2023届高考生物二轮复习物质的跨膜运输学案

这是一份2023届高考生物二轮复习物质的跨膜运输学案，共26页。

第三讲　物质的跨膜运输
核心考点一　细胞的吸水、失水与质壁分离实验

1．物理渗透装置与植物细胞渗透系统的比较

物理渗透装置
植物细胞渗透系统
图解

基本组成
或条件
半透膜、浓度差
原生质层——选择透过性膜、浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差
原理
水分子通过半透膜的扩散作用
细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用
水扩散的方向
低浓度溶液→高浓度溶液
特别提醒：
①人工膜≠生物膜：生物膜具有载体蛋白，故具有选择透过性，人工膜为半透性膜，物质能否通过取决于膜上孔径的大小。
②动物细胞能发生渗透作用，因为细胞膜具有选择透过性，相当于半透膜，细胞内液与外界溶液之间存在浓度差。
③植物细胞处于吸水膨胀状态，因细胞壁有支持和保护作用，一般不会导致细胞破裂。
2．理解质壁分离发生的条件
(1)从细胞角度分析。
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
②具有中央大液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析。
①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(用清水或低渗溶液处理方可复原)。
②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。
考题解密
1．(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是( C )
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
【解析】　由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。
变式突破
变式一　辨析细胞的吸水与失水
1．(2022·四川绵阳中学考试)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度
A．图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B．图B中的⑤④⑥相当于图A中的②
C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同
【解析】　根据题干“a溶液浓度 变式二　掌握质壁分离与复原实验
2．(2022·湖南高考)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是( A )

A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D．若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化
【解析】　分析甲组结果可知，随着培养时间延长，与0时(原生质体表面积大约为0.5μm2)相比，原生质体表面积逐渐增大，甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明细胞吸水，表明细胞中(溶液)浓度>0.3 mol/L ，但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L，A错误；分析乙、丙组结果可知，与0时(原生质体表面积大约分别为0.6μm2、0.75μm2)相比乙、丙组原生质体略有下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确；该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；若将该菌先65 ℃水浴灭活，细胞死亡，原生质层失去选择透过性，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。
2．(不定项)(2022·江苏省前黄中学模拟)图甲和图乙分别是用紫色洋葱鳞片叶外表皮和内表皮观察质壁分离过程中的视野，图甲细胞浸润在0.3 g· mL－1的蔗糖溶液中，图乙细胞浸润在滴加有伊红(不能被植物细胞吸收)的0.3 g· mL－1的蔗糖溶液中，下列叙述正确的是( ABD )

A．为了让细胞充分浸润在相应溶液中，需用吸水纸在盖玻片另一侧重复吸引
B．细胞液浓度的差异可导致原生质层收缩程度不同
C．由于细胞壁不具有选择透过性，因此图乙细胞中被染成红色的是原生质层
D．质壁分离复原后，细胞内外渗透压不一定相等
【解析】　从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液后，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，细胞就充分浸润在蔗糖溶液中，A正确；细胞发生质壁分离是由于细胞液浓度小于外界溶液浓度，在一定范围内浓度差越大，细胞的质壁分离程度越大，其原生质层收缩程度越大，故细胞液浓度的差异可导致原生质层收缩程度不同，B正确；由于细胞壁是全透性的，因此图乙细胞中被染成红色的是原生质层与细胞壁之间的部分，C错误；质壁分离的细胞复原后，由于细胞壁的存在，水分子进出细胞达到平衡时，细胞液的渗透压可能大于或等于外界溶液的渗透压，故质壁分离复原后，细胞内外渗透压不一定相等，D正确。
核心考点二　物质跨膜运输的方式及影响因素

1．物质出入细胞方式的判断方法

2．图解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
①物质浓度(在一定浓度范围内)

②O2浓度及温度

3．不同物质进出细胞的方式
(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：
①葡萄糖
②Na＋
③K＋
考题解密
2．(2021·河北高考真题)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( D )

A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量
D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
【解析】　根据题意可知，红细胞能运输O2和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确；①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；③为红细胞通过消耗能量主动吸收K＋排出Na＋，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。
变式突破
变式一　判断物质跨膜运输的方式
3．(2022·西安联考)铁是人体内必不可少的微量元素，如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( C )

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
【解析】　由图分析可知，Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白通道的过程属于协助扩散，协助扩散需要载体蛋白但无需能量，A正确；胞吞是胞外物质通过细胞膜包裹，细胞膜内陷并形成膜包被的囊泡进入细胞内的生理活动，图中Tf和TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程为胞吞，B正确；由题图可知，蛋白2为囊泡上的载体蛋白，而转铁蛋白(Tf)是一种分泌蛋白，C错误；由图可知，H＋从浓度低地方到浓度高的地方逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗能量，D正确。
3．(不定项)(2022·连云港三模)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，主要由TMD(跨膜区)和NBD(ATP结合区)两部分组成。研究表明，某些ABC转运蛋白能将已经进入肿瘤细胞的化疗药物排出(如下图)。相关叙述正确的是( BCD )

A．TMD亲水性氨基酸比例比NBD高
B．图示化疗药物的运输方式属于主动运输
C．物质转运过程中，ABC转运蛋白构象发生改变
D．肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达可能使其耐药性增强
【解析】　据图可知，ABC转运蛋白的TMD(跨膜区)横跨磷脂双分子层(其内部具有疏水性)，NBD(ATP结合区)分布在细胞质基质，故TMD亲水性氨基酸比例比NBD低，A错误；图示化疗药物的运输需要ATP水解供能，运输方式属于主动运输，B正确；据图可知，在物质转运过程中，ABC转运蛋白构象发生改变，C正确；肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达，使细胞膜上ABC转运蛋白数量增多，导致大量化疗药物被排除，降低药物的疗效，使肿瘤细胞耐药性增强，D正确。
变式二　分析影响物质运输的因素
4．(2022·泰州模拟)小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1(主动运输的载体)和GLUT2(协助扩散的载体)，研究人员通过实验绘制如图所示曲线。下列说法错误的是( D )

A．该实验可以用来探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式
B．在较高葡萄糖浓度下，细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率
C．小肠绒毛上皮细胞膜上存在SGLT1和GLUT2的根本原因是基因选择性表达
D．葡萄糖分子在不同的浓度下都可通过主动运输和协助扩散两种方式进入细胞
【解析】　分析题图可知，不同浓度葡萄糖条件下，SGLT1和GLUT2的运输速率不同，所以该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式，A正确；在较高浓度下，GLUT2的运输速率较大，所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，B正确；小肠绒毛上皮细胞膜上存在SGLT1和GLUT2的根本原因是基因选择性表达，C正确；由题图可知，在较低葡萄糖浓度条件下，小肠绒毛细胞对葡萄糖的吸收方式只有主动运输，D错误。
4．(不定项)(2022·滨州模拟)乙酰胆碱调控胰腺细胞分泌胰蛋白酶的信号传递过程如图所示：G蛋白偶联受体(GPCR)与乙酰胆碱结合后被激活，激活的GPCR再将G蛋白激活，激活的G蛋白经一系列过程促进肌醇磷脂分解为肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油，G蛋白作用后会失活，IP3与内质网膜上的Ca2＋通道结合导致Ca2＋释放到细胞质基质中，二酰甘油与Ca2＋同时与蛋白激酶C(PKC)结合后将PKC激活，从而启动胰蛋白酶的合成分泌。图中GTP是鸟苷三磷酸，“＋”表示激活。下列说法错误的是( AD )

A．激活G蛋白的过程需要消耗能量
B．无乙酰胆碱刺激时PKC无催化活性
C．G蛋白作用后失活等机制可防止胰蛋白酶分泌过多
D．向胰腺细胞的培养液中加入适量CaCl2可直接激活PKC
【解析】　图示可知，未激活G蛋白中含有GDP，激活的G蛋白中含有GTP，说明激活G蛋白的过程不需要消耗能量，反而可以存储能量在GTP中，A错误；无乙酰胆碱刺激时，最终PKC无催化活性，B正确；G蛋白作用后失活等机制可最终防止胰蛋白酶分泌过多，C正确；向胰腺细胞的培养液中加入适量CaCl2，不可直接激活PKC，PKC的激活不仅需要钙离子还需要二酰甘油刺激，D错误。
素养提升
(2022·江西莲塘一中)海藻糖是由两个葡萄糖(G)结合而成的非还原性二糖，其结构稳定、耐高温，能帮助酵母菌克服极端环境。在无压力状态下，葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达，胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖，分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中(如图所示)。在有压力状态下，TPS复合体激活，Nth1失活，转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外，结合在磷脂上形成隔离保护，酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境。回答下列相关问题：

(1)与大肠杆菌细胞相比，酵母菌细胞最主要的结构特征是 具有成形的细胞核(或具有核膜包被的细胞核) ，在无压力状态下，细胞内海藻糖含量低的原因有 海藻糖合成酶基因的表达受抑制，海藻糖的合成受影响；Nth1水解胞内已存在的海藻糖 。
(2)在有压力状态下，TPS复合体激活，胞内产生大量海藻糖，此时磨碎酵母菌制成溶液，加入斐林试剂，在水浴加热条件下， 出现 (填“出现”或“不出现”)砖红色沉淀，原因是 酵母菌细胞内除了含有海藻糖，还有葡萄糖等还原糖 。
(3)发面时所用的干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢 缓慢 ，对其活化的过程中，酵母菌内的变化有 Nth1活化分解胞内海藻糖 、 Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖 ，由于海藻糖被分解为葡萄糖，葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG抑制TPS复合体基因的活性，在这种调节机制下，酵母菌迅速活化，从而适应环境。
【解析】　(1)与大肠杆菌细胞相比，酵母菌是真核生物，其主要的结构特征是具有成形的细胞核。据题图分析可知，在无压力状态下，酵母菌细胞中海藻糖合成酶基因的表达受抑制，海藻糖的合成受影响；同时Nth1水解胞内已存在的海藻糖，因此细胞内海藻糖含量较低。(2)据题干和图示分析可知，在有压力状态下，TPS复合体激活，胞内产生大量海藻糖，虽然海藻糖是由两个葡萄糖(G)结合而成的非还原性二糖，但酵母菌细胞内还有葡萄糖等还原糖，此时磨碎酵母菌制成溶液，加入斐林试剂，在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀。(3)发面时所用的干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢缓慢，对其活化的过程中，酵母菌内的变化是Nth1活化分解胞内海藻糖、Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖酵母菌迅速活化，从而适应环境。

1．下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是( C )
A．核苷酸、磷脂和胰岛素都含有C、H、O、N、P等元素
B．细胞核、线粒体、叶绿体和核糖体中都含有DNA和蛋白质
C．蛋白质经高温加热后会丧失其基本功能，但遇双缩脲试剂仍然会呈现紫色
D．腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)这三种碱基可参与组成5种核苷酸
【解析】　核苷酸和磷脂都含有C、H、O、N、P这五种元素，胰岛素的化学本质是蛋白质，不含P元素，A错误；细胞核、线粒体和叶绿体中都含有DNA和蛋白质，核糖体中含有RNA和蛋白质，B错误；蛋白质经高温加热后，会因其空间结构遭到破坏而丧失其基本功能，但仍然含有肽键，所以遇双缩脲试剂仍然会呈现紫色，C正确；腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)这三种碱基可参与组成4种核苷酸，即2种脱氧核苷酸和2种核糖核苷酸，D错误。
2．(2022·辽宁模拟)人体脂肪细胞分为两种，其中白色脂肪细胞主要用于储能，棕色脂肪细胞主要负责消耗脂肪并产生热量。科学研究发现，抑制小鼠体内RCAN1基因的表达有助于白色脂肪细胞转化为棕色脂肪细胞。据上述信息判断，下列叙述正确的是( B )
A．白色脂肪细胞中直接能源物质是脂肪
B．棕色脂肪细胞中含有的线粒体可能较白色脂肪细胞多
C．RCAN1基因的表达产物可促使白色脂肪细胞转化为棕色脂肪细胞
D．白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞中遗传信息的执行情况相同
【解析】　白色脂肪细胞属于人体正常组织细胞，直接能源物质是ATP而不是脂肪，A错误；线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，在有氧呼吸过程中，有机物中的能量大多以热能形式散失，结合题干棕色脂肪细胞的作用判断，棕色脂肪细胞中的线粒体可能比白色脂肪细胞多，B正确；RCAN1基因通过其表达产物抑制白色脂肪细胞转化为棕色脂肪细胞，C错误；白色脂肪细胞与棕色脂肪细胞为不同细胞，在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同，D错误。
3．(2022·南宁二中模拟)下列有关组成生物体元素和化合物的叙述，正确的是( A )
A．组成不同细胞的元素种类基本相同，但含量可能会有差异
B．脂质的组成元素与糖类完全相同，但其分子中氧的相对含量远少于糖类
C．蛋白质和DNA分子的多样性都与分子的空间结构密切相关
D．淀粉、糖原、纤维素彻底水解后，得到的产物是不同的
【解析】　组成不同细胞的元素种类基本相同，这体现了细胞的统一性，但元素的含量可能会有差异，体现了细胞的多样性，A项正确；脂质中脂肪的组成元素与糖类完全相同，而磷脂的组成元素与糖类不同，B项错误；DNA分子多样性与其空间结构无关，与其碱基对的数目、排列顺序有关，C项错误；淀粉、糖原、纤维素的基本组成单位都是葡萄糖，因此彻底水解后的产物相同，D项错误。
4．下列关于细胞壁和细胞膜的叙述，正确的是( D )
A．制备纯净的细胞膜的材料最好选用鸡的红细胞
B．细胞间的信息交流都是通过细胞膜上糖被的识别来完成的
C．载体蛋白是镶在细胞膜内表面或外表面的蛋白质
D．细胞壁不是植物细胞的边界，但是有支持和保护作用
【解析】　常选用哺乳动物成熟的红细胞来制备纯净的细胞膜，鸡的红细胞有细胞核和各种具膜结构的细胞器，A错误；植物细胞可以通过胞间连丝完成细胞间的信息交流，不一定需要细胞膜上糖被的识别，B错误；载体蛋白或镶、嵌、或贯穿于细胞膜，C错误；细胞的边界是细胞膜，细胞壁对植物细胞具有支持和保护作用，D正确。
5．(2022·广东高考9)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( D )
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，AC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。
6．(2022·山西师大附中模拟)下列有关细胞内物质之间相互转化的叙述，正确的是( A )
A．糖类转化为脂肪时，有机物中C、H的含量会升高
B．休眠的种子萌发时，细胞内的自由水持续转化为结合水
C．组成蛋白质的各种氨基酸在人体细胞内都能相互转化
D．肝糖原在血浆中转化为葡萄糖以升高血糖浓度
【解析】　糖类的C、H含量低于脂肪，因此糖类转化为脂肪时，有机物中C、H的相对含量会升高，A正确；休眠的种子萌发时细胞代谢增强，此时细胞内的结合水会转化为自由水，而不是自由水持续转化为结合水，B错误；人体细胞中氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，只有非必需氨基酸之间可以相互转化，C错误；肝糖原分解为葡萄糖的场所在细胞内，而不是在血浆中，D错误。
7．(2022·衡水模拟)Na2MoO4溶液和洋葱表皮细胞中的花青素混合后可以使液泡由紫色变为绿色。实验小组取紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞随机分为2组，甲组包裹若干层保鲜膜密封，乙组暴露在空气中，处理12 h后，将两组洋葱鳞片叶制成装片并置于一定浓度的Na2MoO4溶液中，观察细胞出现绿色的时间并统计变色细胞所占的比例，结果如下表。下列说法中错误的是( D )
组别
处理方式
出现绿色的时间/s
变色比例/%
甲组
保鲜膜包裹12 h
50
46
乙组
暴露在空气中12 h
23
96
A．实验应控制的无关变量有处理时间和Na2MoO4溶液浓度等
B．洋葱表皮细胞吸收的Na2MoO4可能改变了细胞液的pH
C．甲组出现绿色的时间长的原因可能是细胞呼吸被抑制
D．环境温度改变不会影响出现绿色的时间和变色比例
【解析】　对照组和实验组应控制的无关变量应该保持一致，所以处理时间和Na2MoO4溶液浓度等应保持一致，A正确；花青素的颜色会随着pH的变化而发生，Na2MoO4溶液和洋葱表皮细胞中的花青素混合后可以使液泡由紫色变为绿色，说明洋葱表皮细胞吸收的Na2MoO4可能改变了细胞液的pH，B正确；甲组包裹若干层不透气、不透水的薄膜，导致出现绿色的时间长，其原因可能是细胞呼吸被抑制，影响了主动运输，C正确；环境温度改变会影响细胞呼吸，影响主动运输，从而会影响出现绿色的时间和变色比例，D错误。
8．(2022·泉州五中期末)溶酶体参与了细胞的吞噬作用和自噬作用，作用途径如图所示。下列说法正确的是( D )

A．具有吞噬作用的细胞才具有自噬作用
B．清除衰老、损伤的细胞和细胞器是通过自噬作用完成的
C．溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
D．营养物质缺乏时，细胞可通过加强自噬作用降解非必需物质以维持基本生存
【解析】　由图可知，细胞吞噬作用、细胞自噬作用都与溶酶体有关，自噬作用可以发生在多种真核细胞中，而吞噬作用只能发生在具有吞噬作用的细胞中，A错误；清除衰老、损伤的细胞通过吞噬作用完成，清除衰老、损伤的细胞器可通过自噬作用完成，B错误；酶的活性与pH有关，细胞质基质中pH与溶酶体中不同，故溶酶体中水解酶进入细胞质基质后，其活性会发生改变，C错误；细胞通过自噬作用降解非必需物质并重新回收利用，可以维持细胞在营养缺乏状态下的生命活动，D正确。
9．(2022·四川成都二模)由蚊子传播、有可能引发新生儿“小头症”的寨卡病毒，曾在美洲“爆炸性”蔓延扩散，其中巴西的疫情最严重。该病毒是一种RNA病毒。下列有关叙述正确的是( A )
A．寨卡病毒没有细胞结构，不能独立生活
B．寨卡病毒内含有8种核苷酸、5种碱基
C．寨卡病毒只有核糖体一种细胞器
D．寨卡病毒是生命系统最基本的结构层次
【解析】　病毒没有细胞结构，其生活和繁殖都是在其宿主活细胞内进行的，离开了活细胞，病毒的生存就受到限制，因此，病毒不能独立生活，A正确；病毒只含有一种核酸，所以只含有4种核苷酸、4种碱基，B错误；病毒没有细胞结构，没有细胞器，原核生物只有核糖体一种细胞器，C错误；病毒没有细胞结构，只能在活细胞中生存，所以病毒不是生命系统的结构层次，生命系统最基本的结构层次是细胞，D错误。
10．下列关于细胞核结构的叙述，正确的是 ( B )
A．真核细胞中的DNA均与蛋白质结合形成染色体
B．细胞是生物体代谢和遗传的基本单位
C．细胞核是细胞代谢和遗传中心
D．原核细胞的拟核除了无核膜外，其他结构均与真核细胞的一致
【解析】　真核细胞中细胞核内的DNA与蛋白质结合形成染色体。线粒体、叶绿体中也有DNA，但是不形成染色体，A错误；细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位，B正确；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，C错误；原核细胞的拟核中没有核膜、核仁和染色质，D错误。
11．(2022·沈阳模拟)将黄化的豌豆茎用刀劈成对称的两半后，内侧为髓，外侧为木质部、形成层和韧皮部。浸没在蒸馏水中，劈茎的两臂向外弯曲，如图甲所示。已知豌豆茎的横切结构如图乙所示。髓由薄壁细胞构成；形成层细胞是未成熟的细胞，无中央大液泡，在适宜条件下会分裂、分化，向内产生木质部，向外产生韧皮部，细胞分裂和生长所需要的营养从髓中获得。下列叙述不正确的是( C )

A．薄壁细胞在清水中能够发生渗透作用吸收水分
B．木质部细胞细胞壁的伸缩性比薄壁细胞细胞壁的伸缩性小
C．形成层细胞在适宜浓度的蔗糖溶液中可观察到质壁分离现象
D．细胞分裂和生长所需要的营养从髓中获得，导致髓细胞丢失营养物质渗透压下降
【解析】　薄壁细胞能进行合成、分解、贮藏等重要的生理作用，是具有原生质的活细胞，细胞壁具有很薄的初生壁和大液泡，在清水中发生渗透作用吸水膨胀，A正确；因木质部的细胞壁比薄壁细胞细胞壁厚，因此木质部细胞细胞壁的伸缩性比薄壁细胞细胞壁的伸缩性小，B正确；形成层细胞是未成熟的细胞，无中央大液泡，不能观察到质壁分离现象，C错误；因细胞分裂和生长所需要的营养从髓中获得，髓细胞丢失营养物质渗透压下降，D正确。
11．(不定项)(2022·吉林一中)高尔基体TGN区是蛋白质包装分选的关键枢纽，在这里至少有三条分选途径，分别是(1)溶酶体酶的包装与分选途径：具有某种标记的溶酶体酶与相应的膜受体结合，通过出芽的方式形成囊泡，最终将溶酶体酶运送到溶酶体中；(2)可调节性分泌途径：特化类型的分泌细胞，新合成的可溶性分泌蛋白在分泌泡聚集、储存并浓缩，只有在特殊刺激下才引发分泌活动；(3)组成型分泌途径：真核细胞均可通过分泌泡连续分泌某些蛋白质至细胞表面。结合所学知识，下列选项正确的是( CD )
A．溶酶体膜与高尔基体膜成分完全不同
B．溶酶体酶的包装与分选途径体现了生物膜的功能特点
C．胰岛素的分泌经过高尔基体的包装和分选，属于第二条途径
D．哺乳动物成熟的红细胞表面受体蛋白的形成属于组成型分泌途径
【解析】　溶酶体膜与高尔基体膜都是生物膜，其成分都有磷脂和蛋白质，A错误；溶酶体酶的包装与分选途径体现了生物膜的结构具有一定的流动性，B错误；胰岛素的分泌需要高血糖的刺激，属于第二条途径，C正确；组成型分泌途径：真核细胞均可通过分泌泡连续分泌某些蛋白质至细胞表面，所以哺乳动物成熟的红细胞表面受体蛋白的形成属于组成型分泌途径，D正确。
12．(2022·四川成都二模)为探究细胞降解或修复细胞核中错误折叠蛋白的机制。研究者在细胞中表达了一个融合蛋白L－G，该蛋白分布在细胞核中，其中L是受热胁迫易错误折叠的部分，G是能发出绿色荧光的热稳定的部分。观察其在不同条件下的分布情况，结果如图所示。下列说法错误的是( C )

A．融合蛋白在细胞质合成后通过核孔进入细胞核
B．正常温度和热胁迫条件融合蛋白均发绿色荧光
C．图中虚线所示位置为该细胞的细胞膜
D．核仁可能具有修复或降解错误折叠蛋白的功能
【解析】　融合蛋白质在核糖体上经脱水缩合形成，核孔是蛋白质等大分子进出的通道，A正确；G是能发出绿色荧光的热稳定的部分，在正常温度和热胁迫条件融合蛋白均发绿色荧光，B正确；据图可知，虚线所示位置为核膜，C错误；据图分析，热胁迫导致L错误折叠，热胁迫后恢复正常温度的核仁已进行修复或降解，D正确。
12．(不定项)(2022·河北石家庄二中模拟)核孔复合体位于核孔上，主要由核孔蛋白构成，是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列叙述正确的是( ABC )
A．核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同而改变
B．核孔复合体从功能上说具有双向性，表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA等的出核转运
C．核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变
D．核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
【解析】　核孔是大分子物质进出细胞核的通道，能够控制物质进出，核孔的数目因细胞种类及代谢状况不同而有差别，A正确；从功能上讲，核孔复合体具有双向性，表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA的出核转运，B正确；核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变，导致核孔复合体不能正常形成或功能异常，C正确；核膜是双层膜，由四层磷脂分子组成，D错误。

13．C肽又称连接肽，由胰岛B细胞分泌，它与胰岛素有一个共同的前体——胰岛素原。1分子胰岛素原经蛋白酶的作用，分解为1分子胰岛素和1分子C肽，同时释放入血液中。如图为1分子胰岛素原切去C肽形成胰岛素的过程(图中箭头表示切点，数字表示氨基酸序号，—S—S—表示二硫键)，据图回答下列问题：

(1)在临床中，对于接受胰岛素治疗的患者，测定其血液中胰岛素水平，不能评价自身胰岛功能。可以通过测定C肽水平，来评价自身胰岛B细胞的功能，其原因是 胰岛素原转变成胰岛素时，产生的C肽与胰岛素的分子数相等并同时被释放至毛细血管，进入血液循环中 。
(2)胰岛素的功能主要是 促进组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存，降低血糖浓度 。临床上低血糖的原因可以分为两种，一是胰岛素分泌过多，二是其他原因。如何通过测定C肽水平来判断低血糖的原因，请加以说明： 若C肽值超过正常范围，可认为是胰岛素分泌过多所致；若C肽值不超过正常范围，则为其他原因所致 。
【解析】　(1)胰岛素原转变成胰岛素时，产生的C肽与胰岛素的分子数相等并同时释放至毛细血管，进入血液循环中，C肽不受外源性胰岛素的影响，因此对于接受胰岛素治疗的患者在临床上可以通过测定C肽水平，来评价自身胰岛B细胞的功能。(2)胰岛素能促进组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而降低血糖浓度。正常情况下，若C肽值超过正常范围，则胰岛素同时增多，而胰岛素分泌过多会导致血糖浓度低；若C肽值不超过正常范围，则为其他原因所致。
14．(2022·哈尔滨高三阶段训练)细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时， 可通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供能量。图1、图2表示酵母细胞自噬的信号调控过程，其中AKT和mTor是抑制酵母细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。请回答下列问题：

(1)据图1所示，当营养物质充足时，胰岛素与特异性受体结合，激活AKT来抑制凋亡，激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞，并且进一步促进 葡萄糖分解生成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP ，另一方面可激活mTor，从而抑制 细胞自噬的发生 。
(2)细胞凋亡是指 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 。
(3)据图2所示，当环境中营养物质或胰岛素缺乏时，mTor失活，酵母细胞会启动细胞自噬过程，其意义是 为细胞生命活动提供ATP(能量)　; 如果上述过程无法满足细胞代谢需要，酵母细胞则启动细胞凋亡程序。
(4)总结细胞自噬和细胞凋亡的共同点： 都受基因控制；都贯穿于正常细胞生长发育的全过程；都在细胞生命活动过程中发挥积极作用　(答出两点即可)。
【解析】　(1)分析图1可知，当营养物质充足时，胰岛素与特异性受体结合，激活AKT来抑制凋亡，激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞，并且进一步促进葡萄糖分解生成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP，另一方面可激活mTor，从而抑制细胞自噬的发生。(2)细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。(3)据图2所示，当环境中营养物质或胰岛素缺乏时，mTor失活，酵母细胞会启动细胞自噬过程，为细胞生命活动提供能量。(4)细胞自噬和细胞凋亡的共同点是都受基因控制；都贯穿于正常细胞生长发育的全过程；都在细胞生命活动过程中发挥积极作用。
15．真核细胞在执行功能时会形成很多“核酸—蛋白质”复合体。清华大学施一公教授研究团队通过冷冻电镜技术得到“剪接体”的三维结构，“剪接体”是由RNA和蛋白质组成的复合物。很多疾病是由于“剪接体”工作异常，导致正常基因表达出不正常的蛋白质，进一步研究发现，在异常“剪接体”和正常“剪接体”分别参与的基因表达过程中，初始mRNA相同，但作为翻译的模板mRNA却不同。
(1)推测“剪接体”的功能可能是 对转录的初始产物进行加工处理(使之成为成熟的mRNA) 。
(2)有人认为核糖体是原核细胞执行功能时唯一的“核酸—蛋白质”复合体。你是否赞同这种说法？请说明理由。 不赞同，原核细胞在DNA复制过程中会形成“DNA—DNA聚合酶”复合物，转录过程中会形成“DNA—RNA聚合酶”复合物 。
【解析】　(1)在异常“剪接体”和正常“剪接体”分别参与的基因表达过程中，初始mRNA相同，但作为翻译的模板mRNA却不同。推测“剪接体”的功能可能是对转录的初始产物进行加工处理(使之成为成熟的mRNA)。(2)核糖体不是原核细胞执行功能时唯一的“核酸—蛋白质”复合体，如原核细胞在DNA复制过程中会形成“DNA—DNA聚合酶”复合物，转录过程中会形成“DNA—RNA聚合酶”复合物。
16．(2022·绵阳中学模拟)镉(Cd)是一种常见的有毒重金属，镉污染会造成植物叶绿素含量下降，生长不良。为探究镉对植物生长发育的影响，科研人员利用黑麦草进行实验，结果如下图所示。请回答下列问题。

(1)随着镉质量分数的增加，活性氧含量增加，导致叶绿体中的 类囊体薄膜 受到破坏，进而造成叶绿素含量下降。
(2)镉导致叶绿素含量下降的另一个原因是根系对Mg2＋的吸收能力下降，叶绿素合成减少。利用下列材料和试剂设计实验，验证镉会降低根系对Mg2＋的吸收能力。请写出实验思路。(要求：不破坏植物组织)
材料和试剂：CdCl2、完全培养液、黑麦草，其他所需的材料和设备。
用镉含量不同的完全培养液培养黑麦草，一段时间后，测量并比较各组培养液中Mg2＋的剩余量，从而判断根系对Mg2＋的吸收能力 。
(3)结合图中数据，分析镉降低根系对Mg2＋吸收能力的机理：
① 活性氧含量增加，引起线粒体膜损伤加剧，从而抑制了呼吸作用的进行(或H＋－ATP酶的活性降低，抑制了ATP的分解)　，导致细胞能量供应减少；
② 活性氧含量增加，引起细胞膜受损加剧　，导致运输Mg2＋的载体减少。
【解析】　(1)随着镉浓度的增加，活性氧含量增加，活性氧会导致叶绿体中的类囊体薄膜受到破坏，进而造成类囊体膜上的叶绿素含量下降，导致其吸收的红光和蓝紫光明显减少，从而引起光合作用强度下降。(2)要验证镉会降低根系对Mg2＋的吸收能力，则自变量为镉的浓度，因变量为根系对Mg2＋的吸收能力，因此用镉含量不同的完全培养液培养黑麦草，一段时间后，测量并比较各组培养液中Mg2＋的剩余量，从而判断根系对Mg2＋的吸收能力。(3)根系吸收Mg2＋的过程是主动运输，需要消耗能量和载体蛋白协助，结合图中数据可知，镉浓度的增加，一方面引起H＋－ATP酶活性下降，抑制了ATP的水解，导致细胞能量供应减少，影响了Mg2＋的吸收，进而导致叶绿素含量不足；另一方面引起活性氧含量增加，引起细胞膜受损加剧，导致运输Mg2＋的载体减少，影响对Mg2＋的吸收，导致叶绿素含量不足。
17．(2022·济南模拟)根据下列有关哺乳动物成熟红细胞的研究，回答相关问题：
(1)人的成熟红细胞吸收的葡萄糖可通过 无氧 (填“有氧”或“无氧”)呼吸产生ATP，当红细胞缺乏ATP时，会导致Na＋进入多于K＋排出，Ca2＋无法正常排出，红细胞会因 渗透压升高吸水过多 而膨大成球状甚至破裂。
(2)人体细胞膜上分布有葡萄糖转运家族(简称G，包括G1、G2、G3等多种转运载体)。研究表明，G1分布于大部分成体组织细胞，其中红细胞含量较丰富；G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。

如图甲所示为不同细胞摄入葡萄糖的速率随细胞外葡萄糖浓度的变化情况。当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，影响红细胞摄入速率增加的内在因素是 G1载体的数量 ，影响肝脏细胞对葡萄糖摄入速率增加的内在因素可能有 G2载体的数量和能量 (答出两点)。当细胞膜上缺少G蛋白时，可能会导致血糖浓度 升高 (填“升高”或“降低”)。
(3)氟中毒会改变细胞膜的通透性和细胞代谢。科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠，培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度，分别获得产热曲线图乙和细胞内的ATP浓度，数据如表：


NaF浓度(10－6 g/mL)
ATP浓度(10－4mol/L)
A组
0
2.97
B组
50
2.73
C组
150
1.40
①根据上述实验设计及结果判断，该实验的目的是研究 不同浓度 的NaF对能量代谢的影响。
②分析细胞产热量及ATP浓度：C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组，原因可能是高浓度的NaF 促进 (填“抑制”或“促进”)了细胞代谢中有关酶的活性，同时由于损伤了细胞膜结构，细胞为维持正常的功能，需要消耗更多的 ATP 。
【解析】　(1)人的成熟红细胞无细胞核、细胞器，不能进行有氧呼吸，可通过无氧呼吸产生ATP，因此人的成熟红细胞吸收的葡萄糖可通过无氧呼吸产生ATP。当红细胞缺乏ATP时，会导致Na＋进入多于K＋排出，Ca2＋无法正常排出，红细胞内溶质增多，细胞内渗透压升高，会导致红细胞吸水过多而膨大成球状甚至破裂。(2)红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，由图可知，当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，红细胞摄入速率不再随葡萄糖浓度的增大而增大，说明G1载体的数量限制了葡萄糖的运输速率；肝脏细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，由图可知，当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，肝脏细胞摄入速率没有达到最大，所以影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有G2载体的数量和能量。当细胞膜上缺少G蛋白时，血液中的葡萄糖不能被及时转运进入细胞，可能会导致血糖浓度升高。(3)①实验中科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠，培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度，所以实验的目的是研究不同浓度的NaF对能量代谢的影响。②B组产热峰值和ATP浓度均低于A组，原因可能是低浓度的NaF抑制了细胞代谢中相关酶的活性，C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组，原因可能是高浓度的NaF促进了细胞代谢中有关酶的活性，同时由于损伤了细胞膜结构，细胞为维持正常的功能，需要消耗更多的ATP。