高中生物二轮复习专题一 必备整合 细胞的物质组成、结构和物质运输

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高中生物二轮复习专题一 必备整合 细胞的物质组成、结构和物质运输

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必备整合 细胞的物质组成、结构和物质运输
考点1 组成细胞的分子
1.水与细胞代谢
2.无机盐及其在维持稳态中的作用
3.糖类和脂质的种类和功能
[提醒] (1)淀粉、糖原和纤维素的基本组成单位都是葡萄糖,三种多糖具有不同化学性质的原因是葡萄糖的连接方式、数量等不同。
(2)动物血液中多余的葡萄糖除合成糖原外,还可以转变成脂肪和某些氨基酸。
(3)水解不同于氧化分解。多糖和二糖水解的终产物是单糖;糖类氧化分解的终产物是CO2和H2O,即参与有氧呼吸后的最终产物。
4.蛋白质与核酸的结构与功能
(1)理清核酸与蛋白质的三个层次及相互关系
(2)常见“核酸—蛋白质”复合体归纳
1.(2024·贵州,1)种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质,也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是(  )
A.种子吸收的水与多糖等物质结合后,水仍具有溶解性
B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类不变
C.幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建,水不参与
D.幼苗中的水可参与形成NADPH,也可参与形成NADH
答案 D
解析 种子吸收的水与蛋白质、多糖等物质结合后,失去了流动性和溶解性,这部分水以结合水的形式存在,成为生物体的构成成分,A、C错误;种子萌发过程中进行旺盛的细胞呼吸,因此糖类含量逐渐下降,并产生许多中间代谢产物,导致有机物种类增加,B错误;幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH,也可通过有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应生成NADH,D正确。
[思维延伸] 种子萌发和形成过程中物质变化
(1)种子萌发时,非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少;油料作物种子萌发初期干重有所增加,与氧元素增加有关,原因是脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素。
(2)种子形成时,光合作用产物的输入导致干重增加。
(3)种子萌发时吸水和呼吸方式的变化
①在种子萌发的第Ⅰ阶段,由于细胞(吸胀)吸水,呼吸速率上升。
②在种子萌发的第Ⅱ阶段,细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多,说明在此期间主要进行无氧呼吸。
③在胚根长出后,由于胚根突破种皮,增加了O2的吸收量,种子以有氧呼吸为主,同时胚根大量吸水(渗透吸水)。
2.(2024·黑吉辽,1)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是(  )
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化
答案 B
解析 Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B错误。
[归纳总结] 蛋白质构象与活性
(1)蛋白质空间结构的改变,往往会引起蛋白质活性的改变。例如血红蛋白R型、T型。
(2)蛋白质结构的改变不一定会造成失活。例如载体蛋白。
(3)蛋白质变性的实质主要是蛋白质空间结构被破坏,变性的过程中肽键不断裂,有些情况下变性是可逆的。
3.(2025·河北,3)下列对生物体有机物的相关叙述,错误的是(  )
A.纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O
B.糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体
C.多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
D.多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构
答案 B
解析 纤维素属于糖类,元素组成是C、H、O,淀粉酶是蛋白质,元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,它们都有C、H、O,A正确;糖原是多糖,由葡萄糖单体连接成多聚体,蛋白质由氨基酸单体连接成多聚体,但脂肪不是多聚体,它是由1分子甘油和3分子脂肪酸发生反应而形成的酯,B错误;多肽链中的某些区域可以形成氢键,如α螺旋结构,核酸单链如tRNA,可在链内形成氢键,形成特定的空间结构,C正确;多糖如纤维素是植物细胞壁的组成成分,蛋白质是细胞膜结构的重要组成成分,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的组成成分,D正确。
[命题延伸] 判断
(1)种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高(2024·江西,5A)( √ )
(2)磷脂是构成细胞膜的重要成分,胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性(2024·湖南,1BD)( √ )
(3)在植物生命活动中,水能保持植物枝叶挺立(2024·浙江1月选考,2B)( √ )
提示:水可以调节植物细胞液渗透压,并有利于植物枝叶挺立。
(4)大豆油含有不饱和脂肪酸,熔点较低,室温时呈液态(2024·新课标,1A)( √ )
(5)细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质(2024·江苏,1B)( √ )
(6)血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯(2023·新课标,1D)( √ )
(7)补充某些特定的核酸,可以增强机体修复受损基因的能力(2023·福建,2B)( × )
提示:核酸是大分子物质,要被水解成多种小分子原料后才能被吸收,而机体并不缺乏这些合成核酸的原料。
(8)蛋白质彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应(2023·海南,2C)( × )
提示:蛋白质彻底水解的产物为氨基酸,氨基酸不能与双缩脲试剂发生紫色反应。
(9)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中(2022·湖南,1A)( × )
提示:胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基酸脱水缩合形成的—CO—NH—中。
1.(2025·吉林三模)高密度脂蛋白(HDL)为血清蛋白之一,是由载脂蛋白、磷脂和胆固醇酯等组成,可以将血液中多余的胆固醇转运到肝脏处进行分解排泄。动脉造影检测发现,高密度脂蛋白含量与动脉管腔狭窄程度呈负相关。下列有关叙述错误的是(  )
A.载脂蛋白是一种能与脂质结合的蛋白质,具有一定的空间结构
B.磷脂分子具有亲水性的“尾部”和疏水性的“头部”,是构成细胞膜的主要成分
C.HDL含有C、H、O、N、P等元素
D.通过合理饮食和锻炼,适当提高 HDL,可以降低心血管疾病的发病风险
答案 B
解析 根据“高密度脂蛋白(HDL)为血清蛋白之一,是由载脂蛋白、磷脂和胆固醇酯等组成”推测,载脂蛋白是一种能与磷脂和胆固醇酯等脂质结合的蛋白质,含有C、H、O、N、P等元素,且具有一定的空间结构,A、C正确;磷脂分子的“头部”主要由甘油和磷酸组成,具有亲水性,“尾部”由两个脂肪酸组成,具有疏水性,磷脂是构成细胞膜的主要成分,B错误;根据题意可知,高密度脂蛋白含量与动脉管腔狭窄程度呈负相关,即高水平的HDL可以防止动脉管腔狭窄,降低高胆固醇引起的心脑血管疾病的发病风险,可见通过合理饮食和锻炼,适当提高 HDL,可以降低心血管疾病的发病风险,D正确。
2.(2025·南昌检测)tRNA 的剪切加工需要RNA—蛋白质复合物RNaseP的催化。某研究团队揭示了酵母菌的RNaseP 的结构(由一条长链非编码RNA 分子和近十个蛋白质亚基组成)及催化的分子机制。下列叙述错误的是(  )
A.RNaseP属于生物催化剂,可降解特定的RNA 序列,此过程作用于磷酸二酯键
B.RNaseP存在于所有的细胞结构的生物中,是细胞进行生命活动所必需的组分
C.若将 RNaseP彻底水解,除蛋白质的水解产物外,还有4种小分子物质
D.RNaseP 催化的底物不仅结构上有氢键存在,还有携带氨基酸、识别密码子的功能
答案 C
解析 根据题意可知,RNaseP是生物催化剂,可对tRNA进行剪切加工修饰,形成成熟的tRNA,而tRNA携带反密码子,参与翻译过程中氨基酸的转运,存在于所有细胞中,该剪切加工修饰过程涉及降解特定的RNA序列,会催化磷酸二酯键的断裂,A、B正确; RNaseP是RNA—蛋白质复合物,彻底水解后,产物除了蛋白质的水解产物外,还有磷酸、核糖、4种含氮碱基,C错误;RNaseP催化的底物是tRNA,tRNA结构上有氢键,翻译过程中tRNA携带氨基酸,能识别mRNA上的密码子,D正确。
[易错警示] RNA的初步水解和彻底水解的产物不同,初步水解的产物是4种核糖核苷酸,彻底水解的产物为磷酸、核糖、4种含氮碱基共6种小分子物质。
3.乳铁蛋白是牛乳中的主要乳清蛋白,乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中。乳铁蛋白能满足婴幼儿对铁和蛋白质的需求,在调制牛乳时通常需要控制水温,以保证牛乳的营养价值。下列有关叙述正确的是(  )
A.使用双缩脲试剂可以检测牛乳中乳铁蛋白的含量
B.构成乳铁蛋白的部分氨基酸,其R基含铁元素
C.牛乳不宜用沸水调制的原因是高温会加速蛋白质分解
D.牛乳的营养价值与其所含必需氨基酸的种类和数量有关
答案 D
解析 双缩脲试剂能检测牛乳中的蛋白质,但不能检测含量,且乳铁蛋白只是牛奶中的一种蛋白质,A错误;由题干可知,乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中,说明铁元素没有位于R基上,B错误;沸水会破坏蛋白质的空间结构,使蛋白质变性,蛋白酶才能促进蛋白质分解,C错误;必需氨基酸的种类越丰富,数量越多的牛乳营养价值越高,D正确。
考点2 细胞的基本结构
1.原核细胞与真核细胞的比较
[提醒] (1)并非所有的原核细胞都有细胞壁,如支原体。
(2)蓝细菌属于原核生物,无叶绿体和线粒体,但能进行光合作用和细胞呼吸。
(3)哺乳动物成熟的红细胞没有核糖体等细胞器,也没有细胞核、DNA。
(4)病毒没有细胞结构,培养病毒必须用活细胞,而不能用含有各种营养成分的培养基。
2.细胞膜的结构与功能关系
3.多角度比较归纳各种细胞器
4.细胞骨架的结构与功能
[归纳总结] 高中生物学的“支架”“骨架”
(1)磷脂双分子层是构成生物膜的基本支架。
(2)真核细胞中有维持细胞形态的细胞骨架。
(3)生物大分子以碳链为基本骨架。
(4)DNA分子中的脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架。
5.生物膜系统的组成和功能
6.归纳与概括“囊泡运输”
1.(2025·广东,3)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是(  )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
答案 D
解析 科学家通过化学分析发现细胞膜主要由脂质(如磷脂、胆固醇)和蛋白质组成,这一结论为罗伯特森提出模型提供了物质组成依据,A不符合题意;表面张力实验发现,细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,推测细胞膜中含有蛋白质,这一观点被罗伯特森采纳,成为其模型中“蛋白质层”的理论来源,B不符合题意;罗伯特森在电镜下观察到细胞膜的暗—亮—暗三层结构,是其提出模型的直接证据,C不符合题意;细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性,与罗伯特森描述的静态结构相矛盾,且该实验远晚于罗伯特森模型,D符合题意。
2.(2024·江西,1)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是(  )
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低
答案 A
解析 溶酶体为单层膜细胞器,A错误;溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质,合成场所是核糖体,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C正确;水解酶从溶酶体外溢后,由于细胞质基质的pH(7.0左右)和溶酶体内的pH(5.0左右)有差异,因此大多数酶的活性会降低,D正确。
[思维延伸] 溶酶体与细胞内消化作用
(1)图1中少量的溶酶体水解酶泄漏到细胞质基质中,并不会引起细胞损伤,原因是细胞质基质pH高于溶酶体水解酶的最适pH,水解酶进入细胞质基质后,会导致酶的空间结构发生改变,使酶的活性大大降低。
(2)图2中细胞自噬是通过溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器等进行分解。自噬溶酶体内的物质被分解后,其产物的去向是被回收利用和被排出细胞。由此推测,当环境中营养物质缺乏时,细胞的自噬作用会增强。
(3)新宰的畜、禽,与马上把肉做熟了吃相比,过一段时间再煮,肉反而鲜嫩,原因是溶酶体膜破裂,各种水解酶释放出来,分解细胞中的蛋白质等物质。
3.(2024·安徽,11)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(  )
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注:各类RNA均为核糖体的组成成分。
A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B.基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达
C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同
D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁
答案 C
解析 线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自主细胞器,其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A正确;DNA发生甲基化修饰,会抑制RNA聚合酶与DNA的结合,从而影响基因的转录,可影响基因表达,B正确;由表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C错误;RNA聚合酶的本质是蛋白质,据表可知,RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中,因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译,产物最终定位在核仁发挥作用,D正确。
[思维延伸] 遗传物质存在与表达相关的结构
(1)线粒体和叶绿体均属于半自主细胞器,其基质中含DNA、RNA、核糖体等,且都可以进行增殖,但增殖方式不是有丝分裂。
(2)核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关,真核细胞核内的核仁被破坏,不能形成核糖体,蛋白质的合成将不能正常进行。
(3)RNA聚合酶通过核孔进入细胞核,核孔并非是一个简单的通道,而是由多种蛋白质构成的一个复杂而精细的结构,对进出核孔的物质具有严格调控作用。
4.(2024·安徽,2)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是(  )
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要细胞膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由其构成蛋白的不断组装所致
答案 A
解析 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,由题意可知,被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关,A正确;变形虫摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要细胞膜上的蛋白质进行识别,C错误;变形虫移动过程中,纤维的消长是由其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。
[命题延伸] 判断
(1)大肠杆菌和水绵的能量代谢都发生在细胞器中(2024·北京,1B)( × )
提示:与能量代谢有关的细胞器为叶绿体和线粒体,大肠杆菌只有核糖体这一种细胞器。
(2)细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流(2022·河北,1D)( √ )
(3)观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋(2024·江苏,3B)( × )
提示:在高倍镜下观察时,应调细准焦螺旋,不能调节粗准焦螺旋。
(4)细胞学说的建立运用了完全归纳法(2023·福建,3A)( × )
(5)生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外(2022·河北,2C)( √ )
(6)囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换(2021·海南,2B)( √ )
1.(2025·重庆第一次诊断)立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的原核生物,主要寄生于节肢动物。下列叙述正确的是(  )
A.立克次氏体与支原体的区别是后者没有核糖体
B.立克次氏体与HIV病毒的增殖方式不同
C.节肢动物外骨骼中的多糖与细菌荚膜多糖相同
D.立克次氏体在宿主细胞内可发生染色体变异
答案 B
解析 立克次氏体与支原体都是原核生物,均有核糖体,A错误;立克次氏体以分裂的方式增殖,HIV病毒没有细胞结构,必须寄生在活细胞内增殖,二者增殖方式不同,B正确;节肢动物外骨骼中的多糖主要是几丁质,细菌荚膜多糖主要为葡萄糖和葡萄糖醛酸聚合物等,C错误;立克次氏体是原核生物,无染色体,在宿主细胞内不可能发生染色体变异,D错误。
2.(2025·大庆模拟)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是(  )
答案 D
解析 血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白,A错误;抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体,B错误;胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜上的胰高血糖素受体结合,C错误;骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋,产生收缩,也可以吸收葡萄糖,所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖载体,D正确。
[知识拓展] 四种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白:糖蛋白。
(2)膜转运蛋白:膜上用于协助扩散和主动运输的通道蛋白、载体蛋白等。
(3)具催化作用的酶:如好氧型细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。
(4)标志蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
3.(不定项)长期以来,科学家认为HIV衣壳(如图1)在进入细胞核前会解体(“解体假说”)。然而,近年的“完整穿越”感染模型颠覆了这一观点(如图2)。下列推测正确的是(  )
A.“解体假说”的依据是HIV衣壳的宽度比核孔的大
B.“完整穿越”感染模型说明核孔可通过变形让HIV衣壳通过
C.若“完整穿越”感染模型成立,则在细胞核内可观察到完整的HIV衣壳
D.宿主细胞为RNA逆转录提供所需的原料和酶
答案 ABC
解析 观察图1可知,HIV衣壳有一定宽度,核孔有其特定大小,如果HIV衣壳宽度比核孔大,从空间结构角度分析可以认为,在进入细胞核前HIV衣壳会解体,这是“解体假说”合理的依据,A正确;核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构,具有一定的选择性,据图2可知,“完整穿越”感染模型中,核孔可通过变形让HIV衣壳通过,B正确;若“完整穿越”感染模型成立,HIV衣壳完整通过核孔进入细胞核,那么在细胞核内就可观察到完整的HIV衣壳,C正确;图1中HIV是逆转录病毒,其逆转录过程所需的逆转录酶是由HIV自身携带的,不是宿主细胞提供的,宿主细胞本身不存在逆转录酶,D错误。
考点3 物质进出细胞的方式
1.细胞的吸水和失水
[提醒] 渗透平衡≠浓度相等;达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧溶液的浓度未必相等,如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达到渗透平衡,但浓度不会相等。
2.载体蛋白和通道蛋白的作用辨析
转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,它们的作用特点分析如下:
(1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都有选择性。
(2)载体蛋白需要和被转运的物质结合,且会发生自身构象的改变;通道蛋白运输时不需要和被转运物质结合。
(3)载体蛋白既能够执行协助扩散,又能够执行主动运输,而通道蛋白只能执行协助扩散,即通道蛋白只能顺浓度梯度运输。
3.物质进出细胞方式的判断
[提醒] (1)同一种物质进出细胞的运输方式不一定相同,例如人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。
(2)消耗能量的运输方式不一定是主动运输,也可能是胞吞或胞吐。
(3)通过胞吞、胞吐运输的不一定是大分子物质,如神经递质通过胞吐释放。
1.(2025·广东,8)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是(  )
A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响
B.心肌细胞主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
答案 A
解析 O2以自由扩散的方式进出细胞,O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确;心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白不仅要与Ca2+结合,还需要与ATP水解产生的磷酸基团结合,载体蛋白与磷酸基团结合后,其空间结构发生改变,实现Ca2+的跨膜运输,B错误;葡萄糖经协助扩散进入红细胞需要转运蛋白,其速率与转运蛋白的数量有关,而转运蛋白是通过细胞代谢合成的,同时,细胞代谢也会消耗一部分葡萄糖,使细胞内外葡萄糖浓度差发生变化,进而影响葡萄糖的转运速率,C错误;通道蛋白转运物质时,不与被转运的物质结合,D错误。
2.(2024·山东,4)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是(  )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
答案 B
解析 细胞失水过程中,水从细胞液流出,细胞液浓度增大,A正确;根据“干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快”可知,外层细胞的细胞液中的单糖多,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高,B错误;内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞光合作用产物(单糖)向内部薄壁细胞转移,可促进外层细胞的光合作用,D正确。
[命题延伸] 判断
(1)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白,此过程不涉及载体蛋白协助(2024·浙江1月选考,3)( √ )
(2)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞(2023·全国甲,1D)( × )
提示:葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞的方式是顺浓度梯度的协助扩散。
(3)植物细胞吸水膨胀后,细胞的体积将持续增大,最终涨破(2022·浙江6月选考,11C)( × )
提示:由于有细胞壁的限制,植物细胞体积不会持续增大,且不会涨破。
(4)质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低(2021·湖南,3C)( √ )
3.(不定项)(2025·湖南,15)Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na+或Cl-物质的量浓度也相同的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他离子的影响)。5天后,与对照组(Ⅰ)相比,Ⅱ和Ⅲ组光合速率降低,而Ⅳ组无显著差异;各组植株的地上部分和根中Cl-、K+含量如图所示。下列叙述错误的是(  )
注:Ⅰ.对照(正常栽培);Ⅱ.NaCl溶液;Ⅲ.Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液;Ⅳ.Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液。
A.过量的Cl-可能储存于液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害
B.溶液中Cl-浓度越高,该植物向地上部分转运的K+量越多
C.Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡
D.K+从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量
答案 B
解析 植物细胞可以通过将过量的Cl-储存于液泡中,来降低细胞质中Cl-的浓度,从而避免高浓度Cl-对细胞的毒害,A正确;分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ3组地上部分离子含量可知,Ⅱ、Ⅳ组溶液中Cl-浓度高于Ⅰ组,但向地上部分转运的K+量低于Ⅰ组,B错误;与Ⅰ、Ⅳ组相比,Ⅱ组和Ⅲ组溶液中Na+浓度较高,但细胞中的K+含量均低于Ⅰ、Ⅳ组,说明Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡,C正确;由题图可知,地上部分的K+浓度大于根,故K+从根转运到地上部分组织细胞的方式为主动运输,需要消耗能量,D正确。
[归纳总结] 主动运输过程中ATP的供能机制
(1)模型构建
(2)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与特定的化学反应。
1.(2025·张家口第一中学月考)溶酶体膜上的H+转运蛋白和TMEM175蛋白均能运输H+,H+转运蛋白将H+运入溶酶体,TMEM175蛋白将H+运出溶酶体。正常情况下溶酶体内的pH维持在4.6左右,小于细胞质基质。研究发现帕金森综合征患者的TMEM175蛋白结构异常。下列叙述错误的是(  )
A.H+转运蛋白将H+运入溶酶体的方式是主动运输
B.TMEM175蛋白的结构发生改变会影响H+的运输
C.帕金森综合征患者溶酶体内的pH比正常人的更高
D.构成溶酶体膜的磷脂双分子层对H+具有屏障作用
答案  C
解析 溶酶体内pH维持在4.6左右,小于细胞质基质,所以H+通过H+转运蛋白从细胞质基质运往溶酶体,是逆浓度梯度的跨膜运输,其方式是主动运输,A正确;蛋白质的结构决定功能,TMEM175 蛋白结构发生改变,会影响H+的运输,引起溶酶体pH的改变,B正确;帕金森综合征患者的TMEM175蛋白结构异常,H+运出溶酶体受阻,溶酶体内H+增多,使其pH小于4.6,应比正常人的更低,C错误;溶酶体膜能维持溶酶体内外H+浓度差,对H+进出溶酶体具有选择性,说明构成溶酶体膜的磷脂双分子层对H+具有屏障作用,D 正确。
2.在一定范围内,温度对植物细胞质壁分离和复原实验有显著影响。当温度升高时,植物细胞的质壁分离速度会加快,但温度过高会导致细胞无法复原。下列关于温度影响质壁分离和复原的解释,错误的是(  )
A.温度升高,细胞膜的流动性增强,水分子进出细胞速度加快
B.温度升高,细胞呼吸作用增强,为质壁分离提供更多能量
C.温度过高破坏了原生质层的结构,导致质壁分离无法复原
D.温度过高使细胞内的酶失活,影响了细胞的渗透调节功能
答案 B
解析 温度升高会使细胞膜的分子运动速度加快,导致细胞膜流动性增强,水分子进出细胞速度加快,A正确;质壁分离过程中水的运输方式是被动运输,不需要细胞呼吸提供能量,B错误;温度过高会导致细胞膜的蛋白质分子变性,破坏原生质层的结构或使酶失活,影响细胞的渗透调节功能,导致质壁分离无法复原,C、D正确。
3.(2025·大庆模拟)某科研团队发现AT1基因可调节作物的耐碱性,如图是在盐碱地种植的普通作物和敲除AT1基因作物的细胞示意图,PIP2s为水通道蛋白,其发生磷酸化后可将H2O2运出细胞。若细胞中积累过多的H2O2,则会损害细胞,导致作物的耐碱性下降。下列叙述正确的是(  )
A.敲除AT1基因后,PIP2s磷酸化减弱,促进了根细胞排出H2O2
B.AT1蛋白与物质m结合抑制了PIP2s的磷酸化,H2O2通过PIP2s时,不需要与PIP2s结合
C.抑制PIP2s的磷酸化,作物根细胞不再吸收水和排出H2O2
D.敲除AT1基因的作物耐碱性下降
答案 B
解析 由题图可知,敲除AT1基因后,无AT1蛋白与物质m结合,导致PIP2s磷酸化增强促进根细胞排出H2O2,A错误;由图可知,AT1蛋白与物质m结合抑制了PIP2s的磷酸化,从而抑制了H2O2排出细胞,B正确;抑制PIP2s的磷酸化,作物根细胞还可通过自由扩散的形式吸收水,C错误;据题图可知,敲除AT1基因的作物可增强对H2O2的排出,耐碱性上升,D错误。(共91张PPT)
第一部分 专题一
细胞的分子组成、结构与功能
网络构建
组成生物体的①________
细胞中
的元素
血浆pH及细胞外液渗透压的维持


无机盐
功能
组成复杂化合物
②____________
维持细胞的酸碱平衡和渗透压
无机物
细胞中的化合物

自由水
结合水
功能
联 系
细胞结构重要组成部分
结合水/自由水的值与代谢强弱、抗逆性的关
系,细胞内产生水、消耗水的反应及场所
转化
化合物
维持生命活动
联 系
种类
有机物
细胞
维持正常生命活动
病毒
结构
生活方式:③_____
不具有细胞结构
细胞壁
细胞膜
细胞质
④_____
细胞
联 系
噬菌体侵染细菌的实验
DNA病毒和RNA病毒
植物病毒、动物病毒、噬菌体
通过侵染细胞进行增殖
原核细胞
类群
共同点
主要区别
都有细胞膜、细胞质、核糖体,遗传物质都是DNA
有无以核膜为界限的细胞核
真核细胞
寄生
拟核
类型
繁殖
细菌、支原体、衣原体等
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
教材中涉及的3H、15N、14C、18O、32P、35S标记的应用实例
联 系
细胞中
的元素
细胞中的化合物
种类
有机物
糖类
(C、H、O)
脂质(C、H、O,有的还含N、P)
蛋白质
(C、H、O、N等)
核酸
(C、H、O、N、P)
分类
功能
单糖、二糖、多糖
⑤_________________________________
脂肪
磷脂
固醇
联系
糖、脂肪中氢和氧比例差异
构成⑥_______________________的重要成分
胆固醇、性激素、维生素D


结构蛋白
功能蛋白
功能
生命活动
的主要承
担者


结构蛋白、载体蛋白、糖蛋白、受体、催化、调节(激素)等作用实例


功能
DNA
RNA
携带遗
传信息
联 系
RNA的分布与功能
重要的能源物质;组成细胞的化合物
细胞膜和多种细胞器膜
联 系
ATP、核酸及受体中糖的种类
细胞
细胞
真核细胞
细胞壁
成分
纤维素和果胶(植物细胞)
细胞膜
(系统边界)
结构
决 定
功能
磷脂双分子层
蛋白质
多糖
糖蛋白
结构
特点
具有⑦_______
细胞融合、胞吞、胞吐
物质进出
联 系


自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吐的判断
屏障保护
信息交流
功能特点
⑧__________
活细胞的特征
联系
细胞质
(代谢中心)
⑨__________
细胞器
细胞骨架
具膜细胞器
无膜细胞器
组成
生物膜系统
联 系
分泌蛋白形成及细胞器间配合
细胞核
(控制中心)
核膜(细胞核的边界)
染色质
核仁
染色体
联 系
参与⑩________________________________
有丝分裂、减数分裂过程中染色体结构、数目的变化
流动性
选择透过性
细胞质基质
某种RNA的合成以及核糖体的形成
联系
癌细胞的特征、细胞识别
考点3 物质进出细胞的方式
考点2 细胞的基本结构
考点1 组成细胞的分子
内容索引
考点1 组成细胞的分子
必备整合 细胞的物质组成、结构和物质运输
1.水与细胞代谢
主干整合
2.无机盐及其在维持稳态中的作用
3.糖类和脂质的种类和功能
(1)淀粉、糖原和纤维素的基本组成单位都是葡萄糖,三种多糖具有不同化学性质的原因是葡萄糖的连接方式、数量等不同。
(2)动物血液中多余的葡萄糖除合成糖原外,还可以转变成脂肪和某些氨基酸。
(3)水解不同于氧化分解。多糖和二糖水解的终产物是单糖;糖类氧化分解的终产物是CO2和H2O,即参与有氧呼吸后的最终产物。
提醒
4.蛋白质与核酸的结构与功能
(1)理清核酸与蛋白质的三个层次及相互关系
(2)常见“核酸—蛋白质”复合体归纳
1.(2024·贵州,1)种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质,也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是
A.种子吸收的水与多糖等物质结合后,水仍具有溶解性
B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类不变
C.幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建,水不参与
D.幼苗中的水可参与形成NADPH,也可参与形成NADH

典题精研
种子吸收的水与蛋白质、多糖等物质结合后,失去了流动性和溶解性,这部分水以结合水的形式存在,成为生物体的构成成分,A、C错误;
种子萌发过程中进行旺盛的细胞呼吸,因此糖类含量逐渐下降,并产生许多中间代谢产物,导致有机物种类增加,B错误;
幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH,也可通过有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应生成NADH,D正确。
解析
思维延伸
种子萌发和形成过程中物质变化
(1)种子萌发时,非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重 ;油料作物种子萌发初期干重有所 ,与 增加有关,原因是脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素。
(2)种子形成时,光合作用产物的输入导致干重增加。
减少
增加
氧元素
思维延伸
(3)种子萌发时吸水和呼吸方式的变化
①在种子萌发的第Ⅰ阶段,由于细胞(吸胀)吸水,呼吸速率上升。
②在种子萌发的第Ⅱ阶段,细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多,说明在此期间主要进行 呼吸。
③在胚根长出后,由于胚根突破种皮,增加了O2的吸收量,种子以_________为主,同时胚根大量吸水(渗透吸水)。
无氧
有氧呼吸
2.(2024·黑吉辽,1)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化

Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B错误。
解析
归纳总结
蛋白质构象与活性
(1)蛋白质空间结构的改变,往往会引起蛋白质活性的改变。例如血红蛋白R型、T型。
(2)蛋白质结构的改变不一定会造成失活。例如载体蛋白。
(3)蛋白质变性的实质主要是蛋白质空间结构被破坏,变性的过程中肽键不断裂,有些情况下变性是可逆的。
3.(2025·河北,3)下列对生物体有机物的相关叙述,错误的是
A.纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O
B.糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体
C.多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
D.多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构

纤维素属于糖类,元素组成是C、H、O,淀粉酶是蛋白质,元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,它们都有C、H、O,A正确;
糖原是多糖,由葡萄糖单体连接成多聚体,蛋白质由氨基酸单体连接成多聚体,但脂肪不是多聚体,它是由1分子甘油和3分子脂肪酸发生反应而形成的酯,B错误;
多肽链中的某些区域可以形成氢键,如α螺旋结构,核酸单链如tRNA,可在链内形成氢键,形成特定的空间结构,C正确;
多糖如纤维素是植物细胞壁的组成成分,蛋白质是细胞膜结构的重要组成成分,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的组成成分,D正确。
解析
(1)种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高(2024·江西,5A)(  )
(2)磷脂是构成细胞膜的重要成分,胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性
(2024·湖南,1BD)(  )
(3)在植物生命活动中,水能保持植物枝叶挺立
(2024·浙江1月选考,2B)(  )



提示:水可以调节植物细胞液渗透压,并有利于植物枝叶挺立。
命题延伸——判断
(4)大豆油含有不饱和脂肪酸,熔点较低,室温时呈液态
(2024·新课标,1A)(  )
(5)细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质(2024·江苏,1B)(  )
(6)血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
(2023·新课标,1D)(  )
(7)补充某些特定的核酸,可以增强机体修复受损基因的能力
(2023·福建,2B)(  )



提示:核酸是大分子物质,要被水解成多种小分子原料后才能被吸收,而机体并不缺乏这些合成核酸的原料。
×
(8)蛋白质彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
(2023·海南,2C)(  )
×
提示:蛋白质彻底水解的产物为氨基酸,氨基酸不能与双缩脲试剂发生紫色反应。
(9)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中(2022·湖南,1A)(  )
×
提示:胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基酸脱水缩合形成的—CO—NH—中。
1.(2025·吉林三模)高密度脂蛋白(HDL)为血清蛋白之一,是由载脂蛋白、磷脂和胆固醇酯等组成,可以将血液中多余的胆固醇转运到肝脏处进行分解排泄。动脉造影检测发现,高密度脂蛋白含量与动脉管腔狭窄程度呈负相关。下列有关叙述错误的是
A.载脂蛋白是一种能与脂质结合的蛋白质,具有一定的空间结构
B.磷脂分子具有亲水性的“尾部”和疏水性的“头部”,是构成细胞膜
的主要成分
C.HDL含有C、H、O、N、P等元素
D.通过合理饮食和锻炼,适当提高 HDL,可以降低心血管疾病的发病风险

预测演练
根据“高密度脂蛋白(HDL)为血清蛋白之一,是由载脂蛋白、磷脂和胆固醇酯等组成”推测,载脂蛋白是一种能与磷脂和胆固醇酯等脂质结合的蛋白质,含有C、H、O、N、P等元素,且具有一定的空间结构,A、C正确;
磷脂分子的“头部”主要由甘油和磷酸组成,具有亲水性,“尾部”由两个脂肪酸组成,具有疏水性,磷脂是构成细胞膜的主要成分,B错误;
根据题意可知,高密度脂蛋白含量与动脉管腔狭窄程度呈负相关,即高水平的HDL可以防止动脉管腔狭窄,降低高胆固醇引起的心脑血管疾病的发病风险,可见通过合理饮食和锻炼,适当提高HDL,可以降低心血管疾病的发病风险,D正确。
解析
2.(2025·南昌检测)tRNA 的剪切加工需要RNA—蛋白质复合物RNaseP的催化。某研究团队揭示了酵母菌的RNaseP 的结构(由一条长链非编码RNA 分子和近十个蛋白质亚基组成)及催化的分子机制。下列叙述错误的是
A.RNaseP属于生物催化剂,可降解特定的RNA 序列,此过程作用于磷酸二酯键
B.RNaseP存在于所有的细胞结构的生物中,是细胞进行生命活动所必需的组分
C.若将 RNaseP彻底水解,除蛋白质的水解产物外,还有4种小分子物质
D.RNaseP 催化的底物不仅结构上有氢键存在,还有携带氨基酸、识别密码子
的功能

根据题意可知,RNaseP是生物催化剂,可对tRNA进行剪切加工修饰,形成成熟的tRNA,而tRNA携带反密码子,参与翻译过程中氨基酸的转运,存在于所有细胞中,该剪切加工修饰过程涉及降解特定的RNA序列,会催化磷酸二酯键的断裂,A、B正确;
RNaseP是RNA—蛋白质复合物,彻底水解后,产物除了蛋白质的水解产物外,还有磷酸、核糖、4种含氮碱基,C错误;
RNaseP催化的底物是tRNA,tRNA结构上有氢键,翻译过程中tRNA携带氨基酸,能识别mRNA上的密码子,D正确。
解析
易错警示
RNA的初步水解和彻底水解的产物不同,初步水解的产物是4种核糖核苷酸,彻底水解的产物为磷酸、核糖、4种含氮碱基共6种小分子物质。
3.乳铁蛋白是牛乳中的主要乳清蛋白,乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中。乳铁蛋白能满足婴幼儿对铁和蛋白质的需求,在调制牛乳时通常需要控制水温,以保证牛乳的营养价值。下列有关叙述正确的是
A.使用双缩脲试剂可以检测牛乳中乳铁蛋白的含量
B.构成乳铁蛋白的部分氨基酸,其R基含铁元素
C.牛乳不宜用沸水调制的原因是高温会加速蛋白质分解
D.牛乳的营养价值与其所含必需氨基酸的种类和数量有关

双缩脲试剂能检测牛乳中的蛋白质,但不能检测含量,且乳铁蛋白只是牛奶中的一种蛋白质,A错误;
由题干可知,乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中,说明铁元素没有位于R基上,B错误;
沸水会破坏蛋白质的空间结构,使蛋白质变性,蛋白酶才能促进蛋白质分解,C错误;
必需氨基酸的种类越丰富,数量越多的牛乳营养价值越高,D正确。
解析
返回
考点2 细胞的基本结构
必备整合 细胞的物质组成、结构和物质运输
1.原核细胞与真核细胞的比较
主干整合
(1)并非所有的原核细胞都有细胞壁,如支原体。
(2)蓝细菌属于原核生物,无叶绿体和线粒体,但能进行光合作用和细胞呼吸。
(3)哺乳动物成熟的红细胞没有核糖体等细胞器,也没有细胞核、DNA。
(4)病毒没有细胞结构,培养病毒必须用活细胞,而不能用含有各种营养成分的培养基。
提醒
2.细胞膜的结构与功能关系
3.多角度比较归纳各种细胞器
4.细胞骨架的结构与功能
归纳总结
高中生物学的“支架”“骨架”
(1)磷脂双分子层是构成生物膜的基本支架。
(2)真核细胞中有维持细胞形态的细胞骨架。
(3)生物大分子以碳链为基本骨架。
(4)DNA分子中的脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架。
5.生物膜系统的组成和功能
6.归纳与概括“囊泡运输”
1.(2025·广东,3)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性

典题精研
科学家通过化学分析发现细胞膜主要由脂质(如磷脂、胆固醇)和蛋白质组成,这一结论为罗伯特森提出模型提供了物质组成依据,A不符合题意;
表面张力实验发现,细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,推测细胞膜中含有蛋白质,这一观点被罗伯特森采纳,成为其模型中“蛋白质层”的理论来源,B不符合题意;
罗伯特森在电镜下观察到细胞膜的暗—亮—暗三层结构,是其提出模型的直接证据,C不符合题意;
细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性,与罗伯特森描述的静态结构相矛盾,且该实验远晚于罗伯特森模型,D符合题意。
解析
2.(2024·江西,1)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低

溶酶体为单层膜细胞器,A错误;
溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质,合成场所是核糖体,B正确;
溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C正确;
水解酶从溶酶体外溢后,由于细胞质基质的pH(7.0左右)和溶酶体内的pH(5.0左右)有差异,因此大多数酶的活性会降低,D正确。
解析
思维延伸
溶酶体与细胞内消化作用
(1)图1中少量的溶酶体水解酶泄漏到细胞质基质中,并不会引起细胞损伤,原因是____________________________________________
____________________________________________________________________。
细胞质基质pH高于溶酶体水解酶的最适pH,水解酶进入细胞质基质后,会导致酶的空间结构发生改变,使酶的活性大大降低
思维延伸
(2)图2中细胞自噬是通过溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器等进行分解。自噬溶酶体内的物质被分解后,其产物的去向是______
______和____________。由此推测,当环境中营养物质缺乏时,细胞的自噬作用会_____。
被回收
利用
被排出细胞
增强
思维延伸
(3)新宰的畜、禽,与马上把肉做熟了吃相比,过一段时间再煮,肉反而鲜嫩,原因是__________________________________________
________________。
溶酶体膜破裂,各种水解酶释放出来,分解细胞中的蛋白质等物质
3.(2024·安徽,11)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注:各类RNA均为核糖体的组成成分。
A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚
合酶
B.基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因
表达
C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列
相同
D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位
在核仁

线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自主细胞器,其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A正确;
DNA发生甲基化修饰,会抑制RNA聚合酶与DNA的结合,从而影响基因的转录,可影响基因表达,B正确;
解析
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
由表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C错误;
RNA聚合酶的本质是蛋白质,据表可知,RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中,因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译,产物最终定位在核仁发挥作用,D正确。
解析
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
思维延伸
遗传物质存在与表达相关的结构
(1)线粒体和叶绿体均属于半自主细胞器,其 含DNA、RNA、核糖体等,且都可以进行增殖,但增殖方式不是有丝分裂。
(2)核仁与 有关,真核细胞核内的核仁被破坏,不能形成 ,蛋白质的合成将不能正常进行。
(3)RNA聚合酶通过 进入细胞核,核孔并非是一个简单的通道,而是由多种蛋白质构成的一个复杂而精细的结构,对进出核孔的物质具有严格调控作用。
基质中
rRNA的合成以及核糖体的形成
核糖体
核孔
4.(2024·安徽,2)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要细胞膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由其构成蛋白的不断组装所致

细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,由题意可知,被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关,A正确;
变形虫摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;
变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要细胞膜上的蛋白质进行识别,C错误;
变形虫移动过程中,纤维的消长是由其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。
解析
(1)大肠杆菌和水绵的能量代谢都发生在细胞器中(2024·北京,1B)(  )
命题延伸——判断
×
提示:与能量代谢有关的细胞器为叶绿体和线粒体,大肠杆菌只有核糖体这一种细胞器。
(2)细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流(2022·河北,1D)(  )
(3)观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋(2024·江苏,3B)(  )

提示:在高倍镜下观察时,应调细准焦螺旋,不能调节粗准焦螺旋。
×
(4)细胞学说的建立运用了完全归纳法(2023·福建,3A)(  )
(5)生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
(2022·河北,2C)(  )
(6)囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换
(2021·海南,2B)(  )
×


1.(2025·重庆第一次诊断)立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的原核生物,主要寄生于节肢动物。下列叙述正确的是
A.立克次氏体与支原体的区别是后者没有核糖体
B.立克次氏体与HIV病毒的增殖方式不同
C.节肢动物外骨骼中的多糖与细菌荚膜多糖相同
D.立克次氏体在宿主细胞内可发生染色体变异

预测演练
立克次氏体与支原体都是原核生物,均有核糖体,A错误;
立克次氏体以分裂的方式增殖,HIV病毒没有细胞结构,必须寄生在活细胞内增殖,二者增殖方式不同,B正确;
节肢动物外骨骼中的多糖主要是几丁质,细菌荚膜多糖主要为葡萄糖和葡萄糖醛酸聚合物等,C错误;
立克次氏体是原核生物,无染色体,在宿主细胞内不可能发生染色体变异,D错误。
解析
2.(2025·大庆模拟)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是

血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白,A错误;
抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体,B错误;
胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜上的胰高血糖素受体结合,C错误;
骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋,产生收缩,也可以吸收葡萄糖,所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖载体,D正确。
解析
知识拓展
四种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白:糖蛋白。
(2)膜转运蛋白:膜上用于协助扩散和主动运输的通道蛋白、载体蛋白等。
(3)具催化作用的酶:如好氧型细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。
(4)标志蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
3.(不定项)长期以来,科学家认为HIV衣壳(如图1)在进入细胞核前会解体(“解体假说”)。然而,近年的“完整穿越”感染模型颠覆了这一观点(如图2)。下列推测正确的是
A.“解体假说”的依据是HIV衣壳的宽度比核孔的大
B.“完整穿越”感染模型说明核孔可通过变形让HIV衣壳通过
C.若“完整穿越”感染模型成立,则在细胞核内可观察到完整的HIV衣壳
D.宿主细胞为RNA逆转录提供所需的原料和酶



观察图1可知,HIV衣壳有一定宽度,核孔有其特定大小,如果HIV衣壳宽度比核孔大,从空间结构角度分析可以认为,在进入细胞核前HIV衣壳会解体,这是“解体假说”合理的依据,A正确;
核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构,具有一定的选择性,据图2可知,“完整穿越”感染模型中,核孔可通过变形让HIV衣壳通过,B正确;
若“完整穿越”感染模型成立,HIV衣壳完整通过核孔进入细胞核,那么在细胞核内就可观察到完整的HIV衣壳,C正确;
图1中HIV是逆转录病毒,其逆转录过程所需的逆转录酶是由HIV自身携带的,不是宿主细胞提供的,宿主细胞本身不存在逆转录酶,D错误。
解析
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考点3 物质进出细胞的方式
必备整合 细胞的物质组成、结构和物质运输
1.细胞的吸水和失水
主干整合
渗透平衡≠浓度相等;达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧溶液的浓度未必相等,如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达到渗透平衡,但浓度不会相等。
提醒
2.载体蛋白和通道蛋白的作用辨析
转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,它们的作用特点分析如下:
(1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都有选择性。
(2)载体蛋白需要和被转运的物质结合,且会发生自身构象的改变;通道蛋白运输时不需要和被转运物质结合。
(3)载体蛋白既能够执行协助扩散,又能够执行主动运输,而通道蛋白只能执行协助扩散,即通道蛋白只能顺浓度梯度运输。
3.物质进出细胞方式的判断
(1)同一种物质进出细胞的运输方式不一定相同,例如人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。
(2)消耗能量的运输方式不一定是主动运输,也可能是胞吞或胞吐。
(3)通过胞吞、胞吐运输的不一定是大分子物质,如神经递质通过胞吐释放。
提醒
1.(2025·广东,8)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是
A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响
B.心肌细胞主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收

典题精研
O2以自由扩散的方式进出细胞,O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确;
心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白不仅要与Ca2+结合,还需要与ATP水解产生的磷酸基团结合,载体蛋白与磷酸基团结合后,其空间结构发生改变,实现Ca2+的跨膜运输,B错误;
葡萄糖经协助扩散进入红细胞需要转运蛋白,其速率与转运蛋白的数量有关,而转运蛋白是通过细胞代谢合成的,同时,细胞代谢也会消耗一部分葡萄糖,使细胞内外葡萄糖浓度差发生变化,进而影响葡萄糖的转运速率,C错误;
通道蛋白转运物质时,不与被转运的物质结合,D错误。
解析
2.(2024·山东,4)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的
光合作用

细胞失水过程中,水从细胞液流出,细胞液浓度增大,A正确;
根据“干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快”可知,外层细胞的细胞液中的单糖多,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高,B错误;
内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;
干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞光合作用产物(单糖)向内部薄壁细胞转移,可促进外层细胞的光合作用,D正确。
解析
(1)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白,此过程不涉及载体蛋白协助(2024·浙江1月选考,3)(  )
(2)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
(2023·全国甲,1D)(  )
命题延伸——判断

×
提示:葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞的方式是顺浓度梯度的协助扩散。
(3)植物细胞吸水膨胀后,细胞的体积将持续增大,最终涨破
(2022·浙江6月选考,11C)(  )
×
提示:由于有细胞壁的限制,植物细胞体积不会持续增大,且不会涨破。
(4)质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
(2021·湖南,3C)(  )

3.(不定项)(2025·湖南,15)Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na+或Cl-物质的量浓度也相同的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他离子的影响)。5天后,与对照组(Ⅰ)相比,Ⅱ和Ⅲ组光合速率降低,而Ⅳ组无显著差异;各组植株的地上部分和根中Cl-、K+含量如图所示。下列叙述错误的是
注:Ⅰ.对照(正常栽培);Ⅱ.NaCl溶液;Ⅲ.Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液;Ⅳ.Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液。
A.过量的Cl-可能储存于液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害
B.溶液中Cl-浓度越高,该植物向地上部分转运的K+量越多
C.Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡
D.K+从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量

植物细胞可以通过将过量的Cl-储存于液泡中,来降低细胞质中Cl-的浓度,从而避免高浓度Cl-对细胞的毒害,A正确;
分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ3组地上部分离子含量可知,Ⅱ、Ⅳ组溶液中Cl-浓度高于Ⅰ组,但向地上部分转运的K+量低于Ⅰ组,B错误;
解析
与Ⅰ、Ⅳ组相比,Ⅱ组和Ⅲ组溶液中Na+浓度较高,但细胞中的K+含量均低于Ⅰ、Ⅳ组,说明Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、
K+的平衡,C正确;
由题图可知,地上部分的K+浓度大于根,故K+从根转运到地上部分组织细胞的方式为主动运输,需要消耗能量,D正确。
解析
归纳总结
主动运输过程中ATP的供能机制
(1)模型构建
(2)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与特定的化学反应。
1.(2025·张家口第一中学月考)溶酶体膜上的H+转运蛋白和TMEM175蛋白均能运输H+,H+转运蛋白将H+运入溶酶体,TMEM175蛋白将H+运出溶酶体。正常情况下溶酶体内的pH维持在4.6左右,小于细胞质基质。研究发现帕金森综合征患者的TMEM175蛋白结构异常。下列叙述错误的是
A.H+转运蛋白将H+运入溶酶体的方式是主动运输
B.TMEM175蛋白的结构发生改变会影响H+的运输
C.帕金森综合征患者溶酶体内的pH比正常人的更高
D.构成溶酶体膜的磷脂双分子层对H+具有屏障作用

预测演练
溶酶体内pH维持在4.6左右,小于细胞质基质,所以H+通过H+转运蛋白从细胞质基质运往溶酶体,是逆浓度梯度的跨膜运输,其方式是主动运输,A正确;
蛋白质的结构决定功能,TMEM175 蛋白结构发生改变,会影响H+的运输,引起溶酶体pH的改变,B正确;
帕金森综合征患者的TMEM175蛋白结构异常,H+运出溶酶体受阻,溶酶体内H+增多,使其pH小于4.6,应比正常人的更低,C错误;
溶酶体膜能维持溶酶体内外H+浓度差,对H+进出溶酶体具有选择性,说明构成溶酶体膜的磷脂双分子层对H+具有屏障作用,D 正确。
解析
2.在一定范围内,温度对植物细胞质壁分离和复原实验有显著影响。当温度升高时,植物细胞的质壁分离速度会加快,但温度过高会导致细胞无法复原。下列关于温度影响质壁分离和复原的解释,错误的是
A.温度升高,细胞膜的流动性增强,水分子进出细胞速度加快
B.温度升高,细胞呼吸作用增强,为质壁分离提供更多能量
C.温度过高破坏了原生质层的结构,导致质壁分离无法复原
D.温度过高使细胞内的酶失活,影响了细胞的渗透调节功能

解析
温度升高会使细胞膜的分子运动速度加快,导致细胞膜流动性增强,水分子进出细胞速度加快,A正确;
质壁分离过程中水的运输方式是被动运输,不需要细胞呼吸提供能量,B错误;
温度过高会导致细胞膜的蛋白质分子变性,破坏原生质层的结构或使酶失活,影响细胞的渗透调节功能,导致质壁分离无法复原,C、D正确。
3.(2025·大庆模拟)某科研团队发现AT1基因可调节作物的耐碱性,如图是在盐碱地种植的普通作物和敲除AT1基因作物的细胞示意图,PIP2s为水通道蛋白,其发生磷酸化后可将H2O2运出细胞。若细胞中积累过多的H2O2,则会损害细胞,导致作物的耐碱性下降。下列叙述正确的是
A.敲除AT1基因后,PIP2s磷酸
化减弱,促进了根细胞排出
H2O2
B.AT1蛋白与物质m结合抑制
了PIP2s的磷酸化,H2O2通过PIP2s时,不需要与PIP2s结合
C.抑制PIP2s的磷酸化,作物根细胞不再吸收水和排出H2O2
D.敲除AT1基因的作物耐碱性下降

解析
由题图可知,敲除AT1基因后,无AT1蛋白与物质m结合,导致PIP2s磷酸化增强促进根细胞排出H2O2,A错误;
由图可知,AT1蛋白与物质m结合抑制了PIP2s的磷酸化,从而抑制了H2O2排出细胞,B正确;
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解析
抑制PIP2s的磷酸化,作物根细胞还可通过自由扩散的形式吸收水,C错误;
据题图可知,敲除AT1基因的作物可增强对H2O2的排出,耐碱性上升,D错误。
本课结束
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