统考版2024高考生物二轮专题复习专题一生命系统的物质基础和结构基础第2讲生命系统的结构基次件课件PPT
展开聚焦新课标:1.2各种细胞具有相似的基本结构,但在形态与功能上有所差异。
纵 引 横 连————建网络
遗传信息库,细胞代谢和遗传的控制中心
从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白和能量
边 角 扫 描————全面清提醒:判断正误并找到课本原话1.(1)功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量就越多。(P41正文中部)( )(2)细胞癌变过程中,有的癌细胞膜上会产生甲胎蛋白、癌胚抗原等特殊蛋白质。(P41与生活的联系)( )2.台盼蓝染色鉴定活细胞,只有活细胞会染成蓝色,主要是细胞膜有选择透过性。(P43拓展题)( )3.内质网除了用于蛋白质的加工,还是脂质的合成车间。(P45正文下部)( )
4.(1)硅肺:硅尘被吞噬细胞吞噬,但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的膜,使细胞死亡。(P46相关信息)( )(2)溶酶体内含多种水解酶,能分解衰老损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。(P46正文)( )5.内质网膜可内连核膜,外连细胞膜。各种生物膜成分和结构相似,结构和功能上紧密联系和协调配合。(P49图3-9)( )6.将磷脂制成很小的小球,让这些小球包裹着药物,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(即胞吞)。(P49相关信息)( )7.细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。(P55正文下部)( )
8.(1)鲜肉立即做熟,肉会很老,鲜肉过一段时间后再煮,肉反而鲜嫩,主要与细胞内的溶酶体提前把一些大分子物质水解有关。(P58知识迁移)( )(2)用显微镜观察无色且未染色的细胞,应该把视野调亮些,可换成凹面反光镜和大光圈。(P58技能应用)( )(3)最原始的地球生命是单细胞生物,形成单细胞最重要的一步是形成细胞膜,根据原核细胞与真核细胞的区别,可猜测细胞内的膜可能是由细胞膜演化而来的。(P58思维拓展)( )9.成熟的植物细胞,细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层的选择透过性取决于细胞膜和液泡膜。(P61正文中部)( )
10.(1)磷脂分子的组成元素有C、H、O、N、P。(P66右上角图)( )(2)在细胞膜的外表,有糖蛋白(叫糖被),消化道和呼吸道表面的糖蛋白有保护和润滑作用,糖蛋白常作为受体蛋白,与细胞识别(信息交流)有关。(P68下部小字)( )11.通道蛋白具有特异性,分子或离子通过通道蛋白属于协助扩散。(P74科学前沿)( )
整合考点2 “既分工又合作”的细胞结构
考点整合 固考基1.归纳识记五类物质的合成场所
2.感悟细胞的结构与功能的适应性(1)细胞膜:
(2)细胞器:①叶绿体类囊体薄膜堆叠使膜面积增大,利于________。②线粒体内膜突出形成嵴,利于附着________。③内质网膜面积大,利于物质运输。④溶酶体内含大量________,有利于细胞内消化。(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。
3.“三看”分泌蛋白的合成、加工、运输
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
5.明确细胞核的“两”大功能(1)细胞内遗传物质贮存、复制和转录的主要场所(遗传信息库)。(2)细胞____________的控制中心。
6.“三看法”快速区分原核细胞和真核细胞
(1)有细胞壁的细胞不一定都是植物细胞,如原核细胞、真菌细胞也有细胞壁。(2)糖蛋白和糖脂主要分布在细胞膜的外表面,与信息传递有关,据此可判断细胞膜内外侧。(3)核糖体、中心体不属于生物膜系统的组成结构;生物膜系统是真核生物特有的结构体系,原核生物只有细胞膜,无生物膜系统。(4)细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,但不是细胞代谢的主要场所,细胞代谢的主要场所是细胞质基质。(5)蛋白质和RNA能通过核孔进出细胞核,DNA不能进出细胞核;大分子出入核孔是需要消耗能量的,且核孔具有选择性。
类研真题 明考向类型1 全国卷真题体验寻趋势1.[2021·全国甲卷]选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述,错误的是( )A.鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色B.观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用龙胆紫溶液使其着色C.观察RNA在细胞中分布的实验中,盐酸处理可改变细胞膜的通透性D.观察植物细胞吸水和失水时,可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
解析:台盼蓝常用于检测细胞的死活,只有死细胞才会被台盼蓝染成蓝色;代谢旺盛的动物细胞为活细胞,不能被台盼蓝染成蓝色,A错误;染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色,B正确;在观察RNA在细胞中分布的实验中,盐酸可以改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,C正确;在观察植物细胞吸水和失水实验中,可用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮,D正确。
7.[2020·全国卷Ⅱ,30节选]为了研究细胞器的功能,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,再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题:(3)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放;如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光,________(填“有”或“没有”)氧气释放,原因是_________________________________________________________。
类囊体膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能
解析:(3)由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能,故有氧气释放。
类型2 地方卷真题体验寻共性3.[2023·浙江1月]性腺细胞的内质网是合成性激素的场所。在一定条件下,部分内质网被包裹后与细胞器X融合而被降解,从而调节了性激素的分泌量。细胞器X是( )A.溶酶体 B.中心体C.线粒体 D.高尔基体
解析:根据题意“部分内质网被包裹后与细胞器X融合而被降解”,可推测细胞器X内含有水解酶,是细胞内的消化车间,故可知细胞器X是溶酶体,A正确,B、C、D错误。
4.[2023·浙江6月]囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行,细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是( )A.囊泡的运输依赖于细胞骨架B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
解析:细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构,与物质运输等活动有关,囊泡运输依赖于细胞骨架,A正确;核糖体是无膜细胞器,不能产生囊泡,B错误;囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特点,即细胞膜具有流动性,C错误;囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化,并不能将细胞内所有结构形成统一的整体,D错误。
5.[2023·海南卷]不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。下列有关叙述错误的是( )A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
解析:细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的,大多数蛋白质也是可以流动的,因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性,A正确;糖蛋白与细胞识别作用有密切关系,因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关,B正确;哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体,C错误;功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,由表格内容可知,线粒体内膜的蛋白质含量最高,其功能最复杂,神经鞘细胞质膜的蛋白质含量最少,其功能最简单,D正确。
6.[2023·湖南卷]关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动B.核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关C.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2的场所D.内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
解析:细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关,故细胞骨架破坏会影响到这些生命活动的正常进行,A正确;核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,B正确;有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质,C错误;内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道,D正确。
7.[2023·山东卷]溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
解析:Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体,说明H+浓度在溶酶体内较高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,方式属于主动运输,A正确;溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,若载体蛋白失活,溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低,进而导致溶酶体内的吞噬物积累,B正确;Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C正确;细胞质基质中的pH与溶酶体内不同,溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶可能失活,D错误。
8.[2021·山东卷]高尔基体膜上的RS受体特异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
解析:由题意可知,如果含有短肽序列RS的蛋白质错误转运到高尔基体,高尔基体通过囊泡运输的方式可将该类蛋白运回内质网,推测正常情况下含有短肽序列RS的蛋白质留在内质网,并不需要进入高尔基体内加工,所以该类蛋白应该属于胞内蛋白,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,A正确;该类蛋白通过囊泡运输的方式被运回内质网,囊泡运输的过程消耗ATP,B正确;由于RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱,所以高尔基体膜上的RS受体所在区域的pH比内质网的pH低,C错误;RS功能的缺失会导致高尔基体内该类蛋白不能被RS受体特异识别并结合,进而使高尔基体不能以出芽的形式形成囊泡将该类蛋白运回内质网,故该类蛋白在高尔基体内的含量可能增加,D正确。
9.[2021·河北卷]下列叙述正确的是( )A.酵母菌和白细胞都有细胞骨架B.发菜和水绵都有叶绿体C.颤藻、伞藻和小球藻都有细胞核D.黑藻、根瘤菌和草履虫都有细胞壁
解析:酵母菌属于真菌,是真核生物,白细胞是真核细胞,这两种细胞都具有细胞骨架,A正确;发菜属于蓝藻,是原核生物,其细胞中没有叶绿体,水绵细胞中具有叶绿体,B错误;颤藻属于蓝藻,是原核生物,没有细胞核,只有拟核,伞藻和小球藻是真核生物,它们的细胞中具有细胞核,C错误;黑藻是植物,其细胞具有细胞壁,根瘤菌是细菌,其细胞也具有细胞壁,草履虫是单细胞原生动物,不具有细胞壁,D错误。
10.[2021·湖南卷]关于下列微生物的叙述,正确的是( )A.蓝藻细胞内含有叶绿体,能进行光合作用B.酵母菌有细胞壁和核糖体,属于单细胞原核生物C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸D.支原体属于原核生物,细胞内含有染色质和核糖体
解析:蓝藻属于原核生物,其细胞内不含叶绿体,但是含有叶绿素和藻蓝素等光合色素,故可以进行光合作用,A错误;酵母菌是一种单细胞真菌,具有细胞壁和核糖体,属于真核生物,B错误;破伤风杆菌是厌氧型原核生物,故其细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸,C正确;支原体属于原核生物,细胞内含有核糖体,无染色质,D错误。
11.[2021·浙江6月]蓝细菌是一类古老的原核生物。下列叙述错误的是( )A.没有内质网,但有核糖体B.没有成形的细胞核,但有核仁C.没有叶绿体,但能进行光合作用D.没有线粒体,但能进行细胞呼吸
解析:蓝细菌是原核生物,细胞内只有核糖体这一种细胞器,没有成形的细胞核,所以也没有核仁、核膜和核孔,A正确,B错误;蓝细菌没有叶绿体和线粒体,但是其细胞内含有光合色素和呼吸作用相关的酶,故可进行光合作用和细胞呼吸,C、D正确。
长句专练 强素养1.原因分析类(1)[2019·海南卷,26(1)]通常,成人体内生成红细胞的场所是________;成熟红细胞不能合成血红蛋白,其原因是__________________。(2)用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质,在空气—水界面铺展成单分子层,测得单分子层的面积大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因:________________________________________________________。
胰岛B细胞中除细胞膜外,还有核膜和各种细胞器膜,它们都含有磷脂分子
(3)在小鼠细胞和人细胞融合实验中,若降低温度,细胞完全融合所需要的时间明显延长,请分析原因:____________________________________________________________________________________。(4)在电子显微镜下观察,可看到叶绿体内部有一些颗粒,它们被看作是叶绿体的脂质仓库,其体积随叶绿体的生长而逐渐变小,可能的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。
温度会影响分子的运动,进而影响细胞膜的流动性
颗粒中的脂质参与合成叶绿体中的膜结构(或颗粒中的脂质参与叶绿体中类囊体膜的合成)
(5)某细胞膜上某些分子被荧光染料处理后可发出荧光,再用高强度激光照射,被照射区域可被“漂白”,即荧光消失,随后,该“漂白”区域荧光逐渐恢复。推测其原因有两种:一是从物质特点上看,被漂白物质的荧光会自动恢复;二是从膜的结构特点来分析,原因是________________________。(6)线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜多,请从结构与功能观的角度分析原因:_____________________________________________________________________________________________________。
被漂白区域内外分子的运动
线粒体内膜功能较外膜复杂,功能越复杂的生物膜,含有的蛋白质的种类和数量越多
2.(概念辨析类)细胞骨架与生物膜的基本支架在物质构成上有什么不同?____________________________________________________________________________________________________________________3.(判断依据类)据报道,一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖,可口服使用,以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式是什么?判断的依据是什么?____________________________________________________________________________________________________________________
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,生物膜基本支架是由磷脂双分子层组成的。
胞吞,瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质,属于生物大分子。
4.(科学探究类)尝试写出探究“癌细胞的分散和转移与细胞膜的成分含量改变有关”的实验思路和预期结果。___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
实验思路:取等量的小鼠癌细胞和正常的体细胞,分析比较二者细胞膜上糖蛋白及甲胎蛋白和癌胚抗原等物质;预期结果:癌细胞膜上糖蛋白减少,有的产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。
题组集训 提考能题组预测一 基于结构—功能观的生命观念的学科素养考查1.[2023·广东梅州二模]“结构与功能相适应”的原则是生物学的基本观点之一,下列与该原则相符的是( )A.溶酶体可以合成大量的酸性水解酶,得以分解衰老、损伤的细胞器B.叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积,有利于化学反应高效地进行C.细胞壁是植物细胞系统的边界,具有控制物质进出细胞的功能D.细胞骨架是由纤维素组成的网架结构,与细胞的运动、分裂等有关
解析:酸性水解酶的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,A错误;叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积,前者以类囊体薄膜形成基粒形式、后者以内膜折叠形成嵴的形式增大膜面积,有利于化学反应高效地进行,B正确;植物细胞的系统边界是细胞膜,C错误;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂和分化等有关,D错误。
2.[2023·湖北模拟]生物体的结构对其功能起着决定性的作用,下列相关叙述错误的是( )A.高尔基体与高等植物细胞有丝分裂过程中细胞板的形成有关B.细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与多种生命活动密切相关C.大肠杆菌进行生命活动所需的能量主要由线粒体提供D.核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所
解析:高等植物细胞壁的形成与高尔基体有关,植物细胞有丝分裂过程中,细胞板会扩展成为细胞壁,故高尔基体与高等植物细胞有丝分裂过程中细胞板的形成有关,A正确;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,B正确;大肠杆菌是原核生物,原核生物无线粒体,C错误;真核细胞的核仁与RNA的形成和核糖体的形成有关,核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所,D正确。
3.[2023·贵州模拟]结构与功能观是重要的生命观念,在各个层次的生命系统中都能充分体现。下列有关细胞的结构与其功能相适应的叙述,错误的是( )A.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的重要结构B.细胞质中含有核酸的细胞器不一定同时含有蛋白质和磷脂C.细胞骨架在维持细胞形态中起着重要作用,还与细胞分化有关D.代谢旺盛的细胞核孔数量多与其核质间频繁的物质交换和信息交流相关
解析:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用,但没有与膜上的受体结合,A错误;细胞质中含有核酸的细胞器不一定同时含有蛋白质和磷脂,比如核糖体含有RNA和蛋白质,但不含有膜,所以不含磷脂,B正确;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,在维持细胞形态中起着重要作用,还与细胞分化等有关,C正确;核孔是核质间物质交换和信息交流的通道,因此代谢旺盛的细胞核孔数量多,D正确。
题组预测二 获取信息能力及综合能力的考查4.[2023·河北二模]细胞骨架主要包括微管、微丝和中间丝三种结构。其中微管几乎存在于所有真核细胞中,由微管蛋白组装而成。当用秋水仙素等药物处理体外培养的细胞时,微管很快就解聚,细胞变圆。与此相应的变化是内质网缩回到细胞核周围,高尔基体解体成小的膜泡样结构分散在细胞质内,细胞内依赖于微管的物质运输系统全面瘫痪,那些处于分裂期的细胞停止分裂。下面的说法错误的是( )A.细胞器的分布及细胞的形态与微管有很大关系B.同一个体不同细胞内含有的微管基因不同C.分裂期细胞停止分裂是因为染色体的运动依赖于微管的组装和去组装D.微管系统可以帮助一些生物大分子完成定向运输
解析:细胞骨架的存在能支持细胞器的结构和分布,细胞器的分布及细胞的形态与微管有很大关系,A正确;同一个体不同细胞都由同一个受精卵发育而来,故其中含有的微管基因相同,B错误;有丝分裂过程中,染色体的移动依赖于微管的组装和解聚,分裂期细胞停止分裂是因为染色体的运动依赖于微管的组装和去组装,C正确;细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,微管系统可以帮助一些生物大分子完成定向运输,D正确。
5.[2023·湖北模拟]溶酶体是在高尔基体的TGN面以出芽的形式形成的,其某一种形成过程如图所示,内质网(rER)上的核糖体合成溶酶体蛋白后,进入到内质网进行修饰,再进入高尔基体进行加工,使得溶酶体蛋白携带特殊标记,该标记与高尔基体TGN膜囊上的受体结合形成囊泡并释放,最终形成溶酶体。
下列关于该过程的说法,错误的是( )A.溶酶体具有单层膜结构,内含多种酸性水解酶,包括蛋白酶、核酸酶、脂肪酶等B.若细胞合成图中受体的途径受阻,衰老、损伤的细胞器一定会在细胞内积累C.溶酶体在形成的过程中,伴随着生物膜组分的更新,体现了生物膜的流动性D.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞自身结构被破坏
解析:溶酶体具有单层膜结构,内含多种酸性水解酶,包括蛋白酶、核酸酶、脂肪酶等,能够分解衰老、损伤的细胞器,A正确;据图可知,图示为一种溶酶体的形成过程,此外还存在其他溶酶体形成途径,故细胞合成图中受体的途径受阻,衰老、损伤的细胞器不一定会积累,B错误;溶酶体在形成的过程中,伴随着生物膜组分的更新,该过程依赖于细胞膜的流动性的结构特点,体现了生物膜的流动性,C正确;溶酶体中含有多种水解酶,溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞自身结构的破坏,D正确。
6.[2023·海南中学二模]胞间连丝是贯穿两个相邻细胞细胞壁的圆柱形细胞质通道。高等植物大多数相邻的细胞间能形成胞间连丝。初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的;次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的(如图)。
下列叙述错误的是( )A.胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系B.体细胞的初生胞间连丝构成细胞骨架并参与细胞的能量转换C.次生胞间连丝的形成与纤维素酶、果胶酶等有关D.胞间连丝有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流
解析:初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的,胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系,A正确;胞间连丝是细胞壁、细胞膜上的通道,有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流,不能进行能量转换,B错误,D正确;次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的,水解细胞壁需要纤维素酶、果胶酶,次生胞间连丝的形成与纤维素酶、果胶酶等有关,C正确。
7.[2023·山东青岛三模]已知生物毒素a是由蛋白质b经过糖链修饰的糖蛋白,通过胞吞进入细胞,专一性地抑制人核糖体的功能。为研究a的结构与功能的关系,某小组取a、b和c(由a经高温加热处理获得,糖链不变)三种蛋白样品,分别加入三组等量的某种癌细胞(X)培养物中,适当培养后,检测X细胞内样品蛋白的含量和X细胞活力(初始细胞活力为100%),结果如图所示。
下列相关分析不合理的是( )A.动物细胞中,蛋白质的糖链修饰可能发生在内质网中B.根据图1可知,糖蛋白进入细胞几乎不受蛋白质b变性的影响C.生物毒素a组细胞的蛋白质合成量少于蛋白质b组细胞的D.生物毒素a能显著抑制X细胞的活力,主要依赖糖链和蛋白质b
解析:蛋白质的加工主要在内质网中进行,所以动物细胞中,蛋白质的糖链修饰可能发生在内质网中,A正确;根据图1可知,细胞内样品蛋白含量b基本不变,说明糖蛋白进入细胞几乎不受蛋白质b变性的影响,B正确;图2中,a组细胞活力降低,b组细胞活力基本不变,则生物毒素a组细胞的蛋白质合成量少于蛋白质b组细胞的,C正确;a和c都含有糖链,根据实验和图2可知,a能正常发挥抑制X细胞活力的作用,但蛋白质空间结构被破坏的c不能,说明a抑制X细胞活力主要是由蛋白b的空间结构决定的,D错误。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训8.[2023·四川成都三模]细胞具有一套调控“自身质量”的生理过程,以确保自身生命活动在相对稳定的环境中进行。回答下列问题:(1)蛋白质的单体是氨基酸,若干单体形成的肽链先在________内加工、折叠,再由囊泡运输到高尔基体进一步修饰。若折叠过程发生错误,则蛋白质无法从该处运出,进而导致在细胞内堆积。
解析:氨基酸形成的肽链在内质网腔内加工、折叠,由囊泡运输到高尔基体进一步修饰。
(2)错误折叠的蛋白质聚集会影响细胞的功能,另外细胞内损伤的线粒体等细胞器也会影响细胞的功能。研究发现,细胞通过下图所示的自噬机制进行调控。错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记,泛素先与错误折叠的蛋白质或者损伤的线粒体结合,再与________结合,接着一起被包裹进吞噬泡,最后融入溶酶体中被水解酶降解。降解产物,一部分以代谢废物的形式排出细胞外,一部分____________。
解析:分析题图可知:错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记,被标记的蛋白质会与自噬受体结合,并被包进吞噬泡,最后融入溶酶体中被水解酶降解。降解产物,一部分以代谢废物的形式排出细胞外,一部分被细胞再利用。
(3)细胞自噬过程主要依赖于溶酶体内水解酶的作用,已知溶酶体内部pH在5.0左右,是水解酶最适的pH值,而细胞质基质中pH在7.0左右。若少量溶酶体破裂,水解酶溢出一般不会损伤细胞结构,原因是_____________________。(4)研究发现,癌细胞中某些泛素比正常细胞内的含量多,这是它在体内“恶劣环境”下存活的关键。结合上述信息分析,在研发增强化疗和放疗效果的药物时,可以考虑_________(填“增强”或“抑制”)相关泛素分子的活性。
pH改变,水解酶活性降低
解析:(3)溶酶体中酶的适宜pH为5.0左右,而细胞质基质中的pH在7.0左右,由于pH改变,水解酶活性降低甚至失活。因此,若少量溶酶体破裂水解酶溢出,一般也不会损伤细胞结构。(4)癌细胞内部的某些泛素比正常细胞内的含量多,这是它能在体内“恶劣环境”下存活的关键。因此,研发增强化疗和放疗效果的药物时,可以考虑抑制相关泛素分子的活性。
整合考点3 “管控有方”的物质出入细胞的方式
考点整合 固考基1.巧辨物质运输方式“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
2.判断五类模型图中物质运输的方式(填空)
物质出入细胞方式有关的八个“不一定”(1)需要载体蛋白协助的不一定是主动运输,还有可能是协助扩散。(2)消耗能量的不一定是主动运输,还有可能是胞吞或胞吐。(3)顺浓度梯度进行的不一定是自由扩散,还有可能是协助扩散。(4)载体蛋白的作用不一定只是运输物质,还可能具有催化作用。(5)同种物质出入细胞的方式不一定相同,如钠离子进入神经细胞的方式为协助扩散,而运出神经细胞的方式为主动运输。(6)胞吐、胞吞的不一定是大分子物质,如神经递质是小分子物质,通过胞吐排出细胞。(7)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的,如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。(8)无机盐离子的运输方式不一定是主动运输,如Na+通过协助扩散进入神经细胞。
3.探究物质跨膜运输的方式(1)探究主动运输和被动运输
(2)探究自由扩散和协助扩散
4.影响物质跨膜运输的因素(1)内因:物质的跨膜运输与膜的流动性和选择透过性有关,选择透过性的结构基础是膜上的载体蛋白的___________。
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
类研真题 明考向类型1 全国卷真题体验寻趋势1.[2023·全国甲卷]物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,正确的是( )A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATPC.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
解析:乙醇是有机物,与细胞膜中磷脂相似相溶,可以通过自由扩散的方式进入细胞,A错误;血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,血浆中的K+进入红细胞是逆浓度梯度为主动运输,需要消耗ATP并需要载体蛋白,B正确;抗体为分泌蛋白,分泌过程为胞吐,需要消耗能量,C错误;葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输,进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散,D错误。
2.[2023·全国甲卷]探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
解析:用30%蔗糖溶液处理之后,细胞失水,原生质体和液泡的体积都会减小,细胞液浓度上升;用清水处理之后,细胞吸水,原生质体和液泡体积会扩大,细胞液浓度下降,A、B错误;随着所用蔗糖溶液浓度上升,当蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度之后,细胞就会开始失水,原生质体和液泡体积下降,细胞液浓度上升,故C正确,D错误。
3.[2022·全国甲卷,2]植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞a未发生变化;②细胞b体积增大;③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是( )A.水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
解析:蔗糖溶液初始浓度相同,实验结果显示水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化、细胞b体积增大、细胞c发生了质壁分离,说明水分交换前,细胞a、b、c的细胞液浓度分别等于、大于和小于外界蔗糖溶液的浓度,A、B不符合题意。水分交换平衡时,细胞a的细胞液浓度等于初始外界蔗糖溶液浓度;细胞c失水,发生质壁分离,导致细胞c的外界蔗糖溶液浓度下降,小于初始浓度,水分交换平衡时,细胞c的外界蔗糖溶液浓度等于细胞c的细胞液浓度,但细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C符合题意,D不符合题意。
主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白数量达到饱和
5.[2021·全国甲卷]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:(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是__________。(2)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________(答出1点即可)。(3)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______________________________________________________________________________________________________________________。
K+逆浓度梯度进入细胞,为主动运输,需消耗能量,呼吸受到抑制时提供的能量减少,故根细胞吸收K+的速率降低
解析: (1)生物膜的结构特点是具有流动性。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,其运输特点是由高浓度向低浓度运输,具有特异性,不消耗能量等。(3)由细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞可判断,根细胞吸收K+的方式为主动运输,该方式不仅需要载体蛋白,还需要消耗能量。在有呼吸抑制剂的条件下,细胞呼吸受抑制,提供的能量减少,因此,根细胞对K+的吸收速率降低。
类型2 地方卷真题体验寻共性6.[2023·浙江1月]缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,可结合在微生物的细胞膜上,将K+运输到细胞外(如图所示),降低细胞内外的K+浓度差,使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是( )A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外B.缬氨霉素为运输K+提供ATPC.缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
解析:结合题意“将K+运输到细胞外,降低细胞内外的K+浓度差”和题图中缬氨霉素运输K+的过程不消耗能量,可推测K+的运输方式为协助扩散,顺浓度梯度运输,A正确;结合A选项分析可知,K+的运输方式为协助扩散,不需要消耗ATP,B错误;缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,能结合在细胞膜上,能在磷脂双子层间移动,该过程与质膜具有一定的流动性这一结构特点有关,C错误;噬菌体为DNA病毒,病毒没有细胞结构,故缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力,D错误。
7.[2023·湖南卷](不定项)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞,也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内,以维持细胞质基质Na+稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫,钒酸钠(质膜H+泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。
下列叙述正确的是( )A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化B.GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累C.GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化,与液泡膜H+泵活性有关D.盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
解析:溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧的渗透压变化,如正常细胞为维持渗透压一直在进行的跨膜转运,再如单细胞生物在跨膜转运时,细胞外侧渗透压几乎很难改变,A错误;对比分析上两个题图可知,NaCl胁迫时,加GB使Na+外排显著增加,钒酸钠处理抑制了质膜H+泵后,NaCl胁迫时,加GB使Na+外排略微增加,说明GB可能通过调控质膜H+泵活性来增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累,B正确;对比分析下两个题图可知,NaCl胁迫时,加GB使液泡膜NHX载体活性明显增强,而液泡膜H+泵活性几乎无变化,所以GB引起盐胁迫时液泡中Na+浓度的显著变化,与液泡膜NHX载体活性有关,而与液泡膜H+泵活性无关,C错误;由题意可知,植物通过质膜H+泵把Na+排出细胞,也可通过液泡膜NHX载体和液泡膜H+泵把Na+转入液泡内,以维持细胞质基质Na+稳态,增强植物的耐盐性,D正确。
8.[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图,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
解析:根据题意可知,红细胞能运输O2和CO2,肌肉细胞进行有氧呼吸时,消耗O2,产生CO2,可以判断气体A和B分别是CO2和O2,A正确;①和②表示气体进出红细胞,一般气体分子进出细胞的方式为自由扩散,④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞,顺浓度梯度进行,不需要消耗能量,为协助扩散,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞,也属于协助扩散,B正确;③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+,成熟红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量,C正确;成熟红细胞没有核糖体,不能再合成新的蛋白质,细胞膜上的糖蛋白不能更新,糖蛋白存在于细胞膜的外表面,由于细胞膜具有流动性,其表面的糖蛋白处于不断流动中,D错误。
有关物质运输的三点提醒(1)载体蛋白并非只具有运输功能钠钾泵是一种有ATP酶活性的载体蛋白,其具有物质运输和催化的功能,此外质子泵也是有ATP酶活性的载体蛋白,其同时具有运输H+和催化的功能。(2)主动运输并非都消耗ATP某物质逆浓度梯度转运时,所消耗的能量不一定来自ATP,也可能来自另一种物质顺浓度梯度运输产生的势能,如葡萄糖进入细胞的方式为主动运输,其所需能量可来自Na+顺浓度梯度进入细胞产生的势能。
(3)一种载体蛋白并非只运输一种物质载体蛋白具有特异性,有些载体蛋白只运输一种特定的物质,但也有些载体蛋白可协同运输两种物质,如钠葡萄糖协同转运蛋白通过协同运输转运Na+和葡萄糖,且二者同向转运;钠钾泵通过主动运输转动Na+和K+,二者反向转运。
长句专练 强素养1.事实概述类(1)胞吞胞吐是两种物质进出细胞的方式,这两种方式的共同点有__________________________________________________________(答出两点即可)。(2)在长期的生物进化过程中,生物体内的细胞能够逆浓度吸收或排出物质,其意义是____________________________________________________________________________________________________。
能运输生物大分子等;运输过程中形成囊泡;需要消耗能量;不需要载体
保证活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
2.原因分析类(1)单纯的磷脂分子在水中可以形成双层脂分子的球形脂质体,药物载入脂质体后更容易被送入靶细胞的内部,原因是______________________________________________________________(答出两点即可)。(2)小肠上皮细胞的细胞膜上有许多种不同的膜蛋白,如与Na+和葡萄糖转运有关的膜蛋白A、与细胞黏着性有关的膜蛋白B、能与某种激素发生结合的膜蛋白C、水解二糖的膜蛋白D等。膜蛋白的合成场所是________(填细胞器),导致该细胞中四种膜蛋白分子结构差异的根本原因是_________________________________________________。
脂质体与细胞膜都由双层磷脂分子构成;都具有流动性;可以发生融合现象等
控制这四种膜蛋白分子合成的基因结构(或碱基排列顺序)不同
3.判断依据类(1)生物膜系统在生命活动中发挥着极其重要的作用,下图为某细胞的部分细胞膜结构示意图。某同学判断该细胞最可能为动物细胞,其判断依据是_____________________。(2)影响离子泵运输离子的主要外界因素有O2浓度、温度,其依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
细胞膜的组成中有胆固醇
离子泵运输离子消耗ATP,细胞内产生ATP的过程为细胞呼吸,O2浓度可以影响有氧呼吸,进而影响ATP的产生,最终影响离子泵运输离子;温度通过影响载体蛋白的运动和酶的活性影响离子泵运输离子
4.科学探究类(1)哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。(要求:写出实验思路、预测实验结果)
实验思路:将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏,乙组红细胞不做处理,然后将两组细胞同时置于蒸馏水中,测定两组细胞吸水涨破所需的时间。预期实验结果:若乙组吸水涨破所需时间短,说明推测正确
(2)柽柳是一种泌盐植物,叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出,是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输?请设计实验加以证明。实验材料:柽柳幼苗若干,适宜浓度的含Ca2+和K+的完全培养液,细胞呼吸抑制剂,蒸馏水。请写出实验步骤:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。预期实验结果:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
①将柽柳幼苗随机均分为甲、乙两组,分别培养在适宜浓度的含Ca2+和K+的完全培养液中;②甲组柽柳幼苗的培养液中加入一定量的细胞呼吸抑制剂,乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水,在适宜的条件下培养;③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2+和K+的速率,并进行比较
若两组植株对Ca2+和K+的吸收速率相同,则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输;若甲组植株对Ca2+和K+的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2+和K+的吸收速率,则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
(3)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___________________________。
在其膜外壳中加入K+的载体
K+的跨膜运输需要相应载体的协助
实验思路与实验步骤的关键区分点
题组集训 提考能题组预测一 物质出入细胞方式的综合考查1.[2023·海南模拟]为探究植物细胞的质壁分离与复原情况,某研究小组进行了相关实验,实验结果如图所示。
下列相关叙述错误的是( )A.在一定范围内,蔗糖溶液浓度越高,发生质壁分离所需的时间越短B.细胞质壁分离所需的时间越长,在清水中复原所需的时间也越长C.若蔗糖溶液浓度继续增大,则细胞发生质壁分离后可能不再复原D.图示细胞质壁分离后置于清水中复原与生物膜的选择透过性有关
解析:由图可知,蔗糖溶液浓度越高,发生质壁分离的程度越高,发生质壁分离所需的时间越短,A正确;由最后两组可知,0.15 g/mL蔗糖溶液中比0.20 g/mL蔗糖溶液中质壁分离所需的时间长,但在清水中复原所需的时间相同,B错误;若蔗糖溶液浓度继续增大,细胞可能失水过多导致死亡,则细胞发生质壁分离后可能不再复原,C正确;细胞质壁分离后置于清水中,细胞会吸水复原,这与生物膜的选择透过性有关,D正确。
2.[2023·浙江校联考模拟]主动运输的能量除来自ATP外,还可依赖顺浓度差提供的能量。图1为某动物细胞物质跨膜运输示意图,图2为植物细胞液泡膜上离子跨膜运输机制示意图。
下列说法正确的是( )A.图1中葡萄糖进入细胞的方式和Ca2+进入液泡的方式相同B.图1中载体蛋白甲和钠钾泵能同时运输两种物质,说明不具有专一性C.图2中H+进出液泡的方式属于主动运输,可维持液泡内外pH差D.血红蛋白结构异常不会影响钠钾泵跨膜运输离子的速率
解析:图1中葡萄糖进入细胞的方式和Ca2+进入液泡的方式相同,二者均为主动运输,前者依赖顺浓度差提供能量,后者靠水解ATP提供能量,A正确;图1中载体蛋白甲和钠钾泵能同时运输特定两种物质,但不能运输其他物质,体现了载体蛋白的专一性,B错误;图2中H+进入液泡需要消耗ATP,属于主动运输,出液泡为顺浓度梯度的协助扩散,可维持液泡内外pH差,C错误;钠钾泵通过消耗ATP将Na+运出细胞同时将K+运入细胞,血红蛋白结构异常将导致氧气运输速率降低,细胞呼吸产生ATP速率减慢,因此血红蛋白结构异常会影响钠钾泵跨膜运输离子的速率,D错误。
3.[2023·河北沧州模拟]研究发现,当硝酸盐转运蛋白(NET1.1)磷酸化后,可以通过图1的方式吸收低浓度的硝酸盐,当NET1.1去磷酸化后,可以通过图2的方式吸收高浓度的硝酸盐,
下列相关叙述错误的是( )A.NET1.1是一种通道蛋白,对物质运输不具有专一性B.若细胞膜对H+通透性发生改变可能会影响硝酸盐转运C.H+进出该植物细胞的运输方式不一定均为协助扩散D.NET1.1的磷酸化和去磷酸化增强了植物对环境的适应能力
解析:由图1可知,硝酸盐进入细胞由H+浓度梯度驱动,因此硝酸盐经图1进入细胞的方式为主动运输,故NET1.1是一种载体蛋白,且对物质的运输具有专一性,A错误;细胞膜对H+通透性发生改变将影响图1所示低浓度的硝酸盐运输,但不影响图2所示高浓度的硝酸盐运输,B正确;由图1可知,H+运出细胞是由低浓度到高浓度,需要消耗ATP,属于主动运输,H+进入细胞是由高浓度到低浓度,属于协助扩散,C正确;环境中硝酸盐浓度低于细胞内时,磷酸化后的NET1.1通过主动运输的方式转运硝酸盐,环境中硝酸盐浓度高于细胞内时,去磷酸化后的NET1.1通过协助扩散的方式转运硝酸盐,因此NET1.1的磷酸化和去磷酸化增强了植物对环境的适应能力,D正确。
4.[2023·四川成都石室中学模拟]下列关于图甲、图乙、图丙的叙述,正确的是( )A.图甲中,随着漏斗内液面的上升,水分子从烧杯进入漏斗的速率不变B.图乙中,转运葡萄糖和钠离子的载体相同,可见载体不具有特异性C.图乙中,三种物质进入细胞的方式中只有钠离子的运输不是主动运输D.图丙中,限制b点和c点的物质运输速率的因素分别是载体数量和能量
解析:图甲中,随着漏斗内液面的上升,水分子从烧杯进入漏斗的速率减慢,A错误;虽然运输葡萄糖的载体也能运输钠离子,但并不能运输氨基酸或其他物质,故载体依然具有特异性,B错误;题图乙中,氨基酸和葡萄糖都是逆浓度梯度进入细胞的,故两者都是以主动运输的方式进入细胞,而钠离子是顺浓度梯度进入细胞的,且需要载体,其运输方式应为协助扩散,C正确;题图丙中,限制b点的物质运输速率的因素应为能量,而限制c点的才可能是载体数量,D错误。
题组预测二 心中有信念,玩转图表线5.[2023·黑龙江省哈尔滨市三模] 线粒体外膜分布着由孔蛋白构成的通道,丙酮酸可以经此通道通过外膜进入膜间隙。丙酮酸通过与H+协同运输(利用H+电化学梯度)的方式通过内膜进入线粒体基质,如图所示。
下列叙述正确的是( )A.线粒体内膜上既有载体蛋白也有酶B.丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为自由扩散C.丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质的方式为协助扩散D.加入蛋白质变性剂会提高线粒体膜对各种物质运输的速率
解析:由图可知,线粒体内膜上具有载体蛋白,同时线粒体内膜上具有与有氧呼吸有关的酶,A正确;根据“线粒体外膜分布着由孔蛋白构成的通道,丙酮酸可以经此通道通过外膜进入膜间隙”可知,丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙需要通道蛋白,因此该方式为协助扩散,B错误;丙酮酸通过内膜时,丙酮酸要借助特异性转运蛋白,利用H+协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质,则会消耗能量,因此为主动运输,C错误;蛋白质变性剂会使蛋白质变性,从而使线粒体膜上的载体蛋白和通道蛋白失活,所以会降低线粒体膜对各种物质运输的速率,D错误。
巧用两类“抑制剂”确认运输方式
6.[2023·湖南岳阳一中二模]图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定量的250 mml·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。
下列分析正确的是( )A.从图甲可见细胞内的NaCl的浓度是150 mml·L-1B.图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞吸水能力也最小C.图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点时状态相同D.若该动物细胞长时间处在甲图中300 mml·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡
解析:图甲中,150 mml·L-1NaCl溶液中细胞体积与初始体积之比等于1,说明该溶液浓度与细胞液的渗透压相等,即细胞内的渗透压与外界溶液中的150 mml·L-1的NaCl的浓度相同,但由于细胞液中还有其它离子,故不能说明细胞内的NaCl的浓度是150 mml·L-1,A错误;图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞液的浓度最大,细胞吸水能力也最强,B错误;据图可知,图乙中植物细胞失水量先变大后变小,B点后细胞吸水量减少,说明NaCl溶液中的钠离子和氯离子被吸收进入细胞,则B点时细胞液浓度比初始浓度(O点)增大,C错误;该动物细胞处在甲图中300 mml·L-1的NaCl溶液中细胞失水,故若该动物细胞长时间处在甲图中300 mml·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡,D正确。
7.[2023·广东湛江二模]以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片置于某种溶液X中。细胞吸水能力随时间的变化如图所示,其中c曲线表示细胞在蒸馏水中的吸水能力变化。
下列叙述正确的是( )A.a曲线对应溶液中,细胞吸水能力维持稳定时,溶液X的浓度比初始浓度低B.b曲线对应溶液中,细胞吸水能力开始减弱时,细胞开始吸收溶液X中的溶质C.c曲线对应溶液中,随着细胞吸水能力的减弱,原生质体的体积随之减小D.在不同溶液中,水分子进出细胞所需的ATP均主要来自线粒体
解析:a曲线对应溶液中,细胞吸水能力增强,说明细胞失水,当维持稳定时,溶液X的浓度比初始浓度低,A正确;b曲线对应溶液中,细胞吸水能力先增强后减弱,说明先失水后吸水,说明溶质可进入细胞,细胞从放入X溶液就开始吸收溶质,B错误;c曲线对应溶液中,细胞吸水能力减弱,说明细胞吸水,原生质体的体积随之增大,C错误;水分子进出紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的运输方式为自由扩散,不消耗能量,D错误。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训8.[2023·辽宁鞍山一中二模]图1表示由磷脂分子组成的人工膜的结构示意图,图2表示人的成熟红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况,图3中A为1 ml/L的葡萄糖溶液,B为1 ml/L的乳酸溶液,图4表示将形状、大小相同的萝卜条A和萝卜条B分别放在不同浓度的蔗糖溶液的情况。
(1)图2中,葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要__________,如果将图2所示细胞放在无氧环境中,图中______________的跨膜运输不会受到影响。(2)如果用图1所示人工膜作为图3中的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面__________(填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面;如果在图1所示人工膜上贯穿上图2的蛋白质①,再用作图3的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面________(填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面。
解析:(1)图2中,葡萄糖以协助扩散的方式跨膜运输,乳酸以主动运输的方式跨膜运输,两者跨膜运输的共同点是都需要载体蛋白。人成熟的红细胞只能进行无氧呼吸,因此当图2所示细胞处于无氧环境中时,细胞产生的能量没有变化,而协助扩散不需要能量,所以葡萄糖和乳酸的运输都不受影响。(2)物质的量浓度为1 ml/L的葡萄糖溶液和物质的量浓度为1 ml/L的乳酸溶液的溶质分子数相等,水分子数也相等,葡萄糖分子和乳酸分子都不能通过由磷脂双分子层构成的半透膜,因此如果用图1所示人工膜作为图3中的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面等于右侧液面。图2中的蛋白质①是运输葡萄糖的载体,如果在图1所示人工膜上贯穿上图2的蛋白质①,再作为图3的半透膜,则左侧溶液浓度下降,右侧溶液浓度上升,当液面不再变化时,左侧液面低于右侧液面。
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