专题二 细胞代谢的保障-【优化探究】2025年高考生物二轮专题复习配套PPT课件（广东专版）

细胞的生存需要能量和营养物质 第一部分 大概念二 专题二　细胞代谢的保障 [课标范围]　1.物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞,以维持细胞的正常代谢活动。　2.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。　3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 顺浓度梯度 浓度梯度、转运蛋白数量 载体蛋白、能量 RNA 高效 降低化学反应的活化能 温度 A—P~P~P 细胞呼吸 光合作用 内容索引 NEIRONGSUOYIN 情境进阶(2)　特殊跨膜运输 微专题一　细胞的物质输入和输出 微专题二　酶和ATP 专题提能练 细胞的物质输入和输出 微专题一 核心要点整合 1.细胞的吸水与失水 选择透过性 原生质层 提醒:①人工膜≠生物膜:生物膜具有“转运蛋白”,故具有选择透过性,人工膜为半透膜,物质能否通过取决于膜上孔径的大小。 ②渗透平衡≠浓度相等:达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧溶液的浓度未必相等,如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达渗透平衡,但浓度不会相等。 2.判断物质进出细胞方式 主动运输 自由扩散 协助扩散 协助扩散 自由扩散 胞吞、胞吐 主动运输 自由扩散 协助扩散 或主动运输 胞吞或胞吐 提醒:①胞吐、胞吞的不一定是大分子物质,如神经递质是小分子物质,通过胞吐排出细胞。 ②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的,如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。 ③同一种物质进出不同细胞的运输方式不一定相同,如葡萄糖进入红细胞(协助扩散)和进入小肠上皮细胞(主动运输)的方式不同。 3.物质跨膜运输的影响因素及相关曲线 (1)物质浓度(在一定的浓度范围内) (2)氧浓度 (3)温度 ①温度影响生物膜的流动性,进而影响所有跨膜方式的运输速率。 ②温度影响酶活性,影响呼吸速率,进而影响能量供应,主动运输和胞吞、胞吐均受影响。 真题体验感悟 1.(2021·广东卷,13)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,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) 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 答案:A 解析:由图示可知,经蔗糖溶液①②③处理后气孔变化分别为基本不变、关闭、张开,说明①处理后保卫细胞形态几乎不变,细胞液浓度基本不变;②处理后保卫细胞失水,细胞液浓度变大;③处理后保卫细胞吸水,细胞液浓度变小,保卫细胞经③处理后的细胞液浓度小于①处理后,A错误,C正确。②处理后保卫细胞失水,最可能发生质壁分离,B正确。推测3种蔗糖溶液浓度的高低为②>①>③,D正确。 2.(2024·辽宁卷,18改编)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,结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　) 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 答案:A 解析:水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散,A错误;模型组空肠AQP3相对表达量降低,空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻,B正确;治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,对水的转运增加,缓解腹泻,减少致病菌排放,C正确;治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加,D正确。 【思维拓展·长句表达】 1.(原因分析类)水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上,能介导水分子跨膜运输,提高水分子的运输速率。将哺乳动物成熟红细胞放入渗透压较低的溶液中,可使其逐渐吸水涨破,此时光线更容易透过红细胞悬浮液,液体由不透明的红色溶液逐渐变澄清,肉眼即可观察到,这种现象称为溶血,溶血时间与水分进入红细胞的速度有关。将哺乳动物成熟的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中,发现红细胞吸水涨破所需时间少于肝细胞,结合题中信息分析,其原因可能是 _______________________________ _______________________________________。  与肝细胞细胞膜相比,红细胞细胞膜上存在的水通道蛋白更多,吸水速率更快 2.(依据表述类)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+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)。 (2)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 __________ _______________________________________________________________________________________。 蛋白质 顺浓度梯度运输、不消耗能量 细胞逆浓度 梯度吸收K+是主动运输过程,需要能量,呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供 能,使细胞主动运输速率降低 命题精准预测 角度1　细胞的吸水和失水及其应用 1.(2024·茂名市综测)下列生物学现象中主要是因为渗透作用引起的是(　　) A.果脯在腌制过程中慢慢变甜 B.红苋菜放在热水中水的颜色变成红色 C.农作物施肥过多造成烧苗现象 D.柽柳的叶片可以分泌无机盐 C 解析:果脯在腌制过程中慢慢变甜是因为细胞膜被破坏,蔗糖进入果脯细胞,A错误;红苋菜放在热水中细胞结构被破坏,液泡中的色素进入外界溶液,水的颜色变成红色,B错误;一次性给农作物施肥过多,会使土壤溶液浓度过高,大于植物细胞液的浓度,导致植物细胞不能吸水,甚至失水造成烧苗现象,这是由渗透作用引起的,C正确;柽柳的叶片分泌无机盐是通过主动运输完成的,D错误。 2.(2024·广东六校联考)市场上新鲜的蔬菜叶片表面 常残留水溶性有机农药,现取同一种新鲜蔬菜若干, 浸入一定量纯水中,每隔一段时间,取出一小片菜叶, 测定其细胞液浓度,并将结果绘制成如图曲线,下列 叙述正确的是 (　　) A.从A到B,细胞的吸水能力逐渐增强 B.从B到C,细胞失水出现质壁分离现象 C.该种蔬菜在纯水中浸泡较长时间方可清除残留农药 D.从曲线可知表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收 D 解析:AB段,细胞液浓度下降,表明植物细胞吸水,细胞的渗透压下降,吸水能力逐渐降低,A错误;BC段,细胞液浓度增大,原因是外界的农药被植物细胞吸收,该过程中不发生质壁分离现象,B错误;该种蔬菜较长时间浸泡在纯水中,蔬菜叶片表面的农药会溶解在水中,然后被植物细胞吸收,故C错误,D正确。 角度2　物质出入细胞的方式判断及探究 3.(2024·深圳市四校联考)神经细胞的细胞膜上存在钠 钾泵和钠、钾离子通道蛋白,如图所示,钠钾泵具有ATP 水解酶活性。下列叙述错误的是(　　) A.钠钾泵和钠、钾离子通道蛋白的合成都需要核糖体、 内质网和高尔基体参与 B.ATP水解产生的Pi与钠钾泵结合导致其空间结构发生改变 C.钠、钾离子通道蛋白运输物质时不需要与被运输的物质结合 D.钠钾泵和钠、钾离子通道蛋白对物质运输的结果都是会降低膜内外相应离子的浓度差 D 解析:分析图示,钠钾泵和钠、钾离子通道蛋白都是 细胞膜上的转运蛋白,其合成都需要核糖体、内质 网和高尔基体参与,A正确;据图分析,钠钾泵发挥作 用需要ATP水解供能,ATP水解产生的Pi与钠钾泵结 合,导致钠钾泵的空间结构发生改变,B正确;通道蛋 白运输物质时不需要与被运输的物质结合,C正确; 钠、钾离子通道蛋白顺浓度梯度运输物质,为协助扩散,运输的结果是降低膜内外相应离子的浓度差,而钠钾泵逆浓度梯度运输物质,是主动运输,会增大膜内外相应离子的浓度差,D错误。 4.(2024·梅州市质检)口服药物进入小肠后常见的转运方式如图所示。已知小肠上皮细胞间存在水溶性孔道。OATP和P-gp两种膜转运蛋白分别参与图中C和D途径。下列叙述错误的是(　　) A.药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞间途径被吸收 B.OATP和P-gp两种膜转运蛋白发挥作用时体现了细胞膜的选择透过性 C.当甲侧药物分子浓度低于乙侧并通过C途径跨膜转运时,有可能需要ATP供能 D.提高P-gp的活性可在一定程度上缓解药物吸收障碍而造成的口服药药效降低的问题 答案:D 解析:据题图可知,细胞间途径是通过小肠 上皮细胞间隙吸收药物的,且小肠上皮细 胞间存在水溶性孔道,故药物中的亲水性 小分子物质可能更容易通过细胞间途径 被吸收,A正确;OATP和P-gp两种膜转运蛋 白分别参与图中C和D途径,发挥作用时体现了细胞膜的选择透过性,B正确;当甲侧药物分子浓度低于乙侧并通过C途径跨膜转运时,运输方式为逆浓度梯度的主动运输,该过程需要载体蛋白协助并消耗能量,有可能需要ATP供能,C正确;P-gp可以把药物从小肠上皮细胞排出到肠腔,限制药物的吸收,从而造成口服药物药效降低,因此抑制P-gp的功能可缓解因药物吸收障碍造成的口服药药效降低的问题,D错误。 特殊跨膜运输 情境进阶(2) 1.主动运输消耗的能量并不都由ATP直接提供 2.与物质出入细胞有关的几种热图解读 (1)Na+-K+泵 (2)质子泵 (3)协同运输:包括同向协同和反向协同两种方式 对点演练 1.(2024·广东六校联考)盐化土地会显著影响植物的正常生长。科学家通过新技术培育出了耐盐水稻,该水稻可通过Ca2+介导的离子跨膜运输减少Na+在细胞内的积累,其主要机制如图。下列说法正确的是 (　　) A.Na+进出细胞都不需要消耗能量 B.Na+可作为信息分子直接参与细胞内H2O2的产生 C.H+泵需要发生磷酸化改变空间结构,才能转运H+ D.合理增施碱性肥料有利于耐盐水稻增产 答案:C 解析:由图可知,Na+通过转运蛋白A进入细胞属于 顺浓度梯度运输,不需要消耗能量,而Na+通过转运 蛋白C排出细胞需要能量(来自H+电化学势能),属 于主动运输,A错误;胞外Na+与受体结合促进胞内 H2O2浓度增加,而不是直接参与细胞内H2O2的产 生,B错误;H+泵是一种能催化ATP水解的酶,当膜 内侧的H+与其相应位点结合时,该酶活性被激活, 在酶的作用下,ATP分子末端的磷酸基团脱落并与H+泵结合,H+泵发生磷酸化,其空间结构发生变化,从而将H+释放到膜外,C正确;Na+通过转运蛋白C排出细胞利用的能量来自H+电化学势能,合理增施酸性肥料,有利于Na+排出细胞,从而有利于耐盐水稻增产,D错误。 2.(2024·广东七校联考)一般情况下,一种转运蛋白只能运输一种物质,但也存在例外的情况。肾小管和集合管是葡萄糖重吸收的重要部位,图甲表示肾小管上皮细胞协同运输原尿中的Na+和葡萄糖,图乙表示肾小管上皮细胞通过钠钾泵与内环境进行离子交换,据图分析正确的是 (　　) A.据以上信息推测,A侧属于外界环境,C侧属于内环境,B侧和D侧都是细胞内液 B.图甲、图乙中,Na+的运输都属于主动运输 C.据图甲分析,肾小管和集合管重吸收葡萄糖属于协助扩散,不直接消耗ATP D.据图乙推测,钠钾泵具有催化ATP水解的功能,转运离子时会导致细胞内积累大量的ADP 答案:A 解析:图甲表示肾小管上皮细胞协同运输原尿中的Na+和葡萄糖,可判断A侧属于外界环境,B侧是细胞内液;图乙表示肾小管上皮细胞通过钠钾泵与内环境进行离子交换,可判断C侧属于内环境,D侧是细胞内液,A正确;据图甲分析可知,Na+由A侧运输到B侧是从高浓度一侧向低浓度一侧进行的,且需要载体蛋白协助,可判断其跨膜运输方式为协助扩散;据图乙分析可知,Na+由D侧运输到C侧需要消耗能量且需要载体蛋白协助,可判断其跨膜运输方式为主动运输,B错误;据图甲分析可知,肾小管和集合管重吸收葡萄糖是从低浓度一侧向高浓度一侧进行的,方式属于主动运输,C错误;ATP和ADP的转化处于动态平衡中,细胞中的ADP含量很少,不会大量积累,D错误。 3.(2024·广东梅州一模)光照条件下气孔开启源于保卫细胞液泡中的离子积累。由光合作用生成的ATP驱动H+泵,向质膜外泵出H+,建立膜内外的H+梯度,在H+电化学势的驱动下,Cl-经共向传递体进入保卫细胞。如图表示光下气孔开启的部分过程,下列说法正确的是(　　) A.与无机催化剂相比,H+-ATP酶为化学反应提供的活化能更多,使之具有高效性 B.光在活化H+-ATP酶将H+转运至细胞外的过程中直接提供能量 C.H+运出细胞和Cl-进入细胞都属于逆浓度的运输 D.干旱季节,可对农作物喷洒适宜浓度的赤霉素类似物来促进气孔关闭,减少蒸腾作用 答案:C 解析:与无机催化剂相比,酶降低化学反应 的活化能更显著,使之具有高效性,但是酶 不能为化学反应提供活化能,A错误;光是 活化H+-ATP酶的信号,不能为主动运输直 接供能,B错误;光合作用生成的ATP驱动H+ 泵,向质膜外泵出H+,建立膜内外的H+梯度,在H+电化学势的驱动下,Cl-经Cl-/H+共向传递体进入保卫细胞,H+运出细胞和Cl-进入细胞都是需要能量的,运输方式为主动运输,方向为逆浓度,C正确;促进气孔关闭的是脱落酸,D错误。 酶和ATP 微专题二 核心要点整合 1.ATP的结构与功能及其拓展 (1)ATP与核酸的关系 RNA DNA (2)能量转换过程和ATP的来源与去路 ATP和NADPH 细胞质基质 线 粒体 提醒:①ATP≠能量:ATP是能量的一种载体。 ②生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。其供应取决于ATP与ADP的相互转化。 ③ATP合成时可产生水,ATP水解时需消耗水。 (3)载体蛋白的磷酸化与去磷酸化 蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系可用如图表示: 磷酸化和去磷酸化可给予或去除某种酶或蛋白质的某种功能,在生物代谢调控过程中有重要作用。注意:由于磷酸化和去磷酸化过程中参与的酶不同,二者不是可逆反应。 (4)肌细胞中ATP产生速率与O2供给量之间关系的曲线解读 无氧呼吸 有氧呼吸 酶、ADP、 磷酸 2.酶的作用机理、特性及影响酶促反应的三类曲线 (1)酶的作用机理 酶能降低化学反应的活化能(如图所示)。 ①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是　　　　段。  ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是　　　段。  ③酶降低的活化能是　　　段。  ac bc ab (2)酶特性的相关曲线 ①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较,表明酶具有 　　　　。  ②图2中两曲线比较,表明酶具有　　　　。  高效性 专一性 (3)影响酶促反应速率的因素曲线 ①分析图1和图2:温度和pH通过影响　　 　　来影响酶促反应速率。  ②分析图3:OP段限制酶促反应速率的因素是　　　　　　,P点以后的限制因素则是　　　　。  酶的活性 反应物浓度 酶浓度 提醒:①酶只是降低了化学反应的活化能,所能催化的是本来就能发生的反应,提高了反应速率,缩短了到达平衡点的时间,而平衡点的大小只能由反应物的量来决定。 ②温度和pH通过影响酶的空间结构来改变酶活性,进而影响酶促反应速率;反应物浓度和酶浓度通过影响反应物与酶的接触面积进而影响反应速率。 3.酶的特性相关的四类探究实验 斐林 碘液 提醒:检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块,通过观察其消失情况得出结论,因蛋白酶本身也是蛋白质,不能用双缩脲试剂检测。 真题体验感悟 1.(2024·广东卷,15)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 + ++ — — Ay3-Bi-CB — — ++ +++ Ay3 — — +++ ++ Bi — — — — CB — — — — 注:—表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。 A.Ay3与Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响 B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关 C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 答案:B 解析:由表可知,Ce5具有催化纤维素类底物的活性,Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性,Ay3与Ce5催化功能不同,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比缺少Ce5,不能催化纤维素类底物,当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强,所以Ay3与Ce5可能存在相互影响,A正确;由表可知,不论是否与Bi结合,Ay3均可以催化S1与S2,说明Bi与Ay3的催化专一性无关,B错误;由表可知,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,去除Ce5后,催化褐藻酸类底物的活性不变,说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关,C正确;需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性,才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关,D正确。 2.(2023·广东卷,1)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(　　) A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触 B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性 D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质 C 解析:红茶制作时揉捻能破坏细胞结构,使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触,A正确;发酵过程的实质是酶促反应过程,需要将温度设置在酶的最适温度下,使多酚氧化酶保持最大活性,才能获得更多的茶黄素,B正确;酶的作用条件较温和,发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性,C错误;高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防止过度氧化影响茶品质,D正确。 【思维拓展·长句表达】 1.(判断依据及原因分析类)(2022·广东卷,13改编)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果如表。 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 + 90 38 ② 9 + 70 88 ③ 9 - 70 0 ④ 7 + 70 58 ⑤ 5 + 40 30 注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 (1)该酶的最适催化条件　　　　　　　　　　　　　　　　,  判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)该酶是否能水解其他反应物?为什么? 提示:不确定。该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验。   pH为9,需要添加CaCl2,温度为70 ℃ 降解率越高说明酶活性越高,故②组酶的活性最高 2.(获得结论类)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子,短时间后分离出细胞中的ATP,发现其含量变化不大,但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记,分析该现象得到的结论有 ______________________ _________________________________________________________________________。  ①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离;②该过程中ATP既有合成又有水解;③部分32P标记的ATP是重新合成的 命题精准预测 角度1　ATP的结构与功能 1.(2024·湛江市模拟)NTP家族由 ATP(三磷酸腺苷)、GTP(三磷酸鸟苷)、UTP(三磷酸尿苷)和 CTP(三磷酸胞苷)构成。它们的结构只是碱基不同,如图是ATP的化学结构图,A、B表示物质,α-γ表示磷酸基团(Pi)的位置。下列叙述错误的是 (　　) A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖,A和B组成腺苷 B.许多吸能反应与 ATP的水解反应相联系 C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 D.CTP 中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成 答案:D 解析:ATP的结构式可简写成A-P~P~P,其中A代表腺苷,由腺嘌呤(物质A)和核糖(物质B)组成,A正确;ATP的水解反应释放能量,与之相联系的是吸收能量的反应,B正确;1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸,C正确;CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖构成,D错误。 2.(2024·梅州市质检)生物膜上存在着一些能携带离子通过膜的载体分子。某种载体分子对X离子有专一的结合部位,能选择性地携带X离子通过膜,转运机制如图所示。已知X离子可参与构成线粒体内的丙酮酸氧化酶,载体IC的活化需要ATP。下列相关叙述错误的是(　　) A.磷酸激酶能促进ATP的分解,磷酸酯酶催化活化的载体释放磷酸基团 B.X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过6层磷脂分子层 C.ATP脱离下来的末端磷酸基团携能量与载体IC结合后会使载体IC发生空间结构的改变 D.图中只有线粒体才能为载体IC的活化提供ATP 答案:D 解析:由图可知,磷酸激酶能促进ATP的分解,磷酸酯酶催化活化的载体释放磷酸基团,A正确;X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过3层生物膜,6层磷脂分子层,B正确;由图可知,ATP脱离下来的末端磷酸基团携能量与载体IC结合后会使载体IC发生空间结构的改变,C正确;细胞质基质和线粒体都可以为载体IC的活化提供ATP,D错误。 角度2　酶的特性、影响因素及相关的实验分析 3.(2024·广东六校联考)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.酶1有两种底物且能与产物B结合,因此酶1不具有专一性 B.产物B与酶1变构位点的结合是不可逆的 C.产物B浓度高低变化可调节酶1活性,这有利于维持产物B含量的相对稳定 D.增加底物的浓度能解除产物B对酶1活性的影响 C 解析:两种底物和产物B都能与酶1的特定部位结合,说明酶1具有专一性,A错误;由图可知,当产物B浓度高时,产物B与酶1变构位点结合,酶1失去活性;当产物B浓度低时,产物B从酶1的变构位点脱离,酶1恢复活性,故产物B与酶1变构位点的结合是可逆的,B错误;由图可知,当产物B浓度高时,会导致酶1失活,酶1对底物的催化效率降低;当产物B浓度低时,酶1恢复活性,对底物的催化效率提高,这有利于维持产物B含量的相对稳定,C正确;增加底物的浓度会导致产物B的含量增加,进而导致酶1失活,D错误。 4.(2024·东莞市质检)植物受到低温胁迫,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,导致活性氧积累,膜透性增加。有学者对盆栽龙眼分别喷施赤霉素(GA3)和油菜素内酯(BR),低温条件培养一段时间,测定酶活性,结果如表。相关叙述错误的是(　　)   实验操作 过氧化物酶活性/ (U·mg-1·FW) 超氧化物歧化酶活性/ (U·g-1·FW) 蒸馏水 8 348 GA3208 μmol/ L 3 285 BR0.5 μmol/ L 20 486 BR1.0 μmol/ L 26 441 A.低温处理时间、温度及龙眼树龄均属于该实验的无关变量 B.一定量的GA3可影响细胞代谢,增加细胞内的活性氧含量 C.一定量BR可通过提高相关酶活性降低低温对膜透性的影响 D.通过本实验可确定提高SOD活性和POD活性的BR最适剂量 答案:D 解析:该实验的自变量为是否加入GA3和不同浓度的BR,因变量是POD活性和SOD活性,低温处理时间、温度及龙眼树龄均属于该实验的无关变量,A正确;与对照组比较,一定量的GA3能导致POD和SOD活性降低,进而影响细胞代谢,增加细胞内的活性氧含量,B正确;与对照组比较,一定量BR可通过提高POD和SOD活性,降低活性氧积累,降低膜透性,因而可降低低温对膜透性的影响,C正确;通过本实验不能确定提高SOD活性和POD活性的BR最适剂量,因为本实验中针对BR使用剂量设计的组别太少,同时设置的浓度梯度较大,D错误。 专题提能练(二) 细胞代谢的保障 一、选择题 1.(2024·深圳市调研)胆固醇主要以LDL(低密度脂蛋白,其中包括胆固醇)的形式在血液中运输,LDL最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别并进入细胞中。上述LDL进入细胞的方式是 (　　) A.主动运输　　　　　 B.协助扩散 C.自由扩散 D.胞吞 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 D 解析:胞吞和胞吐是蛋白质等大分子物质进出细胞的方式,消耗能量。由题干信息可知,LDL为脂蛋白,属于大分子物质,则其进入细胞的方式为胞吞,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 2.(2024·大湾区模拟)耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干,由于标签损坏无法辨认类型,研究小组使用0.3 g/mL的KNO3溶液分别处理普通水稻和耐盐碱水稻细胞,结果如图所示。下列分析错误的是 (　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 A.Ⅰ组水稻细胞液浓度小于外界溶液浓度,因此发生质壁分离 B.Ⅱ组水稻细胞没有吸收K+和N,因此不发生质壁分离复原 C.Ⅱ组水稻细胞原生质体体积没有变小,因此可判断其为耐盐碱水稻 D.可用浓度大于0.3 g/mL的KNO3溶液进一步探究水稻的耐盐碱能力 答案:B 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:Ⅰ组水稻原生质体体积先减小后恢复,说明水稻细胞液初始浓度小于外界溶液浓度,水稻细胞发生质壁分离后复原,A正确;Ⅱ组水稻原生质体体积变大,水稻细胞液浓度大于外界溶液浓度,细胞持续吸水,应为耐盐碱水稻,C正确;由于K+和N均能跨膜运输,所以Ⅱ组水稻可以吸收两种离子,B错误;实验只使用了浓度为0.3 g/mL的KNO3溶液,因此可以继续加大浓度进行进一步探究水稻的耐盐碱能力,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 3.(2024·汕头市调研)兴奋在神经纤维上的产生和传导与神经纤维膜上的Na+通道、K+通道和Na+-K+泵密切相关,下列关于转运蛋白的叙述,正确的是 (　　) A.转运物质时均具有专一性 B.均镶嵌在神经纤维膜表面 C.转运物质时均需消耗能量 D.均需与被转运的物质结合 A 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:题中三种转运蛋白可实现离子跨膜运输,推测三种转运蛋白均贯穿于细胞膜,B错误;Na+通道、K+通道运输物质属于协助扩散,无需消耗能量,Na+-K+泵运输离子属于主动运输,需要消耗能量,C错误;Na+通道、K+通道不需要与被转运的物质结合,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 4.(2024·广东高三学业质量评价)近年来 研究发现,胞吞作用能参与细胞信号转 导,其激活信号转导的最典型例子就是 Notch信号通路。例如,果蝇正常发育的 神经系统(信号细胞)可以通过该机制抑 制上皮细胞(靶细胞)分化形成神经细胞,其过程如图所示。当信号细胞膜上的DSL与靶细胞膜上的受体Notch结合后,会使Notch的S2位点被切割。进而Notch受体被靶细胞内吞形成内体,然后激活γ-分泌酶并在S3位点切割,最终产生的有活性的NICD进入细胞核调控基因表达。下列叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 A.信号细胞内含DSL的内体可能来自高尔基体也可能来自信号细胞的胞吞作用 B.γ-分泌酶基因缺陷的果蝇会因缺乏神经细胞引起神经细胞瘤 C.突触结构中细胞间信息交流的方式与该机制中细胞间信息交流的方式不同 D.大分子物质通过胞吞和胞吐作用进出细胞的过程离不开细胞膜上的蛋白质的参与 答案:B 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:信号细胞内带有DSL的内体由囊泡包裹, 可能来自高尔基体,也可能来自信号细胞的胞 吞作用,A正确;由题意可知,γ-分泌酶基因缺陷 的果蝇,因无法合成γ-分泌酶,解除了对上皮细 胞(靶细胞)分化形成神经细胞的抑制,最终使 得神经细胞过多而引起神经系统发育异常,B错误;由题干“当信号细胞膜上的DSL与靶细胞膜上的受体Notch结合后”可知,该机制中细胞间的信息交流是通过细胞间的直接接触实现的,而突触结构中细胞间的信息交流是通过神经细胞(突触前膜)分泌神经递质作用于靶细胞(突触后膜)实现的,C正确;胞吞和胞吐的过程中,大分子物质需要先与细胞膜上的蛋白质分子结合,再通过细胞膜的流动性实现物质进出细胞,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 5.(2024·湛江市高考测试)核酶是具有催化活性的RNA,能切割DNA分子、RNA分子。Angiozyme是针对肾癌的核酶药物,其特异性地结合并切割血管内皮生长因子受体1(VEGFR-1)的mRNA,从而抑制肿瘤血管的生成和肿瘤生长。下列叙述正确的是(　　) A.核酶的组成单位是4种脱氧核苷酸 B.核酶能切割DNA和RNA,所以该酶不具有专一性 C.肾癌细胞表面糖蛋白减少,使细胞能无限增殖 D.Angiozyme阻断VEGFR-1基因的翻译,使血管内皮生长因子无法发挥调节作用 D 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:核酶为RNA,组成单位是4种核糖核苷酸,A错误;核酶只能切割DNA和RNA,具有专一性,B错误;癌细胞表面糖蛋白减少使癌细胞容易扩散转移,C错误;Angiozyme特异性地结合并切割血管内皮生长因子受体1(VEGFR-1)的mRNA,阻断VEGFR-1基因的翻译,使血管内皮生长因子无法发挥调节作用,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 6.(2024·惠州市调研)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,在细胞代谢中起着重要作用,在食品生产中,酶的应用非常广泛,下列说法错误的是(　　) A.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌、消炎作用 B.酶都需在核糖体中才能合成,且只能在胞内起作用 C.果胶酶能分解果胶,提高果汁产量和澄清度 D.工业化生产啤酒时,α-淀粉酶可以增强糖化作用 B 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:酶的化学本质可能是蛋白质或RNA,蛋白质需在核糖体中合成,RNA的合成场所不是核糖体,酶的作用场所可以是细胞内,也可以是细胞外或体外,B错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 7.(2024·汕头市调研)单胃动物肠道内没有α-半乳糖苷酶,无法吸收食物中含有的α-半乳糖苷类物质。科研人员通过蛋白质工程技术,获得了重组酶——耐热性高的α-半乳糖苷酶。温度对该重组酶的活性和稳定性的影响结果如图所示。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 根据上述信息分析,错误的是(　　) A.饲料中加入α-半乳糖苷酶有利于α-半乳糖苷的分解 B.可通过改造野生α-半乳糖苷酶基因提高酶的耐热性 C.20 ℃和80 ℃下酶的活力接近但二者的空间结构不同 D.改造后的α-半乳糖苷酶在65 ℃左右能保持较大活力 D 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:65 ℃时酶的活性较高,但酶稳定性偏低,该温度下酶很难保持较大活力,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 8.(2024·佛山市质检)小李同学对“探究pH对酶活性的影响”实验进行了改进,实验装置如图所示。只松开分止水夹时,H2O2溶液不会注入各试管中。下列叙述不恰当的是(　　) A.各个试管内除了缓冲液的pH不同外,其他条件应相同且适宜 B.水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数 C.先松开总止水夹,再松开分止水夹可保证各组实验同时开始 D.为保证实验结果可靠,各组反应时间应相同且时间不宜过长 C 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响,除了自变量缓冲液的pH不同外,其他无关变量应保持相同且适宜,A不符合题意;水槽中滴几滴黑墨水,量筒中收集气体后可形成透明空气柱,便于观察量筒内的氧气体积读数,B不符合题意;先松开分止水夹,再松开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管,从而保证各组实验同时开始,C符合题意;反应时间为无关变量,为保证实验结果可靠,各组反应时间应相同且时间不宜过长,防止H2O2被消耗完,导致收集到的氧气含量相同,影响实验结果,D不符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 9.(2024·惠州市模拟)某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧三磷酸腺苷(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ,)等原料制备了DNA片段。下列叙述错误的是(　　) A.dATP含有三个磷酸基团和两个特殊的化学键 B.dATP与ATP相比,含氮碱基和含氧量均相同 C.以dATP为原料制备DNA片段,需脱去β和γ位磷酸基团 D.以dATP为原料制备32P标记的DNA片段,标记部位应在α位磷酸基团 B 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:根据题干“dATP是dA-Pα~Pβ~Pγ”可知,dATP含有三个磷酸基团和两个特殊的化学键,A正确;与ATP相比,dATP分子所含的五碳糖种类不同,前者是核糖,后者是脱氧核糖,故两者的含氧量不同,B错误;dATP脱去β和γ位磷酸基团得到腺嘌呤脱氧核苷酸,是DNA的基本单位之一,C正确;dATP中两个特殊化学键断裂后得到腺嘌呤脱氧核苷酸,为DNA的原料之一,因此若用带有32P标记的dATP作为原料将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 10.(2024·广东茂名二模)动物体内部分酶的活性受磷酸化的影响,进而影响细胞代谢(如图),相关叙述错误的是(　　) A.ATP水解释放的磷酸基团使酶1磷酸化 B.肝细胞和肌肉细胞中均有酶1、酶2、酶3分布 C.胰高血糖素作用于靶细胞,使磷酸化酶激酶的活性增强 D.磷酸化会改变酶的空间结构并改变其活性,有利于细胞代谢 B 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:ATP水解产生ADP和磷酸,为酶1的磷酸化提供磷酸基团,A正确;肌肉细胞缺少葡萄糖-6-磷酸酶,不能使葡萄糖-6-磷酸脱磷酸生成葡萄糖,B错误;胰高血糖素作用于靶细胞,使磷酸化酶激酶的活性增强,从而促进糖原水解、升高血糖,C正确;磷酸化会改变酶的空间结构并改变酶的活性,有利于细胞代谢,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 二、非选择题 11.(2024·汕头市模拟)甜瓜是一种重要的经济作物,但苗期易受盐胁迫影响造成减产。为研究甜菜碱(一种植物生长调节剂,用GB表示)对甜瓜幼苗期盐胁迫的缓解作用,将甜瓜幼苗用不同浓度GB预处理 3 d,再用低浓度NaCl(75 mmol/L)胁迫处理7 d后,其相关生理指标相 对值如表所示。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 处理 净光合 速率 气孔导度 胞间CO2 浓度 可溶性 糖含量 脯氨酸 含量 营养液 0.9 0.9 0.9 0 0 ? 0.1 0 0 0.4 0.7 营养液+5 mmol/ L GB +75 mmol/ L NaCl 1.0 0.7 1.0 1.0 1.0 营养液+10 mmol/ L GB+ 75 mmol/ L NaCl 0.5 0.5 0.8 0.9 0.9 营养液+20 mmol/ L GB +75 mmol/ L NaCl 0.1 0.2 0.7 0.8 0.8 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 回答下列问题。 (1)土壤的盐浓度较高时,会使甜瓜细胞　　　　 ,进而出现“烧苗”现象,还会通过离子改变各种酶的　　　　　,使酶活性降低。  失水过多 空间结构 解析:(1)土壤的盐浓度较高时渗透压较大,会使甜瓜细胞渗透失水过多,进而出现“烧苗”现象;物质的结构和功能相适应,通过离子改变各种酶的空间结构可使酶活性降低。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (2)表中处理“?”具体为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 据表分析:①一定浓度GB预处理能缓解低浓度NaCl胁迫,其中____ mmol/L的GB预处理缓解效果最佳;②此时甜瓜出现的适应性变化是　　　　　　　　　　　　　 ,以维持细胞正常的形态。 营养液(+0 mmol/L GB)+75 mmol/L NaCl 增加可溶性糖和脯氨酸的含量 5 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析: (2)本实验目的是研究甜菜碱(一种植物生长调节剂,用GB表示)对甜瓜苗期盐胁迫的缓解作用,依据题表处理方式,可知处理“?”具体为营养液(+0 mmol/L GB)+75 mmol/L NaCl。题表中营养液+5 mmol/L GB+75 mmol/L NaCl条件处理下,净光合速率最高,可见5 mmol/L的GB预处理缓解效果最佳,此时甜瓜增加可溶性糖和脯氨酸的含量,以维持细胞正常的形态。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (3)施用GB的效果取决于多种因素,请你列举其中两个影响因素: __ __ __________________________ ___ ______________。  植物 (或物种或作物)类型、施用时的植物发育阶段(施用时间)、GB的浓度、 GB施用次数等 解析:(3)施用外源甜菜碱的效果会受到植物(或物种或作物)类型、施用时的植物发育阶段(施用时间)、甜菜碱的浓度、甜菜碱施用次数等因素的影响。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (4)研究人员继续实验获得GB的最适施用浓度后,仍有人提出,以上实验设计不足以证明GB对甜瓜幼苗期盐胁迫一定有缓解作用。为了达到实验目的,请你提出进一步研究的问题:  __________________________ ______________________________。  根施甜菜碱对甜瓜幼苗在高浓 度NaCl胁迫下是否具有缓解效应 解析:(4)为了进一步证明GB对甜瓜幼苗期盐胁迫一定有缓解作用,可以进一步探究根施甜菜碱对甜瓜幼苗在高浓度NaCl胁迫下是否具有缓解效应。 $$