专题2 细胞的结构与功能 题源2 细胞膜系统的结构和功能-【备战高考】备战2027高考生物母题题源同步练

[真题4幻(2022·四川)与酵母菌相比，硝化细菌具有的特 点是 () A.无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量 B.无固氮酶，只能以含氮有机物作为氛源 C.无细胞核，只能通过出芽生殖方式繁殖后代 D.无染色体，只能在DNA水平产生可遗传变异 [解析]酵母菌为真核生物，有染色体，而硝化细菌为原核 生物，无染色体，只能在DNA水平上产生可遗传变异；硝化细菌 无细胞核，只能通过分裂生殖繁殖后代；硝化细菌无线粒体，但 因有催化有氧呼吸的酶，故可以通过有氧呼吸获得能量；硝化细 菌能氧化NH3,释放能量，故NH3既是其氯源，又是其能源。 本题主要考查真核、原核细胞的区别，属于考纲的识记层 次，题目难度适中，掌握硝化细菌的结构及代谢特点是解答本题 的关键。 [答案]D 真题5](2023·北京)下列直核细胞结构与成分，对应有 误的是 () A.细胞膜：脂质、蛋白质、糖类 B.染色体：核糖核酸、蛋白质 C.核糖体：蛋白质、核糖核酸 D.细胞骨架：蛋白质 [解析]本题主要考查细胞的基础结构及组成成分问题， 属于对于识记层级的考核，染色体是由脱氧核糖核酸(DNA)和 蛋白质所构成的，因此B错误。 [答案]B [真题6](2022·上海)下列关于颜藻和水绵的描述，错误 的是 () A.生活状态下颜藻呈蓝绿色，水绵呈绿色 B.相同长度丝状体中额藻细胞个数少于水绵 C.颜藻细胞内有色素，水绵中有带状叶绿体 D.滴加碘液后，水绵细胞内呈现出黄色结构，颜藻则无 [解析]颜藻和水绵分别属于原核生物和真核生物。原核 细胞与真核细胞相比，一般体积较小，因此相同长度丝状体中颜 藻细胞个数应多于水绵细胞个数。颜藻属于蓝藻中的一种，无 叶绿体，但有光合作用的色素。水绵是多细胞的藻类植物，含有 带状叶绿体。碘液属碱性染料，可把细胞核染成黄色，颜藻无细 胞核不会出现黄色结构。 本题考查原核生物与真核生物的区分，考查考生分析问题、 运用所学知识解决问题的能力。试题难度中等。本题解题的关 键是要知道真、原核细胞结构上的异同及细胞大小的不同。 [答案]B 题源2细胞膜系统的结构和功能 解题模型2.1 1.细胞膜的成分、结构特点及其功能的关系 (1)构成细胞膜的成分：主要由脂质(50%)和蛋白质 (40%)组成，糖类较少，约占2%~10%。 ①脂质分子：主要包括磷脂和固醇。其中，磷脂是基 本成分，它具有一个极性头部和两个非极性尾部。 ②蛋白质分子：蛋白质是生命活动的主要承担者，也 是构成细胞膜的主要成分之一。蛋白质在细胞膜行使功 能时起重要作用。因此功能越复杂的细胞，蛋白质的种类 和数量越多。 ③细胞膜上的糖类分布在外表面，与蛋白质结合形成 糖蛋白，行使细胞间的信息交流功能。 (2)运动：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是 静止的，它们大都是可以运动的，如磷脂分子的侧向运动、 蛋白质分子的流动等，这使得细胞膜具有一定的流动性， 对于它完成各种生理功能是非常重要的。 (3)癌变：细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲 胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA),医院里经常利用这一，点 检测体内是否产生了癌细胞。 (4)识别：细胞识别的物质基础是细胞膜上的糖蛋白 (糖被)。细胞膜上有少量的糖类与蛋白质结合形成糖蛋 白，完成细胞间信息传递功能，而细胞内膜由于不需要进 行细胞间的信息传递，因此含有很少糖类或不含有糖类。 (5)细胞间的信息传递方式 比较 通过“信息分子”完 两细胞彼此直接 经特殊通道 成间接交流 交流 交流信息分子 相邻细胞间 形成通道使 相邻细胞间直接 细胞相互沟 接触，通过与细胞 信息交 通过体液的作用来 通，通过携带 流方式 膜结合的信号分 完成的间接交流 信息的物质 子影响其他细胞， 来交流信息， 即细胞一细胞 即细胞道道 细胞 内分泌细胞 靶细胞 发出信号的细胞粑细胞 0 图示 血管 格器势拿的 粑细胞 内分泌细胞分必 高等植物细 激 精子和卵细胞之 胞之间通过 素 进入 举例 体液 间的识别和结合： 胞间连丝相 体液运输，靶细胞受 效应T细胞与靶 互连接，进行 细胞间的识别 细胞间的信 体信息轮细胞 息交流 (6)细胞膜成分、结构、功能的关系。 主要是磷脂 功能越丰富， 与信息交 (类脂)和胆 种类和数量 流有关 固醇 越多 (约2%~10%) (约50%) (约40%) 糖类+脂质+蛋白质组成结构 定， 功能（物质交换） 具有 流动性保证物质交换的进行体现选择透过性 2.“体验制备细胞膜的方法”的实验分析 (])选取哺乳动物成热红细胞作实验材料的原因 ①无细胞壁，细胞易吸水涨破。 ②无核膜和各种细胞器膜，易制得纯净的细胞膜。 ③红细胞单个存在，便于制成悬浮液，且材料易得。 (2)实验原理：利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除 去细胞内的其他物质，制得细胞膜。 (3)实验步骤 选材：猪（或牛、羊、人等）的新鲜的红细胞稀释液 制作装片：用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一滴在 载玻片上，盖上盖玻片 观察：用显微镜观察红细胞形态（由低倍→高倍） 滴蒸馏水：在盖玻片的一侧滴，在另一侧用吸水纸吸引 观察：持续观察细胞的变化 结果：凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流 出，获得细胞膜 特别提醒：①细胞破裂后，还需经过离心、过滤才能获 得较为纯净的细胞膜。 ②制备红细胞稀释液的目的是使红细胞分散，不易凝聚。 [真题7](2023·海南)关于动物细胞膜的叙述，错误的是 ( A.细胞膜含有糖脂和糖蛋白 B.细胞融合与细胞膜的流动性有关 C.ATP为CO,分于通过细胞膜提供能量 D.细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的 「解析]CO?进出细胞的方式为自由扩散，不需载体，不需 ATP供能。 [答案]C [真题8](2023·天津)下列过程未体现生物膜信息传递 功能的是 () A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离 B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化 C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取 D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩 [解析]本题是以生物膜信息传递作为考试的载体，考查 质壁分离、免疫调节、激素调节和神经调节的相关内容，属于识 记理解范畴，难度不大。在质壁分离过程中，并没有发生信息传 递的过程，所以答案选择A。 [答案]A [真题9](2023·新课标)将人的红细胞放入4℃蒸馏水 中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是 () A,红细胞膜具有水溶性 ·1 B.红细胞的液泡体积增大 C.蒸馏水大量进入红细胞 D.低温时红细胞膜流动性增大 [解析]蒸馏水的浓度比细胞内液低，因此大量进入红细 胞，使细胞吸水过多而涨破。 [答案]C 解题模型2.2 生物膜系统的组成及种类 (1)组成：各种生物膜的结构特点和化学组成大致相 同，都含有磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇等，但含量不同，这 与各种膜的功能有关。机能旺盛的生物膜（如线粒体内 膜)蛋白质含量高；与细胞识别有关的细胞糖类含量高。 (2) 「细胞膜：单层，细胞的外界膜 物 膜 核膜：双层，具有核孔，细胞核的外界膜 的 种 细胞器膜风层膜：叶经体膜、线粒体膜 类 单层膜：内质网膜、高尔基体膜、液泡膜等 [真题10] (2022·山东)下列关于真核细胞生物膜的叙 述，正确的是 ( A,生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定 B.构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇 C.有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行 D.核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输 [解析]不同的生物膜，含有不同的膜蛋白，具有不同的功能； 构成生物膜的脂质主要是磷脂；有氧呼吸的第一、二阶段分别在细 胞质基质和线粒体基质中进行，都产生ATP;核糖体、内质网、高尔 基体都参与蛋白质的合成与运输，但核糖体不具有膜结构。 本题考查真核细胞生物膜的结构与功能，难度较小，属于考 纲识记、分析比较层次。 [答案]A [真题11](2023·四川)下列有关生物膜结构和功能的描 述，不正确的是 ) A.植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性 B.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达 C.分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成 D.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新 [解析]内质网与细胞内糖类和脂质的合成有关，由于固 醇属于脂类，当细胞大量产生固醇类激素时，需更多的内质网完 成功能。 「答案1B 解题模型2.3 生物膜系统在结构和功能上的联系 (1)各种生物膜在结构上的联系 生物膜系统在结构上有直接联系和间接联系两种（见 图示) ①内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位。 ②直接联系是指不同的膜结构之间直接相连。 ③间接联系是指不同的膜结构之间通过囊泡发生膜 的转化。 核膜直接联系 内质网直接联系细胞膜 间 高尔基体.间接联系 (2)各种生物膜在功能上的联系 分泌蛋白的合成、加工、运输过程可表示如下： 氨基酸 →核糖体（形成多肽） ·内质网（加工、折叠、组装、加糖基团等） 线粒体（供能） 一以“出芽”方式形成小泡 *高尔基体（再加工） 一以“出芽”方式形成小泡 细胞膜 分泌蛋白（部分激素、消化酶、抗体等） (3)生物膜系统的功能 ①使细胞形成一个相对稳定的内环境，同时在细胞与 环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起 着决定性的作用。 ②细胞内的许多重要化学反应都在生物膜上进行，细 胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化 学反应的顺利进行创造了有利条件。 ③细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如 各种细胞器，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反 应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地 进行。 (4)生物膜在生产实践中的应用 ①在工业方面：生物膜的各种功能正在成为人工模拟 对象，借助于生物膜的选择透过功能，设计出具有过滤功 能的膜结构，可以对各种水进行过滤、分离，从而对水质进 行纯化处理。 ②在农业方面：通过生物膜的改变来寻找改善农作物 品质的途径，例如：生物膜上的蛋白质如果都能转变成防 冻蛋白质，就有望培育出抗寒新品种。 ③在医学方面：用人工合成的膜材料来代替人体病变 器官，从而达到治疗的目的。例如：透析型人工肾。 [真题12](2022·全国I)下列过程中，不直接依赖细胞 膜的流动性就能完成的是 ( A,胰岛B细胞分泌胰岛素 B.mRNA与游离核糖体的结合 C.吞噬细胞对抗原的摄取 D.植物体细胞杂交中原生质体融合 [解析]胰岛素和抗原是大分子物质，胰岛素的分泌属于 胞吐作用，吞噬细胞对抗原的摄取属于胞吞作用，原生质体的融 合首先进行的是细胞膜的融合，即A、C、D三个选项均直接依赖 ·1 于细胞膜的流动性。核糖体是无膜细胞器，mRNA与游离核糖 体的结合与细胞膜的流动性无关，故选B项。 本题主要考查细胞膜的结构特点及应用，属于识记层次，容 易题。 [答案]B 「真题13](2022·安徽)下列关于生物膜结构和功能的叙 述，正确的是 A.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体 B.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构 C.线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶 D.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出 [解析]细胞间的信息交流除了通过细胞膜上受体的识别 来完成外，还有其他方式：在线粒体内膜上可完成一系列化学反 应，分布着多种酶，不只分布着合成ATP的酶；核膜上的核孔不 能让蛋白质和RNA自由进出；葡萄糖通过主动运输的方式进入 肌细胞，肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的戟体。 此题考查生物膜结构和功能的相关知识，较难题，属于考纲 分析判断层次。若考生对细胞间信息交流方式理解不到位，易 错选。 [答案]A [真题14幻(2022·福建)下列有关造血干细胞中物质运输 的途径，可能存在的是 ( A.吸收的葡萄糖：细胞膜→细胞质基质→线粒体 B.合成的细胞膜蛋白：高尔基体核糖体·细胞膜 C.转录的mRNA:细胞核→细胞质基质→高尔基体 D.合成的DNA聚合酶：核糖体·细胞质基质·细胞核 [解析]葡萄糖在细胞质基质中分解，不能进入到线粒体； RNA在核糖体上翻译，不会出现在高尔基体；分泌蛋白的形成 途径：核糖体·内质网·高尔基体→细胞膜。 「答案]D [真题15](2018·广东)生物膜系统在细胞的生命活动中 起着重要的作用。请回答： (1)细胞核的使基因的转录和翻译两个过程在时 空上分开，细胞核和细胞质之间通过 实现生物大分于 的转运。 (2)脂溶性物质易透过细胞膜，表明细胞膜的主要成分中有 。通常分泌到细胞膜外的蛋白质需经过 加工 和修饰后，以分泌小泡的形式排出。 (3)红细胞膜内K+浓度是膜外的30倍，膜外N+浓度是膜 内的6倍，维持这种K+、Na分布不均匀是由膜上的 所控制；红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉 这些糖支链，就不会发生红细胞的凝集反应，说明细胞膜表面这 些糖蛋白是 (4)(多选)人工生物膜的主要用途有 ( A.污水处理 B.食品保存 C.海水淡化处理 D.人造器官材料 [解析]生物膜的主要成分是脂类和蛋白质，是选择透过 性膜。细胞内的所有膜结构构成膜系统。各种生物膜在结构上 有直接或间接的关系，在功能上，既有明确分工，又有紧密的联 系（如分泌小泡形成过程中，内质网和高尔基体的加工修饰）。 细胞膜上的载体控制物质的进出，体现出细胞膜的选择透过性； 细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，与细胞的识别等 有关。在工农业生产和医学实践等方面，生物膜也有重要用途， 如生物膜用于污水处理、海水淡化及作为人造器官的材料等。 [答案](1)核膜核孔(2)脂质（脂类物质或磷脂）内 质网和高尔基体(3)载体蛋白抗原(4)ACD 解题模型2.4 细胞膜特性的实验验证 (1)流动性实验验证一细胞融合实验 绿色荧光 染料标记 凤细形 的膜蛋白 37℃ 红色荧光 40min 合细胞 染料标记 人细胞 的膜蛋白 (2)选择透过性实验验证—一植物离子吸收实验 含不同无机盐离子的溶液十不同植物 测定培养液中各离子的初始浓度 培养一段时间】 测定实验结束时培养液中各离子的浓度 比较同一植物吸收不同离子及 不同植物吸收同一离子的情况 不同植物对同一离子吸收状况不同 同一植物对不同离子吸收状况不同 细胞膜对离子吸收具有选择透过性 注意： 细胞膜具有流动性的事实及意义 (1)事实 ①人一鼠细胞融合杂交实验，受精时细胞的融合 过程； ②变形虫运动时伪足的形成； ③胞吐（分泌）与胞吞（白细胞吞噬细菌）； ④动物细胞分裂时细胞膜的内陷过程。 (2)意义 细胞膜的流动性为细胞的吸收、分泌、修复、融合、运 动、摄取、变形、分裂等提供了基础。 [真题16](2021·浙江理综)对某运动细胞进行荧光标记 实验，如下示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记动 物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面 的某一区域，该区域荧光淬灭（消灭）。③停止激光束照射一段 时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不 能说明的是 ) 1 ① A.细胞膜具有流动性 B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合 C.根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率 D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动 速率 [解析]本实验证明的是细胞膜的结构特点一流动性， 同时也说明荧光染料能与细胞膜组成成分结合。C中物质的跨 膜运输体现的是细胞膜的功能特性一选择透过性，流动性和 选择透过性两者不是一回事。 [答案]C 题源3主要细胞器的结构和功能 解题模型3.1 线粒体和叶绿体 项目 叶绿体 线粒体 色素 含有色素 无色素 分布 绿色植物特有 动、植物细胞都有 线粒体产生的ATP 叶绿体产生的ATP 功能 可供各项生命活动 满足暗反应的需要 利用 酶种类 光合作用有关酶 呼吸作用有关酶 增加膜面 囊状结构薄膜叠加 内膜向内凹陷形 积方式 形成基粒 成嵴 物质转化 C0,和H,0缈化有 有机物特华C0, 机物 +H2O 光能→有机物中 有机物中的化学能 能量转换 +ATP中的化 的化学能 学能 ①结构方面：都有双层膜，且结构名称相似 (外膜、内膜、基质等)，膜的化学组成等也 相同： ②遗传方面：都有少量的DNA,可以自主复 制与表达，不完全受细胞核控制，决定了细 胞质遗传： 相同点 ③功能方面：光合作用与呼吸作用都消耗 水，又产生水，均与自然界的碳循环有关； ④两者均与能量转换有关，只是能量转换的 形式不同。 自然界叶绿体光反应产生的ATP总量大于 所有生物呼吸作用产生的ATP [真题17] (2021·海南)下列有关线粒体和叶绿体的叙 述，错误的是 (） A,线粒体和叶绿体携带的遗传信息可以表达出来 B.线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同 C.线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒 D.蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用 [解析]线粒体和叶绿体均有DNA,其携带的遗传信息可