2022年高三生物二轮复习 专题精讲二 细胞的代谢 满分冲刺（三）物质的跨膜运输、酶与ATP

2022年高三生物二轮复习 专题精讲二 细胞的代谢 满分冲刺（三）物质的跨膜运输、酶与ATP一、选择题1.下列关于物质跨膜运输的叙述正确的是（ ）A.线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体的功能有关，若线粒体DNA受损伤，对神经细胞吸收K+没有影响B.相对分子质量比较小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞C.胰岛B细胞分泌胰岛素时消耗能量，因此胰岛素出入细胞属于主动运输D.对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理，结果吸收甘氨酸的功能丧失，最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化【答案】D【解析】神经细胞外钾离子浓度低，其逆浓度梯度吸收钾离子的方式是主动运输，需要消耗能量，而线粒体是动力工厂，95%的能量来源于此，若线粒体DNA受损伤，功能受到影响，对神经细胞吸收K+必然有影响，A项错误。水、气体和脂溶性的小分子可以自由通过生物膜，离子大多数是通过主动运输进入细胞的，B项错误。胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐，不属于跨膜运输中的主动运输，但其过程也需要耗能，C项错误。紫外线处理离体培养的小肠上皮细胞引起基因突变，吸收的甘氨酸是通过主动运输进行的，需要能量和载体蛋白，如果吸收甘氨酸的功能丧失，而细胞仍然有其他生命活动，则最可能是细胞膜上特定的载体出现了问题，D项正确。2.下列关于物质运输的说法错误的是（ ）A.钾离子通过主动运输进入细胞，对维持细胞内液渗透压起重要作用B.尿液中的尿素含量远高于原尿中，是因为肾小管具有很强的重吸收功能C.糖醋蒜在腌制中慢慢具有糖醋味，是细胞主动吸收糖分子和乙酸分子的结果D.紫甘蓝叶片被沸水烫后，水呈红色，是因为细胞中的色素扩散到细胞外【答案】C【解析】钾离子主要存在于细胞内，经主动运输进入细胞，对维持细胞内液渗透压起重要作用，A项正确；由于肾小管具有很强的重吸收功能，可以将原尿中的水分和营养物质重新吸收回血浆，而代谢的废物如尿素则不被吸收，因此尿液中的尿素含量远高于原尿，B项正确；糖醋蒜在腌制过程中，细胞在高糖、高盐环境中迅速失水而死亡，从而失去了选择透过性的功能，慢慢具有糖醋味的原因是糖分子和乙酸分子扩散进入到死亡细胞的结果，C项错误；紫甘蓝叶片中的色素存在于液泡中，正常情况下，由于生物膜具有选择透过性，色素分子不能扩散到细胞外。被沸水烫后，细胞膜及液泡膜的结构被破坏，失去了选择透过性，导致细胞中的色素分子扩散到细胞外使水呈红色，D项正确。3.某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为（ ） 【答案】B【解析】因为蔗糖溶液的渗透压高于蒸馏水，吸水能力就比蒸馏水强，所以进入漏斗的水比流出漏斗的水多。由于蔗糖分子不能透过半透膜，随着水分子进入漏斗，蔗糖溶液浓度下降，减小了浓度差，吸水力也渐渐变小，同时漏斗液面上升又产生了静水压力，且逐渐加大。当渗透压等于静水压力时，液面上升到最大值并停止。所以曲线上升的趋势为B项，先快后慢再停止。4.将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假设蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则（ ） A.实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.40.5 molL-1之间【答案】D【解析】题图横轴为蔗糖浓度，纵轴为实验前后长度比。若该比值小于1，则对应蔗糖浓度下花冠切条实验后吸水变长，且愈接近1，吸水愈少；若该比值大于1，则对应蔗糖浓度下花冠切条实验后失水变短，且愈接近1，失水愈少。水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量。实验前后长度比为1的蔗糖浓度应介于c和d组之间，故D项正确。5. 如图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是（ ）A.若将细胞置于清水中，A仍保持不变B.若该细胞处于40蔗糖溶液中，B/A值将变小C.B/A值表示细胞失水的程度D.A、B分别表示细胞和液泡的长度【答案】D【解析】本题考查植物细胞的质壁分离过程，意在考查考生对实验现象的理解分析能力。图示为处于质壁分离状态的植物细胞。因细胞壁的伸缩性很小，故若将该细胞置于清水中，A仍将保持不变。若该细胞处于40%的蔗糖溶液中，与图示相比，A不变，但B因失水更多而变小，所以B/A将变小，可见B/A值能表示细胞失水的程度。图中A表示的是细胞长度，但B表示的并不是液泡的长度，而是失水后的原生质体的长度。6.人体血浆中的某些补体（蛋白质）可以侵入人体的多种细菌细胞膜上形成孔道，大量离子和水通过孔道顺浓度梯度进入细菌，导致细菌涨破死亡。下列叙述正确的是（ ）A.上述细菌的死亡方式属于细胞凋亡B.上述免疫过程属于特异性免疫C.上述补体属于内环境的成分之一D.离子通过孔道进入细菌的方式属于主动运输【答案】C【解析】细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，而上述细菌的死亡是大量离子和水通过孔道顺浓度梯度进入细菌，导致细菌细胞涨破死亡，不属于细胞凋亡，故A项错误；题述免疫过程无B细胞参与，也无效应T细胞参与，一定不属于特异性免疫，故B项错误；题述补体是人体血浆中的蛋白质，属于内环境的成分之一，故C项正确；离子通过孔道进入细菌是顺浓度梯度进入的，属于被动运输，故D项错误。7.在生物体内，下列生理活动只能单向进行的是（ ）A.质壁分离过程中水分子的扩散B.生长素在胚芽鞘中的极性运输C.肝细胞中糖原与葡萄糖的转化D.活细胞内ATP与ADP的转化【答案】B【解析】质壁分离过程中，水分子是可以进出的，是双向的，故A项不符合题意；生长素在胚芽鞘中的极性运输是单向的，只能从形态学上端到形态学下端，故B项符合题意；血糖含量低时，肝糖原分解，维持血糖含量，血糖含量高时，多余的血糖可转化为糖原(部分为肝糖原)储存起来，故C项不符合题意；活细胞内，ATP和ADP是双向转化的，D项不符合题意。8.下列有关酶的实验设计思路正确的是（ ）A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响【答案】C【解析】由于过氧化氢受热分解，所以不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂可验证酶的专一性，用碘液无法检验结果；通过无机催化剂和酶催化效果的比较可以证明酶的高效性；胃蛋白酶的催化条件很特殊，在pH为1.52.2时催化活性最高，所以不能用pH分别为3、7、11的缓冲液。9.图一为温度对酶促反应速率影响的示意图，图二中的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系，则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是（ ）A.曲线1 B.曲线2C.曲线3 D.曲线4【答案】B【解析】从图一可以看出温度为2a时该酶促反应速率要高于a时，所以当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是曲线2，即缩短了到达反应平衡的时间。10.下列关于酶的叙述中，正确的是（ ）A.人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境起作用B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段C.酶在化学反应前后自身化学性质不发生改变D.酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性【答案】C【解析】酶的活性受温度、pH的影响，酶并非只在人体的内环境起作用。如消化酶在消化道内起催化作用，消化道不属于内环境；有的酶是RNA，不在核糖体上合成；活细胞都能合成酶(哺乳动物成熟的红细胞除外)，用于自身代谢需要，因此A、B、D所述错误。酶作为催化剂参与反应，改变化学反应速率，自身的化学性质不变，故C正确。二、非选择题11.取某植物的少量根尖组织，滴加清水制成临时装片如图A，以此研究植物细胞的一些生命活动，整个实验过程保证细胞始终为生活状态： （1）用一定浓度的X溶液处理临时装片A，得到如图C所示的结果，据图判断物质X进入细胞的方式应该为 。（2）据图C推测在整个实验过程中，图B所示细胞发生的形态变化是 。发生这些变化的条件为： 植物细胞的 相当于一层半透膜， 之间存在浓度差。（3）为了更好地观察植物细胞失水和吸水过程，通常选择紫色洋葱表皮细胞作为材料，原因是 。【答案】(1)主动运输 (2)先质壁分离，然后质壁分离自动复原 原生质层 细胞液与细胞外界溶液 (3)洋葱表皮细胞有紫色的大液泡，便于观察【解析】(1)由图C可知，实验之初细胞内物质X的浓度，小于细胞外，随着时间的延长，细胞内物质X的浓度大于细胞外，由低浓度到高浓度的运输方式为主动运输。(2)据图C推测在整个实验过程中，图B所示细胞先是由于细胞内物质X的浓度小于细胞外，细胞发生渗透失水出现质壁分离，随着时间的延长，由于主动运输使细胞内物质X的浓度大于细胞外，导致细胞发生渗透吸水出现质壁分离自动复原。细胞发生质壁分离和质壁分离自动复原的条件有两个，一是有半透膜，植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，二是细胞液与细胞外界溶液之间存在浓度差。(3)由于紫色洋葱表皮细胞有紫色的大液泡，故便于观察，通常选择紫色洋葱表皮细胞作为材料。12.研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，其示意图如下（图中a、b、c代表物质跨膜运输方式，、代表跨膜的离子或小分子）。请据图回答问题。a.偶联转运蛋白：ATP间接提供能量的协同运输。b.ATP驱动泵：ATP直接提供能量。c.光驱动泵：光能驱动。 （1） 图中细胞质基质存在于 （填“P”或“Q”）侧，判断依据是 。（2）主动运输是通过 对所介导的物质进行 梯度的跨膜运输的方式。（3）有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动泵的主动运输或协助扩散。请你设计实验加以探究。实验步骤：第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞。第二步：将甲、乙两组细胞置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组细胞给予正常的呼吸条件， 。第三步： 。预测实验结果并分析：a. 若甲、乙两组葡萄糖的浓度相同，则 。b. 。【答案】（1）Q 糖蛋白位于细胞外侧 （2）载体蛋白 逆浓度 （3）第二步：乙组细胞用细胞呼吸抑制剂处理（或抑制乙组细胞的细胞呼吸）第三步：在相同且适宜条件下培养一段时间后，检测培养液中的葡萄糖浓度a.小肠上皮细胞是以协助扩散的方式吸收葡萄糖的b.若甲组培养液中葡萄糖的浓度小于乙组的，则小肠上皮细胞是以ATP驱动泵的主动运输方式吸收葡萄糖的【解析】（1）根据细胞膜的结构可知，糖蛋白位于细胞外侧，所以P侧为细胞外的环境，Q侧为细胞内的环境即细胞质。（2）主动运输需要能量和载体蛋白，把物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输。（3）本实验是探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式。根据题干提示信息，自变量是细胞是否进行细胞呼吸，观察指标是培养液中葡萄糖的浓度。实验时要注意控制无关变量。