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高考二轮专题综合复习
第2讲 细胞的结构和功能、物质出入细胞的方式
1.下列关于细胞的结构和功能的说法,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)同一个体中不同类型细胞的细胞膜上存在相同种类的蛋白质。 (　√　)
(2)细胞间的信息交流均依赖于细胞膜上的受体。 (　×　)
(3)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所。 (　×　)
(4)叶绿体内膜上含有光合酶,线粒体内膜上含有呼吸酶。 (　×　)
(5)胞间连丝和细胞骨架均与物质的运输有关。 (　√　)
(6)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。 (　×　)
(7)内质网膜内连核膜、外连细胞膜,有利于细胞内物质的运输。 (　√　)
(8)溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入。 (　×　)
(9)解旋酶、DNA聚合酶、ATP合成酶均可通过核孔从细胞质运输到细胞核内。 (　×　)
(10)人体胰岛A细胞的核糖体可以合成胰高血糖素和胰蛋白酶。 (　×　)
[解析] (1)同一个体中不同类型细胞的细胞膜上蛋白质的种类和含量不完全相同,但存在相同种类的蛋白质,如运输同种离子的载体蛋白、与同种激素结合的受体等。
(2)高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,不需要依赖细胞膜上的受体。
(3)细胞核是遗传信息转录的场所,不是遗传信息翻译的场所。
(4)叶绿体内膜不是光合作用的场所,所以其上不含光合酶。线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,所以其上含有呼吸酶。
(5)胞间连丝在高等植物相邻的两个细胞间形成通道,与物质的运输有关,细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与物质的运输等生命活动密切相关。
(6)磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的。
(7)内质网膜内连核膜、外连细胞膜,形成细胞内物质运输的通道,有利于细胞内物质的运输。
(8)溶酶体内的酶由高尔基体分泌的小泡(囊泡)运入。
(9)ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,因此ATP合成酶不进入细胞核。
(10)胰蛋白酶是消化酶,由胰腺中的腺泡组织细胞合成。
2.下列关于物质出入细胞的方式的说法,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)当细胞内外存在浓度差时,细胞就会发生质壁分离或质壁分离复原。 (　×　)
(2)如果半透膜两侧是体积和质量浓度都相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液,则单位时间内两个方向通过半透膜的水分子数目相等。(　×　)
(3)细胞膜的选择透过性是指小分子物质可以透过而大分子物质不能。 (　×　)
(4)大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞,并且消耗能量。 (　×　)
(5)运载葡萄糖的载体也能运载氨基酸。 (　×　)
(6)葡萄糖进入不同细胞,运输方式可能不同。 (　√　)
[解析] (1)动物细胞内外存在浓度差时不能发生质壁分离或质壁分离复原。
(2)由于葡萄糖相对分子质量比蔗糖小,体积和质量浓度都相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液,葡萄糖溶液中溶质的物质的量浓度更大,吸水能力更强。
(3)一般不被细胞选择吸收的小分子也不能透过细胞膜。
(4)大分子有机物进入细胞的方式是胞吞,不需要载体的转运。
(5)载体具有特异性,运载葡萄糖的载体不能运载氨基酸。
(6)葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,故葡萄糖进入不同细胞,运输方式可能不同。
3.细读教材,查缺补漏
(1)细胞在癌变过程中,细胞膜的成分发生改变,有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。(教材必修1 P41与生活的联系)
(2)用台盼蓝染色,死的动物细胞会被染成蓝色,主要原因是细胞膜丧失选择透过性。(教材必修1 P43拓展题)
(3)硅尘被吞噬细胞吞噬,吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜,使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导致肺的功能受损。(教材必修1 P46相关信息)
(4)细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。(教材必修1 P47)
(5)磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子,磷酸“头”部是亲水的,脂肪酸“尾”部是疏水的。(教材必修1 P66思考与讨论)
(6)在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白,与细胞表面的识别有密切关系。消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。(教材必修1 P68)
(7)除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。(教材必修1 P68)
4.感悟考能,规范表达
(1)细胞膜参与K+从土壤进入植物根细胞的过程,说明细胞膜具有　控制物质进出细胞　的功能。
(2)高尔基体参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程,说明高尔基体具有　对蛋白质进行加工、修饰　的功能。
(3)用光学显微镜观察细胞,可以看到细胞核。细胞核的两大功能:　遗传信息库　、　细胞代谢和遗传的控制中心　。
(4)请从细胞生命活动的角度分析,真核细胞和原核细胞中都含有核糖体的原因:　蛋白质是生命活动的主要承担者　、　核糖体是蛋白质合成的场所　。
(5)科学家将变形虫的细胞与小鼠肝细胞分别放入0.15%的K+溶液中相同时间后,再次测定K+浓度,发现放有小鼠肝细胞的K+溶液浓度较高,从两种细胞的细胞膜成分考虑,原因是　小鼠肝细胞膜上运输K+的载体数量少于变形虫细胞膜上运输K+的载体数量　。
(6)主动运输的意义是　保证活细胞能按照生命活动的需要,主动选择吸收所需的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质　。
考点一　细胞的结构及功能
1.细胞结构的多向链接
(1)细胞结构与细胞代谢的链接
①代谢旺盛的细胞内线粒体含量较多。
②蛋白质合成旺盛的细胞内,核糖体含量较多。
③能进行光合作用的真核细胞含大量叶绿体,不能进行光合作用的真核细胞不含叶绿体。
④核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,核孔越多、核仁越大的细胞,其代谢越旺盛。
(2)细胞结构与物质合成场所的链接
图2-1
(3)细胞器与细胞分裂的链接
细胞器 发挥作用的时间 作用
核糖体 主要在分裂间期 　合成蛋白质　
线粒体 整个分裂过程 提供能量
中心体(动物或低等植物) 分裂　前期　 纺锤体的形成
高尔基体(植物) 分裂　末期　 细胞壁的形成
(4)细胞器与遗传、变异的链接
①含DNA的细胞器:线粒体、叶绿体。
②含RNA的细胞器:线粒体、叶绿体、　核糖体　。
③能自主复制的细胞器:线粒体、叶绿体、　中心体　。
④能发生碱基互补配对的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体。
2.八大细胞器的分类归纳
图2-2
3.巧用索引法判断细胞类型
图2-3
[提醒] 细胞结构与功能中的几个“一定”与“不一定”
(1)能进行光合作用的生物不一定有叶绿体,但植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。
(2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体,但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。
(3)一切生物蛋白质的合成场所一定是核糖体。
(4)有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。
(5)高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白一定经高尔基体加工。
考法一　考查不同种类细胞的比较
1.下列关于硝化细菌和酵母菌的叙述,正确的是 (　C　)
A.二者都有细胞核和生物膜系统
B.二者的细胞膜主要由蛋白质和磷脂组成,且膜功能的复杂程度与磷脂的含量有关
C.二者遗传物质都是DNA,都能够进行DNA复制、转录、翻译等活动
D.二者都能发生基因重组和染色体变异
[解析] 硝化细菌是原核生物,无细胞核和生物膜系统,酵母菌是真核生物,有细胞核和生物膜系统,A错误;二者的细胞膜主要由蛋白质和磷脂组成,且膜功能的复杂程度主要与蛋白质的种类和数量有关,B错误;二者都是细胞生物,遗传物质都是DNA,都能够进行DNA复制、转录、翻译等活动,C正确;硝化细菌属于原核生物,无染色体,自然条件下,不能发生基因重组和染色体变异,D错误。
2.图2-4表示同一人体内的四种细胞,下列叙述不正确的是 (　D　)
图2-4
A.不同种类的细胞有不同形态,这体现结构与功能的统一
B.甲、乙、丙、丁的遗传物质相同,但蛋白质种类却有所不同
C.图甲和图丁都增大了细胞膜的表面积,但作用却不相同
D.这四种细胞都生活在内环境中,接触的细胞外液都相同
[解析] 同种生物,不同种类的细胞有不同形态,这是基因选择性表达的结果,体现了结构与功能的统一,A正确;甲、乙、丙、丁是同种生物的不同细胞,其来自同一个受精卵,遗传物质相同,由于基因的选择性表达,蛋白质的种类不完全相同,B正确;图甲和图丁都增大了细胞膜的表面积,但作用却不相同,图甲是为了物质交换,图丁是为了信息交流,C正确;乙是吞噬细胞,其生活的内环境是淋巴、血浆和组织液,丙、丁细胞都生活在组织液中,三者接触的细胞外液不完全相同,D错误。
考法二　考查细胞器、细胞核的结构与功能
3.下列关于细胞中结构及功能的叙述,错误的是 (　C　)
A.囊泡的运输主要沿细胞骨架进行
B.溶酶体分解细胞内衰老、损伤的细胞器
C.核糖体是“生产蛋白质的机器”,其合成都与核仁有关
D.中心体主要由微管蛋白组成
[解析] 细胞骨架与细胞内物质的运输有关,囊泡的运输主要沿细胞骨架进行,A正确;溶酶体中含有水解酶,能分解细胞内衰老、损伤的细胞器,B正确; 真核细胞中的核糖体形成与核仁有关,原核细胞中有核糖体,但没有核仁,其核糖体形成与核仁无关,C错误;中心体主要由微管蛋白组成,D正确。
4.心房颤动是危害严重的心律失常疾病,其致病机制是核孔复合体的运输障碍。核孔复合体位于核孔上,主要由核孔蛋白组成,是物质进出细胞核的通道。下列叙述错误的是 (　C　)
A.核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同而改变
B.tRNA主要在细胞核内合成,运出细胞核与核孔复合体有关
C.心房颤动时细胞供能减少,可能与葡萄糖进入线粒体的速度有关
D.核膜包含四层磷脂分子层,心房颤动的成因与核膜内外的信息交流异常有关
[解析] 细胞的核质之间可以通过核孔进行物质交换和信息交流,所以核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同而改变,A正确;tRNA是转录的产物,主要在细胞核内合成,大分子物质运出细胞核与核孔复合体有关,B
正确;细胞内葡萄糖的直接氧化分解发生在细胞质基质,产生丙酮酸和[H],丙酮酸和[H]进入线粒体继续发生反应,葡萄糖不能进入线粒体,C错误;核膜是双层膜,包含四层磷脂分子层,心房颤动的致病机制是核孔复合体的运输障碍,所以它的成因与核膜内外的信息交流异常有关,D正确。
【技法提炼】 特殊细胞结构的特点辨析
(1)根细胞:植物根尖分生区细胞中无叶绿体和大液泡,是观察有丝分裂的最佳材料。
(2)原核细胞:只有核糖体,无其他细胞器,无核膜和核仁。
(3)哺乳动物的成熟红细胞:无线粒体等细胞器,只进行无氧呼吸,原料是葡萄糖,产物是乳酸,且不再进行分裂,是提取细胞膜的首选材料。
(4)癌细胞:无限增殖,表面糖蛋白减少,黏着性降低,因不断合成蛋白质,故核糖体多而且代谢旺盛,核仁较大。
考点二　生物膜系统的结构和功能
1.厘清细胞膜的结构与功能关系
图2-5
2.图解分泌蛋白合成、加工、运输过程
(1)过程示意图
图2-6
写出图2-6中序号的名称:
①　核膜　,②　核糖体　,③　内质网　,④　高尔基体　,⑤　细胞膜　。
(2)膜面积变化及放射性变化图
图2-7
3.生物膜组成、结构与功能的统一性
图2-8
(1)生物膜的功能越复杂,其上　蛋白质　的种类和数量越多。
(2)衰老细胞膜的通透性改变,物质运输功能　降低　。
[注意]原核细胞具有细胞膜,但不具有生物膜系统,哺乳动物成熟红细胞也没有生物膜系统。
考法一　考查生物膜系统的成分、结构与功能
1.细胞中的膜结构部分会发生折叠,下列相关叙述错误的是 (　C　)
A.蓝细菌质膜向内折叠好几层,有利于光合色素附着
B.线粒体内膜向内折叠增加酶的附着面积
C.叶绿体类囊体膜向内反复折叠有利于增加光合面积
D.细胞核的体积增大、核膜内折是细胞衰老的特征之一
[解析] 蓝细菌质膜向内折叠好几层,增大膜面积,有利于光合色素附着,A正确;线粒体内膜向内折叠形成嵴,增加了酶的附着面积,B正确;叶绿体类囊体膜堆叠形成基粒,其中分布有色素,有利于增加光合面积,C错误;细胞核体积增大、核膜内折是细胞衰老的特征之一,D正确。
2.为了将生物膜表面旧的或受损的蛋白质清除,细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(“分子垃圾袋”)形成,并带到“内部回收利用工厂”降解, 下列相关叙述错误的是 (　A　)
A.“分子垃圾袋”主要由脂肪和蛋白质构成
B.细胞膜塑形蛋白合成的场所是核糖体
C.“内部回收利用工厂”可能是溶酶体
D.囊泡的转运过程可反映生物膜结构的统一性
[解析] 根据题意可判断,囊泡(“分子垃圾袋”)是由生物膜形成的,因此其主要由磷脂和蛋白质构成,A错误;细胞膜塑形蛋白在细胞的核糖体内合成,B正确;溶酶体中水解酶可以水解细胞中衰老损伤的细胞器等,“内部回收利用工厂”可能是溶酶体,C正确;细胞内囊泡的转运致使不同细胞结构的膜转化,体现生物膜结构的统一性,D正确。
【技法提炼】 依据反应判断细胞器(膜)的技巧
(1)能合成脂质的是内质网。
(2)能将葡萄糖合成纤维二糖的是植物细胞中的高尔基体。
(3)能将水分解成[H]和O2的场所是叶绿体的类囊体膜。
(4)能将[H]和O2合成水的场所是线粒体内膜。
考法二　考查分泌蛋白的合成、加工和分泌过程
3.图2-9是抗体在细胞中合成与分泌过程示意图,其中甲、乙、丙、丁表示相关细胞器。下列叙述不正确的是 (　B　)
图2-9
A.该细胞应该为浆细胞
B.丁能将葡萄糖氧化分解,为该过程提供能量
C.丙可以对来自乙的蛋白质进行加工、分类和包装
D.抗体结构多样性由物质A的种类、数量、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构决定
[解析] 由图分析可知,丁表示线粒体,是真核生物有氧呼吸的主要场所,但是线粒体不能将葡萄糖分解而是将丙酮酸氧化分解,为抗体的合成和分泌提供能量,葡萄糖不能进入线粒体,B错误。
4.多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网—高尔基体途径分泌到细胞外,该途径称为经典分泌途径;但真核生物中少数分泌蛋白并不依赖该途径,称为非经典分泌途径(如图2-10)。下列叙述不正确的是 (　C　)
图2-10
A.通过题述两种途径分泌的蛋白质都是在核糖体上合成的
B.非经典分泌途径分泌的蛋白质的肽链中可能没有信号肽序列
C.经典分泌和非经典分泌的过程中都伴随着生物膜的转化
D.蛋白质分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节
[解析] 经典分泌途径需要内质网加工,然后形成囊泡,囊泡膜和高尔基体融合,高尔基体进行进一步的加工,然后形成囊泡,囊泡膜和细胞膜融合,将物质分泌到细胞外,该过程伴随着生物膜的转化,有些非经典分泌的过程没有生物膜的转化,直接跨膜运出,C错误。
【技法提炼】 “三看”分泌蛋白的合成、加工和运输
图2-11
考点三　物质出入细胞的方式及实例
1.厘清动、植物细胞的吸水和失水
图2-12
2.质壁分离的2个条件、1个失分盲点
图2-13
3.厘清物质跨膜运输方式
(1)“四看法”快速判定物质跨膜运输方式
图2-14
(2)根据图解判定物质跨膜运输方式
图2-15
图2-15中字母代表的运输方式分别是a　主动运输　,b　自由扩散　,c　协助扩散　,d　协助扩散　,e　主动运输　。
4.影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、氧气浓度
图2-16
[提醒] 温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性,进而影响物质运输的速率。
考法一　考查细胞的吸水和失水
1.将甲、乙两个植物细胞分别放入一定浓度的蔗糖溶液和甘油溶液中,两种溶液均比细胞液的浓度高,在显微镜下连续观察,可发现 (　B　)
A.甲、乙两细胞均发生质壁分离,随后均不发生质壁分离复原
B.甲、乙两细胞均发生质壁分离,乙细胞随后发生质壁分离复原
C.甲、乙两细胞均发生质壁分离,随后均发生质壁分离复原
D.甲、乙两细胞均不发生质壁分离,也均不发生质壁分离复原
[解析] 由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高,所以甲、乙两细胞都能发生质壁分离。又因蔗糖分子不能透过细胞膜,甘油分子可以透过细胞膜,所以放入蔗糖溶液中的细胞不发生质壁分离复原现象,而放入甘油溶液中的细胞质壁分离后又发生质壁分离复原现象。2.在无任何相反压力时,渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂,不同的细胞用不同的机制解决这种危机。高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制(如图2-17所示)避免细胞渗透膨胀。下列相关叙述错误的是(　B　)
图2-17
A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助
B.植物细胞吸水达到渗透平衡时,细胞内外溶液浓度相等
C.三种细胞的细胞膜均具有选择透过性
D.若将原生生物置于高于其细胞内液浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低
[解析] 动物细胞为避免渗透膨胀需要借助转运蛋白将离子转运到细胞外,以减小细胞内液的渗透压,防止细胞吸水涨破,A正确;植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水,但是由于细胞壁的支撑作用,吸水到一定程度后达到平衡,但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度,B错误;三种细胞的细胞膜都能选择性地吸收和排出物质,都具有选择透过性,C正确;原生生物生活在低渗溶液中,会通过收缩泡将多余的水排到细胞外,若将原生生物置于高于细胞内液浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低,D正确。
【易错警示】 (1)生物膜≠人工膜,生物膜具有选择透过性;人工膜具有半透性,物质能否通过取决于孔径大小。
(2)渗透平衡≠浓度相等,发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作两侧溶液浓度相等。
(3)溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
考法二　结合模式图考查物质出入细胞的方式
3.胱氨酸尿症是一种遗传性膜转运异常疾病,病人肾小管上皮细胞膜转运胱氨酸的载体蛋白异常,导致尿中含有大量胱氨酸。胱氨酸不易溶于水,超过饱和浓度,胱氨酸从尿液中析出,形成结晶。图2-18为正常的肾小管上皮细胞膜的结构模式图及重吸收胱氨酸和水分子的过程,有关叙述错误的是 (　C　)
图2-18
A.图中A是糖蛋白,与细胞表面的识别有密切关系
B.正常细胞内,胱氨酸通过主动运输的方式转运至细胞内
C.引起胱氨酸尿症的根本原因是转运胱氨酸的载体蛋白异常
D.图示水分子进入肾小管上皮细胞的方式为自由扩散
[解析] 图中A是糖蛋白,分布在细胞膜的外侧,对细胞有保护作用,同时还有润滑和识别作用,因此糖蛋白与细胞表面的识别有密切关系,A正确;根据图示可知,胱氨酸的转运是逆浓度梯度进行的,据此可推测,正常细胞内,胱氨酸通过主动运输的方式转运至细胞内,该转运方式需要载体,消耗能量,B正确;引起胱氨酸尿症的根本原因是控制转运胱氨酸的载体蛋白合成的基因发生改变,C错误;图示水分子进入肾小管上皮细胞的方式不需要载体,也不消耗能量,利用渗透作用的原理完成,方式为自由扩散,D正确。
4.如图2-19是几种物质进出细胞方式中,运输速度与影响因素间的关系曲线图,下列相关叙述中,正确的是 (　A　)
图2-19
A.与甘油进出细胞相符的图有①③⑤
B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有②④⑥
C.与K+进入小球藻细胞相符的图有②④⑤
D.与蛋白质进出细胞相符的图有②③⑥
[解析] 由题图曲线可知,①物质运输速度只与浓度呈正相关,因此可以代表自由扩散;②物质运输速度在一定范围内与浓度呈正相关,超过一定范围,物质运输速度不再随浓度增大而加快,因此可以代表协助扩散或主动运输;③物质运输速度与能量无关,可能是自由扩散或协助扩散;④物质运输速度与能量有关,因此为主动运输或胞吞、胞吐;⑤物质运输速度与载体数量无关,因此可表示自由扩散或胞吞、胞吐;⑥物质运输速度与载体有关,还受其他因素影响,因此可代表协助扩散或主动运输。根据题意和图示分析可知,甘油分子进出细胞属于自由扩散,与甘油进出细胞相符的图有①③⑤,A正确;葡萄糖进入红细胞属于协助扩散,与浓度差和载体有关,与能量无关,因此与葡萄糖进入红细胞相符的图有②③⑥,B错误;K+进入小球藻细胞属于主动运输,与能量和载体有关,因此与K+进入小球藻细胞相符的图有②④⑥,C错误;蛋白质是大分子物质,其进出细胞的方式是胞吞、胞吐,与蛋白质进出细胞相符的图有④⑤,D错误。
【特别提醒】 关注物质跨膜运输中的3个易错点
(1)葡萄糖进入人的红细胞的方式为协助扩散。静息状态时,神经纤维膜内K+外流为协助扩散过程;受刺激时,神经纤维膜外Na+内流为协助扩散过程。
(2)物质能否通过细胞膜,并不是取决于分子大小,而是取决于细胞生命活动是否需要。如木糖分子比葡萄糖分子小,但细胞能吸收葡萄糖而不能吸收木糖。
(3)胞吞与胞吐的共同点:能运输生物大分子等,在运输过程中形成囊泡,需要消耗能量,不需要载体。大多数神经递质虽是小分子,但以胞吐方式由突触前膜释放。
考法三　考查与物质运输有关的实验探究
5.[2019·海南卷] 在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图2-20所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率),回答下列问题:
图2-20
(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是　物质通过简单的扩散作用进出细胞　。
(2)实验结果表明:当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是　载体数量饱和　。
(3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输,李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。　思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在有氧条件下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别测定根细胞对b物质的吸收速率。
结果及结论:若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散　。
[解析] 由图可知,a表示自由扩散,b表示主动运输或协助扩散。(1)物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫作自由扩散,该过程不需要载体和能量,受细胞内外浓度差的影响。
(2)由图可知,b可能表示协助扩散或主动运输,b的运输需要载体协助,当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,载体数量饱和,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。
(3)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量,后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多,无氧呼吸产生的能量较少,故实验设计的自变量是有无氧气,因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在有氧条件下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论:若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
1.[2021·湖南卷] 关于下列微生物的叙述,正确的是 (　C　)
A.蓝藻细胞内含有叶绿体,能进行光合作用
B.酵母菌有细胞壁和核糖体,属于单细胞原核生物
C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸
D.支原体属于原核生物,细胞内含有染色质和核糖体
[解析] 蓝藻细胞为原核细胞,不含叶绿体,因含藻蓝素和叶绿素及与光合作用有关的酶而能进行光合作用,A错误;酵母菌具有以核膜为界限的细胞核,属于单细胞真核生物,B错误;破伤风杆菌属于原核生物,不含线粒体,且为厌氧微生物,只能进行无氧呼吸,C正确;染色质为真核细胞特有的结构,而支原体属于原核生物,其不含染色质,D错误。
2.[2021·湖南卷] 质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是 (　D　)
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
[解析] 施肥过多引起的“烧苗”是由于土壤溶液的渗透压高于植物的根细胞,导致根细胞失水过多,而根细胞失水会导致根细胞发生质壁分离,A正确;质壁分离过程中,由于原生质层的伸缩性大于细胞壁,导致细胞膜局部或全部脱离细胞壁,B正确;质壁分离复原过程中,随着细胞吸水增多,细胞的吸水能力会逐渐降低,C正确;NaCl溶液的离子的物质的量浓度高,因此二者的渗透压大小不相等,D错误。
3.[2020·全国卷Ⅱ] 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 (　D　)
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
[解析] 根据题干信息:水分交换达到平衡时,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,可推测甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高,A正确;因实验期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换,故若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零,B正确;若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能失水,即乙组叶肉细胞发生了质壁分离,C正确;若甲、乙糖溶液浓度均升高,说明初始时细胞液浓度均大于甲、乙糖溶液浓度,甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍,甲糖溶液和乙糖溶液浓度(单位为g/mL)相同,那乙糖溶液的摩尔浓度大于甲糖溶液,水分交换达到平衡时,叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组,D错误。
4.[2019·全国卷Ⅲ] 下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述,正确的是 (　D　)
A.三者都存在于蓝藻中
B.三者都含有DNA
C.三者都是ATP合成的场所
D.三者的膜结构中都含有蛋白质
[解析] 蓝藻是原核生物,只含有一种细胞器——核糖体,A项错误。线粒体和叶绿体中均含有DNA,高尔基体中不含DNA,B项错误。线粒体和叶绿体中能合成ATP,高尔基体中不能合成ATP,C项错误。高尔基体、线粒体和叶绿体都是具膜的细胞器,三者的膜结构中都含有蛋白质,D项正确。
5.[2019·全国卷Ⅱ] 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(　C　)
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
[解析] 本题考查物质的跨膜运输。根据题干信息可知,H+-ATPase位于细胞膜上,蓝光照射后,外界溶液的pH降低,说明有H+进入溶液中,蓝光能够引起细胞内的H+转运到细胞外,A正确;H+-ATPase具有ATP水解酶活性且可运输H+,蓝光通过H+-ATPase发挥作用,完成H+的逆浓度梯度跨膜运输,B正确;H+逆浓度梯度跨膜运输所需的能量由H+-ATPase水解ATP提供,C错误;细胞内的pH高于细胞外,说明溶液中的H+浓度高于细胞内,在暗处一段时间后,溶液的pH不变,此时有浓度差却没有H+的运输,说明H+不能通过自由扩散的方式进入细胞内,D正确。
6.[2021·全国甲卷] 植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题:
(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点　磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中　。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由　蛋白质　复合物构成的,其运输的特点是　一种离子通道只允许一种离子通过　(答出1点即可)。
(3)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　K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少　。
[解析] (1)生物膜的结构特点是磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞,这种运输方式属于协助扩散,离子通道是由细胞膜上的蛋白质复合物构成的,其运输的特点是一种离子通道只允许一种离子通过。
(3)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,这种运输方式是主动运输,主动运输需要消耗能量,在有呼吸抑制剂的条件下,会抑制细胞呼吸作用,使产生的能量减少,所以根细胞对K+的吸收速率降低。
1.小麦根尖分生区细胞是一种分裂能力较强的细胞,下列有关叙述错误的是 (　A　)
A.核膜、核仁和中心体呈周期性的消失和再现
B.线粒体和核糖体行使其正常功能离不开细胞核
C.蛋白质进入细胞核、高尔基体的方式有差别
D.细胞膜、核膜以及其他细胞器膜构成生物膜系统
[解析] 小麦细胞中无中心体,A错误;线粒体为半自主细胞器,在一定程度上受细胞核控制,核糖体的形成与核仁有关,并且其翻译的模板来自细胞核,B正确;蛋白质通过核孔进入细胞核,借助膜融合进入高尔基体,C正确;细胞膜、核膜以及其他细胞器膜构成生物膜系统,D正确。
2.科学家德迪夫在研究胰岛素对大鼠肝组织的作用时,意外发现一种酸性水解酶储存在细胞内某种具膜“容器”中,该“容器”被称为细胞内的“消化车间”。下列叙述错误的是 (　B　)
A.构成这种“容器”膜的基本支架是磷脂双分子层
B.该“容器”是肝细胞合成酸性水解酶的主要场所
C.肝细胞产生酸性水解酶需要多种细胞器协调配合
D.该“容器”能分解肝细胞内衰老、损伤的细胞器
[解析] 科学家德迪夫发现的具膜“容器”是溶酶体。溶酶体是具膜的细胞器,膜的基本支架是磷脂双分子层,A正确;溶酶体中的酸性水解酶是在核糖体上合成的,B错误;肝细胞产生酸性水解酶在核糖体上合成,需要内质网、高尔基体的加工,还需要线粒体提供能量,因此需要多种细胞器协调配合,C正确;溶酶体能分解细胞内衰老、损伤的细胞器,D正确。
3.人体肝细胞内很多重要的生理过程是通过具有相应结构的细胞器来完成的。下列有关肝细胞细胞器的叙述错误的是(　C　)
A.线粒体提供的能量可用于维持体温
B.溶酶体可消化细胞自身产生的碎渣
C.高尔基体可以合成细胞膜所需的磷脂
D.核糖体合成催化乳酸生成葡萄糖的酶
[解析] 人的产热器官主要是骨骼肌和肝脏,线粒体是有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,肝细胞内的线粒体提供的能量可用于维持体温,A正确;溶酶体内含有多种水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器,也可消化细胞自身产生的碎渣,B正确;磷脂属于脂质,脂质的合成场所是内质网,C错误;催化乳酸生成葡萄糖的酶的化学本质是蛋白质,蛋白质在核糖体上合成,D正确。
4.如图是甲、乙、丙三种物质进出人体神经细胞的示意图,已知载体蛋白B运输丙时会催化ATP分解,载体蛋白A则没有此功能。下列选项中,能代表甲、乙、丙三种物质的是 (　C　)
A.H2O、维生素D、葡萄糖 B.乙醇、Na+、RNA聚合酶
C.CO2、Na+、K+ D.CO2、苯、乙醇
[解析] H2O和维生素D通过自由扩散进出细胞,葡萄糖进入神经细胞的方式为主动运输,A不符合题意;乙醇出细胞为自由扩散,Na+进入神经细胞为顺浓度梯度的协助扩散,RNA聚合酶为细胞内重要的生物大分子,不会以主动运输方式进出细胞,B不符合题意;CO2出细胞为自由扩散,Na+进入神经细胞为顺浓度梯度的协助扩散,K+进神经细胞为主动运输,故与图中的甲自由扩散、乙协助扩散、丙主动运输相符,C符合题意;CO2、苯、乙醇三种物质都是以自由扩散的方式进出细胞,D不符合题意。
5.研究发现,某植物的液泡可发生如图所示的物质跨膜运输过程,其液泡膜上存在Na+/H+反向转运载体蛋白,它可利用液泡内外H+的电化学梯度(电位和浓度差)将H+转出液泡,同时将Na+由细胞质基质转入液泡。下列有关叙述错误的是 (　B　)
A.该植物具有较强的耐盐能力
B.图中只有H+进入液泡过程需要消耗能量
C.载体蛋白既可参与协助扩散,也可参与主动运输
D.外界溶液浓度可能会影响水通道蛋白的开启方向
[解析] Na+在液泡中的积累能使液泡内Na+浓度增大,细胞液渗透压增大,细胞吸水能力增强,进而提高该植物的耐盐能力,A正确;H+进入液泡需要消耗能量,Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,也需要消耗能量,B错误;主动运输的特点是需要载体和能量,协助扩散的特点是从高浓度运输到低浓度、需要载体而不需要能量,可知位于细胞膜上的载体蛋白既可参与主动运输又可参与协助扩散,C正确;细胞吸水还是失水与外界溶液浓度和细胞液浓度的差有关,外界溶液的浓度可能会影响水通道蛋白的开启方向,D正确。

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