备战2025年高考二轮复习生物（山东版）大单元1细胞是生物体结构与生命活动的基本单位层级二关键突破提升练（Word版附解析）

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1.(2024·山东泰安三模)囊泡膜是生物膜系统的重要组成部分,突触小泡是囊泡的一种类型。下列叙述正确的是( )
A.每个囊泡都是一种相对稳定的细胞内固有结构
B.囊泡可以完成细胞内物质的定向运输
C.突触小泡中的物质大多为大分子蛋白质
D.突触小泡形成后随即向突触前膜移动
答案B
解析囊泡不是一种相对稳定的细胞内固有结构,它在一定情况下由某些结构产生,又会成为另一些结构的组成部分,A项错误;囊泡能完成细胞内物质的定向运输,囊泡的形成和定向运输都是由信号指导的,B项正确;突触小泡中的物质大多为小分子有机物,C项错误;突触小泡形成后,当神经冲动抵达神经末梢时,突触小泡受到刺激,才会移向突触前膜,D项错误。
2.(2024·山东泰安模拟)蛋白复合体种类较多,其中核孔复合体是由多个蛋白质镶嵌在核膜上的一种双向亲水核质运输通道;易位子是一种位于内质网膜上的蛋白复合体,其中心有一个直径大约2纳米的通道,能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网,若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法错误的是( )
A.核孔的数目因细胞种类及代谢状况不同而有所差别
B.核孔复合体的双向性是指物质均可以双向进出核孔
C.易位子和核孔相似,既能进行物质运输又具有识别能力
D.易位子进行物质运输时具有识别能力,体现了内质网膜的选择性
答案B
解析核孔的数目因细胞种类及代谢状况不同而有所差别,一般代谢旺盛细胞的核孔的数目较多,A项正确;并不是所有的物质都可以通过核孔,如DNA分子就不能通过核孔,B项错误;核孔是大分子物质进出细胞核的通道,具有选择透过性,易位子可与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网,且内质网中未正确折叠的多肽链会通过易位子运回细胞质基质,故易位子与核孔相似,均具有物质运输和识别能力,C项正确;易位子是一种位于内质网膜上的蛋白复合体,其能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网,体现了内质网膜的选择性,D项正确。
3.(不定项)(2024·山东济南三模)肽链最初是在游离的核糖体上合成,按照肽链的氨基端到羧基端的方向合成。细胞质中运往线粒体的肽链通过氨基端的基质靶向序列识别线粒体外膜上的Tm20/21受体蛋白,进而被其引导通过线粒体外膜上的Tm40通道蛋白和线粒体内膜上的Tim23/17通道蛋白进入线粒体基质。被切除基质靶向序列的肽链折叠成有活性的蛋白质,进而在线粒体行使不同的功能。Tm20/21受体蛋白的缺失或失活与帕金森病关系密切。下列叙述正确的是( )
A.在脱水缩合过程中最后合成基质靶向序列
B.Tm40通道蛋白和Tim23/17通道蛋白对多肽链的运输是一种协助扩散,不需要消耗呼吸作用释放的能量
C.若基质靶向序列发生改变可能会严重影响有氧呼吸的第二、三阶段
D.只要给帕金森病患者使用调控Tm20/21受体蛋白活性的药物,就可以治疗该疾病
答案BC
解析脱水缩合过程中由于是按照肽链的氨基端到羧基端方向合成,而基质靶向序列位于氨基端,因此是最先合成基质靶向序列,A项错误;通过通道蛋白的运输是一种顺浓度梯度的运输,故Tm40通道蛋白和Tim23/17通道蛋白对多肽链的运输方式为协助扩散,不需要消耗能量,B项正确;有氧呼吸第二阶段正常进行是第三阶段正常进行的前提,若基质靶向序列发生改变,则线粒体基质中缺乏相应的有活性的蛋白质,进而可能会严重影响有氧呼吸的第二、三阶段,C项正确;Tm20/21受体蛋白的缺失或失活与帕金森病关系密切,故即便使用了调控Tm20/21受体蛋白活性的药物,某些患者也会因为没有Tm20/21受体蛋白而不能达到治疗的效果,D项错误。
4.(不定项)(2024·山东枣庄二模)膜流是指由于囊泡运输,生物膜在各个膜性细胞器及细胞膜之间的常态性转移。囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别,囊泡膜与靶膜的识别原理及融合过程如图所示,V-SNARE和T-SNARE分别是囊泡膜和靶膜上的蛋白质。以下分析错误的是( )
A.如果膜流的起点是细胞膜,与之对应的物质运输方式是胞吞和胞吐
B.细胞器之间的膜流不需要V-SNARE和T-SNARE蛋白参与
C.据图分析,囊泡膜与靶膜之间的识别这一过程不具有特异性
D.用3H标记亮氨酸可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程
答案ABC
解析如果膜流的起点是细胞膜,与之对应的物质运输方式是胞吞,A项错误;由题意可知,细胞器之间的膜流也需要V-SNARE和T-SNARE蛋白参与,B项错误;据图分析,囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别,囊泡膜与靶膜之间的识别这一过程具有特异性,C项错误;用同位素3H标记亮氨酸,可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程,D项正确。
5.(2024·山东模拟)线粒体(mt)中的大部分蛋白质经核糖体合成后,位于肽链N端的一段序列(导肽)与Hsp70蛋白(可防止肽链折叠)结合,转运至线粒体外膜并与Hsp70蛋白分离后,被TOM蛋白复合体识别并结合进入膜间隙,再与内膜上的TIM蛋白复合体结合进入线粒体基质。蛋白质在线粒体基质中与mtHsp70蛋白和mtHsp60蛋白结合,重新折叠后将导肽水解,最后与mtHsp70蛋白和mtHsp60蛋白分离后形成成熟蛋白质。下列叙述错误的是( )
A.线粒体虽然含有遗传物质和核糖体,但是大部分线粒体蛋白都是由核DNA编码的
B.线粒体蛋白经核糖体合成后,需先经内质网折叠才能与Hsp70蛋白结合
C.线粒体蛋白与Hsp70蛋白和mtHsp70蛋白分离消耗的能量均来自ATP的水解
D.TOM蛋白复合体基因和TIM蛋白复合体基因发生突变,会影响线粒体的功能
答案B
解析线粒体虽然含有遗传物质和核糖体,但是其DNA信息量有限,大部分线粒体蛋白都是由核DNA编码的,A项正确;由题干可知,线粒体中的大部分蛋白质经核糖体合成后,与Hsp70蛋白结合,不需要经过内质网折叠,B项错误;线粒体蛋白在线粒体外膜与Hsp70蛋白分离,在线粒体基质中与mtHsp70蛋白和mtHsp60蛋白分离均需消耗能量,能量均来自ATP的水解,C项正确;TOM蛋白复合体和TIM蛋白复合体负责线粒体蛋白的运输,因此TOM蛋白复合体基因和TIM蛋白复合体基因发生突变会影响线粒体的功能,D项正确。
突破点2 离子泵、质子泵及物质运输方式
6.(2024·山西晋中模拟)下列有关物质进出细胞的方式的说法,错误的是( )
A.主动运输的过程中一定会消耗ATP
B.水分子通过协助扩散方式进出细胞速度更快
C.同一种物质进出不同细胞的运输方式可以不同
D.通过渗透作用,水分子可以逆溶液浓度梯度进出细胞
答案A
解析细胞进行主动运输的过程中不一定消耗ATP,主动运输利用的能量形式还可以是光能、离子的化学梯度势能,A项错误;水分子可以通过自由扩散和协助扩散进出细胞,水分子通过协助扩散方式进出细胞速度更快,B项正确;同一种物质进出不同细胞的方式可能不同,如葡萄糖进入红细胞是协助扩散,进入小肠绒毛上皮细胞是主动运输,C项正确;渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧,即通过渗透作用,水分子可以逆溶液浓度梯度进出细胞,D项正确。
7.(2024·四川成都二模)细胞膜上存在某种运输H+的载体蛋白(H+—ATP酶),该载体蛋白与细胞膜内侧的H+结合后,载体蛋白会使ATP水解,驱使H+运输到膜外,ATP水解产生的Pi与载体蛋白结合,会使载体蛋白的空间结构改变。下列叙述错误的是( )
A.该载体蛋白具有运输H+和催化ATP水解的作用
B.载体蛋白与Pi的结合与分离其空间结构都会改变
C.H+从膜内侧运输到膜外侧的跨膜方式为被动运输
D.细胞膜上该载体蛋白的数量会影响H+的运输速率
答案C
解析该载体蛋白会使ATP水解,驱使H+运输到膜外,则该载体蛋白具有运输H+和催化ATP水解的作用,A项正确;ATP水解产生的Pi与载体蛋白结合,会使载体蛋白的空间结构改变,载体蛋白与Pi的结合与分离其空间结构都会改变,B项正确;H+从膜内侧运输到膜外侧需要ATP水解产生的能量,需要载体蛋白,跨膜方式为主动运输,C项错误;细胞膜上该载体蛋白的数量会影响H+的运输速率,D项正确。
8.(2024·山东威海二模)液泡是植物细胞内重要的细胞器,内含多种水解酶,液泡膜上分布着H+载体蛋白和Na+/H+反向转运蛋白,H+载体蛋白在消耗ATP的条件下将H+运入液泡,Na+/H+反向转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,将H+运出液泡的同时把Na+运入液泡。各种离子在液泡中积累使细胞液的渗透压升高。下列说法错误的是( )
A.缺失液泡的植物细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
B.细胞液中H+和Na+的浓度均高于细胞质基质
C.加入细胞呼吸抑制剂不会影响Na+进入液泡的速率
D.细胞液渗透压升高有助于保卫细胞吸水膨胀,促进气孔开放
答案C
解析液泡是植物细胞内重要的细胞器,内含多种水解酶,据此可推测,缺失液泡的植物细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,A项正确;H+载体蛋白在消耗ATP的条件下将H+运入液泡,因而说明细胞液中H+浓度高于细胞质基质,Na+/H+反向转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,将H+运出液泡的同时把Na+运入液泡,说明细胞液中Na+的浓度高于细胞质基质,B项正确;加入细胞呼吸抑制剂会影响Na+进入液泡的速率,因为液泡内外H+浓度梯度的维持需要消耗细胞呼吸产生的ATP,C项错误;细胞液渗透压升高有助于保卫细胞吸水膨胀,进而促进气孔开放,有助于促进光合作用过程中二氧化碳的吸收,D项正确。
9.(不定项)(2024·山东菏泽模拟)原生质体长度与细胞长度的比值(M值)可在一定程度上反映细胞质壁分离程度。常温下洋葱鳞片叶细胞M值约为41%,而4 ℃低温处理的洋葱鳞片叶细胞M值为80%,常温下和4 ℃低温处理的葫芦藓叶片细胞M值分别为40%和87%。下列相关叙述正确的是( )
A.M值越大说明细胞失水越少,细胞质壁分离程度越小,两者呈负相关
B.两种细胞在4 ℃低温处理下的细胞质壁分离程度均显著低于常温下的处理
C.常温处理的植物细胞失水速率加快,导致细胞质壁分离程度增大,甚至死亡
D.低温处理植物细胞后,细胞中的自由水大量转化为结合水,使细胞液浓度增大,以适应低温环境
答案ABD
解析由于原生质体的伸缩性大于细胞壁,因此,原生质体体积越大,M值越大,原生质体体积越小,M值越小,同理,M值越大,说明细胞正在吸水或失水越少,细胞质壁分离程度越小,两者呈负相关,A项正确;实验中4 ℃低温处理的两种细胞M值均显著高于常温下处理的两种细胞,故4 ℃低温处理的细胞质壁分离程度均显著低于常温下处理的细胞,B项正确;常温处理的植物细胞失水速率显著加快,细胞质壁分离程度增大,但不会导致细胞死亡,C项错误;低温处理下植物细胞质壁分离程度降低,可能是细胞中的自由水大量转化为结合水,使细胞液浓度增大,进而适应低温环境,D项正确。
10.(2024·四川广安二模)在某些细菌的细胞膜上存在光驱动蛋白,该蛋白可以利用光能逆浓度运输H+,如图所示。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.细菌细胞膜的识别功能由光驱动蛋白来决定
B.光驱动蛋白与细菌细胞膜的选择透过性有关
C.H+逆浓度进行跨膜运输的过程属于主动运输
D.光照强度变化可能会影响该细菌细胞内的pH
答案A
解析通过题干可知光驱动蛋白会识别H+,利用光能逆浓度运输H+,但是在细菌的细胞膜上可能存在很多种膜蛋白分别识别不同的结构或者物质,A项错误;题干中某些细菌的细胞膜上存在光驱动蛋白,利用光能逆浓度运输H+,可推断光驱动蛋白作为载体蛋白,协助H+通过主动运输从细胞外运进细胞内,细菌细胞膜选择性地运输H+离不开光驱动蛋白,B项正确;由题干可知,某些细菌的细胞膜上存在光驱动蛋白,可以利用光能逆浓度运输H+,可推断光驱动蛋白作为载体蛋白,光能作为能量,因此为主动运输,C项正确;光照强度的变化会影响主动运输的能量,从而影响光驱动蛋白作为载体蛋白运输H+的多少,从而影响细胞内的pH,D项正确。
11.(2024·山东菏泽一模)细胞中的生命活动绝大多数所需要的能量都是由ATP直接提供的,ATP是细胞的能量“货币”。研究发现,ATP还可以传递信号和作为神经递质发挥作用,其转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ATP通过途径①转运到细胞外的过程不需要消耗能量,但要与通道蛋白结合
B.ATP通过途径②转运到细胞外时会发生载体蛋白构象的改变
C.若ATP作为神经递质,需要经过途径③,既消耗能量也需要载体
D.ATP的能量主要贮存在腺苷和磷酸之间的特殊化学键中
答案B
解析ATP通过途径①转运到细胞外不需要与通道蛋白结合,属于协助扩散,不消耗能量,A项错误;ATP通过途径②转运到细胞外时需要与载体蛋白结合,会发生载体蛋白构象的改变,B项正确;若ATP作为神经递质,需要经过途径③胞吐的方式,该方式需要消耗能量但不需要载体蛋白的协助,C项错误;ATP的能量主要贮存在相邻的磷酸基团之间的特殊化学键中,D项错误。
12.(2024·山东潍坊三模改编)细胞内Ca2+与多种生理活动密切相关,而线粒体在细胞钙稳态调节中居核心地位,其参与的部分Ca2+运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
注:转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体,即从线粒体运出1个Ca2+的同时运入3~4个Na+;MCU为Ca2+通道蛋白。
A.人体内钙元素只能以离子形式存在,血钙过高会导致肌无力
B.图中Ca2+通过MCU时,需要与MCU结合,且不消耗能量
C.线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,且不消耗能量
D.NCLX还可调节线粒体内的电位,其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍
答案D
解析人体内钙元素除了能以离子形式存在,还能以化合态形式存在,如骨细胞的重要成分为磷酸钙,A项错误;MCU是通道蛋白,故Ca2+通过MCU时,不需要与MCU结合,Ca2+通过通道蛋白MCU由细胞质基质进入线粒体,该过程属于协助扩散,不消耗能量,可见细胞质基质中的Ca2+浓度高于线粒体内,因此,线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,需要消耗能量,B、C两项错误;转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体,即从线粒体运出1个Ca2+的同时运入3~4个Na+,可见NCLX还可调节线粒体内的电位,其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍,D项正确。
13.(不定项)(2024·山东济南模拟)研究发现,当硝酸盐转运蛋白(NET1.1)磷酸化后,可以通过图1的方式吸收低浓度的硝酸盐,当NET1.1去磷酸化后,可以通过图2的方式吸收高浓度的硝酸盐,下列相关叙述错误的是( )
图1
图2
A.NET1.1的磷酸化过程属于放能反应
B.图1中蛋白1转运H+过程中需要与H+结合
C.若细胞膜对H+通透性发生改变可能会影响硝酸盐转运
D.图2中NET1.1转运NO3-的速率与NO3-浓度成正比
答案AD
解析NET1.1的磷酸化过程消耗ATP,属于吸能反应,A项错误;图1中蛋白1转运H+的过程属于主动运输,蛋白1为载体蛋白,载体蛋白转运物质的过程中需要与被转运的物质结合,B项正确;细胞膜对H+通透性发生改变将影响图1所示吸收低浓度的硝酸盐的运输方式,但不影响图2所示吸收高浓度的硝酸盐的运输方式,C项正确;图2中NET1.1转运NO3-的方式属于被动运输,转运速率受膜两侧NO3-浓度差及载体蛋白数量的影响,不成正比,D项错误。
14.(2024·河北石家庄模拟)(9分)种植海水稻不仅能增加农作物产量,还能改善滩涂的土壤状况及盐碱地的土壤肥力。但盐碱地中过多的无机盐,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使海水稻根吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤呈碱性,出现碱胁迫。请结合资料和图回答下列问题。
资料:土壤中过量的钠盐会对海水稻的生存造成威胁。同时一些病原体也会感染海水稻植株,影响海水稻正常生长,而海水稻可调节相关物质运输从而抵抗逆境。
海水稻抗逆性相关的生理过程示意图
(1)图中涉及的H+跨膜运输的方式为 。
(2)Na+在细胞质基质中积累过多会对细胞产生毒害,海水稻如何缓解Na+的毒害? 。
(3)结合资料和图分析海水稻抵抗盐碱地各种胁迫和不利影响的机制。 (答3点)。
(4)基于海水稻在盐碱地中抵抗渗透胁迫和离子毒害的机理,可以推测出海水稻根尖成熟区的细胞液浓度比一般水稻品种的高。请利用质壁分离实验的原理,设计实验进行验证,并写出实验设计思路: 。
答案(1)协助扩散、主动运输
(2)Na+分别通过SOS1和NHX逆浓度梯度被运至细胞外和液泡中,以缓解Na+造成的毒害
(3)海水稻通过液泡膜上的转运蛋白NHX将细胞质基质中的Na+运输到液泡中储存;海水稻通过细胞膜上的转运蛋白SOS1将Na+从细胞质基质中运输到细胞外;海水稻通过胞吐的方式分泌出抗菌蛋白
(4)分别取海水稻和一般水稻品种的根尖成熟区的细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况
解析(1)由图可知,H+运出细胞需要消耗ATP,即细胞通过主动运输将H+运输到细胞外,可用于中和盐碱地的碱;H+运入细胞有载体蛋白的协助,而不消耗ATP,即为协助扩散。
(2)由图可知,Na+在细胞质基质中积累过多会对细胞产生毒害,海水稻缓解Na+毒害的方式是:Na+分别通过SOS1和NHX逆浓度梯度被运至细胞外和液泡中。
(3)海水稻抵抗盐碱地胁迫策略:海水稻通过液泡膜上的转运蛋白NHX将细胞质基质中的Na+运输到液泡中储存,及海水稻通过细胞膜上的转运蛋白SOS1将Na+从细胞质基质中运输到细胞外。水稻抵抗病原体感染的策略:海水稻通过胞吐的方式分泌出抗菌蛋白。
(4)利用质壁分离实验的原理,验证海水稻根尖成熟区的细胞液浓度比一般水稻品种的高,实验设计思路是:分别取海水稻和一般水稻品种的根尖成熟区的细胞制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。