内容正文:
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一、选择题(每小题5分,共45分)
1.下列有关细胞的物质输入和输出的叙述,正确的是( )
A.抑制细胞膜中转运蛋白的活性一定不会影响水和乙醇的吸收
B.蛋白质、多糖等大分子进出细胞的过程需要膜上蛋白质的参与
C.物质自由扩散进出细胞的速率只与浓度梯度有关,与分子大小无关
D.胞吞、胞吐体现细胞膜具有流动性的功能,小分子也可以通过胞吞、胞吐的方式进出细胞
B
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解析:水分子可借助细胞膜上的水通道蛋白(即转运蛋白)以协助扩散方式进出细胞,抑制细胞膜中转运蛋白的活性会影响水的吸收,A错误;当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,因此蛋白质、多糖等大分子进出细胞的过程需要膜上蛋白质的参与,B正确;自由扩散的动力是浓度差,物质自由扩散进出细胞的速率既与浓度梯度有关,也与分子大小有关(需要穿过磷脂双分子层之间的空隙),C错误;胞吞、胞吐体现细胞膜具有流动性的结构特点,细胞膜流动性不是细胞膜的功能,D错误。
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2.(2025·湖南岳阳三模)津液代谢失常可使脏腑功能异常进而出现多种疾病,而中医药在津液代谢失常类疾病的治疗上效果显著。水通道蛋白作为转运水分子的通道蛋白,是机体津液代谢的重要环节,在各系统细胞膜上均有表达,可以介导水分子在细胞内外转运,使细胞内外环境稳态得以平衡。下列有关推断正确的是
( )
A.人参二醇皂苷能减轻肺水肿,其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量
B.人体吸收中药中有效成分时,与细胞膜上的蛋白质有关而与磷脂分子无关
C.通道蛋白在介导物质跨膜运输时不与被转运的物质结合,对被转运物质不具有选择性
D.津液代谢时水分子总是从渗透压低的一侧向高的一侧转运,直到两侧浓度相等
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解析:分析题意,水通道蛋白作为转运水分子的蛋白通道,是机体津液代谢的重要环节,人参二醇皂苷能减轻肺水肿,其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量,使水分子的运输加快,A正确;细胞膜控制物质进出的功能与膜上的蛋白质和磷脂都有关系,即人体吸收中药中有效成分时,与细胞膜上的蛋白质有关,也与磷脂分子(磷脂双分子层构成生物膜基本支架)有关,B错误;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,不与被转运物质结合,但对被转运物质具有选择性,C错误;水分子的转运是双向的,从渗透压低的一侧向高的一侧转运,速率大于从高的一侧向低的一侧的,但最终达到的是渗透平衡,两侧浓度不一定相等,D错误。
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3.(2025·山东青岛二模)研究表明,在保卫细胞中,液泡膜Cl-转运蛋白高表达,促进液泡中Cl-积累以调节细胞渗透压。保卫细胞失水皱缩会使植物气孔关闭。下列叙述正确的是( )
A.保卫细胞中Cl-进入液泡的运输方式属于协助扩散
B.保卫细胞的液泡吸收Cl-时植物的气孔是张开的
C.液泡膜Cl-转运蛋白高表达更容易观察到质壁分离
D.液泡膜Cl-转运蛋白高表达有利于植物对CO2的吸收
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解析:Cl-转运蛋白促进液泡中Cl-积累以调节细胞渗透压,所以Cl-进入液泡是逆浓度梯度进行的,运输方式属于主动运输,A错误;液泡吸收Cl-时植物的气孔是关闭的,B错误;液泡膜Cl-转运蛋白高表达更不容易观察到质壁分离,C错误;液泡膜Cl-转运蛋白高表达促进Cl-进入液泡,从而使细胞的渗透压升高,保卫细胞更容易吸水膨胀,导致气孔开放,有利于植物通过气孔吸收CO2,D正确。
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4.(2025·广东深圳二模)SOS1和NHX均可以同时反向运输Na+和H+,两者分别位于细胞膜和液泡膜上。柽柳通过这两种转运蛋白将Na+运输至细胞外或液泡中,减少其在细胞质基质中的积累,保证生命活动的正常进行,从而适应高盐环境,上述过程均依赖于H+的顺浓度梯度运输。下列叙述错误的是( )
A.运输过程中,Na+需要与SOS1和NHX结合
B.推测细胞外的H+浓度低于细胞质基质的
C.上述Na+的运输过程不会直接消耗ATP
D.促进与SOS1合成相关基因的表达有助于提高柽柳的抗盐胁迫能力
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解析:SOS1和NHX均可以同时反向运输Na+和H+,依赖于H+的顺浓度梯度运输,所以SOS1和NHX属于载体蛋白,运输过程中,Na+需要与SOS1和NHX结合,A正确;SOS1进行反向运输Na+和H+,其位于细胞膜上,可以将Na+运输至细胞外,且该过程依赖于H+的顺浓度梯度,可推知细胞外的H+浓度高于细胞质基质,B错误;上述Na+的运输过程均依赖于H+的顺浓度梯度运输所产生的电化学势能,所以不会直接消耗ATP,C正确;SOS1将Na+运输至细胞外,减少其在细胞质基质中的积累,保证生命活动的正常进行,从而适应高盐环境,所以促进与SOS1合成相关基因的表达有助于提高柽柳的抗盐胁迫能力,D正确。
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5.(2025·辽宁沈阳二模)衣藻受光刺激后通过改变眼点和鞭毛部位细胞膜的内向光电流,进而移向光源,内向光电流主要由Ca2+和质子经通道蛋白视紫红质内流形成。下列叙述错误的是( )
A.光既能作为信号调节衣藻运动,也能为其代谢提供能量
B.视紫红质容许直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的离子通过
C.Ca2+和质子通过视紫红质时不消耗ATP
D.若衣藻细胞内Ca2+浓度升高则趋光性增强
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解析:衣藻受光刺激后会通过改变相关部位细胞膜的内向光电流进而移向光源,体现了光作为信号调节衣藻运动的作用,衣藻含有叶绿体,能将光能转变为化学能用于细胞代谢,A正确;通道蛋白具有特异性,视紫红质作为一种通道蛋白,容许直径和形状相适配、大小和电荷适宜的离子通过,
B正确;因为Ca2+和质子经通道蛋白视紫红质内流形成内向光电流,离子经通道蛋白的运输方式属于协助扩散,协助扩散不消耗ATP,C正确;内向光电流主要由Ca2+和质子经通道蛋白视紫红质内流形成,若衣藻细胞内Ca2+浓度升高则趋光性降低,D错误。
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6.(2025·河南周口二模)肠腔中的葡萄糖经小肠上皮细胞膜上的SGLT1转运蛋白逆浓度梯度进入细胞,随后通过GLUT2转运蛋白顺浓度梯度进入组织液。当肠腔中葡萄糖浓度较高时,小肠上皮细胞吸收和输出葡萄糖主要由GLUT2参与转运。下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白SGLT1在介导葡萄糖转运过程中会发生构象改变
B.转运蛋白GLUT2参与的葡萄糖跨膜转运方式是协助扩散
C.小肠上皮细胞从肠腔中吸收葡萄糖的过程不都需要消耗能量
D.通过SGLT1和GLUT2的作用都会降低膜两侧葡萄糖的浓度差
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解析:SGLT1转运蛋白能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转运进入细胞,它在介导葡萄糖转运过程中会与葡萄糖结合并发生构象变化,以实现物质的跨膜运输,A正确。协助扩散的特点是物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输,需要转运蛋白的协助,但不消耗能量。已知GLUT2转运蛋白能使葡萄糖顺浓度梯度从细胞进入组织液,并且需要该转运蛋白的参与,符合协助扩散的特点,B正确。当肠腔中葡萄糖浓度较低时,需要通过SGLT1转运蛋白逆浓度梯度吸收葡萄糖,此过程是主动运输,需要消耗能量;当肠腔中葡萄糖浓度较高时,小肠上皮细胞吸收葡萄糖主要由GLUT2参与转运,GLUT2介导的是顺浓度梯度的运输,不消耗能量,C正确。SGLT1转运蛋白将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转运进入细胞,会使细胞内葡萄糖浓度升高,膜两侧葡萄糖的浓度差增大;GLUT2转运蛋白将细胞内的葡萄糖顺浓度梯度转运到组织液,会使膜两侧葡萄糖的浓度差减小,D错误。
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7.如图为胃壁细胞分泌胃酸(主要成分是HCl)到胃腔的过程示意图(局部),图中K+和Cl-通过相应的离子通道释放。下列叙述错误的是( )
A.胃壁细胞膜上的质子泵将H+排到胃腔需消耗ATP
B.图示过程可体现细胞膜具有控制物质进出的功能
C.K+从胃壁细胞进入胃腔的过程不需要与K+通道蛋白结合
D.质子泵可同时运输K+和H+,不能体现载体蛋白的专一性
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解析:由题图可知,胃壁细胞膜上的质子泵负责将H+排到胃腔中,这个过程需消耗ATP,A正确;题图中H+、K+和Cl-等在细胞膜的控制下进出细胞,因而可体现细胞膜具有控制物质进出的功能,B正确;K+进入胃腔的过程中不需要与K+通道蛋白结合,C正确;质子泵可同时运输K+和H+,不能运输其他物质,能体现载体蛋白的专一性,D错误。
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8.(2025·安徽合肥二模)水势(ΨW)可用于表示单位体积溶液中水的能量状态,与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液ΨW=-0.7 Mpa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是( )
A.t0时刻前,该细胞内外不发生水分子的交换
B.t0时刻后,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
C.随水势增加,细胞内外溶液的浓度差在减小
D.水势不再增加时,细胞液的渗透压降低到0
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C
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解析:细胞时刻都与外界发生水分子的交换,A错误;水势与溶液的吸水能力呈负相关,t0时刻后,水势增强,说明该细胞的吸水能力减弱,因此该细胞质壁分离的程度逐渐减小,B错误;随水势增加,细胞的吸水能力下降,说明细胞内外溶液的浓度差在减小,C正确;水势不再增加时,细胞液对水的吸引力与细胞壁对细胞的膨压相等,细胞液的渗透压不会降低到0,D错误。
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9.(2025·湖南长沙二模)骨骼肌钙池由肌细胞中特化的光面内质网形成,其主要作用是通过对Ca2+的储存、释放和再储存,触发和终止肌细胞的收缩。静息状态下,骨骼肌中Ca2+主要分布在钙池中,骨骼肌细胞中Ca2+的主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是( )
A.钙池膜表面的蛋白质种类与粗面内质网
有所不同
B.Ca2+转运进细胞质基质时会发生蛋白质磷酸化与去磷酸化
C.骨骼肌细胞兴奋可能是Ca2+跨细胞膜内流引起的
D.钙泵既具有物质转运功能,也具有催化功能
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解析:钙池膜由光面内质网特化形成,其功能与粗面内质网不同,膜表面的蛋白质种类也会有所不同,A正确;由题图可知,Ca2+是通过通道蛋白转运进细胞质基质的,不发生蛋白质磷酸化与去磷酸化,B错误;由题意“骨骼肌钙池的主要作用是通过对Ca2+的储存、释放和再储存,触发和终止肌细胞的收缩”可知,骨骼肌细胞兴奋可能是Ca2+跨细胞膜内流引起的,C正确;钙泵能转运Ca2+,同时也具有催化ATP水解的功能,故钙泵既具有物质转运功能,也具有催化功能,D正确。
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二、非选择题
10.(11分)(2025·安徽蚌埠二模)液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器,
Ca2+进入液泡的机理如图1所示。取某一植物的两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得液泡直径的变化如图2。回答下列问题。
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(1)图1中载体蛋白CAX既能运输H+也能运输Ca2+,则载体蛋白CAX
(填“具有”或“不具有”)特异性,生物体内的蛋白质除了具有上述功能以外,还具有 (答出2点即可)。
解析:图1中载体蛋白CAX既能运输H+也能运输Ca2+,但是结合H+和Ca2+的部位不同,因此载体蛋白CAX具有特异性;生物体内的蛋白质除了具有上述功能外,还具有催化、调节、免疫和信息传递等功能。
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具有
催化、调节、免疫和信息传递等功能
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(2)液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。若加入H+焦磷酸酶抑制剂,则Ca2+通过CAX跨膜运输的速率将会 ,原因是_______________________
。
解析: Ca2+通过CAX的跨膜运输方式为主动运输,所需要的能量由H+顺浓度梯度运输产生的势能提供,加入H+焦磷酸酶抑制剂,影响H+通过主动运输进入液泡,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,为Ca2+通过CAX运输提供的能量减少,Ca2+通过CAX的运输速率会变慢。
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变慢
液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,为Ca2+通过CAX运输提供的能量减少
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(3)由图1可知,H+进出液泡的跨膜运输方式分别是 和
。
解析:由图1可知,H+进入液泡为逆浓度梯度运输,需要能量和载体蛋白,为主动运输,运出液泡不需要能量但需要载体蛋白,为协助扩散。
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主动运输
协助扩散
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(4)图2中0~4分钟细胞的吸水能力逐渐 。造成两曲线差异的原因最可能是 , 这体现了原生质层具有
。
解析:由图2可知,0~4分钟液泡的直径逐渐变小,细胞液浓度逐渐增大,其吸水能力逐渐增强。Ⅰ曲线液泡先变小后恢复到原有水平,Ⅱ曲线液泡先变小后维持不变,其原因可能是甲、乙两种溶液的溶质不同,即乙溶液可以让植物细胞发生质壁分离,不能自动复原,而甲溶液可以让植物细胞发生质壁分离后自动复原,体现了原生质层具有选择透过性。
增强
甲、乙两种溶液的溶质不同
选择透过性
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