第3講 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、單項選擇題1(2017年廣東廣州模擬)下列關(guān)于物質(zhì)出入細胞的敘述，正確的是()A特定蛋白質(zhì)分子的運動有助于氨基酸跨膜運輸B大分子有機物要通過載體蛋白的轉(zhuǎn)運才能進入細胞C甘油出入細胞取決于其細胞內(nèi)外的濃度差和載體蛋白的數(shù)量D在靜息狀態(tài)下，神經(jīng)細胞不進行離子的跨膜運輸【答案】A【解析】氨基酸的跨膜運輸需要載體蛋白與能量，屬于主動運輸；載體蛋白的運動可以提高膜的流動性，從而幫助氨基酸跨膜運輸，A正確。大分子有機物只能通過胞吞、胞吐實現(xiàn)跨膜運輸，載體蛋白無法幫助大分子有機物的運輸，B錯誤。水、氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等物質(zhì)分子很小，能通過簡單擴散作用出入細胞，即自由擴散，不需要載體蛋白的協(xié)助，C錯誤。在靜息狀態(tài)下，細胞內(nèi)鉀離子濃度高于膜外，鈉離子濃度低于膜外，此時細胞膜主要對鉀離子有通透性，因而鉀離子會發(fā)生外流，存在鉀離子的協(xié)助擴散，D錯誤。2將a、b、c三組紅細胞分別置于不同濃度的氯化鈉溶液中進行實驗，浸泡一段時間后其細胞形態(tài)如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A圖中所示細胞內(nèi)液的滲透壓，a組的比b組的高B浸泡過程中a組細胞失水量小于c組細胞失水量C若向a組燒杯中加入少量葡萄糖，則其細胞可能會皺縮后恢復(fù)原狀D上述實驗中引起細胞形態(tài)的改變而消耗ATP的數(shù)量比較：c>b>a【答案】D【解析】根據(jù)圖中信息，a組細胞基本可以維持原狀，b組細胞吸水膨脹，c組細胞皺縮，細胞失水較多；與a組相比，b組細胞吸水，細胞內(nèi)液滲透壓較低；向a組燒杯中加入少量葡萄糖后，剛開始外界溶液滲透壓大于細胞內(nèi)液滲透壓，細胞失水皺縮，后來葡萄糖通過協(xié)助擴散方式進入細胞內(nèi)，造成細胞內(nèi)液滲透壓升高，細胞吸水恢復(fù)原狀；細胞形態(tài)的改變是細胞通過自由擴散方式失水或吸水造成的，不消耗ATP。3某同學(xué)為探究膜的通透性而設(shè)計了如圖所示的滲透裝置，開始時燒杯內(nèi)的液面和長頸漏斗內(nèi)的液面相平。在長頸漏斗內(nèi)液面上升的過程中()A液面上升的速率先加快后減慢最終維持穩(wěn)定B水分子通過半透膜從蔗糖溶液向清水?dāng)U散的速率逐漸減慢C當(dāng)半透膜兩側(cè)液體濃度相等時，水分子不再通過半透膜擴散D當(dāng)半透膜兩側(cè)水分子進出速率相等時，長頸漏斗內(nèi)液面最高【答案】D【解析】液面上升的過程中，漏斗兩側(cè)濃度差減小，則液面上升的速率逐漸減慢最終維持穩(wěn)定，A錯誤。實驗開始時，由于單位體積清水中水分子數(shù)量多于蔗糖溶液，因此，清水中的水分子通過半透膜擴散進入蔗糖溶液的速率大于由蔗糖溶液擴散進入清水中的速率，而且隨著水分子進入漏斗內(nèi)量的增多，蔗糖溶液濃度下降，同時由于漏斗液面升高與燒杯中液體形成的壓力差增加，水分子擴散進入漏斗內(nèi)的速率下降，而反方向水分子擴散速率升高，B錯誤。當(dāng)半透膜兩側(cè)液體濃度相等時，水分子進出半透膜處于動態(tài)平衡，C錯誤。當(dāng)水分子在半透膜兩側(cè)進出速率相等時，漏斗內(nèi)液面達到最高并停止上升，即最終液面上升的速率變?yōu)?，D正確。4(2017年江蘇溧水考試)取生理狀態(tài)相同的某種植物新鮮葉片若干，去除主脈后剪成大小相同的小塊，隨機分成三等份，之后分別放入三種不同濃度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定時間后測得甲的濃度變小，乙的濃度不變，丙的濃度變大。假設(shè)蔗糖分子不出入細胞，則關(guān)于這一實驗結(jié)果。下列說法正確的是()A實驗前，丙的濃度乙的濃度甲的濃度B乙的濃度不變是因為細胞內(nèi)蔗糖濃度與乙的濃度相等C實驗中，細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于協(xié)助擴散D甲、丙的濃度變化是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的【答案】D【解析】成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)，當(dāng)外界溶液濃度大于細胞液濃度時細胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，反之細胞吸水，兩者濃度相等時，吸水量與失水量相等，水分進出達到平衡狀態(tài)；分析實驗結(jié)果可知，實驗過程中，甲吸水、乙水分進出平衡、丙失水，所以實驗前甲的濃度乙的濃度丙的濃度，A錯誤；乙的濃度不變是因為細胞外蔗糖濃度與乙的濃度相等，水分進出平衡，B錯誤；實驗中細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于自由擴散，C錯誤；甲、丙的濃度變化是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的，D正確。5(2017年安徽百校聯(lián)盟月考)在“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗中，對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片進行了三次觀察(如圖所示)。下列有關(guān)敘述正確的是()A第一次觀察時容易看到紫色大液泡和較大的無色細胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域B第二次觀察時可以發(fā)現(xiàn)細胞質(zhì)壁分離首先發(fā)生在細胞的角隅處C吸水紙的主要作用是吸除滴管滴加的多余液體，以免污染鏡頭D為了節(jié)約實驗時間，通常可以省略第一次顯微觀察步驟【答案】B【解析】第一次觀察時未滴入蔗糖溶液，細胞還沒有發(fā)生質(zhì)壁分離，較易觀察到的是紫色大液泡；第二次觀察時已經(jīng)通過引流法使紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞浸潤在蔗糖溶液中，可以發(fā)現(xiàn)在細胞的角隅處首先發(fā)生質(zhì)壁分離；吸水紙的主要作用是吸引蔗糖溶液(或清水)；第一次顯微觀察是為了獲得實驗前的現(xiàn)象，以便和實驗中發(fā)生的現(xiàn)象作對照，故不能省略。6用完全培養(yǎng)液在兩個相同的容器內(nèi)分別培養(yǎng)水稻和番茄苗，假設(shè)兩植物的吸水速率相同。一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子濃度與實驗開始時各種離子濃度之比(如圖所示)，該實驗的結(jié)果不能說明()A水稻吸收水的相對速率比吸收Ca2、Mg2的大B不同植物根尖細胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的C植物對各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)D與番茄相比，水稻對SiO需要量大，對Ca2需要量小【答案】C【解析】題圖顯示：一段時間后，水稻培養(yǎng)液中Ca2、Mg2濃度增大，而番茄培養(yǎng)液中Ca2、Mg2濃度卻減小，說明水稻吸收水的相對速率比吸收Ca2、Mg2的相對速率大，而番茄卻與之相反，進而說明不同植物根尖細胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的，A、B正確；植物對各種離子的吸收是一個主動運輸?shù)倪^程，與溶液中離子的濃度無關(guān)，C錯誤；與番茄相比，一段時間后，水稻培養(yǎng)液中SiO濃度降低，Ca2濃度升高，說明水稻對SiO需要量大，對Ca2需要量小，D正確。7(2017年寧夏育才中學(xué)月考)如圖為物質(zhì)出入細胞的分類示意圖。已知物質(zhì)出入細胞的方式有胞吞、胞吐、自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸，下列敘述中不正確的是()A若A與B的分類依據(jù)為是否消耗能量，則F可表示主動運輸B若A與B的分類依據(jù)為是否需要載體蛋白，則G可表示自由擴散C若A與B的分類依據(jù)為是否需要載體蛋白，則C可表示主動運輸D若A與B的分類依據(jù)為是否消耗能量，則C、D可表示被動運輸【答案】B【解析】物質(zhì)出入細胞的五種方式中，胞吞、胞吐和主動運輸消耗能量，協(xié)助擴散和主動運輸需要載體蛋白。若A與B的分類標準為是否消耗能量，則C、D表示自由擴散和協(xié)助擴散，G、H表示胞吞和胞吞，F(xiàn)表示主動運輸，A、D正確；若A與B的分類標準為是否需要載體蛋白，則C、D表示協(xié)助擴散和主動運輸，G、H表示胞吞和胞吞，F(xiàn)表示自由擴散，B錯誤、C正確。8某細胞對氨基酸、鈉離子、葡萄糖和氧氣的吸收方式如圖所示。已知細胞膜上的“”“”為載體蛋白。以下分析不正確的是()A同一載體蛋白運輸?shù)奈镔|(zhì)可能不止一種B葡萄糖進入該細胞的方式為主動運輸C氧氣進入該細胞不需要載體，也不消耗能量D氨基酸可逆濃度進入該細胞且不消耗能量【答案】D【解析】由題圖可知，氨基酸和鈉離子共用同一載體進入細胞，A正確；葡萄糖進入該細胞需要消耗能量和載體，所以其進入該細胞的方式為主動運輸，B正確；氧氣跨膜運輸?shù)姆绞綖樽杂蓴U散，所以其進入該細胞不需要載體，也不消耗能量，C正確；氨基酸以主動運輸?shù)姆绞竭M入該細胞，可逆濃度進入該細胞，消耗能量，D錯誤。9(2017年湖南百所重點中學(xué)階段考)如圖甲、乙、丙表示物質(zhì)出入細胞有關(guān)的圖像或曲線。下列有關(guān)敘述正確的是()甲乙丙A圖甲代表的運輸方式可以是協(xié)助擴散B圖乙代表的運輸方式可以是胞吞或胞吐CO2濃度變化對圖中甲、乙代表的運輸方式均有影響D圖丙可代表紅細胞或小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式【答案】C【解析】圖甲代表的運輸方式需要載體蛋白的協(xié)助和消耗能量，屬于主動運輸，A錯誤；圖乙代表的運輸方式只能是胞吐，B錯誤；主動運輸和胞吐都需要消耗能量，所以O(shè)2濃度變化對圖中甲、乙代表的運輸方式均有影響，C正確；圖丙屬于主動運輸，而紅細胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴散，D錯誤。10氰化物是一種劇毒物質(zhì)，其通過抑制H與O2的結(jié)合，使得組織細胞不能利用O2而陷入內(nèi)窒息。如圖為研究植物根尖吸收K的相關(guān)實驗。下列分析不正確的是()A通過實驗甲可以判斷植物根尖細胞吸收K屬于主動運輸B實驗甲中，4 h后氧氣消耗速率下降是因為細胞外K濃度降低C實驗乙中，4 h后吸收K的能量可能來自無氧呼吸D實驗乙加入氰化物后，細胞對O2的吸收速率不變【答案】D【解析】由實驗甲可知，加入KCl后，氧氣的消耗速率增加，說明植物根尖細胞吸收K需要消耗能量，屬于主動運輸，A正確；實驗甲中，4 h后O2消耗速率下降是因為細胞外K濃度降低，細胞吸收K的量減少，B正確；實驗乙中，4 h后組織細胞吸收K的速率不再降低，說明此時細胞已經(jīng)不能利用O2，其吸收K的能量可能來自無氧呼吸，C正確；氰化物能抑制H與O2的結(jié)合，因此實驗乙加入氰化物后，細胞對O2的吸收速率減慢，D錯誤。11甲、乙分別為物質(zhì)進出細胞的坐標圖和模式圖，下列相關(guān)敘述正確的是()A圖乙的運輸方式體現(xiàn)了細胞膜的結(jié)構(gòu)特點B葡萄糖進入紅細胞的方式可能如圖乙所示C甲、乙所代表的兩種物質(zhì)運輸方式?jīng)]有共同點D嬰兒吸收乳汁中免疫球蛋白的方式如圖乙所示【答案】B【解析】由圖可知甲、乙兩種物質(zhì)進出細胞的方式分別為主動運輸和協(xié)助擴散，協(xié)助擴散體現(xiàn)的是細胞膜控制物質(zhì)進出的特性，不能體現(xiàn)其結(jié)構(gòu)特點，A錯誤；葡萄糖進入紅細胞的方式為協(xié)助擴散，B正確；主動運輸和協(xié)助擴散都需要載體蛋白的協(xié)助，C錯誤；嬰兒以胞吞的方式吸收乳汁中的免疫球蛋白，D錯誤。12取某一紅色花冠的兩個大小相同、生理狀態(tài)相似的花瓣細胞，將它們分別放置在甲、乙兩種溶液中，測得細胞失水量的變化如圖1，液泡直徑的變化如圖2。下列敘述正確的是()A第4 min后乙溶液中細胞由于失水過多而死亡B甲、乙兩種溶液的濃度不同，溶質(zhì)也不可能相同C第2 min前乙溶液中花瓣細胞的失水速率大于甲溶液D圖2中曲線和圖1中乙溶液中細胞失水量曲線對應(yīng)【答案】D【解析】第4 min后乙溶液中細胞吸水，發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原，A錯誤；兩條曲線的差異是甲、乙溶液溶質(zhì)不同，甲溶液中溶質(zhì)不能被細胞吸收，乙溶液中的溶質(zhì)可以被細胞通過主動運輸?shù)姆绞轿?，濃度可能相同，B錯誤；據(jù)圖1中第2 min前兩曲線的變化趨勢可知，處于甲溶液中的花瓣細胞的失水速率大于乙溶液，C錯誤；分析題圖2可知液泡先變小后恢復(fù)到原樣，對應(yīng)圖1中的乙變化曲線，液泡先變小后維持不變，對應(yīng)圖1中的甲變化曲線，D正確。二、非選擇題13成熟的植物細胞具有中央大液泡，可與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)進行滲透吸水或滲透失水。圖甲表示滲透裝置吸水示意圖，圖乙表示圖甲中液面上升的高度與時間的關(guān)系，圖丙表示成熟植物細胞在某外界溶液中的一種狀態(tài)(此時細胞有活性)。請回答下列問題：(1)由圖甲漏斗液面上升可知，實驗初始時c兩側(cè)濃度大小是a_b。由圖乙可知漏斗中溶液吸水速率在_，最終液面不再上升，當(dāng)液面不再上升時，c兩側(cè)濃度大小是a_b。(2)圖丙中相當(dāng)于圖甲中c結(jié)構(gòu)的是_(填序號)，結(jié)構(gòu)當(dāng)中充滿的液體是_。此時細胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關(guān)系是_。A細胞液外界溶液B細胞液外界溶液C細胞液外界溶液D都有可能(3)把一個已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞浸入清水當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)細胞液泡體積增大，說明細胞在_，細胞能否無限吸水？_，原因是_ _。(4)把一個已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞浸入低濃度的蔗糖溶液中，發(fā)現(xiàn)細胞液泡體積也在增大。當(dāng)液泡體積不再增大時，細胞液濃度是否一定和外界溶液濃度相等？_?！敬鸢浮?1)小于下降小于(2)外界溶液D(3)滲透吸水不能細胞壁對原生質(zhì)層有支持和保護的作用(4)不一定【解析】(1)據(jù)圖甲分析，漏斗液面上升，水分是從低濃度溶液流向高濃度溶液，故c兩側(cè)濃度大小為ab。據(jù)圖乙曲線分析，漏斗液面上升高度隨時間推移越來越小，故漏斗中溶液吸水的速率在下降。當(dāng)液面不再上升時，半透膜兩側(cè)壓力相等，滲透作用平衡，但是a仍然小于b。(2)細胞的原生質(zhì)層(細胞膜、細胞質(zhì)、液泡膜)相當(dāng)于半透膜。結(jié)構(gòu)是細胞壁和原生質(zhì)層的空隙，充滿外界溶液。圖丙細胞原生質(zhì)層和細胞壁分離，可能處于質(zhì)壁分離狀態(tài)或者復(fù)原狀態(tài)，也可能處于平衡狀態(tài)。(3)由于細胞壁對原生質(zhì)層有支持和保護的作用，不會使原生質(zhì)層無限膨脹，故細胞不會無限吸水。(4)因為細胞壁對原生質(zhì)層有支持和保護的作用，故細胞不會無限吸水，液泡體積不會一直增大，這時細胞液濃度不一定和外界溶液的濃度相等，可能相等，也可能大于外界溶液。14主動運輸作為一種重要的跨膜運輸方式可以按照生命所需吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物，體現(xiàn)了生命活動的“主動性”。為探究主動運輸?shù)奶攸c，科研人員利用下圖裝置進行實驗，其中HgCl2是一種可以影響ATP水解的新陳代謝抑制劑。請分析回答：(1)主動運輸?shù)奶攸c是_。(2)本實驗的名稱是_。(3)請寫出實驗進行過程中需要控制的兩個無關(guān)變量：_ _。(4)實驗得到如圖所示的結(jié)果。根據(jù)實驗結(jié)果，科研人員在實驗前后需測定_。乙組和甲組結(jié)果比較，得出的結(jié)論是_。與甲組相比，丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是_?！敬鸢浮?1)逆濃度梯度，需要載體和能量(2)探究HgCl2和細胞成熟程度對細胞主動運輸(或吸收磷酸鹽)的影響(3)溫度、pH、溶解氧、溶液的量、胡蘿卜片的數(shù)量等(寫出其中兩項即可)(4)溶液中磷酸鹽的濃度細胞主動運輸(或吸收磷酸鹽)需要能量(或能量供應(yīng)不足，影響主動運輸)幼嫩胡蘿卜組織供能少，幼嫩胡蘿卜組織細胞膜上載體少【解析】(1)主動運輸?shù)奶攸c是逆濃度梯度運輸，需要載體參與和消耗能量。(2)從圖中可知自變量是有無HgCl2和細胞的成熟程度，觀察指標是溶液中磷酸鹽濃度變化，即細胞吸收磷酸鹽的量。(3)本實驗的無關(guān)變量有溫度、pH、溶解氧、溶液的用量、胡蘿卜片的數(shù)量等。(4)甲、乙兩組都是成熟的胡蘿卜片，乙中加入了HgCl2，影響ATP的水解，結(jié)果是乙組吸收磷酸鹽量比甲少，說明細胞主動運輸(或吸收磷酸鹽)需要消耗能量(或能量供應(yīng)不足會影響主動運輸)；丙組與甲組不同的是甲組是成熟的胡蘿卜片，丙組是幼嫩的胡蘿卜片，甲組吸收磷酸鹽量比丙組多，說明丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是幼嫩胡蘿卜組織供能少，幼嫩胡蘿卜組織細胞膜上載體少。15下圖1是生物膜的流動鑲嵌模型及物質(zhì)跨膜運輸示意圖，其中離子通道是一種通道蛋白，通道蛋白是橫跨細胞膜的親水性通道，允許適當(dāng)大小的離子順濃度梯度通過，代表物質(zhì)運輸方式。圖2表示物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾?縱坐標)隨環(huán)境中O2濃度(橫坐標)的變化。請仔細觀察圖示，并回答有關(guān)問題： (1)很多研究成果有力支持“脂溶性物質(zhì)易透過生物膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不易透過生物膜”這一事實。這證明組成細胞膜的主要成分中有圖1中所示的_。(2)鯊魚體內(nèi)能積累大量的鹽，鹽分過高時就要及時將多余的鹽分排出體外，經(jīng)研究鯊魚體內(nèi)多余鹽分是經(jīng)途徑排出的，那么其跨膜運輸?shù)姆绞绞莀。(3)蟾蜍心肌細胞吸收Ca2、K、C6H12O6的方式相同，若用呼吸作用抑制劑處理心肌細胞，則Ca2、K、C6H12O6等物質(zhì)吸收均受到顯著的影響，其原因是_。若對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后Ca2吸收明顯減少，但K、C6H12O6的吸收不受影響，最可能的原因是該毒素抑制了圖1中所示的轉(zhuǎn)運Ca2的_的活性。(4)圖2與圖1中的_代表的物質(zhì)運輸方式一致。圖中曲線出現(xiàn)BC段的主要原因是_?！敬鸢浮?1)甲磷脂雙分子層(2)協(xié)助擴散(3)缺少ATP乙載體蛋白(4)載體蛋白的數(shù)量是有限的，能量的供應(yīng)也是有限的 【解析】(1)根據(jù)相似相溶原理，脂溶性物質(zhì)易透過生物膜，非脂溶性物質(zhì)不易透過生物膜，能充分說明組成細胞膜的主要成分中有磷脂分子，圖1中甲代表磷脂雙分子層。(2)鯊魚體內(nèi)多余鹽分是經(jīng)途徑排出的，是通過離子通道進出細胞，不需要能量，因此是協(xié)助擴散。(3)Ca2、K、C6H12O6的吸收都屬于主動運輸?shù)倪^程，需要載體蛋白和ATP，用呼吸作用抑制劑處理心肌細胞，因缺少能量ATP，Ca2、K、C6H12O6等物質(zhì)的吸收均受到顯著的影響。對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后，Ca2吸收明顯減少，但K、C6H12O6的吸收不受影響，說明不受能量的限制，證明該毒素抑制了轉(zhuǎn)運Ca2的乙載體蛋白的活性。(4)圖2表示在一定范圍內(nèi)，物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾孰SO2濃度的增大而增大，當(dāng)O2濃度達到一定值后，即使O2濃度再增大，物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾室膊蛔?，這表明這種跨膜運輸?shù)姆绞脚c細胞呼吸相關(guān)，需要消耗細胞呼吸產(chǎn)生的ATP，為主動運輸。圖1中的代表主動運輸。主動運輸需要載體蛋白、消耗能量，圖2中出現(xiàn)BC段與載體蛋白數(shù)量和ATP的數(shù)量有關(guān)。6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375