第一单元 细胞的分子组成、结构及物质运输-（教师用书）【赢在微点·顶层设计】2026年高中生物学高考一轮总复习（多选版）

该高中生物学讲义聚焦必修1“细胞的分子组成、结构及物质运输”高考核心模块，按“分子-结构-功能”逻辑架构知识点，涵盖走近细胞、无机物、有机物、细胞膜、细胞器等考点，通过考点梳理、方法指导、真题训练环节，帮助学生系统构建知识网络，突破难点。 讲义突出生命观念与科学思维培养，如用原核真核对比表强化结构功能观，借分泌蛋白合成模型训练科学建模能力。含观察叶绿体等实验指导及分层练习，结合真题演练，高效提升学生应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

必修1分子与细胞 第一单元 细胞的分子组成、结构及物质运输 第1讲　走近细胞 [课标内容]　1.阐明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成。这些细胞的形态和功能多样,但都具有相似的基本结构。2.描述原核细胞和真核细胞的最大区别是原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。3.活动:使用显微镜观察各种细胞。 微考点大突破 考点一　细胞是生命活动的基本单位 　 1.细胞学说及其建立过程 (1)主要内容。 (2)意义:细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。 (3)建立过程(连线)。 提醒　并不是所有新细胞都由老细胞分裂产生,如受精卵来源于精子和卵细胞的融合。 2.细胞是基本的生命系统 (1)生命活动离不开细胞。 (2)生命系统的结构层次。 提醒　草履虫等单细胞生物既属于细胞层次,又属于个体层次,没有组织、器官、系统这三个结构层次。 3.原核细胞与真核细胞 (1)常见的原核生物与真核生物。 (2)区分原核细胞和真核细胞。 ①图1细胞属于原核细胞,图2细胞属于真核细胞(均填“原核细胞”或“真核细胞”)。图1与图2中细胞在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。 ②写出图1细胞中各结构的名称。 a.细胞质;b.核糖体;c.拟核;d.细胞膜;e.细胞壁。 ③图1中蓝细菌无图2细胞中的b叶绿体,但能进行光合作用,是自养(填“自养”或“异养”)生物。 (3)原核细胞与真核细胞的区别。 4.细胞的多样性和统一性分析 (1)细胞多样性的“两个”原因。 (2)细胞统一性的“五个”表现。 (3)高中生物常考的特殊细胞特点归纳。 ①硝化细菌:进行化能合成作用,属于自养需氧型生物,是生态系统中的生产者。 ②哺乳动物成熟的红细胞:没有细胞核、细胞器,只进行无氧呼吸,膜结构只有细胞膜。 ③蛙的红细胞:有细胞核,进行的是无丝分裂。 ④洋葱鳞片叶外表皮细胞:无叶绿体,具有大液泡,可用于观察质壁分离,不可用于观察有丝分裂,看不到染色体。 ⑤叶肉细胞:含叶绿体和大液泡,可用于观察叶绿体。 ⑥植物根尖分生区细胞:无叶绿体和大液泡,不可用于观察质壁分离;呈正方形,排列紧密,可用于观察有丝分裂。 ⑦植物根尖成熟区细胞:已分化的细胞,不具有分裂能力,无叶绿体。 ⑧卵细胞和精子:卵细胞是人体内最大的细胞,营养物质丰富;精子体积小,几乎不含细胞质。 (1)细胞学说揭示了细胞的统一性和多样性。(源自必修1 P4)(×) (2)不完全归纳法得出的结果很可能是可信的,可以用来预测和判断,不过,也要注意存在例外的可能。(必修1 P5“科学方法”)(√) (3)一株冷箭竹无系统层次,人体皮肤和迎春花的叶属于器官层次。(必修1 P8“概念检测”3)(√) (4)念珠蓝细菌常以细胞群体出现,是多细胞原核生物。(源自必修1 P11)(×) (5)支原体可能是最小的单细胞生物,与大肠杆菌细胞的结构区别是支原体细胞没有细胞壁和鞭毛。(必修1 P12“拓展应用”2)(√) (必修1 P8“拓展应用”2)如图分别表示某种流感病毒和T2噬菌体的结构,请据图回答下列问题: (1)流感病毒主要由RNA和蛋白质构成。T2噬菌体主要由DNA和蛋白质构成。其中RNA、DNA是在宿主细胞中合成的,蛋白质是在宿主细胞的核糖体上合成的。 (2)HIV和T2噬菌体的遗传信息传递过程分别是HIV:RNA逆转录形成一条单链DNA,然后复制成为完整的双链,通过核孔与核基因整合,再进行转录、翻译。T2噬菌体:以DNA直接作为模板进行复制,也可以直接作为模板进行转录和翻译。 (3)T2噬菌体是专一侵染大肠杆菌的病毒,如果想用放射性同位素标记T2噬菌体,该如何操作?请写出基本思路。 答:先用含有放射性同位素的培养基培养大肠杆菌,再用标记后的大肠杆菌培养T2噬菌体。 能力一　细胞学说的创立过程及内容(考查生命观念) 1.(2025·浙江模拟)细胞学说认为:一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;新细胞是由老细胞分裂产生的。据此分析,下列叙述错误的是(C) A.生物具有多样性 B.生物具有遗传性 C.生物能定向变异 D.生物具有统一性 解析　生物的变异是不定向的,C项错误。 2.(2025·重庆模拟)下列关于细胞学说的叙述,正确的有(B) ①细胞学说认为一切动植物都只由细胞构成　②细胞学说阐明了生物界的统一性与差异性　③细胞学说认为细菌是生命活动的基本单位　④细胞学说的提出为生物学研究进入分子水平打下了基础　⑤细胞学说的研究过程运用了完全归纳法,因此是可信的 A.0项　　　B.1项　　　C.2项　　　D.3项 解析　细胞学说认为细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来的,并由细胞和细胞产物所构成,①错误;细胞学说揭示了动植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,但没有揭示动植物细胞和生物界的差异性,②错误;根据细胞学说的内容可知,细胞是生命活动的基本单位,细胞学说并未涉及细菌,③错误;细胞学说的部分观点推动了生物学研究进入细胞水平,并为后来进入分子水平打下基础,④正确;细胞学说的研究过程运用了不完全归纳法,其结果很可能是可信的,⑤错误,故选B。 能力二　生命系统的结构层次与病毒(考查生命观念) 3.(2025·山西调研)细胞是生命系统中最基本的结构层次,既有自己的结构和功能,又与其他各个层次层层相依。下列有关生命系统结构层次的叙述,正确的是(D) A.细胞学说揭示了所有生物在结构上的统一性 B.内蒙古草原上所有的羊属于种群结构层次 C.蛋白质具有活性,属于个体结构层次 D.与动物相比,植物缺少系统结构层次 解析　细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,并不是所有生物,A项错误;内蒙古草原上所有的羊并不是同一物种,因此不属于种群结构层次,B项错误;蛋白质属于分子结构,没有细胞结构,不属于生命系统的结构层次,C项错误;植物在生命系统的结构层次中不存在系统层次,D项正确。 4.(2022·海南卷,T1)脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是(D) A.该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同 B.该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜,无细胞核 C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸 D.该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质 解析　结构决定功能,根据“该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,但其毒性比天然病毒小得多”推测,该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的不完全相同,A项错误;病毒不具有细胞结构,无细胞膜和细胞核,B项错误;病毒不能独立进行代谢活动,不能进行细胞呼吸,只能在活的宿主细胞中增殖,C项错误;该人工合成病毒主要由蛋白质和核酸组成,大肠杆菌为原核生物,酵母菌为真核生物,三者都含有遗传物质,D项正确。 构建模型归纳、概括病毒有关的知识 能力三　归纳法掌握细胞的多样性与统一性(考查科学思维) 5.(2024·北京卷,T1)关于大肠杆菌和水绵的共同点,下列叙述正确的是(D) A.都是真核生物 B.能量代谢都发生在细胞器中 C.都能进行光合作用 D.都具有核糖体 解析　大肠杆菌属于细菌,为原核生物,水绵属于低等植物,为真核生物,A项错误;叶绿体和线粒体是与能量代谢有关的细胞器,大肠杆菌只有核糖体这一种细胞器,大肠杆菌在细胞质基质中和细胞膜上可发生能量代谢,B项错误;大肠杆菌没有光合色素和与光合作用有关的酶,不能进行光合作用,C项错误;原核生物和真核生物都具有核糖体,D项正确。 (1)常见的原核细胞种类有细菌和蓝细菌。 (2)原核细胞的结构特点:有拟核,无核膜包被的细胞核,无核仁,无染色体/染色质;有核糖体,而没有其他细胞器,除支原体外多数原核细胞有细胞壁。 (3)衣藻和大肠杆菌的统一性:在细胞水平上体现在二者均具有核糖体、细胞膜和细胞质等,在分子水平上表现为二者均以ATP作为直接能源物质,均以DNA为遗传物质,共用一套遗传密码。 6.(多选)(2025·石家庄模拟)淡水水域中氮、磷等元素含量过高会导致水体富营养化,从而引起蓝细菌、绿藻等爆发性增殖,该现象称为水华。下列说法正确的是 (CD) A.氮、磷元素在细胞中含量较多,环境中缺乏氮、磷元素也不影响细胞的正常生命活动 B.绿藻可利用叶绿素和藻蓝素进行光合作用 C.与绿藻相比,蓝细菌的主要特征是没有以核膜为界限的细胞核 D.水华发生时,蓝细菌、绿藻等光合作用旺盛,不利于水体中其他生物的生存 解析　氮、磷元素是细胞中的大量元素,在细胞中含量较多,环境中缺乏氮、磷元素会导致细胞中氮和磷减少,进而影响细胞的正常生命活动,A项错误;蓝细菌存在叶绿素和藻蓝素,绿藻中没有藻蓝素,B项错误;与绿藻这一真核生物相比,蓝细菌是原核生物,主要特征是没有以核膜为界限的细胞核,C项正确;水华发生时,蓝细菌、绿藻等光合作用旺盛,大量增殖,覆盖水面,遮挡阳光,导致水体缺氧,不利于水体中其他生物的生存,D项正确。 以蓝细菌为中心构建微网 考点二　使用显微镜观察几种细胞 　 1.显微镜的构造和原理 (1)认识显微镜。 (2)放大倍数的计算。 显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。 (3)放大倍数的实质。 显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大,不是指面积或体积的放大。 2.显微镜的使用 1.明确镜头的结构及其长短与放大倍数的关系 2.高倍镜与低倍镜的比较 比较 项目 物像 大小 看到细 胞数目 视野 亮度 物镜与载玻 片的距离 视野 范围 高倍镜 大 少 暗 近 小 低倍镜 小 多 亮 远 大 3.成像特点及装片移动规律 4.视野中细胞数目的相关计算 (1)若视野中的细胞为单行,计算时只需要考虑长度或宽度,则放大后视野中的细胞数与放大倍数成反比(如图1所示)。 (2)若视野中充满细胞,计算时要考虑面积的变化,则放大后视野中的细胞数与放大倍数的平方成反比(如图2所示)。 能力　显微镜的使用(考查实验操作能力) 1.如图甲、乙、丙为在显微镜视野中观察到的物像图,下列有关叙述正确的是(B) A.图甲实物的形状为“上” B.图乙物像要移到视野中央,装片移动的方向为右上方 C.图丙物质的实际流动方向为顺时针 D.高倍镜下观察“b”时,先使用粗准焦螺旋,再使用细准焦螺旋进行对焦 解析　显微镜成的像是上下颠倒、左右相反的虚像,因此题图甲实物的形状为“上”,A项错误;题图乙物像位于视野的右上方,则实物在装片的左下方,因此要将物像移到视野中央,装片移动的方向为右上方,B项正确;题图丙物质流动的方向是逆时针,其实际流动方向仍是逆时针,C项错误;用高倍镜观察时,只能调节细准焦螺旋,不能调节粗准焦螺旋,D项错误。 2.(2025·宜春调研)如图是在光学显微镜下观察到的鱼肠切片和芦苇根横切片的图像。下列有关说法正确的是(C) A.若选用10×的目镜和40×的物镜组合观察,则物像的体积是实物的400倍 B.若据图得出动植物都是由细胞和细胞产物构成的结论,运用了完全归纳法 C.由A视野调为B视野,先向右上方移动玻片并逆时针旋转,再直接转动转换器 D.草履虫、鱼和芦苇的生命活动均依赖各种分化细胞的密切合作 解析　显微镜的放大倍数是指物像长度或宽度的放大倍数,而不是面积或体积,若选用10×的目镜和40×的物镜组合观察,则物像的面积是实物的400×400=160 000(倍),A项错误;题图中只有鱼和芦苇两种生物,若据题图得出动植物都是由细胞和细胞产物构成的结论,运用了不完全归纳法,B项错误;由A视野调为B视野,放大倍数增大,凸起向下,则在换用高倍镜前,由于实际观察到的面积减小,因此需要先向右上方移动玻片并逆时针旋转,使凸起向上,再转动转换器换用高倍镜观察,C项正确;鱼和芦苇均依赖各种分化细胞的密切合作完成各项生命活动,而草履虫为单细胞生物,单个细胞就能完成各项生命活动,D项错误。 微真题重体悟 　 1.(2022·辽宁卷,T1)下列关于硝化细菌的叙述,错误的是(C) A.可以发生基因突变 B.在核糖体合成蛋白质 C.可以进行有丝分裂 D.能以CO2作为碳源 解析　硝化细菌的遗传物质是DNA,可发生基因突变;硝化细菌可在核糖体上合成蛋白质;硝化细菌是自养生物,其能以CO2作为碳源,A、B、D三项正确。硝化细菌为原核生物,其增殖方式为二分裂,有丝分裂为真核细胞的分裂方式,C项错误。 2.(2021·河北卷,T1)下列叙述正确的是(A) 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.颤蓝细菌、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　酵母菌属于真核生物,白细胞是真核细胞,它们的细胞骨架在维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性方面起着重要作用,A项正确;发菜属于原核生物,细胞内没有叶绿体,B项错误;颤蓝细菌属于原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,伞藻和小球藻属于真核生物,有细胞核,C项错误;黑藻属于高等植物,根瘤菌属于原核生物,都有细胞壁,草履虫属于单细胞原生动物,没有细胞壁,D项错误。 3.(2023·海南卷,T1)衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述,正确的是(B) A.都属于原核生物 B.都以DNA作为遗传物质 C.都具有叶绿体,都能进行光合作用 D.都具有线粒体,都能进行呼吸作用 解析　衣藻为单细胞真核生物,大肠杆菌属于原核生物,A项错误;原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA,B项正确;衣藻具有叶绿体,能进行光合作用,大肠杆菌没有叶绿体,不能进行光合作用,C项错误;大肠杆菌属于原核生物,无线粒体,D项错误。 4.(2021·湖南卷,T1)关于下列微生物的叙述,正确的是(C) A.蓝细菌细胞内含有叶绿体,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　蓝细菌细胞内没有叶绿体,蓝细菌能进行光合作用是因为其细胞内有叶绿素、藻蓝素及与光合作用有关的酶,A项错误;酵母菌是单细胞真菌,有成形的细胞核,是真核生物,B项错误;破伤风杆菌属于原核生物,细胞内不含线粒体,其是典型的厌氧型微生物,只能进行无氧呼吸,C项正确;支原体是原核生物,细胞内不含染色质,D项错误。 5.(2023·北京卷,T15)有关预防和治疗病毒性疾病的表述,正确的是(D) A.75%的乙醇能破坏病毒结构,故饮酒可预防感染 B.疫苗接种后可立即实现有效保护,无需其他防护 C.大多数病毒耐冷不耐热,故洗热水澡可预防病毒感染 D.吸烟不能预防病毒感染,也不能用于治疗病毒性疾病 解析　75%的乙醇能破坏病毒结构,但饮酒时酒精浓度并不能达到该浓度,且饮酒后酒精不一定与病毒直接接触,故饮酒达不到预防感染的效果,A项错误;疫苗相当于抗原,进入机体可激发机体产生抗体和相关的记忆细胞,疫苗接种后实现有效保护需要一段时间,且由于病毒的变异性强,疫苗并非长久有效,故还应结合其他防护措施,B项错误;洗热水澡的温度通常较低,达不到将病毒杀灭的效果,且病毒入侵后通常进入细胞内,无法通过表面的热水进行杀灭,C项错误;吸烟不能预防病毒感染,也不能用于治疗病毒性疾病,且会对人体造成伤害,D项正确。 第2讲　细胞中的无机物、糖类和脂质 [课标内容]　1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.指出水是活细胞中含量最多的化合物,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关。4.概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质。5.举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用。6.实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 微考点大突破 考点一　细胞中的元素、化合物和无机物 　 1.组成细胞的元素 (1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系。 (2)种类:常见的有20多种。 (3)存在形式:大多以化合物的形式存在。 2.细胞中的化合物 提醒　生物体内含有的元素不一定都是必需元素,如人体内可能含有Pb。 3.细胞中的无机物 (1)细胞中的水。 ①水的性质。 ②细胞中水的存在形式和功能。 ③自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系。 (2)细胞中的无机盐。 (1)Ca、Mg、Fe、Zn等微量元素也是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着重要的作用。(源自必修1 P17)(×) (2)梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量大体相同。(必修1 P17“旁栏思考”)(×) (3)自由水和结合水都参与细胞内的生物化学反应。(源自必修1 P21)(×) (4)小麦种子烧尽后留下的灰白色灰烬是无机盐。(源自必修1 P21)(√) “有收无收在于水,收多收少在于肥”“上粪不浇水,庄稼噘着嘴”“犁地深一寸,等于上层粪”。农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验,它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理,是中华民族的文化瑰宝。 (1)植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有参与细胞内的生化反应;运送营养物质和代谢废物(答出2点即可)。 (2)当土壤含水量过高时,反而不利于植物的正常生长,可能的原因有植物根部因缺氧进行无氧呼吸,根部能量供应不足,影响物质运输;植物根部因无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象(答出2点即可)。 (3)增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是有机肥被微生物分解产生N、Mg等无机盐,有利于叶绿素的合成。 能力一　细胞中的元素与化合物(考查科学思维) 1.(2022·江苏卷,T1)下列各组元素中,大量参与组成线粒体内膜的是(A) A.O、P、N B.C、N、Si C.S、P、Ca D.N、P、Na 解析　线粒体内膜主要由磷脂和蛋白质组成,蛋白质的组成元素是C、H、O、N等,磷脂的组成元素为C、H、O、N、P,A项符合题意。 2.(2021·天津卷,T4)富营养化水体中,藻类是吸收磷元素的主要生物,下列说法正确的是(B) A.磷是组成藻类细胞的微量元素 B.磷是构成藻类生物膜的必要元素 C.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物 D.生态系统的磷循环在水生生物群落内完成 解析　磷属于大量元素,A项错误;藻类生物膜主要由磷脂和蛋白质组成,而磷脂分子含有P元素,因此P元素是构成藻类生物膜的必要元素,B项正确;淀粉只含有C、H、O三种元素,C项错误;生态系统的磷循环是在生物群落和无机环境之间完成的,D项错误。 能力二　细胞中的水和无机盐(考查生命观念) 3.(2024·新课标卷,T2)干旱缺水条件下,植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是(A) A.叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低 B.干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少 C.植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大 D.干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输 解析　叶片萎蔫时叶片中脱落酸(ABA)的含量会增加,达到一定程度叶片可能会脱落,A项错误;干旱缺水时,植物气孔开度减小,吸收的二氧化碳会减少,植物的光合速率会降低,B项正确;植物细胞失水时主要失去自由水,自由水含量下降,结合水与自由水比值会增大,C项正确;干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输,D项正确。 (1)植物根系从土壤中吸收的水使液泡保持充盈,可调节植物细胞液渗透压并有利于植物保持一定的形态。 (2)细胞内结合水可与蛋白质、多糖等物质结合,是细胞结构的重要组成成分。 (3)自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动,比值越高,细胞的代谢活动越旺盛。 4.氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。据此回答下列问题: (1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是蛋白质,在细胞核中合成的含氮有机物是核酸,叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素。 (2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(N)和硝态氮(N)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中N和N的吸收具有偏好性(N和N同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 答:实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中N和N剩余量。预期结果和结论:若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N;若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N。 解析　(1)植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等,其中在核糖体上合成的含氮有机物为蛋白质,在细胞核中合成的含氮有机物为DNA和RNA,植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素,其中含氮的光合色素是叶绿素。(2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的N和N的吸收具有偏好性,因变量是作物甲对二者的吸收量,因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中,在适宜条件下培养一段时间,并测定实验后营养液中的N和N的剩余量,最后进行比较,如果实验后营养液中的N剩余量小于N的剩余量,可说明作物甲对硝酸铵中的N的吸收具有偏好性;反之,则说明作物甲对硝酸铵中的N的吸收具有偏好性。 考点二　糖类、脂质的种类和作用 　 1.细胞中的糖类 提醒　糖类并非都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。 2.细胞中的脂质 提醒　①脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 ②与糖类相比脂肪中“C”“H”含量高,而“O”含量低,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要O2多,产生的H2O多。 (1)动物细胞培养过程中加入葡萄糖的目的是为动物细胞提供能源物质。(必修1 P23“问题探讨”)(√) (2)糖尿病病人在饮食方面只需要严格限制其对甜味食品的摄取。(必修1 P24“旁栏思考”)(×) (3)几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,可以用于废水处理,还可以用于制作食品包装纸和食品添加剂、制作人造皮肤。(源自必修1 P25)(√) (4)糖类供应充足时可以大量转化为脂肪,糖类供能不足时,大量脂肪转化为糖类。(源自必修1 P27)(×) 1.医生给病人输液时不是用蔗糖,而是用葡萄糖的原因是蔗糖属于二糖,必须经消化分解成单糖才能进入细胞。 2.油料作物种子如花生、蓖麻在播种时,播种的深度相对较浅,从物质代谢的角度分析,可能的原因是什么? 答:油料作物种子含脂肪较多,种子萌发时消耗的氧气量相对较大。 能力一　糖类、脂质的种类和功能(考查生命观念) 1.(2023·北京卷,T1)PET⁃CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来,进入细胞后不易被代谢,可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知,这种示踪剂是一种改造过的(B) A.维生素 B.葡萄糖 C.氨基酸 D.核苷酸 解析　由题中信息可推知,示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质葡萄糖改造而来,B项符合题意。 2.(2022·重庆卷,T5)合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据表分析,下列叙述错误的是(A) 项目 食物/100 g 能量 /kJ 蛋白质 /g 脂肪 /g 糖类 /g ① 880 6.2 1.2 44.2 ② 1 580 13.2 37.0 2.4 ③ 700 29.3 3.4 1.2 A.含主要能源物质最多的是② B.需控制体重的人应减少摄入①和② C.青少年应均衡摄入①②和③ D.蛋白质、脂肪和糖类都可供能 解析　人体主要能源物质是糖类,题表中含主要能源物质最多的是①,A项错误;食物①和②中分别富含糖类和脂肪,需控制体重的人应减少摄入①和②,B项正确;食物①②和③中分别富含糖类、脂肪和蛋白质,青少年应均衡摄入①②和③,有利于身体的发育,C项正确;蛋白质、脂肪和糖类都属于储存能量的有机物,都可供能,D项正确。 能力二　糖类和脂肪的相互转化(考查科学思维) 3.(2025·江苏联考)如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述错误的是(D) A.葡萄糖和脂肪的元素组成相同 B.长期偏爱高糖膳食的人,图示过程会加强,从而导致体内脂肪积累 C.若物质X能与脂肪酸结合生成脂肪,则X代表甘油 D.糖类可以转化为脂肪,脂肪不能转化为糖类 解析　葡萄糖和脂肪的元素组成都是C、H、O,A项正确;分析题图可知,葡萄糖可以转化为脂肪,故长期摄入大量糖类,题图所示过程会加强,从而导致体内脂肪积累,B项正确;脂肪是由甘油和脂肪酸组成的,若物质X能与脂肪酸结合生成脂肪,则X代表甘油,C项正确;糖类可以大量转化为脂肪,脂肪在糖类供能不足时也可以转化为糖类,但不能大量转化,D项错误。 4.(多选)如图是油菜种子在形成和萌发过程中,糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是 (AC) A.种子形成过程中,脂肪水解酶比脂肪合成酶活性低 B.种子形成过程中,脂肪合成需要消耗较多的氮元素 C.等质量的可溶性糖所储存的能量比脂肪少 D.种子萌发时消耗的能量主要来自细胞中脂肪的氧化分解 解析　种子形成过程中,主要是可溶性糖转化为脂肪,脂肪水解酶比脂肪合成酶活性低,A项正确;脂肪不含氮,因此种子形成过程中,脂肪合成不需要消耗氮元素,B项错误;等质量的可溶性糖和脂肪中,脂肪所含C、H比例高,氧化分解时消耗的氧气多,因此其所储存的能量多于可溶性糖,C项正确;种子萌发时,脂肪转变为可溶性糖,种子萌发时消耗的能量主要来自细胞中可溶性糖的氧化分解,D项错误。 种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化 变化 种子类型 非油料作物种子(如小麦) 油料作物种子(如大豆) 种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪 种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类 种子形成时,光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时,吸收水分导致其鲜重增加,非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少,油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中主要增加了氧元素),然后再减少。 考点三　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 　 1.还原糖的检测 提醒　葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖和乳糖等是还原糖,可以用斐林试剂检测。蔗糖和所有的多糖都不具有还原性,不能与斐林试剂发生反应。 2.脂肪的检测 (1)检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 (2)检测步骤。 3.蛋白质的检测 斐林试剂与双缩脲试剂的区别 能力　糖类、脂肪和蛋白质的检测原理与基本操作(考查科学探究) 1.(2022·江苏卷,T13)下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是(B) A.还原糖—斐林试剂—砖红色 B.DNA—台盼蓝染液—蓝色 C.脂肪—苏丹Ⅲ染液—橘黄色 D.淀粉—碘液—蓝色 解析　还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,A项正确;在沸水浴条件下,DNA与二苯胺反应呈现蓝色,B项错误;苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色,C项正确;淀粉遇碘变蓝,D项正确。 2.(2022·重庆卷,T11)在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。如表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是(D) 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量 /(mg/mL) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀 B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关,与斐林试剂的用量无关 C.若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量大于0.4 mg/mL D.在一定范围内葡萄糖含量越高,反应液去除沉淀后蓝色越浅 解析　用斐林试剂鉴定还原糖时,在水浴加热条件下,才出现砖红色沉淀,A项错误;吸光值与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量均有关,B项错误;由题表可知,在一定范围内,样本的吸光值越小,葡萄糖含量越高,若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量在0.3~0.4 mg/mL范围内,C项错误;在一定范围内葡萄糖含量越高,生成的砖红色沉淀(氧化亚铜)越多,反应液去除沉淀后蓝色越浅,D项正确。 微真题重体悟 　 1.(2022·湖北卷,T1)水是生命的源泉,节约用水是每个人应尽的责任,下列有关水在生命活动中作用的叙述,错误的是(C) A.水是酶促反应的环境 B.参与血液中缓冲体系的形成 C.可作为维生素D等物质的溶剂 D.可作为反应物参与生物氧化过程 解析　细胞内的许多生物化学反应在以水为基础的液体环境中进行,故水是酶促反应的环境,A项正确;血液中的缓冲物质溶解在水中才能形成缓冲体系,B项正确;维生素D属于脂质,脂质通常都不溶于水,C项错误;水可作为反应物参与生物氧化过程,如光反应中水的光解,D项正确。 2.(2021·浙江6月选考,T5)无机盐是生物体的组成成分,对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是(A) A.Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中 B.HC对体液pH起着重要的调节作用 C.血液中Ca2+含量过低,人体易出现肌肉抽搐 D.适当补充I-,可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 解析　Mg2+是叶绿素的主要成分,A项错误;HC可以中和体液中的酸性物质,对体液pH起重要的调节作用,B项正确;血液中Ca2+含量过低,人体易出现肌肉抽搐,C项正确;I-是合成甲状腺激素所必需的,适当补充I-,可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症,D项正确。 3.(2023·重庆卷,T2)几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构,进一步阐明了几丁质合成的过程,该研究结果在农业生产上具有重要意义。下列叙述错误的是(C) A.细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 B.几丁质是由多个单体构成的多糖物质 C.细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外 D.几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害 解析　真菌是真核生物,细胞核是真核生物细胞代谢和遗传的控制中心,A项正确;几丁质是多糖,由多个单体(单糖)脱水缩合而成,B项正确;由题图可知,几丁质合成酶镶嵌在细胞膜上,几丁质在细胞膜上合成后直接进入细胞外环境,不需要跨膜运输,C项错误;几丁质是昆虫外骨骼的重要成分,几丁质合成酶抑制剂使昆虫的外骨骼无法形成,因此几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害,D项正确。 4.(2024·新课标卷,T1)大豆是我国重要的粮食作物。下列叙述错误的是(D) A.大豆油含有不饱和脂肪酸,熔点较低,室温时呈液态 B.大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量 C.大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸 D.大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素 解析　植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温下呈液态,动物脂肪大多含有饱和脂肪酸,在室温下呈固态,A项正确;蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量,B项正确;必需氨基酸是人体细胞不能合成必须从外界获取的氨基酸,大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸,C项正确;脂肪的组成元素只有C、H、O,D项错误。 5.(2024·甘肃卷,T1)甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品,其果肉呈黄绿色,子叶呈乳白色,均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是(C) A.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态 B.苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒 C.油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化 D.脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收 解析　植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,在室温下通常呈液态,A项正确;油橄榄子叶富含脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,因此在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒,B项正确;油橄榄种子萌发过程中由于细胞呼吸的消耗,有机物的总量减少,但由于发生了有机物的转化,故有机物的种类增多,C项错误;脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收,D项正确。 第3讲　蛋白质和核酸 [课标内容]　1.阐明组成蛋白质的氨基酸有21种,它的功能取决于氨基酸序列及其空间结构等,细胞的功能主要由蛋白质完成。2.概述核酸由核苷酸连接而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。 微考点大突破 考点一　蛋白质的结构与功能 　 1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸 (1)写出图中序号代表的结构名称。 ①为氨基;②和④为R基;③为羧基。 (2)据图可知,氨基酸共有的元素是C、H、O、N,有的还含有S、Se等元素。 (3)比较图中几种氨基酸,写出氨基酸分子的结构通式:。其特点是从数量上看,至少有一个氨基和一个羧基;从位置上看,都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 (4)组成蛋白质的氨基酸的种类。 ①组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其区别为R基的不同。 ②根据人体细胞能否合成分类:人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种);人体细胞能合成的是非必需氨基酸(共13种)。 2.蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合。 (2)蛋白质的结构层次。 一级结构 二级结构 氨基酸序列(氨基酸种类、数目、排列顺序) 在特定区域通过氢键等进行有规律地盘曲或折叠 三级结构 四级结构 借助氢键、离子键、二硫键等进行盘绕、折叠,形成较复杂的结构 具有两条或两条以上独立三级结构的多肽链通过某些化学键相互组合,形成非常复杂的空间结构 3.蛋白质结构多样性与功能多样性 (1)氨基酸是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。(源自必修1 P28)(×) (2)胶原蛋白手术缝合线被分解成氨基酸后可被人体吸收。(源自必修1 P29)(√) (3)各种氨基酸的主要区别在于R基的元素种类不同。(源自必修1 P29)(×) (4)肝细胞的细胞膜上分布着丰富的胰岛素受体,胰岛素受体分子中的二硫键减少可能会导致糖尿病。(必修1 P30“图2-11”)(√) (5)蛋白质初步水解产物为短肽,彻底水解的产物是氨基酸。(必修1 P32“概念检测”1)(√) 蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗?请举例说明。 答:不一定;例如,细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象发生改变。 能力一　氨基酸的结构及种类(考查结构与功能观) 1.(2025·深圳调研)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是(C) A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测 C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标 D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉 解析　组成氨基酸的基本元素是C、H、O、N,有的含有S,A项错误;双缩脲试剂与蛋白质中的“—CO—NH—”结构发生紫色反应,用来鉴定蛋白质,而氨基酸中不含此结构,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测,B项错误;必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标,C项正确;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有物种的特异性,D项错误。 2.下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是(B) A.三种化合物可以用一个结构通式表示 B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基 C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应 D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同 解析　三种物质都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A项正确;题图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”,B项错误;双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中含有“—CO—NH—”结构,而氨基酸中不含有此结构,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C项正确;三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数都为1,D项正确。 能力二　蛋白质的结构和功能(考查科学思维) 3.(2024·黑吉辽卷,T1)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是(B) A.钙调蛋白的合成场所是核糖体 B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位 C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化 解析　钙调蛋白的合成场所是核糖体,A项正确;钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B项错误;氨基酸之间能够形成氢键等,从而使得肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C项正确;钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器,钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化,D项正确。 4.(2022·湖南卷,T1)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一,其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(C) A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中 B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收 C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关 D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高 解析　胶原蛋白的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中,A项错误;细胞可以直接吸收氨基酸等小分子物质,胶原蛋白是大分子,不能被皮肤细胞直接吸收,B项错误;胶原蛋白为细胞外基质的成分,属于分泌蛋白,需要在内质网、高尔基体内进行加工,C项正确;非必需氨基酸含量高低不能作为判断营养价值高低的依据,D项错误。 (必修1 P30“与社会的联系”)必需氨基酸概念:人体细胞不能合成,必须从外界环境中获取的氨基酸称为必需氨基酸。 考点二　蛋白质的相关计算 　 　利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律 　(1)“规律法”记忆多肽形成过程中的数量计算。 ①形成肽链时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基数目 羧基数目 1条 m m-1 m-1 至少1个 至少1个 n条 m m-n m-n 至少n个 至少n个 ②形成环状多肽时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。 提醒　环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 (2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量。 ①无二硫键时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。 ②有二硫键(—S—S—)时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。 ③游离—NH2或—COOH数=肽链数+R基中的—NH2或—COOH数(环肽中主链上无游离的氨基或羧基)。 能力　蛋白质的相关计算(考查科学思维) 1.如图为牛胰岛素结构示意图,该物质中二硫键(—S—S—)是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法错误的是(D) A.牛胰岛素由51个氨基酸构成,其中含有49个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH C.牛胰岛素中含有的O原子个数至少为53个 D.从氨基酸形成牛胰岛素时,减少的相对分子质量为882 解析　牛胰岛素由51个氨基酸构成,其中含有49个肽键,A项正确;每条肽链至少有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH,牛胰岛素有2条肽链,至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH,B项正确;牛胰岛素中含有的O原子个数至少为51-2+4=53(个),C项正确;从氨基酸形成牛胰岛素时,减少的相对分子质量为(51-2)×18+3×2=888,D项错误。 2.(多选)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图所示,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是 (BC) 催产素 加压素 A.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基 B.两种激素都是由六肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物 C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关 D.两种激素生理功能不同的根本原因是分子组成中2个氨基酸种类不同 解析　氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,A项错误;由题图可知,催产素和加压素都是由六环肽和三肽侧链构成的多肽化合物,B项正确;肽链中游离氨基的数目=肽链数+R基中含有的氨基数,R基决定氨基酸的种类,因此肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关,C项正确;蛋白质是由基因控制合成的,因此两种激素生理功能不同的根本原因是两种基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同,D项错误。 考点三　核酸的结构和功能 　 1.核酸的结构层次 提醒　有的RNA也有特定空间结构,如tRNA等。 2.DNA和RNA的组成成分 (1)相同成分:含氮碱基A、G、C和磷酸。 (2)不同成分 3.核酸的功能与分布 提醒　不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳 生物种类 核酸 种类 碱基 种类 核苷酸 种类 遗传 物质 细胞生物 DNA和 RNA 5种 8种 DNA 病毒 DNA病毒 DNA 4种 4种 DNA RNA病毒 RNA 4种 4种 RNA 4.核苷酸的排列顺序储存着遗传信息 (1)遗传信息的多样性:组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有 4 种,但是如果数量不限,在连成长链时,排列顺序是极其多样的,所以DNA分子的信息容量非常大。  (2)遗传信息的特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。 5.生物大分子以碳链为基本骨架 (1)生物大分子以碳链为骨架。 碳原子与碳原子或其他原子通过共价键连接形成稳定的结构。以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子,构成细胞生命大厦的基本框架。 (2)有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物。 提醒　脂肪、磷脂和固醇不属于生物大分子。 (1)DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。(必修1 P34“图2-14”)(×) (2)同一生物体的不同细胞中,DNA基本相同,RNA不完全相同。(源自必修1 P35)(√) (3)大肠杆菌体内既有DNA,又有RNA,但以DNA作为储存和传递遗传信息的物质。(源自必修1 P35)(√) (4)相对分子质量大小相同、碱基含量及比例相同的核酸分子所携带的遗传信息相同。(源自必修1 P35)(×) (5)核酸是生物的遗传物质,仅存在于细胞核中。(必修1 P36“概念检测”1)(×) 　“胎儿亲子鉴定”是利用基因技术鉴定胎儿遗传意义上的父亲,从孕妇的羊水中提取细胞,通过鉴定胎儿的DNA确认父子关系。进行亲子鉴定时,主要比较胎儿与“父亲”DNA的何种指标? 答:脱氧核苷酸的排列顺序。 能力一　核酸的结构与功能(考查科学思维) 1.如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况,下列有关叙述不正确的是(D) A.若m为腺嘌呤,则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸 B.在T2噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种 C.若a为核糖,则ADP脱去一个磷酸后,可形成b D.若a为脱氧核糖,则由b构成的核酸可存在于HIV中 解析　若m为腺嘌呤,a可能为核糖或脱氧核糖,则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸,A项正确;T2噬菌体只含有DNA一种核酸,其核苷酸有4种,烟草花叶病毒只含有RNA一种核酸,其核苷酸有4种,B项正确;若a为核糖,则b为核糖核苷酸,而ADP脱去一个磷酸后,可形成腺嘌呤核糖核苷酸,C项正确;若a为脱氧核糖,则由b构成的核酸为DNA,而HIV只含有RNA一种核酸,D项错误。 2.(多选)“DNA酶”(DNAzymes)往往由几十个脱氧核苷酸组成,两端的序列经过设计作为“结合臂”。在关键因子金属镁的辅助下,DNAzymes能与RNA链上的特定位置相匹配,中间的固定序列则作为“催化核心”切割RNA分子(如图),切割下来的RNA片段在细胞中被迅速降解。科学家设想将其用于精确破坏细胞中不需要的RNA分子,具有治疗疾病的巨大潜力。下列有关说法正确的是 (AD) A.“DNA酶”(DNAzymes)的化学本质为DNA B.若将DNAzymes用于破坏癌细胞增殖所需的RNA,①②应与健康细胞mRNA序列相同 C.目标RNA被DNAzymes切割后,最终降解产物包括磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 D.若细胞内存在与镁更有亲和力的其他物质,则细胞内DNAzymes作用效果可能不佳 解析　由题干信息可知,“DNA酶”(DNAzymes)由脱氧核苷酸组成,化学本质是DNA,A项正确;若将DNAzymes用于破坏癌细胞增殖所需的RNA,①②应与癌细胞增殖所需的RNA序列相同,B项错误;RNA最终降解产物包括磷酸、核糖和含氮碱基,C项错误;若细胞内存在与镁更有亲和力的其他物质,则细胞内DNAzymes与关键因子镁结合较弱,作用效果可能不佳,D项正确。 能力二　细胞内的生物大分子内在关系(考查综合运用能力) 3.生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(B) A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物 B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有 C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶 D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶 解析　真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的,都存在DNA—蛋白质复合物,A项正确;原核细胞中没有以核膜为界限的细胞核,DNA裸露存在,不含染色体(质),但其DNA分子复制时会出现DNA—蛋白质复合物,B项错误;DNA复制需要DNA聚合酶,若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能为DNA聚合酶,C项正确;在DNA转录合成RNA时,需要有RNA聚合酶的参与,故该DNA—蛋白质复合物中含有RNA聚合酶,D项正确。 常见的核酸—蛋白质复合体 4.(2021·全国甲卷,T1)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(C) A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的 B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架 C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体 D.④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质 解析　酶的化学本质是蛋白质或RNA,抗体的化学本质是蛋白质,激素的化学本质是有机物,如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等,只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的,A项错误;糖原是生物大分子,脂肪不是生物大分子,且激素不一定是大分子物质,如甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物,B项错误;酶的化学本质是蛋白质或RNA,抗体的化学本质是蛋白质,蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体,核酸是由核苷酸连接而成的多聚体,氨基酸和核苷酸都含有氮元素,C项正确;人体重要的能源物质是糖类,核酸是生物的遗传物质,脂肪是机体良好的储能物质,D项错误。 微真题重体悟 　 1.(2023·河北卷,T1)下列关于蛋白质空间结构的叙述,错误的是(A) A.淀粉酶在0 ℃时空间结构会被破坏 B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化 C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构 D.载体蛋白在转运分子时,其自身构象会发生改变 解析　在0 ℃时,淀粉酶的活性很低,但其空间结构没有被破坏,A项错误;磷酸化可能会改变蛋白质的空间结构,B项正确;蛋白质空间结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构等有关,因此氨基酸种类的改变可能影响蛋白质的空间结构,C项正确;转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,其中载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,D项正确。 2.(2023·江苏卷,T3)细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是(D) A.仅由C、H、O、N四种元素组成 B.是一种能催化ATP合成的蛋白质 C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体 D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据 解析　细胞色素c是一种膜蛋白,主要由C、H、O、N四种元素组成,A项错误;细胞色素c可参与呼吸链中的电子传递,其不能催化ATP合成,催化ATP合成的蛋白质是ATP合酶,B项错误;细胞色素c是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,C项错误;细胞色素c在不同物种间具有高度保守性,不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据,亲缘关系越近的生物,细胞色素c的氨基酸序列差异越小,相似度越高,D项正确。 3.(2022·浙江1月选考,T8)膜蛋白的种类和功能复杂多样,下列叙述正确的是(B) A.质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布 B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度 C.叶绿体内膜上存在与水裂解有关的酶 D.神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白 解析　质膜内、外侧的蛋白质呈不对称分布,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,有的贯穿于整个磷脂双分子层,A项错误;温度变化会影响膜蛋白的运动速度,B项正确;光合作用过程中水的裂解发生在类囊体薄膜上,叶绿体内膜上不存在与水裂解有关的酶,C项错误;主动转运需要的是载体蛋白,D项错误。 4.(2020·江苏卷,T2)下列关于细胞中生物大分子的叙述,错误的是(B) A.碳链是各种生物大分子的结构基础 B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子 C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子 D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化 解析　生物大分子都以碳链为基本骨架,A项正确;多糖、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子,单糖、二糖以及脂质等不属于生物大分子,B项错误;种类繁多的生物大分子是以小分子为基本组成单位通过脱水缩合而成的,C项正确;细胞中生物大分子的合成需要酶来催化,D项正确。 5.(经典高考题)回答下列与蛋白质相关的问题: (1)生物体中组成蛋白质的基本单位是氨基酸。在细胞中合成蛋白质时,肽键是在核糖体这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白,如胃蛋白酶(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是对蛋白质进行加工、分类和包装。 (2)通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和空间结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解。 (3)如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变,其原因可能是遗传密码具有简并性。 解析　(2)蛋白质中正确的氨基酸序列和空间结构决定了其生物学功能;蛋白质变性是空间结构遭到了破坏,失去了生物活性。变性蛋白质的肽键暴露出来,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解。(3)编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被替换,但其未引起血红蛋白中氨基酸序列改变,说明突变前后mRNA上相应密码子对应同一种氨基酸,即遗传密码具有简并性。 第4讲　细胞膜与细胞核 [课标内容]　1.概述细胞都由细胞膜包裹,细胞膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。 微考点大突破 考点一　细胞膜的结构和功能 　 1.细胞膜的功能 提醒　植物细胞“系统的边界”是细胞膜,而不是细胞壁。 2.细胞膜的成分 (1)对细胞膜成分的探索。 (2)细胞膜的成分。 提醒　①动物细胞膜中含有一定量的胆固醇,而植物细胞膜中不含胆固醇。 ②细胞膜的成分并不是不可变的。例如,细胞癌变过程中,细胞膜的成分发生变化,糖蛋白含量下降。 3.流动镶嵌模型的基本内容 (1)细胞膜的结构模型示意图。 提醒　糖蛋白一般位于细胞膜的外侧,细胞器膜和细胞膜内侧上不存在,故可用于确定细胞膜的内外侧。 (2)特点。 (1)在细胞膜的控制下,对细胞有害的物质、病菌、病毒都不能进入细胞。(源自必修1 P41)(×) (2)没有信息交流,多细胞生物体也能作为一个整体完成生命活动。(源自必修1 P41)(×) (3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(必修1 P41“图3-2”)(×) (4)磷脂分子头部亲水、尾部疏水,在空气—水界面上自发排成双分子层。(必修1 P42“思考·讨论”)(×) (5)膜蛋白和磷脂分子的运动速度与温度没有直接关系。(源自必修1 P43)(×) (6)糖蛋白分布于细胞膜的内侧,细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关。(源自必修1 P45)(×) (必修1 P46“拓展应用”2)脂质体是一种人工膜,是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的,是很多药物的理想载体,其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。 (1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处?两类药物的包裹位置不相同的原因是什么? 答:甲处、乙处;两层磷脂分子之间是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中。 (2)若脂质体运送的药物是抗癌药物,则抗体的作用是什么? 答:脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞,从而将药物定向运送到癌细胞。 (3)脂质体到达靶细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用?该过程利用了膜的什么特点? 答:脂质体与细胞膜结构相似,到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合,也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性。 能力　细胞膜的结构和功能(考查结构与功能观) 1.(2025·衡水检测)下列关于生物膜的流动镶嵌模型的说法,正确的是(D) A.罗伯特森通过光学显微镜观察,提出了“亮—暗—亮”的三明治结构是一种静态模型 B.人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性 C.欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的胆固醇 D.辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型 解析　罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,他把生物膜描述为静态的统一结构,A项错误;小鼠细胞和人细胞融合的实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性,B项错误;欧文顿发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,据此推测出细胞膜的主要组成成分中有脂质,C项错误;辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型,D项正确。 2.(2021·浙江6月选考,T4)质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是(D) A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的 B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性 C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关 D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号 解析　磷脂和糖脂分子形成的脂双层不是完全对称的,A项错误;胆固醇只能插入磷脂分子间,与脂肪酸链结合限制脂质的流动,B项错误;被动转运包括自由扩散和协助扩散,协助扩散是需要载体蛋白或通道蛋白参与的,C项错误;有些膜蛋白是受体,可以识别并接受来自细胞内外的化学信号,D项正确。 三个“决定”解读细胞膜的组成、结构与功能的统一性 3.(多选)内皮素能与黑色素细胞膜上的受体结合,刺激黑色素细胞增殖分化,产生大量黑色素,这是形成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂可与黑色素细胞膜上的内皮素受体结合,使内皮素失去作用。据此,下列说法错误的是 (ABD) A.组成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇 B.题中材料体现了细胞膜是生命系统的边界,具有将细胞与外界环境分隔开的功能 C.内皮素受体的化学本质多为糖蛋白,具有特异性 D.内皮素拮抗剂进入细胞,体现了细胞膜的流动性 解析　组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,无脂肪,A项错误;细胞膜是生命系统的边界,可将细胞与外界环境分隔开,但本题没有体现,B项错误;内皮素受体的化学本质多为糖蛋白,具有特异性识别作用,C项正确;题中并未体现内皮素拮抗剂是否进入了细胞,D项错误。 考点二　细胞核的结构与功能 　 1.细胞核的功能实验探究 (1)黑白美西螈核移植实验。 (2)蝾螈受精卵横缢实验。 (3)变形虫切割实验。 (4)伞藻嫁接与核移植实验。 2.细胞核的结构和功能 提醒　核孔具有选择性,能选择性地控制大分子物质进出核孔,如细胞核中的DNA一般不能通过核孔进入细胞质。 3.细胞在生命系统中的地位 4.建构模型 (1)概念:人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。 (2)类型:物理模型、概念模型、数学模型等。 (3)举例:沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。 (1)获得的克隆牛的性状与核供体母牛几乎一模一样,说明克隆牛的性状完全由核供体母牛的细胞核控制。(必修1 P54“问题探讨”)(×) (2)真核细胞核内的核仁被破坏,不能形成核糖体,抗体的合成将不能正常进行。(必修1 P56“图3-10”拓展)(√) (3)核酸主要在细胞核内合成,是否运出细胞核与核孔复合体有关。(必修1 P56“图3-10”拓展)(√) 汉麦林的实验如图,将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断,再在近杯处切断(a),中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c),但将此杯切掉后,不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理的是决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核;(b)能再生一杯(c),是因为(b)中含有由细胞核转录而来的遗传信息。 能力　细胞核的结构与功能(考查结构与功能观) 1.(2021·北京卷,T2)如图是马铃薯细胞局部的电镜照片,①~④均为细胞核的结构,对其描述错误的是(A) A.①是转录和翻译的场所 B.②是核与质之间物质运输的通道 C.③是核与质的界膜 D.④是与核糖体形成有关的场所 解析　①是染色质,细胞核是DNA复制和转录的主要场所,翻译的场所是核糖体,A项错误;②是核孔,核孔是核与质之间物质运输的通道,具有选择性,B项正确;③是核膜,是核与质的界膜,为细胞核提供了一个相对稳定的环境,C项正确;④是核仁,真核细胞中核仁与核糖体的形成有关,D项正确。 关于细胞核结构的4个注意点 (1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连;核膜上附着大量酶,利于多种化学反应的进行。 (2)核孔是大分子物质出入细胞核的通道,如mRNA、蛋白质(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)可以通过,但DNA不能通过;而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的,不通过核孔。RNA和蛋白质出入细胞核穿过0层膜。核膜和核孔都具有选择透过性。 (3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数量多,核仁较大。原核细胞无核仁,其核糖体形成与核仁无关。 (4)有些细胞不只具有一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核,人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。 2.(2021·河北卷,T2)关于细胞核的叙述,错误的是(D) A.有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现 B.蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛 C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成,经核孔进入细胞核 D.细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出 解析　有丝分裂过程中核膜和核仁在前期消失,在末期重现,在细胞分裂过程中周期性地消失和重现,A项正确;核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞中核糖体的形成和核仁有关,因此蛋白质合成活跃的细胞中核仁代谢活动旺盛,B项正确;蛋白质可在细胞质中的核糖体上合成,而基因表达中转录的场所主要为细胞核,对基因表达有调控作用的蛋白质可在细胞质中合成,经核孔进入细胞核起调控作用,C项正确;细胞质中的RNA大部分是在细胞核中转录产生的,但是细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA也能通过转录过程合成少量的RNA,D项错误。 1.(必修1 P56“图3-10”)细胞核各部分的功能。 (1)核仁的功能:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 (2)核膜的结构与功能:双层膜,把核内物质与细胞质分开。 (3)核孔的功能:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 2.(必修1 P56“正文”)细胞进行生命活动的“蓝图”指的是DNA上储存的遗传信息。细胞依据“蓝图”进行物质合成、能量转化和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡。 微真题重体悟 　 1.(2022·海南卷,T4)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin⁃1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin⁃1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是(A) A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核 B.编码Cofilin⁃1的基因不表达可导致细胞核变形 C.Cofilin⁃1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D.Cofilin⁃1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力 解析　由题干信息可知,肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin⁃1的介导,则肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,A项错误;由题干信息可知,编码Cofilin⁃1的基因不表达,就不能合成Cofilin⁃1,从而导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,B项正确;Cofilin⁃1缺失可引起核膜破裂,而核膜具有选择透过性,核膜破裂导致其失去控制物质进出细胞核的能力,C项正确;染色质主要由DNA和蛋白质组成,基因通常是有遗传效应的DNA片段,染色质上所含的基因可控制细胞代谢,因此Cofilin⁃1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力,D项正确。 2.(多选)(2023·河北卷,T14)哺乳动物的巨噬细胞吞噬、降解衰老的红细胞,获得的Fe2+通过膜上的铁输出蛋白(FPN)进入血液,用于骨髓生成新的红细胞。肝脏分泌的铁调素可靶向降解FPN。炎症可以促进铁调素的合成。下列叙述正确的是 (ABD) A.由Fe参与构成的血红蛋白具有运输功能 B.衰老的红细胞被吞噬需要膜蛋白的参与 C.敲除铁调素编码基因,巨噬细胞会出现铁积累 D.长期炎症可能会减少红细胞生成,进而导致贫血 解析　血红蛋白具有运输氧的功能,Fe是血红蛋白的组成成分,A项正确;衰老的红细胞被巨噬细胞的膜蛋白识别后才能进行胞吞,B项正确;巨噬细胞中Fe2+的输出需要铁输出蛋白(FPN)的参与,肝脏分泌的铁调素可靶向降解FPN,敲除铁调素的编码基因,抑制了肝脏合成分泌铁调素,FPN不再被铁调素降解,巨噬细胞中的Fe2+输出不会受抑制,胞内不会出现铁积累,C项错误;长期炎症可以促进铁调素的合成,由于铁调素靶向降解FPN,使巨噬细胞FPN输出Fe2+减少,可影响红细胞的生成,从而导致贫血,D项正确。 3.(2024·贵州卷,T8)将台盼蓝染液注入健康家兔的血管,一段时间后,取不同器官制作切片观察,发现肝和淋巴结等被染成蓝色,而脑和骨骼肌等未被染色。下列叙述错误的是(B) A.实验结果说明,不同器官中毛细血管通透性有差异 B.脑和骨骼肌等未被染色,是因为细胞膜能控制物质进出 C.肝、淋巴结等被染成蓝色,说明台盼蓝染液进入了细胞 D.靶向治疗时,需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性 解析　台盼蓝染液可鉴别动物细胞是否死亡,死细胞的细胞膜失去控制物质进出的功能,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,导致细胞被染成蓝色,活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能,因此不会着色。由题干“取不同器官制作切片观察”可知,肝和淋巴结等结构被染成蓝色,是由于这些结构处毛细血管通透性大,台盼蓝通过毛细血管进入这些结构的组织液而引起的;台盼蓝随血液运输并未进入脑和骨骼肌,是由于这些结构中的毛细血管通透性低,台盼蓝未进入这些结构的组织液中,由此可知,A、C两项正确,B项错误;由本实验结果可知,不同器官中毛细血管通透性有差异,因此靶向治疗时,需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性,以免药物不能进入相应器官,D项正确。 4.(2022·浙江6月选考,T15改编)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是(B) A.核膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定 B.核膜上有核孔,可调控核内外的物质交换 C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关 D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体 解析　核膜为双层膜,A项错误;核仁主要与rRNA的合成有关,C项错误;染色质主要由DNA和蛋白质组成,D项错误。 5.(2022·海南卷,T16)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题: (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是选择透过性。 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道,水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于协助扩散。 (3)细胞膜上的H+⁃ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH下降;此过程中,H+⁃ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是空间结构(自身构象)发生改变。 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是进行细胞间的信息交流。 (5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐,不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是植物根细胞吸收磷酸盐为主动运输,主动运输需要细胞呼吸供能,而温度降低会导致呼吸酶的活性降低,进而降低细胞呼吸速率,最终降低了磷酸盐的吸收速率。 解析　(1)细胞膜上存在对不同物质的跨膜运输起决定性作用的膜蛋白,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有选择透过性。 (2)水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散。(3)细胞膜上的H+⁃ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的H+增多,pH下降;载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变。(4)胰岛B细胞分泌的胰岛素随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞,引起靶细胞产生相应的生理变化,体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(5)见答案。 第5讲　细胞器之间的分工合作 [课标内容]　1.阐明细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。 2.举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。3.实验:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。 微考点大突破 考点一　细胞器的结构和功能 　 1.细胞质的组成 细胞质基质(呈溶胶状)和细胞器。 2.细胞器 (1)细胞器的分离方法:差速离心法。 ①将细胞膜破坏,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆。 ②将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。 (2)细胞器的结构和功能。 提醒　溶酶体内的水解酶是由在核糖体上合成的肽链,然后转移至粗面内质网继续合成,经内质网、高尔基体加工后,由高尔基体产生的囊泡将其包裹从而形成。 3.细胞壁 提醒　不同生物细胞壁的主要成分不同,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,而真菌细胞壁的主要成分是几丁质。溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解几丁质,所以溶菌酶能杀死细菌,却对真菌基本没作用。 4.细胞骨架 (1)植物细胞都含有叶绿体,动物细胞都含有线粒体。(必修1 P48、49“图3-6”)(×) (2)溶酶体合成的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器。(必修1 P48、49“图3-6”)(×) (3)内质网是脂质的合成车间,性激素主要是由内质网上的核糖体合成的。(必修1 P48、49“图3-6”)(×) (4)中心体和核糖体都只含有蛋白质,只存在于真核细胞中。(必修1 P48、49“图3-6”)(×) 人体细胞内的溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器,其内部的pH为5左右。溶酶体的作用存在胞吞和自噬两种途径,如图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程。结合图示回答下列问题: (1)从图中可以看出,与溶酶体产生直接相关的细胞器是高尔基体,与水解酶合成和加工有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(至少答出3种)。 (2)已知酶在不同pH下的催化活性不同,研究表明,少量的溶酶体内的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,其主要原因可能是细胞质基质中的pH与溶酶体内的不同,导致酶活性降低或丧失。 (3)衰老的线粒体功能逐渐退化,会直接影响有氧呼吸的第二、三阶段。其在自噬溶酶体内被水解后,其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用。由此推测,在环境中营养物质缺乏时,癌细胞仍能存活的原因可能是癌细胞中自噬作用强,可获得更多的能量和物质。 (4)据图分析,与溶酶体相比,自噬体在结构上的主要特征是具有双层膜。溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,溶酶体膜不被分解的原因可能是溶酶体膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用。 1.多角度比较各种细胞器 (1) (2) (3) (4) 2.细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不” (1)能进行光合作用的生物不一定有叶绿体(如蓝细菌),但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。 (2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体,但真核生物的有氧呼吸一定有线粒体参与,且丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。 (3)一切生物,其蛋白质合成场所一定是核糖体。 (4)有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。 (5)高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白一定经高尔基体分泌。 (6)具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞,真菌、细菌也有细胞壁。 (7)没有叶绿体和中央液泡的细胞不一定是动物细胞,如根尖分生区细胞。 (8)葡萄糖→丙酮酸一定不发生在细胞器中。 能力一　细胞器的结构与功能(考查结构与功能观) 1.(2023·湖南卷,T2)关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是(C) 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,细胞骨架被破坏会影响到这些生命活动的正常进行,A项正确;核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,B项正确;有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质,C项错误;内质网是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统,是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,D项正确。 2.(多选)生物界细胞的形态、结构和功能是多样的,但其结构与功能总是相适应的,下列观点不正确的是 (BCD) A.小肠绒毛细胞上具有很多微绒毛,其膜表面积与体积的比值增大有利于提高物质交换的效率 B.核糖体是“生产蛋白质的机器”,只在真核细胞中存在 C.癌细胞分裂异常旺盛,故其游离的核糖体较少 D.哺乳动物成熟的红细胞运输O2的能力强,线粒体含量相对多 解析　小肠绒毛细胞上具有很多微绒毛,有利于增大相对表面积,从而提高物质交换效率,A项正确;核糖体是合成蛋白质的场所,是真核细胞和原核细胞共有的细胞器,B项错误;癌细胞分裂异常旺盛,需要合成大量蛋白质,故其游离的核糖体较多,C项错误;哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体,D项错误。 利用“结构与功能观”理解细胞的特殊性 能力二　细胞亚显微结构的辨析(考查科学思维) 3.(2025·重庆模拟)绿叶海蜗牛(没有贝壳,通体绿色像一片叶子)可将叶绿体从藻类的细胞中“偷”出来,存储在自己的消化道细胞之中。如图为绿叶海蜗牛消化道细胞不同细胞器的电镜照片,下列说法错误的是(B) A.图1和图2所示细胞器共同参与分泌蛋白的运输 B.图3和图4所示细胞器具有双层膜结构 C.图3细胞器可作为绿叶海蜗牛消化道细胞的“养料制造车间” D.图2和图3所示细胞器中含有核酸 解析　题图1高尔基体、题图2线粒体和题图4粗面内质网共同参与分泌蛋白的运输,A项正确;题图3叶绿体具有双层膜结构,题图4粗面内质网为单层膜细胞器,B项错误;题图3叶绿体是绿色植物的“养料制造车间”,而绿叶海蜗牛可将叶绿体从藻类的细胞中“偷”出来,存储在自己的消化道细胞之中,故题图3叶绿体可作为绿叶海蜗牛消化道细胞的“养料制造车间”,C项正确;题图2线粒体和题图3叶绿体都含有核酸,D项正确。 4.如图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题: (1)甲的名称为细胞核,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有乙(填“甲”“乙”或“丙”)。 (2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与④(填序号)的形成直接有关。 ①内质网　②高尔基体　③中心体　④核糖体 (3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过e、h(填图中字母)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的酶提供更多的附着场所。 解析　(1)甲为细胞核,乙为线粒体,丙为叶绿体。有丝分裂前期核膜解体、核仁消失,且洋葱根尖细胞没有叶绿体,故处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞中含有乙(线粒体)。(2)甲中结构c是核仁,根据题意蛋白质合成活跃,则结构c较大,蛋白质合成不活跃,则结构c较小,而蛋白质合成的场所是核糖体,结构c(核仁)与④核糖体的形成有关。(3)线粒体扩大膜面积的方式是通过内膜向内腔折叠形成嵴(e);叶绿体增大膜面积的方式是通过类囊体堆叠形成叶绿体基粒(h)。生物膜的功能之一是为细胞内许多重要化学反应需要的多种酶提供附着位点。 考点二　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 　 1.实验原理 2.实验步骤 (1)观察叶绿体。 (2)观察细胞质的流动。 1.实验材料的分析 观察叶绿体 观察细胞质的流动 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,可以取整个小叶直接制片 ①细胞排列疏松,易撕取; ②含叶绿体数目少,且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察 2.实验成功的关键点 (1)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态,避免细胞的活性受到影响。 (2)加速细胞质流动的三种方法。 ①进行光照,即在阳光或灯光下放置15~20分钟。 ②提高盛放黑藻的水温,可加入热水将水温调至25 ℃左右。 ③切伤一小部分叶片,因为切口处细胞内的一些物质向外扩散加快,由于保护性适应,伤口周围细胞代谢加快,细胞质流动加快。 能力　观察叶绿体和细胞质的流动(考查科学探究) 1.(2022·浙江1月选考,T2)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是(C) A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心 C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变 解析　该实验中应选择黑藻幼嫩的小叶作为实验材料,A项错误;黑藻叶中的叶绿体是围着液泡沿着细胞边缘分布的,B项错误;在光学显微镜下可以看到叶绿体呈扁平的椭球形或球形,C项正确;不同条件下叶绿体的分布一般是不同的,D项错误。 2.(多选)(2023·江苏卷,T15)下列中学实验需要使用显微镜观察,相关叙述错误的是 (BCD) A.观察细胞中脂肪时,脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 B.观察酵母菌时,细胞核、液泡和核糖体清晰可见 C.观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈正方形,叶绿体围绕细胞核运动 D.观察植物细胞质壁分离时,在低倍镜下无法观察到质壁分离现象 解析　观察细胞中脂肪时,脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,可借助显微镜观察到,A项正确;使用光学显微镜观察酵母菌时,细胞核、液泡清晰可见,但核糖体观察不到,B项错误;观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈长条形或不规则形,在显微镜下可观察到叶绿体围绕大液泡运动,C项错误;观察植物细胞质壁分离时,在低倍显微镜下可以观察到质壁分离现象,D项错误。 考点三　细胞器之间的分工合作与生物膜系统 　 1.分泌蛋白的合成和运输 (1)分泌蛋白:指在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如消化酶、抗体和一部分激素等。 (2)研究手段——放射性同位素标记法。 将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养,检测放射性依次出现的部位。 提醒　研究分泌蛋白的合成、运输的方法是同位素标记法。常用的具有放射性的同位素:14C、32P、3H、35S等;不具有放射性的稳定同位素:15N、18O等。 2.细胞器之间的协调配合 3.生物膜系统 提醒　①原核生物、病毒等无生物膜系统。 ②类囊体膜、囊泡膜也属于生物膜系统。 (1)消化酶、抗体、激素和神经递质的合成分泌过程都需要核糖体、内质网和高尔基体参与。(必修1 P51“思考·讨论”)(×) (2)囊泡在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,其中起重要交通枢纽作用的是内质网。(源自必修1 P52)(×) (3)生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新,依赖于生物膜的选择透过性。(必修1 P52“图3-8”)(×) 正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列,科研小组除去内质网蛋白质的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如图所示: 真核细胞中,与分泌蛋白合成和加工相关的具膜细胞器有内质网、高尔基体和线粒体。 研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,推测其原因可能是分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉了。 1.分泌蛋白合成和运输的综合分析 2.细胞中蛋白质的合成及去向 蛋白 质分 选　 真核细胞中,绝大多数蛋白质由核基因编码,在核糖体上合成。蛋白质合成以后需转运到特定部位才能发挥其功能 蛋白 质分 选信 号　 信号序列作为蛋白质分选信号,多位于新合成肽链的N端,引导蛋白质定向运输至特定部位(如内质网、线粒体、叶绿体等)。有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被切除 蛋白 质分 选的 2条 途径 后翻译 转运途 径　　 在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成,然后根据分选信号转运至膜围绕的细胞结构,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核,或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白 共翻译 转运途 径　　 蛋白质在游离核糖体上起始合成之后,由信号序列引导转移至粗面内质网,然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质后,经转运膜泡运至高尔基体加工、包装再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外(分泌蛋白)。 此外,内质网与高尔基体本身的蛋白质分选、植物液泡内或膜上蛋白质也是通过该途径完成的 蛋白 质分 选的 转运 方式 或机 制　 门控 运输 在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体在核—质间双向选择性地完成核输入或核输出 跨膜 运输 蛋白质通过跨膜通道进入细胞器,如细胞质基质中合成的肽链进入内质网、叶绿体和线粒体 膜泡 运输 蛋白质被选择性地包裹在囊泡中,分选转运到细胞的不同部位。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体出芽形成溶酶体、植物细胞内质网和高尔基体向液泡的物质运输 细胞质 基质中 的运输 上述几种转运类型也涉及蛋白质在细胞质基质中的运输,这一过程与细胞骨架系统密切相关 能力一　细胞器之间的协调配合(考查科学思维) 1.(2021·海南卷,T2)分泌蛋白在细胞内合成与加工后,经囊泡运输到细胞外起作用。下列有关叙述错误的是(C) A.核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白 B.囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换 C.参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统 D.合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞 解析　根据题意可知,该细胞为真核细胞,所以核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白,A项正确;囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜组分的更新,B项正确;生物膜系统包含细胞膜、核膜和细胞器膜等,C项错误;分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐,D项正确。 (必修1 P52“正文”)蛋白质的合成和分泌过程:首先在游离核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质,再转移到高尔基体对蛋白质进一步加工修饰,然后分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。 2.(2024·山东卷,T3)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(B) 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 解析　核糖体没有膜结构,蛋白P前体不是通过囊泡从核糖体向内质网转移,A项错误;蛋白P被排出细胞的过程为胞吐,依赖细胞膜的流动性,B项正确;由题意,碱性会导致蛋白P空间结构改变,提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为酸性,C项错误;病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,即P空间结构改变后不能被受体识别,能体现受体识别的专一性,D项错误。 能力二　生物膜系统(考查科学思维) 3.(2023·浙江6月选考,T6)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) 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　囊泡在细胞内的运输依赖于细胞骨架,A项正确;核糖体无膜结构,不能形成囊泡,B项错误;囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性,C项错误;囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化,细胞内的结构并不都具有膜结构,如核糖体和中心体无膜结构,所以囊泡不能将细胞内所有结构形成统一的整体,D项错误。 与囊泡有关的知识归纳 4.(多选)(2025·枣庄模拟)膜流是指由于囊泡运输,生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态性转移。囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别,囊泡膜与靶膜的识别原理及融合过程如图所示,V⁃SNARE和T⁃SNARE分别是囊泡膜和靶膜上的蛋白质。下列分析错误的是 (ABC) A.如果膜流的起点是细胞膜,与之对应的物质运输方式是胞吞和胞吐 B.细胞器之间的膜流不需要V⁃SNARE和T⁃SNARE蛋白参与 C.据图分析,囊泡与靶膜之间的这一识别过程不具有特异性 D.用3H标记亮氨酸可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程 解析　如果膜流的起点是细胞膜,与之对应的物质运输方式是胞吞,A项错误;膜流是指由于囊泡运输,生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态性转移,可知细胞器之间的膜流也需要V⁃SNARE和T⁃SNARE蛋白参与识别,B项错误;据题图分析,囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别,囊泡与靶膜之间的这一识别过程具有特异性,C项错误;用3H标记亮氨酸,可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程,D项正确。 微真题重体悟 　 1.(2023·天津卷,T10)氯霉素通过抑制细菌核糖体功能而发挥抗菌作用,大量使用会对人体产生毒副作用,原因是氯霉素可能抑制某细胞器功能,该细胞器最可能是(A) A.线粒体 B.内质网 C.细胞质核糖体 D.中心体 解析　依题意,氯霉素通过抑制细菌核糖体功能而发挥抗菌作用,而线粒体和叶绿体的核糖体与细菌的核糖体相似,而与细胞质核糖体差别较大,因此该细胞器最可能是线粒体,A项正确,B、C、D三项错误。 2.(2024·江西卷,T1)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是(A) A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构 B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成 C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶 D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低 解析　溶酶体不具有双层膜结构,是单层膜结构的细胞器,A项错误;溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质,合成场所在核糖体,B项正确;溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C项正确;溶酶体内的pH比胞质溶胶低,从溶酶体外溢后,由于pH不适宜,因此,大多数酶的活性会降低,D项正确。 3.(2024·安徽卷,T1)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(B) 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 解析　液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子,A项错误;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,B项正确;根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体,在分裂末期重建,C项错误;[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体内膜上,D项错误。 4.(2023·海南卷,T3)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 　 　生物膜 膜主要 成分　　 红细胞 质膜 神经鞘 细胞质膜 高尔基 体膜 内质 网膜 线粒体 内膜 蛋白质/% 49 18 64 62 78 脂质/% 43 79 26 28 22 糖类/% 8 3 10 10 少 下列有关叙述错误的是(C) 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　生物膜主要由蛋白质和脂质组成,构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动,故生物膜具有流动性,A项正确;细胞膜的外表面有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子称为糖被,糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系,B项正确;哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体等各种细胞器,C项错误;功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类与数量就越多,故题表中蛋白质含量最多的线粒体内膜的功能最复杂,蛋白质含量最少的神经鞘细胞质膜的功能最简单,D项正确。 5.(2020·全国卷Ⅱ,T30)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: (1)该实验所用溶液B应满足的条件是pH应与细胞质基质的相同;渗透压应与细胞内的相同(答出2点即可)。 (2)离心沉淀出细胞核后,上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解,原因是此上清液中含有细胞质基质组分和线粒体。 (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,有(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　(1)在分离细胞器时一定要保证细胞器结构的完整和功能的正常,因此本实验所用溶液B的pH应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同。(2)离心沉淀出细胞核后,细胞质基质组分和线粒体均分布在上清液中,与有氧呼吸有关的酶在细胞质基质和线粒体中,因此在适宜的条件下,上清液能将葡萄糖彻底分解。(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,因为类囊体膜是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,所以仍有氧气释放。 第6讲　细胞的物质输入和输出 [课标内容]　1.阐明质膜具有选择透过性。2.举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;哪些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。4.实验:通过模拟实验探究膜的透性。5.实验:探究植物细胞的吸水和失水。 微考点大突破 考点一　水进出细胞的原理 　 1.渗透作用 提醒　①渗透平衡的实质:渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作两侧溶液浓度相等。 ②浓度的实质:渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度,而非质量浓度。 2.动物细胞的吸水和失水 (1) (2)现象。 3.探究植物细胞的吸水和失水 (1)实验原理。 (2)实验步骤。 提醒　本实验中存在两组对照实验,实验组和对照组在同一装片中先后进行,属于自身对照。 (3)从内因和外因判断细胞能否发生质壁分离和复原。 (1)当外界溶液浓度低时,哺乳动物成熟红细胞一定会吸水涨破。(必修1 P63“思考·讨论”)(×) (2)植物细胞内的液体环境主要指的是细胞质基质中的细胞液。(源自必修1 P63)(×) (3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(源自必修1 P63)(×) 如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞,请回答下列问题: (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗?为什么? 答:不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素,使液泡呈现紫色,便于观察,而其他满足条件的细胞也可作为实验材料。 (2)b的大小和颜色如何发生变化? 答:b逐渐变小,颜色逐渐加深。 (3)c处的液体是什么? 答:由于细胞壁具有全透性,所以发生质壁分离时,在细胞壁和细胞膜之间(c处)充满的是外界溶液。 能力一　渗透作用的原理及应用(考查科学思维) 1.(2025·常州模拟)如图所示实验装置,玻璃槽中是蒸馏水,半透膜只允许水和单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是(A) A.漏斗中液面开始时先上升,加入蔗糖酶后,再上升后又下降 B.在玻璃槽中会检测出蔗糖和蔗糖酶 C.漏斗中液面开始时先下降,加入蔗糖酶后一直上升 D.在玻璃槽中会检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 解析　半透膜只允许水和单糖透过,蔗糖属于二糖,不能透过半透膜,因此漏斗内装入蔗糖溶液后,水分子的运动整体上表现为进入漏斗,漏斗内液面上升;一定时间后再加入蔗糖酶,蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖,导致漏斗内溶液物质的量浓度增大,半透膜两侧溶液浓度差增大,故漏斗内液面再上升;之后由于葡萄糖和果糖是单糖,能透过半透膜从漏斗到玻璃槽中,因此半透膜两侧溶液的浓度差减小,漏斗内液面下降,故加入蔗糖酶后漏斗内液面先上升后下降,A项正确、C项错误。半透膜不允许蔗糖和蔗糖酶透过,则在玻璃槽中不会出现蔗糖和蔗糖酶,B、D两项错误。 2.(2023·重庆卷,T7)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色;当a为②、b为③,水浴(55 ℃)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是(C) 编号 试剂 ① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 ② 质量分数为5%的葡萄糖溶液 ③ 斐林试剂 ④ 淀粉酶溶液 ⑤ 碘溶液(棕红色) A.若a为①+②、b为③,水浴后透析袋外最终会出现砖红色 B.若a为①+②、b为⑤,透析袋外的溶液最终会出现蓝色 C.若a为①+④、b为⑤,透析袋内的溶液最终会出现棕红色 D.若a为①+④、b为③,水浴后透析袋内最终会出现砖红色 解析　若a为①+②、b为③,由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋,水浴后透析袋外最终不会出现砖红色,A项错误;若a为①+②、b为⑤,由于淀粉不能通过透析袋,而碘液可进入透析袋内,故透析袋外的溶液不会出现蓝色,B项错误;若a为①+④、b为⑤,淀粉酶会水解淀粉形成麦芽糖(二糖),由于葡萄糖(单糖)不能通过透析袋,故麦芽糖也不能通过透析袋,同时由于碘液可进入透析袋内,故透析袋内的溶液最终会出现棕红色,C项正确;若a为①+④、b为③,由于斐林试剂不能进入透析袋内,故透析袋内不会出现砖红色,D项错误。 能力二　植物细胞的吸水与失水(考查科学思维) 3.(2024·山东卷,T4)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是(B) A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大 B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离 D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用 解析　细胞失水过程中,主要失去细胞液中的水,细胞液浓度增大,A项正确;依题意,干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,则外层细胞的细胞液单糖多,且外层细胞还能进行光合作用合成单糖,故外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高,B项错误;依题意,内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C项正确;依题意,干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移,可促进外层细胞的光合作用,D项正确。 4.(2023·全国甲卷,T4)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。如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(C) 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增大,细胞液浓度下降,A、B两项错误。当蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,由于有细胞壁的阻碍,原生质体和液泡的体积略微增加,细胞液浓度略微下降,当蔗糖溶液的浓度超过细胞液浓度之后,细胞就会开始失水,原生质体和液泡的体积下降,细胞液浓度上升,C项正确、D项错误。 植物细胞质壁分离与复原过程中有关问题的判定 (1)细胞吸水能力变化的判定。 细胞吸水能力的增大或减小与外界溶液浓度没有直接关系,而与自身细胞液浓度变化有直接关系。细胞失水后细胞液浓度增大,细胞吸水能力增强;细胞吸水后细胞液浓度减小,细胞吸水能力减弱。 (2)细胞吸收溶质分子或离子的时间和方式判定。 若细胞能吸收某种溶质分子或离子,则从其置于外界溶液后就开始吸收了,而不是到达平衡状态时才开始;细胞吸收溶质分子或离子的方式可能不同,如甘油、尿素等物质以自由扩散的方式被吸收,K+、N等一般以主动运输的方式被吸收。 考点二　物质出入细胞的方式 　 1.被动运输 2.通道蛋白与载体蛋白的异同 提醒　载体与受体的区别 载体是协助物质运输的蛋白质,如血红蛋白是运输氧的载体,细胞膜上有运输葡萄糖、Na+、K+等的转运蛋白;受体是接收信号分子的蛋白质,如神经递质受体、激素分子受体,其主要作用是实现细胞间信息交流。 3.主动运输 4.胞吞和胞吐 物质出入 细胞的方式 胞吞 胞吐 图例 运输方向 胞外→胞内 胞内→胞外 特点 物质通过囊泡转移,不需要转运蛋白,但消耗(需要)能量 举例 吞噬细胞吞噬抗原 分泌蛋白、神经递质等的分泌 影响因素 与细胞代谢有关的因素等 提醒　①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。 ②无机盐离子的运输方式不一定是主动运输,如兴奋产生和恢复过程中的Na+内流和K+外流的方式均为协助扩散。 ③胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用,但是不需要转运蛋白的作用。 (1)自由扩散只能顺浓度梯度,而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度。(源自必修1 P66)(×) (2)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢。(源自必修1 P70)(×) (3)痢疾内变形虫通过胞吐和胞吞作用损伤肠壁并引发阿米巴痢疾。(必修1 P72“与社会的联系”)(√) (4)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是均需要载体蛋白的协助。(必修1 P72“概念检测”2)(×) (5)果脯在腌制过程中细胞通过主动运输吸收蔗糖分子。(必修1 P72“概念检测”2)(×) 小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛,对吸收来自肠腔的营养物质有重要意义。新生儿小肠上皮细胞能直接吸收母乳中的免疫球蛋白到血液中。人体进食后,小肠微绒毛外侧葡萄糖由于二糖的水解而局部浓度高于细胞内,这部分葡萄糖能通过GLUT2转运;大部分葡萄糖通过SGLT1转运,过程如图所示。 (1)新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式?需要膜蛋白发挥作用吗?需要消耗能量吗? 答:新生儿小肠上皮细胞通过胞吞直接吸收母乳中的免疫球蛋白。需要膜蛋白发挥识别功能。需消耗能量。 (2)葡萄糖通过SGLT1从肠腔进入小肠上皮细胞是什么运输方式?判断的依据是什么?葡萄糖通过GLUT2是什么运输方式?依据是什么? 答:主动运输。依据是需要载体蛋白,且需要利用Na+电化学梯度势能。协助扩散。依据是顺浓度梯度运输,且需要载体蛋白。 (3)Na+从小肠上皮细胞运输到肠腔时,所需Na+转运蛋白的空间构象是否发生改变?并说明理由。 答:是。Na+从小肠上皮细胞运输到肠腔时,逆浓度梯度运输,需要ATP水解提供能量,是主动运输,需要载体蛋白,载体蛋白在转运过程中空间构象发生改变。 能力　物质出入细胞方式的判断(考查科学思维) 1.(2023·全国甲卷,T1)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(B) 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ATP C.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　乙醇是小分子有机物,可以通过自由扩散方式进入细胞,A项错误;血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,血浆中的K+进入红细胞为逆浓度梯度运输,是主动运输,需要消耗能量并需要载体蛋白协助,B项正确;抗体的合成和分泌过程,均需要消耗能量,C项错误;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项错误。 (必修1 P72“正文”)除了一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞外,离子和较小的有机分子(如葡萄糖和氨基酸等)的跨膜运输必须借助于转运蛋白,这又一次体现了蛋白质是生命活动的承担者。一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质,因此,细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化,对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用,这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 2.(2021·河北卷,T4)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(D) A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2 B.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　血液流经肌肉组织时,进入红细胞的是CO2,运出红细胞的是O2,A项正确;题图中①②是气体的运输过程,运输方式为自由扩散,④和⑤过程均是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白的协助,运输方式为协助扩散,B项正确;成熟的红细胞中没有线粒体,只能进行无氧呼吸,产生的ATP可为③主动运输提供能量,C项正确;成熟的红细胞内既没有细胞核也没有核糖体等细胞器,不能合成蛋白质,因此成熟红细胞表面的糖蛋白不能更新,D项错误。 物质运输中应注意的特殊情况 (1)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。同一种物质进出同一细胞时,运输方式也可能不同,如神经细胞膜上运入K+的方式为主动运输,运出K+的方式为协助扩散,运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性。 (2)Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞,但也可通过协助扩散进出细胞,如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。 (3)胞吐不是只能运输大分子物质,也可以运输小分子物质,如神经递质。 (4)自由扩散、协助扩散、主动运输主要体现了生物膜的选择透过性;胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。 3.(多选)(2025·河北模拟)龙胆花处于低温(16 ℃)下30 min内发生闭合,而转移至正常生长温度(22 ℃),光照条件下30 min内重新开放。花冠近轴表皮细胞的膨压(原生质体对细胞壁的压力)增大能促进龙胆花的开放,水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用。其相关机理如图所示。实验发现,龙胆花由低温转移至正常生长温度,给予光照的同时向培养液中添加适量的钙螯合剂(可与Ca2+结合形成稳定的络合物),龙胆花重新开放受到抑制。下列分析正确的是 (ACD) A.水分子进出龙胆花花冠近轴表皮细胞的运输方式除图中所示方式外还有自由扩散 B.据图可知,被激活的GsCPK16能促使水通道蛋白磷酸化,该过程会改变水通道蛋白的构象,使水通道蛋白运输水的能力减弱 C.水通道蛋白运输水能力的改变,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能 D.据图推测,光刺激可加速龙胆花重新开放的机理是光刺激利于细胞吸收Ca2+,激活GsCPK16,促使水通道蛋白磷酸化,花冠近轴表皮细胞吸水增多,膨压增大 解析　由题图可知,水分子进出龙胆花花冠近轴表皮细胞的方式是通过水通道蛋白进行的,属于协助扩散,水分子还可通过自由扩散的方式进出细胞,A项正确;磷酸化会造成蛋白质空间构象发生改变,故被激活的GsCPK16使水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白构象的改变,水通道蛋白运输水的能力增强,B项错误;水通道蛋白磷酸化后,运输水能力的改变,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能,C项正确;光照促进Ca2+运输至细胞内,激活蛋白激酶GsCPK16,使水通道蛋白磷酸化,运输水的能力增强,花冠近轴表皮细胞吸水增多,膨压增大,加速龙胆花重新开放,D项正确。 考点三　影响物质跨膜运输速率的因素 　 1.影响物质跨膜运输速率的因素 (1)物质浓度(在一定范围内)。 自由扩散　 (2)氧气浓度。 提醒　转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输,自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 (3)温度(影响所有运输方式)。 2.利用各运输方式的特点设计实验,探究物质出入细胞的方式 (1)探究是主动运输还是被动运输。 (2)探究是自由扩散还是协助扩散。 (1)一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。(源自必修1 P69)(√) (2)红细胞摄入葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度都有关。(源自必修1 P69)(×) (3)胞吞、胞吐依赖于细胞膜的流动性,主动运输、协助扩散与细胞膜的流动性无关。(源自必修1 P72)(×) [2021·全国甲卷,T29(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,原因是根细胞吸收K+的方式为主动运输,需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸产生的能量减少。 能力一　物质跨膜运输的影响因素(考查科学思维) 1.(2021·江苏卷,T3)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质,下列相关叙述错误的是(B) A.物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关,也与分子大小有关 B.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关 C.神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性 D.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸 解析　自由扩散的动力是浓度差,物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关,也与分子大小有关,A项正确;小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关,与细胞质中其他溶质分子的浓度无关,B项错误;膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白,二者都具有特异性,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,C项正确;肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输,D项正确。 2.(2022·全国乙卷,T29)农业生产中,农作物生长所需的氮素可以N的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收N的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题: (1)由图可判断N进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是主动运输需要呼吸作用提供能量,氧是有氧呼吸的必需条件,氧气浓度小于a点时,根细胞对N的吸收速率与氧气浓度呈正相关。 (2)O2浓度大于a时作物乙吸收N速率不再增加,推测其原因是主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白达到饱和。 (3)作物甲和作物乙各自在N最大吸收速率时,作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙,判断的依据是甲的N最大吸收速率大于乙,甲需要能量多,消耗氧气多。 (4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物根对N的吸收利用,可以采取的措施是定期松土(答出1点即可)。 解析　(1)由题图可知,在一定的范围内随着O2浓度的增加,作物吸收N的速率也在增加,说明N的吸收需要能量,所以运输方式是主动运输。(2)O2浓度大于a时,作物乙吸收N的速率不再增加,此时的限制因素不是能量,而是载体蛋白。 (3)作物甲的N最大吸收速率大于作物乙,说明甲需要的能量多,消耗氧气多,所以作物甲细胞的呼吸速率大。(4)在农业生产中,为促进农作物根对N的吸收利用,可以定期对作物松土,增加土壤中的含氧量。 能力二　物质跨膜运输的有关实验分析(考查科学探究) 3.(多选)(2023·湖南卷,T14)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。如图是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 (BD) 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项错误;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项正确;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引起盐胁迫下液泡中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项错误;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项正确。 4.(2025·重庆检测)科学家在研究Na+通过细胞膜(只考虑Na+由细胞内通过细胞膜到细胞外的情况)的运输方式时做了如下实验:向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na+,在不同的条件下,分别检测神经细胞周围溶液中的24Na+。实验方法和现象如表所示。 组别 实验方法 观察到的现象 1 向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na+ — — 神经细胞周围溶液中出现24Na+ 2 向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na+ 加入甲 药物 — 神经细胞周围溶液中没有出现24Na+ 3 向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na+ 加入甲 药物 加入 ATP 神经细胞周围溶液中出现24Na+ 4 向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na+ 加入乙 药物 加入 ATP 神经细胞周围溶液中没有出现24Na+ (1)由实验1中观察到的现象可知,神经细胞周围溶液中的24Na+来源于神经细胞。 (2)由实验2、3及其现象可知,24Na+穿过神经细胞的细胞膜需要消耗能量,据此可判断24Na+通过神经细胞细胞膜的运输方式是主动运输。 (3)实验4中加入乙药物后,除表中现象外,细胞的其他生命活动没有受到影响,乙药物最可能是抑制了载体蛋白的作用。 解析　(1)由实验1中观察到的现象可知,神经细胞周围溶液中的24Na+来源于神经细胞。(2)由实验2、3及其现象可知,实验2、3的自变量是是否加入ATP,说明24Na+穿过神经细胞细胞膜需要消耗能量,运输方式是主动运输。(3)实验4中加入乙药物后,除题表中现象外,细胞的其他生命活动没有受到影响,说明乙药物不影响细胞呼吸,乙药物最可能是抑制了载体蛋白的作用。 微真题重体悟 　 1.(2024·浙江1月选考,T3)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白,此过程不涉及(C) A.消耗ATP B.受体蛋白识别 C.载体蛋白协助 D.细胞膜流动性 解析　免疫球蛋白化学本质是蛋白质,是有机大分子物质,吸收方式为胞吞,需要消耗ATP,胞吞体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点,A、D两项不符合题意;免疫球蛋白是有机大分子物质,细胞吸收该物质,需要受体蛋白的识别,不需要载体蛋白的协助,B项不符合题意,C项符合题意。 2.(2024·甘肃卷,T2)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(如图)。下列叙述错误的是(C) 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 解析　细胞膜上的H+⁃ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变,A项正确;由题图可知,H+进入细胞是顺浓度梯度进行的协助扩散,该过程产生的势能可以驱动Na+逆浓度梯度转运到细胞外,B项正确;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,C项错误;耐盐植株的Na+⁃H+逆向转运蛋白比普通植株多,以适应高盐环境,因此盐胁迫下Na+⁃H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D项正确。 3.(2022·辽宁卷,T9)水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量,发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是(D) A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同 B.AQP蛋白与水分子可逆结合,转运水进出细胞不需要消耗ATP C.检测结果表明,只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成 D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关 解析　AQP基因有3种,AQP蛋白应该也有3种,因此人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列不相同,A项错误;AQP蛋白是一类细胞膜通道蛋白,运输物质时不需要与水分子结合,B项错误;由题干信息可知,AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍,可知AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成,C项错误;AQP基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,故形成的AQP蛋白的数量有差异,导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同,D项正确。 4.(2020·江苏卷,T5)如图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是(A) A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞 C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞 D.口服维生素D通过方式⑤被吸收 解析　由题图可知,葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输,该运输方式属于主动运输,葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体,该运输方式为协助扩散,A项正确;据题图可知,Na+主要以方式②(主动运输)运出小肠上皮细胞,B项错误;多肽以方式⑤(胞吞)进入细胞,以胞吐方式离开细胞,C项错误;维生素D为固醇类物质,口服维生素D通过方式④(自由扩散)被吸收,D项错误。 5.(2022·北京卷,T16)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。 (1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。 (2)用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如图。 据图可知,24 ℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37 ℃后,sec1胞外P酶呈现先上升后下降的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株。 (3)37 ℃培养1 h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型sec1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。 (4)由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外。 (5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37 ℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是突变体B(填选项字母)。 A.蛋白分泌受阻,在细胞内积累 B.与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变 C.细胞分裂停止,逐渐死亡 解析　(1)分泌蛋白是生物大分子,通过胞吞和胞吐进出细胞。(2)据题图可知,转入37 ℃后,sec1胞外P酶呈现先上升后下降的趋势。(3)正常情况下,由高尔基体分泌的囊泡转运至细胞膜,与细胞膜融合后将分泌蛋白分泌到细胞外,但在37 ℃培养1 h后的sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累,不能与细胞膜融合,故推测sec1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。(4)由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后,即细胞内不能合成新的蛋白质,但sec1胞外P酶重新增加,最合理的解释是积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外。(5)若要进一步确定某突变株的突变基因在37 ℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可检测突变体中与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量是否发生改变,故选B。 争分提升课(一)　物质跨膜运输新题型 　 1.通道蛋白模型 提醒　①水分子进出细胞时,既可以直接穿过磷脂双分子层,也可以穿过水通道蛋白,因此渗透作用的实质是水的自由扩散和协助扩散的叠加,以协助扩散为主。 ②离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只容许一种离子通过,并且只有在特定刺激发生时才瞬间开放。 2.主动运输的三种类型 3.协同转运 (1)协同转运的原理和类型。 协同转运是一种间接消耗能量的主动运输,可使一种物质逆浓度梯度的转运与另一种物质顺浓度梯度的转运耦联起来,其物质逆浓度梯度运输所需要的能量来自膜两侧离子的电化学势能。 类型 同向 转运 转运蛋白运输物质的方向相同 例如:小肠上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物时,伴随Na+内流,葡萄糖或氨基酸的吸收由Na+浓度梯度驱动 反向 转运 转运蛋白运输物质的方向相反 例如:细胞膜上Na+⁃H+协同转运蛋白输出H+的同时伴随Na+输入细胞,H+的输出由Na+浓度梯度驱动 抑制钠钾泵或质子泵的作用(如使用抑制剂或药物阻断),会使离子的浓度梯度不易建立,间接影响依靠协同转运的物质的运输 (2)Na+⁃K+泵。 1.(2022·山东卷,T3)N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内N的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是(B) A.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B.N通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输 C.铵毒发生后,增加细胞外的N会加重铵毒 D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 解析　由题干信息可知,N的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的,所以N通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP,A项错误。由题图可知,N进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动,进行的逆浓度梯度运输,所以N通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输,属于被动运输,B项正确。铵毒发生后,H+在细胞外更多,增加细胞外的N,可以促使H+向细胞内转运,减少细胞外的H+,从而减轻铵毒,C项错误。据题图可知,载体蛋白NRT1.1转运N属于主动运输,主动运输的速率与其浓度无必然关系;运输H+属于协助扩散,协助扩散在一定范围内与H+浓度呈正相关,超过一定范围后不成比例,D项错误。 2.(2023·浙江6月选考,T13)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 下列叙述正确的是(B) A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化 B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降 C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源 D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收 解析　共转运体是转运蛋白,转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,A项错误;据题图分析可知,H+向细胞外运输需要消耗ATP,该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内的H+浓度低于细胞外的H+浓度,蔗糖运输依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B项正确,D项错误;植物组织培养过程中,蔗糖可作为碳源并有利于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C项错误。 3.(2020·山东卷,T8)碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠—钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度,钠—碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是(B) A.长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少 B.用钠—钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减弱 C.抑制甲状腺过氧化物酶的活性,可使甲状腺激素合成增加 D.使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加 解析　碘是甲状腺激素合成的重要原料,长期缺碘可导致甲状腺激素的合成和分泌减少,进而通过反馈调节导致机体的促甲状腺激素分泌增多,A项错误;甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠—钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度,钠—碘同向转运体借助Na+浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,因此用钠—钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减弱,B项正确;由题意可知,碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成,故抑制甲状腺过氧化物酶的活性,会使甲状腺激素的合成减少,C项错误;使用促甲状腺激素受体阻断剂可阻断促甲状腺激素对甲状腺的作用,从而促使甲状腺激素的分泌量减少,D项错误。 4.(多选)(2025·淮安模拟)如图为跨膜运输的3种类型,下列叙述错误的是 (ACD) A.由图可知,甲侧是膜内,乙侧是膜外 B.类型2中转运蛋白所利用的能量是其中一种被运输物质的电化学梯度 C.图中所示的生物膜可能是动物的线粒体内膜 D.图中类型1和3消耗能量,所以是主动运输,类型2不消耗能量,所以是被动运输 解析　甲侧是膜外,乙侧是膜内,A项错误;类型2中一种物质顺浓度梯度运输为另一种物质的逆浓度梯度运输提供能量,B项正确;题图中生物膜不可能是线粒体内膜,因该生物膜有对光能的利用,C项错误;类型2是协同运输,属于主动运输,D项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$