2024年高考生物学二轮复习3：渗透作用及物质进出细胞的方式
一、选择题
1．（2023·浙江）缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K+运输到细胞外（如图所示），降低细胞内外的K+浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是（ ）
A．缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外
B．缬氨霉素为运输K+提供ATP
C．缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关
D．缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
【答案】A
【知识点】物质进出细胞的方式的综合；被动运输
【解析】【解答】AB、据题意， 缬氨霉素 “将K+运输到细胞外，降低细胞内外的K+浓差”，具图中信息分析，缬氨霉素运输K+的过程不消耗能量，故推测K+的运输方式为协助扩散，顺浓度梯度运输，不需要消耗ATP，A正确，B错误；
C、因为缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在微生物的结合在细胞膜上，可以在磷脂双子层间移动，该过程体现质膜具有一定的流动性，与细胞膜结构特点有关，C错误；
D、噬菌体是DNA病毒，病毒没有细胞结构，因此缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。
故答案为：A。
【分析】自由扩散、协助扩散、主动运输：
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺相对含量梯度 顺相对含量梯度 能逆相对含量梯度
能量 不消耗 不消耗 消耗
载体 不需要 需要 需要
影响因素 浓度差 浓度差、载体 载体、能量
举例 O2等气体、甘油等脂溶性物质、小部分水 大部分水、血浆中葡萄糖进入红细胞 离子进入细胞
氨基酸、葡萄糖被上皮细胞吸收
2．（2021·湖南）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（ ）
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、施肥过多会使外界溶液浓度大于细胞液的浓度，植物细胞失水发生质壁分离，最终植物因过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A不符合题意；
B、发生质壁分离是因为细胞壁伸缩性较小，原生质层伸缩性较大，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B不符合题意；
C、植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C不符合题意；
D、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液中含有钠离子和氯离子微粒共2mol/L，而1mol/L的蔗糖溶液中含有1mol/L蔗糖分子，所以1mol/L的NaCl溶液渗透压高于蔗糖溶液，D符合题意。
故答案为：D
【分析】1.成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。当细胞大量失水时原生质层与细胞壁的伸缩程度不同，导致原生质层和细胞壁分离。
2.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗出到外界溶液中，通过渗透作用失水；由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁伸缩性较小，而原生质层伸缩性较大，从而使二者分开；反之，外界溶液浓度大于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用吸水，分离后的质和壁又复原。
3.溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，数目越多，浓度越高，渗透压越大。
3．（2022·全国甲卷）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（）
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞b体积增大，即平衡时细胞b发生了吸水过程，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A合理；
B、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞b吸水，细胞c失水，则水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，故水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B合理；
C、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞c失水，即细胞a试管中蔗糖溶液浓度不变，细胞c试管中蔗糖溶液吸水浓度下降，水分交换达到平衡时细胞内外溶液浓度相同，即水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C不合理；
D、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞c失水，则水分交换前细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，D合理。
故答案为：C。
【分析】水分子运输方式是自由扩散，其动力是浓度差，且总是由从低浓度溶液向高浓度溶液运输，渗透作用发生的原理是：（1）具有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发生质壁分离；动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。在质壁分离的过程中，表皮细胞液泡逐渐缩小，浓度升高，吸水能力增强。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
4．（2024·河南模拟） 细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜。下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是（ ）
A．水分子可通过自由扩散进出叶肉细胞，需要借助转运蛋白但不需要消耗能量
B．钠离子可通过协助扩散进入神经细胞，不需要借助通道蛋白但需要消耗能量
C．轮藻细胞可通过主动运输吸收钾离子，需要载体蛋白的协助也需要消耗能量
D．巨噬细胞可通过胞吞作用吞噬细菌，不需要膜上蛋白质参与但需要消耗能量
【答案】C
【知识点】三种跨膜运输方式的比较；胞吞、胞吐的过程和意义
【解析】【解答】A、水分子可通过自由扩散进出叶肉细胞，不需要借助转运蛋白，也不需要消耗能量，A不符合题意；
B、神经细胞兴奋时，钠离子可通过协助扩散进入神经细胞，需要借助通道蛋白，但不需要消耗能量，B不符合题意；
C、轮藻细胞可通过主动运输吸收钾离子，需要载体蛋白的协助，也需要消耗能量，C符合题意；
D、巨噬细胞可通过胞吞作用吞噬细菌，需要膜上蛋白质参与，胞吞细菌形成囊泡及囊泡运输时也需要消耗能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【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，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。
5．（2024·甘肃模拟）Ca2+在维持肌肉兴奋、收缩和骨骼生长等生命活动中发挥着重要作用，血液中Ca2+含量低会出现抽搐等症状。下图是Ca2+在小肠的吸收过程。下列叙述错误的是（ ）
A．钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2+的吸收
B．Ca2+通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2+通道进入细胞的方式属于被动运输
C．Ca2+通过Ca2+-ATP酶从基底侧膜转出细胞的方式属于主动运输
D．Na+-Ca2+交换的动力来自于Nat的浓度差，属于被动运输
【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、人体内Ca2+可通过细胞膜上的转运蛋白进出细胞，钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2+的吸收，A不符合题意；
B、Ca2+通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2+通道进入细胞的方式属于被动运输，不需要能量，B不符合题意；
C、Ca2+通过Ca2+-ATP酶从基底侧膜转出细胞，需要能量，属于主动运输，C不符合题意；
D、Na+-Ca2+交换的动力来自于Na+的浓度差，属于主动运输，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）协助扩散：借助转运蛋白的扩散方式，(如：红细胞吸收葡萄糖)。
（2）主动运输：逆浓度梯度的运输，消耗能量，需要有载体蛋白，(如小分子有机物、离子)。
（3）载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白相结合。
6．（2020·新高考I）碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度，钠-碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是（ ）
A．长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少
B．用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使其摄碘能力减弱
C．抑制甲状腺过氧化物酶的活性，可使甲状腺激素合成增加
D．使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
【答案】B
【知识点】动物激素的调节；主动运输
【解析】【解答】A、碘是合成甲状腺激素的原料，长期缺碘可导致机体甲状腺激素分泌减少，从而促甲状腺激素的分泌会增加，A错误；
B、用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使钠-钾泵的运输功能降低，从而摄取碘的能力减弱，B正确；
C、抑制甲状腺过氧化物酶的活性，碘不能被活化，可使甲状腺激素的合成减少，C错误；
D、使用促甲状腺激素受体阻断剂，可阻断促甲状腺激素对甲状腺的作用，从而使甲状腺激素分泌量减少，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、甲状腺激素分泌的分级调节主要受下丘脑控制，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，运输到垂体后，促使垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素随血液运输到甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少，这样体内的甲状腺激素含量就不至于过高。可见，甲状腺激素的分级调节，也存在着反馈调节机制。
2、钠-钾泵（也称钠钾转运体），为蛋白质分子，进行Na+和K+之间的交换。每消耗一个ATP分子，逆浓度梯度泵出三个Na+和泵入两个K+，保持膜内高钾、膜外高钠的不均匀离子分布。
7．（2023高三·光明模拟）绿叶海天牛可以长时间依靠从藻类中“夺取”的叶绿体进行光合作用，维持生命活动，并且通过进食将藻类的细胞核基因转移到自身细胞核的基因组中，以实现这些叶绿体的增殖和更新。下列有关绿叶海天牛的说法，不正确的是（ ）
A．藻类基因最可能以胞吞方式进入细胞
B．功能受损的叶绿体的分解过程需溶酶体参与
C．绿叶海天牛细胞中含有磷脂分子的细胞器有6种
D．叶绿体的增殖是在核、质基因共同作用下完成的
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法；胞吞、胞吐的过程和意义
【解析】【解答】A、藻类基因属于大分子，最可能以胞吞方式进入细胞，A正确；
B、功能受损的细胞器的分解过程需溶酶体参与，B正确；
C、该细胞中含磷脂分子的细胞器有内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体5种，C错误；
D、叶绿体含有DNA，是半自主性细胞器，其增殖受核、质基因共同控制，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、胞吞：当细胞摄取大分子物质时，大分子会与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，该过程需要能量。
2、溶酶体是细胞的“消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌，衰老退化的线粒体最终会被细胞内的溶酶体分解清除。
3、具有双层膜的细胞器有线粒体、叶绿体；具有单层膜的细胞器有液泡、内质网、高尔基体、溶酶体；无膜的细胞器有核糖体、中心体。
8．（2023高三上·长春模拟） 人体成熟红细胞（RBC）能够运输O2和CO2，NCYRC将其部分结构和功能绘制成下图。图中①~⑤表示过程。下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．RBC表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2
D．RBC通过乳酸发酵不彻底氧化分解葡萄糖，产生ATP，为③提供能量
【答案】A
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、人体成熟红细胞不能合成蛋白质，因此RBC表面的糖蛋白不会更新，A错误；
B、气体分子进出细胞的方式为自由扩散，即①和②是自由扩散，④为葡萄糖顺浓度梯度通过载体蛋白进入RBC，属于协助扩散，⑤为水分子通过通道蛋白进入RBC，也属于协助扩散，B正确；
C、血液流经肌肉组织时，O2从RBC进入肌肉细胞，而肌肉细胞呼吸作用产生的CO2则进入RBC，因此气体A和B分别是CO2和O2，C正确；
D、RBC没有线粒体，只能进行无氧呼吸，通过乳酸发酵不彻底氧化分解葡萄糖，产生ATP，为③（主动运输）提供能量，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，不能进行蛋白质的合成，细胞呼吸方式为无氧呼吸。
2、分析题图可知：①和②为自由扩散，③为主动运输，④和⑤为协助扩散。
9．（2023·宁波模拟） 盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运（PIP2s蛋白质磷酸化可为物质转运提供能量），如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．Gβ与AT1蛋白结合，能抑制PIP2s蛋白的磷酸化
B．细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化是提高H2O2外排能力所必需的
C．增强AT1基因表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
【答案】C
【知识点】基因工程的应用；被动运输
【解析】【解答】A、Gβ与AT1蛋白结合，能抑制PIP2s蛋白的磷酸化，从而抑制细胞内的H2O2排到细胞外，A正确；
B、由题图右侧的信息可知，AT1蛋白缺陷，可以促进PIP2s蛋白的磷酸化，进而促进H2O2排出膜外，B正确；
C、敲除AT1基因或降低其表达，可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力，进而提高其成活率，C错误；
D、从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因，可通过基因工程技术改良农作物抗逆性，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、“基因的表达”是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要核糖核苷酸作为原料；翻译是指在核糖体上，以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程，该过程还需要tRNA来运转氨基酸。
2、物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。（2）协助扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量，需要转运蛋白。如葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞，无机盐离子通过离子通道进出细胞，水分子通过水通道蛋白的运输。（3）主动运输：逆浓度梯度运输，需要能量和转运蛋白。如无机盐离子、氨基酸逆浓度梯度进出细胞，小肠上皮细胞吸收葡萄糖。
10．（2023高三上·吉林模拟） ABC转运蛋白是一类跨膜蛋白，其结构及转运物质的过程如图所示。据图推测下列说 法合理的是（ ）。
A． 据图分析ABC转运蛋白是一种通道蛋白
B．图示过程可能需要酶的参与，伴有跨膜蛋白磷酸化发生
C．该转运蛋白参与的跨膜运输方式是顺相对含量梯度进行的
D．温度、氧气供应等条件不影响该类跨膜蛋白的“工作效率”
【答案】B
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、由图可知，ABC转运蛋白是一种载体蛋白，A错误；
B、ATP水解释放的磷酸基团使转运蛋白磷酸化，其空间结构发生变化，使小分子结合位点转向膜内侧，使小分子进入膜内，该过程需要酶的参与，B正确；
C、该过程消耗ATP，属于主动运输，是逆浓度梯度进行的，C错误；
D、该过程为主动运输，温度、氧气供应等条件影响该类跨膜蛋白的“工作效率”，影响主动运输的速率，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。（2）协助扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量，需要转运蛋白。如葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞，无机盐离子通过离子通道进出细胞，水分子通过水通道蛋白的运输。（3）主动运输：逆浓度梯度运输，需要能量和转运蛋白。如无机盐离子、氨基酸逆浓度梯度进出细胞，小肠上皮细胞吸收葡萄糖。
2、影响物质跨膜运输的因素： （1）物质浓度：在一定范围内，浓度差越大，三种运输方式的速率越大。 （2）转运蛋白的数量：影响协助扩散和主动运输的速率。 （3）氧气浓度：影响主动运输的速率。 （4）温度：通过影响酶的活性及膜的流动性进而影响物质的运输速率。
11．（2023高三上·海南模拟）如图为某植物根部细胞受过量可溶性盐（主要是Na+）胁迫时的部分物质运输过程，下列叙述正确的是（ ）
A．液泡膜上的H+-ATP酶发挥作用后会导致细胞液的pH增大
B．Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白由细胞质基质进入细胞液的方式为协助扩散
C．若使用呼吸抑制剂处理该植物的根细胞，则液泡对Na+的吸收量可能会减少
D．耐盐植物的液泡膜上的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植物的少
【答案】C
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、液泡膜上的H+-ATP酶兼有催化和运输H+的功能，可利用ATP水解释放的能量将H+泵入液泡中，使 细胞液 H+浓度增大，pH降低，A不符合题意；
B、Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白由细胞质基质进入细胞液属于主动运输，能量来自H+的顺浓度梯度运输，B不符合题意；
C、若使用呼吸抑制剂处理该植物的根细胞，会抑制根细胞的呼吸作用，因而供能减少，抑制液泡对H+的吸收，膜内外H+浓度梯度减小，结合C选项分析可知，液泡对Na+的吸收量可能会减少，C符合题意；
D、耐盐植物的液泡膜上的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植物的多，以增大细胞液浓度，适应高盐环境，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】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，这种方式叫主动运输
12．（2022·山东）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（）
A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、由提议可知，NH4-的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，不需要ATP提供能量，A错误；
B、由图可知，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，逆浓度梯度运输，NO3-通过SLAH3转运到细胞外的过程中顺浓度梯度运输不消耗ATP，属于被动运输，B正确；
C、由图可知，铵毒发生后，细胞外H+浓度增加，细胞外NO3-浓度增加，在H+浓度梯度驱动下NO3-进入细胞减轻铵毒，C错误；
D、由图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO3-由H+浓度梯度驱动，属于主动运输，与膜外浓度无关，转运属于H+协助扩散，在一定范围内与膜外浓度呈正相关，D错误。
故答案为：B。
【分析】物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输：
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 实例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类（因为细胞膜的主要成分是脂质，如甘油）
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
二、多项选择题
13．（2023·湖南）盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞，也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠（质膜H+泵的专一抑制剂）和甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B．GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累
C．GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性有关
D．盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
【答案】B,D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、如果溶质的跨膜转运是通过液泡膜则不会引起细胞膜两侧的渗透压变化，A错误；
B、由图1可知，在NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排显著增加；图2中原生质体用钒酸钠处理，质膜H+泵被抑制条件下，NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排量无明显差别。由上述结果对比可知，GB可能通过调控质膜H+泵活性来增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累，B正确；
C、由图4可知可知，NaCl胁迫时，加GB组液泡膜H+泵活性几乎无变化，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性无关，C错误；
D、植物通过质膜H+泵将Na+排出细胞，也可通过液泡膜NHX载体和液泡膜H+泵把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态，增强植物的耐盐性，D正确。
故答案为：BD。
【分析】由图1可知，在NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排显著增加；图2中原生质体用钒酸钠处理，质膜H+泵被抑制条件下，NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排量无明显差别。由上述结果对比可知，GB可能通过调控质膜H+泵活性来增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累。由图3和图4可知，NaCl胁迫时，加GB组液泡膜H+泵活性几乎无变化，但液泡膜NHX载体活性明显增强，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性无关而与液泡膜NHX载体活性有关。
14．（2023·沈阳模拟）变形菌视紫红质（PR) 是一类广泛存在于水域微生物中的吸光色素膜蛋白，可将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，从而在细胞膜内外产生H+浓度梯度，形成的化学势能可用于ATP合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动，由于PR具有“光驱动质子泵”等功能，因此对其研究具有重要意义。下图为变形菌能量传递的部分示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A．变形菌细胞膜上的ATP合成酶具有运输功能
B．变形菌可利用光能，其生命活动的直接能源物质是光能
C．PR在光驱动下将H+从细胞内泵到细胞外属于主动运输
D．不含PR的细菌，其鞭毛运动所需的能量主要来自线粒体
【答案】B,D
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；ATP的作用与意义；主动运输
【解析】【解答】A、据图可知，变形菌细胞膜上的ATP合成酶能够协助H＋跨膜运输，说明变形菌细胞膜上的ATP合成酶具有运输功能，A正确；
B、细胞生命活动的直接能源物质是ATP，B错误；
C、据图可知，PR在光驱动下将H+从细胞内泵到细胞外是需要载体、能量的逆浓度梯度运输过程，属于主动运输，C正确；
D、细菌属于原核生物，细胞内无线粒体，D错误。
故答案为：BD。
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要载体蛋白协助，不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
4、大分子物质运输方式是胞吐和胞吐，依赖于膜的流动性，需要消耗能量。
15．（2022·辽宁）Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2+形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。下列叙述正确的是（）
注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A．铁死亡和细胞自噬都受基因调控
B．运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同
C．细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低
D．运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
【答案】A,B,C
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；细胞的凋亡；细胞自噬
【解析】【解答】A、铁死亡是程序性死亡，跟细胞自噬都是受基因调控的，A正确；
B、运铁蛋白与Fe3+ 结合是在组织液中pH为7，释放Fe3+的pH为5，两者的pH环境不同，B正确；
C、细胞膜含有脂质成分，脂质过氧化会导致膜的流动性下降，C正确；
D、Fe3+进入细胞内是通过胞吞，是需要消耗能量的，D错误；
故答案为：ABC
【分析】（1）细胞凋亡是细胞的一种重要的生命活动，是一个主动的由基因决定的细胞程序化自行结束生命的
过程，也称为细胞程序性死亡.
（2）大分子和颗粒性物质运输的方式：
大分子和颗粒性物质通过胞吞作用进入细胞，通过胞吐作用向外排出。这体现了生物膜的流动性，胞吞和胞吐通过囊泡包裹物质进出细胞，均需要能量。
胞吞和胞吐不是跨膜运输，它们是根据膜的流动性原理，形成小囊泡而出入细胞，因此物质并未穿过磷脂分子。胞吞如变形虫吞食食物颗粒、白细胞吞噬病菌等；胞吐如胰岛B细胞分泌胰岛素。
三、非选择题
16．（2024·黑龙江模拟） 植物在高于胞内Na 浓度的环境下，SOS3和SOS2激活位于质膜上的转运蛋白SOS1，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na 结合并将其排出细胞外，维持其正常生命活动。回答下列问题：
（1）植物利用SOS信号通路将Na 排出细胞外，这种运输方式的特点是 。
（2）通过基因工程在水稻中过量表达SOS1蛋白，以期增强水稻抗盐能力。
①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过 获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
②测序表明，SOS1基因编码序列含有3444个核苷酸，其中A+T含量占53%，模板链中C含量为26%，那么SOS1基因双链序列中G+C的含量为 %。
③构建表达载体时，在下图所示载体含有的限制酶识别位点插入SOS1基因。序列分析发现SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，为使载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因正确表达，应在SOS1基因两端分别添加 两种限制酶的识别序列，将SOS1基因插入载体前，应选用 两种限制酶对载体酶切。
（3）重组质粒转化水稻后，选取可发绿色荧光的植株，鉴定其抗盐能力是否增强，采取的操作是 。
（4）若发现水稻中过量表达SOS1基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是 。
【答案】（1）需要能量、需要载体
（2）逆转录；47；Spe Ⅰ、EcoR Ⅰ；Xba Ⅰ、EcoR Ⅰ
（3）将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na 浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况。
（4）过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路将胞质内的Na 过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na+的利用
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序；主动运输
【解析】【解答】（1）由题干信息“在高于胞内Na+浓度的环境下，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na+结合并将其排出细胞外”可知，植物利用SOS信号通路将Na+排出细胞外是逆浓度梯度的运输，因此运输方式为主动运输，特点是需要转运蛋白，需要能量。
（2）①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过逆转录获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
②SOS1基因编码序列中A+T含量占53%，故则G+C含量为1-53%=47%。
③由图可知，荧光蛋白基因内部存在SpeⅠ和BamHⅠ两种限制酶切序列，因此对载体酶切时不能选择这两种酶，并且不能选择限制酶SmaⅠ，否则会导致载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因不能正确表达，故选择XbaⅠ和EcoRⅠ两种限制酶对载体酶切，由于SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，故不能选择限制酶Xba Ⅰ对目的基因酶切，但需要目的基因有与载体相同的黏性末端，故可在SOS1基因两端分别添加SpeⅠ和EcoRⅠ两种限制酶的识别序列。 将SOS1基因插入载体前，应选用Xba Ⅰ、EcoR Ⅰ两种限制酶对载体酶切。
（3）鉴定水稻抗盐能力是否增强，采取的操作是将转基因水稻和普通水稻种植在高于胞内Na+浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况。
（4）若发现水稻中过量表达SOSI基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是：过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路与胞质内的Na+过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na+的利用。
【分析】基因工程技术的基本步骤：(1)目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
17．（2023高三上·海南模拟）如图为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1~7组，整个过程中细胞始终有活性。西葫芦条的质量变化百分比（%）=西葫芦条质量变化/西葫芦条初始质量×100%；正常情况下，西葫芦条细胞的原生质体长度/细胞长度=1。根据所学知识回答下列问题：
（1）该实验中西葫芦细胞能发生渗透作用的条件为 （答出两点）。
（2）实验中第6、7组的西葫芦细胞发生失水导致质壁分离现象，质壁分离的内因是 。
（3）根据实验结果判断，本实验所用西葫芦的细胞液浓度在 之间。西葫芦细胞的原生质体长度/细胞长度=1的实验可能对应第 组。
（4）实验结束后，从第1组到第7组西葫芦细胞的细胞液浓度变化趋势是 （填“升高”“降低”或“不变”）。若增加一组实验，使蔗糖溶液浓度为2.0mol·L-1，处理一段时间后，将西葫芦条放在清水中，西葫芦细胞不能发生质壁分离复原现象，原因可能是 。
【答案】（1）西葫芦成熟细胞具有的原生质层相当于半透膜；原生质层外侧的外界溶液和细胞液之间存在浓度差
（2）原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
（3）0.4～0.5mol·L-1；1、2、3、4、5
（4）升高；蔗糖溶液浓度过大，西葫芦条细胞失水过多已死亡
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】（1）植物细胞的吸水和失水是通过渗透作用完成的，渗透作用的发生条件是具有半透膜，半透膜两侧溶液存在浓度差。
故填：西葫芦成熟细胞具有的原生质层相当于半透膜；原生质层外侧的外界溶液和细胞液之间存在浓度差
（2）西葫芦条的质量变化百分比大于0时细胞吸水，西葫芦条的质量变化百分比小于0时细胞失水，第1、2、3、4和5组西葫芦条细胞吸水，第6和7组西葫芦条细胞失水，液泡体积变小。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。
故填：原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
（3）蔗糖溶液浓度为0.4mol·L-1时，西葫芦条细胞吸水；蔗糖溶液浓度为0.5mol·L-1，西葫芦条细胞失水，其细胞液浓度在0.4～0.5mol·L-1之间。当细胞吸水时，由于细胞壁的伸缩性很小，故细胞体积基本不变，即细胞吸水时，西葫芦细胞中原生质体长度/细胞长度=1，细胞吸水对应的实验组为第1、2、3、4、5组。
故填： 0.4～0.5mol·L-1；1、2、3、4、5
（4）第1、2、3、4、5组西葫芦条细胞吸水量依次减少，细胞液浓度减小量依次减少；第6、7组西葫芦细胞失水量依次增加，细胞液浓度依次升高。整个实验过程中细胞都有活性，第6、7组的细胞液浓度依次升高，且都高于前5组，因此实验结束后，第1～7组西葫芦条细胞的细胞液浓度依次升高。若增加一组实验，使蔗糖溶液浓度为2.0mol·L-1，西葫芦条细胞可能失水过多而死亡，原生质层失去选择透过性，将西葫芦条放在清水中，一段时间后，西葫芦细胞不能发生质壁分离复原现象。
故填：升高；蔗糖溶液浓度过大，西葫芦条细胞失水过多已死亡
【分析】质壁分离指的是原生质层与细胞壁的分离。原生质层包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。质壁分离发生的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，外因是细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度。
18．（2023高三上·梅州模拟）“化学渗透假说”的主要内容为电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆（线粒体内膜与外膜之间）侧，产生膜内外质子电化学梯度并储存能量，当质子顺浓度梯度回流时，质子驱动ADP生成ATP．如图1所示：图2中曲线①②描述的是环境因素与呼吸作用的关系。回答下列问题：
（1）据图1分析，质子从线粒体基质运输到内膜胞浆侧的方式是 。
（2）据图1分析，“化学渗透假说”主要解释了 的生成机制。提高线粒体内膜胞浆侧酸性可 （填“促进”或“抑制”）ATP合成。真核细胞有氧呼吸过程中，O2的消耗发生在 （填场所）。
（3）据图2分析，代表细胞有氧呼吸的是曲线 （填“①”或“②”），图中曲线②最终趋于平衡，可能是受到 （填内在因素）的限制。
（4）据图2分析，曲线①与曲线②相交时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为 。
【答案】（1）主动运输
（2）ATP；促进；线粒体内膜
（3）②；呼吸酶的数量和活性
（4）1：3
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；主动运输；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】（1）由题意可知，“ 当质子顺浓度梯度回流时，质子驱动ADP生成ATP ”，可知质子（H+）从内膜胞浆到线粒体内膜的基质侧是协助扩散，H+在线粒体内膜浓度更低，故 质子从线粒体基质运输到内膜胞浆侧是逆浓度梯度运输，方式是主动运输。
故填：主动运输
（2）据图1分析，“化学渗透假说”主要说明了H+的顺浓度梯度运输产生的能量供给了ATP的合成，解释了ATP的生成机制。提高线粒体内膜胞浆侧酸性，内膜胞浆与线粒体内膜的基质侧的H+浓度差更大，顺浓度梯度运输时提供更多能量，促进ATP的合成。 真核细胞有氧呼吸过程中，O2的与前两个阶段产生的NADH结合生成水，发生在线粒体内膜。
故填：ATP ； 促进 ； 线粒体内膜 。
（3）分析图2，有氧呼吸在氧浓度为0时，不产生CO2，因此②代表细胞的有氧呼吸曲线。随着氧浓度增大，有氧呼吸释放的CO2增多，最终趋于平衡，可能是受到呼吸酶的数量和活性的限制。
故填：② ； 呼吸酶的数量和活性
（4）图2的曲线①与曲线②相交 ，表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，而有氧呼吸葡萄糖与CO2释放量的关系为1：6，无氧呼吸的葡萄糖与CO2释放量的关系为1：2，释放CO2量相等，可知 有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为1：3。
故填：1：3
【分析】 有氧呼吸过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与；第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，在水的参与下，生成二氧化碳、大量的[H]和少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同，即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量；第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸，无氧呼吸第二阶段不产生能量。
19．（2023·江苏）帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中α-Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异，如图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：
（1）帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生 而突变，神经元中发生的这种突变 （从“能”“不能”“不一定”中选填）遗传。
（2）突变的TMEM175基因在细胞核中以 为原料，由RNA聚合酶催化形成 键，不断延伸合成mRNA．
（3）mRNA转移到细胞质中，与 结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的 由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的 改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
（4）基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的 对H+具有屏障作用，膜上的H+转运蛋白将H+以 的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H+运出，维持溶酶体内pH约为4.6．据图2分析，TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是 。
（5）综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α-Synuclein蛋白聚积致病的原因，理由是 。
【答案】（1）碱基对替换；不能
（2）核糖核苷酸；磷酸二酯
（3）核糖体；细胞骨架；空间结构
（4）磷脂双分子层；主动运输；TMEM175蛋白结构变化使其不能把溶酶体中多余的氢离子转运到细胞质基质中，进而使溶酶体中的pH下降，而pH会影响酶的活性，影响溶酶体的消化功能
（5）TMEM175蛋白结构的改变导致无法行使正常的功能，即使得溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响了溶酶体中相关酶的活性，导致细胞中α-Synuclein蛋白无法被分解，进而聚积致病。
【知识点】细胞器之间的协调配合；基因突变的类型；细胞骨架；遗传信息的转录；主动运输
【解析】【解答】（1）DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。碱基的替换只会改变某个位点的氨基酸种类，而帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生碱基的增添和缺失会影响多个位点的氨基酸种类，所以
碱基对替换而突变，神经元是体细胞，所以神经元中发生的基因突变不能遗传给后代。
（2）真核细胞的细胞核内，以DNA的一条链为模板，核糖核苷酸为原料，由RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，不断延伸合成mRNA，该过程即转录过程。
（3）在翻译过程中，mRNA转移到细胞质中，与核糖体结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，合成的多肽链再由囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架移动，由内质网到达高尔基体。蛋白质的结构与功能相适应，所以突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的空间结构改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
（4）溶酶体膜是生物膜，它是以磷脂双分子层为基本骨架的，所以磷脂双分子层对H+具有屏障作用，氢离子需要依靠膜上的转运蛋白从溶酶体外运输至细胞内，由图可知，细胞质基质的H+浓度小于溶酶体内侧，所以H+是逆浓度梯度进入溶酶体，属于主动运输。图中显示，TMEM175蛋白的功能是将H+从溶酶体内运输至细胞质基质，若TMEM175蛋白变异，即TMEM175蛋白结构变化使其不能把溶酶体中多余的氢离子转运到细胞质基质中，进而使溶酶体中的pH下降，而pH会影响酶的活性，影响溶酶体的消化功能。
（5）溶酶体内有多种水解酶，能够分解α-Synuclein蛋白，结合（4）分析可知，TMEM175蛋白结构的改变导致无法行使正常的功能，即使得溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响了溶酶体中相关酶的活性，导致细胞中α-Synuclein蛋白无法被分解，进而聚积致病。
【分析】1、转录是指以DNA为模板，四种核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。该过程需要DNA、4种核糖核苷酸、 RNA聚合酶、线粒体等。
2、分泌蛋白的合成过程
首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多钛链的合成。当合成了一段肽链后这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
3、物质跨膜运输的方式主要有三种：
自由扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，也不需要转运蛋白；
协助扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，但需要转运蛋白；
主动运输：物质从低浓度向高浓度转运，需要消耗能量和转运蛋白。
20．（2023·江苏）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：
（1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。
（2）研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。
（3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。
（4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。
（5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有____。
A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
【答案】（1）④；②④；钾离子和Mal
（2）①②④；丙酮酸；NADH
（3）氢离子电化学势能
（4）吸水
（5）A；B；D
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；主动运输
【解析】【解答】（1）NADPH是光反应产生的，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，图中④是叶绿体；CO2固定产物的还原属于暗反应，暗反应的发生场所是叶绿体基质，同样对应图中的④。保卫细胞细胞液渗透压升高，该细胞吸水后会导致气孔打开，即气孔开闭与液泡内的渗透压大小有关，由图可知，钾离子和Mal会进入液泡，从而影响细胞液渗透压，最终引起气孔的开闭状况，所以液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子和Mal。
（2）ATP是由细胞有氧呼吸三个阶段或无氧呼吸第一阶段或光反应产生的，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，对应图中的①，有氧呼吸的第二、三阶段发生在线粒体，对应图中的②，光反应的发生场所是叶绿体的类囊体薄膜，对应图中的④；由图可知，PEP是磷酸烯醇式丙酮酸，该物质会转化为丙酮酸后进入线粒体后经过TCA循环产生NADH，NADH通过电子传递链氧化产生ATP。
（3）蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，使ATP中的能量转化为保卫细胞的细胞膜内外的氢离子电化学势能，后者被释放出来后可以驱动细胞吸收K+等离子。
（4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，Mal进入液泡后，使细胞液中的渗透压升高，导致保卫细胞吸水，促进气孔张开。
（5）由图可知，黑暗结束后，突变体ntt1内的淀粉粒面积远小于野生型WT，说明淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP，A符合题意；光照2h后，气孔张开，此时淀粉粒面积小于黑暗结束时的淀粉粒面积，说明光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B符合题意；由图可知，无论光照多久时间，突变体ntt1内的淀粉粒面积几乎没有改变，说明光照条件下突变体ntt1几乎不能合成淀粉粒，但不能说明几乎不能进行光合作用，因为光合作用产物还可能是除淀粉以外的糖类，C不符合题意；由图可知，光照8h后，野生型WT内淀粉粒面积较大，所以长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】1、分析图解：①是细胞质基质，②是线粒体，③是细胞液，④是叶绿体。
2、植物光合作用分为光反应和暗反应，光反应在类囊体薄膜上进行，主要进行水的光解产生氧气、电子和H+，以及NADPH和ATP的合成；暗反应在叶绿体基质中进行，主要是发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，最终产生有机物供植物利用。
1 / 12024年高考生物学二轮复习3：渗透作用及物质进出细胞的方式
一、选择题
1．（2023·浙江）缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K+运输到细胞外（如图所示），降低细胞内外的K+浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是（ ）
A．缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外
B．缬氨霉素为运输K+提供ATP
C．缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关
D．缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
2．（2021·湖南）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（ ）
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
3．（2022·全国甲卷）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（）
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
4．（2024·河南模拟） 细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜。下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是（ ）
A．水分子可通过自由扩散进出叶肉细胞，需要借助转运蛋白但不需要消耗能量
B．钠离子可通过协助扩散进入神经细胞，不需要借助通道蛋白但需要消耗能量
C．轮藻细胞可通过主动运输吸收钾离子，需要载体蛋白的协助也需要消耗能量
D．巨噬细胞可通过胞吞作用吞噬细菌，不需要膜上蛋白质参与但需要消耗能量
5．（2024·甘肃模拟）Ca2+在维持肌肉兴奋、收缩和骨骼生长等生命活动中发挥着重要作用，血液中Ca2+含量低会出现抽搐等症状。下图是Ca2+在小肠的吸收过程。下列叙述错误的是（ ）
A．钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2+的吸收
B．Ca2+通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2+通道进入细胞的方式属于被动运输
C．Ca2+通过Ca2+-ATP酶从基底侧膜转出细胞的方式属于主动运输
D．Na+-Ca2+交换的动力来自于Nat的浓度差，属于被动运输
6．（2020·新高考I）碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度，钠-碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是（ ）
A．长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少
B．用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使其摄碘能力减弱
C．抑制甲状腺过氧化物酶的活性，可使甲状腺激素合成增加
D．使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
7．（2023高三·光明模拟）绿叶海天牛可以长时间依靠从藻类中“夺取”的叶绿体进行光合作用，维持生命活动，并且通过进食将藻类的细胞核基因转移到自身细胞核的基因组中，以实现这些叶绿体的增殖和更新。下列有关绿叶海天牛的说法，不正确的是（ ）
A．藻类基因最可能以胞吞方式进入细胞
B．功能受损的叶绿体的分解过程需溶酶体参与
C．绿叶海天牛细胞中含有磷脂分子的细胞器有6种
D．叶绿体的增殖是在核、质基因共同作用下完成的
8．（2023高三上·长春模拟） 人体成熟红细胞（RBC）能够运输O2和CO2，NCYRC将其部分结构和功能绘制成下图。图中①~⑤表示过程。下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．RBC表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2
D．RBC通过乳酸发酵不彻底氧化分解葡萄糖，产生ATP，为③提供能量
9．（2023·宁波模拟） 盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运（PIP2s蛋白质磷酸化可为物质转运提供能量），如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．Gβ与AT1蛋白结合，能抑制PIP2s蛋白的磷酸化
B．细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化是提高H2O2外排能力所必需的
C．增强AT1基因表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
10．（2023高三上·吉林模拟） ABC转运蛋白是一类跨膜蛋白，其结构及转运物质的过程如图所示。据图推测下列说 法合理的是（ ）。
A． 据图分析ABC转运蛋白是一种通道蛋白
B．图示过程可能需要酶的参与，伴有跨膜蛋白磷酸化发生
C．该转运蛋白参与的跨膜运输方式是顺相对含量梯度进行的
D．温度、氧气供应等条件不影响该类跨膜蛋白的“工作效率”
11．（2023高三上·海南模拟）如图为某植物根部细胞受过量可溶性盐（主要是Na+）胁迫时的部分物质运输过程，下列叙述正确的是（ ）
A．液泡膜上的H+-ATP酶发挥作用后会导致细胞液的pH增大
B．Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白由细胞质基质进入细胞液的方式为协助扩散
C．若使用呼吸抑制剂处理该植物的根细胞，则液泡对Na+的吸收量可能会减少
D．耐盐植物的液泡膜上的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植物的少
12．（2022·山东）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（）
A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
二、多项选择题
13．（2023·湖南）盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞，也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠（质膜H+泵的专一抑制剂）和甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B．GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累
C．GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性有关
D．盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
14．（2023·沈阳模拟）变形菌视紫红质（PR) 是一类广泛存在于水域微生物中的吸光色素膜蛋白，可将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，从而在细胞膜内外产生H+浓度梯度，形成的化学势能可用于ATP合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动，由于PR具有“光驱动质子泵”等功能，因此对其研究具有重要意义。下图为变形菌能量传递的部分示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A．变形菌细胞膜上的ATP合成酶具有运输功能
B．变形菌可利用光能，其生命活动的直接能源物质是光能
C．PR在光驱动下将H+从细胞内泵到细胞外属于主动运输
D．不含PR的细菌，其鞭毛运动所需的能量主要来自线粒体
15．（2022·辽宁）Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2+形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。下列叙述正确的是（）
注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A．铁死亡和细胞自噬都受基因调控
B．运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同
C．细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低
D．运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
三、非选择题
16．（2024·黑龙江模拟） 植物在高于胞内Na 浓度的环境下，SOS3和SOS2激活位于质膜上的转运蛋白SOS1，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na 结合并将其排出细胞外，维持其正常生命活动。回答下列问题：
（1）植物利用SOS信号通路将Na 排出细胞外，这种运输方式的特点是 。
（2）通过基因工程在水稻中过量表达SOS1蛋白，以期增强水稻抗盐能力。
①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过 获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
②测序表明，SOS1基因编码序列含有3444个核苷酸，其中A+T含量占53%，模板链中C含量为26%，那么SOS1基因双链序列中G+C的含量为 %。
③构建表达载体时，在下图所示载体含有的限制酶识别位点插入SOS1基因。序列分析发现SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，为使载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因正确表达，应在SOS1基因两端分别添加 两种限制酶的识别序列，将SOS1基因插入载体前，应选用 两种限制酶对载体酶切。
（3）重组质粒转化水稻后，选取可发绿色荧光的植株，鉴定其抗盐能力是否增强，采取的操作是 。
（4）若发现水稻中过量表达SOS1基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是 。
17．（2023高三上·海南模拟）如图为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1~7组，整个过程中细胞始终有活性。西葫芦条的质量变化百分比（%）=西葫芦条质量变化/西葫芦条初始质量×100%；正常情况下，西葫芦条细胞的原生质体长度/细胞长度=1。根据所学知识回答下列问题：
（1）该实验中西葫芦细胞能发生渗透作用的条件为 （答出两点）。
（2）实验中第6、7组的西葫芦细胞发生失水导致质壁分离现象，质壁分离的内因是 。
（3）根据实验结果判断，本实验所用西葫芦的细胞液浓度在 之间。西葫芦细胞的原生质体长度/细胞长度=1的实验可能对应第 组。
（4）实验结束后，从第1组到第7组西葫芦细胞的细胞液浓度变化趋势是 （填“升高”“降低”或“不变”）。若增加一组实验，使蔗糖溶液浓度为2.0mol·L-1，处理一段时间后，将西葫芦条放在清水中，西葫芦细胞不能发生质壁分离复原现象，原因可能是 。
18．（2023高三上·梅州模拟）“化学渗透假说”的主要内容为电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆（线粒体内膜与外膜之间）侧，产生膜内外质子电化学梯度并储存能量，当质子顺浓度梯度回流时，质子驱动ADP生成ATP．如图1所示：图2中曲线①②描述的是环境因素与呼吸作用的关系。回答下列问题：
（1）据图1分析，质子从线粒体基质运输到内膜胞浆侧的方式是 。
（2）据图1分析，“化学渗透假说”主要解释了 的生成机制。提高线粒体内膜胞浆侧酸性可 （填“促进”或“抑制”）ATP合成。真核细胞有氧呼吸过程中，O2的消耗发生在 （填场所）。
（3）据图2分析，代表细胞有氧呼吸的是曲线 （填“①”或“②”），图中曲线②最终趋于平衡，可能是受到 （填内在因素）的限制。
（4）据图2分析，曲线①与曲线②相交时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为 。
19．（2023·江苏）帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中α-Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异，如图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：
（1）帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生 而突变，神经元中发生的这种突变 （从“能”“不能”“不一定”中选填）遗传。
（2）突变的TMEM175基因在细胞核中以 为原料，由RNA聚合酶催化形成 键，不断延伸合成mRNA．
（3）mRNA转移到细胞质中，与 结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的 由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的 改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
（4）基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的 对H+具有屏障作用，膜上的H+转运蛋白将H+以 的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H+运出，维持溶酶体内pH约为4.6．据图2分析，TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是 。
（5）综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α-Synuclein蛋白聚积致病的原因，理由是 。
20．（2023·江苏）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：
（1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。
（2）研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。
（3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。
（4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。
（5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有____。
A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】物质进出细胞的方式的综合；被动运输
【解析】【解答】AB、据题意， 缬氨霉素 “将K+运输到细胞外，降低细胞内外的K+浓差”，具图中信息分析，缬氨霉素运输K+的过程不消耗能量，故推测K+的运输方式为协助扩散，顺浓度梯度运输，不需要消耗ATP，A正确，B错误；
C、因为缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在微生物的结合在细胞膜上，可以在磷脂双子层间移动，该过程体现质膜具有一定的流动性，与细胞膜结构特点有关，C错误；
D、噬菌体是DNA病毒，病毒没有细胞结构，因此缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。
故答案为：A。
【分析】自由扩散、协助扩散、主动运输：
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺相对含量梯度 顺相对含量梯度 能逆相对含量梯度
能量 不消耗 不消耗 消耗
载体 不需要 需要 需要
影响因素 浓度差 浓度差、载体 载体、能量
举例 O2等气体、甘油等脂溶性物质、小部分水 大部分水、血浆中葡萄糖进入红细胞 离子进入细胞
氨基酸、葡萄糖被上皮细胞吸收
2．【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、施肥过多会使外界溶液浓度大于细胞液的浓度，植物细胞失水发生质壁分离，最终植物因过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A不符合题意；
B、发生质壁分离是因为细胞壁伸缩性较小，原生质层伸缩性较大，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B不符合题意；
C、植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C不符合题意；
D、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液中含有钠离子和氯离子微粒共2mol/L，而1mol/L的蔗糖溶液中含有1mol/L蔗糖分子，所以1mol/L的NaCl溶液渗透压高于蔗糖溶液，D符合题意。
故答案为：D
【分析】1.成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。当细胞大量失水时原生质层与细胞壁的伸缩程度不同，导致原生质层和细胞壁分离。
2.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗出到外界溶液中，通过渗透作用失水；由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁伸缩性较小，而原生质层伸缩性较大，从而使二者分开；反之，外界溶液浓度大于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用吸水，分离后的质和壁又复原。
3.溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，数目越多，浓度越高，渗透压越大。
3．【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞b体积增大，即平衡时细胞b发生了吸水过程，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A合理；
B、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞b吸水，细胞c失水，则水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，故水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B合理；
C、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞c失水，即细胞a试管中蔗糖溶液浓度不变，细胞c试管中蔗糖溶液吸水浓度下降，水分交换达到平衡时细胞内外溶液浓度相同，即水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C不合理；
D、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞c失水，则水分交换前细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，D合理。
故答案为：C。
【分析】水分子运输方式是自由扩散，其动力是浓度差，且总是由从低浓度溶液向高浓度溶液运输，渗透作用发生的原理是：（1）具有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发生质壁分离；动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。在质壁分离的过程中，表皮细胞液泡逐渐缩小，浓度升高，吸水能力增强。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
4．【答案】C
【知识点】三种跨膜运输方式的比较；胞吞、胞吐的过程和意义
【解析】【解答】A、水分子可通过自由扩散进出叶肉细胞，不需要借助转运蛋白，也不需要消耗能量，A不符合题意；
B、神经细胞兴奋时，钠离子可通过协助扩散进入神经细胞，需要借助通道蛋白，但不需要消耗能量，B不符合题意；
C、轮藻细胞可通过主动运输吸收钾离子，需要载体蛋白的协助，也需要消耗能量，C符合题意；
D、巨噬细胞可通过胞吞作用吞噬细菌，需要膜上蛋白质参与，胞吞细菌形成囊泡及囊泡运输时也需要消耗能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【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，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。
5．【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、人体内Ca2+可通过细胞膜上的转运蛋白进出细胞，钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2+的吸收，A不符合题意；
B、Ca2+通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2+通道进入细胞的方式属于被动运输，不需要能量，B不符合题意；
C、Ca2+通过Ca2+-ATP酶从基底侧膜转出细胞，需要能量，属于主动运输，C不符合题意；
D、Na+-Ca2+交换的动力来自于Na+的浓度差，属于主动运输，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）协助扩散：借助转运蛋白的扩散方式，(如：红细胞吸收葡萄糖)。
（2）主动运输：逆浓度梯度的运输，消耗能量，需要有载体蛋白，(如小分子有机物、离子)。
（3）载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白相结合。
6．【答案】B
【知识点】动物激素的调节；主动运输
【解析】【解答】A、碘是合成甲状腺激素的原料，长期缺碘可导致机体甲状腺激素分泌减少，从而促甲状腺激素的分泌会增加，A错误；
B、用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使钠-钾泵的运输功能降低，从而摄取碘的能力减弱，B正确；
C、抑制甲状腺过氧化物酶的活性，碘不能被活化，可使甲状腺激素的合成减少，C错误；
D、使用促甲状腺激素受体阻断剂，可阻断促甲状腺激素对甲状腺的作用，从而使甲状腺激素分泌量减少，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、甲状腺激素分泌的分级调节主要受下丘脑控制，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，运输到垂体后，促使垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素随血液运输到甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少，这样体内的甲状腺激素含量就不至于过高。可见，甲状腺激素的分级调节，也存在着反馈调节机制。
2、钠-钾泵（也称钠钾转运体），为蛋白质分子，进行Na+和K+之间的交换。每消耗一个ATP分子，逆浓度梯度泵出三个Na+和泵入两个K+，保持膜内高钾、膜外高钠的不均匀离子分布。
7．【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法；胞吞、胞吐的过程和意义
【解析】【解答】A、藻类基因属于大分子，最可能以胞吞方式进入细胞，A正确；
B、功能受损的细胞器的分解过程需溶酶体参与，B正确；
C、该细胞中含磷脂分子的细胞器有内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体5种，C错误；
D、叶绿体含有DNA，是半自主性细胞器，其增殖受核、质基因共同控制，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、胞吞：当细胞摄取大分子物质时，大分子会与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，该过程需要能量。
2、溶酶体是细胞的“消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌，衰老退化的线粒体最终会被细胞内的溶酶体分解清除。
3、具有双层膜的细胞器有线粒体、叶绿体；具有单层膜的细胞器有液泡、内质网、高尔基体、溶酶体；无膜的细胞器有核糖体、中心体。
8．【答案】A
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、人体成熟红细胞不能合成蛋白质，因此RBC表面的糖蛋白不会更新，A错误；
B、气体分子进出细胞的方式为自由扩散，即①和②是自由扩散，④为葡萄糖顺浓度梯度通过载体蛋白进入RBC，属于协助扩散，⑤为水分子通过通道蛋白进入RBC，也属于协助扩散，B正确；
C、血液流经肌肉组织时，O2从RBC进入肌肉细胞，而肌肉细胞呼吸作用产生的CO2则进入RBC，因此气体A和B分别是CO2和O2，C正确；
D、RBC没有线粒体，只能进行无氧呼吸，通过乳酸发酵不彻底氧化分解葡萄糖，产生ATP，为③（主动运输）提供能量，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，不能进行蛋白质的合成，细胞呼吸方式为无氧呼吸。
2、分析题图可知：①和②为自由扩散，③为主动运输，④和⑤为协助扩散。
9．【答案】C
【知识点】基因工程的应用；被动运输
【解析】【解答】A、Gβ与AT1蛋白结合，能抑制PIP2s蛋白的磷酸化，从而抑制细胞内的H2O2排到细胞外，A正确；
B、由题图右侧的信息可知，AT1蛋白缺陷，可以促进PIP2s蛋白的磷酸化，进而促进H2O2排出膜外，B正确；
C、敲除AT1基因或降低其表达，可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力，进而提高其成活率，C错误；
D、从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因，可通过基因工程技术改良农作物抗逆性，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、“基因的表达”是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要核糖核苷酸作为原料；翻译是指在核糖体上，以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程，该过程还需要tRNA来运转氨基酸。
2、物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。（2）协助扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量，需要转运蛋白。如葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞，无机盐离子通过离子通道进出细胞，水分子通过水通道蛋白的运输。（3）主动运输：逆浓度梯度运输，需要能量和转运蛋白。如无机盐离子、氨基酸逆浓度梯度进出细胞，小肠上皮细胞吸收葡萄糖。
10．【答案】B
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、由图可知，ABC转运蛋白是一种载体蛋白，A错误；
B、ATP水解释放的磷酸基团使转运蛋白磷酸化，其空间结构发生变化，使小分子结合位点转向膜内侧，使小分子进入膜内，该过程需要酶的参与，B正确；
C、该过程消耗ATP，属于主动运输，是逆浓度梯度进行的，C错误；
D、该过程为主动运输，温度、氧气供应等条件影响该类跨膜蛋白的“工作效率”，影响主动运输的速率，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。（2）协助扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量，需要转运蛋白。如葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞，无机盐离子通过离子通道进出细胞，水分子通过水通道蛋白的运输。（3）主动运输：逆浓度梯度运输，需要能量和转运蛋白。如无机盐离子、氨基酸逆浓度梯度进出细胞，小肠上皮细胞吸收葡萄糖。
2、影响物质跨膜运输的因素： （1）物质浓度：在一定范围内，浓度差越大，三种运输方式的速率越大。 （2）转运蛋白的数量：影响协助扩散和主动运输的速率。 （3）氧气浓度：影响主动运输的速率。 （4）温度：通过影响酶的活性及膜的流动性进而影响物质的运输速率。
11．【答案】C
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、液泡膜上的H+-ATP酶兼有催化和运输H+的功能，可利用ATP水解释放的能量将H+泵入液泡中，使 细胞液 H+浓度增大，pH降低，A不符合题意；
B、Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白由细胞质基质进入细胞液属于主动运输，能量来自H+的顺浓度梯度运输，B不符合题意；
C、若使用呼吸抑制剂处理该植物的根细胞，会抑制根细胞的呼吸作用，因而供能减少，抑制液泡对H+的吸收，膜内外H+浓度梯度减小，结合C选项分析可知，液泡对Na+的吸收量可能会减少，C符合题意；
D、耐盐植物的液泡膜上的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植物的多，以增大细胞液浓度，适应高盐环境，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】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，这种方式叫主动运输
12．【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、由提议可知，NH4-的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，不需要ATP提供能量，A错误；
B、由图可知，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，逆浓度梯度运输，NO3-通过SLAH3转运到细胞外的过程中顺浓度梯度运输不消耗ATP，属于被动运输，B正确；
C、由图可知，铵毒发生后，细胞外H+浓度增加，细胞外NO3-浓度增加，在H+浓度梯度驱动下NO3-进入细胞减轻铵毒，C错误；
D、由图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO3-由H+浓度梯度驱动，属于主动运输，与膜外浓度无关，转运属于H+协助扩散，在一定范围内与膜外浓度呈正相关，D错误。
故答案为：B。
【分析】物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输：
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 实例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类（因为细胞膜的主要成分是脂质，如甘油）
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
13．【答案】B,D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、如果溶质的跨膜转运是通过液泡膜则不会引起细胞膜两侧的渗透压变化，A错误；
B、由图1可知，在NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排显著增加；图2中原生质体用钒酸钠处理，质膜H+泵被抑制条件下，NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排量无明显差别。由上述结果对比可知，GB可能通过调控质膜H+泵活性来增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累，B正确；
C、由图4可知可知，NaCl胁迫时，加GB组液泡膜H+泵活性几乎无变化，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性无关，C错误；
D、植物通过质膜H+泵将Na+排出细胞，也可通过液泡膜NHX载体和液泡膜H+泵把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态，增强植物的耐盐性，D正确。
故答案为：BD。
【分析】由图1可知，在NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排显著增加；图2中原生质体用钒酸钠处理，质膜H+泵被抑制条件下，NaCl胁迫时，NaCl+GB组与NaCl组相比，Na+外排量无明显差别。由上述结果对比可知，GB可能通过调控质膜H+泵活性来增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累。由图3和图4可知，NaCl胁迫时，加GB组液泡膜H+泵活性几乎无变化，但液泡膜NHX载体活性明显增强，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性无关而与液泡膜NHX载体活性有关。
14．【答案】B,D
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；ATP的作用与意义；主动运输
【解析】【解答】A、据图可知，变形菌细胞膜上的ATP合成酶能够协助H＋跨膜运输，说明变形菌细胞膜上的ATP合成酶具有运输功能，A正确；
B、细胞生命活动的直接能源物质是ATP，B错误；
C、据图可知，PR在光驱动下将H+从细胞内泵到细胞外是需要载体、能量的逆浓度梯度运输过程，属于主动运输，C正确；
D、细菌属于原核生物，细胞内无线粒体，D错误。
故答案为：BD。
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要载体蛋白协助，不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
4、大分子物质运输方式是胞吐和胞吐，依赖于膜的流动性，需要消耗能量。
15．【答案】A,B,C
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；细胞的凋亡；细胞自噬
【解析】【解答】A、铁死亡是程序性死亡，跟细胞自噬都是受基因调控的，A正确；
B、运铁蛋白与Fe3+ 结合是在组织液中pH为7，释放Fe3+的pH为5，两者的pH环境不同，B正确；
C、细胞膜含有脂质成分，脂质过氧化会导致膜的流动性下降，C正确；
D、Fe3+进入细胞内是通过胞吞，是需要消耗能量的，D错误；
故答案为：ABC
【分析】（1）细胞凋亡是细胞的一种重要的生命活动，是一个主动的由基因决定的细胞程序化自行结束生命的
过程，也称为细胞程序性死亡.
（2）大分子和颗粒性物质运输的方式：
大分子和颗粒性物质通过胞吞作用进入细胞，通过胞吐作用向外排出。这体现了生物膜的流动性，胞吞和胞吐通过囊泡包裹物质进出细胞，均需要能量。
胞吞和胞吐不是跨膜运输，它们是根据膜的流动性原理，形成小囊泡而出入细胞，因此物质并未穿过磷脂分子。胞吞如变形虫吞食食物颗粒、白细胞吞噬病菌等；胞吐如胰岛B细胞分泌胰岛素。
16．【答案】（1）需要能量、需要载体
（2）逆转录；47；Spe Ⅰ、EcoR Ⅰ；Xba Ⅰ、EcoR Ⅰ
（3）将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na 浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况。
（4）过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路将胞质内的Na 过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na+的利用
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序；主动运输
【解析】【解答】（1）由题干信息“在高于胞内Na+浓度的环境下，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na+结合并将其排出细胞外”可知，植物利用SOS信号通路将Na+排出细胞外是逆浓度梯度的运输，因此运输方式为主动运输，特点是需要转运蛋白，需要能量。
（2）①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过逆转录获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
②SOS1基因编码序列中A+T含量占53%，故则G+C含量为1-53%=47%。
③由图可知，荧光蛋白基因内部存在SpeⅠ和BamHⅠ两种限制酶切序列，因此对载体酶切时不能选择这两种酶，并且不能选择限制酶SmaⅠ，否则会导致载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因不能正确表达，故选择XbaⅠ和EcoRⅠ两种限制酶对载体酶切，由于SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，故不能选择限制酶Xba Ⅰ对目的基因酶切，但需要目的基因有与载体相同的黏性末端，故可在SOS1基因两端分别添加SpeⅠ和EcoRⅠ两种限制酶的识别序列。 将SOS1基因插入载体前，应选用Xba Ⅰ、EcoR Ⅰ两种限制酶对载体酶切。
（3）鉴定水稻抗盐能力是否增强，采取的操作是将转基因水稻和普通水稻种植在高于胞内Na+浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况。
（4）若发现水稻中过量表达SOSI基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是：过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路与胞质内的Na+过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na+的利用。
【分析】基因工程技术的基本步骤：(1)目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
17．【答案】（1）西葫芦成熟细胞具有的原生质层相当于半透膜；原生质层外侧的外界溶液和细胞液之间存在浓度差
（2）原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
（3）0.4～0.5mol·L-1；1、2、3、4、5
（4）升高；蔗糖溶液浓度过大，西葫芦条细胞失水过多已死亡
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】（1）植物细胞的吸水和失水是通过渗透作用完成的，渗透作用的发生条件是具有半透膜，半透膜两侧溶液存在浓度差。
故填：西葫芦成熟细胞具有的原生质层相当于半透膜；原生质层外侧的外界溶液和细胞液之间存在浓度差
（2）西葫芦条的质量变化百分比大于0时细胞吸水，西葫芦条的质量变化百分比小于0时细胞失水，第1、2、3、4和5组西葫芦条细胞吸水，第6和7组西葫芦条细胞失水，液泡体积变小。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。
故填：原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
（3）蔗糖溶液浓度为0.4mol·L-1时，西葫芦条细胞吸水；蔗糖溶液浓度为0.5mol·L-1，西葫芦条细胞失水，其细胞液浓度在0.4～0.5mol·L-1之间。当细胞吸水时，由于细胞壁的伸缩性很小，故细胞体积基本不变，即细胞吸水时，西葫芦细胞中原生质体长度/细胞长度=1，细胞吸水对应的实验组为第1、2、3、4、5组。
故填： 0.4～0.5mol·L-1；1、2、3、4、5
（4）第1、2、3、4、5组西葫芦条细胞吸水量依次减少，细胞液浓度减小量依次减少；第6、7组西葫芦细胞失水量依次增加，细胞液浓度依次升高。整个实验过程中细胞都有活性，第6、7组的细胞液浓度依次升高，且都高于前5组，因此实验结束后，第1～7组西葫芦条细胞的细胞液浓度依次升高。若增加一组实验，使蔗糖溶液浓度为2.0mol·L-1，西葫芦条细胞可能失水过多而死亡，原生质层失去选择透过性，将西葫芦条放在清水中，一段时间后，西葫芦细胞不能发生质壁分离复原现象。
故填：升高；蔗糖溶液浓度过大，西葫芦条细胞失水过多已死亡
【分析】质壁分离指的是原生质层与细胞壁的分离。原生质层包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。质壁分离发生的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，外因是细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度。
18．【答案】（1）主动运输
（2）ATP；促进；线粒体内膜
（3）②；呼吸酶的数量和活性
（4）1：3
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；主动运输；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】（1）由题意可知，“ 当质子顺浓度梯度回流时，质子驱动ADP生成ATP ”，可知质子（H+）从内膜胞浆到线粒体内膜的基质侧是协助扩散，H+在线粒体内膜浓度更低，故 质子从线粒体基质运输到内膜胞浆侧是逆浓度梯度运输，方式是主动运输。
故填：主动运输
（2）据图1分析，“化学渗透假说”主要说明了H+的顺浓度梯度运输产生的能量供给了ATP的合成，解释了ATP的生成机制。提高线粒体内膜胞浆侧酸性，内膜胞浆与线粒体内膜的基质侧的H+浓度差更大，顺浓度梯度运输时提供更多能量，促进ATP的合成。 真核细胞有氧呼吸过程中，O2的与前两个阶段产生的NADH结合生成水，发生在线粒体内膜。
故填：ATP ； 促进 ； 线粒体内膜 。
（3）分析图2，有氧呼吸在氧浓度为0时，不产生CO2，因此②代表细胞的有氧呼吸曲线。随着氧浓度增大，有氧呼吸释放的CO2增多，最终趋于平衡，可能是受到呼吸酶的数量和活性的限制。
故填：② ； 呼吸酶的数量和活性
（4）图2的曲线①与曲线②相交 ，表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，而有氧呼吸葡萄糖与CO2释放量的关系为1：6，无氧呼吸的葡萄糖与CO2释放量的关系为1：2，释放CO2量相等，可知 有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为1：3。
故填：1：3
【分析】 有氧呼吸过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与；第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，在水的参与下，生成二氧化碳、大量的[H]和少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同，即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量；第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸，无氧呼吸第二阶段不产生能量。
19．【答案】（1）碱基对替换；不能
（2）核糖核苷酸；磷酸二酯
（3）核糖体；细胞骨架；空间结构
（4）磷脂双分子层；主动运输；TMEM175蛋白结构变化使其不能把溶酶体中多余的氢离子转运到细胞质基质中，进而使溶酶体中的pH下降，而pH会影响酶的活性，影响溶酶体的消化功能
（5）TMEM175蛋白结构的改变导致无法行使正常的功能，即使得溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响了溶酶体中相关酶的活性，导致细胞中α-Synuclein蛋白无法被分解，进而聚积致病。
【知识点】细胞器之间的协调配合；基因突变的类型；细胞骨架；遗传信息的转录；主动运输
【解析】【解答】（1）DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。碱基的替换只会改变某个位点的氨基酸种类，而帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生碱基的增添和缺失会影响多个位点的氨基酸种类，所以
碱基对替换而突变，神经元是体细胞，所以神经元中发生的基因突变不能遗传给后代。
（2）真核细胞的细胞核内，以DNA的一条链为模板，核糖核苷酸为原料，由RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，不断延伸合成mRNA，该过程即转录过程。
（3）在翻译过程中，mRNA转移到细胞质中，与核糖体结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，合成的多肽链再由囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架移动，由内质网到达高尔基体。蛋白质的结构与功能相适应，所以突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的空间结构改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
（4）溶酶体膜是生物膜，它是以磷脂双分子层为基本骨架的，所以磷脂双分子层对H+具有屏障作用，氢离子需要依靠膜上的转运蛋白从溶酶体外运输至细胞内，由图可知，细胞质基质的H+浓度小于溶酶体内侧，所以H+是逆浓度梯度进入溶酶体，属于主动运输。图中显示，TMEM175蛋白的功能是将H+从溶酶体内运输至细胞质基质，若TMEM175蛋白变异，即TMEM175蛋白结构变化使其不能把溶酶体中多余的氢离子转运到细胞质基质中，进而使溶酶体中的pH下降，而pH会影响酶的活性，影响溶酶体的消化功能。
（5）溶酶体内有多种水解酶，能够分解α-Synuclein蛋白，结合（4）分析可知，TMEM175蛋白结构的改变导致无法行使正常的功能，即使得溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响了溶酶体中相关酶的活性，导致细胞中α-Synuclein蛋白无法被分解，进而聚积致病。
【分析】1、转录是指以DNA为模板，四种核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。该过程需要DNA、4种核糖核苷酸、 RNA聚合酶、线粒体等。
2、分泌蛋白的合成过程
首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多钛链的合成。当合成了一段肽链后这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
3、物质跨膜运输的方式主要有三种：
自由扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，也不需要转运蛋白；
协助扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，但需要转运蛋白；
主动运输：物质从低浓度向高浓度转运，需要消耗能量和转运蛋白。
20．【答案】（1）④；②④；钾离子和Mal
（2）①②④；丙酮酸；NADH
（3）氢离子电化学势能
（4）吸水
（5）A；B；D
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；主动运输
【解析】【解答】（1）NADPH是光反应产生的，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，图中④是叶绿体；CO2固定产物的还原属于暗反应，暗反应的发生场所是叶绿体基质，同样对应图中的④。保卫细胞细胞液渗透压升高，该细胞吸水后会导致气孔打开，即气孔开闭与液泡内的渗透压大小有关，由图可知，钾离子和Mal会进入液泡，从而影响细胞液渗透压，最终引起气孔的开闭状况，所以液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子和Mal。
（2）ATP是由细胞有氧呼吸三个阶段或无氧呼吸第一阶段或光反应产生的，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，对应图中的①，有氧呼吸的第二、三阶段发生在线粒体，对应图中的②，光反应的发生场所是叶绿体的类囊体薄膜，对应图中的④；由图可知，PEP是磷酸烯醇式丙酮酸，该物质会转化为丙酮酸后进入线粒体后经过TCA循环产生NADH，NADH通过电子传递链氧化产生ATP。
（3）蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，使ATP中的能量转化为保卫细胞的细胞膜内外的氢离子电化学势能，后者被释放出来后可以驱动细胞吸收K+等离子。
（4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，Mal进入液泡后，使细胞液中的渗透压升高，导致保卫细胞吸水，促进气孔张开。
（5）由图可知，黑暗结束后，突变体ntt1内的淀粉粒面积远小于野生型WT，说明淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP，A符合题意；光照2h后，气孔张开，此时淀粉粒面积小于黑暗结束时的淀粉粒面积，说明光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B符合题意；由图可知，无论光照多久时间，突变体ntt1内的淀粉粒面积几乎没有改变，说明光照条件下突变体ntt1几乎不能合成淀粉粒，但不能说明几乎不能进行光合作用，因为光合作用产物还可能是除淀粉以外的糖类，C不符合题意；由图可知，光照8h后，野生型WT内淀粉粒面积较大，所以长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】1、分析图解：①是细胞质基质，②是线粒体，③是细胞液，④是叶绿体。
2、植物光合作用分为光反应和暗反应，光反应在类囊体薄膜上进行，主要进行水的光解产生氧气、电子和H+，以及NADPH和ATP的合成；暗反应在叶绿体基质中进行，主要是发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，最终产生有机物供植物利用。
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