内容正文:
专题03 细胞的物质输入与输出
考点概览
考点01被动运输
考点02主动运输与胞吞、胞吐
被动运输考点01
1.(2025·四川·模拟预测)某研究团队测定了水分胁迫(不足或过多)下黄芩叶片的生理指标,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
生理指标处理
丙二醛含量
(mg·g-1)
可溶性糖含量
(mg·g-1)
叶绿素含量
(mg·g-1)
水分供给适量
2.0
31.0
1.65
水分供给过多
2.8
25.0
1.50
水分供给不足
9.2
57.8
1.50
(注:在胁迫状态下,细胞积累的活性氧会破坏膜的脂质分子,形成丙二醛)
A.水分过多时,细胞膜完整性受损,控制物质进出的能力减弱
B.水分不足时,细胞内可溶性糖含量的变化导致水分流失增加
C.黄芩叶片中的叶绿素可吸收光能,其合成受到水分供给影响
D.水分供给不足对黄芩叶片生理指标的影响大于水分供给过多
2.(2024·四川德阳·一模)将人体的红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中,其形态会发生皱缩或膨胀的情况。下列叙述错误的是( )
A.红细胞形态的皱缩和膨胀都与细胞膜的结构特点密切相关
B.若红细胞形态不变,表明细胞内、外的NaCl溶液浓度相等
C.若发现红细胞正在逐渐膨胀,则其吸水能力正在逐渐减弱
D.若发现红细胞先皱缩后膨胀,说明某种离子能进入红细胞
3.(2024·四川南充·一模)某兴趣小组的同学开展植物细胞吸水和失水的探究实验时,先将紫色洋葱鳞片叶的外表皮放在蒸馏水中,直到细胞中的水分不再增加;然后用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理(蔗糖分子不进出细胞),一段时间后表皮细胞中的水分不再减少,此时表皮细胞仍具有活性。下列叙述正确的是( )
A.该实验过程中,可直接用低倍镜观察表皮细胞状态
B.经蒸馏水处理后,表皮细胞的体积发生了明显变化
C.经蔗糖溶液处理后,表皮细胞的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度
D.表皮细胞在蒸馏水中的水分增加量等于在蔗糖溶液中的水分减少量
4.(2024·四川南充·一模)大液泡主要存在于成熟的植物细胞中,可以由内质网、高尔基体或细胞膜产生的囊泡逐步形成。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞中有由液泡膜和细胞膜组成的原生质层
B.不同液泡的细胞液中含有的蛋白质种类完全相同
C.内质网膜、高尔基体膜和细胞膜组成生物膜系统
D.囊泡不仅能运输物质,还与细胞结构的形成有关
5.(2024·四川攀枝花·一模)人体消化道内食物的消化和吸收过程受神经和体液调节。下列相关叙述正确的是( )
A.胃液中的盐酸能使胃蛋白酶变性而失去活性
B.进食后若副交感神经活动增强可促进消化液分泌
C.唾液分泌条件反射的建立不需要以非条件反射为基础
D.小肠上皮细胞吸收肠腔中的氨基酸不需要转运蛋白的协助
主动运输与胞吞、胞吐考点02
1.(2024·四川眉山·一模)原发性主动运输和继发性主动运输是细胞物质运输的两种形式,二者的供能机制不同,原发性主动运输由ATP直接供能,继发性主动运输不由ATP直接供能。下图是小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图,下列有关分析正确的是( )
A.原发性主动运输是逆浓度跨膜,继发性主动运输是顺浓度跨膜
B.小肠上皮细胞运输葡萄糖既有原发性主动运输也有继发性主动运输
C.Na+一葡萄糖协同转运蛋白能转运两种物质,该转运蛋白无特异性
D.抑制Na+—K+泵的功能会使得葡萄糖运入小肠上皮细胞的量减少
2.(24-25高三上·四川成都·阶段练习)细胞内Ca2+与多种生理活动密切相关,而线粒体在
细胞钙稳态调节中居核心地位,其参与的部分Ca2+运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.人体内钙元素只能以离子形式存在,血钙过高会导致肌无力
B.图中Ca2+通过MCU时不需要与MCU结合,通道蛋白运输物质不需要改变构象
C.线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,且不消耗能量
D.NCLX可调节线粒体内的电位,Na+通过NCLX进入线粒体为协助扩散
3.(2024·四川达州·一模)细胞色素c氧化酶(CCO)是细胞有氧呼吸的重要电子传递体,参与NADH和氧气结合过程,增加ATP合成。雌激素可显著提高神经元的线粒体中CCO基因的表达。神经元细胞核中存在雌激素的两种受体ERα和ERβ,若ERα缺失,雌激素的神经保护作用完全消失;但ERβ缺失对雌激素的神经保护作用几乎没有影响。下列叙述正确的是( )
A.CCO位于线粒体基质中,通过参与有氧呼吸的第二阶段增加ATP合成
B.雌激素通过体液定向运输到神经元,以主动运输方式进入神经元内
C.雌激素与ERα或ERβ结合,会改变神经元内相关基因的表达而发挥作用
D.ERβ缺失,雌激素的神经保护作用丧失,说明ERβ在神经元中是多余的
4.(2024·四川达州·一模)下图为高等绿色植物叶肉细胞进行光合作用的部分过程示意图。下列分析错误的是( )
A.光系统I和Ⅱ中分布有光合色素,图示的膜是类囊体薄膜
B.CF0-CF1以协助扩散方式转运H+的同时,催化ATP的合成
C.经图示过程,光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能
D.图中O2被该叶肉细胞有氧呼吸消耗,至少穿过4层生物膜
5.(2024·四川达州·一模)蛋白质中特定氨基酸的R基团会与多糖、磷酸基团或甲基等结合,被修饰后的蛋白质空间构象和生理活性会发生改变。下列推理不正确的是( )
A.蛋白质的糖基化可能起始于内质网,终止于高尔基体
B.载体蛋白磷酸化后,空间构象会发生不可逆的改变
C.构成染色体的组蛋白发生甲基化可能会影响基因的表达
D.蛋白质糖基化、磷酸化或甲基化等不直接影响肽键的形成
6.(2024·四川泸州·一模)研究发现,盐胁迫下大量Na+会进入植物根部细胞,影响细胞内酶的活性,进而影响蛋白质的正常合成。耐盐碱植物根毛细胞中的液泡不仅对植物细胞内的环境起调节作用,还参与抵抗盐胁迫。右图为某耐盐植物在高盐环境中的有关生理活动示意图,其中NHX、SOS1和HKT1是有关转运蛋白。下列有关叙述合理的是( )
A.有关部位pH大小为:液泡pH<细胞质基质pH<细胞膜外pH
B.NHX、SOS1均能转运H+和Na+,两种转运蛋白都不具有专一性
C.高盐胁迫时,Na+进入根细胞和进入液泡均不需要消耗能量
D.该植物可通过排出Na+和提高细胞渗透压来适应高盐碱环境
7.(2024·四川内江·一模)如图为溶酶体膜上的部分蛋白质及其作用示意图,其中H+-ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转运H+。当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.溶酶体膜上的H+-ATP酶具有催化和运输作用
B.溶酶体膜上的H+-ATP酶磷酸化不会导致其空间构象改变
C.H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+的转运
D.当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,会引起溶酶体数量减少
8.(2024·四川内江·一模)玉米植株在缺乏N、Mg等营养物质时会出现相应症状,因此种植过程中需要给植株施肥。下列有关叙述正确的是( )
A.施用氮肥有利于细胞合成蛋白质、脂肪等大分子物质
B.施用富含Mg的肥料可为玉米提供微量元素和所需能量
C.一次施肥过多,可能会导致玉米根系细胞失水过多而死亡
D.施肥时松土有利于玉米的根系通过自由扩散吸收N、Mg等营养物质
9.(2024·四川内江·一模)如图为溶酶体膜上的部分蛋白质及其作用示意图,其中H+-ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转运H+。当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.溶酶体膜上的H+-ATP酶具有催化和运输作用
B.溶酶体膜上的H+-ATP酶磷酸化不会导致其空间构象改变
C.H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+的转运
D.当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,会引起溶酶体数量减少
10.(2024·四川内江·一模)玉米植株在缺乏N、Mg等营养物质时会出现相应症状,因此种植过程中需要给植株施肥。下列有关叙述正确的是( )
A.施用氮肥有利于细胞合成蛋白质、脂肪等大分子物质
B.施用富含Mg的肥料可为玉米提供微量元素和所需能量
C.一次施肥过多,可能会导致玉米根系细胞失水过多而死亡
D.施肥时松土有利于玉米的根系通过自由扩散吸收N、Mg等营养物质
11.(2024·四川绵阳·一模)科学家麦金农和阿格雷于2003年同时获得了诺贝尔化学奖,这源于麦金农解析了钾离子通道蛋白的立体结构;阿格雷成功将构成水通道的蛋白质分离出来,证实了水通道蛋白的存在。下列叙述错误的是( )
A.高温破坏了钾离子通道蛋白的空间结构会影响钾离子的运输
B.钾离子通道蛋白运输钾离子过程中,其自身构象要发生改变
C.水分子更多的是借助水通道蛋白以易化扩散的方式进出细胞
D.水通道蛋白在转运水分子时,不需与通道蛋白结合直接通过
12.(2024·四川绵阳·一模)木榄是组成红树林的优势树种之一,具有很强的耐盐能力,这得益于它能将多余的Na+外排。Na+外排需要借助SOS信号调控途径(如图甲所示),与之相关的蛋白主要是SOS1、SOS2、SOS3三种,其中SOS3(Ca2+依赖性)位于SOS途径的最上游,当感知高Na+胁迫后,Ca2+开始与SOS3结合,同时SOS2被激发,活化的SOS2通过使SOS1载体蛋白磷酸化,以激活SOS1的Na+/H+反向运输功能。已知H+—ATP ase是一种位于细胞膜上的载体蛋白(如图乙所示)。回答下列问题。
(1)SOS1蛋白磷酸化过程是 (填“吸能”或“放能”)反应,原因是 。
(2)图乙中H+—ATPase的作用是 (答出2点即可)。
(3)某同学欲探究木榄的根部吸收无机盐K+是被动运输还是主动运输,请设计实验加以证明,简要写出实验思路和预期结果及结论。
①实验思路: 。
②预期实验结果及结论: 。
13.(2024·四川南充·一模)在农业生产中,施肥是提高作物产量的重要手段。农民会根据矿质元素对作物所起的生理功能,结合作物的需肥规律,适时地、适量地施肥。如钾肥能促进糖分转化和运输,使光合产物迅速运到种子;磷肥能促进各种代谢正常进行,提高作物的抗寒性和抗旱性。请回答下列问题:
(1)磷在细胞内以磷酸基团的形式存在于有机化合物 中。(写出两种即可)
(2)细胞外的K+能通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,该运输方式是 。
(3)下表为花生各生育期的钾吸收量(%),花生在 期钾肥吸收量为最高,其原因是 。
生育期
苗期
开花期
结荚期
成熟期
K
6.7
22.3
66.4
4.7
(4)传统农业根据植物的元素缺乏症,往往会向农田投入化肥。但这样做有时仍会导致减产,原因可能是 。(答出两点即可)
14.(2024·四川南充·一模)研究人员将番茄植株放在含Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养,一段时间后,发现营养液中Ca2+和Mg2+的浓度均下降,而SiO44-的浓度上升。下列叙述错误的是( )
A.番茄根细胞可以通过通道蛋白吸收培养液中的水分
B.番茄根细胞对Ca2+与Mg2+的吸收速率可能存在差异
C.加入呼吸抑制剂会影响番茄根细胞吸收Mg2+的速率
D.番茄根细胞向培养液中分泌了大量的SiO44-
15.(2024·四川眉山·一模)溶酶体是细胞内的“消化车间”,对维持细胞内部环境的稳定,具有重要的作用。回答下列问题:
(1)溶酶体是具有 层生物膜的细胞器,能分解衰老、损伤的细胞器。
(2)溶酶体膜上的TMEM175蛋白异常会引起溶酶体pH的改变,从而影响溶酶体的功能,使机体代谢出现异常,其部分机制如图1、2所示。已知溶酶体内的pH一般较细胞质基质的低。
①据图1分析,为维持溶酶体内较低的pH,其机制是 。
②H+通过正常的TMEM175蛋白进入细胞质基质中的运输方式是 。当神经元溶酶体中的TMEM175蛋白变异后,会导致神经元中α-Synuclein 蛋白积累,进而可能引起帕金森综合征。结合题中信息和图1、2分析,其致病机理可能是 。
(3)处于营养缺乏条件下的真核细胞,可以通过溶酶体进行细胞自噬来获取生存所需的物质和能量。某研究小组为研究低糖条件和药物L对细胞自噬的影响,进行了相关实验,结果如图3所示。C组的处理方式是 。图3的实验结果说明了 。
16.(2024·四川成都·一模)盐碱地中含过量的钠盐会对普通水稻的生存造成威胁,同时普通水稻也会因遭受一些病原菌感染而影响其正常生长。袁隆平院士的团队经过不懈努力,培育出抵抗逆境而耐盐碱的海水稻,并将其推广种植,为农业的可持续发展作出了重大贡献。下图为海水稻抗逆性特征相关的生理过程示意图。回答下列问题:
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质
(1)盐碱地土壤中过多的无机盐增大了土壤溶液的渗透压,使植物吸水困难,产生渗透胁迫。据图分析,海水稻细胞通过将无机盐离子跨膜运输进入细胞,从而增大细胞液的 以应对渗透胁迫,其根细胞吸收水分的方式是 。
(2)过多的无机盐使盐碱地土壤pH呈碱性,但海水稻根细胞的细胞间pH小于7,据图分析,原因是根尖细胞将细胞质基质中的H+通过 的方式跨膜运输到细胞膜外,以中和盐碱地中过多的碱。H+也能由细胞外进入细胞质基质,其跨膜运输方式和H+由液泡进入细胞质基质的跨膜运输方式 (填“相同”或“不同”)。
(3)为抵抗病原菌的感染,海水稻会向细胞外分泌一些抗菌蛋白。储存抗菌蛋白的囊泡与细胞膜融合,体现了细胞膜具有 的结构特点。
(4)海水稻在种植过程中也要像种植普通水稻一样对稻田进行定期排水晒田,从物质跨膜运输的角度分析,定期排水晒田有利于 。
(5)虽然海水稻能在一定盐浓度的环境中生存,但其耐受环境胁迫的能力仍十分有限,如在灌溉时,仍需将盐度高的海水经过一定的淡化处理后再流入水稻田。结合实际情况,提出1个进一步改良海水稻抗逆性状的方案: 。
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学科网(北京)股份有限公司
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专题03 细胞的物质输入与输出
考点概览
考点01被动运输
考点02主动运输与胞吞、胞吐
被动运输考点01
1.(2025·四川·模拟预测)某研究团队测定了水分胁迫(不足或过多)下黄芩叶片的生理指标,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
生理指标处理
丙二醛含量
(mg·g-1)
可溶性糖含量
(mg·g-1)
叶绿素含量
(mg·g-1)
水分供给适量
2.0
31.0
1.65
水分供给过多
2.8
25.0
1.50
水分供给不足
9.2
57.8
1.50
(注:在胁迫状态下,细胞积累的活性氧会破坏膜的脂质分子,形成丙二醛)
A.水分过多时,细胞膜完整性受损,控制物质进出的能力减弱
B.水分不足时,细胞内可溶性糖含量的变化导致水分流失增加
C.黄芩叶片中的叶绿素可吸收光能,其合成受到水分供给影响
D.水分供给不足对黄芩叶片生理指标的影响大于水分供给过多
【答案】B
【分析】丙二醛是生物膜的脂质物质过氧化的产物,丙二醛含量越高,说明植物细胞膜的脂质物质过氧化程度高,细胞膜受到的伤害严重,反映植物遭受逆境伤害的程度越大。水分是影响植物光合作用的因素之一,水分不足或过多都会对植物光合作用产生影响。
【详解】A、水分过多时,根据表格可知,丙二醛的含量上升,说明膜的脂质分子受到破坏,细胞膜完整性受损,控制物质进出的能力会减弱,A正确;
B、水分不足时,细胞内可溶性糖含量增多,细胞渗透压变大,会水分尽可能留在植物体内,不会流失,B错误;
C、黄芩叶片中的叶绿素可吸收传递光能,其合成受到水分供给影响,水分供给适量时叶绿素含量最高,C正确;
D、水分供给不足对黄芩叶片生理指标的影响大于水分供给过多,水分供给不足时丙二醛含量最多,膜的脂质分子破坏最严重,细胞膜损伤最严重,D正确。
故选B。
2.(2024·四川德阳·一模)将人体的红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中,其形态会发生皱缩或膨胀的情况。下列叙述错误的是( )
A.红细胞形态的皱缩和膨胀都与细胞膜的结构特点密切相关
B.若红细胞形态不变,表明细胞内、外的NaCl溶液浓度相等
C.若发现红细胞正在逐渐膨胀,则其吸水能力正在逐渐减弱
D.若发现红细胞先皱缩后膨胀,说明某种离子能进入红细胞
【答案】B
【分析】红细胞在不同浓度的外界溶液中所产生的不同变化:
①当外界溶液浓度<细胞内液的溶质浓度时,红细胞吸水膨胀;
②当外界溶液浓度>细胞内液的溶质浓度时,红细胞失水皱缩;
③当外界溶液浓度=细胞内液的溶质浓度时,红细胞吸水与失水处于动态平衡,细胞形状不改变。
【详解】A、红细胞的皱缩和膨胀都与细胞膜的流动性有关,A正确;
B、若红细胞形态不变,说明进出水平衡,细胞内溶度与细胞外浓度相等,但细胞内存在其他无机盐、糖类和蛋白质等物质,因此细胞内外NaCl溶液浓度不相等,B错误;
C、若红细胞在逐渐膨胀,说明细胞发生了吸水,细胞内溶液浓度逐渐降低,细胞内外溶液浓度差变小,细胞吸水能力逐渐减弱,C正确;
D、若红细胞先皱缩后膨胀,说明细胞先失水后有离子能进入细胞,又发生了吸水,D正确。
故选B。
3.(2024·四川南充·一模)某兴趣小组的同学开展植物细胞吸水和失水的探究实验时,先将紫色洋葱鳞片叶的外表皮放在蒸馏水中,直到细胞中的水分不再增加;然后用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理(蔗糖分子不进出细胞),一段时间后表皮细胞中的水分不再减少,此时表皮细胞仍具有活性。下列叙述正确的是( )
A.该实验过程中,可直接用低倍镜观察表皮细胞状态
B.经蒸馏水处理后,表皮细胞的体积发生了明显变化
C.经蔗糖溶液处理后,表皮细胞的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度
D.表皮细胞在蒸馏水中的水分增加量等于在蔗糖溶液中的水分减少量
【答案】A
【分析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差。当外界溶液浓度等于细胞液浓度,则细胞液浓度不变;当外表皮细胞放在浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,细胞失水,细胞液浓度先增加,后稳定。
【详解】A、液泡这一细胞器体积较大,该实验过程中,可直接用低倍镜观察表皮细胞状态,A正确;
B、由于植物细胞壁的支持作用,经蒸馏水处理后,表皮细胞的体积不会发生明显变化,B错误;
C、经蔗糖溶液处理后,表皮细胞处于失水状态,表皮细胞的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,C错误;
D、由于无法明确蒸馏水和表皮细胞细胞液之间的浓度差与蔗糖溶液和表皮细胞细胞液的浓度差大小,故无法判断表皮细胞在蒸馏水中的水分增加量等于在蔗糖溶液中的水分减少量,D错误。
故选A。
4.(2024·四川南充·一模)大液泡主要存在于成熟的植物细胞中,可以由内质网、高尔基体或细胞膜产生的囊泡逐步形成。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞中有由液泡膜和细胞膜组成的原生质层
B.不同液泡的细胞液中含有的蛋白质种类完全相同
C.内质网膜、高尔基体膜和细胞膜组成生物膜系统
D.囊泡不仅能运输物质,还与细胞结构的形成有关
【答案】D
【分析】生物膜系统:
1、概念:内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
2、功能:
(1)保证内环境的相对稳定,对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。
(2)为多种酶提供附着位点,是许多生物化学反应的场所。
(3)分隔细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【详解】A、植物细胞的原生质层是由细胞膜、液泡膜及两层膜间的细胞质组成的,A错误;
B、不同液泡的功能存在差异,故不同液泡的细胞液中含有的蛋白质种类不完全相同,B错误;
C、生物膜系统的组成包括细胞膜、细胞器膜和核膜,C错误;
D、囊泡是细胞内的一种重要结构,它主要由膜结构组成,可以包裹着物质在细胞内进行运输。同时,囊泡还参与细胞结构的形成,如高尔基体通过形成囊泡将蛋白质等物质运输到细胞膜或其他细胞器,参与细胞结构的构建和更新,D正确。
故选D。
5.(2024·四川攀枝花·一模)人体消化道内食物的消化和吸收过程受神经和体液调节。下列相关叙述正确的是( )
A.胃液中的盐酸能使胃蛋白酶变性而失去活性
B.进食后若副交感神经活动增强可促进消化液分泌
C.唾液分泌条件反射的建立不需要以非条件反射为基础
D.小肠上皮细胞吸收肠腔中的氨基酸不需要转运蛋白的协助
【答案】B
【分析】自主神经系统:自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。
【详解】A、胃液中的盐酸不会使胃蛋白酶变性而失去活性,A错误;
B、副交感神经活动增强,促进胃肠的蠕动和消化液的分泌,有利于食物的消化和营养物质的吸收,B正确;
C、条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的,即唾液分泌条件反射的建立需以非条件反射为基础,C错误;
D、小肠上皮细胞吸收氨基酸的方式通常为主动运输,过程中需要转运蛋白,D错误。
故选B。
主动运输与胞吞、胞吐考点02
1.(2024·四川眉山·一模)原发性主动运输和继发性主动运输是细胞物质运输的两种形式,二者的供能机制不同,原发性主动运输由ATP直接供能,继发性主动运输不由ATP直接供能。下图是小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图,下列有关分析正确的是( )
A.原发性主动运输是逆浓度跨膜,继发性主动运输是顺浓度跨膜
B.小肠上皮细胞运输葡萄糖既有原发性主动运输也有继发性主动运输
C.Na+一葡萄糖协同转运蛋白能转运两种物质,该转运蛋白无特异性
D.抑制Na+—K+泵的功能会使得葡萄糖运入小肠上皮细胞的量减少
【答案】D
【分析】葡萄糖运入小肠上皮细胞是继发性主动运输,运出小肠上皮细胞是协助扩散。
【详解】A、根据题意,原发性主动运输和继发性主动运输均是逆浓度梯度跨膜,A错误;
B、葡萄糖运入小肠上皮细胞是继发性主动运输,运出小肠上皮细胞是协助扩散,B错误;
C、Na+—葡萄糖协同转运蛋白能转运Na+和葡萄糖两种物质,该转运蛋白能够与特定的分子或离子结合,不能与其他分子或离子结合,因此具有特异性,C错误;
D、抑制Na+—K+泵的功能会使得运出小肠上皮细胞的Na+减少,导致Na+运入也会减少,葡萄糖运入小肠上皮细胞的量也会减少,D正确。
故选D。
2.(24-25高三上·四川成都·阶段练习)细胞内Ca2+与多种生理活动密切相关,而线粒体在细胞钙稳态调节中居核心地位,其参与的部分Ca2+运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.人体内钙元素只能以离子形式存在,血钙过高会导致肌无力
B.图中Ca2+通过MCU时不需要与MCU结合,通道蛋白运输物质不需要改变构象
C.线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,且不消耗能量
D.NCLX可调节线粒体内的电位,Na+通过NCLX进入线粒体为协助扩散
【答案】D
【分析】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、人体内钙元素除了能以离子形式存在,还有化合态形式存在,如骨细胞的成分为磷酸钙,A错误;
B、MCU是通道蛋白,故Ca2+通过MCU时,不需要与MCU结合,但其开闭时构象改变,B错误;
C、Ca2+通过通道蛋白由细胞质基质进入线粒体,该过程属于协助扩散,可见细胞质基质Ca2+浓度高于线粒体内,因此,线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,需要消耗能量,C错误;
D、Ca2+通过通道蛋白由细胞质基质进入线粒体,该过程属于协助扩散,则Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,则Na+通过NCLX顺浓度进入线粒体为协助扩散;转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体,即从线粒体运出1个Ca2+的同时,运入3~4个Na+,可见NCLX还可调节线粒体内的电位,其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍,D正确。
故选D。
3.(2024·四川达州·一模)细胞色素c氧化酶(CCO)是细胞有氧呼吸的重要电子传递体,参与NADH和氧气结合过程,增加ATP合成。雌激素可显著提高神经元的线粒体中CCO基因的表达。神经元细胞核中存在雌激素的两种受体ERα和ERβ,若ERα缺失,雌激素的神经保护作用完全消失;但ERβ缺失对雌激素的神经保护作用几乎没有影响。下列叙述正确的是( )
A.CCO位于线粒体基质中,通过参与有氧呼吸的第二阶段增加ATP合成
B.雌激素通过体液定向运输到神经元,以主动运输方式进入神经元内
C.雌激素与ERα或ERβ结合,会改变神经元内相关基因的表达而发挥作用
D.ERβ缺失,雌激素的神经保护作用丧失,说明ERβ在神经元中是多余的
【答案】C
【分析】激素调节的特点:微量高效;通过体液运输;作用于靶细胞、靶器官;作为信息分子发挥调节作用。
【详解】A、CCO是生物氧化的重要电子传递体,可参与[H]和氧气结合过程,该过程为有氧呼吸第三阶段,A错误;
B、雌激素通过体液运送到全身,只作用于特定的靶细胞和靶器官,进入细胞的方式是自由扩散,B错误;
C、雌激素与ERα或ERβ结合,会改变神经元内相关基因的表达而发挥作用,C正确;
D、ERβ缺失,雌激素的神经保护作用丧失,不能说明ERβ在神经元中是多余的,D错误。
故选C。
4.(2024·四川达州·一模)下图为高等绿色植物叶肉细胞进行光合作用的部分过程示意图。下列分析错误的是( )
A.光系统I和Ⅱ中分布有光合色素,图示的膜是类囊体薄膜
B.CF0-CF1以协助扩散方式转运H+的同时,催化ATP的合成
C.经图示过程,光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能
D.图中O2被该叶肉细胞有氧呼吸消耗,至少穿过4层生物膜
【答案】D
【分析】题图分析:该膜为类囊体薄膜,是光合作用光反应阶段的场所,该膜上发生的物质变化是:水的光解和ATP、NADPH的合成。
【详解】A、据图可知,光系统I和Ⅱ都可以吸收光能,色素才可以吸收光能,故可推知光系统I和Ⅱ中分布有光合色素,图示的膜是类囊体薄膜,A正确;
B、根据H+的转运方向可知,H+外运是顺浓度梯度,需要CF0-CF1的协助,故H+的转运属于协助扩散,CF0-CF1上还发生了ATP的合成,故可知CF0-CF1还可以催化ATP的合成,B正确;
C、图示为光反应过程,经过色素吸收和转化光能,将光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能,C正确;
D、由图可知,O2的产生是在类囊体薄膜腔内,O2的利用是在线粒体内膜,故图中O2被该叶肉细胞有氧呼吸消耗,至少穿过类囊体薄膜一层膜、叶绿体的两层膜和线粒体的两层膜,共5层生物膜,D错误。
故选D。
5.(2024·四川达州·一模)蛋白质中特定氨基酸的R基团会与多糖、磷酸基团或甲基等结合,被修饰后的蛋白质空间构象和生理活性会发生改变。下列推理不正确的是( )
A.蛋白质的糖基化可能起始于内质网,终止于高尔基体
B.载体蛋白磷酸化后,空间构象会发生不可逆的改变
C.构成染色体的组蛋白发生甲基化可能会影响基因的表达
D.蛋白质糖基化、磷酸化或甲基化等不直接影响肽键的形成
【答案】B
【分析】表观遗传:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】A、一些蛋白质需要内质网和高尔基体的加工,蛋白质的糖基化可能起始于内质网,终止于高尔基体,A正确;
B、载体蛋白磷酸化后,空间构象发生可逆的改变,从而转运相应的物质,载体蛋白可以重复使用,B错误;
C、构成染色体的组蛋白发生甲基化可能会影响基因的表达,属于表观遗传的范畴,C正确;
D、肽链是在核糖体上合成的,形成肽键,之后再经过内质网和高尔基体进行加工,发生蛋白质糖基化、磷酸化或甲基化等,D正确。
故选B。
6.(2024·四川泸州·一模)研究发现,盐胁迫下大量Na+会进入植物根部细胞,影响细胞内酶的活性,进而影响蛋白质的正常合成。耐盐碱植物根毛细胞中的液泡不仅对植物细胞内的环境起调节作用,还参与抵抗盐胁迫。右图为某耐盐植物在高盐环境中的有关生理活动示意图,其中NHX、SOS1和HKT1是有关转运蛋白。下列有关叙述合理的是( )
A.有关部位pH大小为:液泡pH<细胞质基质pH<细胞膜外pH
B.NHX、SOS1均能转运H+和Na+,两种转运蛋白都不具有专一性
C.高盐胁迫时,Na+进入根细胞和进入液泡均不需要消耗能量
D.该植物可通过排出Na+和提高细胞渗透压来适应高盐碱环境
【答案】D
【分析】物质跨膜运输的方式:
(1)自由扩散:物质从高浓度到低浓度,不需要载体,不耗能,例如气体、小分子脂质;
(2)协助扩散:物质高浓度到低浓度,需要膜转运蛋白的协助,不耗能,如葡萄糖进入红细胞;
(3)主动运输:物质从低浓度到高浓度,需要载体蛋白的协助,耗能,如离子、氨基酸、葡萄糖等。
【详解】A、据图分析,H+由细胞质基质进入液泡,需要消耗ATP,则H+由低浓度进入高浓度,液泡pH<细胞质基质pH,H+由细胞质基质进入细胞膜外,也需要消耗能量,则H+由低浓度进入高浓度,细胞膜外pH<细胞质基质pH,A错误;
B、NHX、SOS1只能转运H+和Na+,具有专一性,B错误;
C、高盐胁迫时,Na+进入根细胞是从高浓度进入低浓度,不需要消耗能量,Na+进入液泡依靠H+提供的电化学势能,C错误;
D、提高细胞液中Na+浓度,能提高细胞液的渗透压,增加细胞对水的吸收,从而适应高盐碱环境,D正确。
故选D。
7.(2024·四川内江·一模)如图为溶酶体膜上的部分蛋白质及其作用示意图,其中H+-ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转运H+。当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.溶酶体膜上的H+-ATP酶具有催化和运输作用
B.溶酶体膜上的H+-ATP酶磷酸化不会导致其空间构象改变
C.H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+的转运
D.当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,会引起溶酶体数量减少
【答案】A
【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】A、据图可知,溶酶体膜上的H+-ATP酶既可协助H+跨膜运输,也可催化ATP水解,故具有催化和运输作用,A正确;
B、溶酶体膜上的H+-ATP酶介导H+转运时为主动运输,需要载体蛋白的协助,载体蛋白需与运输分子结合,引起载体蛋白空间结构改变,B错误;
C、Na+的转运需要借助H+转运时的浓度差,H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,进而影响Na+的转运,C错误;
D、分析题意可知,当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达,故会引起溶酶体数量增加,D错误。
故选A。
8.(2024·四川内江·一模)玉米植株在缺乏N、Mg等营养物质时会出现相应症状,因此种植过程中需要给植株施肥。下列有关叙述正确的是( )
A.施用氮肥有利于细胞合成蛋白质、脂肪等大分子物质
B.施用富含Mg的肥料可为玉米提供微量元素和所需能量
C.一次施肥过多,可能会导致玉米根系细胞失水过多而死亡
D.施肥时松土有利于玉米的根系通过自由扩散吸收N、Mg等营养物质
【答案】C
【分析】无机盐的主要存在形式是离子,有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分;许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。组成细胞的化合物中,蛋白质、核酸、磷脂、ATP等都含有N元素;植物吸收离子的方式是主动运输。
【详解】A、脂肪含C、H、O,施用氮肥不能用于脂肪,且脂肪不是大分子,A 错误;
B、Mg不是大量元素,且无机盐不能提供能量,B错误;
C、一次施肥过多,外界渗透压过大,可能会导致玉米根系细胞失水过多而死亡,C正确;
D、施肥时松土有利于玉米的根系通过主动运输吸收N、Mg等营养物质,D错误。
故选C。
9.(2024·四川内江·一模)如图为溶酶体膜上的部分蛋白质及其作用示意图,其中H+-ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转运H+。当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.溶酶体膜上的H+-ATP酶具有催化和运输作用
B.溶酶体膜上的H+-ATP酶磷酸化不会导致其空间构象改变
C.H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+的转运
D.当细胞自噬时,Ca2+通道蛋白开放,会引起溶酶体数量减少
【答案】A
【分析】溶酶体:含有多种水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器,能杀死侵入细胞的病毒或病菌,被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,而废物则被排出体外。
【详解】A、分析题意,H+-ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转运H+,由此可知,溶酶体膜上的H+-ATP酶可以催化ATP水解和运输H+,A正确;
B、溶酶体膜上的H+-ATP酶磷酸化会导致其空间构象改变,B错误;
C、分析题图可知,Na+运入溶酶体时需要H+的浓度差提供势能,溶酶体膜上的H+-ATP酶可以催化ATP水解和运输H+,故H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,间接影响Na+的转运,C错误;
D、分析题意和题图,细胞自噬时,溶酶体上的钙离子通道打开,钙离子从溶酶体进入细胞质基质,细胞质基质中的钙离子浓度升高,增强与溶酶体生成相关基因的表达,会引起溶酶体数量增加,D错误。
故选A。
10.(2024·四川内江·一模)玉米植株在缺乏N、Mg等营养物质时会出现相应症状,因此种植过程中需要给植株施肥。下列有关叙述正确的是( )
A.施用氮肥有利于细胞合成蛋白质、脂肪等大分子物质
B.施用富含Mg的肥料可为玉米提供微量元素和所需能量
C.一次施肥过多,可能会导致玉米根系细胞失水过多而死亡
D.施肥时松土有利于玉米的根系通过自由扩散吸收N、Mg等营养物质
【答案】C
【分析】无机盐的主要存在形式是离子,有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分;许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。组成细胞的化合物中,蛋白质、核酸、磷脂、ATP等都含有N元素;植物吸收离子的方式是主动运输。
【详解】A、脂肪不含有氮元素,A错误;
B、施用富含Mg的肥料的目的是给植物的生长提供矿质元素,而不是提供能量,B错误;
C、氮肥施用过多,细胞外液浓度升高,可能会使植物根细胞失水,过多而死亡,C正确;
D、根细胞可以通过主动运输吸收无机盐,D错误。
故选C。
11.(2024·四川绵阳·一模)科学家麦金农和阿格雷于2003年同时获得了诺贝尔化学奖,这源于麦金农解析了钾离子通道蛋白的立体结构;阿格雷成功将构成水通道的蛋白质分离出来,证实了水通道蛋白的存在。下列叙述错误的是( )
A.高温破坏了钾离子通道蛋白的空间结构会影响钾离子的运输
B.钾离子通道蛋白运输钾离子过程中,其自身构象要发生改变
C.水分子更多的是借助水通道蛋白以易化扩散的方式进出细胞
D.水通道蛋白在转运水分子时,不需与通道蛋白结合直接通过
【答案】B
【分析】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、高温会破坏钾离子通道蛋白的空间结构,导致钾离子通道蛋白变性而失活,从而影响钾离子的运输,A正确;
B、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。钾离子通道蛋白运输钾离子过程中,其自身构象不需要发生改变,B错误;
C、水分子可以通过协助扩散(易化扩散)或自由扩散进出细胞,易化扩散比自由扩散的速率更快,水分子更多的是借助水通道蛋白以易化扩散的方式进出细胞,C正确;
D、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,因此水通道蛋白在转运水分子时,不需与通道蛋白结合直接通过,D正确。
故选B。
12.(2024·四川南充·一模)研究人员将番茄植株放在含Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养,一段时间后,发现营养液中Ca2+和Mg2+的浓度均下降,而SiO44-的浓度上升。下列叙述错误的是( )
A.番茄根细胞可以通过通道蛋白吸收培养液中的水分
B.番茄根细胞对Ca2+与Mg2+的吸收速率可能存在差异
C.加入呼吸抑制剂会影响番茄根细胞吸收Mg2+的速率
D.番茄根细胞向培养液中分泌了大量的SiO44-
【答案】D
【分析】1、同一植物对不同离子的吸收速度不同,不同植物对同种离子的吸收速度不同,这与植物细胞膜上载体的种类和数量有关。
2、植物对矿质元素是一种选择性吸收,属于主动运输,而对水是通过渗透作用,则植物体对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程。
【详解】A、细胞吸收水的方式为自由扩散和协助扩散,细胞对水的协助扩散通过膜上的水通道蛋白实现,A正确;
B、一段时间后,发现营养液中Ca2+和Mg2+的浓度均下降,但是不知道具体降低的数据,故番茄根细胞对Ca2+与Mg2+的吸收速率可能存在差异,B正确;
C、番茄根细胞吸收Mg2+的方式为主动运输,消耗能量,加入呼吸抑制剂会影响番茄根细胞吸收Mg2+的速率,C正确;
D、SiO44-的浓度上升的原因是番茄细胞对水吸收的速率高于对SiO44-的吸收速率,D错误。
故选D。
13.(2024·四川绵阳·一模)木榄是组成红树林的优势树种之一,具有很强的耐盐能力,这得益于它能将多余的Na+外排。Na+外排需要借助SOS信号调控途径(如图甲所示),与之相关的蛋白主要是SOS1、SOS2、SOS3三种,其中SOS3(Ca2+依赖性)位于SOS途径的最上游,当感知高Na+胁迫后,Ca2+开始与SOS3结合,同时SOS2被激发,活化的SOS2通过使SOS1载体蛋白磷酸化,以激活SOS1的Na+/H+反向运输功能。已知H+—ATP ase是一种位于细胞膜上的载体蛋白(如图乙所示)。回答下列问题。
(1)SOS1蛋白磷酸化过程是 (填“吸能”或“放能”)反应,原因是 。
(2)图乙中H+—ATPase的作用是 (答出2点即可)。
(3)某同学欲探究木榄的根部吸收无机盐K+是被动运输还是主动运输,请设计实验加以证明,简要写出实验思路和预期结果及结论。
①实验思路: 。
②预期实验结果及结论: 。
【答案】(1) 吸能 Na+外排为主动运输,需要ATP提供能量,并提供磷酸基团使SOS1蛋白磷酸化
(2)运输H+、催化ATP水解
(3) 取甲、乙两组生长状况基本相同的碱蓬,放入适宜浓度的含有K+的溶液中,甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸,在适宜条件下培养后测定两组植物根系对K+的吸收速率 若两组植物对K+的吸收速率相同,说明木榄根部吸收无机盐离子为被动运输;若两组植物对K+的吸收速率不同,说明碱蓬吸收无机盐离子为主动运输
【分析】物质的跨膜运输方式包括主动运输和被动运输;被动运输是物质顺浓度梯度的运输,包括自由扩散和协助扩散,其中物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散,不需要载体协助,不消耗能量,进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散,叫协助扩散,该方式不消耗能量;物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时消耗能量,这种方式叫主动运输。
【详解】(1)据题干信息“活化的SOS2通过使SOS1载体蛋白磷酸化,以激活SOS1的Na+/H+反向运输功能”可知,Na+外排为主动运输,需要ATP提供能量,并提供磷酸基团使SOS1蛋白磷酸化,故该过程为吸能反应。
(2)据图乙可知,H+—ATPase可以将H+从膜内运输到膜外,同时能催化ATP水解,故其作用是运输和催化。
(3)被动运输和主动运输的主要区别是前者不需要消耗能量,后者需要消耗能量,故实验思路为:取甲、乙两组生长状况基本相同的碱蓬,放入适宜浓度的含有K+的溶液中,甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸,在适宜条件下培养后测定两组植物根系对K+的吸收速率;若两组植物对K+的吸收速率相同,说明木榄根部吸收无机盐离子为被动运输;若两组植物对K+的吸收速率不同,说明碱蓬吸收无机盐离子为主动运输。
14.(2024·四川南充·一模)在农业生产中,施肥是提高作物产量的重要手段。农民会根据矿质元素对作物所起的生理功能,结合作物的需肥规律,适时地、适量地施肥。如钾肥能促进糖分转化和运输,使光合产物迅速运到种子;磷肥能促进各种代谢正常进行,提高作物的抗寒性和抗旱性。请回答下列问题:
(1)磷在细胞内以磷酸基团的形式存在于有机化合物 中。(写出两种即可)
(2)细胞外的K+能通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,该运输方式是 。
(3)下表为花生各生育期的钾吸收量(%),花生在 期钾肥吸收量为最高,其原因是 。
生育期
苗期
开花期
结荚期
成熟期
K
6.7
22.3
66.4
4.7
(4)传统农业根据植物的元素缺乏症,往往会向农田投入化肥。但这样做有时仍会导致减产,原因可能是 。(答出两点即可)
【答案】(1)核酸(核苷酸、DNA、RNA)、磷脂、ATP
(2)主动运输
(3) 结荚 钾肥能促使光合产物迅速运到种子,有利于种子饱满,而结荚期是花生种子生长的关键期,所以该时期钾肥的需求量大
(4)投入化肥的种类和数量不当;投入化肥的时期不当;投入化肥的方式不当等
【分析】1.主动运输属于逆浓度运输需要载体和能量;
2. DNA、RNA、ATP都含有P元素。
【详解】(1)磷在细胞内以磷酸基团的形式存在于有机化合物核酸、ATP、磷脂等。
(2)细胞外的K+能通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,而主动运输是逆浓度梯度,需要载体和能量,符合主动运输,故该运输方式是主动运输。
(3)从表中分析可知,花生在结荚期钾肥吸收量为最高,由于钾肥能促进糖分转化和运输,使光合产物迅速运到种子,有利于种子饱满,而结荚期是花生种子生长的关键期,所以该时期钾肥的需求量大。
(4)若投入化肥的种类和数量不当或投入化肥的时期不当或投入化肥的方式不当等也会导致减产。
15.(2024·四川眉山·一模)溶酶体是细胞内的“消化车间”,对维持细胞内部环境的稳定,具有重要的作用。回答下列问题:
(1)溶酶体是具有 层生物膜的细胞器,能分解衰老、损伤的细胞器。
(2)溶酶体膜上的TMEM175蛋白异常会引起溶酶体pH的改变,从而影响溶酶体的功能,使机体代谢出现异常,其部分机制如图1、2所示。已知溶酶体内的pH一般较细胞质基质的低。
①据图1分析,为维持溶酶体内较低的pH,其机制是 。
②H+通过正常的TMEM175蛋白进入细胞质基质中的运输方式是 。当神经元溶酶体中的TMEM175蛋白变异后,会导致神经元中α-Synuclein 蛋白积累,进而可能引起帕金森综合征。结合题中信息和图1、2分析,其致病机理可能是 。
(3)处于营养缺乏条件下的真核细胞,可以通过溶酶体进行细胞自噬来获取生存所需的物质和能量。某研究小组为研究低糖条件和药物L对细胞自噬的影响,进行了相关实验,结果如图3所示。C组的处理方式是 。图3的实验结果说明了 。
【答案】(1)单(或一)
(2) H+转运蛋白可以将细胞质基质中的H+转运至溶酶体内 协助扩散 TMEM175蛋白异常会使溶酶体中的H+无法转运到细胞质基质,溶酶体中的pH下降,影响溶酶体中相关酶的活性,从而导致溶酶体功能异常,使细胞中α-Synuclein蛋白因无法被分解而聚积致病
(3) 低糖+药物L 药物L对低糖引起的细胞自噬具有一定的抑制作用
【分析】溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。溶酶体中的水解酶是蛋白质,在核糖体上合成。
【详解】(1)溶酶体是一种单层膜的细胞器,它的结构特点使其能够包裹和处理各种物质;
(2)①据图1分析,为维持溶酶体内较低的pH,其机制是溶酶体膜上的H+转运蛋白可以将细胞质基质中的H+转运到溶酶体内部,从而使溶酶体内的H+浓度升高,pH降低;
②从图中可以看出,H+是从溶酶体(高浓度)向细胞质基质(低浓度)运输,且需要转运蛋白TMEM175蛋白的协助,因此H+通过正常的TMEM175蛋白进入细胞质基质中的运输方式是协助扩散;当神经元溶酶体中的TMEM175蛋白变异后,会导致神经元中α-Synuclein会使溶酶体中的H+无法转运到细胞质基质,溶酶体中的pH下降,影响溶酶体中相关酶的活性,从而导致溶酶体功能异常,使细胞中α-Synuclein蛋白因无法被分解而聚积致病,从而可能引发帕金森综合征;
(3)由图3可知,A组是正常条件,B组是低糖条件,根据实验设计的对照原则,C组应该是低糖条件下加药物L;图3的实验结果说明了在低糖条件下细胞自噬水平升高,药物L能抑制细胞自噬,且在低糖条件下加药物L时细胞自噬水平低于低糖条件下单独作用时的细胞自噬水平。
16.(2024·四川成都·一模)盐碱地中含过量的钠盐会对普通水稻的生存造成威胁,同时普通水稻也会因遭受一些病原菌感染而影响其正常生长。袁隆平院士的团队经过不懈努力,培育出抵抗逆境而耐盐碱的海水稻,并将其推广种植,为农业的可持续发展作出了重大贡献。下图为海水稻抗逆性特征相关的生理过程示意图。回答下列问题:
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质
(1)盐碱地土壤中过多的无机盐增大了土壤溶液的渗透压,使植物吸水困难,产生渗透胁迫。据图分析,海水稻细胞通过将无机盐离子跨膜运输进入细胞,从而增大细胞液的 以应对渗透胁迫,其根细胞吸收水分的方式是 。
(2)过多的无机盐使盐碱地土壤pH呈碱性,但海水稻根细胞的细胞间pH小于7,据图分析,原因是根尖细胞将细胞质基质中的H+通过 的方式跨膜运输到细胞膜外,以中和盐碱地中过多的碱。H+也能由细胞外进入细胞质基质,其跨膜运输方式和H+由液泡进入细胞质基质的跨膜运输方式 (填“相同”或“不同”)。
(3)为抵抗病原菌的感染,海水稻会向细胞外分泌一些抗菌蛋白。储存抗菌蛋白的囊泡与细胞膜融合,体现了细胞膜具有 的结构特点。
(4)海水稻在种植过程中也要像种植普通水稻一样对稻田进行定期排水晒田,从物质跨膜运输的角度分析,定期排水晒田有利于 。
(5)虽然海水稻能在一定盐浓度的环境中生存,但其耐受环境胁迫的能力仍十分有限,如在灌溉时,仍需将盐度高的海水经过一定的淡化处理后再流入水稻田。结合实际情况,提出1个进一步改良海水稻抗逆性状的方案: 。
【答案】(1) 渗透压 自由扩散和协助扩散
(2) 主动运输 相同
(3)一定流动性
(4)促进根系的有氧呼吸过程,进而产生更多的能量用于无机盐的转运
(5)设法提高SOS1和NHX两种蛋白质相关基因的表达量,进而改良海水稻的抗逆性状
【分析】不同物质跨膜运输的方式不同,包括主动运输,被动运输和胞吞、胞吐,其中被动运输包括协助扩散和自由扩散。
1、主动运输的特点:①消耗能量(来自于ATP水解或离子电化学势能)②需要转运蛋白协助③逆浓度梯度进行。
2、协助扩散的特点:①不消耗能量②需要转运蛋白协助③顺浓度梯度进行。
3、自由扩散的特点:①不消耗能量②不需要转运蛋白协助③顺浓度梯度进行。
【详解】(1)据图分析,海水稻细胞通过将无机盐离子跨膜运输进入细胞,从而增大细胞液的渗透压以应对渗透胁迫,有利于根部细胞吸水,结合图示可知,其根细胞吸收水分的方式是自由扩散和协助扩散。
(2)过多的无机盐使盐碱地土壤pH呈碱性,但海水稻根细胞的细胞间pH小于7,这是因为根尖细胞将细胞质基质中的H+通过主动运输的方式跨膜运输到细胞膜外,以中和盐碱地中过多的碱。H+也能由细胞外顺浓度梯度进入细胞质基质,其跨膜运输方式和H+由液泡进入细胞质基质的跨膜运输方式“相同”,均为协助扩散。
(3)为抵抗病原菌的感染,海水稻会向细胞外分泌一些抗菌蛋白,其分泌方式为胞吐,结合图示可知,储存抗菌蛋白的囊泡与细胞膜融合,体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点,这是胞吐过程进行的结构基础。
(4)海水稻在种植过程中也要像种植普通水稻一样对稻田进行定期排水晒田,从物质跨膜运输的角度分析,定期排水晒田有利于增加土壤中的溶氧量,进而促进根系的有氧呼吸过程,进而产生更多的能量用于无机盐的转运,因而能促进植物的生长。
(5)虽然海水稻能在一定盐浓度的环境中生存,但其耐受环境胁迫的能力仍十分有限,如在灌溉时,仍需将盐度高的海水经过一定的淡化处理后再流入水稻田。结合图示可知,海水稻抗盐的机制在于能将钠离子从细胞质基质中排出到细胞外,同时也能将钠离子运输到细胞液中,因而降低了细胞质基质中的盐浓度,为其中的代谢活动提供了相对稳定的环境,且增加了细胞液的渗透压促进了海水稻对土壤中水分的吸收,因此为了改良海水稻的抗逆性状,可设法提高SOS1和NHX两种蛋白质相关基因的表达量,进而改良海水稻的抗逆性状。
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