1、专题二细胞的基本结构和物质运输GOU JIAN WANG LUO CHUAN LIAN ZHI SHI构建网络串联知识 YAO DIAN ZHENG HE ZI CE PAI CHA要点整合自测排查 细胞的类型、结构和功能一、整合主干知识1原核细胞与真核细胞的比较比较项目原核细胞真核细胞本质区别无以核膜为界限的细胞核有以核膜为界限的细胞核细胞壁细菌细胞壁的成分主要为肽聚糖植物细胞细胞壁的成分主要为纤维素和果胶细胞质有核糖体，无其他细胞器有核糖体和其他细胞器细胞核有拟核，无核膜、核仁和染色体有真正的细胞核即有核膜、核仁和染色体(哺乳动物成熟红细胞和高等植物成熟的筛管细胞无上述结构)DNA存在形式
2、拟核：大型环状质粒：小型环状细胞核：链状；与蛋白质形成染色体(质)细胞质：在线粒体、叶绿体中裸露存在细胞分裂方式二分裂无丝分裂、有丝分裂和减数分裂举例细菌、蓝藻、衣原体、支原体(支原体细胞最小，且无细胞壁)等酵母菌等真菌、植物细胞、动物细胞等相同点都具有细胞膜、细胞质、核糖体，遗传物质都是DNA2.细胞的结构与功能相适应(1)在代谢旺盛的细胞内线粒体含量较多，如心肌细胞。(2)蛋白质合成旺盛的细胞内，核糖体含量较多；能合成分泌蛋白的细胞中核糖体、内质网、高尔基体较多，如浆细胞(分泌抗体)、胰岛B细胞(分泌胰岛素)、唾液腺细胞(分泌唾液淀粉酶)。(3)可进行光合作用的真核细胞如叶肉细胞，含大量叶
3、绿体；不进行光合作用的细胞如根细胞，不含叶绿体。(4)核孔的数目、核仁的大小与细胞代谢有关，核孔越多、核仁越大的细胞，其代谢越旺盛。3真核细胞中物质合成的场所4细胞器与遗传、变异的关系(1)含DNA(基因)的细胞器：线粒体、叶绿体(具有半自主性)。(2)含RNA的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体。(3)能自我复制的细胞器：线粒体、叶绿体、中心体。(4)能发生碱基互补配对的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体。5“六例”感悟生物膜组成、结构与功能的统一性(1) (2)(3)(4)核膜上的核孔数目多RNA和蛋白质等物质运输快蛋白质合成旺盛细胞代谢快。(5)癌细胞膜上糖蛋白减少细胞间黏着性下降，易于扩散和转
4、移。(6)衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低。二、自测排查1判断有关细胞膜系统叙述的正误(1)细胞膜上蛋白质的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程度。()(2)植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用。()(3)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。()(4)真核细胞内具有一些能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构，如神经细胞的树突。()2判断有关细胞器结构、功能叙述的正误(5)高尔基体、线粒体和叶绿体都含有DNA，都是ATP的合成场所。()(6)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含的化学成分不同，所具有的生理功能也不同。细胞质基质是细胞代谢的主要场所。()(7)合成固醇类
5、激素的分泌细胞的内质网一般不发达。()(8)溶酶体执行功能时伴随其膜成分的更新。()三、边角扫清1线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因。提示：线粒体内膜功能较外膜复杂，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。2用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因。提示：胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。3在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因。提示：温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。物质出入细胞
6、的方式及实例一、整合主干知识1物质出入细胞的方式的判断2影响物质跨膜运输的因素(1)内在因素物质跨膜运输与膜的流动性和选择透过性有关，选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。(2)外在因素物质浓度(在一定浓度范围内)O2浓度及温度3理清渗透作用的原理(1)渗透装置的两个条件半透膜：动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜；成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。膜两侧溶液具有浓度差：动物细胞的细胞质与外界溶液具有浓度差；成熟植物细胞的细胞液与外界溶液具有浓度差。(2)植物细胞发生质壁分离的原因外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。内因：原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及二者之间细胞质)的伸缩性大于细
7、胞壁的伸缩性。【特别提示】(1)人工膜生物膜：生物膜具有选择透过性，人工膜为半透性膜，物质能否通过取决于孔径大小。(2)溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。(3)渗透平衡浓度相等：达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，此时膜两侧溶液的浓度未必相等，如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达渗透平衡，但浓度总不会相等。二、自测排查1判断下列有关质壁分离叙述的正误(1)质壁分离过程中水分子的扩散是单向进行的()(2)观察植物细胞的质壁分离现象必须使用高倍显微镜()(3)细胞核不属于原生质层的组成部分()(4)在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离()2判断有关
8、物质出入细胞方式叙述的正误(5)植物细胞主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中()(6)协助扩散保证了活细胞主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物()(7)当细胞内外存在浓度差时，细胞就会发生质壁分离或复原()(8)mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐()三、边角扫清1水分子是否都是以自由扩散的方式进出细胞的？举例说明。提示：水分子既可以以自由扩散方式进出细胞，又可借助通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。2细胞膜和其他生物膜都具有流动性和选择透过性，其结构基础分别是什么？提示：流动性的结构基础是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的；选择透过性的结构基础主要是膜上转运蛋白的种类和数
9、量。YAN JIU KAO TI JIE NAN PEI YOU研究考题解难培优 分析细胞器和细胞核的功能题点1细胞核与真核细胞、原核细胞1(2019全国卷)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是( B )A细胞中的染色质存在于细胞核中B细胞核是遗传信息转录和翻译的场所C细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D细胞核内遗传物质的合成需要能量【解析】染色质存在于细胞核中，主要由DNA和蛋白质组成，A项正确。遗传信息的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，B项错误。细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核，遗传物质的合成需要消耗能量，C、D两项正确。2(2020山东省高三二模)核被膜主要由外核膜、内核膜
10、、核孔复合体和核纤层构成。核纤层紧贴内核膜，是一层由纤维蛋白构成的网状结构。下图示细胞周期中核被膜和核纤层的动态变化过程，相关叙述错误的是( D )A核内合成的tRNA运出细胞核与核孔复合体有关B核纤层的解体和重新组装可能通过核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现C分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色质周围聚集并融合成新的核膜D核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间，维持细胞核的正常形态【解析】tRNA是大分子物质，运出细胞核与核孔复合体有关，A正确；根据图分析，核纤层蛋白磷酸化，核纤层解体，核纤层蛋白去磷酸化，核纤层重建，B正确；分析图，分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色质周
11、围聚集并融合成新的核膜，C正确；核纤层紧贴内核膜，D错误。拓展归纳：比较法区别真核细胞与原核细胞题点2细胞结构与功能的统一性3(2020山东省高考真题)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；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 )AM6P标志的形成过程体现了S酶的专一性B附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成CS酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累DM6P受体基
12、因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内【解析】酶具有专一性的特点，S酶在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；由分析可知，部分经内质网加工的蛋白质，在S酶的作用下会转变为溶酶体酶，该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的，B正确；由分析可知，在S酶的作用下形成溶酶体酶，而S酶功能丧失的细胞中，溶酶体的合成会受阻，则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能被识别，最终会被分泌到细胞外，D错误。4(2020全国卷)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
13、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)将正常叶片置于适量的溶液B中，为使细胞器在溶液B中正常发挥作用，应保证pH与细胞质基质的相同，渗透压与细胞内的相
14、同。(2)葡萄糖在有氧呼吸的过程能彻底氧化分解，在真核细胞中场所为细胞质基质和线粒体。(3)由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能，故有氧气释放。拓展归纳：几种典型细胞中的细胞器典型细胞细胞器的特殊性叶肉细胞含大多数细胞器根尖成熟区、叶表皮细胞不含叶绿体根尖分生区、干种子细胞不含叶绿体和大液泡心肌细胞含线粒体较多消化腺细胞含核糖体、内质网、高尔基体较多 串联生物膜的结构和功能题点1生物膜的组成与膜蛋白功能5(2020河南高三月考)研究细胞膜上的各种蛋白质，对于认识生命现象、揭开生命奥秘具有重要的作用。下列对细胞膜上蛋白质的叙述错误的是( C )A细胞膜的功能主要
15、取决于膜蛋白的种类和数量B某些细菌表面的外膜蛋白可用于疫苗的生产C具有运输功能的蛋白质均存在于细胞膜上D细胞膜上的蛋白质由附着在内质网上的核糖体合成【解析】蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能主要取决于膜蛋白的种类和数量，A正确；某些细菌表面的外膜蛋白如抗原决定簇，可以刺激机体产生抗体，可用于疫苗的生产，B正确；并非具有运输功能的蛋白质均存在于细胞膜上，如血红蛋白具有运输氧气的功能，存在于红细胞内，C错误；细胞膜上的蛋白质需要在附着在内质网上的核糖体合成，然后经内质网和高尔基体的加工和运输到细胞膜上，D正确。6(2020山东聊城)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。如表中依据膜蛋白功
16、能，对其类型的判断正确的是( B )选项膜蛋白的位置、功能膜蛋白的类型A位于突触后膜，识别并结合神经递质酶B位于靶细胞膜，识别并结合激素受体C位于类囊体膜，催化ATP的合成通道蛋白D位于癌细胞膜，引起特异性免疫载体【解析】位于突触后膜上的蛋白质，能识别并结合神经递质，这是神经递质的特异性受体，A错误；位于靶细胞膜上能识别并结合激素，这是相应激素的受体，B正确；位于类囊体膜上，而类囊体膜上可以进行水的光解和ATP的合成，所以该膜蛋白可以是合成ATP的有关酶，C错误；位于癌细胞膜上，引起特异性免疫反应，这是抗原的作用，D错误。拓展归纳：常考的四种“膜蛋白”(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质
17、)的受体膜蛋白受体。(2)膜载体蛋白：用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。(3)具有催化作用的酶：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。题点2分泌蛋白与生物膜系统的联系7(2020江苏省高三三模改造)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af表示相应的细胞结构，表示相应的生理过程。下列叙述不正确的是( C )A图中结构能进行遗传信息转录的有b、cB胰腺细胞产生和分泌胰蛋白酶的过程是C经过程转
18、运的蛋白质可自由进入b、cD图中结构参与构成生物膜系统的有b、c、d、e、f【解析】图中结构能够进行遗传信息转录的有b细胞核与c线粒体，二者都含有DNA，能够进行转录合成RNA，A正确；分泌蛋白的产生需要内质网与高尔基体的加工，借助高尔基体分泌的囊泡将合成好的蛋白质运出细胞外，故胰腺细胞产生和分泌蛋白酶的过程为，B正确；经过程转运的蛋白质，经核孔复合体与线粒体膜特异性识别后才能进入细胞核或线粒体，并不能自由进入，C错误；图中参与构成生物膜系统的结构包括细胞核、线粒体、内质网、高尔基体和细胞膜，对应序号为b、c、d、e、f，D正确。8(2020肥东县第一中学高三其他)科学家在研究分泌蛋白的合成和
19、分泌时，用含3H标记的亮氨酸注射进胰腺腺泡细胞，放射性先后出现在粗面内质网高尔基体质膜内侧的小泡释放到细胞外的分泌物中。下列叙述正确的是( D )A形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成B高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连C质膜内侧的小泡完成蛋白质的分拣D分泌蛋白的合成、分泌都需要ATP【解析】形成分泌蛋白的多肽最早在核糖体内合成，A错误；高尔基体膜与内质网膜和细胞膜不直接相连，B错误；质膜内侧的小泡不能完成蛋白质的分拣，C错误；分泌蛋白的合成、分泌都需要线粒体为其提供ATP，D正确。拓展归纳：“三个角度”透析囊泡类问题题点3生物膜系统的流动性与质壁分离及复原9(2020全国卷)取某
20、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，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是( D )A甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零C若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组【解析】由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升
21、高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。10(2020福建省高三期末)将取自某种植物大小相同、生理状态相似的两个成熟细胞分别浸没在甲、乙两种溶液中，测得液泡直径的变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( D )A26 min
22、内甲乙溶液的渗透压都小于细胞液的渗透压B06 min内乙溶液中的细胞失水速率和细胞液浓度都逐渐变大C紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞具有大液泡，是该实验的最佳材料D10 min时取出两个细胞并置于清水中，不一定都能观察到质壁分离复原的现象【解析】26 min内甲溶液中的液泡直径逐渐增大，甲溶液的渗透压小于细胞液渗透压，而乙溶液液泡直径在减小至不变，乙溶液的渗透压都大于细胞液的渗透压，A错误；06 min内乙溶液中细胞的液泡直径在减小至不变，说明细胞先失水至水分进出平衡，故乙溶液中的细胞失水速率逐渐减小，细胞液浓度都逐渐变大至不变，B错误；紫色的洋葱内表皮的液泡中不含有色素，现象不明显，不宜使用，C错
23、误；10 min时，取出两个细胞并置于清水中，处于甲溶液中的细胞已经发生了质壁分离复原，再放入清水中，基本没有变化，处于乙中的细胞再放入清水中可能发生质壁分离复原，D正确。规律总结：过程液泡吸水或失水细胞液浓度变化细胞液渗透压变化细胞液渗透压与外界溶液渗透压大小关系质壁分离过程失水升高增大细胞液渗透压小于外界溶液渗透压质壁分离复原过程吸水降低减小细胞液渗透压大于外界溶液渗透压 分析物质跨膜运输题点1物质跨膜运输方式的判断11(2019全国卷)某种HATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H。将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的
24、溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入HATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是( C )AHATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H转运到细胞外B蓝光通过保卫细胞质膜上的HATPase发挥作用导致H逆浓度梯度跨膜运输CHATPase逆浓度梯度跨膜转运H所需的能量可由蓝光直接提供D溶液中的H不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞【解析】由题干可知，用蓝光照射保卫细胞的悬浮液，溶液的pH
25、明显降低，说明细胞内的H被转运到细胞外，A项正确。H运出保卫细胞是逆浓度梯度的跨膜运输，需要能量，因HATPase具有水解酶活性，故运输所需能量由HATPase水解ATP提供，不由蓝光直接提供，B项正确、C项错误。由题干可知，H的运输需要载体蛋白和能量，说明H是通过主动运输的方式透过细胞质膜进入保卫细胞的，D项正确。12(2020全国高三专题练习)如图表示培养液中K浓度及溶氧量对小麦根系细胞吸收K速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释正确的是( A )A曲线ab段形成是由于细胞膜上K载体数量未达到饱和且能量充足B曲线cd段的形成是由于细胞内K过多，细胞大量排出KCe点表明植物根系可以通过自由
26、扩散的方式吸收KD曲线bc、fg段的形成一定是由于细胞膜上K载体数量有限【解析】曲线ab段是随着营养液中K浓度增加，K吸收速率增加，限制性因素是K浓度，但能量充足，而且细胞膜上K载体数量未达到饱和，bc段可能是载体数量是有限的，A正确；曲线cd段的形成是由于培养液浓度过大，导致细胞失水，细胞代谢减弱，为主动运输提供的能力减少导致，B错误。e点表明植物根系可以通过无氧呼吸为主动运输提供能量来吸收钾离子，C错误。bc段限制因素不再是培养液中K浓度，限制因素可能是载体数量，也可能是能量供应；fg段限制因素可能是载体数量，也可能是培养液中K浓度，D错误。易错提醒：关注与物质出入细胞相关的5个易错点(1
27、)从高浓度到低浓度的物质运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。(2)影响协助扩散运输速率的因素除物质浓度差外，不要漏掉载体蛋白数量。(3)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。(4)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。(5)对于信息题，一定要根据给出的信息并结合物质运输方式的特征来确定物质运输的方式主要关注是否“耗能”、是否“逆浓度梯度”，是否需“载体蛋白或通道蛋白”等予以确认。题点2物质跨膜运输与神经细胞兴奋性的产生与传导13(2020广州模拟)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，如图是细胞膜上普遍存在的钠钾泵的结构，判断下列说法正确的是( C
28、)A该ATP酶的形状变化为ATP的水解提供能量B钠钾泵可同时转运Na和K，所以该载体蛋白不具有特异性C神经细胞Na排出的方式和K外流的方式不同D低温、低氧不会影响钠钾泵运输钠、钾离子【解析】ATP酶具有催化作用，可以降低化学反应的活化能，但是不能为ATP的水解提供能量，A错误；据图分析，钠钾泵在吸钾排钠的跨膜运输过程，不同的部位结合了钠离子和钾离子，因此该载体蛋白的运输是具有特异性的，B错误；神经细胞Na排出的方式是主动运输，而K外流的方式是协助扩散，C正确；低温、低氧都会影响钠钾泵运输钠、钾离子，D错误。14(2020辽宁模拟)图1为神经纤维受刺激后的膜电位变化图，图2表示相应的生理变化。其
29、中图2中的甲可以对应图1中。据图分析，下列说法正确的是( C )A图2中的乙对应图1中的B图2中的丙对应图1中的C由图1可知，在静息状态下K通道通透性更高D图1中时，Na进入细胞的方式为主动运输【解析】由动作电位产生的机理可知，图1中时膜电位上升，原因是Na大量内流，对应图2中的乙。时K大量外流恢复静息电位，对应图2中的丙。由图可知静息状态下，K通道通透性更高。图1中时，Na以协助扩散的方式大量内流产生动作电位。拓展归纳：(1)神经元上产生静息电位和动作电位时的K外流和Na内流属于协助扩散。(2)大多数神经递质虽是小分子，但以胞吐方式通过突触前膜。(3)同一物质进出细胞的方式不一定相同，如：葡萄糖NaK
