2023届高考生物二轮复习细胞的基本结构和物质输入与输出学案

第2讲　细胞的基本结构和物质输入与输出

[考纲要求]　1.细胞学说的建立过程(Ⅰ)；2.原核细胞和真核细胞的异同(Ⅱ)；3.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)；4.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)；5.细胞核的结构和功能(Ⅱ)；6.物质进出细胞的方式(Ⅱ)。

建网络  理考点

查易错  清盲点

1．下列关于细胞的结构和功能的说法，正确的划“√”，错误的划“×”。

(1)新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成。(×)

(2)蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程。(×)

(3)细胞间的信息交流均依赖于细胞膜上的受体。(×)

(4)叶绿体内膜上含有光合酶，线粒体内膜上含有呼吸酶。(×)

(5)解旋酶、DNA聚合酶、ATP合成酶均可通过核孔从细胞质运输到细胞核内。(×)

2．下列关于物质出入细胞的方式的说法，正确的划“√”，错误的划“×”。

(1)当细胞内外存在浓度差时，细胞就会发生质壁分离或质壁分离复原。(×)

(2)如果半透膜两侧是体积和质量浓度都相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，则单位时间内两个方向通过半透膜的水分子数目相等。(×)

(3)细胞膜的选择透过性是指小分子物质可以透过而大分子物质不能。(×)

(4)大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞，并且消耗能量。(×)

(5)葡萄糖进入不同细胞，运输方式可能不同。(√)

扫边角  补漏点

1．教材必修1 P41“与生活的联系”：为什么在检查癌症的验血报告单上，有AFP、CEA等检测项目？　

【答案】　细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。因此，在检查癌症的验血报告单上，有AFP、CEA等检测项目。

2．教材必修1 P46“相关信息”：硅肺的形成原因是什么？　

【答案】　原因是吞噬细胞内的溶酶体缺少分解硅尘的酶，当肺部吸入硅尘后，硅尘被吞噬细胞吞噬，硅尘破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损。

3．教材必修1 P49“相关信息”：请解释“脂质体靶向给药系统”的原理。　

【答案】　“脂质体靶向给药系统”是利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位，通过小球膜和细胞膜的融合，将药物送入细胞，体现了细胞膜的流动性。

4．教材必修1 P58“知识迁移”：鲜肉立即做熟，肉会很老，鲜肉过一段时间后再煮，肉反而鲜嫩，你如何解释？　

【答案】　鲜肉过一段时间后再煮，细胞内溶酶体中的水解酶提前把一些大分子物质水解使肉变得松软，烹调后更加鲜嫩。

5．教材必修1 P70“问题探讨”讨论2：葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？　

【答案】　葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白质的脂双层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，推测葡萄糖过膜要有载体蛋白参与，小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。

考点1　病毒、细胞的亚显微结构与功能

1．病毒的归纳

2．巧用索引法对细胞分类

3．8种主要细胞器的分类

1．(2022·全国甲卷)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(　　)

A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP

B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程

C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与

D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成

【解析】　有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要氧气的参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，D正确。

【答案】　C

2．(2022·浙江6月选考)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是(　　)

A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定

B．核被膜上有核孔复合体，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】　核被膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；核被膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确；核仁主要与rRNA的合成有关，C错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。

【答案】　B

1．(2022·安徽淮南二模)EB病毒是一种DNA病毒，可通过唾液传播，鼻咽癌的最初致病因素与EB病毒感染密切相关。下列相关叙述正确的是(　　)

A．病毒感染后，宿主细胞的生物膜系统可分工合作合成子代病毒的蛋白质

B．被病毒感染的细胞死亡属于细胞凋亡，该过程中细胞内酶的活性均降低

C．EB病毒诱发细胞癌变后，细胞膜两侧的糖蛋白减少，癌细胞容易发生转移

D．在公众场所聚餐时，使用公筷、公勺，可有效降低南方地区鼻咽癌的发病率

【解析】　子代病毒的蛋白质的合成需要在宿主细胞的核糖体上完成，核糖体不具有膜结构，A错误；被病毒感染的细胞死亡属于细胞坏死，B错误；EB病毒诱发细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少，癌细胞容易发生转移，糖蛋白分布在细胞膜外侧，C错误；EB病毒是一种DNA病毒，可通过唾液传播，据此可知，在公众场所聚餐时，使用公筷、公勺，能有效降低南方地区鼻咽癌的发病率，D正确。

【答案】　D

2．(2021·江西新余二模)下列关于棉花叶肉细胞和蓝藻细胞的有关叙述正确的是(　　)

A．蓝藻与棉花都是能进行光合作用的自养生物，细胞中都含有叶绿素

B．只有蓝藻细胞才有多个核糖体相继翻译同一信使RNA的现象

C．这两类细胞都具有核糖体，是“生产蛋白质的机器”，其形成都与核仁有关

D．棉花叶肉细胞有线粒体，可在有氧条件下将葡萄糖分解成二氧化碳和水

【解析】　蓝藻是原核生物，没有叶绿体，但含有叶绿素与藻蓝素，棉花为植物，有叶绿体，因此都能通过光合作用制造有机物，属于自养生物，A正确；真核细胞一条信使RNA也可同时结合多个核糖体相继翻译，B错误；蓝藻细胞是原核细胞，原核细胞没有核仁，其细胞中核糖体的形成与核仁无关，C错误；葡萄糖不能进入线粒体，线粒体可在有氧条件下将丙酮酸分解成二氧化碳和水，D错误。

【答案】　A

3．如图为某真核细胞的亚显微结构模式图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中①、②分别代表高尔基体和粗面内质网

B．对于该细胞来说，图中缺少的细胞器只有核糖体

C．细胞中的蛋白酶是在溶酶体中合成的

D．核仁与核糖体的形成有关，核糖体参与基因的表达过程

【解析】　①代表高尔基体，②包括粗面内质网和光面内质网，故②应代表内质网，A项错误；由图可知，该细胞没有细胞壁，含有线粒体、溶酶体等细胞器，说明其为动物细胞，除缺少核糖体外，还缺少中心体，B项错误；蛋白质是在核糖体上合成的，C项错误；核仁与核糖体的形成有关，基因表达包括转录和翻译，核糖体是翻译的场所，故其参与基因表达过程，D项正确。

【答案】　D

考点2　生物膜系统及分泌蛋白的合成、加工和去向

1．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、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，易于扩散和转移。

(6)衰老细胞膜的通透性改变，物质运输效率降低。

2．分泌蛋白的合成、运输与分泌过程

(1)过程示意图

(2)膜面积及放射性强度变化示意图

1．(2022·广东卷)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是(　　)

A．线粒体、囊泡

B．内质网、细胞外

C．线粒体、细胞质基质

D．内质网、囊泡

【解析】　线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D正确。

【答案】　D

2．(2022·浙江6月选考)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．光面内质网是合成该酶的场所

B．核糖体能形成包裹该酶的小泡

C．高尔基体具有分拣和转运该酶的作用

D．该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现

【解析】　光面内质网是脂质合成的场所，消化酶是分泌蛋白，合成场所是粗面内质网(附着在粗面内质网上的核糖体)，A错误；核糖体无膜结构，不能形成小泡包裹该酶，B错误；高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送，具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用，C正确；该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。

【答案】　C

1．(2022·贵州贵阳模拟)生物体的结构对其功能起着决定性的作用，下列相关叙述正确的是(　　)

A．大肠杆菌进行生命活动所需的能量主要由线粒体提供

B．胰岛细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快

C．细胞膜上的受体是细胞间信息交流的必需结构

D．蓝藻中核糖体的形成与核仁有关

【解析】　大肠杆菌是原核生物，没有线粒体，生命活动所需的能量来自细胞质，A错误；胰岛细胞具有分泌胰岛素的功能，心肌细胞具有收缩的功能，高尔基体与分泌蛋白的合成和分泌有关，因此胰岛细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快，B正确；植物细胞的信息交流通过胞间连丝，受体不是必需的，C错误；蓝藻为原核生物，没有核仁，真核生物的核糖体形成与核仁有关，D错误。

【答案】　B

2．(2022·江西南昌模拟)生物体具有结构与功能相适应的特点，下列叙述错误的是(　　)

A．小肠上皮细胞中有大量线粒体有利于对营养物质的吸收

B．染色体在有丝分裂后期解螺旋成染色质，利于其移动和均分

C．真核细胞的生物膜系统保证细胞内能够同时进行多种反应却互不干扰

D．蓝藻和硝化细菌虽无线粒体，但也能进行有氧呼吸

【解析】　小肠是消化食物和吸收营养物质的主要场所，小肠上皮细胞中有大量线粒体有利于对营养物质的吸收，A正确；染色质高度螺旋化形成染色体，有利于细胞分裂时遗传物质平均分配，B错误；细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，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，C正确；蓝藻和硝化细菌虽无线粒体，但它们都可产生氧气，所以也能进行有氧呼吸，D正确。

【答案】　B

3．(2022·辽宁模拟)线粒体中约含有1000种蛋白质，其中部分蛋白质的合成转运的过程如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中生物膜都是由磷脂和蛋白质构成的，因此膜的结构与功能都相同

B．线粒体是半自主细胞器，图示过程可以说明细胞核是细胞的“控制中心”

C．图中过程①产生的RNA和过程②产生的RNA的核苷酸排列顺序完全相同

D．如果用高倍光学显微镜观察，可以看到图示细胞核和线粒体的形态和结构

【解析】　生物膜主要是由磷脂和蛋白质构成的，但图中线粒体内膜、外膜和核膜上的蛋白质种类和数量都不完全相同，因此，生物膜的结构和功能也不完全相同，A错误；图示过程说明细胞核调控T蛋白的合成，对线粒体的功能产生了影响，说明细胞核是细胞的“控制中心”，虽然线粒体中绝大部分蛋白质是由核遗传物质控制合成的，但其拥有自身的遗传物质和遗传体系，因此属于半自主细胞器，B正确；图中过程①产生的RNA是细胞核中转录的前体mRNA，经过加工和修饰后释放到细胞质中成为成熟的mRNA(无内含子转录的部分)，因此二者的核苷酸排列顺序不完全相同，C错误；用高倍光学显微镜观察，可以看到图示细胞核和线粒体的形态，但看不到它们的结构，D错误。

【答案】　B

考点3　细胞的物质输入与输出

1．理清细胞的吸水和失水

2．物质出入细胞方式的判断依据

[易错提醒]　(1)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如mRNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。

(2)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，如胞吞、胞吐也消耗能量。

(3)同一种物质进出不同细胞的运输方式不一定相同，如葡萄糖进入红细胞(协助扩散)和进入小肠上皮细胞(主动运输)的方式不同。

3．影响物质跨膜运输的因素

(1)物质浓度(在一定浓度范围内)

(2)氧气浓度

(3)温度

温度影响膜的流动速度和呼吸酶的活性，从而影响物质运输的速率。

1．(2022·湖北卷)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(　　)

A．经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀

B．经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小

C．未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀

D．未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小

【解析】　经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确，B错误；未经AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，C、D正确。

【答案】　B

2．(2022·山东卷)NO和NH是植物利用的主要无机氮源，NH的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO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NH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(　　)

A．NH通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP

B．NO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NO会加重铵毒

D．载体蛋白NRT1.1转运NO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，NH的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误；由图上可以看到，NO进入根细胞膜是在H＋的浓度梯度驱动下进行的逆浓度梯度运输，所以NO通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确；铵毒发生后，H＋在细胞外更多，增加细胞外的NO，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错误；据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO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膜外浓度呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。

【答案】　B

1．(2022·重庆质量调研)将同一部位的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸在甲、乙、丙3种溶液中，测得原生质层的外界面与细胞壁间的距离变化如图所示，下列相关分析错误的是(　　)

A．实验开始时，甲、乙溶液的浓度均大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度

B．浸在丙溶液中时，有水分子进出紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞

C．t2时乙溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与t0时相同

D．实验结束时，甲溶液的浓度有所下降

【解析】　在甲、乙两种溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞都能发生质壁分离，可知实验开始时，甲、乙溶液的浓度均大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，A正确；将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸在丙溶液中，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞未发生质壁分离，推测丙溶液的浓度可能小于或等于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，该实验过程中有水分子进出紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，B正确；在乙溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞先发生了质壁分离，又发生了质壁分离复原，说明有溶质进入了紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，即t2时乙溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度大于t0时的，C错误；浸在甲溶液中时，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞失水，据此可知实验结束时，甲溶液的浓度有所下降，D正确。

【答案】　C

2．(2022·石家庄质检)细胞膜可通过不同方式进行物质运输，下列有关叙述不正确的是(　　)

A．K＋进入和Na＋运出神经细胞均需要消耗能量

B．物质自由扩散的速度既与浓度梯度有关，也与物质大小等有关

C．小肠上皮细胞可借助载体逆浓度梯度吸收葡萄糖

D．消化酶以胞吐方式被分泌，与膜的流动性有关，不消耗能量

【解析】　神经细胞的细胞膜内钾离子浓度高于细胞外，钠离子浓度相反，故K＋进入和Na＋运出神经细胞都是主动运输，均需要消耗能量，A正确；物质自由扩散的方向是顺浓度梯度运输，其速度既与浓度梯度有关，也与物质大小等有关，B正确；小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，该过程是逆浓度梯度的运输，需要借助载体实现，C正确；消化酶以胞吐方式被分泌，该过程与膜的流动性有关，需要消耗能量，D错误。

【答案】　D

3．(2022·湖北模拟预测)高等植物体内的筛管是光合产物的运输通道。叶肉细胞中的光合产物蔗糖通过一定方式运输至韧皮薄壁细胞(图1)，再经膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到筛管－伴胞复合体(SE－CC)附近的细胞外空间中，最后再从细胞外空间进入SE－CC中(图2)。对此过程，下列分析中正确的是(　　)

A．蔗糖从细胞外空间进入SE－CC需要SU载体蛋白和NADPH的直接参与

B．蔗糖通过主动运输逆浓度梯度运输转入SE－CC，使SE－CC中的渗透压升高

C．胞间连丝是信息通道，蔗糖作为信号分子对其自身运输速率进行负反馈调节

D．与野生型相比，SU载体功能缺失突变体的叶肉细胞C浓度会显著偏低

【解析】　蔗糖从细胞外空间进入SE－CC需要载体蛋白和H＋的直接参与，NADPH是参与光合作用的化合物，只有用于暗反应，A错误；蔗糖进入SE－CC实际上是需要间接消耗能量的主动运输过程，SE－CC中蔗糖浓度升高，从而使渗透压随之升高，B正确；胞间连丝在此处是植物的物质运输通道，蔗糖分子是被转运的物质，图中所示蔗糖的运输速率受到能量供给和载体的制约，C错误；SU载体功能缺失突变体的叶肉细胞的蔗糖转出受阻，光合作用暗反应被抑制，C浓度升高，D错误。

【答案】　B

1．(2020·全国卷Ⅱ节选)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

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(答出2点即可)。

(2)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，______(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是

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【答案】　(1)pH应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞内的相同　(2)有　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

2．将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？________________________________________________________________________

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【答案】　大大超过2倍。原因：肝细胞具有多种具膜的细胞器

3．科学家将变形虫的细胞与小鼠肝细胞分别放入0.15%的K＋溶液中相同时间后，再次测定K＋浓度，发现放有小鼠肝细胞的K＋溶液浓度较高，从两种细胞的细胞膜成分考虑，原因是

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【答案】　小鼠肝细胞膜上运输K＋的载体数量少于变形虫细胞膜上运输K＋的载体数量

4．主动运输的意义是________________________________________________________________________

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【答案】　保证活细胞能按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质