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专题 02 物质运输、酶和 ATP
五年考情 考情分析
2023年北京卷第13 题
2023年北京卷第17 题
2023年北京卷第21 题
2022年北京卷第 12题
以跨膜运输为情境，主要考查了物质跨膜运
2022年北京卷第14 题
物质运输 输、膜蛋白的功能、植物细胞的吸水和失水等
2022年北京卷第16 题
基础知识以及阅读理解能力
2021年北京卷第1 题
2021年北京卷第19 题
2020年北京卷第 1题
2020年北京卷第4 题
1、（2023·北京·高考真题）高中生物学实验中，下列实验操作能达成所述目标的是（ ）
A．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
2、（2023·北京·高考真题）细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌
细胞为材料，研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是 ，膜的基本支架是 。
(2)假设初始状态下，膜两侧正负电荷均相等，且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中，当膜仅对
K+具有通透性时，K+顺浓度梯度向膜外流动，膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加，对K+进一步外流起
阻碍作用，最终K+跨膜流动达到平衡，形成稳定的跨膜静电场，此时膜两侧的电位表现是 。
K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度（mV） ”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时，实验测得膜的静息电位为-90mV，膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和
4mmoL/L（ ），此时没有K+跨膜净流动。①静息状态下，K+静电场强度为 mV，与静息电位实测值接近，推测K+外流形成的静电场可能
是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测，研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值
，则可验证此假设。
3、（2023·北京·高考真题）变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径
I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了
L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和
BrdU均能与 互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一
组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分
比（如图）。图中反映DNA复制所需时长的是从 点到 点。
(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，
即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK：
①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常；②Ce酶基因：源自噬菌
体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失；③Er基因：编码的Er蛋白位于
细胞质，与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细
胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线： →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选
目标小鼠→ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t）是途径Ⅱ细胞周期时长（t）的
1 2
三倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t 时间后换用BrdU饲喂，再过t 时间后检测B细胞被标
2 2
记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是。
4、（2022·北京·高考真题）实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是（ ）
选项 高中生物学实验内容 操作步骤
A 检测生物组织中的蛋白质 向待测样液中先加双缩脲试剂A液，再加B液
B 观察细胞质流动 先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞，再换高倍镜观察
C 探究温度对酶活性的影响 室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后，在设定温度下保温
观察根尖分生区组织细胞的有丝分
D 将解离后的根尖用清水漂洗后，再用甲紫溶液染色
裂
A．A B．B C．C D．D
5、（2022·北京·高考真题）有氧呼吸会产生少量超氧化物，超氧化物积累会氧化生物分子引发细胞损伤。
将生理指标接近的青年志愿者按吸烟与否分为两组，在相同条件下进行体力消耗测试，受试者血浆中蛋白
质被超氧化物氧化生成的产物量如下图。基于此结果，下列说法正确的是（ ）
A．超氧化物主要在血浆中产生
B．烟草中的尼古丁导致超氧化物含量增加
C．与不吸烟者比，蛋白质能为吸烟者提供更多能量
D．本实验为“吸烟有害健康”提供了证据
6、（2022·北京·高考真题）芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因，科学家以酸
性磷酸酶（P酶）为指标，筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过 作用分泌到细胞膜外。
(2)用化学诱变剂处理，在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株（sec1）。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶
的分泌，分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中，对sec1和野生型的胞外
P酶检测结果如下图。据图可知，24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后，sec1胞外P
酶呈现 的趋势，表现出分泌缺陷表型，表明sec1是一种温度敏感型突变株。(3)37℃培养1h后电镜观察发现，与野生型相比，sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。
由此推测野生型Sec1基因的功能是促进 的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后，sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是
。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋
白分泌的哪一阶段，可作为鉴定指标的是：突变体______________。
A．蛋白分泌受阻，在细胞内积累
B．与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C．细胞分裂停止，逐渐死亡
7、（2021·北京·高考真题）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（ ）
A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量
8、（2021·北京·高考真题）学习以下材料，回答（1）~（4）题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输，其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管
是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉，进入其中的筛
管-伴胞复合体（SE-CC），再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中，叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入
SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中，蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输
（图1）可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞；②韧皮薄壁细胞中
的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间（包括细胞壁）中；③蔗糖从细
胞外空间进入SE-CC中，如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”（SU载体），SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间，在此形成较高的H+浓度，SU载体将H+和蔗糖同
向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物，筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
研究发现，叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响，呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高，
叶片中SU载体减少，反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制，对于了解光合产物在植物体
内的分配规律，进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中，蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于 。由H+泵形成的
有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式比，甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过 这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有 。
A．叶片吸收14CO 后，放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
2
B．用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入SE-CC的速率降低
C．将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞，SE-CC中出现荧光
D．与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外，本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量，
体现了蔗糖的 功能。
9、（2020·北京·高考真题）在口腔上皮细胞中，大量合成ATP的细胞器是（ ）
A．溶酶体 B．线粒体 C．内质网 D．高尔基体
10、（2020·北京·高考真题）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解HO 的实验，两组实验结
2 2
果如图。第1组曲线是在pH=7．0、20℃条件下，向5mL1%的HO 溶液中加入0．5mL酶悬液的结果。与
2 2
第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（ ）A．悬液中酶的浓度 B．HO 溶液的浓度
2 2
C．反应体系的温度 D．反应体系的pH
一、单选题
1．（2024·北京东城·二模）如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗
糖进入细胞速率加快的是（ ）
A．降低细胞外蔗糖浓度
B．降低细胞质H+浓度
C．降低ATP合成酶活性
D．降低膜上协同转运蛋白数量
2．（2024·北京昌平·二模）在活性氧的胁迫条件下，蛋白质复合体CDC48参与叶绿体内蛋白质降解的具
体过程如下图，相关叙述错误的是（ ）A．叶绿体基质及类囊体膜上都含有蛋白质
B．受损伤蛋白质通过自由扩散进入细胞质基质
C．在蛋白酶体参与下，受损伤蛋白质的肽键断裂
D．CDC48相关基因缺失突变导致受损伤蛋白积累
3．（2024·北京昌平·二模）蓝细菌的光合作用过程需要较高浓度CO，而空气中的CO 浓度一般较低，蓝
2 2
细菌具有CO 浓缩机制如下图所示。研究还发现，R酶能催化O 与C 结合形成C 和C ，O 和CO 竞争性
2 2 5 3 2 2 2
结合R酶同一位点。相关叙述正确的是（ ）
A．CO 以协助扩散方式通过光合片层膜
2
B．R酶可抑制CO 固定，减少有机物积累
2
C．浓缩机制可提高CO 与R酶的结合率
2
D．转入 转运蛋白基因后光合速率减小
4．（2024·北京海淀·二模）研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质，其
中组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，其形成的突
触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是（ ）A．伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应
B．两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放
C．两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合
D．感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度
5．（2024·北京丰台·二模）正常细胞表面有PD-L1.肿瘤细胞可以通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的
“追杀”。胆固醇分子可以直接与细胞膜上PD-L1跨膜区域（CRAC1和CRAC2）结合，形成如图所示的
类似“三明治”样结构。下列叙述正确的是（ ）
A．胆固醇通过胞吞作用进入细胞膜形成“三明治”样结构
B．若CRAC1和CRAC2发生突变时，PD-L1降解加剧
C．使用降低胆固醇的药物有助于稳定细胞表面的PD-L1
D．细胞膜上的胆固醇有助于肿瘤细胞逃避免疫防御
6．（2024·北京顺义·一模）研究人员利用K+的放射性类似物铷（16Rb+）替换K+，研究K+的吸收与转运。
选取高盐环境中生长的玉米根，在NEM（可选择性抑制参与K+主动运输的转运蛋白）溶液中分别处理10s
和30s，然后洗去未反应的NEM，最后浸入到16Rb+溶液中，检测16Rb+进入根细胞的净流量，实验结果如
图。依据实验结果分析，下列叙述不合理的是（ ）A．K+可通过主动运输进入玉米根细胞
B．K+可通过协助扩散进入玉米根细胞
C．根细胞膜上只存在一种K+转运蛋白
D．处理10s运输K+离子的蛋白没被完全抑制
7．（2024·北京门头沟·一模）几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁
质合成酶的结构并阐明了几丁质合成的过程，模式图如下。下列叙述错误的是（ ）
A．高温会破坏几丁质合成酶的空间结构 B．几丁质是由多个单糖构成的多糖物质
C．细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 D．细胞通过主动运输将几丁质运到胞外
8．（23-24高三上·北京昌平·期末）下图为ATP合成酶功能示意图，相关叙述不正确的是（ ）
A．ATP合成酶在核糖体上合成
B．ATP合成酶发挥功能不依赖生物膜C．ATP合成酶具有催化和运输的作用
D．合成ATP的过程伴随着能量的转化
9．（23-24高三上·北京西城·期末）如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图，下列说法正确的是（
）
A．方式1所示转运不具有特异性
B．溶酶体内pH高于细胞质基质
C．方式3转运溶质属于主动运输
D．三种运输方式体现膜的流动性
10．（2024·北京海淀·二模）为检测黑曲霉蛋白酶的热稳定性，科研人员在不同温度下分别处理酶液10、
60及90min，测定酶活力，结果如下图。下列关于该酶的叙述不正确的是（ ）
A．温度升高可改变其空间结构
B．若长期保存应置于60℃
C．可将蛋白质水解为氨基酸或多肽
D．置于70℃下60min后完全失活
11．（2024·北京朝阳·二模）丙酮酸激酶（PK）可参与下图所示的生化反应。人体红细胞中缺乏PK会引
起Na+积累，造成溶血，导致丙酮酸激酶缺乏症（PKD）。以下推测合理的是（ ）
A．该反应发生在红细胞的线粒体中
B．该反应与细胞内的吸能反应相联系
C．Na+积累会引起红细胞渗透压升高
D．使用PK抑制剂能够有效治疗PKD
12．（2024·北京海淀·一模）新生无毛哺乳动物体内存在一种含有大量线粒体的褐色脂肪组织， 褐色脂肪
细胞的线粒体内膜含有蛋白质U。蛋白质U不影响组织细胞对氧气的利用， 但能抑制呼吸过程中ADP 转
化为ATP。据此推测当蛋白质U发挥作用时（ ）
A．葡萄糖不能氧化分解
B．只在细胞质基质中进行无氧呼吸
C．细胞中会积累大量的 ATP
D．可大量产热， 维持体温
13．（2024·北京朝阳·一模）科研人员将某种滨藜分为两组，A组置于昼夜温度为23℃/18℃的环境中，该
温度与其原生长区温度一致，B组置于昼夜温度为43℃/30℃的环境中。生长一段时间后，测定两组滨藜在
不同温度下的光合速率，结果如图。相关叙述不合理的是（ ）
A．图中数据显示相同温度条件下A组滨藜的有机物积累速率均高于B组
B．温度过高会通过提高酶的活性和气孔开放程度等机制使光合速率下降
C．B组滨藜的最适温度高于A组说明滨藜对高温环境有一定的适应能力
D．推测将原生长区的滨藜引种到炎热地区后可能会出现生长缓慢等现象
14．（2024·北京西城·一模）大量纳米材料如金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒等已被证明能够像天然
酶一样发挥作用，称为纳米酶。下列关于纳米酶和天然酶的说法正确的是（ ）
A．均为生物大分子 B．都能降低化学反应活化能
C．均由核糖体合成 D．都只能在生物体内发挥作用
15．（2024·北京石景山·一模）过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器，其中过氧化氢酶是其标志酶，可
分解细胞代谢产生的过氧化氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述不正确的是（ ）A．过氧化物酶体具有单层膜结构
B．过氧化物酶体的形成与生物膜的流动性有关
C．基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构
D．过氧化氢酶是探究酶最适温度的理想实验材料
二、非选择题
16．（2024·北京密云·模拟预测）酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科
研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图1。不同的抑制剂抑制
酶活性原理如图2所示。
(1)该实验的自变量是 ，实验中无关变量保持相同且适宜，该实验的无关变量有 。
(2)实验小组的实验过程：将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份→在①中加入一定量的
蒸馏水，②③中分别加入 →在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合→定时取
样检测各反应中 ，记录实验结果并绘图。
(3)据图1分析，随着底物浓度升高， （填抑制剂类型） 的抑制作用逐渐减小。抑制剂降低酶促反应速
率的原因是 。
(4)结合图1和图2分析抑制剂Ⅰ属于 性抑制剂。
17．（2024·北京通州·模拟预测）为探究水稻分蘖（分枝）的分子机制，科研人员开展了一系列研究。
(1)水稻细胞产生的细胞分裂素与受体结合， 植株的分蘖等生命活动。
(2)水稻细胞中的单糖转运蛋白0sSTP15影响着光合产物的运输和分配，进而影响水稻产量。现获得
0sSTP15功能缺失突变体水稻，统计生长及产量，结果如图1。推测0sSTP15蛋白的功能是。
(3)为研究0sSTP15蛋白转运光合产物的种类及转运方向，实验过程如下：
①把相同浓度的无标记葡萄糖、果糖和甘露糖分别与13C-葡萄糖混合、进行竞争性转运检测、0sSTP15蛋
白的转运结果如图2、由此推测0sSTP15蛋白转运六碳糖亲和力由大到小为 。
②为验证0sSTP15为外排葡萄糖的转运蛋白，请从下列选项中选取所需材料与试剂、实验组方案为
。
a.野生水稻原生质体
b.非洲爪蟾卵母细胞（无其他膜蛋白）
c.转0sSTP15基因水稻原生质体
d.转0sSTP15因非洲爪蟾卵母细胞
e.细胞内外添加等量无标记葡萄糖
f.细胞内外添加等量13C-葡萄糖
与结论相应的检测结果应是 。
(4)与野生型相比，0sSTP15突变体中细胞分裂素含量显著升高，请推测0sSTP15蛋白对水稻产量影响的分
子通路 。
18．（2024·北京朝阳·二模）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只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-、HCO -五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO -增加会升高溶液
3 3
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 C l - 、 K + 流出均增加， C l - 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-/HCO-交换转运蛋白
3
（两种离子1：1反向运输，HCO -运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），
3
DIDS是Cl-/HCO-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
3
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 。
(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 。
(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 。
19．（2024·北京东城·一模）研究生长素的作用机制对认识植物生长发育有重要意义。(1)生长素作为一种植物产生的信息物质，与 特异性结合后引发细胞内一系列信号转导过程，影响特定
基因的表达，表现出生物学效应。
(2)生长素具有“酸生长”调节机制，即生长素低浓度时引起原生质体外（细胞膜外）pH降低，促进根生
长；高浓度时引起原生质体外pH升高，抑制根生长。如图1所示，细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-
ATP酶，产生 根生长的效应。
(3)位于细胞质中的F1和细胞核中的T1均能与生长素结合（如图1）。分别对野生型拟南芥、F1缺失突变
体、T1缺失突变体施加高浓度生长素，统计根生长增长率（施加生长素组根长增长量/未施加生长素组根
长增长量），结果如图2。据图判断F1和T1均参与生长素抑制根生长的过程，依据是 。实验结果还显
示F1和T1参与的生长素响应过程有快慢差异，根据图1推测存在差异的原因是 。
(4)综上所述，完善生长素的“酸生长”调控机制的流程图 。
(5)请分析生长素调节植物生长的过程中有多种受体参与的意义 。
