2024年新高考生物一轮复习重难点训练专题02 细胞的基本结构和物质运输（含解析）

专题02细胞的基本结构和物质运输对点训练题型解读该专题充分体现科学思维方法和科学探究，选择题和填空题在高考中均有涉及，难度不大，但逻辑关系非常清晰明确。考向分析围绕细胞膜及生物膜系统的结构和功能、细胞器之间的分工与合作、以及物质进出的方式进行，主要考察观察、归纳、总结的能力。对点训练题型解读该专题充分体现科学思维方法和科学探究，选择题和填空题在高考中均有涉及，难度不大，但逻辑关系非常清晰明确。考向分析围绕细胞膜及生物膜系统的结构和功能、细胞器之间的分工与合作、以及物质进出的方式进行，主要考察观察、归纳、总结的能力。答题技巧作答时明确一个核心：结构决定功能。找准因果关系，便可逐一攻破。专题分析1．（2023·重庆万州·统考模拟预测）下列有关对实验材料选择的叙述，正确的是（

）A．撕取黑藻叶稍带叶肉细胞的下表皮来观察细胞质的流动B．利用猪成熟的红细胞提取纯净的细胞膜C．选用过氧化氢为材料探究温度对酶活性的影响D．用洋葱根尖分生区细胞为材料观察同源染色体的行为变化【答案】B【详解】A、黑藻叶片是由单层细胞构成的，叶肉细胞中含有叶绿体，可以直接用黑藻叶片制作装片观察细胞质的流动，不需要撕取，A错误；B、哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器，含有纯净的细胞膜，因此可以用猪成熟的红细胞提取纯净的细胞膜，B正确；C、、由于过氧化氢在高温条件下易分解，因此不能用作探究温度对酶活性的影响实验的材料，C错误；D、洋葱根尖分生区细胞属于体细胞，可以用于观察植物细胞的有丝分裂，而同源染色体的行为变化发生在减数分裂过程中，D错误。故选B。2．（2023·北京·模拟预测）神经细胞通过其表面受体感受细菌毒素刺激，引起痛觉产生。为了生产药物抑制细菌毒素诱导的痛觉，研究者设计了下图所示的药物，将特定药物装载到纳米笼中，与膜一同构成药物颗粒。下列推测不正确的是（）A．细菌毒素引起痛觉过程体现了细胞膜具有信息交流功能B．提取的细胞膜可包裹纳米笼，与细胞膜具有流动性有关C．药物颗粒可通过膜表面受体竞争结合细菌毒素缓解痛觉产生D．上述药物颗粒用可破坏膜的表面活性剂处理后药效不变【答案】D【详解】A、神经细胞通过其表面受体感受细菌毒素刺激，引起痛觉产生，涉及到信号分子与受体结合传递信息，体现了细胞膜的信息交流功能，A正确；B、提取的细胞膜可包裹纳米笼，涉及到的是膜的融合，利用了膜具有一定的流动性这个结构特点，B正确；C、药物颗粒可通过膜表面受体竞争结合细菌毒素，从而阻断信号的传递，进而缓解痛觉产生，C正确；D、上述药物颗粒是被膜包裹的，用可破坏膜的表面活性剂处理后药效会改变，D错误；故选D。3．（2023·河北邯郸·统考三模）科学知识的获得离不开实验。下列关于生物学实验的说法正确的是（

）A．可用15N代替3H标记亮氨酸来探究胰腺腺泡细胞消化酶的形成过程B．科学家用电子显微镜拍摄的细胞膜亚显微结构照片属于物理模型C．观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及复原实验中，不需要另设对照组D．利用人鼠细胞融合实验研究细胞膜流动性的过程中运用了同位素标记法【答案】C【详解】A、不可用15N代替3H标记亮氨酸来探究胰腺腺泡细胞消化酶的形成过程，15N没有放射性，这个实验是通过检测放射性出现的先后位置判断的，A错误；B、以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型，科学家用电镜拍摄的细胞膜亚显微结构照片不是物理模型，B错误；C、观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及复原实验中，不需要另设对照组，自身前后形成对照，C正确；D、利用人鼠细胞融合实验研究细胞膜流动性的过程中运用了荧光标记法，D错误。故选C。4．（2023·辽宁大连·统考二模）下图表示细胞中溶酶体（b）的发生过程和“消化”功能。下列叙述正确的是（

）A．图中所示的膜结构共同构成了该细胞的生物膜系统B．溶酶体中含有的多种水解酶由细胞器a合成和加工C．f中线粒体被消化不利于维持细胞内部环境的稳定D．b的发生过程和f的形成过程均离不开膜的流动性【答案】D【详解】A、图中的膜结构是一些细胞器膜，细胞的生物膜系统除了细胞器膜外，还含有细胞膜和核膜，A错误；B、水解酶由细胞器核糖体合成的，在细胞器a高尔基体中进行加工，B错误；C、f中线粒体被溶酶体中的水解酶消化清除，有利于维持细胞内部环境的稳定，因为此时的线粒体是衰老的、或损伤的细胞器，C错误；D、b表示高尔基体形成溶酶体，f表示膜融合，这些过程的发生都依赖膜的流动性，D正确。故选D。5．（2023·河南·模拟预测）已知小肠上皮细胞膜上存在一种转运蛋白X，在顺浓度梯度下X将Na+转运进入细胞的同时，可借助膜两侧Na+浓度差的势能将葡萄糖逆浓度运输到小肠上皮细胞内。下列相关叙述错误的是（

）A．核糖体合成X后直接由囊泡将其运输至小肠上皮细胞的细胞膜B．Na+浓度差对小肠上皮细胞吸收Na+和葡萄糖的速率均有影响C．Na+和葡萄糖均由X转运进入小肠上皮细胞，但两者的运输方式不同D．虽然X既可转运Na+又可转运葡萄糖，但其在转运物质时仍具有特异性【答案】A【详解】A、X为细胞膜上的一种转运蛋白，转运蛋白在核糖体上合成多肽链后，还需进入内质网和高尔基体中进行加工，最后由囊泡将其运输至小肠上皮细胞的细胞膜，A错误；B、由于葡萄糖进入小肠上皮细胞与Na+浓度差的势能有关，Na+浓度差对小肠上皮细胞吸收Na+和葡萄糖的速率均有影响，B正确；C、由题干信息可知，Na+进入小肠上皮细胞的方式为协助扩散，而葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，C正确；D、X既可转运Na+又可转运葡萄糖，但是X与Na+、葡萄糖的结合位点不同，其仍具有特异性，D正确。故选A。6．（2023·宁夏·三模）下列有关细胞的结构和功能的叙述错误的是（

）A．神经细胞的突起有利于神经元接收信息和传递信息B．小肠黏膜分泌的促胰液素经血液循环进入胰岛B细胞发挥作用C．唾液淀粉酶分泌过程体现了唾液腺细胞膜具有一定的流动性D．线粒体DNA位于线粒体基质中，编码参与呼吸作用的酶【答案】B【详解】A、神经细胞的突起可以增大细胞膜的面积，有利于神经元接收信息和传递信息，A正确；B、促胰液素的作用是促进胰腺分泌胰液，不是进入胰岛B细胞，B错误；C、唾液淀粉酶属于分泌蛋白，其分泌过程涉及内质网、高尔基体、细胞膜的融合，所以体现了细胞膜具有一定的流动性，C正确；D、线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体DNA于线粒体的基质中，控制参与呼吸作用的酶的合成，D正确。7．（2023·河北·模拟预测）研究发现，成牙本质细胞上存在的温度传感器TRCP5（一种由TRCP5基因编码的蛋白质）可以感知寒冷。遇寒冷刺激时，TRCP5打开成牙本质细胞膜上的通道蛋白，使Ca2+顺浓度梯度进入细胞促进神经递质释放，从而激活神经通路，使机体产生牙疼感觉。丁香油中的活性物质丁香酚可以抑制TRCP5的功能。下列有关叙述错误的是（）A．Ca2+进入成牙本质细胞的方式为被动运输，不消耗能量B．TRCP5基因只存在于成牙本质细胞中，只在该细胞中表达C．成牙本质细胞可以产生动作电位，细胞中的高尔基体可能较发达D．丁香酚可能通过改变TRCP5的空间结构来抑制TRCP5的功能【答案】B【详解】A、Ca2+通过细胞膜上的通道蛋白顺浓度梯度进入成牙本质细胞，属于被动运输，该过程不消耗能量，A正确；B、TRCP5基因存在于各种细胞中，只是在成牙本质细胞中选择性表达，B错误；C、遇寒冷刺激时，成牙本质细胞产生动作电位时通过突触小泡释放神经递质，而突触小泡的形成与高尔基体有关，故成牙本质细胞中的高尔基体可能较发达，C正确；D、蛋白质的功能与其自身的空间结构有关，丁香酚可能通过改变TRCP5的空间结构来抑制TRCP5的功能，D正确。故选B。8．（2023·陕西宝鸡·统考模拟预测）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，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O2和CO2B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散C．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中D．成熟红细胞只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP为③提供能量【答案】C【详解】A、血液流经肌肉组织时，肌肉组织进行有氧呼吸需要氧气，氧气从红细胞出来进入肌肉细胞，肌肉细胞呼吸产生的二氧化碳进入红细胞被带走，故气体A是O2，气体B是CO2，A正确；B、①和②没有转运蛋白，也不需要消耗能量，为自由扩散，⑤需要通道蛋白，为协助扩散，④需要载体蛋白，为协助扩散，B正确；C、成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，不能合成蛋白质，表面的糖蛋白不能持续更新，C错误；D、人体成熟红细胞没有线粒体细胞器，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③主动运输提供能量，D正确。故选C。9．（2023·福建莆田·统考模拟预测）革兰氏阴性菌的细胞界限由三部分——内膜、外膜和周质间隙（细胞间质）组成，而革兰氏阳性菌只有单层膜。革兰氏阴性菌对甘露糖的转运过程如图所示。下列相关叙述错误的是（

）A．外膜转运甘露糖无须消耗ATPB．甘露糖通过主动运输从周质间隙中运输到细胞内C．周质蛋白与主动运输泵的结合不具有特异性D．革兰氏阴性菌较阳性菌可能更具有耐药性【答案】C【详解】A、由题图分析可知：外膜转运甘露糖的方式为协助扩散，需要借助载体蛋白，无须消耗ATP，A正确；B、由题图分析可知：甘露糖从周质间隙中运输到细胞内借助载体蛋白，需要消耗ATP，所以此方式是主动运输，B正确；C、由题图分析可知：周质蛋白与主动运输泵的结合具有特异性（结合点在图中周质蛋白右侧），C错误；D、革兰氏阴性菌的细胞界限由三部分——内膜、外膜和周质间隙（细胞间质）组成，而革兰氏阳性菌只有单层膜，所以革兰氏阴性菌较阳性菌可能更具有耐药性，D正确。故选C。10．（2023·河南·一模）研究人员在海洋细菌中发现了视紫红质，它利用光将H泵出细胞，从而在H+回流时能驱动ATP的合成。下列叙述正确的是（

）A．结构②既能作为载体也能作为ATP水解酶发挥作用B．含有视紫红质的细菌更适宜生活在偏碱性环境中C．含有视紫红质的细菌在生态系统中可以作为生产者D．题图中合成的ATP在该细菌叶绿体中可用于C的还原【答案】C【详解】A、结构②能作为H+载体，也能作为ATP合成酶发挥作用，A错误；B、含有视紫红质的细菌能使得细胞外H+浓度升高，说明该细菌更适合生活在酸性环境中，B错误；C、含有视紫红质的细菌可将光能转变为ATP中的化学能，以用于生命活动，可以作为生产者，C正确；D、含有视紫红质的细菌为原核生物，无叶绿体，D错误。故选C。多选题1．（2023·辽宁大连·统考二模）盐化土壤中存在的大量Na＋会迅速流入细胞中，不利于植物正常生长。下图表示耐盐植物体内发生的部分生理过程，其中膜外H＋顺浓度经转运蛋白C流入细胞的过程可驱动Na＋的外排。据图分析，下列叙述正确的是（

）A．Na＋进出细胞的方式分别是协助扩散和主动运输B．图中信息显示一种转运蛋白只能运输一种离子C．胞外Na＋可作为信号分子，促进胞内Ca2+浓度增加D．降低土壤中Ca2+浓度，有利于提高植物的耐盐能力【答案】AC【详解】A、由图可知，在盐化土壤中，大量Na+会迅速流入细胞，形成胁迫，说明Na+顺浓度梯度进入细胞，且需要转运蛋白A的协助，故盐胁迫下Na+进入细胞的方式为协助扩散，而Na+出细胞是逆浓度梯度进行的，需要转运蛋白C的协助，为主动运输，A正确；B、图中转运蛋白C既可以运输H+，又可以Na+，B错误；C、由图可知，胞外Na+与受体结合使胞内H2O2浓度上升，进而促进转运蛋白B将Ca2+转运进细胞，促进胞内Ca2+浓度增加，该过程中钠离子作为一种信号分子调节无机盐离子进出细胞，C正确；D、在高盐胁迫下，一方面根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能，即胞外Ca2+直接抑制转运蛋白A，从而使经转运蛋白A进入胞内的Na+量减少；另一方面胞内Ca2+会促进转运蛋白C将Na+排出细胞，从而降低细胞内Na+浓度，进而能使植物在高盐环境中正常生长，故降低土壤中Ca2+浓度，植物的耐盐能力会减弱，D错误。故选AC。2．（2023·辽宁·统考二模）肠道菌群是一个复杂的微生物生态系统，包含了数百种细菌。人体保持健康的关键在于同这个生活在自己身体里的微生物生态系统保持友好互利的“共生关系”。最新研究发现高膳食纤维在2型糖尿病患者肠道中富集了一组特定的短链脂肪酸产生菌，这些有益菌利用膳食纤维获得生长需要的能量，然后释放出一类叫“短链脂肪酸”的代谢物。短链脂肪酸对人体健康很重要，例如，可以给人的肠道细胞提供生长需要的能量。以恢复这些短链脂肪酸产生菌为目标的营养干预为2型糖尿病提供了新的基于生态学原理的防控方法。下列有关叙述错误的是（

）A．高膳食纤维指食物中纤维素含量高，人体无法产生分解纤维素的酶所以无法消化吸收纤维素B．2型糖尿病患者肾脏无法重吸收葡萄糖，尿液（原尿）渗透压大于组织液渗透压C．短链脂肪酸产生菌增殖过程中无染色体和纺锤体出现，属于无丝分裂D．肠道细胞衰老过程中细胞体积变小，细胞表面积和体积比变大，物质运输效率变高【答案】BCD【详解】A、高膳食纤维中纤维素含量比较高，人体无法产生分解纤维素的酶所以无法消化吸收纤维素，但膳食纤维在清理肠道、促进胃肠蠕动方面有重要作用，因而被称为第七营养素，A正确；B、2型糖尿病患者可以重吸收葡萄糖，尿液（原尿）的渗透压小于组织液渗透压，B错误；C、短链脂肪酸产生菌属于原核生物，分裂方式为二分裂，C错误；D、肠道细胞衰老过程中细胞体积变小，细胞表面积和体积比变大，但是细胞膜通透性改变，所以物质运输效率变低，D错误。故选BCD。3．（2023·河北石家庄·统考三模）细胞凋亡部分生理过程如图所示。下列叙述正确的是（

）A．凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合体现了细胞膜的选择透过性B．Caspase酶被激活后催化得到的有活性的CAD酶和失活的PARP酶均能促进凋亡过程C．凋亡诱导因子发挥作用后，细胞内既有新型蛋白质的合成，也有蛋白质的水解D．癌细胞无限增殖可能与凋亡诱导因子受体缺失或功能异常，不能启动凋亡程序有关【答案】BCD【详解】A、凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合是通过膜表面的糖蛋白进行的，可反映细胞膜具有信息交流的功能，A错误；B、据图可知，Caspase酶被激活后催化得到的有活性的CAD酶，能切割DNA分子，促进细胞凋亡；Caspase酶被激活后催化得到失活的PARP酶，导致DNA修复异常，能促进凋亡过程，B正确；C、凋亡信号发挥作用后，凋亡相关基因激活产生相应蛋白质激活相关酶执行凋亡，所以仍有新蛋白产生以及蛋白质的水解，C正确；D、受体的化学本质是糖蛋白，癌细胞结构改变，细胞膜表面的糖蛋白减少，凋亡诱导因子受体缺失或功能异常，这样可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序，进而无限增殖，D正确。故选BCD。三、综合题1．（2023·河北石家庄·统考三模）锑(Sb)是重金属元素，常以III和V两种价态存在。土壤中Sb含量超标会影响植物的生长。科研人员研究了不同形态（价态和浓度）的Sb对水稻光合作用关键蛋白的影响（CK为对照组，Sb浓度单位为mg/L，例：Sb（III）5表示浓度为5mg/L的III价态Sb；关键蛋白基因相对表达量单位为mg/L，活性单位为nmol/min.mg），结果如图所示。回答下列问题：(1)光反应关键蛋白①②③分布的具体场所为___________。图1中与CK相比，3种光反应关键蛋白基因相对表达量均上升的组别为___________，对光反应关键蛋白基因相对表达量均抑制的组别为___________。(2)已知关键蛋白④能催化CO2固定，其发挥作用的场所为___________。据图2分析可得出的结论是___________。综上所述，不同形态的Sb可能主要是通过影响___________过程毒害光合作用的。(3)已知某植物对Sb有强耐受性，研究发现其生物膜上有转运Sb的蛋白，而且该蛋白数量越多植物细胞对Sb的耐受能力越强，同时细胞吸水能力也越强。该蛋白应主要分布于细胞的___________（填“液泡膜”或“细胞膜”）上，理由是_____________。【答案】(1)类囊体薄膜Sb(V)10Sb（III）5(2)叶绿体基质一定浓度(或5和10mg/L)两种价态(或Ⅲ和V)Sb均能促进关键蛋白④的表达(活性)光反应(3)液泡膜该转运蛋白分布于液泡膜上，可以将进入植物细胞内的Sb转运至液泡内，从而减少Sb对细胞其他结构的损伤，通过提高液泡中溶质的浓度增大细胞的吸水能力(将Sb转运至液泡内，从而减少Sb对细胞其他结构的损伤，提高液泡中溶质的浓度增大细胞的吸水能力)【详解】（1）光反应的场所是类囊体薄膜，因此光反应中关键蛋白①②③分布的具体场所为类囊体薄膜。据图1可知，与对照组CK相比，Sb(V)5中关键蛋白③与对照组相同，关键蛋白①②高于对照组；Sb（III）5中关键蛋白①②③都低于对照组；Sb（III）10中关键蛋白①③都低于对照组，关键蛋白③高于对照组；Sb(V)10中关键蛋白①②③均高于对照组，因此3种光反应关键蛋白基因相对表达量均上升的组别为Sb(V)10，对光反应关键蛋白基因相对表达量均抑制的组别为Sb（III）5。（2）CO2固定是暗反应中的生理过程，暗反应的场所是叶绿体基质，因此已知关键蛋白④能催化CO2固定，其发挥作用的场所为叶绿体基质。据图2可知，横坐标为不同形态（价态和浓度）的Sb，因变量为关键蛋白④的活性，与对照组CK相比，Sb(V)5、Sb(V)10、Sb（III）5、Sb（III）10中关键蛋白④的活性都较高，且Sb（III）10中最高，可得结论为：一定浓度(或5和10mg/L)两种价态(或Ⅲ和V)Sb均能促进关键蛋白④的表达(活性)。关键蛋白④是暗反应中的酶，不同形态的Sb处理后，关键蛋白④活性均升高，不会毒害光合作用的，据此推测不同形态的Sb可能主要是通过影响光反应过程毒害光合作用的。（3）该转运蛋白分布于液泡膜上，可以将进入植物细胞内的Sb转运至液泡内，从而减少Sb对细胞其他结构的损伤，通过提高液泡中溶质的浓度增大细胞的吸水能力，增强植物细胞对Sb的耐受能力，因此该蛋白应主要分布于细胞的液泡膜上。2．（2