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高考生物思维进阶培优系列
1　围绕细胞结构与物质运输的新情境试题
案例1　(2022·山东卷)某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(　　)
A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态
B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老
C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解
D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用
答案：C
案例2　(2021·广东卷)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，结果如图1。
回答下列问题：
图1
(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__________(答出两种即可)及线粒体等细胞器共同参与。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(如图2)，该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是_______________________________________。
图2
(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______________，与其他两组比较，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____________。
(1)核糖体、内质网、高尔基体　选择透过性　主动运输、协助扩散
(2)刷状缘能增加细胞膜的表面积，从而增加能吸收尿酸盐的URAT1的数量
(3)灌服尿酸氧化酶抑制剂　作为高尿酸血症的疾病模型，并可作为其他两组的对照
(4)减少肾小管细胞膜上URAT1、GLUT9的数量　向高尿酸血症大鼠灌服E
[演练提升]
1．(2022·辽宁一轮联考)脂肪在脂肪细胞中被脂滴膜包裹成大小不一的脂滴。科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，其作用机理如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．蛋白A位于内质网膜上并具有催化功能
B．细胞内包裹脂肪的脂滴膜最可能由双层磷脂分子构成
C．Ca2＋进入该细胞器内的方式是协助扩散
D．若蛋白S基因突变，则一定导致细胞中脂肪合成减少
解析：选A。由图分析可知，蛋白A位于内质网膜上，能够驱动ATP水解，具有催化功能，A正确；由题干信息分析可知，脂肪在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，由于磷脂分子的头部具有亲水性，而尾部脂肪酸链具有疏水性的特点，据此推测包裹脂肪的脂滴膜最可能由单层磷脂分子构成，B错误；Ca2＋是从低浓度向高浓度运输，需要载体蛋白的协助，同时消耗ATP，因此其运输方式是主动运输，C错误；由图分析可知，Ca2＋在蛋白A和蛋白S的协助下进入内质网，如果蛋白S基因突变，则会导致Ca2＋吸收减少，进入到线粒体基质的Ca2＋减少，丙酮酸生成柠檬酸受阻，柠檬酸减少，从而导致细胞中脂肪合成减少，但如果线粒体上N基因也发生突变，会导致蛋白N发生改变，从线粒体运出的Ca2＋减少，从而使线粒体中Ca2＋浓度升高，因此若蛋白S基因突变，不一定导致细胞中脂肪合成减少，D错误。
2．(2022·北京房山模拟)藜麦是一种耐盐植物，具有非常强的抗逆性和较高的营养品质。
(1)盐胁迫下植物需要通过在细胞内积累多种渗透调节分子维持细胞外相对较高的渗透压。渗透调节分子的增加主要有两种方式，一种是体内合成可溶性有机渗透调节物质，另一种是积累无机离子。渗透调节物质的从头合成需要__________________的消耗，会造成产量降低。因此大多数盐生植物通过把多余的Na＋和Cl－隔离在茎细胞的____________内保持细胞膨胀状态，有机渗透调节物质只在细胞质内进行渗透调节。
(2)科研人员对不同藜麦品种萌发期耐盐性进行了研究，结果如表、图1所示。
不同浓度盐胁迫对藜麦萌发期发芽率的影响
品种 NaCl溶液浓度(mmol/L)
0 50 100 150 200 250 300
A 82 85.33 92 92 78.67 78.67 75
B 85.33 88.67 80.67 78.67 77.33 76 72.67
C 92.67 90.67 87.33 86.67 86 85.33 76
D 96 98 90.67 89.33 87.33 84.6 84
从表可以看出，各品种在NaCl处理下的发芽率差异______________，在高浓度盐处理时发芽均_____________________________________________。
不同浓度盐胁迫对藜麦萌发期芽长的影响
不同浓度盐胁迫对藜麦萌发期根长的影响
图1
从图1可看出，随着NaCl溶液浓度升高，___________________________ ___________________________________________________________________。
(3)进一步探究藜麦耐盐机制，发现参与藜麦Na＋和K＋平衡的关键转运载体和通道如图2所示。
图2
注：KOR：外向整流K＋通道；SOS1：细胞膜Na＋/K＋转运载体；NSCC：非选择性阳离子通道；NHX：液泡膜Na＋/H＋转运载体。
KOR、SOS1、NSCC、NHX为位于不同膜上的离子通道或转运载体，其化学本质是__________。NSCC和SOS1的主要区别是____________________。
研究发现，盐胁迫下，藜麦所有叶片的气孔密度都减少，且全展叶片减少的更多。请结合以上研究成果简述藜麦的耐盐机制______________________。
(4)请根据藜麦的特点，写出藜麦可能的应用价值(至少写2点)____________
_______________________________________。
解析：(1)渗透调节是植物耐盐的一个重要方法，植物通过改变可溶性糖、脯氨酸等有机渗透调节物质的含量来调节体内微环境、维持正常代谢，以适应盐渍环境，渗透调节物质的从头合成需要物质和能量的消耗。液泡具有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用，液泡内有细胞液，其中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，因此大多数盐生植物通过把多余的Na＋和Cl－隔离在茎细胞的液泡内保持细胞膨胀状态。(2)据表格可知，各品种在NaCl处理下的发芽率相差较大，差异显著。与无NaCl溶液浓度(空白对照)相比，较高NaCl溶液浓度(比如300 mmol/L)下，藜麦萌发期发芽率较低，据此推测，在高浓度盐胁迫时发芽均受到抑制。从图1可看出各品种的芽伸长均受到不同程度的抑制，且大致表现为低浓度盐胁迫时促进芽伸长，高浓度盐胁迫时芽伸长受到抑制。各品种之间受影响的程度不存在显著差异。盐胁迫对藜麦幼苗根的生长呈现显著的抑制作用。(3)运输离子的载体化学本质是蛋白质，NSCC是非选择性阳离子通道，SOS1是细胞膜Na＋/K＋转运载体，因此两者主要区别是SOS1对运输的离子具有选择性、专一性。藜麦的耐盐机制：盐胁迫下，大量Na＋进入细胞质，藜麦将多余的Na＋隔离在液泡内，细胞质内增加有机渗透调节物质，进行渗透调节，维持细胞膨胀状态。同时将多余的Na＋运送到木质部导管进而送至植物体其他部位。气孔密度都减少，特别是全展叶片减少的更多，调控蒸腾作用和水分利用效率(水分的散失)。(4)据题意可知，藜麦是一种耐盐植物，具有非常强的抗逆性和较高的营养品质，因此藜麦可能的应用价值有高营养食物、土壤脱盐的候选植物、帮助其他作物耐盐育种。
答案：(1)物质和能量　液泡　(2)显著　受到抑制　各品种的芽伸长均受到不同程度的抑制，且大致表现为低浓度盐胁迫时促进芽伸长，高浓度盐胁迫时芽伸长受到抑制；各品种之间受影响的程度不存在显著差异；盐胁迫对藜麦幼苗根的生长呈现显著的抑制作用　(3)蛋白质　SOS1对运输的离子具有选择性、专一性　盐胁迫下，大量Na＋进入细胞质，藜麦将多余的Na＋隔离在液泡内，细胞质内增加有机渗透调节物质，进行渗透调节，维持细胞膨胀状态。同时将多余的Na＋运送到木质部导管进而送至植物体其他部位。气孔密度都减少，特别是全展叶片减少的更多，调控蒸腾作用和水分利用效率(水分的散失)　(4)高营养食物、土壤脱盐的候选植物、帮助其他作物耐盐育种

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