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【期中模拟卷】（人教版）2023-2024学年高一上学期生物 必修1 第四章 细胞的物质输入和输出 提升卷.zip
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第四章 细胞的物质输入和输出
能力提升卷
（满分100分，考试用时60分钟）
一、选择题：本题共25小题，每小题2分，共50分。
1．袁隆平团队开发出耐盐碱的海水稻。海水稻的根尖成熟区细胞中含有较多Na+、Ca2+、Mg2+等无机盐。一些品种的海水稻，能够将Na+运输到叶肉细胞中富集。相关叙述 错误的是（ ）
A．海水稻根尖成熟区细胞中含有较多无机盐，有助于维持较高的渗透压
B．与普通水稻被动吸水不同，海水稻根尖成熟区细胞依靠主动运输的方式吸水
C．海水稻将Na+运输到叶肉细胞中富集的过程需要消耗能量
D．海水稻的推广种植，有利于解决粮食紧张的问题
【答案】B
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白，不需要能量；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量等。
【详解】A、海水稻根尖成熟区细胞中含有大液泡，含有较多无机盐，有助于维持较高的渗透压，A正确；
B、水分进入细胞的过程中水分子是顺浓度梯度运输的，不属于主动运输，B错误；
C、海水稻将Na+运输到叶肉细胞中富集的过程为主动运输，需要消耗能量，C正确；
D、海水稻的推广种植，可以增加粮食产量，有利于解决粮食紧张的问题，D正确。
故选B。
2．将3%的淀粉溶液装入透析袋（由半透膜制成的袋状容器），再放于清水中，实验装置如图所示。30min后会发现（ ）
A．试管内液体浓度减小 B．透析袋胀大
C．试管内液体浓度增大 D．透析袋缩小
【答案】B
【分析】要发生渗透作用，需要渗透装置，即半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。水分从浓度小一侧往浓度大一侧渗透。
【详解】AC、淀粉溶液不能出透析袋，试管内液体浓度不变，A、C错误；
BD、根据渗透作用原理，由于试管内清水小于透析袋中3%的淀粉溶液的浓度，表现为试管内水分子进入到透析袋中，故透析袋胀大，B正确，D错误。
故选B。
3．下列物质通过细胞膜时需要载体蛋白的是（ ）
A．氧气进入红细胞
B．水进入根尖的成熟区细胞
C．二氧化碳进入叶肉细胞
D．Na+逆浓度进入小肠绒毛上皮细胞
【答案】D
【分析】主动运输和协助扩散需要载体蛋白。
【详解】A、氧气进入红细胞为自由扩散，不需要载体蛋白，A错误；
B、水进入根尖的成熟区细胞为渗透作用，不需要载体蛋白，B错误；
C、二氧化碳进入叶肉细胞为自由扩散，不需要载体蛋白，C错误；
D、Na+逆浓度进入小肠绒毛上皮细胞为主动运输，需要载体蛋白，D正确。
故选D。
4．图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为1mol/L的葡萄糖溶液，B为1mol/L的乳酸溶液。下列说法正确的是（ ）
A．图丙中的半透膜若采用甲为材料，则液面不再变化时，左右两侧液面相等
B．若图乙所示细胞处于无氧环境中，则图中葡萄糖和乳酸的跨膜运输会停止
C．若图甲中贯穿有图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面高于右侧液面
D．若图甲中贯穿有图乙的蛋白质②，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面高于右侧液面
【答案】A
【分析】据图分析，图甲表示磷脂双分子层；图乙中葡萄糖的运输方式是协助扩散，运输方向是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量；乳酸的运输方式是主动运输，逆浓度梯度运输、需要载体和能量；图丙代表渗透作用的装置，水分的运输方向是低浓度（水分子多）运输到高浓度，由于两侧浓度相同，所以液面不发生变化。
【详解】A、在单位体积的1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的乳酸溶液中，溶质分子数相等，水分子数也相等，葡萄糖分子和乳酸分子都不能通过以磷脂双分子层构成的半透膜，因此如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面，A正确；
B、葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞是协助扩散，不需要能量，乳酸的跨膜运输是主动运输，消耗能量。人的红细胞虽然只能进行无氧呼吸，但也可以产生少量能量，故图乙所示细胞放在无氧环境中，葡萄糖的跨膜运输不受影响，乳酸的跨膜运输会受到影响，B错误；
C、如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，蛋白质①是运输葡萄糖的载体，葡萄糖会由A侧运向B侧，B侧渗透压升高，水分子由A向B移动，造成A侧液面降低，B侧液面升高，即左侧液面低于右侧液面，C错误；
D、如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质②，由于乳酸的运输是主动运输，没有能量不能进行，所以液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面，D错误。
故选A。
5．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。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，相关表述正确的是（ ）
A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B．若在0.1mol·L-1的蔗糖溶液中完成相同的实验处理，实验结果可能与a组相同
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0.6～0.7mol•L﹣1之间
【答案】B
【详解】图中纵坐标是实验前与实验后长度的比值，当此比例等于1，表示该细胞吸水与失水相等，细胞大小不变。当此比例小于1，表示该细胞吸水大于失水，外界溶液浓度小于细胞液浓度，如图中的abc点。当此比例大于1，表示该细胞吸水小于失水，外界溶液浓度大于细胞液浓度，如图中的def点。据图分析可知，a组细胞吸水多于b组，a组液泡中的溶质浓度低于b组，A错误；若用0.1mol•L-1的蔗糖溶液完成相同的实验处理，细条吸水程度更大，由于有细胞壁，实验结果可能与a组相同，B正确；水分是自由扩散进入细胞的，不消耗ATP，C错误；c组细胞吸水，d组细胞失水，细胞既不吸水也不失水的蔗糖溶液应该介于c组与d组对应的蔗糖浓度之间，即0.4～0.5mol•L－1之间，D错误。
6．某学生用紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，制成临时装片后，利用0.3g/mL蔗糖溶液和清水，进行植物细胞吸水和失水的观察。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．图乙所示细胞出现质壁分离，b处充满蔗糖溶液
B．图甲到乙的变化是由于细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度
C．发生质壁分离和复原，说明原生质层伸缩性大于细胞壁
D．该实验过程中虽然未另设对照组，但存在对照实验
【答案】B
【分析】该题主要考查了植物细胞的质壁分离实验，图甲与图乙构成对照，可得出在0.3g/mL蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象，此时细胞内原生质层收缩。a为细胞液，b为外界溶液，c为细胞液。
【详解】A、图像乙是细胞的质壁分离现象，此时细胞壁以内、原生质层以外的部分（b处）充满了蔗糖溶液，A正确；
B、图像从甲到乙发生了细胞的渗透失水，是由于细胞液浓度低于细胞周围溶液浓度导致的，B错误；
C、发生质壁分离和复原的内因是原生质层伸缩性大于细胞壁，C正确；
D、该实验用到了自身前后对照，D正确。
故选B。
7．Na+-K+泵的工作原理如下图所示，乌本苷是Na+-K+泵的抑制剂，其本身引起溶液浓度的变化可以忽略不计。下列叙述正确的是（ ）
A．Na+-K+泵同时具有载体和酶的功能
B．乌本苷处理可导致红细胞失水皱缩
C．Na+的运输体现了细胞膜的流动性
D．该过程中K+的运输方式为协助扩散
【答案】A
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式：被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量；而主动运输既需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助。分析题图:图示为Na+-K+泵结构图解，Na+-K+泵为跨膜蛋白质，具有ATP结合位点，将2个K+泵入膜内，3个Na+泵出膜外，需要消耗ATP。
【详解】A、Na+-K+泵上具有ATP的结合位点，ATP与之结合后能转变为ADP和Pi，说明Na+-K+泵自身具有ATP水解酶的作用，同时Na+-K+泵是运输Na+和K+的载体蛋白，故Na+-K+泵兼有载体和酶的功能，A正确；
B、乌本苷本身引起溶液浓度的变化忽略不计，故乌本苷处理不会导致红细胞失水皱缩，B错误；
C、由图可知，该过程能选择性地吸收K+，排出Na+，故能够体现细胞膜的选择透过性，C错误；
D、由图可知，Na+和K+运输过程中需要能量和载体蛋白，故为主动运输，D错误。
故选A。
8．下图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（ ）
A．从图甲可见250 mmol·L-1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢
B．图乙中10min内植物细胞体积的变化是先减小后增大
C．图乙中a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小
D．人的红细胞长时间处在300 mmol·L-1NaCl溶液中可能死亡
【答案】D
【分析】甲图中随着NaCl溶液浓度的增加，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比越来越小，当NaCl溶液浓度低于100mmol•L-1，红细胞会吸水涨破；当NaCl溶液浓度等于150mmol•L-1，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比是1，该溶液浓度与细胞内液浓度的渗透压相等。乙图中植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量先增加后减少，最后还能表现吸水。
【详解】A、从图甲可知，250mmol·L-1NaCl溶液时，红细胞的体积(V)与初始体积(Vo)小于1，说明细胞失水了，会影响人红细胞的代谢，A错误；
B、图乙中10min内植物细胞失水量先变大后变小，说明植物细胞原生质体的体积先变小后变大，但植物细胞外面有细胞壁，细胞壁的伸缩性很小，所以植物细胞体积几乎不变，B错误；
C、据乙图可知，在a点时，细胞失水量达到最大，此时细胞吸水能力最强，C错误；
D、若人的红细胞长时间处在300mmol·L-1NaCl溶液中，细胞会过度失水，可能导致细胞死亡， D正确。
故选D。
9．下图为将黑藻细胞置于0．3g/mL蔗糖溶液中的显微观察图，下列叙述正确的是（ ）
A．黑藻为单细胞原核生物 B．图中黑藻细胞发生了质壁分离
C．①处为真空状态，②处为原生质层 D．质壁分离的黑藻细胞叶绿体不能移动
【答案】B
【分析】成熟的植物细胞处于一定浓度的蔗糖溶液中，细胞会失水，发生质壁分离，细胞液浓度会增大。
【详解】A、黑藻属于真核生物，A错误；
B、黑藻细胞在于0．3g/mL蔗糖溶液中，会由于外界溶液浓度大，细胞失水而发生质壁分离，B正确；
C、①处为外界溶液，②为原生质层，C错误；
D、质壁分离的细胞，若仍具有活性，则叶绿体仍可随细胞质流动，D错误。
故选B。
10．下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ）
A．成熟植物细胞的死活 B．原生质层比细胞壁的伸缩性大
C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D．水分子可以通过通道蛋白进入细胞
【答案】D
【分析】质壁分离指的是植物细胞在高渗环境下，因水分从液泡中流失而出现的细胞质与细胞壁分离的现象，质壁分离及复原实验能证明以下问题：细胞的死活；成熟的植物细胞是一个渗透系统；原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性等。
【详解】A、成熟植物细胞放到蔗糖溶液中，若不能发生质壁分离则说明是死细胞，反之是活细胞，能通过质壁分离实验证明，A正确；
B、质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，随着质壁分离复原的进行原生质层与细胞壁重新贴紧，能通过质壁分离实验证明，B正确；
C、质壁分离后的植物细胞放在清水中会发生复原，证明植物细胞能通过渗透作用吸收水分，C正确；
D、质壁分离实验无法证明水分子可以通过通道蛋白进入细胞，D错误。
故选D。
11．取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（ ）
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【答案】D
【分析】渗透作用需要满足的条件是：①半透膜；②膜两侧具有浓度差。浓度差是指单位体积溶质分子数量的差异，即物质的量浓度差异，由题干信息可知，甲糖和乙糖的质量分数相同，但甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍，因此乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍。
【详解】A、由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；
B、若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；
C、若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；
D、若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
故选D。
12．下列与蛋白质功能无关的是（ ）
A．氧气在血液中的运输 B．细胞对病原体的识别
C．二氧化碳分子跨膜运输 D．胰岛素调节血糖浓度
【答案】C
【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质的结构多样，在细胞中承担的功能也多样：
①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分，如肌肉蛋白；
②有的蛋白质具有催化功能，如大多数酶的本质是蛋白质；
③有的蛋白质具有运输功能，如载体蛋白和血红蛋白；
④有的蛋白质具有信息传递，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；
⑤有的蛋白质具有免疫功能，如抗体。
【详解】A、氧气在血液中运输过程需要血红蛋白的协助，体现了蛋白质的运输功能，A不符合题意；
B、细胞对病原体的识别与细胞表面的糖蛋白有关，体现了蛋白质的信息传递的功能，B不符合题意；
C、二氧化碳分子跨膜运输的方式是自由扩散，不需要载体蛋白的协助，该过程与蛋白质功能无关，C符合题意；
D、胰岛素调节血糖浓度，该过程中的胰岛素的化学本质是蛋白质，体现了蛋白质的调节功能，D不符合题意。
故选 C。
13．研究者将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中，4 h后测定得到如图所示的磷吸收速率曲线。对本实验现象作出的下列分析，合理的是（ ）
A．磷通过自由扩散进入大蒜根尖细胞
B．磷吸收速率受到膜上载体数量制约
C．磷吸收一定是逆浓度梯度的运输
D．随着磷酸盐浓度增加磷的吸收速率增加
【答案】B
【分析】据图分析，在一定磷酸盐浓度范围内，随着磷酸盐浓度升高，磷吸收速率升高，而到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到载体数量限制，属于协助扩散或主动运输。
【详解】A、分析题图可知，在一定磷酸盐浓度范围内，随着磷酸盐浓度升高，磷吸收速率升高，而到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到载体数量限制，属于协助扩散或主动运输，A错误；
B、分析题图可知，到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到转运蛋白数量限制，B正确；
C、根据题干信息，“将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中”，说明磷吸收可能是逆浓度梯度的运输，也可能是顺浓度梯度的运输，C错误；
D、据图分析，在一定磷酸盐浓度范围内，随着磷酸盐浓度升高，磷吸收速率升高，而到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，D错误。
故选B。
14．图表示Ca2+通过载体蛋白的跨膜运输过程，下列相关叙述正确的是（ ）
A．Ca2+顺浓度梯度跨膜运输 B．该运输过程需要消耗ATP
C．该跨膜运输方式为协助扩散 D．载体蛋白的空间结构不发生改变
【答案】B
【分析】由图可知，细胞转运Ca2+出细胞的过程，该过程是逆浓度梯度转运转运Ca2+，需要载体蛋白，消耗ATP，属于主动运输。
【详解】A、由分析可知，Ca2+通过主动运输方式运出细胞，A错误；
B、该运输方式为主动运输，需要消耗ATP，B正确；
C、该运输方式为主动运输，Ca2+逆浓度梯度跨膜运输，C错误；
D、该载体蛋白能与Ca2+结合和分离，结合会导致该载体蛋白空间结构的改变，分离后，该载体蛋白空间结构恢复，D错误。
故选B。
15．在出芽酵母中，溶酶体样液泡和线粒体之间存在功能上的联系。具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（ ）
A．H+以主动运输的方式从细胞质基质进入液泡
B．液泡是一种酸性细胞器，能促进蛋白质降解
C．添加ATP水解酶抑制剂可使有氧呼吸受抑制
D．液泡酸化异常可导致线粒体中积累大量铁离子
【答案】D
【分析】主动运输的条件：需要载体蛋白、消耗能量。方向：逆浓度梯度。
【详解】A、液泡是一种酸性细胞器，其内部H+浓度高，细胞质基质中的H+在ATP水解酶的协助下，逆浓度梯度进入液泡，属于主动运输，A正确；
B、溶酶体样液泡是一种酸性细胞器，其内含有酸性水解酶，可以促进蛋白质降解，B正确；
C、由题干信息可知，添加ATP水解酶抑制剂使H+不能顺浓度梯度运出液泡，Cys不能借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡，导致细胞质基质中Cys的浓度增大，抑制Fe进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，可使有氧呼吸受抑制，C正确；
D、结合C选项的分析可知，液泡酸化异常最终导致铁离子无法进入线粒体，从而导致线粒体外积累大量铁离子，D错误。
故选D。
16．1988年科研人员得到一种新蛋白——CHIP28，推测其可能是水通道蛋白。为探究该蛋白的作用，利用非洲爪蟾卵母细胞进行实验，结果如下图。
相关说法错误的是（ ）
A．作出此推测的依据可能是CHIP28蛋白为跨膜蛋白
B．所选用的实验细胞理论上对水的通透性较低
C．该实验应将非洲爪蟾卵母细胞置于高渗溶液中
D．实验结果可初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”
【答案】C
【分析】据题意可知，该实验自变量为卵母细胞是否含有水通道蛋白，因变量为卵母细胞的体积，从实验结果上看，导入CHIP28mRNA的非洲爪蟾卵母细胞随着时间的增加，体积逐渐增加，初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”。
【详解】A、通道蛋白是一类跨膜蛋白，它能形成亲水的通道，与所转运物质的结合较弱，当通道打开时能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过，若CHIP28蛋白为跨膜蛋白，可推测其为水通道蛋白，A正确；
B、本实验要研究CHIP28能否运输水分子，所选用的实验细胞理论上对水的通透性较低，加上该蛋白后对水的通透性显著增加，这样才能实验结果明显，B正确；
C、水通道蛋白运输水分的方式为协助扩散，从高浓度到低浓度，该实验应将非洲爪蟾卵母细胞置于低渗溶液中，这样才利于细胞吸收水分，C错误；
D、该实验中导入CHIP28mRNA的非洲爪蟾卵母细胞随着时间的增加，体积逐渐增加，初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”，D正确。
故选C。
17．如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图，相关叙述正确的是（ ）
A．葡萄糖进入上皮细胞不需要消耗能量
B．葡萄糖由上皮细胞进入血液的方式为主动运输
C．Na+-K+泵消耗ATP以维持膜内外Na+浓度差
D．转运蛋白转运物质时不需要改变自身构象
【答案】C
【分析】据图可知，小肠上皮细胞吸收葡萄糖时同时会将Na+吸收进去，吸收葡萄糖是逆浓度梯度，吸收Na+时是顺浓度梯度，Na+的吸收可以为葡萄糖的吸收提供电势能，所以小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输。葡萄糖由上皮细胞进入血液时是顺浓度梯度，需要葡萄糖转运蛋白，属于协助扩散。Na+-K+泵在运输Na+、K+都是逆浓度梯度，所以属于主动运输。
【详解】A、葡萄糖进入上皮细胞是通过主动运输进入细胞内，需要消耗能量，A错误；
B、葡萄糖由上皮细胞进入血液是顺浓度梯度属于协助扩散，B错误；
C、据图可知，Na+-K+泵将K+由细胞外泵入细胞内，将Na+由细胞内泵出细胞外都是逆浓度梯度，需要消耗ATP，C正确；
D、转运蛋白转运物质时自身构象会发生改变，D错误。
故选C。
18．ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每种ABC转运蛋白均具有物质运输的特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如下图所示。下列相关推测合理的是（ ）
A．ABC转运蛋白可提高CO2的跨膜运输速率
B．ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于协助扩散
C．C1-和葡萄糖依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
【答案】D
【分析】主动运输特点①耗能②逆浓度梯度进行③需要转运蛋白参与。协助扩散特点：①顺浓度梯度进行②需要转运蛋白参与③不耗能。
【详解】A、由图可知，ABC转运蛋白在转运小分子时，需要消耗能量，因此参与的是主动运输，而CO2的跨膜运输是自由扩散，因此ABC转运蛋白不能提高CO2的跨膜运输速率，A错误；
B、由图可知，ABC转运蛋白在转运小分子时，需要消耗能量，因此参与的是主动运输，B错误；
C、由题干“每种ABC转运蛋白均具有物质运输的特异性”可知，C1-和葡萄糖不是依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输，C错误；
D、ABC转运蛋白转运物质，需要ATP水解功能，因此当ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
故选D。
19．图示某细胞部分结构，甲、乙为细胞器，a、b为膜 上的物质或结构。以下叙述正确的是（ ）
A．若甲是溶酶体，其内含多种酸性水解酶
B．若乙是线粒体，则葡萄糖可通过a进入
C．若乙是线粒体，则ATP都在b处合成
D．核苷酸和葡萄糖转运进细胞一定消耗能量
【答案】A
【分析】有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出大量的能量。
【详解】A、若甲是溶酶体，由于H+运输进入溶酶体，其内部呈酸性，溶酶体是“消化车间”，其内含多种酸性水解酶，A正确；
B、线粒体不能分解葡萄糖，若乙是线粒体，进行有氧呼吸的二、三阶段，则丙酮酸和[H]可通过a线粒体内膜进入，B错误；
C、若乙是线粒体，则ATP可在线粒体基质和b线粒体内膜合成，C错误；
D、核苷酸和葡萄糖都是小分子有机物，一般需要主动运输进入细胞，转运进细胞消耗能量，但葡萄糖进入小肠上皮细胞是协助扩散，D错误。
故选A。
20．下面是Ca2+泵（Ca2+-ATP酶）跨膜运输Ca2+的过程示意图，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．a蛋白有运输和催化作用 B．b蛋白发生了载体蛋白的磷酸化
C．b蛋白与c蛋白的空间结构相同 D．Ca2+的跨膜运输方式为主动运输
【答案】C
【分析】题图分析，“Ca2+泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白；通过ATP水解消耗该过程释放的能量实现钙离子的转运，说明Ca2+泵出细胞的方式是主动运输。
【详解】A、结合图示可以看出，a蛋白有运输和催化作用，能运输钙离子，同时催化ATP的水解，A正确；
B、结合图示可以看出，b蛋白发生载体蛋白的磷酸化的过程伴随着ATP的水解过程，B正确；
C、b蛋白与c蛋白的空间结构不同，进而实现了对钙离子的转运 ，C错误；
D、Ca2+的跨膜运输是逆浓度梯度进行的，且需要消耗能量，因而为主动运输，D正确。
故选C。
21．如图为丙酮酸进入线粒体的过程，丙酮酸可以通过外膜上由孔蛋白构成的通道蛋白进入膜间隙，再通过与H+（质子）协同运输（利用Ｈ+浓度梯度势能）的方式由膜间隙进入线粒体基质。下列相关分析正确的是（ ）
A．丙酮酸由孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为自由扩散
B．丙酮酸通过膜间隙进入线粒体基质的方式为协助扩散
C．H+经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降低线粒体内膜对各种物质的运输速率
【答案】C
【分析】物质运输方式：（1）被动运输：分为自由扩散和协助扩散：①自由扩散：顺相对含量梯度运输；不需要载体；不需要消耗能量。②协助扩散：顺相对含量梯度运输；需要载体参与；不需要消耗能量。（2）主动运输：能逆相对含量梯度运输；需要载体；需要消耗能量 。（3）胞吞胞吐：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进或出细胞内的过程。
【详解】A、根据题意可知，线粒体外膜的通道蛋白（孔蛋白）可以让丙酮酸通过，不需要消耗能量， 因此为协助运输，A错误；
B、丙酮酸通过内膜时，丙酮酸要借助特异性转运蛋白，利用H+（质子）协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，则会消耗能量，因此为主动运输，B错误；
C、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，且需要载体蛋白，所以运输方式为主动运输，C正确；
D、加入蛋白质变性剂会使蛋白质变性，但不影响自由扩散的速率，D错误。
故选C。
22．下列有关胞吞、胞吐的叙述,错误的是（ ）
A．胞吞和胞吐过程要以膜的流动性为基础
B．胞吞要有细胞表面识别和供能才能完成
C．胞吞和胞吐过程中会导致膜成分的更新
D．胞吞和胞吐都是物质跨膜运输的方式
【答案】D
【分析】大分子物质和颗粒物一般通过胞吞、胞吐进出细胞，胞吞、胞吐过程借助于膜的融合完成的，因此以膜的流动性为基础。
【详解】A、胞吞和胞吐过程中膜上的磷脂分子和部分蛋白质分子发生运动，因此以膜的流动性为基础，A正确；
B、细胞对胞吞进入细胞的物质具有选择性，因此需要细胞表面识别，同时胞吞过程是耗能的，需要供能才能完成，B正确；
C、胞吞、胞吐过程中会导致细胞膜面积的改变，伴随着膜成分的更新，C正确；
D、胞吞和胞吐都是物质进出细胞的方式，但没有涉及物质的跨膜运输，D错误。
故选D。
23．下图表示受体介导的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子。下列有关叙述错误的是（ ）
A．膜上的受体可以与特殊的生物大分子结合
B．胞吞作用说明细胞膜对物质运输具有选择性
C．胞吞物质的运输方向都是从高浓度到低浓度
D．加入呼吸抑制剂会抑制胞吞作用的进行
【答案】C
【分析】分析题图：生物大分子和细胞膜上的受体结合后，引起细胞膜内陷，将大分子包在囊泡中，进而内吞形成囊泡，把大分子物质摄入细胞内，该过程依赖于膜的流动性实现。
【详解】A、结合题图可知，待运输的特殊的生物大分子与膜上相应受体特异性结合，然后引起膜内陷形成小泡，A正确；
B、细胞对摄取的物质具有选择性，胞吞过程能体现细胞膜的选择透过性，B正确；
C、结合题图可知，胞吞物质的运输依赖于生物大分子与膜上的受体识别结合，与物质的浓度无关，C错误；
D、胞吞过程发生膜的内陷，需要细胞提供能量，加入呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，能量供应不足会导致胞吞作用不能顺利进行，D正确。
故选C。
24．图为某物质分泌过程的电镜照片，下列叙述错误的是（ ）
A．包裹分泌物质的囊泡来自高尔基体 B．细胞分泌物质消耗代谢产生的能量
C．卵巢细胞以图示方式分泌雌激素 D．图示过程体现细胞膜具有流动性
【答案】C
【分析】图示某物质的分泌过程为胞吐，该过程需耗能，体现了细胞膜具有一定流动性的特点。
【详解】A、内质网、高尔基体都能产生囊泡，包裹物质运输到相应的位置，图示包裹分泌物质的囊泡来自高尔基体，A正确；
B、图示细胞分泌物质的方式为胞吐，需消耗代谢产生的能量，B正确；
C、雌激素化学本质是固醇，其以自由扩散形式运出细胞，C错误；
D、图示过程为胞吐，体现了细胞膜具有流动性，D正确。
故选C。
25．胃蛋白酶只水解食物中的蛋白质，不会水解胃组织自身的蛋白质，这归功于胃腔表面的黏液——碳酸氢盐屏障。如图是胃黏液——碳酸氢盐屏障示意图，①②为促进过程。下列叙述正确的是（ ）
A．胃蛋白酶原在内质网中加工为具有活性的胃蛋白酶
B．胃蛋白酶原可在酸性环境中转变为胃蛋白酶
C．胃蛋白酶原通过主动运输过程从细胞内分泌出来
D．HCO3－运出胃黏膜细胞需消耗能量但不需载体
【答案】B
【分析】据图分析，胃黏膜细胞通过胞吐的方式分泌胃蛋白原，在盐酸的作用下，胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶是在胃腔内进行。
【详解】AB、由图可知：胃蛋白酶原分泌到胃腔后可在HCI的作用下转变为胃蛋白酶，A错误，B正确；
C、胃蛋白酶原属于分泌蛋白，通过胞吐过程分泌，C错误；
D、运出胃黏膜细胞需消耗能量也需载体，D错误。
故选B。
二、非选择题：共5题，共50分。
26．高盐环境下粮食作物会大量减产。为研究植物的耐盐机理，科研人员将耐盐植物滨藜和不耐盐植物柑橘分别置于不同浓度NaCl溶液中培养，一段时间后测定并计算其生长率，结果如图1。植物处于高盐环境中，细胞外高浓度的Na+进入细胞，导致细胞质中Na+浓度升高过程如图2。请分析回答问题：
(1)据图1可知，与植物A相比，植物B耐盐范围 ，可推知植物B是滨藜。随着外界NaCl浓度的升高，植物A逐渐出现萎蔫现象，这是由于外界NaCl浓度 细胞液浓度，细胞失水。细胞中Na+和Cl－的浓度进一步升高，蛋白质逐渐变性，酶活性 ，细胞代谢减弱，因此在高盐环境中植物A的 低。
(2)综合图1、图2分析可知，植物B处于高盐环境中时，细胞内Ca2+浓度升高，促使Na+进入 ；同时激活 ，将Na+排出细胞，从而使细胞质中Na+的浓度恢复正常水平，缓解了蛋白质变性。
【答案】(1) 更广 大于 降低 耐性
(2) 液泡 S蛋白
【分析】载体蛋白和通道蛋白都是细胞膜上的运输物质的载体，其区别主要是载体蛋白包括主动运输的蛋白质，也包括协助扩散的蛋白质，通道蛋白是协助扩散的蛋白质。
1、载体蛋白：载体蛋白能够与特异性溶质结合，载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输，载体蛋白运输物质的动力学曲线具有膜结合酶的特征，运输速度在一定浓度时达到饱和，不仅可以加快运输速度，也增大物质透过质膜的量，载体蛋白的运输具有专业性和饱和性。
2、通道蛋白：通道蛋白是衡化质膜的亲水性通道，能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动，从质膜的一侧转运到另一侧，通道蛋白的运输作用具有选择性，属于被动运输，在运输过程中不会与被运输的分子结合，也不会移动。
【详解】（1）图1的横坐标是外界NaCl的浓度，结合图1结果可知，植物B的耐盐范围更广；
外界NaCl浓度大于细胞液浓度，细胞失水，植物A逐渐出现萎蔫现象；
细胞代谢几乎都是酶催化的反应，大多数酶都是蛋白质，若酶活性降低，细胞代谢减弱，因此在高盐环境中植物A的耐性低；
（2）综合图1、图2分析可知，细胞内Ca2+ 浓度升高，作用于液泡上的N蛋白，促进Na+进入液泡；Ca2+ 浓度升高，同时激活细胞膜上的S蛋白，将Na+ 排出细胞，从而使细胞质中Na+ 的浓度恢复正常水平，缓解了蛋白质变性。
27．肿瘤细胞的无限增殖和抗药性的产生与核DNA有关。某种新型的抗肿瘤药物可通过作用于核DNA抑制肿瘤细胞的恶性增殖，逆转肿瘤细胞的耐药性。该药物分子进入细胞核的过程如图。请回答问题：
(1)物质进入细胞的方式包括 等，图示药物分子1依赖细胞膜的 特点，此过程需要药物分子与 结合，进而引起这部分细胞膜内陷形成小囊；药物分子2以 方式进入细胞。
(2)进入细胞的药物分子有的被降解，有的通过核孔进入细胞核，积累后发挥作用。因此，可以推测： ，被降解概率就越大，细胞核对药物的吸收效率也越低。
(3)科研人员发现亲核蛋白可以运输至细胞核内，为研究其运输机理，设计了有关实验，操作与实验结果如下图所示。实验处理后，研究者检测了各组 ，结果表明 。
(4)综合上述研究，请你设计一个提高该新型抗肿瘤药物作用效果的研发思路 。
【答案】(1) 自由扩散、协助扩散、主动运输等 流动性 细胞膜上的蛋白质 自由扩散
(2)药物分子在细胞质中停留时间越长
(3) 放射性出现的位置 亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部
(4)将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部组合，促进药物分子快速入核
【分析】观察题图，药物分子可直接穿过细胞膜进入到细胞质基质，在细胞质基质中的药物分子有部分会被分解；药物分子与细胞膜表面受体结合，以胞吞方式进入细胞，部分与溶酶体结合后被降解，部分在细胞质基质中释放出来，未被降解的部分药物分子通过核孔进入到细胞核中，作用于核DNA，发挥效应。分析亲核蛋白运输机理实验图示可知：对亲核蛋白头部和尾部分别进行同位素标记，并对亲核蛋白进行有限的水解，并然后利用显微注射技术将相关物质注入到爪蟾卵母细胞的细胞质中，利用放射性自显影检测技术检测放射性，观察是否进入细胞核中，发现尾部以及含有尾部的亲核蛋白整体都可以进入细胞核，而单独的头部不能进入细胞核，因此可知亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定。
【详解】（1）物质进入细胞的方式包括自由扩散、胞吞、主动运输、协助扩散等；图示1为胞吞，依赖细胞膜的流动性；此过程需要药物分子与受体结合；药物2为自由扩散直接进入细胞。
（2）上图显示，药物分子进入细胞，有的在细胞质基质被直接降解，有的则在溶酶体中被降解，说明药物分子在细胞质中停留时间越长，被降解概率就越大，细胞核对药物的吸收效率也越低。
（3）观察机理图可知，实验处理后，研究者检测了各组的放射性出现的位置，结果表明亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部。
（4）综合上述研究，由于亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部，因此可将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部组合，促进药物分子快速入核。
28．学习以下资料，回答（1）-（3）问题。
钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂
近些年研究发现，肾脏对维持血糖稳态也发挥重要作用。人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管，全部由位于管腔面的钠-葡萄糖共转运蛋白（SGLT）重吸收进入近曲小管上皮细胞。其中，位于肾脏近曲小管S1和S2段的SGLT2完成90%葡萄糖的重吸收，分布于S3段的SGLT1完成10%葡萄糖的重吸收的过程如图1所示，使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖转运蛋白（GLUT）转运至组织液进而进入毛细血管，SGLT2与GLUT共同维持细胞内的葡萄糖浓度平衡的机制如图2所示。
健康人体内血浆中的葡萄糖浓度为3.9~6.1mmol/L。当血浆葡萄糖浓度超过8.88~10.08mmol/L，SGLT的转运能力达到饱和，多余的葡萄糖从尿中排出，此时的血浆葡萄糖浓度就是肾糖阀。2型糖尿病患者SGLT2的数量及转运能力增加，导致肾糖阈升高，肾脏重吸收的葡萄糖多于正常人，进一步增加血糖的浓度，加剧了患者高血糖的发生和发展。因此SGLT成为2型糖尿病的治疗靶点。
SGLT2主要功能是在肾小管部位重吸收葡萄糖，而SGLT1除少量分布于肾脏近曲小管S3段外，还大量存在于小肠、心脏、脑等多个器官，其主要功能是从肠道吸收葡萄糖。研究发现，单独抑制SGLT2增加葡萄糖排出效果欠佳，完全抑制SGLT1会引起严重的副反应，如腹泻等肠胃问题，而部分抑制SGLT1可以大大减少不良反应。由此，科学家研制了能够抑制SGLT2同时部分抑制SGLT1功能的双靶点降糖药物。研究表明SGLT2/SGLT1双靶点拟制剂的代表药物Sotaglifozin对SGLT2的抑制作用约为对SGLT1抑制作用的20倍。三期临床结果喜人，且患者基本无不良反应。
(1)细胞膜上的转运蛋白可以分为 和通道蛋白两种类型。
(2)据图2可知，SGLT2可同时结合葡萄糖和Na+，Na+进入细胞的方式属于 ，依据是 。同时细胞内的Na+不断被细胞膜上的Na+/K+泵泵出，以维持细胞内Na+浓度 胞外，这种浓度差产生的势能使葡萄糖被逆浓度梯度转运到细胞内，因此SGLT2转运葡萄糖的方式属于 。
(3)SGLT2/SGLT1双靶点抑制剂的降糖机制为：机体通过抑制SGLT2减少 ，增加尿液中葡萄糖的浓度；同时部分抑制SGLT1功能，减少肠道细胞对葡萄糖的吸收，进而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
【答案】(1)载体蛋白
(2) 协助扩散 Na+是借助SGLT2进行顺浓度梯度运输 低于
主动运输
(3)葡萄糖的重吸收
【分析】借助膜上的转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散；物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。
【详解】（1）细胞膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
（2）据图2可知，SGLT2可同时结合葡萄糖和Na+，其中Na+是借助SGLT2进行顺浓度梯度运输，属于协助扩散；同时细胞内的Na+不断被细胞膜上的Na+/K+泵泵出的方式属于主动运输，所以细胞内Na+浓度低于细胞外，葡萄糖借助钠离子浓度差产生的势能逆浓度梯度转运到细胞内的方式属于主动运输。
（3）SGLT2可同时转运葡萄糖和Na+，抑制SGLT2的功能可减少尿液中葡萄糖的重吸收，从而增加尿液中的葡萄糖浓度，同时部分抑制SGLT1功能，减少肠道细胞对葡萄糖的吸收，进而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
29．气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。脱落酸（ABA）可通过特定的信号转导途径调节气孔的开放程度，机制如下图。已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20－200nmol/L之间，液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达1mmol/L。（注每个保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”途径）
(1)由图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活 上的Ca2+通道，使Ca2+以 方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加，促进了K+及CI-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞 （填“吸水”或“失水”），气孔关闭。
(2)有人推测，ABA受体有胞内受体和细胞膜上受体两种，为探究ABA受体位置，研究者进行了下列实验，请完善实验方案。
实验一
实验二
步骤一
培养叶片下表皮组织
培养叶片下表皮组织
步骤二
向培养液中添加同位素标记的ABA
向保卫细胞内直接注射足以引起气孔关闭的一定浓度ABA
步骤三
检测
检测气孔开放程度
(3)据实验一、二推测ABA受体只位于细胞膜上，但有人认为直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。因此设计了两种防降解的“笼化ABA”，光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA，非光解性“笼化ABA”则不能。请完善实验方案。
实验三
Ⅰ组
Ⅱ组
步骤一
培养叶片下表皮组织
步骤二
将i 显微注射入保卫细胞内
将ii 显微注射入保卫细胞内
步骤三
用iii 照射保卫细胞30s
步骤四
检测气孔开放程度
实验结果
气孔关闭
气孔不关闭
一、二、三结果表明，ABA受体位于 。
(4)植物在应答ABA反应时能产生一类磷脂一S1P（如上图所示）。为检验“S1P通过G蛋白起作用”的假设，用ABA处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化。请评价该实验方案并加以完善和修订 。
【答案】(1) 细胞膜和液泡膜 协助扩散（易化扩散） 失水
(2)放射性的强度位置及气孔是否关闭（开放程度）
(3) 光解性“笼化ABA” 非光解性“笼化ABA” 紫外线 细胞膜上和细胞内
(4)该实验存在两处缺陷。第一，不应该用ABA，应该用S1P处理拟南芥保卫细胞。第二，补充一组对正常拟南芥同样（用S1P处理）处理的对照实验
【分析】据图分析，图中保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”两个途径，前者ABA与细胞膜上的受体结合，引起细胞外液和液泡中的钙离子通过离子通道进入细胞质基质，同时细胞外液和液泡中的钾离子也通过离子通道进入细胞质基质，细胞质基质中的钾离子、氯离子进入细胞质基质后再通过离子通道运出细胞外，由于以上离子的运输都没有消耗能量，且需要通过离子通道，属于协助扩散；后者ABA与细胞膜上的受体结合，通过两个途径引起cADPR，IP3刺激钙离子从液泡进入细胞质基质，进而引起质子氢通过质子泵运出细胞，且需要消耗能量，属于主动运输。
【详解】（1）每个保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”途径，据图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道，使Ca2+以协助扩散方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加，促进了K+及Cl-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，则根据渗透作用原理可知保卫细胞将失水导致气孔关闭。
（2）根据实验的单一变量原则判断，实验一的培养液中ABA进行了同位素标记，而实验二的ABA注射到了保卫细胞内，因此实验一的步骤三应该检测放射性的强度位置及气孔是否关闭（开放程度）。
（3）实验的自变量是两种“笼化ABA”，一种可以在紫外线的照射下分解，而另一种则不能，因此实验中的步骤二中两个空格分别是光解性“笼化ABA”、非光解性“笼化ABA”；步骤三中应为用紫外线照射保卫细胞30s。根据实验结果中注射光解性“笼化ABA”的组，气孔关闭，而注射非光解性“笼化ABA”的组气孔不关闭，可说明直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。由实验一和实验二可知，细胞外的ABA可以诱导气孔关闭，所以保卫细胞膜上有ABA受体。由实验三可知，完整的不被分解的ABA可在细胞内诱导气孔关闭。综上所述，在保卫细胞内和细胞膜上均有ABA受体。
（4）根据题意分析：该实验存在两处缺陷。第一：不应该用ABA处理，应该用S1P处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞。第二：补充一组对正常拟南芥同样（用S1P处理）处理的对照实验，这样才能检验“S1P通过G蛋白起作用”的假设是否正确。
30．气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。研究者对气孔开闭的条件和机理进行了相关的研究。
(1)研究表明可见光会刺激豌豆叶片的气孔开放，在此过程中，淀粉水解为麦芽糖，并进一步转化为苹果酸进入液泡。据此推测：光照介导细胞液渗透压升高，促进水分 进细胞，促进气孔开度的增加。
(2)研究者分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2的突变体进行实验，通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积（总体积）以及气孔开度，结果见图1。
由图1结果可知， （填“BAM1”或“BAM2”）基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶，判断的依据是 。
(3)研究者用野生型拟南芥和蓝光受体突变型为实验材料，照射蓝光后，检测保卫细胞淀粉粒面积，结果如图2所示。
进一步检测植物叶肉细胞淀粉含量，发现突变体低于野生型，分析其原因是 。
(4)为进一步研究蓝光介导淀粉水解的信号通路，在正常光照下对植物进行了下列实验并得到相应结果：
①H+泵突变体与野生型相比在原有的光照信号下无法有效动员分解保卫细胞中的淀粉
②对野生型个体施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒消失加快，气孔开度更大
③对BAM1突变型施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒降解速度与突变型无差异
④对BAM1突变型保卫细胞显微注射苹果酸溶液无法激活淀粉酶但可以造成气孔开度增大
其中，支持“蓝光信号通过激活H+泵提高胞内pH进而增强淀粉酶BAM1的活性”这一观点的组别包括 （填“序号”）。
【答案】(1)自由扩散
(2) BAM1 与夜晚结束时相比，光照1h后，野生型和BAM2突变体保卫细胞中的淀粉粒明显减少，但BAM1突变体淀粉粒仍大量存在
(3)蓝光受体突变型植株无法感受蓝光信号，保卫细胞内淀粉分解受阻导致气孔开度较小，CO2吸收少，光合速率下降，叶肉细胞淀粉合成减少
(4)①②③
【分析】气孔主要分布在叶片的下表皮，是由一对半月形的保卫细胞围成的空腔，保卫细胞吸水膨胀时气孔开启，保卫细胞失水时气孔关闭。气孔关闭后植物吸收二氧化碳的量减少，会影响植物的光合作用。
【详解】（1）由图1可知，光会刺激豌豆叶片的气孔开放，在此过程中，淀粉水解为麦芽糖，并进一步转化为苹果酸进入液泡中，导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加。水分进入细胞的方式为自由扩散。
（2）淀粉酶可以催化淀粉水解。分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2的突变体进行实验（野生型作为对照组、BAM1和BAM2的突变体作为实验组），通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积（总体积）以及气孔开度，与夜晚结束时相比，光照1h后，野生型和BAM2突变体保卫细胞中的淀粉粒明显减少，但BAM1突变体淀粉粒仍大量存在，说明BAM1基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶。
（3）由图2可知，在蓝光照射后，蓝光受体突变型植株（不能感受蓝光信号）的保卫细胞中淀粉粒面积没有明显变化，而野生型植株（能感受蓝光信号）保卫细胞中淀粉粒面积明显下降。结合（1）可知，若植物感受到蓝光后，保卫细胞中的淀粉粒会被淀粉酶水解，进一步转化为苹果酸进入液泡中，导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加，吸收二氧化碳的量增加，以提高光合速率。检测植物叶肉细胞淀粉含量，发现突变体低于野生型，原因是蓝光受体突变型植株无法感受蓝光信号，保卫细胞内淀粉分解受阻导致气孔开度较小，CO2吸收少，光合速率下降，导致叶肉细胞内淀粉合成减少。
（4）①说明缺乏H+泵无法有效动员分解保卫细胞中的淀粉；②说明在H+泵存在的前提下，施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，可以加速淀粉粒的分解；③对BAM1突变型施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，由于BAM1突变型体内缺乏催化淀粉水解的主要酶，淀粉粒降解速度与突变型无差异；④对BAM1突变型保卫细胞显微注射苹果酸溶液，可以导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加，与H+泵的作用无关，故支持“蓝光信号通过激活H+泵提高胞内pH进而增强淀粉酶BAM1的活性”这一观点的组别包括①②③。
第四章 细胞的物质输入和输出
能力提升卷
（满分100分，考试用时60分钟）
一、选择题：本题共25小题，每小题2分，共50分。
1．袁隆平团队开发出耐盐碱的海水稻。海水稻的根尖成熟区细胞中含有较多Na+、Ca2+、Mg2+等无机盐。一些品种的海水稻，能够将Na+运输到叶肉细胞中富集。相关叙述 错误的是（ ）
A．海水稻根尖成熟区细胞中含有较多无机盐，有助于维持较高的渗透压
B．与普通水稻被动吸水不同，海水稻根尖成熟区细胞依靠主动运输的方式吸水
C．海水稻将Na+运输到叶肉细胞中富集的过程需要消耗能量
D．海水稻的推广种植，有利于解决粮食紧张的问题
【答案】B
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白，不需要能量；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量等。
【详解】A、海水稻根尖成熟区细胞中含有大液泡，含有较多无机盐，有助于维持较高的渗透压，A正确；
B、水分进入细胞的过程中水分子是顺浓度梯度运输的，不属于主动运输，B错误；
C、海水稻将Na+运输到叶肉细胞中富集的过程为主动运输，需要消耗能量，C正确；
D、海水稻的推广种植，可以增加粮食产量，有利于解决粮食紧张的问题，D正确。
故选B。
2．将3%的淀粉溶液装入透析袋（由半透膜制成的袋状容器），再放于清水中，实验装置如图所示。30min后会发现（ ）
A．试管内液体浓度减小 B．透析袋胀大
C．试管内液体浓度增大 D．透析袋缩小
【答案】B
【分析】要发生渗透作用，需要渗透装置，即半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。水分从浓度小一侧往浓度大一侧渗透。
【详解】AC、淀粉溶液不能出透析袋，试管内液体浓度不变，A、C错误；
BD、根据渗透作用原理，由于试管内清水小于透析袋中3%的淀粉溶液的浓度，表现为试管内水分子进入到透析袋中，故透析袋胀大，B正确，D错误。
故选B。
3．下列物质通过细胞膜时需要载体蛋白的是（ ）
A．氧气进入红细胞
B．水进入根尖的成熟区细胞
C．二氧化碳进入叶肉细胞
D．Na+逆浓度进入小肠绒毛上皮细胞
【答案】D
【分析】主动运输和协助扩散需要载体蛋白。
【详解】A、氧气进入红细胞为自由扩散，不需要载体蛋白，A错误；
B、水进入根尖的成熟区细胞为渗透作用，不需要载体蛋白，B错误；
C、二氧化碳进入叶肉细胞为自由扩散，不需要载体蛋白，C错误；
D、Na+逆浓度进入小肠绒毛上皮细胞为主动运输，需要载体蛋白，D正确。
故选D。
4．图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为1mol/L的葡萄糖溶液，B为1mol/L的乳酸溶液。下列说法正确的是（ ）
A．图丙中的半透膜若采用甲为材料，则液面不再变化时，左右两侧液面相等
B．若图乙所示细胞处于无氧环境中，则图中葡萄糖和乳酸的跨膜运输会停止
C．若图甲中贯穿有图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面高于右侧液面
D．若图甲中贯穿有图乙的蛋白质②，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面高于右侧液面
【答案】A
【分析】据图分析，图甲表示磷脂双分子层；图乙中葡萄糖的运输方式是协助扩散，运输方向是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量；乳酸的运输方式是主动运输，逆浓度梯度运输、需要载体和能量；图丙代表渗透作用的装置，水分的运输方向是低浓度（水分子多）运输到高浓度，由于两侧浓度相同，所以液面不发生变化。
【详解】A、在单位体积的1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的乳酸溶液中，溶质分子数相等，水分子数也相等，葡萄糖分子和乳酸分子都不能通过以磷脂双分子层构成的半透膜，因此如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面，A正确；
B、葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞是协助扩散，不需要能量，乳酸的跨膜运输是主动运输，消耗能量。人的红细胞虽然只能进行无氧呼吸，但也可以产生少量能量，故图乙所示细胞放在无氧环境中，葡萄糖的跨膜运输不受影响，乳酸的跨膜运输会受到影响，B错误；
C、如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，蛋白质①是运输葡萄糖的载体，葡萄糖会由A侧运向B侧，B侧渗透压升高，水分子由A向B移动，造成A侧液面降低，B侧液面升高，即左侧液面低于右侧液面，C错误；
D、如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质②，由于乳酸的运输是主动运输，没有能量不能进行，所以液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面，D错误。
故选A。
5．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。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，相关表述正确的是（ ）
A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B．若在0.1mol·L-1的蔗糖溶液中完成相同的实验处理，实验结果可能与a组相同
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0.6～0.7mol•L﹣1之间
【答案】B
【详解】图中纵坐标是实验前与实验后长度的比值，当此比例等于1，表示该细胞吸水与失水相等，细胞大小不变。当此比例小于1，表示该细胞吸水大于失水，外界溶液浓度小于细胞液浓度，如图中的abc点。当此比例大于1，表示该细胞吸水小于失水，外界溶液浓度大于细胞液浓度，如图中的def点。据图分析可知，a组细胞吸水多于b组，a组液泡中的溶质浓度低于b组，A错误；若用0.1mol•L-1的蔗糖溶液完成相同的实验处理，细条吸水程度更大，由于有细胞壁，实验结果可能与a组相同，B正确；水分是自由扩散进入细胞的，不消耗ATP，C错误；c组细胞吸水，d组细胞失水，细胞既不吸水也不失水的蔗糖溶液应该介于c组与d组对应的蔗糖浓度之间，即0.4～0.5mol•L－1之间，D错误。
6．某学生用紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，制成临时装片后，利用0.3g/mL蔗糖溶液和清水，进行植物细胞吸水和失水的观察。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．图乙所示细胞出现质壁分离，b处充满蔗糖溶液
B．图甲到乙的变化是由于细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度
C．发生质壁分离和复原，说明原生质层伸缩性大于细胞壁
D．该实验过程中虽然未另设对照组，但存在对照实验
【答案】B
【分析】该题主要考查了植物细胞的质壁分离实验，图甲与图乙构成对照，可得出在0.3g/mL蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象，此时细胞内原生质层收缩。a为细胞液，b为外界溶液，c为细胞液。
【详解】A、图像乙是细胞的质壁分离现象，此时细胞壁以内、原生质层以外的部分（b处）充满了蔗糖溶液，A正确；
B、图像从甲到乙发生了细胞的渗透失水，是由于细胞液浓度低于细胞周围溶液浓度导致的，B错误；
C、发生质壁分离和复原的内因是原生质层伸缩性大于细胞壁，C正确；
D、该实验用到了自身前后对照，D正确。
故选B。
7．Na+-K+泵的工作原理如下图所示，乌本苷是Na+-K+泵的抑制剂，其本身引起溶液浓度的变化可以忽略不计。下列叙述正确的是（ ）
A．Na+-K+泵同时具有载体和酶的功能
B．乌本苷处理可导致红细胞失水皱缩
C．Na+的运输体现了细胞膜的流动性
D．该过程中K+的运输方式为协助扩散
【答案】A
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式：被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量；而主动运输既需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助。分析题图:图示为Na+-K+泵结构图解，Na+-K+泵为跨膜蛋白质，具有ATP结合位点，将2个K+泵入膜内，3个Na+泵出膜外，需要消耗ATP。
【详解】A、Na+-K+泵上具有ATP的结合位点，ATP与之结合后能转变为ADP和Pi，说明Na+-K+泵自身具有ATP水解酶的作用，同时Na+-K+泵是运输Na+和K+的载体蛋白，故Na+-K+泵兼有载体和酶的功能，A正确；
B、乌本苷本身引起溶液浓度的变化忽略不计，故乌本苷处理不会导致红细胞失水皱缩，B错误；
C、由图可知，该过程能选择性地吸收K+，排出Na+，故能够体现细胞膜的选择透过性，C错误；
D、由图可知，Na+和K+运输过程中需要能量和载体蛋白，故为主动运输，D错误。
故选A。
8．下图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（ ）
A．从图甲可见250 mmol·L-1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢
B．图乙中10min内植物细胞体积的变化是先减小后增大
C．图乙中a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小
D．人的红细胞长时间处在300 mmol·L-1NaCl溶液中可能死亡
【答案】D
【分析】甲图中随着NaCl溶液浓度的增加，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比越来越小，当NaCl溶液浓度低于100mmol•L-1，红细胞会吸水涨破；当NaCl溶液浓度等于150mmol•L-1，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比是1，该溶液浓度与细胞内液浓度的渗透压相等。乙图中植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量先增加后减少，最后还能表现吸水。
【详解】A、从图甲可知，250mmol·L-1NaCl溶液时，红细胞的体积(V)与初始体积(Vo)小于1，说明细胞失水了，会影响人红细胞的代谢，A错误；
B、图乙中10min内植物细胞失水量先变大后变小，说明植物细胞原生质体的体积先变小后变大，但植物细胞外面有细胞壁，细胞壁的伸缩性很小，所以植物细胞体积几乎不变，B错误；
C、据乙图可知，在a点时，细胞失水量达到最大，此时细胞吸水能力最强，C错误；
D、若人的红细胞长时间处在300mmol·L-1NaCl溶液中，细胞会过度失水，可能导致细胞死亡， D正确。
故选D。
9．下图为将黑藻细胞置于0．3g/mL蔗糖溶液中的显微观察图，下列叙述正确的是（ ）
A．黑藻为单细胞原核生物 B．图中黑藻细胞发生了质壁分离
C．①处为真空状态，②处为原生质层 D．质壁分离的黑藻细胞叶绿体不能移动
【答案】B
【分析】成熟的植物细胞处于一定浓度的蔗糖溶液中，细胞会失水，发生质壁分离，细胞液浓度会增大。
【详解】A、黑藻属于真核生物，A错误；
B、黑藻细胞在于0．3g/mL蔗糖溶液中，会由于外界溶液浓度大，细胞失水而发生质壁分离，B正确；
C、①处为外界溶液，②为原生质层，C错误；
D、质壁分离的细胞，若仍具有活性，则叶绿体仍可随细胞质流动，D错误。
故选B。
10．下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ）
A．成熟植物细胞的死活 B．原生质层比细胞壁的伸缩性大
C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D．水分子可以通过通道蛋白进入细胞
【答案】D
【分析】质壁分离指的是植物细胞在高渗环境下，因水分从液泡中流失而出现的细胞质与细胞壁分离的现象，质壁分离及复原实验能证明以下问题：细胞的死活；成熟的植物细胞是一个渗透系统；原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性等。
【详解】A、成熟植物细胞放到蔗糖溶液中，若不能发生质壁分离则说明是死细胞，反之是活细胞，能通过质壁分离实验证明，A正确；
B、质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，随着质壁分离复原的进行原生质层与细胞壁重新贴紧，能通过质壁分离实验证明，B正确；
C、质壁分离后的植物细胞放在清水中会发生复原，证明植物细胞能通过渗透作用吸收水分，C正确；
D、质壁分离实验无法证明水分子可以通过通道蛋白进入细胞，D错误。
故选D。
11．取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（ ）
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【答案】D
【分析】渗透作用需要满足的条件是：①半透膜；②膜两侧具有浓度差。浓度差是指单位体积溶质分子数量的差异，即物质的量浓度差异，由题干信息可知，甲糖和乙糖的质量分数相同，但甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍，因此乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍。
【详解】A、由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；
B、若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；
C、若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；
D、若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
故选D。
12．下列与蛋白质功能无关的是（ ）
A．氧气在血液中的运输 B．细胞对病原体的识别
C．二氧化碳分子跨膜运输 D．胰岛素调节血糖浓度
【答案】C
【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质的结构多样，在细胞中承担的功能也多样：
①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分，如肌肉蛋白；
②有的蛋白质具有催化功能，如大多数酶的本质是蛋白质；
③有的蛋白质具有运输功能，如载体蛋白和血红蛋白；
④有的蛋白质具有信息传递，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；
⑤有的蛋白质具有免疫功能，如抗体。
【详解】A、氧气在血液中运输过程需要血红蛋白的协助，体现了蛋白质的运输功能，A不符合题意；
B、细胞对病原体的识别与细胞表面的糖蛋白有关，体现了蛋白质的信息传递的功能，B不符合题意；
C、二氧化碳分子跨膜运输的方式是自由扩散，不需要载体蛋白的协助，该过程与蛋白质功能无关，C符合题意；
D、胰岛素调节血糖浓度，该过程中的胰岛素的化学本质是蛋白质，体现了蛋白质的调节功能，D不符合题意。
故选 C。
13．研究者将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中，4 h后测定得到如图所示的磷吸收速率曲线。对本实验现象作出的下列分析，合理的是（ ）
A．磷通过自由扩散进入大蒜根尖细胞
B．磷吸收速率受到膜上载体数量制约
C．磷吸收一定是逆浓度梯度的运输
D．随着磷酸盐浓度增加磷的吸收速率增加
【答案】B
【分析】据图分析，在一定磷酸盐浓度范围内，随着磷酸盐浓度升高，磷吸收速率升高，而到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到载体数量限制，属于协助扩散或主动运输。
【详解】A、分析题图可知，在一定磷酸盐浓度范围内，随着磷酸盐浓度升高，磷吸收速率升高，而到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到载体数量限制，属于协助扩散或主动运输，A错误；
B、分析题图可知，到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到转运蛋白数量限制，B正确；
C、根据题干信息，“将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中”，说明磷吸收可能是逆浓度梯度的运输，也可能是顺浓度梯度的运输，C错误；
D、据图分析，在一定磷酸盐浓度范围内，随着磷酸盐浓度升高，磷吸收速率升高，而到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，D错误。
故选B。
14．图表示Ca2+通过载体蛋白的跨膜运输过程，下列相关叙述正确的是（ ）
A．Ca2+顺浓度梯度跨膜运输 B．该运输过程需要消耗ATP
C．该跨膜运输方式为协助扩散 D．载体蛋白的空间结构不发生改变
【答案】B
【分析】由图可知，细胞转运Ca2+出细胞的过程，该过程是逆浓度梯度转运转运Ca2+，需要载体蛋白，消耗ATP，属于主动运输。
【详解】A、由分析可知，Ca2+通过主动运输方式运出细胞，A错误；
B、该运输方式为主动运输，需要消耗ATP，B正确；
C、该运输方式为主动运输，Ca2+逆浓度梯度跨膜运输，C错误；
D、该载体蛋白能与Ca2+结合和分离，结合会导致该载体蛋白空间结构的改变，分离后，该载体蛋白空间结构恢复，D错误。
故选B。
15．在出芽酵母中，溶酶体样液泡和线粒体之间存在功能上的联系。具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（ ）
A．H+以主动运输的方式从细胞质基质进入液泡
B．液泡是一种酸性细胞器，能促进蛋白质降解
C．添加ATP水解酶抑制剂可使有氧呼吸受抑制
D．液泡酸化异常可导致线粒体中积累大量铁离子
【答案】D
【分析】主动运输的条件：需要载体蛋白、消耗能量。方向：逆浓度梯度。
【详解】A、液泡是一种酸性细胞器，其内部H+浓度高，细胞质基质中的H+在ATP水解酶的协助下，逆浓度梯度进入液泡，属于主动运输，A正确；
B、溶酶体样液泡是一种酸性细胞器，其内含有酸性水解酶，可以促进蛋白质降解，B正确；
C、由题干信息可知，添加ATP水解酶抑制剂使H+不能顺浓度梯度运出液泡，Cys不能借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡，导致细胞质基质中Cys的浓度增大，抑制Fe进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，可使有氧呼吸受抑制，C正确；
D、结合C选项的分析可知，液泡酸化异常最终导致铁离子无法进入线粒体，从而导致线粒体外积累大量铁离子，D错误。
故选D。
16．1988年科研人员得到一种新蛋白——CHIP28，推测其可能是水通道蛋白。为探究该蛋白的作用，利用非洲爪蟾卵母细胞进行实验，结果如下图。
相关说法错误的是（ ）
A．作出此推测的依据可能是CHIP28蛋白为跨膜蛋白
B．所选用的实验细胞理论上对水的通透性较低
C．该实验应将非洲爪蟾卵母细胞置于高渗溶液中
D．实验结果可初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”
【答案】C
【分析】据题意可知，该实验自变量为卵母细胞是否含有水通道蛋白，因变量为卵母细胞的体积，从实验结果上看，导入CHIP28mRNA的非洲爪蟾卵母细胞随着时间的增加，体积逐渐增加，初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”。
【详解】A、通道蛋白是一类跨膜蛋白，它能形成亲水的通道，与所转运物质的结合较弱，当通道打开时能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过，若CHIP28蛋白为跨膜蛋白，可推测其为水通道蛋白，A正确；
B、本实验要研究CHIP28能否运输水分子，所选用的实验细胞理论上对水的通透性较低，加上该蛋白后对水的通透性显著增加，这样才能实验结果明显，B正确；
C、水通道蛋白运输水分的方式为协助扩散，从高浓度到低浓度，该实验应将非洲爪蟾卵母细胞置于低渗溶液中，这样才利于细胞吸收水分，C错误；
D、该实验中导入CHIP28mRNA的非洲爪蟾卵母细胞随着时间的增加，体积逐渐增加，初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”，D正确。
故选C。
17．如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图，相关叙述正确的是（ ）
A．葡萄糖进入上皮细胞不需要消耗能量
B．葡萄糖由上皮细胞进入血液的方式为主动运输
C．Na+-K+泵消耗ATP以维持膜内外Na+浓度差
D．转运蛋白转运物质时不需要改变自身构象
【答案】C
【分析】据图可知，小肠上皮细胞吸收葡萄糖时同时会将Na+吸收进去，吸收葡萄糖是逆浓度梯度，吸收Na+时是顺浓度梯度，Na+的吸收可以为葡萄糖的吸收提供电势能，所以小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输。葡萄糖由上皮细胞进入血液时是顺浓度梯度，需要葡萄糖转运蛋白，属于协助扩散。Na+-K+泵在运输Na+、K+都是逆浓度梯度，所以属于主动运输。
【详解】A、葡萄糖进入上皮细胞是通过主动运输进入细胞内，需要消耗能量，A错误；
B、葡萄糖由上皮细胞进入血液是顺浓度梯度属于协助扩散，B错误；
C、据图可知，Na+-K+泵将K+由细胞外泵入细胞内，将Na+由细胞内泵出细胞外都是逆浓度梯度，需要消耗ATP，C正确；
D、转运蛋白转运物质时自身构象会发生改变，D错误。
故选C。
18．ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每种ABC转运蛋白均具有物质运输的特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如下图所示。下列相关推测合理的是（ ）
A．ABC转运蛋白可提高CO2的跨膜运输速率
B．ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于协助扩散
C．C1-和葡萄糖依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
【答案】D
【分析】主动运输特点①耗能②逆浓度梯度进行③需要转运蛋白参与。协助扩散特点：①顺浓度梯度进行②需要转运蛋白参与③不耗能。
【详解】A、由图可知，ABC转运蛋白在转运小分子时，需要消耗能量，因此参与的是主动运输，而CO2的跨膜运输是自由扩散，因此ABC转运蛋白不能提高CO2的跨膜运输速率，A错误；
B、由图可知，ABC转运蛋白在转运小分子时，需要消耗能量，因此参与的是主动运输，B错误；
C、由题干“每种ABC转运蛋白均具有物质运输的特异性”可知，C1-和葡萄糖不是依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输，C错误；
D、ABC转运蛋白转运物质，需要ATP水解功能，因此当ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
故选D。
19．图示某细胞部分结构，甲、乙为细胞器，a、b为膜 上的物质或结构。以下叙述正确的是（ ）
A．若甲是溶酶体，其内含多种酸性水解酶
B．若乙是线粒体，则葡萄糖可通过a进入
C．若乙是线粒体，则ATP都在b处合成
D．核苷酸和葡萄糖转运进细胞一定消耗能量
【答案】A
【分析】有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出大量的能量。
【详解】A、若甲是溶酶体，由于H+运输进入溶酶体，其内部呈酸性，溶酶体是“消化车间”，其内含多种酸性水解酶，A正确；
B、线粒体不能分解葡萄糖，若乙是线粒体，进行有氧呼吸的二、三阶段，则丙酮酸和[H]可通过a线粒体内膜进入，B错误；
C、若乙是线粒体，则ATP可在线粒体基质和b线粒体内膜合成，C错误；
D、核苷酸和葡萄糖都是小分子有机物，一般需要主动运输进入细胞，转运进细胞消耗能量，但葡萄糖进入小肠上皮细胞是协助扩散，D错误。
故选A。
20．下面是Ca2+泵（Ca2+-ATP酶）跨膜运输Ca2+的过程示意图，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．a蛋白有运输和催化作用 B．b蛋白发生了载体蛋白的磷酸化
C．b蛋白与c蛋白的空间结构相同 D．Ca2+的跨膜运输方式为主动运输
【答案】C
【分析】题图分析，“Ca2+泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白；通过ATP水解消耗该过程释放的能量实现钙离子的转运，说明Ca2+泵出细胞的方式是主动运输。
【详解】A、结合图示可以看出，a蛋白有运输和催化作用，能运输钙离子，同时催化ATP的水解，A正确；
B、结合图示可以看出，b蛋白发生载体蛋白的磷酸化的过程伴随着ATP的水解过程，B正确；
C、b蛋白与c蛋白的空间结构不同，进而实现了对钙离子的转运 ，C错误；
D、Ca2+的跨膜运输是逆浓度梯度进行的，且需要消耗能量，因而为主动运输，D正确。
故选C。
21．如图为丙酮酸进入线粒体的过程，丙酮酸可以通过外膜上由孔蛋白构成的通道蛋白进入膜间隙，再通过与H+（质子）协同运输（利用Ｈ+浓度梯度势能）的方式由膜间隙进入线粒体基质。下列相关分析正确的是（ ）
A．丙酮酸由孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为自由扩散
B．丙酮酸通过膜间隙进入线粒体基质的方式为协助扩散
C．H+经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降低线粒体内膜对各种物质的运输速率
【答案】C
【分析】物质运输方式：（1）被动运输：分为自由扩散和协助扩散：①自由扩散：顺相对含量梯度运输；不需要载体；不需要消耗能量。②协助扩散：顺相对含量梯度运输；需要载体参与；不需要消耗能量。（2）主动运输：能逆相对含量梯度运输；需要载体；需要消耗能量 。（3）胞吞胞吐：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进或出细胞内的过程。
【详解】A、根据题意可知，线粒体外膜的通道蛋白（孔蛋白）可以让丙酮酸通过，不需要消耗能量， 因此为协助运输，A错误；
B、丙酮酸通过内膜时，丙酮酸要借助特异性转运蛋白，利用H+（质子）协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，则会消耗能量，因此为主动运输，B错误；
C、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，且需要载体蛋白，所以运输方式为主动运输，C正确；
D、加入蛋白质变性剂会使蛋白质变性，但不影响自由扩散的速率，D错误。
故选C。
22．下列有关胞吞、胞吐的叙述,错误的是（ ）
A．胞吞和胞吐过程要以膜的流动性为基础
B．胞吞要有细胞表面识别和供能才能完成
C．胞吞和胞吐过程中会导致膜成分的更新
D．胞吞和胞吐都是物质跨膜运输的方式
【答案】D
【分析】大分子物质和颗粒物一般通过胞吞、胞吐进出细胞，胞吞、胞吐过程借助于膜的融合完成的，因此以膜的流动性为基础。
【详解】A、胞吞和胞吐过程中膜上的磷脂分子和部分蛋白质分子发生运动，因此以膜的流动性为基础，A正确；
B、细胞对胞吞进入细胞的物质具有选择性，因此需要细胞表面识别，同时胞吞过程是耗能的，需要供能才能完成，B正确；
C、胞吞、胞吐过程中会导致细胞膜面积的改变，伴随着膜成分的更新，C正确；
D、胞吞和胞吐都是物质进出细胞的方式，但没有涉及物质的跨膜运输，D错误。
故选D。
23．下图表示受体介导的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子。下列有关叙述错误的是（ ）
A．膜上的受体可以与特殊的生物大分子结合
B．胞吞作用说明细胞膜对物质运输具有选择性
C．胞吞物质的运输方向都是从高浓度到低浓度
D．加入呼吸抑制剂会抑制胞吞作用的进行
【答案】C
【分析】分析题图：生物大分子和细胞膜上的受体结合后，引起细胞膜内陷，将大分子包在囊泡中，进而内吞形成囊泡，把大分子物质摄入细胞内，该过程依赖于膜的流动性实现。
【详解】A、结合题图可知，待运输的特殊的生物大分子与膜上相应受体特异性结合，然后引起膜内陷形成小泡，A正确；
B、细胞对摄取的物质具有选择性，胞吞过程能体现细胞膜的选择透过性，B正确；
C、结合题图可知，胞吞物质的运输依赖于生物大分子与膜上的受体识别结合，与物质的浓度无关，C错误；
D、胞吞过程发生膜的内陷，需要细胞提供能量，加入呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，能量供应不足会导致胞吞作用不能顺利进行，D正确。
故选C。
24．图为某物质分泌过程的电镜照片，下列叙述错误的是（ ）
A．包裹分泌物质的囊泡来自高尔基体 B．细胞分泌物质消耗代谢产生的能量
C．卵巢细胞以图示方式分泌雌激素 D．图示过程体现细胞膜具有流动性
【答案】C
【分析】图示某物质的分泌过程为胞吐，该过程需耗能，体现了细胞膜具有一定流动性的特点。
【详解】A、内质网、高尔基体都能产生囊泡，包裹物质运输到相应的位置，图示包裹分泌物质的囊泡来自高尔基体，A正确；
B、图示细胞分泌物质的方式为胞吐，需消耗代谢产生的能量，B正确；
C、雌激素化学本质是固醇，其以自由扩散形式运出细胞，C错误；
D、图示过程为胞吐，体现了细胞膜具有流动性，D正确。
故选C。
25．胃蛋白酶只水解食物中的蛋白质，不会水解胃组织自身的蛋白质，这归功于胃腔表面的黏液——碳酸氢盐屏障。如图是胃黏液——碳酸氢盐屏障示意图，①②为促进过程。下列叙述正确的是（ ）
A．胃蛋白酶原在内质网中加工为具有活性的胃蛋白酶
B．胃蛋白酶原可在酸性环境中转变为胃蛋白酶
C．胃蛋白酶原通过主动运输过程从细胞内分泌出来
D．HCO3－运出胃黏膜细胞需消耗能量但不需载体
【答案】B
【分析】据图分析，胃黏膜细胞通过胞吐的方式分泌胃蛋白原，在盐酸的作用下，胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶是在胃腔内进行。
【详解】AB、由图可知：胃蛋白酶原分泌到胃腔后可在HCI的作用下转变为胃蛋白酶，A错误，B正确；
C、胃蛋白酶原属于分泌蛋白，通过胞吐过程分泌，C错误；
D、运出胃黏膜细胞需消耗能量也需载体，D错误。
故选B。
二、非选择题：共5题，共50分。
26．高盐环境下粮食作物会大量减产。为研究植物的耐盐机理，科研人员将耐盐植物滨藜和不耐盐植物柑橘分别置于不同浓度NaCl溶液中培养，一段时间后测定并计算其生长率，结果如图1。植物处于高盐环境中，细胞外高浓度的Na+进入细胞，导致细胞质中Na+浓度升高过程如图2。请分析回答问题：
(1)据图1可知，与植物A相比，植物B耐盐范围 ，可推知植物B是滨藜。随着外界NaCl浓度的升高，植物A逐渐出现萎蔫现象，这是由于外界NaCl浓度 细胞液浓度，细胞失水。细胞中Na+和Cl－的浓度进一步升高，蛋白质逐渐变性，酶活性 ，细胞代谢减弱，因此在高盐环境中植物A的 低。
(2)综合图1、图2分析可知，植物B处于高盐环境中时，细胞内Ca2+浓度升高，促使Na+进入 ；同时激活 ，将Na+排出细胞，从而使细胞质中Na+的浓度恢复正常水平，缓解了蛋白质变性。
【答案】(1) 更广 大于 降低 耐性
(2) 液泡 S蛋白
【分析】载体蛋白和通道蛋白都是细胞膜上的运输物质的载体，其区别主要是载体蛋白包括主动运输的蛋白质，也包括协助扩散的蛋白质，通道蛋白是协助扩散的蛋白质。
1、载体蛋白：载体蛋白能够与特异性溶质结合，载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输，载体蛋白运输物质的动力学曲线具有膜结合酶的特征，运输速度在一定浓度时达到饱和，不仅可以加快运输速度，也增大物质透过质膜的量，载体蛋白的运输具有专业性和饱和性。
2、通道蛋白：通道蛋白是衡化质膜的亲水性通道，能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动，从质膜的一侧转运到另一侧，通道蛋白的运输作用具有选择性，属于被动运输，在运输过程中不会与被运输的分子结合，也不会移动。
【详解】（1）图1的横坐标是外界NaCl的浓度，结合图1结果可知，植物B的耐盐范围更广；
外界NaCl浓度大于细胞液浓度，细胞失水，植物A逐渐出现萎蔫现象；
细胞代谢几乎都是酶催化的反应，大多数酶都是蛋白质，若酶活性降低，细胞代谢减弱，因此在高盐环境中植物A的耐性低；
（2）综合图1、图2分析可知，细胞内Ca2+ 浓度升高，作用于液泡上的N蛋白，促进Na+进入液泡；Ca2+ 浓度升高，同时激活细胞膜上的S蛋白，将Na+ 排出细胞，从而使细胞质中Na+ 的浓度恢复正常水平，缓解了蛋白质变性。
27．肿瘤细胞的无限增殖和抗药性的产生与核DNA有关。某种新型的抗肿瘤药物可通过作用于核DNA抑制肿瘤细胞的恶性增殖，逆转肿瘤细胞的耐药性。该药物分子进入细胞核的过程如图。请回答问题：
(1)物质进入细胞的方式包括 等，图示药物分子1依赖细胞膜的 特点，此过程需要药物分子与 结合，进而引起这部分细胞膜内陷形成小囊；药物分子2以 方式进入细胞。
(2)进入细胞的药物分子有的被降解，有的通过核孔进入细胞核，积累后发挥作用。因此，可以推测： ，被降解概率就越大，细胞核对药物的吸收效率也越低。
(3)科研人员发现亲核蛋白可以运输至细胞核内，为研究其运输机理，设计了有关实验，操作与实验结果如下图所示。实验处理后，研究者检测了各组 ，结果表明 。
(4)综合上述研究，请你设计一个提高该新型抗肿瘤药物作用效果的研发思路 。
【答案】(1) 自由扩散、协助扩散、主动运输等 流动性 细胞膜上的蛋白质 自由扩散
(2)药物分子在细胞质中停留时间越长
(3) 放射性出现的位置 亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部
(4)将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部组合，促进药物分子快速入核
【分析】观察题图，药物分子可直接穿过细胞膜进入到细胞质基质，在细胞质基质中的药物分子有部分会被分解；药物分子与细胞膜表面受体结合，以胞吞方式进入细胞，部分与溶酶体结合后被降解，部分在细胞质基质中释放出来，未被降解的部分药物分子通过核孔进入到细胞核中，作用于核DNA，发挥效应。分析亲核蛋白运输机理实验图示可知：对亲核蛋白头部和尾部分别进行同位素标记，并对亲核蛋白进行有限的水解，并然后利用显微注射技术将相关物质注入到爪蟾卵母细胞的细胞质中，利用放射性自显影检测技术检测放射性，观察是否进入细胞核中，发现尾部以及含有尾部的亲核蛋白整体都可以进入细胞核，而单独的头部不能进入细胞核，因此可知亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定。
【详解】（1）物质进入细胞的方式包括自由扩散、胞吞、主动运输、协助扩散等；图示1为胞吞，依赖细胞膜的流动性；此过程需要药物分子与受体结合；药物2为自由扩散直接进入细胞。
（2）上图显示，药物分子进入细胞，有的在细胞质基质被直接降解，有的则在溶酶体中被降解，说明药物分子在细胞质中停留时间越长，被降解概率就越大，细胞核对药物的吸收效率也越低。
（3）观察机理图可知，实验处理后，研究者检测了各组的放射性出现的位置，结果表明亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部。
（4）综合上述研究，由于亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部，因此可将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部组合，促进药物分子快速入核。
28．学习以下资料，回答（1）-（3）问题。
钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂
近些年研究发现，肾脏对维持血糖稳态也发挥重要作用。人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管，全部由位于管腔面的钠-葡萄糖共转运蛋白（SGLT）重吸收进入近曲小管上皮细胞。其中，位于肾脏近曲小管S1和S2段的SGLT2完成90%葡萄糖的重吸收，分布于S3段的SGLT1完成10%葡萄糖的重吸收的过程如图1所示，使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖转运蛋白（GLUT）转运至组织液进而进入毛细血管，SGLT2与GLUT共同维持细胞内的葡萄糖浓度平衡的机制如图2所示。
健康人体内血浆中的葡萄糖浓度为3.9~6.1mmol/L。当血浆葡萄糖浓度超过8.88~10.08mmol/L，SGLT的转运能力达到饱和，多余的葡萄糖从尿中排出，此时的血浆葡萄糖浓度就是肾糖阀。2型糖尿病患者SGLT2的数量及转运能力增加，导致肾糖阈升高，肾脏重吸收的葡萄糖多于正常人，进一步增加血糖的浓度，加剧了患者高血糖的发生和发展。因此SGLT成为2型糖尿病的治疗靶点。
SGLT2主要功能是在肾小管部位重吸收葡萄糖，而SGLT1除少量分布于肾脏近曲小管S3段外，还大量存在于小肠、心脏、脑等多个器官，其主要功能是从肠道吸收葡萄糖。研究发现，单独抑制SGLT2增加葡萄糖排出效果欠佳，完全抑制SGLT1会引起严重的副反应，如腹泻等肠胃问题，而部分抑制SGLT1可以大大减少不良反应。由此，科学家研制了能够抑制SGLT2同时部分抑制SGLT1功能的双靶点降糖药物。研究表明SGLT2/SGLT1双靶点拟制剂的代表药物Sotaglifozin对SGLT2的抑制作用约为对SGLT1抑制作用的20倍。三期临床结果喜人，且患者基本无不良反应。
(1)细胞膜上的转运蛋白可以分为 和通道蛋白两种类型。
(2)据图2可知，SGLT2可同时结合葡萄糖和Na+，Na+进入细胞的方式属于 ，依据是 。同时细胞内的Na+不断被细胞膜上的Na+/K+泵泵出，以维持细胞内Na+浓度 胞外，这种浓度差产生的势能使葡萄糖被逆浓度梯度转运到细胞内，因此SGLT2转运葡萄糖的方式属于 。
(3)SGLT2/SGLT1双靶点抑制剂的降糖机制为：机体通过抑制SGLT2减少 ，增加尿液中葡萄糖的浓度；同时部分抑制SGLT1功能，减少肠道细胞对葡萄糖的吸收，进而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
【答案】(1)载体蛋白
(2) 协助扩散 Na+是借助SGLT2进行顺浓度梯度运输 低于
主动运输
(3)葡萄糖的重吸收
【分析】借助膜上的转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散；物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。
【详解】（1）细胞膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
（2）据图2可知，SGLT2可同时结合葡萄糖和Na+，其中Na+是借助SGLT2进行顺浓度梯度运输，属于协助扩散；同时细胞内的Na+不断被细胞膜上的Na+/K+泵泵出的方式属于主动运输，所以细胞内Na+浓度低于细胞外，葡萄糖借助钠离子浓度差产生的势能逆浓度梯度转运到细胞内的方式属于主动运输。
（3）SGLT2可同时转运葡萄糖和Na+，抑制SGLT2的功能可减少尿液中葡萄糖的重吸收，从而增加尿液中的葡萄糖浓度，同时部分抑制SGLT1功能，减少肠道细胞对葡萄糖的吸收，进而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
29．气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。脱落酸（ABA）可通过特定的信号转导途径调节气孔的开放程度，机制如下图。已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20－200nmol/L之间，液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达1mmol/L。（注每个保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”途径）
(1)由图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活 上的Ca2+通道，使Ca2+以 方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加，促进了K+及CI-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞 （填“吸水”或“失水”），气孔关闭。
(2)有人推测，ABA受体有胞内受体和细胞膜上受体两种，为探究ABA受体位置，研究者进行了下列实验，请完善实验方案。
实验一
实验二
步骤一
培养叶片下表皮组织
培养叶片下表皮组织
步骤二
向培养液中添加同位素标记的ABA
向保卫细胞内直接注射足以引起气孔关闭的一定浓度ABA
步骤三
检测
检测气孔开放程度
(3)据实验一、二推测ABA受体只位于细胞膜上，但有人认为直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。因此设计了两种防降解的“笼化ABA”，光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA，非光解性“笼化ABA”则不能。请完善实验方案。
实验三
Ⅰ组
Ⅱ组
步骤一
培养叶片下表皮组织
步骤二
将i 显微注射入保卫细胞内
将ii 显微注射入保卫细胞内
步骤三
用iii 照射保卫细胞30s
步骤四
检测气孔开放程度
实验结果
气孔关闭
气孔不关闭
一、二、三结果表明，ABA受体位于 。
(4)植物在应答ABA反应时能产生一类磷脂一S1P（如上图所示）。为检验“S1P通过G蛋白起作用”的假设，用ABA处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化。请评价该实验方案并加以完善和修订 。
【答案】(1) 细胞膜和液泡膜 协助扩散（易化扩散） 失水
(2)放射性的强度位置及气孔是否关闭（开放程度）
(3) 光解性“笼化ABA” 非光解性“笼化ABA” 紫外线 细胞膜上和细胞内
(4)该实验存在两处缺陷。第一，不应该用ABA，应该用S1P处理拟南芥保卫细胞。第二，补充一组对正常拟南芥同样（用S1P处理）处理的对照实验
【分析】据图分析，图中保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”两个途径，前者ABA与细胞膜上的受体结合，引起细胞外液和液泡中的钙离子通过离子通道进入细胞质基质，同时细胞外液和液泡中的钾离子也通过离子通道进入细胞质基质，细胞质基质中的钾离子、氯离子进入细胞质基质后再通过离子通道运出细胞外，由于以上离子的运输都没有消耗能量，且需要通过离子通道，属于协助扩散；后者ABA与细胞膜上的受体结合，通过两个途径引起cADPR，IP3刺激钙离子从液泡进入细胞质基质，进而引起质子氢通过质子泵运出细胞，且需要消耗能量，属于主动运输。
【详解】（1）每个保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”途径，据图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道，使Ca2+以协助扩散方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加，促进了K+及Cl-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，则根据渗透作用原理可知保卫细胞将失水导致气孔关闭。
（2）根据实验的单一变量原则判断，实验一的培养液中ABA进行了同位素标记，而实验二的ABA注射到了保卫细胞内，因此实验一的步骤三应该检测放射性的强度位置及气孔是否关闭（开放程度）。
（3）实验的自变量是两种“笼化ABA”，一种可以在紫外线的照射下分解，而另一种则不能，因此实验中的步骤二中两个空格分别是光解性“笼化ABA”、非光解性“笼化ABA”；步骤三中应为用紫外线照射保卫细胞30s。根据实验结果中注射光解性“笼化ABA”的组，气孔关闭，而注射非光解性“笼化ABA”的组气孔不关闭，可说明直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。由实验一和实验二可知，细胞外的ABA可以诱导气孔关闭，所以保卫细胞膜上有ABA受体。由实验三可知，完整的不被分解的ABA可在细胞内诱导气孔关闭。综上所述，在保卫细胞内和细胞膜上均有ABA受体。
（4）根据题意分析：该实验存在两处缺陷。第一：不应该用ABA处理，应该用S1P处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞。第二：补充一组对正常拟南芥同样（用S1P处理）处理的对照实验，这样才能检验“S1P通过G蛋白起作用”的假设是否正确。
30．气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。研究者对气孔开闭的条件和机理进行了相关的研究。
(1)研究表明可见光会刺激豌豆叶片的气孔开放，在此过程中，淀粉水解为麦芽糖，并进一步转化为苹果酸进入液泡。据此推测：光照介导细胞液渗透压升高，促进水分 进细胞，促进气孔开度的增加。
(2)研究者分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2的突变体进行实验，通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积（总体积）以及气孔开度，结果见图1。
由图1结果可知， （填“BAM1”或“BAM2”）基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶，判断的依据是 。
(3)研究者用野生型拟南芥和蓝光受体突变型为实验材料，照射蓝光后，检测保卫细胞淀粉粒面积，结果如图2所示。
进一步检测植物叶肉细胞淀粉含量，发现突变体低于野生型，分析其原因是 。
(4)为进一步研究蓝光介导淀粉水解的信号通路，在正常光照下对植物进行了下列实验并得到相应结果：
①H+泵突变体与野生型相比在原有的光照信号下无法有效动员分解保卫细胞中的淀粉
②对野生型个体施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒消失加快，气孔开度更大
③对BAM1突变型施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒降解速度与突变型无差异
④对BAM1突变型保卫细胞显微注射苹果酸溶液无法激活淀粉酶但可以造成气孔开度增大
其中，支持“蓝光信号通过激活H+泵提高胞内pH进而增强淀粉酶BAM1的活性”这一观点的组别包括 （填“序号”）。
【答案】(1)自由扩散
(2) BAM1 与夜晚结束时相比，光照1h后，野生型和BAM2突变体保卫细胞中的淀粉粒明显减少，但BAM1突变体淀粉粒仍大量存在
(3)蓝光受体突变型植株无法感受蓝光信号，保卫细胞内淀粉分解受阻导致气孔开度较小，CO2吸收少，光合速率下降，叶肉细胞淀粉合成减少
(4)①②③
【分析】气孔主要分布在叶片的下表皮，是由一对半月形的保卫细胞围成的空腔，保卫细胞吸水膨胀时气孔开启，保卫细胞失水时气孔关闭。气孔关闭后植物吸收二氧化碳的量减少，会影响植物的光合作用。
【详解】（1）由图1可知，光会刺激豌豆叶片的气孔开放，在此过程中，淀粉水解为麦芽糖，并进一步转化为苹果酸进入液泡中，导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加。水分进入细胞的方式为自由扩散。
（2）淀粉酶可以催化淀粉水解。分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2的突变体进行实验（野生型作为对照组、BAM1和BAM2的突变体作为实验组），通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积（总体积）以及气孔开度，与夜晚结束时相比，光照1h后，野生型和BAM2突变体保卫细胞中的淀粉粒明显减少，但BAM1突变体淀粉粒仍大量存在，说明BAM1基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶。
（3）由图2可知，在蓝光照射后，蓝光受体突变型植株（不能感受蓝光信号）的保卫细胞中淀粉粒面积没有明显变化，而野生型植株（能感受蓝光信号）保卫细胞中淀粉粒面积明显下降。结合（1）可知，若植物感受到蓝光后，保卫细胞中的淀粉粒会被淀粉酶水解，进一步转化为苹果酸进入液泡中，导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加，吸收二氧化碳的量增加，以提高光合速率。检测植物叶肉细胞淀粉含量，发现突变体低于野生型，原因是蓝光受体突变型植株无法感受蓝光信号，保卫细胞内淀粉分解受阻导致气孔开度较小，CO2吸收少，光合速率下降，导致叶肉细胞内淀粉合成减少。
（4）①说明缺乏H+泵无法有效动员分解保卫细胞中的淀粉；②说明在H+泵存在的前提下，施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，可以加速淀粉粒的分解；③对BAM1突变型施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，由于BAM1突变型体内缺乏催化淀粉水解的主要酶，淀粉粒降解速度与突变型无差异；④对BAM1突变型保卫细胞显微注射苹果酸溶液，可以导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加，与H+泵的作用无关，故支持“蓝光信号通过激活H+泵提高胞内pH进而增强淀粉酶BAM1的活性”这一观点的组别包括①②③。
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