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专题02 物质运输、酶与ATP
1．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ)·5）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
【解析】
【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。
2．（2020年江苏省高考生物试卷·5）图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是（ ）
A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B．Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞
D．口服维生素D通过方式⑤被吸收
【答案】A
【解析】
【分析】
由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式①为主动运输；Na+逆浓度梯度运出小肠上皮细胞和K+逆浓度梯度进入小肠上皮细胞的过程均需要载体和能量，则方式②为主动运输；方式③葡萄糖运出小肠上皮细胞是顺浓度梯度，需要载体协助，为协助扩散；水进入细胞的方式④为自由扩散；多肽等大分子物质进入细胞的方式⑤为胞吞。
【详解】
A、葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；
B、由图示可知，Na+主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；
C、多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；
D、维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。
故选A。
3．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·10）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是（ ）
A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
【答案】C
【解析】
【分析】
探究pH对过氧化氢酶的影响实验中，自变量是过氧化氢酶所处环境的pH，因变量是过氧化氢酶的活性，通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映，其他条件为无关变量，应保持相同且适宜。
【详解】
A、温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；
B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；
C、应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；
D、比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围，D正确。
故选C。
4．（2019全国卷II·3）某种H﹢-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H﹢。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是
A．H﹢-ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H﹢转运到细胞外
B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H﹢-ATPase发挥作用导致H﹢逆浓度梯度跨膜运输
C．H﹢-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H﹢所需的能量可由蓝光直接提供
D．溶液中的H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
【答案】C
【解析】载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明即H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D正确。
5．（2019天津卷·2）下列过程需ATP水解提供能量的是
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解
D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
【答案】B
【解析】唾液淀粉酶水解淀粉，形成麦芽糖，不消耗能量，A错误；生长素的极性运输是以主动运输的方式，在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端，需要ATP提供能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解，需要光能，不需要ATP功能，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸，不需要ATP供能，D错误。因此，本题答案选B。
6．（2019天津卷·3）植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。下列叙述正确的是
A．蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开
B．钙离子通过自由扩散进入植物细胞
C．细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关
D．细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染
【答案】D
【解析】蛋白水解酶能使蛋白质的肽键断开，生成氨基酸，A错误；钙离子通过主动运输进入植物细胞，B错误；细胞色素c位于线粒体内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，促进[H]和O2结合，生成水，C错误；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D正确。因此，本题答案选D。
7．（2019浙江4月选考·9）哺乳动物细胞在0．9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是
A．在高于0．9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B．在0．9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C．在低于0．9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
【答案】C
【解析】在高于0．9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离，A选项错误；在0．9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B选项错误；在低于0．9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破，C选项正确；渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，D选项错误。
8．（2019浙江4月选考·10）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：
据此分析，下列叙述错误的是
A．实验的可变因素是催化剂的种类
B．可用产生气泡的速率作检测指标
C．该实验能说明酶的作用具有高效性
D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
【答案】D
【解析】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类，A选项正确；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标，B选项正确；该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性，C选项正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶，均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验，D选项错误。故错误的选项选择D。
9．（2019浙江4月选考·15）将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表：
下列叙述正确的是
A．溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B．若不断提高温度，根细胞吸收H2PO4-的量会不断增加
C．若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO3-的吸收
D．细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
【答案】D
【解析】分析表格数据可知，豌豆根部组织细胞内的Mg2+、H2PO4-和NO3-的浓度均高于外部溶液，故三种离子进入细胞的方式均为主动转运，主动转运消耗ATP，并且需要借助载体蛋白。溶液通氧状况会影响根细胞的需氧呼吸，影响ATP的合成，进而影响吸收的Mg2+的量，A选项错误；不断提高温度，根细胞中需氧呼吸的酶的活性可能会受到抑制，影响需氧呼吸合成ATP，进而影响根细胞吸收H2PO4-的量可能减少，B选项错误；若溶液缺氧，豌豆根细胞厌氧呼吸为酒精发酵，会产生乙醇和二氧化碳，C选项错误；细胞呼吸的电子传递链过程是[H]和氧气结合生成水，并产生大量ATP的过程，可为吸收离子功能，D选项正确。
10．（2019浙江4月选考·27）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是
A．将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1
B．严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低
C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1
D．某动物以草为食，推测上述比值接近1
【答案】A
【解析】果蔬中利用的能源物质为糖类，储藏于充满氮气的密闭容器中，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值应当等于1，A选项错误；严重的糖尿病患者利用的葡萄糖会减少，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低，B选项正确；富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C选项正确；某动物以草为食，则主要的能源物质为糖类，则产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D选项正确。故错误的选项选择A。
11．（2018全国Ⅰ卷·3）下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是
A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO3－
B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收
C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收
D．给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象
【答案】A
【解析】植物根细胞从土壤中能吸收无机盐，但无机盐需以离子形成存在，所以N2不能直接吸收利用，A错误；根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，主动运输需要消耗能量，农田适时松土能促进根系的有氧呼吸，为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量，因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B正确；土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物，产生无机盐离子，从而可以被根系吸收，C正确；给玉米施肥过多时，会使土壤溶液浓度过高，大于根系细胞溶液的浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而萎蔫，引起“烧苗”现象，D正确。
12．（2018全国Ⅱ卷·2）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是
A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
【答案】C
【解析】病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。
13．（2018全国Ⅲ卷·3）神经细胞处于静息状态时，细胞内外K+和Na+的分布特征是
A．细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内
B．细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内
C．细胞外K+浓度高于细胞内，Na+相反
D．细胞外K+浓度低于细胞内，Na+相反
【答案】D
【解析】由于神经细胞处于静息状态时，膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子通过协助扩散方式外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，产生内负外正的静息电位，随着钾离子外流，形成内负外正的电位差，阻止钾离子继续外流，故细胞外的钾离子浓度依然低于细胞内；当神经细胞受到刺激时，激活钠离子通道，使钠离子通过协助扩散方式往内流，说明膜外钠离子浓度高于膜内，据此判断，A、B、C错误，D正确。
14．（2018北京卷·1）细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以（自由）扩散方式通过细胞膜的是
A．Na+
B．二氧化碳
C．RNA
D．胰岛素
【答案】B
【解析】一般Na+内流时属于协助扩散，Na+外流时属于主动运输，A错误；二氧化碳的运输属于自由扩散，B正确；RNA通过核孔进入细胞质，需要消耗能量，不是自由扩散，C错误；胰岛素是通过胞吐被分泌出细胞的，D错误。
15．（2018浙江卷·10）ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
【答案】C
【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP-ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B错误；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，C正确；ATP分子中含有2个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，D错误。
16．（2018浙江卷·17）在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是
A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂
【答案】C
【解析】甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A错误；甲→乙变化表明，细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是：结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小，B错误；乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水所致，C正确；细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂，D错误。
17．（2018海南卷·6）将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2＋和SO42-的含量下降，下列叙述不合理的是
A．Mg2＋通过自由扩散进入根细胞
B．MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收
C．根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成
D．降低温度会影响水稻根系对Mg2＋的吸收
【答案】A
【解析】Mg2＋通过主动运输的方式进入根细胞，A错误；MgSO4必须溶解在水中形成离子后，才能被根吸收，B正确；根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成，C正确；降低温度会降低膜的流动性，进而影响水稻根系对Mg2＋的吸收，D正确。
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