2025导与练生物高考一轮复习人教版第二单元　细胞的基本结构和物质的运输含答案

2025导与练生物高考一轮复习(人教版）第二单元细胞的基本结构和物质的运输第4讲细胞膜和细胞核基础巩固练1.(2023·河北唐山三模)下列关于细胞核的叙述,错误的是(B)A.受损细胞核的蛋白质、核酸可被溶酶体降解B.衰老细胞的细胞核体积变小,核膜内折C.代谢活动旺盛的细胞,核仁大、核孔数量多D.是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心解析:溶酶体中有水解酶,受损细胞核的蛋白质、核酸可被溶酶体降解,降解产生的有用物质可被再次利用;衰老细胞体积变小,细胞核体积变大,核膜内折,染色质收缩,染色加深;核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,因此代谢活动旺盛的细胞,核孔的数量多、核仁的体积大;细胞核中有染色质,染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传物质。因此,细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。2.(2023·湖南长沙期末)下列有关细胞膜成分的说法错误的是(C)A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量糖类B.一般来说,功能越复杂的细胞膜,其蛋白质种类和含量越多C.提取动物细胞中磷脂分子,在空气—水界面上铺成单分子层,其面积恰为细胞表面积的2倍D.探索膜成分的实验,相比使用植物细胞作实验材料,动物细胞的优势是没有细胞壁解析:细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量糖类;一般来说,功能越复杂的细胞膜,其蛋白质种类和含量越多;当提取哺乳动物成熟红细胞的磷脂分子时,在空气—水界面上铺成单分子层,其面积恰为细胞表面积的2倍,其他动物细胞因为有除细胞膜之外的其他膜结构,所以得到的磷脂分子单分子层会比细胞表面积的2倍大;动物细胞不含有细胞壁,细胞破碎较容易,因此其作为实验材料比较有优势。3.如图是真核细胞的部分结构模式图,下列相关说法错误的是(B)A.结构①不能存在于原核细胞中B.结构②表示核膜,它由2层磷脂分子组成C.结构④对物质的进出有选择透过性D.④所在的结构把核内物质与细胞质分开解析:原核细胞不含染色质,即结构①染色质是真核细胞特有的;结构②表示核膜,为双层膜,由4层磷脂分子组成;结构④为核孔,对物质进出细胞核有选择透过性;④(核孔)位于核膜上,核膜把核内物质与细胞质分开,维持了细胞核内环境的稳定。4.(2024·山东菏泽模拟)利用细胞中的化合物做成的生物材料,在医学上有广泛的应用,如药物胶囊(用动物的皮做成的明胶或淀粉制作而成)、用胶原蛋白制作手术缝合线、用纤维素膜制成中空纤维组成血液透析膜等,对此相关叙述正确的是(D)A.用明胶或淀粉制作的药物胶囊使药物更容易吸收B.用胶原蛋白制作的手术缝合线临床使用后也需要拆线C.用磷脂双分子层做成的胶囊,会使胶囊内的脂溶性药物更容易进入细胞D.血液透析膜属于半透膜,通过透析作用可以清除内环境的有害物质解析:胶囊壳主要由淀粉或明胶构成,将某些对胃有较大刺激作用的药物装入里面,由于胃不会消化淀粉或明胶,胶囊携药物进入小肠后直接被吸收,避免了药物对胃部的刺激;用胶原蛋白制作手术缝合线对身体无伤害,不需要拆线;用磷脂双分子层做成的胶囊,磷脂头部亲水,因此胶囊内为水溶性药物;血液透析实际上是利用血液透析膜作为半透膜,将体内有害物质排出体外,达到净化血液的目的。5.(2023·湖南株洲模拟)水溶性染色剂PI是一种荧光染料,与DNA结合后可发出红色荧光,常用于细胞凋亡检测。将待检测的细胞浸于一定浓度的PI中,观察发现仅有死细胞出现红色荧光,而活细胞未出现红色荧光。下列有关说法错误的是(B)A.死细胞出现红色荧光的区域主要集中在细胞核位置B.活细胞中观察不到红色荧光,是因为活细胞能分解染色剂PIC.PI检测细胞是否死亡的原理与台盼蓝的检测有相似之处D.在人鼠细胞融合实验中,也使用了荧光染料进行相应处理的方法解析:PI与DNA结合后可发出红色荧光,DNA主要位于细胞核,死细胞的细胞膜失去选择透过性,PI可以通过细胞膜,所以死细胞中红色荧光主要集中在细胞核中;活细胞中观察不到红色荧光,是因为活细胞的细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性,PI无法通过活细胞的细胞膜;台盼蓝可以鉴定细胞死活原理与PI一样,活细胞不被染色,死细胞可以;在人鼠细胞融合实验中采用不同荧光分别标记人细胞和鼠细胞,融合后的细胞膜上两种荧光的流动证明了细胞膜的流动性。6.(2024·重庆月考)哺乳动物的细胞膜具有不同类型的磷脂(SM、PC、PE、PS和PI),磷脂均由亲水性的头部和疏水性的尾部组成。与PC相比,PE极性头部空间占位较小,二者在磷脂双分子层的不等比分布可影响脂双层的曲度。下表为人体红细胞膜中几种磷脂分布的百分比。下列相关说法错误的是(A)项目SMPCPEPSPIX侧含量/%2118533Y侧含量/%3722144A.X侧为细胞内侧面,Y侧为细胞外侧面B.磷脂的不均匀分布与膜蛋白的分布也有关C.细胞膜的选择透过性与磷脂分子对水的亲疏有关D.膜上的磷脂分子和通道蛋白都存在疏水性部分和亲水性部分解析:内侧的磷脂双分子层较外侧的磷脂双分子层曲度大,与PC相比,PE极性头部空间占位较小,故PE含量较多的在细胞膜内侧,Y侧为细胞内侧面,X侧为细胞外侧面;细胞膜上的蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层,膜蛋白的分布在一定程度上造成了磷脂的不均匀分布;细胞膜的选择透过性既与磷脂分子对水的亲疏有关,又与蛋白质的种类和结构有关;通道蛋白贯穿于整个磷脂双分子层,位于磷脂双分子层两侧的部分具有亲水性,位于磷脂双分子层内部的部分具有疏水性。7.(2023·北京大兴区期末)核膜是生物膜系统的重要组分,下列关于核膜的叙述正确的是(D)A.组成核膜的基本支架是磷脂双分子层,其脂肪酸“尾”是亲水的B.RNA聚合酶等大分子通过核膜时依赖于核膜的流动性C.核孔处无膜结构,物质出入核孔没有特异性D.核膜为双层膜,在细胞质侧的核膜上附着有核糖体解析:组成核膜的基本支架是磷脂双分子层,其脂肪酸“尾”是疏水的;RNA聚合酶等大分子通过核孔出入,依赖核孔的选择透过性;核膜为双层膜结构,在细胞质侧的核膜上附着有核糖体,与内质网相连。8.(2023·广东江门模拟)膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位,如图是细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。下列相关叙述,错误的是(D)A.蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是胰岛素的受体B.若蛋白B具有物质运输功能,则该蛋白能选择性的控制物质进出C.若蛋白C有催化功能,则其活性的高低受温度、pH等因素的影响D.蛋白A和蛋白B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性解析:胰岛素属于信息分子,和细胞膜上相应的受体结合调节细胞的糖代谢,如蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是胰岛素受体;细胞膜能选择性的控制物质进出细胞,若蛋白B具有物质运输功能,则该蛋白能选择性的控制物质进出;若蛋白C有催化功能,则蛋白C是酶,酶的活性高低受温度、pH等因素影响;蛋白A和蛋白B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的疏水性。9.(2024·山东济宁期中)细胞核中的核纤层起支架作用,维持细胞核与粗面内质网的轮廓。核膜上有与核纤层紧密结合的核孔复合体。核孔复合体是双向性的亲水性核质交换通道,其既能介导蛋白质的入核运输,又能介导RNA等物质的出核运输。入核蛋白一般都含有一段特殊的核定位序列(NLS),该序列可保证入核蛋白能顺利转运至细胞核内。以下说法错误的是(C)A.核纤层可能与细胞核的解体和重建密切相关B.RNA通过核孔复合体输出细胞核障碍可能会引发某些疾病C.高等植物成熟的筛管细胞中核孔复合体数目较少,代谢比较弱D.NLS可能与核孔复合体上的受体结合,进而引导蛋白质进入细胞核解析:分析题意,核纤层起支架作用,推测核纤层与细胞核的解体和重建密切相关;核孔复合体是细胞核与细胞质之间进行物质交换和信息交流的通道,RNA通过核孔复合体输出细胞核障碍可能会引发某些疾病;高等植物成熟的筛管细胞不含细胞核,无核孔复合体;分析题意可知,NLS可保证入核蛋白能顺利转运至细胞核内,该过程中NLS可能与核孔复合体上的受体结合,进而引导蛋白质进入细胞核。10.(2023·山东济宁期中)草履虫是一种单细胞生物,其细胞膜下有很多刺丝泡(一种细胞器,结构如图所示),整齐地与细胞膜垂直排列。草履虫在受到外界刺激后,细胞膜与刺丝泡膜发生融合,引起刺丝泡中内容物的发射。该生理过程在草履虫的捕食、防御等生命活动中起着重要作用。下图为细胞膜的局部放大示意图。请据图回答下列问题。(1)图中[1]是细胞膜的基本支架,[4]与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有密切关系。刺丝泡膜与细胞膜发生融合,体现了生物膜在结构上具有的特点。(2)刺丝泡膜属于草履虫生物膜系统的一部分,细胞的生物膜系统是由等结构构成的,其中在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化等过程中起决定性作用。

(3)各种生物膜在结构和化学成分上相似,但各种膜在功能上差别较大,其原因是。

(4)若提取草履虫细胞生物膜成分中的磷脂,将其铺在空气—水界面上,测得磷脂占据面积为S,请预测:草履虫细胞膜表面积的值(填“>”“=”或“<”)S/2。

解析:(1)图中1是磷脂双分子层,构成膜的基本支架,4是糖蛋白,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有密切关系。刺丝泡膜与细胞膜发生融合,体现了生物膜在结构上具有流动性的特点。(2)生物膜系统主要由细胞膜、细胞器膜和核膜组成,刺丝泡是一种细胞器,具有膜,因此刺丝泡膜属于生物膜系统。细胞与外部环境进行物质运输、能量转化等需要通过细胞膜,因此细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化等过程中起决定性作用。(3)蛋白质是生命活动的主要承担者,由于不同膜上蛋白质的种类和数量不同,因此各种生物膜在结构和化学成分上相似,但各种膜在功能上差别较大。(4)草履虫除细胞膜含有磷脂双分子层,其细胞内线粒体、内质网、高尔基体等细胞器也含有生物膜,也含有磷脂分子,因此若提取草履虫细胞生物膜成分中的磷脂,将其铺在空气—水界面上,测得磷脂占据面积为S,则草履虫细胞膜表面积的值<S/2。答案:(1)磷脂双分子层糖蛋白流动性(2)细胞膜、细胞器膜和核膜细胞膜(3)膜上蛋白质的种类和数量不同(4)<综合提升练11.(多选)(2023·湖南雅礼中学月考)结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述能体现这一基本观点的是(AC)A.细胞在癌变过程中,核孔可能会变多、细胞膜上糖蛋白减少B.卵细胞体积较大,有利于与外界高效地进行物质交换并储存营养物质C.丝状的染色质有利于进行DNA复制和转录,而高度螺旋化的染色体有利于移动并分配到子细胞中D.生物膜是酶的附着支架,细胞没有生物膜就无法进行各项生化反应解析:细胞癌变过程中,细胞代谢与分裂活动更加旺盛,因此核孔可能会变多,同时,细胞膜上的糖蛋白减少,因此癌细胞易于扩散和转移;卵细胞体积较大,相对表面积较小,细胞与外界的物质交换效率较低;染色质和染色体在细胞不同分裂时期的形态转变,有利于在不同时期进行不同的生命活动,体现了结构与功能相统一的特点;并不是所有的酶都附着在生物膜上,如叶绿体基质中含有多种酶,参与暗反应。12.(多选)(2024·辽宁沈阳模拟)心肌细胞之间有闰盘结构,该处细胞膜凹凸相嵌,将心肌细胞彼此紧密连接。该处相邻两细胞膜在纵向上有缝隙相通,闰盘增强了心肌纤维的连接,有利于细胞间的兴奋传递,可使正常的心房肌或心室肌细胞几乎同时兴奋而做同步收缩,大大提高了心肌收缩的效能。体外培养心肌细胞,用显微注射法将某种极性的小分子荧光染料注入其中一个细胞,之后立即观察,发现这个细胞及周围心肌细胞均呈现荧光。下列说法正确的是(BC)A.闰盘就是胞间连丝B.离子可能通过闰盘传递至相邻细胞C.闰盘结构利于相邻细胞间的电信号的传导D.荧光染料通过胞吞进入其他心肌细胞解析:闰盘结构是相邻心肌细胞的连接结构,不属于胞间连丝;闰盘是相邻心肌细胞的连接结构,相邻心肌细胞可以完成某些物质的交换,推测离子可能通过闰盘传递至相邻细胞;闰盘增强了心肌纤维的连接,有利于细胞间的兴奋传递,即利于相邻细胞间的电信号的传导;闰盘将心肌细胞彼此紧密连接,该处相邻两细胞膜在纵向上有缝隙相通,说明极性的小分子荧光染料通过闰盘结构而不是通过胞吞方式进入其他心肌细胞。13.(多选)(2023·河北张家口二模)为研究细胞核与细胞质之间的物质交流,科学家利用甲、乙、丙三组变形虫做了图示实验,将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内,适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组的放射性,结果如图所示。下列有关叙述错误的是(ABD)A.甲组被32P标记的物质可能为DNAB.乙组变形虫去除细胞核后可以存活很长一段时间C.乙组实验说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质D.丙组实验说明细胞质中被标记的物质可以进入细胞核解析:若被32P标记的物质是DNA,DNA不能通过核孔从细胞核进入细胞质,无法形成乙组结果;细胞核与细胞质相互依存、不可分割,细胞核控制着细胞的代谢和遗传,因此,乙组变形虫去除细胞核后存活时间很短;据图可知,将被32P标记的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内,最终乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性,说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质;最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性,说明细胞质中被标记的物质不可以进入细胞核。14.(2023·山东淄博模拟)哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影,结果如下表(“+”表示有,“-”表示无)。实验处理蛋白质种类处理后红细胞影的形状ABCDEF试剂甲处理后++++--变得不规则试剂乙处理后--++++还能保持(1)细胞膜的成分中,在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,功能越复杂的细胞膜其种类和数量越多。其中B蛋白与多糖结合,分布在膜的(填“外侧”或“内侧”),主要与细胞间的功能有关。由图可知,蛋白质在膜中的分布是(填“对称”或“不对称”)的。

(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于中,使细胞膜破裂释放出内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是(填字母)。

(3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(AS)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的(填细胞器),其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜内,其亲水基团与磷脂分子的相连,过多的胆固醇导致细胞膜的性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了AS斑块的生长。

(4)请根据上述信息,提出一条预防动脉粥样硬化的合理建议:

。解析:(1)题图所示为细胞膜的流动镶嵌模型,其中磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架。膜蛋白(蛋白质)在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,功能越复杂的细胞膜其种类和数量越多。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白和多糖结合形成糖蛋白,分布在膜的外侧,具有进行细胞间的信息交流(识别)的作用,蛋白质在膜中的分布是不对称的。(2)制备纯净的细胞膜实验中,需要将红细胞置于清水(或低渗溶液)中,红细胞会吸水涨破,内容物流出。从表格中可以看出,试剂甲处理后没有E、F两种蛋白质,红细胞形状不规则;而试剂乙处理后含有这两种蛋白质,形状能保持,说明E、F两种蛋白质对于维持红细胞影的形状起着重要作用。(3)内质网是脂质的合成车间,但成熟红细胞没有内质网,故其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。磷脂分子的头部亲水,尾部疏水,当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜内,细胞膜流动性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了AS斑块的生长。(4)预防动脉粥样硬化,应减少高胆固醇、高动物性脂肪食物的摄取;提倡饮食清淡、多食用蔬菜水果;适度锻炼等。答案:(1)膜蛋白(蛋白质)外侧信息交流(识别)不对称(2)蒸馏水(清水)E、F(缺一不可)(3)内质网(光面内质网)头部流动(4)减少高胆固醇、高动物性脂肪食物的摄取;提倡饮食清淡、多食用蔬菜水果;适度锻炼等(合理即可)第5讲细胞器之间的分工合作基础巩固练1.(2023·河北保定联考)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(B)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控制微管蛋白合成的基因不同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;同一个体不同细胞都由同一个受精卵发育而来,故其中含有的控制微管蛋白合成的基因相同;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;细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、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。2.(2023·山东济宁三模)酵母菌API蛋白是一种进入液泡后才能成熟的蛋白质,其进入液泡有两种途径。途径甲是在饥饿条件下,形成较大的双层膜包被的自噬小泡,自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合,以单层膜泡进入液泡;途径乙是在营养充足条件下,形成体积较小的Cvt小泡,该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合。下列叙述错误的是(A)A.自噬小泡的内膜与液泡膜融合后,API进入液泡B.衰老的线粒体可通过类似途径甲的过程进入液泡C.自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关D.酵母菌的液泡与动物细胞的溶酶体结构和功能相似解析:由“自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合,以单层膜泡进入液泡”可知,自噬小泡的外膜与液泡膜融合后,API进入液泡;途径甲是在饥饿条件下发生的,衰老的线粒体进行细胞呼吸第二、第三阶段的代谢能力较弱,饥饿条件下为了更高效利用细胞内物质,可通过类似途径甲的过程进入液泡;细胞骨架不仅能够作为细胞支架,还参与细胞器转运、细胞分裂、细胞运动等,自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关;自噬小泡进入液泡,类似于动物细胞的自噬小泡和溶酶体融合,酵母菌的液泡与动物细胞的溶酶体结构和功能相似。3.(2023·山东济南二模)内质网的生命活动异常会引发自身的保护机制——内质网应激。最典型的就是未折叠蛋白反应:未折叠蛋白聚集在内质网中,诱导细胞减少蛋白质的合成;同时激活自噬信号通路形成自噬小体包裹受损内质网,运送至溶酶体进行降解。下列说法错误的是(C)A.内质网是合成、加工和运输蛋白质等物质的膜性管道系统B.溶酶体酶的形成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关C.未折叠蛋白反应增大了内质网的压力,可导致内质网功能紊乱D.内质网应激反应过强可能引起细胞自噬过强进而导致细胞凋亡解析:内质网具有单层膜,是合成、加工和运输蛋白质等物质的膜性管道系统;溶酶体酶属于蛋白质,需要进行加工,其形成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关;未折叠蛋白反应,减少蛋白质的合成,能减小对内质网的压力;内质网应激反应过强可能引起细胞自噬过强,细胞自噬受相关基因的调控,与细胞程序性死亡有关系,即自噬过强时会引起细胞凋亡。4.(2023·山东烟台模拟)科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列说法错误的是(D)A.微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分B.细胞中的基因并非都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列C.内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶D.SP合成缺陷的甲状腺细胞中,无法进行甲状腺激素的加工和分泌解析:微粒体上有核糖体结合,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP),且两者结合能引导多肽链进入内质网,据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分;基因是有遗传效应的核酸片段,信号肽(SP)是由控制信号肽(SP)合成的脱氧核苷酸序列合成的,所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,细胞中每个基因不一定都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列;经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,说明在内质网腔内SP被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的酶;甲状腺激素的化学本质是含碘的氨基酸衍生物,故SP合成缺陷的甲状腺细胞中,可进行甲状腺激素的加工和分泌。5.(2024·湖南娄底模拟)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后,酶X会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志物。具有该标志物的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别,经高尔基体加工后逐渐转化为溶酶体的过程中,带有M6P标志的蛋白质进入溶酶体,不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(D)A.经内质网加工后的蛋白质通过囊泡运输进入高尔基体B.M6P标志物被高尔基体膜上的M6P受体识别依赖其特异性结构C.推测酶X的合成、加工也需要核糖体、内质网及高尔基体参与D.与M6P标志物相关的蛋白质分选机制与细胞功能区域化无关解析:蛋白质需要经内质网加工后,通过囊泡运输进入高尔基体,再通过囊泡发送到细胞相应部位;M6P标志物被高尔基体膜上的M6P受体识别,依赖其特异性结构实现精准识别;酶X存在于高尔基体内,据此推测酶X的合成、加工与蛋白质类似,也需要核糖体、内质网及高尔基体直接参与;与M6P标志物相关的蛋白质分选机制保证了不同结构与功能的蛋白质被分选发送到细胞的不同部位,与细胞功能区域化密切相关。6.在高倍显微镜下观察到某黑藻叶肉细胞的细胞质处于不断流动的状态,如图所示。下列叙述错误的是(B)A.黑藻叶片薄而透明,且叶绿体清楚,适合作实验材料制片观察B.若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动,应将视野亮度适当调亮一些C.适当提高温度或光照强度,并选取叶脉附近的细胞观察,可增强实验效果D.图中细胞的细胞质流动实际方向为逆时针,与显微镜下观察的流动方向一致解析:黑藻叶片薄而透明,且叶绿体清楚,将叶绿体作为标志容易观察到细胞质的流动;由于根毛细胞色浅,不易观察,所以若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动,应将视野亮度适当调暗一些;适当提高温度或光照强度,可促进细胞的代谢,使细胞质的流动速度加快,叶脉附近水分供应充足,细胞代谢较快,容易观察到细胞质流动;显微镜下呈现的是倒像,图中细胞的细胞质流动方向为逆时针,实际方向也为逆时针。7.(2023·山东烟台模拟)过氧化物酶体是一种含有过氧化氢酶和多种氧化酶的细胞结构,不含DNA,在内质网“出芽”的基础上,掺入一些蛋白质后形成。在相关酶的催化下,过氧化物酶体中可以发生RH+O2→R+H2O2的反应,过氧化氢可以将细胞中的酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化。下列说法不正确的是(C)A.过氧化物酶体膜上的脂质和蛋白质分别在内质网、核糖体上合成B.过氧化物酶体属于单层膜包被的细胞结构C.可用密度梯度离心法分离过氧化物酶体D.肾小管上皮细胞都含有一定数量的过氧化物酶体解析:脂质在内质网合成,蛋白质在核糖体上合成;过氧化物酶体由内质网出芽生成,可知过氧化物酶体属于单层膜包被的细胞结构;可用差速离心法分离过氧化物酶体;在相关酶的催化下,过氧化物酶体中可以发生RH+O2→R+H2O2的反应,过氧化氢可以将细胞中的酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化,故肾小管上皮细胞都含有一定数量的过氧化物酶体。8.(2024·湖南岳阳模拟)分泌蛋白新生肽链的信号肽序列(位于肽链的N端,其末端常称为碱性氨基末端)合成后,可被信号识别颗粒所识别,引起蛋白质合成暂停或减缓;待核糖体及其上的新生肽链转移至内质网上,蛋白质合成又重新恢复。随后,已合成的肽链在信号肽引导下,穿过内质网膜进入内质网腔继续加工,其中信号肽序列将在信号肽酶的作用下被切除(如图)。下列相关叙述错误的是(B)A.胰岛素、抗体等蛋白质的形成都需要经过该过程B.高尔基体膜内侧与内质网相连,外侧与细胞膜相连,属于细胞的生物膜系统C.根据信号肽能引导肽链穿过内质网膜可推测其上分布有重要的疏水序列D.分泌蛋白新生肽链的合成始于游离的核糖体,说明附着型核糖体与游离型核糖体在结构和功能上并无本质差异解析:胰岛素、抗体等蛋白质都是分泌蛋白,都需要经过题图的合成和分泌过程;高尔基体膜是独立的,内质网膜向内连接核膜,向外连接细胞膜;生物膜的基本支架是磷脂双分子层,内部是磷脂分子的疏水端,信号肽能引导新合成的肽链穿膜进入内质网腔,可推测信号肽的主要功能区是一小段疏水序列,类似于脂溶性小分子的穿膜运输方式;分泌蛋白开始时是在游离的核糖体上合成的,当信号肽被信号识别颗粒识别后,核糖体才被带到内质网上,变为附着型核糖体,所以附着型核糖体与游离型核糖体在结构和功能上并无本质差异。9.(2023·海南二模)图甲为某高等生物细胞结构局部示意图,图中①～⑩代表细胞中的不同结构,图乙表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程,a、b、c表示三种细胞器。请据图回答下列问题。(1)图甲细胞是一个(填“动物”或“植物”)细胞,判断的依据是。图甲中,含有核酸的细胞器是(填序号)。

(2)图乙过程发生在(填“原核”或“真核”)细胞中,图乙中属于生物膜系统的结构有(填字母),这些结构的基本支架是。(3)科研人员研究图乙的细胞器功能时,将3H标记的亮氨酸(R基为—C4H9)作为培养液的成分之一培养胰腺腺泡细胞,以研究分泌蛋白的形成和分泌过程。若原料中只有亮氨酸氨基部位的H被标记时,(填“能”或“不能”)达到追踪蛋白质的目的,原因是

。

解析:(1)图甲细胞为高等生物细胞,没有细胞壁,有中心体,故表示动物细胞。①线粒体和④核糖体都含有核酸。(2)图乙为分泌蛋白的形成和分泌过程,这一过程需要内质网和高尔基体的加工,发生在真核细胞中。图乙中a是核糖体,b是内质网,c是高尔基体,核糖体没有膜结构,则属于生物膜系统的结构有bc。生物膜系统的基本支架是磷脂双分子层。(3)用含3H标记的亮氨酸(R基为—C4H9)的培养液培养胰腺腺泡细胞,一段时间后,可在内质网、高尔基体中检测到放射性,氨基酸的氨基(—NH2)含有两个氢,亮氨酸脱水缩合形成肽键时,氨基中被标记的3H只有部分参与H2O的形成,氨基上其余的氢仍然带有放射性,因此蛋白质有放射性能被追踪。答案:(1)动物该细胞为高等生物细胞,有中心体,没有细胞壁①④(2)真核bc磷脂双分子层(3)能氨基酸的氨基(—NH2)含有两个氢,亮氨酸脱水缩合形成肽键时,氨基中被标记的3H只有部分参与H2O的形成,氨基上其余的氢仍然带有放射性,因此蛋白质有放射性能被追踪综合提升练10.(多选)(2024·河北唐山月考)易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体,其中心有一个直径大约2纳米的通道,能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网。若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法错误的是(AB)A.新合成的多肽链进入内质网时具有方向性,只能从细胞质基质运往内质网B.经内质网正确加工后的蛋白质也通过易位子运送到高尔基体C.易位子和核膜上的核孔相似,既进行物质运输又具有识别能力D.该过程能体现生物膜的选择透过性和细胞器在生命活动中的分工合作解析:由题意可知,未正确折叠的多肽链会通过易位子从内质网运回细胞质基质;经内质网正确加工后的蛋白质通过囊泡运送到高尔基体;易位子和核膜上的核孔相似,都是物质进出的通道,都能识别所运输的物质;该过程能体现生物膜的选择透过性和核糖体、内质网等细胞器的分工合作。11.(多选)(2023·山东潍坊模拟)内质网是一种多功能细胞器,在蛋白质折叠、修饰和脂质合成中发挥重要作用。当内质网稳态持续失调时,可引起内质网自噬。内质网自噬可分为大内质网自噬(由内质网相关受体介导,内质网碎片靶向到自噬体中,与溶酶体融合降解内容物)和微内质网自噬(内质网碎片直接被溶酶体吞噬)。下列说法正确的是(ABD)A.固醇类激素合成异常在内质网中大量持续积累可引起内质网自噬B.细胞可通过增强蛋白折叠活性、降低蛋白翻译水平等来维持内质网稳态C.内质网碎片进入自噬体、自噬体与溶酶体融合都体现了细胞间的信息传递D.自噬体也可包裹线粒体等其他损伤细胞器,最后由溶酶体降解解析:根据题意可知,当内质网稳态持续失调时,可引起内质网自噬,因此固醇类激素合成异常在内质网中大量持续积累可引起内质网自噬;因内质网在蛋白质折叠、修饰和脂质合成中发挥重要作用,增强蛋白折叠活性、降低蛋白翻译水平,不会导致物质的积累,可保持内质网的稳态;内质网碎片进入自噬体、自噬体与溶酶体融合都是在细胞内部完成,不能体现细胞间的信息传递;细胞内衰老损伤的细胞器都可由自噬体包裹,最后由溶酶体降解。12.(多选)(2023·山东济南三模)细胞中的溶酶体形成过程如图所示,据图分析下列说法错误的是(BD)A.溶酶体酶糖链的形成在内质网中,M6P标志的形成在高尔基体中B.溶酶体酶、溶酶体起源于高尔基体C.错误运往细胞外的溶酶体酶能通过M6P受体介导的胞吞作用回收到前溶酶体中D.M6P受体通过囊泡可在高尔基体、溶酶体、细胞膜任意二者之间往复循环使用解析:据图可知溶酶体酶的糖链应在内质网就合成了,M6P标志的形成在高尔基体中;溶酶体酶是蛋白质,在核糖体合成,高尔基体和细胞膜上含有M6P受体,可包裹溶酶体酶形成溶酶体;由图可知,错误运往细胞外的溶酶体酶,能通过细胞膜上的M6P受体介导的胞吞作用回收到前溶酶体中;据图可知,M6P受体通过囊泡在高尔基体、细胞膜之间未循环使用,且在前溶酶体形成溶酶体过程中M6P受体脱离,溶酶体中不含M6P受体。13.(2023·天津河西区二模)如图为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a～f表示相应的细胞结构,①～⑧表示相应的生理过程,请据图回答问题。(1)细胞器膜、核膜和细胞膜等膜结构共同构成真核细胞的。细胞中c、d、e、f等具膜结构的膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,其主要原因是组成生物膜的的种类和数量不同。分泌蛋白的合成、加工和运输过程需要多种细胞器参与,这体现了。(2)据图分析,分泌蛋白合成并分泌的过程依次是(填序号)。(3)细胞内的囊泡能够附着在细胞骨架上定向转移。科学家筛选出一些突变型酵母菌,这些酵母菌在25℃时分泌功能正常,但在35℃下培养时,本应分泌到胞外的蛋白质会异常堆积在细胞内某处。回答下列问题。①研究表明,细胞内利用囊泡运输物质的过程与某种蛋白质(S蛋白)有关。科学家经筛选获得了含有异常结构的S蛋白的酵母菌,与正常酵母菌相比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,具有正常结构的S蛋白的功能可能是促进。

②科学家将图中的突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对,发现至少有25个基因与囊泡的定向运输有关。结合题干和图示进行分析,分泌突变体A、B出现差异的原因最可能是温度升高,分泌突变体A、B中与囊泡运输有关的受抑制的程度不同。

解析:(1)细胞膜、核膜以及细胞器膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。细胞中c(线粒体)、d(内质网)、e(高尔基体)、f(细胞膜)等具膜结构的膜功能各不相同,主要原因是组成生物膜的蛋白质的种类和数量不同。分泌蛋白合成并分泌的过程依次是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,这体现了细胞器之间的协调和配合。(2)分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,分泌蛋白合成并分泌的过程依次是⑤⑥⑧。(3)①与正常酵母菌相比,含有异常结构的S蛋白的酵母菌内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,S蛋白的功能是促进囊泡和高尔基体的融合。②突变型酵母菌至少有25个基因与囊泡的定向运输有关,这些酵母菌在25℃时分泌功能正常,因此分泌突变体A、B的差异,可能是温度升高,与囊泡运输有关的基因的表达受抑制的程度不同。答案:(1)生物膜系统蛋白质细胞器之间的协调和配合(2)⑤⑥⑧(3)①囊泡和高尔基体融合②基因表达第6讲水进出细胞的原理基础巩固练1.(2023·辽宁锦州期末)将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中,原生质体开始缩小直至不再变化。下列叙述正确的是(B)A.原生质体体积不再变化时,细胞内外的蔗糖浓度相等B.原生质体变小的过程中,细胞膜的厚度有一定程度的变大C.原生质体变小的过程中,细胞液浓度逐渐变小D.原生质体变小的过程中,细胞失水速率逐渐变大解析:蔗糖不能进入植物细胞,原生质体体积不再变化时,细胞内外的渗透压相等,但细胞内、外蔗糖浓度不相等;原生质体变小的过程中,植物细胞失水,植物体积缩小,细胞膜有一定程度的变厚;原生质体开始缩小,植物细胞失水,意味着外界溶液浓度大于细胞液浓度,在原生质体变小的过程中,细胞失水,其细胞液浓度逐渐增大;由于细胞液浓度逐渐增大,细胞液浓度与外界溶液浓度差逐渐减小,故细胞失水速率逐渐变小。2.(2024·湖北荆州月考)在低渗溶液中,细胞发生渗透吸水后会使细胞膨胀甚至破裂,不同的细胞用不同的机制解决这种危机。如图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞(如变形虫)以三种不同的机制避免渗透膨胀,据此推断下列说法正确的是(A)A.机制1表示动物细胞,离子运出细胞需要转运蛋白B.机制2表示植物细胞,细胞吸水时其吸水能力增加C.机制3表示变形虫,若将其置于低渗溶液中,其收缩泡释放频率会减慢D.三种细胞的边界各不相同,以达到与外界环境分隔开的目的解析:动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外,以减小细胞内液的渗透压,防止细胞渗透吸水涨破,故机制1可表示动物细胞;机制2可表示植物细胞,植物细胞在低渗溶液中会发生吸水,吸水导致细胞液渗透压减小,吸水能力减弱;机制3可表示变形虫,若将其置于低渗溶液中,会通过收缩泡将多余的水排到细胞外,防止细胞吸水涨破,其收缩泡释放频率会加快;三种细胞的边界均为细胞膜,细胞膜能够将细胞与外界环境分隔开。3.(2023·湖南长沙模拟)如图是研究渗透作用的常用装置,实验前膀胱膜两侧的液面处于同一水平(零液面),达到平衡状态时膀胱膜两侧液面存在一定的高度差(Δh)。下列相关叙述正确的是(C)A.实验前膀胱膜两侧溶液的浓度差小于达到平衡状态后膀胱膜两侧溶液的浓度差B.达到平衡状态时,烧杯中的水分子不再通过膀胱膜进入漏斗中C.若达到平衡状态后从漏斗中吸走部分蔗糖溶液,则达到新的平衡状态时Δh减小D.该装置中,水分子从溶液浓度高的一侧向溶液浓度低的一侧渗透解析:实验开始后,水分子因渗透作用进入漏斗内,使蔗糖溶液的浓度下降,实验前膀胱膜两侧溶液的浓度差大于达到平衡状态后膀胱膜两侧溶液的浓度差;达到平衡状态时,烧杯中的水分子与漏斗内的水分子进出膀胱膜的速率相等;若达到平衡状态后从漏斗中吸走部分蔗糖溶液,相当于减小了膀胱膜内蔗糖的浓度,则达到新的平衡状态时Δh减小;该装置中,水分子从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧渗透。4.(2023·山东青岛三模)某兴趣小组的同学为估测某植物叶片细胞液的平均浓度,取被检测植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中糖溶液浓度升高。在此期间叶片细胞和外界溶液之间没有溶质交换。下列有关说法错误的是(C)A.实验结果说明叶片细胞液物质的量浓度大于甲糖溶液物质的量浓度B.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶片细胞吸水能力增大C.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶片细胞的净吸水量乙组大于甲组D.若使用KNO3溶液代替相应浓度的糖溶液进行实验,会造成较大实验误差解析:由题干信息可知,叶片细胞与外界溶液之间无溶质交换,而甲组的糖溶液浓度升高,则可能是由于叶片细胞的细胞液物质的量浓度大于甲糖溶液物质的量浓度,引起了细胞吸水;若测得乙糖溶液浓度降低,说明乙糖溶液物质的量浓度高于叶片细胞的细胞液浓度,细胞失水,乙组叶片细胞吸水能力增大;若测得乙糖溶液浓度升高,则乙组叶片细胞吸水,由于甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液,故叶片细胞的净吸水量乙组小于甲组;若使用KNO3溶液代替相应浓度的糖溶液进行实验,会造成较大实验误差,因为植物细胞可以吸收KNO3。5.(2023·山东济宁三模)正常条件下某植物根细胞吸收离子W可分两个阶段,如曲线1所示,Oa段表示离子W进入细胞壁,而没有通过膜进入细胞质,ab段表示离子W以恒定的速率持续进入细胞质,bc段表示将其移至水中产生的结果。限制代谢作用,得到的结果如曲线2所示。下列分析错误的是(B)A.与c相比,b时刻细胞吸水能力较强B.离子W进入该植物细胞细胞质需要通道蛋白协助C.bc段出现的原因是离子W快速流出细胞壁D.曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂解析:从b点开始,将细胞移入水中,则细胞会吸收水分,所以c点细胞液的浓度低于b点,则与c相比,b时刻细胞吸水能力较强;从图中看出,限制代谢后,细胞吸收离子的速率降低,说明代谢影响物质的运输,所以其运输方式是主动运输,需要载体蛋白的协助;bc段表示将细胞移至水中,由于在细胞膜和细胞壁之间存在离子,所以放入水中,离子W快速流出细胞壁,造成吸收离子的量减少;根据B项分析,该物质的吸收是主动运输,曲线2是由于限制了代谢的作用,造成了吸收离子的量减少,所以曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂,抑制剂加入后,影响了主动运输需要的能量,造成吸收速率降低。6.(2024·湖南株洲模拟)用两种紫色洋葱a、b的外表皮细胞分别制成5个装片,依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液,经过相同时间,观察记录表皮细胞中液泡的紫色深浅变化情况,结果记录如表所示,根据实验结果,下列分析错误的是(C)蔗糖溶液甲乙丙丁戊a的液泡紫色深浅变化基本不变+++--++-b的液泡紫色深浅变化++++++-+++基本不变注:“-”表示紫色变浅,“-”越多紫色越浅;“+”表示紫色加深,“+”越多紫色越深。A.该实验的自变量为细胞种类和蔗糖溶液浓度B.5种蔗糖溶液中乙的浓度最高,丙的浓度最低C.将丙组外表皮细胞装片放入清水中,可发生质壁分离的复原现象D.紫色洋葱b的外表皮细胞的细胞液浓度比a的低解析:该实验取材为两种紫色洋葱a、b的外表皮细胞,然后滴加5种不同浓度的蔗糖溶液,因此该实验的自变量为细胞种类和蔗糖溶液浓度;液泡颜色越深,则说明细胞失水越多,外界溶液与细胞液浓度的差值越大,当两种紫色洋葱a、b的外表皮细胞的外界溶液为乙时,液泡颜色都最深,当外界溶液为丙时,液泡颜色都最浅,故溶液乙的浓度最高,溶液丙的浓度最低;当外界溶液浓度为丙时,a、b细胞都呈吸水状态,未发生质壁分离,故再放入清水中,也不会发生质壁分离的复原现象;在相同的外界溶液条件下,a细胞的吸水能力比b细胞强,因此a细胞的细胞液浓度高于b细胞的细胞液浓度。7.(2024·山东济南模拟)利用反渗透法可以淡化海水。反渗透法指的是在半透膜的原水一侧施加适当强度的外界压力,原水透过半透膜时,只允许水透过,其他物质不能透过而被截留在原水一侧半透膜表面的过程。下列相关叙述错误的是(D)A.渗透作用发生的必备条件是有半透膜和膜两侧溶液有浓度差B.反渗透法淡化海水时,施加的外界压力应大于海水渗透压C.植物的原生质层相当于一种具有选择透过性的半透膜D.反渗透法淡化海水时,所用半透膜上含有多种载体蛋白解析:反渗透法淡化海水时,所用的是人工合成的半透膜,不含载体蛋白。8.某研究小组用一系列不同浓度的蔗糖溶液制作洋葱鳞片叶内表皮(细胞含无色大液泡)临时装片,通过观察细胞的形态变化来测定其细胞液浓度。下列关于该实验的叙述,正确的是(C)A.撕取鳞片叶内表皮,在室温下经10%盐酸处理后使细胞彼此更容易分开B.可向蔗糖溶液中添加少量红墨水再用于制作装片,以便于细胞形态观察C.镜检某一浓度蔗糖溶液处理的装片,视野中可能只有一部分细胞呈质壁分离状态D.实验也可采用在一个装片上,一侧滴加、另一侧用吸水纸吸的方法更换蔗糖溶液解析:经10%盐酸处理后鳞片叶内表皮细胞会死亡,不能发生质壁分离,因此获取的鳞片叶内表皮细胞不能用于细胞液浓度的测定;由于细胞壁的伸缩性较小,在质壁分离实验中细胞的形态变化不大,故质壁分离实验的观察指标不是细胞的形态,洋葱鳞片叶内表皮细胞无色,质壁分离时不容易观察原生质层和细胞壁的位置关系,而红墨水中的色素分子不能进入细胞内,因此可向蔗糖溶液中添加少量红墨水再用于制作装片,以便于观察原生质层和细胞壁的位置关系;不同细胞的细胞液浓度不同,在同一浓度的蔗糖溶液中失水量不同,因此镜检某一浓度蔗糖溶液处理的装片时,视野中可能只有一部分细胞呈质壁分离状态;本实验应该根据不同外界溶液中细胞质壁分离的程度来判断细胞液的浓度,因此应用不同浓度的蔗糖溶液分别处理相同的实验材料。9.(2023·河北石家庄联考)将某种植物的成熟细胞置于一定浓度的物质甲溶液中,发现其体积变化趋势如图曲线ABCD所示。据图和所给信息回答下列问题。(1)影响植物细胞吸收物质甲速率的因素有(写出3个)。曲线图中纵坐标是指(填“原生质体”或“细胞”)的相对体积,理由是。(2)理论上,细菌细胞(填“能”或“不能”)发生类似曲线BC段的现象。曲线AB段(填“发生了”或“没有发生”)渗透吸水或失水。比较P、Q两点所在时刻的植物细胞细胞液浓度,其大小关系是P(填“等于”“大于”或“小于”)Q。

(3)用物质乙替代物质甲重复实验,得到曲线ABCE,其中AC段与物质甲曲线完全重合,则实验刚开始时,溶液甲的渗透压(填“等于”“大于”或“小于”)溶液乙的渗透压。若在C点加入清水,其曲线变化与CD类似,有人认为t2=2t1,请判断对错并说明理由:

(提示:渗透失水的量=渗透速率×半透膜面积×渗透时间)。解析:(1)AC段,原生质体的相对体积不断缩小,说明此时期细胞失水而发生质壁分离;CD段,原生质体的相对体积不断增大,说明此时期细胞吸水发生质壁分离的自动复原,说明植物细胞吸收物质甲的方式是主动运输,故影响植物细胞吸收物质甲速率的因素有载体的数量、细胞呼吸强度(或氧气浓度)、温度、pH等。由于细胞壁的伸缩性显著小于原生质体,故植物细胞吸水或失水后发生变化的是原生质体,因而图中纵坐标指的是原生质体的相对体积。(2)细菌细胞也含有细胞膜和细胞壁,故也能发生类似曲线BC段的质壁分离现象。水分子能透过细胞膜,故曲线AB段发生了渗透吸水或失水。BC段,细胞外溶液浓度大于细胞液浓度,细胞失水,同时由于物质甲能以主动运输的方式进入到细胞内,使细胞液的浓度逐渐升高,吸水能力逐渐增强;到C点时,细胞液浓度和细胞外溶液浓度相等;大于C点后,物质甲继续进入细胞,此时细胞液浓度大于细胞外溶液浓度,细胞吸水,故P点时的细胞液浓度小于Q点。(3)用物质乙替代物质甲重复实验,得到曲线ABCE,其中AC段与物质甲曲线完全重合。分析曲线可知,实验刚开始时,溶液甲的渗透压等于溶液乙的渗透压。若在C点加入清水,其曲线变化与CD类似,由于渗透速率取决于浓度差,质壁分离与质壁分离复原时浓度差不同,原生质体大小亦不同,由“渗透失水的量=渗透速率×半透膜面积×渗透时间”可知,t2=2t1是错误的。答案:(1)载体的数量、细胞呼吸强度(或氧气浓度)、温度、pH原生质体细胞壁的伸缩性显著小于原生质体(2)能质壁分离发生了小于(3)等于错误,渗透速率取决于浓度差,质壁分离与质壁分离复原时浓度差不同,原生质体大小亦不同综合提升练10.(多选)(2023·辽宁朝阳模拟)某同学将初始长度、质量相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后,萝卜条的最终长度如图所示。下列叙述正确的是(CD)A.甲的初始细胞液浓度大于乙B.若蔗糖溶液浓度为a,则甲的吸水量多C.若蔗糖溶液浓度为d,则渗透平衡时甲的质量小于乙D.根据图示可知,植物的细胞壁也具有一定的伸缩性解析:由图可知,当萝卜条处于初始长度时,细胞液浓度和外界溶液浓度相等,乙对应浓度为c,甲对应浓度为b,因此甲的初始细胞液浓度小于乙;当蔗糖溶液浓度为a时,细胞吸水,由于甲的细胞液浓度小于乙,因此甲的吸水量少于乙;蔗糖溶液浓度为d时,细胞失水,甲的失水量多于乙,渗透平衡时萝卜条甲的质量小于乙;萝卜条的长度会发生变化,说明细胞壁也具有一定的伸缩性。11.(多选)(2023·湖南长郡中学模拟)科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中,测定红细胞溶血(红细胞破裂)所需的时间,结果如图所示。以下说法正确的是(AD)A.红细胞通过主动运输吸收离子的能量由细胞质基质提供B.从实验开始至细胞破裂,在氯化铵溶液中发生溶血的细胞体积变化最大C.实验结果说明,红细胞对Cl-的需求最小,对乙醇的需求最大D.经细胞呼吸抑制剂处理后再进行以上实验,甘油组、乙醇组溶血时间基本不变解析:人的成熟红细胞无线粒体,主动运输所需能量由细胞质基质发生的无氧呼吸提供;同种细胞的初始体积及膜的流动性等性质接近,因此溶血前后体积变化基本一致;实验结果说明乙醇进入细胞的速率较快,但不代表细胞对乙醇需求高,只能说明乙醇更容易进入细胞,同理,也不能说明对Cl-的需求最小;细胞呼吸抑制剂减少了细胞产能,但甘油和乙醇通过自由扩散进入红细胞,不需要能量,所以溶血时间基本不变。12.(多选)(2024·辽师大附中月考)小液流法是测定植物组织细胞液浓度的一种实验方法。如图,把浸过植物材料的甲溶液(加入了甲烯蓝染色,忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响),慢慢滴回同一浓度而未浸过植物材料的乙溶液中。若甲溶液中,细胞吸水,则使外界溶液浓度增大,比重也增大,小液滴在乙中往下沉;如果小液滴停止不动,则说明溶液的浓度不发生变化。下列相关叙述错误的是(CD)乙组试管编号123456蔗糖溶液浓度/(mol/L)0.050.10.150.20.250.3蓝色小液滴升降情况降降降升升升A.据表格分析待测植物材料的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间B.假设上述实验中蓝色液滴均上升,则需适当调低外界溶液浓度C.上述实验能用等浓度硝酸钾溶液代替蔗糖溶液D.蓝色小液滴在1～3号试管中均下降,下降速度最快的是在3号试管中解析:由表格可知,在蔗糖溶液浓度为0.15mol/L时,蓝色小液滴下降,说明待测植物材料吸水,此时细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度,而在蔗糖溶液浓度为0.2mol/L时,蓝色小液滴上升,说明待测植物材料失水,此时细胞液浓度小于外界蔗糖溶液浓度,因此可估测待测植物细胞的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间;甲、乙中放置等量相同浓度的蔗糖溶液,若细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,则在甲试管中将出现细胞失水,导致甲试管中蔗糖溶液浓度减小,再将甲试管中溶液转移至乙试管中,由于该液滴密度小,在试管中表现为上升,故蓝色液滴上升,说明细胞液浓度低于蔗糖溶液的浓度,需要适当调低外界溶液溶度;由于细胞在适宜浓度的KNO3中会发生质壁分离后自动复原,因此,无法用于测定细胞液浓度;乙组试管1、2、3中蓝色小液滴下降的原因是甲组1、2、3试管中待测植物的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度,细胞吸水,导致试管中蔗糖溶液浓度上升,蓝色小液滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度,由于3号试管失水少,蔗糖溶液浓度变化小,故下沉最慢。13.大蒜是一种常见的药食两用植物,因其取材方便,常作为生物学实验的材料。以下是某校兴趣小组的同学以大蒜为材料进行的一些生物学实验,回答下列问题。(1)图甲为小组同学利用紫皮大蒜鳞茎叶外表皮细胞探究植物细胞吸水和失水的实验结果。实验中,在盖玻片一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液后,在另一侧用吸水纸引流,重复几次后,在(填“低倍”或“高倍”)显微镜下即可观察到细胞A正在进行细胞壁和的分离。若要将细胞A移到视野中央,可将装片向(填“左”或“右”)移动。之后,用清水代替0.3g/mL的蔗糖溶液,重复上述操作,若观察到细胞A发生,则说明该细胞仍具有活性。

(2)农作物长期水淹会出现烂根,原因可能是根细胞无氧呼吸产生的酒精有毒害作用。该兴趣小组欲探究不同浓度酒精对大蒜鳞茎叶外表皮细胞的毒害作用,设计了如下实验:①分别取等量0、5%、10%、15%、20%、25%、30%的酒精溶液,置于7个培养皿中。②撕取大蒜鳞茎叶外表皮分别置于上述7个培养皿中,处理30min。③将大蒜鳞茎叶外表皮取出漂洗后,制成临时装片,经0.3g/mL的蔗糖溶液处理后,观察并统计细胞的质壁分离情况。④计算发生质壁分离细胞所占百分比,结果如图乙所示。该实验的自变量是,无关变量有(列举两种);常见的对照实验类型有空白对照、相互对照、自身对照等,该实验方案体现了对照,实验结果表明

。

解析:(1)可用低倍镜观察植物细胞的质壁分离及复原,图甲中细胞A发生了质壁分离,即细胞壁与原生质层发生了分离。由于显微镜下形成的是倒立的虚像,所以物像往哪偏就往哪移动,所以若要将细胞A移到视野中央,可将装片向右移动。若细胞有活性,用清水代替0.3g/mL的蔗糖溶液,则细胞发生质壁分离复原。(2)根据题干可知,该实验的自变量是酒精浓度,因变量是酒精对根的影响,其他的可能影响实验的变量是无关变量,如处理时间、酒精溶液体积、环境温度等应保持一致。该实验中酒精浓度为0是空白对照组,其余各酒精浓度组为相互对照。实验结果表明酒精浓度低于20%,对细胞几乎无毒害作用;浓度高于20%,随着酒精浓度的逐渐增大,对细胞的毒害作用增强,直至细胞全部死亡。答案:(1)低倍原生质层右质壁分离复原(2)酒精浓度处理时间、酒精溶液体积空白对照、相互酒精浓度低于20%,对细胞几乎无毒害作用;浓度高于20%,随着酒精浓度的逐渐增大,对细胞的毒害作用增强,直至细胞全部死亡第7讲物质出入细胞的方式基础巩固练1.(2023·山东滨州期末)研究发现,盐碱地植物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。下列关于盐碱地植物的说法错误的是(D)A.根部松土有利于盐碱地植物对Na+的吸收B.Na+进入液泡的过程需要细胞呼吸产生的ATP为其供能C.盐碱地植物的细胞液浓度较高,以保证从土壤中吸收水分D.液泡上的Na+载体蛋白与神经元上的Na+通道蛋白空间结构相同解析:植物根部细胞吸收Na+是主动运输,需要能量,而松土有利于植物根部进行有氧呼吸,产生能量;细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,因此运输方式为主动运输,所以需要细胞呼吸产生的ATP为其供能;盐碱地植物的细胞液浓度较高,具有较高的渗透压,可以增强细胞的吸水能力;液泡上的Na+载体蛋白与神经元上的Na+通道蛋白空间结构不相同。2.(2023·山东济南三模)通道蛋白有离子通道蛋白、孔蛋白、水通道蛋白三种类型。孔蛋白常见于线粒体和叶绿体外膜上,可允许相对分子质量小于5000的分子自由通过。下列叙述错误的是(D)A.离子通道蛋白运输相应离子的速率与膜两侧离子浓度差有关,也与膜电位有关B.离子通道蛋白和水通道蛋白的选择性比孔蛋白的高C.肾小管和集合管细胞膜上水通道蛋白的数量较多D.通道蛋白往往需要与运输的物质相结合且构象改变解析:离子通道蛋白对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性,驱动带电荷的离子跨膜转运的净驱动力来自两种力的合力,一种是溶质的浓度梯度,另一种是跨膜电位差,这种净驱动力构成离子跨膜的电化学梯度,这种梯度决定离子跨膜的被动运输的方向;离子通道蛋白对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性,水通道蛋白只运输水分子,而孔蛋白可允许相对分子质量小于5000的分子自由通过,因此离子通道蛋白和水通道蛋白的选择性比孔蛋白的高;肾小管和集合管主要作用是水的重吸收,因此两者细胞膜上水通道蛋白的数量较多;载体蛋白能与特定的溶质分子结合,通过一系列构象的改变介导溶质分子跨膜转运,通道蛋白介导的被动运输不需要溶质分子与其结合,而是横跨膜形成通道,允许大小适宜的分子和带电离子通过。3.(2023·湖北黄冈二模)如图①为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,②～⑤表示物质出入细胞的不同方式。下列相关叙述错误的是(D)A.根据图①可以区分细胞膜的内外两侧B.通过图⑤可以看出细胞膜具有一定的流动性C.动作电位的形成与图②所示的方式有关D.水分子更多是以图③的方式进入细胞内解析:图①中a是糖蛋白,分布在细胞膜的外侧,故根据图①可以区分细胞膜的内外两侧;⑤表示胞吞,胞吞过程体现了细胞膜具有一定的流动性;动作电位的形成与钠离子内流有关,钠离子内流的方式是协助扩散(需要转运蛋白协助,顺浓度梯度运输),可对应图中的②;水分子更多是以协助扩散的方式进入细胞内,而图中的③表示自由扩散。4.(2024·辽宁大连模拟)如图显示了人体某细胞的细胞膜对葡萄糖的转运速率与细胞外葡萄糖浓度的关系。实线表示仅葡萄糖存在,虚线表示同时存在浓度稳定的半乳糖。据图推测,下列叙述正确的是(C)A.葡萄糖的转运速率与葡萄糖浓度持续呈正相关B.葡萄糖的跨膜转运一定伴随着ATP的水解C.半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用D.转运葡萄糖的转运蛋白也可以转运半乳糖解析:由题图可知,在一定的浓度范围内,葡萄糖的转运速率与葡萄糖浓度持续呈正相关,当达到一定浓度后,葡萄糖的转运速率受到了其他因素(如转运蛋白)的限制;由题中信息可知,葡萄糖的跨膜转运不一定需要能量,即不一定伴随着ATP的水解;由曲线分析可知,仅存在葡萄糖的情况比同时存在一定浓度的半乳糖时葡萄糖的转运速率高,所以半乳糖对葡萄糖的转运具有抑制作用;转运蛋白具有专一性,且根据“浓度稳定的半乳糖”可知,转运葡萄糖的转运蛋白不能转运半乳糖。5.如图甲、乙分别表示洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜),从含硝酸钾的全营养液中吸收NO3A.a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量B.b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限C.c点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度D.d点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高,细胞发生质壁分离解析:洋葱根尖吸收NO3-的方式是主动运输,吸收速率受能量、载体蛋白和底物浓度的影响。a点的限制因素是O2浓度,O6.(2024·河北衡水模拟)水孔蛋白是膜整合蛋白,其构成了水分子选择性跨膜运输的通道,水分子通过这些通道的扩散速度比通过磷脂双分子层要快得多。水孔蛋白组成的水通道是可逆性的“门”(存在开、闭两种状态),受细胞内pH和Ca2+等生理指标调控。下列叙述正确的是(A)A.水孔蛋白的存在改变了水分子跨膜运输的速度B.水孔蛋白的存在改变了水分子运输的方向,但不能改变水分子运输的动力C.垂体分泌的抗利尿激素也能影响靶细胞膜上水孔蛋白的数量D.在一定条件下,水通道蛋白可以主动运输水分子解析:协助扩散与自由扩散一样只能从高浓度向低浓度运输,没有改变运输方向和动力;抗利尿激素是由下丘脑分泌、由垂体释放的,能影响靶细胞膜上水孔蛋白的数量,从而影响肾小管、集合管对水的重吸收;主动运输需要借助载体蛋白,不能借助通道蛋白。7.(2024·河北石家庄期中)生活在盐碱地中的植物,其细胞膜上的Na+/H+逆向转运蛋白SOS1和液泡膜上的Na+/H+逆向转运蛋白NHX1均依靠膜两侧H+的浓度梯度分别将Na+逆浓度梯度转运至细胞外和液泡内。液泡膜和细胞膜上的H+ATP泵利用ATP水解释放的能量转运H+,从而维持膜两侧的H+浓度差。下列叙述正确的是(C)A.SOS1和NHX1转运Na+和H+时均先与之结合,且结合部位相同B.SOS1和NHX1转运Na+和H+的过程中,其空间结构不会发生变化C.抑制细胞呼吸,会降低盐碱地植物细胞液的浓度,不利于其渗透吸水D.植物体为了适应盐碱环境进化出了表达较多SOS1和NHX1蛋白的耐盐类型解析:SOS1和NHX1转运Na+和H+时应先与之结合,但结合部位不同;SOS1和NHX1转运Na+和H+的过程中,其空间结构会发生变化;抑制细胞呼吸,会减弱H+ATP泵逆浓度梯度运输H+,从而使细胞膜和液泡膜两侧H+浓度梯度降低,减少SOS1和NHX1向细胞外和液泡内转运Na+,从而降低盐碱地植物细胞液的浓度,不利于其渗透吸水;适应盐碱环境而表达较多的SOS1和NHX1蛋白的耐盐类型是自然选择的结果。8.(2024·贵州高考适应性考试)为探究某植物对镉(Cd2+)的跨膜运输方式,在一定Cd2+浓度的培养液中水培,设置4组实验:对照组(Ⅰ)、加入Ca2+通道抑制剂(Ⅱ)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K+通道抑制剂(Ⅳ),培养一段时间后,测定叶组织中的Cd2+含量,结果如图所示。下列叙述错误的是(C)A.由图中Ⅰ、Ⅲ可知,细胞吸收Cd2+存在主动运输B.由图中Ⅰ、Ⅳ可知,K+通道蛋白不参与吸收Cd2+C.细胞吸收Cd2+过程中,Cd2+要与Ca2+通道蛋白结合D.增加Ⅰ组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量解析:通道蛋白运输离子时,离子不需要与通道蛋白结合,即细胞吸收Cd2+过程中,Cd2+不与Ca2+通道蛋白结合。9.(2024·河北唐山期中)H+K+ATP酶位于胃壁细胞,是质子泵的一种,它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中,对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的生理意义。其作用机理如图所示,“+”表示促进磷酸化。请据图回答下列问题。(1)构成胃壁细胞膜的基本支架是。(2)据图分析,在胃壁细胞内,H+通过方式转运至细胞外。H+K+ATP酶在该过程的作用是。

(3)图中信号分子与受体结合后可通过促进质子泵磷酸化,从而促进胃酸的分泌。

(4)探究胃蛋白酶的合成与分泌过程,需要参与的具膜细胞器有。(5)胃酸分泌过多是引起胃溃疡主要原因,药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂,能有效减缓胃溃疡症状,用奥美拉唑治疗胃溃疡理由是