微专题2 细胞的物质输入和输出
主|干|知|识|整|合
1.理清细胞的吸水和失水
提醒:渗透平衡≠浓度相等:达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧溶液的浓度未必相等,如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达到渗透平衡,但浓度不会相等。
2.判断物质出入细胞的方式
(1)常见物质出入细胞的方式的判断
自由扩散 小分子物质如 及脂溶性物质如 等
协助扩散 哺乳动物成熟红细胞吸收
主动运输 无机盐、葡萄糖、氨基酸等 梯度的运输
胞吞、胞吐 大分子物质、颗粒物质以及 等小分子物质
(2)模式图中物质出入细胞的方式的判断
a: b:
c: d:
(3)曲线图中物质跨膜运输方式的判断
①物质浓度(在一定浓度范围内)
②O2浓度
提醒:①生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的,如mRNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
②消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输,如胞吞、胞吐也消耗能量。
③同一种物质进出不同细胞的运输方式不一定相同,如葡萄糖进入哺乳动物的成熟红细胞(协助扩散)和进入小肠上皮细胞(主动运输)的方式不同。
易|错|易|混|辨|析
1.判断下列有关细胞吸水和失水叙述的正误
(1)(2021·湖北卷)红细胞在高渗NaCl溶液中体积缩小,在低渗NaCl溶液中体积增大的原因是细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液。( )
(2)(2021·湖南卷)质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低。( )
(3)(2022·福建卷)黑藻叶片细胞吸水时,细胞液的渗透压降低。( )
2.判断下列有关物质出入细胞方式叙述的正误
(1)(2024·新课标卷)人体小肠上皮细胞通过转运蛋白吸收肠腔中的氨基酸。( )
(2)(2024·湖北卷)人体内的缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞。( )
(3)(2023·全国甲卷)乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞。( )
(4)(2023·全国甲卷)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞。( )
(5)(2024·浙江卷)婴儿的肠道上皮细胞吸收母乳中的免疫球蛋白的过程不涉及受体蛋白识别。( )
(6)(2021·江苏卷)肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸。( )
原|因|原|理|阐|释
1.主动运输需要消耗ATP。在主动运输过程中,ATP的作用是
。
2.细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是 。
3.农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(N)和硝态氮(N)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中N和N的吸收具有偏好性。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
突破点 破解物质的特殊运输方式
转运蛋白、离子泵和质子泵
(2024·甘肃高考2题)维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(见下图)。下列叙述错误的是( )
A.细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B.细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外
C.H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运
D.盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
离子泵和质子泵
(1)离子泵属于复合蛋白,既具有酶的催化功能(催化ATP水解),又具有运输离子的功能,通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输,如下图所示钠钾泵:
(2)质子泵:具有运输H+的功能,也称为H+泵,又可分为P型、V型和F型质子泵。
①P型泵和V型泵利用ATP释放的能量进行物质跨膜运输,不同的是V型质子泵运输过程不涉及磷酸化和去磷酸化。
②F型质子泵存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上,转运H+过程中不形成磷酸化的中间体;F型质子泵不同于P型和V型质子泵,它以相反的方式发挥生理作用,利用质子动力势能合成ATP,又称作H+-ATP合成酶。
1.(2024·山东济宁模拟)ABC转运蛋白是一类ATP驱动泵,广泛分布于从细菌到人类各种生物的细胞中,ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.ABC转运蛋白具有催化和转运功能
B.ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发生改变
C.ABC转运蛋白的合成都需要多种细胞器的协调配合
D.通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输方式一定是主动运输
2.(2024·辽宁大连模拟)ATP驱动泵能利用ATP水解释放的能量将小分子或离子进行跨膜转运。有下图所示的3种类型。相关叙述错误的是( )
A.Ca2+泵可发生磷酸化改变泵的蛋白质构象进行Ca2+的转运过程
B.Na+-K+泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞外高Na+低K+的环境
C.V型质子泵与F型质子泵运输H+的方式不同,前者属于主动运输
D.F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体的内膜上
主动运输的三种类型
(2024·山东高考1题)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2的分解
D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
1.主动运输的能量来源分为三类(如图1):ATP直接提供能量——ATP驱动泵(ATP酶)、势能——协同转运蛋白、光能——光驱动泵。
2.协同运输是一种物质的逆浓度跨膜运输,其依赖于另一种物质的顺浓度跨膜运输,该过程消耗的能量来自离子电化学梯度势能(如图2)。
3.(2024·河北沧州模拟)研究表明,在盐胁迫下大量Na+进入植物根部细胞会抑制K+进入细胞,导致细胞中Na+/K+的比值异常,从而影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,下图表示其根细胞抵抗盐胁迫的有关机理,其根细胞膜或液泡膜两侧H+形成的电化学梯度,可促使根细胞将Na+转运到细胞膜外或液泡内。下列叙述错误的是( )
A.盐碱地土壤溶液浓度较大,会影响植物根细胞吸水,从而影响植物生长
B.转运蛋白a、b均为协助扩散H+的载体蛋白
C.转运蛋白c可将H+运入液泡,同时具有ATP水解酶活性
D.将Na+集中于细胞液中可避免影响蛋白质在细胞质基质中的合成
提示:完成课后作业 第一部分 专题一 微专题2
5 / 5复习讲义部分
第一部分 专题整合篇
专题一 细胞的分子基础、结构基础与物质运输
【主干知识·网络构建】
微量 离子 结构 运输物质 能源 储能
生命活动 遗传 纤维素和果胶 10糖蛋白 11流动性 12信息交流 13选择透过性 14核糖体 15自由扩散 16主动运输 17胞吞和胞吐18
疑点必查
1.N、Mg是构成叶绿素的必需元素,缺乏N、Mg等元素会导致叶绿素合成受阻,进而影响光反应。除此之外,N还是与光合作用有关酶等物质的组成元素
2.糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只有在糖类供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类
3.高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解
4.活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝染液是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝染液能通过细胞膜进入细胞,死细胞能被染成蓝色
5.①水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙;②膜上存在水通道蛋白,水分子可以通过通道蛋白通过膜
6.差速离心法 密度梯度离心
7.不是 18O是稳定同位素,不具有放射性
8.膜的成分被修饰,使得酶不能对其发挥作用;溶酶体膜因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身;因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用
微专题1
【必备知识·自主落实】
主干知识整合
1.(1) 第三 脱水缩合 合成 自由水 结合水
水的光解 第二 水解
(2) 离子 血红素 甲状腺激素 无机盐、蛋白质
Na+ 和Cl- 7.35~7.45 HC、H2CO3
K+外流 Na+内流 10与阴离子(Cl-)
(3)纤维素 糖原
2. 核糖体 基因突变 生产者 细胞器
基因重组 分解者
3.(1)糖蛋白、糖脂 选择透过性 细胞识别、免疫
(2)①吸收光能 ②与有氧呼吸有关的酶 ④水解酶
(3)①RNA、蛋白质 ②核仁
4.信息传递 叶绿体膜 连续性
易错易混辨析
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√
2.(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
3.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
原因原理阐释
1.提示:肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
2.提示:①差速离心法 差速离心最先沉降的是叶绿体,随后是线粒体,最后是核糖体
②pH应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同
3.提示:不一定。如某些蛋白类的酶催化化学反应时要发生形状改变,载体蛋白运输物质时也要发生形状改变,但它们都不会变性。
4.真核细胞内的核仁与核糖体的形成有关,核糖体是蛋白质合成的场所,核仁被破坏,不能形成核糖体,导致蛋白质的合成不能正常进行
5.有 类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体膜被破坏不影响类囊体薄膜的功能
【命题前沿·深化拓展】
突破点1
命题点1
典例引导
B 钙调蛋白是一种能与Ca2+结合的蛋白质,其合成场所是核糖体,A正确;钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B错误;由于氨基酸之间能够形成氢键等,从而使得肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,故钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C正确;钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器,钙调蛋白与Ca2+结合后,其空间结构可能发生变化,D正确。
针对练习
1.D 蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上,体现了酶可以催化一种或一类化学反应,说明酶具有专一性,A错误;由题干信息可知,蛋白质磷酸化反应的结果是“将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上”,ATP水解的产物是ADP和磷酸基团,因此该过程与ATP的水解有关,为吸能反应,B错误;蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可降低该反应的活化能,使反应速率更快,C错误;蛋白质活性变化与其结构改变有关,有些蛋白质空间结构的改变是可逆的,如载体蛋白和酶,D正确。
2.B 大肠杆菌的蛋白质是在核糖体上合成的,A正确;由题图无法得知GroEL催化ATP合成,GroES催化ATP水解,B错误;由题干可知,多肽链在筒内进行折叠形成一定的空间结构,C正确;GroES是由7个亚基构成的类似帽子的结构,待多肽链进入空筒后即盖上,多肽链在筒内进行折叠,待ATP水解后,GroES打开,多肽链被释放,故伴侣蛋白使蛋白质的折叠互不干扰,高效有序,D正确。
命题点2
典例引导
B 抑制MCT可减少乳酸进入神经元,减少自由基的产生,降低神经元损伤,A正确;Rheb蛋白能促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能,而Rheb蛋白失活,会导致进入神经元的乳酸更多,产生更多的自由基,使神经元损伤增加,B错误;由图可知,乳酸能进入神经元的线粒体中可分解产生ATP,故可作为神经元的能源物质,C正确;自由基可使蛋白质活性降低,自由基可攻击DNA分子导致DNA损伤,故自由基累积可破坏细胞内的生物分子,D正确。
针对练习
3.B 通过糖异生途径能使血糖水平上升,而肝脏是人体物质代谢的重要场所,因而糖异生过程最可能发生在肝细胞内,使非糖物质转化为葡萄糖从而升高血糖,以弥补肝糖原储备的不足,A正确;血糖浓度升高后,可通过促进 PEPCKⅠ的乙酰化从而抑制糖异生作用,防止血糖不断升高,为治疗和预防糖尿病提供可能,B错误,C正确;胰高血糖素可促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖,使血糖升高,PEPCKⅠ基因表达的产物使血糖升高,据此可推测PEPCKⅠ基因在细胞内的活跃表达可能与胰高血糖素的作用有关,D正确。
4.C 据图可知,乳酸在肝脏中经过糖异生途径,重新生成葡萄糖,可避免乳酸损失及防止因乳酸堆积引起酸中毒,A、D正确;肌肉细胞中肌糖原不能分解产生葡萄糖,可能与缺乏相应的酶有关,B正确;肌肉细胞无氧呼吸过程中,葡萄糖分子中的大部分能量转移到乳酸中,C错误。
突破点2
命题点1
典例引导
1.A 溶酶体是单层膜结构的细胞器,其中含有多种水解酶,是细胞中的“消化车间”,A错误;溶酶体内的蛋白酶的化学本质是蛋白质,合成场所在核糖体,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C正确;溶酶体内的pH比细胞质基质低,从溶酶体外溢后,由于pH不适宜,大多数酶的活性会降低,D正确。
2.C 由题干信息可知,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解,所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量,来支持基本的生命活动,A正确;当细胞长时间处在饥饿状态时,细胞无法获得足够的能量和营养物质,细胞自噬会过度活跃,导致细胞功能紊乱,可能会引起细胞凋亡,B正确;溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,在溶酶体内发挥作用,参与了细胞自噬过程,C错误;细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为,来支持基本的生命活动,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。
针对练习
1.D 据题图可知,溶酶体参与了细胞的自噬作用,具有溶酶体的细胞都可进行自噬作用,因此并不是具有吞噬作用的细胞才有自噬作用,A错误;据图可知,清除衰老损伤的细胞器是通过自噬作用完成的,清除衰老和损伤的细胞是通过吞噬作用实现的,B错误;溶酶体内部水解酶的最适pH呈酸性,而细胞质基质中的pH在7.0左右,故溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性会发生变化,C错误;在应对生存压力,如营养缺乏时,细胞自噬作用会增强,真核细胞通过降解自身非必需成分来获得生存所需的物质和能量,D正确。
2.B 巨自噬的方式即①过程中,包裹线粒体的双层膜可来自内质网,A正确;类型②中,受损蛋白通过胞吞作用进入溶酶体,其过程也需要膜上蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性,B错误;类型③中,伴侣蛋白识别带有KFERQ的靶蛋白并与之结合形成复合体,才能被运进溶酶体,因此需要依赖于信号分子与特异性受体的结合,C正确;营养缺乏时,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量,因而细胞自噬水平会加强,严重时可能会诱导凋亡,D正确。
命题点2
典例引导
A 科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关,A正确;摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别,C错误;变形虫移动过程中,纤维的消长是由其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。
针对练习
3.D 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,所以,某些细胞器可能附着在细胞骨架上,细胞骨架主要包括微管(MT)、微丝(MF)及中间纤维(IF)三种结构组分,A正确;依据题干信息,用秋水仙素处理体外培养的细胞时,细胞内的MT结构会被破坏,从而导致细胞内MT网络解体,所以可推测秋水仙素能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,可能与MT结构被破坏有关,B正确;分化的细胞具有不同的形态,可能与其细胞骨架的分布模式存在差异有关,C正确;并不是所有生物的细胞都具有细胞骨架系统、遗传信息表达系统和生物膜系统,如细菌没有生物膜系统,D错误。
4.B 由题意可知,微管参与组成细胞骨架,维持细胞形状并控制细胞运动是细胞骨架最显著的作用,因此微管维持并改变着细胞的形状,也是细胞器移动的轨道,A正确;微管的基本支架的主要成分是蛋白质,可被蛋白酶水解;细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,不能被蛋白酶水解,B错误;细胞骨架与细胞运动、能量转化和信息传递等生命活动密切相关,另外对于细胞正常形态的维持也有重要作用,C正确;紫杉醇通过阻止微管的解聚和重新组装从而抑制癌细胞增殖,其对正常细胞的增殖也有抑制作用,D正确。
命题点3
典例引导
1.B 原核细胞无核仁,有核糖体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,因此原核细胞能合成rRNA,A错误;核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成,B正确;mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;细胞在有丝分裂分裂期染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。
2.C 线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自主细胞器,其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A正确;基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,从而影响基因的转录,可影响基因表达,B正确;由表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C错误;RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核仁中,该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译,产物最终定位在核仁发挥作用,D正确。
针对练习
5.C 核孔复合体具有选择性,物质不能自由通过,核糖体蛋白质在细胞质中合成后进入细胞核是需要消耗能量的,A错误;蛋白质不在细胞核中合成,而是在细胞质中的核糖体上合成的,B错误;从图中可知核糖体大亚基和小亚基在细胞核中分别合成,在细胞质中完成组装,C正确;核糖体增殖发生在细胞分裂前的间期(G1期),D错误。
6.B 一个颗粒要沉降,它必须置换出位于它下方等体积的溶液,这只有当颗粒的质量大于被置换出的液体的质量时才能通过离心的手段达到,因此直接将真核细胞裂解液高速离心后不一定能获得核糖体,A错误;由题意可知,80S的核糖体解离为60S、40S两个亚基与其空间结构改变有关,B正确;物质的质量和密度越大,其沉降系数就越大,线粒体、叶绿体和细胞核的质量均大于核糖体,它们的沉降系数均大于80S,C错误;降低Mg2+浓度后,核糖体可解离为60S与40S的大、小亚基,此时,核糖体蛋白质中的肽键没有被破坏,D错误。
突破点3
命题点1
典例引导
A SRP参与抗体等分泌蛋白的合成,呼吸酶等胞内蛋白无需SRP参与,所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性,A正确;SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链,如呼吸酶等,B错误;核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链,同时核糖体是无膜细胞器不能形成囊泡,C错误;生长激素通过此途径合成并分泌,性激素属于固醇类,不需要通过该途径合成并分泌,D错误。
针对练习
1.A 根据题意,用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码免疫球蛋白(IgG)轻链的mRNA指导合成多肽,因此细胞内IgG轻链的合成起始于游离的核糖体,A错误;根据题意,用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码免疫球蛋白(IgG)轻链的mRNA指导合成多肽,发现合成的多肽比分泌到细胞外的成熟的免疫球蛋白在N端有一段多出的肽链片段(P),若添加粗面内质网,翻译的产物长度与活细胞分泌的肽链相同,且不含肽链P片段。因此推测肽链P可能参与IgG肽链进入粗面内质网,且在细胞内合成IgG过程中肽链P在粗面内质网内被剪切,B、C正确;若P肽段功能缺失,IgG无法进入内质网进行加工,也无法进入高尔基体进一步加工形成成熟的蛋白质,没有囊泡包裹运输,因此蛋白IgG将无法分泌到细胞外,D正确。
2.C 因为质体蓝素由细胞质基质中游离的核糖体合成,而不是由叶绿体中的核糖体合成,所以质体蓝素是由细胞核中的基因控制合成的,A错误;靶向序列X介导质体蓝素跨叶绿体膜运进叶绿体基质中,在叶绿体基质中被切除X序列,故在叶绿体基质中只能检测到Y序列;Y序列介导质体蓝素前体进入类囊体后被切除,综上所述,切除X的酶在叶绿体基质中,切除Y的酶在类囊体基质中,B错误;在细胞质基质中以前体形式合成后能检测到两段靶向序列,分别记为X、Y,在叶绿体基质中仅能检测到带有靶向序列Y的质体蓝素前体,因此类囊体薄膜上可能存在识别靶向序列Y的特异性受体,C正确;药物甲可以抑制这两段靶向序列的切除,会造成质体蓝素无法成熟,但不会导致质体蓝素前体在细胞质基质大量积累,D错误。
命题点2
典例引导
B 核糖体不具有膜结构,不能形成囊泡,A错误;蛋白P被排出细胞的过程是胞吐,胞吐过程存在生物膜的融合过程,依赖细胞膜的流动性,B正确;在碱性条件下,蛋白P的空间结构改变,不能被受体识别,C错误;被病原菌侵染后,蛋白P不能被受体识别是因为其空间结构发生了改变,体现了受体识别的专一性,D错误。
针对练习
3.B 核糖体不具有膜结构,因此囊泡不可能来自核糖体,A错误;蛋白质纤维组成的细胞骨架能锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂和分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,据此可推测,囊泡的运输依赖于蛋白质纤维构成的细胞骨架,B正确;囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性,C错误;囊泡通过膜融合在细胞器之间以及和细胞膜之间来回穿梭,因而能说明细胞内所有的膜结构可联系形成统一的整体,D错误。
4.B UPR不能降低内质网膜的流动性,减少囊泡的形成,蛋白质在内质网积累,A错误;UPR能激活相关的蛋白降解系统,水解错误折叠的蛋白质,在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤,B正确;UPR能够抑制核糖体合成蛋白质的功能,防止内质网中蛋白质的进一步积累,C错误;成熟蛋白质出高尔基体后的运输路线可能不同,D错误。
微专题2 细胞的物质输入和输出
【必备知识·自主落实】
主干知识整合
1.选择透过 原生质层
2.(1)CO2、O2 甘油、脂肪酸、苯 葡萄糖 逆浓度 神经递质
(2)a.主动运输 b.自由扩散 c.协助扩散 d.协助扩散
(3)①自由扩散 协助扩散或主动运输 ②自由扩散或协助扩散 主动运输
易错易混辨析
1.(1)√ (2)√ (3)√
2.(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
原因原理阐释
1.提示:为主动运输提供能量和使载体蛋白磷酸化,引起载体蛋白构象发生改变
2.提示:K+逆浓度梯度进入细胞,为主动运输,需消耗能量,呼吸受到抑制时提供的能量减少,故根细胞吸收K+的速率降低
3.提示:实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中N和N剩余量。
预期结果和结论:若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N;若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N。
【命题前沿·深化拓展】
突破点
命题点1
典例引导
C 细胞膜上的H+-ATP酶介导H+向细胞外转运时为主动运输,需要载体蛋白的协助。载体蛋白需与运输分子结合,引起载体蛋白空间结构改变,A正确;H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度,对Na+的运输同样起到抑制作用,C错误;盐胁迫下,会有更多的Na+进入细胞,为适应高盐环境,植物可能会通过提高Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平,以增加Na+-H+逆向转运蛋白的数量,从而将更多的Na+运出细胞,D正确。
针对练习
1.C ABC转运蛋白既能催化ATP的水解,又能转运小分子,A正确;据图知,ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发生改变,B正确;ABC转运蛋白广泛分布于从细菌到人类各种生物的细胞中,细菌是原核生物,只有核糖体这一种细胞器,因此细菌合成ABC转运蛋白不需要多种细胞器的协调配合,C错误;通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输需要ATP水解提供能量,因此该运输方式一定是主动运输,D正确。
2.D 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,使Ca2+的结合位点转向膜外,A正确;Na+-K+泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞外高Na+低K+的环境,B正确;由图可知,V型质子泵运输H+需要消耗ATP且需要载体的协助,前者属于主动运输,C正确;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叶绿体的类囊体膜,D错误。
命题点2
典例引导
B 由题干信息知,环核苷酸可以与Ca2+通道蛋白结合;而Ca2+通过Ca2+通道蛋白时,不需要与Ca2+通道蛋白结合,A错误。Ca2+通过Ca2+通道蛋白进入细胞的过程是顺浓度梯度的被动运输;细胞需通过主动运输维持其Ca2+浓度的内低外高,该过程需要消耗能量,B正确。Ca2+作为信号分子通过调控相关基因的表达间接抑制H2O2的分解,C错误。若被感染细胞内BAK1缺失,油菜素内酯就不能通过活化BAK1关闭Ca2+通道蛋白,不能使细胞内H2O2含量降低,D错误。
针对练习
3.D 盐碱地盐分过多,土壤溶液浓度较大,会影响植物根细胞吸水从而影响其生长,A正确;细胞膜外和液泡中的H+浓度均高于细胞质基质,H+经转运蛋白a、b跨膜运输均属于协助扩散,B正确;转运蛋白c可将H+逆浓度梯度运入液泡,且可水解ATP为该过程供能,C正确;蛋白质的合成场所是核糖体,不是细胞质基质,D错误。
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