曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
第二单元 细胞的代谢
专题 3 物质进出细胞的方式
甲组
简单情境
1.保卫细胞(2022汕头一模,8)水稻在干旱时,保卫细胞通过失水而使气孔关闭,从而降低
蒸腾作用。研究发现,气孔关闭的过程中,保卫细胞膜上向外运输K+的转运蛋白活性增强。
若抑制K+转运蛋白磷酸化,则气孔无法关闭。下列有关叙述,错误的是( )
A.气孔关闭是因为保卫细胞向外运输K+
B.K+转运蛋白发生磷酸化可促进气孔关闭
C.气孔关闭会使光合作用速率降低
D.保卫细胞失水只能通过自由扩散方式
答案 D 由题干信息“气孔关闭的过程中,保卫细胞膜上向外运输K+的转运蛋白活性
增强。若抑制K+转运蛋白磷酸化,则气孔无法关闭”可知,气孔关闭是因为保卫细胞向外
运输K+,A正确;K+转运蛋白发生磷酸化,其活性增强,促进K+的外流,进而促进气孔关闭,B
正确;气孔关闭会导致CO 的吸收减少,进而导致光合作用速率降低,C正确;保卫细胞失
2
水既有自由扩散方式,也有协助扩散方式,D错误。
复杂情境
2.钠钾泵(2022广东一模,13)动物细胞细胞膜上的钠钾泵兼具ATP水解酶的活性,其通过
磷酸化(如图1)和去磷酸化(如图2)过程发生空间结构的改变,导致其与K+、Na+的亲和力
发生变化,实现K+、Na+的跨膜运输。下列叙述正确的是( )
A.钠钾泵镶嵌在细胞膜磷脂双分子层的表面
B.钠钾泵的去磷酸化为K+运入细胞提供能量
C.细胞吸收K+和排出Na+的方式均属于主动运输
D.钠钾泵将3个K+泵入细胞内,同时把2个Na+泵到细胞外
答案 C 由图可知钠钾泵贯穿细胞膜磷脂双分子层,A错误;K+运入细胞是逆浓度梯度
进行的,需要消耗能量,钠钾泵的去磷酸化并没有释放能量,B错误;细胞吸收K+和排出
Na+均是逆浓度梯度进行的,需要消耗能量,因此细胞吸收K+和排出Na+的方式均属于主
动运输,C正确;从图中钠钾泵的结构上可以看出,钠钾泵将2个K+泵入细胞内,同时把3
个Na+泵到细胞外,D错误。
3.耐盐碱水稻(2022广州二模,11)耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的
水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干,由于标签损坏无法辨认类型,某生物兴趣小
组使用0.3 g·mL-1的KNO 溶液分别处理两组水稻细胞,结果如图,下列叙述正确的是(
3
)
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A.Ⅱ组水稻原生质体的体积增加,说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B.Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C.A→B段,Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D.B→C段是由于添加清水
答案 A 结合题图可知,在0.3 g/mL的KNO 溶液中,Ⅱ组水稻的原生质体体积增加,说
3
明Ⅱ组水稻可以从外界环境中吸收水分,属于耐盐碱水稻,A正确;Ⅱ组水稻的曲线不能
无限上升除受限于细胞壁的伸缩性外,还受到细胞内外溶液浓度差的影响,B错误;A→B
段,Ⅰ组水稻的原生质体体积减小,说明细胞失水,细胞液浓度增加,吸水能力逐渐增强,C
错误;由于细胞能通过主动吸收K+和N
O-
,使B→C段细胞液浓度高于外界溶液浓度,细
3
胞吸水,因此细胞会发生质壁分离的复原,D错误。
复杂陌生情境
4.孔蛋白与协同运输(2022惠州二模,13)线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白,分子
量小于5 000 Da的丙酮酸可以经此通道通过。线粒体内膜蛋白质含量高导致通透性低,
丙酮酸通过与H+(质子)协同运输[利用H+(质子)电化学梯度]的方式由膜间隙进入线粒体
基质,如图所示。下列相关分析正确的是( )
A.丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为自由扩散
B.丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质没有消耗ATP,属于协助扩散
C.H+(质子)通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输
D.加入蛋白质变性剂会提高线粒体内膜对各种物质运输的速率
答案 C 根据题意可知,线粒体外膜的通道蛋白可以让丙酮酸通过,不需要消耗能量,因
此为协助扩散,A错误;丙酮酸通过线粒体内膜时,要借助转运蛋白,通过与H+(质子)协同
运输的方式由膜间隙进入线粒体基质,会消耗能量,因此属于主动运输,B错误;H+(质子)通
过质子泵由线粒体基质进入膜间隙是逆浓度梯度,所以运输方式为主动运输,C正确;蛋白
质变性剂会使蛋白质变性,从而失活,降低物质运输速率,D错误。
5.GLUT2与SGLT1(2022肇庆一模,16)人体进食后,小肠微绒毛外侧葡萄糖由于二糖的水
解而浓度局部高于细胞内,这部分葡萄糖能通过GLUT2转运;大部分葡萄糖利用Na+顺
浓度进入细胞所提供的能量,通过SGLT1转运,过程如图1所示。葡萄糖的转运速率与
肠腔中葡萄糖浓度关系如图2所示。据此分析错误的是( )
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图1 小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖示意图
图2 肠腔中葡萄糖浓度对于小肠绒毛
上皮细胞吸收葡萄糖速率的影响
A.图1中的IM代表小肠绒毛细胞膜上的麦芽糖酶
B.葡萄糖通过SGLT1进入小肠细胞不消耗ATP,属于协助扩散的方式
C.由图2可知,葡萄糖浓度高时主要以协助扩散的方式进入细胞
D.同一细胞可以不同的方式吸收葡萄糖,其结构基础是载体的种类不同
答案 B 由图1可知,麦芽糖在IM的作用下分解为葡萄糖,故IM代表小肠绒毛细胞膜
上的麦芽糖酶,A正确;葡萄糖通过SGLT1转运时,利用Na+顺浓度进入细胞所提供的能
量,属于主动运输,B错误;由图2可知,随着葡萄糖浓度升高,GLUT2转运葡萄糖速率迅速
提高,此运输方式需要载体蛋白,不消耗能量,为协助扩散,因此葡萄糖浓度高时主要以协
助扩散的方式进入细胞,C正确。
乙组
简单情境
1.脂质体人工膜(2022湖南师大附中模拟二)(不定项)脂质体是一种人工膜,根据磷脂分子
可在水中形成稳定脂双层的原理制成,是很多药物的理想载体,其结构示意图如下。其中
的胆固醇可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳定性有重要作用。下列相关叙
述错误的是( )
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A.装载不同药物的脂质体大小不一定相同
B.甲处适合装载脂溶性药物,乙处适合装载水溶性药物
C.抗体可以使脂质体靶向作用于特定细胞或器官
D.脂质体中加入胆固醇可能是为了减少药物渗漏
答案 B 不同药物的分子大小、理化性质不同,所以装载不同药物的各脂质体大小也
不一定相同,A正确;由磷脂分子头部亲水、尾部疏水可知,甲处适合装载水溶性药物,乙
处适合装载脂溶性药物,B错误;抗体可以特异性地和抗原结合,因此抗体可以使脂质体靶
向作用于特定细胞或器官,C正确;胆固醇可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳
定性有重要作用,所以脂质体中加入胆固醇可以减少药物的渗漏,D正确。
2.测定细胞液浓度的方法(2022长沙雅礼中学一模,3)为了测定白萝卜细胞液的浓度,某同
学在一根白萝卜上间隔相同的距离处挖出体积相同的4个凹槽,取等量(小于凹槽体积
量)不同浓度的蔗糖溶液加入凹槽内,液面初始高度均为M,过一段时间后测量凹槽内液
面高度为N,该表是该同学对4个凹槽内N、M值测量后的处理结果,其中原始凹槽内蔗
糖溶液浓度最大、原始凹槽内蔗糖溶液浓度与白萝卜细胞液浓度最接近的分别是( )
白萝卜凹槽 凹槽1 凹槽2 凹槽3 凹槽4
比值(N/M) 1.25 1.18 1.01 0.91
A.凹槽4、凹槽1
B.凹槽4、凹槽2
C.凹槽1、凹槽3
D.凹槽1、凹槽4
答案 C 据题意可知,与蔗糖溶液接触的白萝卜细胞会发生渗透作用,当蔗糖溶液浓度
高于细胞液浓度时,细胞失水,导致凹槽内液面上升,N/M>1;当蔗糖溶液浓度低于细胞液
浓度时,细胞吸水,导致凹槽内液面下降,N/M<1;当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时,细胞
处于等渗环境下,凹槽内液面保持不变,N/M=1。由分析可知,N/M的值最接近1(凹槽3)
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的原始凹槽内蔗糖溶液浓度最接近白萝卜细胞液浓度,N/M-1的值最大(凹槽1)的原始凹
槽内蔗糖溶液浓度最大,C正确。
复杂情境
3.(2022湖南学业质量联合检测二,3)如图为肾小管上皮细胞转运葡萄糖的示意图。主动
运输消耗的能量可以来源于ATP,也可以来源于Na+的电化学梯度势能。据图分析正确
的是( )
A.葡萄糖进出肾小管上皮细胞的运输方式不同
B.运输Na+的转运蛋白不具有特异性
C.静息状态时,K+出神经元的方式与图中所示K+的运输方式相同
D.Na+-K+泵在运输离子时空间结构不会发生改变
答案 A 据图分析,葡萄糖进入肾小管上皮细胞需要能量,能量来自同时顺浓度梯度运
输的Na+的电化学梯度势能,属于主动运输;葡萄糖出肾小管上皮细胞为顺浓度梯度运输,
属于协助扩散,A正确。转运蛋白具有特异性,B错误。静息状态时,K+出神经元的方式为
协助扩散,题图中所示K+的运输方式为主动运输,C错误。Na+-K+泵在运输离子时空间结
构会发生改变,D错误。
4.剧毒物质对无机盐吸收的影响(2022永州高考适应性考试三,14)(不定项)氰化物是一种
剧毒物质,其通过抑制[H]与O 的结合,使得组织细胞不能利用O 而陷入窒息。如图为研
2 2
究植物根尖吸收K+的相关实验。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+可能属于主动运输或协助扩散
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B.实验甲中4 h后O 消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关
2
C.实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸
D.实验乙加入氰化物后,可能是通过抑制转运蛋白的活性来减少O 的吸收量
2
答案 AD 由实验甲可知,加入KCl后,O 的消耗速率增加,说明植物根尖细胞吸收K+需
2
要消耗能量,属于主动运输,A错误;实验甲中4 h后O 消耗速率下降可能与细胞外K+浓
2
度降低有关,细胞吸收的K+减少,耗O 速率降低,B正确;氰化物可通过抑制[H]与O 的结
2 2
合抑制有氧呼吸,则实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸,C正确;O 通过自
2
由扩散进入细胞,不需要转运蛋白,因此氰化物不可能通过抑制转运蛋白的活性来减少O
2
的吸收量,D错误。
丙组
简单情境
1.H+泵(2020北京东城一模,2)下图中①和②为小鼠膀胱上皮细胞中的溶酶体,①为初级
溶酶体,尚未参与细胞内的消化过程;②为次级溶酶体,正在参与细胞内的消化过程。①
和②中的H+浓度比细胞质基质高100倍以上。下列相关叙述错误的是( )
A.①和②均有磷脂双分子层构成的膜结构
B.①和②均能合成并储存多种酸性水解酶
C.②中有衰老损伤的细胞器或入侵细胞的病菌
D.细胞质基质中的H+运输进入①需要消耗能量
答案 B 溶酶体是具有单层膜的细胞器,由磷脂双分子层构成膜的基本支架,A正确。
水解酶的化学本质是蛋白质,其合成场所为核糖体,B错误。次级溶酶体(②)正在参与细
胞内的消化过程,其中有衰老损伤的细胞器或外来异物,C正确,溶酶体中的H+浓度高于
细胞质基质一百倍以上,则细胞质基质中的H+进入溶酶体是逆浓度梯度运输,需要消耗能
量,D正确。
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陌生情境
2.钙离子转运(2022北京昌平二模,3)植物被病原菌感染后,特异的蛋白水解酶被激活,导
致被侵染的植物细胞死亡。病原菌因失去宿主细胞而无法存活。蛋白水解酶的激活有
两条途径:①钙离子进入细胞后启动激活过程;②位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞
色素 c 含量增加启动激活过程。相关叙述正确的是( )
A.蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开
B.钙离子通过自由扩散进入植物细胞
C.细胞色素 c 与有氧呼吸第一阶段有关
D.该过程有利于植物体的自我保护
答案 D 蛋白水解酶能使肽键断开,限制酶能使磷酸二酯键断开,A错误;植物被病原菌
感染后,细胞膜上的钙离子通道打开,帮助钙离子进入植物细胞,B错误;参与细胞呼吸的
细胞色素c位于线粒体内膜上,故与有氧呼吸的第三阶段有关,C错误;植物被病原菌感染
后,特异的蛋白水解酶被激活,导致被侵染的植物细胞死亡,病原菌因失去宿主细胞而无法
存活,该过程有利于植物体的自我保护,D正确。
3.一氧化氮参与神经调节(2022北京西城二模,9)一氧化氮(NO)可参与神经调节(如图)。
突触前膜释放的谷氨酸(Glu)与突触后膜上的受体结合,促进Na+和Ca2+内流。突触后神
经元Ca2+浓度升高会促进NO合成,NO进入突触前神经元引起Glu持续释放。下列叙述
错误的是( )
A.兴奋在神经元之间通过突触传递
B.Ca2+浓度升高可激活NOS的活性
C.NO和Glu以相同的方式运出细胞
D.Glu持续释放是正反馈调节的结果
答案 C 兴奋在神经元与神经元之间通过突触传递,A正确。据图及题干信息可知,突
触后神经元Ca2+浓度升高会作用于NOS,进而促进NO合成并发挥作用,B正确。Glu作
为神经递质储存在突触小泡中,以胞吐的方式运出细胞,而NO则是以自由扩散的方式进
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出细胞的,C错误。Glu的释放可激活突触后膜上的受体2,引起Ca2+内流,促进突触后神
经元合成NO并进一步扩散至细胞外,进入突触前神经元,使Glu释放量增加。该过程中,
系统的工作效果反过来促进了系统工作,属于正反馈,D正确。
易错警示 NO作为气体分子可参与神经调节,其进出细胞的方式是自由扩散。
4.硝酸盐转化为蛋白质与核酸(2022北京顺义一模,3)如图为植物叶肉细胞将硝酸盐转化
为蛋白质与核酸的过程。相关叙述错误的是( )
A.N 进入叶肉细胞的方式是主动运输
O-
3
B.①和②过程所需 ATP 均由叶绿体提供
C.③④过程分别需核糖体和磷元素参与
D.光合作用的进行会影响谷氨酸的合成过程
答案 B N O- 进入叶肉细胞需要ATP,方式为主动运输,该过程所需能量可由细胞呼吸
3
提供,A正确,B错误。蛋白质的合成(③)需核糖体参与,氨基酸转化生成核酸(④)需要引
入磷元素,C正确。由图可知,光合作用的进行会影响谷氨酸的合成,D正确。
丁组
简单情境
1.钠钾泵(2022连云港二模,3)载体蛋白甲和乙依赖于细胞质膜两侧的Na+浓度差完成相
应物质的运输,Na+浓度差由膜上的钠钾泵来维持。据图分析下列说法错误的是( )
A.图中所示过程能体现细胞质膜的选择透过性
B.Na+浓度差具有的势能可为C H O 跨膜运输供能
6 12 6
C.图中细胞的膜外pH高于膜内
D.图中的钠钾泵还具有催化功能
答案 C 题图中不同物质的运输方式不同,载体蛋白不同,体现了细胞质膜的选择透过
性,A正确;根据题干信息“载体蛋白甲和乙依赖于细胞质膜两侧的Na+浓度差完成相应
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物质的运输”可知,载体蛋白甲和乙以协助扩散的方式运输Na+,而伴随Na+运输的
C H O 和H+则是主动运输,因此Na+浓度差具有的势能可为C H O 跨膜运输供能,B正
6 12 6 6 12 6
确;题图中H+的运输是主动运输,说明细胞的膜外pH低于膜内,C错误;由题图可知,钠钾
泵具有催化ATP水解的功能,D正确。
复杂情境
2.转运蛋白结构与功能(2022苏北七市三模,15)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,主要
由TMD(跨膜区)和NBD(ATP结合区)两部分组成。研究表明,某些ABC转运蛋白能将
已经进入肿瘤细胞的化疗药物排出(如图)。相关叙述正确的是(多选)( )
A.TMD亲水性氨基酸比例比NBD高
B.图示化疗药物的运输方式属于主动运输
C.物质转运过程中,ABC转运蛋白构象发生改变
D.肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达可能使其耐药性增强
答案 BCD 根据题干信息分析题图,可知A侧为细胞质膜外侧,B侧为细胞质膜内侧,
其中TMD为跨膜区,而NBD分布在细胞内,因此NBD亲水性氨基酸比例比TMD高,A
错误;根据题图中化疗药物的运输需要消耗能量、需要转运蛋白的协助可知,其运输方式
为主动运输,B正确;由题图可以看出,化疗药物出细胞时,ABC转运蛋白构象发生了改
变,C正确;由“某些ABC转运蛋白能将已经进入肿瘤细胞的化疗药物排出”可推测,肿
瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达可能使其耐药性增强,D正确。
3.H+的运输方式(2022南通如皋适应性考试二,3)植物细胞的细胞质膜、液泡膜上含有一
种H+-ATP酶,可以转运H+,有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内的酸性环
境。如图是植物细胞对H+运输示意图,下列相关说法错误的是( )
A.在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中,细胞质基质的pH最大
B.H+进出植物细胞的跨膜运输方式都是主动运输
C.H+-ATP酶是一种膜蛋白,能催化ATP水解和运输H+出细胞
D.植物细胞呼吸受到抑制,会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收
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答案 B 分析题图,H+运出细胞和运进液泡都需要载体蛋白H+-ATP酶的协助,同时需
要ATP水解提供能量,表明H+运出细胞和运进液泡的方式是主动运输,则细胞质基质中
的H+浓度小于胞外的H+浓度和细胞液中的H+浓度,H+浓度越小,其pH越大,故细胞质基
质的pH最大,A正确;H+运出细胞的方式是主动运输,而细胞外的H+进入细胞需要载体的
协助,但不消耗能量,说明细胞外的H+进入细胞的方式是协助扩散,B错误;据题图分析可
知,H+-ATP酶是一种膜蛋白,能催化ATP水解并通过主动运输的方式将H+运出细胞,C正
确;植物细胞呼吸受到抑制,细胞呼吸产生的ATP减少,会影响H+的运输,从而影响细胞对
某些溶质分子的吸收,D正确。
4.(2022徐州七中2月学情调研,2)生物膜上能运输H+的载体蛋白统称为质子泵,常见的质
子泵有3类:Ⅴ型质子泵,可利用ATP水解的能量,将H+逆浓度梯度泵入细胞器;F型质子
泵,可利用H+顺浓度梯度的势能合成ATP;P型质子泵,在水解ATP的同时发生磷酸化,将
H+泵出细胞并维持稳定的H+梯度,该质子泵能被药物W特异性抑制。下列说法错误的
是( )
A.Ⅴ型质子泵常见于溶酶体膜
B.F型质子泵常见于线粒体外膜
C.P型质子泵具有运输和催化的功能
D.药物W可治疗胃酸过多导致的胃溃疡
答案 B 根据题干信息可知,V型质子泵,可利用ATP水解的能量,将H+逆浓度梯度泵
入细胞器,溶酶体内呈酸性,推测V型质子泵常见于溶酶体膜,可维持溶酶体内的H+含
量,A正确;F型质子泵,可利用H+顺浓度梯度的势能合成ATP,线粒体外膜不能合成ATP,
不含F型质子泵,B错误;P型质子泵,在水解ATP的同时发生磷酸化,将H+泵出细胞并维
持稳定的H+梯度,说明P型质子泵具有催化ATP水解的功能,同时能作为载体运输H+,C
正确;P型质子泵,在水解ATP的同时发生磷酸化,将H+泵出细胞,该质子泵能被药物W特
异性抑制,说明药物W可抑制H+的分泌,从而有效缓解胃酸过多导致的胃溃疡,D正确。
5.含氮激素(2022扬州高邮期初,9)科学研究表明,含氮激素和类固醇激素的作用机制是不
同的,含氮激素主要与膜受体结合,类固醇激素主要与细胞内的受体结合,来发挥调节作用。
如图是含氮激素(第一信使)的作用机理示意图,据图分析错误的是( )
A.内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息
B.第一信使转化为第二信使需要腺苷酸环化酶和Mg2+的共同作用
C.若第一信使为促甲状腺激素释放激素,则激发细胞产生的酶与合成甲状腺激素有关
D.性激素的作用机制与图示过程不同的原因可能是性激素能自由扩散进入细胞
答案 C 内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息,但只作用
于靶器官、靶细胞,A正确;分析题图可知,第一信使与细胞质膜上的受体结合,激活腺苷
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酸环化酶,在Mg2+的共同作用下,转化为第二信使,B正确;若第一信使为促甲状腺激素释
放激素,其靶器官是垂体,则第一信使激发细胞产生的酶与合成促甲状腺激素有关,C错误;
性激素是固醇类激素,根据题意可知,其作用机制与题图过程不同,可能是性激素能自由扩
散进入细胞,其受体位于细胞内,D正确。
6.蔗糖进出细胞的方式(2022泰州中学4月考,4)图甲表示一个渗透作用的装置,将半透膜
袋(只有水分子可以通过)缚于玻璃管的下端,半透膜袋内装有60 mL质量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液;图乙表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况;图丙表示植
物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化的过程。下列有关叙述正确的是( )
甲
乙
丙
A.图甲中,若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换为0.3 g/mL的葡萄糖溶液,玻璃管内
液面高度会升高
B.图乙中植物细胞所处外界溶液可能是0.3 g/mL的蔗糖溶液
C.图乙表示植物细胞在某溶液中处理10 min内发生质壁分离,10 min后发生质壁分离
复原
D.ATP合成抑制剂会直接抑制图丙中蔗糖的运输
答案 A 结合题干信息分析图甲,烧杯内为清水,且半透膜只允许水分子通过,无论漏斗
内为0.3 g/mL的蔗糖溶液,还是换成0.3 g/mL的葡萄糖溶液,半透膜两侧都存在浓度差,
装置中都发生渗透作用,导致漏斗内液面上升,且后者液面升高更快更高,A正确;图乙植
物细胞在溶液中先失水,一定时间后又吸水,说明该物质能够进入细胞,因此该溶液不是蔗
糖溶液,B错误;图乙表示的植物细胞在某溶液中处理的10 min内处于质壁分离状态,但
从A点细胞的失水量开始减少,说明此时细胞已经开始发生质壁分离复原,C错误;图丙
中蔗糖通过胞间连丝顺浓度梯度运进筛管细胞,不需要消耗ATP,所以ATP合成抑制剂
不会直接抑制图丙中蔗糖的运输,D错误。
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戊组
复杂情境
1.ABC转运器(2022德州二模,2)ABC转运器的胞质侧具有ATP和运输物质的结合位
点,ATP与ABC转运器结合,将引起ABC转运器上的物质结合位点转向膜外侧,ATP水
解后其结构恢复原状,从而实现物质的跨膜运输。CFTR是一种ABC转运器,囊性纤维化
患者的CFTR转运Cl-功能异常,导致细胞外缺水而使得肺部黏稠分泌物堵塞支气管。下
列相关叙述错误的是( )
A.CFTR功能异常会导致肺部细胞外液渗透压降低
B.Cl-通过CFTR的转运属于一种消耗能量的主动运输
C.CFTR的Cl-结合位点由膜内转向膜外不需要ATP水解供能
D.ABC转运器可以协助细胞逆浓度梯度从内环境中吸收营养物质
答案 D CFTR功能异常会导致Cl-积累在细胞内引起细胞内渗透压升高,肺部细胞外
液渗透压降低,A正确;ABC转运器需要ATP为其提供能量,而CFTR是一种ABC转运器,
因此Cl-通过CFTR的转运属于一种消耗能量的主动运输,B正确;由“ATP与ABC转运
器结合,将引起ABC转运器上的物质结合位点转向膜外侧,ATP水解后其结构恢复原
状”可知,CFTR的Cl-结合位点由膜内转向膜外不需要ATP水解供能,而CFTR恢复原状
需要ATP水解供能,C正确;ABC转运器可以协助细胞逆浓度梯度从细胞内排出离子到
细胞外,D错误。
复杂陌生情境
2.Na+-K+泵(2022潍坊二模,3)Na+-K+泵由α、β两亚基组成,其中α亚基为跨膜蛋白,既有
Na+、K+结合位点,又具有ATP酶活性,如图所示。一般认为Na+-K+泵首先在膜内侧与细
胞内的Na+结合,ATP酶活性被激活后,由ATP水解释放的能量使泵本身构象改变,将
Na+输出细胞;与此同时,泵与细胞膜外侧的K+结合,发生去磷酸化后构象再次改变,将
K+输入细胞内。下列说法错误的是( )
A.α亚基对K+的亲和力始终大于Na+
B.ATP水解使α亚基磷酸化,进而导致其构象改变
C.Na+-K+泵每次工作可完成对3个Na+和2个K+的转运
D.Na+-K+泵造成神经元膜内外的离子浓度差是静息电位和动作电位形成的基础
答案 A α亚基在膜内与Na+结合,在膜外与K+结合,两种离子与α亚基的结合位点不
同,无法判断α亚基对哪种离子的亲和力更大,A错误;由题干信息“ATP水解释放的能量
使泵本身构象改变”可知,ATP水解产生了ADP和Pi,使α亚基磷酸化,进而导致其构象
改变,B正确;Na+-K+泵每次工作,可将3个Na+输出细胞,将2个K+输入细胞,C正确;静息
电位主要由K+外流形成,动作电位主要由Na+内流形成,二者发生的基础是在膜两侧有离
子浓度差,Na+-K+泵的工作能维持这种浓度差,D正确。
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3.协同运输(2022聊城一模,1)线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白,丙酮酸可以经此
通道通过。而线粒体内膜由于蛋白质含量高使通透性低,丙酮酸需通过与H+协同运输的
方式由膜间隙进入线粒体基质,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.线粒体内膜的蛋白质/脂质的值大于线粒体外膜
B.丙酮酸穿过线粒体外膜和内膜的方式均为协助扩散
C.H+通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输
D.加入蛋白质变性剂会改变线粒体内膜对H+的运输速率
答案 B 线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,其上附着有多种酶,因此线粒体内膜
的蛋白质/脂质的值大于线粒体外膜,A正确;丙酮酸穿过内膜时,需要借助特异性转运蛋
白,通过H+协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质,消耗氢离子的梯度势能,因此为主
动运输,B错误;H+通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙是逆浓度梯度进行的,且需要载体
蛋白,所以运输方式为主动运输,C正确;蛋白质变性剂会使蛋白质变性失活,H+由线粒体
基质进入膜间隙需要载体蛋白(质子泵),所以加入蛋白质变性剂会使线粒体内膜对H+的
运输速率降低,D正确。
己组
简单情境
1.SGLT1和GLUT2(2022天津滨海新区七校联考,11)小肠绒毛上皮细胞膜上存在着从外
界吸收并转运葡萄糖的载体蛋白,如SGLT1(主动运输的载体蛋白)和GLUT2(协助扩散
的载体蛋白),研究人员通过实验绘制如图所示曲线。下列说法错误的是( )
A.GLUT2能够协助葡萄糖分子逆浓度梯度进行跨膜运输
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B.在较高葡萄糖浓度下,细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率
C.SGLT1的转运速率与细胞内化学反应释放的能量有关
D.两种载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变
答案 A GLUT2是协助扩散的载体,只能顺浓度梯度进行跨膜运输,A错误;在较高葡
萄糖浓度下,细胞通过协助扩散运输的速率大于主动运输的速率,因此主要依赖协助扩散
来增大吸收速率,B正确;SGLT1是主动运输的载体蛋白,其转运物质是逆浓度梯度的,需
要消耗ATP水解释放的能量,因此SGLT1的转运速率与细胞内化学反应释放的能量有
关,C正确;协助扩散和主动运输所需要的载体蛋白均需要与被运输物质结合发生构象变
化,才能完成物质运输功能,D正确。
2.原生质体(2022天津河西二模,2)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,
发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示(正常状态
下原生质体的相对体积为100%)。下列叙述正确的是( )
A.0~T 时细胞体积的变化量与原生质体的变化量相等
1
B.T 时细胞质基质的渗透压大于细胞液的渗透压,而T 时相反
1 3
C.T 时物质A开始通过细胞膜进入细胞内
2
D.T 时细胞失水量达到最大值,此时细胞已死亡
2
答案 B 植物细胞细胞壁的伸缩性小,原生质体的伸缩性大,当原生质体的体积变化时,
细胞壁的体积变化很小,因此,0~T 时细胞体积的变化量与原生质体的变化量不相等,A错
1
误;T 时细胞原生质体体积减小,细胞失水,此时由于细胞质在外层,因此细胞质基质先失
1
水,其渗透压上升,这时液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压,而T 时相反,B正
3
确;分析曲线图可知,该细胞发生了质壁分离和复原,说明物质A可以进入细胞,而且一开
始就通过细胞膜进入细胞内,而不是T 时开始进入,C错误;T 时细胞失水量达到最大
2 2
值,T 后原生质体的相对体积增大,则细胞吸水,发生质壁分离复原,说明T 时细胞未死
2 2
亡,D错误。
3.UCP-1蛋白(2021天津十二校联考二模,15)UCP-1蛋白是分布在线粒体内膜上的一种
载体蛋白,该蛋白的存在使线粒体内膜合成的ATP减少,释放的热能增多,其作用机制如
图。下列叙述错误的是( )
A.促进ATP生成的动力是膜内、外H+浓度差
B.ATP合成酶既能运输物质,又能降低化学反应的活化能
C.UCP-1蛋白对H+的通透性大于ATP合成酶
D.UCP-1蛋白能增加膜内、外H+梯度,减少ATP的合成
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答案 D 分析题图可知,膜间隙的H+通过线粒体内膜进入线粒体基质的过程会生成
ATP,说明促进ATP生成的动力是膜内、外的H+浓度差,A正确;由题图可知,ATP合成酶
既可以运输H+,又可以催化ATP的合成,酶的作用是降低化学反应的活化能,B正确;根据
题意可知,UCP-1蛋白是分布在线粒体内膜上的载体蛋白,可转运H+,该蛋白的存在会使
线粒体内膜合成的ATP减少,释放热能增多,说明该蛋白对H+的通透性大于ATP合成
酶,C正确;UCP-1蛋白会降低膜内、外H+梯度,从而减少ATP的合成,D错误。
庚组
简单情境
1.探究酶的专一性(2022浙江金华十校二模,10)为探究酶的特性,某同学设计并进行了如
下实验(其他实验条件及操作均科学)。下列叙述正确的是( )
步骤 1号试管 2号试管
1 加蛋清液2 mL 加淀粉液2 mL
2 加充足蛋白酶 加充足蛋白酶
3 加双缩脲试剂 加碘液
现象
A.该实验的自变量是底物种类
B.该实验的因变量是显色试剂
C.该实验的目的是探究酶的高效性
D.该实验的结论是酶具有专一性
答案 A 该实验的目的是探究酶的专一性,自变量是底物的种类,因变量是底物是否被
催化水解,因变量检测指标是加入显色试剂后的颜色变化,但是1号试管内蛋白质被蛋白
酶水解后蛋白酶(本质是蛋白质)还在,加双缩脲试剂后仍会显紫色,因此不能用题述实验
说明酶具有专一性,A正确。
2.木瓜蛋白酶的固定化(2022浙江温州二模,14)木瓜蛋白酶可水解一些蛋白质形成多肽
和氨基酸,其催化的最适温度约为60 ℃。某小组将木瓜蛋白酶吸附于多孔玻璃制成固
定化酶柱,用蒸馏水洗去游离酶后,用于啤酒样液的澄清实验。下列叙述错误的是( )
A.吸附固定时,木瓜蛋白酶与多孔玻璃需充分接触一定时间
B.用双缩脲试剂检测蒸馏水洗出液可判断游离酶的去除效果
C.啤酒样液的澄清效果与固定化木瓜蛋白酶的活性呈正相关
D.固定化酶柱每次使用后,须将其保存于60 ℃的环境中待用
答案 D 木瓜蛋白酶与固定介质多孔玻璃充分接触一定时间,有利于酶的吸附固定,A
正确;用蒸馏水冲洗固定化酶柱,可将游离酶洗脱,用双缩脲试剂检测蒸馏水洗出液可判
断游离酶的去除效果,B正确;固定化木瓜蛋白酶活性越高,啤酒样液的澄清效果越好,C正
确;固定化酶柱使用后,须冲洗干净后保存在4 ℃冰箱中待用,D错误。
3.T4 DNA连接酶(2022浙江杭州二模,13)T4 DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末
端的DNA片段连接在一起。该反应过程需消耗ATP,其水解产生的腺苷一磷酸(AMP)通
过共价键与酶相连,随后AMP转移至DNA片段,进而完成连接反应。下列叙述正确的是
( )
A.T4 DNA 连接酶的底物种类较多,故其无专一性
B.T4 DNA连接酶催化反应后,其组成成分已改变
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C.ATP在该反应过程中可能打开两个高能磷酸键(特殊化学键)
D.T4 DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下
答案 C T4 DNA连接酶可将2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起,催化一
类底物的反应,具有专一性,A错误;T4 DNA连接酶催化反应后,其组成成分不变,B错
误;ATP在该反应中需水解产生AMP,打开了两个高能磷酸键(特殊化学键),C正确;T4
DNA连接酶需保存在较低温度下,D错误。
复杂情境
4.用淀粉酶制取麦芽糖(2022浙江宁波二模,7)糯米中含有大量淀粉,麦芽中含有淀粉酶,
两者混匀后可用于制取麦芽糖,该过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.麦芽中的α-淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖
B.55~60 ℃保温可杀灭部分杂菌,也会使淀粉酶失活
C.该过程制得的麦芽糖不能与本尼迪特(斐林)试剂发生反应
D.搅拌均匀有利于麦芽中淀粉酶充分接触底物发挥作用
答案 D 麦芽中的α-淀粉酶可催化淀粉水解为糊精,A错误;55~60 ℃保温有利于淀粉
酶发挥催化作用,B错误;麦芽糖能与本尼迪特(斐林)试剂发生反应,经热水浴后产生红黄
色(砖红色)沉淀,C错误。
5.ATP快速荧光检测(2022浙江台州二模,8)萤火虫尾部发光器的发光原理如图所示,利用
该原理制成了ATP快速荧光检测仪,检测样品中细菌数量,下列叙述正确的是( )
荧光
素+ATP+O 氧化
2
荧光素+物质
X+2Pi+HO+光
2
能
A.物质X是DNA的基本组成单位之一
B.由反应式可知萤火虫发荧光属于放能反应
C.该检测仪检测结果代表样品中需氧型细菌的数量
D.运用该检测仪计数的前提是每个细菌内的ATP含量基本相同
答案 D 物质X为ATP脱去两个磷酸基团后的产物,为RNA的基本组成单位之一,A
错误;萤火虫发荧光需要消耗ATP,属于吸能反应,B错误;需氧型和厌氧型细菌均可产生
ATP,因此该检测仪检测结果可代表样品中所有细菌的数量,C错误;每个细菌内的ATP
含量基本相同,则可根据消耗ATP的总量估算细菌数量,D正确。
6.离子对酶活性影响(2022浙江温州二模,18)酶分子具有相应底物的活性中心,用于结合
并催化底物反应。在37 ℃、适宜pH等条件下,用NaCl和CuSO 溶液,研究Cu2+、Cl-对
4
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唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响,得到实验结果如图所示,已知Na+和S O2-几乎不影
4
响该反应。
下列相关分析,正确的是( )
A.实验中的可变因素是无机盐溶液的种类
B.等体积的淀粉溶液在Q点条件下完全水解所需的时间较P点的长
C.实验说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心
D.若将温度提高至60 ℃,则三条曲线的最高点均上移
答案 B 该实验中的可变因素(自变量)是无机盐溶液的种类和淀粉溶液浓度,A错误;
由题图可知,P点和Q点的淀粉水解速率相同,但P点对应的淀粉溶液浓度更小,因此等体
积的淀粉溶液在P点条件下完全水解所需时间较短,B正确;乙、丙组结果表明Cu2+对唾
液淀粉酶催化淀粉水解具有抑制作用,其可能通过改变酶的活性中心影响酶与底物的结
合,C错误;该实验在唾液淀粉酶的适宜温度下进行,若升高温度,可能会降低酶促反应速
率,D错误。
易错提醒 Cu2+与淀粉的结构和大小差异较大,因此Cu2+不是通过与淀粉竞争酶分子上
的活性中心来降低酶促反应速率的。
7.探究酶的特性(2022浙江嘉兴二模,17)在淀粉-琼脂平板的4个位置,分别用蘸有不同液
体的棉签涂抹(如图),然后将平板放入37 ℃恒温箱中保温,2 h后取出平板加碘液(碘-碘
化钾溶液)处理1 min,然后用清水洗掉碘液观察结果。下列叙述正确的是( )
A.用棉签涂抹前应在培养皿底做好标记
B.第1、2组对照说明温度和pH影响酶的活性
C.第3、4组对照说明淀粉酶具有专一性
D.若第4组呈现轻度阳性反应,可能是碘液处理的时间太短
答案 A 培养皿盖可随意转动,因此标记应做在培养皿底,A正确;第2、4组对照可说
明温度会影响酶的活性,第1、4组对照可说明pH会影响酶的活性,B错误;第3、4组对
照不能说明淀粉酶只能催化一种底物的分解,因此不能说明其具有专一性,C错误;若第4
组出现轻度阳性反应,可能是该区域的淀粉未被淀粉酶完全催化分解,D错误。
8.固定化淀粉酶(2022浙江绍兴二模,13)把酶制剂固定化后作为饵料添加剂,可用于改善
海参对饵料的消化吸收。将适量α-淀粉酶与一定浓度的海藻酸钠混合并充分搅拌,滴入
CaCl 溶液中,制成凝胶珠,冲洗并干燥后制成固定化α-淀粉酶。研究适宜条件下固定化
2
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α-淀粉酶对海参饵料淀粉的处理效率,部分结果如图。与该实验相关的叙述,正确的是(
)
A.上述α-淀粉酶的固定化方法属于吸附法
B.CaCl 与海藻酸钠的浓度及酶用量均会影响固定化效果
2
C.固定化α-淀粉酶处理海参饵料的最佳酶解时间为15~20 min
D.50 min后淀粉含量基本不再变化表明α-淀粉酶活性已经丧失
答案 B 题述α-淀粉酶的固定化方法属于包埋法,A错误;酶解20 min后,淀粉含量随
着酶解时间延长继续降低,酶解率继续升高,因此15~20 min不是固定化α-淀粉酶处理海
参饵料的最佳酶解时间,C错误;50 min后,淀粉几乎全部通过固定化酶柱,酶促反应不再
发生,此时α-淀粉酶活性基本不变,D错误。
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