《2025年优化探究高考总复习高中生物全一册人教版》

1. 在许多植物中，花的开放对于成功受粉至关重要，部分植物的花能够反复开合，主要是相关细胞膨压，即原生质体对细胞壁的压力变化引起的。龙胆花在处于低温(16℃)下30 min内发生闭合，而在转移至正常生长温度(22℃)、光照条件下30 min内重新开放，这与花冠近轴表皮细胞膨压变化有关，水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用，其相关机理如图所示。

(1) 水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的运输方式有____________________。
(2) 龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中花冠近轴表皮细胞膨压逐渐________，该过程可以体现出细胞膜的特点是______________。
(3) 据图分析，蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化________(填“会”或“不会”)引起水通道蛋白构象的改变，龙胆花由低温转为正常温度、光照条件下重新开放的机理是__________________________，推测在常温、黑暗条件下，龙胆花开放速度会变________。
(4) 若要验证蛋白激酶GsCPK16介导了水通道蛋白的磷酸化，促进了光照下龙胆花的重新开放。请写出简要的实验思路(水通道蛋白磷酸化水平可测)：______________________________。

答案： 答案:
(1)自由扩散和协助扩散
(2)增大　具有一定的流动性和选择透过性
(3)会　一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜，另一方面光照促进Ca²⁺运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性增强　慢
(4)取若干野生型龙胆花为1组，等量的GsCPK16基因敲除的龙胆花为2组，在常温且相同光照条件下测定两组植株细胞中水通道蛋白的磷酸化水平(其他合理答案也可)
　解析:
(1)水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的方式有两种，一种需要水通道蛋白，这种运输方式为协助扩散，另一种不需要水通道蛋白，这种运输方式为自由扩散。
(2)龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下，水分子通过自由扩散和协助扩散进入花冠近轴表皮细胞中，导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐增大，引起龙胆花重新开放。该过程可以体现出细胞膜的特点是具有一定的流动性和选择透过性。
(3)磷酸化会造成蛋白质空间构象发生改变，故蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白构象的改变。龙胆花由低温转为正常温度、光照条件下，一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜，另一方面光照促进Ca²⁺运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性增强。如果在常温、黑暗条件下，水通道蛋白不发生磷酸化，运输水的功能不会增强，龙胆花开放速度会变慢。
(4)该实验的自变量为有无蛋白激酶GsCPK16，因变量为水通道蛋白的磷酸化水平，实验步骤为取若干野生型龙胆花为1组，等量的GsCPK16基因敲除的龙胆花为2组，在常温且相同光照条件下测定两组植株细胞中水通道蛋白的磷酸化水平。

2. 如图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中组成离子通道的通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道，允许相应的离子通过，①②③④代表不同的运输方式。图2表示物质通过膜的运输速率随O₂浓度变化的情况。请仔细观察图示并回答下列有关问题。

(1) 图1中②③代表的运输方式为____________。
(2) 图2与图1中的________(填序号)代表的物质运输方式一致。若需跨膜运输的物质足够，图中曲线出现BC段的主要原因是______________________。
(3) 盐角草是世界上最著名的耐盐植物，它能生长在含盐量高达0.5％～6.5％高浓度潮湿盐沼气中。为探究盐角草从土壤中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，设计了如下实验。
①实验步骤
a. 取甲、乙两组生长发育状况基本相同的盐角草幼苗，分别放入适宜浓度的同时含有Ca²⁺、Na⁺的培养液中进行培养。
b. 甲组给予正常的呼吸条件，乙组________________。
c. ______________________________。
②实验结果及结论

A. ______________________________;
B. ______________________________;
C. ______________________________。

答案： 答案:
(1)协助扩散
(2)④　载体蛋白数量有限
(3)①抑制细胞呼吸　一段时间后测定两组植株根系对Ca²⁺、Na⁺的吸收速率　②盐角草从土壤中吸收盐分的方式为被动运输　乙组植株对Ca²⁺、Na⁺的吸收速率明显小于甲组植株的吸收速率　盐角草从土壤中吸收盐分的方式为主动运输
解析:
(1)据图1可知，②③运输方式需要转运蛋白协助，且不消耗能量，为协助扩散。
(2)图2中的物质运输方式在一定范围内与O₂浓度呈正相关，应为主动运输方式，与图1中的④代表的物质运输方式一致；若跨膜运输的物质足够，但细胞膜上载体蛋白的数量有限，故图中曲线BC段运输速率不再增加。
(3)本实验的目的是探究盐角草从土壤中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，无机盐的跨膜运输过程不可能是自由扩散，因此这里的主动运输和被动运输的区别在于是否需要消耗能量，因此实验设计中的自变量是能量供应是否正常，因变量是培养液中相关无机盐的量的变化，因此设计了如下实验。
①实验步骤
a.取甲、乙两组生长发育状况基本相同(无关变量相同且一致)的盐角草幼苗，分别放入适宜浓度的同时含有Ca²⁺、Na⁺的培养液中进行培养。
b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸(没有能量供应)。
c.一段时间后测定两组植株根系对Ca²⁺、Na⁺的吸收速率(也可检测培养液中两种离子的浓度变化)。
②实验结果及结论
若两组植株对Ca²⁺、Na⁺的吸收速率相同，这说明盐角草从土壤中吸收盐分不消耗能量，为被动运输。
若乙组植株对Ca²⁺、Na⁺的吸收速率明显小于甲组植株的吸收速率，说明运输方式与能量有关，则能说明盐角草从土壤中吸收盐分的方式为主动运输。