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专题二 细胞的结构与物质运输之重要题型
重要题型3　围绕囊泡运输这一生命热点考查信息获取能力
一、规律方法
1．全解分泌蛋白合成、加工、运输过程
(1)过程示意图
(2)膜面积变化模型图
2．“三看”法分析分泌蛋白的合成、加工、运输
(1)一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。
(2)二看膜面积变化的结果：内质网膜面积变小，高尔基体膜面积先变大后变小，细胞膜面积变大。
(3)三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(包装分配)和线粒体(提供能量)。
二、技能提升
1．下图为某动物细胞内部分蛋白质合成及转运的示意图，据图分析下列有关叙述错误的是(　　)
A．高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位
B．附着核糖体合成的多肽通过囊泡运输到内质网加工
C．分泌蛋白经细胞膜分泌到细胞外体现了生物膜的结构特点
D．细胞膜上的糖蛋白的形成经内质网和高尔基体的加工
【答案】B
【解析】附着核糖体合成的多肽是在信号肽的引导下进入内质网腔进行粗加工，再通过囊泡运输到高尔基体进行深加工的，B项错误。
2．2013 年诺贝尔生理学或医学奖颁给了研究囊泡运输的调控机制的三位美国科学家，研究显示：囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、锚定和融合等过程(如图所示)，需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节。下列有关说法正确的是(　　)
A．囊泡运输需要载体蛋白和ATP
B．囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜，才能“锚定”
C．“出芽”和“融合”体现了细胞膜的功能特性具有流动性
D．囊泡运输会导致某些生物膜成分更新
【答案】D
3．为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示，其相关结构关系如图乙所示，有关的生物膜面积变化如图丙所示，则有关说法不正确的是(　　)
A．图乙中首先可观察到3H标记的细胞器是③
B．能在图乙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成
C．图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
D．图丙中d曲线表示的细胞结构是内质网
【答案】A
重要题型4　围绕物质出入细胞方式考查实验分析与探究
一、规律方法
1．辨析选择透过性膜与半透膜或人工膜
膜的种类
物质透过性
特点
半透膜
较小物质能通过，较大物质不能通过
不具有选择性，无生物活性，即能透过时，则可透过
选择透
过性膜
要选择吸收的离子、小分子可通过，而其他离子、小分子和大分子不能通过
具有选择性和生物活性，是生物膜，即能透过时，也未必透过，需依据细胞主动选择
2.探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛淀粉溶液
漏斗内盛碘液
结论
变蓝
不变蓝
碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝
变蓝
淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝
变蓝
淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝
不变蓝
淀粉和碘都不能通过半透膜
3.实验探究物质跨膜运输的方式
(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
4．解决该类问题的关键是明确变量与对照
单一变量原则即控制唯一变量而排除其他因素的干扰，从而验证唯一变量的作用。对照原则强调设置不同的实验从而证明所假定的变量的确是影响因素。
二、技能提升
1．将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的新鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图所示。据图分析，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小
B．蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖
C．实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比运载葡萄糖的载体数量多
D．实验结束后，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
【答案】C
2．(2015·全国Ⅱ，1)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：
培养瓶中气体
温度/℃
离子相对吸收量/%
空气
17
100
氮气
17
10
空气
3
28
下列分析正确的是(　　)
A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP
D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【答案】A
3．小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1(主动运输的载体)和GLUT2(协助扩散的载体)。研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制如图所示曲线，下列说法中不正确的是(　　)
A．葡萄糖在浓度极低时只通过主动运输吸收
B．该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式
C．小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行
D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率
【答案】D
【解析】分析题图曲线可知，葡萄糖浓度极低时GLUT2运输速率为0，所以此时只通过主动运输吸收，A正确；不同浓度葡萄糖条件下，SGLT1和GLUT2的运输速率不同，所以该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式，B正确；在一定浓度葡萄糖条件下，小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖的吸收既有协助扩散也有主动运输，C正确；在较高浓度下，GLUT2的运输速率较高，所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，D错误。
4．(2014·北京，3)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图，据此不能得出的推论是(　　)
A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质
B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性
C．离子以协助扩散方式通过人工膜
D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
【答案】C
专题强化练
1．下列关于细胞结构与功能的叙述中，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．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分
C．细胞有氧呼吸过程中产生和消耗水的场所均为线粒体基质
D．胰岛B细胞的核仁被破坏，不会影响胰岛素的合成
【答案】B
【解析】动物细胞没有原生质层，但具有选择透过性的细胞膜等生物膜，因此也能发生渗透作用，A项错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，B项正确；细胞有氧呼吸过程第三阶段产生水，发生在线粒体内膜上，有氧呼吸第二阶段消耗水，发生的场所是线粒体基质，C项错误；胰岛素属于蛋白质，在核糖体上合成，而核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，故D项错误。
2．下列关于膜蛋白的叙述，错误的是(　　)
A．有些膜蛋白可作为载体将物质转运进出细胞
B．膜蛋白都能移动使生物膜具有一定的流动性
C．有些膜蛋白使专一的化学反应能在生物膜上进行
D．膜蛋白的种类和数量决定了生物膜功能的复杂程度
【答案】B
【解析】在物质跨膜运输的过程中，协助扩散和主动运输都需载体蛋白的协助，载体蛋白属于膜蛋白的范畴，A项正确；组成生物膜的膜蛋白大多数可以流动，这是生物膜具有一定流动性的原因之一，B项错误；在线粒体内膜上分布有与有氧呼吸第三阶段有关的酶，该酶属于膜蛋白，专一地催化[H]与O2结合生成水，C项正确；功能越复杂的生物膜，其膜蛋白的种类和数量就越多，D项正确。
3．下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是(　　)
A．被细胞胞吞的一定是固体物质
B．通过载体蛋白的物质运输属于主动运输
C．浆细胞分泌抗体属于协助扩散
D．胞吐过程一定会产生分泌泡与质膜的融合
【答案】D
【解析】被细胞胞吞的是大分子物质，可以是固体、胶体等物质，A错误；通过载体蛋白的物质运输属于主动运输或协助扩散，B错误；浆细胞分泌抗体属于胞吐，C错误；胞吐过程一定会产生分泌泡与质膜的融合，D正确。
4．以下有关细胞结构与功能的叙述中，正确的是(　　)
A．草履虫吞噬细菌与植物细胞吸收K＋的方式相同
B．溶酶体内的水解酶能够分解衰老、损伤的细胞器
C．原核细胞中的核糖体与真核细胞中的核糖体功能各异
D．动物细胞内能形成囊泡的细胞结构只有内质网和高尔基体
【答案】B
5．下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．S型肺炎双球菌通过核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
B．洋葱根尖分生区细胞中含有遗传物质的结构有细胞核、线粒体和叶绿体
C．性腺细胞膜上运输性激素的载体蛋白数量通常青春期时比幼年和老年期时多
D．人体肝细胞中线粒体是产生二氧化碳的场所，抑制其功能会影响蛋白质合成
【答案】D
【解析】肺炎双球菌为原核生物，没有细胞核，A项错误；根尖分生区细胞中没有叶绿体，B项错误；性激素通过自由扩散进出细胞，不需要载体蛋白，C项错误；人体肝细胞通过有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中产生CO2，该阶段可为蛋白质合成提供能量，D项正确。
6．(2017·百校联盟联考)下列关于细胞内物质运输的叙述，正确的是(　　)
A．肝细胞中内质网合成的磷脂可转移至中心体
B．细菌细胞中DNA指导合成的蛋白质可转移至线粒体
C．吞噬细胞中高尔基体加工的蛋白质可转移至溶酶体
D．胰岛细胞中内质网加工的蛋白质可直接转移至细胞膜
【答案】C
7．取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，下列说法正确的是(　　)
A．实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度
B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
【答案】D
【解析】实验后，丙的浓度变大，说明其原来浓度小于细胞液浓度，水分进入细胞；而甲的浓度变小，说明其原来浓度大于细胞液浓度，细胞失水，A项错误；乙的浓度不变是因为细胞液的浓度与乙的蔗糖溶液浓度相等，B项错误；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C项错误；甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，D项正确。
8．(2017·漳州八校联考)盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，降低Na＋对细胞质基质中酶的伤害。下列叙述错误的是(　　)
A．Na＋进入液泡与葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式相同
B．Na＋进入液泡的过程受土壤板结程度的影响
C．该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞的吸水力
D．该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性
【答案】C
【解析】Na＋逆浓度运输，要依赖载体蛋白，属于主动运输，A正确；Na＋进入液泡的过程受土壤板结程度的影响，B正确；Na＋逆浓度梯度运入液泡后，使细胞液的浓度升高，植物细胞吸水能力增强，提高了植物的耐盐性，C错误、D正确。
9．胃内的酸性环境是通过质子泵维持的，质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量，可驱动1个H＋从胃壁细胞进入胃腔和1个K＋从胃腔进入胃壁细胞，K＋又可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔，下列相关叙述错误的是(　　)
A．甘氨酸可能是组成质子泵的单体之一
B．胃内酸碱度是机体内环境的理化性质之一
C．H＋从胃壁细胞进入胃腔需要载体蛋白的协助
D．K＋由胃壁细胞进入胃腔不需要质子泵的作用
【答案】B
【解析】质子泵起到载体的作用，其化学本质可能是蛋白质，因此甘氨酸可能是组成质子泵的单体之一，A正确；胃是消化道，不属于内环境，B错误；H＋从胃壁细胞进入胃腔需要消耗ATP，所以其方式是主动运输，需要载体蛋白的协助，C正确；K＋可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔，不需要质子泵的作用，D正确。
10．研究发现，不论癌细胞还是正常细胞，葡萄糖都必须依靠细胞膜上的葡萄糖载体(GLUT)进行转运。葡萄糖进入正常细胞后，可通过有氧代谢途径降解；而葡萄糖进入癌细胞后，主要以无氧代谢途径降解。利用GLUT抑制剂阻断葡萄糖转运，让癌细胞缺乏葡萄糖，以致饿死。据上述材料不能推出的结论是(　　)
A．葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散或主动运输
B．与正常细胞相比，癌细胞消耗的葡萄糖多
C．高浓度GLUT抑制剂能杀死癌细胞，对正常细胞影响很小
D．癌细胞膜上的葡萄糖载体比正常细胞多
【答案】C
11．(2017·潍坊中学一模)慕尼黑工业大学的教授，构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题：
(1)该模型类似于________________(填两种细胞器)产生的囊泡，其边界(膜外壳)由一种脂质成分构成，该成分是________分子。
(2)该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入________作为直接能源。
(3)将该结构置于一定浓度的K＋溶液中一段时间，检测发现K＋不能进入其中。若你是科学家，将如何改造这个结构，使其能够吸收K＋？____________________。这样改造的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)科学家想利用该结构运输抗癌药物到达患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物。请从细胞膜的功能角度分析，应该如何改造这个结构？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)内质网、高尔基体　磷脂
(2)ATP
(3)在其膜外壳中加入K＋的载体　因为K＋跨膜运输的方式是主动运输，需要相应载体的协助
(4)在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合的信号分子
12．(2017·清远华侨中学一模)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：
(1)图1表示的生理过程是________________，其主要的生理意义在于为生命活动供能，细胞呼吸的另一生理意义是________________________。
(2)图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明__________
_____________________；垂体产生促甲状腺激素，与垂体细胞膜上的受体蛋白结合的激素是
________________________________。
(3)图3中ATP参与的主要生理过程是_______________________________________________。
(4)图1～3说明生物膜具有的功能有_________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)有氧呼吸第三阶段　为其他物质的合成提供原料
(2)受体蛋白具有特异性　甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素　(3)暗反应
(4)跨膜运输、信息交流、能量转换等
13．(2017·河南三市联考)细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它通过溶酶体途径对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用，其局部过程如下图：
(1)衰老线粒体的功能逐渐退化，会直接影响细胞的____________。细胞内由__________形成一个双膜的杯形结构，______________从杯口进入，杯形结构形成双膜的小泡。
(2)细胞中水解酶的合成场所是________。自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是____________________________________。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会________(填“增强”“减弱”或“不变)。
(3)神经退行性疾病是一类由于突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。研究发现，提高细胞的自噬能力能治疗该类疾病，这是因为细胞自噬能_______________________。
(4)酵母菌液泡内富含水解酶，科学家在研究液泡与自噬的关系时，以野生型酵母菌为对照组，以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组，在饥饿状态下，________________________酵母菌细胞中出现自噬泡大量堆积现象。
【答案】(1)有氧呼吸(能量供应)　内质网　衰老线粒体
(2)核糖体　排出细胞或在细胞内被利用　增强
(3)清除细胞内突变的蛋白质
(4)(液泡水解酶)缺陷型

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