2027届高三生物人教版一轮复习讲义一 细胞的基本结构和物质运输

一 细胞的基本结构和物质运输 模板01 细胞结构与功能相适应 “结构与功能相适应”是生物学的核心逻辑之一，在分子水平上，体现为不同物质的结构与功能的关系。分析其结构与功能的关系，构建生物学的结构核心。 1．组成细胞的分子 物质 结构 功能 蛋白质 氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽链盘曲折叠形成的空间结构 1.结构蛋白 2.功能蛋白：运输、催化、免疫、调节 核酸 通过碱基的排列顺序储存着大量的遗传信息 遗传信息的携带者 脂肪 植物脂肪的脂肪酸长链中碳原子之间存在双键，为不饱和脂肪酸；动物脂肪大都以单键相连，为饱和脂肪酸。 良好的储能物质、保温、缓冲和减压的作用 2．细胞的基本结构 名称 结构 功能 细胞膜 磷脂双分子层构成膜的基本支架，可以侧向自由移动；组成膜的蛋白质分子镶在磷脂双分子层表面、部分或全部嵌入磷脂双分子层中或贯穿于整个磷脂双分子层，大多数蛋白质也能运动。 1.将细胞与外界环境分隔开 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 细胞器 线粒体 双层膜：内膜向内腔折叠形成嵴，增大膜面积；在内膜上含有许多种与有氧呼吸有关的酶。基质：含有许多种与有氧呼吸有关的酶；少量DNA和RNA，内有核糖体，能自主合成少量的蛋白质。 有氧呼吸的主要场所 叶绿体 双层膜；基粒：类囊体堆叠形成基粒，增大膜面积；类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素和与光合作用有关的酶。基质：含有与光合作用有关的酶；少量DNA和RNA，内有核糖体，能自主合成少量的蛋白质，大部分仍由核基因控制。 光合作用的场所 内质网 单层膜，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，分为光面内质网和粗面内质网 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 高尔基体 单层膜，扁平囊状结构和大小囊泡 ①对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”；②在植物细胞中与细胞壁的形成有关 液泡 液泡膜及其内的细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等。 调节细胞内的环境，充盈的液泡可以使细胞保持坚挺 核糖体 主要成分是蛋白质和rRNA，分为游离核糖体和附着核糖体 是“生产蛋白质的机器” 溶酶体 单层膜，内含多种水解酶 细胞内的“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 中心体 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 与动物和低等植物细胞有丝分裂有关 细胞核 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。染色质主要组成成分：DNA和蛋白质。核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，核孔具有选择透过性。 遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 【典例1】（2025·四川·高考真题）通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。下列叙述错误的是（    ） A．溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶 B．线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量 C．细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质合成 D．细胞自噬“吃掉”细胞器不利于维持细胞内部环境稳定 【答案】D 【典例2】（2025·河南·1）某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中，构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞。下列结构中，这种细胞一定含有的是（　　） A．核糖体 B．线粒体 C．中心体 D．溶酶体 【答案】A 【典例3】（2025·陕晋青宁卷·高考真题）高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应（UPR）”。下列叙述正确的是（    ） A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解 B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供 C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作 D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性 【答案】C 【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积，其外连细胞膜，内连核膜，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。蛋白质的合成、加工通常需要核糖体、内质网和高尔基体、线粒体的共同参与。 【详解】错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与，对于植物细胞而言，液泡具有类似动物溶酶体的功能，可以对这些蛋白进行降解，A错误；合成分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供（ATP来自细胞呼吸），而非全部由线粒体提供，B错误；UPR过程中，分子伴侣蛋白的合成需细胞核控制基因表达（转录）、核糖体合成蛋白质、内质网进行加工，三者协作完成，C正确；阻碍UPR会导致内质网功能无法恢复，加剧高温胁迫对细胞的损伤，降低耐受性，D错误。 【典例4】(2024·江苏·高考真题）图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是（    ） A．①~④构成细胞完整的生物膜系统 B．溶酶体能清除衰老或损伤的①②③ C．③的膜具有一定的流动性 D．④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关 【答案】A 【详解】完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，而图中①是线粒体，②是内质网，③是高尔基体，④是囊泡，故①~④不能构成细胞完整的生物膜系统，A错误；溶酶体能够清除衰老、受损的细胞器，所以能够清除衰老或损伤的①②③，B正确；③高尔基体能够产生囊泡，膜具有一定的流动性，C正确；细胞骨架与物质运输有关，所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关，D正确。 模板02 “一句话”抓住细胞渗透作用解题关键 水往“高”处走：“高”指渗透压高、溶质微粒物质的量浓度高，水分子从低渗透压（稀）一侧向高渗透压（浓）一侧扩散。水往“高”处走，即水通过细胞膜会流向相对物质量浓度高的溶液，无论是正推还是逆推均遵循此原则。 【典例5】（2025·浙江·高考真题）某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。下列叙述正确的是（    ） A．实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B．①与②的分离，与①的选择透过性无关 C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 【答案】C 【详解】 “观察叶绿体和细胞质流动”和“观察质壁分离”，均需保持细胞活性，A错误；①与②的分离，与①的选择透过性有关，其原因就是因为蔗糖可通过全透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞膜，B错误；与图甲相比，图乙细胞处于失水状态，细胞液渗透压升高，吸水能力更强，C正确；与图甲相比，图乙细胞体积几乎不变（植物细胞体积是看细胞壁），D错误。 模板03 “关键词”解物质出入细胞方式题 关键词 解读 浓度 低浓度→高浓度：一定为主动运输 高浓度→低浓度：被动运输 能量 消耗能量的运输方式为主动运输或胞吞、胞吐；不消耗能量的运输方式为被动运输 转运蛋白 通过“泵”的运输方式为主动运输；通过通道蛋白的运输方式为协助扩散 【典例6】（2025·江苏·16）（多选）研究小组开展了Cl-胁迫下，添加脱落酸（ABA）对植物根系应激反应的实验，机理如图所示。下列相关叙述错误的有（    ） A．Cl-通过自由扩散进入植物细胞 B．转运蛋白甲、乙的结构和功能相同 C．ABA进入细胞核促进相关基因的表达 D．细胞质膜发挥了物质运输、信息交流的功能 【答案】ABC 【详解】由图可知，Cl-借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入植物细胞，属于协助扩散，A错误；转运蛋白甲是协助Cl-顺浓度梯度进入植物细胞，转运蛋白乙（载体蛋白）协助Cl-逆浓度排出植物细胞，两者的结构和功能不同，B错误；由图可知，ABA与细胞质膜上的受体结合，没有进入细胞，通过信号转导促进细胞核相关基因的表达，C错误；细胞质膜实现了跨膜运输Cl-及接受ABA的信息分子，发挥了物质运输、信息交流的功能，D正确。 【典例7】（2025·重庆·高考真题）骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病，研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人，从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输，据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．Na+通道运输Na+不需要消耗ATP B．运输Na+时，Na+通道和NCX载体均需与Na+结合 C．患者软骨细胞的Ca2+内流增多 D．与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点 【答案】B 【详解】Na+通道运输Na+属于协助扩散，协助扩散不需要消耗能量，A正确；Na+通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B错误；因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多，会使Na+内流增多，胞内Na+会积累，NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外，需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量，所以使得Ca2+内流增多，C正确；因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病，所以与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点，D正确。 【典例8】（2025·四川·高考真题）某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2，相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是（    ） A．转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞 B．胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量 C．转运蛋白W能同时转运两种物质，故不具特异性 D．CO2分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外 【答案】B 【详解】从图中看出，转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞，A错误；胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度，属于主动运输，需要消耗能量，能量由组氨酸浓度梯度提供，B正确；转运蛋白W能同时转运两种物质，也具有特异性，C错误；CO2分子经自由扩散，也可以从胞外运输至胞内，例如从血浆进入肺部细胞，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $