第07讲 细胞的物质输入和输出（培优专练）（高考真题+强化训练+限时模拟）（全国通用）2027年高考生物一轮复习高效培优系列

**基本信息** 以“真题感知-强化演练-限时模拟”为框架，通过情境化命题与分层训练，系统构建物质跨膜运输的方法体系与知识网络，突出科学思维与探究实践能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题·命题感知|3道高考真题|图示分析法、概念辨析法、逐项排除法|从跨膜运输方式判断到转运蛋白特性分析，构建“结构-功能-应用”逻辑链| |进阶·强化演练|29题（含13情境/12图表/6实验）|逻辑推理法、结构功能关联法、实验变量控制法|结合科技前沿/医药健康等情境，深化主动运输与被动运输的原理应用| |拔高·限时模拟|20题（15选择+5填空）|综合迁移法、曲线分析法、实验设计与结果预测|整合水盐平衡、细胞代谢等跨章节知识，形成完整的物质运输调节网络|

第07讲 细胞的物质输入和输出（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 3 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 22 真题·命题感知 1．（2025·四川·高考真题）某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2，相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是（    ） A．转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞 B．胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量 C．转运蛋白W能同时转运两种物质，故不具特异性 D．CO2分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外 命题情境 本题以细菌内物质代谢与跨膜运输为背景，结合组氨酸代谢、组胺和 CO₂的转运过程及图示创设情境，围绕转运蛋白功能、物质跨膜运输方式命题，聚焦细胞物质运输这一基础生理过程。 考点解读 核心考点：物质跨膜运输方式、转运蛋白的特性、自由扩散与协助扩散判断。 细菌代谢产生组胺、CO₂，依托转运蛋白完成物质转运；转运蛋白具有特异性；自由扩散顺浓度梯度进行，不耗能；协助扩散顺浓度梯度、借助转运蛋白且不耗能。 解题方法 图示分析法：结合题图判断物质运输方向、是否借助转运蛋白，区分主动运输与被动运输。 概念辨析法：明确转运蛋白只结合特定物质，具有特异性；自由扩散可双向进行。 逐项排除法：根据跨膜运输特点，逐一判断选项正误，B正确。 2．（2025·贵州·高考真题）正常情况下，有效磷浓度低于植物根细胞内的磷浓度，某些解磷真菌能分泌酸性酶将土壤中的有机固态磷转化为有效磷，利于植物吸收。植物吸收的磷主要储存于液泡中，缺磷时液泡中的磷可进入细胞质基质。下列叙述错误的是（　　） A．正常情况下植物根细胞吸收有效磷需要消耗能量 B．无机磷从液泡进入细胞质基质需要蛋白质参与 C．植物吸收的磷可参与构成细胞的生物膜系统 D．解磷真菌分泌酸性磷酸酶的过程使细胞膜面积减少 命题情境 本题结合农业生产中植物吸收土壤磷元素、解磷真菌的生理作用创设生活化情境，围绕磷元素吸收、转运、功能以及胞吐过程设题，联系细胞结构与物质代谢、分泌蛋白运输。 考点解读 核心考点：主动运输、液泡功能、生物膜组成、胞吐与细胞膜面积变化。 胞内磷浓度高于外界，植物吸收磷为主动运输，消耗能量；离子跨膜需要转运蛋白；磷是生物膜重要组成元素；胞吐过程依赖囊泡与细胞膜融合，会使细胞膜面积增大。 解题方法 逻辑推理法：根据膜两侧浓度差判断运输方式，推断是否消耗能量。 结构功能关联法：结合生物膜、细胞器结构组成，分析元素功能与膜面积变化。 易错点突破法：牢记胞吐会增加细胞膜面积，区分胞吞、胞吐对膜面积的不同影响,D正确。 3．（2025·浙江·高考真题）人体细胞通过消耗 ATP 维持膜两侧Na+浓度梯度，细胞膜上的Na+-氨基酸共转运体能利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．Na+-氨基酸共转运体运输物质不具有特异性 B．氨基酸依赖转运体进入细胞的过程属于被动运输 C．使用细胞呼吸抑制剂不会影响氨基酸的运输速率 D．适当增加膜两侧Na+的浓度差能加快氨基酸的运输 命题情境 本题以人体细胞膜上Na⁺- 氨基酸共转运为素材，结合 ATP 供能维持离子浓度梯度的生理过程及示意图命题，考查协同转运模式下的物质跨膜运输，侧重综合分析能力。 考点解读 核心考点：协同转运、主动运输与被动运输、转运蛋白特性、细胞呼吸与物质运输的联系。 共转运体具有特异性；氨基酸逆浓度梯度进入细胞属于主动运输，间接依赖 ATP 供能；膜两侧离子浓度差会直接影响协同转运的速率。 解题方法 图文结合法：分析图示中离子、氨基酸运输方向与转运载体的关系。 原理迁移法：结合主动运输耗能、依赖浓度梯度的特点分析转运规律。 逆向推导法：细胞呼吸影响 ATP 合成，进而影响 Na⁺浓度梯度，最终影响氨基酸运输，D正确。 进阶·强化演练 情境探究类 1．【科技前沿】科研人员成功构建了一种光控人工K+通道，该系统以数个环状β-环糊精串联成通道主体，偶氮苯为“光控开关”客体。该通道在黑暗和蓝光照射下介导的物质运输过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．K+可通过自由扩散或协助扩散进出细胞 B．推测蓝光强度增加时，反式偶氮苯数量增加，K+转运能力增强 C．在吸收光能后，通道主体通过变构形成一个亲水的空腔供K+通过 D．因为该通道开关过程消耗了光能，所以其运输钾离子的过程属于主动运输 2．【医药健康】小檗碱是黄连的主要有效成分，在治疗肿瘤方面具有应用价值。研究者将结肠癌细胞置于100μmol/L小檗碱培养液中培养适宜时间，测得结肠癌细胞的四种有机阴离子转运蛋白OAT1、OAT2、OAT3、OAT4及尿酸转运蛋白URAT1的相对转运活性如图，相关叙述不正确的是（    ） A．有机阴离子不能以自由扩散方式通过生物膜，必须依赖转运蛋白才可进入细胞 B．四种有机阴离子转运蛋白的相对转运活性不同，与四种转运蛋白空间结构有关 C．由图可知100μmol/L小檗碱对结肠癌细胞尿酸转运蛋白URAT1的抑制作用较强 D．若细胞外小檗碱浓度高于细胞内，则可确定小檗碱排出细胞外的方式为主动运输 3．【实验探究】某研究小组在进行物质跨膜运输实验时发现： ①物质X在细胞外浓度低于细胞内时，仍能持续进入细胞，且该过程不直接受呼吸抑制剂影响； ②物质Y在细胞外浓度高于细胞内时，进入细胞的速率随细胞外浓度升高先增加后稳定，且该稳定值不受呼吸抑制剂影响； ③物质Z在任何浓度条件下，运输速率都与细胞呼吸强度呈正相关，且载体蛋白抑制剂能完全阻断其运输。 下列推测错误的是（    ） A．物质X的运输方式不可能是自由扩散或协助扩散 B．物质Y的运输速率稳定时，限制因素是转运蛋白数量 C．物质Z的运输速率与能量供应有关，与载体蛋白数量也有关 D．三种物质的运输方式均依赖构成细胞膜基本支架的蛋白质的流动性 4．【科技前沿】太空育种实验中，科研人员发现在微重力环境下，植物细胞吸收K+的速率明显下降，而吸收水分子的速率基本不变。下列分析错误的是（    ） A．微重力环境可能影响细胞呼吸的强度，从而导致主动运输速率下降 B．植物细胞吸收K+的方式为主动运输，吸收水分子的方式为被动运输 C．微重力可能影响细胞膜结构，进而改变K+的跨膜运输速率 D．微重力环境会改变细胞膜的流动性，导致所有物质跨膜运输速率下降 5．【农业生产】盐碱地中含大量NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存，同时一些病原菌也会感染水稻，影响其生长。下图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图。相关叙述错误的是（    ） A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞 B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染 C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度盐环境 D．H+从液泡内运输到细胞质基质的方式是主动运输 6．【人体生理】肾小管近端小管前半段，对Na+的重吸收量最大。肾小管细胞膜上的载体蛋白在吸收Na+的同时，会运进葡萄糖和排出H+ 。进入细胞内的Na+，被细胞膜上的钠钾泵泵出至细胞间隙后再进入血液。细胞内的葡萄糖以协助扩散的方式运出，再回到血液中，其吸收过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．大量丢失水分且血钠含量较低时，醛固酮的分泌增加，小管液中的pH会升高 B．钠钾泵既能为ATP的水解提供活化能，又能主动运输Na+、K+ C．Na+与肾小管细胞膜上的载体蛋白结合后进入细胞的方式为自由扩散 D．图中葡萄糖进入肾小管细胞时不直接消耗ATP，且相应载体蛋白的空间结构会发生改变 7．【医药健康】口服药物进入小肠后常见的转运方式如下图所示。已知小肠上皮细胞之间存在水溶性孔道，并参与图中A途径，细胞膜上存在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．药物中的疏水性物质可能更容易通过细胞间途径被吸收 B．被动转运跨膜运输途径中，药物通过细胞膜的运输方式是协助扩散 C．当甲侧药物分子浓度低于乙侧并通过C途径跨膜转运时，载体蛋白自身构象不发生改变 D．抑制P-gp的活性可在一定程度上缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低 8．【医药健康】人体内嘌呤代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐和水等物质经肾小球滤过后，可被肾小管细胞重吸收回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。URAT1和GLUT9为尿酸盐转运蛋白，最新研究发现，芹菜素是针对上述蛋白，治疗高尿酸血症或痛风的有效药物。下列说法正确的是（　　） A．GLUT9转运尿酸盐时需要消耗能量 B．URAT1属于载体蛋白，转运时会发生自身构象的改变 C．肾小管细胞重吸收水以自由扩散为主 D．推测芹菜素的作用机制可能是增加了URAT1和GLUT9的数量 9．【人体生理】小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多突起即微绒毛，微绒毛不仅可以增加膜面积，还可以增加细胞膜上载体蛋白数量。如图表示葡萄糖进出小肠上皮细胞的运输方式，小肠腔面细胞膜上的蛋白S有两种结合位点：一种与Na+结合，一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时，葡萄糖随之也进入细胞。小肠上皮细胞基膜上Na+—K+泵由α、β两个亚基组成，α亚基上既有Na+、K+的结合位点，又具有ATP酶的活性。下列叙述错误的是（    ） A．微绒毛可以增加细胞膜上载体蛋白的数量，对葡萄糖等物质的运输有利 B．新生儿小肠上皮细胞吸收母乳中免疫球蛋白需要ATP水解提供能量 C．葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是膜内外Na+浓度差形成的势能 D．Na+—K+泵使膜内外Na+浓度趋于一致，以维持细胞正常的新陈代谢 10．【植物生理】液泡膜上存在H+—ATP酶，能将细胞质基质中的H+逆浓度梯度运输到液泡中，液泡这种转运H+的方式与下列物质出入细胞的方式相同的是（    ） A．细胞内产生的CO2运出细胞 B．变形虫从水中摄取食物的过程 C．人的皮肤细胞从化妆品中吸收甘油 D．小肠上皮细胞从消化液中吸收氨基酸 11．【植物逆境生理】冰菜具有极强的耐盐性与其体内的盐囊细胞有关，盐囊细胞中的相关生理过程如图1所示。已知细胞质基质中Na⁺积累会对细胞造成毒害，研究人员为探究冰菜的耐盐机理进行了实验，分别测得不同浓度NaCl培养条件下盐囊细胞液泡中内容物的相对浓度，结果如图2所示。请回答下列问题： (1)水分子可通过_____（填方式）进出细胞。大多数植物很难在盐碱地生长，主要原因是土壤溶液浓度大于根毛细胞的_____浓度，导致植物无法从土壤中获取充足的水分。 (2)据图1分析，盐囊细胞膜上同时具有运输和催化功能的蛋白质是_____。H⁺通过C蛋白进入细胞质基质的方式是_____。 (3)图1中Na⁺通过N蛋白进入液泡的方式是_____，该过程可增强冰菜的耐盐性，主要体现在_____（答出1点）。 (4)由图2可知，冰菜盐囊细胞适应低盐和高盐的机理不同，试着解释其适应高盐胁迫（大于150mmol/L的NaCl溶液）的机理是_____。 12．【医药健康】秋冬季易暴发流行性感冒，其病原体为流感病毒。流感病毒主要由RNA和蛋白质组成，其外有包膜，该包膜主要来源于宿主细胞膜，其中还含有病毒自身的糖蛋白H和N，H可与宿主细胞膜上的受体结合，协助病毒包膜与宿主细胞膜融合，进而使病毒侵入宿主细胞。回答下列问题： (1)流感病毒的蛋白质的合成场所是_______。病毒包膜的组成成分主要是_______，其基本支架是_______。 (2)流感病毒包膜中糖蛋白H与宿主细胞膜上受体的结合具有_______，该过程_______（填“能”或“不能”）体现细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。流感病毒进入细胞的跨膜运输方式为_______。 (3)流感病毒的遗传信息储存在_______（填“核糖核苷酸”或“脱氧核苷酸”）的排列顺序中。该病毒可侵染肺泡细胞却不侵染肌细胞，请根据所学知识对此现象机理提出合理假说，并设计实验验证该假说，要求简要写出实验设计思路即可。假说：_______。实验设计思路：_______。 (4)人体可通过促使被病毒感染的细胞凋亡从而清除病毒，这说明细胞凋亡有利于_______（答1点）。 13．【医药健康】5-羟色胺（5-HT），也被称为血清素，是一种兴奋性神经递质，在大脑中扮演着调节情感、情绪和行为的关键角色。它负责在神经细胞之间传递信息，参与调节多种生理功能，包括睡眠、食欲和疼痛感知等。研究表明，抑郁症患者的5-羟色胺水平通常较低，这可能是由于5-羟色胺的合成、释放或再摄取过程出现了问题。下图表示5-HT的代谢示意图，当5-HT分子被转运载体识别并结合时，转运载体会利用钠离子梯度产生的能量将5-HT逆浓度梯度转运到细胞内。回答下列问题： (1)5-HT进行跨膜运输的方式有____。 (2)神经细胞内存储5-羟色胺的突触小泡来自____（填细胞器名称），理由是____。 (3)血清素与突触后膜特异性受体结合后，会引起突触后膜兴奋的机理是____。 (4)MAOID（单胺氧化酶抑制剂）和SSRI（选择性5-HT再摄取抑制剂）是抗抑郁的常用药物，这两种药物的作用机理分别是____。 (5)研究发现，柴胡中主要的活性成分柴胡皂苷A（SSA）具有抗抑郁的作用。某兴趣小组利用模型鼠（患抑郁）和正常鼠进行了相关实验，实验结果如下图所示。 注：Con空白组，Mod为模型组，Flu为氟西汀组（用药量20mg/kg），SSA-L为低剂量柴胡皂苷A组（用药量10mg/kg），SSA-M为中剂量柴胡皂苷A组（用药量20mg/kg），SSA-H为高剂量柴胡皂苷A组（用药量40mg/kg）；氟西汀是一种抗抑郁药物；不动时间指的是强迫小鼠在水中游泳运动时，安静的时间，该时间长短可反映抑郁的程度。 ①六组实验组中，除了Mod组以外，用到抑郁小鼠的是____。 ②根据实验结果可得出的结论是____。 图表分析类 1．【红细胞物质跨膜运输方式辨析】如图为人体成熟的红细胞运输部分物质的示意图，①～④为转运蛋白。下列相关叙述不正确的是（    ） A．膜内外葡萄糖的浓度差影响葡萄糖的运输速率 B．跨膜运输需要的能量来自Cl-顺浓度梯度运输所释放的能量 C．H2O通过蛋白③运输时不需要与其结合 D．O2浓度的大小影响④的运输速率 2．【植物根系离子跨膜运输】茶树根系在土壤低磷、高磷条件下吸收磷元素和铝离子的方式如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．高磷条件下磷元素的跨膜运输方式属于主动运输 B．低磷条件下铝离子以自由扩散方式被根细胞吸收 C．磷元素和铝离子进入根系细胞均需转运蛋白参与 D．CsMATE介导柠檬酸分泌参与铝离子的运输 3．【植物体内蔗糖跨膜运输】叶肉细胞中的蔗糖运输到韧皮部薄壁细胞后，由膜上的单向载体顺浓度梯度转运到筛管-伴胞复合体（SE-CC）附近的细胞外空间中，再经膜上SU载体蛋白转运进入SE-CC（如图），而后逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。下列叙述正确的是（　　） A．蔗糖运出韧皮部薄壁细胞的方式为自由扩散 B．单向载体和SU载体均参与了蔗糖的主动运输 C．SE-CC中的蔗糖浓度远低于细胞外空间中的 D．SU载体在转运蔗糖时会发生自身构象的改变 4．【肾小管上皮细胞物质转运】如图为高等哺乳动物肾小管上皮细胞与周围环境进行部分物质交换示意图，图中Na+-K+泵工作原理与Ca2+泵相似。乌本苷是Na+-K+泵抑制剂。下列叙述正确的是（    ） A．图中Cl-进入细胞间隙液的过程中，Cl-与通道蛋白结合能提高运输速率 B．图中Na+-K+泵运输Na+、K+的过程中空间结构会发生变化 C．图中细胞吸收Na+和Cl-能促进肾小管上皮细胞通过主动运输吸收H2O D．用乌本苷处理图示细胞会影响其从细胞间隙液中吸收K+而不影响其从肾小管腔中吸收Cl- 5．【海水稻离子与水分跨膜运输】“海水稻”能通过一系列跨膜运输调控机制维持细胞质基质中的低Na+水平（下图），从而适应盐碱环境。下列推测错误的是（    ） A．过程①和②都不消耗能量，但过程①的运输速率更快 B．盐胁迫下，海水稻通过增强过程⑤⑧以提高耐盐性 C．H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间结构的改变将H+释放到膜外 D．海水稻根部SOS1蛋白基因的表达水平显著高于普通水稻的 6．【物质跨膜运输方式综合判断】(多选)图1中①～⑤表示物质进出细胞方式，甲～戊表示不同的物质或细胞结构，图2为蔗糖分子进入某植物细胞的过程示意图。下列叙述正确的有（　　） A．若图1中戊为药物运载体，则药物A属于水溶性分子 B．图2中H+出细胞的方式为主动运输，蔗糖进细胞的方式为协助扩散 C．低温处理法对图1中物质进出细胞方式都有影响，细胞呼吸抑制法对④⑤方式有影响 D．除一些不带电荷的小分子可以图1①方式进出细胞外，离子的跨膜运输须借助于膜蛋白 7．【红树根细胞抗盐相关物质运输】(多选)红树能够在盐胁迫逆境中正常生长，其根细胞独特的转运机制发挥了十分重要的作用。下图是红树根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图。下列叙述正确的是（　　） A．图中H+浓度大小为细胞溶胶<液泡<细胞膜外 B．图中水分子进入细胞有渗透和协助扩散两种方式 C．H+-ATP泵有转运H+的作用，同时具有ATP水解酶活性 D．细胞溶胶中的Na+运出细胞和进入液泡均为主动转运 8．【植物液泡参与离子转运与盐胁迫】(多选)研究表明，在盐胁迫下，大量Na+进入植物根部细胞，会使细胞内酶失活，影响蛋白质的正常合成。某些植物的根部细胞中液泡能参与抵抗盐胁迫，使细胞质基质中Na'浓度降低，示意图如下（注：NHX和H'-ATP泵是液泡膜上的转运蛋白）。下列说法正确的是（    ） A．液泡中的H+浓度高于细胞质基质中的H+浓度 B．H+-ATP泵在转运过程中会发生空间结构改变 C．抑制细胞呼吸可使NHX对Na+的运输速率降低 D．细胞液渗透压的降低有利于植物适应高盐碱环境 9．【物质跨膜运输方式及影响因素】图甲是物质跨膜运输的示意图，a～d表示物质运输方式；图乙表示不同因素对物质跨膜运输速率的影响曲线。回答下列问题：      (1)图甲中生物膜的基本支架是______，在4种运输方式中，可以表示水分子运输的是______（填字母），可以表示红细胞吸收葡萄糖的是______（填字母）。 (2)图乙中①～③三条曲线所对应的运输方式中，需要转运蛋白的是______（填序号），一定需要消耗ATP的是______（填序号）。曲线③的A点氧气浓度为0而运输速率大于0，原因是______。B点后运输速率的限制因素主要是______。 (3)图乙中曲线①③与图甲中4种运输方式的对应关系是：曲线①对应图甲______（填字母），曲线③对应图甲______（填字母）。 10．【水盐调节与物质跨膜运输】水盐平衡是维持细胞形态和功能相对稳定的基础。图1是抗利尿激素（ADH）参与的水平衡调节过程，图2为醛固酮（A）参与盐平衡调节的部分机制。回答下列问题：    (1)ADH和醛固酮的受体分别位于细胞的_________、_________。 (2)图1中，在_________的情况下，ADH分泌增加，其通过______________来增强肾小管细胞对水分的重吸收能力。与图1水分子从甲侧进入细胞的方式相比，水分子通过自由扩散方式进入细胞的速率_________（填“慢”“基本一致”或“快”）。 (3)图2中，肾小管细胞上的Na+道只能特异性的允许Na+过的原因是_________。醛固酮通过调控_________，进而合成_________和线粒体中的相关蛋白。Na+-K+泵具有的功能是__________________。 11．【植物根系钾离子运输方式探究】钾是植物生长发育所需的关键元素，外界K+浓度和其他环境因素会影响植物对K+的吸收。为探究水稻吸收K+的运输方式，某小组对水稻根细胞进行不同处理，实验结果如下表。 实验组别 培养液中K+浓度（mmol/L） 培养温度（℃） 呼吸抑制剂（2，4-二硝基苯酚） K+运输速率（μmol·h-1·g-1） ① 5 37 无 4.1 ② 20 37 无 4.5 ③ 20 10 有 1.6 ④ 20 37 有 1.8 回答下列问题。 (1)据实验结果可知细胞吸收K+的运输方式主要是______，结合物质跨膜运输特点分析①、②组实验中K+运输速率差异不大的原因是_________。 (2)为探究低温（10℃）对水稻吸收K+的影响，还需增设一组实验，该实验组的处理是_________，结合所学知识分析低温可通过影响_________从而影响细胞对K+的吸收速率。 (3)进一步研究水稻吸收K+的机制发现，将水稻长期种植在低钾环境中，控制细胞膜上K+转运蛋白合成的A基因表达量会增大以满足水稻对钾的需求。据此推测A基因控制性状的方式是_________，进一步说明生物的性状是由_________决定的。 12．【肾小管葡萄糖跨膜运输与应用】肾脏重吸收葡萄糖对维持血糖相对稳定发挥着重要作用。图Ⅰ为肾脏对葡萄糖重吸收示意图，GLUT和SGLT均为转运葡萄糖的载体蛋白，SGLT包括SGLT1和SGLT2两种类型，原尿中约90%的葡萄糖的重吸收由SGLT2转运完成。回答下列问题。 (1)葡萄糖从肾近端小管的管腔侧通过_______（运输方式）进入肾近端小管细胞。若抑制Na+/K+－ATP酶的活性，肾脏对葡萄糖的重吸收能力会________（填“增强”或“减弱”）。 (2)研究发现，在糖尿病患者中SGLT含量较高，据此推测，研发抑制________（填“SGLT1”或“SGLT2”）的药物作为降糖药物更有优势。临床实验表明，长期过量使用该药物后，糖尿病患者可能出现尿量________（填“增多”或“减少”）以及细菌性泌尿系统感染风险增加等症状，出现上述症状的原因是________。 (3)科研人员研发了另一种新型降血糖药物X，为比较该药物和SGLT抑制剂的降血糖效果，科研人员将患病程度相同的糖尿病患者均分为甲、乙、丙三组，乙、丙组每日分别使用等量的SGLT抑制剂和药物X治疗。三组患者均科学饮食、适量运动，根据血糖情况调整胰岛素使用剂量，使患者血糖值均稳定在正常血糖范围内，结果如图Ⅱ所示。 ①该实验中甲组的处理方法是_______。 ②结合以上信息推测，下列关于药物X的说法合理的有_______。 A．药物X比SGLT抑制剂具有更强的降血糖效果，可减少患者对外源胰岛素的需求 B．药物X可能促进胰岛素受体基因的表达使受体空间结构改变，活性增强 C．药物X可能增强组织细胞摄取、储存和利用葡萄糖的能力 D．药物X可能抑制肝糖原分解和非糖物质转化成葡萄糖 E．药物X可能增强肾近端小管细胞膜上GLUT转运葡萄糖的能力 实验探究类 1．【 植物离子和水分跨膜运输】干旱是影响植物生长的重要因素，在干旱条件下，植物调节气孔的开闭是适应干旱环境的生理特征之一。气孔是由保卫细胞以及孔隙所组成的结构，气孔的开闭与保卫细胞的吸水和失水有关，保卫细胞吸水时气孔开放，失水时气孔关闭。保卫细胞的细胞膜上有 K⁺转运蛋白BLINK1，光照是诱导信号，能调节气孔的开启和关闭，科学家研究拟南芥叶片气孔及其开闭调节机制如图所示。回答下列问题：    (1)当保卫细胞细胞液的渗透压___________(填“大于”、“小于”或“等于”)外界溶液的渗透压时，气孔开放。在气孔开放过程中，保卫细胞吸水能力会逐渐___________。研究发现少部分水可直接通过磷脂双分子层进入保卫细胞，大部分水分进入保卫细胞需要细胞膜上的水通道蛋白的参与，不需要细胞供能，推测水进入保卫细胞的方式有___________。 (2)分析图可知，保卫细胞吸收外界溶液中的 K⁺的方式为____________。BLINK1 可以调节气孔的开启，原因是_________________________。 (3)在坐标系中绘出保卫细胞吸收K⁺的速率和( O2的相对浓度的关系曲线。    ___________ (4)某小组利用干旱环境中生长的拟南芥抗旱突变株(uxs)和野生型(WT)植株作为材料，欲通过实验研究在干旱环境中生长的 WT植株和 uxs植株的叶绿素含量的差异，简要写出实验思路：________ 2．【氯离子转运与膜蛋白功能】囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病，如图表示正常人和囊性纤维化患者CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。回答下列问题： (1)图中所示细胞膜的基本支架是__________。H2O的跨膜运输除图示方式外，还可以借助细胞膜上水通道蛋白以________方式进出细胞，两种方式的共同点是________________（答出两点），其中通道蛋白只允许与自身通道的________相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。 (2)图中正常CFTR蛋白的作用可体现蛋白质具有________功能。囊性纤维化患者，由于CFTR蛋白异常关闭，氯离子转运减少，________向膜外扩散的速度减慢，导致覆盖于肺部上皮细胞表面的黏液不能被稀释，造成细菌感染。 (3)研究人员发现药物尼莫地平会影响CFTR蛋白转运功能，为此构建了一种表达CFTR蛋白的细胞模型，并通过检测细胞外氯离子浓度变化来间接反映CFTR蛋白的功能，实验处理和结果如下表格： 组别 处理 胞外氯离子增加百分比（%） A ？ 0 B 10μM尼莫地平溶液 40 C 20μM尼莫地平溶液 70 D 20μM尼莫地平溶液+CFTR蛋白抑制剂 5 注：μM是物质的量浓度单位 ①本实验对照组A的处理方式是____________； ②由实验结果可知，尼莫地平对CFTR蛋白的影响是_________。 3．【离子运输、质壁分离及水运输探究】作为新疆著名的“水稻之乡”，喀什帕哈太克里乡依托泉水资源和耐盐碱水稻品种，成功种植海水稻。与传统耐盐碱水稻相比，海水稻具备更为优良的耐盐碱性，能在土壤盐分为3‰~12‰、pH为8以上的中重度盐碱地生长。下图是与海水稻耐盐碱性相关的生理过程示意图（●代表某种转运蛋白）。请回答下列问题： (1)据图分析，进入细胞和液泡的运输方式分别是________、________。 (2)海水稻根细胞的细胞膜外面还有一层细胞壁，但细胞壁的伸缩性比生物膜小。当细胞液的浓度______（填“高于”或“低于”）土壤溶液的浓度时，根细胞就会失水。当细胞不断失水时，成熟的根细胞会逐渐发生质壁分离，即____（填“细胞质”或“原生质层”）与细胞壁逐渐分离开来。 (3)普通水稻不能在盐碱地生长的原因是________________。海水稻通过调节相关物质的运输，______（填“增大”或“减小”）细胞液的渗透压，有利于细胞吸水，从而提高其耐盐碱性。 (4)甲同学认为海水稻根细胞吸水方式是自由扩散，乙同学认为是协助扩散和自由扩散。现有若干生理状态相同的海水稻根细胞原生质体（已去除细胞壁的植物细胞）、清水、水通道蛋白抑制剂等实验材料。请完善下列实验设计方案，并预期结果及结论，以确定哪位同学的观点正确。 实验方案： ①将若干生理状态相同的海水稻根细胞原生质体随机均分为甲、乙两组，甲组不做处理，乙组__________； ②将甲、乙两组原生质体同时放入等体积的清水中； ③用一定方法观察并记录两组原生质体胀破所用时间。 预期结果及结论： 若_________，则甲同学观点正确； 若_____，则乙同学观点正确。 4．【跨膜运输方式判断与实验】如图一是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，允许相应的离子通过，甲乙代表细胞膜的组成成分，a~d代表不同物质，①~④代表不同的物质运输方式。图二表示物质通过膜的运输速率（纵坐标）随环境中O2浓度变化的情况，请据图回答： (1)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是________。 (2)用呼吸作用抑制剂处理蟾蜍心肌细胞，Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响，则这些物质的运输方式是________（填序号）。 (3)若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少，但K+、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了图一中所示的________的活动。 (4)图2中曲线BC段的限制因素是_______。 (5)盐角草是世界上最著名的耐盐植物，它能生长在含盐量高达0.5%-6.5%高浓度潮湿盐沼中。为探究盐角草从盐土（土壤）中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，设计了如下实验： ①实验步骤： a.取________的盐角草幼苗植株，随机均分为两组，编号为甲组、乙组。将两组幼苗分别放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中进行培养。 b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组________。一段时间后测甲乙两组植物对Ca2+、K+的吸收速率。 ②实验结果及结论： a.若两组植物对Ca2+、K+的吸收速率相同，则说明________。 b.若________则说明盐角草从盐土中吸收盐分的方式是主动运输。 5．【运输曲线分析与实验验证】细胞膜这一边界控制着不同物质进出细胞。图甲是物质跨膜运输的各种运输方式示意图（I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表相应的运输方式），图乙表示与之有关的生命活动的曲线。回答以下问题： (1)若图乙横轴代表被转运小分子的浓度，则P点以后，物质运输速率（v）不再增加的原因可能是_________（答出1点）。若图乙横轴代表能量供应，则该物质运输方式对应图甲中的_________（从“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”、”Ⅳ”中选填）。 (2)为探究某强耐盐植物从土壤中吸收某无机盐的方式是甲图中的方式Ⅰ还是方式Ⅲ，科研者设计如下实验： ①将生长状况正常且相同的该种植物随机均分为两组，放在适宜浓度且含有Ca2+的溶液中进行培养。 ②A组给予正常呼吸，B组给予呼吸抑制剂（抑制细胞的呼吸作用，影响能量供应）处理。 ③一段时间后检测该无机盐的吸收速率。 请预测实验结果及相应结论： ①若A组和B组的无机盐吸收速率相同，则说明_____________； ②若________________，则说明________________。 6．【运输方式辨析与实验设计】图1是人甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，图2甲乙分别代表离体心肌细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率，据图回答问题。 (1)甲状腺细胞内的碘浓度远远高于血浆中碘浓度，这表明图1中①过程跨膜运输的方式是_________，该过程与图2中甲的运输方式主要区别有_________（写出两点即可）。该细胞合成的甲状腺球蛋白分泌至细胞外的方式是_________。 (2)王同学认为b物质的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。为确定b物质的跨膜运输方式，请完成以下实验思路、预期结果和结论。 实验思路： ①将生理状况相同的某动物离体心肌细胞平均分为两组，放入适宜浓度含b的培养液中； ②甲组细胞给予正常呼吸条件，乙组细胞_________； ③其他条件_________，培养一段时间后分别测定心肌细胞对b物质的吸收速率。 实验结果及结论： ①若甲组对b物质的吸收速率_________（填“大于”“等于”或“小于”）乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输； ②若甲组对b物质的吸收速率_________（填“大于”“等于”或“小于”）乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．用2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列表述中不正确的是（    ）    A．该细胞不可能是根尖分生区的细胞 B．AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 C．BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡 D．用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液，可得到类似的结果 2．当你连续吃咸菜时，你的口腔黏膜会有干涩的感觉。其原因是（    ） A．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞失水 B．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞失水 C．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水 D．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞吸水 3．用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（    ） A．细胞用盐酸水解后，再观察质壁分离现象 B．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C．用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象 D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能 4．大肠杆菌的抗酸系统由谷氨酰胺酶（YbaS）、两种谷氨酸脱羧酶（GadA和GadB）和氨基酸反向转运蛋白（GadC）组成。如下图所示，致病性大肠杆菌经过胃内极酸环境时，会启动抗酸系统来维持细胞内的酸碱度。下列叙述错误的是（    ）    A．GadA和GadB都可分解谷氨酸形成GABA消耗大肠杆菌细胞内的H＋ B．图示中的物质转运过程体现了生物膜的选择透过性 C．GadC可以同时运输谷氨酸和谷氨酰胺或GABA而不具有专一性 D．抑制YbaS的活性为寻找肠道致病菌的抗生素提供了新思路 5．NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-会的吸收由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NH4+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（　　） A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B．NO3-会通过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NO3-会加重铵毒 D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 6．蓝光引起植物气孔开放主要是蓝光激活蓝光受体，驱动保卫细胞质膜上的H+-ATP酶活化，H+释放到细胞外，建立质膜内外的H+浓度梯度。在H+浓度梯度的驱动下K+进入保卫细胞，从而使保卫细胞吸水膨胀导致气孔开放。下列叙述正确的是（    ） A．H+-ATP酶跨膜转运H+所需的能量直接由蓝光提供 B．H+-ATP酶既可以运输H+又可以催化ATP的水解不能体现专一性 C．H+浓度梯度的驱动下K+进入保卫细胞属于主动运输 D．在气孔逐渐张开的过程中，保卫细胞的渗透压逐渐升高 7．质壁分离和复原是植物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（    ） A．原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 B．将处于质壁分离的细胞放在清水中，原生质层都能恢复原状 C．质壁分离的原因之-是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性 D．施肥过多引起的“烧苗”现象与植物细胞失水发生质壁分离有关 8．某些细胞表面有气味受体OR5，该蛋白质由四个亚基构成。一般情况下，四个亚基间的缝隙中为468号氨基酸残基（R基为非极性）。OR5的另外一侧与气味分子（如丁香酚）结合，结合后局部结构发生旋转，468号氨基酸残基发生了移动，使467号氨基酸残基（R基为极性）转到了缝隙中。此时OR5的结构恰好允许阳离子顺浓度通过。OR5离子通道关闭（左）、打开（右）的结构如下图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．呼吸作用增强有利于提高OR5的运输效率 B．形成肽链时467、468号氨基酸的R基间并未发生脱水缩合 C．缝隙中R基极性的改变是OR5允许离子通过的原因之一 D．该离子通道的开闭是由丁香酚或其他类似气味分子的结合控制的 9．芸豆具有较高的营养价值。生芸豆或未煮熟芸豆中的凝集素蛋白会引起血液中红细胞凝集（红细胞聚集成不规则细胞团的现象）。为验证芸豆凝集素蛋白对红细胞的凝集作用，兴趣小组完成了如图所示的实验，还需要开展的对照实验不包括（    ）    A．直接取鸡红细胞悬液观察 B．将蒸馏水与鸡红细胞悬液混匀观察 C．将磷酸盐缓冲液与鸡红细胞悬液混匀观察 D．将煮沸并冷却后的粗提液与鸡红细胞悬液混匀观察 10．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．Ca2+通过图中方式进入液泡时，均需要消耗能量 C．与Ca2+结合后，Ca2+泵的空间结构不发生改变 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 11．为探究某中草药对腹泻的疗效，研究人员对小鼠进行致病菌接种，构建腹泻模型开展实验，发现中草药除了具有抑菌作用外，对位于空肠和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。下列说法错误的是（　　） A．AQP3的合成需要核糖体、内质网和高尔基体的参与 B．模型组空肠的AQP3相对表达量降低，干扰肠道对水分的吸收 C．治疗后回肠的AQP3相对表达量升高，使回肠对水的主动吸收增强 D．治疗后回肠的AQP3相对表达量提高，缓解腹泻 12．液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（    ） A．V-ATPase通过协助扩散的方式将细胞质基质中的H+转运进入液泡 B．抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常 C．Cys利用H+电化学势能，以主动运输的方式进入液泡 D．图示过程说明液泡和线粒体之间既有分工也有合作 13．甲氨蝶呤是一种抗肿瘤药物，肿瘤细胞对其产生耐药性与膜转运蛋白——RFC1和P-gp有关（图1），其含量检测结果如图2。 相关推测错误的是（　　） A．甲氨蝶呤通过RFC1协助扩散进入细胞 B．甲氨蝶呤从胞内运出胞外需要消耗能量 C．图2中的蛋白Ⅰ为图1中的RFC1蛋白 D．P-gp蛋白抑制剂可用于逆转肿瘤耐药性 14．蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．伴随蛋白质磷酸化形成的ADP进一步水解可产生构建RNA分子的单体 B．蛋白质分子磷酸化的过程，会导致周围环境中ADP含量增多 C．某物质通过磷酸化的载体蛋白来运输，其通过细胞膜的方式是协助扩散 D．Ca2+逆浓度梯度进入细胞需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化 15．由通道蛋白形成的离子通道包括电压门通道和配体门通道。在电压门通道中，带电荷的蛋白质结构域会随膜电位的改变而发生相应的移动，从而使离子通道开启或关闭。在配体门通道中，细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合，继而引起通道蛋白开启与关闭。图1中A、B、C通道处于关闭状态，图2处于开启状态，据图判断下列说法错误的是（    ）    A．离子通道A属于电压门通道，离子通道B、C属于配体门通道 B．离子通过配体门通道运输需要与通道蛋白发生结合，但不会使通道蛋白构象改变 C．电压门通道的离子转运会降低膜内外的电位差，该过程不需要消耗ATP D．通过离子通道转运的方式属于协助扩散 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（每空2分，共14分）某科技小组的同学用培养液培养水稻幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如下图甲所示；下图乙为Na+和葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，图中的主动运输过程既可消耗来自ATP直接提供的能量，也可利用Na+电化学梯度的势能。据图回答下面的问题： (1)由图甲可知，水稻对___________的需求量最大；有同学提出，图甲中水稻培养液里的Ca2+浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca2+。你认为这种说法___________（填“正确”或“错误”），请分析原因___________。 (2)图乙中葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是____________，你判断的依据是：①被选择吸收的物质_________；②需要的能量来自于Na+电化学梯度的势能。 (3)一种载体蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上载体蛋白的___________或载体蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有___________的结构基础。 17．（除标注外，每空1分，共10分）细胞体积的调节有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是___。 (2)图1结果说明RVD过程中有___的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他___（填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是___，理由是___（2分）。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向___（2分）。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制___（2分）。 18．（每空2分，共12分）氮素是植物生长发育必不可少的大量元素之一，土壤中的硝酸盐是植物获取氮素的主要来源。回答下列问题： (1)植物从土壤中吸收硝酸盐，可用于合成_____（写出两个）生物大分子。硝酸盐还能够作为_____激活相关基因表达，促进氮素的高效利用，从而调控植物的代谢和生长。 (2)研究人员将硝酸盐转运蛋白（CHL1）功能缺失突变体1、硝酸盐受体（NLP1）功能缺失突变体2与野生型（WT）拟南芥分别栽种在含适宜浓度硝酸盐的培养基中，检测幼苗生长情况，结果如下图所示。实验结果表明_____，推测NLP1在硝酸盐的吸收过程中发挥更主要的作用。 (3)有研究发现，NLP1的C端（羧基端）具有激活硝酸盐响应因子启动子的作用，N端（氨基端）会抑制此作用，硝酸盐能够解除N端的抑制作用。为验证上述结论，研究人员进行了蛋白质截断实验。实验方案及部分结果如下表： 分组 处理 因变量 蛋白质被截断部分 培养基中添加成分 启动子相对活性 1组 无 KCl KNO3 2组 截断C端 KCl KNO3 3组 截断N端 KCl KNO3 ①设置培养基中添加KCl处理组的作用是_____。 ②在答题卡对应的图中将表中柱形图补充完整。_____ (4)另有研究发现，在低浓度硝酸盐环境中，NPL1表现出对硝酸盐的低亲和力，导致解除作用不明显，从而影响了NPL1介导的硝酸盐的吸收。现欲利用蛋白质工程的方法对NPL1进行改造，使其在低浓度硝酸盐的环境中仍能发挥较强的解除作用，简要写出改造的基本思路_____。 19．（除标注外，每空1分，共9分）Na+是植物生长所需的矿质元素，主要储存在液泡中。如图表示紫色洋葱外表皮细胞的液泡吸收Na+的过程。    (1)据图分析液泡中H+浓度比细胞质基质中的_______________（填“高”或“低”），H+出液泡的运输方式为_____________，物质能选择性透过液泡膜的物质基础是______________。 (2)我国科学家研制成功的耐盐碱“海水稻”，植物根部细胞中的液泡可以通过图中所示方式增加液泡内Na+的浓度，这对于植物生长的意义是______________（2分）。 (3)液泡吸收Na+后，短时间内液泡中的H+浓度降低，进而使其中的花青素逐渐由紫色变成蓝色。欲利用该原理设计实验来验证液泡吸收Na+需要ATP间接供能。 材料：紫色洋葱外表皮细胞、钼酸钠溶液（细胞可吸收其中的Na+）和抗霉素A（抑制ATP生成的一种物质）。实验思路：________________（3分）。 预期实验结果：___________________。 20．（每空1分，共10分）图1为渗透作用的装置图，假设半透膜只允许离子和水分子通过。图2是探究植物（洋葱）细胞吸水和失水实验的基本操作步骤，图3是该实验中观察到的某个细胞的原生质体大小变化情况绘制成的曲线（原生质体的初始大小相对值记为1）。回答下列问题： (1)若图1中S1溶液是0.5g/mL的蔗糖溶液，S2是清水，则S1液面不再升高时，S1和S2两种溶液浓度的关系是___。若要证明半透膜是渗透作用的必要条件之一，则需要增加一个组别，该组的处理方法是___，该组实验的最终现象是___。 (2)图2中步骤③的处理方法使细胞发生图3中___段的变化，每次观察时，主要观察的指标有：___（答出2点即可）。若所用蔗糖溶液的浓度是0.7g/mL，则___（填“能”或“不能”）观察到图3中ce时间段所发生的变化，原因是___。 (3)成熟的植物细胞发生质壁分离后，如果再吸水会发生质壁分离复原，植物细胞位于不同的溶液中复原情况不同，为了探究这个问题，某兴趣小组将若干生理状态相同、长度为3cm的鲜萝卜条随机均分为四组，分别置于蔗糖溶液、清水、葡萄糖溶液和甘油溶液中，定时测量每组萝卜条平均长度，记录如图4。b曲线对应的溶液可能是___，a、b、c、d四组实验中萝卜细胞发生质壁分离的是___，其中d曲线对应的溶液中细胞不能自动复原的原因是___。 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第07讲 细胞的物质输入和输出（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 3 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 38 真题·命题感知 1．（2025·四川·高考真题）某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2，相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是（    ） A．转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞 B．胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量 C．转运蛋白W能同时转运两种物质，故不具特异性 D．CO2分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外 命题情境 本题以细菌内物质代谢与跨膜运输为背景，结合组氨酸代谢、组胺和 CO₂的转运过程及图示创设情境，围绕转运蛋白功能、物质跨膜运输方式命题，聚焦细胞物质运输这一基础生理过程。 考点解读 核心考点：物质跨膜运输方式、转运蛋白的特性、自由扩散与协助扩散判断。 细菌代谢产生组胺、CO₂，依托转运蛋白完成物质转运；转运蛋白具有特异性；自由扩散顺浓度梯度进行，不耗能；协助扩散顺浓度梯度、借助转运蛋白且不耗能。 解题方法 图示分析法：结合题图判断物质运输方向、是否借助转运蛋白，区分主动运输与被动运输。 概念辨析法：明确转运蛋白只结合特定物质，具有特异性；自由扩散可双向进行。 逐项排除法：根据跨膜运输特点，逐一判断选项正误，B正确。 2．（2025·贵州·高考真题）正常情况下，有效磷浓度低于植物根细胞内的磷浓度，某些解磷真菌能分泌酸性酶将土壤中的有机固态磷转化为有效磷，利于植物吸收。植物吸收的磷主要储存于液泡中，缺磷时液泡中的磷可进入细胞质基质。下列叙述错误的是（　　） A．正常情况下植物根细胞吸收有效磷需要消耗能量 B．无机磷从液泡进入细胞质基质需要蛋白质参与 C．植物吸收的磷可参与构成细胞的生物膜系统 D．解磷真菌分泌酸性磷酸酶的过程使细胞膜面积减少 命题情境 本题结合农业生产中植物吸收土壤磷元素、解磷真菌的生理作用创设生活化情境，围绕磷元素吸收、转运、功能以及胞吐过程设题，联系细胞结构与物质代谢、分泌蛋白运输。 考点解读 核心考点：主动运输、液泡功能、生物膜组成、胞吐与细胞膜面积变化。 胞内磷浓度高于外界，植物吸收磷为主动运输，消耗能量；离子跨膜需要转运蛋白；磷是生物膜重要组成元素；胞吐过程依赖囊泡与细胞膜融合，会使细胞膜面积增大。 解题方法 逻辑推理法：根据膜两侧浓度差判断运输方式，推断是否消耗能量。 结构功能关联法：结合生物膜、细胞器结构组成，分析元素功能与膜面积变化。 易错点突破法：牢记胞吐会增加细胞膜面积，区分胞吞、胞吐对膜面积的不同影响,D正确。 3．（2025·浙江·高考真题）人体细胞通过消耗 ATP 维持膜两侧Na+浓度梯度，细胞膜上的Na+-氨基酸共转运体能利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．Na+-氨基酸共转运体运输物质不具有特异性 B．氨基酸依赖转运体进入细胞的过程属于被动运输 C．使用细胞呼吸抑制剂不会影响氨基酸的运输速率 D．适当增加膜两侧Na+的浓度差能加快氨基酸的运输 命题情境 本题以人体细胞膜上Na⁺- 氨基酸共转运为素材，结合 ATP 供能维持离子浓度梯度的生理过程及示意图命题，考查协同转运模式下的物质跨膜运输，侧重综合分析能力。 考点解读 核心考点：协同转运、主动运输与被动运输、转运蛋白特性、细胞呼吸与物质运输的联系。 共转运体具有特异性；氨基酸逆浓度梯度进入细胞属于主动运输，间接依赖 ATP 供能；膜两侧离子浓度差会直接影响协同转运的速率。 解题方法 图文结合法：分析图示中离子、氨基酸运输方向与转运载体的关系。 原理迁移法：结合主动运输耗能、依赖浓度梯度的特点分析转运规律。 逆向推导法：细胞呼吸影响 ATP 合成，进而影响 Na⁺浓度梯度，最终影响氨基酸运输，D正确。 进阶·强化演练 情境探究类 1．【科技前沿】科研人员成功构建了一种光控人工K+通道，该系统以数个环状β-环糊精串联成通道主体，偶氮苯为“光控开关”客体。该通道在黑暗和蓝光照射下介导的物质运输过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．K+可通过自由扩散或协助扩散进出细胞 B．推测蓝光强度增加时，反式偶氮苯数量增加，K+转运能力增强 C．在吸收光能后，通道主体通过变构形成一个亲水的空腔供K+通过 D．因为该通道开关过程消耗了光能，所以其运输钾离子的过程属于主动运输 【答案】B 【详解】A、从图中可知K+通过通道蛋白进出细胞，属于协助扩散，不是自由扩散或协助扩散两种方式，A错误； B、偶氮苯在蓝光照射下从顺式构象转变为反式构象，从而改变通道开闭状态，推测在蓝光强度增加时，处于打开状态的通道数量变多，K+转运能力增强，B正确； C、光能介导偶氮苯构象改变进而开启通道，而环糊精本身的环状结构不改变，C错误； D、该过程K+顺电化学梯度运输，不消耗代谢能量，属于协助扩散。光能仅用于门控开关，并非直接驱动离子逆浓度梯度转运，不符合主动运输的定义，D错误。 故选B。 2．【医药健康】小檗碱是黄连的主要有效成分，在治疗肿瘤方面具有应用价值。研究者将结肠癌细胞置于100μmol/L小檗碱培养液中培养适宜时间，测得结肠癌细胞的四种有机阴离子转运蛋白OAT1、OAT2、OAT3、OAT4及尿酸转运蛋白URAT1的相对转运活性如图，相关叙述不正确的是（    ） A．有机阴离子不能以自由扩散方式通过生物膜，必须依赖转运蛋白才可进入细胞 B．四种有机阴离子转运蛋白的相对转运活性不同，与四种转运蛋白空间结构有关 C．由图可知100μmol/L小檗碱对结肠癌细胞尿酸转运蛋白URAT1的抑制作用较强 D．若细胞外小檗碱浓度高于细胞内，则可确定小檗碱排出细胞外的方式为主动运输 【答案】D 【分析】小分子物质跨膜运输的方式有自由扩散、协助扩散、主动运输。物质从低浓度向高浓度一侧运输，需要载体和能量，属于主动运输；物质由高浓度向低浓度一侧扩散，需要载体，不需要消耗能量，属于协助扩散；物质由高浓度向低浓度一侧扩散，不需要载体，不需要消耗能量，属于自由扩散。 【详解】A、由图可知，有机阴离子跨膜运输时，都需要转运蛋白，因此不能以自由扩散通过生物膜，A正确； B、小檗碱对四种有机阴离子转运蛋白的相对转运活性的抑制作用不同，与四种转运蛋白空间结构有关，B正确； C、由图可知转运蛋白URAT1的相对活性最低，说明100μmol/L小檗碱对结肠癌细胞尿酸转运蛋白URAT1的抑制作用较强，C正确； D、无法确定小檗碱的运输方式，若细胞外小檗碱浓度高于细胞内，小檗碱排出细胞外的方式可能为主动运输也可能为胞吐，D错误。 故选D。 3．【实验探究】某研究小组在进行物质跨膜运输实验时发现： ①物质X在细胞外浓度低于细胞内时，仍能持续进入细胞，且该过程不直接受呼吸抑制剂影响； ②物质Y在细胞外浓度高于细胞内时，进入细胞的速率随细胞外浓度升高先增加后稳定，且该稳定值不受呼吸抑制剂影响； ③物质Z在任何浓度条件下，运输速率都与细胞呼吸强度呈正相关，且载体蛋白抑制剂能完全阻断其运输。 下列推测错误的是（    ） A．物质X的运输方式不可能是自由扩散或协助扩散 B．物质Y的运输速率稳定时，限制因素是转运蛋白数量 C．物质Z的运输速率与能量供应有关，与载体蛋白数量也有关 D．三种物质的运输方式均依赖构成细胞膜基本支架的蛋白质的流动性 【答案】D 【详解】A、自由扩散和协助扩散均为顺浓度梯度的被动运输，物质X逆浓度梯度进入细胞，因此不可能是自由扩散或协助扩散，A正确； B、物质Y顺浓度梯度运输，且运输速率不受呼吸抑制剂影响说明不需要能量，属于协助扩散，协助扩散速率稳定时是转运蛋白达到饱和，此时限制因素为转运蛋白数量，B正确； C、物质Z的运输速率与细胞呼吸强度正相关说明需要消耗能量，载体蛋白抑制剂可完全阻断其运输说明需要载体，属于主动运输，运输速率与能量供应、载体蛋白数量均有关，C正确； D、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，而非蛋白质，D错误。 4．【科技前沿】太空育种实验中，科研人员发现在微重力环境下，植物细胞吸收K+的速率明显下降，而吸收水分子的速率基本不变。下列分析错误的是（    ） A．微重力环境可能影响细胞呼吸的强度，从而导致主动运输速率下降 B．植物细胞吸收K+的方式为主动运输，吸收水分子的方式为被动运输 C．微重力可能影响细胞膜结构，进而改变K+的跨膜运输速率 D．微重力环境会改变细胞膜的流动性，导致所有物质跨膜运输速率下降 【答案】D 【详解】A、K+进入植物细胞的方式为主动运输，需要细胞呼吸产生的ATP供能，在微重力环境下，植物细胞吸收K+的速率明显下降，可能是微重力环境抑制细胞呼吸强度，ATP供应减少会导致主动运输速率下降，A正确； B、植物细胞吸收K+的方式为主动运输，需要载体和能量；吸收水分子的方式为自由扩散（或协助扩散），属于被动运输，B正确； C、K+跨膜运输需要细胞膜上的特异性载体蛋白协助，若微重力影响细胞膜结构，可能改变载体蛋白的活性或分布，进而降低K+的跨膜运输速率，C正确； D、题干明确说明微重力环境下植物细胞吸收水分子的速率基本不变，因此“所有物质跨膜运输速率下降”的表述与题干信息矛盾，D错误。 故选D。 5．【农业生产】盐碱地中含大量NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存，同时一些病原菌也会感染水稻，影响其生长。下图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图。相关叙述错误的是（    ） A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞 B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染 C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度盐环境 D．H+从液泡内运输到细胞质基质的方式是主动运输 【答案】D 【详解】A、由图右侧可以看出，H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞，A正确； B、图中海水稻细胞可形成囊泡运输抗菌蛋白，以胞吐方式分泌抗菌蛋白，B正确； C、图中液泡吸收Na+是从低浓度一侧到高浓度一侧，逆浓度梯度运输，从而增大细胞液的浓度以适应高浓度盐环境，防止细胞在高浓度的盐环境下失水，C正确； D、液泡中pH值低于细胞质基质，即液泡中H+浓度更高，所以H+从液泡出来是协助扩散，D错误。 故选D。 6．【人体生理】肾小管近端小管前半段，对Na+的重吸收量最大。肾小管细胞膜上的载体蛋白在吸收Na+的同时，会运进葡萄糖和排出H+ 。进入细胞内的Na+，被细胞膜上的钠钾泵泵出至细胞间隙后再进入血液。细胞内的葡萄糖以协助扩散的方式运出，再回到血液中，其吸收过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．大量丢失水分且血钠含量较低时，醛固酮的分泌增加，小管液中的pH会升高 B．钠钾泵既能为ATP的水解提供活化能，又能主动运输Na+、K+ C．Na+与肾小管细胞膜上的载体蛋白结合后进入细胞的方式为自由扩散 D．图中葡萄糖进入肾小管细胞时不直接消耗ATP，且相应载体蛋白的空间结构会发生改变 【答案】D 【分析】转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两类。借助载体蛋白或通道蛋白顺浓度梯度运输的，不需要细胞提供能量，叫作协助扩散。水分子的跨膜运输既可以通过自由扩散，也可以借助通道蛋白进行协助扩散。 自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要细胞提供能量，因此属于被动运输。借助载体蛋白逆浓度梯度运输，需要细胞提供能量的运输方式称为主动运输。 【详解】A、当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌醛固酮，促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，维持血钠含量的平衡。肾小管细胞吸收Na+的同时排出H+，小管液中的pH会降低，A错误； B、钠钾泵能降低ATP水解所需的活化能，不能为ATP水解提供活化能，B错误； C、自由扩散不需细胞膜上转运蛋白协助，肾小管细胞吸收Na+要载体蛋白协助，故其运输方式不是自由扩散，C错误； D、依题意，细胞内的葡萄糖以协助扩散的方式运出，可知细胞内葡萄糖含量比细胞外高。Na+通过钠钾泵运出细胞消耗ATP，说明是主动运输，则细胞外的钠含量比细胞内高。由此可知，载体蛋白在吸收Na+时是协助扩散的方式，运进葡萄糖时是主动运输，细胞内外Na+浓度差为葡萄糖的运输提供能量。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。 故选D。 7．【医药健康】口服药物进入小肠后常见的转运方式如下图所示。已知小肠上皮细胞之间存在水溶性孔道，并参与图中A途径，细胞膜上存在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．药物中的疏水性物质可能更容易通过细胞间途径被吸收 B．被动转运跨膜运输途径中，药物通过细胞膜的运输方式是协助扩散 C．当甲侧药物分子浓度低于乙侧并通过C途径跨膜转运时，载体蛋白自身构象不发生改变 D．抑制P-gp的活性可在一定程度上缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低 【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、据题可知，小肠上皮细胞间存在水溶性孔道，故药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞间途径被吸收，A错误； B、被动转运跨膜运输途径中没有转运蛋白参与，直接穿过磷脂双分子层，为自由扩散（简单扩散），B错误； C、当甲侧药物分子浓度低于乙侧并通过C途径跨膜转运时，即逆浓度运输，需要载体蛋白并消耗能量，且载体蛋白空间构象会发生可逆性改变，C错误； D、P-gp可以把药物从上皮细胞中排出到肠腔，限制药物的吸收，从而造成药物口服生物利用度降低，因此抑制P-gp的功能可缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低，D正确 故选D。 8．【医药健康】人体内嘌呤代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐和水等物质经肾小球滤过后，可被肾小管细胞重吸收回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。URAT1和GLUT9为尿酸盐转运蛋白，最新研究发现，芹菜素是针对上述蛋白，治疗高尿酸血症或痛风的有效药物。下列说法正确的是（　　） A．GLUT9转运尿酸盐时需要消耗能量 B．URAT1属于载体蛋白，转运时会发生自身构象的改变 C．肾小管细胞重吸收水以自由扩散为主 D．推测芹菜素的作用机制可能是增加了URAT1和GLUT9的数量 【答案】B 【分析】在跨膜运输中，需要借助载体蛋白的运输方式有协助扩散和主动运输（如一些离子、氨基酸等物质），其中协助扩散不消耗能量，主动运输需要消耗能量 【详解】A、GLUT9是一种尿酸盐转运蛋白，由图可知，其转运尿酸盐的过程是从高浓度尿酸盐的肾小管细胞间隙到低浓度尿酸盐的血浆中，是协助扩散，不需要消耗能量，A错误； B、URAT1是一种载体蛋白，其转运尿酸盐的过程是从低浓度尿酸盐的肾小管管腔到高浓度尿酸盐的肾小管细胞间隙，其转运尿酸盐时会发生自身构象的改变，以完成物质的转运，B正确； C、肾小管的重吸收水主要是通过协助扩散来实现的，C错误； D、根据题目描述，尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风，芹菜素是针对URAT1和GLUT9的治疗药物，其作用机制更可能是抑制这些蛋白的活性，而不是增加其数量，D错误。 故选B。 9．【人体生理】小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多突起即微绒毛，微绒毛不仅可以增加膜面积，还可以增加细胞膜上载体蛋白数量。如图表示葡萄糖进出小肠上皮细胞的运输方式，小肠腔面细胞膜上的蛋白S有两种结合位点：一种与Na+结合，一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时，葡萄糖随之也进入细胞。小肠上皮细胞基膜上Na+—K+泵由α、β两个亚基组成，α亚基上既有Na+、K+的结合位点，又具有ATP酶的活性。下列叙述错误的是（    ） A．微绒毛可以增加细胞膜上载体蛋白的数量，对葡萄糖等物质的运输有利 B．新生儿小肠上皮细胞吸收母乳中免疫球蛋白需要ATP水解提供能量 C．葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是膜内外Na+浓度差形成的势能 D．Na+—K+泵使膜内外Na+浓度趋于一致，以维持细胞正常的新陈代谢 【答案】D 【分析】物质运输方式：(1)被动运输：分为自由扩散和协助扩散：①自由扩散：顺相对含量梯度运输；不需要载体；不需要消耗能量。②协助扩散：顺相对含量梯度运输；需要载体蛋白参与；不需要消耗能量。(2)主动运输：能逆相对含量梯度运输；需要载体；需要消耗能量。(3)胞吞胞吐：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进或出细胞内的过程。不需要载体；需要消耗能量。 【详解】A、葡萄糖的运输需要载体蛋白，因此微绒毛可以增加细胞膜上载体蛋白的数量，对葡萄糖等物质的运输有利，A正确； B、新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中免疫球蛋白的方式是胞吞，需要ATP水解提供能量，B正确； C、当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入小肠上皮细胞时，葡萄糖随之进入细胞，即小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，能量来源是细胞膜内外两侧的Na+浓度差形成的势能，C正确； D、Na+—K+泵将细胞内相对浓度较低的Na+送出细胞，使细胞内外Na+浓度差进一步增大，D错误。 故选D。 10．【植物生理】液泡膜上存在H+—ATP酶，能将细胞质基质中的H+逆浓度梯度运输到液泡中，液泡这种转运H+的方式与下列物质出入细胞的方式相同的是（    ） A．细胞内产生的CO2运出细胞 B．变形虫从水中摄取食物的过程 C．人的皮肤细胞从化妆品中吸收甘油 D．小肠上皮细胞从消化液中吸收氨基酸 【答案】D 【分析】分析题意可知，液泡是逆浓度梯度转运H+的，需要消耗能量，逆浓度梯度运输，属于主动运输。 【详解】A、CO2运出细胞的方式为自由扩散，A错误； B、变形虫从水中摄取食物的过程为胞吞，B错误； C、人的皮肤细胞从化妆品中吸收甘油为自由扩散，C错误； D、小肠上皮细胞从消化液中吸收氨基酸为主动运输，D正确。 故选D。 11．【植物逆境生理】冰菜具有极强的耐盐性与其体内的盐囊细胞有关，盐囊细胞中的相关生理过程如图1所示。已知细胞质基质中Na⁺积累会对细胞造成毒害，研究人员为探究冰菜的耐盐机理进行了实验，分别测得不同浓度NaCl培养条件下盐囊细胞液泡中内容物的相对浓度，结果如图2所示。请回答下列问题： (1)水分子可通过_____（填方式）进出细胞。大多数植物很难在盐碱地生长，主要原因是土壤溶液浓度大于根毛细胞的_____浓度，导致植物无法从土壤中获取充足的水分。 (2)据图1分析，盐囊细胞膜上同时具有运输和催化功能的蛋白质是_____。H⁺通过C蛋白进入细胞质基质的方式是_____。 (3)图1中Na⁺通过N蛋白进入液泡的方式是_____，该过程可增强冰菜的耐盐性，主要体现在_____（答出1点）。 (4)由图2可知，冰菜盐囊细胞适应低盐和高盐的机理不同，试着解释其适应高盐胁迫（大于150mmol/L的NaCl溶液）的机理是_____。 【答案】(1) 自由扩散、协助扩散（或“被动运输”或“渗透作用”） 细胞液 (2) P蛋白 协助扩散/易化扩散 (3) 主动运输/主动转运 降低细胞质基质中Na+浓度，避免离子毒害；调节细胞液渗透压，维持细胞正常功能 (4)大幅度提高液泡内可溶性糖的相对浓度，从而导致根细胞吸水能力提高，以适应高盐环境 【分析】本题图1展示盐囊细胞通过N蛋白、V蛋白等将Na⁺、H⁺转运至液泡，实现将Na⁺隔离在液泡内，降低细胞质基质中Na⁺浓度，避免离子毒害；图2显示低盐时无机盐积累为主，高盐（>150mmol/L）时可溶性糖急剧上升，说明冰菜通过调节渗透物质类型适应不同盐度：低盐靠无机盐，高盐靠有机糖，避免细胞质Na⁺毒害，体现其灵活的耐盐机制。 【详解】（1）水分子通过磷脂双分子层自由扩散，或通过水通道蛋白协助扩散，统称为自由扩散或协助扩散（或“被动运输”或“渗透作用”）。植物吸水依赖于细胞液与外界溶液之间的渗透压差，当土壤溶液浓度大于根毛细胞的细胞液浓度时，细胞失水，无法正常生长。 （2）盐囊细胞膜上P蛋白利用ATP水解产生的能量将H⁺泵入液泡，既具有运输功能（转运H⁺），又具有催化功能（催化ATP水解），因此是“运输+催化”双重功能蛋白。 C蛋白允许H⁺顺浓度梯度进入细胞质基质，不消耗能量，属于协助扩散。 （3）Na⁺进入液泡是逆浓度梯度进行的，但其动力来自H⁺梯度（H⁺顺浓度梯度流出液泡，驱动Na⁺进入），因此属于主动运输；该过程将Na⁺隔离在液泡内，降低细胞质基质中Na⁺浓度，避免离子毒害；调节细胞液渗透压，维持细胞正常功能，提高耐盐性。 （4）当NaCl浓度高于150mmol/L时，细胞液泡中可溶性糖的相对浓度急剧上升，而无机盐浓度上升缓慢。说明此时细胞主要通过积累可溶性糖来调节渗透压，大幅度提高液泡内可溶性糖的相对浓度，从而导致根细胞吸水能力提高，以适应高盐环境。 12．【医药健康】秋冬季易暴发流行性感冒，其病原体为流感病毒。流感病毒主要由RNA和蛋白质组成，其外有包膜，该包膜主要来源于宿主细胞膜，其中还含有病毒自身的糖蛋白H和N，H可与宿主细胞膜上的受体结合，协助病毒包膜与宿主细胞膜融合，进而使病毒侵入宿主细胞。回答下列问题： (1)流感病毒的蛋白质的合成场所是_______。病毒包膜的组成成分主要是_______，其基本支架是_______。 (2)流感病毒包膜中糖蛋白H与宿主细胞膜上受体的结合具有_______，该过程_______（填“能”或“不能”）体现细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。流感病毒进入细胞的跨膜运输方式为_______。 (3)流感病毒的遗传信息储存在_______（填“核糖核苷酸”或“脱氧核苷酸”）的排列顺序中。该病毒可侵染肺泡细胞却不侵染肌细胞，请根据所学知识对此现象机理提出合理假说，并设计实验验证该假说，要求简要写出实验设计思路即可。假说：_______。实验设计思路：_______。 (4)人体可通过促使被病毒感染的细胞凋亡从而清除病毒，这说明细胞凋亡有利于_______（答1点）。 【答案】(1) 核糖体 蛋白质、磷脂 磷脂双分子层 (2) 特异性 不能 胞吞 (3) 核糖核苷酸 肺泡细胞的细胞膜上有流感病毒的受体，而肌细胞的细胞膜上没有 敲除肺泡细胞中控制该受体合成的有关基因，再检测流感病毒是否侵染该类肺泡细胞 (4)维持生物内部环境的稳定；抵御外界各种因素的干扰 【分析】病毒是没有细胞结构的生物，需要寄生在活细胞内生存，用培养基培养时要加入宿主细胞。病毒一般是蛋白质外壳包着DNA或RNA。流感病毒是RNA病毒，寄生在人的细胞内完成RNA复制。 【详解】（1）流感病毒的蛋白质的合成场所是（宿主细胞的）核糖体。病毒包膜的组成成分主要是蛋白质、磷脂（或脂质），其基本支架是磷脂双分子层； （2）流感病毒包膜中糖蛋白H与人体宿主细胞膜上受体的结合具有特异性，该过程不能体现细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。流感病毒进入细胞的跨膜运输方式为胞吞； （3）流感病毒的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中。该病毒可侵染肺泡细胞却不侵染肌细胞，可能是因为肺泡细胞的细胞膜上有流感病毒的受体，而肌细胞的细胞膜上没有。可通过实验检验上述假说，实验设计思路是敲除肺泡细胞中控制该受体合成的有关基因，再检测流感病毒是否侵染该类肺泡细胞（或将肺泡细胞膜上的该受体嵌入到肌细胞膜上，再检测流感病毒是否侵染该类肌细胞； （4）人体可通过促使被病毒感染的细胞凋亡从而清除病毒，这说明细胞凋亡有利于维持生物内部环境的稳定和抵御外界各种因素的干扰。 13．【医药健康】5-羟色胺（5-HT），也被称为血清素，是一种兴奋性神经递质，在大脑中扮演着调节情感、情绪和行为的关键角色。它负责在神经细胞之间传递信息，参与调节多种生理功能，包括睡眠、食欲和疼痛感知等。研究表明，抑郁症患者的5-羟色胺水平通常较低，这可能是由于5-羟色胺的合成、释放或再摄取过程出现了问题。下图表示5-HT的代谢示意图，当5-HT分子被转运载体识别并结合时，转运载体会利用钠离子梯度产生的能量将5-HT逆浓度梯度转运到细胞内。回答下列问题： (1)5-HT进行跨膜运输的方式有____。 (2)神经细胞内存储5-羟色胺的突触小泡来自____（填细胞器名称），理由是____。 (3)血清素与突触后膜特异性受体结合后，会引起突触后膜兴奋的机理是____。 (4)MAOID（单胺氧化酶抑制剂）和SSRI（选择性5-HT再摄取抑制剂）是抗抑郁的常用药物，这两种药物的作用机理分别是____。 (5)研究发现，柴胡中主要的活性成分柴胡皂苷A（SSA）具有抗抑郁的作用。某兴趣小组利用模型鼠（患抑郁）和正常鼠进行了相关实验，实验结果如下图所示。 注：Con空白组，Mod为模型组，Flu为氟西汀组（用药量20mg/kg），SSA-L为低剂量柴胡皂苷A组（用药量10mg/kg），SSA-M为中剂量柴胡皂苷A组（用药量20mg/kg），SSA-H为高剂量柴胡皂苷A组（用药量40mg/kg）；氟西汀是一种抗抑郁药物；不动时间指的是强迫小鼠在水中游泳运动时，安静的时间，该时间长短可反映抑郁的程度。 ①六组实验组中，除了Mod组以外，用到抑郁小鼠的是____。 ②根据实验结果可得出的结论是____。 【答案】(1)胞吐、主动运输 (2) 高尔基体 5-羟色胺通过突触小泡运输到突触前膜，而高尔基体是细胞内囊泡运输的枢纽 (3)会引起钠离子通道开启，钠离子大量内流，致使突触后膜的膜电位发生逆转，进而形成局部电流（兴奋） (4)MAOID能抑制单胺氧化酶活性，阻止5-HT被降解，增加突触间隙中5-HT的含量；SSRI能抑制5-HT转运载体的转运，减少其被转运回收，增加突触间隙中5-HT的含量，进而达到抗抑郁的作用 (5) Flu、SSA-L、SSA-M、SSA-H SSA具有抗抑郁作用，适当增加一定浓度，效果更显著 【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】（1）据图可知，5-HT可通过胞吐的方式运输到突触间隙，也能通过转运载体逆浓度梯度运回，说明5-HT进行跨膜运输的方式还有主动运输。 （2）5-羟色胺通过突触小泡运输到突触前膜，而高尔基体是细胞内囊泡运输的枢纽，所以神经细胞内存储5-羟色胺的突触小泡很可能来自高尔基体。 （3）5-HT是一种兴奋性神经递质，其与突触后膜特异性受体结合后，会引起钠离子通道开启，钠离子大量内流，致使突触后膜的膜电位发生逆转，进而形成局部电流（兴奋）。 （4）据图可知，MAOID能抑制单胺氧化酶活性，阻止5-HT被降解，增加突触间隙中5-HT的含量；SSRI能抑制5-HT转运载体的转运，减少其被转运回收，增加突触间隙中5-HT的含量，进而达到抗抑郁的作用。 （5）根据实验目的可知，Con使用的是正常小鼠，其余五组使用的是抑郁小鼠。根据实验结果可知，SSA具有抗抑郁作用，适当增加一定浓度，效果更显著，同等剂量给药SSA比氟西汀抗抑郁效果好。 图表分析类 1．【红细胞物质跨膜运输方式辨析】如图为人体成熟的红细胞运输部分物质的示意图，①～④为转运蛋白。下列相关叙述不正确的是（    ） A．膜内外葡萄糖的浓度差影响葡萄糖的运输速率 B．跨膜运输需要的能量来自Cl-顺浓度梯度运输所释放的能量 C．H2O通过蛋白③运输时不需要与其结合 D．O2浓度的大小影响④的运输速率 【答案】D 【详解】A、葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，协助扩散的运输速率受膜内外浓度差和载体数量共同影响，A正确； B、HCO3-的跨膜运输是与Cl⁻进行交换，Cl⁻是顺浓度梯度运输，HCO3-的跨膜运输利用的是Cl⁻顺浓度梯度释放的势能，不需要额外消耗ATP，B正确； C、③是水通道蛋白，根据通道蛋白的功能特点：物质通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，仅通过通道即可完成转运，因此H2O通过③运输时不需要与其结合，C正确； D、人体成熟红细胞没有线粒体，不进行有氧呼吸，ATP全部来自无氧呼吸，ATP的产生速率与O2浓度无关，因此主动运输的速率不受O2浓度影响，D错误。 2．【植物根系离子跨膜运输】茶树根系在土壤低磷、高磷条件下吸收磷元素和铝离子的方式如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．高磷条件下磷元素的跨膜运输方式属于主动运输 B．低磷条件下铝离子以自由扩散方式被根细胞吸收 C．磷元素和铝离子进入根系细胞均需转运蛋白参与 D．CsMATE介导柠檬酸分泌参与铝离子的运输 【答案】B 【详解】A、高磷条件下，磷元素逆浓度梯度（细胞内磷浓度高于土壤侧）运输，需要转运蛋白协助且消耗能量，属于主动运输，A正确； B、铝离子是带电荷的离子，无法通过自由扩散穿过磷脂双分子层，且图示显示铝离子进入根细胞需要转运蛋白的协助，不属于自由扩散，B错误； C、由图可知，磷元素的跨膜运输需要转运蛋白参与，铝离子进入根系细胞也需要转运蛋白的协助，C正确； D、由图可知，高磷条件下细胞内高浓度的磷可诱导CsMATE发挥作用，CsMATE介导柠檬酸分泌到细胞外，柠檬酸与铝离子结合后促进铝离子的转运，即CsMATE介导柠檬酸分泌参与铝离子的运输，D正确。 3．【植物体内蔗糖跨膜运输】叶肉细胞中的蔗糖运输到韧皮部薄壁细胞后，由膜上的单向载体顺浓度梯度转运到筛管-伴胞复合体（SE-CC）附近的细胞外空间中，再经膜上SU载体蛋白转运进入SE-CC（如图），而后逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。下列叙述正确的是（　　） A．蔗糖运出韧皮部薄壁细胞的方式为自由扩散 B．单向载体和SU载体均参与了蔗糖的主动运输 C．SE-CC中的蔗糖浓度远低于细胞外空间中的 D．SU载体在转运蔗糖时会发生自身构象的改变 【答案】D 【分析】由题意可知，进入韧皮薄壁细胞的蔗糖又可借助膜上的载体，顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间中，该过程为协助扩散。再经膜上SU载体蛋白转运进入SE-CC，该过程借助H+顺浓度梯度运输产生的势能，是主动运输。 【详解】A、韧皮部薄壁细胞内的蔗糖借助细胞膜上的载体，顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间中，顺浓度梯度且需要载体，该过程为协助扩散，A错误； B、韧皮部薄壁细胞内的蔗糖借助细胞膜上的单向载体，顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间中，单向载体参与了蔗糖的协助扩散，细胞外空间的蔗糖通过SU载体进入SE-CC，借助H+顺浓度梯度运输产生的势能，SU载体参与了蔗糖的主动运输，B错误； C、由图可知，H+由SE-CC到细胞外空间需要消耗能量，是主动运输，因此细胞外空间的H+浓度高于细胞内，胞外空间的蔗糖通过SU载体进入SE-CC，借助H+顺浓度梯度运输产生的势能，是主动运输，SE-CC中的蔗糖浓度高于细胞外空间中的蔗糖浓度，C错误； D、转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白在转运相关物质时，自身构象会发生改变，D正确。 故选D。 4．【肾小管上皮细胞物质转运】如图为高等哺乳动物肾小管上皮细胞与周围环境进行部分物质交换示意图，图中Na+-K+泵工作原理与Ca2+泵相似。乌本苷是Na+-K+泵抑制剂。下列叙述正确的是（    ） A．图中Cl-进入细胞间隙液的过程中，Cl-与通道蛋白结合能提高运输速率 B．图中Na+-K+泵运输Na+、K+的过程中空间结构会发生变化 C．图中细胞吸收Na+和Cl-能促进肾小管上皮细胞通过主动运输吸收H2O D．用乌本苷处理图示细胞会影响其从细胞间隙液中吸收K+而不影响其从肾小管腔中吸收Cl- 【答案】B 【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式：被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量；而主动运输既需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助。 【详解】A、图中Cl-进入细胞间隙液需要通道蛋白协助，通道蛋白运输Cl-时不和Cl-结合，A错误； B、图中Na+-K+泵为载体蛋白，载体蛋白转运物质时其空间结构会发生变化。B正确； C、肾小管上皮细胞吸收水的方式属于被动运输，C错误； D、乌本苷是Na+-K+泵抑制剂，若用乌本苷处理图示细胞，会影响Na+运出细胞，而Na+细胞内外浓度差形成的电化学势能是肾小管上皮细胞通过主动运输吸收Cl-的动力，故用乌本苷处理图示细胞会影响该细胞从肾小管腔中吸收Cl-，D错误。 故选B。 5．【海水稻离子与水分跨膜运输】“海水稻”能通过一系列跨膜运输调控机制维持细胞质基质中的低Na+水平（下图），从而适应盐碱环境。下列推测错误的是（    ） A．过程①和②都不消耗能量，但过程①的运输速率更快 B．盐胁迫下，海水稻通过增强过程⑤⑧以提高耐盐性 C．H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间结构的改变将H+释放到膜外 D．海水稻根部SOS1蛋白基因的表达水平显著高于普通水稻的 【答案】A 【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】A、由图可知①为自由扩散，②为协助扩散（通过水通道蛋白），两者都不消耗能量，但因为有通道蛋白协助，过程②的运输速率更快，A错误； B、由图可知，⑤⑧分别通过主动运输将Na+运出细胞或运入液泡，维持细胞质基质中的低Na+水平，提高耐盐性，B正确； C、由图可知，H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间结构的改变通过主动运输将H+释放到膜外，C正确； D、SOS1蛋白可将Na+运出细胞，从而维持细胞质基质中的低Na+水平以适应盐碱环境，因此海水稻根部SOS1蛋白基因的表达水平显著高于普通水稻的，D正确。 故选A。 6．【物质跨膜运输方式综合判断】(多选)图1中①～⑤表示物质进出细胞方式，甲～戊表示不同的物质或细胞结构，图2为蔗糖分子进入某植物细胞的过程示意图。下列叙述正确的有（　　） A．若图1中戊为药物运载体，则药物A属于水溶性分子 B．图2中H+出细胞的方式为主动运输，蔗糖进细胞的方式为协助扩散 C．低温处理法对图1中物质进出细胞方式都有影响，细胞呼吸抑制法对④⑤方式有影响 D．除一些不带电荷的小分子可以图1①方式进出细胞外，离子的跨膜运输须借助于膜蛋白 【答案】ACD 【详解】A、图1中戊为囊泡，药物A通过囊泡运输。囊泡内部是水环境，则A为水溶性分子，A正确； B、图2中H+出细胞是从低浓度向高浓度运输，且需要载体蛋白，消耗能量，所以H+出细胞的方式为主动运输，蔗糖进细胞是借助H+的浓度差产生的势能，需要载体蛋白，属于主动运输，B错误； C、低温会影响细胞膜的流动性以及蛋白质和酶的活性，所以对图1中①-⑤物质进出细胞方式都有影响，①②为被动运输，不需要能量；③为协助扩散，也不需要能量；④为主动运输，需要能量，⑤胞吞需要消耗能量。细胞呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸产生能量，所以细胞呼吸抑制法只对④⑤主动运输方式有影响，C正确； D、图1中①为自由扩散，一些不带电荷的小分子如氧气、二氧化碳等可以以自由扩散方式进出细胞，离子不能自由通过磷脂双分子层，其跨膜运输须借助于膜蛋白（载体蛋白或通道蛋白），D正确。 7．【红树根细胞抗盐相关物质运输】(多选)红树能够在盐胁迫逆境中正常生长，其根细胞独特的转运机制发挥了十分重要的作用。下图是红树根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图。下列叙述正确的是（　　） A．图中H+浓度大小为细胞溶胶<液泡<细胞膜外 B．图中水分子进入细胞有渗透和协助扩散两种方式 C．H+-ATP泵有转运H+的作用，同时具有ATP水解酶活性 D．细胞溶胶中的Na+运出细胞和进入液泡均为主动转运 【答案】BCD 【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、由图可见，细胞溶胶中的H+通过H+-ATP泵主动转运进入液泡，同样以主动转运方式运出细胞到细胞膜外，主动转运为从低浓度到高浓度转运，故H+浓度大小为：细胞溶胶小于液泡；细胞溶胶小于细胞膜外，但不能确定液泡和细胞膜外的浓度大小，A错误； B、图中水分子进入细胞有直接通过膜的扩散即渗透方式和通过水通道蛋白的协助扩散方式，B正确； C、H+-ATP泵有转运H+的作用，同时具有ATP水解酶活性，为主动运输提供能量，C正确； D、细胞溶胶中的Na+运出细胞和进入液泡均消耗能量，属于主动转运，D正确。 故选BCD。 8．【植物液泡参与离子转运与盐胁迫】(多选)研究表明，在盐胁迫下，大量Na+进入植物根部细胞，会使细胞内酶失活，影响蛋白质的正常合成。某些植物的根部细胞中液泡能参与抵抗盐胁迫，使细胞质基质中Na'浓度降低，示意图如下（注：NHX和H'-ATP泵是液泡膜上的转运蛋白）。下列说法正确的是（    ） A．液泡中的H+浓度高于细胞质基质中的H+浓度 B．H+-ATP泵在转运过程中会发生空间结构改变 C．抑制细胞呼吸可使NHX对Na+的运输速率降低 D．细胞液渗透压的降低有利于植物适应高盐碱环境 【答案】ABC 【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、从图中可知，液泡的pH为5.5，呈酸性，而细胞质基质接近中性，pH一般在7左右。溶液的pH越小，H+浓度越高，所以液泡中的H+浓度高于细胞质基质中的H+浓度，A正确； B、H+-ATP泵是一种载体蛋白，载体蛋白在转运物质的过程中，会与被转运物质结合，进而发生空间结构的改变，以实现物质的跨膜运输，B正确； C、由图可知，NHX对Na+的运输是利用液泡膜两侧H+的电化学梯度势能来驱动的，而H+的电化学梯度势能的维持需要H+-ATP泵消耗ATP来转运H+。抑制细胞呼吸会影响ATP的产生，从而影响H+-ATP泵的功能，使得液泡膜两侧H+的电化学梯度势能无法维持，最终导致NHX对Na+的运输速率降低，C正确； D、在高盐碱环境下，细胞外溶液浓度高，植物细胞要适应这种环境，需要提高细胞液渗透压，以增强细胞的吸水能力，而不是降低细胞液渗透压，D错误。 故选ABC。 9．【物质跨膜运输方式及影响因素】图甲是物质跨膜运输的示意图，a～d表示物质运输方式；图乙表示不同因素对物质跨膜运输速率的影响曲线。回答下列问题：      (1)图甲中生物膜的基本支架是______，在4种运输方式中，可以表示水分子运输的是______（填字母），可以表示红细胞吸收葡萄糖的是______（填字母）。 (2)图乙中①～③三条曲线所对应的运输方式中，需要转运蛋白的是______（填序号），一定需要消耗ATP的是______（填序号）。曲线③的A点氧气浓度为0而运输速率大于0，原因是______。B点后运输速率的限制因素主要是______。 (3)图乙中曲线①③与图甲中4种运输方式的对应关系是：曲线①对应图甲______（填字母），曲线③对应图甲______（填字母）。 【答案】(1) 磷脂双分子层 ac b (2) ②③ ③ 无氧呼吸可以为主动运输提供能量 载体蛋白的数量 (3) a d 【分析】图甲：a是自由扩散，b是协助扩散，c是协助扩散，d是消耗能量的主动运输；图乙中①的运输方式为自由扩散，②的运输方式协助扩散或主动运输，③的运输方式为主动运输。 【详解】（1）生物膜的基本支架是磷脂双分子层。水分子的运输方式有两种：一种是如a所示的自由扩散，另一种是如c所示的通过通道蛋白进行的协助扩散。红细胞吸收葡萄糖是通过载体蛋白进行的协助扩散（b）； （2）图乙中的三条曲线中，有饱和点的说明需要转运蛋白，如②③。受氧气浓度影响的说明需要能量如③。曲线的起点A虽然无氧气，但可以通过无氧呼吸为主动运输提供能量。B点后运输速率的限制因素是载体蛋白的数量； （3）图乙中的曲线①是自由扩散，对应图甲中的a。曲线③对应的运输方式是主动运输，对应图甲中的d。 10．【水盐调节与物质跨膜运输】水盐平衡是维持细胞形态和功能相对稳定的基础。图1是抗利尿激素（ADH）参与的水平衡调节过程，图2为醛固酮（A）参与盐平衡调节的部分机制。回答下列问题：    (1)ADH和醛固酮的受体分别位于细胞的_________、_________。 (2)图1中，在_________的情况下，ADH分泌增加，其通过______________来增强肾小管细胞对水分的重吸收能力。与图1水分子从甲侧进入细胞的方式相比，水分子通过自由扩散方式进入细胞的速率_________（填“慢”“基本一致”或“快”）。 (3)图2中，肾小管细胞上的Na+道只能特异性的允许Na+过的原因是_________。醛固酮通过调控_________，进而合成_________和线粒体中的相关蛋白。Na+-K+泵具有的功能是__________________。 【答案】(1) 细胞膜 细胞质 (2) 细胞外液渗透压较高 促进水通道蛋白转移到细胞膜，增加细胞膜上水通道蛋白数量 慢 (3) Na⁺与Na⁺通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜 相关基因的表达 Na⁺通道蛋白、Na⁺—K⁺泵 运输Na⁺、K⁺，催化ATP水解（运输和催化） 【分析】1、当机体失水过多、饮水不足、食物过咸时，细胞外液渗透压升高，下丘脑渗透压感受器受到的刺激增强，致使抗利尿激素分泌量增加，肾小管和集合管对水的重吸收作用增强。 2、当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌醛固酮，促进肾小管和集合管对Na+ 的重吸收，维持血钠含量的平衡。 【详解】（1）由图1可知，抗利尿激素的受体位于细胞膜，由图2可知，醛固酮的受体位于细胞的细胞质。 （2）细胞外液渗透压升高时，会促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加，从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少了尿量的排出，保留了体内的水分，使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常； 由图可知，ADH与肾小管上皮细胞细胞膜上的受体特异性结合后，会导致肾小管上皮细胞中的水通道蛋白相细胞膜移动，增加膜上水通道蛋白的数量，进而增强了肾小管、集合管对水的重吸收； 图1中甲侧水分子进入细胞的方式需要水通道蛋白的协助，属于协助扩散，水分子通过自由扩散方式进入细胞的速率比协助扩散通过细胞的速率慢。 （3）图2中，Na+通过Na+通道被肾小管细胞重吸收，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，因此通道蛋白具有特异性，即Na+道只能特异性的允许Na+过； 由图2可知，醛固酮与细胞质中受体R特异性结合形成AR后，AR会将信息传递至细胞核调控相关基因的转录，进而调控相关基因的表达，相关基因表达后合成相关蛋白质，这些蛋白质包括Na+通道蛋白、线粒体中的蛋白质以及Na+-K+泵；由图可知，Na+-K+泵可使肾小管上皮细胞排出钠、吸收钾，同时还可以催化ATP水解。 11．【植物根系钾离子运输方式探究】钾是植物生长发育所需的关键元素，外界K+浓度和其他环境因素会影响植物对K+的吸收。为探究水稻吸收K+的运输方式，某小组对水稻根细胞进行不同处理，实验结果如下表。 实验组别 培养液中K+浓度（mmol/L） 培养温度（℃） 呼吸抑制剂（2，4-二硝基苯酚） K+运输速率（μmol·h-1·g-1） ① 5 37 无 4.1 ② 20 37 无 4.5 ③ 20 10 有 1.6 ④ 20 37 有 1.8 回答下列问题。 (1)据实验结果可知细胞吸收K+的运输方式主要是______，结合物质跨膜运输特点分析①、②组实验中K+运输速率差异不大的原因是_________。 (2)为探究低温（10℃）对水稻吸收K+的影响，还需增设一组实验，该实验组的处理是_________，结合所学知识分析低温可通过影响_________从而影响细胞对K+的吸收速率。 (3)进一步研究水稻吸收K+的机制发现，将水稻长期种植在低钾环境中，控制细胞膜上K+转运蛋白合成的A基因表达量会增大以满足水稻对钾的需求。据此推测A基因控制性状的方式是_________，进一步说明生物的性状是由_________决定的。 【答案】(1) 主动运输 ①、②组实验中K+的主动运输主要受细胞能量供应和膜上载体蛋白数量限制 (2) 培养液中K+浓度为20mmol/L，培养温度为10℃，不加入呼吸抑制剂/温度为10℃，其他条件和②相同/不加入呼吸抑制剂，其他条件与③相同 膜的流动性和细胞内酶的活性 (3) 通过控制K+转运蛋白的合成直接控制生物体的性状 环境因素和基因 【详解】（1）根据实验结果，实验组④加入呼吸抑制剂后，K+运输速率明显降低，由此可知细胞吸收K+需要消耗能量，所以运输方式主要是主动运输。 对于①、②组实验，①组培养液中K⁺浓度为5mmol/L，②组为20mmol/L，而K+运输速率差异不大，结合物质跨膜运输特点分析，是因为①、②组实验中K+的主动运输主要受细胞能量供应和膜上载体蛋白数量限制。 （2）为探究低温（10℃）对水稻吸收K⁺的影响，需要设置对照实验，遵循单一变量原则，该实验组的处理是培养液中K+浓度为20mmol/L，培养温度为10℃，不加入呼吸抑制剂/温度为10℃，其他条件和②相同/不加入呼吸抑制剂，其他条件与③相同。 因为低温会影响膜的流动性和细胞内酶的活性，所以低温可通过影响这些方面从而影响细胞对K+的吸收速率。 （3）A基因控制细胞膜上K+转运蛋白的合成，据此推测A基因控制性状的方式是通过控制K+转运蛋白的合成直接控制生物体的性状。将水稻长期种植在低钾环境中，A基因表达量增大以满足需求，这进一步说明生物的性状是由基因和环境因素共同决定的。 12．【肾小管葡萄糖跨膜运输与应用】肾脏重吸收葡萄糖对维持血糖相对稳定发挥着重要作用。图Ⅰ为肾脏对葡萄糖重吸收示意图，GLUT和SGLT均为转运葡萄糖的载体蛋白，SGLT包括SGLT1和SGLT2两种类型，原尿中约90%的葡萄糖的重吸收由SGLT2转运完成。回答下列问题。 (1)葡萄糖从肾近端小管的管腔侧通过_______（运输方式）进入肾近端小管细胞。若抑制Na+/K+－ATP酶的活性，肾脏对葡萄糖的重吸收能力会________（填“增强”或“减弱”）。 (2)研究发现，在糖尿病患者中SGLT含量较高，据此推测，研发抑制________（填“SGLT1”或“SGLT2”）的药物作为降糖药物更有优势。临床实验表明，长期过量使用该药物后，糖尿病患者可能出现尿量________（填“增多”或“减少”）以及细菌性泌尿系统感染风险增加等症状，出现上述症状的原因是________。 (3)科研人员研发了另一种新型降血糖药物X，为比较该药物和SGLT抑制剂的降血糖效果，科研人员将患病程度相同的糖尿病患者均分为甲、乙、丙三组，乙、丙组每日分别使用等量的SGLT抑制剂和药物X治疗。三组患者均科学饮食、适量运动，根据血糖情况调整胰岛素使用剂量，使患者血糖值均稳定在正常血糖范围内，结果如图Ⅱ所示。 ①该实验中甲组的处理方法是_______。 ②结合以上信息推测，下列关于药物X的说法合理的有_______。 A．药物X比SGLT抑制剂具有更强的降血糖效果，可减少患者对外源胰岛素的需求 B．药物X可能促进胰岛素受体基因的表达使受体空间结构改变，活性增强 C．药物X可能增强组织细胞摄取、储存和利用葡萄糖的能力 D．药物X可能抑制肝糖原分解和非糖物质转化成葡萄糖 E．药物X可能增强肾近端小管细胞膜上GLUT转运葡萄糖的能力 【答案】(1) 主动运输 减弱 (2) SGLT2 增多 SGLT2抑制剂抑制肾脏重吸收葡萄糖，使原尿中的葡萄糖浓度增加，渗透压增大，从而使肾小管和集合管重吸收水减少，尿量增多；尿液中葡萄糖浓度升高，为细菌繁殖提供了营养，从而增加了泌尿系统感染的风险 (3) 使用等量的生理盐水 ACD 【详解】（1）葡萄糖通过SGLT与 Na⁺协同转运进入肾近端小管细胞，需要依赖 Na⁺浓度梯度供能，属于主动运输。 Na⁺/K⁺－ATP 酶的作用是维持细胞内外 Na⁺浓度差，为葡萄糖协同转运提供动力；抑制其活性，Na⁺梯度被破坏，葡萄糖重吸收减弱。 （2）题干明确：原尿中约 90% 葡萄糖由 SGLT2 重吸收，因此抑制SGLT2降糖效果更强。 葡萄糖重吸收减少→肾小管液渗透压升高→水重吸收减少→尿量增多。 尿液葡萄糖浓度高→细菌易滋生→泌尿系统感染风险上升。 （3）①实验遵循对照原则，甲组为空白对照组，不使用降糖药，只给等量生理盐水，其他条件一致。 ②A、药物X比SGLT抑制剂能让患者使用更少的胰岛素，说明它降血糖效果更强，可减少患者对外源胰岛素的需求，A合理； B、药物X作用后胰岛素用量减少，无法推测它能改变胰岛素受体空间结构，B不合理； C、组织细胞摄取、储存和利用葡萄糖的能力增强，会降低血糖，减少胰岛素的使用，C合理； D、抑制肝糖原分解和非糖物质转化成葡萄糖，能减少血糖来源，降低血糖，减少胰岛素使用，D合理； E、增强肾近端小管细胞膜上GLUT转运葡萄糖的能力会增加肾脏对葡萄糖的重吸收，不利于降血糖，E不合理。 实验探究类 1．【 植物离子和水分跨膜运输】干旱是影响植物生长的重要因素，在干旱条件下，植物调节气孔的开闭是适应干旱环境的生理特征之一。气孔是由保卫细胞以及孔隙所组成的结构，气孔的开闭与保卫细胞的吸水和失水有关，保卫细胞吸水时气孔开放，失水时气孔关闭。保卫细胞的细胞膜上有 K⁺转运蛋白BLINK1，光照是诱导信号，能调节气孔的开启和关闭，科学家研究拟南芥叶片气孔及其开闭调节机制如图所示。回答下列问题：    (1)当保卫细胞细胞液的渗透压___________(填“大于”、“小于”或“等于”)外界溶液的渗透压时，气孔开放。在气孔开放过程中，保卫细胞吸水能力会逐渐___________。研究发现少部分水可直接通过磷脂双分子层进入保卫细胞，大部分水分进入保卫细胞需要细胞膜上的水通道蛋白的参与，不需要细胞供能，推测水进入保卫细胞的方式有___________。 (2)分析图可知，保卫细胞吸收外界溶液中的 K⁺的方式为____________。BLINK1 可以调节气孔的开启，原因是_________________________。 (3)在坐标系中绘出保卫细胞吸收K⁺的速率和( O2的相对浓度的关系曲线。    ___________ (4)某小组利用干旱环境中生长的拟南芥抗旱突变株(uxs)和野生型(WT)植株作为材料，欲通过实验研究在干旱环境中生长的 WT植株和 uxs植株的叶绿素含量的差异，简要写出实验思路：________ 【答案】(1) 大于 减弱 自由扩散、协助扩散 (2) 主动运输 BLINK1 能协助K⁺进入细胞，提高细胞液的渗透压，导致保卫细胞吸水，气孔开放 (3)   (4)给予拟南芥抗旱突变株(uxs)和野生型(WT)植株干旱处理，一段时间后提取并分离两种植株相同部位叶片的光合色素, 比较两组滤纸上从上到下第3、4条色素带(叶绿素)的宽度。 【分析】气孔是植物与外界进行气体交换的门户，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，保卫细胞吸水膨胀，气孔张开；当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，保卫细胞失水，气孔关闭。 【详解】（1）据题干可知，保卫细胞吸水时气孔才开放，即只有当保卫细胞细胞液的渗透压大于外界溶液时，保卫细胞才吸水，此时气孔开放。气孔开放过程中，由于保卫细胞吸水导致细胞液浓度降低，所以细胞吸水能力减弱。少部分水可直接通过磷脂双分子层进入保卫细胞，说明水进入保卫细胞的方式为自由扩散；同时大部分水分进入保卫细胞需要细胞膜上的水通道蛋白的参与，是借助于通道蛋白，且不消耗能量，所以进入细胞的方式为协助扩散。 （2）由图可知，K⁺从胞外进入到胞内，需要借助于转运蛋白BLINK1，且消耗ATP，因此K⁺进入保卫的方式为主动运输。BLINK1是运输K⁺的转运蛋白，通过将K⁺运到胞内，导致细胞液的渗透压升高，保卫细胞吸水能力增强，气孔开放。 （3）K⁺进入保卫细胞的方式为主动运输，需要ATP水解为其提供能量，而O2浓度影响细胞呼吸，细胞呼吸产生ATP，为保卫细胞吸收K+提供能量。所以O2的相对浓度与K+吸收速率呈正相关，又因O2浓度为0时细胞可以进行无氧呼吸产生ATP，所以O2浓度为0时，K+吸收速率不为0，曲线不与原点相交。曲线图如下：   （4）实验目的是：研究在干旱环境中生长的WT和uxs的叶绿素含量存在差异，故实验的自变量为实验材料的不同，即抗旱突变株(uxs)和野生型(WT)，因变量为叶绿素含量。因此实验思路为：先给予拟南芥抗旱突变株(uxs)和野生型(WT)植株干旱处理，取同等重量、相同部位的两种植物叶片，通过分离色素实验，观察滤纸条上从上到下第3、4条色素带(叶绿素)的宽度。 2．【氯离子转运与膜蛋白功能】囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病，如图表示正常人和囊性纤维化患者CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。回答下列问题： (1)图中所示细胞膜的基本支架是__________。H2O的跨膜运输除图示方式外，还可以借助细胞膜上水通道蛋白以________方式进出细胞，两种方式的共同点是________________（答出两点），其中通道蛋白只允许与自身通道的________相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。 (2)图中正常CFTR蛋白的作用可体现蛋白质具有________功能。囊性纤维化患者，由于CFTR蛋白异常关闭，氯离子转运减少，________向膜外扩散的速度减慢，导致覆盖于肺部上皮细胞表面的黏液不能被稀释，造成细菌感染。 (3)研究人员发现药物尼莫地平会影响CFTR蛋白转运功能，为此构建了一种表达CFTR蛋白的细胞模型，并通过检测细胞外氯离子浓度变化来间接反映CFTR蛋白的功能，实验处理和结果如下表格： 组别 处理 胞外氯离子增加百分比（%） A ？ 0 B 10μM尼莫地平溶液 40 C 20μM尼莫地平溶液 70 D 20μM尼莫地平溶液+CFTR蛋白抑制剂 5 注：μM是物质的量浓度单位 ①本实验对照组A的处理方式是____________； ②由实验结果可知，尼莫地平对CFTR蛋白的影响是_________。 【答案】(1) 磷脂双分子层 协助扩散 顺浓度梯度运输、不消耗能量 直径和形状 (2) 运输和催化 H2O/水 (3) 加入等量的生理盐水 尼莫地平能促进CFTR蛋白的功能，且在一定范围内，随浓度增加促进作用增强 【分析】分析题图：图示表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。功能正常的CFTR蛋白能协助氯离子转运至细胞外，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释；功能异常的CFTR蛋白不能协助氯离子转运至细胞外，导致肺部细胞表面的黏液不断积累。 【详解】（1）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。 H2O的跨膜运输除了图示的自由扩散方式外，还可以借助细胞膜上水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。 自由扩散和协助扩散这两种方式的共同点是顺浓度梯度运输、不消耗能量。 通道蛋白允许与自身直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，体现通道蛋白的特异性。 （2）图中正常CFTR蛋白能协助氯离子进行跨膜运输，体现了蛋白质具有运输功能，同时正常CFTR蛋白还能催化ATP的水解，体现了蛋白质具有催化功能，因此图中正常CFTR蛋白的作用可体现蛋白质具有运输和催化功能。 囊性纤维化患者由于CFTR蛋白异常关闭，氯离子转运减少，而氯离子运输与H2O向膜外扩散有关，所以H2O向膜外扩散的速度减慢，导致覆盖于肺部上皮细胞表面的黏液不能被稀释，造成细菌感染。 （3）①本实验是探究药物尼莫地平对CFTR蛋白转运功能的影响，对照组应遵循单一变量原则，除了不添加尼莫地平外，其他条件应与实验组一致。所以对照组A的处理方式是加入等量的生理盐水。 ②与对照组 A（0%）相比，B 组（10μM 尼莫地平）胞外氯离子增加 40%，C 组（20μM 尼莫地平）增加 70%，说明尼莫地平能促进 CFTR 蛋白转运氯离子的功能，且浓度越高，促进作用越强。D 组在20μM尼莫地平基础上加入CFTR蛋白抑制剂，胞外氯离子增加仅 5%，远低于C组，说明尼莫地平的作用依赖于 CFTR 蛋白的活性，进一步验证了它对 CFTR 蛋白功能的促进效应。 综上，尼莫地平对 CFTR 蛋白的影响是：能促进 CFTR 蛋白转运氯离子的功能，且在一定浓度范围内，浓度越高促进作用越强。 3．【离子运输、质壁分离及水运输探究】作为新疆著名的“水稻之乡”，喀什帕哈太克里乡依托泉水资源和耐盐碱水稻品种，成功种植海水稻。与传统耐盐碱水稻相比，海水稻具备更为优良的耐盐碱性，能在土壤盐分为3‰~12‰、pH为8以上的中重度盐碱地生长。下图是与海水稻耐盐碱性相关的生理过程示意图（●代表某种转运蛋白）。请回答下列问题： (1)据图分析，进入细胞和液泡的运输方式分别是________、________。 (2)海水稻根细胞的细胞膜外面还有一层细胞壁，但细胞壁的伸缩性比生物膜小。当细胞液的浓度______（填“高于”或“低于”）土壤溶液的浓度时，根细胞就会失水。当细胞不断失水时，成熟的根细胞会逐渐发生质壁分离，即____（填“细胞质”或“原生质层”）与细胞壁逐渐分离开来。 (3)普通水稻不能在盐碱地生长的原因是________________。海水稻通过调节相关物质的运输，______（填“增大”或“减小”）细胞液的渗透压，有利于细胞吸水，从而提高其耐盐碱性。 (4)甲同学认为海水稻根细胞吸水方式是自由扩散，乙同学认为是协助扩散和自由扩散。现有若干生理状态相同的海水稻根细胞原生质体（已去除细胞壁的植物细胞）、清水、水通道蛋白抑制剂等实验材料。请完善下列实验设计方案，并预期结果及结论，以确定哪位同学的观点正确。 实验方案： ①将若干生理状态相同的海水稻根细胞原生质体随机均分为甲、乙两组，甲组不做处理，乙组__________； ②将甲、乙两组原生质体同时放入等体积的清水中； ③用一定方法观察并记录两组原生质体胀破所用时间。 预期结果及结论： 若_________，则甲同学观点正确； 若_____，则乙同学观点正确。 【答案】(1) 协助扩散 主动运输 (2) 低于 原生质层 (3) 土壤溶液浓度大于细胞液浓度，根细胞失水死亡，使植株不能存活 增大 (4) 用水通道蛋白抑制剂处理 甲组、乙组原生质体胀破所用时间相同 甲组原生质体胀破所用时间比乙组短 【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）结合图示可知：进入细胞是顺浓度梯度进行的，且需要载体蛋白，为协助扩散；H+借助转运蛋白NHX顺浓度梯度从液泡内运输到细胞质基质形成的势能，为Na+从细胞质基质运输到液泡内提供了动力，所以Na+以主动运输进入液泡。 （2）海水稻根细胞的细胞膜外面还有一层细胞壁，但细胞壁的伸缩性比生物膜小。当细胞液的浓度“低于”土壤溶液的浓度时，根细胞就会失水。当细胞不断失水时，成熟的根细胞会逐渐发生质壁分离，即原生质层与细胞壁逐渐分离开来，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。 （3）普通水稻不能在盐碱地生长的原因是盐碱地中土壤溶液浓度大于细胞液浓度，根细胞失水死亡，使植株不能存活。海水稻通过调节相关物质的运输，如钠离子进入液泡，进而“增大”细胞液的渗透压，有利于细胞吸水，从而提高其耐盐碱性。 （4） 自由扩散和协助扩散的区别在于是否需要转运蛋白。因此，实验的自变量为水通道蛋白的有无，由于细胞壁被破坏，不再有支撑和保护作用，所以可以通过观察根细胞吸水到最后原生质体胀破所用时间。故实验组乙组用水通道蛋白抑制剂处理，使水通道蛋白失去活性。若为协助扩散，则乙组细胞吸水受到影响，原生质体胀破所用时间比甲组长，若为自由扩散，则两组都不受影响，甲、乙组原生质体胀破所用时间相同。即相关操作为： ①将若干生理状态相同的海水稻根细胞原生质体随机均分为甲、乙两组，甲组不做处理，乙组作为实验组，用水通道蛋白抑制剂处理；②将甲、乙两组原生质体同时放入等体积的清水中；③用一定方法观察并记录两组原生质体胀破所用时间。 预期结果及结论： 若甲组、乙组原生质体胀破所用时间相同，则甲同学观点正确； 若甲组原生质体胀破所用时间比乙组短，则乙同学观点正确。 4．【跨膜运输方式判断与实验】如图一是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，允许相应的离子通过，甲乙代表细胞膜的组成成分，a~d代表不同物质，①~④代表不同的物质运输方式。图二表示物质通过膜的运输速率（纵坐标）随环境中O2浓度变化的情况，请据图回答： (1)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是________。 (2)用呼吸作用抑制剂处理蟾蜍心肌细胞，Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响，则这些物质的运输方式是________（填序号）。 (3)若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少，但K+、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了图一中所示的________的活动。 (4)图2中曲线BC段的限制因素是_______。 (5)盐角草是世界上最著名的耐盐植物，它能生长在含盐量高达0.5%-6.5%高浓度潮湿盐沼中。为探究盐角草从盐土（土壤）中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，设计了如下实验： ①实验步骤： a.取________的盐角草幼苗植株，随机均分为两组，编号为甲组、乙组。将两组幼苗分别放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中进行培养。 b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组________。一段时间后测甲乙两组植物对Ca2+、K+的吸收速率。 ②实验结果及结论： a.若两组植物对Ca2+、K+的吸收速率相同，则说明________。 b.若________则说明盐角草从盐土中吸收盐分的方式是主动运输。 【答案】(1)协助扩散 (2)④ (3)乙载体蛋白或载体蛋白 (4)载体蛋白的数量 (5) 生长状况良好且相同 完全抑制呼吸（或抑制呼吸作用，或加入呼吸抑制剂） 盐角草从土壤中吸收盐是被动运输 甲组植株对Ca2+、K+的吸收速率明显大于乙组 【分析】据图分析，①过程不需要载体和能量，属于自由扩散；②、③过程需要载体不需要能量，属于协助扩散；④过程需要载体和能量，属于主动运输。 【详解】（1）经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，据图可知，方式②通过离子通道运输物质，故其跨膜运输的方式是协助扩散。 （2）用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，抑制后缺少能量供应，Ca2+、K+等物质吸收均受到显著的影响，可以判断这些物质的运输方式均为主动运输（④）。 （3）若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少，但K+、C6H12O6的吸收不受影响，说明主动运输所需能量供应正常，故最可能的原因是该毒素抑制了图一中所示的转运Ca2+的乙（载体蛋白）的活动。 （4）图 2中BC 段，O2浓度增加但运输速率不再上升，说明能量不再是限制因素，此时限制因素是细胞膜上载体蛋白的数量。 （5）①主动运输消耗能量，而被动运输不消耗能量，可设计两组实验来探究盐角草从土壤中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，实验要遵循单一变量原则，故实验步骤为：取生长状况良好且相同的盐角草幼苗植株，随机均分为两组，编号为甲组、乙组。将两组幼苗分别放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中进行培养；甲组（或：乙组）给予正常的呼吸条件，乙组（或：甲组）完全抑制呼吸；一段时间后，测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。 ②实验结果及结论：若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明盐角草从土壤中吸收无机盐的方式不受能量的影响，说明不消耗ATP，故其运输方式为被动运输；若甲组植株对Ca2+、K+的吸收速率明显大于乙组，说明盐角草从土壤中吸收无机盐的方式受到能量的影响，说明消耗ATP，故其运输方式为主动运输。 5．【运输曲线分析与实验验证】细胞膜这一边界控制着不同物质进出细胞。图甲是物质跨膜运输的各种运输方式示意图（I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表相应的运输方式），图乙表示与之有关的生命活动的曲线。回答以下问题： (1)若图乙横轴代表被转运小分子的浓度，则P点以后，物质运输速率（v）不再增加的原因可能是_________（答出1点）。若图乙横轴代表能量供应，则该物质运输方式对应图甲中的_________（从“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”、”Ⅳ”中选填）。 (2)为探究某强耐盐植物从土壤中吸收某无机盐的方式是甲图中的方式Ⅰ还是方式Ⅲ，科研者设计如下实验： ①将生长状况正常且相同的该种植物随机均分为两组，放在适宜浓度且含有Ca2+的溶液中进行培养。 ②A组给予正常呼吸，B组给予呼吸抑制剂（抑制细胞的呼吸作用，影响能量供应）处理。 ③一段时间后检测该无机盐的吸收速率。 请预测实验结果及相应结论： ①若A组和B组的无机盐吸收速率相同，则说明_____________； ②若________________，则说明________________。 【答案】(1) 转运蛋白数量饱和、细胞内化学反应所释放的能量有限 Ⅲ (2) 该植物吸收该无机盐的方式为被动运输 A组的无机盐吸收速率高于B组 该植物吸收该无机盐的方式为主动运输 【分析】据图乙分析，若图乙的横轴代表被转运分子的浓度，图乙表示协助扩散时，影响物质运输速率的因素有载体蛋白的数量；图乙表示主动运输时，影响物质运输速率的因素有载体蛋白的数量和细胞内化学反应所释放的能量。若图乙横轴表示能量供应，则该物质的运输速率除了受到能量的影响，还受到载体蛋白数量的限制为主动运输，对应图甲的Ⅲ。 【详解】（1）若图乙横轴代表被转运小分子的浓度，则可表示协助扩散或者主动运输，图乙表示协助扩散时，影响物质运输速率的因素有载体蛋白的数量。图乙表示主动运输时，影响物质运输速率的因素有载体蛋白的数量和细胞内化学反应所释放的能量。所以P点以后，物质运输速率（v）不再增加的原因可能是转运蛋白数量饱和、细胞内化学反应所释放的能量有限，若图乙横轴代表能量供应，则该物质运输方式对应图甲中的Ⅲ（主动运输）。 （2）欲探究植物吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，可以选择“是否需要能量”作为实验的自变量分析，因为主动运输需要消耗能量，而被动运输不消耗能量；生命活动所需能量来自细胞呼吸，可以通过控制细胞呼吸达到目的，所以B组实验抑制细胞呼吸，一段时间后检测两组植株对Ca2+的吸收速率，若A组和B组的无机盐吸收速率相同，则说明该植物吸收该无机盐的方式为被动运输，若A组的无机盐吸收速率高于B组，则说明该植物吸收该无机盐的方式为主动运输。 6．【运输方式辨析与实验设计】图1是人甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，图2甲乙分别代表离体心肌细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率，据图回答问题。 (1)甲状腺细胞内的碘浓度远远高于血浆中碘浓度，这表明图1中①过程跨膜运输的方式是_________，该过程与图2中甲的运输方式主要区别有_________（写出两点即可）。该细胞合成的甲状腺球蛋白分泌至细胞外的方式是_________。 (2)王同学认为b物质的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。为确定b物质的跨膜运输方式，请完成以下实验思路、预期结果和结论。 实验思路： ①将生理状况相同的某动物离体心肌细胞平均分为两组，放入适宜浓度含b的培养液中； ②甲组细胞给予正常呼吸条件，乙组细胞_________； ③其他条件_________，培养一段时间后分别测定心肌细胞对b物质的吸收速率。 实验结果及结论： ①若甲组对b物质的吸收速率_________（填“大于”“等于”或“小于”）乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输； ②若甲组对b物质的吸收速率_________（填“大于”“等于”或“小于”）乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。 【答案】(1) 主动运输 逆浓度梯度运输、需要载体蛋白、需要消耗能量 胞吐 (2) 抑制呼吸 相同且适宜 大于 等于 【分析】1、根据图1分析，①表示主动运输碘离子。 2、分析图2，甲的运输速度与细胞外浓度呈正比，表示自由扩散；而乙过程在一定范围内与浓度差有关，达到最大速率时，不随浓度的增加而加快，说明载体的数量是有限的，可以表示主动运输或协助扩散。 【详解】（1）由题意可知：细胞内的碘浓度高于细胞外，但碘还能从细胞外进入到细胞内，说明碘是逆浓度梯度进入细胞，为主动运输；图2的甲的运输速度与浓度梯度呈正比，表示自由扩散。与自由扩散相比，主动运输的特点是：逆浓度梯度运输、需要载体蛋白参与、需要消耗能量。甲状腺球蛋白属于分泌蛋白，其通过胞吐分泌至细胞外。 （2）协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。能量主要由呼吸作用提供，故实验设计的自变量是是否正常呼吸，因变量是细胞对b的吸收速率，设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。 故实验思路为：将生理状况相同的某动物离体心肌细胞平均分为两组，放入适宜浓度含b的培养液中；甲组细胞给予正常呼吸条件，乙组细胞抑制呼吸，将甲乙两组心肌细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定心肌细胞对b物质的吸收速率。 实验结果及结论：若甲组心肌细胞对b物质的吸收速率大于乙组，说明氧气的供应（能量的产生）对于物质b有影响，b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组心肌细胞对b物质的吸收速率大致相等，说明物质b的运输与能量无关，是协助扩散。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．用2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列表述中不正确的是（    ）    A．该细胞不可能是根尖分生区的细胞 B．AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 C．BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡 D．用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液，可得到类似的结果 【答案】C 【分析】能发生质壁分离和复原的细胞是成熟的（具有大液泡）活的植物细胞，植物细胞能否发生质壁分离的自动复原与溶液中溶质的种类有关，常见的能使得植物细胞发生质壁分离自动复原的外界溶液有KNO3溶液、乙二醇溶液、氯化钠溶液、葡萄糖溶液和尿素溶液。 【详解】A、能发生质壁分离和复原的细胞是成熟的（具有大液泡）活的植物细胞，根尖分生区细胞无大液泡，不能发生如图所示的质壁分离，故不可能为根尖分生区细胞，A正确； B、AB段原生质层的相对体积减少，说明细胞失水，细胞液浓度在逐渐增大，B正确； C、BC段原生质体的体积逐渐变大，说明细胞在吸水，是活细胞，C错误； D、KNO3溶液的离子也可以进入细胞液，可得到类似乙二醇溶液的结果，D正确。 故选C。 2．当你连续吃咸菜时，你的口腔黏膜会有干涩的感觉。其原因是（    ） A．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞失水 B．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞失水 C．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水 D．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞吸水 【答案】B 【分析】水分进出细胞的方式是被动运输，当动物细胞质的浓度大于环境溶液的浓度时，细胞吸水；反之则失水。 【详解】连续吃咸菜，使口腔中液体浓度增大，口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞失水，因此会有干涩的感觉，即B符合题意。 故选B。 3．用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（    ） A．细胞用盐酸水解后，再观察质壁分离现象 B．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C．用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象 D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能 【答案】B 【分析】质壁分离的原理：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。质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 【详解】A、细胞用盐酸水解后会导致细胞死亡，不再具有活性，不会发生质壁分离，A错误； B、细胞吸水膨胀后由于细胞壁的伸缩性较小，使细胞不会破裂，B正确； C、适宜浓度的蔗糖溶液处理细胞，可发生质壁分离现象，但用较低浓度的蔗糖溶液处理细胞，该细胞可能不会失水而不能观察到质壁分离现象，C错误； D、当质壁分离不能复原时，说明细胞失水过多而死亡，则细胞不再具有正常的生理功能，D错误。 故选B。 4．大肠杆菌的抗酸系统由谷氨酰胺酶（YbaS）、两种谷氨酸脱羧酶（GadA和GadB）和氨基酸反向转运蛋白（GadC）组成。如下图所示，致病性大肠杆菌经过胃内极酸环境时，会启动抗酸系统来维持细胞内的酸碱度。下列叙述错误的是（    ）    A．GadA和GadB都可分解谷氨酸形成GABA消耗大肠杆菌细胞内的H＋ B．图示中的物质转运过程体现了生物膜的选择透过性 C．GadC可以同时运输谷氨酸和谷氨酰胺或GABA而不具有专一性 D．抑制YbaS的活性为寻找肠道致病菌的抗生素提供了新思路 【答案】C 【分析】题图分析：大肠杆菌细胞内谷氨酰胺在YbaS催化作用下生成谷氨酸，谷氨酸和H+在GadA和GadB催化作用下形成GA-BA，从而维持细胞内的酸碱度。 【详解】A、由图示可知，大肠杆菌细胞内的GadA和GadB两种酶可催化谷氨酸和H+形成GABA，A正确； B、图中物质跨膜运输需要转院蛋白的协助，体现了细胞膜的选择透过性，B正确； C、GadC可以同时运输谷氨酸和谷氨酰胺或GABA，但不能运输其他物质，说明GadC具有专一性，C错误； D、抑制YbaS的活性可影响谷氨酰胺转化为谷氨酸，为寻找肠道致病菌的抗生素提供了新思路，D正确。 故选C。 5．NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-会的吸收由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NH4+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（　　） A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B．NO3-会通过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NO3-会加重铵毒 D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 【答案】B 【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式：被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体的协助，但不需要消耗能量：而主动运输既需要消耗能量，也需要载体的协助。 【详解】A、由题干信息可知，NH4+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误； B、由图上可以看到，NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以NO3-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； C、铵毒发生后，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3-，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； D、据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输H+属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。 故选B。 6．蓝光引起植物气孔开放主要是蓝光激活蓝光受体，驱动保卫细胞质膜上的H+-ATP酶活化，H+释放到细胞外，建立质膜内外的H+浓度梯度。在H+浓度梯度的驱动下K+进入保卫细胞，从而使保卫细胞吸水膨胀导致气孔开放。下列叙述正确的是（    ） A．H+-ATP酶跨膜转运H+所需的能量直接由蓝光提供 B．H+-ATP酶既可以运输H+又可以催化ATP的水解不能体现专一性 C．H+浓度梯度的驱动下K+进入保卫细胞属于主动运输 D．在气孔逐渐张开的过程中，保卫细胞的渗透压逐渐升高 【答案】C 【分析】主动运输的特点是：逆浓度梯度、需要载体蛋白的协助、需要消耗能量。主动运输的能量来源可以是ATP水解释放的能量，也可能来源于膜两侧离子浓度梯度引起的电化学势能。 【详解】A、H+-ATP酶逆浓度梯度跨膜转运H+所需的能量由ATP水解提供，A错误； B、H+-ATP酶既可以运输H+又可以催化ATP的水解能体现专一性，B错误； C、H+浓度梯度的驱动下K+进入保卫细胞，需要载体蛋白协助，需要消耗能量，属于主动运输，C正确； D、在气孔逐渐张开的过程中，有利于吸收水分，这样使保卫细胞的细胞液的渗透压降低，D错误。 故选C。 7．质壁分离和复原是植物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（    ） A．原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 B．将处于质壁分离的细胞放在清水中，原生质层都能恢复原状 C．质壁分离的原因之-是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性 D．施肥过多引起的“烧苗”现象与植物细胞失水发生质壁分离有关 【答案】B 【分析】质壁分离的原因分析：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。 【详解】A、原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，原生质层相当于-层半透膜，A正确； B、若外界溶液浓度过大，细胞过度失水死亡时，处于质壁分离的细胞放在清水中，原生质层不恢复原状，B错误； C、质壁分离过程中细胞失水，细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，故发生质壁分离，C正确； D、施肥过多引起的“烧苗”现象是由于环境中渗透压高，细胞大量失水，与质壁分离有关，D正确。 故选B。 8．某些细胞表面有气味受体OR5，该蛋白质由四个亚基构成。一般情况下，四个亚基间的缝隙中为468号氨基酸残基（R基为非极性）。OR5的另外一侧与气味分子（如丁香酚）结合，结合后局部结构发生旋转，468号氨基酸残基发生了移动，使467号氨基酸残基（R基为极性）转到了缝隙中。此时OR5的结构恰好允许阳离子顺浓度通过。OR5离子通道关闭（左）、打开（右）的结构如下图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．呼吸作用增强有利于提高OR5的运输效率 B．形成肽链时467、468号氨基酸的R基间并未发生脱水缩合 C．缝隙中R基极性的改变是OR5允许离子通过的原因之一 D．该离子通道的开闭是由丁香酚或其他类似气味分子的结合控制的 【答案】A 【分析】结合题干和图示可分析，OR5的另外一侧与气味分子（如丁香酚）结合，结合后局部结构发生旋转，468号氨基酸残基发生了移动，使467号氨基酸残基（R基为极性）转到了缝隙中，据此可推测离子通道打开的原因是缝隙中R基极性的改变。 【详解】A、根据题干信息“OR5的另外一侧与气味分子（如丁香酚）结合，结合后局部结构发生旋转，468号氨基酸残基发生了移动，使467号氨基酸残基（R基为极性）转到了缝隙中。此时OR5的结构恰好允许阳离子顺浓度通过”可知，OR5运输阳离子的方式为协助扩散 ，故呼吸作用增强并不会提高OR5的运输效率，A错误； B、形成肽链时467、468号氨基酸之间连接中心碳原子的氨基和羧基之间发生脱水缩合，而R基间没有发生脱水缩合，B正确； C、题中显示，468位氨基酸残基（R基为非极性）发生旋转，使R基极性的467号氨基酸残基转到了缝隙中，进而导致离子通道打开，据此可推测离子通道打开的原因是缝隙中R基极性的改变，C正确； D、OR5的另外一侧与气味分子（如丁香酚）结合，结合后局部结构发生旋转，进而导致缝隙中的468位氨基酸残基换成了R基极性的467号氨基酸残基，离子通道打开，可见该离子通道的开闭是由丁香酚或其他类似气味分子的结合控制的，D正确。 故选A。 9．芸豆具有较高的营养价值。生芸豆或未煮熟芸豆中的凝集素蛋白会引起血液中红细胞凝集（红细胞聚集成不规则细胞团的现象）。为验证芸豆凝集素蛋白对红细胞的凝集作用，兴趣小组完成了如图所示的实验，还需要开展的对照实验不包括（    ）    A．直接取鸡红细胞悬液观察 B．将蒸馏水与鸡红细胞悬液混匀观察 C．将磷酸盐缓冲液与鸡红细胞悬液混匀观察 D．将煮沸并冷却后的粗提液与鸡红细胞悬液混匀观察 【答案】B 【详解】A、直接取鸡红细胞悬液观察，目的是确定鸡红细胞悬液本身是否会自发凝集，排除红细胞自身特性导致的凝集现象，保证实验结果是由凝集素蛋白引起，需要设置该对照实验，A不符合题意； B、实验中加入的是磷酸盐缓冲液配制的芸豆凝集素粗提液，整个体系的溶剂为磷酸盐缓冲液，而非蒸馏水；蒸馏水会使红细胞吸水胀破，与实验探究的凝集作用无关，无需设置该对照实，B符合题意； C、将磷酸盐缓冲液与鸡红细胞悬液混匀观察，目的是排除磷酸盐缓冲液本身对红细胞的影响，确定缓冲液不会引起红细胞凝集，保证实验中凝集现象是粗提液中的凝集素蛋白导致，而非溶剂，需要设置该对照实验，C不符合题意； D、煮沸会使芸豆凝集素蛋白变性失活，该对照可确定有活性的凝集素蛋白是凝集的关键，排除粗提液中其他耐热物质引起红细胞凝集的可能，需要设置该对照实验，D不符合题意。 故选B。 10．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．Ca2+通过图中方式进入液泡时，均需要消耗能量 C．与Ca2+结合后，Ca2+泵的空间结构不发生改变 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】B 【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、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，B正确； C、与Ca2+结合后，Ca2+泵的空间结构会发生改变，C错误； D、Ca2+/H+反向运输载体能同时转运Ca2+和H+，该运输载体也只能转运Ca2+和H+，说明载体蛋白具有专一性，D错误。 故选B。 11．为探究某中草药对腹泻的疗效，研究人员对小鼠进行致病菌接种，构建腹泻模型开展实验，发现中草药除了具有抑菌作用外，对位于空肠和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。下列说法错误的是（　　） A．AQP3的合成需要核糖体、内质网和高尔基体的参与 B．模型组空肠的AQP3相对表达量降低，干扰肠道对水分的吸收 C．治疗后回肠的AQP3相对表达量升高，使回肠对水的主动吸收增强 D．治疗后回肠的AQP3相对表达量提高，缓解腹泻 【答案】C 【详解】A、AQP3作为一种膜蛋白，其合成需要核糖体进行翻译，内质网进行折叠和初加工，高尔基体进行进一步修饰和运输至细胞膜，A正确； B、从图表中可以看出，模型组空肠的AQP3表达量低于对照组。AQP3负责水分的吸收，表达量降低会减少水分吸收，导致肠道水分滞留，从而加重腹泻，B正确； C、AQP3介导的水吸收是被动运输过程，依赖于渗透压梯度，而不是主动运输。主动运输需要能量（如ATP），而水通道蛋白不涉及能量消耗，C错误； D、治疗组回肠的AQP3表达量升高，有助于增加水分吸收，减少肠道内水分，从而缓解腹泻症状，D正确。 故选C。 12．液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（    ） A．V-ATPase通过协助扩散的方式将细胞质基质中的H+转运进入液泡 B．抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常 C．Cys利用H+电化学势能，以主动运输的方式进入液泡 D．图示过程说明液泡和线粒体之间既有分工也有合作 【答案】A 【分析】主动运输： 物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。 【详解】A、V-ATPase能水解ATP，消耗能量，通过主动运输的方式将细胞质基质中的H+转运进入液泡，A错误； B、线粒体功能异常的原因之一是液泡酸化消失，H+不能顺浓度梯度运出液泡，Cys不能借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡，导致细胞质基质中Cys浓度增大，抑制Fe进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，由此推测，抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常，B正确； C、液泡是一种酸性细胞器，其内部H+浓度高，细胞质基质中的H+在电化学势能协助下逆浓度梯度进入液泡，属于主动运输，C正确； D、题图过程中液泡消失，线粒体功能异常，体现了液泡和线粒体之间既有分工也有合作，D正确； 故选A。 13．甲氨蝶呤是一种抗肿瘤药物，肿瘤细胞对其产生耐药性与膜转运蛋白——RFC1和P-gp有关（图1），其含量检测结果如图2。 相关推测错误的是（　　） A．甲氨蝶呤通过RFC1协助扩散进入细胞 B．甲氨蝶呤从胞内运出胞外需要消耗能量 C．图2中的蛋白Ⅰ为图1中的RFC1蛋白 D．P-gp蛋白抑制剂可用于逆转肿瘤耐药性 【答案】C 【详解】A、协助扩散需载体蛋白且顺浓度梯度运输，RFC1为甲氨蝶呤进入细胞的载体蛋白，且该过程不消耗能量，则甲氨蝶呤通过RFC1协助扩散进入细胞，A正确； B、甲氨蝶呤从细胞内运出细胞外是逆浓度运输，故转运方式为主动运输，需要消耗能量，B正确； C、肿瘤细胞耐药时，摄入的药物量降低，而RFC1是将药物转运至细胞内的转运蛋白，含量应降低；排出药物的转运蛋白P-gp含量应升高。图2中蛋白Ⅰ在耐药细胞中含量较高，则蛋白Ⅰ应为P-gp而非RFC1，C错误； D、P-gp抑制剂可抑制P-gp的转运功能，减少甲氨蝶呤从胞内运出，从而逆转肿瘤耐药性，D正确。 故选C。 14．蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．伴随蛋白质磷酸化形成的ADP进一步水解可产生构建RNA分子的单体 B．蛋白质分子磷酸化的过程，会导致周围环境中ADP含量增多 C．某物质通过磷酸化的载体蛋白来运输，其通过细胞膜的方式是协助扩散 D．Ca2+逆浓度梯度进入细胞需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化 【答案】C 【分析】磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下，其氨基酸的羟基被磷酸基团取代，变成有活性有功能的蛋白质；去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基团，复原成羟基，失去活性的过程。 【详解】A、伴随蛋白质磷酸化形成的ADP可进一步水解形成腺嘌呤核糖核苷酸，是构建RNA分子的单体，A正确； B、蛋白质被磷酸化激活的过程中，ATP水解产生的磷酸分子转移到蛋白质上，变成有活性的蛋白质，该过中由于ATP的水解导致ADP的含量有所增加，B正确； C、某物质通过磷酸化的载体蛋白来运输，其通过细胞膜的方式是主动运输，C错误； D、Ca2+逆浓度梯度进入细胞需要能量和载体蛋白，因此需要蛋白激酶作用使ATP水解供能，同时无活性载体蛋白质变成有活性载体蛋白质，空间结构发生变化，D正确。 故选C。 15．由通道蛋白形成的离子通道包括电压门通道和配体门通道。在电压门通道中，带电荷的蛋白质结构域会随膜电位的改变而发生相应的移动，从而使离子通道开启或关闭。在配体门通道中，细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合，继而引起通道蛋白开启与关闭。图1中A、B、C通道处于关闭状态，图2处于开启状态，据图判断下列说法错误的是（    ）    A．离子通道A属于电压门通道，离子通道B、C属于配体门通道 B．离子通过配体门通道运输需要与通道蛋白发生结合，但不会使通道蛋白构象改变 C．电压门通道的离子转运会降低膜内外的电位差，该过程不需要消耗ATP D．通过离子通道转运的方式属于协助扩散 【答案】B 【分析】题图分析：图示为离子通道的两种类型，电压门通道是当细胞内或细胞外特异性离子浓度或电位发生变化时，导致其构象变化，门打开；配体门通道是受体与细胞外的配体结合，引起门通道蛋白发生构象变化，从而通道打开。 【详解】A、由图示可知，A（由于膜两边的电位差导致打开或关闭）属于电压门通道，B、C（由于与特定小分子配体结合打开或关闭）分别属于胞外配体门通道、胞内配体门通道，A正确； B、配体门通道运输离子时，细胞内外的某些小分子配体需要与通道蛋白结合，会引起通道蛋白开启与关闭，该过程中通道蛋白的构象会发生改变，B错误； C、电压门通道在转运离子时，会降低膜内外的电位差，由于是顺浓度梯度转运物质，因此该过程不需要消耗ATP，C正确； D、通过离子通道转运的方式是顺浓度梯度转运，属于协助扩散，D正确。 故选B。 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（每空2分，共14分）某科技小组的同学用培养液培养水稻幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如下图甲所示；下图乙为Na+和葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，图中的主动运输过程既可消耗来自ATP直接提供的能量，也可利用Na+电化学梯度的势能。据图回答下面的问题： (1)由图甲可知，水稻对___________的需求量最大；有同学提出，图甲中水稻培养液里的Ca2+浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca2+。你认为这种说法___________（填“正确”或“错误”），请分析原因___________。 (2)图乙中葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是____________，你判断的依据是：①被选择吸收的物质_________；②需要的能量来自于Na+电化学梯度的势能。 (3)一种载体蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上载体蛋白的___________或载体蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有___________的结构基础。 【答案】(1) SiO44- 错误 可能是水稻吸收Ca2+的速率低于吸收水分的速率 (2) 主动运输 从低浓度一侧运输到高浓度一侧 (3) 种类和数目 选择透过性 【分析】1、分析甲图：植物对不同离子的需要量不同，说明植物对矿质元素是一种选择性吸收，水稻吸收的SiO44-多，对Ca2+、Mg2+吸收量少；这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。 2、分析图乙：葡萄糖进入小肠上皮细胞时，是由低浓度向高浓度一侧运输，为主动运输；而运出细胞时，是从高浓度向低浓度一侧运输，且需要载体蛋白协助，为协助扩散。钠离子进入小肠上皮细胞时，是由高浓度向低浓度一侧运输，且需要载体蛋白协助，为协助扩散；而运出细胞时，由低浓度向高浓度一侧运输，为主动运输。 【详解】（1）由图甲可知，SiO44-较初始浓度低，说明水稻对SiO44-的需求量最大；有同学提出，图甲中水稻培养液里的Ca2+浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca2+，这种说法错误，有可能是水稻吸收Ca2+的速率低于吸收水分的速率。 （2）图乙中葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是主动运输；依据是：①被选择吸收的物质（葡萄糖）从低浓度一侧运输到高浓度一侧；②需要的能量来自于Na+细胞内外浓度差形成的电化学梯度的势能。 （3）一种载体蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上载体蛋白的种类和数目或载体蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 17．（除标注外，每空1分，共10分）细胞体积的调节有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是___。 (2)图1结果说明RVD过程中有___的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他___（填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是___，理由是___（2分）。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向___（2分）。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制___（2分）。 【答案】(1)细胞内渗透压高于细胞外渗透压 (2) 酪氨酸激酶 阳 (3) H+ 与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，表明与Na+反向共转运的离子是H+ (4)   (5)外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积 【分析】细胞的吸水和失水的原因与细胞内外的渗透压有关。 【详解】（1）细胞吸水体积增加的原因是细胞内的渗透压大于（高于）细胞外渗透压。 （2）依据图1所示，在低渗环境下，加入酪氨酸激酶抑制剂后，细胞体积的相对明显增大，说明RVD过程中有酪氨酸激酶的参与。依据划线信息，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，但Cl-流出量是K+的两倍多，细胞膜电位没有发生改变，可以推测出，在此过程中，还有其他阳离子的流出，才能保证膜电位不发生变化。 （3）依据图3可知，与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，由于DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂，所以DIDS抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，而依据题干，RVI期间，存在运出细胞的阳离子，与Na+利用其他膜蛋白反向共转运，表明与Na+反向共转运的阳离子是H+。 （4）依据题干信息的已知条件，可知判断出参与RVI过程的转运蛋白及其运输的物质，具体如图：   （5）根据题干信息，RVI期间引发离子出入的原因除了与渗透压有关外，还涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新，说明当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制为：外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积。 18．（每空2分，共12分）氮素是植物生长发育必不可少的大量元素之一，土壤中的硝酸盐是植物获取氮素的主要来源。回答下列问题： (1)植物从土壤中吸收硝酸盐，可用于合成_____（写出两个）生物大分子。硝酸盐还能够作为_____激活相关基因表达，促进氮素的高效利用，从而调控植物的代谢和生长。 (2)研究人员将硝酸盐转运蛋白（CHL1）功能缺失突变体1、硝酸盐受体（NLP1）功能缺失突变体2与野生型（WT）拟南芥分别栽种在含适宜浓度硝酸盐的培养基中，检测幼苗生长情况，结果如下图所示。实验结果表明_____，推测NLP1在硝酸盐的吸收过程中发挥更主要的作用。 (3)有研究发现，NLP1的C端（羧基端）具有激活硝酸盐响应因子启动子的作用，N端（氨基端）会抑制此作用，硝酸盐能够解除N端的抑制作用。为验证上述结论，研究人员进行了蛋白质截断实验。实验方案及部分结果如下表： 分组 处理 因变量 蛋白质被截断部分 培养基中添加成分 启动子相对活性 1组 无 KCl KNO3 2组 截断C端 KCl KNO3 3组 截断N端 KCl KNO3 ①设置培养基中添加KCl处理组的作用是_____。 ②在答题卡对应的图中将表中柱形图补充完整。_____ (4)另有研究发现，在低浓度硝酸盐环境中，NPL1表现出对硝酸盐的低亲和力，导致解除作用不明显，从而影响了NPL1介导的硝酸盐的吸收。现欲利用蛋白质工程的方法对NPL1进行改造，使其在低浓度硝酸盐的环境中仍能发挥较强的解除作用，简要写出改造的基本思路_____。 【答案】(1) 核酸/DNA/RNA）、蛋白质 信号分子 (2)突变体1和WT幼苗鲜重无显著差异，突变体2幼苗鲜重明显低于突变体1和WT（或“与WT幼苗鲜重相比，突变体2幼苗鲜重降低比突变体1更显著”） (3) 作为对照，排除K+对实验结果的干扰（多写Cl-不扣分） (4)通过不断改变NLP1的氨基酸序列和空间结构，找到一种能够在低硝酸盐时，与硝酸盐亲和力高的NLP1结构，依据相应的氨基酸序列，改造NLP1基因序列。（或“预期NLP1蛋白质结构，改造NLPI基因序列”） 【分析】核酸的元素组成是C、H、O、N、P，蛋白质的元素组成是C、H、O、N。植物从土壤中吸收硝酸盐可用于合成核酸和蛋白质等生物大分子。 【详解】（1）核酸的元素组成是C、H、O、N、P，蛋白质的元素组成是C、H、O、N，故植物从土壤中吸收硝酸盐可用于合成核酸和蛋白质等生物大分子。硝酸盐还能够作为信号分子，激活相关基因表达，促进氮素的高效利用，从而调控植物的代谢和生长。 （2）分析题图可知，野生型（WT）和硝酸盐转运蛋白（CHL1）功能缺失突变体1的鲜重相差不大，硝酸盐受体（NLP1）功能缺失突变体2的鲜重明显低于突变体1和WT，推测NLP1在硝酸盐的吸收过程中发挥更主要的作用。 （3）①由于KNO3中含有K+，故培养基中添加KCl处理组为对照，排除K+本身对实验结果的干扰；②由题干信息知，NLP1的C端（羧基端）具有激活硝酸盐响应因子启动子的作用，N端（氨基端）会抑制此作用，硝酸盐能够解除N端的抑制作用，2组由于截断C端，故不管哪一组都不能激活硝酸盐响应因子启动子，3组由于截断N端，所以两种的硝酸盐响应因子启动子活性都不会被抑制，图示如下： （4）由于在低浓度硝酸盐环境中，NPL1表现出对硝酸盐的低亲和力，导致解除作用不明显，从而影响了NPL1介导的硝酸盐的吸收。故可通过不断改变NLP1的氨基酸序列和空间结构，找到一种能够在低硝酸盐时，与硝酸盐亲和力高的NLP1结构，依据相应的氨基酸序列，改造NLP1基因序列（或“预期NLP1蛋白质结构，改造NLPI基因序列”）。 19．（除标注外，每空1分，共9分）Na+是植物生长所需的矿质元素，主要储存在液泡中。如图表示紫色洋葱外表皮细胞的液泡吸收Na+的过程。    (1)据图分析液泡中H+浓度比细胞质基质中的_______________（填“高”或“低”），H+出液泡的运输方式为_____________，物质能选择性透过液泡膜的物质基础是______________。 (2)我国科学家研制成功的耐盐碱“海水稻”，植物根部细胞中的液泡可以通过图中所示方式增加液泡内Na+的浓度，这对于植物生长的意义是______________（2分）。 (3)液泡吸收Na+后，短时间内液泡中的H+浓度降低，进而使其中的花青素逐渐由紫色变成蓝色。欲利用该原理设计实验来验证液泡吸收Na+需要ATP间接供能。 材料：紫色洋葱外表皮细胞、钼酸钠溶液（细胞可吸收其中的Na+）和抗霉素A（抑制ATP生成的一种物质）。实验思路：________________（3分）。 预期实验结果：___________________。 【答案】(1) 高 协助扩散 液泡膜上转运蛋白的种类和数量 (2)避免了钠离子对细胞代谢造成的影响；同时也提高了液泡的渗透压，从而提高植物的吸水力，进而适应高盐环境 (3) 取生理状态相同的紫色洋葱外表皮细胞均分成两份，并编号甲、乙。甲组滴加适量的钼酸钠，乙组先滴加抗霉素A后滴加等量的钼酸钠。记录两组液泡由紫色变成蓝色的时间 甲组变蓝的时间短于乙组 【分析】据图可知，转运蛋白Ⅰ消耗ATP将H+运输到液泡内，属于主动运输，转运蛋白Ⅱ能顺浓度运输H+到液泡外，产生的电化学势能用于逆浓度梯度将Na+从液泡外运输到液泡内。 【详解】（1）据图可知，转运蛋白Ⅰ消耗ATP将H+运输到液泡内，属于主动运输，说明液泡内H+浓度大于细胞质基质中H+浓度；因此H+出液泡的运输方式是顺浓度梯度进行的协助扩散；物质能选择性透过液泡膜的物质基础是生物膜上转运蛋白的种类和数量。 （2）耐盐碱“海水稻”，植物根部细胞中的液泡可以通过图中所示方式增加液泡内Na+的浓度，避免了钠离子对细胞代谢造成的影响；同时也提高了液泡的渗透压，从而提高植物的吸水力，进而适应高盐环境。 （3）分析题意，本实验目的是验证液泡吸收Na+需要ATP间接供能，则是否提供ATP为实验的自变量，可通过抗霉素A来抑制ATP的形成来控制自变量，然后根据花青素逐渐由紫色变成蓝色的时间来判断ATP是否影响液泡吸收Na+，实验设计应遵循对照与单一变量原则，则实验思路如下：取生理状态相同的紫色洋葱外表皮细胞均分成两份，并编号甲、乙。甲组滴加钼酸钠（对照组），乙组先滴加抗霉素A后滴加钼酸钠（实验组），记录两组液泡由紫色变成蓝色的时间。 预期实验结果：由于乙组先滴加了抗霉素A，抑制了ATP的形成，若液泡吸收Na+需要ATP间接供能，则甲组变蓝的时间短于乙组。 20．（每空1分，共10分）图1为渗透作用的装置图，假设半透膜只允许离子和水分子通过。图2是探究植物（洋葱）细胞吸水和失水实验的基本操作步骤，图3是该实验中观察到的某个细胞的原生质体大小变化情况绘制成的曲线（原生质体的初始大小相对值记为1）。回答下列问题： (1)若图1中S1溶液是0.5g/mL的蔗糖溶液，S2是清水，则S1液面不再升高时，S1和S2两种溶液浓度的关系是___。若要证明半透膜是渗透作用的必要条件之一，则需要增加一个组别，该组的处理方法是___，该组实验的最终现象是___。 (2)图2中步骤③的处理方法使细胞发生图3中___段的变化，每次观察时，主要观察的指标有：___（答出2点即可）。若所用蔗糖溶液的浓度是0.7g/mL，则___（填“能”或“不能”）观察到图3中ce时间段所发生的变化，原因是___。 (3)成熟的植物细胞发生质壁分离后，如果再吸水会发生质壁分离复原，植物细胞位于不同的溶液中复原情况不同，为了探究这个问题，某兴趣小组将若干生理状态相同、长度为3cm的鲜萝卜条随机均分为四组，分别置于蔗糖溶液、清水、葡萄糖溶液和甘油溶液中，定时测量每组萝卜条平均长度，记录如图4。b曲线对应的溶液可能是___，a、b、c、d四组实验中萝卜细胞发生质壁分离的是___，其中d曲线对应的溶液中细胞不能自动复原的原因是___。 【答案】(1) S1大于S2 将装置中的半透膜换为全透膜，其他处理方法不变 S1液面和S2液面持平 (2) ab 原生质层和细胞壁的位置关系；液泡的体积变化；液泡的颜色变化 不能 蔗糖溶液浓度过高，植物细胞失水过多面死亡 (3) 葡萄糖溶液或甘油溶液 bcd 溶液中的蔗糖分子不能被植物细胞所吸收 【分析】1、渗透作用：（1）定义：渗透作用指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散；（2）发生条件：①具有半透膜；②膜两侧具有浓度差；（3）渗透方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 2、质壁分离的原理：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。 3、质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 【详解】（1）由于S1溶液浓度大于S2溶液，S1溶液吸水导致漏斗中液面上升，当S1液面不再升高时，由于存在压力差，S1和S2两种溶液浓度的关系仍然是S1大于S2；渗透作用的必要条件：具有半透膜；膜两侧具有浓度差。增加一个组别，将装置中的半透膜换为全透膜，其他处理方法不变，若出现S1液面和S2液面持平现象，即可证明半透膜是渗透作用的必要条件之一。 （2）分析题图可知，图2中步骤③的处理使洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖溶液中，由于细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，故细胞失水，原生质体体积减小，对应的是图3中ab段的变化，每次观察时，主要观察的指标有原生质层和细胞壁的位置关系；液泡的体积变化；液泡的颜色变化。图3中ce时间段细胞原生质体体积增大，说明细胞吸水，植物细胞逐渐发生质壁分离复原，若所用蔗糖溶液的浓度是0.7g/mL，由于蔗糖溶液浓度过高，植物细胞失水过多而死亡，则不能观察到图3中ce时间段所发生的变化。 （3）分析题图可知，a曲线对应的溶液为清水，萝卜条由于吸水而长度增加；b和c曲线对应的溶液为葡萄糖或甘油溶液，萝卜条开始会失水发生质壁分离现象，后又由于细胞可以吸收葡萄糖和甘油分子，细胞可发生质壁分离自动复原现象，故萝卜条长度先变短后变长；d曲线对应的为蔗糖溶液，萝卜条由于吸水发生质壁分离现象，长度缩短。a、b、c、d四组实验中萝卜细胞发生质壁分离的是bcd；在蔗糖溶液中，由于溶液中的蔗糖分子不能被植物细胞所吸收，故蔗糖溶液中的细胞不能自动复原。 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第07讲 细胞的物质输入和输出（一轮培优练）参考答案 真题·命题感知 题号 1 2 3 答案 B D D 进阶·强化演练 情境探究类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D D D D D D B D 11.(1) 自由扩散、协助扩散（或“被动运输”或“渗透作用”） 细胞液 (2) P蛋白 协助扩散/易化扩散 (3) 主动运输/主动转运 降低细胞质基质中Na+浓度，避免离子毒害；调节细胞液渗透压，维持细胞正常功能 (4)大幅度提高液泡内可溶性糖的相对浓度，从而导致根细胞吸水能力提高，以适应高盐环境 12.(1) 核糖体 蛋白质、磷脂 磷脂双分子层 (2) 特异性 不能 胞吞 (3) 核糖核苷酸 肺泡细胞的细胞膜上有流感病毒的受体，而肌细胞的细胞膜上没有 敲除肺泡细胞中控制该受体合成的有关基因，再检测流感病毒是否侵染该类肺泡细胞 (4)维持生物内部环境的稳定；抵御外界各种因素的干扰 13.(1)胞吐、主动运输 (2) 高尔基体 5-羟色胺通过突触小泡运输到突触前膜，而高尔基体是细胞内囊泡运输的枢纽 (3)会引起钠离子通道开启，钠离子大量内流，致使突触后膜的膜电位发生逆转，进而形成局部电流（兴奋） (4)MAOID能抑制单胺氧化酶活性，阻止5-HT被降解，增加突触间隙中5-HT的含量；SSRI能抑制5-HT转运载体的转运，减少其被转运回收，增加突触间隙中5-HT的含量，进而达到抗抑郁的作用 (5) Flu、SSA-L、SSA-M、SSA-H SSA具有抗抑郁作用，适当增加一定浓度，效果更显著 10.(1) 高尔基体 抗原抗体的特异性结合/抗原抗体杂交 外泌体上存在CD63蛋白，且与CD63抗体特异性结合 (2) dNTP、缓冲液和Mg2+ 影响引物和模板链的结合 降低 5’ (3) 探针数、引物数、dNTP数及TaqDNA聚合酶的活性（至少答2点） 甲 220 利用DNA抗体偶联物可将蛋白质信号转变为核酸信号，并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测 11.(1)液泡 (2) 增大 细胞呼吸速率增大能为脯氨酸合成提供能量、原料以及有利于相关酶的合成(合理即可) (3) 等量适宜浓度的脯氨酸溶液 检测并比较各组植株的叶绿素(相对)含量、Rubisco酶活性和净光合速率 (4) 种植前对植物幼苗进行适宜浓度盐锻炼(或盐溶液预处理) 在种植前通过盐锻炼诱导植物形成交叉适应，促进脯氨酸积累，增强植物渗透调节能力和光合作用，进而提高耐旱植物的存活率 图表分析类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B D B A ACD BCD ABC 9.(1) 磷脂双分子层 ac b (2) ②③ ③ 无氧呼吸可以为主动运输提供能量 载体蛋白的数量 (3) a d 10..(1) 细胞膜 细胞质 (2) 细胞外液渗透压较高 促进水通道蛋白转移到细胞膜，增加细胞膜上水通道蛋白数量 慢 (3) Na⁺与Na⁺通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜 相关基因的表达 Na⁺通道蛋白、Na⁺—K⁺泵 运输Na⁺、K⁺，催化ATP水解（运输和催化） 11.(1) 主动运输 ①、②组实验中K+的主动运输主要受细胞能量供应和膜上载体蛋白数量限制 (2) 培养液中K+浓度为20mmol/L，培养温度为10℃，不加入呼吸抑制剂/温度为10℃，其他条件和②相同/不加入呼吸抑制剂，其他条件与③相同 膜的流动性和细胞内酶的活性 (3) 通过控制K+转运蛋白的合成直接控制生物体的性状 环境因素和基因 12.(1) 主动运输 减弱 (2) SGLT2 增多 SGLT2抑制剂抑制肾脏重吸收葡萄糖，使原尿中的葡萄糖浓度增加，渗透压增大，从而使肾小管和集合管重吸收水减少，尿量增多；尿液中葡萄糖浓度升高，为细菌繁殖提供了营养，从而增加了泌尿系统感染的风险 (3) 使用等量的生理盐水 ACD 实验探究类 1.(1) 大于 减弱 自由扩散、协助扩散 (2) 主动运输 BLINK1 能协助K⁺进入细胞，提高细胞液的渗透压，导致保卫细胞吸水，气孔开放 (3)   (4)给予拟南芥抗旱突变株(uxs)和野生型(WT)植株干旱处理，一段时间后提取并分离两种植株相同部位叶片的光合色素, 比较两组滤纸上从上到下第3、4条色素带(叶绿素)的宽度。 2(1) 磷脂双分子层 协助扩散 顺浓度梯度运输、不消耗能量 直径和形状 (2) 运输和催化 H2O/水 (3) 加入等量的生理盐水 尼莫地平能促进CFTR蛋白的功能，且在一定范围内，随浓度增加促进作用增强 3.(1) 协助扩散 主动运输 (2) 低于 原生质层 (3) 土壤溶液浓度大于细胞液浓度，根细胞失水死亡，使植株不能存活 增大 (4) 用水通道蛋白抑制剂处理 甲组、乙组原生质体胀破所用时间相同 甲组原生质体胀破所用时间比乙组短 4.(1)协助扩散 (2)④ (3)乙载体蛋白或载体蛋白 (4)载体蛋白的数量 (5) 生长状况良好且相同 完全抑制呼吸（或抑制呼吸作用，或加入呼吸抑制剂） 盐角草从土壤中吸收盐是被动运输 甲组植株对Ca2+、K+的吸收速率明显大于乙组 5.(1) 转运蛋白数量饱和、细胞内化学反应所释放的能量有限 Ⅲ (2) 该植物吸收该无机盐的方式为被动运输 A组的无机盐吸收速率高于B组 该植物吸收该无机盐的方式为主动运输 6.(1) 主动运输 逆浓度梯度运输、需要载体蛋白、需要消耗能量 胞吐 (2) 抑制呼吸 相同且适宜 大于 等于 拔高·限时模拟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B C B C B A B B 题号 11 12 13 14 15 答案 C A C C B 16．（每空2分，共14分） (1) SiO44- 错误 可能是水稻吸收Ca2+的速率低于吸收水分的速率 (2) 主动运输 从低浓度一侧运输到高浓度一侧 (3) 种类和数目 选择透过性 17．（除标注外，每空1分，共10分） (1)细胞内渗透压高于细胞外渗透压 (2) 酪氨酸激酶 阳 (3) H+ 与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，表明与Na+反向共转运的离子是H+（2分） (4)  （2分） (5)外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积（2分） 18．（每空2分，共12分） (1) 核酸/DNA/RNA）、蛋白质 信号分子 (2)突变体1和WT幼苗鲜重无显著差异，突变体2幼苗鲜重明显低于突变体1和WT（或“与WT幼苗鲜重相比，突变体2幼苗鲜重降低比突变体1更显著”） (3) 作为对照，排除K+对实验结果的干扰（多写Cl-不扣分） (4)通过不断改变NLP1的氨基酸序列和空间结构，找到一种能够在低硝酸盐时，与硝酸盐亲和力高的NLP1结构，依据相应的氨基酸序列，改造NLP1基因序列。（或“预期NLP1蛋白质结构，改造NLPI基因序列”） 19．（除标注外，每空1分，共9分） (1) 高 协助扩散 液泡膜上转运蛋白的种类和数量 (2)避免了钠离子对细胞代谢造成的影响；同时也提高了液泡的渗透压，从而提高植物的吸水力，进而适应高盐环境（2分） (3) 取生理状态相同的紫色洋葱外表皮细胞均分成两份，并编号甲、乙。甲组滴加适量的钼酸钠，乙组先滴加抗霉素A后滴加等量的钼酸钠。记录两组液泡由紫色变成蓝色的时间（3分） 甲组变蓝的时间短于乙组 20．（每空1分，共10分） (1) S1大于S2 将装置中的半透膜换为全透膜，其他处理方法不变 S1液面和S2液面持平 (2) ab 原生质层和细胞壁的位置关系；液泡的体积变化；液泡的颜色变化 不能 蔗糖溶液浓度过高，植物细胞失水过多面死亡 (3) 葡萄糖溶液或甘油溶液 bcd 溶液中的蔗糖分子不能被植物细胞所吸收 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $