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
1.(2026·广东广州·一模)【新情境・脑缺血时星形胶质细胞 Glu-Gln 循环调控失灵的神经生理机制】正常状态下机体谷氨酸(Glu)-谷氨酰胺(Gln)循环过程如图。大脑缺血时,星形胶质细胞的特异性标记物——GFAP表达含量增加,细胞形态发生改变,星形胶质细胞对兴奋性神经递质Glu的调控“失灵”。下列叙述错误的是( )
A.Glu-Gln循环有助于神经元的功能实现
B.若抑制星形胶质细胞中GS的作用,会引起Glu在胞内积累
C.Glu进入星形胶质细胞的运输方式为协助扩散
D.药物治疗脑缺血时,可以通过GFAP水平监测疗效
【答案】C
【详解】A、从图中可以看出,Glu - Gln循环中,神经元释放Glu,星形胶质细胞摄取Glu并转化为Gln,Gln又可以被神经元摄取利用,这一过程有助于维持神经元内环境的稳定,从而有助于神经元的功能实现,A正确;
B、图中显示GS能催化Glu合成Gln,若抑制星形胶质细胞中GS的作用,那么Glu就不能顺利转化为Gln,会导致Glu在胞内积累,B正确;
C、分析题图可知,Glu进入星形胶质细胞为逆浓度梯度运输,运输方式为主动运输,该过程消耗的能量由膜两侧K+浓度差形成的电化学势能提供,C错误;
D、大脑缺血时,星形胶质细胞的特异性标记物GFAP表达含量增加,故在药物治疗脑缺血时,通过监测GFAP水平,若其水平下降,说明治疗有效果,所以可以通过GFAP水平监测疗效,D正确。
2.(2026·广东深圳·一模)某兴趣小组以紫色的洋葱鳞片叶、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水等为材料进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验。下列叙述错误的是( )
A.制片时在载玻片上滴一滴生理盐水 B.整个实验都可以用低倍镜进行观察
C.用清水进行实验时可用吸水纸引流 D.观察到的质壁分离状态可作为对照
【答案】A
【详解】A、紫色洋葱鳞片叶细胞有细胞壁,实验时应滴加清水或0.3g/mL的蔗糖溶液,生理盐水是动物细胞实验常用的液体,植物细胞不需要用生理盐水,A错误;
B、该实验的观察对象是细胞的质壁分离和复原现象,用低倍镜即可清晰观察,整个实验都可以用低倍镜进行,B正确;
C、用清水进行实验(质壁分离复原)时,可用吸水纸引流,让清水浸润洋葱鳞片叶表皮,使细胞吸水,C正确;
D、观察到的质壁分离状态可以作为后续质壁分离复原实验的对照,符合实验设计的对照原则,D正确。
故选A。
3.(2025·广东汕尾·一模)【新情境・肝细胞糖脂代谢调控与脂肪肝发生机制】果糖、葡萄糖、脂肪的过度摄入可能导致脂肪在肝脏中积累,诱发脂肪肝等代谢性疾病。如图是葡萄糖、果糖在肝细胞中的部分代谢过程,其中IRS为一种胞内蛋白,KHK为一种酶,GLUT2、GLUT4、GLUT8为膜转运蛋白。下列有关GLUT2、GLUT8的分析,正确的是( )
A.葡萄糖可以通过不同的转运蛋白进入细胞,说明转运蛋白无特异性
B.脂肪酸的积累使肝细胞对胰岛素的敏感性增强
C.GLUT2和GLUT8的功能存在差异,可能是其结构不同导致的
D.GLUT2、GLUT4、GLUT8能转运物质,体现了细胞膜具有一定的流动性
【答案】C
【详解】A、葡萄糖可通过不同转运蛋白(GLUT2、GLUT4)进入细胞,是因为这些转运蛋白都能识别葡萄糖,并非无特异性,A错误;
B、脂肪酸的积累会抑制IRS的功能,从而降低肝细胞对胰岛素的敏感性,B错误;
C、结构决定功能,GLUT2和GLUT8的功能存在差异,可能是其结构不同导致的,C正确;
D、GLUT2、GLUT4、GLUT8能转运物质,体现了细胞膜具有选择透过性,而非流动性,D错误。
故选C。
4.(2025·广东肇庆·一模)新生儿小肠上皮细胞除了可以吸收单糖、氨基酸和无机盐等小分子物质外,还可以直接吸收母乳中的抗体。下列相关叙述错误的是( )
A.小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收单糖、无机盐时消耗ATP
B.小肠上皮细胞吸收氨基酸时载体蛋白会发生构象变化
C.小肠上皮细胞吸收抗体的过程依赖细胞膜的选择透过性
D.母亲的浆细胞合成和分泌抗体的过程均消耗能量
【答案】C
【详解】A、小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收单糖、无机盐属于主动运输,需要载体蛋白并消耗能量ATP,A正确;
B、小肠上皮细胞通过主动运输吸收氨基酸时,载体蛋白会发生构象的变化,B正确;
C、抗体属于生物大分子,小肠上皮细胞通过胞吞的方式吸收抗体,依赖的是细胞膜的流动性,C错误;
D、浆细胞合成抗体(核糖体合成)和分泌抗体(胞吐)均需消耗能量,D正确。
故选C。
5.(2026·广东江门·模拟预测)为探究在KNO3溶液中紫色洋葱表皮细胞质壁分离后能自动复原的原因,某兴趣小组将KNO3溶液更换为同等浓度的其他溶液,实验结果如表。据表可知,自动复原主要( )
KNO3溶液
KCl溶液
NaNO3溶液
NaCl溶液
质壁分离自动复原情况
较快
复原较慢
较快
复原较慢
A.由吸收K+引起
B.由吸收引起
C.由吸收K+和引起
D.原因无法确定
【答案】B
【详解】观察实验结果可知,当溶液中含有NO₃⁻(即KNO₃和NaNO₃)时,复原都较快; 当溶液中不含NO₃⁻(即KCl和NaCl),即使含有K⁺或Na⁺,复原都较慢,说明NO₃⁻的存在与快速复原密切相关,细胞吸收了NO₃⁻,导致细胞液浓度上升,水分进入细胞,发生自动复原,B符合题意,ACD不符合题意。
6.(2026·广东梅州·一模)主动运输的能量可来自ATP水解或电化学势能(离子的浓度梯度),下图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白a转运葡萄糖时自身构象会发生变化
B.红细胞摄取葡萄糖与转运蛋白b转运葡萄糖方式相同
C.转运蛋白c能体现蛋白质具有运输和催化的功能
D.Na+进出小肠上皮细胞的方式为ATP水解供能的主动运输
【答案】D
【详解】A、转运蛋白a属于载体蛋白,载体蛋白在转运物质时会与被转运物质结合,自身构象发生改变,A正确;
B、转运蛋白 b 转运葡萄糖时,葡萄糖是从高浓度一侧向低浓度一侧运输,且需要转运蛋白协助,属于协助扩散,红细胞摄取葡萄糖的方式也是协助扩散,两者方式相同,B正确;
C、转运蛋白c可以转运 Na⁺进出细胞,催化 ATP 水解为 ADP 和 Pi,为 Na⁺的主动运输供能,因此转运蛋白 c 体现了蛋白质的运输和催化功能,C正确;
D、Na⁺进入细胞为从高浓度向低浓度运输,同时为葡萄糖主动运输供能,属于协助扩散,排出细胞为从低浓度向高浓度运输,由转运蛋白c催化 ATP 水解供能,属于主动运输,D错误。
故选D。
7.(2026·广东湛江·一模)用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图1所示(实验过程中,细胞始终处于活性状态)。下列叙述正确的是( )
A.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中的细胞液属于原生质层的一部分
B.在A→D的过程中,水主要通过自由扩散进出细胞
C.在180s时,若处于乙二醇溶液中的某细胞状态如图2所示,则三处溶液浓度大小关系是a>b>c
D.在60~240s的过程中,处于2mol·L-1蔗糖溶液中的细胞液浓度将缓慢变小后趋于稳定
【答案】C
【详解】A、原生质层由细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质组成,不包括细胞液,A错误;
B、在A→D的过程中,水主要通过协助扩散的方式进出细胞,B错误;
C、据图1可知在180s时,处于乙二醇溶液中的该细胞处于质壁分离复原状态,持续进行吸水过程,说明a、b、c三处的溶液浓度大小关系是a>b>c,C正确;
D、由图可知,处于2mol·L-1蔗糖溶液中的细胞原生质体在60s以后相对体积减小幅度变缓,最后几乎保持不变,且小于初始状态时的体积,说明此时细胞的失水即将达到最大限度,此后细胞液浓度将不变,故在60~240s的过程中,细胞液浓度缓慢增大后趋于稳定,D错误。
故选C。
8.(2026·广东阳江·一模)某同学使用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验,下列说法错误的是( )
A.探究目的为比较细胞壁和原生质层的伸缩性
B.实验过程中观察原生质层位置至少需要3次
C.滴加蔗糖溶液或清水后都需要进行引流操作
D.同一视野不同细胞的质壁分离程度可能不同
【答案】A
【详解】A、实验目的为观察质壁分离和复原现象,实验的核心目的是验证细胞在渗透作用下的变化,而非比较两者的伸缩性差异,A错误;
B、实验需观察3次:滴加蔗糖溶液前(初始状态)、滴加蔗糖溶液后(质壁分离状态)、滴加清水后(复原状态),B正确;
C、滴加蔗糖溶液或清水后,需用引流法(在盖玻片一侧滴液,另一侧用吸水纸吸引)使溶液充分浸润材料,确保实验效果,C正确;
D、因细胞生理状态差异(如成熟度、液泡大小等),同一视野中不同细胞的质壁分离程度可能不同,D正确。
故选A。
酶和ATP考点02
9.(2026·广东佛山·一模)相关研究表明,β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积会破坏神经细胞,导致神经系统功能紊乱。阿尔茨海默症患者脑内Aβ沉积与胆固醇代谢密切相关。脑内高胆固醇水平可增强β-分泌酶和γ-分泌酶的活性,促进Aβ生成。下列叙述正确的是( )
A.胆固醇是细胞膜上含量最多的成分,能维持神经系统的正常功能
B.脑内的β-分泌酶和γ-分泌酶可催化Aβ的生成并提供活化能
C.抑制γ-分泌酶活性的药物会减少Aβ的生成,但可能干扰其他生理功能
D.高胆固醇血症患者通过降低胆固醇摄入,可避免阿尔茨海默症的发生
【答案】C
【详解】A、胆固醇是动物细胞膜的组成成分之一,但细胞膜中含量最多的是磷脂分子,胆固醇主要参与调节膜的流动性。题干未提及胆固醇直接维持神经系统功能,A错误;
B、酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是提供活化能。β- 分泌酶和 γ- 分泌酶作为酶,仅能降低 Aβ 生成所需的活化能,B错误;
C.高胆固醇水平增强γ-分泌酶活性会促进Aβ生成,若抑制γ-分泌酶活性,则减少Aβ生成,但γ-分泌酶可能参与其他正常生理过程,C正确;
D.降低胆固醇摄入可以减少 Aβ 生成的风险,但阿尔茨海默症的发生是多因素共同作用的结果,仅通过控制胆固醇无法完全避免其发生,D错误。
故选C。
10.(2026·广东梅州·一模)为验证α-淀粉酶具有专一性(最适催化温度为60℃)。某同学设计了一个实验方案,主要步骤如下表所示。下列叙述错误的是( )
步骤
甲组
乙组
丙组
①
加入2mL淀粉溶液
加入2mL淀粉溶液
加入2mL蔗糖溶液
②
加入2mLα淀粉酶溶液
加入2mL蒸馏水
?
③
60℃水浴加热1min,然后各加入现配的2mL斐林试剂,再水浴加热1min
A.丙组的步骤②应加入2mLα-淀粉酶溶液
B.第1次水浴加热目的是保证酶促反应在适宜的温度下进行
C.本实验若设置丁组,可加入2mL蔗糖溶液和2mL蒸馏水
D.第2次水浴加热1min后,甲、丙组溶液均产生砖红色沉淀
【答案】D
【详解】A、丙组作为蔗糖底物的实验组,需加入α-淀粉酶以检验其能否催化蔗糖水解,A正确;
B、第一次水浴加热使反应体系达到α-淀粉酶最适温度(60℃),确保酶活性最高,B正确;
C、若增设丁组(蔗糖+蒸馏水),可排除蔗糖自身与斐林试剂反应的可能性,作为蔗糖的空白对照,C正确;
D、甲组淀粉被α-淀粉酶水解为麦芽糖(还原糖),斐林试剂检测呈砖红色,丙组蔗糖不被α-淀粉酶水解,且蔗糖本身为非还原糖,故无砖红色沉淀,D错误。
故选D。
11.(2026·广东梅州·一模)某人的肝细胞中某种酶活性较其他正常细胞的同种酶低,原因不可能是( )
A.酶基因的启动子缺失
B.酶基因中碱基序列发生了变化
C.肝细胞所处的内环境发生了变化
D.酶的某个氨基酸发生了替换
【答案】A
【详解】A、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质。若该酶基因启动子缺失,可能导致该基因的转录过程无法进行,不能合成酶,A错误;
B、酶基因碱基序列变化(基因突变)可能改变mRNA序列,影响翻译产物的氨基酸序列或酶蛋白空间结构,导致酶活性下降,B正确;
C、酶的活性受温度、pH、离子浓度等内环境因素影响。内环境的改变可能会降低酶的催化效率,导致酶活性较低,C正确;
D、氨基酸替换(蛋白质结构改变)可能破坏酶活性中心的空间构象,使酶失活或活性降低,D正确。
故选A。
12.(2026·广东阳江·一模)人体细胞的内质网通过膜上的钙泵进行主动运输吸收Ca2+,下列叙述错误的是( )
A.需要ATP彻底水解
B.载体蛋白具有催化作用
C.载体蛋白会发生磷酸化
D.Ca2+逆浓度梯度进入内质网
【答案】A
【详解】A、主动运输需要 ATP 水解供能,但 ATP 水解为 ADP 和 Pi,并非彻底水解,ATP 彻底水解的产物是腺苷、磷酸等,A错误;
B、钙泵是载体蛋白,同时具有 ATP 水解酶的催化作用(能催化 ATP 水解),B正确;
C、钙泵进行主动运输时,ATP水解产生的磷酸基团结合至载体蛋白使其磷酸化,引发构象变化运输Ca²⁺,C正确;
D、内质网通过钙泵主动吸收Ca²⁺,需逆浓度梯度运输,D正确。
故选A。
试卷第1页,共3页
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专题02 物质的输入和输出、酶和ATP
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1.(2026·广东广州·一模)【新情境・脑缺血时星形胶质细胞 Glu-Gln 循环调控失灵的神经生理机制】正常状态下机体谷氨酸(Glu)-谷氨酰胺(Gln)循环过程如图。大脑缺血时,星形胶质细胞的特异性标记物——GFAP表达含量增加,细胞形态发生改变,星形胶质细胞对兴奋性神经递质Glu的调控“失灵”。下列叙述错误的是( )
A.Glu-Gln循环有助于神经元的功能实现
B.若抑制星形胶质细胞中GS的作用,会引起Glu在胞内积累
C.Glu进入星形胶质细胞的运输方式为协助扩散
D.药物治疗脑缺血时,可以通过GFAP水平监测疗效
2.(2026·广东深圳·一模)某兴趣小组以紫色的洋葱鳞片叶、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水等为材料进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验。下列叙述错误的是( )
A.制片时在载玻片上滴一滴生理盐水 B.整个实验都可以用低倍镜进行观察
C.用清水进行实验时可用吸水纸引流 D.观察到的质壁分离状态可作为对照
3.(2025·广东汕尾·一模)【新情境・肝细胞糖脂代谢调控与脂肪肝发生机制】果糖、葡萄糖、脂肪的过度摄入可能导致脂肪在肝脏中积累,诱发脂肪肝等代谢性疾病。如图是葡萄糖、果糖在肝细胞中的部分代谢过程,其中IRS为一种胞内蛋白,KHK为一种酶,GLUT2、GLUT4、GLUT8为膜转运蛋白。下列有关GLUT2、GLUT8的分析,正确的是( )
A.葡萄糖可以通过不同的转运蛋白进入细胞,说明转运蛋白无特异性
B.脂肪酸的积累使肝细胞对胰岛素的敏感性增强
C.GLUT2和GLUT8的功能存在差异,可能是其结构不同导致的
D.GLUT2、GLUT4、GLUT8能转运物质,体现了细胞膜具有一定的流动性
4.(2025·广东肇庆·一模)新生儿小肠上皮细胞除了可以吸收单糖、氨基酸和无机盐等小分子物质外,还可以直接吸收母乳中的抗体。下列相关叙述错误的是( )
A.小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收单糖、无机盐时消耗ATP
B.小肠上皮细胞吸收氨基酸时载体蛋白会发生构象变化
C.小肠上皮细胞吸收抗体的过程依赖细胞膜的选择透过性
D.母亲的浆细胞合成和分泌抗体的过程均消耗能量
5.(2026·广东江门·模拟预测)为探究在KNO3溶液中紫色洋葱表皮细胞质壁分离后能自动复原的原因,某兴趣小组将KNO3溶液更换为同等浓度的其他溶液,实验结果如表。据表可知,自动复原主要( )
KNO3溶液
KCl溶液
NaNO3溶液
NaCl溶液
质壁分离自动复原情况
较快
复原较慢
较快
复原较慢
A.由吸收K+引起
B.由吸收引起
C.由吸收K+和引起
D.原因无法确定
6.(2026·广东梅州·一模)主动运输的能量可来自ATP水解或电化学势能(离子的浓度梯度),下图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白a转运葡萄糖时自身构象会发生变化
B.红细胞摄取葡萄糖与转运蛋白b转运葡萄糖方式相同
C.转运蛋白c能体现蛋白质具有运输和催化的功能
D.Na+进出小肠上皮细胞的方式为ATP水解供能的主动运输
7.(2026·广东湛江·一模)用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图1所示(实验过程中,细胞始终处于活性状态)。下列叙述正确的是( )
A.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中的细胞液属于原生质层的一部分
B.在A→D的过程中,水主要通过自由扩散进出细胞
C.在180s时,若处于乙二醇溶液中的某细胞状态如图2所示,则三处溶液浓度大小关系是a>b>c
D.在60~240s的过程中,处于2mol·L-1蔗糖溶液中的细胞液浓度将缓慢变小后趋于稳定
8.(2026·广东阳江·一模)某同学使用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验,下列说法错误的是( )
A.探究目的为比较细胞壁和原生质层的伸缩性
B.实验过程中观察原生质层位置至少需要3次
C.滴加蔗糖溶液或清水后都需要进行引流操作
D.同一视野不同细胞的质壁分离程度可能不同
酶和ATP考点02
9.(2026·广东佛山·一模)相关研究表明,β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积会破坏神经细胞,导致神经系统功能紊乱。阿尔茨海默症患者脑内Aβ沉积与胆固醇代谢密切相关。脑内高胆固醇水平可增强β-分泌酶和γ-分泌酶的活性,促进Aβ生成。下列叙述正确的是( )
A.胆固醇是细胞膜上含量最多的成分,能维持神经系统的正常功能
B.脑内的β-分泌酶和γ-分泌酶可催化Aβ的生成并提供活化能
C.抑制γ-分泌酶活性的药物会减少Aβ的生成,但可能干扰其他生理功能
D.高胆固醇血症患者通过降低胆固醇摄入,可避免阿尔茨海默症的发生
10.(2026·广东梅州·一模)为验证α-淀粉酶具有专一性(最适催化温度为60℃)。某同学设计了一个实验方案,主要步骤如下表所示。下列叙述错误的是( )
步骤
甲组
乙组
丙组
①
加入2mL淀粉溶液
加入2mL淀粉溶液
加入2mL蔗糖溶液
②
加入2mLα淀粉酶溶液
加入2mL蒸馏水
?
③
60℃水浴加热1min,然后各加入现配的2mL斐林试剂,再水浴加热1min
A.丙组的步骤②应加入2mLα-淀粉酶溶液
B.第1次水浴加热目的是保证酶促反应在适宜的温度下进行
C.本实验若设置丁组,可加入2mL蔗糖溶液和2mL蒸馏水
D.第2次水浴加热1min后,甲、丙组溶液均产生砖红色沉淀
11.(2026·广东梅州·一模)某人的肝细胞中某种酶活性较其他正常细胞的同种酶低,原因不可能是( )
A.酶基因的启动子缺失
B.酶基因中碱基序列发生了变化
C.肝细胞所处的内环境发生了变化
D.酶的某个氨基酸发生了替换
12.(2026·广东阳江·一模)人体细胞的内质网通过膜上的钙泵进行主动运输吸收Ca2+,下列叙述错误的是( )
A.需要ATP彻底水解
B.载体蛋白具有催化作用
C.载体蛋白会发生磷酸化
D.Ca2+逆浓度梯度进入内质网
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