热考主题•真题集训(二)　功能多样的膜蛋白-【新高考方案】2026年高考生物Ⅱ一轮总复习

热考主题•真题集训(二)　功能多样的膜蛋白 命题分析：蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜上各种各样的蛋白质承担不同的功能，其中的转运蛋白与物质的输入和输出有关。物质的跨膜运输是高考命题的热点，试题多以选择题形式围绕膜蛋白的特定功能考查物质运输方式的判断。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 一、选择题 1.(2024·黑吉辽高考)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是(　　) A.钙调蛋白的合成场所是核糖体 B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位 C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D.钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化 √ 6 7 8 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：钙调蛋白的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，A正确；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，B错误；由于肽链上不同氨基酸之间可以形成氢键等化学键使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，故钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关，C正确；钙调蛋白是Ca2+感受器，结合Ca2+后空间结构可能会发生改变，D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 2.(2024·贵州高考)茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后，随着植物的生长，吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白，硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是 (　　) A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收 B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系 C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白 D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式 √ 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：硒酸盐是无机盐，必须以离子的形式才能被根细胞吸收，A正确；根据题意可知，根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐，故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系，B正确；硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的，故不需转运蛋白，C错误；利用呼吸抑制剂处理根细胞，根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的速率可推测硒酸盐的吸收方式，D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 3.(2023·河北高考)关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是 (　　) A.淀粉酶在0 ℃时，空间结构会被破坏 B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化 C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构 D.载体蛋白在转运分子时，其自身构象会发生改变 √ 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：在0 ℃时，淀粉酶的活性很低，但其空间结构一般不会被破坏，A错误；磷酸化可能会改变蛋白质的空间结构使其具备特定功能，B正确；蛋白质空间结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构等有关，因此氨基酸种类的改变可能影响蛋白质的空间结构，C正确；转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，其中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，D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 4.(2023·江苏高考)细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电子传递，在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是 (　　) A.仅由C、H、O、N四种元素组成 B.是一种能催化ATP合成的蛋白质 C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体 D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据 √ 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：细胞色素c是一种膜蛋白，主要由C、H、O、N四种元素组成，A错误；细胞色素c可参与呼吸链中的电子传递，其不能催化ATP合成，催化ATP合成的蛋白质是ATP合成酶，B错误；细胞色素c是由氨基酸通过肽键连接而成的多聚体，C错误；细胞色素c在不同物种间具有高度保守性，不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据，亲缘关系越近的生物，细胞色素c的氨基酸序列差异越小，相似度越高，D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 5.(2023·湖北高考)球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是 (　　) A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂 B.球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇 C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 √ 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，蛋白质变性一般不会导致肽键断裂，A错误；球状蛋白分子中氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，致使球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质，其空间结构和性质的改变是不可逆的，因此加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质，C正确；结构决定功能，变性后的蛋白质原有空间结构被破坏导致其生物活性丧失，D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 6.(2023·全国甲卷)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是 (　　) A.乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 √ 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：乙醇属于脂溶性有机小分子，可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞，A错误；血浆中的K+进入红细胞的方式属于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确；抗体在浆细胞内合成时消耗能量，分泌到细胞外的过程为胞吐，也消耗能量，C错误；葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 7.(2022·湖北高考)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是 (　　) A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀 B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小 C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀 D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小 √ 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确，B错误；未经AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白和自由扩散快速进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，C、D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 8.(2022·山东高考)N和N是植物利用的主要无机氮源，N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，N的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内N的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是(　　) 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 A.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B.N通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输 C.铵毒发生后，增加细胞外的N会加重铵毒 D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 9 √ 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：由题干信息可知，N的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以N通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误。N进入根细胞膜是H+浓度梯度驱动的逆浓度梯度运输，所以N通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确。铵毒发生后，细胞外的H+增多，增加细胞外的N，可以促使H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从而减轻铵毒，C错误。据图可知，载体蛋白NRT1.1转运N属于主动运输，主动运输的速度与其浓度无必然关系；运输H+属于协助扩散，协助扩散的速度在一定范围内与其浓度呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 9.[多选](2023·河北高考)哺乳动物的巨噬细胞吞噬、降解衰老的红细胞，获得的Fe2+通过膜上的铁输出蛋白(FPN)进入血液，用于骨髓生成新的红细胞。肝脏分泌的铁调素可靶向降解FPN。炎症可以促进铁调素的合成。下列叙述正确的是 (　　) A.由Fe参与构成的血红蛋白具有运输功能 B.衰老的红细胞被吞噬需要膜蛋白的参与 C.敲除铁调素编码基因，巨噬细胞会出现铁积累 D.长期炎症可能会减少红细胞生成，进而导致贫血 √ 9 √ √ 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：蛋白质是生命活动的主要承担者，血红蛋白具有运输氧的功能，Fe是血红蛋白的组成成分，A正确。衰老的红细胞被巨噬细胞的膜蛋白识别后才能进行吞噬，B正确。巨噬细胞中Fe2+的输出需要转运蛋白FPN的参与，肝脏分泌的铁调素可靶向降解FPN。敲除铁调素的编码基因，抑制了肝脏合成分泌铁调素，FPN不再被铁调素降解，巨噬细胞中的Fe2+输出不会受抑制，胞内不会出现铁积累，C错误。长期炎症可以使铁调素的分泌增多，铁调素分泌增多导致靶向降解FPN的量增加，使巨噬细胞中FPN转运蛋白输出Fe2+的量减少，可影响红细胞的生成，从而导致贫血，D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 10.[多选](2024·黑吉辽高考)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　) 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅 B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻 C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放 D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加 9 √ √ √ 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：水的吸收以借助水通道蛋白的协助扩散为主，A错误；由题图可知，腹泻模型组空肠AQP3相对表达量明显减少，对水的吸收减少，引起腹泻，B正确；治疗组的空肠和回肠AQP3相对表达量相比腹泻模型组明显提高，有利于对水的吸收，从而缓解腹泻，减少致病菌的排放，C正确；治疗组的回肠AQP3相对表达量较对照组明显增多，对水的转运增加，D正确。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 二、非选择题(除特别注明外，每空1分) 11.(10分)(2022·海南高考)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是___________。  解析：细胞膜上存在对不同物质的跨膜运输起决定性作用的膜蛋白，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有选择透过性这一功能特性。 9 选择透过性 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于__________。  解析：水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞，这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散。 9 协助扩散 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (3)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞，导致细胞外的pH_______；此过程中，H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是_____________ _________________________(2分)。  解析：细胞膜上的H+-ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞，导致细胞外的H+增多，pH下降；载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变。 9 下降 自身构象发生改变(或空间结构发生改变) 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是_____________________(2分)。  解析：胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，引起靶细胞产生相应的生理变化，该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。 9 进行细胞间的信息交流 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是_______________________________________________ _____________________________________________(3分)。  9 温度下降使呼吸酶的活性降低，细胞呼吸产生的能量减少，导致通过主动运输吸收磷酸盐的速率降低 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：根细胞逆浓度梯度吸收磷酸盐的方式为主动运输，影响其运输速率的因素有载体蛋白的数量及能量的供应等，4 ℃条件下，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸供能减少，从而使磷酸盐吸收速率下降。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 12.(15分)(2023·江苏高考)帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中α-Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异，如图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题： 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (1)帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生_________而突变，神经元中发生的这种突变_____(从“能”“不能”“不一定”中选填)遗传。  解析：帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生了突变，该基因突变的结果是蛋白质中某个氨基酸发生了改变，据此可推测该基因发生了碱基替换。神经元属于体细胞，体细胞中发生的基因突变不能遗传给后代。 9 碱基替换 不能 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (2)突变的TMEM175基因在细胞核中以____________为原料，由RNA聚合酶催化形成___________键，不断延伸合成mRNA。  解析：突变的TMEM175基因在细胞核中以DNA的一条链为模板，用四种核糖核苷酸作原料，由RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，不断延伸合成mRNA。 9 核糖核苷酸 磷酸二酯 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (3)mRNA转移到细胞质中，与_____________结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的_________由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的_________改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。  解析：mRNA通过核孔转移到细胞质中，与游离的核糖体结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的空间结构发生改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。 9 游离的核糖体 细胞骨架 空间结构 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (4)基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的_____________对H+具有屏障作用，膜上的H+转运蛋白将H+以_________的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H+运出，维持溶酶体内pH约为4.6。据图2分析，TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是___________________ ______________________________________________________________________________________________________________________(3分)。  9 磷脂双分子层 主动运输 TMEM175蛋白变异使其不能把溶酶体中的氢离子转运到细胞质基质，从而使溶酶体中的pH下降，进而影响溶酶体内水解酶的活性，影响溶酶体的功能 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 解析：磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。据图可知，溶酶体内H+浓度高于溶酶体外，所以膜上的H+转运蛋白将H+以主动运输的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。溶酶体内含有多种水解酶，TMEM175蛋白结构改变，其不能把溶酶体中的H+转运到细胞质基质，使溶酶体中的pH下降，而pH会影响溶酶体内水解酶的活性，影响溶酶体功能。 9 1 5 6 7 8 10 11 12 2 3 4 (5)综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α-Synuclein蛋白聚积致病的原因，理由是___________________________________________________ __________________________________________________________(3分)。  解析：结合图示分析，TMEM175蛋白结构改变无法行使正常功能，即无法将溶酶体中的氢离子转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响溶酶体中水解酶的活性，导致神经元中α-Synuclein蛋白无法被水解，进而聚积致病。 9 TMEM175蛋白变异导致溶酶体的功能改变，α-Synuclein蛋白无法被水解，神经元中α-Synuclein蛋白聚积致病(合理即可) $$