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人教版新高考生物二轮复习课件--细胞的结构基础与物质运输
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这是一份人教版新高考生物二轮复习课件--细胞的结构基础与物质运输
第一编2022高中总复习优化设计GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI内容索引网络构建 知识串联长句表达 思维训练专项模块•素能培优网络构建 知识串联寄生消费者核膜纤维素和果胶磷脂双分子层流动性信息交流协助扩散选择透过性细胞质基质 生物膜系统核糖体核糖体长句表达 思维训练1.科研上鉴别死细胞和活细胞常用“染色排除法”。请分析“台盼蓝染色法”的原理。 提示 用台盼蓝染色法鉴定死细胞和活细胞,只有死细胞会被染成蓝色,主要原因是死细胞的细胞膜丧失了选择透过性。2.细胞膜和其他生物膜都具有流动性和选择透过性,其结构基础分别是什么? 提示 流动性的结构基础是组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的;选择透过性的结构基础主要与膜上转运蛋白的种类和数量有关。3.低温会影响物质的跨膜运输吗?为什么? 提示 低温会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率,影响化学反应的速率,因此,组成细胞膜的分子的流动性会相应降低,细胞呼吸释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。4.请解释“脂质体靶向给药系统”的原理。 提示 脂质体靶向给药系统:利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位,通过小球膜和细胞膜的融合,将药物送入细胞,体现了细胞膜的流动性。5.线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高,请用结构与功能观分析其原因。 提示 线粒体内膜功能较外膜复杂,功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类和数量越多。 6.请解释“硅肺”形成的原因。 提示 当肺部吸入硅尘后,硅尘被吞噬细胞吞噬,吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜,使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导致肺的功能受损。7.新宰的畜、禽,如果马上把肉做熟了吃,肉老而口味不好,放置一段时间再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关? 提示 鲜肉立即做熟,肉会很老,鲜肉放置一段时间再煮,肉反而鲜嫩,这主要与细胞内的溶酶体有关,溶酶体能把一些大分子物质水解。8.载体蛋白和通道蛋白都是细胞膜上具有运输作用的蛋白质,两者参与的物质运输方式有哪些不同点? 提示 ①载体蛋白参与的物质运输方式可能消耗能量,可能不消耗能量;通道蛋白参与的物质运输方式都不消耗能量。②通道蛋白参与的物质运输方式的速率比载体蛋白参与的物质运输方式的速率快。9.若植物幼苗所处的土壤环境中盐浓度过高,会造成“烧苗”现象,原因是什么? 提示 土壤环境中盐浓度过高使植物细胞渗透失水过多,从而使植物萎蔫甚至死亡。 10.某科学家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。若将该模型置于一定浓度的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,使其能吸收K+?所依据的原理是什么? 提示 在其膜外壳中加入K+的载体蛋白。K+的跨膜运输需要相应载体蛋白的协助。 11.胞吞、胞吐有哪些特点? 提示 ①可运输大分子物质;②通过囊泡运输;③消耗细胞内的能量;④需要膜上蛋白质的参与。 1.比较原核细胞与真核细胞 核糖体细胞器基因突变无丝有丝基因重组生产者分解者分解者消费者腐生型特别提醒有关原核细胞的三个易错点 2.细胞结构与功能适应性的实例(1)细胞膜 降低蛋白质分散和转移(2)细胞器 (3)细胞核:核膜上的核孔数目多→ 等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。 吸收光能水解酶 RNA、蛋白质3.八种主要细胞器的分类 中心体、核糖体叶绿体、线粒体高尔基体、内质网、液泡、溶酶体叶绿体核糖体叶绿体点拨①用差速离心的方法分离细胞器。②线粒体、叶绿体因含有DNA,故称为“半自主性细胞器”,含有核糖体,可进行DNA复制,转录和翻译。 4.细胞的生物膜系统 通道蛋白核膜同位素示踪点拨①哺乳动物成熟的红细胞不具备除细胞膜之外的其他生物膜。②生物膜系统的组成还包括囊泡膜、类囊体膜等。能量转换酶5.细胞核的两大功能 遗传信息代谢特别提醒有关核孔的四点注意事项 对点训练题组一 精典对练——拿高分▶题型一 结合细胞器的结构和功能,考查生命观念1.(2021山东聊城一模)鲑生粘孢虫是地球上唯一已知不会呼吸的多细胞动物,它的孢子可以植入鲑鱼体内,营专性寄生生活,其细胞中存在类似线粒体的细胞器(MRO),但没有线粒体基因。据此推测,下列有关鲑生粘孢虫细胞的叙述,正确的是( )A.DNA分子全部存在于拟核中B.MRO具有独立的基因表达系统C.细胞内含有ATP合成与水解的酶D.光镜下可观察到MRO的双层膜结构答案 C 解析 鲑生粘孢虫是一种多细胞动物,属于真核生物,不存在拟核,A项错误。MRO类似于线粒体,但没有线粒体基因,因此MRO不具有独立的基因表达系统,B项错误。鲑生粘孢虫是多细胞生物,体内会发生ATP的合成与分解,故其细胞内含有ATP合成与水解的酶,C项正确。MRO是类似于线粒体的细胞器,需要在电子显微镜下才能观察到MRO的双层膜结构,D项错误。2.(2021山东滨州二模)结构和功能观是重要的生命观念之一。下列关于结构和功能的说法,错误的是( )A.tRNA碱基排列顺序的多样性有利于携带遗传信息B.神经细胞膜上Na+通道和K+通道等转运蛋白有利于膜电位的形成C.浆细胞细胞核上丰富的核孔有利于核质频繁地进行物质和信息交流D.哺乳动物的成熟红细胞双面凹圆饼状的形态有利于提高气体互换效率答案 A 解析 DNA才是细胞携带遗传信息的物质,A项错误。Na+内流形成动作电位,K+外流形成静息电位,Na+和K+都要依靠通道蛋白来转运,其通道蛋白的存在有利于膜电位的形成,B项正确。浆细胞能够合成、分泌抗体,而合成蛋白质旺盛的细胞,核孔数目多,有利于核质频繁地进行物质和信息交流,C项正确。哺乳动物的成熟红细胞双面凹圆饼状的形态扩大了细胞膜的面积,有利于提高气体互换效率,D项正确。3.(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 ATPC.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答案 C 解析 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项正确。细胞通过囊泡运输需要消耗能量ATP,B项正确。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,如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高,则结合能力减弱,所以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项错误。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,由此可以得出结论,如果RS功能缺失,则受体不能与错误转运到高尔基体的蛋白质结合并运回内质网,因此RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D项正确。题后归纳生命观念之结构与功能观——细胞的亚显微结构与功能的关系 ▶题型二 借助细胞的结构和功能,考查科学思维4.(2021山东潍坊三模)在起始密码子后,有一段RNA可编码疏水性氨基酸序列,该序列被称为信号肽。信号肽一般位于分泌蛋白的N端(肽链游离的氨基端),通常由15~30个氨基酸组成。它负责将蛋白质引导到具膜结构的细胞器内,过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )A.信号肽可指引核糖体由细胞质基质移向内质网B.信号肽是转录的产物,发挥完作用即被信号肽酶剪切C.信号肽能特异性地识别相关细胞器膜上的受体并与之相结合D.核糖体在细胞内可循环使用,以保证蛋白质供应 答案 B 解析 由题图可知,信号肽负责把蛋白质从核糖体引导到具膜结构的细胞器(内质网)内,A项正确。信号肽是起始密码子后一段RNA编码的疏水性氨基酸序列,是翻译的产物,B项错误。信号肽能被内质网上的受体识别,C项正确。核糖体可以在细胞内循环使用,D项正确。5.(2021山东青岛三模)法布里病是一种罕见的伴X染色体隐性遗传病。患者因溶酶体中α-半乳糖苷酶缺乏,体内代谢产物三己糖酰基鞘脂醇(GL3)不能被水解,而在溶酶体中贮积。酶替代疗法可特异性地补充患者体内缺乏的酶,使患者症状得以缓解。下列叙述正确的是( )A.溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡B.α-半乳糖苷酶是在细胞的溶酶体内合成的一种水解酶C.男性法布里病患者的母亲和女儿也都是该病的患者D.酶替代疗法在一定程度上能减少患者细胞内GL3的沉积答案 D 解析 溶酶体是由脂双层构成的单层膜包被的小泡,A项错误。α-半乳糖苷酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,B项错误。法布里病是一种罕见的伴X染色体隐性遗传病,因此女性法布里病患者的父亲和儿子都是该病的患者,男性法布里病患者的母亲和女儿不一定是该病的患者,C项错误。酶替代疗法可特异性地补充患者体内缺乏的α-半乳糖苷酶,因此可以使体内代谢产物三己糖酰基鞘脂醇(GL3)被水解,在一定程度上能减少患者细胞内GL3的沉积,使患者症状得以缓解,D项正确。▶题型三 借助生物膜的组成和膜蛋白的功能,考查科学思维6.(2021安徽滁州高三月考)细胞膜上有许多种蛋白质,而这些膜蛋白具有运输、信号检测、细胞通讯以及催化等功能,下列相关叙述错误的有( )①水分子进入肾小管细胞时,均需要膜蛋白的协助 ②信号分子发挥作用时,均离不开膜蛋白的信号检测功能 ③相邻植物细胞间的胞间连丝可用于细胞间的通讯 ④细胞膜功能的复杂程度与膜蛋白的种类和数量呈正相关 ⑤细胞膜上的蛋白质不可能具有降低化学反应活化能的作用A.两项 B.三项 C.四项 D.五项答案 B 解析 水分子进入肾小管细胞时,既可从磷脂分子的缝隙进入,也可通过水通道蛋白进入,①错误;信号分子的受体不全在细胞膜上,有些受体在细胞质中或细胞核内,②错误;相邻植物细胞间的胞间连丝是细胞间进行信息交流的方式之一,即胞间连丝可用于细胞间的通讯,③正确;功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,④正确;有些膜蛋白具有催化功能,而催化功能的机制就是降低化学反应的活化能,⑤错误。答案 D 题后归纳常考的四种“膜蛋白” 题组二 易错防范——不失分1.细胞是生物体结构和功能的基本单位,有了细胞就如同将有机体进行功能区分,不同类型的细胞执行不同的功能。而细胞器又借助生物膜进一步将细胞细分为不同功能亚区。功能分区使得生命活动能够有序地进行,失去了这种有序性,生命就将完结。(1)判断下列关于细胞质的说法是否正确。①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[2020江苏卷,T3B]。( )②高尔基体、线粒体和叶绿体三者都存在于蓝细菌中[2019全国Ⅲ卷,T1A改编]。( )× × ③溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏[2018全国Ⅰ卷,T1B]。( )④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 [2020江苏卷,T3C]。( )√ × (2)判断下列关于细胞膜、细胞核的说法是否正确。①两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递[2018全国Ⅲ卷,T2C]。( )②细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测[2017全国Ⅰ卷,T2A]。( )③细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异[2017江苏卷,T21D]。( )④细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心[2019全国Ⅲ卷,T2C]。( )⑤细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道[2018全国Ⅰ卷,T1C]。( )√ √ √ √ √ ⑥细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分[2018全国Ⅱ卷,T1D]。( )⑦细胞核是遗传物质储存与基因转录的场所[2018北京卷,T2A改编]。( )√ √ 2.(2021北师大附中高三月考)下列关于细胞的成分、结构及功能的叙述,正确的有( )①有核糖体的细胞一定能合成分泌蛋白 ②没有线粒体的细胞一定是原核细胞 ③能进行光合作用的细胞一定含有叶绿体 ④植物细胞内的色素均能参与光合作用 ⑤叶绿体、线粒体和核糖体中都含有RNA和蛋白质 ⑥核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出 ⑦与其他细胞相比,动物细胞特有的细胞器是中心体 ⑧在高倍显微镜下可看到线粒体外膜、内膜及内膜向内折叠形成的嵴A.一项 B.两项 C.三项 D.四项答案 A 解析 有核糖体的细胞不一定能合成分泌蛋白,如原核细胞都有核糖体,但是不能合成分泌蛋白,①错误;没有线粒体的细胞不一定是原核细胞,如蛔虫细胞属于真核细胞,②错误;蓝细菌的细胞是原核细胞,不含叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用,③错误;植物细胞内叶绿体中的色素能参与光合作用,而液泡中的色素不能参与光合作用,④错误;叶绿体、线粒体和核糖体中都含有RNA和蛋白质,⑤正确;核孔具有选择性,核膜上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道,但不是自由进出,⑥错误;与高等植物细胞相比,动物细胞特有的细胞器是中心体,低等植物细胞也含有中心体,⑦错误;在电子显微镜下才能看到线粒体外膜、内膜及内膜向内折叠形成的嵴,⑧错误。3.(2021山东济南模拟)多数分泌蛋白的肽链氨基端含有信号肽序列,依赖于经典分泌途径通过内质网—高尔基体分泌到细胞外,但此途径中发生的翻译后的修饰会使分泌出的有些蛋白质不具有生物活性。研究表明,真核细胞中有少数蛋白质的分泌不能通过经典分泌途径,而依赖于直接跨膜到细胞外等非经典分泌途径。下列叙述正确的是( )A.两种途径分泌的蛋白质均在核糖体上合成,全部蛋白质都有信号肽序列B.信号肽序列可引导多肽进入内质网加工、修饰,这与细胞间的信息交流有关C.非经典分泌途径存在于真核细胞,经典分泌途径存在于原核细胞D.非经典分泌途径的存在,能够使一些特殊结构的蛋白质保持生物活性答案 D 解析 核糖体是细胞内合成蛋白质的场所,经典分泌和非经典分泌的蛋白质都是在核糖体上合成的,少数蛋白质的分泌不能通过经典分泌途径,是由于没有信号肽序列,A项错误。信号肽序列可引导多肽进入内质网加工、修饰,这是细胞内的活动,B项错误。经典分泌途径需要内质网加工,然后形成囊泡,囊泡膜和高尔基体膜融合,高尔基体进行进一步的加工,然后形成囊泡,囊泡膜和细胞膜融合,将物质分泌到细胞外,原核细胞只有核糖体,C项错误。非经典分泌途径的存在,能够使一些特殊结构的蛋白质易于分泌,非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充,非经典分泌途径的存在是生物长期进化的结果,D项正确。易错点拨细胞结构与功能中的五个“一定”与“不一定” 1.厘清动植物细胞的吸水和失水 多少选择透过性特别提醒人工膜不等同于细胞膜 2.物质出入细胞方式的判断 3.影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、O2浓度(1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内) 自由扩散协助扩散或主动运输(2)O2浓度 点拨温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性,来影响物质运输的速率。 自由扩散、协助扩散主动运输对点训练题组一 精典对练——拿高分▶题型一 结合物质运输方式,考查科学思维1.(2021河北卷)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如下图所示,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中答案 D 解析 血液流经肌肉组织时,O2从红细胞进入血浆,经毛细血管壁、组织液进入肌肉细胞,CO2进入红细胞,A项正确。①②是自由扩散,④从高浓度一侧到低浓度一侧,需要载体蛋白,属于协助扩散,⑤是水分子通过水通道蛋白的运输,是协助扩散,B项正确。③是主动运输,人体成熟红细胞无线粒体,通过无氧呼吸产生ATP为主动运输供能,C项正确。人体成熟红细胞无细胞核及各种细胞器,所以糖蛋白不会更新,D项错误。2.下图表示细胞膜上普遍存在的钠—钾泵的结构。下列说法正确的是( ) A.该ATP酶的形状变化为ATP的水解提供能量B.钠—钾泵可同时转运Na+和K+,所以该载体蛋白不具有特异性C.神经细胞Na+排出的方式和K+外流的方式不同D.低温、低氧不会影响钠—钾泵运输Na+,K+答案 C 解析 ATP酶具有催化作用,可以降低化学反应的活化能,但是不能为ATP的水解提供能量,A项错误。由题图可知,钠—钾泵在吸钾排钠的跨膜运输过程中,结合Na+和K+的部位不同,因此该载体蛋白的运输是具有特异性的,B项错误。神经细胞Na+排出的方式是主动运输,而K+外流的方式是协助扩散,C项正确。钠—钾泵运输Na+、K+属于主动运输,需消耗ATP,而低温、低氧会影响细胞呼吸,影响ATP的生成,所以低温、低氧都会影响钠—钾泵运输Na+、K+,D项错误。题后归纳归纳物质跨膜运输的特殊情况 (1)大多数神经递质虽是小分子,但以胞吐方式由突触前膜释放至突触间隙。(2)同一物质进出细胞的方式不一定相同,举例如下。 ▶题型二 围绕物质跨膜运输相关的实验设计,考查科学探究3.(2021湖南卷)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是( )A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低D.物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液和物质的量浓度为1 mol/L的蔗糖溶液的渗透压大小相等答案 D 解析 施肥过多使外界溶液浓度过高,大于细胞液的浓度,细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡,引起“烧苗”现象,A项正确。发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层,而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质,质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部与细胞壁分开,B项正确。植物细胞在发生质壁分离复原的过程中,不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低,与外界溶液浓度差减小,细胞的吸水能力逐渐降低,C项正确。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液和物质的量浓度为1 mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同,NaCl溶液的渗透压高于葡萄糖溶液,D项错误。4.(2021广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )A.比较保卫细胞细胞液浓度,用蔗糖溶液③处理后大于用蔗糖溶液①处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C.滴加蔗糖溶液③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③答案 A 解析 由题图可知,用蔗糖溶液①处理保卫细胞后,细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此用蔗糖溶液③处理后保卫细胞细胞液浓度小于用蔗糖溶液①处理后保卫细胞细胞液浓度,A项错误,C项正确。用蔗糖溶液②处理细胞后,气孔开度变小,说明细胞失水,可观察到质壁分离现象,B项正确。由以上分析可知,蔗糖溶液①近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故3种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D项正确。5.某学校生物兴趣小组验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。现提供如下材料:牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、质量分数为5%的葡萄糖溶液、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等。请完善如下实验过程。(1)实验原理:主动运输需要载体蛋白参与且消耗能量,协助扩散需要转运蛋白参与且具有浓度差。(2)实验步骤:①取三个培养瓶,编号A、B、C,向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和质量分数为5%的葡萄糖溶液;② ; ③ 。 (3)预期结果: 。 (4)实验结论: 。 答案 (2)向A瓶中加入5 mL蒸馏水,向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂,向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂 在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后,利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量(3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶(4)牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输解析 (2)取3个培养瓶,编号A、B、C,向3个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和质量分数为5%的葡萄糖溶液。向A瓶中加入5 mL蒸馏水,向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂,向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后,利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,则B组中葡萄糖的运输会受到抑制,C组中葡萄糖的运输不受限制,因此预期结果为A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论:牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。▶题型三 借助主动运输的多种供能方式,考查科学思维能力6.(2021山东聊城一模)植物叶肉细胞光合作用合成的有机物以蔗糖的形式经筛管不断运出。蔗糖分子利用H+形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与H+同向跨膜运输,如下图所示。下列叙述错误的是( )A.植物体缺K+会影响光合作用产物的运输B.ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解C.叶肉细胞与筛管间H+浓度差的维持离不开ATP酶D.蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,属于协助扩散答案 D 解析 K+与植物有机物的运输有关,植物体缺K+会影响光合作用产物的运输,A项正确。ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解,B项正确。叶肉细胞与筛管间H+浓度差的维持属于主动运输,离不开ATP酶催化ATP水解为其提供能量,C项正确。蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,但依赖H+浓度差产生的能量,依然属于主动运输,D项错误。7.(2021山东卷)液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞器,液泡膜上的 H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 H+,建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。该浓度梯度驱动 H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输,从而使 Ca2+以与 H+相反的方向同时通过 CAX 进入液泡并储存。下列说法错误的是( )A.Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式属于协助扩散B.Ca2+通过 CAX 的运输有利于植物细胞保持坚挺C.加入 H+焦磷酸酶抑制剂,Ca2+通过 CAX 的运输速率变慢D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输答案 A 解析 Ca2+通过CAX的跨膜运输方式为主动运输,所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供,A项错误。Ca2+通过CAX的运输进入液泡增加细胞液的浓度,有利于植物细胞保持坚挺,B项正确。加入H+焦磷酸酶抑制剂,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,为Ca2+通过CAX的运输提供的能量减少,C项正确。H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供,为主动运输,D项正确。题组二 易错防范——不失分1.物质跨膜运输主要是细胞与环境间的物质交换,包括细胞对营养物质的吸收、原材料的摄取、代谢废物的排出及产物的分泌,是细胞维持正常生命活动的基础之一。判断下列有关物质跨膜运输的叙述是否正确。(1)取某植物成熟叶的叶圆片放入甲糖(甲糖不能通过细胞膜)溶液中,一段时间后发现甲糖溶液浓度升高,是因为叶圆片细胞吸收了甲糖溶液中的水[2020全国Ⅱ卷,T5A改编]。( )(2)质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小[2020山东卷,T3C]。( )(3)在不染色的条件下,最适合观察细胞质壁分离现象的是紫色洋葱根尖分生区细胞[2018海南卷,T5B改编]。( )√ × × (4)二氧化碳能通过自由扩散的方式通过细胞膜[2018北京卷,T1B改编]。( )(5)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的[2016全国Ⅰ卷,T2B]。( )(6)mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐作用[2015全国Ⅱ卷,T3B]。( )√ × × 2.(2021湖北黄冈模拟)钠—葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂(SGLT2i)是治疗2型糖尿病的口服降糖新药。钠—葡萄糖协同转运蛋白(SGLT)是一类分布广泛的膜蛋白,已被发现的有6种,其中SGLT1能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转入血液,SGLT2负责肾小管上皮细胞主动重吸收90%的葡萄糖,新药通过与SGLT2结合降低肾重吸收葡萄糖的能力,进而促进尿糖排泄,达到降糖作用。下列相关分析错误的是( )A.人成熟红细胞的细胞膜上可能不存在SGLT1与SGLT2B.SGLT2i与SGLT2结合后会改变SGLT2的功能C.SGLT1与SGLT2转运葡萄糖时都需要消耗能量D.SGLT1与SGLT2的空间结构相同,只是表达的器官有差异答案 D 解析 人的成熟红细胞通过协助扩散转运葡萄糖,因此其细胞膜上可能不存在SGLT1与SGLT2,A项正确。SGLT2i与SGLT2结合后能降低肾重吸收葡萄糖的能力,推测SGLT2i与SGLT2结合后会改变SGLT2的功能,B项正确。SGLT1能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转入血液,SGLT2负责肾小管中90%葡萄糖的重吸收,可见SGLT1和SGLT2转运葡萄糖的过程都是需要消耗能量的主动运输,C项正确。SGLT1与SGLT2是不同的蛋白质,因此其空间结构有差异,D项错误。3.(2021北京房山高三期末)右上图表示几种常见的物质进出细胞的方式。下列相关说法错误的是( )A.同种生物不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同B.①和②均属于被动运输,需要相应的蛋白质进行协助C.③属于主动运输,能够逆浓度梯度转运物质且消耗能量D.胰岛素是大分子蛋白质,以③方式进入组织细胞发挥作用答案 D 解析 同种生物不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同,A项正确。①表示经过通道蛋白的协助扩散,②属于由载体蛋白参与的协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,属于被动运输,需要相应的蛋白质进行协助,B项正确。③属于主动运输,能够逆浓度梯度转运物质且消耗能量,C项正确。胰岛素是大分子蛋白质,以胞吐的方式运出细胞发挥作用,D项错误。4.(2021山东威海高三期末)Na+-K+泵是一种特殊的载体蛋白,该蛋白既可催化ATP水解,又能促进Na+和K+的转运。已知每消耗1 mmol的ATP能将3 mmol的Na+泵出细胞,并将2 mmol的K+泵入细胞,具体过程如下图所示。下列说法正确的是( )A.Na+泵出细胞和K+泵入细胞的过程属于协助扩散B.Na+-K+泵持续运输Na+和K+的过程中会导致ADP大量积累C.Na+-K+泵运输Na+和K+的过程会引起细胞膜内外电位的变化D.加入蛋白质变性剂会提高Na+-K+泵跨膜运输离子的速率答案 C 解析 Na+泵出细胞和K+泵入细胞的过程均消耗ATP,都是逆浓度梯度运输,所以属于主动运输,A项错误。该运输过程持续进行会加快ATP与ADP的相互转化,不会导致细胞内积累大量的ADP,B项错误。Na+-K+泵运输Na+和K+的过程每消耗1 mmolATP,就逆浓度梯度将3 mmol的Na+泵出细胞外,将2 mmol K+泵入细胞内,会引起细胞膜内外电位的变化,C项正确。加入蛋白质变性剂会降低Na+-K+泵跨膜运输离子的速率,D项错误。易错点拨载体蛋白在行使物质运输功能时,与被运输分子结合,空间结构发生变化(没有变性失活)。被运输分子到达膜另一侧后,脱离载体蛋白,载体蛋白恢复原空间结构。专项模块•素能培优热点突破2病毒微网建构考向探析“病毒”相关内容在教科书中所占篇幅很少,仅提及病毒生活与细胞的关系、噬菌体侵染细菌实验、病毒遗传物质探索及病毒作为基因工程载体、动物细胞融合促融剂等。然而,近年高考越来越注重与生产、生活实际及人体疾病、健康相结合。高考对病毒的考查无论从频次上,还是涉及的考查内容的深度、广度上,都彰显出了其突出地位,未来高考可能会对病毒的结构、类型判定、与人类疾病健康的关系及预防或疫苗制备等进行考查。典题感悟1.(2020全国Ⅰ卷)新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯,提高公共卫生安全意识。下列相关叙述错误的是( )A.戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播B.病毒能够在餐具上增殖,用食盐溶液浸泡餐具可以阻止病毒增殖C.高温可破坏病原体蛋白质的空间结构,煮沸处理餐具可杀死病原体D.生活中接触的物体表面可能存在病原微生物,勤洗手可降低感染风险答案 B 解析 预防传染病的措施包括控制传染源、切断传播途径、保护易感人群,戴口罩、勤洗手属于切断传播途径,A、D两项正确。病毒只能在活的宿主细胞中增殖,在餐具上不能增殖,B项错误。高温能够使病原体的蛋白质变性失活,因此煮沸处理餐具可杀死病原体,C项正确。2.(2020全国Ⅲ卷)新冠病毒是一种RNA病毒。新冠肺炎疫情给人们的生活带来了巨大影响。下列与新冠肺炎疫情防控相关的叙述,错误的是( )A.新冠病毒含有核酸和蛋白质,通过核酸检测可排查新冠病毒感染者B.教室经常开窗通风可以促进空气流动,降低室内病原微生物的密度C.通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧,因此可以通过体温测量初步排查D.每天适量饮酒可以预防新冠肺炎,因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性答案 D 解析 由题意可知,新冠病毒中的核酸是RNA,可通过检测人体中是否含有该种RNA来排查新冠病毒感染者,A项正确。教室开窗通风可以促进室内外的空气交换,从而降低室内病原微生物的密度,B项正确。感染新冠病毒后,患者的体温会升高,出现发热症状,因此可以通过测量体温初步进行排查,C项正确。饮酒后,酒精分子被人体吸收,主要在肝中进行分解代谢,无法使细胞内新冠病毒的蛋白质变性,D项错误。3.(2017全国Ⅰ卷)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案 (1)实验思路甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)预期实验结果及结论若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。解析 DNA与RNA在结构上的区别体现在碱基的种类、五碳糖的种类以及空间结构的不同。本题应通过测定新病毒所含碱基的种类确定其类型。DNA特有的碱基为胸腺嘧啶,RNA特有的碱基为尿嘧啶,故应分别用含有放射性标记尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养宿主细胞,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。根据收集到的病毒的放射性可知其所含碱基的种类(T或U),进而判断出其类型。
第一编2022高中总复习优化设计GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI内容索引网络构建 知识串联长句表达 思维训练专项模块•素能培优网络构建 知识串联寄生消费者核膜纤维素和果胶磷脂双分子层流动性信息交流协助扩散选择透过性细胞质基质 生物膜系统核糖体核糖体长句表达 思维训练1.科研上鉴别死细胞和活细胞常用“染色排除法”。请分析“台盼蓝染色法”的原理。 提示 用台盼蓝染色法鉴定死细胞和活细胞,只有死细胞会被染成蓝色,主要原因是死细胞的细胞膜丧失了选择透过性。2.细胞膜和其他生物膜都具有流动性和选择透过性,其结构基础分别是什么? 提示 流动性的结构基础是组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的;选择透过性的结构基础主要与膜上转运蛋白的种类和数量有关。3.低温会影响物质的跨膜运输吗?为什么? 提示 低温会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率,影响化学反应的速率,因此,组成细胞膜的分子的流动性会相应降低,细胞呼吸释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。4.请解释“脂质体靶向给药系统”的原理。 提示 脂质体靶向给药系统:利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位,通过小球膜和细胞膜的融合,将药物送入细胞,体现了细胞膜的流动性。5.线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高,请用结构与功能观分析其原因。 提示 线粒体内膜功能较外膜复杂,功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类和数量越多。 6.请解释“硅肺”形成的原因。 提示 当肺部吸入硅尘后,硅尘被吞噬细胞吞噬,吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜,使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导致肺的功能受损。7.新宰的畜、禽,如果马上把肉做熟了吃,肉老而口味不好,放置一段时间再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关? 提示 鲜肉立即做熟,肉会很老,鲜肉放置一段时间再煮,肉反而鲜嫩,这主要与细胞内的溶酶体有关,溶酶体能把一些大分子物质水解。8.载体蛋白和通道蛋白都是细胞膜上具有运输作用的蛋白质,两者参与的物质运输方式有哪些不同点? 提示 ①载体蛋白参与的物质运输方式可能消耗能量,可能不消耗能量;通道蛋白参与的物质运输方式都不消耗能量。②通道蛋白参与的物质运输方式的速率比载体蛋白参与的物质运输方式的速率快。9.若植物幼苗所处的土壤环境中盐浓度过高,会造成“烧苗”现象,原因是什么? 提示 土壤环境中盐浓度过高使植物细胞渗透失水过多,从而使植物萎蔫甚至死亡。 10.某科学家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。若将该模型置于一定浓度的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,使其能吸收K+?所依据的原理是什么? 提示 在其膜外壳中加入K+的载体蛋白。K+的跨膜运输需要相应载体蛋白的协助。 11.胞吞、胞吐有哪些特点? 提示 ①可运输大分子物质;②通过囊泡运输;③消耗细胞内的能量;④需要膜上蛋白质的参与。 1.比较原核细胞与真核细胞 核糖体细胞器基因突变无丝有丝基因重组生产者分解者分解者消费者腐生型特别提醒有关原核细胞的三个易错点 2.细胞结构与功能适应性的实例(1)细胞膜 降低蛋白质分散和转移(2)细胞器 (3)细胞核:核膜上的核孔数目多→ 等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。 吸收光能水解酶 RNA、蛋白质3.八种主要细胞器的分类 中心体、核糖体叶绿体、线粒体高尔基体、内质网、液泡、溶酶体叶绿体核糖体叶绿体点拨①用差速离心的方法分离细胞器。②线粒体、叶绿体因含有DNA,故称为“半自主性细胞器”,含有核糖体,可进行DNA复制,转录和翻译。 4.细胞的生物膜系统 通道蛋白核膜同位素示踪点拨①哺乳动物成熟的红细胞不具备除细胞膜之外的其他生物膜。②生物膜系统的组成还包括囊泡膜、类囊体膜等。能量转换酶5.细胞核的两大功能 遗传信息代谢特别提醒有关核孔的四点注意事项 对点训练题组一 精典对练——拿高分▶题型一 结合细胞器的结构和功能,考查生命观念1.(2021山东聊城一模)鲑生粘孢虫是地球上唯一已知不会呼吸的多细胞动物,它的孢子可以植入鲑鱼体内,营专性寄生生活,其细胞中存在类似线粒体的细胞器(MRO),但没有线粒体基因。据此推测,下列有关鲑生粘孢虫细胞的叙述,正确的是( )A.DNA分子全部存在于拟核中B.MRO具有独立的基因表达系统C.细胞内含有ATP合成与水解的酶D.光镜下可观察到MRO的双层膜结构答案 C 解析 鲑生粘孢虫是一种多细胞动物,属于真核生物,不存在拟核,A项错误。MRO类似于线粒体,但没有线粒体基因,因此MRO不具有独立的基因表达系统,B项错误。鲑生粘孢虫是多细胞生物,体内会发生ATP的合成与分解,故其细胞内含有ATP合成与水解的酶,C项正确。MRO是类似于线粒体的细胞器,需要在电子显微镜下才能观察到MRO的双层膜结构,D项错误。2.(2021山东滨州二模)结构和功能观是重要的生命观念之一。下列关于结构和功能的说法,错误的是( )A.tRNA碱基排列顺序的多样性有利于携带遗传信息B.神经细胞膜上Na+通道和K+通道等转运蛋白有利于膜电位的形成C.浆细胞细胞核上丰富的核孔有利于核质频繁地进行物质和信息交流D.哺乳动物的成熟红细胞双面凹圆饼状的形态有利于提高气体互换效率答案 A 解析 DNA才是细胞携带遗传信息的物质,A项错误。Na+内流形成动作电位,K+外流形成静息电位,Na+和K+都要依靠通道蛋白来转运,其通道蛋白的存在有利于膜电位的形成,B项正确。浆细胞能够合成、分泌抗体,而合成蛋白质旺盛的细胞,核孔数目多,有利于核质频繁地进行物质和信息交流,C项正确。哺乳动物的成熟红细胞双面凹圆饼状的形态扩大了细胞膜的面积,有利于提高气体互换效率,D项正确。3.(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 ATPC.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答案 C 解析 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项正确。细胞通过囊泡运输需要消耗能量ATP,B项正确。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,如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高,则结合能力减弱,所以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项错误。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,由此可以得出结论,如果RS功能缺失,则受体不能与错误转运到高尔基体的蛋白质结合并运回内质网,因此RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D项正确。题后归纳生命观念之结构与功能观——细胞的亚显微结构与功能的关系 ▶题型二 借助细胞的结构和功能,考查科学思维4.(2021山东潍坊三模)在起始密码子后,有一段RNA可编码疏水性氨基酸序列,该序列被称为信号肽。信号肽一般位于分泌蛋白的N端(肽链游离的氨基端),通常由15~30个氨基酸组成。它负责将蛋白质引导到具膜结构的细胞器内,过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )A.信号肽可指引核糖体由细胞质基质移向内质网B.信号肽是转录的产物,发挥完作用即被信号肽酶剪切C.信号肽能特异性地识别相关细胞器膜上的受体并与之相结合D.核糖体在细胞内可循环使用,以保证蛋白质供应 答案 B 解析 由题图可知,信号肽负责把蛋白质从核糖体引导到具膜结构的细胞器(内质网)内,A项正确。信号肽是起始密码子后一段RNA编码的疏水性氨基酸序列,是翻译的产物,B项错误。信号肽能被内质网上的受体识别,C项正确。核糖体可以在细胞内循环使用,D项正确。5.(2021山东青岛三模)法布里病是一种罕见的伴X染色体隐性遗传病。患者因溶酶体中α-半乳糖苷酶缺乏,体内代谢产物三己糖酰基鞘脂醇(GL3)不能被水解,而在溶酶体中贮积。酶替代疗法可特异性地补充患者体内缺乏的酶,使患者症状得以缓解。下列叙述正确的是( )A.溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡B.α-半乳糖苷酶是在细胞的溶酶体内合成的一种水解酶C.男性法布里病患者的母亲和女儿也都是该病的患者D.酶替代疗法在一定程度上能减少患者细胞内GL3的沉积答案 D 解析 溶酶体是由脂双层构成的单层膜包被的小泡,A项错误。α-半乳糖苷酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,B项错误。法布里病是一种罕见的伴X染色体隐性遗传病,因此女性法布里病患者的父亲和儿子都是该病的患者,男性法布里病患者的母亲和女儿不一定是该病的患者,C项错误。酶替代疗法可特异性地补充患者体内缺乏的α-半乳糖苷酶,因此可以使体内代谢产物三己糖酰基鞘脂醇(GL3)被水解,在一定程度上能减少患者细胞内GL3的沉积,使患者症状得以缓解,D项正确。▶题型三 借助生物膜的组成和膜蛋白的功能,考查科学思维6.(2021安徽滁州高三月考)细胞膜上有许多种蛋白质,而这些膜蛋白具有运输、信号检测、细胞通讯以及催化等功能,下列相关叙述错误的有( )①水分子进入肾小管细胞时,均需要膜蛋白的协助 ②信号分子发挥作用时,均离不开膜蛋白的信号检测功能 ③相邻植物细胞间的胞间连丝可用于细胞间的通讯 ④细胞膜功能的复杂程度与膜蛋白的种类和数量呈正相关 ⑤细胞膜上的蛋白质不可能具有降低化学反应活化能的作用A.两项 B.三项 C.四项 D.五项答案 B 解析 水分子进入肾小管细胞时,既可从磷脂分子的缝隙进入,也可通过水通道蛋白进入,①错误;信号分子的受体不全在细胞膜上,有些受体在细胞质中或细胞核内,②错误;相邻植物细胞间的胞间连丝是细胞间进行信息交流的方式之一,即胞间连丝可用于细胞间的通讯,③正确;功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,④正确;有些膜蛋白具有催化功能,而催化功能的机制就是降低化学反应的活化能,⑤错误。答案 D 题后归纳常考的四种“膜蛋白” 题组二 易错防范——不失分1.细胞是生物体结构和功能的基本单位,有了细胞就如同将有机体进行功能区分,不同类型的细胞执行不同的功能。而细胞器又借助生物膜进一步将细胞细分为不同功能亚区。功能分区使得生命活动能够有序地进行,失去了这种有序性,生命就将完结。(1)判断下列关于细胞质的说法是否正确。①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[2020江苏卷,T3B]。( )②高尔基体、线粒体和叶绿体三者都存在于蓝细菌中[2019全国Ⅲ卷,T1A改编]。( )× × ③溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏[2018全国Ⅰ卷,T1B]。( )④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 [2020江苏卷,T3C]。( )√ × (2)判断下列关于细胞膜、细胞核的说法是否正确。①两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递[2018全国Ⅲ卷,T2C]。( )②细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测[2017全国Ⅰ卷,T2A]。( )③细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异[2017江苏卷,T21D]。( )④细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心[2019全国Ⅲ卷,T2C]。( )⑤细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道[2018全国Ⅰ卷,T1C]。( )√ √ √ √ √ ⑥细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分[2018全国Ⅱ卷,T1D]。( )⑦细胞核是遗传物质储存与基因转录的场所[2018北京卷,T2A改编]。( )√ √ 2.(2021北师大附中高三月考)下列关于细胞的成分、结构及功能的叙述,正确的有( )①有核糖体的细胞一定能合成分泌蛋白 ②没有线粒体的细胞一定是原核细胞 ③能进行光合作用的细胞一定含有叶绿体 ④植物细胞内的色素均能参与光合作用 ⑤叶绿体、线粒体和核糖体中都含有RNA和蛋白质 ⑥核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出 ⑦与其他细胞相比,动物细胞特有的细胞器是中心体 ⑧在高倍显微镜下可看到线粒体外膜、内膜及内膜向内折叠形成的嵴A.一项 B.两项 C.三项 D.四项答案 A 解析 有核糖体的细胞不一定能合成分泌蛋白,如原核细胞都有核糖体,但是不能合成分泌蛋白,①错误;没有线粒体的细胞不一定是原核细胞,如蛔虫细胞属于真核细胞,②错误;蓝细菌的细胞是原核细胞,不含叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用,③错误;植物细胞内叶绿体中的色素能参与光合作用,而液泡中的色素不能参与光合作用,④错误;叶绿体、线粒体和核糖体中都含有RNA和蛋白质,⑤正确;核孔具有选择性,核膜上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道,但不是自由进出,⑥错误;与高等植物细胞相比,动物细胞特有的细胞器是中心体,低等植物细胞也含有中心体,⑦错误;在电子显微镜下才能看到线粒体外膜、内膜及内膜向内折叠形成的嵴,⑧错误。3.(2021山东济南模拟)多数分泌蛋白的肽链氨基端含有信号肽序列,依赖于经典分泌途径通过内质网—高尔基体分泌到细胞外,但此途径中发生的翻译后的修饰会使分泌出的有些蛋白质不具有生物活性。研究表明,真核细胞中有少数蛋白质的分泌不能通过经典分泌途径,而依赖于直接跨膜到细胞外等非经典分泌途径。下列叙述正确的是( )A.两种途径分泌的蛋白质均在核糖体上合成,全部蛋白质都有信号肽序列B.信号肽序列可引导多肽进入内质网加工、修饰,这与细胞间的信息交流有关C.非经典分泌途径存在于真核细胞,经典分泌途径存在于原核细胞D.非经典分泌途径的存在,能够使一些特殊结构的蛋白质保持生物活性答案 D 解析 核糖体是细胞内合成蛋白质的场所,经典分泌和非经典分泌的蛋白质都是在核糖体上合成的,少数蛋白质的分泌不能通过经典分泌途径,是由于没有信号肽序列,A项错误。信号肽序列可引导多肽进入内质网加工、修饰,这是细胞内的活动,B项错误。经典分泌途径需要内质网加工,然后形成囊泡,囊泡膜和高尔基体膜融合,高尔基体进行进一步的加工,然后形成囊泡,囊泡膜和细胞膜融合,将物质分泌到细胞外,原核细胞只有核糖体,C项错误。非经典分泌途径的存在,能够使一些特殊结构的蛋白质易于分泌,非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充,非经典分泌途径的存在是生物长期进化的结果,D项正确。易错点拨细胞结构与功能中的五个“一定”与“不一定” 1.厘清动植物细胞的吸水和失水 多少选择透过性特别提醒人工膜不等同于细胞膜 2.物质出入细胞方式的判断 3.影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、O2浓度(1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内) 自由扩散协助扩散或主动运输(2)O2浓度 点拨温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性,来影响物质运输的速率。 自由扩散、协助扩散主动运输对点训练题组一 精典对练——拿高分▶题型一 结合物质运输方式,考查科学思维1.(2021河北卷)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如下图所示,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中答案 D 解析 血液流经肌肉组织时,O2从红细胞进入血浆,经毛细血管壁、组织液进入肌肉细胞,CO2进入红细胞,A项正确。①②是自由扩散,④从高浓度一侧到低浓度一侧,需要载体蛋白,属于协助扩散,⑤是水分子通过水通道蛋白的运输,是协助扩散,B项正确。③是主动运输,人体成熟红细胞无线粒体,通过无氧呼吸产生ATP为主动运输供能,C项正确。人体成熟红细胞无细胞核及各种细胞器,所以糖蛋白不会更新,D项错误。2.下图表示细胞膜上普遍存在的钠—钾泵的结构。下列说法正确的是( ) A.该ATP酶的形状变化为ATP的水解提供能量B.钠—钾泵可同时转运Na+和K+,所以该载体蛋白不具有特异性C.神经细胞Na+排出的方式和K+外流的方式不同D.低温、低氧不会影响钠—钾泵运输Na+,K+答案 C 解析 ATP酶具有催化作用,可以降低化学反应的活化能,但是不能为ATP的水解提供能量,A项错误。由题图可知,钠—钾泵在吸钾排钠的跨膜运输过程中,结合Na+和K+的部位不同,因此该载体蛋白的运输是具有特异性的,B项错误。神经细胞Na+排出的方式是主动运输,而K+外流的方式是协助扩散,C项正确。钠—钾泵运输Na+、K+属于主动运输,需消耗ATP,而低温、低氧会影响细胞呼吸,影响ATP的生成,所以低温、低氧都会影响钠—钾泵运输Na+、K+,D项错误。题后归纳归纳物质跨膜运输的特殊情况 (1)大多数神经递质虽是小分子,但以胞吐方式由突触前膜释放至突触间隙。(2)同一物质进出细胞的方式不一定相同,举例如下。 ▶题型二 围绕物质跨膜运输相关的实验设计,考查科学探究3.(2021湖南卷)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是( )A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低D.物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液和物质的量浓度为1 mol/L的蔗糖溶液的渗透压大小相等答案 D 解析 施肥过多使外界溶液浓度过高,大于细胞液的浓度,细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡,引起“烧苗”现象,A项正确。发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层,而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质,质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部与细胞壁分开,B项正确。植物细胞在发生质壁分离复原的过程中,不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低,与外界溶液浓度差减小,细胞的吸水能力逐渐降低,C项正确。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液和物质的量浓度为1 mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同,NaCl溶液的渗透压高于葡萄糖溶液,D项错误。4.(2021广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )A.比较保卫细胞细胞液浓度,用蔗糖溶液③处理后大于用蔗糖溶液①处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C.滴加蔗糖溶液③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③答案 A 解析 由题图可知,用蔗糖溶液①处理保卫细胞后,细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此用蔗糖溶液③处理后保卫细胞细胞液浓度小于用蔗糖溶液①处理后保卫细胞细胞液浓度,A项错误,C项正确。用蔗糖溶液②处理细胞后,气孔开度变小,说明细胞失水,可观察到质壁分离现象,B项正确。由以上分析可知,蔗糖溶液①近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故3种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D项正确。5.某学校生物兴趣小组验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。现提供如下材料:牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、质量分数为5%的葡萄糖溶液、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等。请完善如下实验过程。(1)实验原理:主动运输需要载体蛋白参与且消耗能量,协助扩散需要转运蛋白参与且具有浓度差。(2)实验步骤:①取三个培养瓶,编号A、B、C,向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和质量分数为5%的葡萄糖溶液;② ; ③ 。 (3)预期结果: 。 (4)实验结论: 。 答案 (2)向A瓶中加入5 mL蒸馏水,向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂,向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂 在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后,利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量(3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶(4)牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输解析 (2)取3个培养瓶,编号A、B、C,向3个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和质量分数为5%的葡萄糖溶液。向A瓶中加入5 mL蒸馏水,向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂,向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后,利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,则B组中葡萄糖的运输会受到抑制,C组中葡萄糖的运输不受限制,因此预期结果为A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论:牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。▶题型三 借助主动运输的多种供能方式,考查科学思维能力6.(2021山东聊城一模)植物叶肉细胞光合作用合成的有机物以蔗糖的形式经筛管不断运出。蔗糖分子利用H+形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与H+同向跨膜运输,如下图所示。下列叙述错误的是( )A.植物体缺K+会影响光合作用产物的运输B.ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解C.叶肉细胞与筛管间H+浓度差的维持离不开ATP酶D.蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,属于协助扩散答案 D 解析 K+与植物有机物的运输有关,植物体缺K+会影响光合作用产物的运输,A项正确。ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解,B项正确。叶肉细胞与筛管间H+浓度差的维持属于主动运输,离不开ATP酶催化ATP水解为其提供能量,C项正确。蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,但依赖H+浓度差产生的能量,依然属于主动运输,D项错误。7.(2021山东卷)液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞器,液泡膜上的 H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 H+,建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。该浓度梯度驱动 H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输,从而使 Ca2+以与 H+相反的方向同时通过 CAX 进入液泡并储存。下列说法错误的是( )A.Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式属于协助扩散B.Ca2+通过 CAX 的运输有利于植物细胞保持坚挺C.加入 H+焦磷酸酶抑制剂,Ca2+通过 CAX 的运输速率变慢D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输答案 A 解析 Ca2+通过CAX的跨膜运输方式为主动运输,所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供,A项错误。Ca2+通过CAX的运输进入液泡增加细胞液的浓度,有利于植物细胞保持坚挺,B项正确。加入H+焦磷酸酶抑制剂,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,为Ca2+通过CAX的运输提供的能量减少,C项正确。H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供,为主动运输,D项正确。题组二 易错防范——不失分1.物质跨膜运输主要是细胞与环境间的物质交换,包括细胞对营养物质的吸收、原材料的摄取、代谢废物的排出及产物的分泌,是细胞维持正常生命活动的基础之一。判断下列有关物质跨膜运输的叙述是否正确。(1)取某植物成熟叶的叶圆片放入甲糖(甲糖不能通过细胞膜)溶液中,一段时间后发现甲糖溶液浓度升高,是因为叶圆片细胞吸收了甲糖溶液中的水[2020全国Ⅱ卷,T5A改编]。( )(2)质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小[2020山东卷,T3C]。( )(3)在不染色的条件下,最适合观察细胞质壁分离现象的是紫色洋葱根尖分生区细胞[2018海南卷,T5B改编]。( )√ × × (4)二氧化碳能通过自由扩散的方式通过细胞膜[2018北京卷,T1B改编]。( )(5)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的[2016全国Ⅰ卷,T2B]。( )(6)mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐作用[2015全国Ⅱ卷,T3B]。( )√ × × 2.(2021湖北黄冈模拟)钠—葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂(SGLT2i)是治疗2型糖尿病的口服降糖新药。钠—葡萄糖协同转运蛋白(SGLT)是一类分布广泛的膜蛋白,已被发现的有6种,其中SGLT1能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转入血液,SGLT2负责肾小管上皮细胞主动重吸收90%的葡萄糖,新药通过与SGLT2结合降低肾重吸收葡萄糖的能力,进而促进尿糖排泄,达到降糖作用。下列相关分析错误的是( )A.人成熟红细胞的细胞膜上可能不存在SGLT1与SGLT2B.SGLT2i与SGLT2结合后会改变SGLT2的功能C.SGLT1与SGLT2转运葡萄糖时都需要消耗能量D.SGLT1与SGLT2的空间结构相同,只是表达的器官有差异答案 D 解析 人的成熟红细胞通过协助扩散转运葡萄糖,因此其细胞膜上可能不存在SGLT1与SGLT2,A项正确。SGLT2i与SGLT2结合后能降低肾重吸收葡萄糖的能力,推测SGLT2i与SGLT2结合后会改变SGLT2的功能,B项正确。SGLT1能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转入血液,SGLT2负责肾小管中90%葡萄糖的重吸收,可见SGLT1和SGLT2转运葡萄糖的过程都是需要消耗能量的主动运输,C项正确。SGLT1与SGLT2是不同的蛋白质,因此其空间结构有差异,D项错误。3.(2021北京房山高三期末)右上图表示几种常见的物质进出细胞的方式。下列相关说法错误的是( )A.同种生物不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同B.①和②均属于被动运输,需要相应的蛋白质进行协助C.③属于主动运输,能够逆浓度梯度转运物质且消耗能量D.胰岛素是大分子蛋白质,以③方式进入组织细胞发挥作用答案 D 解析 同种生物不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同,A项正确。①表示经过通道蛋白的协助扩散,②属于由载体蛋白参与的协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,属于被动运输,需要相应的蛋白质进行协助,B项正确。③属于主动运输,能够逆浓度梯度转运物质且消耗能量,C项正确。胰岛素是大分子蛋白质,以胞吐的方式运出细胞发挥作用,D项错误。4.(2021山东威海高三期末)Na+-K+泵是一种特殊的载体蛋白,该蛋白既可催化ATP水解,又能促进Na+和K+的转运。已知每消耗1 mmol的ATP能将3 mmol的Na+泵出细胞,并将2 mmol的K+泵入细胞,具体过程如下图所示。下列说法正确的是( )A.Na+泵出细胞和K+泵入细胞的过程属于协助扩散B.Na+-K+泵持续运输Na+和K+的过程中会导致ADP大量积累C.Na+-K+泵运输Na+和K+的过程会引起细胞膜内外电位的变化D.加入蛋白质变性剂会提高Na+-K+泵跨膜运输离子的速率答案 C 解析 Na+泵出细胞和K+泵入细胞的过程均消耗ATP,都是逆浓度梯度运输,所以属于主动运输,A项错误。该运输过程持续进行会加快ATP与ADP的相互转化,不会导致细胞内积累大量的ADP,B项错误。Na+-K+泵运输Na+和K+的过程每消耗1 mmolATP,就逆浓度梯度将3 mmol的Na+泵出细胞外,将2 mmol K+泵入细胞内,会引起细胞膜内外电位的变化,C项正确。加入蛋白质变性剂会降低Na+-K+泵跨膜运输离子的速率,D项错误。易错点拨载体蛋白在行使物质运输功能时,与被运输分子结合,空间结构发生变化(没有变性失活)。被运输分子到达膜另一侧后,脱离载体蛋白,载体蛋白恢复原空间结构。专项模块•素能培优热点突破2病毒微网建构考向探析“病毒”相关内容在教科书中所占篇幅很少,仅提及病毒生活与细胞的关系、噬菌体侵染细菌实验、病毒遗传物质探索及病毒作为基因工程载体、动物细胞融合促融剂等。然而,近年高考越来越注重与生产、生活实际及人体疾病、健康相结合。高考对病毒的考查无论从频次上,还是涉及的考查内容的深度、广度上,都彰显出了其突出地位,未来高考可能会对病毒的结构、类型判定、与人类疾病健康的关系及预防或疫苗制备等进行考查。典题感悟1.(2020全国Ⅰ卷)新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯,提高公共卫生安全意识。下列相关叙述错误的是( )A.戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播B.病毒能够在餐具上增殖,用食盐溶液浸泡餐具可以阻止病毒增殖C.高温可破坏病原体蛋白质的空间结构,煮沸处理餐具可杀死病原体D.生活中接触的物体表面可能存在病原微生物,勤洗手可降低感染风险答案 B 解析 预防传染病的措施包括控制传染源、切断传播途径、保护易感人群,戴口罩、勤洗手属于切断传播途径,A、D两项正确。病毒只能在活的宿主细胞中增殖,在餐具上不能增殖,B项错误。高温能够使病原体的蛋白质变性失活,因此煮沸处理餐具可杀死病原体,C项正确。2.(2020全国Ⅲ卷)新冠病毒是一种RNA病毒。新冠肺炎疫情给人们的生活带来了巨大影响。下列与新冠肺炎疫情防控相关的叙述,错误的是( )A.新冠病毒含有核酸和蛋白质,通过核酸检测可排查新冠病毒感染者B.教室经常开窗通风可以促进空气流动,降低室内病原微生物的密度C.通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧,因此可以通过体温测量初步排查D.每天适量饮酒可以预防新冠肺炎,因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性答案 D 解析 由题意可知,新冠病毒中的核酸是RNA,可通过检测人体中是否含有该种RNA来排查新冠病毒感染者,A项正确。教室开窗通风可以促进室内外的空气交换,从而降低室内病原微生物的密度,B项正确。感染新冠病毒后,患者的体温会升高,出现发热症状,因此可以通过测量体温初步进行排查,C项正确。饮酒后,酒精分子被人体吸收,主要在肝中进行分解代谢,无法使细胞内新冠病毒的蛋白质变性,D项错误。3.(2017全国Ⅰ卷)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案 (1)实验思路甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)预期实验结果及结论若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。解析 DNA与RNA在结构上的区别体现在碱基的种类、五碳糖的种类以及空间结构的不同。本题应通过测定新病毒所含碱基的种类确定其类型。DNA特有的碱基为胸腺嘧啶,RNA特有的碱基为尿嘧啶,故应分别用含有放射性标记尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养宿主细胞,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。根据收集到的病毒的放射性可知其所含碱基的种类(T或U),进而判断出其类型。
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