2026届高三生物二轮复习课件专题一　细胞的分子组成、结构与物质运输

专题一 细胞分子组成、结构与物质运输 1 组成生物体的①________ 细胞中 的元素 血浆pH及细胞外液渗透压的维持 功 能 无机盐 功能 组成复杂化合物 ②____________ 维持细胞的酸碱平衡和渗透压 无机物 细胞中的化合物 水 自由水 结合水 功能 联 系 细胞结构重要组成部分 结合水/自由水的值与代谢强弱、抗逆性的关 系，细胞内产生水、消耗水的反应及场所 转化 化合物 维持生命活动 联 系 种类 有机物 细胞 维持正常生命活动 2 病毒 结构 生活方式：③_____ 不具有细胞结构 细胞壁 细胞膜 细胞质 ④_____ 细胞 联 系 噬菌体侵染细菌的实验 DNA病毒和RNA病毒 植物病毒、动物病毒、噬菌体 通过侵染细胞进行增殖 原核细胞 类群 共同点 主要区别 都有细胞膜、细胞质、核糖体，遗传物质都是DNA 有无以核膜为界限的细胞核 真核细胞 寄生 拟核 类型 繁殖 细菌、支原体、衣原体等 3 功能 功能 大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 教材中涉及的3H、15N、14C、18O、32P、35S标记的应用实例 联 系 细胞中 的元素 细胞中的化合物 种类 有机物 糖类 (C、H、O) 脂质(C、H、O,有的还含N、P) 蛋白质 (C、H、O、N等) 核酸 (C、H、O、N、P) 分类 功能 单糖、二糖、多糖 ⑤_________________________________ 脂肪 磷脂 固醇 联系 糖、脂肪中氢和氧比例差异 构成⑥_______________________的重要成分 胆固醇、性激素、维生素D 包 括 结构蛋白 功能蛋白 生命活动 的主要承 担者 联 系 结构蛋白、载体蛋白、糖蛋白、受体、催化、调节(激素)等作用实例 包 括 DNA RNA 携带遗 传信息 联 系 RNA的分布与功能 重要的能源物质；组成细胞的化合物 细胞膜和多种细胞器膜 联 系 ATP、核酸及受体中糖的种类 细胞 4 结构 特点 细胞 真核细胞 细胞壁 成分 纤维素和果胶(植物细胞) 细胞膜 (系统边界) 结构 决 定 功能 磷脂双分子层 蛋白质 多糖 糖蛋白 具有⑦_______ 细胞融合、胞吞、胞吐 物质进出 联 系 联 系 自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吐的判断 屏障保护 信息交流 功能特点 ⑧__________ 活细胞的特征 联系 细胞质 (代谢中心) ⑨__________ 细胞器 细胞骨架 具膜细胞器 无膜细胞器 组成 生物膜系统 联 系 分泌蛋白形成及细胞器间配合 细胞核 (控制中心) 核膜(细胞核的边界) 染色质 核仁 染色体 联 系 参与⑩________________________________ 有丝分裂、减数分裂过程中染色体结构、数目的变化 流动性 选择透过性 细胞质基质 某种RNA的合成以及核糖体的形成 联系 癌细胞的特征、细胞识别 5 壹 贰 叁 组成细胞的物质基础 细胞的结构与功能 破解物质出入细胞方式的三个迷茫点 目录/ DIRECTORY 6 壹 组成细胞的物质基础 ①蛋白质与核酸的结构与功能 ②组成细胞的其他分子易错点归纳 7 1.水与细胞代谢 ①光合作用________阶段 暗反应 水与细胞代谢 过程 产生水 ②有氧呼吸________阶段 ③ATP的合成 ④细胞内单糖合成多糖 ⑤核糖体上氨基酸的脱水缩合 ⑥DNA分子复制、转录 ①光合作用________阶段 消耗水 ②有氧呼吸________阶段 ③ATP水解 ④消化道中淀粉、蛋白质、脂肪的水解 ⑤DNA、RNA的水解 ①植物气孔通过蒸腾作用散失水 ②人体汗腺分泌汗液蒸发散热维持体温稳态 植物：主要通过根系吸水（被动运输） 动物 消化道内吸收水 肾小管、集合管重吸收水 自由水含量高，代谢旺盛。衰老细胞自由水含量少 结合水含量高，抗逆性高 第三 第二 光反应 蒸发水 吸收水 （线粒体内膜） 脱水缩合 （线粒体基质） 2.生物学实验中易混淆的“四类水” 部分糖类含有N，如几丁质 糖类 脂肪、固醇 +N（S及Fe等） +N、P C、H、O 蛋白质 磷脂、ATP、NADPH、NADH、核酸等 +N、Mg 叶绿素 （1）据特征元素推测化合物的种类 3.依据元素推断化合物的种类和功能 几丁质（Chitosan）是一种天然产物，它是通过去乙酰化壳聚糖而得到的。 它的基本组成单位是葡萄糖胺（Glucosamine）和N-乙酰葡萄糖胺（N-Acetylglucosamine）。 这两种单体通过β（1-4）糖苷键连接而成。 （2）”元素分析法”判断化合物的种类和功能： （3）从化合物的元素组成分析氧化分解释放能量的多少： 脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪氧化分解时消耗氧气和释放能量都多于糖类。 从化合物的元素组成分析代谢终产物： 糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢终产物中还含有尿素。 3.依据元素推断化合物的种类和功能 氧化很明显就是氧气参与的反应。 是H和O结合变水的过程，所以含H多的需要的氧就多。 11 ①概念： 同位素可根据原子核的稳定性分为稳定同位素和放射性同位素。 同位素是指质子数相同,但中子数不同的同一化学元素下的不同种类的原子。在元素周期表中,同一种元素的所有同位素都占据同一个位置,因此得名“同位素”。同位素的化学性质相同,但物理性质(如放射性、质量等)存在显著差异。 ②分类： ①稳定同位素（无放射性）：18O、15N ②放射性同位素（有放射性）:14C、32P、35S、3H 4.同位素 用_____标记__________，研究分泌蛋白合成运输过程。P一51 用 18O 分别标记H2O和CO2，追踪光合作用产生的O2来自于哪里，结果证明O2来自于_________。P一102 用 14C 标记CO2，探究得到卡尔文循环的碳元素去向依次是 ______________________________。 P一104 用___________分别标记噬菌体DNA和蛋白质，证明DNA是遗传物质。P二45 用________标记DNA，证明DNA的半保留复制方式。P二54 32P、35S 15N H2O 3H CO2→ C3 → （CH2O）+C5 氨基酸 4.同位素 自然界中的氢以氕（1H）、氘（2H）、氚（3H）三种同位素的形式存在。 氕〈piē〉：原子质量为1的普通的轻氢同位素。氢的同位素之一，符号H。质量数1。它是氢的主要成分。氕（1H）通常称为氢，它是氢的主要稳定同位素，其天然丰度为99.985%，氘 <dāo>：氘为氢的一种稳定形态同位素，氚〈chuān〉：氢的放射性同位素 ③运用： ①稳定同位素： 18O： 15N： ②放射性同位素: 14C： 32P： 35S： 3H： 光合作用氧气来源验证 （密度梯度离心） DNA 半保留复制 卡尔文循环 噬菌体侵染细菌 噬菌体侵染细菌 分泌蛋白合成 （放射性检测） 实验设计的关键是 “标记特定物质的特有元素”（如核酸含 P、蛋白质含 S、DNA 含 N）避免交叉干扰 4.同位素 无 机 盐 Fe2+ 血红蛋白（人体缺Fe2+时，贫血，无氧呼吸加强，可引发乳酸中毒） Na+ S 甲硫氨酸等组成成分 维持细胞外液渗透压，动作电位的维持与恢复离不开Na+内流 K+ 维持细胞内液渗透压，静息电位的维持与恢复离不开K+内流 Ca2+ 可调节肌肉收缩和血液凝固 N 蛋白质、ATP、NADP+ 、叶绿素、核苷酸等 P I- Cl- Mg2+ ATP、NADPH 、磷脂、核苷酸 叶绿素（与光反应有关） 甲状腺激素（幼年时缺乏引发呆小症，成年后缺乏引发大脖子病） 与Na+共同维持细胞外流渗透压 5.无机盐的存在形式及生理作用 6.关注与蛋白质和核酸相关的五个易错点 (1)高温使蛋白质变性不是破坏了肽链上的肽键,而是破坏了? 肽链盘曲、折叠形成的空间结构 (2) 未破坏蛋白质的空间结构。 低温和盐析 (3)蛋白质空间结构的改变，往往会引起蛋白质活性的改变。例如血红蛋白R型、T型。 (4)蛋白质结构的改变不一定会造成失活。例如载体蛋白。 (5)蛋白质变性的实质主要是蛋白质空间结构被破坏，变性的过程中肽键不断裂，有些情况下变性是可逆的。 6.关注与蛋白质和核酸相关的五个易错点 (6)1个tRNA中含有1个反密码子,但不能认为其只含有3个碱基。 (7)rRNA参与核糖体的构成,且具有催化肽键形成的作用。 (8)DNA一般是链状结构,也有环状的,如? 质粒DNA、线粒体和叶绿体中的DNA (9)RNA一般是单链结构。双链DNA的碱基对间含氢键,某些RNA(如tRNA)中也含氢键。 (10)由于基因的选择性表达(不考虑变异)，同一个体的不同体细胞中核DNA相同；mRNA和蛋白质不完全相同；tRNA相同。 (11)DNA单链中连接磷酸基团和脱氧核糖的不是氢键，而是磷酸二酯键。 7.关注与糖类和脂质相关的三个易错点 (1)并非所有的糖类都是能源物质，如？ 核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,纤维素是构成植物细胞壁的主要成分 (2)脂质不是生物大分子，脂肪是良好的储能物质,但不构成膜结构，磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。 (3)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。 (4)纤维素不溶于水，人体消化道中没有能分解纤维素的酶，食草动物需肠道中的微生物才能消化纤维素。 (5)淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，但是葡萄糖的数量和连接方式不同。 思维延伸 种子萌发和形成过程中物质变化 (1)种子萌发时，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重_____；油料作物种子萌发初期干重有所 ，与 增加有关，原因是脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素。 (2)种子形成时，光合作用产物的输入导致干重增加。 减少 增加 氧元素 思维延伸 (3)种子萌发时吸水和呼吸方式的变化 ①在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于细胞(吸胀)吸水，呼吸速率上升。 ②在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行 呼吸。 ③在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的吸收量，种子以_________为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。 无氧 有氧呼吸 (7)补充某些特定的核酸，可以增强机体修复受损基因的能力 (2023·福建，2B)(　　) 提示：核酸是大分子物质，要被水解成多种小分子原料后才能被吸收，而机体并不缺乏这些合成核酸的原料。 × (8)蛋白质彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 (2023·海南，2C)(　　) × 提示：蛋白质彻底水解的产物为氨基酸，氨基酸不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 (9)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中(2022·湖南，1A)(　　) × 提示：胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基酸脱水缩合形成的-CO-NH-中。 3.(2025·江门一模)水稻细胞中存在一种膜转运蛋白OsSTP15。为探究其特性，科研人员将OsSTP15基因导入六碳糖摄取缺陷酵母突变株中，构建能表达OsSTP15的模型酵母M。把相同浓度的无标记葡萄糖、果糖和甘露糖(三种糖分子式均为C6H12O6)分别与等量 √ 13C标记的葡萄糖混合，分别培养酵母M一段时间后测定13C相对转运速率，结果如图。下列分析错误的是 A.成功构建的酵母M能在以六碳糖为碳源的培养基上生长 B.对照组仅含13C标记的葡萄糖，不加入任何无标记六碳糖 C.推测OsSTP15转运六碳糖的亲和力为果糖>甘露糖>葡萄糖 D.若增加蔗糖组，推测实验结果可能与对照组大致相近 葡萄糖的亲和力最高，甘露糖次之，果糖最低 情境：生酮饮食与健康 生酮饮食(KD)是一种由高比例脂肪、极低碳水化合物和适量蛋白质组成的饮食方案。但当葡萄糖摄入量极低时，无法为细胞供应足够能量，使得机体在肝脏中的脂肪代谢增加，导致酮体(如丙酮、乙酰乙酸等代谢产物)增多，肝脏中大量酮体的生成可导致血浆pH降至7.1以下。 科学研究发现肿瘤细胞消耗的葡萄糖约为正常细胞的200倍，部分肿瘤细胞存在线粒体功能障碍，缺乏利用酮体的关键酶，这为KD治疗肿瘤奠定了理论基础。 (1)通常细胞内的主要能源物质是 ，KD方式中主要能源物质为 。 脂肪 葡萄糖 (2)专家建议健康人不要自行通过KD方式减肥。请结合该方式的机理说明理由： 。 KD可能导致大量酮体生成，破坏机体内环境稳态 情境：生酮饮食与健康 生酮饮食(KD)是一种由高比例脂肪、极低碳水化合物和适量蛋白质组成的饮食方案。但当葡萄糖摄入量极低时，无法为细胞供应足够能量，使得机体在肝脏中的脂肪代谢增加，导致酮体(如丙酮、乙酰乙酸等代谢产物)增多，肝脏中大量酮体的生成可导致血浆pH降至7.1以下。 科学研究发现肿瘤细胞消耗的葡萄糖约为正常细胞的200倍，部分肿瘤细胞存在线粒体功能障碍，缺乏利用酮体的关键酶，这为KD治疗肿瘤奠定了理论基础。 (3)肿瘤细胞呼吸消耗的葡萄糖约为正常细胞的200倍，但ATP产量无显著增加，推测其原因是 ，KD方式对癌细胞的生命活动影响更大，原因是: 大量葡萄糖用于无氧呼吸 部分肿瘤细胞存在线粒体功能障碍，缺乏利用酮体的关键酶 贰 细胞的结构与功能 ①系统归纳细胞的结构与功能 ②病毒相关知识点 ③破译蛋白质的分选与囊泡运输 25 思维延伸 溶酶体与细胞内消化作用 (1)图1中少量的溶酶体水解酶泄漏到细胞质基质中，并不会引起细胞损伤，原因是____________________________________________ ___________________________________________________________________。 细胞质基质pH高于溶酶体水解酶的最适pH，水解酶进入细胞质基质后，会导致酶的空间结构发生改变，使酶的活性大大降低 思维延伸 (2)图2中细胞自噬是通过溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器等进行分解。自噬溶酶体内的物质被分解后，其产物的去向是______ ____和 。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会 。 被回收 利用 被排出细胞 增强 思维延伸 (3)新宰的畜、禽，与马上把肉做熟了吃相比，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩，原因是__________________________________________ _________________。 溶酶体膜破裂，各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质 思维延伸 遗传物质存在与表达相关的结构 (1)线粒体和叶绿体均属于半自主细胞器，其 含DNA、RNA、核糖体等，且都可以进行增殖，但增殖方式不是有丝分裂。 (2)核仁与 有关，真核细胞核内的核仁被破坏，不能形成 ，蛋白质的合成将不能正常进行。 (3)RNA聚合酶通过 进入细胞核，核孔并非是一个简单的通道，而是由多种蛋白质构成的一个复杂而精细的结构，对进出核孔的物质具有严格调控作用。 基质中 rRNA的合成以及核糖体的形成 核糖体 核孔 1.(2025·广东，3)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是 A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇 B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质 C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构 D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性 √ 细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性，与罗伯特森描述的静态结构相矛盾，且该实验远晚于罗伯特森模型 1.(2025·广州二模)硝基体起源于一种基因组高度简化的固氮蓝细菌。该结构缺乏光合作用和细胞呼吸的一些关键基因，但保留了完整的固氮基因，生存上依赖于贝氏布拉藻提供的有机物，具备细胞器的核心特征。下列叙述错误的是 A.硝基体无法独立进行光合作用和细胞呼吸 B.硝基体与线粒体都含有相对独立的环状DNA分子 C.硝基体与硝化细菌一样可以将空气中的氮气转化为有机氮 D.硝基体的发现对理解细胞器演化、真核生物的氮代谢有重要意义 √ 硝化细菌能进行化能合成作用，将氨氧化为亚硝酸和硝酸，不能固氮 2.(2025·汕头三模)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是 √ 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 碱基种类 A C G T U 含量(%) 31.2 20.8 28.0 0 20.0 B 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 病毒无细胞结构 易错提醒 1.分离定律适用范围：进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传。 2.病毒无细胞结构，需要宿主细胞提供增殖所需的原料、能量和场所 48.8% 33 3.(2025·大湾区一模)线粒体不仅能为细胞提供能量，也能参与制造细胞的结构部件。研究发现在资源有限时，细胞内会出现如图所示的两种结构不同的线粒体，分别独立完成以上两种功能。下列叙述错误的是 A.线粒体a参与制造细胞的结构部件 B.线粒体b含有较多的ATP合成酶 C.两种线粒体都可以彻底氧化分解有机物 D.两种线粒体的形成有利于细胞应对环境压力 √ 图中线粒体a和线粒体b的最大区别是线粒体b的内膜向内折叠形成嵴，线粒体a没有，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，可合成大量的ATP，由于线粒体不仅能为细胞提供能量，也能 参与制造细胞的结构部件，且两种线粒体分别独立完成以上两种功能，由此可推知，线粒体a参与制造细胞的结构部件，线粒体b能彻底氧化分解有机物，存在较多的ATP合成酶，为细胞提供能量，A、B正确，C错误； 生物的结构决定功能，且与环境相适应，据此推测两种线粒体的形成有利于细胞应对环境压力，D正确。 模型构建 信号肽假说与蛋白质的合成、加工 游离的核糖体合成多肽链，当多肽链延伸至70～100个氨基酸残基后，肽链停止延伸，末端信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP与内质网上的SRP受体(DP)结合，将核糖体 与新生肽引导至内质网。随后SRP脱离，信号肽引导新生肽链进入内质网腔中。信号肽在进入内质网腔后会被切除，肽链继续合成直至结束，最后核糖体从内质网脱落。 模型构建 真核细胞蛋白质分选的主要途径与类型 (1)左侧代表信号肽途径合成的蛋白质 mRNA在游离核糖体上开始合成，然后在信号肽引导下与内质网膜结合，并经内质网和高尔基体加工完成蛋白质合成后，分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中。 模型构建 (2)右侧代表非信号肽途径合成的蛋白质 途径2：合成的蛋白不含信号序列，并驻留在细胞质基质中。 途径3、4、5：表示依据不同的细胞器特异性的靶向序列，首先释放到细胞质基质，然后通过跨 膜运输方式转运至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体。 途径6：通过核孔运输至细胞核。 1.蛋白质的分选 (1)由游离核糖体合成的蛋白质的去向：细胞质基质、细胞核内、线粒体、叶绿体等。 (2)主要由附着核糖体合成,内质网、高尔基体加工的蛋白质的去向：分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中。 (3)线粒体和叶绿体中的蛋白质一部分由核基因控制合成(细胞质中游离核糖体合成后转入其中),还有一部分由线粒体、叶绿体自身的基因控制合成(自身的核糖体合成)。 2.囊泡运输与信息交流 囊泡运输是一种高度有组织的定向运输,各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞,主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白,囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别,进行囊泡运输。 完成细胞内的膜泡运输需要10多种运输小泡，每种小泡表面有特殊的标志以保证运输的准确性。根据转运膜泡表面包被蛋白的不同，目前发现有3类不同类型， 模型构建 内质网和高尔基体之间的囊泡运输 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(如图1所示)，其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。 细胞内通过网格蛋白包被膜泡的运输非常的普遍，低密度脂蛋白颗粒的介导胆固醇从胞外向胞内的过程就是个典型例子。 当网格蛋白衣被囊泡形成时，动力蛋白（dynamin）聚集成一圈围绕在颈部，将囊泡柄部的膜尽可能地拉近（小于 1.5nm），从而导致膜融合， 掐断（pinch off）衣被囊泡。动力蛋白是一种 GTP 酶，调节囊泡以出芽形式脱离膜的速率。动力素可以召集其它可溶性蛋白在囊泡的颈部聚集，通过改变膜的形状和膜脂的组成，促使小泡颈部的膜融合，形成衣被囊泡。 网格蛋白有被囊泡可产生于高尔基复合体，也可由细胞膜受体介导的细胞内吞作用而形成。由高尔基复合体产生的网格蛋白小泡，主要介导从高尔基复合体向溶酶体、胞内体或质膜外的物质输送转运，而通过细胞内吞作用形成的网格蛋白小泡，即有被小泡（有被囊泡），则是将外来物质转送到细胞质，或者从胞内体输送到溶酶体。 网格蛋白有被小泡是研究最为透彻的一类囊泡，此类囊泡表面覆盖一层纤维丝状蛋白质，形同网格，故而得名。典型的网格蛋白有被囊泡直径一般在50～100nm之间。由细胞质膜内凹或高尔基体反面膜囊外凸芽生而成。网格蛋门分子由3条重链和3条轻链组成，每一条重链与一条轻链组合在一起，形同一个外展的臂，3条臂组合在一起，形同网格蛋白的空间结构，因此网格蛋白也称三条臂蛋白。网格蛋白重链的分子量为180KD，轻链为35～40KD。网格蛋白覆盖于球形转运囊泡表面，使后者张力大大提高。该类囊泡的结构特点除以网格蛋白纤维构成的网络结构外，还有在网格蛋白结构外框与囊膜之间约20nm的间隙中填充许多衔接蛋白。 网格蛋白自身不能捕获转运分子，其囊泡捕获特异性分子就是依靠衔接蛋白来实现的。衔接蛋白一方面形成相对于外侧网格蛋白框架而言囊泡的内侧结构，另一方面还介导网格蛋白与囊膜跨膜受体的连接，从而形成和维系了网格蛋白一囊泡的一体化结构体系。已经发现的衔接蛋白有4种，它们选择性地通过与不同受体一转运分子复合体的结合，形成特定的转运囊泡，进行不同的物质转运。这种复杂的相互作用结果，还使得进入网格有被囊泡的被转运物质受到了浓缩。其中3种衔接蛋白（AP1、AP2和AP3）性质已明。 网格蛋白有被囊泡的产生是一个非常复杂的过程，涉及到多种因素的参与和作用。在小泡的形成中，除网格蛋白与衔接蛋白之外，动力蛋白也称缢断蛋白——细胞质中一种可结合并水解GTP的特殊蛋白质，具有极其重要的作用。缢断蛋白由900个氨基酸组成，在膜囊芽形成时，缢断蛋白与GTP结合，并在外凸（或内凹）芽生膜囊的颈部聚合形成环状，随着它对GTP的水解进行，缢断蛋白环向心缢缩，直至小泡断离形成。而一旦小泡芽生形成，便会立即脱去网格蛋白外被，转化为无被转运囊泡，开始转运运行。 COPⅡ有被囊泡 比如低密度脂蛋白（LDL）受体异常，低密度脂蛋白就在细胞外大量堆积，低密度脂蛋白主要携带的是胆固醇，胆固醇在细胞外大量堆积，可以沉积到皮下，会形成许多黄瘤，这就是临床上的高胆固醇血症。更严重的是胆固醇可以沉积到血管内皮下，引起动脉粥样硬化和冠心病。 如果膜泡运输发生异常，会出现什么后果？ 当网格蛋白衣被囊泡形成时，动力蛋白（dynamin）聚集成一圈围绕在颈部，将囊泡柄部的膜尽可能地拉近（小于 1.5nm），从而导致膜融合， 掐断（pinch off）衣被囊泡。动力蛋白是一种 GTP 酶，调节囊泡以出芽形式脱离膜的速率。动力素可以召集其它可溶性蛋白在囊泡的颈部聚集，通过改变膜的形状和膜脂的组成，促使小泡颈部的膜融合，形成衣被囊泡。 网格蛋白有被囊泡可产生于高尔基复合体，也可由细胞膜受体介导的细胞内吞作用而形成。由高尔基复合体产生的网格蛋白小泡，主要介导从高尔基复合体向溶酶体、胞内体或质膜外的物质输送转运，而通过细胞内吞作用形成的网格蛋白小泡，即有被小泡（有被囊泡），则是将外来物质转送到细胞质，或者从胞内体输送到溶酶体。 网格蛋白有被小泡是研究最为透彻的一类囊泡，此类囊泡表面覆盖一层纤维丝状蛋白质，形同网格，故而得名。典型的网格蛋白有被囊泡直径一般在50～100nm之间。由细胞质膜内凹或高尔基体反面膜囊外凸芽生而成。网格蛋门分子由3条重链和3条轻链组成，每一条重链与一条轻链组合在一起，形同一个外展的臂，3条臂组合在一起，形同网格蛋白的空间结构，因此网格蛋白也称三条臂蛋白。网格蛋白重链的分子量为180KD，轻链为35～40KD。网格蛋白覆盖于球形转运囊泡表面，使后者张力大大提高。该类囊泡的结构特点除以网格蛋白纤维构成的网络结构外，还有在网格蛋白结构外框与囊膜之间约20nm的间隙中填充许多衔接蛋白。 网格蛋白自身不能捕获转运分子，其囊泡捕获特异性分子就是依靠衔接蛋白来实现的。衔接蛋白一方面形成相对于外侧网格蛋白框架而言囊泡的内侧结构，另一方面还介导网格蛋白与囊膜跨膜受体的连接，从而形成和维系了网格蛋白一囊泡的一体化结构体系。已经发现的衔接蛋白有4种，它们选择性地通过与不同受体一转运分子复合体的结合，形成特定的转运囊泡，进行不同的物质转运。这种复杂的相互作用结果，还使得进入网格有被囊泡的被转运物质受到了浓缩。其中3种衔接蛋白（AP1、AP2和AP3）性质已明。 网格蛋白有被囊泡的产生是一个非常复杂的过程，涉及到多种因素的参与和作用。在小泡的形成中，除网格蛋白与衔接蛋白之外，动力蛋白也称缢断蛋白——细胞质中一种可结合并水解GTP的特殊蛋白质，具有极其重要的作用。缢断蛋白由900个氨基酸组成，在膜囊芽形成时，缢断蛋白与GTP结合，并在外凸（或内凹）芽生膜囊的颈部聚合形成环状，随着它对GTP的水解进行，缢断蛋白环向心缢缩，直至小泡断离形成。而一旦小泡芽生形成，便会立即脱去网格蛋白外被，转化为无被转运囊泡，开始转运运行。 COPⅡ有被囊泡 2.蛋白质分泌的非经典途径 在真核细胞中，有少数蛋白质的分泌是通过非经典分泌途径。这些分泌蛋白合成的初始阶段不含信号肽序列，目前较为公认的非经典蛋白的分泌途径有四种，如图所示。 非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性，防止某些蛋白质前体凝集，易于分泌，非经典分泌途径的存在对于经典分泌途径是一种必要和有益的补充。 蛋白质的非经典分泌途径，也称为 unconventional protein export/secretion (UPE/UPS)，是不依赖于经典的内质网到高尔基体的途径。这些途径涉及蛋白质直接跨膜转运或通过特定的膜蛋白介导的转运，以及通过膜泡运输系统将蛋白质分泌到细胞外。 非经典分泌途径的蛋白质包括那些不含有信号肽的蛋白质，它们可能通过以下方式分泌： 直接跨膜分泌：某些蛋白质，如FGF2，可以通过直接跨膜转运到细胞外，不需要经过内质网或高尔基体。 膜泡运输：蛋白质可以通过内质网到高尔基体的途径以外的膜泡运输方式进行分泌。例如，TMED10蛋白可能在非经典分泌过程中起作用，帮助蛋白质进入膜泡并运输到细胞外。 这些非经典途径在细胞间的信息传递、炎症、发育、免疫和脂质代谢等多种生物学过程中发挥重要作用，并与神经退行性疾病和癌症等人类重大疾病相关。目前，有2种理论解释机体中存在非经典分泌途径的原因。一种解释是某些蛋白质的前体经经典途径的糖基化等修饰后,易发生凝集,因此不能被成功地分泌到细胞外。另一种解释认为有些非经典分泌蛋白也可以通过经典途径分泌,但经典分泌过程中发生的翻译后修饰会使得分泌出的蛋白质不具有生物活性。 非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性，防止某些蛋白质前体凝集，易于分泌，非经典分泌途径的存在对于经典分泌途径是一种必要和有益的补充。 外泌体是一类由细胞释放到细胞外的小囊泡，其直径大小一般在30-150纳米之间。它们可以在各种生物体液中发现，包括血液、尿液、精液、唾液、母乳、脑脊液以及胆汁等。外泌体能够包裹携带RNA、DNA、蛋白质、脂质等多种信号分子，并具有 surface molecules such as antigens.不同细胞分泌的外泌体在数量上和内含物上都可能有很大的差异性，这决定了每种外泌体所履行的具体功能不同。 外泌体的形成过程主要包括以下几个步骤： ①细胞膜内陷形成早期核内体。 ②细胞将颗粒物质释放到早期核内体中，进一步成熟形成晚期核内体。 ③晚期核内体通过向内出芽形成多囊泡，最后多囊泡与细胞膜融合释放至胞外形成外泌体。 这一发现和研究不仅加深了我们对细胞间通讯机制的理解，还为未来的生物医药研究提供了新的方向。 外泌体 当网格蛋白衣被囊泡形成时，动力蛋白（dynamin）聚集成一圈围绕在颈部，将囊泡柄部的膜尽可能地拉近（小于 1.5nm），从而导致膜融合， 掐断（pinch off）衣被囊泡。动力蛋白是一种 GTP 酶，调节囊泡以出芽形式脱离膜的速率。动力素可以召集其它可溶性蛋白在囊泡的颈部聚集，通过改变膜的形状和膜脂的组成，促使小泡颈部的膜融合，形成衣被囊泡。 网格蛋白有被囊泡可产生于高尔基复合体，也可由细胞膜受体介导的细胞内吞作用而形成。由高尔基复合体产生的网格蛋白小泡，主要介导从高尔基复合体向溶酶体、胞内体或质膜外的物质输送转运，而通过细胞内吞作用形成的网格蛋白小泡，即有被小泡（有被囊泡），则是将外来物质转送到细胞质，或者从胞内体输送到溶酶体。 网格蛋白有被小泡是研究最为透彻的一类囊泡，此类囊泡表面覆盖一层纤维丝状蛋白质，形同网格，故而得名。典型的网格蛋白有被囊泡直径一般在50～100nm之间。由细胞质膜内凹或高尔基体反面膜囊外凸芽生而成。网格蛋门分子由3条重链和3条轻链组成，每一条重链与一条轻链组合在一起，形同一个外展的臂，3条臂组合在一起，形同网格蛋白的空间结构，因此网格蛋白也称三条臂蛋白。网格蛋白重链的分子量为180KD，轻链为35～40KD。网格蛋白覆盖于球形转运囊泡表面，使后者张力大大提高。该类囊泡的结构特点除以网格蛋白纤维构成的网络结构外，还有在网格蛋白结构外框与囊膜之间约20nm的间隙中填充许多衔接蛋白。 网格蛋白自身不能捕获转运分子，其囊泡捕获特异性分子就是依靠衔接蛋白来实现的。衔接蛋白一方面形成相对于外侧网格蛋白框架而言囊泡的内侧结构，另一方面还介导网格蛋白与囊膜跨膜受体的连接，从而形成和维系了网格蛋白一囊泡的一体化结构体系。已经发现的衔接蛋白有4种，它们选择性地通过与不同受体一转运分子复合体的结合，形成特定的转运囊泡，进行不同的物质转运。这种复杂的相互作用结果，还使得进入网格有被囊泡的被转运物质受到了浓缩。其中3种衔接蛋白（AP1、AP2和AP3）性质已明。 网格蛋白有被囊泡的产生是一个非常复杂的过程，涉及到多种因素的参与和作用。在小泡的形成中，除网格蛋白与衔接蛋白之外，动力蛋白也称缢断蛋白——细胞质中一种可结合并水解GTP的特殊蛋白质，具有极其重要的作用。缢断蛋白由900个氨基酸组成，在膜囊芽形成时，缢断蛋白与GTP结合，并在外凸（或内凹）芽生膜囊的颈部聚合形成环状，随着它对GTP的水解进行，缢断蛋白环向心缢缩，直至小泡断离形成。而一旦小泡芽生形成，便会立即脱去网格蛋白外被，转化为无被转运囊泡，开始转运运行。 COPⅡ有被囊泡 外泌体 基于脂质的纳米颗粒（如脂质体或胶束）或合成递送系统已被用作载药工具。然而，由于效率低下、细胞毒性和/或免疫原性，人工合成的系统受到应用的限制。天然载体系统如外泌体，用于药物递送更具有优势，因为它们携带来自其来源细胞的各种靶向分子。还因为其天然分泌，具有很多独特品质，包括高生物相容性、增强的稳定性和有限的免疫原性。与传统的合成递送载体相比，外泌体药物递送系统优势很大，如，细胞外囊泡（包括外泌体）携带和保护多种核酸，并可能将这些核酸递送到受体细胞中。由于其脂质组成和蛋白质含量，具有固有的靶向特性，使它们能够穿过生物屏障，这些显着特征利用内源性细胞内运输机制并在受体细胞摄取时触发反应。胞吐囊泡的脂质组成和蛋白质含量对特定器官具有特定的趋向性。且外泌体的整合素决定了改变药代动力学并增加它们在包括脑、肺或肝脏在内的各种器官中的积累的能力。 囊 泡 运 输 生物膜具有一定的流动性 同位素标记法 胞吞、胞吐 与溶酶体融合被分解 与细胞膜融合 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 1.与囊泡运输有关的问题归纳 45 1.(2024·浙江1月选考)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经由SRP受体内的通道送入内质网腔继续翻译,直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是 (　　) A.SRP与信号肽的识别与结合具有特异性 B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链 C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链 D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌 A 核糖体没有膜 性激素属固醇 SRP与SRP受体结合前已先合成了一段肽链,B错误;核糖体没有膜,不能产生囊泡转移多肽链,而是通过SRP受体内的通道转移多肽链,C错误;性激素属于固醇,不能通过此途径合成并分泌,D错误。 2.高尔基体膜上的KDEL受体特异性识别并结合含有短肽序列KDEL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。KDEL受体与KDEL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ATP C.高尔基体内KDEL受体所在区域的pH比内质网的pH高 D.KDEL功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加 C 根据题干信息可以得出结论,高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并发送至细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;细胞通过囊泡进行运输需要消耗ATP,B正确; 根据题干信息可知,含有KDEL的蛋白质在高尔基体内与KDEL受体结合,该类蛋白运回内质网后被释放,KDEL受体与KDEL的结合能力随pH升高而减弱,所以可以推测高尔基体内KDEL受体所在区域的pH比内质网的pH低,C错误;如果KDEL的功能缺失,则受体不能和错误转运到高尔基体的蛋白质结合,导致该类蛋白不能被运回内质网,因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。 3.(2024·齐鲁名校联考)核糖体合成的蛋白质一般需要特定的氨基酸序列作为靶向序列来引导其运输到相应位置,之后靶向序列被切除。质体蓝素是类囊体膜内表面上的一种蛋白质,在细胞质基质中以前体形式合成后能检测到两段靶向序列,分别记为X、Y。在叶绿体基质中仅能检测到带有靶向序列Y的质体蓝素前体。成熟的质体蓝素中无靶向序列。药物甲可以抑制这两段靶向序列的切除。下列相关叙述正确的是(　　) A.质体蓝素前体是由核基因和叶绿体基因共同控制合成 B.切除质体蓝素前体靶向序列的酶存在于叶绿体基质中 C.类囊体薄膜上可能存在识别靶向序列Y的特异性受体 D.用甲处理会导致质体蓝素前体在细胞质基质大量积累 C 不是由叶绿体中的核糖体合成 靶向序列X介导质体蓝素前体跨叶绿体膜运进叶绿体基质中 切除X的酶可能在叶绿体膜上,切除Y的酶在类囊体基质中 造成质体蓝素无法成熟 因为质体蓝素前体由细胞质基质中游离的核糖体合成,而不是由叶绿体中的核糖体合成,所以质体蓝素前体是由细胞核中的基因控制合成的,A错误。靶向序列X介导质体蓝素前体跨叶绿体膜运进叶绿体基质中,因在叶绿体基质中只能检测到Y序列,所以X可能在叶绿体膜上被切除;Y序列介导质体蓝素前体进入类囊体后被切除。综上所述,切除X的酶可能在叶绿体膜上,切除Y的酶在类囊体基质中,B错误。在叶绿体基质中仅能检测到带有靶向序列Y的质体蓝素前体,因此类囊体薄膜上可能存在识别靶向序列Y的特异性受体,C正确。药物甲可以抑制这两段靶向序列的切除,会造成质体蓝素无法成熟,但不会导致质体蓝素前体在细胞质基质大量积累,D错误。 4.(2025·汕头一模)KIF5A蛋白催化ATP水解后发生磷酸化，并沿着细胞骨架定向运动，随后向细胞外分泌KIF5A蛋白所携带的囊泡中的“货物”。KIF5A基因突变会导致肌萎缩侧索硬化(ALS)。下列分析错误的是（　　） A. KIF5A蛋白的形成需高尔基体的加工 B. KIF5A蛋白磷酸化会改变其空间结构 C. KIF5A蛋白与细胞骨架存在相互识别 D. ALS可能是由细胞内物质堆积引起的 A 胞内蛋白 A、据“KIF5A蛋白催化ATP水解后发生磷酸化，并沿着细胞骨架定向运动，随后向细胞外分泌KIF5A蛋白所携带的囊泡中的货物”可知KIF5A蛋白分布于细胞内或细胞表面，不是分泌蛋白，而是胞内蛋白，KIF5A蛋白的形成需要核糖体和线粒体的参与，不需要高尔基体的加工，A错误； B、KIF5A蛋白磷酸化会改变其空间结构，从而让它沿着细胞骨架定向运动，B正确； C、KIF5A蛋白能沿着细胞骨架定向运动，所以它与细胞骨架存在相互识别，C正确； D、KIF5A基因突变可能导致囊泡中的“货物”无法及时分泌出去，从而导致细胞内物质堆积，所以，ALS可能是由细胞内物质堆积引起的，D正确。 6.进入冬季，呼吸道传染病进入高发季节，肺炎支原体、流感病毒等是急性呼吸道感染的常见病原体，多引起发热、咳嗽等症状。研究发现，club细胞分泌蛋白16(CC16)是呼吸道上皮 club细胞最主要的分泌蛋白之一，CC16可作为肺部疾病中肺上皮损伤的生物标志物。下列相关叙述错误的是 A.CC16最初在核糖体内合成，再依次经过内质网、高尔基体进行折叠、修饰 B.CC16运输和分泌的过程需要细胞骨架的参与 C.研究CC16合成和分泌的过程时，可以用羧基被3H标记的氨基酸培养 club细胞 D.囊泡运输CC16的过程中会发生生物膜的融合和生物膜成分的更新 √ 脱水缩合时羧基中的氢会进入水，而不在蛋白质分子中 叁 破解物质出入细胞方式的三个迷茫点 51 归纳总结 主动运输过程中ATP的供能机制 (1)模型构建 (2)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。 1.(2025·广东，8)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础，下列叙述正确的是 A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响 B.心肌细胞主动运输Ca2＋时参与转运的载体蛋白仅与Ca2＋结合 C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关 D.集合管中Na＋与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收 √ 还需要与ATP水解产生的磷酸基团结合 转运蛋白是通过细胞代谢合成的，同时，细胞代谢也会消耗一部分葡萄糖，使细胞内外葡萄糖浓度差发生变化 2.(2024·山东，4)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 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 √ 细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确； 根据“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”可知，外层细胞的细胞液中的单糖多，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高，B错误； 内部薄壁细胞的细胞壁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正确； 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(单糖)向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。 2.(2025·佛山一模)在一定范围内，温度对植物细胞质壁分离和复原实验有显著影响。当温度升高时，植物细胞的质壁分离速度会加快，但温度过高会导致细胞无法复原。下列关于温度影响质壁分离和复原的解释，错误的是 A.温度升高，细胞膜的流动性增强，水分子进出细胞速度加快 B.温度升高，细胞呼吸作用增强，为质壁分离提供更多能量 C.温度过高破坏了原生质层的结构，导致质壁分离无法复原 D.温度过高使细胞内的酶失活，影响了细胞的渗透调节功能 √ 水的运输方式是被动运输 3.某科研团队发现AT1基因可调节作物的耐碱性，如图是在盐碱地种植的普通作物和敲除AT1基因作物的细胞示意图，PIP2s为水通道蛋白，其发生磷酸化后可将H2O2运出细胞。若细胞中积累过多的H2O2，则会损害细胞，导致作物的耐碱性下降。下列叙述正确的是 A.敲除AT1基因后，PIP2s磷酸化减弱，促进了根细胞排出H2O2 B.AT1蛋白与物质m结合抑制了PIP2s的磷酸化，H2O2通过PIP2s时，不需要与PIP2s结合 C.抑制PIP2s的磷酸化，作物根细胞不再吸收水和排出H2O2 D.敲除AT1基因的作物耐碱性下降 √ 抑制PIP2s的磷酸化，作物根细胞还可通过自由扩散的形式吸收水 1.转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,它们的作用特点分析如下： (1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都具有选择性。 (2)载体蛋白需要和被转运的物质结合,且会发生自身构象改变; 通道蛋白运输时不需要和被转运的物质结合。 (3)载体蛋白既能够介导协助扩散,又能够介导主动运输, 通道蛋白只能介导协助扩散,即只能顺浓度梯度运输物质。 2.主动运输的三种驱动方式的比较 3.协同转运 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偶联起来，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。 4.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： 5.质子泵：具有运输H＋的功能，也称为H＋泵，又可分为P型、V型和F型质子泵。 ①P型泵和V型泵利用ATP释放的能量进行物质跨膜运输，不同的是V型质子泵运输过程不涉及磷酸化和去磷酸化。 ②F型质子泵存在于细菌细胞膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上，转运H＋过程中不形成磷酸化的中间体；F型质子泵不同于P型和V型质子泵，它以相反的方式发挥生理作用，利用质子动力势能合成ATP，又称作H＋－ATP合成酶。 利用ATP水解释放的能量，逆浓度梯度转运H+的质子泵 利用H+顺浓度梯度跨膜运输产生的能量来合成ATP的质子泵 1.(2025·陕晋宁青，8)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如图。下列叙述错误的是 A.MPC功能减弱的动物细胞中乳 酸积累将会增加 B.丙酮酸根、H＋共同与MPC结合 使后者构象改变 C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率 D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 √ 丙酮酸根的运输速率受MPC的数量及H＋浓度的影响 3.(2025·珠海一模)“海水稻”能通过一系列跨膜运输调控机制维持细胞质基质中的低Na＋水平(如图)，从而适应盐碱环境。下列推测错误的是 A.过程①和②都不消耗能量，但过程①的运输速率更快 B.盐胁迫下，海水稻通过增强过程⑤⑧以 提高耐盐性 C.H＋－ATP酶磷酸化时伴随着空间结构的 改变将H＋释放到细胞外 D.海水稻根部SOS1蛋白基因的表达水平显 著高于普通水稻的 √ 由图可以看出，过程①是H2O通过自由扩散方式进入细胞，②是需要水通道蛋白的协助扩散，由于有水通道蛋白的协助，过程②的运输速率更快，A错误； 图中过程⑤是通过主动运输逆浓度将细 【对点训练1】（2023年山东卷2）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。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 D 高H+ 构建模型： 1.(2021年山东卷2)液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+，建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是（ ） A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散 B.Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺 C.加入H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过CAX的运输速率变慢 D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输 A 高H+ 构建模型： 【材料】气孔开放关闭的无机离子吸收学说：蓝光激活保卫细胞中的蓝光受体，激活的蓝光受体通过某种信号转导途径激活质膜上的H+-ATP酶。这导致： H+从保卫细胞分泌到周围细胞中，使保卫细胞的pH值升高，细胞膜两侧电位差激活K+通道使K+进入保卫细胞。 K+的进入降低了保卫细胞的水势（升高了细胞内的渗透压），引起水分进入保卫细胞，气孔张开。在黑暗中，K+从保卫细胞流出，水势上升，导致气孔关闭。 疑难突破二、构建模型解决跨膜运输类题目 【合作探究】1.根据材料四画出无机离子吸收学说的概念模型，结合模型分析蓝光刺激气孔的开放的机制。 1．铁是人体内必不可少的微量元素，下图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白（Tf）可运载Fe3+，以Tf-Fe3+结合形式进入血液。Tf-Fe3+与转铁蛋白受体（TfR）结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。下列叙述错误的是（    ） A．Fe2+顺浓度梯度 通过蛋白1通道的过 程属于协助扩散 B．Tf与TfR结合后携 带Fe3+进入细胞的过 程属于胞吞 C．蛋白2和转铁蛋白（Tf）都是细胞膜上的载体蛋白 D．H+进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量 C 【详解】A、通过题图可知，Fe2+ 从小肠上皮细胞进入组织液时，是顺浓度梯度且需要载体，但不需要能量，属于协助扩散，A正确； B、由题图知细胞膜上的转铁蛋白受体（TfR）具有识别作用，与 Tf-Fe识别并结合后通过胞吞进入细胞，B正确； C、转铁蛋白（TF）是血液中运载 Fe3+ 的蛋白，不在细胞膜上，C错误； D、由图可知 H 进入囊泡是通过质子泵逆浓度梯度进行的，属于主动运输，需要消耗能量，D正确。 2.(2024·合肥三模)盐碱地中含过量的钠盐,会对植物生存造成威胁,而海水稻可通过调节相关物质的运输来抵抗逆境。下图为海水稻抗逆性相关生理过程的示意图。下列说法错误的是 (　) A.海水稻根尖细胞将多余Na+ 运出细胞的过程不消耗ATP, 属于协助扩散 B.该细胞膜上消耗ATP并将H+跨 膜运输到细胞外的蛋白质具有催 化功能 C.液泡膜上的NHX运输Na+进入 液泡可增强海水稻从外界环 境吸收水的能力 D.细胞吸水的速率受到细胞内外渗透压和细胞膜上水通道蛋白数量的共同影响 注：SOS1和NHX为膜上两种蛋白质。 A 解析：海水稻根尖细胞利用细胞膜两侧的H+浓度差将多余的Na+运出细胞,该过程属于主动运输,A错误;该细胞膜上消耗ATP并将H+跨膜运输到细胞外的蛋白质可以催化ATP水解,B正确;NHX将Na+不断运输到液泡中,增加细胞液渗透压,从而增强细胞的吸水能力,C正确;细胞吸水的速率受到细胞内外渗透压相对大小和细胞膜上水通道蛋白数量的共同影响,D正确。 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)。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，而较 大的线粒体得以保全。 情境2：线粒体分裂的新发现 (1)较小的线粒体被水解后，水解产物的去向是(答出2点): 排出细胞外和被再利用 (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： 消除过多ROS和Ca2＋对细胞的影响 [典例]　(2024·甘肃高考)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 C [解析]　细胞膜上的H+-ATP酶介导H+向细胞外转运时为主动运输,H+-ATP酶为载体蛋白,其磷酸化时伴随空间构象的改变,A正确;由题图可知,H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;H+-ATP酶抑制剂干扰H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度差,对Na+的运输同样起到抑制作用,C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正确。 1.(2024·滨海三模)转运蛋白包含载体蛋白和通道蛋白,两种转运蛋白都属于膜蛋白。下列有关转运蛋白的叙述,错误的是 (　　) A.水分子更多的是通过自由扩散的方式进出细胞的 B.载体蛋白和通道蛋白都有控制特定物质跨膜运输的功能 C.通道蛋白参与协助扩散,载体蛋白参与主动运输和协助扩散 D.分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合 A 解析：水分子更多的是借助通道蛋白通过协助扩散的方式进出细胞的,A错误。 下节再见 76 $