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考点1　细胞的物质输入和输出
1．动植物细胞的吸水和失水
2．不同物质的运输方式
3．协同运输
(1)Na＋-K＋泵具有运输和催化功能，不断消耗ATP把Na＋由细胞内运输到细胞外，同时把K＋由细胞外运输到细胞内，维持细胞内低Na＋高K＋的离子环境。
(2)钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用Na＋-K＋泵产生的Na＋浓度梯度的电化学势能把葡萄糖运输到细胞内，这种方式叫协同运输，属于主动运输。
4．影响物质跨膜运输的因素及相关曲线
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧浓度
(3)温度
①温度影响生物膜的流动性，进而影响所有跨膜方式的运输速率。
②温度影响酶活性，影响呼吸速率，进而影响能量供应，主动运输和胞吞、胞吐均受影响。
5．巧用两种抑制剂探究物质跨膜运输的方式
1．(2024·山东卷)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，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。下列说法错误的是(　　)
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．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
B　[细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确；依题意，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，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误；依题意，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；依题意，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，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。]
2．(2024·浙江6月卷)植物细胞胞质溶胶中的Cl－、通过离子通道进入液泡，Na＋、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H＋浓度梯度
B．Cl－、通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能
C．Na＋、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
C　[由图可知，细胞液的pH为3～6，胞质溶胶的pH为7.5，说明细胞液的H＋浓度高于胞质溶胶，若要长期维持膜内外的H＋浓度梯度，需通过主动运输将胞质溶胶中的H＋运输到细胞液中，A正确；通过离子通道运输为协助扩散，Cl－、通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确；液泡膜上的载体蛋白能将H＋转运出液泡的同时将胞质溶胶中的Na＋、Ca2+转运到液泡内，说明Na＋、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H＋电化学梯度，因此该过程Na＋、Ca2+进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H＋电化学梯度提供，C错误；白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在胞质溶胶中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。]
判断与填空
1．维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量。(2024·山东卷T1) (√)
2．婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及载体蛋白协助。(2024·浙江1月卷T3) (√)
3．液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子。(2024·安徽卷T1) (×)
提示：液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子。
4．硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷T4) (×)
提示：硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的，故不需转运蛋白。
5．维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H＋-ATP酶(质子泵)和Na＋-H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na＋水平(见下图)。 H＋-ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运。(2024·甘肃卷T2) (×)
提示：H＋-ATP酶抑制剂干扰H＋的转运，进而影响膜两侧H＋浓度，对Na＋的运输同样起到抑制作用。
6．探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下图能够正确表示实验结果。(2023·全国甲卷T4) (×)
提示：用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会扩大，细胞液浓度下降。
7．血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。(2023·全国甲卷T1) (√)
8．心肌细胞上广泛存在Na＋-K＋泵和Na＋-Ca2+交换体(转入Na＋的同时排出Ca2+)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋-K＋泵。该药物可引起心肌收缩力下降。(2023·湖北卷T15) (×)
提示：某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋-K＋泵，细胞膜上的Na＋-Ca2+交换体活动减弱，使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加强。
9．农业生产中，农作物生长所需的氮素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。(2022·全国乙卷T29)
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是____________________________________________________________________
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(2)O2浓度大于a时作物乙吸收速率不再增加，推测其原因是____________________________________________________________________
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提示：(1)主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对的吸收速率与O2浓度呈正相关　(2)主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和
细胞的吸水和失水
1．(2024·湖南长沙联考)在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞破裂。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀。下列相关叙述错误的是(　　)
A．动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白的协助，转运蛋白运出离子从而降低细胞吸水量
B．植物细胞的水分进出达到平衡时，细胞内外溶液浓度不一定相等
C．外界溶液浓度升高，原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
D．发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
D　[动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压降低细胞吸水量，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，B正确；原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中，细胞会失水，其收缩泡的伸缩频率会降低，C正确；发生渗透吸水时，水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，也可从高浓度溶液向低浓度溶液扩散，D错误。]
2．(2024·重庆巴蜀中学检测)某科研小组将普通水稻和耐盐碱水稻的根部细胞置于0.3 g/mL的KNO3溶液中，测定原生质体体积相对值的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．若想探究耐盐水稻的耐盐能力，应选用Ⅰ组水稻进行实验
B．Ⅰ组水稻曲线C点细胞液浓度大于A点
C．Ⅰ组水稻细胞B～C段曲线上升需要消耗能量，吸水能力逐渐增强
D．Ⅱ组水稻曲线不能无限上升的原因是受限于外界溶液浓度
B　[Ⅰ组水稻细胞先发生质壁分离再复原，Ⅱ组水稻细胞不发生质壁分离，还能从外界溶液中吸水，说明Ⅱ组水稻细胞液浓度比较大，因此Ⅰ组是普通水稻，Ⅱ组是耐盐碱水稻。若想探究耐盐水稻的耐盐能力，应选用Ⅱ组水稻进行实验，A错误；Ⅰ组水稻能在发生质壁分离后主动复原，是由于吸收了溶液中的K＋和，所以C点虽然和A点细胞原生质体的体积相同，但C点的细胞液浓度大于A点，B正确；Ⅰ组水稻细胞B～C段曲线上升是由于植物细胞吸收了溶液中的K＋和导致细胞液浓度大于外界溶液浓度，该过程为主动运输，需要消耗能量，但细胞吸水导致细胞液浓度与外界溶液浓度差逐渐减小，细胞吸水能力逐渐减弱，C错误；Ⅱ组原生质体体积最大值与外界溶液浓度有关，同时还受限于细胞壁的伸缩性，D错误。]
物质出入细胞方式的判断
3．(2024·山东潍坊一模)矮牵牛花瓣颜色与其液泡pH密切有关，液泡pH≤2时多呈红色、橙色，随着pH升高颜色不断改变，当pH>5时，出现稀有的蓝色。研究表明，液泡pH主要由H＋泵甲、乙和转运蛋白 NHX1 共同调控，过程如图。原本开红花的矮牵牛某一突变体中 NHX1表达量显著增加，导致花瓣呈现独特的蓝色。下列说法错误的是(　　)
A．H＋通过甲、乙进入液泡利于植物细胞保持坚挺
B．K＋通过NHX1的跨膜运输方式属于协助扩散
C．促进甲、乙蛋白表达，利于花瓣保持鲜艳的红色
D．H＋从细胞质基质转运到液泡的方式属于主动运输
B　[H＋通过甲、乙进入液泡，使液泡的渗透压升高，液泡吸水，利于植物细胞保持坚挺，A正确；液泡中H＋浓度高于细胞质基质中H＋浓度，K＋通过NHX1的跨膜运输需要依赖H＋浓度梯度提供能量，属于主动运输，B错误；促进甲、乙蛋白表达，利于H＋进入液泡，液泡pH≤2时多呈红色、橙色，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡需要能量，为主动运输，D正确。]
4．(不定项)(2024·湖南长郡中学月考)胃酸可杀灭随食物进入消化道的大部分有害细菌并激活胃蛋白酶原，胃壁细胞靠近胃腔的细胞膜将H＋和Cl－分泌到胃腔，形成盐酸。抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后，能够与图示质子泵结合使其空间结构发生改变，从而停止转运K＋和H＋。下列说法正确的是(　　)
A．图中K＋和Cl－从胃壁细胞进入胃腔的方式不同
B．图中H＋通过协助扩散的方式进入胃腔
C．服用PPIS可能引起消化不良，甚至腹泻
D．设计药物特异性地结合质子泵上的K＋结合位点可以作为开发新型抑酸药物的思路之一
CD　[由图可知：K＋和Cl－分别通过K＋通道和Cl－通道从胃壁细胞进入胃腔，运输方式都为协助扩散，A错误；质子泵水解ATP将H＋运到胃腔，运输方式为主动运输，B错误；使用PPIS会抑制胃酸分泌，升高胃内pH，引起消化不良，从而导致腹泻，C正确；设计药物特异性地结合质子泵上的K＋结合位点使K＋无法结合上去，从而阻断H＋转运，使胃腔中的H＋减少可以作为开发新型抑酸药物的一种思路，D正确。]
　物质进出细胞方式的判断方法
考点2　酶和ATP
1．四个角度区别酶和激素
2．与酶相关的曲线
(1)酶的作用机理与特性
①图1中，表示无酶催化时反应进行所需要的活化能的是ac段。表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是bc段。酶降低的活化能是ab段。
②图2中，加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较说明酶具有催化作用。
③图3中，两条曲线比较说明酶具有专一性。
(2)影响酶促反应速率因素的曲线分析
①低温降低酶的活性，但不会使酶失活，即酶的空间结构不被破坏，条件适宜时，酶活性可恢复(如图2，低温时反应速率不为零)。
②高温、强酸、强碱、重金属、紫外线、酒精等会破坏酶的空间结构，使酶失活，条件超出限度后，酶活性不能恢复(如图1、2，pH过高或过低，温度过高时，反应速率为零)。
③当底物达到一定浓度后，受酶数量(或酶浓度)的限制，酶促反应速率不再增加(如图3)。
④底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关(如图4)。
3．酶的特性及相关探究实验
4．明辨ATP的结构及拓展
1．(2024·全国甲卷)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是(　　)
A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
C　[ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确；ATP分子水解两个高能磷酸键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用的光反应可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的高能磷酸键中，故光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。]
2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
Ay3-Bi-CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
B　[由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。]
判断
1．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。(2024·河北卷T2) (×)
提示：胃蛋白酶应在酸性、低温下保存。
2．从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低。(2024·江西卷T1) (√)
3．溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子。(2024·安徽卷T2)(×)
提示：摄入的食物进入溶酶体中，被溶酶体中的水解酶分解为小分子。
4．小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生。(2024·全国甲卷T1) (×)
提示：小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由线粒体产生。
5．几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害。(2023·重庆卷T2) (√)
6．某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是底物。(2023·浙江1月卷T8) (√)
ATP的结构和功能
1．(2024·湖北重点中学联考)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下图1为ATP的结构式、下图2为NTP和dNTP的结构式。下列叙述正确的是(　　)
A．①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位
B．④中含有两个特殊化学键③，两个特殊化学键都断裂会生成ADP和Pi
C．若图2中2′连接的X表示H，则该结构代表物质NTP
D．dATP的末端磷酸基团转移，可为某些吸能反应供能
D　[图1中②代表的是核糖，则①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成RNA的基本单位，A错误；④中含有两个特殊化学键③，断裂③会生成ADP和Pi，两个特殊化学键都断裂会形成AMP和两个Pi，B错误；若图2中2′连接的X表示H，则为脱氧核糖，该结构代表物质dNTP，C错误；dATP的末端磷酸基团转移，可释放能量，可以为某些吸能反应供能，D正确。]
2．(2024·河北邢台一中月考)睡眠是动物界普遍存在的现象，腺苷是一种重要的促眠物质。如图1为腺苷合成及转运示意图，图2记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平变化的一种腺传感器。下列说法正确的是(　　)
A．AMP是合成DNA的基本单位
B．储存在囊泡中的ATP通过主动运输转运至胞外
C．ATP可被膜上的水解酶水解，脱去2个磷酸基团产生腺苷
D．腺苷与其受体结合可改变受体空间结构，使绿色荧光蛋白构象改变进而发出荧光
D　[分析题意，AMP是由ATP脱去两个磷酸基团后形成的，AMP是合成RNA的基本单位，A错误；分析图1可知，储存在囊泡中的ATP是通过胞吐方式转运至胞外的，B错误；ATP转运至胞外后，脱去3个磷酸产生腺苷，C错误；分析图2可知，腺传感器的工作原理是腺苷与受体结合改变受体的空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并发出荧光，D正确。]
酶的本质、作用、特性和影响因素
3．(2024·广东广州检测)褐变往往导致果蔬的色泽加深、风味改变和营养物质流失，多酚氧化酶(PPO)是引起褐变的关键酶。科研人员以OD值为指标，研究了不同pH下，两种梨PPO活性变化的对比情况，实验结果如下图，下列说法正确的是(　　)
A．本实验的自变量是pH，因变量是OD值
B．多酚氧化酶(PPO)为褐变反应提供活化能
C．实验结果说明，两种梨中PPO的酶活性、最适pH不同
D．实验过程中应将酶和底物混合后再用不同的pH处理
C　[本实验的自变量为pH和梨的品种，因变量为OD值，A错误；酶能降低化学反应的活化能，但不能为酶促反应提供能量，B错误；如图所示，香水梨、皇冠梨中PPO的酶活性、最适pH不同，C正确；该实验应该将酶和底物先放在不同的pH条件下一段时间，再将相同pH下的酶和底物混合，因为酶具有高效性，若先将酶和底物混合，反应已经进行，D错误。]
4．(不定项)(2024·湖南常德市一中检测)下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图，为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶(PPO)活性大小，某同学设计了实验并检测各组酚的剩余量，结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)
A．由图1模型推测，可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B．非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性的机理相同，都与酶的空间结构改变有关
C．图2实验的自变量是温度，而PPO的初始量、pH等属于无关变量
D．探究酶B的最适温度时，应在30～50 ℃间设置多个温度梯度进行实验
BD　[图1所示，酶的活性中心有限，竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心，从而影响酶促反应速率，可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制，A错误；非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性的机理相同，都与酶的空间结构改变有关，B正确；据题意可知，该实验的自变量是温度、酶的种类，而 PPO 的初始量、 pH 等属于无关变量，C错误；根据图2结果可知，只研究了20～50 ℃范围内的酶活性，在40 ℃出现了最低点，故若要探究酶B的最适温度时，应在30～50 ℃间设置多个温度梯度进行实验，D正确。]
课后限时集训(二)　细胞代谢的保障
(建议用时：30分钟)
一、选择题
1．(2024·湖南永州模拟)ATP驱动泵能将小分子或离子进行跨膜转运，主要有下图所示的3种类型。下列相关叙述错误的是(　　)
A．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体的类囊体薄膜上
B．Ca2+泵磷酸化导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2+的转运
C．维持神经细胞内高K＋低Na＋的环境可能与P型泵有关
D．溶酶体维持其体内的酸性环境，可能与F型质子泵有关
D　[F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP，真核细胞中能合成ATP的生物膜是线粒体内膜和类囊体膜，A正确；Ca2+泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2+的转运，B正确；维持神经细胞内高K＋低Na＋的环境可能与P型泵(Na＋-K＋泵)有关，即通过主动运输维持高K＋低Na＋，C正确；溶酶体维持其体内的酸性环境，需要泵入H＋，为主动运输，可能与V型质子泵有关，D错误。]
2．(2024·湖北八市联考)囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面的CFTR蛋白空间结构发生变化，使CFTR转运Cl－的功能出现异常，导致支气管中黏液增多，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。下图为正常CFTR蛋白转运Cl－的作用机理，请据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．转运Cl－的过程中CFTR蛋白自身构象发生改变
B．ATP与NBD1和NBD2结合产生的效应不同
C．囊性纤维化患者上皮细胞内Cl－浓度低于正常人
D．R结构的磷酸化是CFTR蛋白开放的首要条件
C　[CFTR能够和Cl－特异性结合，通过空间结构的改变转运Cl－，即转运Cl－的过程中CFTR蛋白自身构象发生改变，A正确；结合图示可以看出，ATP与NBD1和NBD2结合产生的效应不同，与NBD2结合实现了Cl－的转运，B正确；由题意可知，CFTR可以协助细胞逆浓度梯度将Cl－运输到细胞外，消耗ATP，而囊性纤维化患者上皮细胞转运Cl－的功能出现异常，因而其细胞内Cl－浓度高于正常人，C错误；R结构的磷酸化是CFTR蛋白开放的首要条件，此后还需要消耗ATP，才能实现Cl－的转运，D正确。]
3．(2024·广东省实验中学检测)下图为液泡膜上离子跨膜运输机制示意图，下列相关叙述，错误的是(　　)
A．Ca2+逆浓度梯度从细胞液进入细胞质基质
B．有氧呼吸的增强可促进Ca2+进入液泡
C．Na＋进入液泡的方式属于主动运输
D．细胞液中的pH环境比细胞质基质中低
A　[图中Ca2+进入液泡时需要载体且消耗ATP，属于主动运输；Ca2+从液泡进入细胞质基质不消耗能量，但需要载体，属于协助扩散，A错误。图中Ca2+进入液泡时需要载体且消耗ATP，属于主动运输，因此有氧呼吸的增强可促进Ca2+进入液泡，B正确。H＋运出液泡的过程伴随Na＋进入液泡，H＋运出液泡属于协助扩散，该过程由高浓度→低浓度，会产生化学势能，可为Na＋进入液泡提供能量，故Na＋进入液泡的方式为主动运输，C正确。细胞液中的H＋浓度高呈现酸性环境，细胞质基质中低，D正确。]
4．(2024·湖南长郡中学检测)氮元素是植物生长发育必不可少的营养元素。NRT1.1(硝酸盐转运蛋白)会根据外界环境的硝酸盐浓度，通过磷酸化和去磷酸化之间切换，来完成氮素的吸收，保证了植物细胞对氮素的需求，如图表示硝酸盐的转运过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．细胞外的硝酸盐进入细胞的方式为主动运输
B．NRT1.1只能特异性运输硝态氮
C．改变细胞质的pH会影响硝酸盐转运
D．在膜蛋白磷酸化过程中，载体蛋白的结构变化后仍具有活性
B　[由题可知，细胞外的硝态氮进入细胞需要转运蛋白，且需要消耗H＋的浓度梯度产生的势能，所以该方式为主动运输，A正确；由图可知，NRT1.1既能运输硝态氮，还能运输H＋，B错误；改变细胞质的pH会影响H＋的转运，进而影响硝态氮的转运，C正确；NRT1.1在磷酸化和去磷酸化过程中，自身构象会发生改变，从而完成物质运输功能，但并没有丧失活性，D正确。]
5．(2024·山东潍坊二模)植物体内多以蔗糖的形式长距离运输碳水化合物。下图为光合产物蔗糖从叶肉细胞扩散至韧皮薄壁细胞间隙，最终进入筛管-伴胞复合体(SE-CC)的过程，其中蔗糖浓度的变化可调节SU载体的数量。下列说法错误的是(　　)
A．胞间连丝实现了相邻植物细胞间的物质运输
B．伴胞内的蔗糖浓度要低于韧皮薄壁细胞
C．蔗糖可作为信号分子起到调控自身运输的作用
D．使用ATP合成抑制剂会降低蔗糖进入SE-CC的速率
B　[蔗糖分子和H＋是协同运输的，蔗糖分子依赖韧皮薄壁细胞与筛管-伴胞复合体H＋的浓度差的势能从低浓度的韧皮薄壁细胞运输到筛管-伴胞复合体，因此伴胞内的蔗糖浓度要高于韧皮薄壁细胞，B错误。]
6．(2024·广东省实验中学检测)下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述，错误的是(　　)
A．3 h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B．6 h后，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
C．12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡
D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
B　[3 h时，两组幼苗重量均已低于初始萎蔫鲜重即发生了萎蔫，一方面是因为蒸腾作用散失了水分，另一方面是因放在比根细胞浓度大的KNO3溶液中，根细胞渗透失水，A正确。实验开始时，甲组幼苗根系就已开始吸收K＋、，而不是在6 h时才开始吸收K＋、，到6小时时细胞液浓度大于KNO3溶液浓度，从而使吸水能力增强，使鲜重逐渐提高，B错误。12 h后，由于甲组根系不断通过主动运输吸收K＋、，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重量；乙组放在比根细胞液浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡，C正确。通过以上分析可知植物吸收离子与吸收水分是两个相对独立的过程，D正确。]
7．(2024·山东烟台期末)核酶是具有催化功能的小分子RNA，通过催化靶位点RNA链中化学键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断靶基因的表达。下列说法错误的是(　　)
A．核酶含C、H、O、N、P五种大量元素，基本单位是核糖核苷酸
B．核酶的催化活性不受温度和酸碱度的影响
C．核酶通过特异性裂解靶RNA的磷酸二酯键起作用
D．核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎
B　[核酶是RNA分子，故核酶的组成元素为C、H、O、N、P，基本单位是核糖核苷酸，A正确；酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性，酶的活性易受温度和酸碱度的影响，B错误；核酶能够在特定位点切断RNA，使得RNA的磷酸二酯键断开，从而失去活性，C正确；由题意分析可知：核酶特异性地剪切底物RNA分子，可阻断靶基因的表达，故核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎，D正确。]
8．(2024·湖南长沙联考)激酶一般是指催化高能供体分子(如ATP)上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，底物分子通过磷酸基团的转移获得能量而被激活，所以很多激酶需要从ATP中转移磷酸基团；最大的激酶族群是蛋白激酶，蛋白激酶作用于特定的蛋白质，并改变其活性。为测出激酶X的最适温度，有人设置了a、25 ℃、b(已知：a＜25 ℃＜b)三种温度进行实验，结果发现，此三种温度下的激酶活性无显著差异。下列相关叙述错误的是(　　)
A．蛋白激酶与其底物分子的组成元素基本相同，但不可以通过磷酸化为化学反应提供能量
B．蛋白激酶所催化的化学反应往往是吸能反应，底物分子被磷酸化后可能变得更容易发生反应
C．可推测X酶的最适温度只可能在a～b之间
D．可推测X酶的最适温度为低于a或高于b或在a～b之间都有可能
C　[蛋白激酶的本质是蛋白质，蛋白激酶作用的底物也是蛋白质，因此两者的组成元素基本相同，都是C、H、O、N等，蛋白激酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，A正确。蛋白激酶催化的反应可能需要发生ATP水解供能，因此所催化的反应往往是吸能反应，底物分子磷酸化后结构发生变化更容易发生反应，B正确。若三种温度差异不大，则最适温度可能高于b，可能低于a，也可能位于a与b的两侧，这些情况都会导致此三种温度下的激酶活性无显著差异，C错误，D正确。]
9．(2024·湖北重点中学联考)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图。下列说法正确的是(　　)
A．实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和pH，不符合单一变量原则
B．由图可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用
C．实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.2
D．加入板栗壳黄酮，不影响胰脂肪酶的最适pH
B　[据图可知，实验的自变量是不同pH(横坐标表示含义)和是否加入板栗壳黄酮(与对照组相比)，但比较实验结果时可确定一个变量进行比较，故仍符合单一变量原则，A错误；与对照组相比，加入板栗壳黄酮组的酶活性降低，说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用，B正确；据图可知，实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.4，C错误；结合图示可知，未加入板栗壳黄酮时最适pH约为7.4，加入后最适pH约为7.7，说明加入板栗壳黄酮影响胰脂肪酶的最适pH，D错误。]
10．(2024·浙江1月卷) 红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时
⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量
下列叙述错误的是(　　)
A．低温提取以避免PAL失活
B．30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C．④加H2O补齐反应体系体积
D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
B　[温度过高酶会失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL 失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保持无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。]
11．(不定项)(2024·山东日照二模)集合管上皮细胞对集合管中的Na＋、Cl－重吸收机制如图，①～④表示转运蛋白。下列叙述正确的是(　　)
A．图中转运蛋白合成时需内质网和高尔基体的参与
B．Na＋、Cl－通过①以协助扩散的方式进入上皮细胞
C．②、③转运物质时均需要与被转运的物质相结合
D．磷酸化引起④的空间结构变化有利于Na＋、K＋的转运
AD　[图中转运蛋白位于细胞膜上，其合成时需内质网和高尔基体的参与，A正确；Na＋主要存在于细胞外液中，因此Na＋进入细胞的方式是协助扩散，而从细胞中转运出来的方式为主动运输，而Cl－通过③方式转运出细胞是顺浓度梯度进行的，因而为协助扩散，其进入上皮细胞的方式为主动运输，该过程消耗的是Na＋的梯度势能，B错误；图中②、③转运物质时不需要与被转运的物质相结合，因为这两种转运方式为协助扩散，需要的是离子通道，C错误；磷酸化引起④钠钾泵的空间结构变化进而实现了Na＋、K＋的转运，该过程需要消耗能量，为主动运输，D正确。]
12．(不定项)(2024·江西八校联考)底物浓度—酶促反应速率曲线如图甲所示，低底物浓度时，酶促反应速率随底物浓度增加而增加(一级反应)，高底物浓度时，随底物浓度增加酶促反应速率几乎不再改变(零级反应)。米氏方程(见图乙所示)可用于描述该过程，其中v是酶促反应速率，Vmax是底物过量时的最大反应速率，[S]是底物浓度，Km是米氏常数，数值为酶促反应速率为最大反应速率一半时，所对应的底物浓度。下列叙述正确的是(　　)
A．Km值的大小受温度和pH的影响
B．Km值越大，酶和底物的亲和力越大
C．加入竞争性抑制剂之后，Km不变，Vmax变小
D．底物浓度低时，米氏方程约为v＝，呈现一级反应
AD　[Km表示反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，温度和pH影响酶的活性，则Km值的大小受温度和pH的影响，A正确；Km表示反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，Km值越大，酶与底物亲和力越低，Km值越小，酶与底物亲和力越强，B错误；竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点从而降低反应物与酶结合的机会，加入竞争性抑制剂，Km值增大，Vmax基本不变，C错误；底物浓度—酶促反应速率曲线如图甲所示，低底物浓度时，酶促反应速率随底物浓度增加而增加(一级反应)，米氏方程中分母中的[S]可以忽略，则米氏方程约为v＝Vmax/Km×[S]，D正确。]
二、非选择题
13．(2024·重庆巴蜀中学检测)胃液的主要成分是盐酸，是由Cl－和H＋分别分泌而形成。如图显示了胃液中盐酸的分泌过程，胃黏膜壁细胞靠近胃腔的细胞膜(顶膜)上有质子泵，质子泵每水解一分子ATP所释放的能量，可驱动一个H＋从胃壁细胞基质进入胃腔，同时驱动一个K＋从胃腔进入壁细胞基质。胃壁细胞的Cl－通过细胞顶膜的Cl－通道进入胃腔，与H＋形成盐酸。回答问题：
(1)血液中的Cl－通过阴离子交换体进入胃壁细胞的方式是________，质子泵除了转运离子外还具有________功能。
(2)碳酸酐酶可以将CO2与进行可逆转化，例如红细胞内的大量碳酸酐酶就可以将CO2快速转化为，进而转出红细胞，在血浆中运输；在肾小管上皮细胞中同样有大量碳酸酐酶用以排出多余的。据此推测碳酸酐酶的重要作用是___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)人体进食后会大量分泌胃液，进而引起血浆pH略有升高，即餐后碱潮，该现象发生的原因是_____________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)某人长期受胃酸过多困扰，在服用奥美拉唑后，检测胃内pH明显升高。药物奥美拉唑最可能的作用部位是胃壁细胞上的____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)在看到或闻到美味的食物时，还未入口，胃液就开始大量分泌，这是________反射的结果，直接控制胃液分泌的是__________________(填“自主神经系统”或“非自主神经系统”)。
[解析]　(1)阴离子交换体运输时不消耗能量，属于协助扩散，质子泵本身会水解ATP，具有催化ATP水解的功能。(2)碳酸酐酶可以将CO2与进行可逆转化，可以帮助调节内环境的pH，有助于维持内环境的相对稳定。(3)胃壁细胞分泌Cl－时，需要通过阴离子交换体将大量Cl－运入胃壁细胞，同时将大量排入血浆中，从而导致血浆pH略有升高，导致餐后碱潮。(4)奥美拉唑抑制胃酸分泌，最可能的作用部位是胃壁细胞上的质子泵。(5)在胃液的分泌中，咀嚼吞咽食物引发胃液分泌属于非条件反射，但食物的颜色、形状、气味以及与食物有关的声音等刺激作用于头部的视、嗅、听等感受器而引起的胃液分泌属于条件反射。内脏活动受自主神经系统的直接调控。
[答案]　(1)协助扩散　催化　(2)维持内环境的相对稳定　(3)胃壁细胞分泌Cl－时，需要通过阴离子交换体将大量Cl－运入胃壁细胞，同时将大量排入血浆中，从而导致血浆pH略有升高　(4)质子泵　(5)条件　自主神经系统
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专题一　细胞
微专题2　细胞代谢的保障
1．动植物细胞的吸水和失水
考点1　细胞的物质输入和输出
　　　　　　
选择透过
原生质层
2．不同物质的运输方式
K＋
Na＋
逆
抗体
3．协同运输
(1)Na＋-K＋泵具有____和____功能，不断消耗ATP把Na＋由细胞内运输到细胞外，同时把K＋由细胞外运输到细胞内，维持细胞内_______________的离子环境。
(2)钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用Na＋-K＋泵产生的_____________
_____________把葡萄糖运输到细胞内，这种方式叫协同运输，属于主动运输。
运输
催化
低Na＋高K＋
Na＋浓度梯度
的电化学势能
4．影响物质跨膜运输的因素及相关曲线
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
膜上载体的
数量有限
(2)氧浓度
膜上
载体的数量有限
(3)温度
①温度影响生物膜的______，进而影响所有跨膜方式的运输速率。
②温度影响___活性，影响________，进而影响能量供应，_______________________均受影响。
流动性
酶
呼吸速率
主动运输和胞吞、胞吐
5．巧用两种抑制剂探究物质跨膜运输的方式
主动运输
协助扩散
自由扩散
1．(2024·山东卷)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，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。下列说法错误的是
(　　)
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．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
√
B　[细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确；依题意，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，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误；依题意，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；依题意，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，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。]
√
判断与填空
1．维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量。(2024·山东卷T1) (　　)
2．婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及载体蛋白协助。(2024·浙江1月卷T3) (　　)
3．液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子。(2024·安徽卷T1) (　　)
提示：液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子。
√
√
×
4．硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷T4) (　　)
提示：硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的，故不需转运蛋白。
×
5．维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H＋-ATP酶(质子泵)和Na＋-H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基
质中的低Na＋水平(见下图)。 H＋-ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运。
(2024·甘肃卷T2) (　　)
提示：H＋-ATP酶抑制剂干扰H＋的转运，进而影响膜两侧H＋浓度，对Na＋的运输同样起到抑制作用。
×
6．探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下图能够正确表示实验结果。(2023·全国甲卷T4) (　　)
提示：用30%蔗糖溶液处理之后，细胞
失水，原生质体和液泡的体积都会减小，
细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会扩大，细胞液浓度下降。
×
7．血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。(2023·全国甲卷T1) (　　)
√
8．心肌细胞上广泛存在Na＋-K＋泵和Na＋-Ca2+交换体(转入Na＋的同时排出Ca2+)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋-K＋泵。该药物可引起心肌收缩力下降。(2023·湖北卷T15) (　　)
×
提示：某种药物可以特异性阻断
细胞膜上的Na＋-K＋泵，细胞膜
上的Na＋-Ca2+交换体活动减弱，使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加强。
题组1 细胞的吸水和失水
1．(2024·湖南长沙联考)在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞破裂。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀。下列相关叙述错误的是(　　)
2
4
1
3
题号
A．动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白的协助，转运蛋白运出离子从而降低细胞吸水量
B．植物细胞的水分进出达到平衡时，细胞内外溶液浓度不一定相等
C．外界溶液浓度升高，原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
D．发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
2
4
1
3
题号
√
D　[动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压降低细胞吸水量，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，B正确；原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中，细胞会失水，其收缩泡的伸缩频率会降低，C正确；发生渗透吸水时，水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，也可从高浓度溶液向低浓度溶液扩散，D错误。]
2
4
1
3
题号
2．(2024·重庆巴蜀中学检测)某科研小组将普通水稻和耐盐碱水稻的根部细胞置于0.3 g/mL的KNO3溶液中，测定原生质体体积相对值的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．若想探究耐盐水稻的耐盐能力，应选用Ⅰ组水稻进行实验
B．Ⅰ组水稻曲线C点细胞液浓度大于A点
C．Ⅰ组水稻细胞B～C段曲线上升需要消
耗能量，吸水能力逐渐增强
D．Ⅱ组水稻曲线不能无限上升的原因是
受限于外界溶液浓度
√
2
4
1
3
题号
2
4
1
3
题号
题组2 物质出入细胞方式的判断
3．(2024·山东潍坊一模)矮牵牛花瓣颜色与其液泡pH密切有关，液泡pH≤2时多呈红色、橙色，随着pH升高颜色不断改变，当pH>5时，出现稀有的蓝色。研究表明，液泡pH主要由H＋泵甲、乙和转运蛋白 NHX1 共同调控，过程如图。原本开红花的矮牵牛某一突变体中 NHX1表达量显著增加，
导致花瓣呈现独特的蓝色。下列说法
错误的是(　　)
2
4
1
3
题号
A．H＋通过甲、乙进入液泡利于植物细胞保持坚挺
B．K＋通过NHX1的跨膜运输方式属于协助扩散
C．促进甲、乙蛋白表达，利于花瓣保持鲜艳的红色
D．H＋从细胞质基质转运到液泡的方式属于主动运输
2
4
1
3
题号
√
B　[H＋通过甲、乙进入液泡，使液泡的渗透压升高，液泡吸水，利于植物细胞保持坚挺，A正确；液泡中H＋浓度高于细胞质基质中H＋浓度，K＋通过NHX1的跨膜运输需要依赖H＋浓度梯度提供能量，属于主动运输，B错误；促进甲、乙蛋白表达，利于H＋进入液泡，液泡pH≤2时多呈红色、橙色，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡需要能量，为主动运输，D正确。]
2
4
1
3
题号
4．(不定项)(2024·湖南长郡中学月考)胃酸可杀灭随食物进入消化道的大部分有害细菌并激活胃蛋白酶原，胃壁细胞靠近胃腔的细胞膜将H＋和Cl－分泌到胃腔，形成盐酸。抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后，能够与图示质子
泵结合使其空间结构发生改变，从
而停止转运K＋和H＋。下列说法正
确的是(　　)
2
4
1
3
题号
A．图中K＋和Cl－从胃壁细胞进入胃腔的方式不同
B．图中H＋通过协助扩散的方式进入胃腔
C．服用PPIS可能引起消化不良，甚至腹泻
D．设计药物特异性地结合质子泵上的K＋结合位点可以作为开发新型抑酸药物的思路之一
2
4
1
3
题号
√
√
CD　[由图可知：K＋和Cl－分别通过K＋通道和Cl－通道从胃壁细胞进入胃腔，运输方式都为协助扩散，A错误；质子泵水解ATP将H＋运到胃腔，运输方式为主动运输，B错误；使用PPIS会抑制胃酸分泌，升高胃内pH，引起消化不良，从而导致腹泻，C正确；设计药物特异性地结合质子泵上的K＋结合位点使K＋无法结合上去，从而阻断H＋转运，使胃腔中的H＋减少可以作为开发新型抑酸药物的一种思路，D正确。]
2
4
1
3
题号
方法提炼　物质进出细胞方式的判断方法
1．四个角度区别酶和激素
考点2　酶和ATP
2．与酶相关的曲线
(1)酶的作用机理与特性
①图1中，表示无酶催化时反应进行所需要的活化能的是___段。表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是___段。酶降低的活化能是___段。
②图2中，加酶的曲线和______________的曲线比较，说明酶具有高效性，而与__________的曲线比较说明酶具有催化作用。
③图3中，两条曲线比较说明酶具有专一性。
ac
bc
ab
加无机催化剂
不加催化剂
(2)影响酶促反应速率因素的曲线分析
①低温降低酶的活性，但不会使酶失活，即酶的________不被破坏，条件适宜时，酶活性可恢复(如图2，低温时反应速率不为零)。
②高温、强酸、强碱、重金属、紫外线、酒精等会破坏酶的空间结构，使酶失活，条件超出限度后，酶活性________(如图1、2，pH过高或过低，温度过高时，反应速率为零)。
空间结构
不能恢复
③当底物达到一定浓度后，受________(或酶浓度)的限制，酶促反应速率不再增加(如图3)。
④底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关(如图4)。
酶数量
3．酶的特性及相关探究实验
斐林试剂
4．明辨ATP的结构及拓展
1．(2024·全国甲卷)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是
(　　)
A．ATP转化为ADP可为
离子的主动运输提供能量
B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
√
C　[ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确；ATP分子水解两个高能磷酸键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用的光反应可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的高能磷酸键中，故光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。]
2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ay3-Bi-CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
√
B　[由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。]
判断
1．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。(2024·河北卷T2) (　　)
提示：胃蛋白酶应在酸性、低温下保存。
2．从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低。(2024·江西卷T1) (　　)
3．溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子。(2024·安徽卷T2) (　　)
提示：摄入的食物进入溶酶体中，被溶酶体中的水解酶分解为小分子。
×
√
×
4．小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生。(2024·全国甲卷T1) (　　)
提示：小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由线粒体产生。
5．几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害。(2023·重庆卷T2) (　　)
6．某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是底物。(2023·浙江1月卷T8) (　　)
×
√
√
题组1 ATP的结构和功能
1．(2024·湖北重点中学联考)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下图1为ATP的结构式、下图2为NTP和dNTP的结构式。下列叙述正确的是(　　)
2
4
1
3
题号
A．①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位
B．④中含有两个特殊化学键③，两个特殊化学键都断裂会生成ADP和Pi
C．若图2中2′连接的X表示H，则该结构代表物质NTP
D．dATP的末端磷酸基团转移，可为某些吸能反应供能
2
4
1
3
题号
√
D　[图1中②代表的是核糖，则①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成RNA的基本单位，A错误；④中含有两个特殊化学键③，断裂③会生成ADP和Pi，两个特殊化学键都断裂会形成AMP和两个Pi，B错误；若图2中2′连接的X表示H，则为脱氧核糖，该结构代表物质dNTP，C错误；dATP的末端磷酸基团转移，可释放能量，可以为某些吸能反应供能，D正确。]
2
4
1
3
题号
2．(2024·河北邢台一中月考)睡眠是动物界普遍存在的现象，腺苷是一种重要的促眠物质。如图1为腺苷合成及转运示意图，图2记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平变化的一种腺传感器。下列说法正确的是(　　)
2
4
1
3
题号
A．AMP是合成DNA的基本单位
B．储存在囊泡中的ATP通过主动运输转运至胞外
C．ATP可被膜上的水解酶水解，脱去2个磷酸基团产生腺苷
D．腺苷与其受体结合可改变受体空间结构，使绿色荧光蛋白构象改变进而发出荧光
2
4
1
3
题号
√
D　[分析题意，AMP是由ATP脱去两个磷酸基团后形成的，AMP是合成RNA的基本单位，A错误；分析图1可知，储存在囊泡中的ATP是通过胞吐方式转运至胞外的，B错误；ATP转运至胞外后，脱去3个磷酸产生腺苷，C错误；分析图2可知，腺传感器的工作原理是腺苷与受体结合改变受体的空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并发出荧光，D正确。]
2
4
1
3
题号
题组2 酶的本质、作用、特性和影响因素
3．(2024·广东广州检测)褐变往往导致果蔬的色泽加深、风味改变和营养物质流失，多酚氧化酶(PPO)是引起褐变的关键酶。科研人员以OD值为指标，研究了不同pH下，两种梨PPO活性变化的对比情况，实验结果如下图，下列说法正确的是(　　)
2
4
1
3
题号
A．本实验的自变量是pH，因变量是OD值
B．多酚氧化酶(PPO)为褐变反应提供活化能
C．实验结果说明，两种梨中PPO的酶活性、最适pH不同
D．实验过程中应将酶和底物混合后再用不同的pH处理
2
4
1
3
题号
√
C　[本实验的自变量为pH和梨的品种，因变量为OD值，A错误；酶能降低化学反应的活化能，但不能为酶促反应提供能量，B错误；如图所示，香水梨、皇冠梨中PPO的酶活性、最适pH不同，C正确；该实验应该将酶和底物先放在不同的pH条件下一段时间，再将相同pH下的酶和底物混合，因为酶具有高效性，若先将酶和底物混合，反应已经进行，D错误。]
2
4
1
3
题号
4．(不定项)(2024·湖南常德市一中检测)下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图，为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶(PPO)活性大小，某同学设计了实验并检测各组酚的剩余量，结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)
2
4
1
3
题号
A．由图1模型推测，可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B．非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性的机理相同，都与酶的空间结构改变有关
C．图2实验的自变量是温度，而PPO的初始量、pH等属于无关变量
D．探究酶B的最适温度时，应在30～50 ℃间设置多个温度梯度进行实验
2
4
1
3
题号
√
√
BD　[图1所示，酶的活性中心有限，竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心，从而影响酶促反应速率，可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制，A错误；非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性的机理相同，都与酶的空间结构改变有关，B正确；据题意可知，该实验的自变量是温度、酶的种类，而 PPO 的初始量、 pH 等属于无关变量，C错误；根据图2结果可知，只研究了20～50 ℃范围内的酶活性，在40 ℃出现了最低点，故若要探究酶B的最适温度时，应在30～50 ℃间设置多个温度梯度进行实验，D正确。]
2
4
1
3
题号
一、选择题
1．(2024·湖南永州模拟)ATP驱动泵能将小分子或离子进行跨膜转运，主要有下图所示的3种类型。下列相关叙述错误的是(　　)
课后限时集训(二)　细胞代谢的保障
题号
1
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4
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9
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12
13
A．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体的类囊体薄膜上
B．Ca2+泵磷酸化导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2+的转运
C．维持神经细胞内高K＋低Na＋的环境可能与P型泵有关
D．溶酶体维持其体内的酸性环境，可能与F型质子泵有关
题号
1
3
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√
D　[F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP，真核细胞中能合成ATP的生物膜是线粒体内膜和类囊体膜，A正确；Ca2+泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2+的转运，B正确；维持神经细胞内高K＋低Na＋的环境可能与P型泵(Na＋-K＋泵)有关，即通过主动运输维持高K＋低Na＋，C正确；溶酶体维持其体内的酸性环境，需要泵入H＋，为主动运输，可能与V型质子泵有关，D错误。]
题号
1
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2．(2024·湖北八市联考)囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面的CFTR蛋白空间结构发生变化，使CFTR转运Cl－的功能出现异常，导致支气管中黏液增多，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。下图为正常CFTR蛋白转运Cl－的作用机理，请据图分析，下列说法错误的是(　　)
题号
1
3
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13
A．转运Cl－的过程中CFTR蛋白自身构象发生改变
B．ATP与NBD1和NBD2结合产生的效应不同
C．囊性纤维化患者上皮细胞内Cl－浓度低于正常人
D．R结构的磷酸化是CFTR蛋白开放的首要条件
题号
1
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13
√
C　[CFTR能够和Cl－特异性结合，通过空间结构的改变转运Cl－，即转运Cl－的过程中CFTR蛋白自身构象发生改变，A正确；结合图示可以看出，ATP与NBD1和NBD2结合产生的效应不同，与NBD2结合实现了Cl－的转运，B正确；由题意可知，CFTR可以协助细胞逆浓度梯度将Cl－运输到细胞外，消耗ATP，而囊性纤维化患者上皮细胞转运Cl－的功能出现异常，因而其细胞内Cl－浓度高于正常人，C错误；R结构的磷酸化是CFTR蛋白开放的首要条件，此后还需要消耗ATP，才能实现Cl－的转运，D正确。]
题号
1
3
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13
3．(2024·广东省实验中学检测)下图为液泡膜上离子跨膜运输机制示意图，下列相关叙述，错误的是(　　)
A．Ca2+逆浓度梯度从细胞液进入细胞质基质
B．有氧呼吸的增强可促进Ca2+进入液泡
C．Na＋进入液泡的方式属于主动运输
D．细胞液中的pH环境比细胞质基质中低
题号
1
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√
A　[图中Ca2+进入液泡时需要载体且消耗ATP，属于主动运输；Ca2+从液泡进入细胞质基质不消耗能量，但需要载体，属于协助扩散，A错误。图中Ca2+进入液泡时需要载体且消耗ATP，属于主动运输，因此有氧呼吸的增强可促进Ca2+进入液泡，B正确。H＋运出液泡的过程伴随Na＋进入液泡，H＋运出液泡属于协助扩散，该过程由高浓度→低浓度，会产生化学势能，可为Na＋进入液泡提供能量，故Na＋进入液泡的方式为主动运输，C正确。细胞液中的H＋浓度高呈现酸性环境，细胞质基质中低，D正确。]
题号
1
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4．(2024·湖南长郡中学检测)氮元素是植物生长发育必不可少的营养元素。NRT1.1(硝酸盐转运蛋白)会根据外界环境的硝酸盐浓度，通过磷酸化和去磷酸化之间切换，来完成氮素的吸收，保证了植物细胞对氮素的需求，如图表示硝酸盐的转运过程。下列相关叙述错误的是(　　)
题号
1
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A．细胞外的硝酸盐进入细胞的方式为主动运输
B．NRT1.1只能特异性运输硝态氮
C．改变细胞质的pH会影响硝酸盐转运
D．在膜蛋白磷酸化过程中，载体蛋白的结构变化后仍具有活性
题号
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B　[由题可知，细胞外的硝态氮进入细胞需要转运蛋白，且需要消耗H＋的浓度梯度产生的势能，所以该方式为主动运输，A正确；由图可知，NRT1.1既能运输硝态氮，还能运输H＋，B错误；改变细胞质的pH会影响H＋的转运，进而影响硝态氮的转运，C正确；NRT1.1在磷酸化和去磷酸化过程中，自身构象会发生改变，从而完成物质运输功能，但并没有丧失活性，D正确。]
√
5．(2024·山东潍坊二模)植物体内多以蔗糖的形式长距离运输碳水化合物。下图为光合产物蔗糖从叶肉细胞扩散至韧皮薄壁细胞间隙，最终进入筛管-伴胞复合体(SE-CC)的过程，其中蔗糖浓度的变化可调节SU载体的数量。下列说法错误的是(　　)
题号
1
3
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13
A．胞间连丝实现了相邻植物细胞间的物质运输
B．伴胞内的蔗糖浓度要低于韧皮薄壁细胞
C．蔗糖可作为信号分子起到调控自身运输的作用
D．使用ATP合成抑制剂会降低蔗糖进入SE-CC的速率
题号
1
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B　[蔗糖分子和H＋是协同运输的，蔗糖分子依赖韧皮薄壁细胞与筛管-伴胞复合体H＋的浓度差的势能从低浓度的韧皮薄壁细胞运输到筛管-伴胞复合体，因此伴胞内的蔗糖浓度要高于韧皮薄壁细胞，B错误。]
√
6．(2024·广东省实验中学检测)下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述，错误的是
(　　)
题号
1
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题号
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√
题号
1
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7．(2024·山东烟台期末)核酶是具有催化功能的小分子RNA，通过催化靶位点RNA链中化学键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断靶基因的表达。下列说法错误的是(　　)
A．核酶含C、H、O、N、P五种大量元素，基本单位是核糖核苷酸
B．核酶的催化活性不受温度和酸碱度的影响
C．核酶通过特异性裂解靶RNA的磷酸二酯键起作用
D．核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎
题号
1
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√
B　[核酶是RNA分子，故核酶的组成元素为C、H、O、N、P，基本单位是核糖核苷酸，A正确；酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性，酶的活性易受温度和酸碱度的影响，B错误；核酶能够在特定位点切断RNA，使得RNA的磷酸二酯键断开，从而失去活性，C正确；由题意分析可知：核酶特异性地剪切底物RNA分子，可阻断靶基因的表达，故核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎，D正确。]
题号
1
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8．(2024·湖南长沙联考)激酶一般是指催化高能供体分子(如ATP)上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，底物分子通过磷酸基团的转移获得能量而被激活，所以很多激酶需要从ATP中转移磷酸基团；最大的激酶族群是蛋白激酶，蛋白激酶作用于特定的蛋白质，并改变其活性。为测出激酶X的最适温度，有人设置了a、
25 ℃、b(已知：a＜25 ℃＜b)三种温度进行实验，结果发现，此三种温度下的激酶活性无显著差异。下列相关叙述错误的是(　　)
题号
1
3
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13
A．蛋白激酶与其底物分子的组成元素基本相同，但不可以通过磷酸化为化学反应提供能量
B．蛋白激酶所催化的化学反应往往是吸能反应，底物分子被磷酸化后可能变得更容易发生反应
C．可推测X酶的最适温度只可能在a～b之间
D．可推测X酶的最适温度为低于a或高于b或在a～b之间都有可能
题号
1
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√
C　[蛋白激酶的本质是蛋白质，蛋白激酶作用的底物也是蛋白质，因此两者的组成元素基本相同，都是C、H、O、N等，蛋白激酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，A正确。蛋白激酶催化的反应可能需要发生ATP水解供能，因此所催化的反应往往是吸能反应，底物分子磷酸化后结构发生变化更容易发生反应，B正确。若三种温度差异不大，则最适温度可能高于b，可能低于a，也可能位于a与b的两侧，这些情况都会导致此三种温度下的激酶活性无显著差异，C错误，D正确。]
题号
1
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9．(2024·湖北重点中学联考)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图。下列说法正确的是(　　)
题号
1
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13
A．实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和pH，不符合单一变量原则
B．由图可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用
C．实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.2
D．加入板栗壳黄酮，不影响胰脂肪酶的最适pH
题号
1
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√
B　[据图可知，实验的自变量是不同pH(横坐标表示含义)和是否加入板栗壳黄酮(与对照组相比)，但比较实验结果时可确定一个变量进行比较，故仍符合单一变量原则，A错误；与对照组相比，加入板栗壳黄酮组的酶活性降低，说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用，B正确；据图可知，实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.4，C错误；结合图示可知，未加入板栗壳黄酮时最适pH约为7.4，加入后最适pH约为7.7，说明加入板栗壳黄酮影响胰脂肪酶的最适pH，D错误。]
题号
1
3
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10．(2024·浙江1月卷) 红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。
题号
1
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2
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13
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时
下列叙述错误的是(　　)
A．低温提取以避免PAL失活
B．30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C．④加H2O补齐反应体系体积
D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
题号
1
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13
步骤 处理 试管1 试管2
⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量
√
B　[温度过高酶会失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL 失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保持无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。]
题号
1
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11．(不定项)(2024·山东日照二模)集合管上皮细胞对集合管中的Na＋、Cl－重吸收机制如图，①～④表示转运蛋白。下列叙述正确的是(　　)
A．图中转运蛋白合成时需内质网和高尔基
体的参与
B．Na＋、Cl－通过①以协助扩散的方式进入上皮细胞
C．②、③转运物质时均需要与被转运的物质相结合
D．磷酸化引起④的空间结构变化有利于Na＋、K＋的转运
题号
1
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2
4
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√
√
AD　[图中转运蛋白位于细胞膜上，其合成时需内质网和高尔基体的参与，A正确；Na＋主要存在于细胞外液中，因此Na＋进入细胞的方式是协助扩散，而从细胞中转运出来的方式为主动运输，而Cl－通过③方式转运出细胞是顺浓度梯度进行的，因而为协助扩散，其进入上皮细胞的方式为主动运输，该过程消耗的是Na＋的梯度势能，B错误；图中②、③转运物质时不需要与被转运的物质相结合，因为这两种转运方式为协助扩散，需要的是离子通道，C错误；磷酸化引起④钠钾泵的空间结构变化进而实现了Na＋、K＋的转运，该过程需要消耗能量，为主动运输，D正确。]
题号
1
3
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12．(不定项)(2024·江西八校联考)底物浓度—酶促反应速率曲线如图甲所示，低底物浓度时，酶促反应速率随底物浓度增加而增加(一级反应)，高底物浓度时，随底物浓度增加酶促反应速率几乎不再改变(零级反应)。米氏方程(见图乙所示)可用于描述该过程，其中v是酶促反应速率，Vmax是底物过量时的最大反
应速率，[S]是底物浓度，Km是米氏常数，
数值为酶促反应速率为最大反应速率一半时，
所对应的底物浓度。下列叙述正确的是(　　)
题号
1
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题号
1
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13
√
√
AD　[Km表示反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，温度和pH影响酶的活性，则Km值的大小受温度和pH的影响，A正确；Km表示反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，Km值越大，酶与底物亲和力越低，Km值越小，酶与底物亲和力越强，B错误；竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点从而降低反应物与酶结合的机会，加入竞争性抑制剂，Km值增大，Vmax基本不变，C错误；底物浓度—酶促反应速率曲线如图甲所示，低底物浓度时，酶促反应速率随底物浓度增加而增加(一级反应)，米氏方程中分母中的[S]可以忽略，则米氏方程约为v＝Vmax/Km×[S]，D正确。]
题号
1
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13
二、非选择题
13．(2024·重庆巴蜀中学检测)胃液的主要成分是盐酸，是由Cl－和H＋分别分泌而形成。如图显示了胃液中盐酸的分泌过程，胃黏膜壁细胞靠近胃腔的细胞膜(顶膜)上有质子泵，质子泵每水解一分子ATP所释放的能量，可驱动一个H＋从胃壁细胞基质进入胃腔，同时驱动一个K＋从胃腔进入壁细胞基质。胃
壁细胞的Cl－通过细胞顶膜的Cl－通道进
入胃腔，与H＋形成盐酸。回答问题：
题号
1
3
5
2
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题号
1
3
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13
协助扩散
催化
维持内环境的相对
稳定
(3)人体进食后会大量分泌胃液，进而引起血浆pH略有升高，即餐后碱潮，该现象发生的原因是________________________________
_____________________________________________________________________________________。
(4)某人长期受胃酸过多困扰，在服用奥美拉唑后，检测胃内pH明显升高。药物奥美拉唑最可能的作用部位是胃壁细胞上的_________。
胃壁细胞分泌Cl－时，需要通过阴离
从而导致血浆pH略有升高
质子泵
题号
1
3
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2
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13
(5)在看到或闻到美味的食物时，还未入口，胃液就开始大量分泌，这是______反射的结果，直接控制胃液分泌的是________________
(填“自主神经系统”或“非自主神经系统”)。
条件
自主神经系统
题号
1
3
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2
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题号
1
3
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12
13考点1　细胞的物质输入和输出
1．动植物细胞的吸水和失水
2．不同物质的运输方式
3．协同运输
(1)Na＋-K＋泵具有____________和____________功能，不断消耗ATP把Na＋由细胞内运输到细胞外，同时把K＋由细胞外运输到细胞内，维持细胞内________________的离子环境。
(2)钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用Na＋-K＋泵产生的________________________把葡萄糖运输到细胞内，这种方式叫协同运输，属于主动运输。
4．影响物质跨膜运输的因素及相关曲线
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧浓度
(3)温度
①温度影响生物膜的________，进而影响所有跨膜方式的运输速率。
②温度影响________活性，影响________，进而影响能量供应，________________________均受影响。
5．巧用两种抑制剂探究物质跨膜运输的方式
1．(2024·山东卷)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，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。下列说法错误的是(　　)
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．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
2．(2024·浙江6月卷)植物细胞胞质溶胶中的Cl－、通过离子通道进入液泡，Na＋、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H＋浓度梯度
B．Cl－、通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能
C．Na＋、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
判断与填空
1．维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量。(2024·山东卷T1) (　　)
2．婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及载体蛋白协助。(2024·浙江1月卷T3) (　　)
3．液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子。(2024·安徽卷T1) (　　)
4．硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷T4) (　　)
5．维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H＋-ATP酶(质子泵)和Na＋-H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na＋水平(见下图)。 H＋-ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运。(2024·甘肃卷T2) (　　)
6．探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下图能够正确表示实验结果。(2023·全国甲卷T4) (　　)
7．血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。(2023·全国甲卷T1) (　　)
8．心肌细胞上广泛存在Na＋-K＋泵和Na＋-Ca2+交换体(转入Na＋的同时排出Ca2+)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋-K＋泵。该药物可引起心肌收缩力下降。(2023·湖北卷T15) (　　)
9．农业生产中，农作物生长所需的氮素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。(2022·全国乙卷T29)
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收速率不再增加，推测其原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
细胞的吸水和失水
1．(2024·湖南长沙联考)在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞破裂。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀。下列相关叙述错误的是(　　)
A．动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白的协助，转运蛋白运出离子从而降低细胞吸水量
B．植物细胞的水分进出达到平衡时，细胞内外溶液浓度不一定相等
C．外界溶液浓度升高，原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
D．发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
2．(2024·重庆巴蜀中学检测)某科研小组将普通水稻和耐盐碱水稻的根部细胞置于0.3 g/mL的KNO3溶液中，测定原生质体体积相对值的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．若想探究耐盐水稻的耐盐能力，应选用Ⅰ组水稻进行实验
B．Ⅰ组水稻曲线C点细胞液浓度大于A点
C．Ⅰ组水稻细胞B～C段曲线上升需要消耗能量，吸水能力逐渐增强
D．Ⅱ组水稻曲线不能无限上升的原因是受限于外界溶液浓度
物质出入细胞方式的判断
3．(2024·山东潍坊一模)矮牵牛花瓣颜色与其液泡pH密切有关，液泡pH≤2时多呈红色、橙色，随着pH升高颜色不断改变，当pH>5时，出现稀有的蓝色。研究表明，液泡pH主要由H＋泵甲、乙和转运蛋白 NHX1 共同调控，过程如图。原本开红花的矮牵牛某一突变体中 NHX1表达量显著增加，导致花瓣呈现独特的蓝色。下列说法错误的是(　　)
A．H＋通过甲、乙进入液泡利于植物细胞保持坚挺
B．K＋通过NHX1的跨膜运输方式属于协助扩散
C．促进甲、乙蛋白表达，利于花瓣保持鲜艳的红色
D．H＋从细胞质基质转运到液泡的方式属于主动运输
4．(不定项)(2024·湖南长郡中学月考)胃酸可杀灭随食物进入消化道的大部分有害细菌并激活胃蛋白酶原，胃壁细胞靠近胃腔的细胞膜将H＋和Cl－分泌到胃腔，形成盐酸。抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后，能够与图示质子泵结合使其空间结构发生改变，从而停止转运K＋和H＋。下列说法正确的是(　　)
A．图中K＋和Cl－从胃壁细胞进入胃腔的方式不同
B．图中H＋通过协助扩散的方式进入胃腔
C．服用PPIS可能引起消化不良，甚至腹泻
D．设计药物特异性地结合质子泵上的K＋结合位点可以作为开发新型抑酸药物的思路之一
　物质进出细胞方式的判断方法
考点2　酶和ATP
1．四个角度区别酶和激素
2．与酶相关的曲线
(1)酶的作用机理与特性
①图1中，表示无酶催化时反应进行所需要的活化能的是________段。表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是________段。酶降低的活化能是________段。
②图2中，加酶的曲线和__________________________的曲线比较，说明酶具有高效性，而与____________________的曲线比较说明酶具有催化作用。
③图3中，两条曲线比较说明酶具有专一性。
(2)影响酶促反应速率因素的曲线分析
①低温降低酶的活性，但不会使酶失活，即酶的________不被破坏，条件适宜时，酶活性可恢复(如图2，低温时反应速率不为零)。
②高温、强酸、强碱、重金属、紫外线、酒精等会破坏酶的空间结构，使酶失活，条件超出限度后，酶活性________(如图1、2，pH过高或过低，温度过高时，反应速率为零)。
③当底物达到一定浓度后，受________(或酶浓度)的限制，酶促反应速率不再增加(如图3)。
④底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关(如图4)。
3．酶的特性及相关探究实验
4．明辨ATP的结构及拓展
1．(2024·全国甲卷)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是(　　)
A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
Ay3-Bi-CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
判断
1．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。(2024·河北卷T2) (　　)
2．从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低。(2024·江西卷T1) (　　)
3．溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子。(2024·安徽卷T2) (　　)
4．小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生。(2024·全国甲卷T1) (　　)
5．几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害。(2023·重庆卷T2) (　　)
6．某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是底物。(2023·浙江1月卷T8) (　　)
ATP的结构和功能
1．(2024·湖北重点中学联考)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下图1为ATP的结构式、下图2为NTP和dNTP的结构式。下列叙述正确的是(　　)
A．①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位
B．④中含有两个特殊化学键③，两个特殊化学键都断裂会生成ADP和Pi
C．若图2中2′连接的X表示H，则该结构代表物质NTP
D．dATP的末端磷酸基团转移，可为某些吸能反应供能
2．(2024·河北邢台一中月考)睡眠是动物界普遍存在的现象，腺苷是一种重要的促眠物质。如图1为腺苷合成及转运示意图，图2记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平变化的一种腺传感器。下列说法正确的是(　　)
A．AMP是合成DNA的基本单位
B．储存在囊泡中的ATP通过主动运输转运至胞外
C．ATP可被膜上的水解酶水解，脱去2个磷酸基团产生腺苷
D．腺苷与其受体结合可改变受体空间结构，使绿色荧光蛋白构象改变进而发出荧光
酶的本质、作用、特性和影响因素
3．(2024·广东广州检测)褐变往往导致果蔬的色泽加深、风味改变和营养物质流失，多酚氧化酶(PPO)是引起褐变的关键酶。科研人员以OD值为指标，研究了不同pH下，两种梨PPO活性变化的对比情况，实验结果如下图，下列说法正确的是(　　)
A．本实验的自变量是pH，因变量是OD值
B．多酚氧化酶(PPO)为褐变反应提供活化能
C．实验结果说明，两种梨中PPO的酶活性、最适pH不同
D．实验过程中应将酶和底物混合后再用不同的pH处理
4．(不定项)(2024·湖南常德市一中检测)下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图，为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶(PPO)活性大小，某同学设计了实验并检测各组酚的剩余量，结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)
A．由图1模型推测，可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B．非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性的机理相同，都与酶的空间结构改变有关
C．图2实验的自变量是温度，而PPO的初始量、pH等属于无关变量
D．探究酶B的最适温度时，应在30～50 ℃间设置多个温度梯度进行实验
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