥重要作用。
(1)大分子物质通过胞吞或胞吐作用实现跨膜运输,该过程依赖于细胞膜的 。
(2)通过胞吞作用,单细胞生物可摄取食物,多细胞生物可吞噬侵入机体的病原体及体内 的细胞,维持机体稳态。
(3)如图所示,在果蝇神经系统的发育过程中,信号发送细胞和临近的信号接收细胞表面分别具有N配体和N受体。当配体被泛素化修饰后与受体结合,被胞吞至 细胞,从而产生拉力,使N受体的 发生改变,暴露出S2酶切位点并被酶切,酶切后剩余部分称为NEXT。NEXT可以在细胞膜上进一步被γ-分泌酶酶切或被信号接收细胞 ,形成胞内体,最终产生有活性的N受体胞内活性片段(NICD)。NICD进入细胞核,调控基因 ,影响蛋白质合成,最终抑制信号接收细胞分化为神经细胞。
(4)图中胞吞作用决定了信号接收细胞的命运,该过程体现了细胞膜的 功能。
21.(23-24高一上·北京东城·期末)学习以下资料,回答(1)~(4)题。
ABC转运蛋白
ABC转运蛋白是分布极广的一类膜蛋白家族。典型的 ABC 转运蛋白是一种单向底物转运体,可结合ATP并使之水解产生能量以实现对各类底物分子的跨膜转运,包括某些离子、糖类、氨基酸及原核细胞分泌蛋白等。
根据底物分子运输方向,ABC 转运蛋白可分为外向转运蛋白和内向转运蛋白,外向转运蛋白存在于所有生物体内,而内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中。
如图所示,ABC转运蛋白通常由TMD和NBD组成。TMD作用是构成介导底物穿过细胞膜的机械性通道,NBD与ATP水解相关。在不同的转运阶段,两个 NBD 的结合状态与开口方向是动态变化的,NBD接收信息后,结合ATP并水解产生能量进而控制 TMD空间结构的变化,以完成对底物分子的转运。其中外向转运蛋白的TMD可以直接与在胞内的底物分子结合,启动整个转运过程。而内向转运蛋白则是外周蛋白SBP捕获识别底物,形成底物-外周蛋白复合体后呈递给 TMD,进而使处于外周蛋白中的底物分子脱落,并通过 TMD 结构进入胞内。基于 对ABC 转运蛋白的晶体结构的解析可知,SBP与TMD、TMD与TMD 之间是通过改变构象来完成对底物的摄取、传输和释放。
ABC转运蛋白在细胞中普遍存在,研究其结构与作用机制对于人们进一步认识生命,治疗相关疾病具有重要意义。
(1)由ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于 ,相比于自由扩散,该种运输方式的不同之处 (至少写出两点)。
(2)如图所示,ABC内向转运蛋白运输底物的过程中,底物与外周蛋白SBP结合后, → → → ,底物最终被送入胞内。
A. NBD与TMD构象发生改变 B. TMD将信号传递到NBD
C. NBD激活,启动结合ATP水解 D. 底物分子传递到TMD
(3)结合本文信息分析,以下过程合理的是_____。
A.大肠杆菌通过ABC外向转运蛋白分泌蛋白质
B.植物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收MoO42-
C.动物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收氨基酸
D.动物细胞通过ABC外向转运蛋白排出Cl-
22.(23-24高一上·北京延庆·期末)胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分。血浆中的胆固醇大部分与低密度脂蛋白(LDL)结合形成低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),而被细胞摄入以供体内所需。如图表示LDL携带胆固醇通过受体介导途径进入细胞的转运过程,请分析并回答:
(1)在组成细胞的主要化合物中,胆固醇属于 物质。
(2)如图所示,LDL与细胞膜上的 识别并结合,形成受体-LDL复合物,通过途径① 作用,形成网格蛋白包被的囊泡,转运至内体。
(3)内体中LDL与其受体分离,受体通过途径②回到质膜被重新利用,LDL则通过途径③被转运到 中,被其中的水解酶降解,胆固醇被释放并进入 中,供新膜合成之用。
23.(21-22高一上·北京西城·期末)阅读科普短文,请回答问题.
基于SGLT靶点的新型降血糖药物
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,目前已成为威胁人类健康的三大慢性非传染性疾病之一。长期高血糖状态会导致各种器官(尤其是眼、肾、心脏、血管、神经)出现慢性损伤以及功能障碍。
科学研究发现,肾脏重吸收葡萄糖对维持血糖相对稳定发挥着重要作用。在正常的葡萄糖耐受性受试者中,几乎所有的葡萄糖都在近端小管中被重新吸收,最终排出的尿液中不含葡萄糖。在肾脏对葡萄糖的重吸收中,钠-葡萄糖协同转运蛋白(SGLT)发挥了非常重要的作用。作用机制如图1。葡萄糖、Na+与SGLT结合形成Na+-载体-葡萄糖复合物,顺Na+的浓度梯度进入细胞后,SGLT的构象再还原到原始状态,重新暴露其结合位点,以便再次与葡萄糖和Na+结合。而胞内的Na+不断被细胞侧基底膜的Na+/K+-ATP酶泵出,维持Na+细胞内外浓度差。细胞内的葡萄糖由位于细胞侧基底膜的载体GLUT,经协助扩散进入到肾小管周围的毛细血管中。
目前已发现多种SGLT,其主要生理功能是参与肾脏近端小管对原尿中葡萄糖的重吸收。SGLT1是一种高亲和力、低转运能力的转运蛋白:SGLT2是一种低亲和力、高转运能力的转运蛋白,可完成原尿中约90%葡萄糖的重吸收,其余的葡萄糖由SGLT1重吸收。
研究发现,在患有糖尿病的患者中,SGLT含量较高,肾脏对葡萄糖的重吸收会随着血糖浓度的升高而增加,从而减少了尿糖,加剧了高血糖。基于这些病理生理学的考虑,研发肾脏SGLT2抑制剂为糖尿病患者的治疗提供了一种合理且新颖的方法。
(1)葡萄糖以 方式转运进入近端小管细胞。结合材料,说出影响肾小管重吸收葡萄糖的因素都有哪些(列举两点) 。
(2)结合SGLT1和SGLT2的功能特点,请确定图2中①、②位置起主要作用的SGLT依次是(填字母) 。
a. SGLT1 b.SGLT2
(3)SGLT2抑制剂降血糖的机制是 。
(4)若要将SGL2抑制剂作为新型降糖药物应用于临床,还需要对该药物进行哪些研究。
24.(23-24高一上·北京通州·期末)土壤盐渍化对植物生长造成不利影响,降低了土壤肥力和农作物产量,严重制约着农业生产。请回答问题:
(1)高浓度的盐使土壤渗透压升高,导致根细胞发生 ,影响植物的正常生长代谢。
(2)高盐环境使细胞中Na+积累,植物可以通过排出Na+来降低胁迫。细胞膜上的Na+转运蛋白能利用水解ATP产生的能量,将胞内过量的Na+排出,这是一种 (填跨膜运输方式)。
(3)在没有盐胁迫的情况下,Na+转运蛋白处于无转运活性的状态;当遭遇盐胁迫时,Na+转运蛋白被磷酸化, 发生改变,转运能力增强。
(4)研究者将L蛋白与荧光蛋白结合,并进行下列分组实验,得出了“高盐诱导过氧化氢(H2O2)产生,H2O2进而促进L蛋白进入细胞核中”的结论。请补充3、4、5组的实验处理:
3组 ;4组 ;5组 。(选填字母编号)
A.NaCl+H2O2合成抑制剂 B.H2O2+H2O2合成抑制剂 C.H2O2处理
(5)已知L蛋白进入细胞核能提高Na+转运蛋白的合成量,请完善下列流程图:
25.(22-23高一上·北京·期末)下图为小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图。请据图回答问题。
(1)小肠是人体消化和吸收营养的主要器官,食物中的淀粉、蛋白质等经过消化后产生的葡萄糖、 等小分子物质主要通过小肠上皮细胞吸收。
(2)据图分析,葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞时,不直接消耗ATP,而是借助相同载体蛋白上Na+顺浓度梯度运输时释放的能量,分析此种转运葡萄糖的方式为 。朝向肠腔侧的膜面积增大,增加了载体蛋白的 ,使葡萄糖的吸收效率提高。据图分析,葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的转运方式为协助扩散,依据是 。
(3)某种治疗腹泻脱水的补液盐成分为氯化钠3.5克、碳酸氢钠2.5克和葡萄糖20克,用1000毫升温开水溶解后饮用。据图可知,其作用机制是促进Na+和葡萄糖的吸收,增加小肠上皮细胞内溶液浓度,从而增加其对 的吸收。
(4)小肠是食物消化吸收的主要场所,但酒精除在小肠中被吸收外,还能在胃中被吸收,这是因为酒精或其他脂溶性物质能够以 的方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快、易醉。
26.(22-23高一上·北京朝阳·期末)胃溃疡是常见的消化系统疾病。幽门螺杆菌(Hp)在人类中的感染率很高,是引起该疾病的重要因素。请回答问题:
(1)胃黏膜中壁细胞膜上具有H+泵,能够向胃腔中分泌H+,根据胞内和胃液pH可以判断壁细胞分泌H+的方式是 。
(2)幽门螺杆菌与人体细胞在结构上最大的区别是 。幽门螺杆菌合成的脲酶能催化尿素分解成氨和二氧化碳。氨可以中和菌体周围的胃酸,也会破坏胃黏膜表面的黏液层,导致黏膜细胞受到胃酸伤害。尿素呼气试验是检测Hp的常用方法,让受检者口服一定剂量14C标记的尿素,若最终从呼气中检测到 量超过标准值,则说明胃内存在Hp。该检测技术利用了 法。
(3)某科研团队要研究H+泵抑制剂与抗生素联合使用治疗胃溃疡的效果,给予对照组患者H+泵抑制剂治疗,给予实验组患者抗生素与H+泵抑制剂联合治疗,实验过程中应追踪检测受试者的 (写出两条)。
(4)资料表明幽门螺杆菌的感染存在家族聚集性,可通过口-口,粪-口等传播,请为生活中预防幽门螺杆菌的感染提出合理建议: 。
27.(22-23高一上·北京丰台·期末)不同物质进出人体成熟红细胞的方式如图1中①~⑤所示。图2为细胞内外部分离子的浓度(单位为mmol/L)。
(1)图1体现了细胞膜具有 的功能。
(2)红细胞膜运输O2和CO2的方式是 。图1中水分子借助膜上的⑤ 进入细胞,运输速率较快。
(3)图2中 离子可通过图1中③方式排出细胞,判断依据是 。
28.(22-23高一上·北京大兴·期末)学习以下材料,回答问题。
自1972年Singer和Nicolson提出生物膜的“流动镶嵌模型”以来,生物膜的研究有了飞速的发展,许多科学家投身这一领域的研究,推动了膜生物学的迅速进展。1997年,科学家提出脂筏结构模型。研究者发现生物膜上有许多胆固醇聚集的微结构区,外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白,内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇,在一定条件下,内、外两层的成分可以相互转化。这些微结构区就像水面上漂浮的竹筏一样,由此命名为“脂筏”。脂筏就像蛋白质停泊的平台,一些膜蛋白与脂筏表面的化学基团结合,构成了生物膜上分子排列紧密、结构相对稳定的特定区域。脂筏区的胆固醇具有饱和的碳氢链,趋向于形成紧密的液态有序相,而非脂筏区则具有更高的流动性,称为液态无序相。脂筏独特的结构赋予它特殊的生物学功能。在信号转导时,脂筏可作为特定信号分子的聚集平台,把底物受体和相关因子等募集起来,这些分子严格定位到脂筏,可促进信号分子间的相互作用。静息状态下,信号转导通路上的各信号分子分散在不同的脂筏中。接受激素或生长因子等信号调控后,多个脂筏迅速融合,促进相关信号转导通路的级联激活反应。脂筏可以参与蛋白质和胆固醇在细胞中的运转,在胞吞和胞吐等物质运输过程中起着重要的作用。例如,用适当药物打破富含固醇的微囊区域,就能抑制痢疾的致病微生物通过胞吞过程侵入宿主细胞。用细菌鞭毛蛋白处理拟南芥悬浮细胞5~l5min后,对生物膜的蛋白组分进行定量分析,发现脂筏区的特异性识别蛋白富集最多。另外,植物根尖或花粉管的极性生长也需要脂筏中特异性蛋白进行调控。2018年,我国科研人员利用超分辨显微镜对葡萄糖转运蛋白(GLUT1)的分布和组装进行了研究。发现GLUT1在细胞膜上形成了平均直径约为250纳米的聚集体,通过对同一细胞的脂筏标记蛋白进行荧光标记,将GLUTI定位于脂筏。研究证实,脂筏区域可以使GLUT1在细胞膜上的分布相对稳定。此外,脂筏还可以参与细胞骨架构建、细胞凋亡等生理过程。随着人们对脂筏研究的不断深入,人类对生物膜结构和功能的认识会不断深入和发展。
(1)脂筏参与的生理活动体现了细胞膜的 功能。
(2)请在答题纸上完成脂筏中锚定蛋白合成、加工和运输的生物学途径。
(3)对文中“脂筏”结构和功能的理解,不正确的事________。
A.脂筏中脂质分子之间作用力强,内外层之间可转化
B.脂筏区外层的酰基化程度低于内层
C.信号转导中,脂筏融合可启动级联激活反应
D.脂筏可能影响某些蛋白质在细胞膜上的分布
(4)GLUT1存在于人体细胞膜表面,可顺浓度梯度运输葡萄糖分子,这种运输方式属于 。我国科研人员对同一细胞膜上的脂筏蛋白和GLUT1蛋白进行了不同颜色的荧光标记,结果显示 ,证明CLUT1是定位在脂筏区域的。
29.(22-23高一上·北京东城·期末)2021年5月,我国科学家在《细胞》期刊上发表论文,揭示了一种全新的线粒体质量控制机制,该机制与迁移体有关。请回答问题:
(1)如图1所示,迁移体是指由细胞形成的一些弹性纤维顶端生长出的小囊泡,这些囊泡膜的主要组成成分是 ,某些细胞器或大分子物质可通过迁移体释放到细胞外,大分子物质排出的方式是 。
(2)研究人员发现迁移体中存在线粒体,利用CCCP(诱导线粒体损伤的物质)处理细胞,对正常和损伤线粒体进行观察(图2),发现损伤线粒体的结构出现了 等变化。统计同一细胞的细胞主体部分和弹性纤维入口处损伤线粒体占全部线粒体的比率,结果如图3。比较 的结果推测损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。研究人员认为由于迁移体的作用,维持了细胞内正常线粒体的比率,作出判断的依据是 。
30.(22-23高一上·北京·期末)下图中,图1为物质通过细胞膜的转运方式示意图。图2为在体外条件下,科学家 比较生物膜和人工膜(仅由磷脂构成)对多种物质的通透性所得到的结果。请回答问题:
(1)图1中结构乙代表 。除载体蛋白外,④过程还需要[丙] 水解提供能量。
(2)据图2可知生物膜和人工膜对图中 等物质的通透性相同,这些物质跨膜转运方式为 。
(3)图2中, 膜(请选填“生物”或“人工”)对K+、Na+、Cl-等离子的通透性存在明显差异,这体现出该膜对离子的转运具有 性。
(4)据图2分析并结合所学可知,水分子通过生物膜的转运方式包括图1中的 (请选填图1中的序号)。
31.(22-23高一上·北京延庆·期末)霍乱是一种烈性传染病,病原微生物为霍乱弧菌,其分泌的霍乱肠毒素是一种蛋白质,感染者会出现剧烈呕吐、腹泻等症状,严重时导致死亡。
(1)霍乱弧菌在 (细胞器)上合成霍乱肠毒素。
(2)当霍乱弧菌侵入到人体肠道后,其分泌的霍乱肠毒素(由 1个A亚单位和5个B亚单位组成)引发的变化如下图。霍乱肠毒素与肠细胞膜上的糖脂(GM1)结合后,发生了 的改变,并通过 方式进入肠道细胞内。进入细胞后的霍乱肠毒素可将ADP-R与Gs蛋白相连接,使其不断激活 致使细胞中的 分子增加,进而激活了大量 Na+、Cl-、K+等离子通道。试分析霍乱感染者出现腹泻症状的原因是 。
(3)霍乱重症患者入院后,医生首先会进行补液治疗(口服或静脉补液),以补充患者损失的 。
(4)根据(2)中提到的霍乱发病机理,提出一个治疗霍乱的新方法 。
32.(21-22高一上·北京石景山·期末)为验证植物细胞吸收离子的方式,某生物兴趣小组撕取紫色洋葱外表皮,分别置于蒸馏水、0.1 mol/L丙二酸(一种细胞呼吸抑制剂)中,浸泡2 min后制作临时装片,标记为装片1、装片2.请分析实验现象并回答问题。
(1)显微镜下观察细胞的颜色,发现2个装片中的细胞内均呈紫色。紫色的物质为花青素,主要存在于细胞的 中。
(2)分别从盖玻片的一端滴加2mol/L钼酸钠(一种强碱弱酸盐,能使溶液呈碱性)溶液,另一端 ,观察并记录实验现象。
①装片1中可以观察到,细胞内的颜色由紫色逐渐变为蓝色。已知花青素在酸性环境中会变成红色,在碱性环境中会变成蓝色。据此判断,细胞由紫色变蓝的原因是 。
②与装片1相比,装片2中的细胞内花青素的颜色变化非常缓慢,在处理5.5 min后视野中仅有少数细胞刚开始发生颜色变化;在处理长达 25 min 后,细胞才开始出现较为明显的蓝色。这说明 。从而证明离子进入细胞的方式是 。
33.(21-22高一上·北京平谷·期末)细胞的生命活动离不开水,科研人员针对水分子的跨膜运输,进行了系列研究。
(1)水分子可以通过 方式透过细胞膜的磷脂双分 子层,也可以借助膜上的水通道蛋白以 方式进入细胞,前者运输速率慢,后者快。
(2)蛋白A是存在于多种组织细胞膜表面的蛋白质,为探究蛋白A的功能研究者选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果见下表。
实验组号
在等渗溶液中进行的处理
在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cm/s·10-4)
I
向卵母细胞注入微量水(对照)
27. 9
II
向卵母细胞注入蛋白A的mRNA
210.0
III
将部分II细胞放入含HgCl2的等渗溶液中
80.7
IV
将部分III组细胞放入含试剂M的等渗溶液中
188.0
注:卵母细胞接受蛋白A的mRNA后可以合成蛋白A,并将其整合到细胞膜上。
①与I组细胞相比,II组细胞对水的通透性 。
②II和III组实验结果说明HgCl2对蛋白A的功能有 作用。
③III和IV组实验结果说明试剂M能够使蛋白A的功能 .。
(3)综合上述结果,可以得出推论是 。
34.(21-22高一上·北京·期末)科研人员对新冠病毒侵染细胞,完成增殖并出细胞的过程有了进一步发现,下图为此过程的示意图,请据图回答下列问题。
(1)新冠病毒棘突蛋白首先识别并与受体ACE2结合,在宿主细胞膜上 蛋白的作用下,依赖于细胞膜的 性,病毒的包膜与宿主细胞的细胞膜发生融合,从而使病毒进入细胞。
(2)在病毒RNA指导下,病毒利用宿主细胞的 (细胞器)合成病毒蛋白质。在病毒蛋白质的作用下,进入细胞的病毒RNA可被 (细胞器)包裹形成双层囊泡,病毒RNA可在其中以 为原料进行复制,并通过由病毒蛋白质参与形成的分子孔将子代病毒RNA运出。联系细胞生物膜系统的功能,推测双层囊泡有利于病毒RNA复制的原因是 。
(3)子代病毒RNA与病毒结构相关蛋白在 (细胞器)中完成组装,形成囊泡,以 的方式释放到细胞外。
(4)病毒侵染使得宿主细胞大量死亡,据本研究结果,分析防治新冠病毒可能的思路包括________。
A.阻断病毒与ACE2的识别 B.抑制细胞核糖体的功能
C.抑制分子孔的形成 D.抑制病毒RNA的复制
35.(21-22高一上·北京顺义·期末)高等植物体内的光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细胞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的其他部位。下图为蔗糖进入SE-CC的途径之一,据图回答相关问题:
(1)由图可知,蔗糖由叶肉细胞运输到韧皮部薄壁细胞的过程是通过 这一结构完成的。
(2)进入韧皮薄壁细胞的蔗糖又可借助膜上的载体,顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间中,此方式应属于 。
(3)SE-CC质膜上的H+泵将胞内H+运输到细胞外空间,在此形成较高的 H+浓度,H+泵在膜两侧形成的 有助于SU载体将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。使用细胞呼吸抑制剂和提高SE-CC中的pH均会 蔗糖向SE-CC中的运输速率。
(4)研究发现叶片中部分SE-CC与周围韧皮薄壁细胞间也存在胞间连丝,推测除上述途径外,叶肉细胞中的蔗糖等物质还可直接通过胞间连丝顺利进入SE-CC,支持上述推测的实验结果有_____。(多选)
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现于SE-CC附近的细胞外空间
B.将不能通过质膜的荧光物质注入到叶肉细胞,在SE-CC中检测到荧光
C.与正常植株相比,SU载体功能缺陷植株的叶肉细胞积累了更多的蔗糖
D.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理14CO2标记的叶片,SE-CC中检测到大量放射性蔗糖
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