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小专题2　细胞的结构与功能
考向1　细胞的结构和功能
1．(2024·江苏卷)图中①～④表示人体细胞的不同结构。下列叙述错误的是(　A　)
A．①～④构成细胞完整的生物膜系统
B．溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C．③的膜具有一定的流动性
D．④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
解析：完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，而图中①是线粒体，②是内质网，③是高尔基体，④是囊泡，①～④不能构成细胞完整的生物膜系统，A错误；溶酶体能够清除衰老、受损的细胞器，B正确；高尔基体膜属于生物膜，具有一定的流动性，C正确；细胞骨架与物质运输有关，所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关，D正确。
2．(2023·江苏卷)植物细胞及其部分结构如图所示。下列叙述错误的是(　D　)
A．主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B．核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C．③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质
D．植物细胞必须具备①②和③才能存活
解析：图中①为染色体(质)，主要由DNA和蛋白质组成，只存在于细胞核中，A正确；②为细胞膜，在真核细胞中，细胞膜、细胞器膜和核膜三者成分相似，共同构成生物膜系统，B正确；③为植物细胞壁，主要由纤维素和果胶构成，也含有多种蛋白质，C正确；植物细胞去除细胞壁后的结构为原生质体，仍具有生物活性，D错误。
考向2　物质进出细胞的方式
3．(多选)(☆2025·江苏卷)研究小组开展了Cl－胁迫下，添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验，机理如图所示。下列相关叙述错误的有(　ABC　)
A．Cl－通过自由扩散进入植物细胞
B．转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C．ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D．细胞膜发挥了物质运输、信息交流的功能
解析：由图可知，Cl－借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入细胞，属于协助扩散，A错误；转运蛋白甲将Cl－运入细胞，转运蛋白乙将Cl－运出细胞，图中也显示两者是不同的，两者的结构和功能不同，B错误；由图可知，ABA与细胞膜上的受体结合，通过信号转导促进细胞核相关基因的表达，ABA没有进入细胞核，C错误；细胞膜跨膜运输Cl－及接受ABA的信息，发挥了物质运输、信息交流的功能，D正确。
4．(2021·江苏卷)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列叙述错误的是(　B　)
A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关
B．小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关
C．神经细胞膜上运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性
D．肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸
解析：物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关，也与分子大小有关，A正确；小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关，与细胞质中其他溶质分子的浓度无关，B错误；膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，二者都具有特异性，C正确；肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输，D正确。
提升1　细胞的类型和特殊性
1．细胞的类型
2．高中生物中常见的特化细胞
特点 实例
无细胞壁的原核细胞 支原体细胞
无细胞核的真核细胞 哺乳动物成熟的红细胞，筛管细胞
有中心体的植物细胞 低等植物细胞
具突起的细胞 神经细胞、小肠上皮细胞和树突状细胞
具有叶绿体的植物细胞 保卫细胞、叶肉细胞和C4植物的维管束鞘细胞
进行无丝分裂的细胞 蛙的红细胞
主要进行无氧呼吸的动物细胞 癌细胞
具有分裂能力的细胞 根尖分生区细胞、形成层细胞、受精卵、干细胞、生发层细胞、B细胞、T细胞、记忆细胞等
高度分化且失去分裂能力的细胞 叶肉细胞、表皮细胞、神经细胞、浆细胞等
进行光合作用且无叶绿体的细胞 蓝细菌
进行有氧呼吸且无线粒体的细胞 醋酸杆菌、蓝细菌
提升2　细胞的形态结构和功能相适应
1．细胞(器)的形态和功能相适应
细胞/细胞器 形态 意义
哺乳动物成熟的红细胞 内陷圆盘状 增加了相对表面积，有助于物质交换(O2和CO2的交换)
神经细胞 具有多个短而粗的树突 增加了细胞间的连接点(如突触)，提高信号传递的效率
肌细胞 长梭形 有利于肌细胞的舒张和收缩，实现肌肉的运动功能
叶绿体的类囊体 类囊体膜堆叠形成基粒 增加膜面积，为酶提供附着点(基粒还为叶绿体色素提供附着点)，有利于反应高效进行
线粒体内膜 内膜向内腔折叠形成嵴
2．细胞膜的结构和功能相适应
(1)细胞膜上的脂质主要包括磷脂、胆固醇和糖脂，简称膜脂。所有膜脂都有具有亲水性头部(极性)和疏水性尾部(非极性)，是两性分子(见下图)，从而形成脂质双分子层，使得脂溶性物质容易通过细胞膜，亲水性物质不易通过细胞膜。另外，动物细胞没有细胞壁，细胞膜中的胆固醇可调节膜的流动性，增强了膜的稳定性。
(2)细胞膜的功能主要由膜蛋白决定。膜蛋白在物质转运(转运蛋白)、信息传递(受体蛋白)和催化(酶)等方面发挥着重要作用。一般膜蛋白的种类越多，膜的功能越丰富。
3．细胞器的结构和功能相适应
(1)代谢旺盛的细胞中，细胞核的核孔和线粒体的数量一般较多。
(2)浆细胞等分泌蛋白合成旺盛的细胞中，内质网和高尔基体一般较发达。巨噬细胞等具有吞噬、分解作用的细胞中，溶酶体较发达。
(3)叶绿体和线粒体是细胞内的能量转换器，在结构上具有共性：均为双层膜结构，基质中都含有DNA和RNA，都有自身的核糖体等，使得叶绿体和线粒体内存在的细胞质基因能进行复制和表达，因此叶绿体和线粒体在遗传上具有一定的半自主性。
┃ 拓　展 ┃
在类囊体膜上和线粒体内膜上都有ATP合酶的分布。ATP合酶由F1头部和 F0跨膜H＋载体两部分构成(见下图)，是一种亲水性跨膜通道，在膜两侧存在H＋浓度梯度时，ATP合酶能催化ATP的合成。
4．细胞结构与细胞间的信息交流
(1)细胞间通过激素分子等进行远距离的信息交流。
(2)神经细胞间、神经细胞与肌细胞间，以及神经细胞与腺体细胞间，通过神经递质实现信息交流。
(3)精子和卵细胞通过细胞的直接接触实现识别。
(4)植物细胞间可通过胞间连丝实现细胞间的信息交流；动物细胞可通过连接子形成的蛋白质通道，实现信息交流。
5．细胞结构与物质的跨膜运输
(1)真核细胞中，膜蛋白最初的合成发生在游离的核糖体，再连同核糖体一起转移至内质网进一步合成和加工，沿细胞骨架通过囊泡运输的方式运至高尔基体进行再加工，再以囊泡的形式最终转移至细胞膜，成为膜蛋白。
(2)胰岛素等激素可作用于靶细胞，促进含转运蛋白的囊泡与细胞膜融合，提高膜上转运蛋白的数量，促进细胞膜对葡萄糖等物质的运输。
(3)蛋白质、病毒等可与细胞膜上的蛋白质相互作用，引发细胞膜凹陷，以胞吞方式吸收。含神经递质的囊泡可与突触前膜融合，以胞吐方式释放神经递质。
(4)主动运输所需能量既可由ATP水解提供，也可由膜两侧的电化学势能提供，还可由高能电子(水光解产生或NADH携带)提供。
┃ 拓　展 ┃
ATP直接供能和ATP间接供能的主动运输
(1)由ATP直接供能的主动运输有Na＋－K＋泵、质子泵和钙泵等，见下图。
　
Na＋－K＋泵示意图 　质子泵示意图
(2)由ATP间接供能的主动运输，如由Na＋电化学梯度推动葡萄糖或氨基酸进入细胞，这种运输过程称为协同转运。根据物质运输方向是否一致，协同转运又分为同向协同转运和逆向协同转运，见下图。
同向协同转运
反向协同转运
命题1　细胞的结构和功能
(2025·南通四模)如图是动物细胞亚显微结构模式图，相关叙述正确的是(　C　)
A．①②③⑤都属于生物膜系统
B．②的膜上存在运输葡萄糖的载体蛋白
C．③中含有与磷脂合成有关的酶
D．⑤与纺锤体的形成有关，只存在于动物细胞中
解析：⑤为中心体，不具有膜结构，不属于生物膜系统，A错误；②为线粒体，葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸才能进入线粒体中被进一步氧化分解，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的载体蛋白，B错误；③是内质网，内质网是脂质合成的车间，其中含有与磷脂合成有关的酶，C正确；⑤是中心体，与纺锤体的形成有关，不只存在于动物细胞中，低等植物细胞中也含有中心体，D错误。
(2025·如皋期初)细胞内的马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合，并利用ATP水解使马达蛋白磷酸化，驱动自身沿细胞骨架“行走”，部分机理如图所示。下列叙述正确的是(　B　)
A．马达蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体有关
B．细胞内囊泡的运输、叶绿体的运动等生理活动也需要马达蛋白的参与
C．马达蛋白的磷酸化属于细胞的放能反应
D．马达蛋白对运输的“货物”不具有特异性
解析：马达蛋白属于胞内蛋白，其合成场所为游离核糖体，与内质网、高尔基体无关，A错误；细胞内囊泡的运输、叶绿体的运动等生理活动都涉及细胞结构的定向运输，马达蛋白可结合“货物”沿细胞骨架“行走”，可见这些生理活动需要马达蛋白的参与，B正确；马达蛋白磷酸化需要ATP水解供能，故是吸能反应，C错误；细胞中的代谢反应是有序和高效的，“货物”的准确运输离不开马达蛋白与运输“货物”的特异性结合，D错误。
┃ 题后点拨 ┃
细胞骨架与囊泡运输
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，主要包括微管、微丝和中间丝三种结构组分。
在囊泡运输的过程中，极性的微管充当了囊泡定向运输的轨道，微管的负极靠近细胞中心，正极位于细胞的边缘部分。微管上结合着大量能沿其运动的蛋白质，称为“马达蛋白”，它们具有ATP酶活性，能将储存于ATP中的化学能转化为机械能，从而为囊泡沿微管运输提供能量。
(2020·江苏卷)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是(　A　)
A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖
B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同
C．人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少
D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
解析：线粒体可以为细胞代谢提供能量，故根据代谢需要，线粒体可以在细胞质基质中移动和增殖，A正确；细胞质基质中含有RNA，叶绿体基质和线粒体基质中含有DNA和RNA，故三者所含核酸的种类不同，B错误；内质网与分泌蛋白的合成和加工有关，人体外分泌腺细胞中内质网发达，C错误；高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和运输有关，与分泌蛋白的合成无关，D错误。
命题2　物质进出细胞的方式
(2025·山东卷)生长于NaCl物质的量浓度稳定在100 mmol·L－1的液体培养基中的酵母菌，可通过离子通道吸收Na＋，但细胞质基质中Na＋浓度超过30 mmol·L－1时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na＋浓度过高，液泡膜上的蛋白N可将Na＋以主动运输的方式转运到液泡中，细胞膜上的蛋白W也可将Na＋排出细胞。下列说法错误的是(　C　)
A．Na＋在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B．蛋白N转运Na＋过程中自身构象会发生改变
C．通过蛋白W外排Na＋的过程不需要细胞提供能量
D．Na＋通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
解析：细胞质基质Na＋浓度超过30 mmol·L－1，细胞膜上的蛋白W可将Na＋排出细胞，而胞外Na＋浓度为100 mmol·L－1，故外排Na＋是主动运输，需要细胞提供能量。
(2025·镇江期初)PMA、PHT和VHA分别是某植物细胞膜和液泡膜上的3种H＋转运蛋白，图示为该植物根细胞吸收土壤中磷酸盐的过程。下列叙述正确的是(　B　)
A．用VHA抑制剂处理根细胞，可导致液泡pH降低
B．提高PMA的活性，有利于根细胞吸收磷酸盐
C．运输H＋的同时，PHT可顺浓度梯度运输HPO
D．图中3种转运蛋白结构不同的原因是基因的选择性表达
解析：VHA转运蛋白可将H＋逆浓度梯度转运到液泡内，需要消耗能量，属于主动运输，用VHA抑制剂处理根细胞，H＋进入液泡减少，液泡内H＋浓度降低，pH升高，A错误；提高PMA活性，可将细胞内的H＋更多转运到细胞外，降低了细胞内的H＋含量，增大了细胞内外的H＋浓度差，而根细胞膜两侧的H＋浓度差为HPO转运入细胞提供能量，有利于根细胞吸收HPO，B正确；在运输H＋的同时，PHT可逆浓度梯度运输HPO，C错误；3种转运蛋白结构不同的根本原因是控制3种蛋白质合成的基因不同，D错误。
(多选)(2025·无锡测试)细胞中存在3种位于生物膜上的转运蛋白，其作用机理如下图所示。相关叙述正确的有(　BC　)
A．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体内膜、类囊体膜上
B．V型质子泵与F型质子泵运输H＋的方式不同，前者属于主动运输
C．Ca2+泵可发生磷酸化改变泵的蛋白质构象从而促进Ca2+的转运过程
D．溶酶体膜上存在F型质子泵将H＋运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境
解析：F型质子泵利用H＋浓度差驱动ATP的合成，叶绿体的内膜上不能合成ATP，A错误。由图可知，V型质子泵运输H＋需要消耗ATP且需要转运蛋白的协助，属于主动运输；F型质子泵利用H＋浓度差驱动ATP的合成，是协助扩散，两者运输H＋方式不同，B正确。Ca2+泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，C正确。F型质子泵运输H＋的方式是协助扩散，而溶酶体膜上的转运蛋白通过主动运输将H＋运入溶酶体内，维持酸性环境，应是借助V型质子泵，D错误。
┃ 题后点拨 ┃
质子泵
质子泵是生物膜上运输H＋的载体蛋白，分为以下3种：①P型质子泵，分布在真核细胞及一些细菌的细胞膜，其转运H＋过程涉及磷酸化和去磷酸化，导致蛋白质构象变化；②V型质子泵水解ATP产生能量，但自身不发生磷酸化，会分布在某些细胞器膜上，能保持细胞质基质内的中性pH和细胞器内的酸性pH；③F型质子泵分布于细菌细胞膜、线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上，其运输H＋所释放的能量与ATP合成偶联，故又称ATP合酶。
细胞的结构和功能相适应
图甲为酵母菌细胞部分结构示意图；图乙是动物细胞的结构示意图，数字代表细胞结构；图丙表示图乙部分细胞器的物质组成；图丁表示动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示相应的细胞结构，①～⑧表示相应的生理过程。请据图回答下列问题：
,甲 ,乙
,丙
,丁
(1)图甲中酵母菌有而动物细胞没有的结构是[　1、7　]__细胞壁、液泡__。图乙中动物细胞有而酵母菌细胞没有的结构是[　⑥　]__中心体__。酵母菌细胞和动物细胞，既有多样性又有__统一性__。(注：[　]内填序号，“____”上填结构名称。)
(2)图甲中，发生糖酵解的场所是__8__，能发生碱基互补配对的细胞器有__4、6__，能产生CO2的场所有__6、8__。(填序号)
(3)图乙是动物细胞的亚显微结构模式图的理由是__有中心体等多种细胞器，无细胞壁、叶绿体、液泡__等。图乙模式图中，系统的边界是[　⑤　]__细胞膜__，系统的控制中心是__细胞核__。(注：[　]内填序号，“____”上填结构名称。)
(4)图乙中⑤能够让葡萄糖通过，但不允许相对分子质量比葡萄糖小的木糖通过，该事实说明⑤具有__选择透过性__的特点。细胞吸水后⑤的面积变大，说明此结构还具有__流动性__。若用蛋白酶处理图乙中的⑤后，发现Na＋不能正常进出细胞，说明Na＋进出细胞的方式可能是__协助扩散或主动运输__。
(5)若图乙细胞是垂体细胞，为研究生长激素的合成与分泌过程，常采用的方法是__同位素标记法__。若该细胞为浆细胞，将3H标记的亮氨酸注入该细胞，则抗体的合成分泌过程中可检测到放射性的细胞结构依次有__④→③→⑦→⑤__(用箭头和序号表示)。
(6)分离各种细胞器的方法是__差速离心法__，图丙中的A和C分别对应图乙中的[①]__线粒体__和[④]__核糖体__。图丙中的B可能是__内质网、高尔基体、溶酶体__。
(7)图丁中不属于生物膜系统的是__a__，图丁中具双层膜的结构有__b和c__。(以上两空填图中a～f有关字母)a在mRNA上的移动方向为__从左到右__。通过⑤⑥途径合成的蛋白质除图示⑦⑧去向外，请再列举一个去向：__分泌到溶酶体中作水解酶__。通过①②途径合成的酶有__DNA聚合酶、RNA聚合酶__等。蛋白质在细胞中的定向转运过程与靶结构上特定__蛋白质__的识别有关。
解析：分析图甲，1是细胞壁，2是细胞核，3是内质网，4是核糖体，5是细胞膜，6是线粒体，7是液泡，8是细胞质基质。分析图乙，①是线粒体，②是细胞核，③是内质网，④是核糖体，⑤是细胞膜，⑥是中心体，⑦是高尔基体。分析图丙，对动物细胞而言，A含有蛋白质、脂质和核酸，可能是线粒体；B含有蛋白质和脂质，不含核酸，可能是内质网、高尔基体、溶酶体等；C含蛋白质和核酸，不含脂质，可能是核糖体。分析图丁，a～f依次是核糖体、细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。
┃ 题后点拨 ┃
高尔基体是完成细胞分泌物(如蛋白质)最后加工和包装的场所。从内质网运送来的小泡与高尔基体膜融合，将内含物送入高尔基体腔中，新合成的肽链继续完成修饰和包装，完成对蛋白质的分拣，高尔基体对蛋白质分类的依据是蛋白质上的信号肽或信号斑。高尔基体还合成一些分泌到胞外的多糖和修饰细胞膜的材料。
一、 单项选择题
1．(2025·苏州考前指导)关于细胞骨架的叙述，正确的是(　B　)
A．细胞骨架是由蛋白质和纤维素构成的网架结构
B．细胞骨架为哺乳动物成熟红细胞形态的维持提供支撑
C．细胞骨架参与有丝分裂中同源染色体分离和细胞质分裂
D．核糖体合成的分泌蛋白以囊泡的形式沿细胞骨架运至内质网
解析：细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构，A错误；哺乳动物成熟红细胞虽无细胞核和众多细胞器，但有细胞骨架，细胞骨架能为其形态维持提供支撑，B正确；有丝分裂过程中无同源染色体分离，同源染色体分离发生在减数分裂过程中，细胞骨架参与有丝分裂中染色体的运动等，C错误；核糖体合成的蛋白质先进入内质网进行加工，不是以囊泡形式沿细胞骨架运至内质网，囊泡运输一般是从内质网到高尔基体等后续过程，D错误。
2．(2025·盐城考前指导)研究人员将绿色荧光蛋白(GFP)与病毒糖蛋白(VSVG)连接，再用荧光显微镜观察病毒糖蛋白的运动过程，确定了VSVG－GFP在每个细胞结构中的驻留时间，如下图所示。下列相关叙述正确的是(　D　)
A．据图分析，VSVG会在核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器膜之间依次转移
B．如果标记染色体上的组蛋白，将出现类似的曲线变化趋势
C．VSVG－GFP在线粒体中的驻留时间曲线与在高尔基体中的曲线变化相似
D．病毒糖蛋白随囊泡沿着细胞骨架在各细胞结构之间转移
解析：核糖体是无膜细胞器，A错误；组蛋白是染色体结构蛋白，是胞内蛋白，其加工过程不需要内质网和高尔基体参与，不会出现图示的曲线，B错误；VSVG－GFP是分泌蛋白，线粒体只是为该过程提供能量，因而VSVG－GFP不会在线粒体中驻留，C错误；细胞骨架与细胞的物质运输、能量转换和信息传递密切相关，病毒糖蛋白的转运依赖囊泡，且囊泡运输需沿细胞骨架进行，D正确。
3．(2020·江苏卷)下图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　)
A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞的方式不同
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
解析：观察图可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞是主动运输，运出小肠上皮细胞是协助扩散，A正确；③是协助扩散，Na＋以主动运输方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以胞吞方式(⑤)进入细胞，以胞吐方式离开细胞，②是主动运输，C错误；口服的维生素D以自由扩散方式(④)进入细胞，D错误。
4．(2025·扬州考前调研)高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外，具体过程如图所示。下列分析错误的是(　D　)
A．图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B．信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C．图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D．胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
解析：胰岛素是在血糖浓度变化、神经递质以及胰高血糖素等信号刺激下分泌的，属于调节型分泌途径，D错误。
5．(2025·盐城联盟模拟)下列关于动植物细胞结构和功能的叙述，正确的是(　C　)
A．动物细胞没有原生质层，因此不能发生渗透作用
B．动物细胞有丝分裂过程形成的纺锤体蛋白是由中心体合成的
C．蓝细菌和硝化细菌都能进行有氧呼吸，但都没有线粒体
D．细胞实现细胞间信息交流都必须依赖于细胞膜表面的受体
解析：动物细胞也能发生渗透作用，在高渗溶液中会渗透失水皱缩，在低渗溶液中会渗透吸水膨胀，A错误；纺锤体蛋白合成场所为核糖体，有丝分裂前期动物细胞和低等植物细胞的中心体处微管蛋白组装构成星状射线，B错误；蓝细菌和硝化细菌都属于原核生物，都没有线粒体，但都能进行有氧呼吸，C正确；动植物细胞间有些信息交流依赖于细胞膜上的受体，但有些受体并不在细胞膜上，而是在细胞内部，高等植物相邻细胞之间还可以通过胞间连丝进行信息交流，D错误。
6．(2025·苏州八校模拟)图中①～④表示植物细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是(　A　)
A．①②③都含有DNA，但并不都含有RNA
B．②③在细胞质内的分布与细胞骨架密切相关
C．通过④可实现细胞间的物质交换与信息交流
D．①②③④对物质的通过均具有选择性
解析：①是细胞核，②是叶绿体，③是线粒体，真核细胞内DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中，RNA主要由细胞核内的DNA转录形成，线粒体和叶绿体内的DNA也能转录形成RNA，因此①②③都含有DNA和RNA，A错误。
7．(2025·泰州中学)LRRK2是一种内质网膜上的蛋白质。LRRK2基因在人成纤维细胞中被敲除后，导致细胞内蛋白P在内质网腔大量积聚，而培养液中的蛋白P含量较对照组显著降低。下列相关叙述错误的是(　C　)
A．蛋白P以边合成边转运的方式由核糖体进入内质网腔
B．线粒体参与了蛋白P在细胞内的合成
C．LRRK2蛋白的主要功能是促进细胞通过胞吐释放蛋白P
D．积累在内质网腔的蛋白P与培养液中的蛋白P结构不同
解析：LRRK2基因被敲除后，蛋白P在内质网腔大量积聚，培养液中的蛋白P含量显著降低，表明蛋白P为分泌蛋白；没有LRRK2蛋白的参与，蛋白P无法运出内质网，表明LRRK2蛋白的主要功能是促进蛋白P从内质网运出而不是通过胞吐释放，C错误。
8．(2025·苏州考前指导)植物细胞膜上的H＋－ATP酶是一类重要的质子泵，可利用ATP水解产生的能量将H＋排出细胞。在H＋浓度梯度驱动之下，根细胞膜上的H＋/K＋载体蛋白可将K＋运入细胞内。下列相关叙述错误的是(　C　)
A．H＋通过H＋－ATP酶运出细胞的方式为主动运输
B．H＋转运过程中H＋－ATP酶自身构象会发生改变
C．根细胞吸收土壤中K＋的同时伴随着H＋排出细胞
D．H＋－ATP酶活性降低会影响植物细胞内pH稳定
解析：H＋通过H＋－ATP酶运出细胞，利用ATP水解产生的能量且需载体蛋白，是主动运输，A正确；载体蛋白转运物质时构象改变，B正确；根细胞吸收K＋由H＋浓度梯度驱动，H＋/K＋载体蛋白介导，H＋顺浓度梯度进细胞时伴随K＋进细胞，C错误；H＋－ATP酶排出H＋维持细胞内pH稳定，其活性降低影响H＋排出，进而影响细胞内pH稳定，D正确。
9．(2025·河南卷)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族，将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是(　B　)
A．细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B．低温时，水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C．蛋白M增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向
D．水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
解析：结合水是与细胞内的其他物质相结合的水，是细胞结构的重要组成成分，细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力，A正确；水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时，不与通道蛋白相结合，B错误；蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白，增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向，水的运输方向为水的顺浓度梯度，C正确；水进出细胞的方式有水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散，D正确。
10．(2025·南通四模)盐胁迫下，某植物根细胞降低细胞质基质中Na＋浓度的机制如下图，相关叙述错误的是(　B　)
A．转运蛋白①②③运输相关离子时会发生构象的改变
B．转运蛋白③对Na＋的主动运输会降低细胞液的渗透压
C．Na＋运入液泡的过程能体现生物膜的结构特点和功能特点
D．含Na＋的囊泡沿着细胞骨架向液泡移动的过程需要能量驱动
解析：转运蛋白①②③属于载体蛋白，在转运物质时需要与被转运物质结合，自身构象会发生改变，A正确；Na＋通过转运蛋白③进入液泡为逆浓度梯度的运输，属于主动运输，该过程会升高细胞液的渗透压，B错误；Na＋通过囊泡运输到液泡的过程，为膜融合的过程，依赖于膜的流动性，Na＋通过主动运输进入液泡的过程体现了生物膜的功能特点——选择透过性，C正确。
11．(2025·苏锡常镇一模)下图所示为人体成熟红细胞相关物质的跨膜运输方式，a、b、c和d表示不同的转运蛋白。下列相关叙述正确的是(　B　)
A．蛋白a转运葡萄糖进入红细胞时自身构象不发生改变
B．蛋白b转运HCO跨膜时需消耗膜两侧Cl－的化学势能
C．蛋白c转运K＋所需的ATP主要来自红细胞的有氧呼吸
D．蛋白d介导的H2O分子进出红细胞的速率低于自由扩散
解析：红细胞通过载体蛋白转运葡萄糖进入细胞，载体蛋白运输葡萄糖的过程中，自身构象发生改变，A错误；蛋白b转运HCO跨膜时需消耗膜两侧Cl－的化学势能，为主动运输，B正确；人体成熟红细胞不含线粒体，不能进行有氧呼吸，蛋白c转运K＋所需的ATP来自红细胞的无氧呼吸，C错误；蛋白d介导的H2O分子进出红细胞为协助扩散，协助扩散速率高于自由扩散，D错误。
12．(2025·徐州四模)钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流，引发血管扩张，降低心肌收缩力。相关叙述错误的是(　B　)
A．钙通道是具有特异性的膜转运蛋白
B．该阻滞剂阻止细胞主动吸收Ca2+
C．该阻滞剂加大了细胞内外Ca2+浓度差
D．含该阻滞剂的药物可以降低血压
解析：钙通道作为膜转运蛋白，只能允许Ca2+通过，具有特异性，A正确；钙通道阻滞剂抑制的是Ca2+经通道的内流，Ca2+经通道内流属于协助扩散(顺浓度梯度，借助通道蛋白)，不是主动吸收(主动吸收需载体蛋白和能量，逆浓度梯度)，B错误；阻滞剂抑制Ca2+内流，会使细胞外Ca2+相对更多，加大了细胞内外Ca2+浓度差，C正确；该阻滞剂能使血管扩张、降低心肌收缩力，血管扩张可使血液对血管壁压力减小，从而降低血压，D正确。
二、 多项选择题
13．(2025·盐城中学)下列有关细胞结构和功能的叙述，不正确的是(　BD　)
A．植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶
B．在细胞有丝分裂的过程中，核仁会周期性的在间期消失、末期重建
C．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞的运动、分裂等有关
D．很多细胞可利用溶酶体合成的溶菌酶参与人体的非特异性免疫
解析：在细胞有丝分裂过程中，核仁在前期消失，B错误；溶菌酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，D错误。
14．蛋白质糖基化普遍存在于真核细胞中，具有重要的功能。特定的抗生素可阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中；糖基化的蛋白质对蛋白酶有更强的抗性。下列相关推测合理的是(　BCD　)
A．糖基化不会影响蛋白质的空间结构
B．蛋白质的糖基化是在内质网中完成的
C．合适的糖基化可提高治疗性蛋白质的疗效
D．溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化修饰
解析：蛋白质的结构决定功能，糖基化能够改变蛋白质空间结构，提高蛋白质对蛋白酶的抗性，可提高治疗性蛋白质的疗效，A不合理，C合理；抗生素阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中，说明蛋白质的糖基化是在内质网中完成的，B合理；溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体的膜蛋白不会被溶酶体酶降解，这可能与其糖基化有关，D合理。
15．(2025·盐城冲刺改编)食物是人体获取铁的主要来源，铁离子被小肠黏膜细胞吸收后通过血液循环运至靶细胞，主要过程如图所示。已知当血液中铁含量偏高时，机体通过分泌铁调素来调控血铁含量。下列说法正确的有(　ABD　)
A．DMT1和Tf在运输铁离子时，均需与铁离子结合
B．Fe3+进入靶细胞后需转化为Fe2+来发挥作用
C．铁离子从小肠黏膜细胞运出和运入靶细胞，均需消耗能量
D．铁调素可能通过抑制FP1或促进TfR的作用来降低血铁含量
解析：图中铁离子从小肠黏膜细胞运出是顺浓度梯度，为协助扩散，不需要消耗能量，C错误。
16．(2025·苏锡常镇一模)图示模型为真核细胞中物质变化的相关过程，X是某种细胞结构。下列叙述正确的有(　AB　)
A．若a是ADP，b是ATP，则X可属于半自主性细胞器
B．若a是脂肪酸，b是磷脂，则X可参与膜蛋白的合成
C．若a是氨基酸，b是多肽，则X属于生物膜系统
D．若a是核苷酸，b是DNA，则X可存在于原核细胞
解析：若a是ADP，b是ATP，能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体，均属于半自主性细胞器，A正确；若a是脂肪酸，b是磷脂，则X为内质网，膜蛋白的合成场所为核糖体和内质网，B正确；若a是氨基酸，b是多肽，则X是核糖体，核糖体没有膜结构，不属于生物膜系统，C错误；由于图示模型为真核细胞的相关过程，若a是核苷酸，b是DNA，则X是细胞核，存在于真核细胞中，原核细胞中没有核膜包被的细胞核，D错误。
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专题提优
专题1　细胞的分子组成与结构
小专题2　细胞的结构与功能
高考回溯
1．(2024·江苏卷)图中①～④表示人体细胞的不同结构。下列叙述错误的是 (　　)
A．①～④构成细胞完整的生物膜系统
B．溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C．③的膜具有一定的流动性
D．④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
考向
1
细胞的结构和功能
A
解析：完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，而图中①是线粒体，②是内质网，③是高尔基体，④是囊泡，①～④不能构成细胞完整的生物膜系统，A错误；溶酶体能够清除衰老、受损的细胞器，B正确；高尔基体膜属于生物膜，具有一定的流动性，C正确；细胞骨架与物质运输有关，所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关，D正确。
2．(2023·江苏卷)植物细胞及其部分结构如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B．核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C．③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质
D．植物细胞必须具备①②和③才能存活
解析：图中①为染色体(质)，主要由DNA和蛋白质组成，只存在于细胞核中，A正确；②为细胞膜，在真核细胞中，细胞膜、细胞器膜和核膜三者成分相似，共同构成生物膜系统，B正确；③为植物细胞壁，主要由纤维素和果胶构成，也含有多种蛋白质，C正确；植物细胞去除细胞壁后的结构为原生质体，仍具有生物活性，D错误。
D
3．(多选)(☆2025·江苏卷)研究小组开展了Cl－胁迫下，添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验，机理如图所示。下列相关叙述错误的有 (　　　)
A．Cl－通过自由扩散进入植物细胞
B．转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
考向
2
物质进出细胞的方式
C．ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D．细胞膜发挥了物质运输、信息交流的功能
ABC
解析：由图可知，Cl－借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入细胞，属于协助扩散，A错误；转运蛋白甲将Cl－运入细胞，转运蛋白乙将Cl－运出细胞，图中也显示两者是不同的，两者的结构和功能不同，B错误；由图可知，ABA与细胞膜上的受体结合，通过信号转导促进细胞核相关基因的表达，ABA没有进入细胞核，C错误；细胞膜跨膜运输Cl－及接受ABA的信息，发挥了物质运输、信息交流的功能，D正确。
4．(2021·江苏卷)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列叙述错误的是 (　　)
A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关
B．小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关
C．神经细胞膜上运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性
D．肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸
解析：物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关，也与分子大小有关，A正确；小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关，与细胞质中其他溶质分子的浓度无关，B错误；膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，二者都具有特异性，C正确；肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输，D正确。
B
重难整合
提升
1
细胞的类型和特殊性
1．细胞的类型
2．高中生物中常见的特化细胞
特点 实例
无细胞壁的原核细胞 支原体细胞
无细胞核的真核细胞 哺乳动物成熟的红细胞，筛管细胞
有中心体的植物细胞 低等植物细胞
具突起的细胞 神经细胞、小肠上皮细胞和树突状细胞
具有叶绿体的植物细胞 保卫细胞、叶肉细胞和C4植物的维管束鞘细胞
特点 实例
进行无丝分裂的细胞 蛙的红细胞
主要进行无氧呼吸的动物细胞 癌细胞
具有分裂能力的细胞 根尖分生区细胞、形成层细胞、受精卵、干细胞、生发层细胞、B细胞、T细胞、记忆细胞等
高度分化且失去分裂能力的细胞 叶肉细胞、表皮细胞、神经细胞、浆细胞等
进行光合作用且无叶绿体的细胞 蓝细菌
进行有氧呼吸且无线粒体的细胞 醋酸杆菌、蓝细菌
提升
2
细胞的形态结构和功能相适应
1．细胞(器)的形态和功能相适应
细胞/细胞器 形态 意义
哺乳动物成熟的红细胞 内陷圆盘状 增加了相对表面积，有助于物质交换(O2和CO2的交换)
神经细胞 具有多个短而粗的树突 增加了细胞间的连接点(如突触)，提高信号传递的效率
肌细胞 长梭形 有利于肌细胞的舒张和收缩，实现肌肉的运动功能
叶绿体的类囊体 类囊体膜堆叠形成基粒 增加膜面积，为酶提供附着点(基粒还为叶绿体色素提供附着点)，有利于反应高效进行
线粒体内膜 内膜向内腔折叠形成嵴
1．细胞膜的结构和功能相适应
(1)细胞膜上的脂质主要包括磷脂、胆固醇和糖脂，简称膜脂。所有膜脂都有具有亲水性头部(极性)和疏水性尾部(非极性)，是两性分子(见右图)，从而形成脂质双分子层，使得脂溶性物质容易通过细胞膜，亲水性物质不易通过细胞膜。另外，动物细胞没有细胞壁，细胞膜中的胆固醇可调节膜的流动性，增强了膜的稳定性。
(2)细胞膜的功能主要由膜蛋白决定。膜蛋白在物质转运(转运蛋白)、信息传递(受体蛋白)和催化(酶)等方面发挥着重要作用。一般膜蛋白的种类越多，膜的功能越丰富。
3．细胞器的结构和功能相适应
(1)代谢旺盛的细胞中，细胞核的核孔和线粒体的数量一般较多。
(2)浆细胞等分泌蛋白合成旺盛的细胞中，内质网和高尔基体一般较发达。巨噬细胞等具有吞噬、分解作用的细胞中，溶酶体较发达。
(3)叶绿体和线粒体是细胞内的能量转换器，在结构上具有共性：均为双层膜结构，基质中都含有DNA和RNA，都有自身的核糖体等，使得叶绿体和线粒体内存在的细胞质基因能进行复制和表达，因此叶绿体和线粒体在遗传上具有一定的半自主性。
┃拓　展┃
在类囊体膜上和线粒体内膜上都有ATP合酶的分布。ATP合酶由F1头部和 F0跨膜H＋载体两部分构成(见右图)，是一种亲水性跨膜通道，在膜两侧存在H＋浓度梯度时，ATP合酶能催化ATP的合成。
4．细胞结构与细胞间的信息交流
(1)细胞间通过激素分子等进行远距离的信息交流。
(2)神经细胞间、神经细胞与肌细胞间，以及神经细胞与腺体细胞间，通过神经递质实现信息交流。
(3)精子和卵细胞通过细胞的直接接触实现识别。
(4)植物细胞间可通过胞间连丝实现细胞间的信息交流；动物细胞可通过连接子形成的蛋白质通道，实现信息交流。
5．细胞结构与物质的跨膜运输
(1)真核细胞中，膜蛋白最初的合成发生在游离的核糖体，再连同核糖体一起转移至内质网进一步合成和加工，沿细胞骨架通过囊泡运输的方式运至高尔基体进行再加工，再以囊泡的形式最终转移至细胞膜，成为膜蛋白。
(2)胰岛素等激素可作用于靶细胞，促进含转运蛋白的囊泡与细胞膜融合，提高膜上转运蛋白的数量，促进细胞膜对葡萄糖等物质的运输。
(3)蛋白质、病毒等可与细胞膜上的蛋白质相互作用，引发细胞膜凹陷，以胞吞方式吸收。含神经递质的囊泡可与突触前膜融合，以胞吐方式释放神经递质。
(4)主动运输所需能量既可由ATP水解提供，也可由膜两侧的电化学势能提供，还可由高能电子(水光解产生或NADH携带)提供。
ATP直接供能和ATP间接供能的主动运输
(1)由ATP直接供能的主动运输有Na＋－K＋泵、质子泵和钙泵等，见下图。
┃拓　展┃
Na＋－K＋泵示意图
质子泵示意图
(2)由ATP间接供能的主动运输，如由Na＋电化学梯度推动葡萄糖或氨基酸进入细胞，这种运输过程称为协同转运。根据物质运输方向是否一致，协同转运又分为同向协同转运和逆向协同转运，见下图。
同向协同转运
反向协同转运
考能晋级
命题
1
细胞的结构和功能
　　　(2025·南通四模)如图是动物细胞亚显微结构模式图，相关叙述正确的是 (　　)
A．①②③⑤都属于生物膜系统
B．②的膜上存在运输葡萄糖的载体蛋白
C．③中含有与磷脂合成有关的酶
D．⑤与纺锤体的形成有关，只存在于动物细胞中
C
1
解析：⑤为中心体，不具有膜结构，不属于生物膜系统，A错误；②为线粒体，葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸才能进入线粒体中被进一步氧化分解，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的载体蛋白，B错误；③是内质网，内质网是脂质合成的车间，其中含有与磷脂合成有关的酶，C正确；⑤是中心体，与纺锤体的形成有关，不只存在于动物细胞中，低等植物细胞中也含有中心体，D错误。
　　　(2025·如皋期初)细胞内的马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合，并利用ATP水解使马达蛋白磷酸化，驱动自身沿细胞骨架“行走”，部分机理如图所示。下列叙述正确的是 (　　)




A．马达蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体有关
B．细胞内囊泡的运输、叶绿体的运动等生理活动也需要马达蛋白的参与
C．马达蛋白的磷酸化属于细胞的放能反应
D．马达蛋白对运输的“货物”不具有特异性
B
2
解析：马达蛋白属于胞内蛋白，其合成场所为游离核糖体，与内质网、高尔基体无关，A错误；细胞内囊泡的运输、叶绿体的运动等生理活动都涉及细胞结构的定向运输，马达蛋白可结合“货物”沿细胞骨架“行走”，可见这些生理活动需要马达蛋白的参与，B正确；马达蛋白磷酸化需要ATP水解供能，故是吸能反应，C错误；细胞中的代谢反应是有序和高效的，“货物”的准确运输离不开马达蛋白与运输“货物”的特异性结合，D错误。
细胞骨架与囊泡运输
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，主要包括微管、微丝和中间丝三种结构组分。
在囊泡运输的过程中，极性的微管充当了囊泡定向运输的轨道，微管的负极靠近细胞中心，正极位于细胞的边缘部分。微管上结合着大量能沿其运动的蛋白质，称为“马达蛋白”，它们具有ATP酶活性，能将储存于ATP中的化学能转化为机械能，从而为囊泡沿微管运输提供能量。
┃题后点拨┃
　　　(2020·江苏卷)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是 (　　)
A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖
B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同
C．人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少
D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
A
3
解析：线粒体可以为细胞代谢提供能量，故根据代谢需要，线粒体可以在细胞质基质中移动和增殖，A正确；细胞质基质中含有RNA，叶绿体基质和线粒体基质中含有DNA和RNA，故三者所含核酸的种类不同，B错误；内质网与分泌蛋白的合成和加工有关，人体外分泌腺细胞中内质网发达，C错误；高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和运输有关，与分泌蛋白的合成无关，D错误。
命题
2
物质进出细胞的方式
　　　(2025·山东卷)生长于NaCl物质的量浓度稳定在100 mmol·L－1的液体培养基中的酵母菌，可通过离子通道吸收Na＋，但细胞质基质中Na＋浓度超过30 mmol·L－1时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na＋浓度过高，液泡膜上的蛋白N可将Na＋以主动运输的方式转运到液泡中，细胞膜上的蛋白W也可将Na＋排出细胞。下列说法错误的是 (　　)
A．Na＋在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B．蛋白N转运Na＋过程中自身构象会发生改变
C．通过蛋白W外排Na＋的过程不需要细胞提供能量
D．Na＋通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
C
4
解析：细胞质基质Na＋浓度超过30 mmol·L－1，细胞膜上的蛋白W可将Na＋排出细胞，而胞外Na＋浓度为100 mmol·L－1，故外排Na＋是主动运输，需要细胞提供能量。
　　　(2025·镇江期初)PMA、PHT和VHA分别是某植物细胞膜和液泡膜上的3种　H＋转运蛋白，图示为该植物根细胞吸收土壤中磷酸盐的过程。下列叙述正确的是(　　)
A．用VHA抑制剂处理根细胞，可导致液泡pH降低
B．提高PMA的活性，有利于根细胞吸收磷酸盐
5
D．图中3种转运蛋白结构不同的原因是基因的选择性表达
B
　　　(多选)(2025·无锡测试)细胞中存在3种位于生物膜上的转运蛋白，其作用机理如右图所示。相关叙述正确的有(　 　)
A．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体内膜、类囊体膜上
6
B．V型质子泵与F型质子泵运输H＋的方式不同，前者属于主动运输
C．Ca2+泵可发生磷酸化改变泵的蛋白质构象从而促进Ca2+的转运过程
D．溶酶体膜上存在F型质子泵将H＋运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境
BC
解析：F型质子泵利用H＋浓度差驱动ATP的合成，叶绿体的内膜上不能合成ATP，A错误。由图可知，V型质子泵运输H＋需要消耗ATP且需要转运蛋白的协助，属于主动运输；F型质子泵利用H＋浓度差驱动ATP的合成，是协助扩散，两者运输H＋方式不同，B正确。Ca2+泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，C正确。F型质子泵运输H＋的方式是协助扩散，而溶酶体膜上的转运蛋白通过主动运输将H＋运入溶酶体内，维持酸性环境，应是借助V型质子泵，D错误。
质子泵
质子泵是生物膜上运输H＋的载体蛋白，分为以下3种：①P型质子泵，分布在真核细胞及一些细菌的细胞膜，其转运H＋过程涉及磷酸化和去磷酸化，导致蛋白质构象变化；②V型质子泵水解ATP产生能量，但自身不发生磷酸化，会分布在某些细胞器膜上，能保持细胞质基质内的中性pH和细胞器内的酸性pH；③F型质子泵分布于细菌细胞膜、线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上，其运输H＋所释放的能量与ATP合成偶联，故又称ATP合酶。
┃题后点拨┃
长题演示
1
细胞的结构和功能相适应
　　　图甲为酵母菌细胞部分结构示意图；图乙是动物细胞的结构示意图，数字代表细胞结构；图丙表示图乙部分细胞器的物质组成；图丁表示动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示相应的细胞结构，①～⑧表示相应的生理过程。请据图回答下列问题：
7
甲
乙
丙
丁
(1)图甲中酵母菌有而动物细胞没有的结构是[　 　 　]________________。图乙中动物细胞有而酵母菌细胞没有的结构是[　　　]__________。酵母菌细胞和动物细胞，既有多样性又有__________。(注：[　]内填序号，“____”上填结构名称。)
(2)图甲中，发生糖酵解的场所是_____，能发生碱基互补配对的细胞器有________，能产生CO2的场所有________。(填序号)
1、7
细胞壁、液泡
⑥
中心体
统一性
8
4、6
6、8
(3)图乙是动物细胞的亚显微结构模式图的理由是________________________ ________________________等。图乙模式图中，系统的边界是[　　　]_________，系统的控制中心是__________。(注：[　]内填序号，“____”上填结构名称。)
有中心体等多种细胞器，
无细胞壁、叶绿体、液泡
⑤
细胞膜
细胞核
(4)图乙中⑤能够让葡萄糖通过，但不允许相对分子质量比葡萄糖小的木糖通过，该事实说明⑤具有______________的特点。细胞吸水后⑤的面积变大，说明此结构还具有__________。若用蛋白酶处理图乙中的⑤后，发现Na＋不能正常进出细胞，说明Na＋进出细胞的方式可能是______________________。
(5)若图乙细胞是垂体细胞，为研究生长激素的合成与分泌过程，常采用的方法是________________。若该细胞为浆细胞，将3H标记的亮氨酸注入该细胞，则抗体的合成分泌过程中可检测到放射性的细胞结构依次有__________________(用箭头和序号表示)。
选择透过性
流动性
协助扩散或主动运输
同位素标记法
④→③→⑦→⑤
(6)分离各种细胞器的方法是_____________，图丙中的A和C分别对应图乙中的[①]__________和[④]___________。图丙中的B可能是______________________ _________。
(7)图丁中不属于生物膜系统的是_____，图丁中具双层膜的结构有________。(以上两空填图中a～f有关字母)a在mRNA上的移动方向为____________。通过⑤⑥途径合成的蛋白质除图示⑦⑧去向外，请再列举一个去向：__________________ ___________。
通过①②途径合成的酶有____________________________等。蛋白质在细胞中的定向转运过程与靶结构上特定__________的识别有关。
差速离心法
线粒体
核糖体
内质网、高尔基体、
溶酶体
a
b和c
从左到右
分泌到溶酶体中
作水解酶
DNA聚合酶、RNA聚合酶
蛋白质
解析：分析图甲，1是细胞壁，2是细胞核，3是内质网，4是核糖体，5是细胞膜，6是线粒体，7是液泡，8是细胞质基质。分析图乙，①是线粒体，②是细胞核，③是内质网，④是核糖体，⑤是细胞膜，⑥是中心体，⑦是高尔基体。分析图丙，对动物细胞而言，A含有蛋白质、脂质和核酸，可能是线粒体；B含有蛋白质和脂质，不含核酸，可能是内质网、高尔基体、溶酶体等；C含蛋白质和核酸，不含脂质，可能是核糖体。分析图丁，a～f依次是核糖体、细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。
高尔基体是完成细胞分泌物(如蛋白质)最后加工和包装的场所。从内质网运送来的小泡与高尔基体膜融合，将内含物送入高尔基体腔中，新合成的肽链继续完成修饰和包装，完成对蛋白质的分拣，高尔基体对蛋白质分类的依据是蛋白质上的信号肽或信号斑。高尔基体还合成一些分泌到胞外的多糖和修饰细胞膜的材料。
┃题后点拨┃
热练
一、 单项选择题
1．(2025·苏州考前指导)关于细胞骨架的叙述，正确的是 (　　)
A．细胞骨架是由蛋白质和纤维素构成的网架结构
B．细胞骨架为哺乳动物成熟红细胞形态的维持提供支撑
C．细胞骨架参与有丝分裂中同源染色体分离和细胞质分裂
D．核糖体合成的分泌蛋白以囊泡的形式沿细胞骨架运至内质网
B
解析：细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构，A错误；哺乳动物成熟红细胞虽无细胞核和众多细胞器，但有细胞骨架，细胞骨架能为其形态维持提供支撑，B正确；有丝分裂过程中无同源染色体分离，同源染色体分离发生在减数分裂过程中，细胞骨架参与有丝分裂中染色体的运动等，C错误；核糖体合成的蛋白质先进入内质网进行加工，不是以囊泡形式沿细胞骨架运至内质网，囊泡运输一般是从内质网到高尔基体等后续过程，D错误。
2．(2025·盐城考前指导)研究人员将绿色荧光蛋白(GFP)与病毒糖蛋白(VSVG)连接，再用荧光显微镜观察病毒糖蛋白的运动过程，确定了VSVG－GFP在每个细胞结构中的驻留时间，如右图所示。下列相关叙述正确的是 (　　)
A．据图分析，VSVG会在核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器膜之间依次转移
B．如果标记染色体上的组蛋白，将出现类似的曲线变化趋势
C．VSVG－GFP在线粒体中的驻留时间曲线与在高尔基体中的曲线变化相似
D．病毒糖蛋白随囊泡沿着细胞骨架在各细胞结构之间转移
D
解析：核糖体是无膜细胞器，A错误；组蛋白是染色体结构蛋白，是胞内蛋白，其加工过程不需要内质网和高尔基体参与，不会出现图示的曲线，B错误；VSVG－GFP是分泌蛋白，线粒体只是为该过程提供能量，因而VSVG－GFP不会在线粒体中驻留，C错误；细胞骨架与细胞的物质运输、能量转换和信息传递密切相关，病毒糖蛋白的转运依赖囊泡，且囊泡运输需沿细胞骨架进行，D正确。
3．(2020·江苏卷)右图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、出小肠上皮细胞的方式不同
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
A
解析：观察图可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞是主动运输，运出小肠上皮细胞是协助扩散，A正确；③是协助扩散，Na＋以主动运输方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以胞吞方式(⑤)进入细胞，以胞吐方式离开细胞，②是主动运输，C错误；口服的维生素D以自由扩散方式(④)进入细胞，D错误。
4．(2025·扬州考前调研)高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外，具体过程如图所示。下列分析错误的是 (　　)
A．图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B．信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C．图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D．胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
D
解析：胰岛素是在血糖浓度变化、神经递质以及胰高血糖素等信号刺激下分泌的，属于调节型分泌途径，D错误。
5．(2025·盐城联盟模拟)下列关于动植物细胞结构和功能的叙述，正确的是 (　　)
A．动物细胞没有原生质层，因此不能发生渗透作用
B．动物细胞有丝分裂过程形成的纺锤体蛋白是由中心体合成的
C．蓝细菌和硝化细菌都能进行有氧呼吸，但都没有线粒体
D．细胞实现细胞间信息交流都必须依赖于细胞膜表面的受体
C
解析：动物细胞也能发生渗透作用，在高渗溶液中会渗透失水皱缩，在低渗溶液中会渗透吸水膨胀，A错误；纺锤体蛋白合成场所为核糖体，有丝分裂前期动物细胞和低等植物细胞的中心体处微管蛋白组装构成星状射线，B错误；蓝细菌和硝化细菌都属于原核生物，都没有线粒体，但都能进行有氧呼吸，C正确；动植物细胞间有些信息交流依赖于细胞膜上的受体，但有些受体并不在细胞膜上，而是在细胞内部，高等植物相邻细胞之间还可以通过胞间连丝进行信息交流，D错误。
6．(2025·苏州八校模拟)图中①～④表示植物细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．①②③都含有DNA，但并不都含有RNA
B．②③在细胞质内的分布与细胞骨架密切相关
C．通过④可实现细胞间的物质交换与信息交流
D．①②③④对物质的通过均具有选择性
解析：①是细胞核，②是叶绿体，③是线粒体，真核细胞内DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中，RNA主要由细胞核内的DNA转录形成，线粒体和叶绿体内的DNA也能转录形成RNA，因此①②③都含有DNA和RNA，A错误。
A
7．(2025·泰州中学)LRRK2是一种内质网膜上的蛋白质。LRRK2基因在人成纤维细胞中被敲除后，导致细胞内蛋白P在内质网腔大量积聚，而培养液中的蛋白P含量较对照组显著降低。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．蛋白P以边合成边转运的方式由核糖体进入内质网腔
B．线粒体参与了蛋白P在细胞内的合成
C．LRRK2蛋白的主要功能是促进细胞通过胞吐释放蛋白P
D．积累在内质网腔的蛋白P与培养液中的蛋白P结构不同
解析：LRRK2基因被敲除后，蛋白P在内质网腔大量积聚，培养液中的蛋白P含量显著降低，表明蛋白P为分泌蛋白；没有LRRK2蛋白的参与，蛋白P无法运出内质网，表明LRRK2蛋白的主要功能是促进蛋白P从内质网运出而不是通过胞吐释放，C错误。
C
8．(2025·苏州考前指导)植物细胞膜上的H＋－ATP酶是一类重要的质子泵，可利用ATP水解产生的能量将H＋排出细胞。在H＋浓度梯度驱动之下，根细胞膜上的H＋/K＋载体蛋白可将K＋运入细胞内。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．H＋通过H＋－ATP酶运出细胞的方式为主动运输
B．H＋转运过程中H＋－ATP酶自身构象会发生改变
C．根细胞吸收土壤中K＋的同时伴随着H＋排出细胞
D．H＋－ATP酶活性降低会影响植物细胞内pH稳定
C
解析：H＋通过H＋－ATP酶运出细胞，利用ATP水解产生的能量且需载体蛋白，是主动运输，A正确；载体蛋白转运物质时构象改变，B正确；根细胞吸收K＋由H＋浓度梯度驱动，H＋/K＋载体蛋白介导，H＋顺浓度梯度进细胞时伴随K＋进细胞，C错误；H＋－ATP酶排出H＋维持细胞内pH稳定，其活性降低影响H＋排出，进而影响细胞内pH稳定，D正确。
9．(2025·河南卷)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族，将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是 (　　)
A．细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B．低温时，水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C．蛋白M增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向
D．水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
B
解析：结合水是与细胞内的其他物质相结合的水，是细胞结构的重要组成成分，细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力，A正确；水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时，不与通道蛋白相结合，B错误；蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白，增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向，水的运输方向为水的顺浓度梯度，C正确；水进出细胞的方式有水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散，D正确。
10．(2025·南通四模)盐胁迫下，某植物根细胞降低细胞质基质中Na＋浓度的机制如右图，相关叙述错误的是 (　　)
A．转运蛋白①②③运输相关离子时会发生构象的改变
B．转运蛋白③对Na＋的主动运输会降低细胞液的渗透压
C．Na＋运入液泡的过程能体现生物膜的结构特点和功能特点
D．含Na＋的囊泡沿着细胞骨架向液泡移动的过程需要能量驱动
B
解析：转运蛋白①②③属于载体蛋白，在转运物质时需要与被转运物质结合，自身构象会发生改变，A正确；Na＋通过转运蛋白③进入液泡为逆浓度梯度的运输，属于主动运输，该过程会升高细胞液的渗透压，B错误；Na＋通过囊泡运输到液泡的过程，为膜融合的过程，依赖于膜的流动性，Na＋通过主动运输进入液泡的过程体现了生物膜的功能特点——选择透过性，C正确。
11．(2025·苏锡常镇一模)右图所示为人体成熟红细胞相关物质的跨膜运输方式，a、b、c和d表示不同的转运蛋白。下列相关叙述正确的是 (　　)
A．蛋白a转运葡萄糖进入红细胞时自身构象不发生改变
C．蛋白c转运K＋所需的ATP主要来自红细胞的有氧呼吸
D．蛋白d介导的H2O分子进出红细胞的速率低于自由扩散
B
12．(2025·徐州四模)钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流，引发血管扩张，降低心肌收缩力。相关叙述错误的是 (　　)
A．钙通道是具有特异性的膜转运蛋白
B．该阻滞剂阻止细胞主动吸收Ca2+
C．该阻滞剂加大了细胞内外Ca2+浓度差
D．含该阻滞剂的药物可以降低血压
B
解析：钙通道作为膜转运蛋白，只能允许Ca2+通过，具有特异性，A正确；钙通道阻滞剂抑制的是Ca2+经通道的内流，Ca2+经通道内流属于协助扩散(顺浓度梯度，借助通道蛋白)，不是主动吸收(主动吸收需载体蛋白和能量，逆浓度梯度)，B错误；阻滞剂抑制Ca2+内流，会使细胞外Ca2+相对更多，加大了细胞内外Ca2+浓度差，C正确；该阻滞剂能使血管扩张、降低心肌收缩力，血管扩张可使血液对血管壁压力减小，从而降低血压，D正确。
二、 多项选择题
13．(2025·盐城中学)下列有关细胞结构和功能的叙述，不正确的是(　 　)
A．植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶
B．在细胞有丝分裂的过程中，核仁会周期性的在间期消失、末期重建
C．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞的运动、分裂等有关
D．很多细胞可利用溶酶体合成的溶菌酶参与人体的非特异性免疫
解析：在细胞有丝分裂过程中，核仁在前期消失，B错误；溶菌酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，D错误。
BD
14．蛋白质糖基化普遍存在于真核细胞中，具有重要的功能。特定的抗生素可阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中；糖基化的蛋白质对蛋白酶有更强的抗性。下列相关推测合理的是 (　　　)
A．糖基化不会影响蛋白质的空间结构
B．蛋白质的糖基化是在内质网中完成的
C．合适的糖基化可提高治疗性蛋白质的疗效
D．溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化修饰
BCD
解析：蛋白质的结构决定功能，糖基化能够改变蛋白质空间结构，提高蛋白质对蛋白酶的抗性，可提高治疗性蛋白质的疗效，A不合理，C合理；抗生素阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中，说明蛋白质的糖基化是在内质网中完成的，B合理；溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体的膜蛋白不会被溶酶体酶降解，这可能与其糖基化有关，D合理。
15．(2025·盐城冲刺改编)食物是人体获取铁的主要来源，铁离子被小肠黏膜细胞吸收后通过血液循环运至靶细胞，主要过程如图所示。已知当血液中铁含量偏高时，机体通过分泌铁调素来调控血铁含量。下列说法正确的有(　　　)
A．DMT1和Tf在运输铁离子时，均需与铁离子结合
B．Fe3+进入靶细胞后需转化为Fe2+来发挥作用
C．铁离子从小肠黏膜细胞运出和运入靶细胞，均需消耗能量
D．铁调素可能通过抑制FP1或促进TfR的作用来降低血铁含量
ABD
解析：图中铁离子从小肠黏膜细胞运出是顺浓度梯度，为协助扩散，不需要消耗能量，C错误。
16．(2025·苏锡常镇一模)图示模型为真核细胞中物质变化的相关过程，X是某种细胞结构。下列叙述正确的有 (　 　)
A．若a是ADP，b是ATP，则X可属于半自主性细胞器
B．若a是脂肪酸，b是磷脂，则X可参与膜蛋白的合成
C．若a是氨基酸，b是多肽，则X属于生物膜系统
D．若a是核苷酸，b是DNA，则X可存在于原核细胞
AB
解析：若a是ADP，b是ATP，能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体，均属于半自主性细胞器，A正确；若a是脂肪酸，b是磷脂，则X为内质网，膜蛋白的合成场所为核糖体和内质网，B正确；若a是氨基酸，b是多肽，则X是核糖体，核糖体没有膜结构，不属于生物膜系统，C错误；由于图示模型为真核细胞的相关过程，若a是核苷酸，b是DNA，则X是细胞核，存在于真核细胞中，原核细胞中没有核膜包被的细胞核，D错误。小专题2　细胞的结构与功能
考向1　细胞的结构和功能
1．(2024·江苏卷)图中①～④表示人体细胞的不同结构。下列叙述错误的是(　 　)
A．①～④构成细胞完整的生物膜系统
B．溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C．③的膜具有一定的流动性
D．④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
2．(2023·江苏卷)植物细胞及其部分结构如图所示。下列叙述错误的是(　 　)
A．主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B．核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C．③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质
D．植物细胞必须具备①②和③才能存活
考向2　物质进出细胞的方式
3．(多选) (☆ 2025·江苏卷)研究小组开展了Cl－胁迫下，添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验，机理如图所示。下列相关叙述错误的有(　 　)
A．Cl－通过自由扩散进入植物细胞
B．转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C．ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D．细胞膜发挥了物质运输、信息交流的功能
4．(2021·江苏卷)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列叙述错误的是(　 　)
A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关
B．小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关
C．神经细胞膜上运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性
D．肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸
提升1　细胞的类型和特殊性
1．细胞的类型
2．高中生物中常见的特化细胞
特点 实例
无细胞壁的原核细胞 支原体细胞
无细胞核的真核细胞 哺乳动物成熟的红细胞，筛管细胞
有中心体的植物细胞 低等植物细胞
具突起的细胞 神经细胞、小肠上皮细胞和树突状细胞
具有叶绿体的植物细胞 保卫细胞、叶肉细胞和C4植物的维管束鞘细胞
进行无丝分裂的细胞 蛙的红细胞
主要进行无氧呼吸的动物细胞 癌细胞
具有分裂能力的细胞 根尖分生区细胞、形成层细胞、受精卵、干细胞、生发层细胞、B细胞、T细胞、记忆细胞等
高度分化且失去分裂能力的细胞 叶肉细胞、表皮细胞、神经细胞、浆细胞等
进行光合作用且无叶绿体的细胞 蓝细菌
进行有氧呼吸且无线粒体的细胞 醋酸杆菌、蓝细菌
提升2　细胞的形态结构和功能相适应
1．细胞(器)的形态和功能相适应
细胞/细胞器 形态 意义
哺乳动物成熟的红细胞 内陷圆盘状 增加了相对表面积，有助于物质交换(O2和CO2的交换)
神经细胞 具有多个短而粗的树突 增加了细胞间的连接点(如突触)，提高信号传递的效率
肌细胞 长梭形 有利于肌细胞的舒张和收缩，实现肌肉的运动功能
叶绿体的类囊体 类囊体膜堆叠形成基粒 增加膜面积，为酶提供附着点(基粒还为叶绿体色素提供附着点)，有利于反应高效进行
线粒体内膜 内膜向内腔折叠形成嵴
2．细胞膜的结构和功能相适应
(1)细胞膜上的脂质主要包括磷脂、胆固醇和糖脂，简称膜脂。所有膜脂都有具有亲水性头部(极性)和疏水性尾部(非极性)，是两性分子(见下图)，从而形成脂质双分子层，使得脂溶性物质容易通过细胞膜，亲水性物质不易通过细胞膜。另外，动物细胞没有细胞壁，细胞膜中的胆固醇可调节膜的流动性，增强了膜的稳定性。
(2)细胞膜的功能主要由膜蛋白决定。膜蛋白在物质转运(转运蛋白)、信息传递(受体蛋白)和催化(酶)等方面发挥着重要作用。一般膜蛋白的种类越多，膜的功能越丰富。
3．细胞器的结构和功能相适应
(1)代谢旺盛的细胞中，细胞核的核孔和线粒体的数量一般较多。
(2)浆细胞等分泌蛋白合成旺盛的细胞中，内质网和高尔基体一般较发达。巨噬细胞等具有吞噬、分解作用的细胞中，溶酶体较发达。
(3)叶绿体和线粒体是细胞内的能量转换器，在结构上具有共性：均为双层膜结构，基质中都含有DNA和RNA，都有自身的核糖体等，使得叶绿体和线粒体内存在的细胞质基因能进行复制和表达，因此叶绿体和线粒体在遗传上具有一定的半自主性。
┃ 拓　展 ┃
在类囊体膜上和线粒体内膜上都有ATP合酶的分布。ATP合酶由F1头部和 F0跨膜H＋载体两部分构成(见下图)，是一种亲水性跨膜通道，在膜两侧存在H＋浓度梯度时，ATP合酶能催化ATP的合成。
4．细胞结构与细胞间的信息交流
(1)细胞间通过激素分子等进行远距离的信息交流。
(2)神经细胞间、神经细胞与肌细胞间，以及神经细胞与腺体细胞间，通过神经递质实现信息交流。
(3)精子和卵细胞通过细胞的直接接触实现识别。
(4)植物细胞间可通过胞间连丝实现细胞间的信息交流；动物细胞可通过连接子形成的蛋白质通道，实现信息交流。
5．细胞结构与物质的跨膜运输
(1)真核细胞中，膜蛋白最初的合成发生在游离的核糖体，再连同核糖体一起转移至内质网进一步合成和加工，沿细胞骨架通过囊泡运输的方式运至高尔基体进行再加工，再以囊泡的形式最终转移至细胞膜，成为膜蛋白。
(2)胰岛素等激素可作用于靶细胞，促进含转运蛋白的囊泡与细胞膜融合，提高膜上转运蛋白的数量，促进细胞膜对葡萄糖等物质的运输。
(3)蛋白质、病毒等可与细胞膜上的蛋白质相互作用，引发细胞膜凹陷，以胞吞方式吸收。含神经递质的囊泡可与突触前膜融合，以胞吐方式释放神经递质。
(4)主动运输所需能量既可由ATP水解提供，也可由膜两侧的电化学势能提供，还可由高能电子(水光解产生或NADH携带)提供。
┃ 拓　展 ┃
ATP直接供能和ATP间接供能的主动运输
(1)由ATP直接供能的主动运输有Na＋－K＋泵、质子泵和钙泵等，见下图。
　
Na＋－K＋泵示意图 　质子泵示意图
(2)由ATP间接供能的主动运输，如由Na＋电化学梯度推动葡萄糖或氨基酸进入细胞，这种运输过程称为协同转运。根据物质运输方向是否一致，协同转运又分为同向协同转运和逆向协同转运，见下图。
同向协同转运
反向协同转运
命题1　细胞的结构和功能
(2025·南通四模)如图是动物细胞亚显微结构模式图，相关叙述正确的是(　 　)
A．①②③⑤都属于生物膜系统
B．②的膜上存在运输葡萄糖的载体蛋白
C．③中含有与磷脂合成有关的酶
D．⑤与纺锤体的形成有关，只存在于动物细胞中
(2025·如皋期初)细胞内的马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合，并利用ATP水解使马达蛋白磷酸化，驱动自身沿细胞骨架“行走”，部分机理如图所示。下列叙述正确的是(　 　)
A．马达蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体有关
B．细胞内囊泡的运输、叶绿体的运动等生理活动也需要马达蛋白的参与
C．马达蛋白的磷酸化属于细胞的放能反应
D．马达蛋白对运输的“货物”不具有特异性
┃ 题后点拨 ┃
细胞骨架与囊泡运输
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，主要包括微管、微丝和中间丝三种结构组分。
在囊泡运输的过程中，极性的微管充当了囊泡定向运输的轨道，微管的负极靠近细胞中心，正极位于细胞的边缘部分。微管上结合着大量能沿其运动的蛋白质，称为“马达蛋白”，它们具有ATP酶活性，能将储存于ATP中的化学能转化为机械能，从而为囊泡沿微管运输提供能量。
(2020·江苏卷)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是(　 　)
A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖
B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同
C．人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少
D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
命题2　物质进出细胞的方式
(2025·山东卷)生长于NaCl物质的量浓度稳定在100 mmol·L－1的液体培养基中的酵母菌，可通过离子通道吸收Na＋，但细胞质基质中Na＋浓度超过30 mmol·L－1时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na＋浓度过高，液泡膜上的蛋白N可将Na＋以主动运输的方式转运到液泡中，细胞膜上的蛋白W也可将Na＋排出细胞。下列说法错误的是(　 　)
A．Na＋在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B．蛋白N转运Na＋过程中自身构象会发生改变
C．通过蛋白W外排Na＋的过程不需要细胞提供能量
D．Na＋通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
(2025·镇江期初)PMA、PHT和VHA分别是某植物细胞膜和液泡膜上的3种H＋转运蛋白，图示为该植物根细胞吸收土壤中磷酸盐的过程。下列叙述正确的是(　 　)
A．用VHA抑制剂处理根细胞，可导致液泡pH降低
B．提高PMA的活性，有利于根细胞吸收磷酸盐
C．运输H＋的同时，PHT可顺浓度梯度运输HPO
D．图中3种转运蛋白结构不同的原因是基因的选择性表达
(多选)(2025·无锡测试)细胞中存在3种位于生物膜上的转运蛋白，其作用机理如下图所示。相关叙述正确的有(　 　)
A．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体内膜、类囊体膜上
B．V型质子泵与F型质子泵运输H＋的方式不同，前者属于主动运输
C．Ca2+泵可发生磷酸化改变泵的蛋白质构象从而促进Ca2+的转运过程
D．溶酶体膜上存在F型质子泵将H＋运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境
┃ 题后点拨 ┃
质子泵
质子泵是生物膜上运输H＋的载体蛋白，分为以下3种：①P型质子泵，分布在真核细胞及一些细菌的细胞膜，其转运H＋过程涉及磷酸化和去磷酸化，导致蛋白质构象变化；②V型质子泵水解ATP产生能量，但自身不发生磷酸化，会分布在某些细胞器膜上，能保持细胞质基质内的中性pH和细胞器内的酸性pH；③F型质子泵分布于细菌细胞膜、线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上，其运输H＋所释放的能量与ATP合成偶联，故又称ATP合酶。
细胞的结构和功能相适应
图甲为酵母菌细胞部分结构示意图；图乙是动物细胞的结构示意图，数字代表细胞结构；图丙表示图乙部分细胞器的物质组成；图丁表示动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示相应的细胞结构，①～⑧表示相应的生理过程。请据图回答下列问题：
,甲 ,乙
,丙
,丁
(1)图甲中酵母菌有而动物细胞没有的结构是[　 　]______________。图乙中动物细胞有而酵母菌细胞没有的结构是[　 　] ___________。酵母菌细胞和动物细胞，既有多样性又有___________。(注：[　]内填序号，“____”上填结构名称。)
(2)图甲中，发生糖酵解的场所是_______，能发生碱基互补配对的细胞器有_______，能产生CO2的场所有_______。(填序号)
(3)图乙是动物细胞的亚显微结构模式图的理由是______________________等。图乙模式图中，系统的边界是[　 　] _______，系统的控制中心是_________。(注：[　]内填序号，“____”上填结构名称。)
(4)图乙中⑤能够让葡萄糖通过，但不允许相对分子质量比葡萄糖小的木糖通过，该事实说明⑤具有_______的特点。细胞吸水后⑤的面积变大，说明此结构还具有_______。若用蛋白酶处理图乙中的⑤后，发现Na＋不能正常进出细胞，说明Na＋进出细胞的方式可能是_____________________。
(5)若图乙细胞是垂体细胞，为研究生长激素的合成与分泌过程，常采用的方法是_____________________。若该细胞为浆细胞，将3H标记的亮氨酸注入该细胞，则抗体的合成分泌过程中可检测到放射性的细胞结构依次有_______ _________________________ (用箭头和序号表示)。
(6)分离各种细胞器的方法是_______，图丙中的A和C分别对应图乙中的[①] _______和[④] _______。图丙中的B可能是____________________________。
(7)图丁中不属于生物膜系统的是_______，图丁中具双层膜的结构有_______。(以上两空填图中a～f有关字母)a在mRNA上的移动方向为_______。通过⑤⑥途径合成的蛋白质除图示⑦⑧去向外，请再列举一个去向：_____________________。通过①②途径合成的酶有_________________________等。蛋白质在细胞中的定向转运过程与靶结构上特定_______的识别有关。
┃ 题后点拨 ┃
高尔基体是完成细胞分泌物(如蛋白质)最后加工和包装的场所。从内质网运送来的小泡与高尔基体膜融合，将内含物送入高尔基体腔中，新合成的肽链继续完成修饰和包装，完成对蛋白质的分拣，高尔基体对蛋白质分类的依据是蛋白质上的信号肽或信号斑。高尔基体还合成一些分泌到胞外的多糖和修饰细胞膜的材料。
一、 单项选择题
1．(2025·苏州考前指导)关于细胞骨架的叙述，正确的是(　 　)
A．细胞骨架是由蛋白质和纤维素构成的网架结构
B．细胞骨架为哺乳动物成熟红细胞形态的维持提供支撑
C．细胞骨架参与有丝分裂中同源染色体分离和细胞质分裂
D．核糖体合成的分泌蛋白以囊泡的形式沿细胞骨架运至内质网
2．(2025·盐城考前指导)研究人员将绿色荧光蛋白(GFP)与病毒糖蛋白(VSVG)连接，再用荧光显微镜观察病毒糖蛋白的运动过程，确定了VSVG－GFP在每个细胞结构中的驻留时间，如下图所示。下列相关叙述正确的是(　 　)
A．据图分析，VSVG会在核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器膜之间依次转移
B．如果标记染色体上的组蛋白，将出现类似的曲线变化趋势
C．VSVG－GFP在线粒体中的驻留时间曲线与在高尔基体中的曲线变化相似
D．病毒糖蛋白随囊泡沿着细胞骨架在各细胞结构之间转移
3．(2020·江苏卷)下图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、出小肠上皮细胞的方式不同
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
4．(2025·扬州考前调研)高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外，具体过程如图所示。下列分析错误的是(　 　)
A．图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B．信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C．图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D．胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
5．(2025·盐城联盟模拟)下列关于动植物细胞结构和功能的叙述，正确的是(　 　)
A．动物细胞没有原生质层，因此不能发生渗透作用
B．动物细胞有丝分裂过程形成的纺锤体蛋白是由中心体合成的
C．蓝细菌和硝化细菌都能进行有氧呼吸，但都没有线粒体
D．细胞实现细胞间信息交流都必须依赖于细胞膜表面的受体
6．(2025·苏州八校模拟)图中①～④表示植物细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是(　 　)
A．①②③都含有DNA，但并不都含有RNA
B．②③在细胞质内的分布与细胞骨架密切相关
C．通过④可实现细胞间的物质交换与信息交流
D．①②③④对物质的通过均具有选择性
7．(2025·泰州中学)LRRK2是一种内质网膜上的蛋白质。LRRK2基因在人成纤维细胞中被敲除后，导致细胞内蛋白P在内质网腔大量积聚，而培养液中的蛋白P含量较对照组显著降低。下列相关叙述错误的是(　 　)
A．蛋白P以边合成边转运的方式由核糖体进入内质网腔
B．线粒体参与了蛋白P在细胞内的合成
C．LRRK2蛋白的主要功能是促进细胞通过胞吐释放蛋白P
D．积累在内质网腔的蛋白P与培养液中的蛋白P结构不同
8．(2025·苏州考前指导)植物细胞膜上的H＋－ATP酶是一类重要的质子泵，可利用ATP水解产生的能量将H＋排出细胞。在H＋浓度梯度驱动之下，根细胞膜上的H＋/K＋载体蛋白可将K＋运入细胞内。下列相关叙述错误的是(　 　)
A．H＋通过H＋－ATP酶运出细胞的方式为主动运输
B．H＋转运过程中H＋－ATP酶自身构象会发生改变
C．根细胞吸收土壤中K＋的同时伴随着H＋排出细胞
D．H＋－ATP酶活性降低会影响植物细胞内pH稳定
9．(2025·河南卷)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族，将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是(　 　)
A．细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B．低温时，水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C．蛋白M增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向
D．水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
10．(2025·南通四模)盐胁迫下，某植物根细胞降低细胞质基质中Na＋浓度的机制如下图，相关叙述错误的是(　 　)
A．转运蛋白①②③运输相关离子时会发生构象的改变
B．转运蛋白③对Na＋的主动运输会降低细胞液的渗透压
C．Na＋运入液泡的过程能体现生物膜的结构特点和功能特点
D．含Na＋的囊泡沿着细胞骨架向液泡移动的过程需要能量驱动
11．(2025·苏锡常镇一模)下图所示为人体成熟红细胞相关物质的跨膜运输方式，a、b、c和d表示不同的转运蛋白。下列相关叙述正确的是(　 　)
A．蛋白a转运葡萄糖进入红细胞时自身构象不发生改变
B．蛋白b转运HCO跨膜时需消耗膜两侧Cl－的化学势能
C．蛋白c转运K＋所需的ATP主要来自红细胞的有氧呼吸
D．蛋白d介导的H2O分子进出红细胞的速率低于自由扩散
12．(2025·徐州四模)钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流，引发血管扩张，降低心肌收缩力。相关叙述错误的是(　 　)
A．钙通道是具有特异性的膜转运蛋白
B．该阻滞剂阻止细胞主动吸收Ca2+
C．该阻滞剂加大了细胞内外Ca2+浓度差
D．含该阻滞剂的药物可以降低血压
二、 多项选择题
13．(2025·盐城中学)下列有关细胞结构和功能的叙述，不正确的是(　 　)
A．植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶
B．在细胞有丝分裂的过程中，核仁会周期性的在间期消失、末期重建
C．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞的运动、分裂等有关
D．很多细胞可利用溶酶体合成的溶菌酶参与人体的非特异性免疫
14．蛋白质糖基化普遍存在于真核细胞中，具有重要的功能。特定的抗生素可阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中；糖基化的蛋白质对蛋白酶有更强的抗性。下列相关推测合理的是(　 )
A．糖基化不会影响蛋白质的空间结构
B．蛋白质的糖基化是在内质网中完成的
C．合适的糖基化可提高治疗性蛋白质的疗效
D．溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化修饰
15．(2025·盐城冲刺改编)食物是人体获取铁的主要来源，铁离子被小肠黏膜细胞吸收后通过血液循环运至靶细胞，主要过程如图所示。已知当血液中铁含量偏高时，机体通过分泌铁调素来调控血铁含量。下列说法正确的有(　 　)
A．DMT1和Tf在运输铁离子时，均需与铁离子结合
B．Fe3+进入靶细胞后需转化为Fe2+来发挥作用
C．铁离子从小肠黏膜细胞运出和运入靶细胞，均需消耗能量
D．铁调素可能通过抑制FP1或促进TfR的作用来降低血铁含量
16．(2025·苏锡常镇一模)图示模型为真核细胞中物质变化的相关过程，X是某种细胞结构。下列叙述正确的有(　 　)
A．若a是ADP，b是ATP，则X可属于半自主性细胞器
B．若a是脂肪酸，b是磷脂，则X可参与膜蛋白的合成
C．若a是氨基酸，b是多肽，则X属于生物膜系统
D．若a是核苷酸，b是DNA，则X可存在于原核细胞
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