微专题2 细胞的物质输入和输出
一、选择题
1.（2024·广西南宁二模）实验小组用紫色洋葱的鳞片叶外表皮为实验材料，进行了质壁分离实验。下列相关叙述错误的是（ ）
A.用低倍显微镜就能观察到质壁分离的情况
B.实验可以证明原生质层的伸缩性比细胞壁的大
C.水分子进出植物细胞需要载体，并且消耗ATP
D.细胞在质壁分离的过程中，其吸水能力逐渐增强
2.（2024·广东广州二模）海水稻能种植在盐碱地，与其根系的作用分不开。下列有关细胞质壁分离的叙述，正确的是（ ）
A.具有活性的植物细胞只要内外存在浓度差就会发生质壁分离
B.在同一蔗糖溶液中，不同根尖细胞发生质壁分离的程度相同
C.成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩性大
D.只有通过换高倍物镜、调高亮度，才能清晰观察到细胞的质壁分离
3.（2024·辽宁模拟预测）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度KNO3溶液中，按时间先后顺序依次选取了4个状态的细胞，比较液泡大小，如下表所示。关于这些细胞的叙述中，错误的是（ ）
状态 初始 状态1 状态2 状态3 状态4
液泡大小 100％ 57％ 100％ 107％ 107％
A.状态1液泡颜色可能会进一步加深
B.状态2细胞吸水能力大于初始
C.状态3的细胞液浓度等于外界溶液
D.状态4的细胞液浓度大于状态3
4.（2024·河北邯郸二模）细胞膜上存在的多种蛋白质，如通道蛋白、载体蛋白、受体蛋白等，能参与细胞的不同生命活动。如细胞膜上的H＋-ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞。下列相关叙述正确的是（ ）
A.水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于自由扩散
B.细胞膜通过H＋-ATP酶将H＋泵出细胞属于协助扩散
C.H＋-ATP酶将H＋泵出细胞时，其空间结构会发生改变
D.受体蛋白与信号分子结合并将信号分子转入细胞内发挥作用
5.（2024·广东深圳二模）胆固醇主要以LDL（低密度脂蛋白，其中包括胆固醇）的形式在血液中运输，LDL最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别并进入细胞中。上述LDL进入细胞的方式是（ ）
A.主动运输 B.协助扩散
C.自由扩散 D.胞吞
6.（2024·河北邯郸一模）图1表示衣藻细胞膜上存在的两种Ca2＋运输方式。衣藻细胞内Ca2＋浓度很低，只有水环境的万分之一到百万分之一，眼点感光可促使衣藻细胞膜上的Ca2＋通道打开，利于衣藻运动，图2表示衣藻鞭毛（本质是蛋白质）运动与细胞内Ca2＋浓度的关系，箭头表示衣藻的运动方向。下列有关分析错误的是（ ）
A.衣藻依赖图1中的b运输方式维持细胞内外Ca2＋的浓度差
B.衣藻两种鞭毛对10－9mol·L－1的Ca2＋反应不同可能与其蛋白质不同有关
C.眼点感光后，衣藻细胞内Ca2＋浓度快速上升，有利于衣藻向眼点侧移动
D.b运输方式可将细胞内Ca2＋浓度提升至10－8mol·L－1，此时衣藻将向正前方移动
7.（2024·河北沧州二模）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％。下列相关叙述错误的是（ ）
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，细胞死亡
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
8.（2024·湖南长沙模拟）图1为蚕豆保卫细胞膜中存在的K＋通道蛋白BLINK1，它可调控气孔快速开闭。保卫细胞的内外壁厚度不一样，当保卫细胞吸水膨胀或失水时，气孔就张开或关闭。图2为某同学绘制的物质跨膜运输相关的一个不完整的模型。下列说法正确的是（ ）
A.图中气孔开启的可能原因是保卫细胞以协助扩散吸收K＋，K＋进入后其细胞内浓度升高，细胞吸水
B.若图2中X轴表示根毛细胞外某物质的浓度，Y轴表示细胞对该物质的吸收速率，则该图表示的是主动运输，B点以后吸收速率不增加是由于K＋通道蛋白数量有限
C.若图2中X轴表示保卫细胞吸水过程中的液泡体积变化，那么Y轴不能表示细胞吸水的能力
D.蛋白质和多糖等生物大分子通过转运蛋白进出细胞
二、非选择题
9.（2024·河南焦作二模）土壤含盐量过高对植物生长造成的危害称为盐胁迫，碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长。图1是碱蓬叶肉细胞结构模式图，图2是碱蓬根细胞参与抵抗盐胁迫有关的示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。
（1）图1中细胞与动物细胞相比特有的结构有 （填序号）。盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于 （填标号）处溶液浓度，植物的根细胞发生质壁分离，此处的“质”指原生质层，由 三个部分组成。
（2）当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以 方式大量进入根部细胞，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同，这种差异主要由H＋-ATP泵以 方式将H＋转运到 来维持的，H＋的分布特点为 （蛋白）运输Na＋提供了动力。
（3）生物膜上转运蛋白的种类、数量、空间结构的变化，对物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是生物膜具有选择透过性的结构基础。转运蛋白功能存在差异的直接原因有 。
一、选择题
1.（2024·河南漯河模拟）现将细胞液浓度相同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入甲、乙、丙三个装有不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甲中细胞未发生变化；②乙中细胞体积增大；③丙中细胞发生了质壁分离。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，蔗糖溶液浓度大小关系为丙＞甲＞乙
B.水分交换平衡时，细胞的吸水能力大小关系为丙中细胞＞甲中细胞＞乙中细胞
C.水分交换平衡时，丙中细胞的细胞液浓度大于甲中细胞的细胞液浓度
D.水分交换平衡时，乙中细胞的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
2.（2024·陕西安康一模）某生物兴趣小组观察了洋葱外表皮细胞在3％KNO3溶液中的质壁分离现象，并每隔1分钟测量原生质体（脱去细胞壁的植物细胞）直径（L1）和细胞直径（L2）的比值，经计算，结果如表所示。下列叙述正确的是（ ）
时间/ 分钟 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
L1/L2 1 0.87 0.85 0.88 0.92 0.94 0.96 0.98 0.99 1
A.前3分钟，细胞的吸水能力一直在增强
B.实验结果显示，第2分钟后细胞开始吸收K＋和N
C.实验中KNO3溶液浓度先升高后降低，在第9分钟时基本恢复初值
D.第9分钟时，原生质体恢复初始大小，此时细胞内外仍会发生水分交换
3.（2024·河北沧州二模）哺乳动物小肠上皮细胞通过转运蛋白（TRPV6）顺浓度梯度吸收Ca2＋。Ca2＋由胞浆钙结合蛋白（CB）介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底侧膜转运，CB对胞内Ca2＋具有缓冲作用，而钠钙交换蛋白（NCX）和钙蛋白（PMCA）又可将Ca2＋转出细胞。NCX将Na＋顺浓度转入细胞内的同时将Ca2＋运出细胞，而PMCA则消耗ATP将Ca2＋运出细胞。下列相关叙述错误的是（ ）
A.细胞外Ca2＋浓度越高，TRPV6运输Ca2＋的速率就越快
B.当细胞外液中的Na＋浓度降低时，Ca2＋外流会受到抑制
C.PMCA和NCX均以主动运输方式将Ca2＋运出小肠上皮细胞
D.推测CB的存在可避免细胞内因Ca2＋浓度过高而产生的毒害作用
4.（2024·安徽合肥模拟）磷脂酸是一种常见的磷脂，在组成细胞膜脂质中的占比约为0.25％。盐胁迫时，磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合，促使SOS2通过接触激活钠氢转运蛋白SOS1，同时使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化而解除对AKT1的抑制。具体调节机制如下图所示，下列相关说法错误的是（ ）
A.SOS1能同时转运H＋和Na＋，具有特异性
B.在盐胁迫下，Na＋运出细胞的方式是主动运输
C.PA与SOS2结合，激活SOS1，使质膜内外H＋浓度差降低
D.盐胁迫下，SCaBP8发生磷酸化，可同时激活AKT1和HKT1
5.（2024·广东茂名二模）人体红细胞通过调控转铁蛋白受体（Tfrc）回收和转铁蛋白（Tf）循环的速度促进铁吸收，过程如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.含有Fe3＋的转铁蛋白会与转铁蛋白受体结合
B.转铁复合体进入红细胞能量来自细胞无氧呼吸
C.囊泡中的pH降低不利于Fe3＋从转铁蛋白上释放
D.上述的过程能够体现细胞膜具有一定的流动性
6.（2024·山东日照二模）集合管上皮细胞对集合管中的Na＋、Cl－重吸收机制如图，①～④表示转运蛋白。下列叙述错误的是（ ）
A.图中转运蛋白合成时需内质网和高尔基体的参与
B.Na＋、Cl－通过①以协助扩散的方式进入上皮细胞
C.②③转运物质时不需要与被转运的物质相结合
D.磷酸化引起④的空间结构变化有利于Na＋、K＋的转运
7.（2024·吉林长春三模）如图，心肌细胞在静息时，NCX（Na＋-Ca2＋共转运蛋白）和Ca2＋泵会将细胞质基质中过多的Ca2＋排出细胞，以维持细胞内外正常的Ca2＋浓度梯度。在某些病理条件下，NCX转为Na＋-Ca2＋“反向”运输模式，导致细胞内Ca2＋浓度过高，引起心肌损伤。下列叙述错误的是（ ）
A.膜外较高的Na＋浓度的维持依赖于Na＋-K＋泵介导的主动运输
B.Ca2＋与Ca2＋通道蛋白结合后顺浓度梯度进入细胞的方式是协助扩散
C.NCX抑制剂可降低由Na＋-Ca2＋“反向”运输所导致的心肌损伤的程度
D.Ca2＋泵发生磷酸化时伴随着能量的转移和空间结构的变化
二、非选择题
8.（2024·重庆模拟）高等植物体内的光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细胞移动到邻近的小叶脉，进入其中的筛管—伴胞复合体（SE-CC），再逐步汇入主叶脉运输到植物体的其他部位。如图为蔗糖进入SE-CC的途径之一。
（1）植物光合作用的产物有一部分是 ，还有一部分是蔗糖，光合产物通常以后者的形式运输。相较于前者，以蔗糖的形式运输的优点是 。
（2）蔗糖从叶肉细胞至SE-CC的运输（图1）可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过 （填结构）运输到韧皮薄壁细胞；②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间（包括细胞壁）中；③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中，如图2所示。若使用细胞呼吸抑制剂会导致蔗糖在叶肉细胞中含量 （填“上升”“下降”或“不变”）。
（3）下列实验结果支持某种植物存在上述运输方式的有 。
A.叶片吸收14CO2后，放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞，SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
（4）研究发现蔗糖能调节SU载体的含量，随着蔗糖浓度的提高，叶片中SU载体减少，反之则增加。说明蔗糖除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外，还具有 功能。
6 / 6专题跟踪检测部分
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
微专题1 细胞的分子基础和结构基础
A级基础强化练
1.D Mg是大量元素，A错误；无机盐不是能源物质，不能补充人体运动时消耗的能量，B错误；由于自由水在细胞内的含量远远大于结合水，无论代谢强弱，自由水含量都多于结合水，C错误；无机盐在细胞中大多数以离子的形式存在，也有化合态形式存在，比如钙在骨骼中以化合物的形式存在，D正确。
2.A 几丁质加工后可以形成新型伤口敷料，它可有效阻止血液继续流出并启动凝血，因此该多糖是几丁质，A正确、B、C、D错误。
3.D 脂肪球膜蛋白发生变性主要是因为空间结构被破坏，A错误；脂肪只含有C、H、O三种元素，蛋白质至少含有C、H、O、N四种元素，B错误；脂肪不是生物大分子，C错误；变性的蛋白质含有肽键结构，可以与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
4.D 系统素为18肽，则由18个氨基酸通过脱水缩合形成，A正确；植物被昆虫食害后，体内系统素从受伤害处传至未受伤害处，激活蛋白酶抑制剂基因的表达，促进防御蛋白质的合成，由此可推测系统素是一种信号传递分子，B正确；促进蛋白酶抑制剂基因的表达，促进防御蛋白质的合成，这有助于植物防御能力的提高，C正确；高温处理一般不会影响系统素的肽键结构，故高温处理后的系统素仍会与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。
5.D 植物液泡内有细胞液，含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺，A正确；内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，B正确；真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架，细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，C正确；高尔基体是具有单层膜结构的细胞器，含有磷脂分子，中心体没有膜结构，不含磷脂分子，D错误。
6.B 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物所组成的分子，是构成细胞膜的重要成分，A错误；磷脂与蛋白质等分子有机结合构成的细胞膜具有屏障作用，保障了细胞内部环境的相对稳定，B正确；脂肪酸是合成细胞膜上各种磷脂的关键成分，抑制FAS Ⅱ通路，细菌可从环境中获取脂肪酸，不能达到抑制金黄色葡萄球菌繁殖的目的，C错误；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多，细胞膜的功能主要取决于膜中蛋白质的种类及含量，D错误。
7.D 线粒体具有双层膜，4层磷脂分子，A错误；哺乳动物成熟的红细胞中不含线粒体，B错误；细胞质基质也能为细胞代谢提供能量，C错误；用差速离心法可分离出线粒体，D正确。
8.C 细胞蛇的形态和数量在细胞中是不恒定的，在相关物质迅速合成时，细胞蛇也变得更为发达，体现了细胞蛇形态和数量变化与功能相适应，A正确；细胞蛇可以催化细胞中重要物质的合成，降低化学反应的活化能，B正确；细胞蛇是某些细胞中的一种细胞结构，并非所有细胞都存在，不能揭示细胞的统一性，C错误；细胞蛇只由蛋白质形成，彻底水解后的产物只有氨基酸，D正确。
9.B 溶酶体内的水解酶由核糖体合成，A错误；内质网的自噬过程需要信息分子与内质网自噬受体结合，B正确；内质网自噬过程依赖于生物膜的流动性，C错误；若细胞中PINK1转化为Parkin的渠道异常，而Parkin会抑制内质网自噬，则会减弱对内质网自噬的抑制作用，D错误。
10.（1）自由水 参与光反应，水分解为O2和H＋；参与有氧呼吸第二阶段，水和丙酮酸反应生成CO2和NADH（或[H]） （2）淀粉分解为可溶性糖可以增大细胞的渗透压，以减少水分散失
（3）经干旱胁迫处理后的长势相同的同种 两 实验组植株的叶片喷施一定浓度的GABA，对照组植株的叶片喷施等量的蒸馏水 干旱程度相同的
解析：（1）植物细胞中水的存在形式有自由水和结合水，干旱胁迫下散失的水主要是自由水；自由水在植物叶肉细胞中可参与光反应，被分解为O2和H＋，也可参与有氧呼吸第二阶段，水和丙酮酸反应生成CO2和NADH（或[H]）。（2）干旱胁迫下植物（叶片）可溶性糖的含量显著增加，淀粉含量显著降低，淀粉转化为可溶性糖能增大植物细胞的渗透压，从而减少水分散失。（3）为进一步探究叶面喷施一定浓度的外源GABA是否能缓解植物的干旱胁迫症状。该实验的自变量为是否喷施一定浓度的外源GABA，因变量为植物的生长情况，可通过检测植物体光合作用速率、植株含水量、光合作用色素含量等生理指标来判断。因此实验步骤为：将经干旱胁迫处理后的长势相同的同种的植物若干，平均分为两组。实验组植株的叶片喷施一定浓度的GABA，对照组植株的叶片喷施等量的清水（蒸馏水）。将各组置于干旱程度相同的环境中继续培养一段时间。观察植物的生长情况，并定期测量植物体光合作用速率、植株含水量、光合作用色素含量等生理指标的变化情况。比较实验组和对照组的实验数据差异，分析判断叶面喷施一定浓度的外源GABA是否能缓解植物的干旱胁迫症状。
11.（1）乙 （2）核糖体 （3）e、h 酶 （4）①自身不能合成胆碱 ②成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记 ③Ⅲ
解析：（1）图中甲表示细胞核，乙表示线粒体，丙表示叶绿体；处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞没有叶绿体和成形的细胞核，但是有线粒体。（2）图中c表示核仁，蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大，而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小，而蛋白质的合成场所是核糖体，因此说明核仁与核糖体的形成有关。（3）叶绿体和线粒体都具有增大膜面积的方式，线粒体通过e内膜向内折叠增大了有氧呼吸第三阶段的面积，叶绿体通过h类囊体薄膜的堆叠增大了光合作用光反应的场所，从而为这些反应需要的酶提供更多的附着场所。（4）①根据题意分析，链孢霉营养缺陷型突变株在加有胆碱的培养基中培养，说明链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱。②另一种培养基成分应该与前一步骤中的培养基相同，只是胆碱没有3H标记，这样能使链孢霉营养缺陷型突变株生长环境相同，排除培养基差异带来的影响，又能检测原有放射性物质的变化。③根据表格数据分析，测得的相对放射性隔代逐渐减少一半，可以看出线粒体是由分裂增殖形成的，即假设Ⅲ成立。
B级综合提升练
1.D Prestin蛋白的合成方式是氨基酸之间的脱水缩合，该过程需要消耗能量，A错误；Prestin蛋白与其他蛋白功能不同在于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构的不同，B错误；Prestin蛋白彻底水解后的产物是氨基酸，C错误；依据题干信息，Prestin运动蛋白，负责控制外毛细胞的收缩和伸长，所以Prestin蛋白基因缺失会影响人类外毛细胞的收缩和伸长，D正确。
2.B 据图可知，蛋白质的泛素化过程要消耗ATP，因此，蛋白质的泛素化过程需要消耗能量，A正确；异常蛋白的泛素化修饰过程特异性主要体现在对不同异常蛋白的作用，而对异常蛋白起作用的是E3，因此，蛋白质泛素化的特异性主要与E3有关，B错误；依题意，泛素—蛋白酶体系统（UPS）是真核细胞中一种异常蛋白降解途径，在真核细胞中，溶酶体也可以降解蛋白，因此，真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中，C正确；据图可知，异常蛋白经泛素化修饰后转移至蛋白酶体后被降解成多肽，由此可知，在UPS中，蛋白酶体具有催化功能，D正确。
3.D 细胞骨架是由蛋白质纤维构成的与物质运输等生命活动有关的结构，A正确；结合图示可知，正常酵母菌中内质网分泌的小泡能定向运输到高尔基体并发生膜融合，B正确；突变型酵母菌至少有25个基因与囊泡的定向运输有关，这些酵母菌在25 ℃时分泌功能正常，因此分泌突变体A、B的差异，可能是由于温度升高导致与囊泡运输有关的基因表达异常所致，C正确；用3H标记氨基酸的羧基与氨基生成含3H的水，蛋白质无3H，D错误。
4.A 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，而不是由纤维素和蛋白质组成的，A错误；②表示内质网，③表示高尔基体，④表示溶酶体，⑤表示线粒体，生物膜将其隔开，使多种化学反应可以同时进行、互不干扰，B正确；④表示溶酶体，其内含有大量的水解酶，根据图示，带M6P标志的蛋白质最终可能会形成多种水解酶，所以带M6P标志的蛋白质可在④内分解衰老细胞器和进入细胞的病原体，C正确；受体是信息分子被靶细胞（结构）识别的必需结构，所以若⑥表面缺少受体，可能会因识别不畅，导致蛋白质运输出现障碍或不能准确释放到目的地，D正确。
5.B 蛋白质的降解需要破坏肽键，肽键的断裂需要水的参与，A正确；蛋白酶体在降解蛋白质过程中起催化作用，降低了化学反应的活化能，并不提供能量，B错误；对照组中加入的是放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与不含细胞提取物的缓冲液，结合电泳结果可推测，蛋清溶菌酶的分子量是14 500道尔顿，C正确；若“支持”需降解蛋白质上连接4个以上泛素蛋白后才能被降解，则电泳结果的分子量会出现5种，依次为14 500＋8 500＝23 000、23 000＋8 500＝31 500、31 500＋8 500＝40 000、40 000＋8 500＝48 500，而该数据与图示的结果相同，因而该结果支持上述结论，D正确。
6.C 用紫外线照射线粒体，使得线粒体DNA突变，可能导致线粒体异常分裂增多，A正确；溶酶体能吞噬衰老损伤的细胞器，线粒体分裂出现的异常部分可能会被溶酶体融合而被水解清除，B正确；葡萄糖不能直接进入线粒体中氧化分解，要先在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体进一步氧化分解，C错误；由图可知，线粒体的“异常”分裂涉及线粒体的一分为二，分裂过程中存在膜的缢裂，体现了生物膜的流动性，D正确。
C级应用创新练
7.（1）丙酮酸、[H] （2）内质网 溶酶体 （3）运动组的小鼠心肌细胞内自噬小泡比对照组的多 （4）高强度的急性运动可能会使线粒体超负荷，导致损伤更多的线粒体，进而产生包括炎症反应在内的一系列不良反应
解析：（1）线粒体是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行，故在检测介质中加入各组小鼠离体心肌线粒体，置于适宜的温度和气体环境中，应加入有氧呼吸第二阶段的反应物丙酮酸、[H]、ADP和Pi等启动线粒体内有氧呼吸大量生成ATP的反应。（2）损伤的线粒体可通过自噬机制被清除，由图可知，来源于内质网的囊泡将损伤的线粒体包裹，然后与溶酶体结合将包裹的线粒体降解，故图中a来源于内质网，b代表溶酶体。（3）由图可知，运动组的小鼠心肌细胞内自噬小泡比对照组的多，因此可推测适量运动可以提高线粒体自噬水平从而延缓心肌细胞衰老。（4）已知高强度的急性运动反而会引起包括炎症反应在内的一系列不良反应，而适量运动通过提高线粒体自噬水平延缓心肌细胞衰老，故推测高强度的急性运动可能会使线粒体超负荷，导致损伤更多的线粒体，进而产生包括炎症反应在内的一系列不良反应。
微专题2 细胞的物质输入和输出
A级基础强化练
1.C 紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞体积较大，用低倍显微镜就能观察到质壁分离的情况，A正确；由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，发生质壁分离，该实验可以证明原生质层的伸缩性比细胞壁的大，B正确；水分子进出植物细胞的方式为自由扩散和协助扩散，均不消耗ATP，C错误；细胞在质壁分离的过程中，细胞不断失水，细胞液浓度增加，其吸水能力逐渐增强，D正确。
2.C 具有活性的植物细胞只有具有成熟的大液泡且外界溶液浓度大于细胞液浓度时才会发生质壁分离，A错误；不同根尖细胞的细胞液浓度不一定相同，故不同根尖细胞在同一蔗糖溶液中发生质壁分离的程度不一定相同，B错误；成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩性大，故可在一定条件下发生质壁分离，C正确；细胞的质壁分离在低倍物镜下就可以观察到，D错误。
3.C 状态1液泡大小为57％，说明细胞失水，液泡颜色可能会进一步加深，A正确；因为植物细胞会主动吸收K＋，导致细胞液的浓度增加，细胞的吸水能力比初始大，B正确；状态2时细胞已经开始发生质壁分离复原，说明细胞液的浓度大于外界溶液，因此随着时间增加状态3液泡继续增加，到状态4时不变了，由于植物细胞壁的支撑作用，细胞液的浓度要大于外界溶液，因此状态3的细胞液浓度也大于外界溶液，C错误；状态4和状态3的液泡大小相同，但是状态4的时间更长，吸收了更多的K＋，因此状态4的细胞液浓度大于状态3，D正确。
4.C 通道蛋白参与协助扩散，所以水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于协助扩散，A错误；细胞膜通过H＋-ATP酶将H＋泵出细胞时需要消耗ATP水解释放的能量，所以属于主动运输，B错误；依据题意，H＋-ATP酶是一种载体蛋白，其在每次转运时，都会发生自身构象的改变，即空间结构发生改变，C正确；受体蛋白与信号分子结合，发挥信息交流的作用，但并不会将信号分子转入细胞内，D错误。
5.D 由题干信息可知，LDL为脂蛋白颗粒，属于大分子物质，则其进入细胞的方式为胞吞，D正确，A、B、C错误。
6.D 图1中的b运输方式需要消耗能量，属于主动运输，细胞依靠主动运输维持细胞内外离子浓度差，A正确；Ca2＋浓度为10－9mol·L－1时，顺式鞭毛和反式鞭毛的反应不同，可能与组成两种鞭毛的蛋白质不同有关，B正确；由图2可以看出，眼点感光后，衣藻细胞内Ca2＋浓度快速上升，反式鞭毛弯曲运动，利于衣藻向眼点侧移动，C正确；b运输方式会使细胞内Ca2＋浓度减小，a运输方式可使细胞内Ca2＋浓度升高，以促进衣藻向眼点侧移动，D错误。
7.C 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，质壁分离程度越小，两者呈负相关，A正确；实验中4 ℃低温处理下的细胞M值均显著低于常温下细胞，故4 ℃低温处理的细胞质壁分离程度均显著低于常温下细胞，B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，但不一定会导致死亡，C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多转化为结合水，使细胞液浓度增大，进而适应低温环境，D正确。
8.C 分析图1，在光照条件下，K＋通过钾离子通道（BLINK1）进入气孔细胞，需消耗能量，属于主动运输。由于K＋通过离子通道进入气孔细胞内，细胞内浓度升高，提高了胞内渗透压，保卫细胞吸水膨胀，气孔快速开启，A错误；若图2中X轴表示根毛细胞外某物质的浓度，Y轴表示根毛细胞对该物质的吸收速率，则图示曲线表示的运输方式是协助扩散或主动运输，制约B点以后吸收速率的原因是载体数量有限或能量有限，B错误；液泡的体积越大，细胞液的渗透压越小，细胞的吸水能力减弱，因此若X轴表示液泡体积，那么Y轴不能表示细胞吸收水分的能力，C正确；蛋白质和多糖等生物大分子由于分子太大，靠转运蛋白无法运输，它们进出细胞通过胞吞和胞吐，D错误。
9.（1）①②⑨ ② 细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质 （2）协助扩散 主动运输 液泡内和细胞膜外 NHX和SOS1 （3）构成转运蛋白的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，以及不同转运蛋白的空间结构不同
解析：（1）题图1为高等植物（碱蓬）叶肉细胞，与动物细胞相比，特有的结构为①（细胞壁）、②（大液泡）、⑨（叶绿体）。盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞②处细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长。原生质层是由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。（2）根据各部分的pH可知，H＋借助转运蛋白SOS1顺浓度梯度从细胞膜外运输到细胞质基质形成的势能，为Na＋从细胞质基质运输到细胞膜外提供了动力，说明细胞膜外Na＋浓度高于细胞质基质，因此Na＋以协助扩散的方式顺浓度梯度大量进入根部细胞；由题图可知，H＋-ATP泵运输H＋进入液泡时，以及将细胞质基质的H＋运输到细胞膜外需要消耗ATP，故为主动运输。同时H＋借助转运蛋白NHX顺浓度梯度从液泡内运输到细胞质基质形成的势能，为Na＋从细胞质基质运输到液泡内提供了动力。因此H＋的分布特点为NHX和SOS1运输Na＋提供了动力。（3）细胞膜的功能主要由膜上的蛋白质种类和数量决定，耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化。结构决定功能，转运蛋白功能存在差异的直接原因有构成转运蛋白的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，以及不同转运蛋白的空间结构不同。
B级综合提升练
1.D 甲中细胞未发生变化，说明水分交换前甲中的蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度；乙中细胞体积增大，说明细胞吸水，水分交换前乙中的蔗糖浓度小于细胞液浓度；丙中细胞发生了质壁分离，说明细胞失水，水分交换前丙中的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，故水分交换前，蔗糖溶液浓度大小关系为丙＞甲＞乙，A正确；甲中细胞未发生变化，细胞液浓度未发生变化，吸水能力不变；乙中细胞体积增大，细胞吸水，细胞液浓度变小，吸水能力变小；丙中细胞发生了质壁分离，细胞失水，细胞液浓度变大，吸水能力变强，故水分交换平衡时，细胞的吸水能力大小关系为丙中细胞＞甲中细胞＞乙中细胞，B正确；甲中细胞未发生变化，细胞液浓度未发生变化，丙中细胞发生了质壁分离，细胞失水，细胞液浓度变大，故水分交换平衡时，丙中细胞的细胞液浓度大于甲中细胞的细胞液浓度，C正确；乙中细胞体积增大，细胞吸水，细胞液浓度变小，由于细胞壁的伸缩性比较小，在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，水分交换平衡时，乙中细胞的细胞液浓度无法确定与外界蔗糖溶液的浓度的关系，D错误。
2.D 前3分钟，L1/L2的比值先减小后增大，细胞的吸水能力先增强后减小，A错误；实验结果显示，2分钟时，L1/L2变化的幅度比1分钟时小很多，说明2分钟前细胞就开始吸收K＋和N，B错误；实验中细胞失水KNO3溶液浓度先降低，与此同时硝酸根离子和钾离子以主动运输的方式进入洋葱外表皮细胞，因此实验中KNO3溶液浓度逐渐降低，C错误；第9分钟时，L1/L2与初始相同，原生质体恢复初始大小，此时细胞内外仍会发生水分交换，D正确。
3.A TRPV6运输Ca2＋的方式为协助扩散，其运输Ca2＋的速率受细胞外Ca2＋浓度和TRPV6数量的影响，A错误；由题意知，NCX将Na＋顺浓度转入细胞内的同时将Ca2＋运出细胞，细胞内外Na＋浓度差减小后，会导致Ca2＋运出细胞受阻，B正确；PMCA消耗ATP将Ca2＋运出细胞，而NCX则是利用膜内外Na＋浓度差产生化学势能将其运出细胞，两者运输Ca2＋的方式均属于主动运输，C正确；细胞内Ca2＋含量过高会对细胞产生毒害作用，而CB对细胞内Ca2＋具有缓冲作用，D正确。
4.D 转运蛋白SOS1能同时转运H＋和Na＋，而不能转运其他离子，说明其具有特异性，A正确；钠离子通过HKT1（Na＋通道蛋白）顺浓度进入细胞，为协助扩散，则Na＋逆浓度梯度运出细胞的方式为主动运输，B正确；盐胁迫时，磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合，致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1，促进H＋协助扩散进入细胞内，进而使质膜内外H＋浓度差降低，C正确；盐胁迫下，磷酸化的SCaBP8解除了对AKT1的抑制，可能激活AKT1，但不能直接激活HKT1，D错误。
5.C 根据题意和图示可知，含有Fe3十的转铁蛋白会与转铁蛋白受体结合，A正确；转铁复合体进入红细胞的方式是胞吞，需要消耗能量，红细胞进行无氧呼吸，因此能量来自细胞无氧呼吸，B正确；根据题意可知，铁离子从转铁蛋白上释放需要pH降低，因此囊泡中的pH降低有利于Fe3＋从转铁蛋白上释放，C错误；上述的过程包括胞吞和胞吐，能够体现细胞膜具有一定的流动性，D正确。
6.B 图中转运蛋白位于细胞膜上，其合成时需内质网和高尔基体的参与，A正确；钠离子主要存在于细胞外液中，因此Na＋进入细胞的方式是协助扩散，而从细胞中转运出来的方式为主动运输，而Cl－通过③方式转运出细胞是顺浓度梯度进行的，因此为协助扩散方式，其进入上皮细胞的方式为主动运输，该过程消耗的是钠离子的梯度势能，B错误；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，故图中②③转运物质时均不需要与被转运的物质相结合，C正确；磷酸化引起④钠钾泵的空间结构变化进而实现了Na＋、K＋的转运，该过程需要消耗能量，为主动运输，D正确。
7.B Na＋-K＋泵通过消耗ATP将Na＋运输至膜外，将K＋运输至膜内，该过程为主动运输，因此膜外较高的Na＋浓度的维持依赖于Na＋-K＋泵介导的主动运输，A正确；通道蛋白在运输物质时，不会与被运输物质结合，B错误；在某些病理条件下，NCX转为Na＋-Ca2＋“反向”运输模式，导致细胞内Ca2＋浓度过高，引起心肌损伤，NCX抑制剂可降低由Na＋-Ca2＋“反向”运输所导致的心肌损伤的程度，C正确；Ca2＋泵发生磷酸化时伴随着ATP中能量的转移，其空间结构也发生变化，D正确。
C级应用创新练
8.（1）淀粉 蔗糖相对分子量较小且易溶于水 （2）胞间连丝 上升 （3）ABD （4）信息传递
解析：（1）植物光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖，光合产物通常以蔗糖的形式运输，相较于淀粉，以蔗糖的形式运输的优点是蔗糖相对分子量较小且易溶于水。（2）图中，蔗糖从叶肉细胞至SE-CC的运输可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞；②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间（包括细胞壁）中；③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中：胞内H＋通过H＋泵运输到细胞外空间，使细胞外空间H＋浓度高于细胞内，H＋内流产生的能量，有助于SU载体将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中，因此蔗糖进入SE-CC中是主动运输，使用细胞呼吸抑制剂会减少ATP的产生，降低主动运输速率，因此会降低蔗糖向SE-CC中的运输速率，导致蔗糖在叶肉细胞中积累，蔗糖在叶肉细胞中含量上升。（3）叶片吸收14CO2后，放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中，说明物质是蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输，符合上述运输方式，A正确；用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入SE-CC的速率降低，说明物质运输方式需要载体蛋白协助，符合上述运输方式，B正确；将不能通过质膜的荧光物质注入叶肉细胞，荧光物质无法通过细胞膜进入到SE-CC，而在SE-CC中检测到荧光，说明荧光物质是直接通过胞间连丝进入SE-CC，不符合上述运输方式，C错误；与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉，说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC中的重要载体，符合上述运输方式，D正确。故选A、B、D。（4）叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响，呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高，叶片中SU载体减少，反之则增加可知，蔗糖能调节SU载体的含量，即蔗糖可以调节一些生命活动，体现了蔗糖的信息传递功能。
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