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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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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”)。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课后限时集训(二)
1．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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。]
13．(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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