内容正文:
专题02 物质的输入和输出、酶和ATP
考点概览
考点01物质的输入和输出
考点02酶和ATP
物质的输入和输出考点01
一、单选题
1.(2025·山西晋城·三模)将完全相同的紫色牵牛花花瓣细胞分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中,测得的细胞膜与细胞壁之间的距离(L)随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙
B.由t0到t1过程中,甲溶液中细胞的吸水能力逐渐增加
C.a点到b点的过程中,乙溶液中细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度
D.丙溶液中,细胞溶液与外界溶液之间没有水分子的交换
2.(2025·河南·三模)土壤钠盐过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。研究发现拟南芥可通过SOS转导途径增强耐盐性,调节机制如图所示。盐胁迫出现后,细胞膜上某种磷脂分子PA含量迅速增加并与SOS2结合,一方面使SOS1被激活后利用H+电化学势能转运Na+,另一方面又使钙调蛋白SCaBP8磷酸化,磷酸化的SCaBP8对K+内流的抑制作用减弱,从而调节细胞内Na+/K+的稳态。下列说法错误的是( )
A.磷脂分子PA在SOS转导途径中是起调节作用的信号分子
B.盐胁迫下,Na+通过SOS1排出细胞的方式未直接消耗ATP
C.钙调蛋白SCaBP8磷酸化会导致其蛋白质空间结构改变
D.盐胁迫下细胞内的Na+/K+值降低,经调节后Na+/K+值升高
3.(2025·河南·三模)以黑藻为实验材料,观察不同浓度培养液下叶肉细胞的质壁分离状态。下列叙述正确的是( )
A.根据叶肉细胞中细胞液颜色深浅的变化可判断液泡失水量的多少
B.在任一浓度的培养液中,均可观察到水分子向叶肉细胞内的移动
C.若溶液中的溶质可被细胞吸收,则细胞可能出现质壁分离后自动复原
D.培养液中离子的浓度比黑藻细胞内离子浓度低是保证细胞失水的关键
4.(2025·江西景德镇·三模)农谚有云:“庄稼一枝花,全靠肥当家”,“上粪不浇水,庄稼撅着嘴”。体现了合理施肥和灌溉是农作物高产、稳产的重要保障。下列关于水和无机盐的叙述正确的是( )
A.细胞中无机盐很多,且大多以离子形式存在
B.一次施肥过多会造成农作物因失水而萎蔫
C.农作物可从肥料中获取有机物,以及NH4+、NO3-、K+等
D.可利用放射性同位素标记法得出光合作用产生的氧气全部来自水
5.(2025·浙江·三模)实验课中某同学撕取洋葱鳞片叶某表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中,在显微镜下观察并绘制了某细胞发生变化示意图。下列叙述错误的是( )
A.①过程的蔗糖溶液浓度大于②过程的
B.原生质层具有伸缩性而细胞壁不具有
C.②过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
D.该细胞的细胞液不一定是紫色的
6.(2025·重庆·三模)将紫色洋葱鳞片叶外表皮均分为生理状态相似的甲乙两组,将甲乙两组细胞分别浸泡在不同溶质的溶液中,间断测得甲乙两组细胞的失水情况如下图所示。下列分析正确的是( )
A.4min时,甲组细胞吸水能力一定高于乙组细胞
B.如果乙组溶质是乙二醇,乙组胞内乙二醇浓度不会超过胞外
C.如果乙组溶质是KNO3,乙组细胞渗透压最高点在处理时间8min时
D.如果乙组8min加清水处理致使后续变化,乙组渗透压最高点在处理时间12min左右
7.(2025·四川成都·三模)人的肾小管上皮细胞能够进行水的重吸收的原因是其细胞膜上含有丰富的水通道蛋白,而科学研究发现,硝酸银(AgNO3)会使得通道蛋白失去活性,下列叙述正确的是( )
A.水通道蛋白被AgNO3破坏失去活性后,则肾小管上皮细胞就无水的进出
B.未经AgNO3处理的肾小管上皮细胞在不同的低渗蔗糖溶液中都会迅速涨破
C.通道蛋白每次转运水分子时,自身构象不会发生改变
D.葡萄糖进入小肠上皮细胞与水分子进入肾小管上皮细胞的区别在于是否需要能量
8.(2025·甘肃白银·三模)细胞膜是细胞与外界进行物质交换的门户。关于细胞膜上物质运输机制,下列叙述错误的是( )
A.简单扩散适用于大多数小分子无机物和部分离子
B.同种物质在同种细胞中可有不同的跨膜运输方式
C.生长激素由垂体某些细胞合成,并以胞吐的方式排出细胞
D.血液中成熟的红细胞借助转运蛋白吸收葡萄糖时不消耗ATP
9.(2025·重庆·三模)为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体药物偶联物(ADC)靶向治疗,治疗机理如图,下列说法错误的是( )
A.单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B细胞与骨髓瘤细胞融合
B.用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C.理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性高于在溶酶体中的稳定性
D.ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞后被溶酶体裂解,从而丧失药物活性
10.(2025·四川乐山·三模)研究人员利用分子组装技术,将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体,如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.腺苷三磷酸末端磷酸基团具有较高的转移势能
B.H+通过ATP合成酶的跨膜运输方式为协助扩散
C.该结构可将活跃的化学能转化为稳定的化学能
D.ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等磷酸化
11.(2025·山东泰安·三模)主动运输分为原发性主动运输和继发性主动运输,其中原发性主动运输由ATP直接供能。图中①~④代表物质进出细胞的过程,甲、乙、丙、丁为物质。下列说法正确的是( )
A.图中①~④过程均为主动运输,只有③过程为原发性主动运输
B.图中④过程表示光能驱动丁物质运出细胞
C.③过程会发生转运蛋白的磷酸化,使其空间结构发生不可逆的变化
D.主动运输可选择性吸收所需物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
12.(2025·山西临汾·三模)有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,ATP合酶利用H+浓度梯度驱动ATP合成。寡霉素能够改变ATP合酶的结构,使ATP合成受阻。下图为人体某细胞线粒体内膜上H+运输的部分途径,UCP是一种特殊的H+通道蛋白。下列说法错误的是( )
A.H+由线粒体基质向膜间隙的跨膜运输方式属于主动运输
B.ATP合酶既具有催化作用,又具有运输H+的功能
C.寡霉素处理后的细胞有氧呼吸释放的能量中热能比例减小
D.UCP基因表达增强时,线粒体中ATP的合成可能会减少
13.(2025·湖南长沙·三模)bR是嗜盐杆菌细胞膜上一种光能驱动的H+跨膜运输蛋白,经由bR形成的H+浓度梯度用于驱动ATP合成、Na+和K+的转运等活动,合成的ATP可用于同化CO2。下列叙述正确的是( )
A.该菌为自养生物,合成ATP所需能量直接来源于光能
B.图中Na+、K+的转运均为主动运输,H+运进细胞的方式均为被动运输
C.bR在核糖体上合成后,需要经过内质网、高尔基体的加工,运往细胞膜
D.光照时嗜盐杆菌细胞质基质内pH值上升,停止光照后胞外H+浓度低于胞内
14.(2025·甘肃白银·三模)SGLT、GLUT都是葡萄糖(G)转运蛋白,小肠上皮细胞转运Na+和葡萄糖的机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.SGLT将葡萄糖运入图中细胞属于协助扩散
B.抑制SGLT活性可降低糖尿病患者的血糖
C.Na+运出小肠上皮细胞需与转运蛋白结合
D.SGLT和GLUT转运葡萄糖的过程均不直接消耗ATP
15.(2025·重庆·三模)图示为部分物质进出小肠上皮细胞的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.葡萄糖进入小肠上皮细胞直接依赖ATP供能
B.葡萄糖运出细胞的方式是协助扩散
C.推测图中Na+-K+泵具有运输和催化两种功能
D.小肠上皮细胞吸收葡萄糖和Na+能间接促进水吸收
16.(2025·浙江·三模)FDG(氟代脱氧葡萄糖)含有放射性氟原子,能被细胞当作葡萄糖摄入,但不能进一步代谢而以FDG—6P形式滞留在细胞中(如图)。下列叙述正确的是( )
A.图中细胞以易化扩散方式吸收葡萄糖
B.FDG不会影响细胞摄取利用葡萄糖的速率
C.肿瘤细胞代谢旺盛,因此FDG可应用于检测和定位肿瘤
D.FDG结构与葡萄糖类似,两者均参与糖酵解为细胞供能
17.(2025·浙江·三模)叶绿体的类囊体膜上存在F型质子泵。F型质子泵不仅可以利用H+浓度梯度将ADP转化成ATP(如图中虚线箭头所示),也可以利用水解ATP释放的能量转移质子(如图中实线箭头所示)。下列叙述错误的是( )
A.F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能
B.F型质子泵转运H+的方式为主动转运
C.F型质子泵既有亲水性部分也有亲脂性部分
D.Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧
18.(2025·江西·三模)我国科学家卢洪洲教授团队开发了一种促进蛋白质跨膜转运的新型蛋白质递送标签(C-Tag,主要成分有胆固醇)。C-Tag能够锚定在某些蛋白质药物表面,在胆固醇插入细胞膜的磷脂双分子层的同时介导药物进入细胞质,下列叙述错误的是( )
A.胆固醇可以作为内环境的成分,参与血液中脂质的运输
B.该标签可以为胰岛素类药物开发以治疗糖尿病提供理论依据
C.相较于通过胞吞进入细胞,C-Tag能够显著增强药物入胞能力
D.推测C-Tag 帮助药物进入细胞的过程体现了细胞膜的结构特性
19.(2025·四川内江·三模)下图表示叶肉细胞中的蔗糖进入SE-CC(筛管-伴胞复合体)的某种途径。该途径可分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖进入韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖通过膜上载体顺浓度梯度进入SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中。SE-CC的细胞膜上有蔗糖-H+共运输载体(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。下列叙述错误的是( )
A.高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行物质运输
B.H+泵与H+结合后催化ATP水解,H+泵磷酸化释放H+
C.蔗糖从细胞外空间进入SE-CC的速率只受SU载体数量的影响
D.若SU载体基因不表达,则叶肉细胞中蔗糖可能因运输受阻而积累
20.(2025·甘肃甘南·三模)为探究水稻根细胞吸收硅元素的方式,分别在一定浓度的硅酸盐溶液中进行不同的实验:①不作处理;②水稻幼苗;③水稻幼苗+转运蛋白抑制剂;④水稻幼苗+ATP水解酶抑制剂。一段时间后,测定各组溶液中硅酸盐的剩余量,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.硅元素属于微量元素,能通过磷脂分子的间隙进入细胞
B.硅酸根离子需要通道蛋白的协助才能被水稻根细胞吸收
C.根细胞吸收硅酸根离子不一定消耗呼吸作用产生的ATP
D.长期水淹缺氧会导致水稻的根细胞不能吸收硅酸根离子
21.(2025·青海西宁·三模)原发性主动运输可以直接利用ATP水解释放的能量,使镶嵌在细胞膜上的特异性蛋白磷酸化,进而推动一些无机盐离子的运输;继发性主动运输并不直接利用ATP,而是依靠原发性主动运输建立的离子梯度来推动葡萄糖、氨基酸等有机小分子的运输。下列相关叙述正确的是( )
A.特异性蛋白即膜上的载体蛋白,磷酸化时伴随着空间构象的改变
B.继发性主动运输不需要ATP水解直接供能,为放能反应
C.继发性主动运输可同时运输离子与葡萄糖等有机小分子,其转运蛋白不具有特异性
D.人成熟红细胞通过细胞膜上的葡萄糖载体吸收葡萄糖,属于继发性主动运输
22.(2025·河南开封·三模)他汀类药物主要用于治疗高胆固醇血症,其中辛伐他汀、洛伐他汀是脂溶性的,普伐他汀、瑞舒伐他汀是水溶性的。这类药物进入小肠后常见的转运方式如下图所示。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。下列叙述正确的是( )
A.辛伐他汀是非极性分子,在肠道中主要通过A途径被吸收
B.瑞舒伐他汀通过B途径的运输速率只与膜两侧浓度差有关
C.如果普伐他汀通过OATP被小肠上皮细胞主动吸收,OATP的空间构象不变
D.抑制P - gp的活性,可促进经D途径转运的他汀类药物在小肠上皮细胞内积累
23.(2025·广东惠州·三模)碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上具有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),两者的工作模式如图所示。硝酸根离子(NO3-)能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.Na+-I-共转运体将I-转运进细胞内的过程不消耗能量
B.Na+-K+泵的化学本质为蛋白质,具有运输和催化作用
C.药物X可使细胞膜上的Na+-I-共转运体的活动减弱
D.NO3-能抑制甲状腺滤泡细胞吸收I-,引起血浆中的甲状腺激素减少
24.(2025·河南郑州·三模)《中国居民膳食指南》指出,14~17岁青少年每日需摄入1000mg钙。下列相关叙述错误的是( )
A.缺钙时,人体可能会出现抽搐
B.补钙时,建议同时补充维生素D
C.钙属于组成细胞的大量元素,是血浆渗透压的主要来源
D.质膜上参与钙离子主动运输的载体蛋白,也能够水解ATP
25.(2025·河南郑州·三模)某患者血液化验的部分结果如下图所示,下列相关叙述错误的是( )
郑州市医疗机构临床检验结果报告单
姓名:×× 性别:男 年龄:×× 申请日期:2025—5—1
检验项目
结果
单位
参考值
钠
159
mmol/L
137—147
氯
100
mmol/L
99—110
总蛋白
47
g/L
65—85
尿素
6
mmol/L
2.8—7.2
碳酸氢盐
23
mmol/L
21—28
甘油三酯
2.5
mmol/L
0—1.7
A.碳酸氢盐参与维持血浆pH的稳定
B.血浆中钠离子进入红细胞的方式为协助扩散
C.该报告单显示的尿素来源于血浆中甘油三酯的分解代谢
D.该患者会出现组织水肿,且肾上腺皮质会减少分泌醛固酮
26.(2025·重庆·三模)液泡膜上存在多种Ca2+转运蛋白,这些蛋白通过协同作用维持活细胞内Ca2+浓度的稳态,主要包括Ca2+通道、Ca2+泵和Ca2+/H+反向运输载体,相关离子运输过程如图所示。Ca2+/H+反向运输载体能够利用膜内外形成的H+电化学梯度,驱动Ca2+以相反方向跨膜转运。下列叙述正确的是( )
A.Ca2+与Ca2+通道结合后运入细胞质基质
B.与Ca2+结合后,(Ca2+泵的空间结构不发生改变
C.Ca2+通过图中方式进入液泡时,均需要消耗能量
D.Ca2+/H+反向运输载体能同时转运Ca2+和H+,这说明载体蛋白不具有专一性
27.(2025·陕西安康·三模)根系细胞中的磷酸盐转运蛋白可以从土壤中逆浓度吸收亚硒酸盐,且吸收的多数亚硒酸盐在根系细胞中转变为有机硒(Fig.2,一种含硒蛋白)并储存在细胞壁中。Fig.2能够促进植物根系招募有益菌,提升作物抗致病菌的能力。下列相关叙述错误的是( )
A.亚硒酸盐被根系细胞吸收时需要与磷酸盐转运蛋白结合
B.磷酸盐转运蛋白可为根系细胞吸收亚硒酸盐提供能量
C.Fig.2从根系细胞内转运到细胞壁中依赖细胞膜的流动性
D.植物根系招募的有益菌与致病菌存在种间竞争关系
28.(2025·江西·三模)传统的抗抑郁药物起效慢,中科院上海药物研究所发现了位于大脑胶质细胞的 Kir4.1钾离子通道可作为快速起效的抗抑郁药物靶点,同时筛选出了 Kir4.1的小分子抑制剂Lys05,发现Lys05位于Kir4.1通道中央孔区,可阻塞钾离子流动。研究人员用抑郁模型小鼠为材料,通过点突变技术证明了Kir4.1钾离子通道的I159A残基是 Lys05发挥抑制作用的关键位点,实验过程如图,下列有关叙述正确的是( )
A.Kir4.1运输钾离子时不消耗能量,钠钾泵运输钾离子消耗能量
B.神经胶质细胞对神经元起辅助作用,数量比神经元少
C.小分子Lys05可以阻塞钾离子流动,进而影响动作电位
D.图中B组小鼠的 Kir4.1 上I159A 残基对应序列未发生点突变
29.(2025·广西南宁·三模)研究发现,甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞有共质体途径和质外体途径,分别如图中①、②所示。下列叙述错误的是( )
A.质外体的pH因H+ATP酶的运输作用而逐步升高
B.图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流
C.蔗糖经途径②进入伴胞细胞不直接消耗ATP
D.加入H+ATP酶抑制剂,蔗糖进入伴胞细胞的速率会下降
30.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)研究表明,哺乳动物肌肉细胞膜外Na+浓度是膜内的15倍,K+浓度膜内是膜外的35倍,这种浓度差与膜上的Na+-K+泵有关,其作用原理如图。下列说法正确的是( )
A.Na+-K+泵能同时将Na+运出,K+运入细胞
B.呼吸抑制剂不影响Na+-K+泵运输Na+和K+
C.Na+-K+泵运输的过程不与Na+、K+结合
D.Na+-K+泵仅能体现膜蛋白具有运输功能
31.(2025·江西景德镇·三模)钠钾氯共转运蛋白(NKCC)是一类帮助钠离子、钾离子、氯离子进行运输的膜蛋白,在肾脏的尿液浓缩过程中NKCC利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力,逆浓度梯度转运K+和Cl-进入细胞(如下图)。下列关于肾小管上皮细胞对离子吸收和转运的说法,错误的是( )
A.Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式不同
B.钠-钾泵发挥作用时发生磷酸化导致其空间结构改变
C.抑制钠-钾泵活性会提高NKCC重吸收Na+的能力
D.K+可借助不同的载体蛋白通过主动运输进入上皮细胞
32.(2025·陕西宝鸡·三模)2024年中国科学家提出利用1000℃以上高温融化月壤并促成相关化学反应生产水蒸气和铁单质等产物,一吨月壤可以产生约51~76千克水,这项研究为未来月球生命发展提供新思路。下列关于水的叙述错误的是( )
A.水分子更多的是以协助扩散的方式进出细胞
B.细胞中与蛋白质相结合的水仍具流动性和溶解性
C.自由水是细胞内良好的溶剂,可以参与细胞内的许多化学反应
D.多细胞动物体的绝大部分细胞,浸润在以水为基础的液体环境中
33.(2025·安徽·三模)细胞的生命活动离不开物质运输,很多物质和结构都有助于运输功能,关于这些物质和结构下列说法错误的是( )
A.细胞摄取大分子,大分子首先与细胞膜上的磷脂分子结合,形成囊泡,进行胞吞
B.转运蛋白可运输物质进出细胞,且有些转运蛋白需与ATP末端脱离的磷酸结合
C.水分子在生物体内参与物质运输,这与它们是极性分子且互相能形成氢键有关
D.蛋白质纤维构成的细胞骨架,在细胞物质运输等生命活动中发挥了重要作用
34.(2025·四川眉山·三模)高盐环境下作物会大量减产,而宁夏枸杞对高盐胁迫却有一定的耐受性,该过程与高盐条件下 Ca2+跨膜运输进入根细胞增多有关,其机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ca2+运输进入细胞时,其转运蛋白的空间构象会发生改变
B.S 蛋白可让胞内 Na+浓度下降的同时使胞内pH 降低
C.高盐环境中 Na+进入细胞和进入液泡跨膜运输方式相同
D.Ca2+激活 N 蛋白和 S 蛋白可使植物适应高盐胁迫环境
35.(2025·甘肃白银·三模)我国“深海勇士”号在南海深处发现了管状蠕虫。管状蠕虫没有消化器官,也没有口和肛门,它主要通过体内硫细菌进行化能合成作用来获取有机物。下列推理错误的是( )
A.管状蠕虫和硫细菌的种间关系可能是互利共生
B.硫细菌可能通过氧化硫化物获得的能量将CO2转化为有机物
C.硫细菌吸收管状蠕虫内物质可能需要线粒体供能
D.管状蠕虫可能通过胞吞从深海吸收大分子有机物
36.(2025·河北沧州·三模)神经细胞外的Ca2+对Na+内流具有抑制作用,称为膜屏障作用。当膜外存在过多Ca2+时,神经细胞膜上的Na+通道难以开放。下列有关叙述错误的是( )
A.缺乏维生素D会使神经和肌肉易发生兴奋,导致肌肉抽搐
B.神经细胞外Ca2+浓度的变化对静息电位无明显作用
C.组织液中Ca2+浓度升高时,突触后膜容易兴奋
D.Na+和Ca2+借助通道蛋白进入神经细胞时不需要与通道蛋白结合
37.(2025·四川成都·三模)在人体细胞中,物质运输是一个复杂而精细的过程,涉及多种细胞结构和分子机制。以下关于物质运输的描述错误的是( )
A.载体蛋白运输物质时自身构象会发生可逆性改变,载体蛋白可重复利用
B.生长激素通过主动运输进入靶细胞起作用
C.神经递质从突触前膜经胞吐释放到突触间隙的过程主要依赖细胞膜的流动性
D.基因突变可能导致细胞膜上的某种载体蛋白结构发生改变,进而影响特定物质的跨膜运输速率
38.(2025·陕西·三模)水和无机盐是农作物生长发育的必需化合物,下列相关说法错误的是( )
A.种子吸收的水与蛋白质等物质结合后仍具有溶解性
B.干旱环境生长的植物细胞中自由水与结合水的比例往往较低
C.农作物根系吸收无机盐时需要转运蛋白参与
D.农作物中的无机盐以离子和化合物的形式存在
39.(2025·陕西·三模)小肠上皮细胞对单糖的吸收和转运需要一些转运蛋白的协助,主要有GLUT-2、GLUT-5、SGLT-1,具体情况如下图所示。下列说法错误的是( )
A.GLUT-2转运葡萄糖的方式是协助扩散,不消耗 ATP
B.肠腔中的葡萄糖通过SGLT-1进入小肠上皮细胞是主动运输
C.机体在缺氧的条件下,小肠上皮细胞排出 Na⁺的速率会下降
D.降低小肠上皮细胞中GLUT-2的活性在一定程度上可以使血糖快速升高
40.(2025·陕西·三模)服用头孢类药物期间喝酒,人体会因为酒精进入后,经过肝脏的代谢会分解成乙醛,出现面色潮红,恶心呕吐,呼吸抑制、急性心衰等中毒反应。下列叙述正确的是( )
A.口服头孢和静脉注射头孢首先进入的内环境分别是组织液和血液
B.呼吸抑制会使肺通气量减少,导致二氧化碳积累使血浆 pH 降低
C.酒精进入肝脏细胞的方式是主动运输
D.饮酒者血浆中的部分酒精通过肺部呼吸排出体外需至少穿过2层生物膜
41.(2025·吉林长春·三模)下列关于植物根系吸收矿质元素的说法,错误的是( )
A.植物根系可以通过主动运输的方式吸收矿质元素
B.植物根系吸收矿质元素的过程只与转运蛋白有关
C.植物根系吸收的矿质元素可影响植株的生长发育过程
D.不同植物根系对同一种矿质元素的吸收量可能不同
42.(2025·四川达州·三模)筛管是运输光合产物的通道,光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞经过一系列运输运至筛管一伴胞复合体(SE—CC)的细胞外空间,然后从细胞外空间进入SE—CC,SE—CC的细胞膜上有蔗糖—H+共运输载体(SU载体)和H+泵(具ATP水解酶活性,可将H+运输到细胞外空间),SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE—CC中,再逐步汇入主叶脉运输至植物体的其他部位。下列说法错误的是( )
A.蔗糖是小分子且溶于水的非还原糖,适合长距离运输
B.SE—CC中的蔗糖浓度高于细胞外空间
C.SU功能缺陷会导致叶肉细胞光合速率降低
D.降低SE—CC中的pH可以提高蔗糖向SE—CC运输的速率
43.(2025·浙江嘉兴·三模)人体内血浆中的铁主要来源于衰老的红细胞。巨噬细胞能吞噬、降解衰老的红细胞,并将铁通过质膜上的铁输出蛋白(FPN)转运到细胞外。肝脏分泌的铁调素(Hepc)是一种小分子多肽激素,与FPN结合后促进FPN内吞并降解。下列叙述错误的是( )
A.血浆铁浓度过低易出现缺铁性贫血
B.血浆铁浓度过低时肝脏分泌Hepc量增加
C.血浆Hepc浓度较高时巨噬细胞储铁量增加
D.成年女性较男性需要通过食物补充更多铁
(2025·浙江嘉兴·三模)胃黏膜上皮细胞膜上存在NHE蛋白,其合成、转运过程和功能如图所示,其中的Na+–K+泵逆浓度梯度转运Na+和K+。阅读材料完成下列小题:
44.下列关于NHE蛋白合成和转运过程的叙述,错误的是( )
A.过程①进行的场所是细胞核,产生的RNA通过核孔进入细胞质
B.多肽的加工场所在细胞溶胶,加工完成后进入囊泡储存
C.囊泡在细胞内的移动与细胞骨架有关
D.囊泡与细胞膜的融合体现了生物膜的流动性
45.下列关于NHE蛋白和Na+-K+泵的叙述,错误的是( )
A.H+通过NHE蛋白转运的过程属于易化扩散
B.当胞内pH下降时,NHE蛋白会被激活
C.Na+-K+泵具有物质转运功能和催化功能
D.Na+-K+泵失活将导致细胞内pH下降
46.(2025·陕西商洛·三模)小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖和Na+的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图中小肠上皮细胞生存的内环境是组织液和肠腔
B.图中同时运输葡萄糖和Na+的载体蛋白每次转运都会发生自身构象的改变
C.减小小肠上皮细胞内外的Na+浓度差,有利于小肠上皮细胞运出葡萄糖
D.葡萄糖通过协助扩散进入小肠上皮细胞,运输速率与浓度梯度成正比
47.(2025·陕西商洛·三模)内质网处于应激状态时,内质网上的CLAC通道被激活,Ca2+通过该通道被释放到细胞质基质后会激活Ca2+/钙调蛋白调节的钙调神经磷酸酶,使得前凋亡蛋白Bad去磷酸化,激发线粒体内膜上的细胞色素c的释放,诱导细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
A.Ca2+和CLAC通道结合后顺浓度梯度被释放到细胞质
B.细胞凋亡过程中,细胞内所有酶的活性均降低
C.上述细胞色素c会直接参与丙酮酸分解为CO2的过程
D.抑制钙调神经磷酸酶的活性,可使细胞凋亡减弱
48.(2025·福建福州·三模)下图表示海水稻(耐盐碱水稻)与抗逆性相关的生理过程,SOS1和NHX的活性受磷酸化和去磷酸化的调控。下列叙述错误的是( )
A.Na+外排和液泡区隔化可降低细胞质基质中Na+浓度以减轻Na+毒害
B.H+运入细胞可建立H+浓度梯度,为SOS1提供驱动力,促进Na+排出
C.SOS1和NHX磷酸化和去磷酸化的动态平衡参与维持细胞内离子稳态
D.海水稻通过胞吐分泌抗菌蛋白抵御病原体的侵染是其适应环境的表现
49.(2025·山西晋中·三模)如图所示,小肠绒毛上皮细胞面向肠腔的质膜顶区具有驱动的葡萄糖泵(转运蛋白1),可使细胞内产生较高的葡萄糖浓度,在质膜基底区的转运蛋白2则可沿浓度梯度运出葡萄糖,膜上的—泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.小肠绒毛上皮细胞质膜不同部位的组分种类可能有差别
B.葡萄糖从肠腔吸收进入小肠绒毛上皮细胞时不需要消耗能量
C.通过质膜顶区和基底区进出小肠绒毛上皮细胞的运输方式不同
D.转运蛋白2功能受损时,下丘脑可通过交感神经使血糖含量上升
50.(2025·重庆·三模)植物细胞膜上的磷转运体在顺浓度运输H+进入细胞的同时,也会将土壤溶液中的H2PO4–运输进入细胞,实现H2PO4–和H+的同向协同转运,从而满足植物体对磷的需求。下列说法错误的是( )
A. H2PO4–被运输进细胞的过程消耗了能量
B.土壤溶液的pH升高有利于植物根细胞吸收H2PO4–
C.若植物缺乏磷,则其生物膜系统的结构组成可能会受到影响
D.推测可知,低磷环境中,植物细胞内磷转运体相关基因的表达会增强
二、多选题
51.(2025·内蒙古通辽·三模)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物的AT1蛋白通过调节细胞膜上通道蛋白PIP2s的磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,机制如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.PIP2s蛋白介导H2O2跨膜运输时,二者会相结合
B.AT1蛋白与Gβ结合后能抑制PIP2s蛋白磷酸化
C.若PIP2s蛋白磷酸化水平高,则植物的耐盐碱能力强
D.在盐碱地中,AT1基因缺失幼苗的成活率较低
52.(2025·辽宁·三模)钠钾泵是哺乳动物细胞膜上普遍存在的转运蛋白,是由α和β两个亚单位组成的二聚体蛋白质。α亚单位上有3个Na+、2个K+和1个ATP分子或磷酸分子的结合位点,且具有ATP水解酶活性。α亚单位的2种主要构象E1和E2如图所示。下列相关推测正确的是( )
A.钠钾泵在E1构象下将3个Na+泵进细胞,在E2构象下将2个K+泵出细胞
B.钠钾泵在不同的构象下对Na+和K+的亲和力不同
C.钠钾泵的E1和E2构象发生相互转换与磷酸化无关
D.静息电位和动作电位的形成均与钠钾泵的正常活动密切相关
三、解答题
53.(2025·湖南·三模)海水稻是耐盐碱水稻的俗称,可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植生产。相关研究表明,渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗逆性相关的生理过程示意图如下,回答下列问题。
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质
(1)水分子主要通过 方式进入海水稻根细胞,与水的另一种运输方式相比,其具有的特点是 。
(2)水分子是 ,故可以作为细胞中的良好溶剂;渗透胁迫下,可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的 。
(3)由图可知,SOS1和NHX均可以运输两种物质, (填“能”或“不能”)体现转运蛋白的专一性。
(4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性,影响膜表面糖蛋白的合成,从而影响其细胞 的功能。据图分析,海水稻根细胞解决上述问题的机制是 。
(5)除耐盐碱性外,海水稻还具有 的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
酶和ATP考点02
一、单选题
1.(2025·甘肃白银·三模)过氧化氢酶(CAT)是一种重要逆境生理酶,在生物体内起防御和保护作用。科学人员测得在不同温度下茶树中CAT的相对活力如图所示,下列叙述正确的是( )
A.CAT是茶树活细胞产生的能直接调节生命活动的物质
B.CAT既能降低化学反应所需的活化能,又能提供能量
C.根据曲线变化可推测,茶树生长的最适温度是36℃
D.提高CAT的耐高温能力可能有利于茶树适应夏季高温天气
2.(2025·重庆·三模)某同学采用图一所示装置探究酶的高效性,甲管中盛放体积分数为3%的H2O2溶液,乙管中分别盛放等量的新鲜的质量分数为20%的肝脏提取液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、蒸馏水。将甲、乙中的液体混合均匀后,每隔50s测定一次装置中的相对压强,实验结果如图二所示。下列说法正确的是( )
A.本实验因变量由单位时间O2的生成量所引起的气压改变来反映
B.温度是本实验的无关变量,不会改变实验结果
C.将Ⅰ组与III组的实验结果作对比,可得出酶具有高效性
D.用该装置探究pH对酶活性的影响无法达到实验目的
3.(2025·四川乐山·三模)研究人员利用分子组装技术,将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体,如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.腺苷三磷酸末端磷酸基团具有较高的转移势能
B.H+通过ATP合成酶的跨膜运输方式为协助扩散
C.该结构可将活跃的化学能转化为稳定的化学能
D.ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等磷酸化
4.(2025·湖南湘西·三模)p53蛋白是调控细胞周期和DNA损伤应答的关键蛋白。在DNA损伤时,p53被磷酸化而稳定,从而激活下游靶基因(如p21)的表达,导致细胞周期阻滞。正常情况下,MDM2蛋白会促进p53的降解,而DNA损伤会抑制MDM2的作用。HPV病毒的E6蛋白能促进p53的降解并抑制其磷酸化。下列说法错误的是( )
A.DNA损伤后,p53的磷酸化水平升高,使其稳定性增强
B.MDM2通过促进p53的降解,负调控其功能
C.在HPV感染的细胞中,即使DNA损伤发生,p53也无法有效积累和激活
D.p53的磷酸化是其被MDM2降解的必要条件
5.(2025·山东泰安·三模)主动运输分为原发性主动运输和继发性主动运输,其中原发性主动运输由ATP直接供能。图中①~④代表物质进出细胞的过程,甲、乙、丙、丁为物质。下列说法正确的是( )
A.图中①~④过程均为主动运输,只有③过程为原发性主动运输
B.图中④过程表示光能驱动丁物质运出细胞
C.③过程会发生转运蛋白的磷酸化,使其空间结构发生不可逆的变化
D.主动运输可选择性吸收所需物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
6.(2025·湖南湘西·三模)碱蓬是我国常见的耐盐碱植物之一,通过特殊的盐腺将吸收的多余盐分排出细胞外,或者将盐分储存在特定的细胞中来抵抗外界盐度胁迫。研究发现,种植碱蓬能有效降低土壤表层含盐量,增加土壤有机质含量,现寻找种植碱蓬的适宜温度,探究结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.实验中的自变量有培养时间和温度
B.由图中数据可知种植碱蓬的最适温度是25℃
C.碱蓬将多余盐分排出细胞外会受温度影响
D.选择碱蓬种植在盐碱含量高的地域遵循了生态工程中的协调原理
7.(2025·山西晋中·三模)ATP不仅是细胞内的能量“货币”,还能作为神经递质发挥作用。下图为ATP累积到突触小泡以及释放到突触间隙的相关过程,据图分析,下列推测不合理的是( )
A.突触小泡中的pH低于神经元细胞质基质的pH
B.ATP与VNUT蛋白结合后被转运到突触小泡内
C.ATP进入突触小泡所需能量可能来自H+外流
D.图示ATP的运输都需要转运蛋白参与且都消耗能量
8.(2025·江苏盐城·三模)星形胶质细胞是一种神经胶质细胞。科研人员发现某种星形胶质细胞可升高细胞外腺苷水平,促进和维持觉醒状态,机制如图。相关叙述正确的是( )
A.C073/39催化ATP水解脱去两个磷酸基团形成腺嘌呤脱氧核苷酸
B.腺苷作用于腺苷受体,导致γ-氨基丁酸的释放量下降
C.γ-氨基丁酸与下一个神经元上的受体结合后,可促进小鼠觉醒
D.特异性抑制星形胶质细胞的Ca2+活动可延长小鼠的觉醒时长
9.(2025·安徽合肥·三模)AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)能感知细胞内能量水平,参与调节多种有机物的代谢。AMPK分子上有多个核苷酸的结合位点,可结合ATP、ADP。结合ADP的AMPK 会被LKB1酶催化发生磷酸化而增强活性,有利于维持细胞的能量供应。ATP 与 AMPK 的结合会起到相反效果。科研人员利用适宜条件下培养的细胞,进行了相关实验探究,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.在氧气缺乏条件下,AMPK 的磷酸化水平会下降
B.AMPK 通过直接水解 ATP 来增加细胞的能量供应
C.ADP与ATP 竞争AMPK 的结合位点,有利于精确感知能量水平
D.磷酸化的AMPK 可直接催化蛋白质、糖类等有机物的分解反应
10.(2025·河南周口·三模)同一物质不同分子具有的能量存在差异,分子只有获得所需活化能才能发生化学反应。通常情况下,淀粉加热到53℃以上才能水解。下列关于淀粉水解反应的说法正确的是( )
A.淀粉是能源物质,水解释放的能量中有一部分储存在ATP中
B.常温下,加淀粉酶后淀粉分子的能量增多
C.与加热前比,把淀粉加热到53℃以上使淀粉分子能量增多
D.在淀粉中加入盐酸,淀粉分子的能量和所需活化能均不变
11.(2025·浙江·三模)叶绿体的类囊体膜上存在F型质子泵。F型质子泵不仅可以利用H+浓度梯度将ADP转化成ATP(如图中虚线箭头所示),也可以利用水解ATP释放的能量转移质子(如图中实线箭头所示)。下列叙述错误的是( )
A.F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能
B.F型质子泵转运H+的方式为主动转运
C.F型质子泵既有亲水性部分也有亲脂性部分
D.Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧
12.(2025·浙江·三模)为探究酶的特性,设计如图所示实验:A1~A5各注入0.25%可溶性淀粉溶液1mL,B1~B5各注入0.005%淀粉酶溶液1mL。将1~5号的A、B试管分别放置在相应编号的烧杯水浴中保温。5min后,将B试管中的淀粉酶溶液倒入同一温度的A试管,摇匀后继续保温5min.随后加入1mL5%NaOH溶液。下列叙述正确的是( )
A.本实验的目的是探究温度及pH值对酶活性的影响
B.加入1mL5%NaOH溶液的目的是终止反应
C.实验结果可用本尼迪特试剂来检测
D.在酶的最适温度条件下,酶一直保持着最高的活性
13.(2025·安徽·三模)研究生命过程中的化学小分子也是生物化学家关注的内容,下列有关小分子参与的生命过程,叙述错误的是( )
A.有氧呼吸过程中,存在水分子的分解与合成
B.ADP与磷酸基团结合时,伴随着能量的储存
C.细胞内氧化反应产生的自由基攻击DNA时,可能引起基因突变
D.神经递质与相关受体结合后,突触后膜对Na+的通透性随即增加
14.(2025·重庆·三模)电鳗栖息在水底能见度很差的亚马孙河流域,依靠自身发出的电脉冲探测周围环境,也可以发出高达800V的电压抵御敌害。其独特的发电器官由特化的肌肉细胞构成,受神经系统直接控制,发电原理如图所示,下列叙述错误的是( )
A.电鳗放电时需要消耗体内大量的ATP
B.电鳗通过放电进行求偶、交流及防御属于行为信息
C.电鳗在产电过程中存在电信号到化学信号再到电信号的转变
D.发电器官的纵向长度越长,电鳗放出的最大电压就越高
15.(2025·河南·三模)下图为线粒体内膜上进行的生理过程,膜上的蛋白为呼吸复合体,通常呼吸复合体形成电子传递链以产生H+浓度梯度,ATP合酶利用H+浓度梯度产生ATP。动物体内的棕色脂肪细胞含有一种高表达的特殊蛋白质,称为UCP1(解偶联蛋白1),它可减少膜两侧的H+浓度梯度,使有机物氧化分解产生的能量更多地转化为热能,而不是合成ATP。下列叙述错误的是( )
A.在线粒体内膜上可实现H+的离子势能到ATP中化学能的转化
B.寒冷地区动物棕色脂肪细胞内线粒体内膜两侧H+浓度梯度较小
C.图中产生的水可继续参与线粒体基质中丙酮酸氧化分解产生CO2
D.棕色脂肪细胞将有机物中的能量全部转化为热能而不再产生ATP
16.(2025·辽宁·三模)叶绿体在光下利用无机磷与ADP合成ATP的过程称为光合磷酸化。光合磷酸化与电子传递是通过ATP合酶联系在一起的。如图ATP合酶由CF1和CF0两个蛋白复合体构成,光系统I(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合体。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.PSI和PSⅡ镶嵌在叶绿体的内膜上
B.膜内外H+浓度差是光合磷酸化的动力
C.CF1是疏水性复合体,CF0是亲水性复合体
D.电子传递抑制剂有利于光合磷酸化的进行
17.(2025·青海西宁·三模)纳米酶是一类蕴含酶学特性的纳米材料,具有催化活性高、稳定、成本低和易于大规模生产等特点。研究人员制备了能催化H2O2分解的纳米酶,如图是探究其特性的一项实验结果,图中“△DO”表示加入H2O25min后反应体系中溶氧量的变化情况。下列相关叙述正确的是( )
A.该纳米酶的最适pH为8.0
B.该纳米酶在发挥作用后被迅速降解为氨基酸
C.纳米酶通过与底物结合发挥作用,能显著降低化学反应的活化能
D.实验过程中应控制好纳米酶的用量、H2O2溶液的浓度、O2的浓度等无关变量
18.(2025·陕西宝鸡·三模)某生物兴趣小组设计实验“探究不同植物材料中过氧化氢酶的活性”。已知实验室所用过氧化氢酶活性与温度的关系如图1所示,实验中分别制取不同植物材料匀浆过滤液5mL,加入5mL过氧化氢溶液,在图1中a点所对应的温度下进行,所得实验结果如图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A.该实验中每一组都是实验组,也是其他组别的对照组
B.该实验的结果说明菠菜体内过氧化氢酶的量最多或活性最大
C.若实验温度为图1中b点所对应的温度,则实验结果与上述相同
D.该实验的自变量是植物材料种类,但温度、pH也可影响实验结果
19.(2025·河南郑州·三模)枯草杆菌蛋白酶(S)可催化两种结构不同的底物CTH和CU。研究人员利用S进行了四组实验,结果如下图所示(表示催化CTH反应后的S,表示催化CU反应后的S)。下列分析错误的是( )
A.S催化CTH反应后无法催化CU反应
B.S催化CU反应后依然能催化CTH反应
C.由该实验结果可知和S的构象存在差异
D.S的催化速率与CTH和CU的浓度无关
20.(2025·贵州遵义·三模)生物学实验研究中,常需要弄清自变量(X)是否通过另一因素(中间变量M)而实现对因变量(Y)的影响,某研究小组据此建构如图所示模型。结合所学生物学知识分析,下列相关叙述正确的是( )
A.研究过程中,无关变量的改变对实验结果没有影响
B.探究过氧化氢酶对H2O2的催化作用,M可表示为降低的活化能
C.稀盐酸刺激狗的小肠分泌促胰液素促进胰液分泌,促胰液素的量是中间自变量
D.为确定喂食引起狗分泌唾液是否与神经调节有关,切断神经是对中间因变量的检测
21.(2025·福建三明·三模)下图a为两种不同类型的抑制剂对酶促反应的影响,图b为不同的抑制剂对酶促反应速率的影响。在每种情况下,酶的浓度、温度、PH以及体积均保持不变。下列叙述错误的是( )
A.竞争性抑制剂作用的原理是能与酶的活性部位结合而使酶促反应速率下降
B.底物浓度为X时,底物浓度是P和Q的限制因素,但不是R的限制因素
C.底物浓度为X时,P的反应速率高于Q的反应速率,是由于Q中存在非竞争性抑制剂
D.可通过蛋白质工程改造酶的结构,尝试解决因产物积累导致酶活性下降的问题
22.(2025·重庆·三模)酶活性是指酶催化化学反应的能力,酶稳定性是指酶在不同条件下维持其酶活性的能力。多种温度对某种几丁质酶稳定性的影响如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.酶活性可以用单位时间内生成物的生成量来表示
B.45 ℃时,该种几丁质酶的活性高于60℃时的
C.该种几丁质酶发挥作用的过程中,反应速率与温度有关
D.大于75℃时,该种几丁质酶的结构可能出现了不可逆改变
23.(2025·湖北十堰·三模)探究温度与植物体有机磷农药残留量的关系可用植物酯酶法进行,有机磷农药对植物酯酶有明显的抑制效果。某科研小组用188株小麦幼苗的植物酯酶粗提取液进行实验,结果如图所示(植物酯酶的活性与吸光值成正比)。下列叙述错误的是( )
A.实验中,20℃组为对照组,其他各组为实验组
B.植物酯酶粗提取液需在最适pH和低温条件下保存
C.实验说明离开活细胞后,植物酯酶仍具有活性
D.实验中,45℃左右时该植物体中有机磷农药残留量最少
24.(2025·甘肃甘南·三模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆,表彰他们发现了微小RNA(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用。微小RNA是一类在基因调控中发挥关键作用的小型RNA分子。下列有关microRNA的叙述正确的是( )
A.microRNA所含元素与DNA相同,与ADP不同
B.不同的microRNA分子中,仅含氮碱基不同
C.正常真核细胞中的microRNA都通过转录而来
D.microRNA延伸时,游离核苷酸添加到5'端
25.(2025·湖南永州·三模)某科研小组从深海热泉中分离出一种耐高温的酶,通过对其元素组成分析,发现含有C、H、O、N、S。下列关于该酶的推测,合理的是( )
A.该酶在高温下仍能保持活性,因为含有S元素
B.该酶的基本单位是核糖核苷酸,因为含有N元素
C.该酶的合成过程需要消耗ATP,因为涉及肽键的形成
D.该酶可能催化淀粉水解,因为其组成元素与淀粉酶相同
26.(2025·广西·三模)酶与底物的结合部位被称为结合位点。酶的抑制剂有两类,一类为竞争性抑制剂,与底物竞争酶分子上的结合位点;另一类是非竞争性抑制剂,与结合位点以外的地方结合,使酶的构象发生变化,从而导致活性中心不能再与底物结合。已知类黄酮、Urease-IN-2是脲酶的两类抑制剂,某科研小组为探究在最适宜温度下它们分别归属于哪一类抑制剂,通过实验得到如图结果。下列说法正确的是( )
A.脲酶为该反应提供活化能,使反应更容易发生
B.3条曲线不再升高是由于全部底物都已被酶催化进行了反应
C.若适当升高3组实验中的温度,尿素分解速率均会升高
D.据图可知类黄酮为竞争性抑制剂,Urease-IN-2是非竞争性抑制剂
27.(2025·广西南宁·三模)研究人员以干酪素(酪蛋白)为底物,探究pH对某种经济鱼类消化道中几种蛋白酶活性的影响,实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.本实验的自变量为pH和酶的种类
B.图中的蛋白酶都是由核糖体合成,内质网和高尔基体加工
C.在一定范围内,幽门盲囊蛋白酶的酶活性受pH的影响比肠蛋白酶更显著
D.适当改变温度后重复该实验,三种蛋白酶的活性与最适pH均发生变化
28.(2025·江苏常州·三模)如图是蔗糖水解反应能量变化的示意图,已知H+能催化蔗糖的水解。下列分析错误的是( )
A.E1和E2表示活化能,X表示果糖和葡萄糖
B.H+降低的化学反应活化能的值等于(E2-E1)
C.蔗糖酶使(E2-E1)的值增大,反应结束后X增多
D.升高温度可通过改变酶的结构而影响酶促反应速率
29.(2025·江西景德镇·三模)东方大黄蜂对高浓度的酒精有较强的耐受性,科学家发现在高浓度酒精环境下,其体内乙醇脱氢酶活性显著增加,能够帮助机体快速分解酒精。同时,酵母菌在大黄蜂肠道内定居,帮助产生酒精的同时也得到了传播的机会;而大黄蜂则受益于酒精的抗菌特性,确保了采集的食物不会被细菌污染,维护了幼虫的安全。下列叙述错误的是( )
A.科学家可用同位素标记法研究酒精的代谢途径
B.乙醇脱氢酶通过改变自身的结构来加快酒精的分解
C.乙醇脱氢酶是基因表达的产物
D.东方大黄蜂和酿酒酵母之间存在互利共生的关系
30.(2025·陕西安康·三模)丙酮酸激酶是糖酵解过程中的主要限速酶之一,能够催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成丙酮酸和ATP。细胞中的ATP浓度较高时,ATP能与该酶结合调控该酶的活性,进而调节糖酵解速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述错误的是( )
A.该酶主要存在于细胞的线粒体基质中
B.ATP与该酶结合时,该酶的活性可能减弱
C.ADP或ATP与该酶结合时会引起该酶的空间结构发生改变
D.当机体处于运动状态时,肌细胞中ADP与该酶的结合加速
31.(2025·浙江·三模)利用淀粉-琼脂培养皿进行酶特性的相关实验:5个圆点位置贴上含不同试剂的滤纸片→37℃恒温箱中保温→2h后除去滤纸片→加入某试剂处理1min后洗脱→观察圆点的颜色变化(如图所示)。下列叙述正确的是( )
①清水:蓝黑色
②新鲜唾液:棕色
③10%盐酸+新鲜唾液:?
④煮沸的唾液:?
⑤2%的蔗糖酶溶液:?
A.将恒温箱37℃保温调高到60℃可缩短反应时间
B.加入某试剂处理1min,该试剂常用淀粉指示剂碘液
C.②与⑤组成的对照,说明淀粉酶具有专一性
D.若④⑤的颜色为蓝黑色,说明淀粉酶已失活
32.(2025·四川眉山·三模)为保证食品安全,执法人员使用含有荧光素、荧光素酶等物质的 ATP 荧光检测仪,对餐具等用品中的微生物如大肠杆菌含量进行检测,其设计灵感来源于萤火虫尾部发光的原理,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.萤火虫发光需在有氧条件下进行且属于放能反应
B.萤火虫尾部的发光细胞产生的 CO2 均来自有氧呼吸
C.大肠杆菌的线粒体内膜上可能具有 ATP 合成酶
D.检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关
33.(2025·四川眉山·三模)五彩缤纷的菊花装点着美丽的成都人民公园,今年的菊花展活动于 11 月拉开帷幕,下列相关叙述正确的是( )
A.菊花的不同细胞中mRNA 和蛋白质种类都不相同
B.高温和低温均能使相关酶失活从而影响菊花生长
C.可通过遮光处理调整菊花的花期,使其提前开放
D.利用菊花幼嫩茎段进行植物组织培养时应进行灭菌处理
34.(2025·重庆·三模)为提高农业资源的利用率,科学家通过转基因技术改造面包酵母,使其细胞膜表面携带相关酶,从而利用富含纤维素的农业残渣(如秸秆)合成人工淀粉,同时生产单细胞蛋白,部分生产工艺如图。下列分析错误的是( )
注:酵母增殖的适宜温度约为28℃,适宜ph为4.0~5.0;淀粉发酵的适宜温度约为35℃, 适宜ph为5.0~5.8。
A.工业化生产人工淀粉时,秸秆加入发酵罐前只需经过清洗和打碎
B.加入定量秸秆时,保持35℃的培养温度比28℃获得的淀粉可能更多
C.菌体表面携带的酶由囊泡转移至细胞膜过程中,位于囊泡膜的内侧
D.周期性的改变发酵温度和ph值可有效提升人工淀粉的生产效率
35.(2025·重庆·三模)大肠杆菌中以苏氨酸为原料合成异亮氨酸的反应途径如下图,每一步都由特定的酶催化,异亮氨酸可以与其中的酶1发生可逆性结合,降低其活性。下列说法错误的是( )
A.细胞代谢有条不紊地进行,离不开酶的专一性
B.当细胞内苏氨酸含量下降时,酶1的活性会恢复
C.提高苏氨酸的浓度,可以解除异亮氨酸对酶1的反馈抑制
D.反馈抑制可以避免细胞内物质和能量的浪费
36.(2025·四川达州·三模)酶分子具有相应底物的活性中心,用于结合并催化底物反应。在37℃、适宜pH等条件下,用NaCl和CuSO4溶液,研究Cu2+、Cl-对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响,得到实验结果如图所示,已知Na+和SO42-几乎不影响该反应。下列相关分析错误的是( )
A.该实验中自变量是无机盐溶液的种类和淀粉溶液的浓度
B.P点条件下淀粉完全水解所需的时间较Q点条件下的短
C.该实验说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心
D.若将温度提高至60℃,则图中三条曲线的最高点均会下移
37.(2025·安徽·三模)高三的学习强度非常大,同学们经常会喝杯咖啡提神,咖啡中的咖啡因作为一种中枢神经系统兴奋剂,化学结构与腺苷类似,能够竞争性地结合到腺苷受体上,阻止腺苷与其受体结合,减缓疲劳。根据相关知识以下说法错误的是( )
A.咖啡因的提神作用只是“骗身体”的感觉,作用退去,腺苷很可能积累使身体更疲劳
B.腺苷含腺嘌呤和核糖,如果结合三个磷酸基团,可能形成生物体的一种直接供能物质
C.腺苷可能是一种抑制性神经递质,与神经细胞膜上受体结合,使后膜电位不发生变化
D.咖啡因还可能会使交感神经兴奋,促进机体肾上腺素分泌增多,从而让机体兴奋
38.(2025·浙江嘉兴·三模)pH对酶活性的影响实验装置如图。三支试管中加入不同pH的缓冲液、土豆片和H2O2溶液,观察气泡产生的快慢。下列叙述正确的是( )
A.若试管1和试管3产生气泡的速率相同,则最适pH为7
B.试管2中氧气产生速率逐渐下降的主要原因是酶活性下降
C.放入的土豆片数量越多,三支试管间实验现象差异越明显
D.将土豆片切成土豆丝进行实验,三支试管反应时间的缩短量不同
39.(2025·湖南郴州·三模)研究发现,肝糖原分解为葡萄糖的过程中,cAMP参与了相关酶的活化,相关过程如图所示,用α、β、γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ),ATP脱下磷酸基团后环化可转化为cAMP。下列说法错误的是( )
A.cAMP含有核糖和腺嘌呤,PPi中含有一个特殊的化学键
B.用32P标记ATP的α位上的磷酸基团,可得到32P标记的cAMP
C.在肝细胞和肌细胞中活化状态的酶P都能催化糖原的水解
D.剧烈运动时肌细胞产生的乳酸可由血液进入肝细胞内转变为葡萄糖
40.(2025·陕西商洛·三模)酶P是一种天然的多糖降解酶,由四条肽链以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成,该酶能够降解褐藻酸类底物和纤维素类底物。实验人员进行了相关实验,结果如表所示。酶P降解褐藻酸类底物时发挥催化活性的肽链是( )
多肽链
酶活性
褐藻酸类底物
纤维素类底物
Ce5-Ay3-Bi-CB
+
+
Ce5-Bi-CB
–
+
Ay3-Bi-CB
+
–
Ce5-Ay3-CB
+
+
Ce5-Ay3-Bi
+
注:“+”表示有活性,“–”表示无活性。
A.Ce5 B.CB C.Bi D.Ay3
41.(2025·福建福州·三模)慢性创面(静脉性溃疡等)通常伴随着持续的炎症、氧化应激和感染,传统治疗效果有限。纳米酶是一类人工合成的类似酶的纳米材料,能够模拟天然酶(如过氧化物酶、氧化酶等)的功能,为慢性创面治疗提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.游离的核糖体上可合成具有生物催化活性的纳米酶
B.具有单一催化活性的纳米酶表现为底物特异性强,不能催化多种反应
C.推测纳米酶可在创面复杂的生理环境中保持活性,催化过氧化氢分解等
D.进一步提高纳米酶在创面局部的富集效率,可减少对正常组织的影响
42.(2025·河南·三模)脱氧核酶10-23由29个脱氧核苷酸组成,其催化中心有15个核苷酸,催化中心两侧各连一个有7个核苷酸的结合臂,用于识别并结合底物RNA的特定核苷酸序列并引导催化中心对某些位点进行切割。下列相关叙述正确的是( )
A.脱氧核酶10-23的催化中心决定了酶的专一性
B.脱氧核酶10-23识别并切割特定位点,使氢键断裂
C.脱氧核酶10-23与底物结合的部位最多存在4种碱基配对方式
D.pH和温度通过改变脱氧核酶10-23的碱基排列顺序而影响其活性
43.(2025·陕西榆林·三模)从大肠埃希菌胞内酶和巨大芽孢杆菌胞外酶中获得的青霉素酰化酶,已大规模应用于工业生产β-内酰胺类抗生素的关键中间体和半合成β-内酰胺类抗生素。某科研小组研究了青霉素酰化酶相对活性与pH、温度的关系,结果如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.酶可由细胞产生或直接从食物中获取,并能在细胞内外起作用
B.可从大肠埃希菌和巨大芽孢杆菌的培养液中提取青霉素酰化酶
C.青霉素酰化酶适宜在温度为35℃、pH为6.5的条件下保存
D.温度由10℃升至28℃,该酶降低化学反应活化能的作用愈显著
44.(2025·重庆·三模)某实验小组为探究温度对淀粉酶活性的影响,设置了如下实验步骤:
①将等量的淀粉酶与淀粉混合,分别放入不同试管中;
②将不同试管分别置于不同温度下进行反应;
③一段时间后,检测不同试管中淀粉的剩余量并进行比较。
下列说法错误的是( )
A.在将淀粉酶与淀粉混合之前,应进行相同温度的保温处理
B.温度过低或过高都可能影响该酶降低反应活化能的能力
C.不同温度下,各组试管中淀粉的剩余量均不相同
D.试管中淀粉剩余量的多少可用滴加碘液后颜色的深浅程度表示
45.(2025·海南·三模)慢性髓系白血病(CML)是一种造血干细胞恶性增殖导致的疾病,药物格列卫对CML有一定的疗效,相关机制如图。下列叙述正确的是( )
A.ATP为BCR-ABL蛋白的降解提供活化能
B.格列卫与ATP竞争BCR-ABL蛋白上的结合位点
C.使用格列卫治疗CML时,底物发生了磷酸化
D.BCR-ABL蛋白通过降解底物来降低CML发病率
二、多选题
46.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)辣椒红素是辣椒品质鉴定的重要指标之一。研究者探究在最适温度45℃,不同初始pH条件下酶解液对辣椒红素产量的影响时得到以下部分数据。以下关于该实验研究的叙述错误的是( )
酶解液初始pH
4.5
5
5.5
6
辣椒红素产量/(mg/g)
6.5
6.7
7.9
7
A.该实验的自变量是酶解液的初始pH
B.当pH为5.5时,该反应的活化能最高
C.低温、pH为5.5有利于酶解液的保存
D.适当提高温度有利于提高酶解液的活性
47.(2025·内蒙古通辽·三模)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物的AT1蛋白通过调节细胞膜上通道蛋白PIP2s的磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,机制如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.PIP2s蛋白介导H2O2跨膜运输时,二者会相结合
B.AT1蛋白与Gβ结合后能抑制PIP2s蛋白磷酸化
C.若PIP2s蛋白磷酸化水平高,则植物的耐盐碱能力强
D.在盐碱地中,AT1基因缺失幼苗的成活率较低
三、解答题
48.(2025·江西景德镇·三模)浮梁红茶(又称“浮红”)因其形美、色艳、香郁、味醇的特点享誉海内外。发酵是浮红制作的关键工序,将揉捻后的茶叶置于特定环境,茶叶中的多酚氧化酶(PPO)能催化无色的多酚类物质氧化为褐色醌类物质。科研人员探究了pH、高温等因素对PPO活性的影响,结果如图所示。回答下列问题:
(1)PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是 。制作绿茶时,在揉捻之前需经过焙火杀青,其目的是将茶叶经 处理,防止酶促褐变。
(2)据图可知,温度越高,PPO维持活性的时间越 。PPO粗提取液应在低温下临时保存的原因是 。
(3)结合图甲中信息,拟设计实验进一步探究浮红茶叶中PPO的最适PH(注:PPO的最适温度约为35℃)。在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅,目的是 。现有充足的PPO粗提取液、茶多酚、仪器设备(如分光光度计,可定量测量有色物质的吸光度值,进而反映有色物质的含量)、PH不同的缓冲液(请自主设置PH范围)和玻璃器皿,简要描述实验过程:
①取5支洁净的试管,编号为A、B、C、D、E,分别加入等量的PPO粗提取液。
②
③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液
④
(4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO,褐变会导致果实品质下降,甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度,以利于保存。综合上述信息,请你提出两点合理的建议 (答出2点即可)。
49.(2025·四川南充·三模)丙谷二肽常被用作病人术后的必需营养注射液。为降低成本,实现工业化生产,研究人员在体外将聚磷酸激酶(PPK2)构建的ATP再生系统与氨基酸连接酶联用,可以催化丙氨酸和谷氨酰胺合成丙谷二肽。反应原理如图,其中无机聚磷酸盐(Pi)n是由多个磷酸基团通过磷酸酐键连接而成的线性聚合物,含有较高的能量。回答下列问题:
(1)丙谷二肽的合成是 反应(填“吸能”或“放能”);聚磷酸激酶的活性可用一定条件下 表示。
(2)与生物体内ATP合成不同,体外ATP再生系统合成ATP所需的能量来自无机聚磷酸盐(Pi)n中 释放的能量。
(3)研究发现,反应体系中没有Mg2+时,该反应无法发生。随着Mg2+浓度增加,ATP产量会显著增加;当Mg2+浓度为30mmol/L时,ATP产量达到最大。由此推测Mg2+可能 PPK2的活性。
(4)为了进一步优化反应条件,请设计实验探究氨基酸连接酶和PPK2的最适浓度比(如1:1)(写出实验思路即可): 。
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专题02 物质的输入和输出、酶和ATP
考点概览
考点01物质的输入和输出
考点02酶和ATP
物质的输入和输出考点01
一、单选题
1.(2025·山西晋城·三模)将完全相同的紫色牵牛花花瓣细胞分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中,测得的细胞膜与细胞壁之间的距离(L)随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙
B.由t0到t1过程中,甲溶液中细胞的吸水能力逐渐增加
C.a点到b点的过程中,乙溶液中细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度
D.丙溶液中,细胞溶液与外界溶液之间没有水分子的交换
【答案】D
【分析】分析题意和题图:t0~t1时间内,紫色洋葱外表皮细胞在甲、乙两种溶液中,原生质层的外界面与细胞壁间距离均越来越大,即细胞发生质壁分离,说明甲、乙两种溶液浓度大于细胞液浓度,细胞发生渗透失水;t1~t2时间,乙细胞发生质壁分离的自动复原,说明有溶质分子进入细胞,而甲细胞仍处于质壁分离状态;细胞在丙溶液中未发生质壁分离。
【详解】A、细胞膜与细胞壁之间的距离(L)越大,说明细胞失水越多,外界溶液浓度越高。 从图中可知,在相同时间内,甲溶液中细胞的L值最大,乙次之,丙最小,所以甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙,A正确;
B、由t0到t1过程中,甲溶液中细胞不断失水,细胞液浓度逐渐增大。 细胞液浓度增大,细胞的吸水能力就会逐渐增加,B正确;
C、a点到b点的过程中,乙溶液中细胞的细胞膜与细胞壁之间的距离在减小,说明细胞在吸水。 细胞吸水时,细胞液浓度大于外界溶液浓度,C正确;
D、丙溶液中,细胞膜与细胞壁之间的距离基本不变,说明细胞处于动态平衡状态。 但动态平衡时,细胞液与外界溶液之间仍有水分子的交换,只是水分子进出达到平衡,D错误。
故选D。
2.(2025·河南·三模)土壤钠盐过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。研究发现拟南芥可通过SOS转导途径增强耐盐性,调节机制如图所示。盐胁迫出现后,细胞膜上某种磷脂分子PA含量迅速增加并与SOS2结合,一方面使SOS1被激活后利用H+电化学势能转运Na+,另一方面又使钙调蛋白SCaBP8磷酸化,磷酸化的SCaBP8对K+内流的抑制作用减弱,从而调节细胞内Na+/K+的稳态。下列说法错误的是( )
A.磷脂分子PA在SOS转导途径中是起调节作用的信号分子
B.盐胁迫下,Na+通过SOS1排出细胞的方式未直接消耗ATP
C.钙调蛋白SCaBP8磷酸化会导致其蛋白质空间结构改变
D.盐胁迫下细胞内的Na+/K+值降低,经调节后Na+/K+值升高
【答案】D
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要转运蛋白协助,不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【详解】A、磷脂分子PA含量迅速增加并与SOS2结合,使SOS1被激活、钙调蛋白SCaBP8磷酸化等,从而调节细胞内Na+/K+的稳态,所以磷脂分子PA在SOS转导途径中是起调节作用的信号分子,A正确;
B、盐胁迫下,Na+通过SOS1排出细胞的方式属于主动运输,利用了H+电化学势能,未直接消耗ATP,B正确;
C、结构与功能相适应,钙调蛋白SCaBP8磷酸化后对K+内流的抑制作用减弱,所以钙调蛋白SCaBP8磷酸化会导致其蛋白质空间结构改变,C正确;
D、盐胁迫下,磷酸化的SCaBP8对K+内流的抑制作用减弱,使得细胞内K+浓度增加,Na+/K+比值降低,D错误。
故选D。
3.(2025·河南·三模)以黑藻为实验材料,观察不同浓度培养液下叶肉细胞的质壁分离状态。下列叙述正确的是( )
A.根据叶肉细胞中细胞液颜色深浅的变化可判断液泡失水量的多少
B.在任一浓度的培养液中,均可观察到水分子向叶肉细胞内的移动
C.若溶液中的溶质可被细胞吸收,则细胞可能出现质壁分离后自动复原
D.培养液中离子的浓度比黑藻细胞内离子浓度低是保证细胞失水的关键
【答案】C
【分析】黑藻是一种常见的沉水植物,其叶片小而薄,叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体,液泡无色,可用于观察质壁分离及复原实验。
【详解】A、黑藻叶肉细胞的细胞液通常为无色,A错误;
B、叶肉细胞在等渗溶液中,水分子进出细胞处于动态平衡,无法通过显微镜观察到细胞液有明显的体积变化(如质壁分离或复原),因此不能观察到水分子向细胞内的移动现象;叶肉细胞在高渗溶液中会失水,发生质壁分离,可观察到水分子向叶肉细胞外的移动,B错误;
C、若培养液中的溶质可被细胞吸收,叶肉细胞在高渗溶液中会先因失水发生质壁分离,随后吸收溶质使细胞液浓度升高,进而吸水自动复原,C正确;
D、细胞是否失水取决于细胞液与外界溶液的总浓度差,而非仅离子浓度。若培养液含非电解质溶质(如蔗糖),即使离子浓度低于细胞内,总浓度较高时仍会导致细胞失水,D错误。
故选C。
4.(2025·江西景德镇·三模)农谚有云:“庄稼一枝花,全靠肥当家”,“上粪不浇水,庄稼撅着嘴”。体现了合理施肥和灌溉是农作物高产、稳产的重要保障。下列关于水和无机盐的叙述正确的是( )
A.细胞中无机盐很多,且大多以离子形式存在
B.一次施肥过多会造成农作物因失水而萎蔫
C.农作物可从肥料中获取有机物,以及NH4+、NO3-、K+等
D.可利用放射性同位素标记法得出光合作用产生的氧气全部来自水
【答案】B
【分析】无机盐对植物的生长发育起着重要的作用,如果施肥过多还可能会造成烧苗,不利植物的生长,只有合理施肥,才有利于植物的生长。
【详解】A、细胞中无机盐很少,且大多以离子形式存在,A错误;
B、一次施肥过多会导致土壤溶液浓度过高,使根细胞渗透失水(即“烧苗”现象),导致农作物萎蔫,B正确;
C、肥料提供的是无机盐(如NH₄⁺、NO₃⁻、K⁺等),而非有机物,C错误;
D、鲁宾和卡门利用稳定同位素18O标记得出光合作用产生的氧气全部来自水,D错误。
故选B。
5.(2025·浙江·三模)实验课中某同学撕取洋葱鳞片叶某表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中,在显微镜下观察并绘制了某细胞发生变化示意图。下列叙述错误的是( )
A.①过程的蔗糖溶液浓度大于②过程的
B.原生质层具有伸缩性而细胞壁不具有
C.②过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
D.该细胞的细胞液不一定是紫色的
【答案】B
【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一定程度的收缩。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】A、①过程细胞发生质壁分离,是因为细胞失水,此时外界蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。 ②过程细胞发生质壁分离复原,是因为细胞吸水,此时外界蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度。 所以①过程的蔗糖溶液浓度大于②过程的,A正确;
B、细胞壁也具有一定伸缩性,但比原生质层伸缩性小,故能在较高渗透压下发生质壁分离,B错误;
C、②过程中细胞不断吸水,细胞液浓度逐渐降低,所以细胞的吸水能力逐渐减弱,C正确;
D、该细胞如果是洋葱鳞片叶内表皮细胞,其细胞液就是无色的,如果是外表皮细胞,细胞液可能是紫色的,所以该细胞的细胞液不一定是紫色的,D正确。
故选B。
6.(2025·重庆·三模)将紫色洋葱鳞片叶外表皮均分为生理状态相似的甲乙两组,将甲乙两组细胞分别浸泡在不同溶质的溶液中,间断测得甲乙两组细胞的失水情况如下图所示。下列分析正确的是( )
A.4min时,甲组细胞吸水能力一定高于乙组细胞
B.如果乙组溶质是乙二醇,乙组胞内乙二醇浓度不会超过胞外
C.如果乙组溶质是KNO3,乙组细胞渗透压最高点在处理时间8min时
D.如果乙组8min加清水处理致使后续变化,乙组渗透压最高点在处理时间12min左右
【答案】B
【分析】1、质壁分离发生的条件有:成熟的植物细胞、外界溶液浓度大于细胞液浓度、细胞壁的伸缩性。
2、质壁分离后能自动复原的溶液有KNO3溶液、乙二醇溶液、尿素溶液等。
【详解】A、4min时,只能确定甲组细胞比乙组细胞失去了更多水,但是甲乙溶液溶质不同,乙组可以发生质壁分离自动复原,所以乙组的溶质是可以进入细胞的。所以渗透压无法判断,故此时甲、乙两组细胞的吸水能力不确定,A错误;
B、由实验结果可知,乙组细胞发生质壁分离后能自动复原,说明溶质可被细胞吸收,可以是乙二醇,但由于乙二醇是通过自由扩散方式被细胞吸收的,所以乙组胞内乙二醇浓度不会超过胞外,B正确;
C、由图可知,8min后乙组细胞已经在吸水,说明细胞渗透压最高点在6—8min之间,C错误;
D、如果乙组8min加清水处理致使后续变化,那么12min后细胞会继续吸水,所以乙组渗透压最高点在处理时间八分钟的时候,D错误。
故选B。
7.(2025·四川成都·三模)人的肾小管上皮细胞能够进行水的重吸收的原因是其细胞膜上含有丰富的水通道蛋白,而科学研究发现,硝酸银(AgNO3)会使得通道蛋白失去活性,下列叙述正确的是( )
A.水通道蛋白被AgNO3破坏失去活性后,则肾小管上皮细胞就无水的进出
B.未经AgNO3处理的肾小管上皮细胞在不同的低渗蔗糖溶液中都会迅速涨破
C.通道蛋白每次转运水分子时,自身构象不会发生改变
D.葡萄糖进入小肠上皮细胞与水分子进入肾小管上皮细胞的区别在于是否需要能量
【答案】C
【分析】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。协助扩散需要转运蛋白,因而运输的速率还与转运蛋白的数量有关。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、水分子可通过自由扩散、协助扩散进出细胞,水通道蛋白被AgNO3破坏失去活性后,肾小管上皮细胞仍可通过自由扩散的方式吸收水,A错误;
B、未经AgNO3处理的肾小管上皮细胞在低渗溶液中都会吸水,当吸水量不大时,细胞会膨胀,但不会涨破,B错误;
C、水通道蛋白每次转运水分子过程中,不与水分子结合,自身构象不会发生改变,C正确;
D、葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动运输,水分子进入肾小管上皮细胞的方式是自由扩散和协助扩散,主动运输与协助扩散的区别是是否需要能量,与自由扩散的区别是是否需要能量和蛋白质协助,D错误。
故选C。
8.(2025·甘肃白银·三模)细胞膜是细胞与外界进行物质交换的门户。关于细胞膜上物质运输机制,下列叙述错误的是( )
A.简单扩散适用于大多数小分子无机物和部分离子
B.同种物质在同种细胞中可有不同的跨膜运输方式
C.生长激素由垂体某些细胞合成,并以胞吐的方式排出细胞
D.血液中成熟的红细胞借助转运蛋白吸收葡萄糖时不消耗ATP
【答案】A
【分析】物质跨膜运输的方式有被动运输、主动运输和胞吞、胞吐,其中被动运输是物质顺浓度梯度的跨膜运输,不需要细胞提供能量。
【详解】A、简单扩散(自由扩散)是指物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,不需要转运蛋白协助,不消耗能量,氧气、二氧化碳以及某些脂溶性的小分子有机物如甘油可以通过简单扩散进入细胞,而离子需要转运蛋白协助才能进行跨膜运输,A错误;
B、同种物质在同种细胞中可以有不同的跨膜运输方式,如水分子既可以通过简单扩散进出细胞,也可以通过协助扩散(需要借助细胞膜上的水通道蛋白)进出细胞,B正确;
C、生长激素属于分泌蛋白,由垂体某些细胞合成,并通过胞吐的方式分泌出细胞,C正确;
D、由于血浆中的葡萄糖浓度相对稳定且保持在较高水平,葡萄糖进入成熟的红细胞的方式是协助扩散,特点是顺浓度梯度运输、需要转运蛋白的协助、不消耗ATP,D正确。
故选A。
9.(2025·重庆·三模)为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体药物偶联物(ADC)靶向治疗,治疗机理如图,下列说法错误的是( )
A.单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B细胞与骨髓瘤细胞融合
B.用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C.理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性高于在溶酶体中的稳定性
D.ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞后被溶酶体裂解,从而丧失药物活性
【答案】D
【分析】分析题图,抗体药物偶联物(ADC) 通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞特异性识别,通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,导致溶酶体裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、效应B细胞能够分泌抗体,但是不具有增殖能力,而骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力,因此利用动物细胞融合技术将效应B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,利用该细胞制备单克隆抗体,A正确;
B、单克隆抗体制备过程中至少经过两次筛选,一次是用特定的选择培养基进行筛选,获得杂交瘤细胞,杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,即用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,就可获得既能无限增殖,又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、由图可知,ADC与乳腺癌细胞结合后,通过胞吞进入细胞,在溶酶体中接头被裂解,释放出药物发挥作用,说明接头和药物的结合在血浆中的稳定性高于在溶酶体中的稳定性,否则在血浆中就会释放药物,对正常细胞造成伤害,C正确;
D、从图中可以看出,ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞后,被溶酶体裂解,释放出药物,药物作用于DNA,并没有丧失药物活性,D错误。
故选D。
10.(2025·四川乐山·三模)研究人员利用分子组装技术,将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体,如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.腺苷三磷酸末端磷酸基团具有较高的转移势能
B.H+通过ATP合成酶的跨膜运输方式为协助扩散
C.该结构可将活跃的化学能转化为稳定的化学能
D.ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等磷酸化
【答案】C
【分析】1、像水分子这样,物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
2、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】A、ATP末端的特殊化学键中含有较高的能量,易断裂,因此ATP末端的磷酸基团具有较高的转移势能,A正确;
B、图过程中H+借助ATP合成酶从脂质体内部转移到外部没有消耗能量,属于协助扩散,B正确;
C、由图可知,该结构能模仿线粒体的功能,在ATP合成酶的催化下形成ATP,从而可将葡萄糖内稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能,C错误;
D、ATP水解释放的磷酸基团会与蛋白质结合使其磷酸化,D正确。
故选C。
11.(2025·山东泰安·三模)主动运输分为原发性主动运输和继发性主动运输,其中原发性主动运输由ATP直接供能。图中①~④代表物质进出细胞的过程,甲、乙、丙、丁为物质。下列说法正确的是( )
A.图中①~④过程均为主动运输,只有③过程为原发性主动运输
B.图中④过程表示光能驱动丁物质运出细胞
C.③过程会发生转运蛋白的磷酸化,使其空间结构发生不可逆的变化
D.主动运输可选择性吸收所需物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
【答案】D
【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、钾离子运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】A、图中②过程为协助扩散,A错误;
B、图中④表示物质进入细胞的过程,B错误;
C、③过程为主动运输,ATP水解产生的磷酸基团与载体蛋白结合,磷酸化后的载体蛋白空间结构会发生变化,但这种变化是可逆的,C错误;
D、主动运输可选择性吸收所需物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,D正确。
故选D。
12.(2025·山西临汾·三模)有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,ATP合酶利用H+浓度梯度驱动ATP合成。寡霉素能够改变ATP合酶的结构,使ATP合成受阻。下图为人体某细胞线粒体内膜上H+运输的部分途径,UCP是一种特殊的H+通道蛋白。下列说法错误的是( )
A.H+由线粒体基质向膜间隙的跨膜运输方式属于主动运输
B.ATP合酶既具有催化作用,又具有运输H+的功能
C.寡霉素处理后的细胞有氧呼吸释放的能量中热能比例减小
D.UCP基因表达增强时,线粒体中ATP的合成可能会减少
【答案】C
【分析】线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,如图所示,H+利用化学势能差,通过ATP合成酶的作用将H+化学势能转变为ATP的化学能,H+在线粒体内的浓度低于线粒体外的浓度。
【详解】A、H+由线粒体基质向膜间隙的跨膜运输是由低浓度向高浓度一侧运输,并且需要消耗能量,因此属于主动运输,A正确;
B、ATP合酶具有催化ATP合成,又具有运输H+的功能,B正确;
C、寡霉素能够改变ATP合酶的结构,线粒体内外膜间隙中的H+通过UCP进入线粒体基质,使线粒体内膜两侧H+的浓度差减小,ATP合成减少,最终有氧呼吸释放的热能明显增大,C错误;
D、UCP增多会加速 H+直接回流并以热能形式散失,导致经 ATP 合酶所合成的 ATP 减少,D正确。
故选C。
13.(2025·湖南长沙·三模)bR是嗜盐杆菌细胞膜上一种光能驱动的H+跨膜运输蛋白,经由bR形成的H+浓度梯度用于驱动ATP合成、Na+和K+的转运等活动,合成的ATP可用于同化CO2。下列叙述正确的是( )
A.该菌为自养生物,合成ATP所需能量直接来源于光能
B.图中Na+、K+的转运均为主动运输,H+运进细胞的方式均为被动运输
C.bR在核糖体上合成后,需要经过内质网、高尔基体的加工,运往细胞膜
D.光照时嗜盐杆菌细胞质基质内pH值上升,停止光照后胞外H+浓度低于胞内
【答案】B
【分析】光合作用通常是指绿色植物提供叶绿体利用光能将二氧化碳和水转变为储存能量的有机物,同时释放氧气的过程。一些光能自养型的微生物也能够进行光合作用,但场所不是叶绿体。
【详解】A、嗜盐杆菌能利用光能,驱动H+浓度梯度的形成,形成的H+浓度梯度用于驱动ATP合成,因此合成ATP所需能量不是直接来源于光能,合成的ATP可用于同化CO2,为自养生物,A错误;
B、Na+、K+的转运是主动运输,需要H+浓度梯度提供能量,H+在bR处的转运是主动运输,需要光能,导致H+在细胞外面浓度更高,H+运进细胞为顺浓度梯度运输,为被动运输,B正确;
C、嗜盐杆菌为原核生物,没有内质网和高尔基体,C错误;
D、光照时H+通过bR运出质膜,可导致嗜盐杆菌细胞质基质内H+浓度降低,pH值上升,停止光照后胞外H+通过协助扩散进入细胞内,浓度降低,因为协助扩散,由高浓度到低浓度运输,所以不会低于胞内的H+浓度,D错误。
故选B。
14.(2025·甘肃白银·三模)SGLT、GLUT都是葡萄糖(G)转运蛋白,小肠上皮细胞转运Na+和葡萄糖的机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.SGLT将葡萄糖运入图中细胞属于协助扩散
B.抑制SGLT活性可降低糖尿病患者的血糖
C.Na+运出小肠上皮细胞需与转运蛋白结合
D.SGLT和GLUT转运葡萄糖的过程均不直接消耗ATP
【答案】A
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、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】A、SGLT运输葡萄糖需依赖Na+顺浓度梯度运输提供的势能,属于主动运输,A错误;
B、抑制SGLT活性,使小肠上皮细胞对葡萄糖的吸收减少,可降低糖尿病患者的血糖,B正确;
C、据图可知,Na+运出小肠上皮细胞的方式是主动运输,故Na+运出小肠上皮细胞需与转运蛋白结合,C正确;
D、葡萄糖借助GLUT以协助扩散的方式运出小肠上皮细胞,不消耗ATP,SGLT运输葡萄糖依赖Na+顺浓度梯度运输提供的势能,不直接消耗ATP,D正确。
故选A。
15.(2025·重庆·三模)图示为部分物质进出小肠上皮细胞的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.葡萄糖进入小肠上皮细胞直接依赖ATP供能
B.葡萄糖运出细胞的方式是协助扩散
C.推测图中Na+-K+泵具有运输和催化两种功能
D.小肠上皮细胞吸收葡萄糖和Na+能间接促进水吸收
【答案】A
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、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】A、葡萄糖进入小肠上皮细胞利用的是钠离子浓度差提供的化学势能,A错误;
B、葡萄糖运出细胞是顺浓度梯度,有载体蛋白参与,方式是协助扩散,B正确;
C、推测图中Na+-K+泵具有运输和催化两种功能,C正确;
D、小肠上皮细胞吸收葡萄糖和Na+增加细胞内液浓度,能间接促进水吸收,D正确。
故选A。
16.(2025·浙江·三模)FDG(氟代脱氧葡萄糖)含有放射性氟原子,能被细胞当作葡萄糖摄入,但不能进一步代谢而以FDG—6P形式滞留在细胞中(如图)。下列叙述正确的是( )
A.图中细胞以易化扩散方式吸收葡萄糖
B.FDG不会影响细胞摄取利用葡萄糖的速率
C.肿瘤细胞代谢旺盛,因此FDG可应用于检测和定位肿瘤
D.FDG结构与葡萄糖类似,两者均参与糖酵解为细胞供能
【答案】C
【分析】瘤细胞的能量代谢特点明显有别于正常细胞,即使在氧气充足的情况下,肿瘤细胞仍以无氧呼吸作为主要的产能方式,为肿瘤细胞快速提供ATP,还能提供许多大分子物质,满足快速增殖的肿瘤细胞对于能量和物质的需求。
【详解】A、细胞一般以主动转运的方式吸收葡萄糖,A错误;
B、图中葡萄糖转运蛋白既可转运葡萄糖又可转运FDG,因此FDG会影响细胞摄取利用葡萄糖的速率,B错误;
C、肿瘤细胞代谢旺盛,会吸收更多的葡萄糖,因此,给肿瘤患者注射或服用FDG,肿瘤细胞会吸收大量的FDG,但FDG不能进一步代谢而以FDG-6P的形式滞留在细胞中,而FDG含有放射性氟原子,可被仪器检测到,因此FDG可应用于检测和定位肿瘤,C正确;
D、FDG转变为FDG-6P不能继续参与代谢,D错误。
故选C。
17.(2025·浙江·三模)叶绿体的类囊体膜上存在F型质子泵。F型质子泵不仅可以利用H+浓度梯度将ADP转化成ATP(如图中虚线箭头所示),也可以利用水解ATP释放的能量转移质子(如图中实线箭头所示)。下列叙述错误的是( )
A.F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能
B.F型质子泵转运H+的方式为主动转运
C.F型质子泵既有亲水性部分也有亲脂性部分
D.Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧
【答案】B
【分析】1、能合成ATP的场所:细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、类囊体膜。
2、生物膜包括细胞膜、细胞器膜和核膜。
3、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等。
4、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。
5、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】A、由题中信息可知,F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能,A正确;
B、图中转运H+的方式有主动转运和易化扩散两种,B错误;
C、F型质子泵是一种膜蛋白,因此既有亲水性部分也有亲脂性部分,C正确;
D、由图中虚线箭头可知,H+由Ⅱ侧运至Ⅰ侧,同时生成ATP,Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧,D正确。
故选B。
18.(2025·江西·三模)我国科学家卢洪洲教授团队开发了一种促进蛋白质跨膜转运的新型蛋白质递送标签(C-Tag,主要成分有胆固醇)。C-Tag能够锚定在某些蛋白质药物表面,在胆固醇插入细胞膜的磷脂双分子层的同时介导药物进入细胞质,下列叙述错误的是( )
A.胆固醇可以作为内环境的成分,参与血液中脂质的运输
B.该标签可以为胰岛素类药物开发以治疗糖尿病提供理论依据
C.相较于通过胞吞进入细胞,C-Tag能够显著增强药物入胞能力
D.推测C-Tag 帮助药物进入细胞的过程体现了细胞膜的结构特性
【答案】B
【分析】小分子物质跨膜运输包括被动运输(包括简单扩散和协助扩散)和主动运输,其中被动运输是顺浓度梯度运输,不消耗能量,主动运输是逆浓度梯度运输,需要载体蛋白并消耗能量。
【详解】A、胆固醇可以参与血液中脂质的运输,属于内环境成分,A正确;
B、该系统需要将药物送进细胞,而胰岛素是与细胞膜表面的受体分子结合后发挥作用的,不需要进入细胞,B错误;
C、药物自身通过胞吞进入需要先被膜上蛋白质识别,再通过胞吞进入细胞,而新型递送标签能够锚定在蛋白质表面,促进胆固醇插入细胞膜的磷脂双分子层从而介导药物进入细胞质,故其能够显著增强蛋白入胞能力,C正确;
D、C-Tag 帮助药物进入细胞过程中需要将胆固醇插入细胞膜的磷脂双分子层,这个过程磷脂分子会发生移动,体现了细胞膜的结构特性流动性,D正确。
故选B。
19.(2025·四川内江·三模)下图表示叶肉细胞中的蔗糖进入SE-CC(筛管-伴胞复合体)的某种途径。该途径可分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖进入韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖通过膜上载体顺浓度梯度进入SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中。SE-CC的细胞膜上有蔗糖-H+共运输载体(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。下列叙述错误的是( )
A.高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行物质运输
B.H+泵与H+结合后催化ATP水解,H+泵磷酸化释放H+
C.蔗糖从细胞外空间进入SE-CC的速率只受SU载体数量的影响
D.若SU载体基因不表达,则叶肉细胞中蔗糖可能因运输受阻而积累
【答案】C
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要蛋白质,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要蛋白质;主动运输从低浓度到高浓度,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、高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行物质运输和信息交流,A正确;
B、H+泵属于载体蛋白,与H+结合后催化ATP水解,H+泵磷酸化释放H+,B正确;
C、蔗糖从细胞外空间进入SE-CC需要SU载体的协助,同时需要H+产生的势能,因此蔗糖从细胞外空间进入SE-CC的速率除了受SU载体数量的影响还受膜两侧H+浓度差的影响,C错误;
D、若SU载体基因不表达,H+不能通过SU载体进入细胞,则叶肉细胞中蔗糖可能因运输受阻而积累,D正确。
故选C。
20.(2025·甘肃甘南·三模)为探究水稻根细胞吸收硅元素的方式,分别在一定浓度的硅酸盐溶液中进行不同的实验:①不作处理;②水稻幼苗;③水稻幼苗+转运蛋白抑制剂;④水稻幼苗+ATP水解酶抑制剂。一段时间后,测定各组溶液中硅酸盐的剩余量,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.硅元素属于微量元素,能通过磷脂分子的间隙进入细胞
B.硅酸根离子需要通道蛋白的协助才能被水稻根细胞吸收
C.根细胞吸收硅酸根离子不一定消耗呼吸作用产生的ATP
D.长期水淹缺氧会导致水稻的根细胞不能吸收硅酸根离子
【答案】C
【分析】根据题意,①不作处理;②水稻幼苗;③水稻幼苗+转运蛋白抑制剂;④水稻幼苗+ATP水解酶抑制剂。结合图中结果可知,①②④对比,表明硅酸根离子的运输需要转运蛋白的协助,那么运输方式可能属于协助扩散或者主动运输;①②③④对比,表明硅酸根离子的运输除了需要转运蛋白,有时还需要消耗ATP,但是与③组对比又可以看出硅酸根离子的运输还存在协助扩散。
【详解】AB、硅元素是微量元素,②③对比说明硅酸根离子不能通过磷脂分子的间隙进入细胞,只能通过转运蛋白协助运输进入细胞,①②③④对比,表明硅酸根离子的运输除了需要转运蛋白,有时还需要消耗ATP,说明硅酸根离子的运输存在主动运输的方式,但是④与③组对比又可以看出硅酸根离子的运输还存在协助扩散,AB错误;
C、根据AB选项分析可知,水稻根细胞吸收硅酸根离子的方式有主动运输和协助扩散,主动运输运输需要消耗ATP,但是协助扩散不消耗呼吸作用产生的ATP,C正确;
D、长期水淹缺氧会使水稻根细胞吸收硅酸根离子减少,水稻根细胞可通过无氧呼吸提供的少量能量进行主动运输,以及协助扩散方式吸收少量硅酸根离子,D错误。
故选C。
21.(2025·青海西宁·三模)原发性主动运输可以直接利用ATP水解释放的能量,使镶嵌在细胞膜上的特异性蛋白磷酸化,进而推动一些无机盐离子的运输;继发性主动运输并不直接利用ATP,而是依靠原发性主动运输建立的离子梯度来推动葡萄糖、氨基酸等有机小分子的运输。下列相关叙述正确的是( )
A.特异性蛋白即膜上的载体蛋白,磷酸化时伴随着空间构象的改变
B.继发性主动运输不需要ATP水解直接供能,为放能反应
C.继发性主动运输可同时运输离子与葡萄糖等有机小分子,其转运蛋白不具有特异性
D.人成熟红细胞通过细胞膜上的葡萄糖载体吸收葡萄糖,属于继发性主动运输
【答案】A
【分析】根据题干信息,细胞膜上的主动运输分为原发性主动运输和继发性主动运输。原发性主动运输直接利用ATP水解为载体蛋白提供能量,继发性主动运输的能量来源于某种离子的跨膜浓度梯度形成的势能。两者都是借助转运载体蛋白逆浓度梯度运输物质,都需要能量。
【详解】A、参与主动运输的膜蛋白为转运蛋白中的载体蛋白,所以特异性蛋白即膜上的载体蛋白,ATP水解时末端的磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合使其磷酸化,此时载体蛋白的空间构象会发生改变,A正确;
B、继发性主动运输虽不需要ATP水解直接供能,但要依靠原发性主动运输建立的离子梯度来运输一些有机小分子,所以仍然是吸能反应,B错误;
C、继发性主动运输依靠载体蛋白,载体蛋白具有特异性,C错误;
D、葡萄糖进入人体成熟红细胞的方式是协助扩散,需要载体蛋白协助,不消耗能量,不属于主动运输,D错误。
故选A。
22.(2025·河南开封·三模)他汀类药物主要用于治疗高胆固醇血症,其中辛伐他汀、洛伐他汀是脂溶性的,普伐他汀、瑞舒伐他汀是水溶性的。这类药物进入小肠后常见的转运方式如下图所示。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。下列叙述正确的是( )
A.辛伐他汀是非极性分子,在肠道中主要通过A途径被吸收
B.瑞舒伐他汀通过B途径的运输速率只与膜两侧浓度差有关
C.如果普伐他汀通过OATP被小肠上皮细胞主动吸收,OATP的空间构象不变
D.抑制P - gp的活性,可促进经D途径转运的他汀类药物在小肠上皮细胞内积累
【答案】D
【分析】小分子物质跨膜运输包括被动运输(包括简单扩散和协助扩散)和主动运输,其中被动运输是顺浓度梯度运输,不消耗能量,主动运输是逆浓度梯度运输,需要载体蛋白并消耗能量。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、已知辛伐他汀是脂溶性的,而细胞膜的主要成分是磷脂双分子层,根据相似相溶原理,脂溶性物质容易通过自由扩散(被动转运的一种方式)的方式穿过细胞膜。图中B途径为细胞间被动转运途径,即自由扩散,所以辛伐他汀在肠道中主要通过B途径被吸收,A错误;
B、瑞舒伐他汀是水溶性的,B途径为被动转运的跨膜途径,对于水溶性物质通过被动转运的跨膜途径,其运输速率不仅与膜两侧浓度差有关,还与细胞膜上水溶性孔道的数量等因素有关,B错误;
C、OATP是转运蛋白,物质通过转运蛋白的运输方式可能为协助扩散或主动运输,这两种运输方式都需要转运蛋白的参与,且在运输过程中转运蛋白的空间构象会发生改变,所以如果普伐他汀通过OATP被小肠上皮细胞主动吸收,OATP的空间构象会改变,C错误;
D、由题干可知,P - gp参与D途径(外排型转运体介导的跨膜转运),其作用是将物质排出小肠上皮细胞,所以抑制P - gp的活性,会减少经D途径转运的他汀类药物被排出小肠上皮细胞,从而促进经D途径转运的他汀类药物在小肠上皮细胞内积累,D正确。
故选D。
23.(2025·广东惠州·三模)碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上具有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),两者的工作模式如图所示。硝酸根离子(NO3-)能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.Na+-I-共转运体将I-转运进细胞内的过程不消耗能量
B.Na+-K+泵的化学本质为蛋白质,具有运输和催化作用
C.药物X可使细胞膜上的Na+-I-共转运体的活动减弱
D.NO3-能抑制甲状腺滤泡细胞吸收I-,引起血浆中的甲状腺激素减少
【答案】A
【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】A、Na⁺-I⁻共转运体需要利用钠离子(Na⁺)的浓度梯度(电化学势能)来驱动碘离子(I⁻)的转运,故该过程消耗能量,A错误;
B、据图可知,Na⁺-K⁺泵是一种膜蛋白,其化学本质是蛋白质,能运输Na⁺和K⁺,同时能催化ATP水解,故具有运输和催化作用,B正确;
C、Na⁺-I⁻共转运体需要利用钠离子的浓度梯度来驱动碘离子的转运,药物X通过阻断Na⁺-K⁺泵的作用,减弱细胞内外的钠离子浓度梯度,进而使Na+-I-共转运体的转运效率降低,C正确;
D、NO3-能与I-竞争NIS(Na+-I-共转运体),使得甲状腺滤泡细胞对I-的吸收减少,进而抑制甲状腺激素的合成,会引起血浆中的甲状腺激素减少,D正确。
故选A。
24.(2025·河南郑州·三模)《中国居民膳食指南》指出,14~17岁青少年每日需摄入1000mg钙。下列相关叙述错误的是( )
A.缺钙时,人体可能会出现抽搐
B.补钙时,建议同时补充维生素D
C.钙属于组成细胞的大量元素,是血浆渗透压的主要来源
D.质膜上参与钙离子主动运输的载体蛋白,也能够水解ATP
【答案】C
【分析】无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是叶绿素的必要成分。(2)维持细胞的生命活动,如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、钙离子浓度过低可引发抽搐,过高会引起肌无力,A正确;
B、维生素D可促进肠道对钙的吸收,因此补钙时需同时补充,B正确;
C、钙是组成细胞的大量元素,但血浆渗透压的主要来源是钠离子、氯离子和血浆蛋白(如白蛋白),而非钙离子,C错误;
D、主动运输钙离子的载体蛋白(如钙泵)具有ATP水解酶活性,可直接水解ATP供能,D正确。
故选C。
25.(2025·河南郑州·三模)某患者血液化验的部分结果如下图所示,下列相关叙述错误的是( )
郑州市医疗机构临床检验结果报告单
姓名:×× 性别:男 年龄:×× 申请日期:2025—5—1
检验项目
结果
单位
参考值
钠
159
mmol/L
137—147
氯
100
mmol/L
99—110
总蛋白
47
g/L
65—85
尿素
6
mmol/L
2.8—7.2
碳酸氢盐
23
mmol/L
21—28
甘油三酯
2.5
mmol/L
0—1.7
A.碳酸氢盐参与维持血浆pH的稳定
B.血浆中钠离子进入红细胞的方式为协助扩散
C.该报告单显示的尿素来源于血浆中甘油三酯的分解代谢
D.该患者会出现组织水肿,且肾上腺皮质会减少分泌醛固酮
【答案】C
【分析】内环境稳态的概念:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定的状态。内环境稳态的主要内容包括pH、渗透压、温度的动态平衡。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】A、血浆pH的稳定依赖于缓冲物质,碳酸氢盐是血浆中重要的缓冲物质之一,它参与维持血浆pH的稳定,A正确;
B、血浆中钠离子浓度高于红细胞内,钠离子进入红细胞是顺浓度梯度,且需要载体蛋白协助,这种方式为协助扩散,B正确;
C、尿素主要来源于细胞中氨基酸的脱氨基作用等含氮物质的代谢,而不是血浆中甘油三酯的分解代谢,甘油三酯不含N元素,C错误;
D、该患者总蛋白含量低于参考值,血浆蛋白含量低会导致血浆渗透压降低,组织液增多,从而出现组织水肿。 醛固酮的作用是保钠排钾,该患者血钠含量高于参考值,肾上腺皮质会减少分泌醛固酮来维持钠的平衡,D正确。
故选C。
26.(2025·重庆·三模)液泡膜上存在多种Ca2+转运蛋白,这些蛋白通过协同作用维持活细胞内Ca2+浓度的稳态,主要包括Ca2+通道、Ca2+泵和Ca2+/H+反向运输载体,相关离子运输过程如图所示。Ca2+/H+反向运输载体能够利用膜内外形成的H+电化学梯度,驱动Ca2+以相反方向跨膜转运。下列叙述正确的是( )
A.Ca2+与Ca2+通道结合后运入细胞质基质
B.与Ca2+结合后,(Ca2+泵的空间结构不发生改变
C.Ca2+通过图中方式进入液泡时,均需要消耗能量
D.Ca2+/H+反向运输载体能同时转运Ca2+和H+,这说明载体蛋白不具有专一性
【答案】C
【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、Ca2+通过Ca2+通道进入细胞不需要与通道蛋白结合,A错误;
B、与Ca2+结合后,Ca2+泵的空间结构会发生改变,B错误;
C、Ca2+通过图中方式进入液泡时是通过Ca2+/H+反向运输载体,利用H+浓度差提供能量,通过Ca2+泵进入液泡需要消耗ATP的能量,C正确;
D、Ca2+/H+反向运输载体能同时转运Ca2+和H+,该运输载体也只能运输转运Ca2+和H+,说明载体蛋白具有专一性,D错误。
故选C。
27.(2025·陕西安康·三模)根系细胞中的磷酸盐转运蛋白可以从土壤中逆浓度吸收亚硒酸盐,且吸收的多数亚硒酸盐在根系细胞中转变为有机硒(Fig.2,一种含硒蛋白)并储存在细胞壁中。Fig.2能够促进植物根系招募有益菌,提升作物抗致病菌的能力。下列相关叙述错误的是( )
A.亚硒酸盐被根系细胞吸收时需要与磷酸盐转运蛋白结合
B.磷酸盐转运蛋白可为根系细胞吸收亚硒酸盐提供能量
C.Fig.2从根系细胞内转运到细胞壁中依赖细胞膜的流动性
D.植物根系招募的有益菌与致病菌存在种间竞争关系
【答案】B
【分析】根细胞从土壤吸收无机盐离子的方式主要是主动运输,该运输方式的特点是:从低浓度一侧运输到高浓度一 侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
【详解】A、题干表明根系细胞中的磷酸盐转运蛋白可以从土壤中逆浓度吸收亚硒酸盐,而载体蛋白在协助扩散和主动运输中,需要与被运输的物质结合,才能将其转运。所以亚硒酸盐被根系细胞吸收时需要与磷酸盐转运蛋白结合,A正确;
B、磷酸盐转运蛋白是一种载体蛋白,载体蛋白在物质跨膜运输中起运输作用,本身不能为物质运输提供能量。根系细胞吸收亚硒酸盐是逆浓度进行的主动运输过程,能量由细胞呼吸等提供,而不是由磷酸盐转运蛋白提供,B错误;
C、Fig. 2(一种硒蛋白)从根系细胞内转运到细胞壁中,需要通过胞吐等方式,而胞吐过程依赖细胞膜的流动性,细胞膜可以变形将物质排出细胞,C正确;
D、植物根系招募的有益菌与致病菌会共同竞争植物提供的资源等,它们之间存在种间竞争关系,D正确。
故选B。
28.(2025·江西·三模)传统的抗抑郁药物起效慢,中科院上海药物研究所发现了位于大脑胶质细胞的 Kir4.1钾离子通道可作为快速起效的抗抑郁药物靶点,同时筛选出了 Kir4.1的小分子抑制剂Lys05,发现Lys05位于Kir4.1通道中央孔区,可阻塞钾离子流动。研究人员用抑郁模型小鼠为材料,通过点突变技术证明了Kir4.1钾离子通道的I159A残基是 Lys05发挥抑制作用的关键位点,实验过程如图,下列有关叙述正确的是( )
A.Kir4.1运输钾离子时不消耗能量,钠钾泵运输钾离子消耗能量
B.神经胶质细胞对神经元起辅助作用,数量比神经元少
C.小分子Lys05可以阻塞钾离子流动,进而影响动作电位
D.图中B组小鼠的 Kir4.1 上I159A 残基对应序列未发生点突变
【答案】A
【分析】兴奋在神经元之间的传递:兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的,突触包括突触前膜、突触后膜和突触间隙,突触前膜内的突触小泡含有神经递质,神经递质以胞吐的形式分泌到突触间隙,作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜所在神经元兴奋或抑制。由于神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜上的受体,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。
【详解】A、运输钾离子的转运蛋白有载体蛋白和通道蛋白,钠钾泵属于载体蛋白,运输钾离子属于主动运输,消耗能量,Kir4.1钾离子通道蛋白运输钾离子属于协助扩散,不消耗能量,A正确;
B、神经胶质细胞对神经元起辅助作用,数量比神经元多,B错误;
C、小分子Lys05可以阻塞钾离子流动,影响膜内外钾离子的浓度,进而影响静息电位,不影响动作电位,C错误;
D、A组为对照组,没有发生点突变,I159A残基正常,可以和小分子Lys05结合,快速抗抑郁药效显著,而B组为实验组,发生了点突变,I159A 残基异常,无法与小分子Lys05结合,快速抗抑郁药效消失,D错误。
故选A。
29.(2025·广西南宁·三模)研究发现,甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞有共质体途径和质外体途径,分别如图中①、②所示。下列叙述错误的是( )
A.质外体的pH因H+ATP酶的运输作用而逐步升高
B.图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流
C.蔗糖经途径②进入伴胞细胞不直接消耗ATP
D.加入H+ATP酶抑制剂,蔗糖进入伴胞细胞的速率会下降
【答案】A
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需转运蛋白和能量;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,不需要能量;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量等。
【详解】A、H+在H+-ATP酶的作用下运出细胞,但会在蔗糖-H+同向运输器的作用下再进入细胞中,故质外体的pH是相对稳定的状态,A错误;
B、高等植物细胞间可以形成通道,细胞间可通过通道(途径①)进行信息交流,B正确;
C、蔗糖经途径②进入伴胞细胞时,H+顺浓度梯度进入细胞,其产生的化学势能驱动蔗糖-H+同向运输器转运蔗糖,所以蔗糖经途径②进入伴胞细胞不消耗ATP,C正确;
D、加入H+-ATP酶抑制剂会使H+运出细胞的速率下降,进而使蔗糖进入伴胞细胞的速率下降,D正确。
故选A。
30.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)研究表明,哺乳动物肌肉细胞膜外Na+浓度是膜内的15倍,K+浓度膜内是膜外的35倍,这种浓度差与膜上的Na+-K+泵有关,其作用原理如图。下列说法正确的是( )
A.Na+-K+泵能同时将Na+运出,K+运入细胞
B.呼吸抑制剂不影响Na+-K+泵运输Na+和K+
C.Na+-K+泵运输的过程不与Na+、K+结合
D.Na+-K+泵仅能体现膜蛋白具有运输功能
【答案】A
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、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】A、结合题干和图中信息“哺乳动物肌肉细胞膜外Na+浓度是膜内的15倍,K+浓度膜内是膜外的35倍,”可知Na+-K+泵将Na+主动运出细胞同时将K+主动运入细胞,维持细胞膜两侧的Na+、K+浓度差,A正确;
B、Na+-K+泵的运输方式属于主动运输,需要消耗能量,所以呼吸抑制剂能影响Na+和K+的运输,B错误;
C、Na+-K+泵是载体蛋白,在运输Na+和K+的过程与Na+、K+相结合,C错误;
D、Na+-K+泵不仅具有运输Na+、K+的功能,还具有ATP水解酶的催化作用,体现膜蛋白既有运输功能,又有催化功能,D错误。
故选A。
31.(2025·江西景德镇·三模)钠钾氯共转运蛋白(NKCC)是一类帮助钠离子、钾离子、氯离子进行运输的膜蛋白,在肾脏的尿液浓缩过程中NKCC利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力,逆浓度梯度转运K+和Cl-进入细胞(如下图)。下列关于肾小管上皮细胞对离子吸收和转运的说法,错误的是( )
A.Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式不同
B.钠-钾泵发挥作用时发生磷酸化导致其空间结构改变
C.抑制钠-钾泵活性会提高NKCC重吸收Na+的能力
D.K+可借助不同的载体蛋白通过主动运输进入上皮细胞
【答案】C
【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、Na+进入上皮细胞是借助NKCC,利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力,顺浓度梯度进入细胞,属于协助扩散;Na+出上皮细胞是通过钠 - 钾泵,需要消耗 ATP,属于主动运输,因此Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式不同,A正确;
B、钠 - 钾泵发挥作用时,会发生磷酸化,这一过程会导致其空间结构改变,从而实现离子的运输,B正确;
C、NKCC需利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力,钠 - 钾泵能将细胞内的Na+泵出,维持细胞外相对较高的Na+浓度,由此推测抑制钠-钾泵活性会抑制NKCC重吸收Na+的能力,C错误;
D、从图中可以看出,K+主动运输进入上皮细胞可以借助NKCC和钠 - 钾泵这两种不同的载体蛋白,D正确。
故选C。
32.(2025·陕西宝鸡·三模)2024年中国科学家提出利用1000℃以上高温融化月壤并促成相关化学反应生产水蒸气和铁单质等产物,一吨月壤可以产生约51~76千克水,这项研究为未来月球生命发展提供新思路。下列关于水的叙述错误的是( )
A.水分子更多的是以协助扩散的方式进出细胞
B.细胞中与蛋白质相结合的水仍具流动性和溶解性
C.自由水是细胞内良好的溶剂,可以参与细胞内的许多化学反应
D.多细胞动物体的绝大部分细胞,浸润在以水为基础的液体环境中
【答案】B
【分析】细胞中的水:细胞内的水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
【详解】A、水分子进出细胞的方式是被动运输,其中更多的是通过通道蛋白进出的协助扩散,A正确;
B、与蛋白质结合的水属于结合水,其结构固定,失去了流动性和溶解性,B错误;
C、自由水作为细胞内良好的溶剂并参与化学反应,C正确;
D、多细胞动物的细胞浸润在细胞外液(如组织液、血浆)中,这些液体以水为基础,D正确。
故选B。
33.(2025·安徽·三模)细胞的生命活动离不开物质运输,很多物质和结构都有助于运输功能,关于这些物质和结构下列说法错误的是( )
A.细胞摄取大分子,大分子首先与细胞膜上的磷脂分子结合,形成囊泡,进行胞吞
B.转运蛋白可运输物质进出细胞,且有些转运蛋白需与ATP末端脱离的磷酸结合
C.水分子在生物体内参与物质运输,这与它们是极性分子且互相能形成氢键有关
D.蛋白质纤维构成的细胞骨架,在细胞物质运输等生命活动中发挥了重要作用
【答案】A
【分析】大分子物质是通过胞吞或胞吐的方式运输的,胞吞和胞吐的生理基础是细胞膜的流动性,在此过程中需要消耗由细胞呼吸提供的能量。
【详解】A、细胞摄取生物大分子时,大分子首先需要与细胞膜上蛋白质结合,形成囊泡,进行胞吞,A错误;
B、转运蛋白在主动运输和协助扩散中发挥作用,有些转运蛋白如Ca2+载体蛋白需要与ATP末端水解的磷酸结合,发挥作用,B正确;
C、水分子是极性分子,互相之间形成氢键,常温下维持液态,具有流动性,C正确;
D、细胞骨架由蛋白质纤维构成,与物质运输等各种生命活动有关,D正确。
故选A。
34.(2025·四川眉山·三模)高盐环境下作物会大量减产,而宁夏枸杞对高盐胁迫却有一定的耐受性,该过程与高盐条件下 Ca2+跨膜运输进入根细胞增多有关,其机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ca2+运输进入细胞时,其转运蛋白的空间构象会发生改变
B.S 蛋白可让胞内 Na+浓度下降的同时使胞内pH 降低
C.高盐环境中 Na+进入细胞和进入液泡跨膜运输方式相同
D.Ca2+激活 N 蛋白和 S 蛋白可使植物适应高盐胁迫环境
【答案】C
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,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,需要载体蛋白和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、从图中可以看到,Ca2+通过Ca2+载体蛋白运输进入细胞。 载体蛋白在运输物质时,其空间构象通常会发生改变,所以Ca2+运输进入细胞时,其转运蛋白的空间构象会发生改变,A正确;
B、由图可知,S蛋白可以将 Na+运出细胞,同时将H+运进细胞。 当Na+运出细胞时,胞内 Na+浓度下降,而H+ 运进细胞会使胞内H+浓度升高,即pH降低,B正确;
C、从图中能看出, Na+进入细胞是通过通道蛋白,属于协助扩散。 而 Na+进入液泡是通过N蛋白,且需要Ca2+激活,同时逆浓度运输,属于主动运输。 二者跨膜运输方式不同,C错误;
D、因为Ca2+激活N蛋白和S蛋白后,N蛋白可将Na+运进液泡,S蛋白可将 Na+运出细胞。 这些过程可以调节细胞内Na+的分布和浓度,从而使植物适应高盐胁迫环境,D正确。
故选C。
35.(2025·甘肃白银·三模)我国“深海勇士”号在南海深处发现了管状蠕虫。管状蠕虫没有消化器官,也没有口和肛门,它主要通过体内硫细菌进行化能合成作用来获取有机物。下列推理错误的是( )
A.管状蠕虫和硫细菌的种间关系可能是互利共生
B.硫细菌可能通过氧化硫化物获得的能量将CO2转化为有机物
C.硫细菌吸收管状蠕虫内物质可能需要线粒体供能
D.管状蠕虫可能通过胞吞从深海吸收大分子有机物
【答案】C
【分析】1、互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存。
2、硫细菌之所以被归类为自养型生物,是因它能利用氧化H2S释放的化学能将CO2合成有机物。
【详解】A、根据“它主要通过体内硫细菌进行化能合成作用来获取有机物”可以推测,管状蠕虫和硫细菌的种间关系可能是互利共生,A正确;
B、根据已有知识(硝化细菌化能合成作用)以及硫细菌可通过化能合成作用合成有机物可以推测,硫细菌可能通过氧化硫化物获得的能量将CO2转化为有机物,B正确;
C、硫细菌属于原核生物,没有线粒体,故其吸收管状蠕虫内物质需要的能量来自细胞质基质而不是线粒体,C错误;
D、管状蠕虫主要通过体内硫细菌进行化能合成作用来获取有机物,不是唯一来源,故管状蠕虫可能通过胞吞从深海吸收大分子有机物,D正确。
故选C。
36.(2025·河北沧州·三模)神经细胞外的Ca2+对Na+内流具有抑制作用,称为膜屏障作用。当膜外存在过多Ca2+时,神经细胞膜上的Na+通道难以开放。下列有关叙述错误的是( )
A.缺乏维生素D会使神经和肌肉易发生兴奋,导致肌肉抽搐
B.神经细胞外Ca2+浓度的变化对静息电位无明显作用
C.组织液中Ca2+浓度升高时,突触后膜容易兴奋
D.Na+和Ca2+借助通道蛋白进入神经细胞时不需要与通道蛋白结合
【答案】C
【分析】神经冲动的产生:静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。
【详解】A、维生素D能促进机体对钙和磷的吸收,其缺乏后细胞外液中Ca2+浓度下降,膜屏障作用减弱,Na+内流增多,神经和肌肉易发生兴奋,导致肌肉抽搐,A正确;
B、静息电位主要与K+外流有关,神经细胞外的Ca2+对Na+内流具有抑制作用,对K+外流则没有,B正确;
C、细胞外Ca2+浓度过高时,膜屏障作用增强,突触后膜上Na+通道难以开放,从而抑制了Na+内流,使突触后膜不易兴奋,C错误;
D、Na+和Ca2+进入神经细胞均借助通道蛋白,不需要与其结合,D正确。
故选C。
37.(2025·四川成都·三模)在人体细胞中,物质运输是一个复杂而精细的过程,涉及多种细胞结构和分子机制。以下关于物质运输的描述错误的是( )
A.载体蛋白运输物质时自身构象会发生可逆性改变,载体蛋白可重复利用
B.生长激素通过主动运输进入靶细胞起作用
C.神经递质从突触前膜经胞吐释放到突触间隙的过程主要依赖细胞膜的流动性
D.基因突变可能导致细胞膜上的某种载体蛋白结构发生改变,进而影响特定物质的跨膜运输速率
【答案】B
【分析】细胞膜具有控制物质进出的功能,小分子、离子进出细胞膜的方式包括主动运输和被动运输。主动运输一般是逆浓度梯度运输,需要消耗能量,被动运输是顺浓度梯度运输,不需要消耗能量;细胞膜运输物质的功能具有选择性,细胞膜的选择透过性与细胞膜上载体蛋白的种类和数量有关,载体蛋白运输物质具有专一性;大分子物质出入细胞膜的方式是胞吞和胞吐,需要消耗能量,依赖于细胞膜的流动性特点。
【详解】A、载体蛋白运输物质时自身构象会发生改变,这种改变是可逆的,故可持续发挥运输物质的功能,A正确;
B、生长激素是蛋白质类激素,通过胞吐分泌到细胞外,随体液运输,通过与靶细胞表面的受体结合传递信息,不进入细胞内,B错误;
C、神经递质经胞吐从突触前膜释放到突触间隙的过程中,涉及突触小泡与细胞膜的融合,该过程主要依赖细胞膜的流动性,C正确;
D、基因突变如果发生在编码细胞膜上载体蛋白的基因上,那么载体蛋白的结构可能会发生改变,从而影响其运输物质的能力和效率,D正确。
故选B。
38.(2025·陕西·三模)水和无机盐是农作物生长发育的必需化合物,下列相关说法错误的是( )
A.种子吸收的水与蛋白质等物质结合后仍具有溶解性
B.干旱环境生长的植物细胞中自由水与结合水的比例往往较低
C.农作物根系吸收无机盐时需要转运蛋白参与
D.农作物中的无机盐以离子和化合物的形式存在
【答案】A
【分析】细胞中的水的存在形式有自由水和结合水,自由水的作用有:是细胞中良好的溶剂、参与细胞内的化学反应、运输营养物质和代谢废物、提供液体环境。无机盐的作用:是细胞内复杂化合物的重要组成成分,许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有非常重要的作用。主要存在形式是离子。
【详解】A、种子吸收的水与蛋白质等物质结合后,转变为结合水,而结合水是细胞结构的重要组成部分,不再具有溶解性,A错误;
B、干旱环境生长的植物细胞中自由水与结合水的比例往往较低,以适应干旱环境,B正确;
C、农作物根系通过主动运输的方式吸收无机盐,均需要转运蛋白参与,C正确;
D、农作物中的无机盐主要以离子形式存在,少部分以化合物的形式存在,D正确。
故选 A。
39.(2025·陕西·三模)小肠上皮细胞对单糖的吸收和转运需要一些转运蛋白的协助,主要有GLUT-2、GLUT-5、SGLT-1,具体情况如下图所示。下列说法错误的是( )
A.GLUT-2转运葡萄糖的方式是协助扩散,不消耗 ATP
B.肠腔中的葡萄糖通过SGLT-1进入小肠上皮细胞是主动运输
C.机体在缺氧的条件下,小肠上皮细胞排出 Na⁺的速率会下降
D.降低小肠上皮细胞中GLUT-2的活性在一定程度上可以使血糖快速升高
【答案】D
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、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】A、GLUT-2协助葡萄糖运出细胞、GLUT-5协助果糖进入细胞都是顺浓度梯度进行的,均为协助扩散,不需要消耗ATP,A正确;
B、肠腔中的葡萄糖通过SGLT-1进入小肠上皮细胞为逆浓度运输,消耗钠离子势能,是主动运输,B正确;
C、小肠上皮细胞排出钠离子的方式属于逆浓度梯度进行,需要载体,并且消耗能量,由呼吸提供,机体在缺氧的条件下,小肠上皮细胞排出 Na⁺的速率会下降,C正确;
D、GLUT-2是协助葡萄糖由小肠上皮细胞以协助扩散方式运出,而后进入血液,若降低小肠上皮细胞中GLUT-2的活性则可以减少进入血液中葡萄糖的量,因而在一定程度上可以抑制血糖的快速升高,D错误。
故选D。
40.(2025·陕西·三模)服用头孢类药物期间喝酒,人体会因为酒精进入后,经过肝脏的代谢会分解成乙醛,出现面色潮红,恶心呕吐,呼吸抑制、急性心衰等中毒反应。下列叙述正确的是( )
A.口服头孢和静脉注射头孢首先进入的内环境分别是组织液和血液
B.呼吸抑制会使肺通气量减少,导致二氧化碳积累使血浆 pH 降低
C.酒精进入肝脏细胞的方式是主动运输
D.饮酒者血浆中的部分酒精通过肺部呼吸排出体外需至少穿过2层生物膜
【答案】B
【分析】内环境是细胞生活的液体环境,包括血浆、组织液和淋巴(液)。细胞外液构成了体内细胞生活的液体环境,这个液体环境叫做人体的内环境。
【详解】A、口服头孢和静脉注射头孢首先进入的内环境分别是组织液和血浆,A错误;
B、呼吸抑制使通气量减少,导致二氧化碳积累,血浆中的pH降低,B正确;
C、酒精是脂溶性小分子,进入肝脏细胞的方式为自由扩散,C错误;
D、饮酒者血浆中的部分酒精通过肺部呼吸排出体外,至少要穿过毛细血管壁细胞(2层细 胞膜)、肺泡壁细胞(2层细胞膜),共4层生物膜,D错误。
故选B。
41.(2025·吉林长春·三模)下列关于植物根系吸收矿质元素的说法,错误的是( )
A.植物根系可以通过主动运输的方式吸收矿质元素
B.植物根系吸收矿质元素的过程只与转运蛋白有关
C.植物根系吸收的矿质元素可影响植株的生长发育过程
D.不同植物根系对同一种矿质元素的吸收量可能不同
【答案】B
【分析】植物细胞主要通过主动运输的方式吸收矿质元素,主动运输需要载体蛋白的协助,同时需要细胞呼吸提供能量,由于细胞膜上运输不同离子的载体的种类和数量不同,植物细胞对不同矿质元素的吸收速率不同。
【详解】A、植物根系吸收矿质元素的方式主要是主动运输,主动运输需要载体蛋白和能量,能够逆浓度梯度吸收矿质元素,A正确;
B、植物根系吸收矿质元素的过程不仅与转运蛋白有关,还与能量供应有关,主动运输需要ATP提供能量来驱动矿质元素的逆浓度梯度运输,B错误;
C、植物根系吸收的矿质元素对于植株的生长发育非常重要,例如氮元素参与蛋白质、核酸等的合成,影响植株的生长和代谢等过程,C正确;
D、不同植物对矿质元素的需求不同,根系对同一种矿质元素的吸收量可能不同,这与植物的遗传特性等有关,D正确。
故选B。
42.(2025·四川达州·三模)筛管是运输光合产物的通道,光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞经过一系列运输运至筛管一伴胞复合体(SE—CC)的细胞外空间,然后从细胞外空间进入SE—CC,SE—CC的细胞膜上有蔗糖—H+共运输载体(SU载体)和H+泵(具ATP水解酶活性,可将H+运输到细胞外空间),SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE—CC中,再逐步汇入主叶脉运输至植物体的其他部位。下列说法错误的是( )
A.蔗糖是小分子且溶于水的非还原糖,适合长距离运输
B.SE—CC中的蔗糖浓度高于细胞外空间
C.SU功能缺陷会导致叶肉细胞光合速率降低
D.降低SE—CC中的pH可以提高蔗糖向SE—CC运输的速率
【答案】D
【分析】物质跨膜运输方式中主动运输需要载体和能量,膜上H+泵有催化ATP水解供能的作用。H+泵具ATP水解酶活性,可将H+运输到细胞外空间,说明此过程需要消耗能量,是主动运输,即细胞内H+浓度低于细胞外,借助于此浓度梯度,可完成蔗糖运输,浓度差越大运输速率越高。
【详解】A、蔗糖是二糖,为小分子,易溶于水,是非还原糖,适合长距离运输,A正确;
B、H+泵具ATP水解酶活性,可将H+运输到细胞外空间,说明细胞外H+浓度高于细胞内,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中,说明蔗糖进入SE-CC中是主动运输,细胞内蔗糖浓度高于细胞外空间,B正确;
C、SU功能缺陷引起光合产物积累,会导致叶肉细胞光合速率降低,C正确;
D、降低SE-CC中的pH,细胞内H+浓度升高,细胞内外H+浓度差减小,运输蔗糖的能力减弱,会降低蔗糖向SE-CC运输的速率,D错误。
故选D。
43.(2025·浙江嘉兴·三模)人体内血浆中的铁主要来源于衰老的红细胞。巨噬细胞能吞噬、降解衰老的红细胞,并将铁通过质膜上的铁输出蛋白(FPN)转运到细胞外。肝脏分泌的铁调素(Hepc)是一种小分子多肽激素,与FPN结合后促进FPN内吞并降解。下列叙述错误的是( )
A.血浆铁浓度过低易出现缺铁性贫血
B.血浆铁浓度过低时肝脏分泌Hepc量增加
C.血浆Hepc浓度较高时巨噬细胞储铁量增加
D.成年女性较男性需要通过食物补充更多铁
【答案】B
【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者,具有运输、调节、免疫、催化、组成化合物结构等功能。
【详解】A、铁是血红蛋白的组成元素之一,血浆铁浓度过低易出现缺铁性贫血,A正确;
B、巨噬细胞表面的铁输出蛋白(FPN)使血浆中的铁增多,铁调素(Hepc)使巨细胞表面的铁输出蛋白(FPN)变少,从而使血浆中的铁减少,巨细胞储铁量增加,因此血浆铁浓度过低时铁调素(Hepc)量减少,B错误;
C、铁通过质膜上的铁输出蛋白(FPN)转运到细胞外,血浆Hepc与FPN结合后促进FPN内吞并降解,Hepc浓度较高时巨噬细胞储铁量增加,C正确;
D、成年女性较男性都需要红细胞运输氧气,都需要通过食物补充更多铁,D正确。
故选B。
(2025·浙江嘉兴·三模)胃黏膜上皮细胞膜上存在NHE蛋白,其合成、转运过程和功能如图所示,其中的Na+–K+泵逆浓度梯度转运Na+和K+。阅读材料完成下列小题:
44.下列关于NHE蛋白合成和转运过程的叙述,错误的是( )
A.过程①进行的场所是细胞核,产生的RNA通过核孔进入细胞质
B.多肽的加工场所在细胞溶胶,加工完成后进入囊泡储存
C.囊泡在细胞内的移动与细胞骨架有关
D.囊泡与细胞膜的融合体现了生物膜的流动性
45.下列关于NHE蛋白和Na+-K+泵的叙述,错误的是( )
A.H+通过NHE蛋白转运的过程属于易化扩散
B.当胞内pH下降时,NHE蛋白会被激活
C.Na+-K+泵具有物质转运功能和催化功能
D.Na+-K+泵失活将导致细胞内pH下降
【答案】44.B 45.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。
44.A、过程①指的是转录过程,转录的场所是细胞核,产生的RNA(如mRNA)通过核孔进入细胞质进行翻译,A正确;
B、多肽的加工通常发生在内质网和高尔基体中,而不是细胞溶胶,细胞溶胶是细胞质中的液体部分,主要参与代谢反应,B错误;
C、囊泡在细胞内的移动依赖于细胞骨架(如微管和微丝),细胞骨架为囊泡的运输提供了轨道和动力,C正确;
D、囊泡与细胞膜的融合过程依赖于生物膜的流动性,D正确。
故选B。
45.A、H⁺通过NHE蛋白转运的过程是主动运输,而不是易化扩散,A错误;
B、当胞内pH下降时,NHE蛋白会被激活,以排出H⁺,恢复正常的pH值,B正确;
C、Na⁺-K⁺泵不仅具有物质转运功能,还具有ATP酶活性,能够催化ATP的水解,C正确;
D、Na⁺-K⁺泵失活会导致细胞内Na⁺浓度升高,进而影响H⁺的排出,可能导致细胞内pH下降,D正确。
故选A。
46.(2025·陕西商洛·三模)小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖和Na+的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图中小肠上皮细胞生存的内环境是组织液和肠腔
B.图中同时运输葡萄糖和Na+的载体蛋白每次转运都会发生自身构象的改变
C.减小小肠上皮细胞内外的Na+浓度差,有利于小肠上皮细胞运出葡萄糖
D.葡萄糖通过协助扩散进入小肠上皮细胞,运输速率与浓度梯度成正比
【答案】B
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从低浓度到高浓度,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、肠腔不属于 人体的内环境,图中小肠上皮细胞生存的内环境是组织液,A错误;
B、载体蛋白在转运离子或分子时,会与离子或分子结合,导致发生自身构象的改变,图中同时运输葡萄糖和Na+的载体蛋白每次转运都会发生自身构象的改变,B正确;
C、葡萄糖从小肠上皮细 胞运出是顺浓度梯度进行的,属于协助扩散,适当提高小肠上皮细胞内的Na+浓度,增大小 肠上皮细胞内外的Na+浓度差,有利于小肠上皮细胞运出葡萄糖,C错误;
D、葡萄糖进入小 肠上皮细胞借助Na+的浓度梯度产生的势能,为主动运输,D错误。
故选B。
47.(2025·陕西商洛·三模)内质网处于应激状态时,内质网上的CLAC通道被激活,Ca2+通过该通道被释放到细胞质基质后会激活Ca2+/钙调蛋白调节的钙调神经磷酸酶,使得前凋亡蛋白Bad去磷酸化,激发线粒体内膜上的细胞色素c的释放,诱导细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
A.Ca2+和CLAC通道结合后顺浓度梯度被释放到细胞质
B.细胞凋亡过程中,细胞内所有酶的活性均降低
C.上述细胞色素c会直接参与丙酮酸分解为CO2的过程
D.抑制钙调神经磷酸酶的活性,可使细胞凋亡减弱
【答案】D
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、CLAC通道是一种通道蛋白,Ca2+顺浓度梯度从内质网被释放到细胞质基质不需要和 CLAC通道结合,A错误;
B、细胞凋亡过程中,细胞内与凋亡相关酶的活性增强,不是所有酶的活性均降低,B错误;
C、细胞色素c位于线粒体内膜上,丙酮酸分解为CO2的过程发生在线粒体基质中,细胞色素c不会参丙酮酸分解为CO2的过程,C错误;
D、抑制钙调神经磷酸酶的活性,前凋亡蛋白Bad不发生去磷酸化,线粒体内膜上的细胞色素c的释放减少,细胞凋亡减弱,D正确。
故选D。
48.(2025·福建福州·三模)下图表示海水稻(耐盐碱水稻)与抗逆性相关的生理过程,SOS1和NHX的活性受磷酸化和去磷酸化的调控。下列叙述错误的是( )
A.Na+外排和液泡区隔化可降低细胞质基质中Na+浓度以减轻Na+毒害
B.H+运入细胞可建立H+浓度梯度,为SOS1提供驱动力,促进Na+排出
C.SOS1和NHX磷酸化和去磷酸化的动态平衡参与维持细胞内离子稳态
D.海水稻通过胞吐分泌抗菌蛋白抵御病原体的侵染是其适应环境的表现
【答案】B
【分析】物质出入细胞的方式: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、结合图示可知,Na+可以通过SOS1运出细胞,也可以通过NHX运入液泡(液泡区隔化),从而降低细胞质基质中Na+浓度以减轻Na+毒害,A正确;
B、H+运出细胞和运入液泡时,需要载体蛋白的参与,需要消耗ATP,为主动运输,主动运输一般是逆浓度运输的,可以建立H+浓度梯度,B错误;
C、据图所示,SOS1和NHX参与Na+和H+的运输,物质通过两种载体蛋白运输时,载体蛋白会发生磷酸化和去磷酸化过程,因此说SOS1和NHX磷酸化和去磷酸化的动态平衡参与维持细胞内离子稳态,C正确;
D、图示表明海水稻分泌抗菌蛋白的方式是胞吐,抗菌蛋白可用于抵御病原体的侵染,这是其适应环境的表现,D正确。
故选B。
49.(2025·山西晋中·三模)如图所示,小肠绒毛上皮细胞面向肠腔的质膜顶区具有驱动的葡萄糖泵(转运蛋白1),可使细胞内产生较高的葡萄糖浓度,在质膜基底区的转运蛋白2则可沿浓度梯度运出葡萄糖,膜上的—泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.小肠绒毛上皮细胞质膜不同部位的组分种类可能有差别
B.葡萄糖从肠腔吸收进入小肠绒毛上皮细胞时不需要消耗能量
C.通过质膜顶区和基底区进出小肠绒毛上皮细胞的运输方式不同
D.转运蛋白2功能受损时,下丘脑可通过交感神经使血糖含量上升
【答案】B
【分析】图中为钠离子和葡萄糖进出小肠绒毛上皮细胞的示意图,葡萄糖进小肠绒毛上皮细胞是低浓度到高浓度,是主动运输,出小肠绒毛上皮细胞是高浓度到低浓度,是协助扩散;Na+进小肠绒毛上皮细胞是高浓度到低浓度,是协助扩散,出小肠绒毛上皮细胞是低浓度到高浓度,是主动运输。
【详解】A、小肠绒毛上皮细胞质膜的不同部位的转运蛋白种类不同,组分种类可能有差别,A正确;
B、分析图示可知,葡萄糖被吸收进入小肠绒毛上皮细胞时需要消耗能量,但不是由ATP直接供能,而是借助于细胞内外钠离子的电化学势能,B错误;
C、通过质膜顶区和基底区进出小肠绒毛上皮细胞的运输方式分别是协助扩散、主动运输,C正确;
D、若转运蛋白2功能受损,则葡萄糖无法从小肠绒毛上皮细胞转运到毛细血管内,血糖含量会降低,引起下丘脑某个区域兴奋并通过交感神经使血糖含量上升,D正确。
故选B。
50.(2025·重庆·三模)植物细胞膜上的磷转运体在顺浓度运输H+进入细胞的同时,也会将土壤溶液中的H2PO4–运输进入细胞,实现H2PO4–和H+的同向协同转运,从而满足植物体对磷的需求。下列说法错误的是( )
A. H2PO4–被运输进细胞的过程消耗了能量
B.土壤溶液的pH升高有利于植物根细胞吸收H2PO4–
C.若植物缺乏磷,则其生物膜系统的结构组成可能会受到影响
D.推测可知,低磷环境中,植物细胞内磷转运体相关基因的表达会增强
【答案】B
【分析】分析题文描述:在植物细胞膜上的磷转运体的协助下,H+以协助扩散的方式进入细胞,在此过程中,H+顺浓度梯度运输产生的电化学势能驱动H2PO4–以主动运输的方式被运输进细胞。
【详解】A、在H+顺浓度运输进入细胞时产生的电化学势能的驱动下,H2PO4–以主动运输的方式被运输进细胞,因此H2PO4–被运输进细胞的过程消耗了能量,A正确;
B、土壤溶液的pH升高,则意味着土壤中H+浓度减少,细胞内外的H+浓度差减小,为植物根细胞吸收H2PO4–提供的电化学势能减少,不利于植物根细胞吸收H2PO4–,B错误;
C、磷脂的合成需要磷元素,磷脂双分子层是生物膜的基本支架,若植物缺乏磷,则其生物膜系统的结构组成可能会受到影响,C正确;
D、推测可知,低磷环境中,植物细胞内磷转运体相关基因会受到低磷胁迫的诱导而使其表达会增强,细胞膜上的磷转运体数量增加,从而使植物体吸收更多的H2PO4–,以满足对磷的需求,D正确。
故选B。
二、多选题
51.(2025·内蒙古通辽·三模)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物的AT1蛋白通过调节细胞膜上通道蛋白PIP2s的磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,机制如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.PIP2s蛋白介导H2O2跨膜运输时,二者会相结合
B.AT1蛋白与Gβ结合后能抑制PIP2s蛋白磷酸化
C.若PIP2s蛋白磷酸化水平高,则植物的耐盐碱能力强
D.在盐碱地中,AT1基因缺失幼苗的成活率较低
【答案】BC
【分析】根据题图分析:AT1蛋白与Gβ结合,通过抑制PIP2s蛋白的磷酸化而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,从而导致植物抗氧化胁迫能力减弱,进而引起细胞死亡。AT1蛋白缺陷,AT1蛋白无法与Gβ结合,可以提高PIP2s蛋白的磷酸化水平,促进细胞内的H2O2排到细胞外,从而提高植物抗氧化的胁迫能力,进而提高细胞的成活率。
【详解】A、PIP2s蛋白属于通道蛋白,介导H2O2跨膜运输时,PIP2s蛋白与H2O2不结合,A错误;
B、根据左图中信息,在细胞膜内,AT1蛋白与Gβ结合,会抑制PIP2s蛋白磷酸化,从而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,B正确;
C、根据右图信息,AT1基因缺陷的植物,AT1蛋白无法与Gβ结合,PIP2s蛋白磷酸化水平高,可促进细胞内的H2O2排到细胞外,植物的耐盐碱能力会增强,C正确;
D、根据右图,在盐碱地中,AT1基因缺失幼苗抗氧化胁迫,成活率较高,D错误。
故选BC。
52.(2025·辽宁·三模)钠钾泵是哺乳动物细胞膜上普遍存在的转运蛋白,是由α和β两个亚单位组成的二聚体蛋白质。α亚单位上有3个Na+、2个K+和1个ATP分子或磷酸分子的结合位点,且具有ATP水解酶活性。α亚单位的2种主要构象E1和E2如图所示。下列相关推测正确的是( )
A.钠钾泵在E1构象下将3个Na+泵进细胞,在E2构象下将2个K+泵出细胞
B.钠钾泵在不同的构象下对Na+和K+的亲和力不同
C.钠钾泵的E1和E2构象发生相互转换与磷酸化无关
D.静息电位和动作电位的形成均与钠钾泵的正常活动密切相关
【答案】BD
【分析】分析题意,Na+-K+泵具有ATP酶的活性,将ATP水解的同时,运输Na+和K+ ,所以其功能是运输钠钾离子和催化ATP水解。
【详解】A、细胞内钾离子浓度高于细胞外,细胞外钠离子浓度高于细胞内,分析题图可知,钠钾泵主动运输钠离子和钾离子,所以钠钾泵在E1构象下将3个Na+泵出细胞,在E2构象下将2个K+泵入细胞,A错误;
B、α亚基首先与钠离子结合,完成钠离子的转运,此后与钾离子结合完成钾离子的转运,说明α亚基对Na+的亲和力始终大于 K+,B正确;
C、α亚单位上有1个ATP分子或磷酸分子的结合位点,且具有ATP水解酶活性,所以钠钾泵的E1和E2构象发生相互转换与磷酸化有关,C错误;
D、钠钾泵的作用保证了钠离子主要在膜外,钾离子主要在膜内的状态,静息电位的形成与钾离子外流有关,动作电位的形成与钠离子内流有关,因此,钠钾泵造成神经元膜内外的离子浓度差是静息电位和动作电位形成的基础,D正确。
故选BD。
三、解答题
53.(2025·湖南·三模)海水稻是耐盐碱水稻的俗称,可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植生产。相关研究表明,渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗逆性相关的生理过程示意图如下,回答下列问题。
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质
(1)水分子主要通过 方式进入海水稻根细胞,与水的另一种运输方式相比,其具有的特点是 。
(2)水分子是 ,故可以作为细胞中的良好溶剂;渗透胁迫下,可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的 。
(3)由图可知,SOS1和NHX均可以运输两种物质, (填“能”或“不能”)体现转运蛋白的专一性。
(4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性,影响膜表面糖蛋白的合成,从而影响其细胞 的功能。据图分析,海水稻根细胞解决上述问题的机制是 。
(5)除耐盐碱性外,海水稻还具有 的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
【答案】(1) 协助扩散 需要蛋白质的协助
(2) 极性分子 渗透压
(3)能
(4) 表面识别、信息传递 通过 NHX 蛋白将细胞质基质中的 Na+逆浓度梯度运入液泡或通过 SOS1 蛋白逆浓度梯度将 Na+运到细胞膜外
(5)抗病菌
【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)水分子可以自由扩散和协助扩散的方式进入细胞,主要以协助扩散的方式进入海水稻根细胞。与自由扩散相比,协助扩散具有的特点是需要蛋白质的协助。
(2)水分子是极性分子,故可以作为细胞中的良好溶剂;渗透胁迫下,可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的渗透压。
(3)由图可知,SOS1 和 NHX 均可以运输两种物质,但不能运输其他物质,因此能体现转运蛋白的专一性。
(4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性,影响膜表面糖蛋白的合成,进而影响其细胞表面识别与细胞间的信息传递的功能。据题图可知,海水稻根细胞解决上述问题的机制是通过 NHX 将细胞质基质中的 Na+逆浓度梯度运入液泡或通过 SOS1 蛋白逆浓度梯度将 Na+运到细胞膜外。
(5)由题图可知,海水稻除耐盐碱性外,还能产生抗菌蛋白,具有抗病菌的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
【点睛】
酶和ATP考点02
一、单选题
1.(2025·甘肃白银·三模)过氧化氢酶(CAT)是一种重要逆境生理酶,在生物体内起防御和保护作用。科学人员测得在不同温度下茶树中CAT的相对活力如图所示,下列叙述正确的是( )
A.CAT是茶树活细胞产生的能直接调节生命活动的物质
B.CAT既能降低化学反应所需的活化能,又能提供能量
C.根据曲线变化可推测,茶树生长的最适温度是36℃
D.提高CAT的耐高温能力可能有利于茶树适应夏季高温天气
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其催化特性表现为专一性、高效性和需要适宜的条件,通常酶发挥催化作用需要适宜的温度和pH。
【详解】A、CAT是活细胞产生的具有催化作用的有机物,不具有调节作用,A错误;
B、CAT是一种有机催化剂,其并没有给过氧化氢分子提供能量,而是降低了过氧化氢分解反应的活化能,从而加速反应,B错误;
C、由曲线可知,在36℃时,CAT的相对活力最高,而CAT是一种逆境生理酶,可推测36℃最可能属于“逆境”条件,不能根据“逆境”条件下过氧化氢酶的最适温度来确定植物生长的最适温度,C错误;
D、提高CAT的耐高温能力,可加强CAT的防御和保护作用,有利于提高茶树的抗逆性,从而使茶树更好地适应夏季高温天气,D正确。
故选D。
2.(2025·重庆·三模)某同学采用图一所示装置探究酶的高效性,甲管中盛放体积分数为3%的H2O2溶液,乙管中分别盛放等量的新鲜的质量分数为20%的肝脏提取液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、蒸馏水。将甲、乙中的液体混合均匀后,每隔50s测定一次装置中的相对压强,实验结果如图二所示。下列说法正确的是( )
A.本实验因变量由单位时间O2的生成量所引起的气压改变来反映
B.温度是本实验的无关变量,不会改变实验结果
C.将Ⅰ组与III组的实验结果作对比,可得出酶具有高效性
D.用该装置探究pH对酶活性的影响无法达到实验目的
【答案】A
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;
酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;
酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、该实验的自变量是催化剂的种类和处理时间,因变量是单位时间内过氧化氢的剩余量或氧气的生成量,结合题目信息可知,相对压强是由单位时间内氧气的生成量引起的,A正确;
B、温度属于无关变量,但会影响实验结果,B错误;
C、将Ⅰ组与III组的实验结果作对比,可得出酶具有催化作用,C错误;
D、通过改变溶液的pH,可以探究pH对酶活性的影响,故实验装置和材料也可用于探究pH对酶活性的影响,D错误。
故选A。
3.(2025·四川乐山·三模)研究人员利用分子组装技术,将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体,如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.腺苷三磷酸末端磷酸基团具有较高的转移势能
B.H+通过ATP合成酶的跨膜运输方式为协助扩散
C.该结构可将活跃的化学能转化为稳定的化学能
D.ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等磷酸化
【答案】C
【分析】1、像水分子这样,物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
2、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】A、ATP末端的特殊化学键中含有较高的能量,易断裂,因此ATP末端的磷酸基团具有较高的转移势能,A正确;
B、图过程中H+借助ATP合成酶从脂质体内部转移到外部没有消耗能量,属于协助扩散,B正确;
C、由图可知,该结构能模仿线粒体的功能,在ATP合成酶的催化下形成ATP,从而可将葡萄糖内稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能,C错误;
D、ATP水解释放的磷酸基团会与蛋白质结合使其磷酸化,D正确。
故选C。
4.(2025·湖南湘西·三模)p53蛋白是调控细胞周期和DNA损伤应答的关键蛋白。在DNA损伤时,p53被磷酸化而稳定,从而激活下游靶基因(如p21)的表达,导致细胞周期阻滞。正常情况下,MDM2蛋白会促进p53的降解,而DNA损伤会抑制MDM2的作用。HPV病毒的E6蛋白能促进p53的降解并抑制其磷酸化。下列说法错误的是( )
A.DNA损伤后,p53的磷酸化水平升高,使其稳定性增强
B.MDM2通过促进p53的降解,负调控其功能
C.在HPV感染的细胞中,即使DNA损伤发生,p53也无法有效积累和激活
D.p53的磷酸化是其被MDM2降解的必要条件
【答案】D
【分析】癌细胞是指受到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。细胞癌变的原因包括外因和内因,外因是各种致癌因子,内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜的糖蛋白等物质减少。
【详解】A、题意显示,在DNA损伤时,p53被磷酸化而稳定,从而激活下游靶基因(如p21)的表达,导致细胞周期阻滞,即DNA损伤后,p53的磷酸化水平升高,使其稳定性增强,A正确;
B、正常情况下,MDM2蛋白会促进p53的降解,即MDM2可通过促进p53的降解,负调控其功能,B正确;
C、HPV病毒的E6蛋白能促进p53的降解并抑制其磷酸化,因此,在HPV感染的细胞中,即使DNA损伤发生,p53也无法有效积累和激活,C正确;
D、题意显示,正常情况下,MDM2蛋白会促进p53的降解,并未显示p53的磷酸化是其被MDM2降解的前提,D错误。
故选D。
5.(2025·山东泰安·三模)主动运输分为原发性主动运输和继发性主动运输,其中原发性主动运输由ATP直接供能。图中①~④代表物质进出细胞的过程,甲、乙、丙、丁为物质。下列说法正确的是( )
A.图中①~④过程均为主动运输,只有③过程为原发性主动运输
B.图中④过程表示光能驱动丁物质运出细胞
C.③过程会发生转运蛋白的磷酸化,使其空间结构发生不可逆的变化
D.主动运输可选择性吸收所需物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
【答案】D
【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、钾离子运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】A、图中②过程为协助扩散,A错误;
B、图中④表示物质进入细胞的过程,B错误;
C、③过程为主动运输,ATP水解产生的磷酸基团与载体蛋白结合,磷酸化后的载体蛋白空间结构会发生变化,但这种变化是可逆的,C错误;
D、主动运输可选择性吸收所需物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,D正确。
故选D。
6.(2025·湖南湘西·三模)碱蓬是我国常见的耐盐碱植物之一,通过特殊的盐腺将吸收的多余盐分排出细胞外,或者将盐分储存在特定的细胞中来抵抗外界盐度胁迫。研究发现,种植碱蓬能有效降低土壤表层含盐量,增加土壤有机质含量,现寻找种植碱蓬的适宜温度,探究结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.实验中的自变量有培养时间和温度
B.由图中数据可知种植碱蓬的最适温度是25℃
C.碱蓬将多余盐分排出细胞外会受温度影响
D.选择碱蓬种植在盐碱含量高的地域遵循了生态工程中的协调原理
【答案】B
【分析】酶的活性,也被称为酶的活力,是指酶催化一定化学反应的能力。具体来说,酶的活性可以用在一定条件下,单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示,这实际上反映了酶催化某一特定反应的速度。酶催化的反应速度越大,酶的活性就越强;反之,反应速度越小,酶的活性就越弱。酶活性的高低受到多种因素的影响,包括体内的pH和温度等。此外,某些兴奋剂或抑制剂也会对酶的活性产生显著影响。
【详解】A、从实验目的“寻找种植碱蓬的适宜温度”以及图示中不同的温度条件和不同的培养时间可知,实验中的自变量有培养时间和温度,A正确;
B、图中仅给出了15℃、20℃、25℃、30℃这几个温度下的实验结果,在这几个温度中25℃时可能效果较好,但不能就此确定种植碱蓬的最适温度就是25℃,因为没有对更多温度进行探究,有可能在其他温度下效果更好,B错误;
C、碱蓬排出多余盐分的过程可能涉及到一些生理活动和物质运输等,而温度会影响酶的活性等,进而影响这些生理过程,所以碱蓬将多余盐分排出细胞外会受温度影响,C正确;
D、选择碱蓬种植在盐碱含量高的地域,是考虑到碱蓬耐盐碱的特性,使其与盐碱地环境相适应,遵循了生态工程中的协调原理,D正确。
故选B。
7.(2025·山西晋中·三模)ATP不仅是细胞内的能量“货币”,还能作为神经递质发挥作用。下图为ATP累积到突触小泡以及释放到突触间隙的相关过程,据图分析,下列推测不合理的是( )
A.突触小泡中的pH低于神经元细胞质基质的pH
B.ATP与VNUT蛋白结合后被转运到突触小泡内
C.ATP进入突触小泡所需能量可能来自H+外流
D.图示ATP的运输都需要转运蛋白参与且都消耗能量
【答案】D
【分析】神经元之间通过突触传递信息的过程:兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质;神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近;神经递质与突触后膜上的受体结合;突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化;神经递质被降解或回收。
【详解】A、从图中看出,细胞质基质中H+进入突触小泡是逆浓度梯度运输,需要消耗ATP,所以细胞质基质中H+浓度低于突触小泡,因此突触小泡中的pH低于神经元细胞质基质的pH,A正确;
B、从图中看出,ATP与VNUT蛋白结合后被转运到突触小泡内,B正确;
C、从图中看出,VNUT蛋白将H+顺浓度梯度从突触小泡运入细胞质基质的同时将ATP从细胞质基质运入突触小泡,所以ATP进入突触小泡所需能量可能来自H+外流,C正确;
D、神经元释放ATP的时候,ATP作为神经递质,所以ATP是通过胞吐的作用释放的,不需要转运蛋白,D错误。
故选D。
8.(2025·江苏盐城·三模)星形胶质细胞是一种神经胶质细胞。科研人员发现某种星形胶质细胞可升高细胞外腺苷水平,促进和维持觉醒状态,机制如图。相关叙述正确的是( )
A.C073/39催化ATP水解脱去两个磷酸基团形成腺嘌呤脱氧核苷酸
B.腺苷作用于腺苷受体,导致γ-氨基丁酸的释放量下降
C.γ-氨基丁酸与下一个神经元上的受体结合后,可促进小鼠觉醒
D.特异性抑制星形胶质细胞的Ca2+活动可延长小鼠的觉醒时长
【答案】B
【分析】ATP的结构式可简写成A-P~P~P,其中A代表腺苷(腺苷=腺嘌呤+核糖),T代表3个,P代表磷酸基团。
【详解】A、由题图可知,C073/39能催化ATP水解生成腺苷,ATP的结构简式为A-P~P~P,其中A为腺苷,因此C073/39催化ATP水解脱去3个磷酸基团产生腺苷,A错误;
B、结合图示可知,腺苷作用于腺苷受体,导致γ-氨基丁酸的释放量下降,B正确;
C、某种星形胶质细胞可升高细胞外腺苷水平,促进和维持觉醒状态,因此γ-氨基丁酸与下一个神经元上的受体结合后,可抑制小鼠觉醒,C错误;
D、结合图示可知,星形胶质细胞的Ca2+活动增强,ATP释放增多,特异性抑制星形胶质细胞的Ca2+活动可缩短小鼠的觉醒时长,D错误。
故选B。
9.(2025·安徽合肥·三模)AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)能感知细胞内能量水平,参与调节多种有机物的代谢。AMPK分子上有多个核苷酸的结合位点,可结合ATP、ADP。结合ADP的AMPK 会被LKB1酶催化发生磷酸化而增强活性,有利于维持细胞的能量供应。ATP 与 AMPK 的结合会起到相反效果。科研人员利用适宜条件下培养的细胞,进行了相关实验探究,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.在氧气缺乏条件下,AMPK 的磷酸化水平会下降
B.AMPK 通过直接水解 ATP 来增加细胞的能量供应
C.ADP与ATP 竞争AMPK 的结合位点,有利于精确感知能量水平
D.磷酸化的AMPK 可直接催化蛋白质、糖类等有机物的分解反应
【答案】C
【分析】腺苷三磷酸(ATP)是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成,水解时释放出能量较多,是生物体内最直接的能量来源。
【详解】A、在氧气缺乏条件下,细胞进行无氧呼吸,能量供应不足,ATP 减少,ADP 增多。结合 ADP 的 AMPK 会被 LKB1 酶催化发生磷酸化而增强活性,所以 AMPK 的磷酸化水平会上升,而不是下降 ,A错误;
B、AMPK 是通过感知细胞内能量水平,参与调节多种有机物的代谢来维持细胞能量供应,并非直接水解 ATP 来增加细胞能量供应 ,B错误;
C、AMPK 分子上有多个核苷酸的结合位点,可结合 ATP、ADP,ADP 与 ATP 竞争 AMPK 的结合位点,当细胞内 ATP 多(能量充足)时,ATP 结合 AMPK 使其活性受抑制;当 ADP 增多(能量不足)时,ADP 结合 AMPK 使其磷酸化增强活性,有利于精确感知能量水平 ,C正确;
D、磷酸化的 AMPK 是参与调节多种有机物的代谢,而不是直接催化蛋白质、糖类等有机物的分解反应 ,D错误。
故选C。
10.(2025·河南周口·三模)同一物质不同分子具有的能量存在差异,分子只有获得所需活化能才能发生化学反应。通常情况下,淀粉加热到53℃以上才能水解。下列关于淀粉水解反应的说法正确的是( )
A.淀粉是能源物质,水解释放的能量中有一部分储存在ATP中
B.常温下,加淀粉酶后淀粉分子的能量增多
C.与加热前比,把淀粉加热到53℃以上使淀粉分子能量增多
D.在淀粉中加入盐酸,淀粉分子的能量和所需活化能均不变
【答案】C
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶的本质是蛋白质,酶通过降低化学反应的活化能而对细胞内的化学反应起催化作用,酶的作用具有专一性、高效性、反应条件温和等特点;ATP是细胞生命活动的直接能源物质,糖类、脂质等有机物中的能量要转移到ATP中才能被细胞生命活动利用,细胞内的放能反应一般与ATP合成相偶联,吸能反应一般与ATP水解相偶联。
【详解】A、淀粉是能源物质,其水解生成葡萄糖的过程不释放能量,A错误;
B、酶的作用机理是降低反应的活化能,酶不改变分子能量,B错误;
C、加热为分子提供能量,使分子能量大于反应所需能量,从而引发化学反应,C正确;
D、盐酸是无机催化剂,加盐酸可以降低活化能,D错误。
故选C。
11.(2025·浙江·三模)叶绿体的类囊体膜上存在F型质子泵。F型质子泵不仅可以利用H+浓度梯度将ADP转化成ATP(如图中虚线箭头所示),也可以利用水解ATP释放的能量转移质子(如图中实线箭头所示)。下列叙述错误的是( )
A.F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能
B.F型质子泵转运H+的方式为主动转运
C.F型质子泵既有亲水性部分也有亲脂性部分
D.Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧
【答案】B
【分析】1、能合成ATP的场所:细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、类囊体膜。
2、生物膜包括细胞膜、细胞器膜和核膜。
3、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等。
4、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。
5、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】A、由题中信息可知,F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能,A正确;
B、图中转运H+的方式有主动转运和易化扩散两种,B错误;
C、F型质子泵是一种膜蛋白,因此既有亲水性部分也有亲脂性部分,C正确;
D、由图中虚线箭头可知,H+由Ⅱ侧运至Ⅰ侧,同时生成ATP,Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧,D正确。
故选B。
12.(2025·浙江·三模)为探究酶的特性,设计如图所示实验:A1~A5各注入0.25%可溶性淀粉溶液1mL,B1~B5各注入0.005%淀粉酶溶液1mL。将1~5号的A、B试管分别放置在相应编号的烧杯水浴中保温。5min后,将B试管中的淀粉酶溶液倒入同一温度的A试管,摇匀后继续保温5min.随后加入1mL5%NaOH溶液。下列叙述正确的是( )
A.本实验的目的是探究温度及pH值对酶活性的影响
B.加入1mL5%NaOH溶液的目的是终止反应
C.实验结果可用本尼迪特试剂来检测
D.在酶的最适温度条件下,酶一直保持着最高的活性
【答案】B
【分析】影响酶促反应速率的因素主要有温度、pH、底物浓度和酶浓度,温度能影响酶促反应速率,在最适温度前,随着温度的升高,酶活性增强,酶促反应速率加快;到达最适温度时,酶活性最强,酶促反应速率最快;超过最适温度后,随着温度的升高,酶活性降低,酶促反应速率减慢。另外低温不会使酶变性失活,而高温会使酶变性失活。
【详解】A、本实验的目的是探究温度对淀粉酶活性的影响,A错误;
B、NaOH为强碱物质,能使酶变性失活,实验中加入1mL5%NaOH溶液的目的是终止反应,B正确;
C、由于实验中混合保温5min后每支试管都加入1mL5%NaOH溶液,酶都变性失活,但加入的1mL5%NaOH溶液对本尼迪特试剂检测会带来干扰,因此本实验不可以用本尼迪特试剂来检测实验结果,C错误;
D、在酶的最适温度条件下,酶的活性会逐渐降低,D错误。
故选B。
13.(2025·安徽·三模)研究生命过程中的化学小分子也是生物化学家关注的内容,下列有关小分子参与的生命过程,叙述错误的是( )
A.有氧呼吸过程中,存在水分子的分解与合成
B.ADP与磷酸基团结合时,伴随着能量的储存
C.细胞内氧化反应产生的自由基攻击DNA时,可能引起基因突变
D.神经递质与相关受体结合后,突触后膜对Na+的通透性随即增加
【答案】D
【分析】ATP的结构式可简写成A-P~P~P,式中A代表腺苷,T代表3个,P代表磷酸基团,~代表特殊化学键。
【详解】A、细胞有氧呼吸过程中,第二阶段丙酮酸和水一起被分解,第三阶段NADH与氧结合生成水,A正确;
B、ADP与磷酸基团结合形成ATP时,通过特殊化学键储存能量,B正确;
C、细胞内氧化反应产生的自由基与DNA结合后;可能导致基因结构的改变,进而引起基因突变,C正确;
D、神经递质有兴奋型和抑制型,只有兴奋型神经递质与相关受体结合后,突触后膜对Na+的通透性才增加,D错误。
故选D。
14.(2025·重庆·三模)电鳗栖息在水底能见度很差的亚马孙河流域,依靠自身发出的电脉冲探测周围环境,也可以发出高达800V的电压抵御敌害。其独特的发电器官由特化的肌肉细胞构成,受神经系统直接控制,发电原理如图所示,下列叙述错误的是( )
A.电鳗放电时需要消耗体内大量的ATP
B.电鳗通过放电进行求偶、交流及防御属于行为信息
C.电鳗在产电过程中存在电信号到化学信号再到电信号的转变
D.发电器官的纵向长度越长,电鳗放出的最大电压就越高
【答案】B
【分析】兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成,神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元兴奋或抑制,所以兴奋在神经元之间的传递是单向的。突触可完成“电信号→化学信号→电信号”的转变。
【详解】A、放电过程是将ATP转化为电能,A正确;
B、电流属于物理信息,B错误;
C、电鳗的产电过程本质上是神经系统调控下的电化学信号转换: 大脑电信号→神经递质化学信号→电细胞离子流动产生电信号,C正确;
D、由图可知,串联的发电细胞数目越多,放出的电压就越高,D正确。
故选B。
15.(2025·河南·三模)下图为线粒体内膜上进行的生理过程,膜上的蛋白为呼吸复合体,通常呼吸复合体形成电子传递链以产生H+浓度梯度,ATP合酶利用H+浓度梯度产生ATP。动物体内的棕色脂肪细胞含有一种高表达的特殊蛋白质,称为UCP1(解偶联蛋白1),它可减少膜两侧的H+浓度梯度,使有机物氧化分解产生的能量更多地转化为热能,而不是合成ATP。下列叙述错误的是( )
A.在线粒体内膜上可实现H+的离子势能到ATP中化学能的转化
B.寒冷地区动物棕色脂肪细胞内线粒体内膜两侧H+浓度梯度较小
C.图中产生的水可继续参与线粒体基质中丙酮酸氧化分解产生CO2
D.棕色脂肪细胞将有机物中的能量全部转化为热能而不再产生ATP
【答案】D
【分析】H+通过ATP合酶进入线粒体基质是顺浓度梯度运输的,运输方式是协助扩散,当H+顺浓度梯度转运进入线粒体基质中时,可利用H+的势能使ADP与磷酸结合生成ATP。
【详解】A、在线粒体内膜上存在ATP合酶,可实现H+的离子势能到ATP中化学能的转化,A正确;
B、在寒冷地区的动物体内,为了维持相对恒定的体温,机体需增加产热,而线粒体内膜两侧H+的浓度梯度较小使 ATP合成减少,有机物氧化分解产生的能量转化形成的热能可能增多,B正确;
C、图中产生的水可继续参与有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,C正确;
D、棕色脂肪细胞内的 UCP1蛋白可减小膜两侧的 H+浓度梯度,主要影响有氧呼吸的第三阶段,但在有氧呼吸的其他两个阶段仍有 ATP的产生,D错误。
故选D。
16.(2025·辽宁·三模)叶绿体在光下利用无机磷与ADP合成ATP的过程称为光合磷酸化。光合磷酸化与电子传递是通过ATP合酶联系在一起的。如图ATP合酶由CF1和CF0两个蛋白复合体构成,光系统I(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合体。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.PSI和PSⅡ镶嵌在叶绿体的内膜上
B.膜内外H+浓度差是光合磷酸化的动力
C.CF1是疏水性复合体,CF0是亲水性复合体
D.电子传递抑制剂有利于光合磷酸化的进行
【答案】B
【分析】1、光合作用的过程:(1)光反应阶段:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段,光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的;(2)暗反应阶段:光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。
2、分析图示可知,水光解发生在类囊体腔内,该过程产生的电子经过电子传递链的作用与NADP+、H+结合形成NADPH。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,在进行H+顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成,运输到叶绿体基质中的H+可与NADP+结合形成NADPH。
【详解】A、由题干可知,PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合体,光合色素分布在类囊体薄膜上,所以PSI和PSⅡ应该是分布在类囊体薄膜上的,A错误;
B、据图可知,跨膜的H+浓度差,推动ATP合酶合成ATP,B正确;
C、CF1存在部位为磷脂亲水头部附近,所以应该有亲水性,CF0插入到磷脂疏水尾部中,所以应该有疏水性,C错误;
D、电子传递抑制剂并不利于光合磷酸化的进行,因为它们会阻断光合电子传递链中的电子传递,从而阻止H+电化学梯度的形成和ATP的合成,D错误。
故选B。
17.(2025·青海西宁·三模)纳米酶是一类蕴含酶学特性的纳米材料,具有催化活性高、稳定、成本低和易于大规模生产等特点。研究人员制备了能催化H2O2分解的纳米酶,如图是探究其特性的一项实验结果,图中“△DO”表示加入H2O25min后反应体系中溶氧量的变化情况。下列相关叙述正确的是( )
A.该纳米酶的最适pH为8.0
B.该纳米酶在发挥作用后被迅速降解为氨基酸
C.纳米酶通过与底物结合发挥作用,能显著降低化学反应的活化能
D.实验过程中应控制好纳米酶的用量、H2O2溶液的浓度、O2的浓度等无关变量
【答案】C
【分析】1、分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。酶促使化学反应进行,但酶并没有给化学反应提供能量,而是降低了化学反应的活化能,使化学反应只需要较少的能量就能发生。正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
2、实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称做自变量;随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。
【详解】A、pH为8.0不一定是该纳米酶的最适pH,需要进一步增大pH进行探究,A错误;
B、纳米酶在催化作用前后性质和数量暂时保持不变,即不会被降解,B错误;
C、酶发挥作用时,通常其活性中心会与所催化的反应物结合,作用机理是降低化学反应的活化能,C正确;
D、O2浓度是因变量,D错误。
故选C。
18.(2025·陕西宝鸡·三模)某生物兴趣小组设计实验“探究不同植物材料中过氧化氢酶的活性”。已知实验室所用过氧化氢酶活性与温度的关系如图1所示,实验中分别制取不同植物材料匀浆过滤液5mL,加入5mL过氧化氢溶液,在图1中a点所对应的温度下进行,所得实验结果如图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A.该实验中每一组都是实验组,也是其他组别的对照组
B.该实验的结果说明菠菜体内过氧化氢酶的量最多或活性最大
C.若实验温度为图1中b点所对应的温度,则实验结果与上述相同
D.该实验的自变量是植物材料种类,但温度、pH也可影响实验结果
【答案】C
【分析】据图可知,图1所示实验的自变量为温度,因变量为过氧化氢酶的活性;图2所示实验的自变量为植物材料种类,因变量为产氧气速率相对值。
【详解】A、本实验属于相互对照实验,每一组均为实验组,又是其他组别的对照组,A正确;
B、该实验结果显示,菠菜过滤液对应的过氧化氢的产氧速率最大,该产氧速率最大可能是过氧化氢酶的量多或活性最大引起的,B正确;
C、加热可以给过氧化氢分子提供能量,可加快过氧化氢的分解。若用图1中b点所对应的温度,过氧化氢酶的活性相同,酶促反应速率相同,但温度不同,过氧化氢自行分解的速率不同,C错误;
D、根据实验目的可知,该实验的自变量是植物材料种类,温度、pH属于无关变量,因此温度、pH也可影响实验结果,D正确。
故选C。
19.(2025·河南郑州·三模)枯草杆菌蛋白酶(S)可催化两种结构不同的底物CTH和CU。研究人员利用S进行了四组实验,结果如下图所示(表示催化CTH反应后的S,表示催化CU反应后的S)。下列分析错误的是( )
A.S催化CTH反应后无法催化CU反应
B.S催化CU反应后依然能催化CTH反应
C.由该实验结果可知和S的构象存在差异
D.S的催化速率与CTH和CU的浓度无关
【答案】D
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、由图示可知,对照图中 S+CU 与 SCTH+CU 的产物生成量差异可知,酶 S 在与 CTH 作用后得到的 SCTH 失去催化 CU 的能力,A正确;
B、对照图中 S+CTH 与 SCU+CTH 的产物生成量结果可知,酶 S 在与 CU 作用后得到的 SCU 仍可催化 CTH,B正确;
C、酶的结构决定功能,由该实验结果可知SCTH和S的构象存在差异,由于S在催化CTH后无法催化CU,说明SCTH的构象与S不同,C正确;
D、在低底物浓度下,催化速率随底物浓度增加而增加,直到达到最大速率,S的催化速率与CTH和CU的浓度无关,D错误。
故选D。
20.(2025·贵州遵义·三模)生物学实验研究中,常需要弄清自变量(X)是否通过另一因素(中间变量M)而实现对因变量(Y)的影响,某研究小组据此建构如图所示模型。结合所学生物学知识分析,下列相关叙述正确的是( )
A.研究过程中,无关变量的改变对实验结果没有影响
B.探究过氧化氢酶对H2O2的催化作用,M可表示为降低的活化能
C.稀盐酸刺激狗的小肠分泌促胰液素促进胰液分泌,促胰液素的量是中间自变量
D.为确定喂食引起狗分泌唾液是否与神经调节有关,切断神经是对中间因变量的检测
【答案】B
【分析】自变量是在实验中由实验者主动操纵的变量,会引发因变量的变化。自变量的选择需要满足检验实验假设所作的推论的任务要求,且要尽量达到客观、可控。
【详解】A、无关变量是指实验中除自变量外可能影响因变量结果的变量,需要控制以保持实验的有效性,无关变量的改变对实验结果有影响,A错误;
B、探究过氧化氢酶对H2O2的催化作用,自变量为过氧化氢酶的有无,M为中间变量,可表示为降低的活化能,为酶的作用机理,B正确;
C、稀盐酸刺激狗的小肠分泌促胰液素促进胰液分泌,促胰液素的量是中间因变量,C错误;
D、为确定喂食引起狗分泌唾液是否与神经调节有关,切断神经是对中间自变量的检测,D错误。
故选B。
21.(2025·福建三明·三模)下图a为两种不同类型的抑制剂对酶促反应的影响,图b为不同的抑制剂对酶促反应速率的影响。在每种情况下,酶的浓度、温度、PH以及体积均保持不变。下列叙述错误的是( )
A.竞争性抑制剂作用的原理是能与酶的活性部位结合而使酶促反应速率下降
B.底物浓度为X时,底物浓度是P和Q的限制因素,但不是R的限制因素
C.底物浓度为X时,P的反应速率高于Q的反应速率,是由于Q中存在非竞争性抑制剂
D.可通过蛋白质工程改造酶的结构,尝试解决因产物积累导致酶活性下降的问题
【答案】C
【分析】竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂:竞争性抑制剂是产生竞争性抑制作用的抑制剂。它与被抑制的酶的底物通常有结构上的相似性,能与底物竞相争夺酶分子上的结合位点,从而产生酶活性的可逆的抑制作用。非竞争性抑制剂在化学结构和分子形状上与底物无相似之处,因此并不在活性中心与酶结合,而是在活性中心以外的地方结合。然而一旦结合,酶的空间结构就发生变化,从而导致活性中心不能再结合底物。
【详解】A、竞争性抑制剂与底物结构相似,可竞争性结合酶的活性部位,使酶与底物结合机会下降,从而降低酶促反应速率 ,A正确;
B、结合图示可知,底物浓度为X时,底物浓度是P和Q的限制因素,即随着底物浓度的增加,P和Q的反应速率上升,但R的反应速率不再上升,因而底物浓度不是R的限制因素,B正确;
C、底物浓度为X时,P的反应速率高于Q的反应速率,是由于Q中存在竞争性抑制剂 ,因为非竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物的浓度来缓解,C错误;
D、可通过蛋白质工程改造酶的结构,尝试解决因产物积累导致酶活性下降的问题,进而提高酶活性,增大反应速率,D正确。
故选C。
22.(2025·重庆·三模)酶活性是指酶催化化学反应的能力,酶稳定性是指酶在不同条件下维持其酶活性的能力。多种温度对某种几丁质酶稳定性的影响如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.酶活性可以用单位时间内生成物的生成量来表示
B.45 ℃时,该种几丁质酶的活性高于60℃时的
C.该种几丁质酶发挥作用的过程中,反应速率与温度有关
D.大于75℃时,该种几丁质酶的结构可能出现了不可逆改变
【答案】B
【分析】酶活性的高低可用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。温度和pH值影响酶活性,在最适温度和pH值条件下,酶的活性最高。
【详解】A、酶活性是指酶催化化学反应的能力,在化学反应中,单位时间内生成物的生成量可以直观地反映出酶催化反应的快慢,所以酶活性可以用单位时间内生成物的生成量来表示,A正确;
B、题目所给的图是多种温度对某种几丁质酶稳定性的影响图,图中纵坐标是酶稳定性,并非酶活性。 仅从该图无法直接得出45℃时该种几丁质酶的活性高于60℃时的活性这一结论,B错误;
C、温度会影响酶的活性,而酶活性又会影响化学反应速率。 所以在该种几丁质酶发挥作用的过程中,反应速率与温度有关,C正确;
D、一般来说,温度过高会使酶的空间结构遭到破坏,导致酶变性失活,这种改变通常是不可逆的。 当温度大于75℃时,从图中可以看到酶稳定性急剧下降,所以该种几丁质酶的结构可能出现了不可逆改变,D正确。
故选B。
23.(2025·湖北十堰·三模)探究温度与植物体有机磷农药残留量的关系可用植物酯酶法进行,有机磷农药对植物酯酶有明显的抑制效果。某科研小组用188株小麦幼苗的植物酯酶粗提取液进行实验,结果如图所示(植物酯酶的活性与吸光值成正比)。下列叙述错误的是( )
A.实验中,20℃组为对照组,其他各组为实验组
B.植物酯酶粗提取液需在最适pH和低温条件下保存
C.实验说明离开活细胞后,植物酯酶仍具有活性
D.实验中,45℃左右时该植物体中有机磷农药残留量最少
【答案】A
【分析】分析题图:由题干“有机磷农药对植物酣酶产生抑制作用”,所以植物酯酶活性的大小可用来推测植物体中有机磷农药残留的多少,酶的活性与吸光值成正比,45℃时,吸光值最大,即植物酯酶的活性大,说明有机磷农药残留量最少.
【详解】A、不同温度处理均为实验组,构成相互对照,A错误;
B、酶的保存需要再低温、最适pH条件下保存,B正确;
C、本实验是用植物酯酶提取液做的实验,也可说明离开活细胞后,植物酯酶仍具有催化能力(或活性),C正确;
D、由题干“有机磷农药对植物酣酶产生抑制作用”,所以植物酯酶活性的大小可用来推测植物体中有机磷农药残留的多少,45℃时,植物酯酶的活性大,说明有机磷农药残留量最少,D正确。
故选A。
24.(2025·甘肃甘南·三模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆,表彰他们发现了微小RNA(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用。微小RNA是一类在基因调控中发挥关键作用的小型RNA分子。下列有关microRNA的叙述正确的是( )
A.microRNA所含元素与DNA相同,与ADP不同
B.不同的microRNA分子中,仅含氮碱基不同
C.正常真核细胞中的microRNA都通过转录而来
D.microRNA延伸时,游离核苷酸添加到5'端
【答案】C
【分析】核酸包括DNA和RNA,有细胞结构的生物遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA。DNA由4种脱氧核糖核苷酸构成,RNA由4种核糖核苷酸构成。构成核糖核苷酸的五碳糖是核糖,碱基是A、C、G、U;构成脱氧核苷酸的五碳糖是脱氧核糖,碱基是A、C、G、T。
【详解】A、RNA所含元素包括C、H、O、N、P,与DNA、ADP相同,A错误;
B、不同microRNA的含氮碱基一般相同,但碱基排列顺序不同,B错误;
C、microRNA都由DNA转录而来,C正确;
D、microRNA延伸时,游离核苷酸添加到3'端,D错误。
故选C。
25.(2025·湖南永州·三模)某科研小组从深海热泉中分离出一种耐高温的酶,通过对其元素组成分析,发现含有C、H、O、N、S。下列关于该酶的推测,合理的是( )
A.该酶在高温下仍能保持活性,因为含有S元素
B.该酶的基本单位是核糖核苷酸,因为含有N元素
C.该酶的合成过程需要消耗ATP,因为涉及肽键的形成
D.该酶可能催化淀粉水解,因为其组成元素与淀粉酶相同
【答案】C
【分析】酶的化学本质不同于无机催化剂。一般来说,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。
【详解】A、该酶在高温下仍能保持活性并不能推出是含S元素引起的,A错误;
BC、由酶的组成元素可以推出该酶的本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,蛋白质的合成过程需要消耗ATP,因为涉及肽键的形成,B错误,C正确;
D、酶绝大多数都是蛋白质,少数是RNA,酶具有专一性,因此不能因为其组成元素与淀粉酶相同就推测该酶可能催化淀粉水解,D错误。
故选C。
26.(2025·广西·三模)酶与底物的结合部位被称为结合位点。酶的抑制剂有两类,一类为竞争性抑制剂,与底物竞争酶分子上的结合位点;另一类是非竞争性抑制剂,与结合位点以外的地方结合,使酶的构象发生变化,从而导致活性中心不能再与底物结合。已知类黄酮、Urease-IN-2是脲酶的两类抑制剂,某科研小组为探究在最适宜温度下它们分别归属于哪一类抑制剂,通过实验得到如图结果。下列说法正确的是( )
A.脲酶为该反应提供活化能,使反应更容易发生
B.3条曲线不再升高是由于全部底物都已被酶催化进行了反应
C.若适当升高3组实验中的温度,尿素分解速率均会升高
D.据图可知类黄酮为竞争性抑制剂,Urease-IN-2是非竞争性抑制剂
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【详解】A、酶不能提供能量,A错误;
B、随着尿素溶液浓度提高,图中3条曲线不再升高的因素是相同的,均是受酶数量的限制,B错误;
C、温度是该实验的无关变量,该实验是在最适宜的温度下进行,因此若适当升高实验中的温度,图中3条曲线表示的尿素分解速率均会降低,C错误;
D、比较①②组实验,低浓度时,①组的尿素分解速率高于②组,达到一定浓度后,①②组持平,所以类黄酮是竞争性抑制剂,竞争性抑制剂没有改变酶的构象,通过曲线③可知,Urease-IN-2是非竞争性抑制剂,脲酶构象发生了改变,D正确。
故选D。
27.(2025·广西南宁·三模)研究人员以干酪素(酪蛋白)为底物,探究pH对某种经济鱼类消化道中几种蛋白酶活性的影响,实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.本实验的自变量为pH和酶的种类
B.图中的蛋白酶都是由核糖体合成,内质网和高尔基体加工
C.在一定范围内,幽门盲囊蛋白酶的酶活性受pH的影响比肠蛋白酶更显著
D.适当改变温度后重复该实验,三种蛋白酶的活性与最适pH均发生变化
【答案】D
【分析】分析图可知,胃蛋白酶、肠蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶的最适pH依次是2、8、8,在各自的最适pH值下,幽门盲囊蛋白酶对应的酶活性值最大,催化效率最高。
【详解】A、本实验中有pH和酶的种类两个自变量,A正确;
B、图中的蛋白酶均为消化酶,属于分泌蛋白,都是由核糖体合成,内质网和高尔基体加工,B正确;
C、分析实验结果可知,在一定范围内,幽门盲囊蛋白酶活性受pH影响比肠蛋白酶更显著,C正确;
D、适当改变温度后重复该实验,三种蛋白酶的活性大小会发生相应变化,但三种蛋白酶的最适pH不会发生变化,D错误。
故选D。
28.(2025·江苏常州·三模)如图是蔗糖水解反应能量变化的示意图,已知H+能催化蔗糖的水解。下列分析错误的是( )
A.E1和E2表示活化能,X表示果糖和葡萄糖
B.H+降低的化学反应活化能的值等于(E2-E1)
C.蔗糖酶使(E2-E1)的值增大,反应结束后X增多
D.升高温度可通过改变酶的结构而影响酶促反应速率
【答案】C
【分析】图中在没有催化剂的条件下,反应物从常态到活跃态需要的能量为E2,加入H+后需要的能量为E1。酶可以降低化学反应的活化能。
【详解】A、根据分析E2和E1分别表示在没有催化剂和加入H+后从常态转变为活跃态需要的能量,称为活化能,X是蔗糖水解的产物,果糖和葡萄糖,A正确;
B、从图中看出E1表示加入H+后从常态转变为活跃态需要的能量,E2表示在没有催化剂,所以H+降低的反应活化能值等于E2-E1,B正确;
C、蔗糖酶具有高效性降低的活化能E2-E1的值更大,但由于底物的量有限,所以X产物的量不变,C错误;
D、升高温度可能会改变酶的结构使其活性降低,从而影响酶促反应速率,D正确。
故选C。
29.(2025·江西景德镇·三模)东方大黄蜂对高浓度的酒精有较强的耐受性,科学家发现在高浓度酒精环境下,其体内乙醇脱氢酶活性显著增加,能够帮助机体快速分解酒精。同时,酵母菌在大黄蜂肠道内定居,帮助产生酒精的同时也得到了传播的机会;而大黄蜂则受益于酒精的抗菌特性,确保了采集的食物不会被细菌污染,维护了幼虫的安全。下列叙述错误的是( )
A.科学家可用同位素标记法研究酒精的代谢途径
B.乙醇脱氢酶通过改变自身的结构来加快酒精的分解
C.乙醇脱氢酶是基因表达的产物
D.东方大黄蜂和酿酒酵母之间存在互利共生的关系
【答案】B
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数没是蛋白质,少数酶为RNA。酶能显著降低化学反应的活化能。
【详解】A、同位素标记法(如用放射性同位素标记酒精分子)是研究代谢途径的常用方法,可以追踪酒精在体内的代谢过程,正确;
B、乙醇脱氢酶作为催化剂,通过降低反应活化能来加速酒精分解,酶的结构通常保持稳定,在反应前后酶的数量和性质保持不变,B错误;
C、乙醇脱氢酶是蛋白质,由基因编码并通过转录和翻译表达生成,C正确;
D、酵母菌帮助分解酒精并传播,大黄蜂则利用酒精的抗菌作用保护食物和幼虫,两者的种间关系为互利共生,D正确。
故选B。
30.(2025·陕西安康·三模)丙酮酸激酶是糖酵解过程中的主要限速酶之一,能够催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成丙酮酸和ATP。细胞中的ATP浓度较高时,ATP能与该酶结合调控该酶的活性,进而调节糖酵解速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述错误的是( )
A.该酶主要存在于细胞的线粒体基质中
B.ATP与该酶结合时,该酶的活性可能减弱
C.ADP或ATP与该酶结合时会引起该酶的空间结构发生改变
D.当机体处于运动状态时,肌细胞中ADP与该酶的结合加速
【答案】A
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、丙酮酸激酶是糖酵解过程中的主要限速酶之一,糖酵解发生的场所是细胞质基质,因此该酶主要存在于细胞质基质中,A错误;
B、丙酮酸激酶能够催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成丙酮酸和ATP,细胞中的ATP浓度较高时,ATP能与该酶结合抑制该酶的活性,从而减少ATP的生成,B正确;
C、酶与底物发生结构时,酶—底物复合物会发生性状的改变,因此ADP或ATP与该酶结合时会引起该酶的空间结构发生改变,C正确;
D、当机体处于运动状态时,细胞需要更多的ATP,因此肌细胞中ADP与该酶的结合加速,从而加速细胞呼吸产生更多的ATP,D正确。
故选A。
31.(2025·浙江·三模)利用淀粉-琼脂培养皿进行酶特性的相关实验:5个圆点位置贴上含不同试剂的滤纸片→37℃恒温箱中保温→2h后除去滤纸片→加入某试剂处理1min后洗脱→观察圆点的颜色变化(如图所示)。下列叙述正确的是( )
①清水:蓝黑色
②新鲜唾液:棕色
③10%盐酸+新鲜唾液:?
④煮沸的唾液:?
⑤2%的蔗糖酶溶液:?
A.将恒温箱37℃保温调高到60℃可缩短反应时间
B.加入某试剂处理1min,该试剂常用淀粉指示剂碘液
C.②与⑤组成的对照,说明淀粉酶具有专一性
D.若④⑤的颜色为蓝黑色,说明淀粉酶已失活
【答案】B
【分析】酶具有催化作用,酶的特性有:高效性、专一性、作用条件较温和。
【详解】A、高温会使酶失去活性,且该过程是不可逆的,唾液淀粉酶在60℃活性减弱,故不可能加快反应缩短时间,A错误;
B、该实验是利用淀粉遇碘液变蓝的原理来检测淀粉是否被分解,所以加入的试剂常用碘液,B正确;
C、②与⑤组成的对照,自变量是酶的种类,说明的是酶具有专一性,而不是淀粉酶具有专一性。要证明淀粉酶的专一性,应设置不同底物的实验组,如一组用淀粉,一组用蔗糖,都加入淀粉酶,观察底物是否被分解,C错误;
D、④的颜色为蓝黑色,是因为高温使淀粉酶失活;⑤的颜色为蓝黑色,是因为酶具有专一性,蔗糖酶不能使淀粉水解,D错误。
故选B。
32.(2025·四川眉山·三模)为保证食品安全,执法人员使用含有荧光素、荧光素酶等物质的 ATP 荧光检测仪,对餐具等用品中的微生物如大肠杆菌含量进行检测,其设计灵感来源于萤火虫尾部发光的原理,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.萤火虫发光需在有氧条件下进行且属于放能反应
B.萤火虫尾部的发光细胞产生的 CO2 均来自有氧呼吸
C.大肠杆菌的线粒体内膜上可能具有 ATP 合成酶
D.检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关
【答案】D
【分析】ATP的结构简式是A-P~P~P,其中A代表腺苷,T是三的意思,Р代表磷酸基团。合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用;ATP水解在细胞的各处,ATP合成在线粒体,叶绿体,细胞质基质。
【详解】A、观察可知,荧光素在荧光素酶、ATP等物质作用下,与氧气反应发光。该过程需要ATP水解释放能量,属于吸能反应,A错误;
B、萤火虫尾部的发光细胞在荧光素酰腺苷酸氧化过程中也会产生CO2,并非均来自有氧呼吸,B错误;
C、大肠杆菌是原核生物,没有线粒体,C错误;
D、食品表面微生物数量越多,所含ATP越多,反应产生的荧光越强,所以检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关,D正确。
故选D。
33.(2025·四川眉山·三模)五彩缤纷的菊花装点着美丽的成都人民公园,今年的菊花展活动于 11 月拉开帷幕,下列相关叙述正确的是( )
A.菊花的不同细胞中mRNA 和蛋白质种类都不相同
B.高温和低温均能使相关酶失活从而影响菊花生长
C.可通过遮光处理调整菊花的花期,使其提前开放
D.利用菊花幼嫩茎段进行植物组织培养时应进行灭菌处理
【答案】C
【分析】细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化过程中,蛋白质的种类发生变化,细胞的遗传物质不发生改变。
【详解】A、菊花的不同细胞是细胞分化的结果,细胞分化的实质是基因的选择性表达。不同细胞中也有相同的基因表达,比如与细胞呼吸等基本生命活动相关的基因在所有细胞中都表达,所以不同细胞中mRNA和蛋白质种类并不是都不相同,A错误;
B、高温能破坏酶的空间结构,使酶失活;但低温只是抑制酶的活性,酶的空间结构并没有被破坏,当温度恢复时酶的活性可以恢复,B错误;
C、菊花是短日照植物,缩短光照时间(遮光处理)可以促进其花芽分化,从而调整菊花的花期,使其提前开放,C正确;
D、利用菊花幼嫩茎段进行植物组织培养时,应对外植体进行消毒处理,而不是灭菌处理。灭菌会杀死外植体,导致组织培养失败,D错误。
故选C。
34.(2025·重庆·三模)为提高农业资源的利用率,科学家通过转基因技术改造面包酵母,使其细胞膜表面携带相关酶,从而利用富含纤维素的农业残渣(如秸秆)合成人工淀粉,同时生产单细胞蛋白,部分生产工艺如图。下列分析错误的是( )
注:酵母增殖的适宜温度约为28℃,适宜ph为4.0~5.0;淀粉发酵的适宜温度约为35℃, 适宜ph为5.0~5.8。
A.工业化生产人工淀粉时,秸秆加入发酵罐前只需经过清洗和打碎
B.加入定量秸秆时,保持35℃的培养温度比28℃获得的淀粉可能更多
C.菌体表面携带的酶由囊泡转移至细胞膜过程中,位于囊泡膜的内侧
D.周期性的改变发酵温度和ph值可有效提升人工淀粉的生产效率
【答案】A
【分析】分析图中过程,可知改造的面包酵母表面携带帮助纤维二糖水解和淀粉合成的酶,通过其繁殖可以协助利用纤维素合成人工淀粉。
【详解】A、秸秆中含有纤维素等成分,在加入发酵罐前,仅经过清洗和打碎处理是不够的。因为后续要利用其中的纤维素合成人工淀粉,需要将纤维素水解为可被利用的小分子糖类等,仅清洗和打碎不能实现这一转化,所以秸秆加入发酵罐前需要进行更复杂的处理,A错误;
B、已知酵母增殖的适宜温度约为28℃,淀粉发酵的适宜温度为35℃。当加入定量秸秆时,保持35℃的培养温度,虽然不利于酵母增殖,但有利于淀粉发酵过程,从淀粉发酵角度来说,相比于28℃,在35℃下获得的淀粉可能更多,B正确;
C、菌体表面携带的酶是通过囊泡转移至细胞膜的,在囊泡转移过程中,位于囊泡的内侧,当囊泡与细胞膜融合时,酶就会暴露在细胞膜表面,C正确;
D、由于酵母增殖和淀粉发酵适宜的温度和pH不同,周期性地改变发酵温度和pH,可以分别满足酵母增殖和淀粉发酵在不同阶段的最适条件,从而有效提升人工淀粉的生产效率,D正确。
故选A。
35.(2025·重庆·三模)大肠杆菌中以苏氨酸为原料合成异亮氨酸的反应途径如下图,每一步都由特定的酶催化,异亮氨酸可以与其中的酶1发生可逆性结合,降低其活性。下列说法错误的是( )
A.细胞代谢有条不紊地进行,离不开酶的专一性
B.当细胞内苏氨酸含量下降时,酶1的活性会恢复
C.提高苏氨酸的浓度,可以解除异亮氨酸对酶1的反馈抑制
D.反馈抑制可以避免细胞内物质和能量的浪费
【答案】C
【分析】1、酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
2、反馈调节是指在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作。
【详解】A、细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的专一性是分不开的,A正确;
BC、由题意知,以苏氨酸为原料合成的异亮氨酸可以通过与酶1结合而降低其活性,所以当细胞内苏氨酸含量下降时,异亮氨酸含量下降,对酶1的反馈抑制作用减弱,酶1的活性恢复,B正确,C错误;
D、由图可知,异亮氨酸含量增加时可通过反馈抑制作用减少其合成,从而避免细胞内物质和能量的浪费,D正确。
故选C。
36.(2025·四川达州·三模)酶分子具有相应底物的活性中心,用于结合并催化底物反应。在37℃、适宜pH等条件下,用NaCl和CuSO4溶液,研究Cu2+、Cl-对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响,得到实验结果如图所示,已知Na+和SO42-几乎不影响该反应。下列相关分析错误的是( )
A.该实验中自变量是无机盐溶液的种类和淀粉溶液的浓度
B.P点条件下淀粉完全水解所需的时间较Q点条件下的短
C.该实验说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心
D.若将温度提高至60℃,则图中三条曲线的最高点均会下移
【答案】C
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强,超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。
【详解】A、根据图示分析可知,无机盐溶液的种类和淀粉溶液浓度是自变量,A正确;
B、根据图示分析可知,Q点和P点的淀粉水解速率相同,但P点对应的淀粉溶液浓度更小,所以P点条件下淀粉完全水解所需的时间较Q点条件下的短,B正确;
C、根据图示分析可知,各实验组淀粉水解速率保持相对稳定时,也就是唾液淀粉酶全部充分参与催化反应时,其水解速率表现为甲组>乙组>丙组,说明Cu2+没有使唾液淀粉酶失活,是酶的抑制剂,但不一定能说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心,也有可能是Cu2+改变了酶的空间结构,无法判断其抑制剂的类型,C错误;
D、由题意可知,该实验是在37℃条件下完成的,唾液淀粉酶的最适温度也是37℃左右,因此若将温度提高至60℃,酶活性降低,则图中三条曲线的最高点均会下移,D正确。
故选C。
37.(2025·安徽·三模)高三的学习强度非常大,同学们经常会喝杯咖啡提神,咖啡中的咖啡因作为一种中枢神经系统兴奋剂,化学结构与腺苷类似,能够竞争性地结合到腺苷受体上,阻止腺苷与其受体结合,减缓疲劳。根据相关知识以下说法错误的是( )
A.咖啡因的提神作用只是“骗身体”的感觉,作用退去,腺苷很可能积累使身体更疲劳
B.腺苷含腺嘌呤和核糖,如果结合三个磷酸基团,可能形成生物体的一种直接供能物质
C.腺苷可能是一种抑制性神经递质,与神经细胞膜上受体结合,使后膜电位不发生变化
D.咖啡因还可能会使交感神经兴奋,促进机体肾上腺素分泌增多,从而让机体兴奋
【答案】C
【分析】兴奋传导和传递的过程
1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
2、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、咖啡因只是与腺苷竞争受体,若作用消失,腺苷仍然会与受体结合,发挥作用,因此咖啡因作用退去,腺苷很可能积累使身体更疲劳,A正确;
B、腺苷含腺嘌呤和核糖,腺苷通过特殊的化学键“~”结合三个磷酸基团,可形成ATP,ATP是生物体的一种直接供能物质,B正确;
C、腺苷可能是抑制性神经递质,可使后膜上一些阴离子通道打开,如Cl-通道打开,引起Cl-内流,从而引起膜电位发生改变,膜两侧静息电位差变大,C错误;
D、咖啡因还可能会使交感神经兴奋,交感神经兴奋,肾上腺素含量增多,从而让机体兴奋,D正确。
故选C。
38.(2025·浙江嘉兴·三模)pH对酶活性的影响实验装置如图。三支试管中加入不同pH的缓冲液、土豆片和H2O2溶液,观察气泡产生的快慢。下列叙述正确的是( )
A.若试管1和试管3产生气泡的速率相同,则最适pH为7
B.试管2中氧气产生速率逐渐下降的主要原因是酶活性下降
C.放入的土豆片数量越多,三支试管间实验现象差异越明显
D.将土豆片切成土豆丝进行实验,三支试管反应时间的缩短量不同
【答案】D
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;
2、酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)
【详解】A、仅根据试管1(pH = 5)和试管3(pH = 9)产生气泡的速率相同,并不能确定最适pH为7。因为最适pH是使酶活性最高的pH值,在pH值从5到9的范围内,可能最适pH不是7,而是在5~7之间或者7~9之间的某一值,A错误;
B、试管2中氧气产生速率逐渐下降的主要原因是底物H2O2的量逐渐减少,而不是酶活性下降。在该实验设定的条件下,在反应过程中pH不变,酶活性在一定时间内基本保持稳定,底物量的减少才是导致反应速率下降的主要因素,B错误;
C、土豆片数量代表酶的量,在一定范围内,酶量的增加会使反应速率加快,但不会改变不同pH下酶活性的差异情况。也就是说,不同pH对酶活性的影响是由pH本身决定的,增加土豆片数量只是使反应更快达到平衡,但不会使三支试管间实验现象差异更明显,C错误;
D、将土豆片切成土豆丝,增大了酶与底物H2O2的接触面积,会使反应速率加快,反应时间缩短。由于不同pH条件下酶活性不同,所以三支试管中酶活性改变的程度不同,那么反应时间的缩短量也就不同,D正确。
故选D。
39.(2025·湖南郴州·三模)研究发现,肝糖原分解为葡萄糖的过程中,cAMP参与了相关酶的活化,相关过程如图所示,用α、β、γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ),ATP脱下磷酸基团后环化可转化为cAMP。下列说法错误的是( )
A.cAMP含有核糖和腺嘌呤,PPi中含有一个特殊的化学键
B.用32P标记ATP的α位上的磷酸基团,可得到32P标记的cAMP
C.在肝细胞和肌细胞中活化状态的酶P都能催化糖原的水解
D.剧烈运动时肌细胞产生的乳酸可由血液进入肝细胞内转变为葡萄糖
【答案】C
【分析】ATP的中文名称是腺苷三磷酸,其结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,由腺嘌呤和核糖构成,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。
【详解】A、根据cAMP的结构可知,它由一分子腺苷(腺嘌呤和核糖组成)和一分子磷酸组成,所以cAMP含有核糖和腺嘌呤。 PPi(焦磷酸)是由两个磷酸基团通过特殊的化学键连接而成,因此PPi中含有一个特殊的化学键,A正确;
B、由题干信息“ATP脱下磷酸基团后环化可转化为cAMP,结合图示可知,ATP形成cAMP时,是γ位上的磷酸基团脱下,所以用32P标记ATP的α位上的磷酸基团,可得到32P标记的cAMP,B正确;
C、肝细胞中肝糖原可以直接分解为葡萄糖,而肌糖原不能直接被水解,很可能缺乏这种P酶,C错误;
D、剧烈运动时,肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸,乳酸可由血液进入肝细胞内,在肝细胞中通过糖异生作用转变为葡萄糖,D正确。
故选C。
40.(2025·陕西商洛·三模)酶P是一种天然的多糖降解酶,由四条肽链以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成,该酶能够降解褐藻酸类底物和纤维素类底物。实验人员进行了相关实验,结果如表所示。酶P降解褐藻酸类底物时发挥催化活性的肽链是( )
多肽链
酶活性
褐藻酸类底物
纤维素类底物
Ce5-Ay3-Bi-CB
+
+
Ce5-Bi-CB
–
+
Ay3-Bi-CB
+
–
Ce5-Ay3-CB
+
+
Ce5-Ay3-Bi
+
注:“+”表示有活性,“–”表示无活性。
A.Ce5 B.CB C.Bi D.Ay3
【答案】D
【分析】酶的特性为高效性、专一性、作用条件温和,作用机理为降低化学反应活化能。
【详解】根据题意可知,由Ce5-Bi-CB构成的酶催化褐藻酸类底物时没活性,由Ay3-Bi-CB 构成的酶催化纤维素类底物时没活性,说明酶P降解褐藻酸类底物时发挥催化活性的肽链是Ay3,降解纤维素类底物时发挥催化活性的肽链是Ce5,ABC错误,D正确。
故选D。
41.(2025·福建福州·三模)慢性创面(静脉性溃疡等)通常伴随着持续的炎症、氧化应激和感染,传统治疗效果有限。纳米酶是一类人工合成的类似酶的纳米材料,能够模拟天然酶(如过氧化物酶、氧化酶等)的功能,为慢性创面治疗提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.游离的核糖体上可合成具有生物催化活性的纳米酶
B.具有单一催化活性的纳米酶表现为底物特异性强,不能催化多种反应
C.推测纳米酶可在创面复杂的生理环境中保持活性,催化过氧化氢分解等
D.进一步提高纳米酶在创面局部的富集效率,可减少对正常组织的影响
【答案】A
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的作用机理:能够降低化学反应的活化能。
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、纳米酶是一类人工合成的类似酶的纳米材料,并非由游离核糖体合成,核糖体合成的是蛋白质,而纳米酶不属于蛋白质,A错误;
B、酶具有专一性,通常一种酶只能催化一种或一类化学反应,具有单一催化活性的纳米酶同样表现为底物特异性强,不能催化多种反应,B正确;
C、慢性创面存在炎症等情况,可能会有过氧化氢等物质,纳米酶能模拟天然酶功能,推测其可在创面复杂生理环境中保持活性,催化过氧化氢分解等,C正确;
D、提高纳米酶在创面局部的富集效率,可使其更多作用于创面,从而减少对正常组织的影响,D正确。
故选A。
42.(2025·河南·三模)脱氧核酶10-23由29个脱氧核苷酸组成,其催化中心有15个核苷酸,催化中心两侧各连一个有7个核苷酸的结合臂,用于识别并结合底物RNA的特定核苷酸序列并引导催化中心对某些位点进行切割。下列相关叙述正确的是( )
A.脱氧核酶10-23的催化中心决定了酶的专一性
B.脱氧核酶10-23识别并切割特定位点,使氢键断裂
C.脱氧核酶10-23与底物结合的部位最多存在4种碱基配对方式
D.pH和温度通过改变脱氧核酶10-23的碱基排列顺序而影响其活性
【答案】C
【分析】基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,主要在细胞核中进行;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,发生在核糖体上。
【详解】A、据题干信息分析,结合臂与底物RNA结合,因此结合臂决定了酶的专一性,催化中心催化底物发生变化,决定酶的高效性,A错误;
B、脱氧核酶10-23识别底物RNA特定序列并在特定部位切割,使磷酸二酯键断裂,B错误;
C、脱氧核酶10-23由脱氧核苷酸组成,其底物为RNA,因此结合部位最多存在A—U、T—A、C—G、G—C,四种碱基配对方式,C正确;
D、pH和温度不能改变脱氧核酶10-23的碱基排列方式,D错误。
故选C。
43.(2025·陕西榆林·三模)从大肠埃希菌胞内酶和巨大芽孢杆菌胞外酶中获得的青霉素酰化酶,已大规模应用于工业生产β-内酰胺类抗生素的关键中间体和半合成β-内酰胺类抗生素。某科研小组研究了青霉素酰化酶相对活性与pH、温度的关系,结果如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.酶可由细胞产生或直接从食物中获取,并能在细胞内外起作用
B.可从大肠埃希菌和巨大芽孢杆菌的培养液中提取青霉素酰化酶
C.青霉素酰化酶适宜在温度为35℃、pH为6.5的条件下保存
D.温度由10℃升至28℃,该酶降低化学反应活化能的作用愈显著
【答案】D
【分析】酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A.、酶是由活细胞产生的,化学本质为蛋白质或RNA,在消化道会被分解成小分子物质,不能直接从食物中获取,A错误;
B、青霉素酰化酶是大肠埃希菌的胞内酶,不能从培养液中提取,需破碎菌体再分离,B错误;
C、酶应在低温、适宜pH条件下保存,题中青霉素酰化酶应在低温、pH为6.5条件下保存,C错误;
D、该酶的最适温度为35℃左右,温度由10℃升至28℃,该酶的活性会越来越高,该酶降低化学反应活化能的作用愈显著,D正确。
故选D。
44.(2025·重庆·三模)某实验小组为探究温度对淀粉酶活性的影响,设置了如下实验步骤:
①将等量的淀粉酶与淀粉混合,分别放入不同试管中;
②将不同试管分别置于不同温度下进行反应;
③一段时间后,检测不同试管中淀粉的剩余量并进行比较。
下列说法错误的是( )
A.在将淀粉酶与淀粉混合之前,应进行相同温度的保温处理
B.温度过低或过高都可能影响该酶降低反应活化能的能力
C.不同温度下,各组试管中淀粉的剩余量均不相同
D.试管中淀粉剩余量的多少可用滴加碘液后颜色的深浅程度表示
【答案】C
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、 在进行酶活性实验时,为了确保实验结果的准确性,通常需要将酶和底物在相同温度下进行保温处理,以消除温度差异对实验结果的影响,A正确;
B、酶的最适温度范围内,其活性最高,能够有效降低反应活化能。温度过低会导致酶活性降低,温度过高则可能使酶变性失活,从而影响其降低反应活化能的能力,B正确;
C、在某最适温度两侧,可能存在两个不同的温度但淀粉酶的活性相近,导致淀粉的剩余量相似,C错误;
D、淀粉与碘液反应会生成蓝黑色复合物,淀粉剩余量越多,颜色越深;反之,颜色越浅。因此,可以通过观察颜色的深浅来判断淀粉的剩余量,D正确。
故选C。
45.(2025·海南·三模)慢性髓系白血病(CML)是一种造血干细胞恶性增殖导致的疾病,药物格列卫对CML有一定的疗效,相关机制如图。下列叙述正确的是( )
A.ATP为BCR-ABL蛋白的降解提供活化能
B.格列卫与ATP竞争BCR-ABL蛋白上的结合位点
C.使用格列卫治疗CML时,底物发生了磷酸化
D.BCR-ABL蛋白通过降解底物来降低CML发病率
【答案】B
【分析】由图可知,BCR-ABL蛋白同时结合ATP和底物,使底物磷酸化(或底物与一分子磷酸结合)经系列调节导致形成CML。药物格列卫是通过与ATP竞争该结合位点,使底物不发生磷酸化(或阻止底物与磷酸结合),所以阻止了CML的发生,通过霸占该蛋白与底物结合的结构区来达到治疗效果。
【详解】A、由题图可知,BCR-ABL蛋白可同时结合ATP和底物,同时它可催化ATP的磷酸基团转移到底物上,使底物磷酸化,因此是ATP为BCR-ABL蛋白的活化提供活化能,A错误;
B、由图示可知,格列卫与ATP竞争BCR-ABL蛋白上的结合位点,从而达到治疗的目的,B正确;
C、由题图可推测,ATP为BCR-ABL蛋白时,使底物发生了磷酸化,而不是使用格列卫治疗CML时,底物发生了磷酸化,C错误;
D、由题图可知,药物“格列卫”是通过与ATP竞争该激酶的结合位点,从而抑制酶的活性,使底物不能磷酸化,来降低CML发病率,D错误。
故选B。
二、多选题
46.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)辣椒红素是辣椒品质鉴定的重要指标之一。研究者探究在最适温度45℃,不同初始pH条件下酶解液对辣椒红素产量的影响时得到以下部分数据。以下关于该实验研究的叙述错误的是( )
酶解液初始pH
4.5
5
5.5
6
辣椒红素产量/(mg/g)
6.5
6.7
7.9
7
A.该实验的自变量是酶解液的初始pH
B.当pH为5.5时,该反应的活化能最高
C.低温、pH为5.5有利于酶解液的保存
D.适当提高温度有利于提高酶解液的活性
【答案】BD
【分析】酶的知识点:
(1)酶活性:酶的活性受温度、pH、激活剂或抑制剂等因素的影响。
(2)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(3)作用机理:催化剂是降低反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。
(4)酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
(5)酶的特性:高效性、专一性、作用条件较温和(高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活)。
【详解】A、本实验探究不同初始pH条件下酶解液对辣椒红素产量的影响,故该实验的自变量是酶解液的初始pH,A正确;
B、活化能是反应物由常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。pH为5.5时,辣椒红素产量最高,说明酶解液的活性较高,反应速率较快,因此活化能最低,而不是最高,B错误;
C、酶解液在低温条件下空间结构稳定,所以应在低温、最适pH值下保存酶,C正确;
D、研究者在最适温度45℃进行的本实验,改变温度酶解液的活性降低,酶促反应速率减慢,D错误。
故选BD。
47.(2025·内蒙古通辽·三模)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物的AT1蛋白通过调节细胞膜上通道蛋白PIP2s的磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,机制如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.PIP2s蛋白介导H2O2跨膜运输时,二者会相结合
B.AT1蛋白与Gβ结合后能抑制PIP2s蛋白磷酸化
C.若PIP2s蛋白磷酸化水平高,则植物的耐盐碱能力强
D.在盐碱地中,AT1基因缺失幼苗的成活率较低
【答案】BC
【分析】根据题图分析:AT1蛋白与Gβ结合,通过抑制PIP2s蛋白的磷酸化而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,从而导致植物抗氧化胁迫能力减弱,进而引起细胞死亡。AT1蛋白缺陷,AT1蛋白无法与Gβ结合,可以提高PIP2s蛋白的磷酸化水平,促进细胞内的H2O2排到细胞外,从而提高植物抗氧化的胁迫能力,进而提高细胞的成活率。
【详解】A、PIP2s蛋白属于通道蛋白,介导H2O2跨膜运输时,PIP2s蛋白与H2O2不结合,A错误;
B、根据左图中信息,在细胞膜内,AT1蛋白与Gβ结合,会抑制PIP2s蛋白磷酸化,从而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,B正确;
C、根据右图信息,AT1基因缺陷的植物,AT1蛋白无法与Gβ结合,PIP2s蛋白磷酸化水平高,可促进细胞内的H2O2排到细胞外,植物的耐盐碱能力会增强,C正确;
D、根据右图,在盐碱地中,AT1基因缺失幼苗抗氧化胁迫,成活率较高,D错误。
故选BC。
三、解答题
48.(2025·江西景德镇·三模)浮梁红茶(又称“浮红”)因其形美、色艳、香郁、味醇的特点享誉海内外。发酵是浮红制作的关键工序,将揉捻后的茶叶置于特定环境,茶叶中的多酚氧化酶(PPO)能催化无色的多酚类物质氧化为褐色醌类物质。科研人员探究了pH、高温等因素对PPO活性的影响,结果如图所示。回答下列问题:
(1)PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是 。制作绿茶时,在揉捻之前需经过焙火杀青,其目的是将茶叶经 处理,防止酶促褐变。
(2)据图可知,温度越高,PPO维持活性的时间越 。PPO粗提取液应在低温下临时保存的原因是 。
(3)结合图甲中信息,拟设计实验进一步探究浮红茶叶中PPO的最适PH(注:PPO的最适温度约为35℃)。在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅,目的是 。现有充足的PPO粗提取液、茶多酚、仪器设备(如分光光度计,可定量测量有色物质的吸光度值,进而反映有色物质的含量)、PH不同的缓冲液(请自主设置PH范围)和玻璃器皿,简要描述实验过程:
①取5支洁净的试管,编号为A、B、C、D、E,分别加入等量的PPO粗提取液。
②
③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液
④
(4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO,褐变会导致果实品质下降,甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度,以利于保存。综合上述信息,请你提出两点合理的建议 (答出2点即可)。
【答案】(1) 降低化学(多酚类物质氧化)反应活化能 高温
(2) 短 低温下PPO(酶)的空间结构稳定,PPO(酶)活性较低,且在适宜温度下PPO(酶)的活性可恢复
(3) 使研磨的更加充分 在PH为7至8范围内,设置一系列PH梯度缓冲液,将上述缓冲液等量分别加入不同的试管中,放于35℃保温 一段时间后用分光光度计测定各组混合液的吸光值,并记录。
(4)低温保存、糖水处理、淡盐水处理
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】(1)PPO是多酚氧化酶,酶的作用机理是降低化学反应的活化能。制作绿茶时,在揉捻之前需经过焙火杀青,其目的是将茶叶经高温处理,防止酶促褐变。
(2)分析题图乙可知,在80℃下,PPO能维持70s活性,在90℃下,PPO能维持40s活性,温度越高,PPO维持活性的时间越短。低温下PPO(酶)的空间结构稳定,PPO(酶)活性较低,且在适宜温度下PPO(酶)的活性可恢复,因此PPO粗提取液应在低温下临时保存。
(3)在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅,有助于研磨充分。分析题图甲可知,在pH为7-8之间PPO的相对酶活性最高,为探究浮红茶叶中PPO的最适PH,可设计如下实验:①取5支洁净的试管,编号为A、B、C、D、E,分别加入等量的PPO粗提取液。②在PH为7至8范围内,设置一系列PH梯度缓冲液,将上述缓冲液等量分别加入不同的试管中,放于35℃保温。③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液。④一段时间后用分光光度计测定各组混合液的吸光值,并记录。
(4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO,褐变会导致果实品质下降,甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度,可将果实低温保存、糖水处理、淡盐水处理,以利于保存。
49.(2025·四川南充·三模)丙谷二肽常被用作病人术后的必需营养注射液。为降低成本,实现工业化生产,研究人员在体外将聚磷酸激酶(PPK2)构建的ATP再生系统与氨基酸连接酶联用,可以催化丙氨酸和谷氨酰胺合成丙谷二肽。反应原理如图,其中无机聚磷酸盐(Pi)n是由多个磷酸基团通过磷酸酐键连接而成的线性聚合物,含有较高的能量。回答下列问题:
(1)丙谷二肽的合成是 反应(填“吸能”或“放能”);聚磷酸激酶的活性可用一定条件下 表示。
(2)与生物体内ATP合成不同,体外ATP再生系统合成ATP所需的能量来自无机聚磷酸盐(Pi)n中 释放的能量。
(3)研究发现,反应体系中没有Mg2+时,该反应无法发生。随着Mg2+浓度增加,ATP产量会显著增加;当Mg2+浓度为30mmol/L时,ATP产量达到最大。由此推测Mg2+可能 PPK2的活性。
(4)为了进一步优化反应条件,请设计实验探究氨基酸连接酶和PPK2的最适浓度比(如1:1)(写出实验思路即可): 。
【答案】(1) 吸能 酶催化ATP合成的速率
(2)磷酸酐键断裂
(3)激活或提高
(4)先设计一系列两种酶的浓度比梯度较大的实验得到一个浓度比范围,再在该范围内设计较小的浓度比梯度进行实验,产物生成量最高的酶浓度比即为最适浓度比
【分析】细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类。前者是需要吸收能量的,如蛋白质的合成等;后者是释放能量的,如葡萄糖的氧化分解等。许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;许多放能反应与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中,用来为吸能反应直接供能。也就是说,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
【详解】(1)丙谷二肽是丙氨酸和谷氨酰胺通过脱水缩合形成的。该反应需要消耗能量,故丙谷二肽的合成是吸能反应。聚磷酸激酶的活性是指其催化反应的能力,可以用一定条件下酶催化ATP合成的速率来表示。单位时间内生成的ATP越多,说明聚磷酸激酶的活性越高。
(2)据题图信息和题图分析可知,无机聚磷酸盐(Pi)n是由多个磷酸基团通过磷酸酐键连接而成的线性聚合物,含有较高的能量,故与生物体内ATP合成不同,体外ATP再生系统合成ATP所需的能量来自无机聚磷酸盐(Pi)n中磷酸酐键断裂释放的能量。
(3)研究发现,反应体系中没有Mg2+时,该反应无法发生,这说明Mg2+是该反应所必需的。随着Mg2+浓度增加,ATP产量会显著增加,这说明Mg2+可以促进该反应的进行。当Mg2+浓度为30mmol/L时,ATP产量达到最大,这说明此时Mg2+的促进作用最强。由此可以推测,Mg2+可能通过激活或提高PPK2的活性来促进该反应的进行。
(4)在不确定应设计什么样的浓度梯度时,可以先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索,再在预实验的基础上设计更合理的浓度梯度进行实验。所以若要通过实验探究氨基酸连接酶和PPK2的最适浓度比,实验思路如下:先设计一系列两种酶的浓度比梯度较大的实验得到一个浓度比范围,再在该范围内设计较小的浓度比梯度进行实验,产物生成量最高的酶浓度比即为最适浓度比。
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