摘要:
**基本信息**
以考情定向为引领,通过核心知识串联、易错点突破及分层训练,构建“概念-原理-应用-解题”完整体系,落实生命观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|五年考情|3年真题+考情分析|考向定位法、情境关联法|新课标要求→高频考点→备考策略|
|四大核心|4核心+图表|概念对比法、曲线分析法|渗透作用→质壁分离→运输方式→速率影响因素|
|九大易错|9易错点|易混概念辨析法|结构差异→实验误差→曲线判读等易错归因|
|分层专练|基础+重难+压轴题|实验设计法、图表解读法|基础概念→情境应用→综合探究的能力进阶|
内容正文:
第06讲 物质运输
第一部分 五年考情·精准定向
广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略
第二部分 四大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·速记口诀
核心01 渗透作用
核心02 观察植物细胞的质壁分离与复原实验
核心03 物质进出细胞的方式
核心04 物质运输速率的影响因素
第三部分 九大易错·逐点击破
易错01 动植物细胞渗透结构区分易错
易错02 质壁分离实验选材、操作、现象易错
易错03 KNO3溶液自动复原特殊易错点
易错04 渗透压与溶质微粒数量误区
易错05 四类跨膜运输方式核心混淆点
易错06 通道蛋白与载体蛋白区分易错
易错07 同种物质进出细胞运输方式差异
易错08 胞吞胞吐常见易错表述
易错09 跨膜运输速率曲线图判读易错
第四部分 分层专练·靶向攻关
一年模拟·基础题(全国视野,单选)
两年重难·情境题(侧重广东,辐射全国,单选+非选择题)
三年真题·压轴题(侧重广东,辐射全国,单选+非选择题)
广东考情概览
新课标要求
考题统计
1. 活动:通过模拟实验探究膜的透性。
2. 活动:探究植物细胞的吸水和失水。
3. 阐明细胞膜具有选择透过性。
4. 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要消耗能量,有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。
5. 举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
2025・广东・物质进出细胞的方式、发生条件
2024・广东・协助扩散
2021・广东・质壁分离及复原实验及其应用
高频考点情境
1.考查频次:近 5 年广东高考对 “物质跨膜运输” 连续考查,单选、综合实验大题均有命题;跨膜运输方式可独立命题,渗透相关实验常作为选择选项或大题探究素材,是细胞模块高频必考点
2.考查要点:核心考查细胞膜选择透过性;自由扩散、协助扩散、主动运输的浓度梯度、载体、能量三要素对比;胞吞胞吐的特点与实例;半透膜模拟膜透性实验原理;植物细胞质壁分离与复原的选材、操作、现象、拓展应用。广东卷侧重结合人体细胞、农作物吸水保肥情境区分运输方式,侧重质壁分离实验的误差分析与拓展探究。
3.命题情境:试题多以农作物施肥烧苗、人体物质吸收、药物跨膜转运、渗透模拟装置、植物抗旱栽培为命题背景,落实生命观念中的结构与功能观、平衡与稳态观,依托浓度梯度变化分析细胞膜控制物质进出的规律。
高效备考策略
1.抓牢核心概念:必背:选择透过性、自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐、半透膜、原生质层、质壁分离。
2.构建知识网络:以“膜的通透性→小分子跨膜运输(顺 / 逆浓度梯度)→大分子胞吞胞吐→渗透作用(质壁分离实验)”为主线,表格对比三种跨膜运输的条件、实例、曲线图;梳理渗透装置与植物细胞原生质层的对应关系。
3.联系实际应用:结合农田施肥过多植物萎蔫理解渗透失水;小肠吸收葡萄糖、肾小管重吸收离子理解主动运输;氧气、甘油跨膜、葡萄糖进入红细胞区分两种被动运输;抗体分泌、巨噬细胞吞噬病菌对应胞吞胞吐。
4.强化题型方法:
概念辨析题:区分易混点:半透膜/原生质层、被动运输/主动运输、载体蛋白/通道蛋白、渗透作用与扩散。
曲线图表应用题:依据运输速率-浓度、运输速率-能量、蛋白相对含量柱状图像快速判断跨膜运输类型、物质转运强弱变化。
实验分析题:吃透质壁分离实验选材、步骤、复原条件、不同溶液下实验差异;掌握载体蛋白相关生理实验的变量控制、结果解读、增设对照组实验设计思路。
5.紧扣命题趋势:聚焦节水农业、肾病/痛风代谢疾病、靶向给药、细胞渗透胁迫等科研热点,偏好以人体生理代谢为背景命制完整实验大题,侧重陌生溶液、特殊细胞情境下跨膜运输方式判断、图表数据分析与拓展实验设计,贴合广东高考实验探究大题高频考查的命题导向。
一图串联
核心梳理
核心01 渗透作用
1.渗透作用基础定义与发生条件
(1)渗透作用:水分子/溶剂分子通过半透膜的扩散
(2)发生两个必备条件:①存在半透膜;②半透膜两侧存在浓度差
2.渗透平衡的分子运动规律
半透膜两侧水分子持续双向移动;达到液面稳定平衡时,水分子进出半透膜的速率完全相等;液面高度差形成的静水压与溶液渗透压相互抵消,此时两侧溶液浓度存在差值。
3.动植物细胞渗透吸水、失水规律
4.渗透压判定基础规律
渗透压大小由单位体积溶液内溶质微粒总数量决定;同等物质的量浓度下,可电离离子化合物渗透压高于不能电离的有机物分子。
核心02 观察植物细胞的质壁分离与复原实验
1.实验原理
内因:成熟植物细胞具备中央大液泡;原生质层的伸缩性大于细胞壁;原生质层可充当半透膜。
外因:细胞液与外界溶液存在浓度差,细胞发生渗透吸水或渗透失水。
2.实验材料
紫色洋葱鳞片叶外表皮、黑藻幼嫩叶片。
3.实验试剂
0.3g/mL蔗糖溶液、清水。
4.完整实验操作流程
制作临时装片→低倍镜观察细胞初始状态→吸水纸引流添加蔗糖溶液,低倍镜观察质壁分离现象→吸水纸引流滴加清水,低倍镜观察质壁复原现象。
5.实验对照类型
同一装片先后观察,属于自身前后对照;全程观察仅使用低倍显微镜。
6.特殊溶质的渗透变化现象
尿素、KNO3溶液处理成熟植物细胞时,溶质分子可跨膜进入细胞,细胞先发生质壁分离,随细胞液渗透压升高,细胞可自动吸水完成复原。
核心03 物质进出细胞的方式
1.四类物质运输方式主干对比
运输类型
浓度梯度方向
能量消耗情况
转运结构
典型运输实例
体现细胞膜特性
自由扩散
高浓度→低浓度
不消耗能量
无转运蛋白
O2、CO2、甘油、性激素
选择透过性
协助扩散
高浓度→低浓度
不消耗能量
通道蛋白、载体蛋白
水分子、葡萄糖进入红细胞、神经细胞 Na⁺内流
选择透过性
主动运输
低浓度→高浓度
消耗 ATP
载体蛋白
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、植物根细胞吸收无机盐、钠钾泵
选择透过性
胞吞、胞吐
无浓度梯度限制
消耗 ATP
膜识别蛋白参与,无转运载体
分泌蛋白释放、吞噬细胞摄取抗原
流动性
核心04 物质运输速率的影响因素
1.浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
2.转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输,自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
3.氧气含量对物质跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
4.温度对物质跨膜运输的影响
易错01 动植物细胞渗透结构区分易错
1.动物细胞半透膜 = 细胞膜,无细胞壁,吸水会涨破;
2.成熟植物半透膜 = 原生质层(细胞膜+液泡膜+两层间细胞质),细胞壁全透、伸缩性远小于原生质层;
3.分生区等无大液泡的植物细胞,无法发生质壁分离。
易错02 质壁分离实验选材、操作、现象易错
1.选材:不能用根尖分生区;黑藻叶绿体可辅助观察,不会干扰实验;
2.蔗糖浓度标准0.3g/mL,浓度过高细胞失水死亡无法复原,过低无明显现象;
3.操作需吸水纸引流,全程仅低倍镜观察;
4.质壁分离时液泡缩小、颜色加深,细胞液浓度升高、吸水能力变强;
5.仅看到质壁分离,无法判断细胞处于失水/平衡/死亡状态。
易错03 KNO3溶液自动复原特殊易错点
1.K+、NO3-可主动运输进入细胞,细胞液浓度后期高于外界,实现自动复原;
2.蔗糖分子不能跨膜,质壁分离后不能复原,要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液。
易错04 渗透压与溶质微粒数量误区
1.渗透压由溶液内溶质微粒总数量决定,并非物质的量浓度;
2.1mol/L NaCl 电离产生 2mol 离子,渗透压远高于 1mol/L 蔗糖溶液。
易错05 四类跨膜运输方式核心混淆点
1.自由扩散:顺浓度、无转运蛋白、不耗能(O2、CO2、甘油、乙醇、苯);
2.协助扩散:顺浓度、需转运蛋白、不耗能(葡萄糖进红细胞、水通道、K+外流);
3.主动运输:逆浓度、载体蛋白、消耗能量(根吸收矿质离子、小肠吸收葡萄糖、钠钾泵);
易错06 通道蛋白与载体蛋白区分易错
1.通道蛋白:只参与协助扩散,不结合运输物质,如水通道、离子通道;
2.载体蛋白:可介导协助扩散或主动运输,结合底物且构象改变;
→典型错误:主动运输依靠通道蛋白(×)。
易错07 同种物质进出细胞运输方式差异
1.葡萄糖:红细胞协助扩散,小肠上皮/植物根主动运输;
2.K+:神经细胞外流为协助扩散,吸收进细胞为主动运输。
易错08 胞吞胞吐常见易错表述
1.依赖细胞膜流动性,不属于跨膜运输;
2.消耗能量,无载体蛋白,但需要膜识别蛋白;
3.不只能运输大分子,神经递质等小分子也可胞吐;
4.核孔转运核酸不属于胞吞、胞吐。
易错09 跨膜运输速率曲线图判读易错
1.自由扩散:仅受浓度差影响,无饱和限制;
2.协助扩散、主动运输:存在饱和点,限制因素是转运蛋白数量;
3.氧气只影响主动运输、胞吞胞吐,被动运输不受氧气含量影响;
4.温度影响膜流动性与呼吸酶,所有运输速率均受温度干扰。
一年模拟·基础题
亮点预览:全套聚焦物质跨膜运输核心专题;依托植物 H协同/反向转运示意图创设浓度梯度、pH 逻辑推理试题(T1、T6);结合拟南芥 SOS 信号通路图,综合多蛋白调控植物盐胁迫离子平衡(T8);依托叶绿体与衣原体同源转运蛋白,融合内共生进化跨模块命题(T10);以人体低钾血症生理材料串联钠钾泵、静息电位稳态调节(T11、T12);碱蓬硝酸盐协同转运结合低氮高盐农业抗逆背景命题(T15)。
一、单选题
1.【图表情境・H + 协同转运与离子跨膜】(2026·海南·一模)植物细胞膜上的H+泵能转运H+,同向转运蛋白能转运H+和K+进入细胞,如图所示。下列有关分析错误的是( )
A.H+泵将H+以主动运输的方式运出细胞
B.同向转运蛋白顺浓度梯度运输H+
C.细胞液的pH大于细胞质基质的
D.抑制H+泵的活性不利于细胞吸收K+
2.【结构功能观・细胞器功能匹配细胞生理】(2026·江苏南通·一模)细胞的结构与功能是相适应的,相关叙述错误的是( )
A.心肌细胞中富含线粒体,有利于提供更多的能量
B.睾丸细胞富含内质网,有利于促性腺激素的加工
C.唾液腺细胞富含高尔基体,有利于唾液淀粉酶的分泌
D.肾小管上皮细胞膜上有较多的载体蛋白,有利于物质的重吸收
3.【概念辨析・驱动蛋白与肽链结构计算】(2026·江苏南通·一模)某种驱动蛋白是由两条肽链组成的多聚体(含975个氨基酸),能驱动囊泡沿着细胞内的微管轨道“行走”。有关该驱动蛋白的叙述正确的是( )
A.驱动囊泡“行走”的过程需要消耗能量
B.化学元素组成是C、H、O
C.至少含有973个氨基和973个羧基
D.两条肽链通过肽键相连
4.【图表情境・钠钾泵转运机制分析】(2026·山东济南·一模)哺乳动物的红细胞膜上分布着较多的钠钾泵。钠钾泵与3个Na+结合后催化ATP水解,其被磷酸化后构象发生改变,将Na+运出细胞,同时2个K+与钠钾泵结合,使其去磷酸化,并恢复构象,随之将K+泵入细胞。乌本苷可显著抑制钠钾泵活性。下列叙述错误的是( )
A.Na+激活了钠钾泵的酶活性
B.钠钾泵的磷酸化伴随着能量的转移
C.乌本苷会使血液中的红细胞发生皱缩现象
D.随着构象的恢复,钠钾泵中K+的结合位点转向膜内侧
5.【原核情境・细菌物质跨膜运输】(2025·浙江宁波·一模)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图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞膜是细菌生物膜系统的重要组成部分
B.CO2经自由扩散只能从胞内运输到胞外
C.转运蛋白W合成后需要高尔基体的运输
D.组氨酸进入膜内的运输过程不消耗ATP
6.【综合图示・植物细胞蔗糖双向转运】(2025·山东济南·一模)下图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图,据图分析,下列说法错误的是( )
A.蔗糖由细胞外进入液泡依赖于H+浓度差形成的电化学势能
B.该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质
C.图中各转运蛋白均是载体蛋白,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用
D.ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量
7.【曲线分析・矿质离子主动运输曲线】(2025·广西南宁·一模)科学家测定大麦根在不同浓度溶液中吸收K⁺的速率,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.据图可知,根毛细胞通过自由扩散的方式吸收K⁺
B.当KCl浓度为0.20mmol·L-1时,转运蛋白数量是限制K⁺吸收速率的唯一因素
C.当KCl浓度超过0.40mmol·L-1后,细胞不再吸收K⁺
D.若施加呼吸抑制剂,根毛细胞吸收K⁺的速率可能会降低
8.【信号通路・盐胁迫离子平衡调节】(2025·山东·一模)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。研究发现,在拟南芥中SOS信号转导途径可介导盐胁迫下细胞外排Na+,维持 Na+/K+平衡。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活 Na+-H+转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如下图所示。下列说法错误的是( )
A.SOS1转运Na+不直接消耗 ATP
B.盐胁迫时,植物细胞可能通过降低细胞质基质中的H+浓度来加速Na+的外排
C.钠离子通过 HKT1 进入细胞时,不需要与其结合
D.盐胁迫下,磷酸化的 SCaBP8 减缓了对AKT1的抑制作用,升高了细胞内 Na+/K+比值
9.【图表分析・海水稻盐胁迫生理响应】(2025·福建漳州·一模)科研人员对盐胁迫下某品种海水稻的抗盐机理及生长变化进行研究。图1表示高盐胁迫条件下海水稻叶肉细胞内的相关数据;图2表示不同浓度NaCl培养液下海水稻根尖细胞内的相关数据(以150mmol/LNaCl溶液浓度为界分为低盐和高盐胁迫)。下列相关叙述错误的是( )
A.第15天之前胞间CO2浓度下降可能与叶肉细胞吸收CO2增多有关
B.第15天之后胞间CO2浓度上升主要受限于光反应产生的NADPH和ATP不足
C.低盐胁迫时,根尖细胞主要通过提高细胞内可溶性糖的浓度以适应盐胁迫
D.种植海水稻适时排水可改善氧气供应,促进根系呼吸作用以利于吸收无机盐
10.【进化情境・ATP/ADP 转运蛋白与内共生】(2025·浙江·一模)2025年,中国研究团队解析了叶绿体和衣原体(原核生物)ATP/ADP转运蛋白的结构,发现两种蛋白质的三维结构非常相似。该转运蛋白位于叶绿体内膜与衣原体的细胞膜上,通过对ATP、ADP的结合与释放,将ATP运至膜内,将ADP运至膜外。下列叙述错误的是( )
A.该转运蛋白存在于叶绿体内膜上,为叶绿体起源的内共生学说提供有力支持
B.该转运蛋白的存在说明细胞呼吸产生的ATP能够用于叶绿体中的生命活动
C.该转运蛋白通过空间结构发生可逆性的改变实现ATP、ADP的跨膜运输
D.该转运蛋白既能转运ATP,又能转运ADP,说明其转运不具有特异性
(2025·浙江·一模)阅读下列材料,回答小题。低钾血症是一种血钾含量过低的状态,主要是因摄入钾过少,或经由汗液、尿液、胃肠道等排出钾过多,或进入细胞内的钾增多等原因导致。其主要表现为乏力、食欲不振、心律失常等。
11.【概念辨析・K + 跨膜运输方式判断】人体中K⁺跨膜运输方式不存在的是( )
A.扩散 B.易化扩散 C.被动转运 D.主动转运
12.【人体生理・低钾血症机理分析】下列关于低钾血症的叙述,错误的是( )
A.低钾时,细胞膜静息电位绝对值变大,细胞难以被激活
B.低钾时,给予细胞较小强度的刺激,无法使细胞膜发生电位变化
C.低钾血症可能是由于钠钾泵工作异常引起
D.长时间运动后可能会出现低钾血症
13.【概念辨析・载体与通道蛋白区别】(2025·湖南长沙·一模)小分子溶质或者离子通过载体蛋白或通道蛋白进行跨膜运输的过程如下图所示。下列叙述中错误的是( )
A.载体蛋白和通道蛋白都属于转运蛋白,在细胞膜、核膜和细胞器膜中广泛分布
B.载体蛋白介导的物质运输方式是主动运输或协助扩散,而通道蛋白介导的是协助扩散
C.有些载体蛋白空间结构和活性的变化与其磷酸化和去磷酸化有关
D.载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变,分子或离子通过时不需与其结合
14.【图表情境・胞吞作用与胆固醇转运】(2025·北京东城·一模)低密度脂蛋白(LDL)是一种运载胆固醇进入细胞的脂蛋白颗粒。血浆中过量的LDL携带的胆固醇会积存在动脉壁上,易引起动脉硬化。下图为LDL进入细胞的相关过程,下列叙述错误的是( )
A.LDL进入细胞体现了胞吞具有特异性
B.LDL进入细胞的过程不需要消耗能量
C.⑤⑥过程受阻会增加动脉硬化患病风险
D.①⑥过程均体现了细胞膜具有流动性
15.【新情境・硝酸盐协同转运蛋白】(2025·山东青岛·一模)研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收,跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白(NRT)介导,NRT是H+/ 同向转运体,运输机制如图所示。液泡膜上的H+/ 反向转运体在H+浓度梯度驱动下,将运入液泡。下列说法错误的是( )
A.碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要间接消耗细胞中的ATP
B.碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、磷脂等生物大分子
C.利用ATPase抑制剂处理碱蓬根部,根细胞吸收的速率会降低
D.液泡的pH值低于细胞质基质,液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺
两年重难·情境题
设题创新:围绕跨膜运输、光合、细胞实验、植物修复四大核心板块创设多元情境;以绿硫细菌不产氧光合片层为新素材,结合 H⁺梯度推理光反应 ATP 合成机制(T1);大脑 Glu-Gln 神经胶质物质循环,结合脑缺血病理创设人体稳态情境(T4);重金属桑树修复农业综合大题,折线 + 表格双载体结合自然选择、生态安全设问(T13);铅转运蛋白光合复合探究,包含实验分组设计类开放设问(T14);沙田柚镁肥种植生产情境,表格 + 双曲线图结合暗反应酶调控机制(T15)。
一、单选题
1.【原核光合・不产氧光合电子传递】(2026·福建福州·一模)绿色硫细菌(厌氧菌)因缺乏处理氧自由基的酶,可进行不产氧的光合作用,如图所示。下列说法错误的是( )
A.绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能,用于暗反应
B.ATP合酶利用H+浓度差合成ATP,H+浓度差的形成只是因为高能电子提供能量导致H+跨膜运输
C.绿硫细菌的光合片层的功能类似类囊体
D.绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O,这避免了大量氧气的产生,使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展
2.【细胞稳态・含膜细胞器离子储存】(2026·福建厦门·一模)PXO小体是果蝇细胞中的一种含膜结构,能摄取细胞质基质中的磷酸盐并将其转化为磷脂进行储存。当果蝇细胞中缺乏磷酸盐时,PXO小体会裂解并将储存的磷脂释放出来。下列相关叙述错误的是( )
A.PXO小体的结构与核糖体的结构相同
B.磷酸盐进入PXO小体需要蛋白质的协助
C.组成PXO小体的磷脂,其头部亲水、尾部疏水
D.PXO小体有维持细胞内磷酸盐平衡的作用
3.【图表情境・小肠上皮协同转运】(2026·广东东莞·一模)如图为人体小肠上皮细胞吸收几种物质的示意图,SGLT1、GLUT2和GLUT5为转运蛋白。下列叙述正确的是( )
A.钠-钾泵具有运输和催化作用
B.葡萄糖进入该细胞不消耗能量
C.转运蛋白SGLT1不具有专一性
D.果糖进入细胞的方式为主动运输
4.【人体生理・神经胶质物质循环】(2026·广东广州·一模)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
5.【科研新情境・胞外囊泡胞吞】(2026·广东广州·一模)我国科学家首次建立从肌肉组织高效分离含线粒体的胞外囊泡(Ti-mitoEVs)的技术体系,并证实Ti-mitoEVs进入受体细胞后能促进线粒体增殖和损伤修复。下列叙述错误的是( )
A.可通过差速离心法分离获得Ti-mitoEVs
B.Ti-mitoEVs进入受体细胞需要载体蛋白的参与
C.可用PCR技术检测Ti-mitoEVs中是否存在线粒体基因
D.此项研究为线粒体损伤相关疾病的治疗提供了新思路
6.【科学假说・经典实验逻辑判断】(2026·广东汕头·一模)假说是根据已有的知识和经验作出合理的推断。下列搭配不合理的是( )
选项
已有的知识和经验
假说
A
水分子通过细胞膜的速率远高于人工膜
水通道假说
B
DNA分子的双螺旋结构
半保留复制假说
C
切除神经的胰腺能分泌胰液
化学调节胰液分泌假说
D
胚芽鞘向光弯曲生长
光使尖端产生生长素假说
A.A B.B C.C D.D
7.【图表情境・植物 H+/K + 协同转运】(2026·海南·一模)植物细胞膜上的H+泵能转运H+,同向转运蛋白能转运H+和K+进入细胞,如图所示。下列有关分析错误的是( )
A.H+泵将H+以主动运输的方式运出细胞
B.同向转运蛋白顺浓度梯度运输H+
C.细胞液的pH大于细胞质基质的
D.抑制H+泵的活性不利于细胞吸收K+
8.【实验辨析・教材基础实验器材与操作】(2026·广东东莞·一模)下列关于高中生物教材经典实验的叙述,错误的是( )
A.检测生物组织中的还原糖和鉴定粗提取的DNA均需水浴加热
B.提取绿叶中的光合色素和固定土壤中小动物标本均需要用到酒精
C.观察根尖细胞有丝分裂和低温诱导染色体加倍均需要进行染色
D.观察细胞质的流动和植物细胞的质壁分离均需借助高倍显微镜
9.【渗透作用・植物细胞渗透压与质壁分离】(2025·海南省直辖县级单位·一模)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.质壁分离过程中会出现原生质层与细胞壁局部或全部分离的现象
10.【概念辨析・细胞膜成分与功能实验】(2025·海南省直辖县级单位·一模)关于细胞膜组成与功能的探究,下列相关叙述正确的是( )
A.细胞膜与双缩脲试剂反应呈砖红色,表明细胞膜含有蛋白质
B.同位素标记的固醇类物质可以穿过细胞膜,表明细胞膜含有胆固醇
C.细胞膜两侧分布的糖类分子与细胞识别、信息传递等功能有密切关系
D.植物细胞能发生质壁分离和复原,表明细胞膜具有流动性和选择透过性
11.【跨膜运输・水通道蛋白功能】(2025·广东惠州·一模)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性,经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀。下列叙述正确的是( )
A.AgNO3处理后红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀与水的自由扩散有关
B.相比未经处理时,经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更快
C.将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液,实验后膨胀速度相同
D.AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时,其内外渗透压相同
12.【实验误差・试剂浓度影响分析】(2025·北京海淀·一模)下列实验结果偏差不是由于试剂浓度改变造成的是( )
A.哺乳动物的红细胞在溶液中出现大量胀破—0.9%生理盐水
B.新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞不发生质壁分离—0.3g/mL蔗糖溶液
C.提取并分离菠菜叶中的光合色素,仅下端两条色素带浅—无水乙醇
D.胡萝卜愈伤组织仅生出根—0.2mg/L生长素、2mg/L细胞分裂素
二、解答题
13.【综合探究・重金属植物修复】(2026·广东茂名·一模)砷是矿区土壤中常见污染物,对周边生态环境和人体健康构成严重威胁。桑树根系旺盛,对土壤重金属具有较强的耐受和富集能力。为探索“边修复、边生产”的生态修复模式,研究人员在某砷污染矿区开展桑树品种选育研究,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)砷通过桑树根系细胞膜上的__________进入植物体,不同桑树品种对砷的耐受性差异,是长期__________的结果。
(2)据图分析,品种____________最适合在该矿区推广种植,判断的理由是____________。
(3)已知细胞中的砷含量越高,对细胞毒害越大。研究人员对上述G12、G62和Y120三个桑树品种进行模拟盆栽实验,测定修复相关指标结果如下表。据表分析,Y120的光合速率偏低的原因是_____________。
品种
根部砷含量/(mg·kg-1)
茎+叶砷含量/(mg·kg-1)
转运系数(TF)
G12
2.87
2.81
1.04
G62
3.09
2.80
0.90
Y120
3.01
4.58
1.52
注:TF=植物地上部砷含量/根部砷含量。
(4)综合上述研究,团队提出在该矿区建立“桑树修复+蚕桑养殖”的生态工程模式。为确保该模式的长期生态安全,生产实践中还需要监测哪些指标?____________。(答出一点即可)
14.【光合 + 转运・金属转运蛋白实验设计】(2026·福建厦门·一模)研究人员对马桑(具药用价值的多年生乔木)的光合作用进行研究,结果如图1所示。马桑对铅(Pb)胁迫有一定的适应能力,研究发现ABC转运蛋白(PcABC)在马桑适应铅(Pb)胁迫中发挥重要作用。如图2为PcABC对Pb2+的转运途径之一。
回答下列问题:
(1)马桑绿叶中的色素经层析液分离,扩散最快的色素为_________。当光照强度为400 μmol·m−2·s−1时,马桑植株的真正光合速率为_________μmol·m−2·s−1。
(2)光照强度大于1100 μmol·m−2·s−1后,胞间CO2浓度增加的原因:________(写出两点)。
(3)土壤中的镉(Cd)也会对马桑产生不良影响。某生物兴趣小组猜想PcABC蛋白也能转运Cd2+,于是他们设计了如下实验:
备选材料用具:
A.生理状况相同的马桑细胞若干;
B.普通培养液;
C.不含Pb2+、Cd2+的完全培养液;
D.不含Pb2+、含Cd2+完全培养液;
E.一定量能抑制PcABC活性的药物。
实验步骤:
①将生理状况相同的马桑细胞随机均分为甲、乙两组;
②甲组用不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液培养马桑细胞;乙组作为实验组,处理是:________;(填写字母编号)
③一段时间后,检测并比较两组培养液中________。
预期结果及结论:
若________,则说明PcABC能转运Cd2+;
若________,则说明PcABC不能转运Cd2+。
15.【光合综合・镁元素对光合作用调控】(2026·广东梅州·一模)2025年11月7日,习近平总书记在广东梅州考察沙田柚种植基地,指出要加强科技应用、发展乡村特色产业。农技人员探究不同施镁肥方式对柚树生长的影响,相关结果如表所示。回答下列问题:
处理
叶片镁含量(g/kg)
光合速率(μmol/(m²・s))
果实总糖(mg/g)
对照组
3.36
11.32
74.07
土施镁肥
3.48
13.79
76.30
叶面喷施镁肥
3.68
15.91
78.18
(1)据表可知,______(填“土施”或“叶面喷施”)镁肥更有利于提升沙田柚产量。施镁肥可以增产,从光合作用角度分析,其机理最可能是:柚树吸收镁离子后,能够______,进而提升光反应,促使果实合成更多的糖类等有机物。
(2)为研究Mg2+对光合作用的影响,科研人员分别模拟环境中Mg2+正常供给+Mg2+、缺乏-Mg2+条件,测定沙田柚幼苗光合作用相关指标,如图1、2所示。
①该实验中“+Mg2+组”为______(填“实验组”或“对照组”)。
②图1结果表明,叶肉细胞叶绿体中的Mg2+相对含量和CO2固定速率都存在“光照下高、黑暗下低”的节律性波动,且Mg2+能______(填“提高”或“降低”)沙田柚幼苗固定CO2的能力。
③进一步测定上述过程中酶R(催化C5与CO2的反应)的变化如图2所示,请结合图1和图2的实验结果,阐明Mg2+对沙田柚幼苗光合作用影响的可能机理:______。
(3)上述研究表明,科学施肥管理对沙田柚植株的生长至关重要请提出一个有利于沙田柚从土壤中吸收肥料的具体措施:______。
三年真题·压轴题
设题创新:结合软骨 Na⁺/Ca²⁺交换载体病理模型,区分通道、载体蛋白功能差异(T4);依托轴突双向蛋白同位素标记曲线,分析囊泡转运速率规律(T6);围绕神经细胞Cl通道,结合带状疱疹病理分析膜电位变化(T7);痛风尿酸转运蛋白药物对照实验大题,包含对照设置、结果分析探究设问(T14);胰岛素分泌调控通路 + 受体缺陷转基因小鼠综合大题,串联激素调节、胞吐、信号传导全模块(T15)。
一、单选题
1.(2026·广东·高考真题)研究表明,运动可促进骨骼肌细胞释放肌因子(一类蛋白质),进而诱导黑色素瘤细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A.肌因子可通过胞吐方式释放到内环境
B.肌因子随体液定向运输至黑色素瘤细胞
C.诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态
D.该过程说明骨骼肌细胞具有内分泌功能
2.(2025·天津·高考真题)治疗癌症的某脂溶性小分子药物进入细胞后经信号传导,激活癌细胞内促凋亡基因的表达,进而发挥治疗作用。试验表明,该药物对某些病人疗效较差,原因不可能是( )
A.药物进入细胞的方式改变 B.药物在细胞内降解较快
C.结合药物的胞内受体活性较低 D.促凋亡基因的表达水平较低
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
4.(2025·重庆·高考真题)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输,据图分析,下列叙述错误的是( )
A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点
5.(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
6.(2025·云南·高考真题)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是( )
A.协助扩散转运物质需消耗ATP B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变 D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
7.(2025·湖南·高考真题)顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,都以移动、停滞反复交替的方式(移动时速度无差异)向轴突末梢运输物质。用带标记的某氨基酸(合成蛋白A和B所必需)分析蛋白A和B的轴突运输方式,实验如图。下列叙述正确的是( )
A.氨基酸通过自由扩散进入细胞
B.蛋白A是一种细胞骨架蛋白
C.轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L的运输方向不同
D.在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A
8.(2025·广东·高考真题)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A.呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响
B.心肌细胞主动运输时参与转运的载体蛋白仅与结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
9.(2024·广东·高考真题)轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质 GABA.正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl-经Cl-通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是( )
A.触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B.正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C.GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D.患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
10.(2026·广东·高考真题)用玻璃纸(半透膜)密封长颈漏斗口,向漏斗内注入蔗糖溶液,将装置浸入盛有清水的烧杯中并使漏斗管内外液面等高。据图推测,一段时间后漏斗内外分子的分布情况可能是( )
A. B. C. D.
11.(2021·广东·高考真题)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
12.(2025·湖南·高考真题)Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na+或Cl-物质的量浓度也相同的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他离子的影响)。5天后,与对照组(Ⅰ)相比,Ⅱ和Ⅲ组光合速率降低,而Ⅳ组无显著差异;各组植株的地上部分和根中Cl-、K+含量如图所示。下列叙述错误的是( )
注:Ⅰ对照(正常栽培);Ⅱ.NaCl溶液;Ⅲ.Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液;Ⅳ.Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液
A.过量的Cl-可能储存于液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害
B.溶液中Cl-浓度越高,该植物向地上部分转运的K+量越多
C.Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡
D.K+从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量
二、解答题
13.(2025·西藏新疆·高考真题)将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中,起初细胞失水发生质壁分离,一定时间(t)后细胞开始吸水,并逐渐复原。回答下列问题:
(1)植物细胞与外界溶液进行水分交换时,水分子跨膜运输的两种方式是________。
(2)细胞失水发生质壁分离,原生质层与细胞壁分离的原因是________。
(3)一定时间(t)后细胞开始吸水的原因是________。
14.(2021·广东·高考真题)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组,一段时间后检测相关指标,结果见图。
回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要___________及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐,体现了细胞膜具有___________的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有___________。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(下图示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是___________。
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是___________。与其它两组比较,设置模型组的目的是___________。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是___________,减少尿酸盐重吸收,为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为___________。
15.(2025·甘肃·高考真题)糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响,糖尿病的发病率近年来呈上升趋势。科学家研究发现,其发病机理与血糖调节直接相关,而胰岛素是调节血糖最重要的激素之一。回答下列问题。
(1)胰岛素能__________肌细胞和肝细胞的糖原合成,__________非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B细胞分泌胰岛素的最主要因素,机制如下图所示,其中膜去极化的原因是ATP/ADP比例的升高使钾离子通道的开放概率__________。图中呈现的物质跨膜运输方式共有__________种。
(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物,注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内,血糖没有明显下降,最可能的原因是__________。
(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR小鼠的胰岛素受体功能受损,导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的作用,部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。
①实验分两组,A组:MKR小鼠5只,B组:正常小鼠5只;
②两组小鼠均禁食10小时,取少量血液,测定__________和__________,结果表明,两组间没有显著差异;
③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液,30分钟后取少量血液,测定以上两项指标,预期实验结果为__________。
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第06讲 物质运输
一年模拟·基础题
一、单选题
1.C
2.B
3.A
4.C
5.D
6.B
7.D
8.D
9.C
10.D
11.A
12.B
13.D
14.B
15.B
两年重难·情境题
一、单选题
1.B
2.A
3.A
4.C
5.B
6.D
7.C
8.D
9.B
10.C
11.A
12.C
二、解答题
13.(1) 转运蛋白 自然选择
(2) G62 种植后G62品种土壤污染程度下降最多,修复效果最好
(3)Y120茎和叶中砷含量高,对细胞毒害大,影响了光合作用相关酶的活性(或叶绿体结构等),从而导致光合速率降低
(4)土壤中砷的含量变化/蚕体内的砷含量
14.(1) 胡萝卜素 9.5
(2)净光合速率下降,消耗的CO2减少;且气孔导度增加,从外界环境进入的CO2增多
(3) D+E Cd2+的剩余量 甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组 甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同(无显著差异)
15.(1) 叶面喷施 促进叶绿素的合成
(2) 对照组 提高 Mg2+通过提高酶R的相对活性,来提高沙田柚幼苗固定CO2的能力,进而提高沙田柚幼苗光合速率
(3)适时松土;合理灌溉(其他答案合理即可)
三年真题·压轴题
一、单选题
1.B
2.A
3.D
4.B
5.B
6.C
7.D
8.A
9.D
10.A
11.A
12.BC
二、解答题
13.(1)自由扩散、协助扩散
(2)细胞失水体积缩小,原生质层比细胞壁的伸缩性大
(3)K+和C1-进入细胞,使细胞内渗透压高于外界溶液
14.核糖体、内质网、高尔基体 选择透过性 协助扩散、主动运输 肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大吸收面积 (有无)尿酸氧化酶抑制剂 和对照组相比,确定模型制备是否成功;和治疗组相比,说明治疗的效果如何 F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达 高尿酸血症大鼠灌服E
15.(1) 促进 抑制
(2) 降低 2/二
(3)胰岛素被胰蛋白酶分解
(4) 血糖浓度 胰岛素浓度 A组血糖浓度高于B组,胰岛素浓度也高于B组
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第06讲 物质运输
第一部分 五年考情·精准定向
广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略
第二部分 四大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·速记口诀
核心01 渗透作用
核心02 观察植物细胞的质壁分离与复原实验
核心03 物质进出细胞的方式
核心04 物质运输速率的影响因素
第三部分 九大易错·逐点击破
易错01 动植物细胞渗透结构区分易错
易错02 质壁分离实验选材、操作、现象易错
易错03 KNO3溶液自动复原特殊易错点
易错04 渗透压与溶质微粒数量误区
易错05 四类跨膜运输方式核心混淆点
易错06 通道蛋白与载体蛋白区分易错
易错07 同种物质进出细胞运输方式差异
易错08 胞吞胞吐常见易错表述
易错09 跨膜运输速率曲线图判读易错
第四部分 分层专练·靶向攻关
一年模拟·基础题(全国视野,单选)
两年重难·情境题(侧重广东,辐射全国,单选+非选择题)
三年真题·压轴题(侧重广东,辐射全国,单选+非选择题)
广东考情概览
新课标要求
考题统计
1. 活动:通过模拟实验探究膜的透性。
2. 活动:探究植物细胞的吸水和失水。
3. 阐明细胞膜具有选择透过性。
4. 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要消耗能量,有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。
5. 举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
2025・广东・物质进出细胞的方式、发生条件
2024・广东・协助扩散
2021・广东・质壁分离及复原实验及其应用
高频考点情境
1.考查频次:近 5 年广东高考对 “物质跨膜运输” 连续考查,单选、综合实验大题均有命题;跨膜运输方式可独立命题,渗透相关实验常作为选择选项或大题探究素材,是细胞模块高频必考点
2.考查要点:核心考查细胞膜选择透过性;自由扩散、协助扩散、主动运输的浓度梯度、载体、能量三要素对比;胞吞胞吐的特点与实例;半透膜模拟膜透性实验原理;植物细胞质壁分离与复原的选材、操作、现象、拓展应用。广东卷侧重结合人体细胞、农作物吸水保肥情境区分运输方式,侧重质壁分离实验的误差分析与拓展探究。
3.命题情境:试题多以农作物施肥烧苗、人体物质吸收、药物跨膜转运、渗透模拟装置、植物抗旱栽培为命题背景,落实生命观念中的结构与功能观、平衡与稳态观,依托浓度梯度变化分析细胞膜控制物质进出的规律。
高效备考策略
1.抓牢核心概念:必背:选择透过性、自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐、半透膜、原生质层、质壁分离。
2.构建知识网络:以“膜的通透性→小分子跨膜运输(顺 / 逆浓度梯度)→大分子胞吞胞吐→渗透作用(质壁分离实验)”为主线,表格对比三种跨膜运输的条件、实例、曲线图;梳理渗透装置与植物细胞原生质层的对应关系。
3.联系实际应用:结合农田施肥过多植物萎蔫理解渗透失水;小肠吸收葡萄糖、肾小管重吸收离子理解主动运输;氧气、甘油跨膜、葡萄糖进入红细胞区分两种被动运输;抗体分泌、巨噬细胞吞噬病菌对应胞吞胞吐。
4.强化题型方法:
概念辨析题:区分易混点:半透膜/原生质层、被动运输/主动运输、载体蛋白/通道蛋白、渗透作用与扩散。
曲线图表应用题:依据运输速率-浓度、运输速率-能量、蛋白相对含量柱状图像快速判断跨膜运输类型、物质转运强弱变化。
实验分析题:吃透质壁分离实验选材、步骤、复原条件、不同溶液下实验差异;掌握载体蛋白相关生理实验的变量控制、结果解读、增设对照组实验设计思路。
5.紧扣命题趋势:聚焦节水农业、肾病/痛风代谢疾病、靶向给药、细胞渗透胁迫等科研热点,偏好以人体生理代谢为背景命制完整实验大题,侧重陌生溶液、特殊细胞情境下跨膜运输方式判断、图表数据分析与拓展实验设计,贴合广东高考实验探究大题高频考查的命题导向。
一图串联
核心梳理
核心01 渗透作用
1.渗透作用基础定义与发生条件
(1)渗透作用:水分子/溶剂分子通过半透膜的扩散
(2)发生两个必备条件:①存在半透膜;②半透膜两侧存在浓度差
2.渗透平衡的分子运动规律
半透膜两侧水分子持续双向移动;达到液面稳定平衡时,水分子进出半透膜的速率完全相等;液面高度差形成的静水压与溶液渗透压相互抵消,此时两侧溶液浓度存在差值。
3.动植物细胞渗透吸水、失水规律
4.渗透压判定基础规律
渗透压大小由单位体积溶液内溶质微粒总数量决定;同等物质的量浓度下,可电离离子化合物渗透压高于不能电离的有机物分子。
核心02 观察植物细胞的质壁分离与复原实验
1.实验原理
内因:成熟植物细胞具备中央大液泡;原生质层的伸缩性大于细胞壁;原生质层可充当半透膜。
外因:细胞液与外界溶液存在浓度差,细胞发生渗透吸水或渗透失水。
2.实验材料
紫色洋葱鳞片叶外表皮、黑藻幼嫩叶片。
3.实验试剂
0.3g/mL蔗糖溶液、清水。
4.完整实验操作流程
制作临时装片→低倍镜观察细胞初始状态→吸水纸引流添加蔗糖溶液,低倍镜观察质壁分离现象→吸水纸引流滴加清水,低倍镜观察质壁复原现象。
5.实验对照类型
同一装片先后观察,属于自身前后对照;全程观察仅使用低倍显微镜。
6.特殊溶质的渗透变化现象
尿素、KNO3溶液处理成熟植物细胞时,溶质分子可跨膜进入细胞,细胞先发生质壁分离,随细胞液渗透压升高,细胞可自动吸水完成复原。
核心03 物质进出细胞的方式
1.四类物质运输方式主干对比
运输类型
浓度梯度方向
能量消耗情况
转运结构
典型运输实例
体现细胞膜特性
自由扩散
高浓度→低浓度
不消耗能量
无转运蛋白
O2、CO2、甘油、性激素
选择透过性
协助扩散
高浓度→低浓度
不消耗能量
通道蛋白、载体蛋白
水分子、葡萄糖进入红细胞、神经细胞 Na⁺内流
选择透过性
主动运输
低浓度→高浓度
消耗 ATP
载体蛋白
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、植物根细胞吸收无机盐、钠钾泵
选择透过性
胞吞、胞吐
无浓度梯度限制
消耗 ATP
膜识别蛋白参与,无转运载体
分泌蛋白释放、吞噬细胞摄取抗原
流动性
核心04 物质运输速率的影响因素
1.浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
2.转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输,自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
3.氧气含量对物质跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
4.温度对物质跨膜运输的影响
易错01 动植物细胞渗透结构区分易错
1.动物细胞半透膜 = 细胞膜,无细胞壁,吸水会涨破;
2.成熟植物半透膜 = 原生质层(细胞膜+液泡膜+两层间细胞质),细胞壁全透、伸缩性远小于原生质层;
3.分生区等无大液泡的植物细胞,无法发生质壁分离。
易错02 质壁分离实验选材、操作、现象易错
1.选材:不能用根尖分生区;黑藻叶绿体可辅助观察,不会干扰实验;
2.蔗糖浓度标准0.3g/mL,浓度过高细胞失水死亡无法复原,过低无明显现象;
3.操作需吸水纸引流,全程仅低倍镜观察;
4.质壁分离时液泡缩小、颜色加深,细胞液浓度升高、吸水能力变强;
5.仅看到质壁分离,无法判断细胞处于失水/平衡/死亡状态。
易错03 KNO3溶液自动复原特殊易错点
1.K+、NO3-可主动运输进入细胞,细胞液浓度后期高于外界,实现自动复原;
2.蔗糖分子不能跨膜,质壁分离后不能复原,要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液。
易错04 渗透压与溶质微粒数量误区
1.渗透压由溶液内溶质微粒总数量决定,并非物质的量浓度;
2.1mol/L NaCl 电离产生 2mol 离子,渗透压远高于 1mol/L 蔗糖溶液。
易错05 四类跨膜运输方式核心混淆点
1.自由扩散:顺浓度、无转运蛋白、不耗能(O2、CO2、甘油、乙醇、苯);
2.协助扩散:顺浓度、需转运蛋白、不耗能(葡萄糖进红细胞、水通道、K+外流);
3.主动运输:逆浓度、载体蛋白、消耗能量(根吸收矿质离子、小肠吸收葡萄糖、钠钾泵);
易错06 通道蛋白与载体蛋白区分易错
1.通道蛋白:只参与协助扩散,不结合运输物质,如水通道、离子通道;
2.载体蛋白:可介导协助扩散或主动运输,结合底物且构象改变;
→典型错误:主动运输依靠通道蛋白(×)。
易错07 同种物质进出细胞运输方式差异
1.葡萄糖:红细胞协助扩散,小肠上皮/植物根主动运输;
2.K+:神经细胞外流为协助扩散,吸收进细胞为主动运输。
易错08 胞吞胞吐常见易错表述
1.依赖细胞膜流动性,不属于跨膜运输;
2.消耗能量,无载体蛋白,但需要膜识别蛋白;
3.不只能运输大分子,神经递质等小分子也可胞吐;
4.核孔转运核酸不属于胞吞、胞吐。
易错09 跨膜运输速率曲线图判读易错
1.自由扩散:仅受浓度差影响,无饱和限制;
2.协助扩散、主动运输:存在饱和点,限制因素是转运蛋白数量;
3.氧气只影响主动运输、胞吞胞吐,被动运输不受氧气含量影响;
4.温度影响膜流动性与呼吸酶,所有运输速率均受温度干扰。
一年模拟·基础题
亮点预览:全套聚焦物质跨膜运输核心专题;依托植物 H协同/反向转运示意图创设浓度梯度、pH 逻辑推理试题(T1、T6);结合拟南芥 SOS 信号通路图,综合多蛋白调控植物盐胁迫离子平衡(T8);依托叶绿体与衣原体同源转运蛋白,融合内共生进化跨模块命题(T10);以人体低钾血症生理材料串联钠钾泵、静息电位稳态调节(T11、T12);碱蓬硝酸盐协同转运结合低氮高盐农业抗逆背景命题(T15)。
一、单选题
1.【图表情境・H + 协同转运与离子跨膜】(2026·海南·一模)植物细胞膜上的H+泵能转运H+,同向转运蛋白能转运H+和K+进入细胞,如图所示。下列有关分析错误的是( )
A.H+泵将H+以主动运输的方式运出细胞
B.同向转运蛋白顺浓度梯度运输H+
C.细胞液的pH大于细胞质基质的
D.抑制H+泵的活性不利于细胞吸收K+
【答案】C
【详解】A、图示可知H+泵将H+运出细胞需要消耗ATP,运输方式是主动运输,A正确;
B、通过H+泵的主动运输,使得细胞外的H+浓度大于细胞内,因此同向转运蛋白顺浓度梯度运输H+,B正确;
C、H+从细胞质基质运输到液泡内消耗ATP,说明运输方式是主动运输,因此细胞液中的H+浓度大于细胞质基质,细胞液的pH小于细胞质基质的pH,C错误;
D、K+的运输需要H+顺浓度运输提供动力,而H+顺浓度梯度的建立需要依靠H+泵的活性,因此抑制H+泵的活性不利于细胞吸收K+,D正确。
故选C。
2.【结构功能观・细胞器功能匹配细胞生理】(2026·江苏南通·一模)细胞的结构与功能是相适应的,相关叙述错误的是( )
A.心肌细胞中富含线粒体,有利于提供更多的能量
B.睾丸细胞富含内质网,有利于促性腺激素的加工
C.唾液腺细胞富含高尔基体,有利于唾液淀粉酶的分泌
D.肾小管上皮细胞膜上有较多的载体蛋白,有利于物质的重吸收
【答案】B
【详解】A、心肌细胞收缩活动频繁,耗能多,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,可为生命活动提供能量。心肌细胞富含线粒体与其耗能需求相适应,A正确;
B、促性腺激素由垂体细胞合成并分泌,睾丸细胞主要合成雄性激素(如睾酮),雄性激素属于固醇类激素,其合成场所在内质网。但促性腺激素并非睾丸细胞分泌,因此睾丸细胞富含内质网与促性腺激素加工无关,B错误;
C、唾液淀粉酶为分泌蛋白,需经高尔基体加工、分类和包装。唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的功能与其富含高尔基体的结构特点相适应,C正确;
D、肾小管上皮细胞通过主动运输和协助扩散重吸收葡萄糖、氨基酸等物质,需要借助细胞膜上的载体蛋白。细胞膜上载体蛋白数量增多有利于提高物质转运效率,与其重吸收功能相适应,D正确;
故选B。
3.【概念辨析・驱动蛋白与肽链结构计算】(2026·江苏南通·一模)某种驱动蛋白是由两条肽链组成的多聚体(含975个氨基酸),能驱动囊泡沿着细胞内的微管轨道“行走”。有关该驱动蛋白的叙述正确的是( )
A.驱动囊泡“行走”的过程需要消耗能量
B.化学元素组成是C、H、O
C.至少含有973个氨基和973个羧基
D.两条肽链通过肽键相连
【答案】A
【详解】A、驱动蛋白驱动囊泡沿微管“行走”需ATP供能,A正确;
B、蛋白质的基本元素组成为C、H、O、N(可能含S等),驱动蛋白作为蛋白质,必然含N元素,B错误;
C、该蛋白含两条肽链,每条肽链至少含1个氨基和1个羧基(位于末端),R基中可能含更多,因此至少含2个氨基和2个羧基,C错误;
D、两条肽链间通过二硫键、氢键等连接,肽键仅存在于单条肽链的氨基酸之间,D错误。
故选A。
4.【图表情境・钠钾泵转运机制分析】(2026·山东济南·一模)哺乳动物的红细胞膜上分布着较多的钠钾泵。钠钾泵与3个Na+结合后催化ATP水解,其被磷酸化后构象发生改变,将Na+运出细胞,同时2个K+与钠钾泵结合,使其去磷酸化,并恢复构象,随之将K+泵入细胞。乌本苷可显著抑制钠钾泵活性。下列叙述错误的是( )
A.Na+激活了钠钾泵的酶活性
B.钠钾泵的磷酸化伴随着能量的转移
C.乌本苷会使血液中的红细胞发生皱缩现象
D.随着构象的恢复,钠钾泵中K+的结合位点转向膜内侧
【答案】C
【详解】A、钠钾泵需与3个Na⁺结合后才催化ATP水解,说明Na⁺作为效应物激活了其ATP酶活性,A正确;
B、钠钾泵磷酸化过程消耗ATP水解释放的能量,使能量转移至磷酸化蛋白用于构象改变,B正确;
C、乌本苷抑制钠钾泵活性后,红细胞内Na⁺积累导致渗透压升高,水分内流使细胞膨胀甚至破裂(溶血),C错误;
D、钠钾泵去磷酸化后构象恢复,此时与K⁺结合并将K⁺泵入细胞,说明K⁺结合位点已转向膜内侧,D正确。
故选C。
5.【原核情境・细菌物质跨膜运输】(2025·浙江宁波·一模)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图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞膜是细菌生物膜系统的重要组成部分
B.CO2经自由扩散只能从胞内运输到胞外
C.转运蛋白W合成后需要高尔基体的运输
D.组氨酸进入膜内的运输过程不消耗ATP
【答案】D
【详解】A、生物膜系统是由细胞内的细胞器膜、细胞膜和核膜等结构共同构成,细菌具有的膜结构只有细胞膜,所以细菌不具有生物膜系统,A错误;
B、CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞,B错误;
C、细菌为原核生物,没有高尔基体,C错误;
D、组氨酸进入膜内是顺浓度梯度,需要转运蛋白的协助,所以属于协助扩散,不消耗能量,D正确。
故选D。
6.【综合图示・植物细胞蔗糖双向转运】(2025·山东济南·一模)下图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图,据图分析,下列说法错误的是( )
A.蔗糖由细胞外进入液泡依赖于H+浓度差形成的电化学势能
B.该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质
C.图中各转运蛋白均是载体蛋白,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用
D.ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量
【答案】B
【详解】A、蔗糖由细胞外进入液泡是通过与H+协同转运方式,依赖于H+浓度差形成的电化学势能来驱动蔗糖的运输,A正确;
B、H+从细胞质基质进入细胞外和液泡都需要消耗ATP水解释放的能量,并需要转运蛋白的参与,说明H+从细胞质基质进入细胞外和液泡都是主动运输,主动运输是逆浓度梯度的,说明细胞外和液泡内的H+浓度高于细胞质基质,所以细胞外和液泡内的pH均低于细胞质基质,B错误;
C、蔗糖—H+共转运体和蔗糖-H+逆向转运体分别利用细胞膜、液泡膜两侧H+浓度差,主动运输蔗糖;液泡膜焦磷酸化酶、液泡膜ATP酶和质膜ATP酶都可以主动运输H+,主动运输需要载体蛋白的参与,所以图中的5种蛋白质都属于载体蛋白。图中各种载体蛋白都能运输H+,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用,C正确;
D、质膜ATP酶、液泡膜ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶这三种酶既有催化作用,又有逆浓度梯度运输H+的作用,主动运输需要消耗能量,所以ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量,D正确。
故选B。
7.【曲线分析・矿质离子主动运输曲线】(2025·广西南宁·一模)科学家测定大麦根在不同浓度溶液中吸收K⁺的速率,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.据图可知,根毛细胞通过自由扩散的方式吸收K⁺
B.当KCl浓度为0.20mmol·L-1时,转运蛋白数量是限制K⁺吸收速率的唯一因素
C.当KCl浓度超过0.40mmol·L-1后,细胞不再吸收K⁺
D.若施加呼吸抑制剂,根毛细胞吸收K⁺的速率可能会降低
【答案】D
【详解】A、自由扩散的速率随物质浓度差增大而持续线性增大,且不需要转运蛋白。但从图中可见,当KCl浓度达到一定值后,K⁺吸收速率不再增加,说明受转运蛋白数量限制,因此根毛细胞吸收K⁺的方式不是自由扩散,A错误;
B、当KCl浓度为0.20mmol・L⁻¹时,限制因素可能是转运蛋白数量,也可能是能量供应(若为主动运输),B错误;
C、当KCl浓度超过0.40mmol・L⁻¹后,吸收速率趋于稳定,原因是转运蛋白数量达到饱和,但细胞仍会吸收K⁺(速率稳定,并非停止吸收),C错误;
D、若根毛细胞吸收K⁺的方式是主动运输,施加呼吸抑制剂会减少ATP产生,从而降低 K⁺的吸收速率,D正确。
故选D。
8.【信号通路・盐胁迫离子平衡调节】(2025·山东·一模)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。研究发现,在拟南芥中SOS信号转导途径可介导盐胁迫下细胞外排Na+,维持 Na+/K+平衡。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活 Na+-H+转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如下图所示。下列说法错误的是( )
A.SOS1转运Na+不直接消耗 ATP
B.盐胁迫时,植物细胞可能通过降低细胞质基质中的H+浓度来加速Na+的外排
C.钠离子通过 HKT1 进入细胞时,不需要与其结合
D.盐胁迫下,磷酸化的 SCaBP8 减缓了对AKT1的抑制作用,升高了细胞内 Na+/K+比值
【答案】D
【详解】A、识图分析可知,盐胁迫条件下,周围环境的Na+通过HKT1(Na+通道蛋白)以协助扩散的方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,Na+运出细胞,为逆浓度梯度运输,所以,SOS1利用H+浓度差形成的化学势能,把Na+以主动运输的方式运出细胞,不直接消耗ATP,A正确;
B、盐胁迫时, 植物细胞可能通过降低细胞质基质的H+浓度,增加了细胞内外的H+浓度梯度差,为SOSI排出Na+提供更多的能量,从而加速Na+的外排,B正确;
C、钠离子通过HKT1(Na+通道蛋白) 进入细胞时,不需要与通道蛋白结合,C正确;
D、盐胁迫下,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,使得细胞内K+浓度增加,Na+/K+比值降低,D错误。
故选D。
9.【图表分析・海水稻盐胁迫生理响应】(2025·福建漳州·一模)科研人员对盐胁迫下某品种海水稻的抗盐机理及生长变化进行研究。图1表示高盐胁迫条件下海水稻叶肉细胞内的相关数据;图2表示不同浓度NaCl培养液下海水稻根尖细胞内的相关数据(以150mmol/LNaCl溶液浓度为界分为低盐和高盐胁迫)。下列相关叙述错误的是( )
A.第15天之前胞间CO2浓度下降可能与叶肉细胞吸收CO2增多有关
B.第15天之后胞间CO2浓度上升主要受限于光反应产生的NADPH和ATP不足
C.低盐胁迫时,根尖细胞主要通过提高细胞内可溶性糖的浓度以适应盐胁迫
D.种植海水稻适时排水可改善氧气供应,促进根系呼吸作用以利于吸收无机盐
【答案】C
【详解】A、据图1可知,第15天之前,胞间CO2浓度下降,同时色素相对含量变化不大,说明叶肉细胞吸收CO2增多用于光合作用,A正确;
B、第15天之后,色素相对含量下降,光反应减弱,产生的NADPH和ATP不足,暗反应受影响,CO2消耗减少,胞间CO2浓度上升,B正确;
C、由图2可知,低盐胁迫时,根尖细胞内无机盐相对浓度上升更明显,说明根尖细胞主要通过提高细胞内无机盐浓度以适应盐胁迫,C错误;
D、适时排水可改善氧气供应,促进根系有氧呼吸,为无机盐吸收(主动运输)提供能量,有利于吸收无机盐,D正确。
故选C。
10.【进化情境・ATP/ADP 转运蛋白与内共生】(2025·浙江·一模)2025年,中国研究团队解析了叶绿体和衣原体(原核生物)ATP/ADP转运蛋白的结构,发现两种蛋白质的三维结构非常相似。该转运蛋白位于叶绿体内膜与衣原体的细胞膜上,通过对ATP、ADP的结合与释放,将ATP运至膜内,将ADP运至膜外。下列叙述错误的是( )
A.该转运蛋白存在于叶绿体内膜上,为叶绿体起源的内共生学说提供有力支持
B.该转运蛋白的存在说明细胞呼吸产生的ATP能够用于叶绿体中的生命活动
C.该转运蛋白通过空间结构发生可逆性的改变实现ATP、ADP的跨膜运输
D.该转运蛋白既能转运ATP,又能转运ADP,说明其转运不具有特异性
【答案】D
【详解】A、叶绿体内膜与衣原体(原核生物)细胞膜上的转运蛋白结构相似,支持内共生学说(叶绿体起源于被吞噬的蓝细菌,内膜为原核生物膜演化而来),A正确;
B、该转运蛋白将ATP运入叶绿体内膜内(基质),说明细胞呼吸产生的ATP能够用于叶绿体中的生命活动,B正确;
C、该ATP/ADP转运蛋白通过对ATP、ADP的结合与释放来转运这两种物质,这个过程中其空间结构会发生可逆性改变,C正确;
D、转运蛋白的特异性是指一种转运蛋白一般只能转运特定的物质或一类结构相似的物质,虽然该转运蛋白既能转运ATP,又能转运ADP,但ATP和ADP结构相似,且转运蛋白是通过特定的结合位点等实现对它们的转运,仍然具有特异性,D错误。
故选D。
(2025·浙江·一模)阅读下列材料,回答小题。低钾血症是一种血钾含量过低的状态,主要是因摄入钾过少,或经由汗液、尿液、胃肠道等排出钾过多,或进入细胞内的钾增多等原因导致。其主要表现为乏力、食欲不振、心律失常等。
11.【概念辨析・K + 跨膜运输方式判断】人体中K⁺跨膜运输方式不存在的是( )
A.扩散 B.易化扩散 C.被动转运 D.主动转运
12.【人体生理・低钾血症机理分析】下列关于低钾血症的叙述,错误的是( )
A.低钾时,细胞膜静息电位绝对值变大,细胞难以被激活
B.低钾时,给予细胞较小强度的刺激,无法使细胞膜发生电位变化
C.低钾血症可能是由于钠钾泵工作异常引起
D.长时间运动后可能会出现低钾血症
【答案】11.A 12.B
【详解】11.K⁺跨膜运输方式有易化扩散(属于被动转运),比如神经细胞静息电位恢复时K⁺外流;还有主动转运,比如通过钠钾泵进行的K⁺内流。而扩散一般是指物质从高浓度向低浓度的简单扩散,K⁺不能通过这种简单的扩散方式跨膜运输,所以不存在的是扩散。
故选A。
12.A、低钾时,细胞内K⁺浓度相对更高,K⁺外流增多,细胞膜静息电位绝对值变大,难以被激活,A正确;
B、低钾时,给予细胞较小强度的刺激,细胞膜可能会发生电位变化,只是可能达不到动作电位的阈值,B错误;
C、钠钾泵能维持细胞内外K⁺的浓度差,若钠钾泵工作异常,可能导致K⁺转运异常,进而引发低钾血症,C正确;
D、长时间运动后,汗液排出增多,可能会排出过多的钾,从而出现低钾血症,D正确。
故选B。
13.【概念辨析・载体与通道蛋白区别】(2025·湖南长沙·一模)小分子溶质或者离子通过载体蛋白或通道蛋白进行跨膜运输的过程如下图所示。下列叙述中错误的是( )
A.载体蛋白和通道蛋白都属于转运蛋白,在细胞膜、核膜和细胞器膜中广泛分布
B.载体蛋白介导的物质运输方式是主动运输或协助扩散,而通道蛋白介导的是协助扩散
C.有些载体蛋白空间结构和活性的变化与其磷酸化和去磷酸化有关
D.载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变,分子或离子通过时不需与其结合
【答案】D
【详解】A、转运蛋白包含载体蛋白和通道蛋白,在细胞膜、核膜、细胞器膜(如线粒体膜、叶绿体膜)广泛分布,A正确;
B、载体蛋白可介导主动运输或协助扩散,而通道蛋白介导的是协助扩散,B正确;
C、像钠-钾泵这类载体蛋白,磷酸化和去磷酸化会改变其空间构象,实现离子转运,C正确;
D、载体蛋白转运时需要与被转运的分子、离子结合,结合后构象改变完成运输,D错误。
故选D。
14.【图表情境・胞吞作用与胆固醇转运】(2025·北京东城·一模)低密度脂蛋白(LDL)是一种运载胆固醇进入细胞的脂蛋白颗粒。血浆中过量的LDL携带的胆固醇会积存在动脉壁上,易引起动脉硬化。下图为LDL进入细胞的相关过程,下列叙述错误的是( )
A.LDL进入细胞体现了胞吞具有特异性
B.LDL进入细胞的过程不需要消耗能量
C.⑤⑥过程受阻会增加动脉硬化患病风险
D.①⑥过程均体现了细胞膜具有流动性
【答案】B
【分析】1、胆固醇:构成细胞膜的重要成分,参与血液中脂质的运输。2、正常人如果饮食不合理,摄入胆固醇过多,缺乏运动,会造成胆固醇在血液中含量过高,可能会患动脉粥样硬化,甚至是冠心病。
【详解】A、LDL与细胞膜上的LDL受体特异性结合后才进入细胞, 这体现了胞吞具有特异性,只有能与受体结合的物质才能以这种方式进入细胞,A正确;
B、从图中可知,LDL与膜上受体结合后才能进入细胞,故LDL进入细胞的方式是胞吞,需要消耗能量,B错误;
C、⑤⑥过程受阻,膜上的LDL受体会减少,LDL不能进入细胞, 血浆中过量的LDL携带的胆固醇会更多地积存在动脉壁上,从而增加动脉硬化患病风险,C正确;
D、①过程中细胞膜内陷形成囊泡包裹LDL,⑥过程中囊泡与细胞膜融合, 这两个过程都体现了细胞膜具有流动性,D正确。
故选B。
15.【新情境・硝酸盐协同转运蛋白】(2025·山东青岛·一模)研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收,跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白(NRT)介导,NRT是H+/ 同向转运体,运输机制如图所示。液泡膜上的H+/ 反向转运体在H+浓度梯度驱动下,将运入液泡。下列说法错误的是( )
A.碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要间接消耗细胞中的ATP
B.碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、磷脂等生物大分子
C.利用ATPase抑制剂处理碱蓬根部,根细胞吸收的速率会降低
D.液泡的pH值低于细胞质基质,液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺
【答案】B
【分析】根细胞从土壤吸收无机盐离子的方式主要是主动运输,该运输方式的特点是:从低浓度一侧运输到高浓度一 侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
【详解】A、从图中可知,质膜上的ATPase将细胞内的H+逆浓度梯度转运到细胞外,消耗ATP,形成H+的浓度梯度。NRT是H+/NO3− 同向转运体,NO3−和H+一起进入细胞,H+顺浓度梯度进入细胞,NO3−的吸收利用了H+浓度梯度的势能,所以碱蓬根细胞通过NRT吸收NO3−的过程间接消耗了细胞中的ATP,A正确;
B、蛋白质的基本组成元素有C、H、O、N等,核酸的组成元素是C、H、O、N、P,磷脂的组成元素是C、H、O、N、P,碱蓬根细胞吸收的NO3−可用于合成蛋白质、核酸等生物大分子,但磷脂不属于生物大分子,B错误;
C、ATPase抑制剂处理碱蓬根部,会抑制ATPase的活性,使得H+ 不能逆浓度梯度运出细胞,无法形成H+浓度梯度,NRT介导的NO3−吸收过程依赖H+浓度梯度,所以根细胞吸收NO3−的速率会降低,C正确;
D、液泡膜上的H+/NO3−反向转运体在H+ 浓度梯度驱动下将NO3−运入液泡,说明液泡中H+浓度高,即液泡的pH值低于细胞质基质。液泡吸收无机盐离子,使细胞液浓度升高,细胞吸水能力增强,有利于细胞保持坚挺,D正确。
故选B。
两年重难·情境题
设题创新:围绕跨膜运输、光合、细胞实验、植物修复四大核心板块创设多元情境;以绿硫细菌不产氧光合片层为新素材,结合 H⁺梯度推理光反应 ATP 合成机制(T1);大脑 Glu-Gln 神经胶质物质循环,结合脑缺血病理创设人体稳态情境(T4);重金属桑树修复农业综合大题,折线 + 表格双载体结合自然选择、生态安全设问(T13);铅转运蛋白光合复合探究,包含实验分组设计类开放设问(T14);沙田柚镁肥种植生产情境,表格 + 双曲线图结合暗反应酶调控机制(T15)。
一、单选题
1.【原核光合・不产氧光合电子传递】(2026·福建福州·一模)绿色硫细菌(厌氧菌)因缺乏处理氧自由基的酶,可进行不产氧的光合作用,如图所示。下列说法错误的是( )
A.绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能,用于暗反应
B.ATP合酶利用H+浓度差合成ATP,H+浓度差的形成只是因为高能电子提供能量导致H+跨膜运输
C.绿硫细菌的光合片层的功能类似类囊体
D.绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O,这避免了大量氧气的产生,使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展
【答案】B
【详解】A、由图1可知:绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能,用于暗反应三碳酸的还原,A正确;
B、由图1可知:ATP合酶是一种跨膜蛋白,能够利用H+浓度差推动ATP的合成,H+浓度差形成的原因包括高能电子(e-)提供能量进行H+的跨膜运输,也包括内腔中H2S分解产生H+,细胞质基质中NADPH合成消耗H+,B错误;
C、绿色硫细菌进行不产氧的光合作用,也能产生ATP和NADPH,能为逆向TCA循环提供能量,该功能类似于叶绿体中的类囊体,C正确;
D、绿色硫细菌为厌氧菌,其光合作用的光解底物是H2S而非H2O,这避免了大量氧气的产生,使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展,D正确。
2.【细胞稳态・含膜细胞器离子储存】(2026·福建厦门·一模)PXO小体是果蝇细胞中的一种含膜结构,能摄取细胞质基质中的磷酸盐并将其转化为磷脂进行储存。当果蝇细胞中缺乏磷酸盐时,PXO小体会裂解并将储存的磷脂释放出来。下列相关叙述错误的是( )
A.PXO小体的结构与核糖体的结构相同
B.磷酸盐进入PXO小体需要蛋白质的协助
C.组成PXO小体的磷脂,其头部亲水、尾部疏水
D.PXO小体有维持细胞内磷酸盐平衡的作用
【答案】A
【详解】A、PXO小体是含膜结构,而核糖体是无膜的细胞器,仅由蛋白质和rRNA组成,二者结构明显不同,A错误;
B、磷酸盐属于离子,跨膜运输进入具有膜结构的PXO小体的过程需要转运蛋白的协助,B正确;
C、磷脂是生物膜的重要组成成分,所有磷脂的结构特点均为头部亲水、尾部疏水,C正确;
D、PXO小体能摄取储存磷酸盐,细胞缺乏磷酸盐时释放磷脂补充,可维持细胞内磷酸盐的动态平衡,D正确。
3.【图表情境・小肠上皮协同转运】(2026·广东东莞·一模)如图为人体小肠上皮细胞吸收几种物质的示意图,SGLT1、GLUT2和GLUT5为转运蛋白。下列叙述正确的是( )
A.钠-钾泵具有运输和催化作用
B.葡萄糖进入该细胞不消耗能量
C.转运蛋白SGLT1不具有专一性
D.果糖进入细胞的方式为主动运输
【答案】A
【详解】A、从图中可知,钠-钾泵既可以转运Na+和K+,还能催化ATP水解为ADP和Pi,因此同时具有运输和催化作用,A正确;
B、小肠上皮细胞吸收葡萄糖是借助Na+浓度梯度驱动的主动运输,间接消耗能量,B错误;
C、所有转运蛋白都具有专一性,SGLT1只能特异性转运Na+和葡萄糖,具有专一性,C错误;
D、果糖顺浓度梯度、依赖转运蛋白GLUT5进入细胞,不消耗能量,运输方式为协助扩散,不是主动运输,D错误。
4.【人体生理・神经胶质物质循环】(2026·广东广州·一模)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。
5.【科研新情境・胞外囊泡胞吞】(2026·广东广州·一模)我国科学家首次建立从肌肉组织高效分离含线粒体的胞外囊泡(Ti-mitoEVs)的技术体系,并证实Ti-mitoEVs进入受体细胞后能促进线粒体增殖和损伤修复。下列叙述错误的是( )
A.可通过差速离心法分离获得Ti-mitoEVs
B.Ti-mitoEVs进入受体细胞需要载体蛋白的参与
C.可用PCR技术检测Ti-mitoEVs中是否存在线粒体基因
D.此项研究为线粒体损伤相关疾病的治疗提供了新思路
【答案】B
【详解】A、差速离心法可依据不同结构的密度、大小差异分离细胞组分,胞外囊泡有其特定的大小和密度范围,所以可通过差速离心法分离获得Ti - mitoEVs,A正确;
B、Ti-mitoEVs是具膜的囊泡结构,进入受体细胞的方式为胞吞,不需要载体蛋白参与,B错误;
C、线粒体含有DNA,若Ti - mitoEVs中存在线粒体基因,就可以利用PCR技术对其进行扩增和检测,C正确;
D、由题干信息可知,Ti - mitoEVs进入受体细胞后能促进线粒体增殖和损伤修复,因此该研究可为线粒体损伤相关疾病的治疗提供新思路,D正确。
6.【科学假说・经典实验逻辑判断】(2026·广东汕头·一模)假说是根据已有的知识和经验作出合理的推断。下列搭配不合理的是( )
选项
已有的知识和经验
假说
A
水分子通过细胞膜的速率远高于人工膜
水通道假说
B
DNA分子的双螺旋结构
半保留复制假说
C
切除神经的胰腺能分泌胰液
化学调节胰液分泌假说
D
胚芽鞘向光弯曲生长
光使尖端产生生长素假说
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、人工膜为不含蛋白质的脂质双层膜,水分子通过细胞膜的速率远高于人工膜,可合理推断细胞膜上存在协助水运输的通道,因此提出水通道假说,A不符合题意;
B、DNA双螺旋结构的碱基互补配对特点,可合理推断DNA复制时以两条链分别为模板合成子代DNA,因此提出半保留复制假说,B不符合题意;
C、切除神经的胰腺仍能分泌胰液,说明胰液分泌不依赖神经调节,可合理推断存在化学物质调节胰液分泌,因此提出化学调节胰液分泌假说,C不符合题意;
D、胚芽鞘向光弯曲生长的现象,仅能推断尖端受单侧光刺激后会向伸长区传递某种影响,使背光侧生长更快,不能得出光诱导生长素产生的结论,且生长素的产生本身不需要光,光仅影响生长素的分布,D符合题意。
故选D。
7.【图表情境・植物 H+/K + 协同转运】(2026·海南·一模)植物细胞膜上的H+泵能转运H+,同向转运蛋白能转运H+和K+进入细胞,如图所示。下列有关分析错误的是( )
A.H+泵将H+以主动运输的方式运出细胞
B.同向转运蛋白顺浓度梯度运输H+
C.细胞液的pH大于细胞质基质的
D.抑制H+泵的活性不利于细胞吸收K+
【答案】C
【详解】A、图示可知H+泵将H+运出细胞需要消耗ATP,运输方式是主动运输,A正确;
B、通过H+泵的主动运输,使得细胞外的H+浓度大于细胞内,因此同向转运蛋白顺浓度梯度运输H+,B正确;
C、H+从细胞质基质运输到液泡内消耗ATP,说明运输方式是主动运输,因此细胞液中的H+浓度大于细胞质基质,细胞液的pH小于细胞质基质的pH,C错误;
D、K+的运输需要H+顺浓度运输提供动力,而H+顺浓度梯度的建立需要依靠H+泵的活性,因此抑制H+泵的活性不利于细胞吸收K+,D正确。
故选C。
8.【实验辨析・教材基础实验器材与操作】(2026·广东东莞·一模)下列关于高中生物教材经典实验的叙述,错误的是( )
A.检测生物组织中的还原糖和鉴定粗提取的DNA均需水浴加热
B.提取绿叶中的光合色素和固定土壤中小动物标本均需要用到酒精
C.观察根尖细胞有丝分裂和低温诱导染色体加倍均需要进行染色
D.观察细胞质的流动和植物细胞的质壁分离均需借助高倍显微镜
【答案】D
【详解】A、检测还原糖时,斐林试剂与还原糖反应需要水浴加热;鉴定粗提取的DNA时,二苯胺与DNA的显色反应也需要水浴加热,A正确;
B、提取绿叶中光合色素利用色素可溶于有机溶剂的原理,用无水乙醇(酒精)提取;固定土壤小动物标本,常用70%的酒精处理,B正确;
C、观察根尖细胞有丝分裂、低温诱导染色体加倍两个实验都需要观察染色体形态/数目,都需要用碱性染料对染色体染色,C正确;
D、观察植物细胞的质壁分离,使用低倍显微镜即可观察到明显的实验现象,不需要高倍显微镜,D错误。
9.【渗透作用・植物细胞渗透压与质壁分离】(2025·海南省直辖县级单位·一模)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.质壁分离过程中会出现原生质层与细胞壁局部或全部分离的现象
【答案】B
【详解】A、细胞失水时,水分外流导致细胞液溶质浓度升高,细胞液浓度增大,A正确;
B、干旱时,内部薄壁细胞中单糖转化为多糖的速率更快,溶质颗粒数减少,渗透压降低;而外层细胞保留更多单糖,溶质颗粒数多,渗透压较高。因此,外层细胞的细胞液浓度应高于内部薄壁细胞,B错误;
C、内部薄壁细胞壁伸缩性更大,失水时细胞壁更易收缩,质壁分离现象不如外层细胞明显,失水比例相同时,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;
D、质壁分离的本质是原生质层(细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质)因失水收缩,与细胞壁逐渐分离,可表现为局部或全部分离,D正确。
故选B。
10.【概念辨析・细胞膜成分与功能实验】(2025·海南省直辖县级单位·一模)关于细胞膜组成与功能的探究,下列相关叙述正确的是( )
A.细胞膜与双缩脲试剂反应呈砖红色,表明细胞膜含有蛋白质
B.同位素标记的固醇类物质可以穿过细胞膜,表明细胞膜含有胆固醇
C.细胞膜两侧分布的糖类分子与细胞识别、信息传递等功能有密切关系
D.植物细胞能发生质壁分离和复原,表明细胞膜具有流动性和选择透过性
【答案】C
【详解】A、双缩脲试剂用于检测蛋白质,反应呈紫色,而非砖红色,砖红色是斐林试剂检测还原糖出现的结果,A错误;
B、固醇类物质能穿过细胞膜,是因为细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,根据“相似相溶”原理,固醇类(脂质)易通过,不能据此表明细胞膜含有胆固醇,B错误;
C、细胞膜外侧的糖被(糖类分子)参与细胞识别、信息传递等,如受体识别、免疫应答等,C正确;
D、植物细胞质壁分离与复原实验证明的是原生质层(包括细胞膜、液泡膜及两层膜间的细胞质)具有选择透过性和流动性,而非仅指细胞膜,D错误。
故选C。
11.【跨膜运输・水通道蛋白功能】(2025·广东惠州·一模)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性,经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀。下列叙述正确的是( )
A.AgNO3处理后红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀与水的自由扩散有关
B.相比未经处理时,经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更快
C.将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液,实验后膨胀速度相同
D.AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时,其内外渗透压相同
【答案】A
【分析】水可以通过水通道蛋白进入细胞,也可以通过自由扩散的方式进入细胞;协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白,不消耗能量。
【详解】A、硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性,经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀,水分子通过自由扩散进出细胞,A正确;
B、水分子可以通过水分子通道蛋白进入细胞,也可以直接自由扩散进入细胞,相比未经处理时,经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更慢,B错误;
C、将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液,葡萄糖的分子量更小,物质的量浓度更大,实验后膨胀速度更小,C错误;
D、植物细胞有细胞壁,AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时,里面渗透压大于外面,与细胞壁对内侧的膨压抵消,水分子进出细胞相等,D错误。
故选A。
12.【实验误差・试剂浓度影响分析】(2025·北京海淀·一模)下列实验结果偏差不是由于试剂浓度改变造成的是( )
A.哺乳动物的红细胞在溶液中出现大量胀破—0.9%生理盐水
B.新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞不发生质壁分离—0.3g/mL蔗糖溶液
C.提取并分离菠菜叶中的光合色素,仅下端两条色素带浅—无水乙醇
D.胡萝卜愈伤组织仅生出根—0.2mg/L生长素、2mg/L细胞分裂素
【答案】C
【分析】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逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中,发生质壁分离的细胞的整个原生质层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、哺乳动物红细胞在0.9%生理盐水中会保持正常形态,若出现大量胀破,说明该“生理盐水”浓度远低于0.9%,是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差,A不符合题意;
B、新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在0.3g/mL蔗糖溶液中会发生质壁分离,若不发生质壁分离,可能是蔗糖溶液浓度过低,是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差,B不符合题意;
C、提取并分离菠菜叶中的光合色素时,仅下端两条色素带浅,可能是由于研磨不充分、提取的色素少等原因,而不是无水乙醇浓度的问题,不是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差,C符合题意;
D、胡萝卜愈伤组织的分化受生长素和细胞分裂素比例的影响,仅生出根,说明生长素与细胞分裂素的比例不合适,可能是这两种激素浓度改变造成的,是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差,D不符合题意。
故选C。
二、解答题
13.【综合探究・重金属植物修复】(2026·广东茂名·一模)砷是矿区土壤中常见污染物,对周边生态环境和人体健康构成严重威胁。桑树根系旺盛,对土壤重金属具有较强的耐受和富集能力。为探索“边修复、边生产”的生态修复模式,研究人员在某砷污染矿区开展桑树品种选育研究,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)砷通过桑树根系细胞膜上的__________进入植物体,不同桑树品种对砷的耐受性差异,是长期__________的结果。
(2)据图分析,品种____________最适合在该矿区推广种植,判断的理由是____________。
(3)已知细胞中的砷含量越高,对细胞毒害越大。研究人员对上述G12、G62和Y120三个桑树品种进行模拟盆栽实验,测定修复相关指标结果如下表。据表分析,Y120的光合速率偏低的原因是_____________。
品种
根部砷含量/(mg·kg-1)
茎+叶砷含量/(mg·kg-1)
转运系数(TF)
G12
2.87
2.81
1.04
G62
3.09
2.80
0.90
Y120
3.01
4.58
1.52
注:TF=植物地上部砷含量/根部砷含量。
(4)综合上述研究,团队提出在该矿区建立“桑树修复+蚕桑养殖”的生态工程模式。为确保该模式的长期生态安全,生产实践中还需要监测哪些指标?____________。(答出一点即可)
【答案】(1) 转运蛋白 自然选择
(2) G62 种植后G62品种土壤污染程度下降最多,修复效果最好
(3)Y120茎和叶中砷含量高,对细胞毒害大,影响了光合作用相关酶的活性(或叶绿体结构等),从而导致光合速率降低
(4)土壤中砷的含量变化/蚕体内的砷含量
【详解】(1)砷进入植物体需要借助桑树根系细胞膜上的转运蛋白,因为物质跨膜运输中,离子等物质常通过转运蛋白进出细胞。不同桑树品种对砷的耐受性差异是长期自然选择的结果,在自然环境中,适应环境(对砷耐受性强)的品种得以保留和繁衍。
(2)据图分析,品种G62最适合在该矿区推广种植。判断理由是种植后G62品种土壤污染程度下降最多,从重度污染(Ⅰ)降到轻度污染(Ⅲ),对土壤砷污染的修复效果最好。
(3)由表格可知,Y120的茎+叶砷含量最高,因为细胞中的砷含量越高,对细胞毒害越大,所以Y120的光合速率偏低的原因是Y120茎和叶中砷含量高,对细胞毒害大,影响了光合作用相关酶的活性(或叶绿体结构等),从而导致光合速率降低。
(4)为确保“桑树修复+蚕桑养殖”生态工程模式的长期生态安全,生产实践中还需要监测的指标有:土壤中砷的含量变化(若砷含量未得到有效控制,会持续危害生态环境);或蚕体内的砷含量(若蚕体内砷含量过高,会通过食物链影响人体健康)等。
14.【光合 + 转运・金属转运蛋白实验设计】(2026·福建厦门·一模)研究人员对马桑(具药用价值的多年生乔木)的光合作用进行研究,结果如图1所示。马桑对铅(Pb)胁迫有一定的适应能力,研究发现ABC转运蛋白(PcABC)在马桑适应铅(Pb)胁迫中发挥重要作用。如图2为PcABC对Pb2+的转运途径之一。
回答下列问题:
(1)马桑绿叶中的色素经层析液分离,扩散最快的色素为_________。当光照强度为400 μmol·m−2·s−1时,马桑植株的真正光合速率为_________μmol·m−2·s−1。
(2)光照强度大于1100 μmol·m−2·s−1后,胞间CO2浓度增加的原因:________(写出两点)。
(3)土壤中的镉(Cd)也会对马桑产生不良影响。某生物兴趣小组猜想PcABC蛋白也能转运Cd2+,于是他们设计了如下实验:
备选材料用具:
A.生理状况相同的马桑细胞若干;
B.普通培养液;
C.不含Pb2+、Cd2+的完全培养液;
D.不含Pb2+、含Cd2+完全培养液;
E.一定量能抑制PcABC活性的药物。
实验步骤:
①将生理状况相同的马桑细胞随机均分为甲、乙两组;
②甲组用不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液培养马桑细胞;乙组作为实验组,处理是:________;(填写字母编号)
③一段时间后,检测并比较两组培养液中________。
预期结果及结论:
若________,则说明PcABC能转运Cd2+;
若________,则说明PcABC不能转运Cd2+。
【答案】(1) 胡萝卜素 9.5
(2)净光合速率下降,消耗的CO2减少;且气孔导度增加,从外界环境进入的CO2增多
(3) D+E Cd2+的剩余量 甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组 甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同(无显著差异)
【详解】(1)马桑绿叶中的色素经层析液分离,扩散最快的色素为胡萝卜素,因为胡萝卜素在层析液中的溶解度最高。真正光合速率等于呼吸速率与净光合速率之和,由图1可知,当光照强度为400 μmol·m−2·s−1时,马桑植株的真正光合速率为1.5+8=9.5μmol·m−2·s−1。
(2)由图1可知:光照强度大于1100 μmol·m−2·s−1后,净光合速率下降,消耗的CO2减少,气孔导度增加,从外界环境进入的CO2增多,导致胞间CO2浓度增加。
(3)由题意可知:本实验的目的是探究PcABC蛋白是否也能转运Cd2+,实验的自变量为PcABC蛋白是否发挥作用,因变量为Cd2+的运输速率(检测指标为培养液中Cd2+的剩余量),其他无关变量各组应相同且适宜,因此实验步骤为:①将生理状况相同的马桑细胞随机均分为甲、乙两组;②甲组作为对照组,用不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液培养马桑细胞;乙组作为实验组,用不含Pb2+、含Cd2+完全培养液并在该培养液中加入一定量能抑制PcABC活性的药物来培养马桑细胞,即乙组的处理是:D+E。③一段时间后,检测并比较两组培养液中Cd2+的剩余量。
若PcABC蛋白能转运Cd2+,则甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组。若PcABC不能转运Cd2+,则甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同(无显著差异)。
15.【光合综合・镁元素对光合作用调控】(2026·广东梅州·一模)2025年11月7日,习近平总书记在广东梅州考察沙田柚种植基地,指出要加强科技应用、发展乡村特色产业。农技人员探究不同施镁肥方式对柚树生长的影响,相关结果如表所示。回答下列问题:
处理
叶片镁含量(g/kg)
光合速率(μmol/(m²・s))
果实总糖(mg/g)
对照组
3.36
11.32
74.07
土施镁肥
3.48
13.79
76.30
叶面喷施镁肥
3.68
15.91
78.18
(1)据表可知,______(填“土施”或“叶面喷施”)镁肥更有利于提升沙田柚产量。施镁肥可以增产,从光合作用角度分析,其机理最可能是:柚树吸收镁离子后,能够______,进而提升光反应,促使果实合成更多的糖类等有机物。
(2)为研究Mg2+对光合作用的影响,科研人员分别模拟环境中Mg2+正常供给+Mg2+、缺乏-Mg2+条件,测定沙田柚幼苗光合作用相关指标,如图1、2所示。
①该实验中“+Mg2+组”为______(填“实验组”或“对照组”)。
②图1结果表明,叶肉细胞叶绿体中的Mg2+相对含量和CO2固定速率都存在“光照下高、黑暗下低”的节律性波动,且Mg2+能______(填“提高”或“降低”)沙田柚幼苗固定CO2的能力。
③进一步测定上述过程中酶R(催化C5与CO2的反应)的变化如图2所示,请结合图1和图2的实验结果,阐明Mg2+对沙田柚幼苗光合作用影响的可能机理:______。
(3)上述研究表明,科学施肥管理对沙田柚植株的生长至关重要请提出一个有利于沙田柚从土壤中吸收肥料的具体措施:______。
【答案】(1) 叶面喷施 促进叶绿素的合成
(2) 对照组 提高 Mg2+通过提高酶R的相对活性,来提高沙田柚幼苗固定CO2的能力,进而提高沙田柚幼苗光合速率
(3)适时松土;合理灌溉(其他答案合理即可)
【分析】在光反应阶段,光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后,将水分解为O2和H+等,形成ATP和NADPH,于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能;ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应,将CO2转化为储存化学能的糖类。
【详解】(1)对比三组数据,叶面喷施镁肥组的叶片镁含量(3.68 g/kg)、光合速率(15.91 μmol/(m²・s))和果实总糖(78.18 mg/g)均为最高,说明叶面喷施镁肥更利于提升沙田柚产量。镁是叶绿素的核心组成元素,柚树吸收镁离子后,可促进叶绿素的合成,叶绿素能吸收、传递和转化光能,进而提升光反应速率,为暗反应提供更多 ATP 和 NADPH,最终使果实合成更多糖类等有机物。
(2)①本实验目的是探究 Mg²⁺缺乏的影响,因此 “+Mg²⁺” 组为对照组(模拟正常生理状态),“-Mg²⁺” 组为实验组(模拟镁缺乏状态)。
②图 1 中,“+Mg²⁺” 组的 CO₂固定速率显著高于 “-Mg²⁺” 组,说明 Mg²⁺能提高沙田柚幼苗固定 CO₂的能力。
③图 2 显示,“+Mg²⁺” 组酶 R 的相对活性(a)远高于 “-Mg²⁺” 组(b),酶 R 催化 C₅与 CO₂的反应,酶 R 活性提高可增强 CO₂固定效率; 结合图 1,Mg²⁺通过提升酶 R 活性,增强暗反应,进而提高整体光合速率。
(3)植物根系吸收矿质元素的方式主要是主动运输,需要消耗能量(ATP),因此可采取的具体措施为适时松土;合理灌溉等(其他答案合理即可)。
三年真题·压轴题
设题创新:结合软骨 Na⁺/Ca²⁺交换载体病理模型,区分通道、载体蛋白功能差异(T4);依托轴突双向蛋白同位素标记曲线,分析囊泡转运速率规律(T6);围绕神经细胞Cl通道,结合带状疱疹病理分析膜电位变化(T7);痛风尿酸转运蛋白药物对照实验大题,包含对照设置、结果分析探究设问(T14);胰岛素分泌调控通路 + 受体缺陷转基因小鼠综合大题,串联激素调节、胞吐、信号传导全模块(T15)。
一、单选题
1.(2026·广东·高考真题)研究表明,运动可促进骨骼肌细胞释放肌因子(一类蛋白质),进而诱导黑色素瘤细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A.肌因子可通过胞吐方式释放到内环境
B.肌因子随体液定向运输至黑色素瘤细胞
C.诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态
D.该过程说明骨骼肌细胞具有内分泌功能
【答案】B
【详解】A、肌因子属于蛋白质类大分子,大分子物质排出细胞的方式为胞吐,因此肌因子可通过胞吐方式释放到内环境,A正确;
B、肌因子随体液运输的过程是不定向的,可运输到全身各处,仅因为黑色素瘤细胞存在对应受体才会作用于该细胞,B错误;
C、细胞凋亡可清除体内癌变的异常细胞,维护内环境的稳定,因此诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态,C正确;
D、骨骼肌细胞可分泌肌因子这类信号分子,通过体液运输作用于靶细胞发挥调节作用,说明骨骼肌细胞具有内分泌功能,D正确。
2.(2025·天津·高考真题)治疗癌症的某脂溶性小分子药物进入细胞后经信号传导,激活癌细胞内促凋亡基因的表达,进而发挥治疗作用。试验表明,该药物对某些病人疗效较差,原因不可能是( )
A.药物进入细胞的方式改变 B.药物在细胞内降解较快
C.结合药物的胞内受体活性较低 D.促凋亡基因的表达水平较低
【答案】A
【详解】A、该药物是脂溶性小分子,通常以自由扩散方式进入细胞,这种运输方式是由物质性质和细胞膜结构决定的,一般不会改变。若药物进入细胞的方式改变,不符合其脂溶性小分子的特性,所以这不是药物对某些病人疗效较差的原因,A错误;
B、药物在细胞内降解较快,会使细胞内有效药物浓度降低,从而导致疗效较差,B正确;
C、结合药物的胞内受体活性较低,药物难以有效发挥作用,激活促凋亡基因的效果就会减弱,进而使疗效较差,C正确;
D、促凋亡基因的表达水平较低,即使药物能正常发挥作用,促凋亡的效果也会不好,导致疗效较差,D正确。
故选A。
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
【答案】D
【详解】A、Na+-氨基酸共转运体运输物质具有特异性,A错误;
B、氨基酸依赖转运体进入细胞是逆浓度梯度的过程,属于主动运输,B错误;
C、人体细胞通过消耗呼吸作用产生的ATP维持膜两侧Na+浓度梯度,利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞,因此使用细胞呼吸抑制剂会影响氨基酸的运输速率,C错误;
D、适当增加膜两侧Na+的浓度差会提高Na+的运输速率,同时也能加快氨基酸的运输,D正确。
故选D。
4.(2025·重庆·高考真题)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输,据图分析,下列叙述错误的是( )
A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点
【答案】B
【分析】被动运输:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。被动运输分为自由扩散和协助扩散。自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞的物质扩散方式。协助扩散:借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,也叫易化扩散。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白。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,不需要和通道蛋白结合。
【详解】A、Na+通道运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,A正确;
B、Na+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,B错误;
C、因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+会积累,NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量,所以使得Ca2+内流增多,C正确;
D、因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病,所以与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点,D正确。
故选B。
5.(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
【答案】B
【分析】图中运输组胺的方式是从低浓度向高浓度运输,属于主动运输,组氨酸脱羧生成组胺和CO2。
【详解】A、从图中看出,转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞,A错误;
B、胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度,属于主动运输,需要消耗能量,能量由组氨酸浓度梯度提供,B正确;
C、转运蛋白W能同时转运两种物质,也具有特异性,C错误;
D、CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞,D错误。
故选B。
6.(2025·云南·高考真题)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是( )
A.协助扩散转运物质需消耗ATP B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变 D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
【答案】C
【分析】1、自由扩散:运输方向是高浓度到低浓度;不需要转运蛋白;不消耗能量。
2、协助扩散:运输方向是高浓度到低浓度;需要转运蛋白;不消耗能量。
3、主动运输:运输方向是低浓度到高浓度;需要转运蛋白质;需要消耗能量。
【详解】A、协助扩散是顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP,A错误;
B、被动运输包括自由扩散和协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,B错误;
C、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,从而实现物质的跨膜运输,C正确;
D、主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,而不是通道蛋白,通道蛋白一般用于协助扩散,D错误。
故选C。
7.(2025·湖南·高考真题)顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,都以移动、停滞反复交替的方式(移动时速度无差异)向轴突末梢运输物质。用带标记的某氨基酸(合成蛋白A和B所必需)分析蛋白A和B的轴突运输方式,实验如图。下列叙述正确的是( )
A.氨基酸通过自由扩散进入细胞
B.蛋白A是一种细胞骨架蛋白
C.轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L的运输方向不同
D.在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A
【答案】D
【分析】物质跨膜运输:自由扩散是从高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量,如水、CO2、甘油;协助扩散是从高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输是从低浓度运输到高浓度,需要载体和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+、Na+等。
【详解】A、氨基酸是小分子物质,且是极性分子,一般通过主动运输的方式进入细胞,而非自由扩散,A错误;
B、已知顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,在注射带标记的氨基酸,3小时就检测到带标记的A,5天才检测到带标记的B,说明蛋白A的运输速度快,属于快速轴突运输,所以蛋白A不是细胞骨架蛋白(细胞骨架蛋白是慢速轴突运输),B错误;
C、轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L都是向轴突末梢运输,运输方向相同,C错误;
D、由于蛋白A是快速轴突运输,蛋白B是慢速轴突运输,且二者移动时速度无差异,那么慢速轴突运输在单位时间内移动得少,是因为停滞时间长,所以在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A,D正确。
故选D。
8.(2025·广东·高考真题)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A.呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响
B.心肌细胞主动运输时参与转运的载体蛋白仅与结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
【答案】A
【分析】自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要转运蛋白和能量,如水进出细胞;协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的特点是需要转运蛋白和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖。
【详解】A、O₂从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O₂浓度差决定。因此呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响,A正确;
B、心肌细胞主动运输Ca²⁺时,载体蛋白需结合Ca²⁺并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而磷酸化,并非仅与Ca²⁺结合,B错误;
C、葡萄糖进入红细胞为协助扩散,速率受浓度差和载体数量影响。红细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓度差,因此速率与代谢有关,C错误;
D、集合管中Na⁺重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na⁺被动运输,D错误。
故选A。
9.(2024·广东·高考真题)轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质 GABA.正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl-经Cl-通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是( )
A.触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B.正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C.GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D.患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
【答案】D
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子大量内流,形成内正外负的动作电位。
【详解】A、触觉神经元兴奋时,会释放兴奋性神经递质作用于抑制性神经元,抑制性神经元兴奋,在抑制性神经元上可记录到动作电位,A正确;
B、离子通道进行的跨膜运输方式是协助扩散,故正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式是协助扩散,B正确;
C、GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,此时GABA作用的效果可以是抑制性的;患带状疱疹后,Cl-经Cl-通道外流,相当于形成内正外负的动作电位,此时GABA作用的效果是兴奋性的,C正确;
D、据图可知,Cl-转运蛋白会将Cl-运出痛觉神经元,患带状疱疹后痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,说明运出细胞的Cl-减少,据此推测应是转运蛋白减少所致,D错误。
故选D。
10.(2026·广东·高考真题)用玻璃纸(半透膜)密封长颈漏斗口,向漏斗内注入蔗糖溶液,将装置浸入盛有清水的烧杯中并使漏斗管内外液面等高。据图推测,一段时间后漏斗内外分子的分布情况可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】据图可知,一段时间后漏斗液面升高,说明蔗糖不能透过半透膜、水分子可自由通过,初始时漏斗内蔗糖溶液渗透压高于烧杯清水,水分子整体向漏斗内运输,蔗糖始终保留在漏斗侧,最终漏斗内蔗糖浓度降低,所以一段时间后蔗糖分子仅分布在半透膜的一侧且浓度变低(图中蔗糖分子减少),半透膜两侧均有水分子,A符合题意,BCD不符合题意。
11.(2021·广东·高考真题)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
【答案】A
【分析】气孔是由两两相对而生的保卫细胞围成的空腔,它的奇妙之处在于能够自动的开闭。气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”。气孔的张开和闭合受保卫细胞的控制。
分析图示:滴加蔗糖溶液①后一段时间,保卫细胞气孔张开一定程度,说明保卫细胞在蔗糖溶液①中吸收一定水分;滴加蔗糖溶液②后一段时间,保卫细胞气孔关闭,说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分,滴加蔗糖溶液③后一段时间,保卫细胞气孔张开程度较大,说明保卫细胞在蔗糖溶液③中吸收水分多,且多于蔗糖溶液①,由此推断三种蔗糖溶液浓度大小为:②>①>③。
【详解】A、通过分析可知,①细胞处吸水量少于③处细胞,说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后,A错误;
B、②处细胞失水,故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中,B正确;
C、滴加③后细胞大量吸水,故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞,C正确;
D、通过分析可知,推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D正确。
故选A。
12.(2025·湖南·高考真题)Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na+或Cl-物质的量浓度也相同的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他离子的影响)。5天后,与对照组(Ⅰ)相比,Ⅱ和Ⅲ组光合速率降低,而Ⅳ组无显著差异;各组植株的地上部分和根中Cl-、K+含量如图所示。下列叙述错误的是( )
注:Ⅰ对照(正常栽培);Ⅱ.NaCl溶液;Ⅲ.Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液;Ⅳ.Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液
A.过量的Cl-可能储存于液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害
B.溶液中Cl-浓度越高,该植物向地上部分转运的K+量越多
C.Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡
D.K+从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量
【答案】BC
【分析】 液泡具有维持植物细胞的渗透压稳定。无机盐离子的运输方式一般是主动运输。
【详解】A、Cl-是植物的微量元素,Ⅱ和Ⅳ的地上部分Cl-含量远高于对照组,为避免对细胞造成 毒害,过量的Cl-可能储存于液泡中,A正确;
B、Ⅱ和Ⅳ中Cl-浓度高于I(对照), 但Ⅱ、Ⅳ的地上部分K+量低于I或与I相当,表明K+的转运与Cl-浓度不成比例,B错误 ;
C、由Ⅱ、Ⅲ组与Ⅰ组相比可知,溶液中Na+浓度升高,植物组织中K+量降低,表明 Na+阻碍了K+的吸收和转运,抑制钾离子积累,不利于维持钠离子钾离子平衡,C错误;
D、各组地上部分K+量均高于根的K+量,表明K+逆浓度梯度跨膜运输进入了地上 部分的组织细胞,属于主动运输,需要消耗能量,D正确。
故选BC。
二、解答题
13.(2025·西藏新疆·高考真题)将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中,起初细胞失水发生质壁分离,一定时间(t)后细胞开始吸水,并逐渐复原。回答下列问题:
(1)植物细胞与外界溶液进行水分交换时,水分子跨膜运输的两种方式是________。
(2)细胞失水发生质壁分离,原生质层与细胞壁分离的原因是________。
(3)一定时间(t)后细胞开始吸水的原因是________。
【答案】(1)自由扩散、协助扩散
(2)细胞失水体积缩小,原生质层比细胞壁的伸缩性大
(3)K+和C1-进入细胞,使细胞内渗透压高于外界溶液
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,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伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中,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的复原。
【详解】(1)水分子跨膜运输的方式有自由扩散、协助扩散,水分子更多的是借助膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
(2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞发生失水导致体积缩小,且原生质层比细胞壁的伸缩性大,细胞会发生质壁分离现象。
(3)KCl会电离出K+和C1-,K+和C1-进入细胞,使细胞内渗透压高于外界溶液,细胞吸水。
14.(2021·广东·高考真题)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组,一段时间后检测相关指标,结果见图。
回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要___________及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐,体现了细胞膜具有___________的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有___________。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(下图示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是___________。
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是___________。与其它两组比较,设置模型组的目的是___________。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是___________,减少尿酸盐重吸收,为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为___________。
【答案】 核糖体、内质网、高尔基体 选择透过性 协助扩散、主动运输 肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大吸收面积 (有无)尿酸氧化酶抑制剂 和对照组相比,确定模型制备是否成功;和治疗组相比,说明治疗的效果如何 F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达 高尿酸血症大鼠灌服E
【分析】由图可知,模型组(有尿酸氧化酶的正常实验大鼠灌服尿酸氧化酶抑制剂)尿酸盐转运蛋白增多,血清尿酸盐含量增高;治疗组尿酸盐转运蛋白减少,F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量。
分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】(1)分泌蛋白在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体等细胞器共同参与,由于URAT1和GLUT9与分泌蛋白相似,因此URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体等细胞器共同参与。肾小管细胞通过URAT1和GLUT9蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜的选择透过性。借助载体蛋白的跨膜运输的方式有协助扩散和主动运输。
(2)由图可知,肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大吸收面积,有利于尿酸盐的重吸收。
(3)模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂,与空白对照组灌服生理盐水的正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)相比,模型组的自变量是有无尿酸氧化酶抑制剂,和对照组相比,确定模型制备是否成功;和治疗组相比,说明治疗的效果如何。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂后转运蛋白增加,灌服F的治疗组转运蛋白和空白组相同,可推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是F可能抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,将高尿酸血症大鼠灌服E与F进行对比,得出两者降尿酸的作用效果。
【点睛】本题以高尿酸血症的治疗原理为背景,答题关键在于分析实验结果得出结论,明确分泌蛋白的合成过程、跨膜运输方式及细胞膜功能。
15.(2025·甘肃·高考真题)糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响,糖尿病的发病率近年来呈上升趋势。科学家研究发现,其发病机理与血糖调节直接相关,而胰岛素是调节血糖最重要的激素之一。回答下列问题。
(1)胰岛素能__________肌细胞和肝细胞的糖原合成,__________非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B细胞分泌胰岛素的最主要因素,机制如下图所示,其中膜去极化的原因是ATP/ADP比例的升高使钾离子通道的开放概率__________。图中呈现的物质跨膜运输方式共有__________种。
(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物,注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内,血糖没有明显下降,最可能的原因是__________。
(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR小鼠的胰岛素受体功能受损,导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的作用,部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。
①实验分两组,A组:MKR小鼠5只,B组:正常小鼠5只;
②两组小鼠均禁食10小时,取少量血液,测定__________和__________,结果表明,两组间没有显著差异;
③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液,30分钟后取少量血液,测定以上两项指标,预期实验结果为__________。
【答案】(1) 促进 抑制
(2) 降低 2/二
(3)胰岛素被胰蛋白酶分解
(4) 血糖浓度 胰岛素浓度 A组血糖浓度高于B组,胰岛素浓度也高于B组
【分析】胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素,体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。这样既增加了血糖的去向,又减少了血糖的来源,使血糖浓度恢复到正常水平。
【详解】(1)胰岛素是唯一降血糖的激素,作用是促进肌细胞、肝细胞合成糖原,抑制非糖物质(如氨基酸、脂肪 )转化为葡萄糖从而降低血糖浓度。
(2)血糖升高→葡萄糖进入细胞→ 氧化分解使ATP/ADP比例上升→钾离子通道关闭(开放概率降低→ K+外流减少→细胞膜去极化。葡萄糖(协助扩散 )、K+(协助扩散 )、Ca2+(协助扩散 )、胰岛素(胞吐)→ 跨膜方式为协助扩散和胞吐,共2种。
(3)胰腺受损(如切除)的实验狗,注射胰腺研磨提取物(含胰岛素)但血糖未降→ 原因是研磨液中胰岛素被胰蛋白酶分解(胰腺含胰蛋白酶,会分解胰岛素 )。
(4)实验目的:探究胰岛素受体功能对血糖调节的影响(MKR 小鼠受体功能受损 )。步骤②:禁食后测血糖浓度和胰岛素浓度→ 验证基础状态下两组小鼠无差异。步骤③:注射葡萄糖后,预期结果:A组(MKR小鼠,受体功能受损)→ 胰岛素不能有效发挥作用→ 血糖浓度较高,胰岛素浓度也较高(因血糖高刺激胰岛B细胞分泌,但受体不敏感,血糖难降)。B组(正常小鼠 )→胰岛素正常作用→血糖浓度较低,胰岛素浓度正常→ 预期:A组血糖浓度高于B组,胰岛素浓度也高于B组。
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