专题一 细胞的分子组成、结构与物质运输(课件 学案 练习)2026届高考生物学(通用版)二轮专题复习

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专题一 细胞的分子组成、结构与物质运输(课件 学案 练习)2026届高考生物学(通用版)二轮专题复习

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自我校对:①微量元素 ②离子 ③运输物质 ④重要 ⑤储能 ⑥动物细胞膜 ⑦遗传 ⑧纤维素和果胶 ⑨糖蛋白 ⑩流动性  信息交流  选择透过性  核糖体  主动运输  胞吞和胞吐
核心点1 细胞的分子组成
1.水与细胞代谢
提醒:生物实验中常用到的水有清水、蒸馏水、无菌水和生理盐水四类。清水常用于植物实验,生理盐水常用于动物实验,无菌水常用于微生物实验,蒸馏水(可能含菌)常用于试剂的配制。
2.无机盐的存在形式、运输方式及功能
3.归纳概括糖类和脂质的种类和功能
提醒:①糖类并非只由C、H、O三种元素组成,如几丁质中含有N元素。②植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,熔点低,室温时呈液态;大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,熔点高,室温时呈固态。
4.归纳概括蛋白质和核酸的结构与功能
(1)厘清核酸与蛋白质的三个层次及相互关系
提醒:①高温破坏了蛋白质的空间结构,但未破坏肽链上的肽键。低温和盐析未破坏蛋白质的空间结构。②在核糖体上合成的是多肽,不是成熟的蛋白质,不具有生物活性。③由于基因的选择性表达,同一个体的不同体细胞中核DNA、tRNA相同,mRNA和蛋白质不完全相同。
(2)常考的“核酸—蛋白质复合体”
1.化学元素含量对生命活动十分重要。哺乳动物缺钙会出现抽搐症状,人体缺碘甲状腺激素合成减少。(2025·云南卷) (  )
2.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力。(2025·河南卷) (  )
3.与豆子相比,豆芽自由水与结合水的比值下降。(2024·福建卷) (  )
4.淀粉是含有C、H、O、N等元素的一类多糖,淀粉水解液中加入斐林试剂立刻呈现砖红色。(2025·甘肃卷) (  )
5.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态。(2024·甘肃卷) (  )
6.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类不变。(2024·贵州卷) (  )
7.rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸。(2024·贵州卷) (  )
8.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜。(2023·全国新课标卷) (  )
9.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构,(2025·全国卷) (  )
10.帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生。(2023·湖南卷) (  )
11.蛋白质和DNA具有相同的空间结构,体内合成时都需要模板、能量和酶。(2020·北京卷) (  )
12.通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构,某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是___________________________________________
_______________________________________________________。(经典高考)
核心点2 细胞的结构和功能
1.比较原核细胞与真核细胞
提醒:①支原体无细胞壁;蓝细菌无叶绿体,但含有叶绿素、藻蓝素和光合作用相关的酶,可进行光合作用。②分析某种生物的结构、功能时,判断该生物的类型是基本前提。
2.理解细胞的结构与功能的适应性
(1)细胞膜
(2)细胞器
①叶绿体的类囊体堆叠使膜面积增大,有利于__________。
②线粒体内膜内折形成嵴,有利于附着____________________。
③内质网膜面积大,有利于__________。
④溶酶体内含有多种__________,有利于分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
(3)细胞核
①细胞代谢旺盛→核膜上的核孔数目多→______________等物质运输速率快→蛋白质合成旺盛。
②细胞代谢旺盛→__________较大→合成rRNA、组成核糖体速率快→蛋白质合成旺盛。
3.细胞的生物膜系统
提醒:原核生物有生物膜(细胞膜),但不具有生物膜系统,哺乳动物成熟的红细胞也没有生物膜系统。
1.蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分。(2025·江苏卷) (  )
2.用磷脂分子特异性染料处理上皮组织切片,不能被标记的细胞器是核糖体。(2025·重庆卷) (  )
3.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶,线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量。(2025·四川卷) (  )
4.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。(2024·湖南卷) (  )
5.大肠杆菌和水绵的能量代谢都发生在细胞器中。(2024·北京卷) (  )
6.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体。(2024·海南卷) (  )
7.溶酶体膜破裂后,释放到细胞质中的水解酶活性降低。(2023·天津卷) (  )
8.细胞骨架具备物质运输功能。(2024·河北卷) (  )
9.细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。(2021·河北卷) (  )
10.核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关。(2023·湖南卷) (  )
11.叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是__________。在使用该方法分离细胞器时,某同学将正常叶片置于适量的溶液B中,用组织捣碎机破碎细胞,该实验所用溶液B应满足的条件是________________________________________(答出两点)。(2023·全国甲卷改编)
核心点3 细胞的物质输入和输出
1.动植物细胞的吸水和失水
2.图解物质出入细胞的方式
提醒:①参与主动运输的转运蛋白为载体蛋白,参与协助扩散的转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白。②载体蛋白作用时与被转运的分子或离子结合,而且每次转运时都会发生自身构象的改变。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
3.“三看法”判断物质进出细胞的方式
提醒:①水分子主要通过协助扩散出入细胞,也可以通过自由扩散出入细胞。②同一种物质出入细胞的方式不一定相同。
4.影响物质跨膜运输的因素及相关曲线
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧浓度
(3)温度
①温度影响生物膜的__________,进而影响所有跨膜方式的运输速率。
②温度通过影响__________而影响呼吸速率,进而影响能量供应,主动运输和胞吞、胞吐均受影响。
1.水分子通过渗透作用进出细胞,细胞壁限制过多的水进入细胞。(2025·北京卷) (  )
2.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。(2021·湖南卷) (  )
3.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外。(2025·四川卷) (  )
4.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助。(2025·云南卷) (  )
5.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量。(2024·山东卷) (  )
6.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷) (  )
7.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。(2023·全国甲卷) (  )
8.维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(见下图)。 H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运。(2024·甘肃卷) (  )
9.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:(2021·全国甲卷)
(1)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__________复合物构成的,其运输的特点是____________________。
(2)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____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
热点1 病毒
1.(2024·河北卷)某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是(  )
碱基种类 A C G T U
含量(%) 31.2 20.8 28.0 0 20.0
A.该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%
B.病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C.病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D.病毒基因的遗传符合分离定律
2.(2025·湖北卷)某种昆虫病毒的遗传物质为双链环状DNA。该病毒具有包膜结构,包膜上的蛋白A与宿主细胞膜上的受体结合后,两者的膜发生融合,从而使病毒DNA进入细胞内进行自我复制。回答下列问题:
(1)要清楚观察病毒的形态结构需要使用的显微镜类型是_________________。
(2)体外培养的梭形昆虫细胞,被上述病毒感染后会转变为圆球形,原因是病毒感染引起了昆虫细胞内________(填细胞结构名称)的改变。
(3)这类病毒的基因组中通常含有抗细胞凋亡的基因,这类基因对病毒的生物学意义是_____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)该病毒DNA能在宿主细胞中自我复制,却无法在大肠杆菌中复制。为解决这一问题,可在该病毒的DNA中插入__________________序列,以实现利用大肠杆菌扩增该病毒DNA的目的。
(5)用该病毒感染哺乳动物细胞,可以在细胞内检测到该病毒完整的基因组DNA,但无对应的转录产物。推测其无法转录的原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)采用脂溶剂处理该病毒颗粒可使病毒失去对宿主细胞的感染性,其原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
创新解读
高考中对病毒的考查以选择题形式为主,常考查病毒的结构组成、生活方式、遗传物质等基础知识,也可能结合免疫调节,考查人体对抗病毒的免疫过程,或结合基因工程,考查病毒作为运载体的相关知识,还可能以实验分析题的形式,让考生分析与病毒相关实验的原理、步骤和结果等。在教材中,病毒涉及细胞的结构与功能、遗传信息的传递、免疫调节等内容,通过对病毒知识点整合应用,可以使学生进一步认同生物体结构与功能相适应的观点,并深化理解生命的多样性和复杂性。
1.病毒的组成与分类
2.三类RNA病毒的增殖过程
(1)单链+RNA病毒:该类病毒+RNA可直接作为mRNA进行翻译,合成蛋白质。复制方式是以+RNA为模板,复制成—RNA,然后再以—RNA为模板合成若干子代+RNA,如脊髓灰质炎病毒、SARS病毒等。
(2)单链—RNA病毒:该类病毒—RNA不能起到mRNA的作用,需先合成互补的+RNA作为mRNA,再用于翻译,从而产生病毒蛋白质。遗传物质复制时,该类病毒是以—RNA为模板合成互补的+RNA,再合成若干子代—RNA,如流感病毒、禽流感病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒等。
(3)逆转录病毒:该类病毒首先以自身RNA为模板,经逆转录酶催化合成单链DNA,进而形成RNA—DNA杂交分子;再以单链DNA为模板合成双链DNA,将双链DNA整合到宿主细胞的DNA上,进而合成若干子代单链RNA,其子代RNA和亲本RNA均可充当mRNA翻译出各种病毒蛋白质,如HIV、Rous肉瘤病毒等。
3.病毒的应用(疫苗、促融剂、基因工程的载体等)
(1)制作疫苗:灭活的病毒(灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但并不破坏它们的抗原结构)。
(2)促融剂:灭活病毒诱导动物细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝集,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排列,细胞膜打开,细胞发生融合。
(3)基因工程的载体:动植物病毒、噬菌体、质粒等。
1.(2025·湖南永州三模)2025年初甲型流感再次席卷而来,流行株以H1N1(一种RNA病毒)为主。奥司他韦是治疗甲流的首选药物。下列相关叙述正确的是(  )
A.为研究H1N1的致病机理,可用营养物质齐全的培养基培养该病毒
B.蛋白质、H1N1和细菌均不属于生命系统的结构层次
C.奥司他韦可通过抑制细胞壁合成来抑制H1N1增殖以减轻症状
D.H1N1的遗传物质初步水解后产物为4种核糖核苷酸
2.(2025·山西临汾二模)呼吸道合胞病毒(RSV)是一种极为普遍且具有较强传染性的有包膜的RNA病毒,是引起婴儿肺炎、支气管炎的常见病原体。该病毒增殖的部分过程如下图所示。下列相关叙述正确的是(  )
A.该病毒的遗传物质与ATP和DNA的组成元素不同
B.RSV的包膜来自其感染的宿主细胞,①③过程所需的酶为逆转录酶
C.RSV包膜的糖蛋白与宿主细胞表面受体的识别体现了细胞间的信息交流功能
D.RSV病毒增殖时复制首个-RNA需要消耗宿主细胞中同等数量的嘧啶和嘌呤
热点2 蛋白质的分选与囊泡运输
1.(2024·浙江1月卷)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔,继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是(  )
A.SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
2.(2021·山东卷)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(  )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
创新解读
  高考命题中蛋白质分选着重考查对分选途径、信号序列等基础知识的理解与应用。随着生命科学研究的不断深入,蛋白质分选领域涌现出诸多前沿热点。在细胞生理活动中,蛋白质分选如何精准调控以维持细胞内环境稳定;病理状态下,蛋白质分选异常与疾病发生发展存在何种关联等。从高考题的基础认知迈向热点聚焦,有助于同学们拓宽知识视野,进一步理解蛋白质分选在生命进程中的关键意义。
囊泡运输重在考查囊泡的产生、运输路径以及与生物膜特性的关联。考查学生是否真正通过囊泡运输,理解细胞各结构的协调配合及其意义。当下,前沿科研聚焦于囊泡运输的精细调控机制,例如囊泡如何在复杂的细胞环境中精准识别目标位点并完成融合;在疾病领域,科研人员探索囊泡运输异常与神经退行性疾病、肿瘤发生发展之间的紧密联系。从高考的基础认知迈向热点聚焦,能让同学们深入洞悉细胞生命活动的本质。
1.蛋白质的分选转运
(1)共翻译转运途径:蛋白质在游离核糖体上起始合成之后,由信号肽和与之结合的SRP引导转移至粗面内质网,然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔或定位在ER膜上,经转运膜泡运到高尔基体加工、包装后再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。
(2)后翻译转运途径:蛋白质在细胞质基质游离核糖体上合成以后,再转移到膜围绕的细胞器等,如细胞核、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体,或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白。
2.囊泡运输——细胞的“物流系统”
真核细胞有复杂的内膜系统,以蛋白质为代表的物质在这些膜之间进行转运,包括被转运物与膜的识别及运输、囊泡与靶膜的识别、融合等。
(1)核糖体与内质网之间的识别与运输
信号肽假说:经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP通过与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子(一种通道蛋白)进入内质网腔中进行初步加工之后,SRP脱离,肽链继续合成,结束后其信号肽被切除,核糖体脱落,肽链在内质网中加工后被转运。
(2)内质网和高尔基体间的囊泡运输
COP蛋白主要介导了内质网和高尔基体之间的物质转运。COP蛋白分为两种类型:COPⅠ和COPⅡ。前者主要参与从高尔基体向内质网运输的回补途径,后者主要参与从内质网向高尔基体运输的正向途径。如内质网驻留蛋白的KDEL序列被高尔基体上的KDEL受体识别,从而在高尔基体顺面管网结构招募COPⅠ,形成向内质网运输的囊泡。
1.(2025·云南昆明模拟)肽链在细胞质中游离的核糖体中合成后,会被分类转运到特定的功能部位。其途径有①在游离核糖体上完成翻译后转运至线粒体、细胞核或成为细胞骨架的成分;②在核糖体上合成的一小段肽链在信号肽的引导下边翻译边转运入内质网腔,再经一系列加工运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。下列说法正确的是(  )
A.核糖体没有膜结构,也不含磷元素,氨基酸在核糖体中脱水缩合形成肽链
B.敲除基因中编码信号肽的序列后,膜蛋白的种类和数量不受影响
C.DNA聚合酶的合成过程涉及途径①,在有丝分裂前期细胞中会大量合成DNA聚合酶
D.胰岛素的合成过程涉及途径②,除内质网外,还需要高尔基体和线粒体的参与
2.(2025·陕西宝鸡三模)人体细胞内存在着复杂而精密的囊泡运输机制,确保了细胞中物质和结构的正常转运。下图为物质甲合成、运输及分泌过程中的囊泡运输机制。下列相关分析正确的是(  )
A.内质网膜鼓起形成囊泡体现了生物膜的功能特性
B.细胞囊泡运输的速度不是恒定的,会受环境温度等影响
C.囊泡成功迁移后,细胞中内质网的膜面积会有所增加
D.若包被蛋白无法正常脱落,可能会导致囊泡运输机制失控
热点3 细胞骨架和马达蛋白
1.(2025·河南卷)导管是被子植物木质部中运输水分和无机盐的主要输导组织,由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成。下列叙述正确的是(  )
A.细胞坏死形成导管的过程是一种自然的生理过程
B.分化成熟后的导管仍具备脱分化和再分化的能力
C.导管的原始细胞与叶肉细胞的基因表达情况存在差异
D.细胞骨架在维持导管的形态及物质的运输中发挥作用
2.(2024·安徽卷)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,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
创新解读
细胞骨架与马达蛋白在高考中主要以选择题的形式出现,考查内容涉及以下方面:考查细胞骨架的功能。如 2023 年湖南卷中就考查了细胞骨架被破坏,会影响细胞运动、分裂和分化等生命活动。考查马达蛋白的运输机制:马达蛋白能够与 “货物”(如囊泡、细胞器或颗粒物质)结合,并利用 ATP 水解所产生的化学能量驱动自身沿细胞骨架 “行走”,将 “货物” 转运到指定位置。考查细胞骨架与马达蛋白的协同作用:如囊泡运输依赖于细胞骨架,马达蛋白沿细胞骨架运输囊泡等内容。结合具体的生理过程或疾病考查:将细胞骨架与马达蛋白的知识结合到具体的生理过程(如细胞分裂、神经递质释放等)或疾病(如癌细胞转移、某些神经退行性疾病等)中进行考查,要求考生运用相关知识解释现象、分析原因。
细胞骨架与马达蛋白是细胞生物学的核心内容之一,在高中生物教材中虽篇幅占比不大,但对理解细胞的结构与功能、生命活动的机制具有重要意义。
1.细胞骨架的定义与构成
细胞骨架是指细胞中的蛋白纤维网络结构,由微丝、微管和中间纤维构成的结构体系,被称为“细胞骨架系统”。
2.细胞骨架的功能
3.马达蛋白
马达蛋白是指利用ATP水解所释放的能量驱动自身沿微管或微丝定向运动的蛋白。这些蛋白质既有与微丝或微管结合的马达结构域,又有与膜性细胞器或大分子复合物特异结合的“货物”结构域。利用水解ATP所提供的能量有规则地沿微管或微丝等细胞骨架纤维运动。
1.(2025·湖南衡阳模拟)细胞骨架是细胞中的一种网架结构,与细胞的多种生命活动密切相关。下列活动没有细胞骨架参与的是(  )
A.同源染色体的联会配对
B.内质网分泌的囊泡移向高尔基体
C.染色体的着丝粒分裂
D.叶绿体在细胞质基质中的运动
2.(2025·云南昭通月考)在细胞内,细胞骨架的微管可充当囊泡运输的轨道,如图所示,微管的负极靠近细胞中心,正极位于细胞的边缘。如果用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,可使囊泡运输停止。下列叙述错误的是(  )
A.细胞骨架的化学成分为蛋白质纤维
B.驱动蛋白在运输过程中空间构象会发生改变
C.细胞膜产生的囊泡可由细胞质动力蛋白负责运输
D.该过程实现了细胞内大分子物质的自由运输
热点4 特殊的跨膜运输方式
1.(2025·陕晋青宁卷)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是(  )
A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
2.(2025·重庆卷)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输,据图分析,下列叙述错误的是(  )
A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点
创新解读
特殊的跨膜运输方式(如离子通道运输、协同运输、质子泵等)在高考中属于高频考点,常结合细胞结构、物质运输原理及实例、消化系统、免疫系统、神经调节等新情境进行考查,如结合信号传导(神经递质释放→胞吐)、植物渗透作用(如水通道)、光合呼吸中ATP产生机制(ATP合酶)、疾病机制(囊性纤维化→Cl-通道缺陷)、奥美拉挫作用机制(质子泵)等情境,考查物质运输原理的应用。题型以选择题为主,非选择题多结合具体情境(如神经调节、植物代谢等)综合设问。
1.主动运输的能量来源
2.几种常考的跨膜运输类型
(1)Na+-K+泵
(2)质子泵
(3)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,如图。
(2025·四川广安二模)依据能量来源不同,主动运输可分为ATP直接驱动、ATP间接驱动和光驱动三种基本类型。光驱动主要发现于细菌细胞,光驱动蛋白(光驱动泵)可以利用光能逆浓度梯度运输物质。如一些特殊细菌的细胞膜上存在菌紫红质,在光能的驱动下使H+发生转移,形成H+膜内外电位差和浓度差,从而驱动被运输的物质主动运输进入细胞。下列叙述正确的是(  )
A.H+通过光驱动泵的跨膜运输属于协助扩散
B.高温会破坏光驱动泵的空间结构
C.光照越强,H+跨膜运输的效率越高
D.H+转运过程中光驱动泵不发生形变
专题一 细胞的分子组成、结构与物质运输
核心整合
核心点1 细胞的分子组成
1.第三 核糖体 自由水 结合水 光 二 2.离子 主动运输 协助扩散 协助扩散 Fe2+ P 高 低 Na+ Cl- K+  H2CO3 K+ Na+ 3.葡萄糖 糖蛋白 细菌 大量 糖类供能不足时 性激素 维生素D 4.(2)RNA聚合酶 逆转录酶
[判断与表述]
1.√ 2.√
3.× 提示:豆芽代谢旺盛,自由水与结合水的比值增大。
4.× 提示:淀粉的组成元素只有C、H、O,并不含N元素,淀粉水解液中含有葡萄糖,葡萄糖是还原糖,但使用斐林试剂检测还原糖时,需要水浴加热才能出现砖红色沉淀,不是立刻呈现砖红色。
5.√
6.× 提示:种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类增加。
7.√
8.× 提示:葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散,进入小肠上皮细胞为主动运输,进入组织细胞一般通过协助扩散。
9.× 提示:二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键,是维持蛋白质空间结构的重要化学键之一。若二硫键断裂,会破坏蛋白质的空间结构,导致其功能丧失。
10.√
11.× 提示:蛋白质具有多种多样的结构,DNA具有双螺旋结构。
12.提示:空间 蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质水解
核心点2 细胞的结构和功能
1.核糖体 基因突变 生产者 分解者 分解者 消费者 2.(1)降低 蛋白质 扩散和转移 (2)吸收光能 与有氧呼吸有关的酶 物质运输 水解酶 (3)RNA、蛋白质 核仁 3.真核 核膜
[判断与表述]
1.√ 2.√ 3.√
4.× 提示:为保证低温条件下细胞膜的流动性,耐极端低温细菌的膜脂应富含不饱和脂肪酸。
5.× 提示:大肠杆菌是原核生物,不含叶绿体和线粒体。
6.√ 7.√ 8.√
9.× 提示:部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的。
10.√
11.提示:差速离心法 pH 应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞内的相同
核心点3 细胞的物质输入和输出
1.选择透过 原生质层 4.(1)膜上转运蛋白的数量有限 (2)膜上载体蛋白的数量有限 (3)流动性 酶活性
[判断与表述]
1.√
2.× 提示:蔗糖溶液中溶质为蔗糖分子,NaCl溶液中溶质为Na+和Cl—,故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1 mol/L 蔗糖溶液的渗透压。
3.× 提示:CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞。
4.× 提示:主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,而不是通道蛋白,通道蛋白一般用于协助扩散。
5.√
6.× 提示:硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,故不需转运蛋白。
7.√
8.× 提示:H+-ATP酶抑制剂干扰H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度,对Na+的运输同样起到抑制作用。
9.提示:(1)蛋白质 顺浓度梯度运输(不消耗能量) (2)根细胞对K+的吸收属于主动运输,消耗能量,而呼吸抑制剂抑制细胞呼吸产生能量
热点拓展
热点1 病毒
[真题引领]
1.B [由表可知,该病毒为RNA病毒,根据碱基互补配对原则可知,该病毒复制合成的互补链中G+C含量与原RNA含量一致,为48.8%,A错误;逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上,引起宿主DNA变异,B正确;病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成,C错误;必须是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律,病毒基因的遗传不符合分离定律,D错误。]
2.解析:(1)病毒是一类体积十分微小的生物,一般由蛋白质和核酸构成,在普通光学显微镜下是观察不到的,只有借助电子显微镜才能看清楚它的形态结构。(2)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,病毒感染后梭形昆虫细胞转变为圆球形,可能是病毒感染引起昆虫细胞内细胞骨架的改变。(3)正常情况下,被病毒感染的细胞会发生细胞凋亡,会导致细胞死亡。该类病毒中的抗细胞凋亡基因的表达产物能够抑制宿主细胞发生凋亡,有利于病毒生存并增殖产生后代。(4)分析可知,该病毒DNA分子必须携带大肠杆菌的复制原点序列,才能在大肠杆菌中复制。(5)启动子是RNA聚合酶识别、结合的部位,推测哺乳动物细胞的基因组DNA上不含相应的启动子,病毒的基因组DNA无法完成转录。(6)由题干信息可以看出,该病毒的DNA要借助包膜与细胞膜的融合进入宿主细胞,病毒包膜的基本支架是磷脂双分子层,采用脂溶剂处理该病毒颗粒后,其包膜结构被破坏,无法进行正常的识别和膜融合过程,导致病毒失去对宿主细胞的感染性。
答案:(1)电子显微镜 (2)细胞骨架 (3)有利于病毒生存并增殖产生后代 (4)大肠杆菌复制原点 (5)哺乳动物细胞的基因组DNA上不含相应的启动子 (6)采用脂溶剂处理该病毒颗粒后,其包膜结构被破坏,无法进行正常的识别和膜融合过程,使病毒失去对宿主细胞的感染性
[迁移应用]
1.D [病毒没有细胞结构,不能独立进行生命活动,必须寄生在活细胞中才能生存和繁殖,因此不能用营养物质齐全的培养基直接培养该病毒,A错误。蛋白质是生物大分子,不属于生命系统的结构层次;H1N1病毒没有细胞结构,也不属于生命系统的结构层次;但细菌是单细胞生物,属于生命系统结构层次中的细胞层次和个体层次,B错误。H1N1没有细胞壁,奥司他韦是通过抑制病毒神经氨酸酶的活性,从而抑制病毒从被感染的细胞中释放,减少病毒的传播,而不是通过抑制细胞壁合成来抑制H1N1增殖,C错误。H1N1是一种RNA病毒,其遗传物质是RNA,RNA初步水解后的产物是4种核糖核苷酸,D正确。]
2.D [该病毒的遗传物质为RNA,与ATP和DNA的组成元素相同,都是C、H、O、N、P,A错误;RSV的包膜来自其感染的宿主细胞,①③过程为RNA复制,所需的酶为RNA复制酶,B错误;RSV包膜的糖蛋白与宿主细胞表面受体的识别体现了蛋白质具有信息交流的功能,但RSV不是细胞,所以不能体现细胞间的信息交流,C错误;RSV病毒增殖时复制首个-RNA过程根据碱基互补配对原则,先形成+RNA,在以其为模板,合成-RNA,该过程需要消耗宿主细胞中同等数量的嘧啶和嘌呤,D正确。]
热点2 蛋白质的分选与囊泡运输
[真题引领]
1.A [SRP 参与抗体等分泌蛋白的合成,呼吸酶等胞内蛋白的合成无需SRP参与,所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性,A正确;SRP受体缺陷的细胞可以合成多肽链,如呼吸酶等,B错误;核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链,同时核糖体是无膜细胞器,不能形成囊泡,C错误;生长激素通过此途径合成并分泌,性激素属于固醇,不通过该途径合成并分泌,D错误。]
2.C [根据题干信息可知,高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并发送至细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;细胞通过囊泡运输需要消耗ATP,B正确;根据题干信息“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”,可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低,C错误;通过题干“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”,因此可以得出结论,如果RS功能缺失,则受体不能和错误的蛋白质结合,并运回内质网,因此会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。]
[迁移应用]
1.D [核糖体中含有rRNA,所以含有磷元素,A错误;依据题干信息,细胞合成膜蛋白时,核糖体中合成的一段肽链在信号肽的引导下边翻译边转运入内质网腔,再经一系列加工运至细胞膜,所以敲除与信号肽有关的序列后,膜蛋白的种类和数量发生变化,B错误;DNA聚合酶在DNA复制过程中发挥作用,可推知应在有丝分裂前的间期大量合成,C错误;胰岛素属于分泌蛋白,合成过程涉及途径②,在核糖体合成后进入内质网进行初步加工,再到高尔基体进一步加工,整个过程还需要线粒体提供能量,D正确。]
2.D [内质网膜鼓起形成囊泡,这是膜的形态发生了改变,体现的是生物膜的结构特点,即具有一定的流动性,而不是功能特性(选择透过性),A错误;人的体温是相对稳定的,细胞内的环境温度也相对稳定,因此细胞囊泡运输的速度是相对恒定的,不会受环境温度等影响,B错误;囊泡是由内质网膜鼓起形成的,囊泡成功迁移后,内质网出芽形成囊泡,所以细胞中内质网的膜面积会有所减少,而不是增加,C错误;从图中可知,包被蛋白在囊泡成型并脱离内质网后需要脱落,如果包被蛋白无法正常脱落,可能会影响囊泡后续的迁移、与高尔基体膜的识别结合等过程,从而可能导致囊泡运输机制失控,D正确。]
热点3 细胞骨架和马达蛋白
[真题引领]
1.C [形成导管的过程属于细胞凋亡,是一种基因决定的自然的生理过程,不是细胞坏死,A错误;分化成熟后的导管是死细胞,不具备脱分化和再分化的能力,B错误;导管的原始细胞与叶肉细胞的遗传物质相同,但结构、形态和功能的差异源于细胞分化过程中的基因选择性表达,C正确;导管细胞为长管状的死细胞,没有细胞骨架,D错误。]
2.A [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,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,所以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;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,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别,C错误;变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。]
[迁移应用]
1.C [同源染色体的联会配对需要细胞骨架的迁移,A不符合题意;内质网分泌的囊泡向高尔基体定向移动是沿着细胞骨架进行,B不符合题意;染色体的着丝粒分裂与细胞骨架无关,而着丝粒分裂后,染色体移向两极与细胞骨架有关,C符合题意;细胞器的运动与细胞骨架有关,D不符合题意。]
2.D [细胞骨架的主要成分是蛋白质纤维,A正确;驱动蛋白在运输过程中空间构象会发生改变,从而实现物质的转运,B正确;结合图示可知,该运输过程中有囊泡参与,故细胞膜产生的囊泡可由细胞质动力蛋白负责运输,C正确;如果用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,可使囊泡运输停止,说明该过程需要消耗能量,故该过程不是自由运输,D错误。]
热点4 特殊的跨膜运输方式
[真题引领]
1.D [MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体,就会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸,从而导致产生更多的乳酸,因此动物细胞中乳酸积累将会增加,A正确;结合图示可知,丙酮酸分解形成丙酮酸根和H+,两者共同与MPC结合使MPC构象改变,从而运输丙酮酸根和H+,B正确;结合图示可知,H+会协助丙酮酸根进入线粒体,pH的变化受H+浓度的影响,因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率,C正确;丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与,且需要H+产生的电化学势能提供能量,因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响,也受MPC的数量及H+浓度的影响,因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高,D错误。]
2.B [Na+通道运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,A正确;Na+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,B错误;因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+会积累,NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量,使得Ca2+内流增多,C正确;因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发的疾病,所以与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点,D正确。]
[迁移应用]
 B [H+利用光能运出细胞,消耗了能量,是逆浓度梯度进行的,其跨膜方式为主动运输,A错误;光驱动泵的本质是蛋白质,高温可以破坏蛋白质的空间结构,B正确;光照强弱影响H+运输,但光照越强,H+跨膜运输的效率不一定越高,C错误;H+转运过程中光驱动泵(载体蛋白)会发生形变,与H+结合,D错误。]
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专题一 细胞的分子组成、结构与物质运输
第一部分
专题素能提升
微量元素
离子
运输物质
重要
储能
动物细胞膜
遗传
纤维素和果胶
糖蛋白

信息交流
选择
核糖体
主动运输
胞吞和胞吐
动性
透过性
核心整合
      
核心点1 细胞的分子组成
1.水与细胞代谢
第三
核糖体
自由水
结合水


提醒:生物实验中常用到的水有清水、蒸馏水、无菌水和生理盐水四类。清水常用于植物实验,生理盐水常用于动物实验,无菌水常用于微生物实验,蒸馏水(可能含菌)常用于试剂的配制。
2.无机盐的存在形式、运输方式及功能
离子
主动运输
协助扩散
协助扩散
Fe2+
P


Na+
Cl-
K+
H2CO3
K+
Na+
3.归纳概括糖类和脂质的种类和功能
葡萄糖
糖蛋白
细菌
大量
糖类供能不足时
性激素
维生素D
提醒:①糖类并非只由C 、H 、O三种元素组成,如几丁质中含有N元素。②植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,熔点低,室温时呈液态;大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,熔点高,室温时呈固态。
4.归纳概括蛋白质和核酸的结构与功能
(1)厘清核酸与蛋白质的三个层次及相互关系
提醒:①高温破坏了蛋白质的空间结构,但未破坏肽链上的肽键。低温和盐析未破坏蛋白质的空间结构。②在核糖体上合成的是多肽,不是成熟的蛋白质,不具有生物活性。③由于基因的选择性表达,同一个体的不同体细胞中核DNA、tRNA相同,mRNA和蛋白质不完全相同。
(2)常考的“核酸—蛋白质复合体”
RNA聚合酶
逆转录酶

×
1.化学元素含量对生命活动十分重要。哺乳动物缺钙会出现抽搐症状,人体缺碘甲状腺激素合成减少。(2025·云南卷) (  )
提示:豆芽代谢旺盛,自由水与结合水的比值增大。

2.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力。(2025·河南卷) (  )
3.与豆子相比,豆芽自由水与结合水的比值下降。(2024·福建卷) (  )
4.淀粉是含有C、H、O、N等元素的一类多糖,淀粉水解液中加入斐林试剂立刻呈现砖红色。(2025·甘肃卷) (  )

×
提示:淀粉的组成元素只有C、H、O,并不含N元素,淀粉水解液中含有葡萄糖,葡萄糖是还原糖,但使用斐林试剂检测还原糖时,需要水浴加热才能出现砖红色沉淀,不是立刻呈现砖红色。
5.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态。(2024·甘肃卷) (  )
6.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类不变。(2024·贵州卷) (  )

×
提示:种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类增加。
7.rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸。(2024·贵州卷) (  )
8.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜。(2023·全国新课标卷) (  )
提示:葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散,进入小肠上皮细胞为主动运输,进入组织细胞一般通过协助扩散。
×
9.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构,(2025·全国卷) (  )
提示:二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键,是维持蛋白质空间结构的重要化学键之一。若二硫键断裂,会破坏蛋白质的空间结构,导致其功能丧失。
10.帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生。(2023·湖南卷) (  )

×
11.蛋白质和DNA具有相同的空间结构,体内合成时都需要模板、能量和酶。(2020·北京卷) (  )
提示:蛋白质具有多种多样的结构,DNA具有双螺旋结构。
12.通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构,某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是__________________
________________________________________________。(经典高考)
提示:空间  蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质水解
×
核心点2 细胞的结构和功能
1.比较原核细胞与真核细胞
核糖体
基因突变
生产者
分解者
分解者
消费者
提醒:①支原体无细胞壁;蓝细菌无叶绿体,但含有叶绿素、藻蓝素和光合作用相关的酶,可进行光合作用。②分析某种生物的结构、功能时,判断该生物的类型是基本前提。
2.理解细胞的结构与功能的适应性
(1)细胞膜
降低
蛋白质
扩散和转移
(2)细胞器
①叶绿体的类囊体堆叠使膜面积增大,有利于________。
②线粒体内膜内折形成嵴,有利于附着__________________。
③内质网膜面积大,有利于________。
④溶酶体内含有多种______,有利于分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
吸收光能
与有氧呼吸有关的酶
物质运输
水解酶
(3)细胞核
①细胞代谢旺盛→核膜上的核孔数目多→______________等物质运输速率快→蛋白质合成旺盛。
②细胞代谢旺盛→____较大→合成rRNA、组成核糖体速率快→蛋白质合成旺盛。
RNA、蛋白质
核仁
3.细胞的生物膜系统
真核
核膜
提醒:原核生物有生物膜(细胞膜),但不具有生物膜系统,哺乳动物成熟的红细胞也没有生物膜系统。
1.蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分。(2025·江苏卷) (  )

2.用磷脂分子特异性染料处理上皮组织切片,不能被标记的细胞器是核糖体。(2025·重庆卷) (  )
3.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶,线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量。(2025·四川卷) (  )


4.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。(2024·湖南卷) (  )

×
提示:为保证低温条件下细胞膜的流动性,耐极端低温细菌的膜脂应富含不饱和脂肪酸。
5.大肠杆菌和水绵的能量代谢都发生在细胞器中。(2024·北京卷) (  )
提示:大肠杆菌是原核生物,不含叶绿体和线粒体。
6.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体。(2024·海南卷) (  )
×
7.溶酶体膜破裂后,释放到细胞质中的水解酶活性降低。(2023·天津卷) (  )
8.细胞骨架具备物质运输功能。(2024·河北卷) (  )
9.细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。(2021·河北卷) (  )
提示:部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的。
10.核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关。(2023·湖南卷) (  )

×


11.叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是__________。在使用该方法分离细胞器时,某同学将正常叶片置于适量的溶液B中,用组织捣碎机破碎细胞,该实验所用溶液B应满足的条件是_______________________________________(答出两点)。(2023·全国甲卷改编)
提示:差速离心法 pH 应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞内的相同
核心点3 细胞的物质输入和输出
1.动植物细胞的吸水和失水
选择透过
原生质层
2.图解物质出入细胞的方式
提醒:①参与主动运输的转运蛋白为载体蛋白,参与协助扩散的转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白。②载体蛋白作用时与被转运的分子或离子结合,而且每次转运时都会发生自身构象的改变。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
3.“三看法”判断物质进出细胞的方式
提醒:①水分子主要通过协助扩散出入细胞,也可以通过自由扩散出入细胞。②同一种物质出入细胞的方式不一定相同。
4.影响物质跨膜运输的因素及相关曲线
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
膜上转运蛋
白的数量有限
(2)氧浓度
(3)温度
①温度影响生物膜的______,进而影响所有跨膜方式的运输速率。
②温度通过影响______而影响呼吸速率,进而影响能量供应,主动运输和胞吞、胞吐均受影响。
膜上载体蛋白的
流动性
酶活性
数量有限
1.水分子通过渗透作用进出细胞,细胞壁限制过多的水进入细胞。(2025·北京卷) (  )

×
2.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。(2021·湖南卷) (  )
提示:蔗糖溶液中溶质为蔗糖分子,NaCl溶液中溶质为Na+和Cl—,故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1 mol/L 蔗糖溶液的渗透压。
3.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外。(2025·四川卷) (  )
×
提示:CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞。
4.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助。(2025·云南卷) (  )
提示:主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,而不是通道蛋白,通道蛋白一般用于协助扩散。
×
5.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量。(2024·山东卷) (  )

×
6.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷) (  )
提示:硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,故不需转运蛋白。
7.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。(2023·全国甲卷) (  )

8.维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(见下图)。H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运。(2024·甘肃卷) (  )
×
提示:H+-ATP酶抑制剂干扰H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度,对Na+的运输同样起到抑制作用。
9.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:(2021·全国甲卷)
(1)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__________复合物构成的,其运输的特点是__________________。
(2)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
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示:(1)蛋白质 顺浓度梯度运输(不消耗能量) (2)根细胞对K+的吸收属于主动运输,消耗能量,而呼吸抑制剂抑制细胞呼吸产生能量
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课后限时作业(一) 细胞的分子组成、结构与物质运输
1.(2025·陕晋青宁卷)佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以(  )
A.参与构成叶绿素
B.用于诱导原生质体融合
C.辅助血红蛋白携氧
D.参与构成甲状腺激素

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B [佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内钙(Ca2+)缺乏有关,叶绿素的核心元素是镁(Mg2+),钙(Ca2+)不参与叶绿素构成,A错误;在植物体细胞杂交技术中,高Ca2+—高pH是人工诱导原生质体融合的其中一种方法,B正确;血红蛋白含铁(Fe2+),负责携氧,C错误;甲状腺激素含碘(I-),钙不参与其构成,D错误。]
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2.(2025·安徽卷)运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是(  )
A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴,加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀
B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合,通过吸附作用显示紫色
C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合,通过化学反应形成橘黄色
D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应,变成灰绿色
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D [蔗糖为非还原糖,蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴不能生成还原糖,加入斐林试剂后不能生成砖红色沉淀,A错误。双缩脲试剂与蛋白质的反应为络合反应,B错误。脂肪与苏丹Ⅲ染液反应的原理是苏丹Ⅲ染液作为脂溶性染色剂,通过亲脂性结合溶解于脂肪并显色,使脂肪呈现橘黄色颗粒,该过程属于物理溶解而非化学反应,C错误。酒精和葡萄糖均能与橙色的酸性重铬酸钾溶液发生反应,变成灰绿色,D正确。]
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3.(2025·山东卷)在细胞的生命活动中,下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是(  )
A.高尔基体 B.溶酶体
C.核糖体 D.端粒
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A [高尔基体自身的结构和主要功能不涉及核酸,它既不像线粒体、叶绿体那样含有自己的DNA和RNA,也不像核糖体那样由RNA构成,因此,高尔基体中一般不会出现核酸分子,A符合题意;当溶酶体分解衰老的线粒体、叶绿体或核糖体时,会分解其中的DNA和RNA,当它消化病毒或细菌时,也会分解其核酸,因此,在溶酶体的“工作”过程中,其内部是会出现核酸分子的(作为被水解的底物),B不符合题意;核糖体本身就是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白
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质构成的,rRNA是核酸的一种,此外,在翻译过程中,信使RNA(mRNA)作为模板,转运RNA(tRNA)负责运载氨基酸,它们也都会与核糖体结合,所以核糖体必然含有核酸,C不符合题意;端粒的化学本质是DNA—蛋白质复合体,DNA本身就是脱氧核糖核酸,是核酸的一种,所以端粒中会出现核酸,D不符合题意。]
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4.(2025·安徽卷)下列关于真核细胞内细胞器中的酶和化学反应的叙述,正确的是(  )
A.高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行修饰加工
B.核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端
C.溶酶体内含有多种水解酶,仅能消化衰老、损伤的细胞组分
D.叶绿体中的ATP合成酶,可将光能直接转化为ATP中的化学能
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A [高尔基体是真核细胞内对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”,从内质网运来的蛋白质(如分泌蛋白)进入高尔基体后,会经过一系列的修饰和加工,故推测高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行修饰加工,A正确。将氨基酸活化并连接到特定tRNA上的过程,是由氨酰—tRNA合成酶催化的,这种酶存在于细胞质中,而不是在核糖体上,B错误。溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、
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损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,C错误。在光合作用的光反应阶段,能量转换过程是光能被叶绿体中的色素分子吸收后,首先转化为电能,然后通过电子传递链转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中,因此,光能向ATP中化学能的转化是间接的,不是直接的,D错误。]
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5.(2025·湖南卷)顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,都以移动、停滞反复交替的方式(移动时速度无差异)向轴突末梢运输物质。用带标记的某氨基酸(合成蛋白A和B所必需)分析蛋白A和B的轴突运输方式,实验如图。下列叙述正确的是(  )
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A.氨基酸通过自由扩散进入细胞
B.蛋白A是一种细胞骨架蛋白
C.轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L的运输方向不同
D.在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A

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D [氨基酸是小分子物质,且是极性分子,一般通过主动运输的方式进入细胞,而非自由扩散,A错误;已知顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,在神经元胞体附近注射带标记的氨基酸,3小时后检测到带标记的A,5天后检测到带标记的B,说明蛋白A的运输速度快,属于快速轴突运输,所以蛋白A不是细胞骨架蛋白(细胞骨架蛋白是慢速轴突运输),B错误;轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L都是向轴突末梢运输,运输方向相同,C错误;由于蛋白A是快速轴突运输,蛋白B是慢速轴突运输,且二者移动时速度无差异,那么慢速轴突运输在单位时间内移动得少,是因为停滞时间长,所以在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A,D正确。]
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6.(2025·广东卷)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
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A [O2从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O2浓度差决定,因此呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确;心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白需结合Ca2+并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而进行磷酸化,并非仅与Ca2+结合,B错误;葡萄糖进入红细胞为协助扩散,速率受浓度差和载体数量影响,红细胞代谢虽不直接为其供能,但代谢活动维持着细胞内外葡萄糖的浓度差,因此速率与代谢有关,C错误;集合管中Na+重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na+被动运输,D错误。]
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7.(2025·山东卷)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L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
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C [Na+在液泡中的积累导致细胞液浓度增加,从而有利于酵母细胞吸水,A正确;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,为载体蛋白,因此蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变,B正确;为避免细胞质基质中的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,外排Na+也是主动运输,需要细胞提供能量,C错误;Na+通过离子通道进入细胞时,Na+不需要与通道蛋白结合,D正确。]
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8.(2025·内蒙古包头二模)Ca2+在生物体内扮演着重要的角色。下列关于Ca2+的叙述正确的是(  )
A.细胞外液渗透压90%来源于Ca2+和Cl-
B.胆固醇能有效促进人和动物肠道对Ca2+的吸收
C.血钙过低导致肌肉抽搐,与Ca2+参与神经调节有关
D.培养基中加入高浓度Ca2+会改变细菌细胞壁的通透性
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C [细胞外液渗透压90%来源于Na+和Cl-,A错误;维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,B错误;血钙过低导致肌肉抽搐,与Ca2+参与神经调节有关,C正确;用Ca2+处理可改变细菌细胞膜的通透性,细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,其通透性与Ca2+无关,D错误。]
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9.(2025·广东梅州一模)嗑瓜子是一种很受大众欢迎的休闲活动,适量食用瓜子有益于身体健康。种子贮藏不当易感染黄曲霉菌而发霉变味。黄曲霉菌是环境中一种常见的腐生霉菌,其产生的黄曲霉毒素是强致癌物,该物质味苦。下列叙述错误的是(  )
A.瓜子中存在的不饱和脂肪酸是植物细胞内良好的储能物质
B.瓜子中含有维生素D,食用后可为人体促进钙和磷的吸收
C.新鲜瓜子在炒制过程中失去的水有自由水和结合水
D.经常食用潮湿变味的瓜子可能会引起基因突变
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A [脂肪是细胞内良好的储能物质,而不饱和脂肪酸是脂肪的组成成分之一,不能直接说不饱和脂肪酸是植物细胞内良好的储能物质,植物细胞内良好的储能物质是脂肪,A错误;维生素D能促进人体对钙和磷的吸收,瓜子中含有维生素D,食用后可为人体促进钙和磷的吸收,B正确;新鲜瓜子在炒制过程中,温度升高,失去的水有自由水和结合水,自由水容易失去,结合水在温度较高时也会部分失去,C正确;黄曲霉毒素是强致癌物,可能会诱发基因突变,经常食用潮湿变味(感染黄曲霉菌产生黄曲霉毒素)的瓜子可能会引起基因突变,D正确。]
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10.(2025·安徽合肥模拟)“五谷宜为养,失豆则不良”,大豆富含蛋白质、维生素、钙、钾、不饱和脂肪酸、膳食纤维等,还可降低血液中的胆固醇,有助于预防心血管疾病。下列有关叙述正确的是(  )
A.大豆蛋白及其水解形成的氨基酸均以碳链为基本骨架
B.大豆中不饱和脂肪酸熔点较高,在室温下呈液态
C.“失豆则不良”说明大豆蛋白中缺乏人体所必需的8种氨基酸
D.人体分泌的消化液内含有多种消化酶,可水解膳食纤维
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A [蛋白质和氨基酸均以碳链为基本骨架,A正确;大豆中不饱和脂肪酸熔点较低,在室温下呈液态,B错误;“失豆则不良”说明大豆蛋白中含有人体所必需的8种氨基酸,C错误;人体分泌的消化液中没有能催化膳食纤维水解的酶,人体不能水解膳食纤维,D错误。]
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11.(2025·福建厦门模拟)Rab蛋白是一类小GTP酶蛋白家族,参与囊泡的形成、转运、粘附、锚定、融合等过程。下列叙述错误的是
(  )
A.Rab蛋白的组成元素有C、H、O、N等
B.Rab蛋白分布于内质网、高尔基体和细胞膜等生物膜上
C.Rab蛋白可以参与解旋酶和RNA聚合酶的运输
D.Rab基因突变可能会导致分泌蛋白的运输发生障碍
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C [Rab蛋白是一类蛋白质,因此元素组成有C、H、O、N等,A正确;Rab蛋白参与囊泡的形成、转运、粘附、锚定、融合等过程,因此Rab蛋白分布于内质网、高尔基体和细胞膜等生物膜上,B正确;解旋酶和RNA聚合酶属于胞内蛋白,Rab蛋白参与的是分泌蛋白的运输,C错误;Rab蛋白参与的是分泌蛋白的运输,因此Rab基因突变可能会导致分泌蛋白的运输发生障碍,D正确。]
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12.(2025·北京朝阳二模)枯草芽孢杆菌是一种安全性较高的细菌,能够分泌纤维素酶等消化酶,可作为家畜饲料添加剂。相关叙述正确的是(  )
A.枯草芽孢杆菌通过有丝分裂增殖
B.纤维素酶在枯草芽孢杆菌的核糖体上合成
C.纤维素酶经内质网和高尔基体转运到枯草芽孢杆菌细胞膜
D.枯草芽孢杆菌能在家畜消化道中将纤维素水解为氨基酸
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B [枯草芽孢杆菌属于原核生物,其分裂方式为二分裂,而有丝分裂是真核生物所特有的,A错误;纤维素酶的化学本质为蛋白质,其在枯草芽孢杆菌的核糖体上合成,B正确;枯草芽孢杆菌属于原核生物,只有核糖体一种细胞器,无内质网和高尔基体,C错误;枯草芽孢杆菌能够分泌纤维素酶等消化酶,能在家畜消化道中将纤维素水解为葡萄糖,D错误。]
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13.(2025·天津和平一模)电镜下观察发现,某些植物细胞的大液泡中有线粒体和内质网的碎片。下列叙述错误的是(  )
A.植物细胞的大液泡是具有单层膜的细胞器,内有细胞液
B.液泡中细胞液渗透压升高,有利于增强植物的抗旱能力
C.植物细胞的大液泡可能与动物细胞的溶酶体具有相似的功能
D.成熟植物细胞失水时大液泡会缩小,细胞骨架不会发生变化
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D [植物细胞的大液泡是具有单层膜的细胞器,内有细胞液,A正确;液泡中细胞液渗透压升高,吸水能力增强,有利于增强植物的抗旱能力,B正确;根据“某些植物细胞的大液泡中有线粒体和内质网的碎片”推测,植物细胞的大液泡可能会分解衰老、损伤的细胞器,与动物细胞的溶酶体具有相似功能,C正确;成熟植物细胞失水时,大液泡会缩小,细胞骨架也会发生变化,D错误。]
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14.(2025·贵州遵义三模)脂滴是一种起源于内质网的动态细胞器,是细胞中脂肪酸代谢的重要枢纽。如图所示为脂滴与其他细胞器借助相关蛋白进行相互联系的示意图。下列有关推测不合理的是(  )
A.脂肪酸是大分子物质,可直接参与脂滴膜的构成
B.脂滴与内质网通过Sepin联系,可能与内质网中脂质合成有关
C.脂滴中脂肪酸可借助相关蛋白质进入线粒体内被氧化分解
D.某患者脂肪酸代谢异常,可能与LAMP2家族蛋白异常有关

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A [脂肪酸是小分子物质,不是大分子物质,且脂肪酸不能直接参与脂滴膜的构成,脂滴膜的主要成分是磷脂等脂质,而不是脂肪酸,A错误;由图可知,脂滴与内质网通过Sepin联系,内质网是脂质合成的“车间”,所以脂滴与内质网通过Sepin联系,可能与内质网中脂质合成有关,B正确;从图中可以看到脂滴中的脂肪酸可借助相关蛋白质(如FATP4等)进入线粒体内被氧化分解,为细胞提供能量,C正确;LAMP2家族蛋白与溶酶体和脂滴之间存在联系,若LAMP2家族蛋白异常,可能会影响脂滴与溶酶体之间的物质运输等过程,进而影响脂肪酸的代谢过程,所以某患者脂肪酸代谢异常,可能与LAMP2家族蛋白异常有关,D正确。]
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15.(2025·山东日照二模)水势(Ψw)与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等的影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψw=-0.7 MPa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是(  )
A.t0~t1时段,该细胞的吸水能力逐渐增强
B.t0~t1时段,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小
C.t0~t1时段,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
D.t1时刻后,Ψw不再增加,细胞内外渗透压相等

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B [已知水势与溶液的吸水能力呈负相关,在t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,那么其吸水能力应逐渐减弱,A错误;在t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,说明细胞在吸水,随着细胞吸水,细胞液浓度逐渐降低,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小,B正确;t0~t1时段细胞在吸水,细胞会发生质壁分离复原,而不是质壁分离程度逐渐增大,C错误;t1时刻后,Ψw不再增加,可能是由于细胞壁的限制,细胞不能再继续吸水,但此时细胞内外渗透压不一定相等,D错误。]
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16.(2025·甘肃白银二模)胃壁细胞膜上具有大量质子泵,其参与胃酸形成的机理如图。发生胃溃疡时,一般需要抑制胃酸的分泌,抑酸药物奥美拉唑可抑制质子泵发挥作用。下列说法错误的是(  )
A.胃壁细胞内的pH大于胃腔的
B.质子泵在转运K+、H+时自身构象会改变
C.胃壁细胞排出K+与H+运进胃壁细胞的方式相同
D.长期服用奥美拉唑会导致胃腔这个内环境中H+浓度下降

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D [据图可知,H+运出胃壁细胞需要消耗ATP,运输方式为主动运输,主动运输一般是逆浓度运输,可推出胃壁细胞内的H+浓度低于胃腔的,即胃壁细胞内的pH大于胃腔的,A正确;质子泵属于载体蛋白,在转运K+、H+时必须先与K+、H+结合,其自身构象会改变,B正确;胃壁细胞排出K+是通过K+通道运输的,运输方式为协助扩散,而胃壁细胞排出H+的方式为主动运输,那么H+运进胃壁细胞为顺浓度运输,运输方式也是协助扩散,运输方式相同,C正确;长期服用奥美拉唑使H+从胃壁细胞运到胃腔的量减少,导致胃腔中H+浓度下降,但是胃腔不属于内环境,D错误。]
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17.(12分)(2025·重庆一中期末)为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选分泌蛋白突变的酵母菌株进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过________作用分泌到细胞膜外。该过程需要________(细胞器)提供能量。
胞吐
线粒体
(2)用诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。将酵母置于培养液中,对sec1和野生型(正常菌株)的胞外P酶检测结果如图,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。据图示操作和结果分析________ ℃条件下,sec1表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种受温度影响的突变株。
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(3)37 ℃培养1 h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型sec1基因的功能是促进________和________的融合。
(4)由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是______________________________。
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分泌泡
细胞膜
积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外
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[解析] (1) 大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,故分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。该过程需要线粒体提供能量。(2)据题图可知,转入37 ℃培养后,sec1胞外P酶活性呈现先上升后下降的趋势,可知sec1表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种受温度影响的突变株。(3)分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外,但在37 ℃培养1 h后,sec1中的分泌泡却在细胞质中大量积累,说明突变株(sec1)在37 ℃的情况下,分泌泡与细胞膜不能融合,故
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由此推测,sec 1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。(4)37 ℃培养1 h后,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累,sec1是一种温度敏感型突变株,由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后,不能形成新的蛋白质,但sec1胞外P酶却重新增加,最合理的解释是24 ℃时突变型sec1恢复活性,积累在分泌泡中的P酶重新分泌到细胞外。
热点拓展
热点1 病毒
1.(2024·河北卷)某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是(  )
碱基种类 A C G T U
含量(%) 31.2 20.8 28.0 0 20.0

A.该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%
B.病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C.病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D.病毒基因的遗传符合分离定律
B [由表可知,该病毒为RNA病毒,根据碱基互补配对原则可知,该病毒复制合成的互补链中G+C含量与原RNA含量一致,为48.8%,A错误;逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上,引起宿主DNA变异,B正确;病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成,C错误;必须是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律,病毒基因的遗传不符合分离定律,D错误。]
2.(2025·湖北卷)某种昆虫病毒的遗传物质为双链环状DNA。该病毒具有包膜结构,包膜上的蛋白A与宿主细胞膜上的受体结合后,两者的膜发生融合,从而使病毒DNA进入细胞内进行自我复制。回答下列问题:
(1)要清楚观察病毒的形态结构需要使用的显微镜类型是____________。
(2)体外培养的梭形昆虫细胞,被上述病毒感染后会转变为圆球形,原因是病毒感染引起了昆虫细胞内___________(填细胞结构名称)的改变。
电子显微镜
细胞骨架
(3)这类病毒的基因组中通常含有抗细胞凋亡的基因,这类基因对病毒的生物学意义是___________________________________________。
(4)该病毒DNA能在宿主细胞中自我复制,却无法在大肠杆菌中复制。为解决这一问题,可在该病毒的DNA中插入__________________序列,以实现利用大肠杆菌扩增该病毒DNA的目的。
有利于病毒生存并增殖产生后代
大肠杆菌复制原点
(5)用该病毒感染哺乳动物细胞,可以在细胞内检测到该病毒完整的基因组DNA,但无对应的转录产物。推测其无法转录的原因是_________________________________________________________。
(6)采用脂溶剂处理该病毒颗粒可使病毒失去对宿主细胞的感染性,其原因是___________________________________________________
___________________________________________________________。
哺乳动物细胞的基因组DNA上不含相应的启动子
采用脂溶剂处理该病毒颗粒后,其包膜结构被破坏,无法进行正常的识别和膜融合过程,使病毒失去对宿主细胞的感染性
[解析] (1)病毒是一类体积十分微小的生物,一般由蛋白质和核酸构成,在普通光学显微镜下是观察不到的,只有借助电子显微镜才能看清楚它的形态结构。(2)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,病毒感染后梭形昆虫细胞转变为圆球形,可能是病毒感染引起昆虫细胞内细胞骨架的改变。(3)正常情况下,被病毒感染的细胞会发生细胞凋亡,会导致细胞死亡。该类病毒中的抗细胞凋亡基因的表达产物能够抑制宿主细胞发生凋亡,有利于病毒生存并增殖产生后代。(4)分析可知,该病毒DNA分子必须携带
大肠杆菌的复制原点序列,才能在大肠杆菌中复制。(5)启动子是RNA聚合酶识别、结合的部位,推测哺乳动物细胞的基因组DNA上不含相应的启动子,病毒的基因组DNA无法完成转录。(6)由题干信息可以看出,该病毒的DNA要借助包膜与细胞膜的融合进入宿主细胞,病毒包膜的基本支架是磷脂双分子层,采用脂溶剂处理该病毒颗粒后,其包膜结构被破坏,无法进行正常的识别和膜融合过程,导致病毒失去对宿主细胞的感染性。
创新解读
高考中对病毒的考查以选择题形式为主,常考查病毒的结构组成、生活方式、遗传物质等基础知识,也可能结合免疫调节,考查人体对抗病毒的免疫过程,或结合基因工程,考查病毒作为运载体的相关知识,还可能以实验分析题的形式,让考生分析与病毒相关实验的原理、步骤和结果等。在教材中,病毒涉及细胞的结构与功能、遗传信息的传递、免疫调节等内容,通过对病毒知识点整合应用,可以使学生进一步认同生物体结构与功能相适应的观点,并深化理解生命的多样性和复杂性。
1.病毒的组成与分类
2.三类RNA病毒的增殖过程
(1)单链+RNA病毒:该类病毒+RNA可直接作为mRNA进行翻译,合成蛋白质。复制方式是以+RNA为模板,复制成—RNA,然后再以—RNA为模板合成若干子代+RNA,如脊髓灰质炎病毒、SARS病毒等。
(2)单链—RNA病毒:该类病毒—RNA不能起到mRNA的作用,需先合成互补的+RNA作为mRNA,再用于翻译,从而产生病毒蛋白质。遗传物质复制时,该类病毒是以—RNA为模板合成互补的
+RNA,再合成若干子代—RNA,如流感病毒、禽流感病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒等。
(3)逆转录病毒:该类病毒首先以自身RNA为模板,经逆转录酶催化合成单链DNA,进而形成RNA—DNA杂交分子;再以单链DNA为模板合成双链DNA,将双链DNA整合到宿主细胞的DNA上,进而合成若干子代单链RNA,其子代RNA和亲本RNA均可充当mRNA翻译出各种病毒蛋白质,如HIV、Rous肉瘤病毒等。
3.病毒的应用(疫苗、促融剂、基因工程的载体等)
(1)制作疫苗:灭活的病毒(灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但并不破坏它们的抗原结构)。
(2)促融剂:灭活病毒诱导动物细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝集,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排列,细胞膜打开,细胞发生融合。
(3)基因工程的载体:动植物病毒、噬菌体、质粒等。

1.(2025·湖南永州三模)2025年初甲型流感再次席卷而来,流行株以H1N1(一种RNA病毒)为主。奥司他韦是治疗甲流的首选药物。下列相关叙述正确的是(  )
A.为研究H1N1的致病机理,可用营养物质齐全的培养基培养该病毒
B.蛋白质、H1N1和细菌均不属于生命系统的结构层次
C.奥司他韦可通过抑制细胞壁合成来抑制H1N1增殖以减轻症状
D.H1N1的遗传物质初步水解后产物为4种核糖核苷酸
D [病毒没有细胞结构,不能独立进行生命活动,必须寄生在活细胞中才能生存和繁殖,因此不能用营养物质齐全的培养基直接培养该病毒,A错误。蛋白质是生物大分子,不属于生命系统的结构层次;H1N1病毒没有细胞结构,也不属于生命系统的结构层次;但细菌是单细胞生物,属于生命系统结构层次中的细胞层次和个体层次,B错误。H1N1没有细胞壁,奥司他韦是通过抑制病毒神经氨酸酶的活性,从而抑制病毒从被感染的细胞中释放,减少病毒的传播,而不是通过抑制细胞壁合成来抑制H1N1增殖,C错误。H1N1是一种RNA病毒,其遗传物质是RNA,RNA初步水解后的产物是4种核糖核苷酸,D正确。]
2.(2025·山西临汾二模)呼吸道合胞病毒(RSV)是一种极为普遍且具有较强传染性的有包膜的RNA病毒,是引起婴儿肺炎、支气管炎的常见病原体。该病毒增殖的部分过程如下图所示。下列相关叙述正确的是(  )

A.该病毒的遗传物质与ATP和DNA的组成元素不同
B.RSV的包膜来自其感染的宿主细胞,①③过程所需的酶为逆转录酶
C.RSV包膜的糖蛋白与宿主细胞表面受体的识别体现了细胞间的信息交流功能
D.RSV病毒增殖时复制首个-RNA需要消耗宿主细胞中同等数量的嘧啶和嘌呤
D [该病毒的遗传物质为RNA,与ATP和DNA的组成元素相同,都是C、H、O、N、P,A错误;RSV的包膜来自其感染的宿主细胞,①③过程为RNA复制,所需的酶为RNA复制酶,B错误;RSV包膜的糖蛋白与宿主细胞表面受体的识别体现了蛋白质具有信息交流的功能,但RSV不是细胞,所以不能体现细胞间的信息交流,C错误;RSV病毒增殖时复制首个-RNA过程根据碱基互补配对原则,先形成+RNA,在以其为模板,合成-RNA,该过程需要消耗宿主细胞中同等数量的嘧啶和嘌呤,D正确。]
热点2 蛋白质的分选与囊泡运输
1.(2024·浙江1月卷)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔,继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是(  )

A.SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
A [SRP 参与抗体等分泌蛋白的合成,呼吸酶等胞内蛋白的合成无需SRP参与,所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性,A正确;SRP受体缺陷的细胞可以合成多肽链,如呼吸酶等,B错误;核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链,同时核糖体是无膜细胞器,不能形成囊泡,C错误;生长激素通过此途径合成并分泌,性激素属于固醇,不通过该途径合成并分泌,D错误。]

2.(2021·山东卷)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(  )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
C [根据题干信息可知,高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并发送至细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;细胞通过囊泡运输需要消耗ATP,B正确;根据题干信息“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”,可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低,C错误;通过题干“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”,因此可以得出结论,如果RS功能缺失,则受体不能和错误的蛋白质结合,并运回内质网,因此会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。]
创新解读
高考命题中蛋白质分选着重考查对分选途径、信号序列等基础知识的理解与应用。随着生命科学研究的不断深入,蛋白质分选领域涌现出诸多前沿热点。在细胞生理活动中,蛋白质分选如何精准调控以维持细胞内环境稳定;病理状态下,蛋白质分选异常与疾病发生发展存在何种关联等。从高考题的基础认知迈向热点聚焦,有助于同学们拓宽知识视野,进一步理解蛋白质分选在生命进程中的关键意义。
囊泡运输重在考查囊泡的产生、运输路径以及与生物膜特性的关联。考查学生是否真正通过囊泡运输,理解细胞各结构的协调配合及其意义。当下,前沿科研聚焦于囊泡运输的精细调控机制,例如囊泡如何在复杂的细胞环境中精准识别目标位点并完成融合;在疾病领域,科研人员探索囊泡运输异常与神经退行性疾病、肿瘤发生发展之间的紧密联系。从高考的基础认知迈向热点聚焦,能让同学们深入洞悉细胞生命活动的本质。
1.蛋白质的分选转运
(1)共翻译转运途径:蛋白质在游离核糖体上起始合成之后,由信号肽和与之结合的SRP引导转移至粗面内质网,然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔或定位在ER膜上,经转运膜泡运到高尔基体加工、包装后再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。
(2)后翻译转运途径:蛋白质在细胞质基质游离核糖体上合成以后,再转移到膜围绕的细胞器等,如细胞核、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体,或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白。
2.囊泡运输——细胞的“物流系统”
真核细胞有复杂的内膜系统,以蛋白质为代表的物质在这些膜之间进行转运,包括被转运物与膜的识别及运输、囊泡与靶膜的识别、融合等。
(1)核糖体与内质网之间的识别与运输
信号肽假说:经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP通过与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子(一种通道蛋白)进入内质网腔中进行初步加工之后,SRP脱离,肽链继续合成,结束后其信号肽被切除,核糖体脱落,肽链在内质网中加工后被转运。
(2)内质网和高尔基体间的囊泡运输
COP蛋白主要介导了内质网和高尔基体之间的物质转运。COP蛋白分为两种类型:COPⅠ和COPⅡ。前者主要参与从高尔基体向内质网运输的回补途径,后者主要参与从内质网向高尔基体运输的正向途径。如内质网驻留蛋白的KDEL序列被高尔基体上的KDEL受体识别,从而在高尔基体顺面管网结构招募COPⅠ,形成向内质网运输的囊泡。
1.(2025·云南昆明模拟)肽链在细胞质中游离的核糖体中合成后,会被分类转运到特定的功能部位。其途径有①在游离核糖体上完成翻译后转运至线粒体、细胞核或成为细胞骨架的成分;②在核糖体上合成的一小段肽链在信号肽的引导下边翻译边转运入内质网腔,再经一系列加工运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。下列说法正确的是(  )

A.核糖体没有膜结构,也不含磷元素,氨基酸在核糖体中脱水缩合形成肽链
B.敲除基因中编码信号肽的序列后,膜蛋白的种类和数量不受影响
C.DNA聚合酶的合成过程涉及途径①,在有丝分裂前期细胞中会大量合成DNA聚合酶
D.胰岛素的合成过程涉及途径②,除内质网外,还需要高尔基体和线粒体的参与
D [核糖体中含有rRNA,所以含有磷元素,A错误;依据题干信息,细胞合成膜蛋白时,核糖体中合成的一段肽链在信号肽的引导下边翻译边转运入内质网腔,再经一系列加工运至细胞膜,所以敲除与信号肽有关的序列后,膜蛋白的种类和数量发生变化,B错误;DNA聚合酶在DNA复制过程中发挥作用,可推知应在有丝分裂前的间期大量合成,C错误;胰岛素属于分泌蛋白,合成过程涉及途径②,在核糖体合成后进入内质网进行初步加工,再到高尔基体进一步加工,整个过程还需要线粒体提供能量,D正确。]
2.(2025·陕西宝鸡三模)人体细胞内存在着复杂而精密的囊泡运输机制,确保了细胞中物质和结构的正常转运。下图为物质甲合成、运输及分泌过程中的囊泡运输机制。下列相关分析正确的是(  )

A.内质网膜鼓起形成囊泡体现了生物膜的功能特性
B.细胞囊泡运输的速度不是恒定的,会受环境温度等影响
C.囊泡成功迁移后,细胞中内质网的膜面积会有所增加
D.若包被蛋白无法正常脱落,可能会导致囊泡运输机制失控
D [内质网膜鼓起形成囊泡,这是膜的形态发生了改变,体现的是生物膜的结构特点,即具有一定的流动性,而不是功能特性(选择透过性),A错误;人的体温是相对稳定的,细胞内的环境温度也相对稳定,因此细胞囊泡运输的速度是相对恒定的,不会受环境温度等影响,B错误;囊泡是由内质网膜鼓起形成的,囊泡成功迁移后,内质网出芽形成囊泡,所以细胞中内质网的膜面积会有所减少,而不是增加,C错误;从图中可知,包被蛋白在囊泡成型并脱离内质网后需要脱落,如果包被蛋白无法正常脱落,可能会影响囊泡后续的迁移、与高尔基体膜的识别结合等过程,从而可能导致囊泡运输机制失控,D正确。]

热点3 细胞骨架和马达蛋白
1.(2025·河南卷)导管是被子植物木质部中运输水分和无机盐的主要输导组织,由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成。下列叙述正确的是(  )
A.细胞坏死形成导管的过程是一种自然的生理过程
B.分化成熟后的导管仍具备脱分化和再分化的能力
C.导管的原始细胞与叶肉细胞的基因表达情况存在差异
D.细胞骨架在维持导管的形态及物质的运输中发挥作用
C [形成导管的过程属于细胞凋亡,是一种基因决定的自然的生理过程,不是细胞坏死,A错误;分化成熟后的导管是死细胞,不具备脱分化和再分化的能力,B错误;导管的原始细胞与叶肉细胞的遗传物质相同,但结构、形态和功能的差异源于细胞分化过程中的基因选择性表达,C正确;导管细胞为长管状的死细胞,没有细胞骨架,D错误。]

2.(2024·安徽卷)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,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
A [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,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,所以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;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,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别,C错误;变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。]
创新解读
细胞骨架与马达蛋白在高考中主要以选择题的形式出现,考查内容涉及以下方面:考查细胞骨架的功能。如 2023 年湖南卷中就考查了细胞骨架被破坏,会影响细胞运动、分裂和分化等生命活动。考查马达蛋白的运输机制:马达蛋白能够与“货物”(如囊泡、细胞器或颗粒物质)结合,并利用 ATP 水解所产生的化学能量驱动自身沿细胞骨架“行走”,将“货物”转运到指定位置。考查细胞骨架与马达蛋白的协同作用:如囊泡运输依赖于细胞骨架,马达蛋白沿细胞骨架运输囊泡等内容。结合具体的生理过程或疾病考查:将细
胞骨架与马达蛋白的知识结合到具体的生理过程(如细胞分裂、神经递质释放等)或疾病(如癌细胞转移、某些神经退行性疾病等)中进行考查,要求考生运用相关知识解释现象、分析原因。
细胞骨架与马达蛋白是细胞生物学的核心内容之一,在高中生物教材中虽篇幅占比不大,但对理解细胞的结构与功能、生命活动的机制具有重要意义。
1.细胞骨架的定义与构成
细胞骨架是指细胞中的蛋白纤维网络结构,由微丝、微管和中间纤维构成的结构体系,被称为“细胞骨架系统”。
2.细胞骨架的功能
3.马达蛋白
马达蛋白是指利用ATP水解所释放的能量驱动自身沿微管或微丝定向运动的蛋白。这些蛋白质既有与微丝或微管结合的马达结构域,又有与膜性细胞器或大分子复合物特异结合的“货物”结构域。利用水解ATP所提供的能量有规则地沿微管或微丝等细胞骨架纤维运动。

1.(2025·湖南衡阳模拟)细胞骨架是细胞中的一种网架结构,与细胞的多种生命活动密切相关。下列活动没有细胞骨架参与的是(  )
A.同源染色体的联会配对
B.内质网分泌的囊泡移向高尔基体
C.染色体的着丝粒分裂
D.叶绿体在细胞质基质中的运动
C [同源染色体的联会配对需要细胞骨架的迁移,A不符合题意;内质网分泌的囊泡向高尔基体定向移动是沿着细胞骨架进行,B不符合题意;染色体的着丝粒分裂与细胞骨架无关,而着丝粒分裂后,染色体移向两极与细胞骨架有关,C符合题意;细胞器的运动与细胞骨架有关,D不符合题意。]
2.(2025·云南昭通月考)在细胞内,细胞骨架的微管可充当囊泡运输的轨道,如图所示,微管的负极靠近细胞中心,正极位于细胞的边缘。如果用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,可使囊泡运输停止。下列叙述错误的是
(  )
A.细胞骨架的化学成分为蛋白质纤维
B.驱动蛋白在运输过程中空间构象会发生改变
C.细胞膜产生的囊泡可由细胞质动力蛋白负责运输
D.该过程实现了细胞内大分子物质的自由运输

D [细胞骨架的主要成分是蛋白质纤维,A正确;驱动蛋白在运输过程中空间构象会发生改变,从而实现物质的转运,B正确;结合图示可知,该运输过程中有囊泡参与,故细胞膜产生的囊泡可由细胞质动力蛋白负责运输,C正确;如果用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,可使囊泡运输停止,说明该过程需要消耗能量,故该过程不是自由运输,D错误。]
热点4 特殊的跨膜运输方式
1.(2025·陕晋青宁卷)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是(  )

A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
D [MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体,就会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸,从而导致产生更多的乳酸,因此动物细胞中乳酸积累将会增加,A正确;结合图示可知,丙酮酸分解形成丙酮酸根和H+,两者共同与MPC结合使MPC构象改变,从而运输丙酮酸根和H+,B正确;结合图示可知,H+会协助丙酮酸根进入线粒体,pH的变化受H+浓度的影响,因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率,C正确;丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与,且需要H+产生的电化学势能提供能量,因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响,也受MPC的数量及H+浓度的影响,因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高,D错误。]
2.(2025·重庆卷)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输,据图分析,下列叙述错误的是(  )

A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点
B [Na+通道运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,A正确;Na+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,B错误;因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+会积累,NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量,使得Ca2+内流增多,C正确;因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发的疾病,所以与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点,D正确。]
创新解读
特殊的跨膜运输方式(如离子通道运输、协同运输、质子泵等)在高考中属于高频考点,常结合细胞结构、物质运输原理及实例、消化系统、免疫系统、神经调节等新情境进行考查,如结合信号传导(神经递质释放→胞吐)、植物渗透作用(如水通道)、光合呼吸中ATP产生机制(ATP合酶)、疾病机制(囊性纤维化→Cl-通道缺陷)、奥美拉挫作用机制(质子泵)等情境,考查物质运输原理的应用。题型以选择题为主,非选择题多结合具体情境(如神经调节、植物代谢等)综合设问。
1.主动运输的能量来源
2.几种常考的跨膜运输类型
(1)Na+-K+泵
(2)质子泵
(3)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,如图。

(2025·四川广安二模)依据能量来源不同,主动运输可分为ATP直接驱动、ATP间接驱动和光驱动三种基本类型。光驱动主要发现于细菌细胞,光驱动蛋白(光驱动泵)可以利用光能逆浓度梯度运输物质。如一些特殊细菌的细胞膜上存在菌紫红质,在光能的驱动下使H+发生转移,形成H+膜内外电位差和浓度差,从而驱动被运输的物质主动运输进入细胞。下列叙述正确的是(  )
A.H+通过光驱动泵的跨膜运输属于协助扩散
B.高温会破坏光驱动泵的空间结构
C.光照越强,H+跨膜运输的效率越高
D.H+转运过程中光驱动泵不发生形变
B [H+利用光能运出细胞,消耗了能量,是逆浓度梯度进行的,其跨膜方式为主动运输,A错误;光驱动泵的本质是蛋白质,高温可以破坏蛋白质的空间结构,B正确;光照强弱影响H+运输,但光照越强,H+跨膜运输的效率不一定越高,C错误;H+转运过程中光驱动泵(载体蛋白)会发生形变,与H+结合,D错误。]
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热点拓展作业(一) 细胞的分子组成、结构与物质运输
1.(2025·福建九市联考二模)锦鲤浮肿病毒(CEV)是一种危害鲤科鱼类的DNA病毒,其含有的热休克蛋白70(HSP70)可以帮助某些蛋白质完成折叠。下列叙述正确的是(  )
A.CEV的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中
B.推测HSP70能改变蛋白质中氨基酸的排列顺序
C.HSP70能在宿主细胞中的内质网或高尔基体发挥作用
D.用含32P或35S的培养基培养CEV,可分别探究DNA和蛋白质的功能
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C [CEV是DNA病毒,遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中,A错误;HSP70可以帮助某些蛋白质完成折叠,可推测HSP70能改变蛋白质的空间结构,但不改变氨基酸的排列顺序,B错误;内质网和高尔基体参与蛋白质的加工,因此可知HSP70能在宿主细胞中的内质网或高尔基体发挥作用,C正确;病毒没有细胞结构,不能独立完成生命活动,因此不能用培养基培养病毒,D错误。]
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2.(2025·广东珠海一模)病毒是人类生存和发展的重大威胁,科学家对抗病毒的方法有类似“三十六计”中的策略,下列描述错误的是(  )
A.“借刀杀人”:设计特异性RNA序列,引导来自细菌的限制酶去破坏病毒的DNA
B.“偷梁换柱”:将缺少3′-OH的核苷类似物掺入病毒正在合成的DNA链,使延伸终止
C.“釜底抽薪”:用干扰RNA与病毒的mRNA结合,阻断转录过程抑制病毒蛋白的合成
D.“关门捉贼”:用药物抑制新病毒从宿主细胞中释放,同时增强对宿主细胞的杀伤
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C [设计特异性RNA序列,利用RNA引导来自细菌的限制酶去破坏病毒的DNA,A正确;DNA复制时,新合成的链需要在3′-OH的基础上进行延伸,因此将缺少3′-OH的核苷类似物掺入病毒正在合成的DNA链,会使DNA链的延伸终止,B正确;mRNA是翻译的直接模板,用干扰RNA与病毒的mRNA结合,阻断翻译过程抑制病毒蛋白的合成,C错误;用药物抑制新病毒从宿主细胞中释放,同时增强对宿主细胞的杀伤,这样可以将病毒在宿主细胞中消灭,起到“关门捉贼”的作用,D正确。]
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3.(2025·安徽合肥模拟预测)诺如病毒(NV)是一种单链RNA(+RNA)病毒,人体感染后可导致急性胃肠炎。NV的+RNA进入宿主细胞后可作为模板合成RdRp蛋白,接着在RdRp蛋白的作用下,以+RNA为模板合成互补的-RNA,-RNA又可作为模板合成+RNA。下列叙述正确的是(  )
A.NV在宿主细胞内的增殖过程与T2噬菌体相同
B.RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶
C.NV衣壳蛋白的合成需要宿主细胞提供遗传信息、原料和酶
D.在+RNA→-RNA→+RNA过程中,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量不等
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B [诺如病毒为RNA病毒,T2噬菌体为DNA病毒,两者的增殖过程不同,A错误;由题干“接着在RdRp蛋白……合成+RNA”可知,RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶,B正确;NV衣壳蛋白的合成需要NV的+RNA提供遗传信息,C错误;在+RNA→-RNA→+RNA过程中,-RNA与+RNA互补,根据碱基互补配对原则,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量相等,D错误。]
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4.(2025·陕晋青宁卷)高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是(  )
A.错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B.合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C.UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D.阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
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C [错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与,对于植物细胞而言,液泡具有类似动物溶酶体的功能,可以对这些蛋白进行降解,A错误;合成分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供(ATP来自细胞呼吸),而非全部由线粒体提供,B错误;UPR过程中,分子伴侣蛋白的合成需细胞核控制基因表达(转录)、核糖体合成蛋白质、内质网进行加工,三者协作完成,C正确;阻碍UPR会导致内质网功能无法恢复,加剧高温胁迫对细胞的损伤,降低耐受性,D错误。]
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5.(2025·河北衡水模拟)高尔基体具有极性,靠近细胞核的一面称为顺面,接近细胞膜的一面称为反面。定位在高尔基体膜上的蛋白质GMAP210,能捕捉内质网运输到高尔基体的囊泡。GMAP210在高尔基体膜上的位置定位以及GMAP210缺失突变体高尔基体和内质网间囊泡数量变化依次为(  )
A.定位在顺面,囊泡数量增多
B.定位在顺面,囊泡数量减少
C.定位在反面,囊泡数量增多
D.定位在反面,囊泡数量减少
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A [分析题意,高尔基体靠近细胞核的一面称为顺面,接近细胞膜的一面称为反面,顺面主要负责接收来自内质网的囊泡,而反面则负责将囊泡运输到细胞膜或其他细胞器,由于GMAP210负责捕捉来自内质网的囊泡,因此它应该定位在顺面,如果GMAP210缺失,内质网运输到高尔基体的囊泡将无法被有效捕捉,导致囊泡在高尔基体和内质网之间积累,则囊泡数量会增多。]
题号
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6.(2025·福建泉州期末)研究发现,游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体,取决于该游离核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)。SP被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别、结合,进而引导新合成的多肽链进入内质网腔进行合成、加工,离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性(如图所示)。下列说法不合理的是(  )

A.SRP-SP-核糖体复合物与内质网膜结合体现了生物膜信息交流的功能
B.内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物
C.SP 合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网腔
D.离开内质网的蛋白质可能需要其他细胞结构的进一步加工
题号
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C [SRP-SP-核糖体复合物与内质网膜上的复合体SR识别、结合,体现了生物膜的信息交流功能,A正确;离开内质网的蛋白质上均不含信号肽,说明在内质网腔内信号肽已经被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),B正确;SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的细胞中,不会合成SP,因此不会进入内质网中,C错误;离开内质网的蛋白质一般无活性,图中内质网加工后的蛋白质会运输到高尔基体,所以推测这些蛋白质可能需要高尔基体进一步加工,D正确。]
题号
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7.(2025·广西柳州期末)科研人员发现,某种突变体水稻胚乳中有些蛋白质在液泡中存储不足,导致淀粉积累缺陷,籽粒萎缩,粒重减少30%。下图为野生型(籽粒正常)与突变体水稻胚乳液泡蛋白运输模式图。据图分析,下列相关叙述错误的是(  )

题号
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A.液泡中蛋白质的存储量会影响淀粉积累
B.囊泡与细胞膜、液泡融合,体现了细胞间的信息交流
C.野生型水稻胚乳细胞中的蛋白质可定向运输至液泡内存储
D.据图可知突变体中高尔基体形成的含有蛋白质的囊泡大部分与细胞膜融合,进而将蛋白质排出细胞
题号
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B [根据题干“某种突变体水稻胚乳中有些蛋白质在液泡中存储不足,导致淀粉积累缺陷,籽粒萎缩,粒重减少30%”可知,液泡中蛋白质的存储量会影响淀粉积累,进而影响水稻产量,A正确;囊泡与细胞膜、液泡融合,体现了生物膜的流动性,B错误;从图中可以看出,野生型水稻胚乳细胞中,蛋白质在内质网合成后经高尔基体形成囊泡,可定向运输至液泡内存储,C正确;对比野生型和突变体的图示可知,突变体中高尔基体形成的含有蛋白质的囊泡大部分与细胞膜融合,进而将蛋白质排出细胞,而不是运输到液泡中,D正确。]
题号
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8.(2025·安徽合肥期末)细胞核力学生物学的研究表明,细胞核作为细胞内重要的调控中心,能在细胞感受力学刺激后,依靠核孔复合体和核骨架蛋白,在维持细胞核形态的同时将细胞骨架传递来的力呈递给染色质,影响染色质构象,进而影响基因的表达,调控细胞功能。下列相关叙述正确的是(  )
A.细胞骨架在结构与功能上与核孔复合体之间没有联系
B.细胞可将外力刺激传递至染色质,进而影响基因的表达
C.核骨架蛋白能维持细胞核形态,细胞骨架无法维持细胞形态
D.细胞核控制着细胞的代谢活动,所以代谢活动主要在细胞核进行
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B [通过题干信息可知,细胞骨架在结构与功能上与核孔复合体之间有联系,A错误;通过题干信息可知,细胞可将外力刺激传递至染色质,进而影响基因的表达,B正确;细胞骨架可以维持细胞形态,C错误;细胞代谢活动主要在细胞质基质进行,D错误。]
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9.(2025·四川遂宁期末)细胞内的马达蛋白可与囊泡结合,参与细胞内物质运输。马达蛋白通过头部结合和水解ATP获得能量,驱动自身及所携带的“货物”分子沿细胞骨架定向“行走”,其机理如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.马达蛋白分子是由C、H、O、N、Mg等多种元素构成的
B.细胞骨架除参与物质运输外,还有维持细胞形态的功能
C.唾液腺细胞中马达蛋白功能异常不影响唾液淀粉酶分泌
D.马达蛋白分子参与的物质运输需ATP供能,属主动运输

题号
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B [马达蛋白的元素组成不包括Mg,A错误;细胞骨架除参与物质运输外,还有维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器等多种功能,B正确;唾液腺细胞中马达蛋白参与唾液淀粉酶的运输,马达蛋白功能异常会影响唾液淀粉酶的分泌,C错误;由题意可知,马达蛋白与囊泡结合,参与细胞内物质运输,且需要消耗ATP,但该过程不属于主动运输,D错误。]
题号
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10.(2025·湖北武汉二模)海水稻的诞生为解决全球粮食问题带来了新的希望,海水稻细胞中部分物质运输的生理过程如图所示。下列叙述错误的是(  )
题号
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A.H2O通过自由扩散和协助扩散进入海水稻细胞
B.SOS1排出Na+和NHX运进Na+均需消耗能量
C.甲、乙蛋白具有催化ATP水解和运输H+的功能
D.图中pH大小为细胞膜外>细胞质基质>细胞液

题号
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D [结合图示分析,水可以通过自由扩散进入细胞,也可以通过膜上的转运蛋白以协助扩散的方式进入海水稻细胞,A正确;SOS1排出Na+是逆浓度转运,运输方式为主动运输,需要消耗能量,NHX运进Na+也是逆浓度转运,运输方式为主动运输,也需要消耗能量,B正确;H+在运出细胞以及运入液泡的过程中分别需要甲、乙蛋白的参与,甲、乙蛋白具有催化ATP水解和运输H+的功能,C正确;H+通过SOS1、NHX运入细胞质基质均为顺浓度运输,说明细胞质中的H+浓度低,细胞液和细胞膜外的H+浓度高,H+越多pH越小,因此细胞质基质中的pH最大,D错误。]
题号
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11.(2025·湖北荆州期末)细胞外空间的蔗糖分子能够通过筛管—伴胞复合体(SE-CC),逐步汇入主叶脉并运输到植物体其他部位。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在,如图所示。下列对相关物质的分布和运输分析正确的是
(  )
题号
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A.H+通过H+泵和SU载体进出SE-CC的方式相同
B.细胞外空间的蔗糖浓度一般比SE-CC蔗糖浓度低
C.蔗糖水解后不能参与淀粉、纤维素等多糖的合成
D.抑制SE-CC中ATP酶的活性,不影响蔗糖分子进入SE-CC

题号
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B [H+通过H+泵运输需要消耗细胞中的ATP,为主动运输;H+通过SU载体的运输是顺浓度梯度运输,为协助扩散,A错误。由图可知,胞内的H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体利用H+的浓度差将蔗糖同向转运进SE-CC中,说明蔗糖进入SE-CC中为主动运输,是逆浓度梯度运输,所以细胞外空间的蔗糖浓度一般比SE-CC蔗糖浓度低,B正确。一分子蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖组成,淀粉和纤维素的基本单位都是葡萄糖,所以蔗糖水解后可以参与淀粉和纤维素的合成,C错误。抑制SE-CC中ATP酶的活性,会导致细胞外空间的H+浓度降低,从而影响蔗糖分子的运输,D错误。]
题号
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12.(2025·广东深圳期末)钙泵(Ca2+-ATP水解酶)是一种主要分布在细胞膜和内质网膜上的跨膜蛋白,可将Ca2+释放到膜外或泵入内质网,过程如下图所示。下列叙述错误的是(  )
题号
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A.钙泵同时具有运输Ca2+和催化ATP水解的作用
B.Ca2+进入细胞以及运出内质网均为协助扩散
C.Ca2+泵是一种转运蛋白,具有饱和性,发挥作用后便会失活
D.钙泵转运Ca2+过程中会发生磷酸化,导致其空间结构发生变化

题号
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C [题图可知,钙泵可以催化ATP水解形成ADP,同时可以运输Ca2+,可见钙泵同时具有运输Ca2+和催化ATP水解的作用,A正确;题图可知,Ca2+进入细胞以及运出内质网均通过通道蛋白实现,且是顺浓度梯度进行的,均为协助扩散,不消耗能量,B正确;Ca2+泵是一种转运蛋白,具有饱和性,可重复利用,发挥作用后可恢复最初状态,C错误;钙泵转运 Ca2+过程中需要消耗ATP,会发生磷酸化,导致其空间结构发生改变,D正确。]
题号
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13.(14分)(2025·湖北武汉期末)人体小肠上皮细胞内能够维持高浓度的K+和低浓度的Na+的状态,这种状态的维持主要依赖于Na+-K+泵,Na+-K+泵实际上还是一种能催化ATP水解的酶,下图1表示钠驱动的葡萄糖载体蛋白(SGLTs)和Na+-K+泵协助小肠上皮细胞转运葡萄糖、Na+和K+的过程。胃壁细胞膜上具有另外一种物质运输的载体蛋白——质子泵(H+-K+-ATP酶),对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的生理意义,其作用机理如图2所示。
题号
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(1)据图1可知,Na+和葡萄糖通过SGLTs进入小肠上皮细胞的运输方式___________(填“相同”或“不同”);Na+-K+泵转运Na+和K+的过程体现了蛋白质具有的功能有___________________(答两点)。
不同(1分)
运输功能、催化功能
题号
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(2)小肠上皮细胞吸收葡萄糖时,转运蛋白同时将Na+运输到细胞内。若抑制泵的活动,试推测小肠吸收葡萄糖的速率将会________(填“升高”“降低”或“不变”),原因是_____________
___________________________________________________________
___________________________________________________________________________________。
降低
若抑制Na+-K+
泵的活性,使细胞内外Na+浓度差难于维持,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的能量来源于细胞内外的Na+浓度差(形成的势能),所以小肠吸收葡萄糖的速率降低
题号
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(3)图2中,H+通过质子泵的跨膜运输方式属于________________,判断的依据是_______________________________________________。
(4)人发生一氧化碳中毒后,由于______________________________
_________________________________________________________,
质子泵运输离子的速率将降低。
主动运输(1分)
需要消耗ATP,由低浓度到高浓度运输,需要载体蛋白
一氧化碳与血红蛋白结合,使血红
蛋白失去运输氧气的能力,有氧呼吸速率下降,ATP生成量减少
(5)空腹时,胃壁细胞分泌到胃腔中的H+过多,易引起胃溃疡。奥美拉唑对胃溃疡有一定的治疗作用,据图2推测,奥美拉唑治疗胃溃疡的机理是_______________________________________________。
题号
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奥美拉唑通过抑制质子泵活性,降低胃腔中H+的含量
题号
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[解析] (1)据图1可知,Na+通过SGLTs进入小肠上皮细胞为顺浓度梯度运输,为协助扩散;葡萄糖通过SGLTs进入小肠上皮细胞为逆浓度梯度运输,需要消耗能量,为主动运输,所以Na+和葡萄糖通过SGLTs进入小肠上皮细胞的运输方式不同。Na+-K+泵能将Na+和K+进行跨膜运输,体现了蛋白质具有运输的功能;同时它还能催化ATP水解,为离子的运输提供能量,这体现了蛋白质具有催化的功能。(2)若抑制Na+-K+泵的活性,使细胞内外Na+浓度差难于维持,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的能量来源于细胞内外的Na+浓度
题号
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差(形成的势能),所以小肠吸收葡萄糖的速率降低。(3)图2中,H+通过质子泵的跨膜运输需要消耗ATP,由低浓度到高浓度运输,需要载体蛋白,所以为主动运输。(4)一氧化碳中毒会导致人体组织细胞缺氧。因为质子泵运输离子的过程需要消耗ATP水解释放的能量,而细胞呼吸是产生ATP的主要途径,缺氧会影响细胞呼吸,使ATP的生成量减少,从而导致质子泵运输离子的速率降低。(5)由图2可知,质子泵(H+-K+-ATP酶)能将胃壁细胞内的H+运输到胃腔中,同时将胃腔中的K+运输到胃壁细胞内。奥美拉唑对胃溃疡有一定的治疗作用,推测其机理是奥美拉唑能抑制质子泵的活性,使H+通过质子泵进入胃腔的量减少,降低胃腔中H+的含量,减轻胃酸对胃壁细胞的刺激,达到治疗胃溃疡的目的。
谢 谢热点拓展作业(一) 细胞的分子组成、结构与物质运输
(建议用时:35分钟;本套共13小题,共50分。第1~12小题,每小题3分;第13小题14分。)
1.(2025·福建九市联考二模)锦鲤浮肿病毒(CEV)是一种危害鲤科鱼类的DNA病毒,其含有的热休克蛋白70(HSP70)可以帮助某些蛋白质完成折叠。下列叙述正确的是(  )
A.CEV的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中
B.推测HSP70能改变蛋白质中氨基酸的排列顺序
C.HSP70能在宿主细胞中的内质网或高尔基体发挥作用
D.用含32P或35S的培养基培养CEV,可分别探究DNA和蛋白质的功能
2.(2025·广东珠海一模)病毒是人类生存和发展的重大威胁,科学家对抗病毒的方法有类似“三十六计”中的策略,下列描述错误的是(  )
A.“借刀杀人”:设计特异性RNA序列,引导来自细菌的限制酶去破坏病毒的DNA
B.“偷梁换柱”:将缺少3'-OH的核苷类似物掺入病毒正在合成的DNA链,使延伸终止
C.“釜底抽薪”:用干扰RNA与病毒的mRNA结合,阻断转录过程抑制病毒蛋白的合成
D.“关门捉贼”:用药物抑制新病毒从宿主细胞中释放,同时增强对宿主细胞的杀伤
3.(2025·安徽合肥模拟预测)诺如病毒(NV)是一种单链RNA(+RNA)病毒,人体感染后可导致急性胃肠炎。NV的+RNA进入宿主细胞后可作为模板合成RdRp蛋白,接着在RdRp蛋白的作用下,以+RNA为模板合成互补的-RNA,-RNA又可作为模板合成+RNA。下列叙述正确的是(  )
A.NV在宿主细胞内的增殖过程与T2噬菌体相同
B.RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶
C.NV衣壳蛋白的合成需要宿主细胞提供遗传信息、原料和酶
D.在+RNA→-RNA→+RNA过程中,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量不等
4.(2025·陕晋青宁卷)高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是(  )
A.错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B.合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C.UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D.阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
5.(2025·河北衡水模拟)高尔基体具有极性,靠近细胞核的一面称为顺面,接近细胞膜的一面称为反面。定位在高尔基体膜上的蛋白质GMAP210,能捕捉内质网运输到高尔基体的囊泡。GMAP210在高尔基体膜上的位置定位以及GMAP210缺失突变体高尔基体和内质网间囊泡数量变化依次为(  )
A.定位在顺面,囊泡数量增多
B.定位在顺面,囊泡数量减少
C.定位在反面,囊泡数量增多
D.定位在反面,囊泡数量减少
6.(2025·福建泉州期末)研究发现,游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体,取决于该游离核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)。SP被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别、结合,进而引导新合成的多肽链进入内质网腔进行合成、加工,离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性(如图所示)。下列说法不合理的是(  )
A.SRP-SP-核糖体复合物与内质网膜结合体现了生物膜信息交流的功能
B.内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物
C.SP 合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网腔
D.离开内质网的蛋白质可能需要其他细胞结构的进一步加工
7.(2025·广西柳州期末)科研人员发现,某种突变体水稻胚乳中有些蛋白质在液泡中存储不足,导致淀粉积累缺陷,籽粒萎缩,粒重减少30%。下图为野生型(籽粒正常)与突变体水稻胚乳液泡蛋白运输模式图。据图分析,下列相关叙述错误的是(  )
A.液泡中蛋白质的存储量会影响淀粉积累
B.囊泡与细胞膜、液泡融合,体现了细胞间的信息交流
C.野生型水稻胚乳细胞中的蛋白质可定向运输至液泡内存储
D.据图可知突变体中高尔基体形成的含有蛋白质的囊泡大部分与细胞膜融合,进而将蛋白质排出细胞
8.(2025·安徽合肥期末)细胞核力学生物学的研究表明,细胞核作为细胞内重要的调控中心,能在细胞感受力学刺激后,依靠核孔复合体和核骨架蛋白,在维持细胞核形态的同时将细胞骨架传递来的力呈递给染色质,影响染色质构象,进而影响基因的表达,调控细胞功能。下列相关叙述正确的是(  )
A.细胞骨架在结构与功能上与核孔复合体之间没有联系
B.细胞可将外力刺激传递至染色质,进而影响基因的表达
C.核骨架蛋白能维持细胞核形态,细胞骨架无法维持细胞形态
D.细胞核控制着细胞的代谢活动,所以代谢活动主要在细胞核进行
9.(2025·四川遂宁期末)细胞内的马达蛋白可与囊泡结合,参与细胞内物质运输。马达蛋白通过头部结合和水解ATP获得能量,驱动自身及所携带的“货物”分子沿细胞骨架定向“行走”,其机理如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.马达蛋白分子是由C、H、O、N、Mg等多种元素构成的
B.细胞骨架除参与物质运输外,还有维持细胞形态的功能
C.唾液腺细胞中马达蛋白功能异常不影响唾液淀粉酶分泌
D.马达蛋白分子参与的物质运输需ATP供能,属主动运输
10.(2025·湖北武汉二模)海水稻的诞生为解决全球粮食问题带来了新的希望,海水稻细胞中部分物质运输的生理过程如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.H2O通过自由扩散和协助扩散进入海水稻细胞
B.SOS1排出Na+和NHX运进Na+均需消耗能量
C.甲、乙蛋白具有催化ATP水解和运输H+的功能
D.图中pH大小为细胞膜外>细胞质基质>细胞液
11.(2025·湖北荆州期末)细胞外空间的蔗糖分子能够通过筛管—伴胞复合体(SE-CC),逐步汇入主叶脉并运输到植物体其他部位。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在,如图所示。下列对相关物质的分布和运输分析正确的是(  )
A.H+通过H+泵和SU载体进出SE-CC的方式相同
B.细胞外空间的蔗糖浓度一般比SE-CC蔗糖浓度低
C.蔗糖水解后不能参与淀粉、纤维素等多糖的合成
D.抑制SE-CC中ATP酶的活性,不影响蔗糖分子进入SE-CC
12.(2025·广东深圳期末)钙泵(Ca2+-ATP水解酶)是一种主要分布在细胞膜和内质网膜上的跨膜蛋白,可将Ca2+释放到膜外或泵入内质网,过程如下图所示。下列叙述错误的是(  )
A.钙泵同时具有运输Ca2+和催化ATP水解的作用
B.Ca2+进入细胞以及运出内质网均为协助扩散
C.Ca2+泵是一种转运蛋白,具有饱和性,发挥作用后便会失活
D.钙泵转运Ca2+过程中会发生磷酸化,导致其空间结构发生变化
13.(14分)(2025·湖北武汉期末)人体小肠上皮细胞内能够维持高浓度的K+和低浓度的Na+的状态,这种状态的维持主要依赖于Na+-K+泵,Na+-K+泵实际上还是一种能催化ATP水解的酶,下图1表示钠驱动的葡萄糖载体蛋白(SGLTs)和Na+-K+泵协助小肠上皮细胞转运葡萄糖、Na+和K+的过程。胃壁细胞膜上具有另外一种物质运输的载体蛋白——质子泵(H+-K+-ATP酶),对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的生理意义,其作用机理如图2所示。
(1)据图1可知,Na+和葡萄糖通过SGLTs进入小肠上皮细胞的运输方式________(填“相同”或“不同”);Na+-K+泵转运Na+和K+的过程体现了蛋白质具有的功能有_______________________________________(答两点)。
(2)小肠上皮细胞吸收葡萄糖时,转运蛋白同时将Na+运输到细胞内。若抑制Na+-K+泵的活动,试推测小肠吸收葡萄糖的速率将会________(填“升高”“降低”或“不变”),原因是__________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)图2中,H+通过质子泵的跨膜运输方式属于________,判断的依据是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)人发生一氧化碳中毒后,由于____________________________________________________________________
___________________________________________________________________,
质子泵运输离子的速率将降低。
(5)空腹时,胃壁细胞分泌到胃腔中的H+过多,易引起胃溃疡。奥美拉唑对胃溃疡有一定的治疗作用,据图2推测,奥美拉唑治疗胃溃疡的机理是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
热点拓展作业(一)
1.C [CEV是DNA病毒,遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中,A错误;HSP70可以帮助某些蛋白质完成折叠,可推测HSP70能改变蛋白质的空间结构,但不改变氨基酸的排列顺序,B错误;内质网和高尔基体参与蛋白质的加工,因此可知HSP70能在宿主细胞中的内质网或高尔基体发挥作用,C正确;病毒没有细胞结构,不能独立完成生命活动,因此不能用培养基培养病毒,D错误。]
2.C [设计特异性RNA序列,利用RNA引导来自细菌的限制酶去破坏病毒的DNA,A正确;DNA复制时,新合成的链需要在3′-OH的基础上进行延伸,因此将缺少3′-OH的核苷类似物掺入病毒正在合成的DNA链,会使DNA链的延伸终止,B正确;mRNA是翻译的直接模板,用干扰RNA与病毒的mRNA结合,阻断翻译过程抑制病毒蛋白的合成,C错误;用药物抑制新病毒从宿主细胞中释放,同时增强对宿主细胞的杀伤,这样可以将病毒在宿主细胞中消灭,起到“关门捉贼”的作用,D正确。]
3.B [诺如病毒为RNA病毒,T2噬菌体为DNA病毒,两者的增殖过程不同,A错误;由题干“接着在RdRp蛋白……合成+RNA”可知,RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶,B正确;NV衣壳蛋白的合成需要NV的+RNA提供遗传信息,C错误;在+RNA→-RNA→+RNA过程中,-RNA与+RNA互补,根据碱基互补配对原则,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量相等,D错误。]
4.C [错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与,对于植物细胞而言,液泡具有类似动物溶酶体的功能,可以对这些蛋白进行降解,A错误;合成分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供(ATP来自细胞呼吸),而非全部由线粒体提供,B错误;UPR过程中,分子伴侣蛋白的合成需细胞核控制基因表达(转录)、核糖体合成蛋白质、内质网进行加工,三者协作完成,C正确;阻碍UPR会导致内质网功能无法恢复,加剧高温胁迫对细胞的损伤,降低耐受性,D错误。]
5.A [分析题意,高尔基体靠近细胞核的一面称为顺面,接近细胞膜的一面称为反面,顺面主要负责接收来自内质网的囊泡,而反面则负责将囊泡运输到细胞膜或其他细胞器,由于GMAP210负责捕捉来自内质网的囊泡,因此它应该定位在顺面,如果GMAP210缺失,内质网运输到高尔基体的囊泡将无法被有效捕捉,导致囊泡在高尔基体和内质网之间积累,则囊泡数量会增多。]
6.C [SRP-SP-核糖体复合物与内质网膜上的复合体SR识别、结合,体现了生物膜的信息交流功能, A正确;离开内质网的蛋白质上均不含信号肽,说明在内质网腔内信号肽已经被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶), B正确;SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工, SP合成缺陷的细胞中,不会合成SP,因此不会进入内质网中,C错误;离开内质网的蛋白质一般无活性,图中内质网加工后的蛋白质会运输到高尔基体,所以推测这些蛋白质可能需要高尔基体进一步加工,D正确。]
7.B [根据题干“某种突变体水稻胚乳中有些蛋白质在液泡中存储不足,导致淀粉积累缺陷,籽粒萎缩,粒重减少30%”可知,液泡中蛋白质的存储量会影响淀粉积累,进而影响水稻产量,A正确;囊泡与细胞膜、液泡融合,体现了生物膜的流动性,B错误;从图中可以看出,野生型水稻胚乳细胞中,蛋白质在内质网合成后经高尔基体形成囊泡,可定向运输至液泡内存储,C正确;对比野生型和突变体的图示可知,突变体中高尔基体形成的含有蛋白质的囊泡大部分与细胞膜融合,进而将蛋白质排出细胞,而不是运输到液泡中,D正确。]
8.B [通过题干信息可知,细胞骨架在结构与功能上与核孔复合体之间有联系,A错误;通过题干信息可知,细胞可将外力刺激传递至染色质,进而影响基因的表达,B正确;细胞骨架可以维持细胞形态,C错误;细胞代谢活动主要在细胞质基质进行,D错误。]
9.B [马达蛋白的元素组成不包括Mg,A错误;细胞骨架除参与物质运输外,还有维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器等多种功能,B正确;唾液腺细胞中马达蛋白参与唾液淀粉酶的运输,马达蛋白功能异常会影响唾液淀粉酶的分泌,C错误;由题意可知,马达蛋白与囊泡结合,参与细胞内物质运输,且需要消耗ATP,但该过程不属于主动运输,D错误。]
10.D [结合图示分析,水可以通过自由扩散进入细胞,也可以通过膜上的转运蛋白以协助扩散的方式进入海水稻细胞,A正确;SOS1排出Na+是逆浓度转运,运输方式为主动运输,需要消耗能量,NHX运进Na+也是逆浓度转运,运输方式为主动运输,也需要消耗能量,B正确;H+在运出细胞以及运入液泡的过程中分别需要甲、乙蛋白的参与,甲、乙蛋白具有催化ATP水解和运输H+的功能,C正确;H+通过SOS1、NHX运入细胞质基质均为顺浓度运输,说明细胞质中的H+浓度低,细胞液和细胞膜外的H+浓度高,H+越多pH越小,因此细胞质基质中的pH最大,D错误。]
11.B [H+通过H+泵运输需要消耗细胞中的ATP,为主动运输;H+通过SU载体的运输是顺浓度梯度运输,为协助扩散,A错误。由图可知,胞内的H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体利用H+的浓度差将蔗糖同向转运进SE-CC中,说明蔗糖进入SE-CC中为主动运输,是逆浓度梯度运输,所以细胞外空间的蔗糖浓度一般比SE-CC蔗糖浓度低,B正确。一分子蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖组成,淀粉和纤维素的基本单位都是葡萄糖,所以蔗糖水解后可以参与淀粉和纤维素的合成,C错误。抑制SE-CC中ATP酶的活性,会导致细胞外空间的H+浓度降低,从而影响蔗糖分子的运输,D错误。]
12.C [题图可知,钙泵可以催化ATP水解形成ADP,同时可以运输Ca2+,可见钙泵同时具有运输Ca2+和催化ATP水解的作用,A正确;题图可知,Ca2+进入细胞以及运出内质网均通过通道蛋白实现,且是顺浓度梯度进行的,均为协助扩散,不消耗能量,B正确;Ca2+泵是一种转运蛋白,具有饱和性,可重复利用,发挥作用后可恢复最初状态,C错误;钙泵转运 Ca2+过程中需要消耗ATP,会发生磷酸化,导致其空间结构发生改变,D正确。]
13.解析:(1)据图1可知,Na+通过SGLTs进入小肠上皮细胞为顺浓度梯度运输,为协助扩散;葡萄糖通过SGLTs进入小肠上皮细胞为逆浓度梯度运输,需要消耗能量,为主动运输,所以Na+和葡萄糖通过SGLTs进入小肠上皮细胞的运输方式不同。Na+-K+泵能将Na+和K+进行跨膜运输,体现了蛋白质具有运输的功能;同时它还能催化ATP水解,为离子的运输提供能量,这体现了蛋白质具有催化的功能。(2)若抑制Na+-K+泵的活性,使细胞内外Na+浓度差难于维持,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的能量来源于细胞内外的Na+浓度差(形成的势能),所以小肠吸收葡萄糖的速率降低。(3)图2中,H+通过质子泵的跨膜运输需要消耗ATP,由低浓度到高浓度运输,需要载体蛋白,所以为主动运输。(4)一氧化碳中毒会导致人体组织细胞缺氧。 因为质子泵运输离子的过程需要消耗ATP水解释放的能量,而细胞呼吸是产生ATP的主要途径,缺氧会影响细胞呼吸,使ATP的生成量减少,从而导致质子泵运输离子的速率降低。(5)由图2可知,质子泵(H+-K+-ATP酶)能将胃壁细胞内的H+运输到胃腔中,同时将胃腔中的K+运输到胃壁细胞内。 奥美拉唑对胃溃疡有一定的治疗作用,推测其机理是奥美拉唑能抑制质子泵的活性,使H+通过质子泵进入胃腔的量减少,降低胃腔中H+的含量,减轻胃酸对胃壁细胞的刺激,达到治疗胃溃疡的目的。
答案:(除标注外,每空2分,共14分)(1)不同(1分) 运输功能、催化功能 (2)降低 若抑制Na+-K+泵的活性,使细胞内外Na+浓度差难于维持,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的能量来源于细胞内外的Na+浓度差(形成的势能),所以小肠吸收葡萄糖的速率降低 (3)主动运输(1分) 需要消耗ATP,由低浓度到高浓度运输,需要载体蛋白 (4)一氧化碳与血红蛋白结合,使血红蛋白失去运输氧气的能力,有氧呼吸速率下降,ATP生成量减少 (5)奥美拉唑通过抑制质子泵活性,降低胃腔中H+的含量课后限时作业(一) 细胞的分子组成、结构与物质运输
(建议用时:35分钟;本套共17小题,共60分。第1~16小题,每小题3分;第17小题12分。)
1.(2025·陕晋青宁卷)佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以(  )
A.参与构成叶绿素
B.用于诱导原生质体融合
C.辅助血红蛋白携氧
D.参与构成甲状腺激素
2.(2025·安徽卷)运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是(  )
A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴,加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀
B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合,通过吸附作用显示紫色
C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合,通过化学反应形成橘黄色
D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应,变成灰绿色
3.(2025·山东卷)在细胞的生命活动中,下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是(  )
A.高尔基体 B.溶酶体
C.核糖体 D.端粒
4.(2025·安徽卷)下列关于真核细胞内细胞器中的酶和化学反应的叙述,正确的是(  )
A.高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行修饰加工
B.核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3'端
C.溶酶体内含有多种水解酶,仅能消化衰老、损伤的细胞组分
D.叶绿体中的ATP合成酶,可将光能直接转化为ATP中的化学能
5.(2025·湖南卷)顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,都以移动、停滞反复交替的方式(移动时速度无差异)向轴突末梢运输物质。用带标记的某氨基酸(合成蛋白A和B所必需)分析蛋白A和B的轴突运输方式,实验如图。下列叙述正确的是(  )
A.氨基酸通过自由扩散进入细胞
B.蛋白A是一种细胞骨架蛋白
C.轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L的运输方向不同
D.在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A
6.(2025·广东卷)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
7.(2025·山东卷)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L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
8.(2025·内蒙古包头二模)Ca2+在生物体内扮演着重要的角色。下列关于Ca2+的叙述正确的是(  )
A.细胞外液渗透压90%来源于Ca2+和Cl-
B.胆固醇能有效促进人和动物肠道对Ca2+的吸收
C.血钙过低导致肌肉抽搐,与Ca2+参与神经调节有关
D.培养基中加入高浓度Ca2+会改变细菌细胞壁的通透性
9.(2025·广东梅州一模)嗑瓜子是一种很受大众欢迎的休闲活动,适量食用瓜子有益于身体健康。种子贮藏不当易感染黄曲霉菌而发霉变味。黄曲霉菌是环境中一种常见的腐生霉菌,其产生的黄曲霉毒素是强致癌物,该物质味苦。下列叙述错误的是(  )
A.瓜子中存在的不饱和脂肪酸是植物细胞内良好的储能物质
B.瓜子中含有维生素D,食用后可为人体促进钙和磷的吸收
C.新鲜瓜子在炒制过程中失去的水有自由水和结合水
D.经常食用潮湿变味的瓜子可能会引起基因突变
10.(2025·安徽合肥模拟)“五谷宜为养,失豆则不良”,大豆富含蛋白质、维生素、钙、钾、不饱和脂肪酸、膳食纤维等,还可降低血液中的胆固醇,有助于预防心血管疾病。下列有关叙述正确的是(  )
A.大豆蛋白及其水解形成的氨基酸均以碳链为基本骨架
B.大豆中不饱和脂肪酸熔点较高,在室温下呈液态
C.“失豆则不良”说明大豆蛋白中缺乏人体所必需的8种氨基酸
D.人体分泌的消化液内含有多种消化酶,可水解膳食纤维
11.(2025·福建厦门模拟)Rab蛋白是一类小GTP酶蛋白家族,参与囊泡的形成、转运、粘附、锚定、融合等过程。下列叙述错误的是(  )
A.Rab蛋白的组成元素有C、H、O、N等
B.Rab蛋白分布于内质网、高尔基体和细胞膜等生物膜上
C.Rab蛋白可以参与解旋酶和RNA聚合酶的运输
D.Rab基因突变可能会导致分泌蛋白的运输发生障碍
12.(2025·北京朝阳二模)枯草芽孢杆菌是一种安全性较高的细菌,能够分泌纤维素酶等消化酶,可作为家畜饲料添加剂。相关叙述正确的是(  )
A.枯草芽孢杆菌通过有丝分裂增殖
B.纤维素酶在枯草芽孢杆菌的核糖体上合成
C.纤维素酶经内质网和高尔基体转运到枯草芽孢杆菌细胞膜
D.枯草芽孢杆菌能在家畜消化道中将纤维素水解为氨基酸
13.(2025·天津和平一模)电镜下观察发现,某些植物细胞的大液泡中有线粒体和内质网的碎片。下列叙述错误的是(  )
A.植物细胞的大液泡是具有单层膜的细胞器,内有细胞液
B.液泡中细胞液渗透压升高,有利于增强植物的抗旱能力
C.植物细胞的大液泡可能与动物细胞的溶酶体具有相似的功能
D.成熟植物细胞失水时大液泡会缩小,细胞骨架不会发生变化
14.(2025·贵州遵义三模)脂滴是一种起源于内质网的动态细胞器,是细胞中脂肪酸代谢的重要枢纽。如图所示为脂滴与其他细胞器借助相关蛋白进行相互联系的示意图。下列有关推测不合理的是(  )
A.脂肪酸是大分子物质,可直接参与脂滴膜的构成
B.脂滴与内质网通过Sepin联系,可能与内质网中脂质合成有关
C.脂滴中脂肪酸可借助相关蛋白质进入线粒体内被氧化分解
D.某患者脂肪酸代谢异常,可能与LAMP2家族蛋白异常有关
15.(2025·山东日照二模)水势(Ψw)与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等的影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψw=-0.7 MPa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是(  )
A.t0~t1时段,该细胞的吸水能力逐渐增强
B.t0~t1时段,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小
C.t0~t1时段,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
D.t1时刻后,Ψw不再增加,细胞内外渗透压相等
16.(2025·甘肃白银二模)胃壁细胞膜上具有大量质子泵,其参与胃酸形成的机理如图。发生胃溃疡时,一般需要抑制胃酸的分泌,抑酸药物奥美拉唑可抑制质子泵发挥作用。下列说法错误的是(  )
A.胃壁细胞内的pH大于胃腔的
B.质子泵在转运K+、H+时自身构象会改变
C.胃壁细胞排出K+与H+运进胃壁细胞的方式相同
D.长期服用奥美拉唑会导致胃腔这个内环境中H+浓度下降
17.(12分)(2025·重庆一中期末)为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选分泌蛋白突变的酵母菌株进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过________作用分泌到细胞膜外。该过程需要________(细胞器)提供能量。
(2)用诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。将酵母置于培养液中,对sec1和野生型(正常菌株)的胞外P酶检测结果如图,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。据图示操作和结果分析________ ℃条件下,sec1表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种受温度影响的突变株。
(3)37 ℃培养1 h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型sec1基因的功能是促进________和________的融合。
(4)由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
课后限时作业(一)
1.B [佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内钙(Ca2+)缺乏有关,叶绿素的核心元素是镁(Mg2+),钙(Ca2+)不参与叶绿素构成,A错误;在植物体细胞杂交技术中,高Ca2+—高pH是人工诱导原生质体融合的其中一种方法,B正确;血红蛋白含铁(Fe2+),负责携氧,C错误;甲状腺激素含碘(I-),钙不参与其构成,D错误。]
2.D [蔗糖为非还原糖,蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴不能生成还原糖,加入斐林试剂后不能生成砖红色沉淀,A错误。双缩脲试剂与蛋白质的反应为络合反应,B错误。脂肪与苏丹Ⅲ染液反应的原理是苏丹Ⅲ染液作为脂溶性染色剂,通过亲脂性结合溶解于脂肪并显色,使脂肪呈现橘黄色颗粒,该过程属于物理溶解而非化学反应,C错误。酒精和葡萄糖均能与橙色的酸性重铬酸钾溶液发生反应,变成灰绿色,D正确。]
3.A [高尔基体自身的结构和主要功能不涉及核酸,它既不像线粒体、叶绿体那样含有自己的DNA和RNA,也不像核糖体那样由RNA构成,因此,高尔基体中一般不会出现核酸分子,A符合题意;当溶酶体分解衰老的线粒体、叶绿体或核糖体时,会分解其中的DNA和RNA,当它消化病毒或细菌时,也会分解其核酸,因此,在溶酶体的“工作”过程中,其内部是会出现核酸分子的(作为被水解的底物),B不符合题意;核糖体本身就是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质构成的,rRNA是核酸的一种,此外,在翻译过程中,信使RNA(mRNA)作为模板,转运RNA(tRNA)负责运载氨基酸,它们也都会与核糖体结合,所以核糖体必然含有核酸,C不符合题意;端粒的化学本质是DNA—蛋白质复合体,DNA本身就是脱氧核糖核酸,是核酸的一种,所以端粒中会出现核酸,D不符合题意。]
4.A [高尔基体是真核细胞内对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”,从内质网运来的蛋白质(如分泌蛋白)进入高尔基体后,会经过一系列的修饰和加工,故推测高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行修饰加工,A正确。将氨基酸活化并连接到特定tRNA上的过程,是由氨酰—tRNA合成酶催化的,这种酶存在于细胞质中,而不是在核糖体上,B错误。溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,C错误。在光合作用的光反应阶段,能量转换过程是光能被叶绿体中的色素分子吸收后,首先转化为电能,然后通过电子传递链转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中,因此,光能向ATP中化学能的转化是间接的,不是直接的,D错误。]
5.D [氨基酸是小分子物质,且是极性分子,一般通过主动运输的方式进入细胞,而非自由扩散,A错误;已知顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,在神经元胞体附近注射带标记的氨基酸,3小时后检测到带标记的A,5天后检测到带标记的B,说明蛋白A的运输速度快,属于快速轴突运输,所以蛋白A不是细胞骨架蛋白(细胞骨架蛋白是慢速轴突运输),B错误;轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L都是向轴突末梢运输,运输方向相同,C错误;由于蛋白A是快速轴突运输,蛋白B是慢速轴突运输,且二者移动时速度无差异,那么慢速轴突运输在单位时间内移动得少,是因为停滞时间长,所以在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A,D正确。]
6.A [O2从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O2浓度差决定,因此呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确; 心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白需结合Ca2+并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而进行磷酸化,并非仅与Ca2+结合,B错误;葡萄糖进入红细胞为协助扩散,速率受浓度差和载体数量影响,红细胞代谢虽不直接为其供能,但代谢活动维持着细胞内外葡萄糖的浓度差,因此速率与代谢有关,C错误;集合管中Na+重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na+被动运输,D错误。]
7.C [Na+在液泡中的积累导致细胞液浓度增加,从而有利于酵母细胞吸水,A正确;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,为载体蛋白,因此蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变,B正确;为避免细胞质基质中的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,外排Na+也是主动运输,需要细胞提供能量,C错误;Na+通过离子通道进入细胞时,Na+不需要与通道蛋白结合,D正确。]
8.C [细胞外液渗透压90%来源于Na+和Cl-,A错误;维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,B错误;血钙过低导致肌肉抽搐,与Ca2+参与神经调节有关,C正确;用Ca2+处理可改变细菌细胞膜的通透性,细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,其通透性与Ca2+无关,D错误。]
9.A [脂肪是细胞内良好的储能物质,而不饱和脂肪酸是脂肪的组成成分之一,不能直接说不饱和脂肪酸是植物细胞内良好的储能物质,植物细胞内良好的储能物质是脂肪,A错误;维生素D能促进人体对钙和磷的吸收,瓜子中含有维生素D,食用后可为人体促进钙和磷的吸收,B正确;新鲜瓜子在炒制过程中,温度升高,失去的水有自由水和结合水,自由水容易失去,结合水在温度较高时也会部分失去,C正确;黄曲霉毒素是强致癌物,可能会诱发基因突变,经常食用潮湿变味(感染黄曲霉菌产生黄曲霉毒素)的瓜子可能会引起基因突变,D正确。]
10.A [蛋白质和氨基酸均以碳链为基本骨架,A正确;大豆中不饱和脂肪酸熔点较低,在室温下呈液态,B错误;“失豆则不良”说明大豆蛋白中含有人体所必需的8种氨基酸,C错误;人体分泌的消化液中没有能催化膳食纤维水解的酶,人体不能水解膳食纤维,D错误。]
11.C [Rab蛋白是一类蛋白质,因此元素组成有C、H、O、N等,A正确;Rab蛋白参与囊泡的形成、转运、粘附、锚定、融合等过程,因此Rab蛋白分布于内质网、高尔基体和细胞膜等生物膜上,B正确;解旋酶和RNA聚合酶属于胞内蛋白,Rab蛋白参与的是分泌蛋白的运输,C错误;Rab蛋白参与的是分泌蛋白的运输,因此Rab基因突变可能会导致分泌蛋白的运输发生障碍,D正确。]
12.B [枯草芽孢杆菌属于原核生物,其分裂方式为二分裂,而有丝分裂是真核生物所特有的,A错误;纤维素酶的化学本质为蛋白质,其在枯草芽孢杆菌的核糖体上合成,B正确;枯草芽孢杆菌属于原核生物,只有核糖体一种细胞器,无内质网和高尔基体,C错误;枯草芽孢杆菌能够分泌纤维素酶等消化酶,能在家畜消化道中将纤维素水解为葡萄糖,D错误。]
13.D [植物细胞的大液泡是具有单层膜的细胞器,内有细胞液,A正确; 液泡中细胞液渗透压升高,吸水能力增强,有利于增强植物的抗旱能力,B正确;根据“某些植物细胞的大液泡中有线粒体和内质网的碎片”推测,植物细胞的大液泡可能会分解衰老、损伤的细胞器,与动物细胞的溶酶体具有相似功能,C正确;成熟植物细胞失水时,大液泡会缩小,细胞骨架也会发生变化,D错误。]
14.A [脂肪酸是小分子物质,不是大分子物质,且脂肪酸不能直接参与脂滴膜的构成,脂滴膜的主要成分是磷脂等脂质,而不是脂肪酸,A错误;由图可知,脂滴与内质网通过Sepin联系,内质网是脂质合成的“车间”,所以脂滴与内质网通过Sepin联系,可能与内质网中脂质合成有关,B正确; 从图中可以看到脂滴中的脂肪酸可借助相关蛋白质(如FATP4等)进入线粒体内被氧化分解,为细胞提供能量,C正确; LAMP2家族蛋白与溶酶体和脂滴之间存在联系,若LAMP2家族蛋白异常,可能会影响脂滴与溶酶体之间的物质运输等过程,进而影响脂肪酸的代谢过程,所以某患者脂肪酸代谢异常,可能与LAMP2家族蛋白异常有关,D正确。 ]
15.B [已知水势与溶液的吸水能力呈负相关,在t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,那么其吸水能力应逐渐减弱,A错误;在t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,说明细胞在吸水,随着细胞吸水,细胞液浓度逐渐降低,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小,B正确;t0~t1时段细胞在吸水,细胞会发生质壁分离复原,而不是质壁分离程度逐渐增大,C错误;t1时刻后,Ψw不再增加,可能是由于细胞壁的限制,细胞不能再继续吸水,但此时细胞内外渗透压不一定相等,D错误。]
16.D [据图可知,H+运出胃壁细胞需要消耗ATP,运输方式为主动运输,主动运输一般是逆浓度运输,可推出胃壁细胞内的H+浓度低于胃腔的,即胃壁细胞内的pH大于胃腔的,A正确;质子泵属于载体蛋白,在转运K+、H+时必须先与K+、H+结合,其自身构象会改变,B正确;胃壁细胞排出K+是通过K+通道运输的,运输方式为协助扩散,而胃壁细胞排出H+的方式为主动运输,那么H+运进胃壁细胞为顺浓度运输,运输方式也是协助扩散,运输方式相同,C正确;长期服用奥美拉唑使H+从胃壁细胞运到胃腔的量减少,导致胃腔中H+浓度下降,但是胃腔不属于内环境,D错误。]
17.解析:(1) 大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,故分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。该过程需要线粒体提供能量。(2)据题图可知,转入37 ℃培养后,sec1胞外P酶活性呈现先上升后下降的趋势,可知sec1表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种受温度影响的突变株。(3)分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外,但在37 ℃培养1 h后,sec1中的分泌泡却在细胞质中大量积累,说明突变株(sec1)在37 ℃的情况下,分泌泡与细胞膜不能融合,故由此推测,sec 1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。(4)37 ℃培养1 h后,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累,sec1是一种温度敏感型突变株,由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后,不能形成新的蛋白质,但sec1胞外P酶却重新增加,最合理的解释是24 ℃时突变型sec1恢复活性,积累在分泌泡中的P酶重新分泌到细胞外。
答案:(每空2分,共12分)(1)胞吐 线粒体 (2)37 (3)分泌泡 细胞膜 (4)积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外

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