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专题02细胞的物质输入与输出
考点1
物质出入细胞的方式
1.D
2.C
3.C
4.D
5.D
6.B
7.D
8.D
9.B
10.B
11.c
12.C
13.C
14.C
15.【答案】
(1)①.协助扩散(被动运输)
②.H+电化学梯度势能
③.图示细胞有大液泡,无
中心体;人体肌肉细胞无大液泡,有中心体
(2)①.控制它们合成的基因不同
②.运输和催化
(3)通过SOS1将细胞质基质中的Na+排出细胞,通过NHX将细胞质基质中的Na+转运到液泡
中,从而降低细胞质基质中Na+的浓度
(4)抗菌
16.【答案】(1)
①.控制物质进出细胞
②.磷酸化
(2)①.主动运输
②.蔗糖H转运体的数量、细胞膜两侧H的浓度差
(3)该植物组织培养过程中,一组加入H-ATP酶抑制剂或用缓冲液,另一组不添加,其他
条件相同且适宜,一段时间后检测培养基中蔗糖浓度的变化
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专题02细胞物质输入与输出
物质出入细胞的方式
考点1
1. (2026·四川凉山·一模)TRPV2通道是对Ca2+等二价阳离子具有较高选择通透性的阳离子通道,广泛分布于各种组织。JAK1和PTPN1介导的对TRPV2通道修饰能够动态调控TRPV2通道活性(如图)。细胞内Mg2+浓度增加能够激活JAK1,进而磷酸化修饰TRPV2,使Ca2+内流而启动多种Ca2+介导的信号通路。下列分析正确的是
A. TRPV2通道能运输Ca2+等多种二价阳离子,故不具有特异性
B. Ca2+、Mg2+通过转运蛋白时,都与其结合导致空间结构改变
C. PTPN1对TRPV2通道的去磷酸化修饰能提高其物质运输效率
D. TRPV2通道活性的动态稳定,有利于细胞维持自身的稳态
2. (2026四川宜宾.一诊)哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+。Ca2+由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运,基底膜上的钠钙交换蛋白(NCX)将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞,钙蛋白(PMCA)则消耗ATP将Ca2+运出细胞。下列叙述错误的是
A. 转运蛋白(TRPV6)以及某些脂质共同影响着小肠对钙的吸收
B. 当细胞外液中的Na+浓度降低时,Ca2+运出细胞会受到抑制
C. PMCA与NCX转运Ca2+的过程,均伴随着两种载体蛋白的磷酸化
D. PMCA体现了蛋白质具有细胞膜的重要组成成分、催化、运输功能
3. (2026四川资阳.一诊) 已知细胞外Ca2+浓度高于细胞内,细胞膜上存在多种与Ca2+有关的转运蛋白,下列关于Ca2+跨膜运输的说法,正确的是
A. 磷脂分子能侧向自由移动,使少量Ca2+通过磷脂进入细胞
B. 将Ca2+运进细胞的转运蛋白需要与Ca2+进行特异性的结合
C. 若运输Ca2+载体蛋白磷酸化,则其空间结构会发生变化
D. 当血钙浓度过低时,细胞内外的Ca2+浓度差会迅速变为零
4.(2026四川绵阳).一诊活细胞内外离子浓度显著不同,见下表,这对于细胞生存和执行功能是至关重要的。下列关于这些离子浓度差异分布的叙述,错误的是
典型哺乳类动物细胞内外部分离子浓度的比较
组分
细胞内浓度/mmol·L-1
细胞外浓度/mmol·L-1
Na+
5~15
145
K+
140
5
Mg2+
0.5
1~2
Ca2+
10-4
1~2
H+
7×10-5(pH=7.2)
4×10-5(pH=7.4)
Cl-
5~15
110
A.浓度差与细胞膜脂双层内部所具有的疏水性特征有关
B.细胞转运这些离子时,既有主动运输,又有被动运输
C.浓度差的维持主要是通过载体蛋白消耗ATP来实现的
D.只要相应离子通道关闭,现存的浓度差就将保持不变
5. ( 2026四川德阳.一诊)下图为哺乳动物成熟红细胞细胞膜结构示意图。下列叙述错误的是
A.图中Na'-K'泵体现了蛋白质的运输和催化功能
B.胆固醇是该细胞膜的组成成分之一,植物细胞膜中一般不含胆固醇
C.红细胞吸收水的方式可能是通过磷脂双分子层进行运输或通过水通道蛋白进行运输
D.细胞膜上的蛋白对维持成熟红细胞的渗透压有重要作用,在成熟红细胞执行功能的过程中要不断更新
6.(2026四川南充.一诊)研究者发现,水稻光合作用的产物会以蔗糖的形式进入筛管-伴胞复合体(SE-CC),并通过韧皮部运至稻穗等部位。蔗糖从细胞外空间进入SE-CC的方式如图所示。下列叙述错误的是
A.图中蔗糖经SU载体的跨膜运输方式为主动运输
B.H+泵转运H+的速度与其在SE-CC中的浓度呈正相关
C.若加入ATP酶的抑制剂,则水稻的产量通常会降低
D.SU功能缺陷突变体的叶肉细胞可能会积累更多蔗糖
7. (2026四川乐山.一诊)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响,科研人员测定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因过量表达株(OE)在正常供氧条件(AT)和低氧(HT,模拟涝渍)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度变化。本实验中的“氧浓度”是指在特定实验装置中,紧靠油菜根系表面的那个微小空间里的氧浓度。实验结果见图4-1及4-2所示。下列说法错误的是
图4-2
图4-1
A.NtPIP介导水分子运输时的跨膜运输方式为易化扩散,水分子不需要与NtPIP发生结合
B.在HT条件下,OE植株能通过主动运输吸收更多无机盐,所以OE叶片净光合速率可能高于WT
C.在低氧胁迫下,OE植株的根细胞呼吸速率和氧浓度均明显高于WT植株
D.在有氧呼吸过程中,最终接受电子的物质是NADH
8. (2026四川内江.一诊)研究发现,作物在盐碱胁迫下产生的过量H2O2会破坏细胞结构,而AT1基因可以调节作物耐碱性。图示为盐碱地中普通作物与敲除AT1基因作物的细胞示意图,PIP2s是一种水通道蛋白,磷酸化后能将H2O2运出细胞。下列叙述错误的是
注:图中Ⓟ代表磷酸化,AT1代表AT1基因表达的蛋白质。
A. 敲除AT1基因可减少作物细胞内H2O2的积累
B. 盐碱胁迫下普通作物细胞更易受到H2O2损害
C. H2O2分子与磷酸化后的PIP2s通道直径和形状相适配
D. 敲除AT1基因的作物细胞中PIP2s的磷酸化受到抑制
9. (2026四川广安.一诊)今年全国多地出现38~40℃的持续高温天气,高温胁迫导致农作物生长发育受阻,蔬菜幼苗长势明显变差。某农户为缓解幼苗生长不良的状况,对其过量追施化学肥料,发现幼苗非但没有恢复长势,反而迅速出现萎蔫甚至死亡的现象。根据上述资料,下列说法正确的是
A. 施肥过多使土壤溶液浓度剧增,破坏根细胞壁选择透过性
B. 施肥过多造成土壤溶液浓度过高,导致幼苗根部细胞严重失水
C. 高温加速叶片蒸腾失水,导致细胞内自由水与结合水比值增大
D. 肥料中无机盐经气孔进入根细胞,干扰代谢致幼苗生长受阻
10. (2026四川自贡.一诊)生活在极端低温、高盐环境中的单细胞南极冰藻,可通过调节细胞膜中不饱和脂肪酸的含量以维持细胞膜的流动性。下列有关南极冰藻的叙述,错误的是
A. 水分子跨膜运输的速率可能较慢 B. 细胞膜中不饱和脂肪酸的含量较低
C. 细胞中细胞液的渗透压可能较高 D. 维持细胞膜流动性利于其生存繁衍
11. (2026四川巴中.一诊)水势是指单位体积水的自由能,水可以自发从高水势区域流向低水势区域。在研究细胞水平的水分转运时(忽略重力影响),溶液水势的计算公式为:水势=渗透势+静水压,渗透势反映溶质对水势的影响,溶质浓度越高,渗透势越低(纯水水势定义为零),施加压力可增大静水压以提高水势(标准大气压下敞口烧杯中溶液的静水压为零)。若将一个萎蔫的植物细胞置于0.1mol/L的蔗糖溶液中,其发生的变化如右图所示。下列有关说法正确的是
A. 初始时蔗糖溶液的浓度比细胞液中大,水势相对更高,使细胞发生吸水
B. 萎蔫细胞在吸水时水势不断变小,而蔗糖溶液的水势几乎没有变化
C. 细胞吸水使原生质体膨胀,拉伸的细胞壁对细胞产生静水压,提高细胞水势
D. 平衡状态时,蔗糖溶液与细胞液的浓度并不相等,故二者的水势也不相等
12. (2026四川泸州.一诊)图中脂质体可将药物N运送到模型动物体内的某类细胞发挥作用。下列叙述正确的是
A.药物N属于脂溶性药物
B.药物N以被动运输方式进入细胞
C.抗体M能增强药物N递送的细胞靶向性
D.药物N的释放体现了细胞膜的选择透过性
13.(2026四川攀枝花.一诊)中国有广阔的盐碱地和沿海滩涂,研究耐盐的作物有利于扩大粮食产区。在高盐胁迫下,细胞质中Na⁺水平的升高会导致细胞损伤。下图表示植物在长期适应高盐胁迫过程中,逐渐进化出的耐受和抵抗盐离子的调控机制(SOS1、HKT1和NHX代表根毛细胞的转运蛋白)。下列叙述错误的是
A. H⁺以协助扩散的方式运出液泡,以主动运输的方式进入液泡
B. 该植物根毛细胞中细胞质基质的pH值比细胞液的pH值高
C. SOS1、NHX、HKT1转运的过程中均需要与结合
D. NHX转运时不直接消耗ATP,该过程可提高液泡的吸水能力
14. (2026四川自贡.一诊)下图表示小肠吸收Ca2+的跨细胞途径和细胞旁路途径(通过相邻上皮细胞间的紧密连接进入血液),下列有关叙述错误的是
A. Ca2+泵可能具有催化和物质运输的作用
B. Ca2+通过离子通道时不需要与通道蛋白结合
C. 机体缺氧不影响Na+/Ca2+交换体系对Ca2+的运输
D. 细胞旁路途径被动吸收Ca2+是对跨细胞途径的补充
15. (2026四川资阳.一诊)习近平总书记在黄河三角洲农业高新技术产业示范区考察时指出:“我们要在盐碱地上搞种业创新,培育耐盐碱的品种来适应盐碱地”。海水稻能够在盐胁迫逆境中正常生长,是耐盐植物,如图是海水稻根尖成熟区细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图,请回答下列问题:
(1)水主要通过_____方式进入根细胞,Na+进入液泡所需的能量是由_____提供的。图示细胞与人体肌肉细胞在结构上的差异是_____。
(2)SOS1和NHX为膜上两种蛋白质,SOS1和NHX的结构具有差异,产生这种差异的根本原因是_____。图中所示膜蛋白的功能是_______________________。
(3)科学家通过研究表明:在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞的细胞基质,会抑制K+进入细胞,导致细胞基质中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。据图分析,耐盐植物根细胞解决上述问题的机制是_____________________________。
(4)据图分析,除耐盐外,海水稻还具有_____________的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
16. (2026四川绵阳B区.一诊) 植物组织培养的培养基中通常需要添加蔗糖。蔗糖被细胞吸收的方式为协同转运,H+-ATP酶能够催化ATP水解从而维持细胞内外的H+浓度差,蔗糖-H+转运体在H+浓度梯度驱动下运输蔗糖分子进入细胞,具体机制如下图所示。回答下列问题。
(1)蔗糖-H+转运体是该植物细胞膜上的膜蛋白,不同的膜蛋白对不同物质跨膜运输起着决定性作用。这些膜蛋白能够体现细胞膜具有的功能是________。膜上的H+-ATP酶在运输H+时会发生________(填“磷酸化”或“去磷酸化”),从而导致其空间结构发生改变。
(2)图示中蔗糖跨膜运输的方式为________,影响该植物细胞吸收蔗糖分子的直接因素有________(答出2点即可)。
(3)若需验证该植物细胞吸收蔗糖是否为H+-蔗糖协同转运,请写出简要的实验思路_________。
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专题02细胞物质输入与输出
物质出入细胞的方式
考点1
1. (2026·四川凉山·一模)TRPV2通道是对Ca2+等二价阳离子具有较高选择通透性的阳离子通道,广泛分布于各种组织。JAK1和PTPN1介导的对TRPV2通道修饰能够动态调控TRPV2通道活性(如图)。细胞内Mg2+浓度增加能够激活JAK1,进而磷酸化修饰TRPV2,使Ca2+内流而启动多种Ca2+介导的信号通路。下列分析正确的是
A. TRPV2通道能运输Ca2+等多种二价阳离子,故不具有特异性
B. Ca2+、Mg2+通过转运蛋白时,都与其结合导致空间结构改变
C. PTPN1对TRPV2通道的去磷酸化修饰能提高其物质运输效率
D. TRPV2通道活性的动态稳定,有利于细胞维持自身的稳态
【答案】D
【详解】A、TRPV2通道虽然能运输Ca2+等多种二价阳离子,但它是对Ca2+等二价阳离子具有较高选择通透性的阳离子通道,仍然具有特异性,并非能运输所有的离子,A错误; B、Ca2+和Mg2+通过通道蛋白时,无需与其结合导致空间结构改变,B错误; C、根据题干“细胞内Mg2+浓度增加能够激活JAK1,进而磷酸化修饰TRPV2,使Ca2+内流而启动多种Ca2+介导的信号通路”以及图中信息可知,JAK1对TRPV2通道的磷酸化修饰能提高其物质运输效率,而不是PTPN1对TRPV2通道的去磷酸化修饰,C错误;D、TRPV2通道活性的动态稳定可以通过调控Ca2+的内流,进而启动多种Ca2+介导的信号通路,这有利于细胞维持自身的稳态,D正确。
故选D。
2. (2026四川宜宾.一诊)哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+。Ca2+由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运,基底膜上的钠钙交换蛋白(NCX)将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞,钙蛋白(PMCA)则消耗ATP将Ca2+运出细胞。下列叙述错误的是
A. 转运蛋白(TRPV6)以及某些脂质共同影响着小肠对钙的吸收
B. 当细胞外液中的Na+浓度降低时,Ca2+运出细胞会受到抑制
C. PMCA与NCX转运Ca2+的过程,均伴随着两种载体蛋白的磷酸化
D. PMCA体现了蛋白质具有细胞膜的重要组成成分、催化、运输功能
【答案】C
【详解】A、转运蛋白TRPV6介导Ca²⁺顺浓度梯度进入细胞,而细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,二者共同参与钙的吸收过程,A正确;B、钠钙交换蛋白以Na⁺顺浓度梯度内流为动力,将Ca²⁺逆浓度运出细胞。若细胞外Na⁺浓度降低,Na⁺内流动能减少,将抑制Ca²⁺运出,B正确; C、PMCA消耗ATP主动转运Ca²⁺,属于主动运输,其载体蛋白会发生磷酸化;但NCX属于协同运输,依靠Na⁺梯度势能驱动,不直接消耗ATP,故载体蛋白不发生磷酸化,C错误; D、PMCA作为载体蛋白,具有运输功能;其消耗ATP的过程体现了催化功能;同时作为膜蛋白,也是细胞膜的组成成分,D正确;
故选C。
3. (2026四川资阳.一诊) 已知细胞外Ca2+浓度高于细胞内,细胞膜上存在多种与Ca2+有关的转运蛋白,下列关于Ca2+跨膜运输的说法,正确的是( )
A. 磷脂分子能侧向自由移动,使少量Ca2+通过磷脂进入细胞
B. 将Ca2+运进细胞的转运蛋白需要与Ca2+进行特异性的结合
C. 若运输Ca2+载体蛋白磷酸化,则其空间结构会发生变化
D. 当血钙浓度过低时,细胞内外的Ca2+浓度差会迅速变为零
【答案】C
【详解】A、离子不能直接通过磷脂分子,A错误; B、细胞外Ca2+浓度高于细胞内,将Ca2+ 运进细胞为协助扩散,转运蛋白不一定需要与Ca2+进行特异性的结合,B错误; C、运输Ca2+的载体蛋白磷酸化是ATP功能的表现,运输Ca2+的载体蛋白磷酸化会导致其空间结构发生变化,C正确; D、血钙浓度过低会导致Ca2+内流减少,但由于细胞膜上有将Ca2+逆浓度梯度运出细胞的转运蛋白,因此细胞外Ca2+ 浓度还是高于细胞内,D错误。
故选C。
4.(2026四川绵阳).一诊活细胞内外离子浓度显著不同,见下表,这对于细胞生存和执行功能是至关重要的。下列关于这些离子浓度差异分布的叙述,错误的是
典型哺乳类动物细胞内外部分离子浓度的比较
组分
细胞内浓度/mmol·L-1
细胞外浓度/mmol·L-1
Na+
5~15
145
K+
140
5
Mg2+
0.5
1~2
Ca2+
10-4
1~2
H+
7×10-5(pH=7.2)
4×10-5(pH=7.4)
Cl-
5~15
110
A.浓度差与细胞膜脂双层内部所具有的疏水性特征有关
B.细胞转运这些离子时,既有主动运输,又有被动运输
C.浓度差的维持主要是通过载体蛋白消耗ATP来实现的
D.只要相应离子通道关闭,现存的浓度差就将保持不变
【答案】D
【详解】A、磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,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,导致离子浓度差的形成,A正确; B、由表可知:K+运进细胞是逆浓度梯度进行的,其方式是主动运输;Na⁺运进细胞是顺浓度梯度进行的,其方式是协助扩散。可见,细胞转运离子时,既有主动运输,又有被动运输,B正确; C、主动运输需要载体蛋白的协助并消耗ATP水解释放的能量,可以保证活细胞按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,因此浓度差的维持主要是通过载体蛋白消耗ATP来实现的,C正确; D、相应离子在相应离子通道协助下的跨膜运输方式为协助扩散,即使离子通道关闭,主动运输仍然在“维持浓度差的过程中”发挥作用,并非“只要相应离子通道关闭,现存的浓度差就保持不变”,D错误。
故选D
5. ( 2026四川德阳.一诊)下图为哺乳动物成熟红细胞细胞膜结构示意图。下列叙述错误的是
A.图中Na'-K'泵体现了蛋白质的运输和催化功能
B.胆固醇是该细胞膜的组成成分之一,植物细胞膜中一般不含胆固醇
C.红细胞吸收水的方式可能是通过磷脂双分子层进行运输或通过水通道蛋白进行运输
D.细胞膜上的蛋白对维持成熟红细胞的渗透压有重要作用,在成熟红细胞执行功能的过程中要不断更新
【答案】D
【详解】 A、由图可知,Na+-K+泵具有催化ATP水解的作用,同时利用ATP释放的能量运输Na+和K+,A正确; B、图为哺乳动物成熟红细胞细胞膜结构示意图,动物细胞膜上有胆固醇而植物细胞膜上一般没有,B正确; C、水份可以通过磷脂分子间的间隙进行自由扩散,也能通过膜上的水通道蛋白进行协助扩散;C正确; D、哺乳动物成熟红细胞细胞消失了细胞核与一切细胞器,不能再合成新的蛋白质等,所以不能不断更新膜成分,D错误。
故选:D。
6.(2026四川南充.一诊)研究者发现,水稻光合作用的产物会以蔗糖的形式进入筛管-伴胞复合体(SE-CC),并通过韧皮部运至稻穗等部位。蔗糖从细胞外空间进入SE-CC的方式如图所示。下列叙述错误的是
A.图中蔗糖经SU载体的跨膜运输方式为主动运输
B.H+泵转运H+的速度与其在SE-CC中的浓度呈正相关
C.若加入ATP酶的抑制剂,则水稻的产量通常会降低
D.SU功能缺陷突变体的叶肉细胞可能会积累更多蔗糖
【答案】B
【解析】A、图中蔗糖借助H+的电化学梯度进入SE-CC,需要没有直接消耗ATP,但H+泵通过消耗ATP来维持两侧的H+浓度差,所以蔗糖经SU载体的跨膜运输方式间接消耗了ATP,为主运输,A正确;
B、H+泵转运H+为逆浓度的主运输运输,与质膜两侧的H+浓度差无关,B错误;
C、光合产物的运输形式主要是蔗糖,若加入ATP酶的抑制剂会抑制H+泵转运H+的速度,从而使膜两侧的H+浓度差减小,导致蔗糖转移速度下降,光合产物不能及时运输,积累增多会使光合速率下降,C正确;
D、SU功能缺陷突变体蔗糖转运速率下降而下降。
故选B
7. (2026四川乐山.一诊)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响,科研人员测定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因过量表达株(OE)在正常供氧条件(AT)和低氧(HT,模拟涝渍)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度变化。本实验中的“氧浓度”是指在特定实验装置中,紧靠油菜根系表面的那个微小空间里的氧浓度。实验结果见图4-1及4-2所示。下列说法错误的是
图4-2
图4-1
A.NtPIP介导水分子运输时的跨膜运输方式为易化扩散,水分子不需要与NtPIP发生结合
B.在HT条件下,OE植株能通过主动运输吸收更多无机盐,所以OE叶片净光合速率可能高于WT
C.在低氧胁迫下,OE植株的根细胞呼吸速率和氧浓度均明显高于WT植株
D.在有氧呼吸过程中,最终接受电子的物质是NADH
【答案】D
[详解]A、水通道蛋白(NtPIP)介导的水分子跨膜运输属于易化扩散(协助扩散),通道蛋白的作用是形成跨膜通道,水分子通过通道时不需要与通道蛋白结合,A正确; B、图1显示,低氧(HT)条件下,NtPIP过量表达株(OE)的根细胞呼吸速率显著高于野生型(WT)。细胞呼吸可产生ATP,而主动运输需要ATP供能,因此OE能通过主动运输吸收更多无机盐(如镁离子,是叶绿素的组成成分),故OE叶片净光合速率可能高于WT,B正确; C、结合图1(呼吸速率)和图2(氧浓度):图1中,低氧(HT)条件下,OE的根细胞呼吸速率明显高于WT,图2中,低氧(HT)条件下,OE根表面的氧浓度也明显高于WT,C正确; D、有氧呼吸第三阶段中,O2是最终接受电子的物质(O2与NADH(还原氢)结合生成水,NADH是提供电子的供体),并非NADH,D错误。故选D。
8. (2026四川内江.一诊)研究发现,作物在盐碱胁迫下产生的过量H2O2会破坏细胞结构,而AT1基因可以调节作物耐碱性。图示为盐碱地中普通作物与敲除AT1基因作物的细胞示意图,PIP2s是一种水通道蛋白,磷酸化后能将H2O2运出细胞。下列叙述错误的是
注:图中Ⓟ代表磷酸化,AT1代表AT1基因表达的蛋白质。
A. 敲除AT1基因可减少作物细胞内H2O2的积累
B. 盐碱胁迫下普通作物细胞更易受到H2O2损害
C. H2O2分子与磷酸化后的PIP2s通道直径和形状相适配
D. 敲除AT1基因的作物细胞中PIP2s的磷酸化受到抑制
【答案】D
【详解】A、从图中可知,敲除AT1基因后,PIP2s的磷酸化增强,磷酸化后的PIP2s能将H2O2运出细胞,所以可减少作物细胞内H2O2的积累,A正确; B、普通作物细胞中AT1基因表达的AT1蛋白抑制PIP2s磷酸化,H2O2难以运出细胞,而敲除AT1基因的作物细胞能更好地排出H2O2,所以盐碱胁迫下普通作物细胞更易受到H2O2损害,B正确; C、PIP2s为水通道蛋白,其发生磷酸化后能将H2O2运出细胞,说明H2O2分子与磷酸化后的PIP2s通道直径和形状相适配,才能通过通道运出,C正确; D、敲除AT1基因的作物细胞中,无AT1蛋白抑制PIP2s磷酸化,所以PIP2s的磷酸化增强,而不是受到抑制,D错误。
故选D。
9. (2026四川广安.一诊)今年全国多地出现38~40℃的持续高温天气,高温胁迫导致农作物生长发育受阻,蔬菜幼苗长势明显变差。某农户为缓解幼苗生长不良的状况,对其过量追施化学肥料,发现幼苗非但没有恢复长势,反而迅速出现萎蔫甚至死亡的现象。根据上述资料,下列说法正确的是
A. 施肥过多使土壤溶液浓度剧增,破坏根细胞壁选择透过性
B. 施肥过多造成土壤溶液浓度过高,导致幼苗根部细胞严重失水
C. 高温加速叶片蒸腾失水,导致细胞内自由水与结合水比值增大
D. 肥料中无机盐经气孔进入根细胞,干扰代谢致幼苗生长受阻
【答案】B
【详解】A、施肥过多使土壤溶液浓度剧增,但细胞壁具有全透性,不具有选择透过性(选择透过性由细胞膜决定),A错误; B、施肥过多造成土壤溶液浓度显著高于根细胞细胞液浓度,根据渗透作用原理,根部细胞通过渗透作用失水,导致质壁分离,造成幼苗萎蔫死亡,B正确; C、高温加速蒸腾作用使自由水散失,则细胞内自由水与结合水比值应减小而非增大,C错误; D、无机盐主要通过根尖成熟区表皮细胞的主动运输吸收,而非经叶片气孔进入;气孔是气体和水分进出通道, D错误。
故选B。
10. (2026四川自贡.一诊)生活在极端低温、高盐环境中的单细胞南极冰藻,可通过调节细胞膜中不饱和脂肪酸的含量以维持细胞膜的流动性。下列有关南极冰藻的叙述,错误的是
A. 水分子跨膜运输的速率可能较慢 B. 细胞膜中不饱和脂肪酸的含量较低
C. 细胞中细胞液的渗透压可能较高 D. 维持细胞膜流动性利于其生存繁衍
【答案】B
【详解】A、低温环境下细胞膜流动性降低,水分子跨膜运输(自由扩散或协助扩散)速率可能减慢,A正确; B、不饱和脂肪酸可增强细胞膜流动性,南极冰藻需提高不饱和脂肪酸含量以对抗低温导致的膜固化,B错误; C、高盐环境中,细胞需维持较高渗透压(细胞质基质浓度)以防止失水,故细胞液渗透压可能较高,C正确; D、细胞膜的功能与其流动性密切相关,维持细胞膜流动性可保障正常的生命活动(如物质运输),是其适应极端环境生存繁衍的关键,D正确。
故选B。
11. (2026四川巴中.一诊)水势是指单位体积水的自由能,水可以自发从高水势区域流向低水势区域。在研究细胞水平的水分转运时(忽略重力影响),溶液水势的计算公式为:水势=渗透势+静水压,渗透势反映溶质对水势的影响,溶质浓度越高,渗透势越低(纯水水势定义为零),施加压力可增大静水压以提高水势(标准大气压下敞口烧杯中溶液的静水压为零)。若将一个萎蔫的植物细胞置于0.1mol/L的蔗糖溶液中,其发生的变化如右图所示。下列有关说法正确的是
A. 初始时蔗糖溶液的浓度比细胞液中大,水势相对更高,使细胞发生吸水
B. 萎蔫细胞在吸水时水势不断变小,而蔗糖溶液的水势几乎没有变化
C. 细胞吸水使原生质体膨胀,拉伸的细胞壁对细胞产生静水压,提高细胞水势
D. 平衡状态时,蔗糖溶液与细胞液的浓度并不相等,故二者的水势也不相等
【答案】C
【详解】A、将一个萎蔫的植物细胞置于0.1mol/L的蔗糖溶液中,由于蔗糖溶液浓度比细胞液浓度低,蔗糖溶液的水势相对更高,所以细胞吸水,A错误; B、萎蔫细胞在吸水时,此时蔗糖溶液由于不断失水,浓度增加,水势降低,B错误; C、细胞吸水使原生质体膨胀,对细胞壁产生压力,而拉伸的细胞壁产生静水压会抵消部分渗透压,提高细胞水势,C正确; D、平衡状态时,蔗糖溶液与细胞液浓度并不相等,二者渗透压不等,但由于细胞壁会产生静水压,二者水势相等,D错误。
故选C。
12. (2026四川泸州.一诊)图中脂质体可将药物N运送到模型动物体内的某类细胞发挥作用。下列叙述正确的是
A.药物N属于脂溶性药物
B.药物N以被动运输方式进入细胞
C.抗体M能增强药物N递送的细胞靶向性
D.药物N的释放体现了细胞膜的选择透过性
【答案】C
【详解】A、脂质体主要由磷脂双分子层构成,其内部通常是亲水环境,药物N位于脂质体内部,由此可推断药物N更可能是水溶性药物,而非脂溶性药物,所以A错误。 B、药物N被包裹在脂质体内部,进入细胞时是脂质体与细胞膜融合,之后药物N释放出来,并非通过被动运输这种跨膜运输方式进入细胞,所以B错误。 C、抗体M具有特异性识别作用,能够与特定细胞表面的抗原结合,从而将药物N定向递送到目标细胞,这明显增强了药物N递送的细胞靶向性,所以C正确。
D、药物N的释放是通过脂质体与细胞膜融合实现的,这一过程体现的是细胞膜的流动性,而选择透过性是指细胞膜对物质进出的选择性控制,所以D错误。
故选C
13. (2026四川攀枝花.一诊)中国有广阔的盐碱地和沿海滩涂,研究耐盐的作物有利于扩大粮食产区。在高盐胁迫下,细胞质中Na⁺水平的升高会导致细胞损伤。下图表示植物在长期适应高盐胁迫过程中,逐渐进化出的耐受和抵抗盐离子的调控机制(SOS1、HKT1和NHX代表根毛细胞的转运蛋白)。下列叙述错误的是
A. H⁺以协助扩散的方式运出液泡,以主动运输的方式进入液泡
B. 该植物根毛细胞中细胞质基质的pH值比细胞液的pH值高
C. SOS1、NHX、HKT1转运的过程中均需要与结合
D. NHX转运时不直接消耗ATP,该过程可提高液泡的吸水能力
【答案】C
【详解】A、由图可知,H⁺进入液泡需要ATP提供能量,可知进液泡的方式为主动运输,液泡内H⁺浓度高于细胞质基质,因此运出液泡的方式为顺浓度梯度的协助扩散,A正确; B、由题图可知,H+从细胞质基质运进液泡需要消耗能量,则液泡中的H+浓度高于细胞质基质,即该植物细胞质基质的pH比液泡的高,B正确;C、HKT1是Na+通道蛋白,通道蛋白转运物质时不与被转运物质结合,C错误;
D、液泡膜内外存在H+浓度梯度形成的势能,直接提供能量供NHX转运Na+,提高液泡浓度,从而提高液泡的吸水能力,D正确。
故选C。
14. (2026四川自贡.一诊)下图表示小肠吸收Ca2+的跨细胞途径和细胞旁路途径(通过相邻上皮细胞间的紧密连接进入血液),下列有关叙述错误的是
A. Ca2+泵可能具有催化和物质运输的作用
B. Ca2+通过离子通道时不需要与通道蛋白结合
C. 机体缺氧不影响Na+/Ca2+交换体系对Ca2+的运输
D. 细胞旁路途径被动吸收Ca2+是对跨细胞途径的补充
【答案】C
【详解】A、Ca2+泵能催化ATP水解和协助Ca2+运输,兼具催化与运输功能,A正确; B、Ca2+通过离子通道无需与通道蛋白结合,B正确; C、缺氧导致ATP不足,影响Na+-K+泵,进而影响Na+/Ca2+交换体系,C错误; D、小肠吸收Ca2+有跨细胞途径和细胞旁路途径(通过相邻上皮细胞间的紧密连接进入血液),因此细胞旁路途径被动吸收Ca2+是对跨细胞途径的补充,D正确。
故选C。
15. (2026四川资阳.一诊)习近平总书记在黄河三角洲农业高新技术产业示范区考察时指出:“我们要在盐碱地上搞种业创新,培育耐盐碱的品种来适应盐碱地”。海水稻能够在盐胁迫逆境中正常生长,是耐盐植物,如图是海水稻根尖成熟区细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图,请回答下列问题:
(1)水主要通过_____方式进入根细胞,Na+进入液泡所需的能量是由_____提供的。图示细胞与人体肌肉细胞在结构上的差异是_____。
(2)SOS1和NHX为膜上两种蛋白质,SOS1和NHX的结构具有差异,产生这种差异的根本原因是_____。图中所示膜蛋白的功能是____________________。
(3)科学家通过研究表明:在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞的细胞基质,会抑制K+进入细胞,导致细胞基质中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。据图分析,耐盐植物根细胞解决上述问题的机制是_____。
(4)据图分析,除耐盐外,海水稻还具有_____的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
15.【答案】(1) ①. 协助扩散(被动运输) ②. H+电化学梯度势能 ③. 图示细胞有大液泡,无中心体;人体肌肉细胞无大液泡,有中心体
(2) ①. 控制它们合成的基因不同 ②. 运输和催化
(3)通过SOS1将细胞质基质中的Na+排出细胞,通过NHX将细胞质基质中的Na+转运到液泡中,从而降低细胞质基质中Na+的浓度 (4)抗菌
【解析】
小问1详解】
水主要通过协助扩散方式进入根细胞,因为水进入细胞通常是借助水通道蛋白进行的协助扩散。Na+进入液泡所需的能量是由液泡膜上的H+浓度差(或H+电化学梯度势能)提供的。从图中可以看到,液泡膜上有相关的转运蛋白,利用H+的浓度差产生的势能(或H+电化学梯度势能)来驱动Na+进入液泡。图示细胞(海水稻根尖成熟区细胞)与人体肌肉细胞在结构上的差异是:图示细胞有大液泡,无中心体;人体肌肉细胞无大液泡,有中心体。
小问2详解】
SOS1和NHX结构具有差异的根本原因是控制它们合成的基因不同。基因的不同决定了转录出的mRNA不同,进而翻译出的蛋白质结构不同。图中所示膜蛋白的功能是运输物质(如运输H+、Na+等),另外,将H+运出细胞的膜蛋白,运进液泡的膜蛋白除了有运输功能,还有催化功能。
【小问3详解】
(3)通过SOS1将细胞质基质中的Na+排出细胞,通过NHX将细胞质基质中的Na+转运到液泡中,从而降低细胞质基质中Na+的浓度,减少Na+对K+进入细胞的抑制,维持细胞内Na+/K+的比例正常。
【小问4详解】
(4) 据图分析,除耐盐外,海水稻还具有抗菌的特点(图中有抗菌蛋白相关的示意),因此与普通水稻相比产量更高,因为能抵御病菌侵害,减少病害对产量的影响。
16. (2026四川绵阳B区.一诊) 植物组织培养的培养基中通常需要添加蔗糖。蔗糖被细胞吸收的方式为协同转运,H+-ATP酶能够催化ATP水解从而维持细胞内外的H+浓度差,蔗糖-H+转运体在H+浓度梯度驱动下运输蔗糖分子进入细胞,具体机制如下图所示。回答下列问题。
(1)蔗糖-H+转运体是该植物细胞膜上的膜蛋白,不同的膜蛋白对不同物质跨膜运输起着决定性作用。这些膜蛋白能够体现细胞膜具有的功能是________。膜上的H+-ATP酶在运输H+时会发生________(填“磷酸化”或“去磷酸化”),从而导致其空间结构发生改变。
(2)图示中蔗糖跨膜运输的方式为________,影响该植物细胞吸收蔗糖分子的直接因素有________(答出2点即可)。
(3)若需验证该植物细胞吸收蔗糖是否为H+-蔗糖协同转运,请写出简要的实验思路_________。
16.【答案】(1) ①. 控制物质进出细胞 ②. 磷酸化
(2)①. 主动运输 ②. 蔗糖-H+转运体的数量、细胞膜两侧H+的浓度差
(3)该植物组织培养过程中,一组加入H+-ATP酶抑制剂或用缓冲液,另一组不添加,其他条件相同且适宜,一段时间后检测培养基中蔗糖浓度的变化
【解析】
小问1详解】
细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开来、控制物质进出、进行细胞间的信息交流的功能。蔗糖-H+转运体是该植物细胞膜上的膜蛋白,不同的膜蛋白对不同物质跨膜运输起着决定性作用,这体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。H+-ATP酶是一种转运蛋白,也是一种ATP水解酶,每次转运物质时与ATP脱落下来的磷酸基团结合后(即发生磷酸化)都会发生自身构象的改变。
小问2详解】
在蔗糖-H+转运体的作用下,利用H+顺浓度梯度(细胞外H+高于细胞内H+)进细胞的过程中产生的能量来驱动蔗糖转运进入细胞,由此跨膜运输方式为主动运输,能量来源于H+膜两侧电化学势能差。故影响细胞内蔗糖含量的直接因素包括蔗糖-H+转运体的数量、细胞膜两侧H+的浓度差。
【小问3详解】
若需验证该植物细胞吸收蔗糖是否为H+-蔗糖协同转运,实验的自变量是膜两侧是否存在H+浓度差(可利用H+-ATP酶抑制剂或用缓冲液来抑制膜两侧的H+浓度差的形成),因变量是两组培养液中蔗糖浓度的变化。实验思路:该植物组织培养过程中,一组加入H+-ATP酶抑制剂或用缓冲液,另一组不添加,其他条件相同且适宜,一段时间后检测培养基中蔗糖浓度的变化。
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