第02讲 细胞的基本结构、功能与物质进出细胞的方式（上课课件）-2025年高考生物二轮复习（新高考通用）

这是一份第02讲 细胞的基本结构、功能与物质进出细胞的方式（上课课件）-2025年高考生物二轮复习（新高考通用），共52页。PPT课件主要包含了考情透视·目标导航，知识导图·思维引航，分类2繁殖，高中相关知识拓展，囊泡运输，流动性，主动运输，真核细胞，典例赏析等内容，欢迎下载使用。
题型突破·命题预测（4大题型，3大预测）
核心整合·能力提升（3大核心，7大串联）
拓展应用·情境推理（载体蛋白并非只有运输功能、 线粒体分裂的新发现）
①无以核膜为界限的细胞核②无生物膜系统、染色体、核仁③仅有核糖体一种细胞器
蛋白质+DNA/RNA
特殊碱基：DNA含T, RNA含U
（1）过程：以T2噬菌体侵染大肠杆菌为例，步骤依次为：吸附→注入→复制、合成→组装→释放
病毒吸附到细胞膜表面上后，可以通过多种方式侵入细胞，常见的有注射式侵入、细胞内吞、膜融合三种。
2.繁殖（2）特点：①病毒提供模板，原料（氨基酸、核苷酸）、核糖体、能量由宿主细胞提供②HIV不仅注入RNA，还注入逆转录酶3.特点：特异性（与受体有关：如：SARS→鸡胚 、HIV→T细胞、 2019-nCV→肺细胞、TMV→烟草叶片）4.组成与生活方式（1）成分：蛋白质+核酸（DNA/RNA）（2）生活方式：寄生（说明了细胞是生物体结构和功能的基本单位，生命活动离不开细胞）
5.遗传和变异（1）变异类型:基因突变（2）遗传信息传递
6.病毒的标记培养与鉴定（1）培养、标记：必须用可做宿主的活细胞培养，给病毒标记放射性元素，要先用含放射性元素的培养基培养宿主细胞，再用被标记的细胞去培养病毒 。（2）鉴定：分别用放射性标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸培养相应的宿主，再用新病毒分别侵染上述已标记的宿主细胞，一段时间后收集并检测病毒的放射性
RNA病毒（+单链RNA：复制过程：+RNA→-RNA→+RNA） 注：HIV：RNA→DNA→整合→RNA→蛋白质+RNA→子代病毒
多种宿主细胞（因为易变异，进化快，人肺细胞）
进入人体后的免疫：（突破两道防线）先体液免疫，再细胞免疫
检测途径：检测新冠蛋白质（抗原）→抗原—抗体杂交；检测新冠核酸→分子杂交技术
治疗：注射痊愈者的血清（含记忆细胞和抗体）、注射干扰素（不能用抗生素）、注射免疫抑制剂等
预防：切断传播途径（带口罩、消毒） ；控制传染源（封城、隔离） ；保护易感人群（接种疫苗）
7.新冠病毒（2019-nCV）知识补充
引起发热：产热 > 散热
实验室保留新冠病毒样品的目的：保护生物基因多样性
（1）致癌因子（癌基因，诱发宿主基因突变）（2）研究遗传物质（结构简单） （3）减毒病毒制作疫苗（利用抗原性） （4）基因工程载体（利用侵染性） （5）诱导融合剂（灭活的病毒） （6）感染宿主→细胞坏死与细胞凋亡
【典例1】甲型流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。甲型流感病毒是单链RNA病毒，肺炎支原体是原核生物。下列叙述错误的是(　　)A.甲型流感病毒和肺炎支原体的正常生命活动都离不开细胞B.甲型流感病毒和肺炎支原体的遗传物质都集中在拟核区域C.甲型流感病毒易发生变异，可能导致原疫苗的保护效果减弱D.肺炎支原体细胞膜上的蛋白质在侵染过程中发挥重要作用
甲型流感病毒不具有细胞结构，没有拟核区域
【典例2】甲藻的细胞核较为特殊，染色质呈串珠状，在整个有丝分裂过程中核膜不消失，且没有纺锤体形成。科学家认为甲藻是从原核过渡到真核的关键生物，下列哪项内容说明甲藻仍保留了原核生物的特征(　　)A.甲藻含有叶绿体、线粒体、内质网和高尔基体B.甲藻核DNA首尾相接且缺乏组蛋白C.甲藻在有丝分裂中核膜并不会消失D.甲藻的生活类型既有自养型也有异养型
原核生物只有核糖体一种细胞器，不能说明甲藻仍保留了原核生物的特征
原核生物没有核膜，不能进行有丝分裂
原核生物和真核生物都既有自养型生物，也有异养型生物
【典例1】内质网是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构相互连接而形成的一个巨大、连续且内腔相通的膜性管道系统，其中含有糖基转移酶等多种酶。这种细胞器外连细胞膜，内连核膜的外膜和部分线粒体外膜，在细胞的生物膜系统中占据中心地位。研究表明，内质网参与了细胞中多种具膜结构的形成。下列相关叙述错误的是（    ）A．细胞膜、内质网膜、线粒体膜和核膜等都属于生物膜B．内质网膜与线粒体外膜通过囊泡转移实现膜成分更新C．内质网可对来自核糖体的多肽进行糖基化等分子修饰D．内质网巨大的膜结构有利于进行细胞中的物质运输
内质网膜与部分线粒体外膜可直接相连，故内质网膜和线粒体外膜之间通常不通过囊泡转移实现膜成分更新
1．核糖体与内质网之间的识别
信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新生肽被引导至内质网后(如图所示)，继续合成肽链，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到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。
2．内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输
其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如上图所示。
生物膜具有一定的流动性
内质网、高尔基体、细胞膜
细胞膜与细胞器之间、细胞器之间
分泌蛋白、神经递质、破损的细胞器、部分激素等
参与神经递质的释放及信息传递、激素分泌、免疫等
【典例2】高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到胞外，具体过程如图所示。下列分析错误的是(　　)A.如图所示分泌过程可使细胞膜成分发生更新B.信号分子不进入细胞也可以调控胞吐的过程C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性D.神经递质和激素的分泌主要属于调节型分泌
叶绿体类囊体薄膜堆叠增大膜面积，有利于增加光合色素的含量并吸收光能。
线粒体内膜向内折叠形成嵴，有利于附着与有氧呼吸有关的酶。
内质网膜面积大，利于物质运输。
【典例3】下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是(　　)A.记忆B细胞含有发达的高尔基体，有利于抗体分泌B.与碳循环有关的细胞结构是线粒体和叶绿体C.溶酶体含有多种碱性水解酶，有利于分解衰老、损伤的细胞器D.细胞骨架是蛋白纤维网架结构，与细胞运动、分裂、分化密切相关
光合作用吸收二氧化碳，呼吸作用释放二氧化碳，除了线粒体和叶绿体之外，还有细胞质基质
四类“膜蛋白”
三种“判断标准”
①生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的， 如mRNA和某些蛋白质可通过核孔运输。
②以胞吞、胞吐方式运输的也不一定都是大分子物质， 如突触中神经递质的释放。
③同一种物质进出不同细胞的运输方式不一定相同，如葡萄糖进入红细胞(协助扩散)和进入小肠上皮细胞(主动运输)的方式不同；水分子可以自由扩散和协助扩散方式运输。
【典例2】Ca2＋在维持肌肉兴奋、收缩和骨骼生长等生命活动中发挥着重要作用，血液中Ca2＋含量低会出现抽搐等症状。下图是Ca2＋在小肠的吸收过程。下列叙述错误的是(　　)A.钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2＋的吸收B.Ca2＋通过小肠上皮细胞腔侧膜的Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输C.Ca2＋通过Ca2＋－ATP酶从基底侧膜转出细胞的方式属于主动运输D.Na＋－Ca2＋交换的动力来自Na＋的浓度差，属于被动运输
ATP驱动泵 协同转运 光驱动泵
能直接把ATP水解（ATPase）并利用该能量介导离子或小分子物质逆电化学梯度或浓度梯度进行跨膜运输的载体蛋白（泵）。运输物质的载体蛋白质既是载体也是催化ATP水解的酶。
协同转运不直接消耗ATP，转运蛋白能同时顺浓度运输一种物质和逆浓度运输另一种物质，顺浓度运输物质时可以释放电化学势能(或浓度梯度势能)，驱动另一种物质的逆浓度运输。而顺浓度梯度是由ATP驱动的方式建立起来的，因此，协同转运是一种间接消耗ATP的主动运输。
光驱动主要发现于细菌细胞，光驱动蛋白可以利用光能逆浓度运输物质。如菌紫红质利用光能驱动H+的转运。
【典例2】如图表示肾小管上皮细胞对原尿中一些物质的重吸收过程(图中物质图形的数量代表物质的浓度)，下列叙述正确的是(　　)A.Na＋－K＋泵的作用说明载体对转运对象不具专一性B.Na＋－K＋泵转运过程中形状的改变需要ATP供能C.肾小管上皮细胞吸收和运出葡萄糖的转运方式相同D.对原尿中葡萄糖的重吸收需要直接消耗ATP
只能转运Na＋和K＋，说明载体对转运对象具有专一性
吸收葡萄糖是逆浓度梯度进行的，属于主动运输；运出葡萄糖为顺浓度梯度进行的协助扩散
由Na＋势能供能，不直接消耗ATP
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(　　)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
A与U的含量不相等，C与G的含量不相等，说明该病毒的遗传物质为单链RNA
C＋G=20.8%＋28.0%＝48.8%
2.(2024·新课标卷)机体感染人类免疫缺陷病毒(HIV)可导致艾滋病。回答下列问题。(1)感染病毒的细胞可发生细胞凋亡。细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是__________________________________________________________________________。(2)HIV会感染辅助性T细胞导致细胞凋亡，使机体抵抗病原体、肿瘤的特异性免疫力下降，特异性免疫力下降的原因是________________________________________________________________________________________________________________。(3)设计实验验证某血液样品中有HIV，简要写出实验思路和预期结果。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)接种疫苗是预防传染病的一种有效措施。接种疫苗在免疫应答方面的优点是________________________________________________________________________(答出2点即可)。
细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡
辅助性T细胞减少阻碍了浆细胞和细胞毒性T细胞的产生(或辅助T细胞受损，既会影响体液免疫，也会影响细胞免疫)
思路1：从样品中提取RNA，逆转录得cDNA，用HIV核酸特异性引物进行PCR，电泳检测PCR产物。结果：有目的条带思路2：利用抗HIV抗体，与血液样品进行抗原－抗体杂交实验。结果：产生杂交带
特异性高，免疫保护时间长；二次免疫抗体产生更快、更多
病毒类型的鉴定方法如下：1.酶解法：利用DNA水解酶或RNA水解酶处理病毒。2.特殊碱基标记：DNA中的特有碱基是T，RNA的特有碱基是U，分别放射性标记特有碱基观察病毒的放射性情况。
3.(2024·全国甲卷)细胞是生物体结构和功能的基本单位。下列叙述正确的是(　　)A.病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物B.原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸C.哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同D.小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生
某些原核生物能利用细胞膜和细胞质中与有氧呼吸相关的酶系进行有氧呼吸
4.(2024·湖北卷)人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素，才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是(　　)A.热带雨林生态系统中分解者丰富多样，其物质循环的速率快B.高温处理后的抗体，失去了与抗原结合的能力C.硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂D.草履虫具有纤毛结构，有利于其运动
5．(2024·北京·高考真题)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是(    )A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子
磷脂分子头部亲水，所以头部位于复合物表面
不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡，然后与溶酶体融合后，释放胆固醇
胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质
6.(2024·山东卷)某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是(　　)A.蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网B.蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性C.提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性D.病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性
核糖体没有膜结构，不能形成囊泡
是由于蛋白P空间结构改变后不被受体识别，能体现受体识别的专一性
7.(2024·安徽卷)真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　)A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞C.根尖分生区细胞的核膜在分裂 间 期 解体，在分裂末期重建D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
有的载体蛋白参与协助扩散
有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜
8.(2024·甘肃卷)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)。下列叙述错误的是(　　)A.细胞膜上的H＋－ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变B.细胞膜两侧的H＋浓度梯度可以驱动Na＋转运到细胞外C.H＋－ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运D.盐胁迫下Na＋－H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
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
1．研究发现，新型冠状病毒进入人体细胞的方式如图所示，病毒表面的刺突蛋白与人体细胞表面的ACE2受体接触后，病毒进入细胞内。如果新型冠状病毒的包膜缺乏胆固醇，那么病毒将无法进入细胞。下列说法或推测正确的是（    ）A．新型冠状病毒的遗传物质位于病毒的拟核区B．新型冠状病毒包膜上的胆固醇可能来自宿主的细胞膜C．刺突蛋白与人体细胞表面的ACE2受体接触，体现了细胞间的信息交流D．为抑制新型冠状病毒在人体内增殖，人体内的胆固醇含量越低越好
胆固醇是构成动物细胞膜的重要组成成分，同时参与血液中脂质的运输
2．丙型肝炎病毒（HCV）是一种单股正链RNA病毒，通过受体介导的胞吞进入肝细胞后，其RNA直接作为模板进行翻译得到多聚蛋白，该蛋白经切割后产生多种病毒蛋白，包括结构蛋白和非结构蛋白。HCV已被发现30多年，但至今没有疫苗上市。“丙肝神药”索非布韦是一种依赖RNA的RNA聚合酶的抑制剂，属于广谱抗HCV药物。下列说法正确的是（    ）A．利用索非布韦来治疗HCV引起的感染属于免疫预防B．HCV的细胞膜与宿主细胞膜融合完成入侵过程C．HCV的遗传物质容易发生突变，导致其疫苗研制困难D．人体肝脏细胞被HCV感染后，抗体进入肝脏细胞将HCV清除
利用药物治疗疾病，而免疫预防是提前预防疾病
抗体主要分布在血清中，不能进入细胞内部
3．支原体肺炎是由肺炎支原体引起的急性肺部炎症，可经飞沫传染，主要表现为干咳、发热。此外，肺炎的种类还有细菌性肺炎、病毒性肺炎（如新冠肺炎）等。青霉素是能破坏细菌细胞壁的一类抗生素。下列相关叙述正确的是（    ）A．肺炎细菌和肺炎支原体都没有以核膜为界限的细胞核B．青霉素不能治疗新冠病毒引发的肺炎，但可作为治疗支原体肺炎的有效药物C．肺炎支原体和新冠病毒都含有蛋白质和核酸，它们的遗传物质主要是DNAD．肺炎支原体与新冠病毒都不能进行独立的新陈代谢
肺炎支原体的遗传物质是DNA，新冠病毒的遗传物质是RNA
肺炎支原体能进行独立的新陈代谢
4．细胞是生物体结构和功能的基本单位，下列关于细胞的叙述正确是（　　）A．颤蓝细菌和发菜均无叶绿体，但却是能进行光合作用的自养生物B．哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，所以它是原核细胞。C．HIV、SARS病毒、肺炎支原体、烟草花叶病毒均无细胞结构， 都含有DNAD．乳酸菌、醋酸菌、硝化细菌、酵母菌和大肠杆菌均无细胞核， 都是原核生物
酵母菌属于真菌，有细胞核，属于真核生物
5．拟南芥液泡膜上存在钠氢交换体，它可以利用液泡内外的H+电化学梯度将H+转运出液泡，同时将Na+由细胞质转运进液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如下图所示。下列说法正确的是（   ）A．H+进入液泡的跨膜方式为协助扩散，运出液泡的 跨膜方式为主动运输B．由图可知Cl-跨液泡膜的转运方式是协助扩散C．Na+以协助扩散的方式从细胞质基质进入液泡D．Na+在液泡中的积累能使液泡内Na+浓度增大，有利于细胞失水从而提高拟南芥的耐旱能力
Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，为主动运输
6．溶酶体内的pH一般稳定在4.6左右，研究发现，溶酶体内的pH受其膜上的两种转运蛋白V-ATPase 和 H⁺通道蛋白的共同调节，机制如图所示。下列说法正确的是（    ）A．参与V-ATPase合成、运输的具膜细胞器有核糖体、线粒体、内质网和高尔基体B．H⁺进入溶酶体时不与V-ATPase结合，但需要 ATP供能C．细胞内衰老、损伤细胞器的分解主要依靠溶酶体中的酸性水解酶D．V-ATPase功能异常会导致溶酶体内的 pH下降
载体蛋白，运输H+时需要与其结合
不能将细胞质基质的H+运入溶酶体，会使溶酶体内的pH升高
7．CTR1和ATP7A是人肾脏细胞Cu⁺的转运蛋白。Spl蛋白能感应胞内Cu+浓度的变化，胞内低铜时，Sp1的作用增强以促进CTR1的表达；胞内高铜时，Sp1蛋白空间结构改变，导致CTR1表达下调。同时随着Cu⁺浓度的增加，ATP7A从胞内向质膜转移从而排出细胞内多余的Cu⁺。关于Cu⁺跨膜运输的正确叙述是（　　）A．CTR1运输Cu⁺的方式与水进入细胞的方式相同B．CTR1和ATP7A转运Cu⁺需要消耗ATPC．Sp1的作用减弱时，细胞摄取Cu⁺减少D．ATP7A从胞内向质膜转移体现了膜的功能特性
结构特性——具有一定流动性
     (1)离子泵：属于复合蛋白，既具有酶的催化功能(催化ATP水解)，又具有运输离子的功能，通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输，如Na＋-K＋泵、Ca2＋泵、H＋-K＋ATP酶(位于胃表皮细胞，分泌胃酸)；以Na＋-K＋泵为例图示如下：
情境1：载体蛋白并非只有运输功能
    (2)质子泵：有的位于溶酶体、液泡等膜上(如图类型Ⅰ)，有的位于线粒体内膜、叶绿体中类囊体等膜上(如图类型Ⅱ)。
质子泵是生物膜上特异性转运H＋的蛋白质，对维持细胞局部环境以及能量代谢的正常进行起着重要作用。下图是常见的两种质子泵，相关叙述正确的是(　 )A．叶肉细胞中的类囊体膜和线粒体内膜可能分布有F型质子泵B．生物膜上有质子泵体现了生物膜在结构上具有一定的流动性C．核糖体膜上可能分布有V型质子泵D．V型质子泵转运H＋的方式为协助扩散内发挥作用
催化ATP水解，为主动运输
一直以来，人们认为线粒体通过中间分裂产生两个子线粒体(图a)。现在发现，当线粒体出现损伤时会发生应激反应，如Ca2＋和活性氧自由基(ROS)增加，此时线粒体会出现外周分裂(图b)①。线粒体通过外周分裂产生大小不一的子线粒体，其中较小的线粒体不包含复制性DNA(mtDNA)，最终被自噬体吞噬后水解②，而较大的线粒体得以保全。
情境2：线粒体分裂的新发现
(1)细胞呼吸中释放能量最多的反应阶段发生在 (填结构)，该结构向线粒体的内腔折叠形成嵴的意义是 。(2)较小的线粒体被水解后，水解产物的去向是 (答出2点)。(3)结合图示分析，线粒体在逆境胁迫下，通过外周分裂达成“丢车保帅”的生物学意义是 。
增加了[H]和氧气结合生成水所需酶的附着面积
消除过多ROS和Ca2＋对细胞的影响