非常“6＋1”模拟真演练(二)
1．[2020·四川省眉山市高三二诊]下列有关细胞中部分化合物的叙述，错误的是( )
A．高等动物细胞主要的遗传物质是DNA
B．纤维素是构成植物细胞壁的主要成分
C．磷脂是构成细胞中生物膜的重要成分
D．蛋白质是人体生命活动的主要承担者
2．[2020·四川省高三二模]新型冠状病毒包膜上的S蛋白，能与人体细胞表面的一种ACE2受体发生特异性结合，使病毒包膜与靶细胞膜融合，病毒RNA得以入侵细胞，导致大量感染者出现发热、肺部感染以及腹泻等症状。下列相关分析错误的是( )
A．新型冠状病毒的包膜与靶细胞膜的融合体现了细胞膜的流动性
B．新型冠状病毒入侵人体后免疫系统只能依靠细胞免疫杀灭病毒
C．病毒S蛋白合成所需要的场所、能量和原料由靶细胞提供
D．ACE2蛋白可能大量存在于人体肺泡细胞和肠道细胞表面
3．[2020·广东省高三一模]下列与细胞膜控制物质进出细胞功能无关的实例是( )
A．用台盼蓝可以鉴别细胞的死活
B．海带中碘离子的含量高于海水
C．胰岛素与肝细胞膜上受体结合
D．氨基酸借助转运蛋白进入细胞
4．[2020·安徽省100所名校高三“攻疫”联考]质子泵在泵出H＋时造成膜两侧的质子浓度差为阴离子的跨膜运输提供了驱动力。右图为某植物根细胞通过质子泵吸收H2PO和NO的示意图，下列说法正确的是( )
A．运输H2PO和NO的载体蛋白的空间结构相同
B．抑制细胞呼吸不会影响H2PO和NO的跨膜运输
C．质子泵同时具有酶的功能和载体蛋白的功能
D．图中离子的运输方式和根细胞吸收水的方式相同
5．[2019－2020·天津市南开区43中高三下学期阶段检测]下列关于细胞器结构及功能的叙述，正确的是( )
A．由大肠杆菌的核仁装配而成的核糖体是“生产蛋白质的机器”
B．动物细胞溶酶体在维持正常代谢活动及防御等方面起重要作用
C．酵母菌线粒体内膜凹陷折叠成嵴，有利于葡萄糖分解酶的附着
D．低等植物中心体与有丝分裂过程中纺锤体和细胞壁的形成有关
6．[2020·江苏省高三一模]细胞外葡萄糖浓度调节胰岛B细胞(β细胞)分泌胰岛素的过程如图，对其理解错误的是( )
A．细胞呼吸将葡萄糖中的化学能贮存在ATP中
B．Ca2＋内流促使细胞通过胞吐方式释放胰岛素
C．细胞外葡萄糖浓度降低会促进胰岛素释放
D．该过程参与了血糖浓度的反馈调节机制
7．[2020·江苏省高三三模] V ATPase为溶酶体膜上的一种蛋白质，其形成过程类似于分泌蛋白。V ATPase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将细胞质基质中的H＋转运到溶酶体内。回答下列问题：
(1)将细胞内的溶酶体分离出来，常用的方法是____________，参与细胞内V ATPase合成、运输的具膜细胞器有________(填序号)。
①核糖体 ②内质网 ③高尔基体 ④线粒体 ⑤细胞膜 ⑥溶酶体
(2)由V ATPase的特性可说明溶酶体膜蛋白具有________和____________的功能。
(3)溶酶体膜的基本支架为____________，分泌蛋白分泌出细胞的过程体现了细胞膜________________的结构特点。
(4)请在坐标图中画出肝细胞内V ATPase运输H＋的速率与氧浓度的关系。
(5)溶酶体膜上的蛋白质是高度糖基化的，性质非常稳定，不易被水解酶水解，这可能有利于防止溶酶体膜被____________分解，从而对细胞结构和功能造成损伤。
非常“6＋1”模拟真演练(二)
1．A 高等动物细胞的遗传物质只有DNA，没有主要和次要的区分，A错误；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，B正确；磷脂是构成生物膜的重要成分，C正确；蛋白质是生物体生命活动的主要承担者，D正确。
2．B 新冠病毒的包膜与靶细胞膜的融合，体现了靶细胞膜的流动性，A正确；病毒入侵机体后，引起效应T细胞作用于靶细胞，使靶细胞裂解，病毒失去了寄生的基础，从而与抗体结合形成沉淀，进而被吞噬细胞吞噬消化，此过程不仅仅是细胞免疫，也有非特异性免疫以及体液免疫的参与，B错误；病毒增殖过程中，只把核酸注入宿主细胞作为模板，而蛋白质合成所需的场所、能量和原料均由宿主细胞提供，C正确；由题干信息可知，新型冠状病毒感染者具有肺部感染的症状，说明该病毒会侵染人体肺泡细胞，感染者又具有腹泻的症状，说明该病毒还会侵染人体消化道细胞(包括肠道细胞)，而新型冠状病毒的侵染过程要依赖病毒包膜上的S蛋白与人体细胞表面的一种ACE2受体发生特异性结合，由此说明，人体肺泡细胞和肠道细胞表面可能存在大量的ACE2蛋白，D正确。
3．C 台盼蓝，是细胞活性染料，活细胞不会被染成蓝色，而死细胞会被染成淡蓝色，用台盼蓝可以鉴别细胞的死活，A正确；海带中碘离子的含量高于海水，细胞可以通过主动运输吸收碘，B正确；胰岛素与肝细胞膜上受体结合，胰岛素没有进入细胞，没有体现细胞膜控制物质进出细胞功能，C错误；氨基酸借助转运蛋白进入细胞，体现了细胞膜的选择透过性，D正确。
4．C 运输H2PO和NO的载体蛋白种类不相同，所以二者的空间结构存在差异，A错误；质子泵在泵出H＋时需要消耗ATP，而质子泵吸收H2PO和NO所需要的能量来自膜两侧的质子浓度差，所以抑制细胞呼吸会影响H＋运输，使膜两侧的质子浓度差变小，进而影响H2PO和NO的跨膜运输，B错误；质子泵能够水解ATP，具有ATP水解酶的功能，同时也可以运输H＋，具有载体蛋白的功能，C正确；题图中离子的运输方式为主动运输，而水的运输方式为自由扩散，两种运输方式不同，D错误。
5．B 大肠杆菌属于原核生物，没有核仁，A错误；溶酶体内含有多种水解酶，可以水解侵入到细胞内的病原体和细胞内损伤的细胞器等，在动物细胞中溶酶体在维持正常代谢活动及防御等方面起重要作用，B正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，酵母菌线粒体内膜凹陷折叠成嵴，有利于丙酮酸分解酶的附着，C错误；中心体是动物细胞和低等植物细胞特有的结构，低等植物细胞的中心体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关，高尔基体与细胞壁的形成有关，D错误。
6．C 细胞呼吸过程中葡萄糖被氧化分解释放的能量，一部分以热能形式散失，一部分用于合成ATP，储存在ATP中，A正确；由图可知，Ca2＋内流促使包裹胰岛素的囊泡与细胞膜融合，进而将胰岛素释放到细胞外，胰岛素的化学本质是蛋白质，只能通过胞吐方式分泌出细胞，B正确；胰岛素能降低血糖浓度，所以细胞外葡萄糖浓度降低后不会继续降血糖，会抑制胰岛素分泌，C错误；根据图示，当细胞外葡萄糖浓度升高时，会促进胰岛素的分泌，胰岛素会加快组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖浓度降低，而血糖浓度的降低会减少胰岛素的分泌，这属于反馈调节的过程，D正确。
7．(1)差速离心法 ②③④
(2)催化 运输(顺序可颠倒)
(3)磷脂双分子层 具有一定的流动性
(4)
(5)自身水解酶
解析：(1)分离细胞器常用的方法为差速离心法。V ATPase为溶酶体膜上的一种蛋白质，其形成过程类似于分泌蛋白，参与其合成、运输的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，其中具膜的细胞器为内质网、高尔基体、线粒体，即②③④。(2)由题干可知，V ATPase具有ATP水解酶活性，说明具有催化功能；V ATPase能将细胞质基质中的H＋转运到溶酶体内，说明具有运输功能。(3)溶酶体膜由蛋白质和磷脂双分子层构成，其中磷脂双分子层为膜的基本支架；分泌蛋白分泌出细胞的过程体现了细胞膜具有一定的流动性。(4)通过题干分析，V ATPase能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度将细胞质基质中的H＋转运到溶酶体内，可知V ATPase运输H＋的方式为主动运输，运输速率与氧浓度的关系为。(5)溶酶体内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌，其膜上有高度糖基化的蛋白质，有利于防止溶酶体膜被自身水解酶分解。
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- 1 -第一部分 专题专项分类练
非常“6＋1”模拟真演练(一)
1．[2020·河南省高三5月质检]下列关于组成细胞的元素、水和无机盐的叙述，正确的是( )
A．水稻根尖分生区细胞中的水主要存在于大液泡中
B．少数蛋白质可能含有Fe、Zn、Cu、S等微量元素
C．黄豆萌发出豆芽的过程中，细胞内结合水与自由水的比值降低
D．细胞外液中Na＋、K＋含量对维持人体内环境渗透压具有主要作用
2．[2020·河北省衡水中学高三第一次模拟]下列关于细胞结构与功能的叙述，正确的是( )
A．增强光照强度，蓝藻中叶绿体产生氧气的速率将增大
B．剧烈运动时，骨骼肌细胞中线粒体中的葡萄糖分解供能速率将加快
C．抗原侵入机体后，吞噬细胞会增殖分化产生相应的效应细胞杀灭抗原
D．无氧条件下，乳酸菌的细胞质基质中能够产生乳酸和ATP
3．[2020·河北省唐山市高三一模]细胞膜和细胞质基质中都有负责转运氨基酸的载体，下列有关叙述，错误的是( )
A．细胞膜上载体的N元素主要存在于R基中
B．细胞质基质中载体的N元素存在于碱基中
C．两种载体的合成都涉及转录过程
D．两种载体的合成场所不同
4．[2020·河南省高三5月质检]细胞器被誉为细胞质中忙碌不停的“部门”。下列有关细胞器结构与功能的叙述，错误的是( )
A．溶酶体可合成多种水解酶分解衰老、损伤的细胞器
B．叶绿体内的某些反应也需要线粒体为其提供能量
C．黑藻进行光合作用时离不开其叶绿体中的光合色素
D．中心体异常扩增可导致纺锤体异常、染色体分离失衡
5．[2020·湖北省高三调研]有氧呼吸所需的ADP和Pi是由细胞质基质不断输入到线粒体基质中的，而合成的ATP则要由线粒体基质持续输往线粒体外。该事实表明( )
A．线粒体膜具有高度的选择透过性
B．有氧呼吸过程都发生在线粒体中
C．线粒体是一类半自主性的细胞器
D．线粒体的内膜是合成ATP的场所
6．[2020·陕西省榆林市高三第三次模拟]科学家将番茄和水稻幼苗分别放在培养液中培养。一段时间后，培养液中的离子浓度变化如图所示。下列相关叙述，正确的是( )
A．水稻培养液中Mg2＋浓度升高，是水稻细胞外排离子的结果
B．番茄根细胞吸收SiO的方式是渗透作用
C．培养液中的离子浓度决定了水稻和番茄对离子的吸收速度
D．此实验说明植物吸水和吸收无机盐离子可能是两个相对独立的过程
7．[2020·河北辛集中学调研]正常细胞内K＋浓度远高于细胞外，细胞外Na＋浓度远高于细胞内。当细胞内外的Na＋、K＋浓度差减小时，细胞膜上的“Na＋/K＋－ATP酶”将细胞内的Na＋移出膜外，将细胞外的K＋移入膜内，具体过程如图所示。回答下列问题：
(1)Na＋对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，请列举两例：
____________________、____________________。
(2)细胞膜内外Na＋具有浓度差，Na＋移出细胞膜外的跨膜运输方式为________，判断的依据是__________________________。
(3)细胞膜上“Na＋/K＋－ATP酶”是一种蛋白质，组成它的多肽链经过加工、修饰后，最后由________形成的囊泡将蛋白质发送到细胞膜上去。据图分析可知，“Na＋/K＋－ATP酶”具有两项重要功能，即________________和________________。
非常“6＋1”模拟真演练(一)
1．C 水稻根尖分生区细胞没有大液泡，细胞中的水主要存在于细胞质中，A错误；蛋白质主要含C、H、O、N，少数蛋白质含有Fe、Zn、Cu、S等元素，但S是大量元素，B错误；黄豆萌发出豆芽的过程中，细胞代谢旺盛，部分结合水转化为自由水，结合水与自由水的比值降低，C正确；细胞外液的渗透压90%以上来源于Na＋和Cl－，D错误。
2．D 原核生物没有复杂的细胞器，只有核糖体一种细胞器。有氧呼吸过程中葡萄糖需要在细胞质基质中分解形成丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体进一步分解。无氧呼吸只在第一阶段产生少量能量，有氧呼吸三个阶段均能产生能量。蓝藻为原核生物，其细胞中不含叶绿体，A错误；线粒体不能直接分解葡萄糖，葡萄糖需先在细胞质基质分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体进一步氧化分解，B错误；吞噬细胞不能增殖分化形成效应细胞，B淋巴细胞和记忆B细胞可增殖分化形成浆细胞，T淋巴细胞和记忆T细胞可增殖分化形成效应T细胞，C错误；无氧条件下，乳酸菌在细胞质基质进行无氧呼吸，产生乳酸，并释放少量的能量，合成少量ATP，D正确。
3．A 细胞膜上的载体的化学本质是蛋白质，其中的N元素主要存在于肽键中，A错误；细胞质基质中的载体是tRNA，其中的N元素存在于碱基中，B正确；在细胞中蛋白质的合成会先发生转录的过程，而tRNA是由DNA经过转录形成的，C正确；蛋白质的合成场所是核糖体，tRNA的合成场所是细胞核或细胞质，D正确。
4．A 水解酶是由核糖体合成的，A错误；叶绿体中DNA的复制、蛋白质的合成等过程需要线粒体提供能量，B正确；黑藻进行光合作用时依赖于其叶绿体中的光合色素，C正确；中心体异常扩增，导致纺锤体的形成受到影响，染色体不能正常分离，D正确。
5．A 根据题干信息“有氧呼吸所需的ADP和Pi是由细胞质基质不断输入到线粒体基质中的，而合成的ATP则要由线粒体基质持续输往线粒体外”，说明线粒体膜对物质的进出具有选择性，A正确；有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，B错误；从题干的信息不能得出“线粒体是一类半自主性的细胞器”和“线粒体的内膜是合成ATP的场所”的结论，C、D错误。
6．D 植物吸收水分的方式是自由扩散，植物吸收离子的方式通常是主动运输，因此植物对离子和水分的吸收不会表现出同步的变化，再加上植物对不同离子的需求量也有差异，无机离子只能在水中才能被吸收，因此水分的吸收对离子的吸收有一定的影响，总之这两个过程是相对独立的。水稻培养液中Mg2＋浓度升高，是水稻细胞吸收镁离子与吸收水分相比，吸收镁相对较少的缘故，A错误；番茄根细胞吸收SiO的方式是主动运输，B错误；植物对离子的吸收方式通常为主动运输，所以培养液中的离子浓度不决定水稻和番茄对离子的吸收速度，C错误；实验前后不同离子浓度的变化方向不同，说明了植物吸水和吸收无机盐离子是两个相对独立的过程，D正确。
7．(1)维持细胞外液的渗透压 使神经细胞膜内外产生电位差
(2)主动运输 逆浓度梯度运输并消耗ATP
(3)高尔基体 运输Na＋和K＋ 催化ATP的水解
解析：(1)Na＋对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，比如Na＋在维持细胞外液的渗透压中起着重要作用，再比如神经纤维受到刺激后，Na＋内流使神经细胞膜内外产生电位差，进而产生兴奋。(2)根据细胞膜内外Na＋的浓度差，Na＋移出细胞膜外是逆浓度梯度运输的，从图示还可以看出这个过程需要消耗ATP，因此Na＋移出细胞膜外的跨膜运输方式是主动运输。(3)组成“Na＋/K＋－ATP酶”的多肽链经过内质网和高尔基体的加工、修饰后，最后是由高尔基体形成的囊泡将蛋白质发送到细胞膜上去的，据图分析可知，“Na＋/K＋－ATP酶”既能作为载体运输Na＋和K＋，又能作为酶催化ATP的水解，为其转运Na＋和K＋提供能量。
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- 3 -第1讲 细胞的分子组成
■易错辨析················································································
蛋白质和核酸
1．氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中，氢来自氨基和羧基。 (√)
2．蛋白质中的氮主要存在于氨基中。 (×)
提示：蛋白质中的氮主要存在于肽键中。
3．蛋白质变性是由肽键的断裂造成的。 (×)
提示：蛋白质变性是由空间结构破坏造成的。
4．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构。 (√)
5．DNA具有多样性的主要原因是碱基排列顺序和空间结构不同。 (×)
提示：DNA具有多样性的主要原因是碱基排列顺序不同，双链DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构。
6．RNA具有传递遗传信息、转运和催化等功能。 (√)
7．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。 (×)
提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
糖类、脂质、水和无机盐
1．等质量的脂肪和糖相比，脂肪中H含量高，O含量低。 (√)
2．细胞膜中的磷脂分子由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成。 (×)
提示：磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成。
3．蔗糖在水浴加热条件下，可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。 (×)
提示：蔗糖是非还原糖。
4．细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。 (×)
提示：种子萌发时，细胞内结合水/自由水的比值低。
5．水不仅是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物，如有氧呼吸、蛋白质与DNA的合成过程中都有水的生成。 (√)
6．生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中储存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na＋参与调节渗透压。 (√)
■长句冲关··················································································
1．蛋白质结构多样性的直接原因是__________________；蛋白质多样性的根本原因是__________________。
提示：组成蛋白质的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 基因的多样性
2．脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸在化学组成上的区别为______________________________。
提示：五碳糖不同；含氮碱基不完全相同
3．脂肪作为储能物质比糖类更有优势，是因为___________。
提示：脂肪和糖类相比，氧元素比例较低，碳和氢元素比例较高，因此脂肪在氧化分解时比相同质量的糖类耗氧多，产生的能量也多
4．吃熟鸡蛋容易消化的原因是__________________________
_____________________________________________________。
提示：高温引起蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键更容易和蛋白酶结合，更易水解
5．花生、蓖麻等油料作物种子，在种植时，播种的比较浅，原因是__________________________________________________。
提示：油料作物种子中脂肪含量高，脂肪在氧化分解时，需要的氧气较多，播种得较浅易于获得氧气
考点1 蛋白质和核酸
1．蛋白质的合成与水解
2．常见蛋白质的功能
名称 分布 功能
绝大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用
载体蛋白 细胞膜 运输某些物质如离子、氨基酸等
通道蛋白 细胞膜 水、K＋、Na＋等的运输通道
核孔 核膜 控制细胞核与细胞质的物质交换和信息交流
某些激素(如生长激素、胰岛素) 内环境中 调节生命活动
抗体 内环境中 免疫作用
血红蛋白 红细胞内 主要运输O2和部分CO2
糖蛋白 细胞膜表面 保护、润滑、识别等作用
结构蛋白 细胞膜、肌细胞等 构成细胞和生物体结构的成分
3.核酸与蛋白质之间的关系
4．DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
1．在鸡蛋清中加入食盐，会看到白色的絮状物；高温加热后，鸡蛋清会呈白色固态状。导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗？说明理由。
蛋白质盐析的本质是蛋白质在盐溶液中的溶解度降低而析出；蛋白质变性的本质是蛋白质的空间结构被破坏。
提示：不同。在食盐作用下析出蛋白质，蛋白质本身的结构没有改变，仍维持原有的生物活性；高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变，丧失了原有的生物活性。
2．蛋白质和核酸是最重要的两类生命物质，由蛋白质和核酸结合形成的结构有哪些？由蛋白质和核酸结合完成的生命过程有哪些？
提示：
蛋白质和核酸结合而构成的结构：病毒、染色体、核糖体；蛋白质和核酸结合完成的代谢过程：DNA复制、RNA复制、转录、逆转录。
3．用酒精消毒的原理是酒精可以使蛋白质变性杀死病菌或病毒，根据下面的实验材料设计实验验证酒精能够使蛋白质变性。
实验材料：酒精、淀粉溶液、α 淀粉酶溶液、碘液、蒸馏水等，请写出实验设计的步骤和预期结果。
设置对照实验：酒精与蒸馏水对照→实验分组编号→控制自变量，排除无关变量→检测因变量。
实验步骤：
预期结果：
提示：实验步骤：取两支试管编号A、B，向A试管中加入1 mL酒精，向B试管中加入1 mL蒸馏水，然后向A、B两支试管中各加入2 mL α 淀粉酶溶液，振荡试管后分别加入2 mL淀粉溶液，振荡试管后保存一段时间，最后分别向两支试管中加入两滴碘液检测。
预期结果：A试管溶液变蓝色，B试管溶液不变蓝。
结合蛋白质、核酸考查生命的结构与功能观
1．(2018·全国卷Ⅱ)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是( )
A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
C [参与O2运输的血红蛋白中有Fe2＋，而没有Mg2＋。]
2．(2019·江苏高考)下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是( )
A．核酸和蛋白质的组成元素相同
B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与
C．蛋白质的分解都需要核酸的直接参与
D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中的肽键
B [核酸的组成元素是C、H、O、N、P，而蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，A错误；核酸包括DNA和RNA，两者的合成都需要相关酶的催化，而这些酶的化学本质是蛋白质，B正确；蛋白质的分解需要蛋白酶的参与，而蛋白酶的本质是蛋白质，因此蛋白质的分解不需要核酸的直接参与，C错误；高温会破坏蛋白质分子的空间结构，但是不会破坏肽键，且核酸分子中不含肽键，D错误。]
结合中心法则考查蛋白质和核酸的综合
1．(2018·全国卷Ⅰ)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物
B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶
D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
B [原核细胞的拟核含一个裸露的环状DNA分子，该DNA的复制及转录都需要酶催化，故拟核中存在由DNA和酶构成的DNA—蛋白质复合物。]
2．(2020·全国卷联考)下列关于蛋白质和核酸的叙述，错误的是( )
A．生物体内酶的合成都需要核酸和蛋白质参与
B．蛋白质和核酸的合成均需要对方参与
C．蛋白质和核酸彻底水解得到的都是各自的单体
D．核酸的多样性决定了蛋白质的多样性
C [多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质和RNA的合成都需要核酸和蛋白质(酶)的参与，A项正确；蛋白质的合成需要DNA和RNA的参与，DNA或RNA的合成需要蛋白质(酶)的参与，B项正确；蛋白质彻底水解得到的是其单体——氨基酸，核酸彻底水解得到的是五碳糖、碱基和磷酸，不是它的单体，C项错误；蛋白质是核酸控制合成的，因此核酸的多样性决定了蛋白质的多样性，D项正确。]
考点2 糖类、脂质、水和无机盐
1．糖类和脂质
2．水和细胞代谢的关系
3．无机盐的两种存在形式和三种功能
1．在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。右图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。
(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请解释原因。
(2)冬小麦的自由水下降非常快，而结合水则上升比较多，这是为什么？
(1)9月至12月气温下降→冬小麦含水量下降→自由水含量下降→有助于抵抗低温冻害。
(2)自由水和结合水的存在形式不同→冬季低温下的状态不同→自由水会结冰，伤害细胞；结合水不会结冰，不会伤害细胞。
提示：(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降有助于抵抗低温冻害。
(2)在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。
2．多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？
比较多糖和核酸的单体及种类→比较多糖和核酸单体的排列顺序。
提示：构成多糖的单体是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成的多糖，它的顺序没有什么变化。
核酸就不同了，构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含4种碱基。核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。
3．谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质，种子萌发时这两种物质都氧化分解为CO2和H2O。现有谷类种子和油料种子各一组，请根据种子在适宜条件下萌发时氧气消耗量与二氧化碳释放量的关系，设计实验以确定种子的类型，简要写出实验思路并预期实验结果及结论。
淀粉氧化消耗O2少，脂肪氧化消耗O2多→设置对比实验→比较两组种子O2消耗量与CO2释放量比值的高低。
实验思路：
预期实验结果及结论：
提示：实验思路：分别检测这两组种子萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值(或CO2释放量和O2消耗量的比值)，并比较两组比值的大小。
预期实验结果及结论：萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值低(或CO2释放量和O2消耗量的比值高)的一组为谷类种子；萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值高(或CO2释放量和O2消耗量的比值低)的一组为油料种子。
糖类和脂质的综合考查
1．(2020·黄冈质检)下列有关糖类和脂质的叙述，正确的是( )
A．动物细胞膜上的脂质包括磷脂和胆固醇等
B．脂质在核糖体、内质网和高尔基体上合成
C．糖原的组成单位是蔗糖，与斐林试剂反应呈现砖红色
D．等量的葡萄糖和脂肪彻底氧化分解时产生水的量相等
A [磷脂是细胞膜的主要成分，在动物细胞膜中还有少量胆固醇，A正确；内质网是脂质合成场所，脂质在内质网上合成，核糖体是合成蛋白质的场所，B错误；糖原的组成单位是葡萄糖，葡萄糖与斐林试剂反应呈现砖红色，C错误；脂肪含H量多于葡萄糖，脂肪比相同质量的葡萄糖彻底氧化分解产生的水更多，D错误。]
2．(2020·金科大联考)近年来奶茶已经成为街头巷尾的热门饮料，奶茶中既含有糖分如葡萄糖、麦芽糖，也含有大量的脂质等油腻物质。下列叙述错误的是( )
A．奶茶中的葡萄糖不是人体细胞的直接能源物质
B．可用斐林试剂在水浴加热条件下区分葡萄糖和麦芽糖
C．在对奶茶提取物之一的脂肪进行检测时可以不使用显微镜
D．脂肪在人体细胞中氧化分解时释放的能量比同质量糖类多
B [人体细胞的直接能源物质是ATP，A正确；葡萄糖和麦芽糖均为还原糖，不能用斐林试剂在水浴加热条件下区分，B错误；检测液态溶液中的脂肪时可以不使用显微镜，C正确；脂肪在人体细胞中氧化分解时释放的能量比同质量糖类多，D正确。]
水和无机盐与细胞结构和代谢的综合考查
1．(2020·江苏高考)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是( )
A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应
B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中
C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成
D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
D [自由水是生化反应的介质，也能作为反应物直接参与生化反应，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，植物成熟细胞中的自由水主要存在于液泡中，B错误；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Fe2＋是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子，C错误；无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D正确。]
2．(2019·全国卷Ⅲ)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。
(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是______，在细胞核中合成的含氮有机物是________，叶绿体中含氮的光合色素是________。
(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
[解析] (1)植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的是蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和RNA，植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。(2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH和NO的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH和NO的浓度，最后进行比较。如果实验后营养液中的NH的浓度低于NO，可说明作物甲对硝酸铵中的NH的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO的吸收具有偏好性。
[答案] (1)蛋白质 核酸 叶绿素 (2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。
预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
种子萌发过程中水及糖类和脂质含量变化的分析
1．(2020·黄冈质检)风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动使胚生长。下图表示小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势，相关叙述错误的是( )
A．风干种子中的水主要以结合水的形式存在
B．阶段Ⅱ的种子吸水速率小于阶段Ⅰ
C．阶段Ⅰ的呼吸速率大于阶段Ⅱ
D．同阶段Ⅰ相比，阶段Ⅲ种子的DNA总量增多
C [风干种子细胞中自由水含量较少，主要以结合水的形式存在，A正确；据图示可知，在阶段Ⅱ，种子含水量没有多大变化，故种子吸水速率小于阶段Ⅰ，B正确；随自由水含量的增加，代谢强度大大增加，故阶段Ⅱ呼吸速率大于阶段Ⅰ，C错误；阶段Ⅲ胚根突破种皮，有细胞分裂，DNA要进行复制，故DNA总量增多，D正确。]
2．科研人员将某油料作物种子置于条件适宜的环境中培养，定期检测种子萌发过程中(含幼苗)的脂肪含量和干重，结果如图所示。以下叙述正确的是( )
A．c点幼苗开始进行光合作用
B．导致ab段种子干重增加的主要元素是C
C．ab段种子干重增加说明光合速率一定大于呼吸速率
D．在种子萌发初期，脂肪转化为糖类可导致有机物的总量增加
D [油料作物种子含有较多的脂肪，种子萌发初期脂肪转变为糖类，糖类与脂肪相比，含有较多的O原子，导致有机物的总量增加，导致ab段种子干重增加的主要元素是O，B项、C项错误，D项正确；糖类经过呼吸作用，氧化分解，释放能量，导致种子干重减少，c点之后种子干重再次增加，说明光合速率大于呼吸速率，而不是幼苗开始进行光合作用，A项错误。]
种子形成和萌发过程中的物质变化
项目 种子形成过程 种子萌发过程
有机物种类 可溶性糖→淀粉等；非蛋白质→蛋白质；糖类→脂肪 淀粉→葡萄糖；蛋白质→氨基酸；脂肪→甘油＋脂肪酸
干重 增加 减少(油料作物先增加后减少)
水 自由水比例减少 自由水比例增加
激素变化 脱落酸增加，赤霉素、生长素逐渐减少 脱落酸降低，赤霉素、生长素逐渐增加
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- 1 -第2讲 细胞的结构、功能和物质运输
■易错辨析················································································
细胞的结构和功能
1．线粒体是蓝藻进行有氧呼吸的主要场所。 (×)
提示：蓝藻属于原核生物，无线粒体。
2．细胞间的信息交流均依赖于细胞膜上的受体。 (×)
提示：高等植物细胞通过胞间连丝进行信息交流时，不需要依赖细胞膜上的受体。
3．叶绿体内膜上含有光合酶，线粒体内膜上含有呼吸酶。 (×)
提示：叶绿体内膜不是光合作用的场所，所以其上不含光合酶。线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，所以其上含有呼吸酶。
4．性激素主要由内质网上的核糖体合成。 (×)
提示：性激素属于脂质，主要在内质网中合成。
5．溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶。 (×)
提示：溶酶体中的酶是在核糖体上合成的。
6．核仁是细胞代谢和遗传的控制中心。 (×)
提示：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
7．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透过。
(×)
提示：不被细胞选择吸收的小分子物质，不能透过细胞膜。
8．有的生物膜上可以形成水，有的生物膜上可以分解水。 (√)
细胞的物质输入和输出
1．如果半透膜两侧分别放有体积与质量浓度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。 (×)
提示：由于葡萄糖的相对分子质量比蔗糖小，等体积且质量浓度相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液相比，葡萄糖溶液中溶质多，吸水能力强。
2．植物细胞发生质壁分离的原因除了细胞失水外，还有原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 (√)
3．在一定范围内，随着植物细胞失水的进行，细胞的吸水能力逐渐减小。
(×)
提示：细胞失水，细胞液浓度增大，细胞的吸水能力逐渐增大。
4．需要消耗ATP的物质运输方式一定是主动运输，需要载体的物质运输方式是协助扩散或主动运输。 (×)
提示：胞吞和胞吐也消耗ATP。
5．氧气浓度影响主动运输，但不影响自由扩散和协助扩散。 (√)
6．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。
(×)
提示：大分子有机物进入细胞的运输方式是胞吞，不需要载体转运。
7．某种无机盐离子能否通过植物根尖细胞，取决于细胞膜上有无运输该离子的载体；该离子通过的多少，取决于运输该离子的载体的数量和能量的多少。
(√)
■长句冲关··················································································
1．溶酶体的作用是_________________________________。
提示：分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
2．细胞核的功能：_________________________________。
提示：是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
3．蓝藻无叶绿体，但能进行光合作用的原因是____________________________________________。
提示：蓝藻含有光合色素(叶绿素和藻蓝素)和与光合作用有关的酶
4．若真核细胞核内的核仁被破坏，蛋白质合成将不能正常进行，原因是____________________________。
提示：核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，导致蛋白质的合成不能正常进行
5．胞吞、胞吐运输物质的共同点有__________________。
提示：(1)可运输大分子物质；(2)通过囊泡运输；(3)消耗细胞内的能量
考点1 原、真核细胞的结构和功能
1．原核细胞和真核细胞
(1)判断依据：有无以核膜为界限的细胞核。
(2)举例
①原核生物：细菌、蓝藻。
②真核生物：动物、植物、真菌。
(3)异同：两者共有的细胞器是核糖体，遗传物质都是DNA，都能产生的变异是基因突变；原核细胞的遗传物质没有与蛋白质结合，基因表达时转录和翻译同时进行。
2．细胞膜的功能与特性
(1)“3”大功能
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。
(2)“2”大特性
①结构特性：流动性。②功能特性：选择透过性。
3．生物膜组成、结构与功能上的统一性
(1)
(2)
(3)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。
(4)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。
(5)衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低。
4．物质合成与细胞结构的归纳
5．细胞中蛋白质的合成和去向
(1)游离核糖体合成的蛋白质去向：细胞质基质、细胞核内、线粒体、叶绿体等。
(2)附着核糖体合成，内质网、高尔基体加工的蛋白质去向：分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中。
(3)线粒体和叶绿体中的蛋白质一部分由核基因控制、细胞质中游离核糖体合成后转入其中，还有一部分由线粒体、叶绿体自身的基因控制、自身的核糖体合成而来。
1．染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种状态，这两种不同的状态对细胞的生命活动有什么意义？
细胞分裂期染色体的变化是什么？细胞分裂间期细胞的主要生命活动是什么？
提示：染色体呈高度螺旋化状态，这种状态有利于细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中；染色质处于细丝状，有利于细胞分裂间期完成DNA的复制和转录等生命活动。
2．内共生起源学说认为：线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的需氧细菌和蓝藻。线粒体来源于原始的需氧细菌，即需氧细菌被真核生物吞噬后，在长期共生过程中，通过演变，形成了线粒体。叶绿体来源于原始的蓝藻，即蓝藻被原始真核细胞摄入胞内，经过长期的共生演变，形成了叶绿体。在你的知识范围内找出支持这一假说的三条证据。
提示：线粒体和叶绿体内含有DNA和RNA，在遗传上具有半自主性；线粒体和叶绿体内的DNA是环状，没有与蛋白质结合，与细菌和蓝藻相同；线粒体和叶绿体中都有核糖体，能独立合成蛋白质；在生物界中，吞噬现象普遍存在，如白细胞吞噬病菌。
3．右图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶或溶解的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同？
(2)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞发挥作用？
磷脂分子的头部是亲水性的，尾部是疏水性的。
提示：(1)由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶或溶解的药物可稳定地包裹其中。
(2)由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞膜融合，也可能以被细胞胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
结合细胞的结构和功能考查进化与适应观
1．(2020·沈阳育才中学检测)真核细胞比原核细胞在进化上更占优势，其原因有( )
①真核细胞有核膜，使遗传物质更易保持稳定 ②真核细胞能进行有氧呼吸，可为生命活动提供大量能量 ③真核细胞有众多细胞器，生命活动更复杂，适应环境能力强 ④真核细胞的变异种类更复杂
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
C [真核细胞有核膜包围其遗传物质(DNA)，使DNA的结构和数量更易保持稳定，①符合题意；真核细胞能进行有氧呼吸，为生命活动提供大量能量，原核细胞也能进行有氧呼吸，为生命活动提供大量能量，②不符合题意；真核细胞具有多种细胞器，使众多功能更加专门和高效，所以真核细胞比原核细胞在进化上更占优势，③符合题意；真核细胞的变异种类有基因突变、基因重组和染色体变异，而原核细胞一般只有基因突变，④符合题意。]
2．(2020·山东等级考模拟)线粒体起源的内共生学说认为，原始真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原始细菌，它们之间逐渐形成了互利共生关系，最终原始细菌演变成线粒体。根据该学说，下列说法错误的是( )
A．线粒体中具有的环状双链DNA与细菌的相似
B．线粒体的外膜和内膜在原始来源上是相同的
C．线粒体内含有DNA、RNA和核糖体，具有相对独立的遗传表达系统
D．线粒体RNA聚合酶可被原核细胞RNA聚合酶的抑制剂所抑制
B [根据内共生学说观点：真核细胞的线粒体是原始的真核细胞吞噬了进行有氧呼吸的原始细菌之后逐渐形成了互利共生关系而形成的，线粒体的内膜起源于细菌的细胞膜，线粒体的外膜起源于原始真核细胞的细胞膜，因此线粒体的外膜和内膜在原始来源上是不同的。]
细胞结构和功能的综合考查
1．(2020·廊坊联考)下图表示几种细胞结构，下列有关叙述错误的是( )
A．合成分泌蛋白时，甲将蛋白质运入内质网中进一步加工
B．乙中的基粒由类囊体堆叠形成，其膜上分布有光合色素
C．丙的内膜弯曲折叠增大膜面积，可以附着更多的催化细胞呼吸的酶
D．丁中的水解酶催化相关物质分解获得的产物，若对细胞有利，则可以被细胞再利用
A [合成分泌蛋白时，内质网将蛋白质运入高尔基体中进一步加工，A错误；乙是叶绿体，其中的基粒由类囊体堆叠形成，其膜上分布有光合色素，B正确；丙为线粒体，其内膜弯曲折叠增大膜面积，可以附着更多的催化细胞呼吸的酶，C正确；丁为溶酶体，其中的水解酶催化相关物质分解获得的产物，若对细胞有利，则可以被细胞再利用，D正确。]
2．(2020·全国卷Ⅱ)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_________(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___________________________。
(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，________(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是____________。
[解析] (1)为研究细胞器的功能，在分离细胞器时一定要保证细胞器结构的完整和功能的正常，因此本实验所用溶液B的pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同。(2)离心沉淀出细胞核后，细胞质基质组分和线粒体均分布在上清液中，与有氧呼吸有关的酶在细胞质基质和线粒体中，因此在适宜的条件下，上清液能将葡萄糖彻底分解。(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，因为类囊体膜是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，所以仍有氧气释放。
[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)细胞质基质组分和线粒体 (3)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
考查细胞的生物膜系统
1．(2018·全国卷Ⅰ)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是( )
A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C.细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道
D.线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
D [线粒体DNA位于线粒体基质中，它能参与编码有氧呼吸第二、三阶段的酶。]
2．(2020·金科大联考)下列关于细胞生物膜系统的叙述，正确的是( )
A．念珠藻、酵母菌的生物膜系统都由细胞膜、细胞器膜和核膜等构成
B．细胞的核膜是双层膜结构，核孔允许RNA和蛋白质自由进出
C．内质网内连核膜、外连细胞膜，是真核细胞生物膜系统的转换中心
D．叶绿体通过类囊体堆叠构成的基粒扩大了CO2固定发生的膜面积
C [念珠藻是蓝藻的一种，属于原核生物，没有细胞核及具膜细胞器，A错误；细胞的核膜是双层膜结构，核孔具有选择性，不能实现RNA和蛋白质的自由进出，B错误；叶绿体通过类囊体堆叠构成的基粒扩大了膜面积，但CO2固定发生在叶绿体基质，D错误。]
3．(2020·全国卷Ⅰ)真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。
结构名称 突触 高尔基体 (1)______ 叶绿体的类囊体膜
功能 (2)______ (3)______ 控制物质进出细胞 作为能量转换的场所
膜的主要成分 (4)________
功能举例 在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递 参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程 参与K＋从土壤进入植物根细胞的过程 (5)______
[解析] (1)细胞膜是生命系统的边界，具有控制物质进出细胞的功能。(2)突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，是一个神经元与另一个神经元或另一细胞间相互接触的结构，可参与信息传递过程。(3)高尔基体是具有单层膜的细胞器，其主要功能是将来自内质网的蛋白质进行加工、分类与包装，然后送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。(4)生物膜主要由脂质和蛋白质组成。(5)叶绿体的类囊体膜是光合作用光反应(将光能转化为化学能)的场所，在光反应阶段，类囊体膜上的色素可以吸收、传递和转化光能，这些能量可以用于H2O的光解，产生O2和[H]，也可以用于合成ATP。
[答案] (1)细胞膜 (2)参与信息传递 (3)对蛋白质进行加工修饰 (4)脂质和蛋白质 (5)叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上
考点2 细胞的物质输入和输出
1．动植物细胞的吸水和失水
项目 动物细胞 植物细胞
条件 ①细胞膜具选择透过性，相当于半透膜②细胞质与外界溶液具有浓度差 ①细胞壁是全透性的②原生质层(由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成)相当于半透膜③细胞液与外界溶液具有浓度差
原理 渗透作用
水分子运动方向 低浓度溶液→高浓度溶液
现象 皱缩或涨破 质壁分离、质壁分离复原
2．质壁分离和复原
(1)原因
①内因
→→→
②外因：外界溶液浓度>细胞液浓度。
(2)相关实例
将发生质壁分离的成熟的植物活细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中(不能是盐酸、酒精、醋酸)，植物细胞会发生质壁分离复原。但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
3．不同物质的运输方式
4．理解物质浓度、氧气浓度对物质运输速率的影响
(填写图示代表的运输方式)
①自由扩散 ②协助扩散或主动运输
③自由扩散或协助扩散 ④主动运输
1．影响离子泵运输离子的主要外界因素主要有O2浓度和温度。O2浓度和温度是如何影响离子泵运输的？
离子泵的运输是主动运输，主动运输需要ATP。O2浓度和温度如何影响ATP的产生？
提示：离子泵运输离子需要消耗细胞内的ATP，细胞内产生ATP的过程为细胞呼吸，O2浓度能够影响细胞呼吸，进而影响离子泵运输离子；温度影响载体蛋白的运动和细胞呼吸中酶的活性，因此影响离子泵的运输。
2．柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。
实验材料：柽柳幼苗若干，适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液，细胞呼吸抑制剂，蒸馏水。
请写出实验步骤，并预测实验结果。
设置对照实验(抑制细胞呼吸组和不抑制细胞呼吸组)→分组编号→控制自变量→检测因变量→不同的结果，得出不同的结论。
实验步骤：
预期实验结果：
提示：实验步骤：①将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中。②甲组柽柳幼苗的培养液中，加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养。③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。
预期实验结果：若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
考查动、植物细胞的吸水和失水
1．(2017·全国卷Ⅱ)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A．0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B．0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C．2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
C [0～4 h内，开始一段时间内，原生质体的相对体积逐渐减小，说明细胞液浓度小于物质A溶液的浓度，当原生质体相对体积达到最小后又逐渐增大，说明部分物质A通过细胞膜进入细胞内，使细胞液浓度增大，从而使细胞吸水，表现为原生质体相对体积逐渐增大，A错误；因细胞壁的伸缩性较小，而原生质体的伸缩性较大，故0～1 h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量，B错误；据图可知，2～3 h内，原生质体的相对体积增大，表明细胞吸水，此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；0～1 h内，原生质体的相对体积减小，表明细胞失水，此时液泡中液体(细胞液)的渗透压小于细胞质基质的渗透压，细胞质基质的渗透压又小于物质A溶液的渗透压，D错误。]
2．(2020·全国卷Ⅱ)取某植物的成熟叶片，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( )
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
D [甲、乙两组糖溶液的质量浓度(单位为g/mL)相同，但甲糖的相对分子质量大于乙糖，所以甲、乙两组糖溶液的物质的量浓度不同(甲<乙)，将相同的叶细胞浸入两种不同物质的量浓度的溶液中，在吸水和失水的表现上可能不同。据题意可推测，甲糖溶液浓度低于叶细胞的细胞液浓度，叶细胞吸水导致甲糖溶液浓度升高，A选项正确；若测得乙糖溶液浓度不变，则乙糖溶液浓度等于叶细胞的细胞液浓度，水分子进出乙组叶细胞的量相等，净吸水量为零，B选项正确；若测得乙糖溶液浓度降低，则乙糖溶液浓度高于叶细胞的细胞液浓度，乙组叶肉细胞可能会发生渗透失水而表现为质壁分离，C选项正确；若测得乙糖溶液浓度升高，则甲、乙浓度均小于叶细胞的细胞液浓度，两组细胞均吸水，但由于甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液，所以乙组叶细胞的净吸水量小于甲组叶细胞，D选项错误。]
3．(2020·广东六校联考)科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水及4种等渗溶液中，测定红细胞溶血(红细胞破裂)所需的时间，结果如图所示。据图分析正确的是( )
A.不同物质的运输速率取决于膜上载体蛋白的数量
B．与乙醇溶液相比，处在丙酮溶液中的红细胞吸水更快
C．红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜具有一定的流动性
D．处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长可能与红细胞无法吸收Cl－和NH有关
B [甘油、乙醇、丙酮的运输与膜上载体蛋白的数量无关，A错误；乙醇和丙酮溶液中红细胞吸水的速度大小关系为丙酮>乙醇，B正确；红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜的选择透过性，C错误；处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长说明红细胞吸收Cl－和NH的速率较慢，D错误。]
物质运输实例的判断与分析
1．(2018·全国卷Ⅱ)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C．神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输
D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
C [巨噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A项错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B项错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C项正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D项错误。]
2．(2020·皖南八校联考)离子通过细胞膜进出细胞有两种方式，一种是通过离子通道，另一种是借助离子泵搬运。离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种离子通道只允许一种离子通过，且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放，不消耗能量运输离子。离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用ATP水解释放的能量跨膜运输离子。下列叙述不合理的是( )
A．神经细胞处于静息状态下，钾离子通过离子通道外流
B．动物细胞一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
C．离子通道和离子泵转运离子的方式分别属于被动运输和主动运输
D．借助离子泵搬运离子的结果是使该种离子在细胞内外的浓度趋于相等
D [神经细胞处于静息状态下，钾离子通过离子通道外流，A正确；动物细胞一氧化碳中毒会导致细胞中ATP的生产障碍，从而使离子泵跨膜运输离子的速率下降，B正确；据题意可知：离子通道和离子泵转运离子的方式分别属于被动运输和主动运输，C正确；借助离子泵搬运离子是主动运输方式，据分析可知，其结果是使该种离子在细胞膜内外的浓度差增大，D错误。]
“四看法”快速判定物质跨膜运输方式
物质运输方式的实验分析与探究
1．(2019·全国卷Ⅱ)某种H＋－ATPase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＋。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(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。②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H＋－ATPase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( )
A．H＋－ATPase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H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输
C．H＋－ATPase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
C [用蓝光照射后，含有保卫细胞的溶液的pH下降，可推测细胞内的H＋被转运到了细胞外，再结合题干信息可推测H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，A项不符合题意；细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，用蓝光照射后，溶液的pH明显降低，推测蓝光可通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用使细胞内的H＋逆浓度梯度转运到细胞外，B项不符合题意；H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量来自ATP的水解，不是由蓝光直接提供，C项符合题意；溶液中的H＋跨膜运输消耗能量，属于主动运输，所以溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D项不符合题意。]
2．(2020·潍坊联考)某学校生物兴趣小组验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程：
(1)实验原理：主动运输需要载体和消耗能量，协助扩散需要载体和具有浓度差。
(2)实验步骤：
①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。
②__________________________________________________。
③__________________________________________________。
(3)预期结果：_______________________________________。
(4)实验结论：_______________________________________。
[解析] (2)①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。②向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)预期结果：若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，则B组中葡萄糖的运输会受到抑制且C组中葡萄糖的运输不受限制，因此预期结果为A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论：牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。
[答案] (2)②向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂 ③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量 (3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶
(4)牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输
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- 1 -第3讲 细胞的生命历程
易错辨析······································································
细胞分裂和受精作用
1．真核细胞的增殖方式主要是有丝分裂，原核细胞的增殖方式主要是无丝分裂。 (×)
提示：原核细胞的增殖方式是二分裂，有丝分裂、无丝分裂都是真核细胞的增殖方式。
2．植物细胞有丝分裂末期形成赤道板，赤道板扩展形成细胞壁。 (×)
提示：植物细胞有丝分裂末期形成细胞板。
3．有丝分裂后期由于纺锤丝的牵引，使着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
(×)
提示：纺锤丝的牵引使染色体向细胞的两极移动，而不是使着丝点分裂。
4．等位基因分离是由于减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离。 (×)
提示：等位基因分离是减数第一次分裂后期同源染色体分离导致的。
5．非同源染色体自由组合导致基因重组仅发生在减数分裂中。 (√)
6．同一生物体不同时刻产生的精子或卵细胞染色体数一般相同，染色体组成一般不同。 (√)
7．受精卵中遗传物质一半来自父方，另一半来自母方。 (×)
提示：受精卵的细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
8．在受精作用过程中，不同基因型的雌雄配子随机结合产生了多种类型的基因重组。 (×)
提示：基因重组发生在减数分裂过程中，不发生在受精作用过程中。
细胞分化、衰老、凋亡和癌变
1．某细胞中存在血红蛋白能说明其已经发生分化。 (√)
2．种子萌发过程中存在细胞的增殖、分化，体现了细胞的全能性。 (×)
提示：种子萌发过程体现的是植物幼体发育的过程，而细胞全能性的体现是已分化的细胞发育成新个体的过程。
3．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株的过程，发生了细胞分化且能体现细胞全能性。 (√)
4．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 (×)
提示：细胞凋亡是基因控制的，不是不利因素引起的。
5．效应T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡。 (√)
提示：细胞凋亡是为更好地适应生存环境而主动死亡，对机体有利，效应T细胞可诱导靶细胞发生程序性死亡，即细胞凋亡。
6．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。 (√)
7．细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小。 (×)
提示：细胞衰老时细胞核体积变大。
■长句冲关··················································································
1．细胞分裂间期的特点是______________________________
_____________________________________________________。
提示：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备；细胞有适度的生长，细胞体积增大
2．减数第一次分裂的主要特征是_________________________
_____________________________________________________。
提示：联会、交叉互换和同源染色体分离
3．原癌基因主要负责________________________________；
抑癌基因的主要功能是________________________________。
提示：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程 阻止细胞不正常的增殖
4．癌细胞易扩散和转移，推测其原因：__________________
_____________________________________________________。
提示：细胞膜表面糖蛋白减少，使细胞间黏着性降低
5．老年人的白发与白化病患者白发机理不同。分析其原因：
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：老年人是由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；白化病患者是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶，细胞中缺少酪氨酸酶所致
考点1 细胞的有丝分裂和减数分裂
1．细胞增殖方式及相互关系
2．细胞周期的表示方法
(1)甲：A→B→C→A。
(2)乙：a＋b或c＋d。
(3)丙：a＋b＋c＋d＋e。
3．细胞分裂方式图像识别
写出上图中各个细胞的分裂方式与时期：
(1)图1处于有丝分裂前期，图2处于有丝分裂中期。
(2)图3处于减数第一次分裂中期，图4处于减数第二次分裂中期。
(3)图5处于有丝分裂后期，图6处于减数第二次分裂后期。
4．减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化
(1)核DNA、染色体数量变化曲线的判断方法
曲线中有“斜线”存在——核DNA数量变化曲线；曲线中没有“斜线”存在——染色体数量变化曲线。
(2)细胞分裂方式判断方法——“三看法”
①一看“染色体峰值”：最大值为4N，则为有丝分裂；最大值为2N，则为减数分裂。
②二看“核DNA复制和分裂次数”：“斜线”出现一次，“垂直下降”出现两次，则为减数分裂；“斜线”出现一次，“垂直下降”出现一次，则为有丝分裂。
③三看“结果”：染色体和核DNA数目与分裂前相等，则为有丝分裂；若减半，则为减数分裂。
5．细胞分裂过程中异常细胞产生的原因
1．下图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：
这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是________。
(1)染色体交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。(2)部分互换。
提示：②和③、①和④
2．现有一对染色体组成正常的夫妇生了一个性染色体为XYY的孩子，请从双亲减数分裂过程的角度分析产生这种现象的具体原因。
性染色体为XYY的孩子一定是X卵细胞与YY精子结合造成的。
提示：父亲在减数第二次分裂后期两条Y子染色体移向细胞同一极(Y染色体两条染色单体未分离)，产生了YY的精子。
3．研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析，图1、图2为其细胞分裂某时期的示意图(仅示部分染色体)。图3中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。
图1 图2
图3
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是什么？图2属于图3中的哪一种细胞类型？
(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，那么该细胞是什么细胞？
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，那么三者出现的先后顺序如何？
(4)在图3的5种细胞类型中，一定不具有同源染色体的细胞类型有哪些？
据图判断图1为有丝分裂后期，图2为减Ⅰ后期，图3中a表示有丝分裂后期，b表示染色体复制之后到着丝点分裂之前的时期，c表示细胞分裂间期或减Ⅱ后期，d表示减Ⅱ中期，e表示生殖细胞。
提示：(1)有丝分裂后期 b (2)次级精母细胞 (3)b、d、e (4)d、e
考查细胞周期和有丝分裂
1．(2020·山东等级考)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体
C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D.M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
C [由题意可知，正常细胞中DNA复制未完成时CDK1处于磷酸化状态，即去磷酸化过程受到抑制，A正确；正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，使细胞进入分裂期，染色质螺旋化形成染色体，B正确；由题图可知，正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1磷酸化水平达到最高点(二者相同)后均出现下降，但感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平维持在较高水平，正常细胞中CDK1磷酸化水平降低明显，说明被感染细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制，故M蛋白通过抑制磷酸化的CDK1的去磷酸化而影响细胞周期，C错误；磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，才能使细胞进入分裂期，故M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期，D正确。]
2．(2020·江苏高考)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期)，根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题：
(1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是_____________________________________________________。
(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过______________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否________(填序号：①损伤和修复、②完成复制)；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是________。
(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是________。有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点_______，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙碱抑制______的形成，主要激活检验点______，使癌细胞停滞于中期。
[解析] (1)DNA复制发生在S期，着丝点分裂染色体数目加倍发生在M期；与G1期细胞相比，G2期细胞染色体数不变，核DNA数加倍。(2)有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体复制(实质为DNA的复制)以后，精确地平均分配到两个子细胞中，使亲代和子代细胞之间保持了遗传的稳定性。检验点1、2和3都在分裂间期，间期DNA复制，在DNA复制过程中其双螺旋结构解开易受损伤，所以要检验DNA分子是否损伤和修复以及DNA是否完成复制。染色体分离发生在分裂后期，应该在检验点5检验发生分离的染色体是否正确到达两极。(3)癌细胞的主要特征是可以无限增殖。DNA复制发生在S期，对应检验点2。秋水仙碱可以抑制纺锤体的形成而使癌细胞停滞在中期，对应检验点4。
[答案] (1)染色体数不变，核DNA数加倍
(2)染色体正确复制和平均分配 ①② 检验点5
(3)细胞无限增殖 2 纺锤体 4
减数分裂与遗传定律的综合考查
1．(2017·全国卷Ⅱ)已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是( )
A B
C D
D [减数第二次分裂产生的4个精细胞虽然两两相同，但每个精细胞中不应该含有同源染色体，即不应该含有等位基因，D错误。]
2．(2020·承德一中检测)果蝇的红眼与白眼是一对相对性状，且红眼对白眼为显性，相关基因位于X染色体上。下列关于果蝇的叙述正确的是( )
A．红眼雌果蝇体细胞中一定含有两个红眼基因
B．红眼雄果蝇产生的精子中一定含有红眼基因
C．白眼雌果蝇产生的卵细胞中一定含有一个白眼基因
D．白眼雄果蝇体内细胞中一定只含有一个白眼基因
C [红眼雌果蝇可能是杂合子也可能是纯合子，因此体细胞可能含有1个红眼基因，A错误；红眼雄果蝇产生的精子中可能不含有X，不含有红眼基因，B错误；白眼雌果蝇的细胞为2个白眼基因，因此卵细胞中一定含有一个白眼基因，C正确；白眼雄果蝇细胞中染色体经过复制，形成2个白眼基因，D错误。]
有丝分裂和减数分裂的综合考查
1．(2018·全国卷Ⅲ)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( )
A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离
B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会
C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同
D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上
B [染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，A正确；同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，B错误；无论是有丝分裂还是减数分裂，染色体仅复制一次，C正确；有丝分裂中期和减数第二次分裂中期，染色体的着丝点都整齐地排列在赤道板上，D正确。]
2．(2020·广东六校联考)下列关于人体细胞分裂的叙述，正确的是( )
A．在有丝分裂间期与减数第一次分裂前的间期染色体经复制后数目加倍
B．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期的细胞中含有的染色体组数相等
C．在减数分裂的两次连续分裂过程中都出现了同源染色体分离的现象
D．有丝分裂过程中染色体能平均分配到子细胞中去与中心体的功能有关
D [有丝分裂间期与减数第一次分裂前的间期染色体经复制后数目不变，A项错误；细胞有丝分裂后期的染色体数目是减数第二次分裂后期的染色体数目的两倍，B项错误；同源染色体分离发生在第一次分裂过程中，C项错误；人体细胞有丝分裂过程中染色体能平均分配到子细胞中去与中心体的功能有关，D项正确。]
3．(2020·黄山检测)下列关于二倍体动物(体细胞内染色体数为2N)有丝分裂和减数分裂的叙述不正确的是( )
A．两种分裂方式在DNA复制时都可能发生碱基对的增添、缺失或改变
B．减数分裂的过程中有同源染色体的行为变化，有丝分裂的过程中无同源染色体的行为变化
C．不考虑突变，细胞分裂过程中染色体数发生4N→2N的变化后产生的两个子细胞中核遗传信息不完全相同
D．不考虑突变，细胞分裂过程中染色体数发生2N→N的变化后产生的两个子细胞核遗传信息不完全相同
C [有丝分裂间期与减数第一次分裂前的间期均发生DNA复制，DNA复制时都可能发生碱基对的增添、缺失或改变，A正确；减数分裂的过程中有同源染色体的行为变化，而有丝分裂的过程中无同源染色体的行为变化，B正确；不考虑突变，细胞内染色体数发生4N→2N的变化是有丝分裂，产生的两个子细胞核遗传信息相同，C错误；不考虑突变，细胞分裂过程中染色体数发生2N→N的变化是减数分裂，若为减数第一次分裂末期后产生的两个子细胞，由于同源染色体分离和交叉互换，两个子细胞中核遗传信息不完全相同，若为减数第二次分裂末期产生的两个子细胞，在减数第一次分裂时发生过交叉互换，两个子细胞中核遗传信息不完全相同，D正确。]
细胞分裂与变异的综合考查
1．(2020·唐山测试)克莱费尔特患者的性染色体组成为XXY。某家庭父亲是红绿色盲患者，母亲是红绿色盲基因的携带者，生了一个色觉正常的克莱费尔特患者。下列有关该患者产生的原因，分析错误的是( )
A．母亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离
B．母亲可能减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离
C．父亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离
D．父亲可能减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离
D [母亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离，提供XBXb卵细胞，与父亲提供的Y精子结合，可以形成XBXbY色觉正常的克莱费尔特患者，A正确；母亲可能减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离，提供XBXB卵细胞，与父亲提供的Y精子结合，可以形成XBXBY色觉正常的克莱费尔特患者，B正确；父亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离，提供XbY精子，与母亲提供的XB卵细胞结合，可以形成XBXbY色觉正常的克莱费尔特患者，C正确；父亲如果是减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离，只能提供XbXb或YY的精子，都不能形成色觉正常的克莱费尔特患者，D错误。]
2．(2020·北京101中学检测)右图是基因型为AaBb的某动物的一个精原细胞经减数分裂过程产生的一个细胞示意图。据图分析相关叙述正确的是( )
A．图中细胞处于减数第二次分裂，为次级精母细胞，内含8条染色体
B．此精原细胞在四分体时期染色体发生了交叉互换，此变异属于染色体结构变异
C．此精原细胞在减数第一次分裂后期，移向细胞一极的基因可能是A、a、b、b
D．此精原细胞经减数分裂过程形成四个精子，其基因型分别为AB、AB、ab、ab
C [细胞中没有同源染色体，每条染色体含有两条染色单体，因此判断细胞处于减数第二次分裂，为次级精母细胞，但细胞内含4条染色体，A项错误；根据动物的基因型和细胞中染色体上的基因，判断此精原细胞在四分体时期染色体发生了交叉互换，但此变异属于基因重组，B项错误；由于发生了染色体交叉互换，因此此精原细胞在减数第一次分裂后期，移向细胞一极的基因可能是A、a、b、b，C正确；因为发生了交叉互换，所以该细胞经减数分裂形成的四个精子，基因型分别为AB、aB、Ab、ab，D项错误。]
细胞分裂与DNA半保留复制的综合考查
1．(2020·7月浙江选考)若某二倍体高等动物(2n＝4)的基因型为DdEe，其1个精原细胞(DNA被32P全部标记)在培养液中培养一段时间，分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示，图中细胞有2条染色体DNA含有32P。下列叙述错误的是( )
A．形成图中细胞的过程中发生了基因突变
B．该精原细胞至多形成4种基因型的4个精细胞
C.图中细胞为处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞
D.该精原细胞形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分裂
B [题图细胞中无同源染色体且着丝粒分裂，染色体移向两极，可判断此细胞为处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞；精原细胞的基因型为DdEe，该次级精母细胞的基因型为Ddee，推测形成该次级精母细胞的过程中发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间片段的交换，而图中染色体的颜色未发生改变，排除同源染色体非姐妹染色单体间片段交换的可能性，A、C正确。该次级精母细胞产生的精细胞的基因型为De和de，若形成该次级精母细胞的过程中发生的基因突变是D突变成d，则与其同时产生的另一个次级精母细胞的基因型为ddEE，产生的精细胞的基因型为dE；若形成该次级精母细胞的过程中发生的基因突变是d突变成D，则另一个次级精母细胞的基因型为DDEE，产生的精细胞的基因型为DE，所以该精原细胞至多形成3种基因型的4个精细胞(De、de、dE或De、de、DE)，B错误。精原细胞的DNA被32P全部标记，若发生一次DNA的半保留复制，则所有子代DNA中均有一条链被32P标记，题图细胞中四条染色体均应带32P标记，但已知题图细胞中仅两条染色体带标记，说明精原细胞DNA至少复制了两次，即先进行有丝分裂再进行减数分裂，因此形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分裂，D正确。]
2．(2020·皖南八校联考)不考虑突变和交叉互换，回答下列有关减数分裂的问题。
(1)与初级精母细胞相比，精细胞的染色体数目减半，原因是在减数分裂过程中____________________。
(2)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N＝16)中仅有一对同源染色体的两条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂，减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有________条；减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有____________________条；其产生含有15N标记的卵细胞的概率为________。
(3)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N＝8)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂，那么减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有________条；减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有________条；其产生含有15N标记的卵细胞的概率为________。
[解析] (1)与初级精母细胞相比，精细胞的染色体数目减半，原因是在减数分裂过程中染色体复制一次，而细胞连续分裂两次。(2)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N＝16)中仅有一对同源染色体的两条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂，减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有4条；减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有2条；其产生含有15N标记的卵细胞的概率为100%。(3)某哺乳动物的一个卵原细胞(2N＝8)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂，那么减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有8条；由于同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，再加上每对同源染色体中只有一条有放射性标记，故减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有0或2或4或6或8条；其产生含有15N标记的卵细胞的概率为15/16。
[答案] (1)染色体复制一次，而细胞连续分裂两次 (2)4 2 100%(或1) (3)8 0或2或4或6或8 15/16
DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析方法
(1)首先确定细胞分裂方式是有丝分裂还是减数分裂，有丝分裂常以一条染色体为研究对象，减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。
(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。
(3)最后图示细胞分裂过程，如下图：
考点2 细胞分化、衰老、凋亡和癌变
1．细胞分化中的变与不变
(1)不变：DNA、基因。生物体内的细胞来自受精卵的有丝分裂，体细胞核的遗传物质相同，细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。
(2)变：mRNA、蛋白质。细胞分化的实质是基因的选择性表达，导致同一生物个体不同种类的细胞中的mRNA存在差异，进而导致蛋白质存在差异，从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异。
2．细胞分化和全能性的判断
(1)细胞分化的判断标准
①细胞水平：同一来源的细胞是否形成形态、结构及生理功能不同的组织细胞(且细胞器种类、数量也有差异)。
②分子水平
a．是否有特殊基因(奢侈基因)的表达。
b．是否含有特殊(或特有)化学成分如血红蛋白、抗体、胰岛素等。
(2)细胞全能性的判断标准
①起点——是否为“离体”的器官、组织或细胞。
②终点——是否为“完整个体”。
3．细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的关系
(1)只有“癌变”时涉及遗传信息改变。
(2)只有“癌变”与“坏死”是不利的，其余生命历程(分裂、分化、衰老、凋亡)均是有积极意义的。
1．鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。依据实验回答下列问题。
(1)如何判断鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是细胞凋亡，而不是细胞坏死造成的结果？
(2)依据鸡爪和鸭掌的结构及功能特点，说明细胞凋亡对于个体发育的重要意义。
提示：(1)判断的依据：由实验①可知移植到鸡胚胎相应部位的，预定形成鸭掌部分的细胞没有发生细胞凋亡，而实验②移植到鸭胚胎相应部位的，预定形成鸡爪部分的细胞发生细胞凋亡，可见鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡受到了严格的由遗传机制决定的程序性控制，因此是细胞凋亡的结果。另外，细胞坏死是指细胞在种种不利因素影响下而导致的死亡。鸡爪的形成没有出现不利因素的影响，因此不可能是细胞坏死而引起的结果。
(2)鸡爪和鸭掌在胚胎发育时期都有蹼，但鸡爪的蹼由于细胞凋亡而消失，有利于鸡适应陆地生活，而鸭掌上的蹼没有消失，这有利于鸭适应水生生活。由此可见，细胞凋亡有利于生物体的生存。
2．端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。下表数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请以癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液为实验材料，研究端粒酶与细胞癌变的关系，写出简要实验步骤，并预测及分析实验结果。
细胞类型 增殖代数 端粒酶活性
正常体细胞 50～60 无
癌细胞 无限 有
设置对照实验→实验分组编号→控制自变量，排除无关变量→检测因变量。探究实验可能有不同的结果。
实验步骤：
实验预期与分析：
提示：实验步骤：①将癌细胞分成A、B两组。②A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养。③记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数)。
实验预期与分析：A组比B组增殖代数少，说明端粒酶与细胞的癌变有关；A组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞的癌变无关。
考查细胞分化和细胞的全能性
1．(2016·全国卷Ⅱ)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是( )
A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
B [哺乳动物的受精卵是未经分化的细胞，而哺乳动物的造血干细胞是由受精卵分化形成的，属于已分化的细胞，只是分化程度不高，仍保留分裂和分化能力，B项错误。]
2．(2020·黄冈质检)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是( )
A.a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化
B.乙和丙的染色体组成相同
C.丁与戊的细胞器的种类、数目相同
D.甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同
C [a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化，A正确；乙和丙都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，因此它们的染色体组成相同，B正确；丁与戊都是由同一个受精卵分裂分化而来，细胞中细胞器的种类、数目不完全相同，C错误；由于基因的选择性表达，甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同，D正确。]
3．(2020·唐山测试)细胞全能性是细胞分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。下列关于细胞全能性的叙述，错误的是( )
A.造血干细胞增殖分化产生血细胞没有体现细胞具有全能性
B.通过植物组织培养快速繁殖花卉体现了细胞具有全能性
C.体细胞克隆羊的成功培育过程体现了动物细胞具有全能性
D.细胞全能性的物质基础是细胞具有该生物全部遗传信息
C [造血干细胞增殖分化产生血细胞，没有发育成完整个体，未体现细胞具有全能性，A正确；通过植物组织培养快速繁殖花卉体现了细胞具有全能性，B正确；体细胞克隆羊的成功培育过程体现了动物细胞核具有全能性，C错误；细胞具有全能性的原因是细胞含有该生物全部的遗传信息，D正确。]
考查细胞凋亡
1．(2019·全国卷Ⅰ)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是( )
A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡
B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象
C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死
B [胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡，才会形成成形的手指，A错误；小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡，B正确；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，D错误。]
2．(2019·天津高考)植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。下列叙述正确的是( )
A.蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开
B.钙离子通过自由扩散进入植物细胞
C.细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关
D.细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染
D [蛋白水解酶能使蛋白质的肽键断开，生成氨基酸，A错误；钙离子通过主动运输进入植物细胞，B错误；细胞色素c位于线粒体内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，促进[H]和O2结合，生成水，C错误；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D正确。]
3．(2020·北京101中学检测)秀丽隐杆线虫的ced3、ced4基因发生突变失活后，原先应该凋亡的131个细胞依然存活；ced9基因突变会导致所有细胞在胚胎期死亡，无法得到成虫。据此推测不合理的是( )
A.ced9基因直接抑制ced3、ced4基因表达
B.ced9基因在线虫发育过程中具有重要作用
C.ced3、ced4基因在线虫发育过程中调控细胞凋亡
D.ced3、ced4基因是131个细胞中选择性表达的基因
A [秀丽隐杆线虫的ced3、ced4基因发生突变失活后，原先应该凋亡的131个细胞依然存活，说明ced3、ced4基因是线虫发育过程中调控细胞凋亡的基因；ced9基因突变会导致所有细胞在胚胎期死亡，说明ced9基因是保证细胞的正常的生命活动的基因，不能说明ced9基因直接抑制ced3、ced4基因表达。]
考查细胞癌变
1．(2018·全国卷Ⅱ)在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞。有关癌细胞特点的叙述错误的是( )
A.细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加
B.细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化
C.细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
D.细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少
A [根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应；癌细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少使得癌细胞之间的黏着性显著降低，A项错误、D项正确；癌细胞的形态结构发生显著变化，细胞中可能发生多个基因突变，B项正确；癌细胞中的染色体可能受到损伤，癌细胞具有无限增殖能力，C项正确。]
2．(2020·山东模考)癌症是威胁人类健康的疾病之一，目前某些防癌疫苗已经投入临床使用。下列相关说法错误的是( )
A.癌细胞表面出现异常的抗原
B.在某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位
C.同种癌症的癌细胞基因组一定产生相同的突变
D.防癌疫苗可预防病毒致癌因子引起的细胞癌变
C [细胞癌变后，细胞内特定基因表达产生异常抗原，如甲胎蛋白、癌胚抗原，A正确；癌细胞表面糖蛋白减少，导致黏着性降低，其可以扩散和转移，B正确；癌细胞的产生是多基因突变累加的结果，且基因突变具有不定向性，C错误；防癌疫苗主要预防生物致癌因子对人体的影响，如宫颈癌疫苗等，不能预防物理致癌因子、化学致癌因子引起的细胞癌变，D正确。]
细胞生命历程的综合考查
1．(2020·江苏高考)下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是( )
A.高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖
B.癌变细胞内发生变异的基因都不再表达
C.正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老
D.凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死
C [高度分化的细胞执行特定的功能，有些高度分化的细胞能再分裂增殖，如肝细胞，A错误；癌变细胞内发生变异的基因可能失活不表达，也可能表达，B错误；除少数癌变细胞外，正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老，C正确；细胞凋亡受基因控制，而细胞坏死是种种不利因素导致的细胞非正常死亡，二者为不同的过程，D错误。]
2．(2020·广西名校高三模拟)下列有关细胞生命历程的叙述，不正确的是( )
A.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录
B.细胞癌变的根本原因是原癌基因突变为抑癌基因
C.细胞代谢产生的自由基，会攻击DNA和蛋白质分子等
D.细胞凋亡可以发生在个体发育的全过程中
B [细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因的突变，B错误。]
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- 1 -热 点 聚 焦
细胞自噬
[考题示例]
(2020·山东等级考模拟)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( )
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
D [由图可知，细胞吞噬作用、细胞自噬都与溶酶体有关，自噬作用可以发生在多处真核细胞中，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。]
[热点材料]
通俗地说，细胞自噬(autophagy)就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
[对应练习]
1．(2020·广东七校联考)细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损、异常的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程。被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外(部分过程见下图)。回答下列问题：
(1)细胞内衰老的线粒体可在自噬体内被降解，该过程利用了溶酶体中的________酶。若利用同位素标记法验证“自噬体中的酶来自高尔基体”，则实验现象应为________________________________。
(2)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，结合图中自噬过程，推测其原因可能是
_____________________________________________________。
[解析] 本题以科研成果作为背景资料，结合细胞结构模式图，旨在考查学生信息提取的能力，并能结合细胞器的作用，分析和解决问题。(1)溶酶体内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器。若利用同位素标记法验证“自噬体中的酶来自高尔基体”，可先用放射性同位素标记氨基酸，追踪放射性的移动途径，可发现被放射性标记的氨基酸依次出现在高尔基体、溶酶体、自噬体中。(2)分析题干，结合图中信息可知，细胞自噬过程中被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，满足细胞代谢的需要，特别是对于癌细胞这样代谢旺盛的细胞，细胞自噬对其增殖和生长是有利的，自噬过程的降解产物可以作为癌细胞代谢的原料，所以在肝癌发展期，细胞自噬会促进肿瘤的发生。
[答案] (1)水解 被放射性标记的氨基酸(物质)依次出现在高尔基体、溶酶体、自噬体中 (2)促进 癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要
2．(2020·泸州测试)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。下图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：
图1 图2
(1)与细胞自噬有关的细胞器主要是________，该细胞器的主要功能是_________________________。
(2)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____________________，另一方面可激活mTor，从而抑制_____________________________________________。
(3)细胞凋亡是指____________________________________。
(4)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___________；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。
(5)总结细胞自噬和细胞凋亡的共同点：__________________(答出两点即可)。
[解析] (1)由“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”可知，与细胞自噬有关的细胞器主要是溶酶体。溶酶体的主要功能是分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。(2)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。(3)细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程。(4)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。(5)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。
[答案] (1)溶酶体 分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌 (2)葡萄糖分解生成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP 细胞自噬的发生 (3)由基因决定的细胞自动结束生命的过程 (4)为细胞生命活动提供ATP(能量) (5)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
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- 1 -(共90张PPT)
第1讲 细胞的分子基础
专题一
2022
内容索引
01
02
03
考点一 细胞中的水、无机盐
考点二 细胞中的有机物
专项模块 素能培优
【网络构建 知识串联】
①差异性
②C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
③Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
④维持生命活动
⑤液体环境
⑥果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
⑦葡萄糖、核糖、脱氧核糖
⑧半乳糖、乳糖、糖原
⑨主要的能源物质
⑩细胞内良好的储能物质
催化、调节、运输、免疫、识别
遗传信息
【教材深挖 表达训练】
1.[教材必修1P38“知识迁移”]种子晒干和干种子烘烤过程中主要丧失的是哪种类型的水 其对种子活力有何影响
2.缺Fe会导致人体贫血,植物缺乏N、Mg等无机盐会导致叶片发黄,请分析原因。
提示 种子晒干过程中损失的主要是自由水,干种子高温烘烤出的水珠的来源主要是结合水。结合水丧失后的种子失去活性,不能萌发。
提示 Fe是血红蛋白的组成元素,缺铁会导致血红蛋白含量减少,人体出现缺铁性贫血;N、Mg是叶绿素的组成元素,植物缺乏N、Mg会导致叶绿素合成受阻,叶片发黄。
3.[教材必修1P36“与生活的联系”]患急性肠炎的病人脱水时,为什么常见的治疗方法是输入葡萄糖盐水
4.[教材必修1P33“练习”拓展题2]葡萄糖可以口服,也可以通过静脉注射进入人体细胞。蔗糖是否也可以 为什么
提示 Fe是血红蛋白的组成元素,缺铁会导致血红蛋白含量减少,人体出现缺铁性贫血;N、Mg是叶绿素的组成元素,植物缺乏N、Mg会导致叶绿素合成受阻,叶片发黄。
提示 葡萄糖可以口服和静脉注射,但蔗糖只能口服而不能静脉注射,主要原因是葡萄糖是单糖,可直接被细胞吸收利用;蔗糖是二糖,细胞无法直接吸收,而且血浆中没有分解蔗糖的酶,而消化道中有分解蔗糖的酶。
5.[教材必修1P21“与生活的联系”]评价各种食物中蛋白质成分的营养价值的依据是什么
6.[教材必修1P24“科学史话”]中国科学家率先用人工方法合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,科学家发现,将组成胰岛素的两条肽链分开,胰岛素失去活性,将人工合成的两条肽链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明了什么
提示 必需氨基酸的种类和含量。
提示 只有两条肽链结合形成特定的空间结构,胰岛素分子才具有生物活性。
7.[教材必修1P23“与生活的联系”]在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物,高温加热后鸡蛋清会呈白色固态状,导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗 为什么
8.[教材必修1P27“旁栏思考”]真核细胞与原核细胞中DNA、RNA如何分布
提示 不同。在鸡蛋清中加入食盐,是在食盐作用下析出蛋白质,蛋白质本身的结构没有改变,仍具有原有的生物活性;高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变,丧失了原有的生物活性。
提示 真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。原核细胞的DNA主要分布于细胞内的拟核中(质粒中也含DNA),RNA则分布于细胞质中。
考点一 细胞中的水、无机盐
1.细胞中的水
(1)水的存在形式、运输方式及调节
自由水
浓度差
自由扩散
特别提醒
(2)水的产生、
消耗与散失
第三
光反应
第二
体温
2.无机盐及其功能归纳
功
能
离子
主动运输
甲状腺激素
无机盐、蛋白质
Na+
Cl-
7.35~7.45
K+
Na+
【对点训练】
题组一 精典对练——拿高分
角度1 围绕水和无机盐的存在形式及功能考查生命观念
1.(2021全国卷乙,3)植物在生长发育过程中,需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述,错误的是( )
A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B.结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
答案 C
解析 植物根系吸收的水进入液泡后,液泡充盈,可以使植物细胞保持坚挺,进而有利于植物保持固有姿态,A项正确。结合水是植物细胞结构的重要组成成分,B项正确。有氧呼吸第二阶段,水和丙酮酸在线粒体基质中发生反应,产生CO2和[H];有氧呼吸第三阶段,[H]和O2在线粒体内膜上发生反应,产生H2O,C项错误。自由水与结合水的比值高,细胞代谢旺盛;自由水与结合水的比值低,细胞抗逆性增强。因此,自由水与结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动,D项正确。
2.(不定项选择)下列关于细胞内水和无机盐的叙述,正确的是( )
A.细胞内的自由水和结合水都参与物质运输和化学反应
B.植物细胞中结合水和自由水的比值随着气温下降逐渐增大
C.Na+对维持神经细胞的兴奋性有重要作用,缺乏会引起动物抽搐
D.Mg、Fe等元素是构成某些具有重要功能化合物的成分
答案 BD
解析 细胞内的自由水才能参与物质运输和化学反应,A项错误;随着气温下降,细胞内的代谢速度减慢,植物细胞中结合水和自由水的比值逐渐增大,B项正确;Na+对维持神经细胞的兴奋性有重要作用,缺乏会引起动物细胞的渗透压改变,Ca+缺乏才会引起动物抽搐,C项错误;Mg是构成叶绿素的成分,Fe是构成血红蛋白的成分,D项正确。
角度2 围绕水与无机盐的功能考查科学思维与科学探究
3.研究表明,长期大量施用铵态氮肥,会引发一系列的土壤环境问题。如一些植物的根系在吸收无机盐时,吸收的 多于吸收的阴离子,为维持体内的电荷平衡,植物会通过根系释放H+到土壤中,使土壤的pH下降,导致土壤酸化。下列相关叙述不正确的是( )
A.在酸化土壤中,无机盐多以离子形式存在,有利于农作物的生长和发育
B.农作物吸收的含氮物质可用于合成蛋白质、叶绿素、磷脂等物质
C.农田中农副产品被大量输出,因此需要长期施用氮肥
D.在减少铵态氮肥施用的同时,合理的轮作可能对土壤酸化有一定的改善作用
答案 A
解析 酸化土壤的pH较低,影响植物根细胞的代谢活动,不利于农作物的生长和发育,A项错误;蛋白质、叶绿素、部分磷脂都是含氮物质,故农作物吸收的含氮物质可用于合成蛋白质、叶绿素、磷脂等物质,B项正确;农田中农副产品被大量输出,为了保持农田生态系统稳定,需要长期向农田施用氮肥,C项正确;合理的轮作,由于不同作物对各种无机盐种类的吸收不同,可能会改善酸化的土壤,D项正确。
4.(不定项选择)若通过实验来证明“钾离子是植物生长发育所必需的无机盐”,则以下设计正确的是( )
A.选择生长旺盛、长势相同的若干绿色小麦幼苗作为实验材料
B.出现缺钾症状后需要再向培养液中添加钾离子,并继续观察幼苗生长状况
C.所有小麦幼苗应该放置在条件适宜且相同的环境中培养
D.需要配制“不含钾离子的完全培养液”和“只含钾离子的培养液”作对照
答案 ABC
解析 实验中的无关变量需保持一致,选择生长旺盛、长势相同的若干绿色小麦幼苗作为实验材料,A项正确;出现缺钾症状后需要再向培养液中添加钾离子,并继续观察幼苗生长状况,这样能够起到二次对照的目的,使实验结果更具有说服力,B项正确;实验中的无关变量需保持一致且适宜,所有小麦幼苗应该放置在条件适宜且相同的环境中培养,C项正确;实验应遵循单一变量原则,需要配制“不含钾离子的完全培养液”和“完全培养液”作对照,D项错误。
角度3 衍生点——结合农业生产实践考查水肥灌溉技术的原理与应用
5.滴灌施肥技术是在灌水的同时把肥料均匀地带到作物根部,实现了水肥一体化管理。利用该技术,不仅能节省劳力,还可以提高肥料利用率,改善土壤环境状况,实现丰产、稳产。请结合材料回答下列问题。
(1)硝酸铵(NH4NO3)等无机盐因在水中的溶解度 ,经常作为滴灌施肥技术的首选肥料。无机盐在植物体内主要以 的形式存在。将植物体烘干,然后点燃烧尽,最终得到的灰烬就是 。
(2)利用滴灌施肥技术时,肥料溶液浓度不宜过高,否则植物根细胞会 ,从而造成“烧苗”现象。
(3)滴灌可以保持土壤良好的水气状况,基本不破坏原有土壤结构。一方面可以有效促进土壤微生物作为 者将土壤中的有机物分解成无机物,其中的CO2可作为植物 的原料,其中的无机盐则与水肥中的无机盐一起以 的方式被植物根细胞吸收。另一方面可以有效避免植物根细胞进行 产生酒精,造成“烂根”。
(4)在晴朗的夏日,采用该技术还可以有效降低“光合午休”,请解释其中的原因: 。
答案 (1)大 离子 无机盐 (2)渗透失水 (3)分解 光合作用 主动运输 无氧呼吸 (4)采用滴灌技术,植物水分供应充足,可以避免因植物蒸腾作用失水过多而造成的气孔关闭和CO2供应不足,从而降低“光合午休”
解析 (1)作为滴灌施肥技术的肥料,需要溶解于水中,所以要求肥料的溶解度高。在生物体内无机盐主要以离子的形式存在。将植物体烘干,然后点燃,最终得到的灰烬就是无机盐。(2)肥料溶液浓度不宜过高,否则植物根细胞会渗透失水,从而造成“烧苗”现象。(3)分解者的主要功能是将有机物分解成无机物,分解过程中产生的CO2可作为植物光合作用的原料,分解产生的无机盐则与水肥中的无机盐一起以主动运输的方式被植物根细胞吸收。当植物根细胞供氧不足时,会进行无氧呼吸产生酒精,造成“烂根”。(4)植物“光合午休”的原因是中午气温过高,蒸腾作用过强,导致植物气孔关闭,CO2供应不足。采用滴灌技术,植物水分供应充足,可以避免因植物蒸腾作用失水过多而造成的气孔关闭和CO2供应不足,从而起到降低“光合午休”的作用。
题后归纳水在生产实际中的应用
生活中的现象 对相关现象的解释
储藏种子时需将种子晒干 减少自由水含量,降低种子的代谢,延长种子寿命
干种子用水浸泡后仍能萌发 失去自由水的种子仍保持其生理活性
低温环境下减少给花卉浇水的量 提高花卉对低温的抗性
将鲜种子放在阳光下曝晒,重量减轻,不能萌发 自由水散失,代谢减弱
将干种子放在试管中,用酒精灯加热,试管壁上有水珠 种子晒干后,仍含有结合水,用酒精灯加热会失去结合水
炒熟的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去生理活性
题组二 易错防范——不失分
1.真题速览
(1)有关水和无机盐的正误判断。
①[2018全国卷Ⅱ,T4B]风干种子上微生物不易生长繁殖。( )
②[2018全国卷Ⅱ,T4D]风干种子中结合水与自由水的比值大。( )
③[2019海南卷,T8C]叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水。( )
√
√
×
提示 叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水。
④[2018全国卷Ⅱ,T1C]蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输。( )
⑤[2019海南卷,T8A]根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中。( )
⑥[2019海南卷,T8B]矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞。( )
(2)[2020全国卷Ⅱ,T31(3)]人在进行剧烈运动时会大量出汗,因此在大量出汗后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时适当补充一些 。
×
提示 蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2运输。
√
√
电解质(或无机盐)
易错点拨若不作特别说明,无机盐离子进出细胞的方式为主动运输,但神经调节中静息电位维持时K+外流及动作电位形成时Na+内流均为协助扩散(不耗能)。
2.易错辨析
有关水和无机盐的正误判断。
(1)储藏中的种子不含水分,以保持休眠状态。( )
(2)自由水可以参加某些化学反应,例如参与有氧呼吸的第二阶段。( )
(3)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物,通过在液泡中储存大量的Na+而促进细胞吸收水分,该现象说明液泡内Na+参与调节渗透压。( )
(4)根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式储存在液泡中。( )
×
提示 储藏中的种子含少量水分。
√
√
√
(5)组成人体细胞的微量元素中,钙元素的含量比铁元素高。( )
(6)N是组成细胞内各种有机化合物的必需元素。( )
×
提示 钙元素属于大量元素而不是微量元素。
×
提示 有许多有机物不含氮。
考点二 细胞中的有机物
1.“五看法”理解糖类的分类、功能及分布
C、H、O
麦芽糖
乳糖
纤维素
糖原
斐林
葡萄糖
特别提醒关注以下含糖物质:糖脂、糖蛋白、肽聚糖(原核细胞的细胞壁成分)、多糖荚膜、ATP、RNA(含核糖)、DNA(含脱氧核糖)
2.脂质的种类与功能
储能
胆固醇
性激素
维生素D
生物膜
内质网
自由扩散
浅
储能
3.蛋白质
氨基酸
结构与功能相适应
结构与功能相适应
协助扩散
淋巴因子
抗体
双缩脲
紫
特别提醒蛋白质的一级结构与空间结构
4.核酸
脱氧核糖
尿嘧啶“U”
核糖
RNA病毒
甲基绿
二苯胺
特别提醒(1)脱氧核糖、脱氧核苷酸、脱氧核糖核酸不能等同,脱氧核糖是一种五碳糖,脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸(即DNA)的基本组成单位。
(2)RNA中也有氢键,如tRNA的“三叶草”结构中局部也有氢键。
5.生物大分子的初步水解产物、彻底水解产物、氧化分解产物
生物大分子 初步水解产物 彻底水解产物 氧化分解产物
淀粉 麦芽糖 葡萄糖 CO2、H2O
蛋白质 多肽 氨基酸 CO2、H2O、尿素
核酸 核苷酸 磷酸、五碳糖、 含N碱基 CO2、H2O、磷酸盐、
含N废物
【对点训练】
题组一 精典对练——拿高分
角度1 围绕细胞中有机物的种类及功能考查生命观念
1.(2021全国卷甲,1)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是( )
A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架
C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D.④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
答案 C
解析 酶的化学本质是蛋白质或RNA,所以酶不都是由氨基酸通过肽键连接而成的,激素中的固醇类激素(如性激素)属于脂质,不是由氨基酸通过肽键连接而成的,A项错误。生物大分子又称为单体的多聚体,多糖、蛋白质、核酸都是由各自的单体连接成的多聚体;固醇类激素和脂肪都属于脂质,脂质不是由单体构成的多聚体,所以脂质不属于生物大分子,B项错误。酶的化学本质是蛋白质或RNA,其单体是氨基酸或核苷酸;抗体的化学本质是蛋白质,组成蛋白质的单体是氨基酸;组成核酸的单体是核苷酸,氨基酸和核苷酸都含有氮元素,C项正确。糖原是人和动物细胞内的储能物质,脂肪是细胞内良好的储能物质,核酸是细胞内携带遗传信息的物质,D项错误。
2.(不定项选择)蛋白质与核酸都是由单体组成的多聚体,二者之间具有一定的联系。下列关于蛋白质与核酸的叙述,正确的是( )
A.蛋白质与核酸的基本单位在种类上相同
B.DNA能控制蛋白质合成,RNA不具有此功能
C.蛋白质可与DNA或RNA结合构成细胞的某些结构
D.部分蛋白质与核酸具有催化某些化学反应的功能
答案 CD
解析 构成蛋白质的基本单位是氨基酸,在生物体中约有20种,而构成核酸的基本单位是核苷酸,共8种,A项错误;某些病毒的遗传物质为RNA,RNA能控制蛋白质的合成,B项错误;蛋白质与DNA结合可构成染色体,与RNA结合可构成核糖体,C项正确;酶的化学本质是蛋白质或RNA,具有催化功能,D项正确。
角度2 考查多种有机物的推断及内在关系分析
3.图甲中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物,图乙表示由几种单体构成的化合物。以下说法不正确的是( )
A.若图甲中的②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位,则②是脂肪
B.若图甲中④能吸收、传递和转换光能,则④可用无水乙醇提取
C.图乙中a可能为图甲中①
D.图乙中a、b、c可依次代表RNA、淀粉、多肽
答案 D
解析 若图甲中的②大量存在于皮下和内脏器官周围,则②是脂肪;若图甲中④能吸收、传递和转换光能,且④中含N、Mg,则④为叶绿素,其可用无水乙醇提取;图乙中a由多种单体构成,则a可能为多肽,应与图甲中①相对应;图乙中a、b、c可依次代表多肽、核酸、多糖。
4.(2021湖南长沙雅礼中学一模)如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程,其中①②③④分别表示生物大分子,④是细胞内的储能物质,b、c、d表示组成对应大分子的单体,下列叙述错误的是( )
A.大分子①和②的元素组成一定相同,②和③的元素组成一般不同,③和④的元素组成一定不同
B.②③具有多样性是因为b、c种类多样
C.在植物细胞内和在动物细胞内④代表不同物质,但d代表同一物质
D.b、c、d合成②③④的过程都会产生水,而②③④分解成b、c、d的过程都会消耗水
答案 B
解析 据图分析,④是细胞内储能的大分子,所以是淀粉或糖原,因此d代表葡萄糖;③起催化作用,所以是酶,化学本质为蛋白质,因此c代表氨基酸;②直接指导蛋白质的合成,所以是mRNA,因此b为核糖核苷酸;①指导mRNA的合成,所以是DNA。①表示DNA,②表示RNA,基本单位b表示核糖核苷酸,组成元素为C、H、O、N、P;③表示蛋白质,基本单位c是氨基酸,组成元素至少为C、H、O、N;④表示淀粉或糖原,组成元素为C、H、O,基本单位d表示葡萄糖。导致RNA多样性的原因是构成RNA的核糖核苷酸的数目和排列顺序不同,导致蛋白质多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。在植物细胞内和在动物细胞内④代表不同物质,前者是淀粉,后者是糖原,但d代表同一物质葡萄糖。b、c、d合成②③④的过程脱水缩合都会产生水,而②③④分解成b、c、d的过程都会消耗水。
题后归纳“四看”法巧判细胞内的有机物或结构
角度3 衍生点——结合新情境考查蛋白质的盐析、水解与变性
5.(2021山东日照检测)头发主要由角蛋白组成。下图为烫发的原理示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.角蛋白的S元素位于氨基酸的羧基上
B.角蛋白的S—S键是在核糖体上形成的
C.肽链盘曲折叠程度仅由S—S的数量决定
D.卷发剂处理的过程中不涉及肽键的变化
答案 D
解析 巯基(—SH)中含有S,由氨基酸的结构通式可知,巯基位于氨基酸的R基上,A项错误;肽键是在核糖体上形成的,而“—S—S—”是在内质网上形成的,B项错误;肽链盘曲折叠程度受S—S数量的影响,也受其他因素的影响,C项错误;烫发过程中蛋白质空间结构被破坏,不破坏肽键,D项正确。
6.(不定项选择)(2021湖南永州月考)蛋白质加热处理后会发生右图所示的变化。据此判断,下列有关叙述不正确的是( )
A.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,其特定功能发生改变
B.食盐作用下析出的蛋白质也发生了变性
C.沸水浴加热后,构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂
D.变性后的蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应
答案 BC
解析 蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,空间结构发生改变,其特定功能随之发生改变,A项正确;盐析改变了蛋白质的物理性质(使蛋白质的溶解度降低),析出的蛋白质的结构不变,因此蛋白质不会变性,B项错误;沸水浴加热后,构成蛋白质的肽链充分伸展,蛋白质空间结构改变,但是肽链不会断裂,C项错误;变性的蛋白质肽键没有断裂,仍可与双缩脲试剂反应呈现紫色,D项正确。
题后归纳 界定蛋白质的变性、盐析与水解
注:蛋白质变性与盐析过程中,均不发生肽键的断裂。
题组二 易错防范——不失分
1.真题速览
(1)有关蛋白质结构、功能的正误判断。
①[2020全国卷Ⅰ,T1C]高温可破坏病原体蛋白质的空间结构,煮沸处理餐具可杀死病原体。( )
②[2020浙江7月选考,T2C]蛋白质是生物体内重要的储能物质。( )
③[2019海南卷,T5D]大肠杆菌分泌的蛋白质需要经过内质网加工。( )
√
×
提示 蛋白质是生命活动的主要承担者,并非“储能”物质。
×
提示 大肠杆菌为原核生物,无内质网。
④[2018全国卷Ⅱ,T1C]肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程。( )
⑤[2017江苏卷,T3C]蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的。( )
⑥[2017江苏卷,T3D]变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应。( )
√
×
提示 蛋白质变性过程只是破坏了空间结构,未破坏肽键。
×
提示 蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂发生颜色反应。
(2)有关生物大分子的正误判断。
①[2021全国卷甲,T1C]酶、抗体、核酸都是由含氮的单体连接成的多聚体。( )
②[2020江苏卷,T2B]糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。( )
③[2020江苏卷,T2C]细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子。( )
√
×
提示 单糖、二糖和脂质不属于生物大分子。
√
④[2020江苏卷,T3B]细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同。( )
×
提示 细胞质基质中含有RNA,不含DNA,而线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA,三者所含核酸种类不同。
(3)[2018全国卷Ⅲ,T30(2)(3)]①通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和 结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是
。
②如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变,其原因可能是 。
空间
蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解
遗传密码具有简并性
2.易错辨析
有关生物体中有机物的正误判断。
(1)氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自氨基和羧基。( )
(2)细胞中的DNA一定有氢键,RNA一定没有氢键。( )
(3)真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质。( )
(4)原核细胞中既有DNA,又有RNA。( )
√
×
提示 有的RNA中也有氢键。
×
提示 原核生物的遗传物质也是DNA。
√
(5)鉴定物种可以选择DNA、RNA、核苷酸。( )
(6)细胞膜中的磷脂分子由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成。( )
(7)直接为肝脏细胞生命活动提供能量的是肝糖原。( )
(8)所有细胞都具有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜。( )
×
提示 核苷酸没有物种特异性,不能作为物种鉴定依据。
×
提示 磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸等构成。
×
提示 肝糖原为肝脏细胞中的储能物质,而不是直接能源物质。
√
易错点拨 对生物大分子的两点认识
专项模块 素能培优
热考主题微网(一)种子与果实
【微网建构】
【考向探析】
种子与果实虽然并非教材中的正文内容,但往往作为高考命题的重要切入点或载体,其考查内容涉及种子形成、萌发中有机物的变化及检测,种子萌发或休眠中细胞呼吸的变化、植物激素调节状况及变化,种子储存条件控制及原理分析等,而对于果实的考查则涉及植物激素与果实发育、成熟、脱落等的关系,并涉及有子果实与无子果实的形成及原理分析等。
【真题感悟】
1.(2021浙江1月选考,11)苹果果实成熟到一定程度,呼吸作用突然增强,然后又突然减弱,这种现象称为呼吸跃变,呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A.呼吸作用增强,果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱,细胞呼吸第一阶段产生的CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现
D.果实储藏在低温条件下,可使呼吸跃变提前发生
答案 C
解析 苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸,产生的是酒精和CO2,A项错误;细胞呼吸第一阶段,1个葡萄糖分子被分解成2个丙酮酸,分解过程中释放出少量能量,形成少量ATP,没有CO2产生,B项错误;乙烯能促进果实成熟和衰老,因此用乙烯合成抑制剂处理,可延缓细胞衰老,从而延缓呼吸跃变现象的出现,C项正确;果实储藏在低温条件下,酶的活性比较低,细胞更不容易衰老,可延缓呼吸跃变现象的出现,D项错误。
2.(2018全国卷Ⅱ,4)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是( )
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
答案 C
解析 风干种子细胞中自由水与结合水的比值低,使细胞的呼吸作用减弱,有机物的消耗减慢,A、D两项正确,C项错误;风干种子含水量很低,抑制了风干种子上微生物的代谢活动,使其在风干种子上不易生长繁殖,B项正确。
3.(2013全国卷Ⅰ,29)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第11天时减少了90%,干重变化如图所示。
回答下列问题。
(1)为了观察胚乳中的脂肪,常用 染液对种子胚乳切片染色,然后在显微镜下观察,可见 色的脂肪颗粒。
(2)实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是 (填“C”“N”或“O”)。
(3)实验第11天后,如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加,必须提供的条件是 和 。
答案 (1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 橘黄(或红)
(2)O (3)光照 所需的矿质元素离子
解析 (1)苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成橘黄色,苏丹Ⅳ染液能将脂肪染成红色,都可以用于脂肪的鉴定。(2)种子萌发过程中大分子有机物的水解需要H2O,因此,导致萌发种子干重增加的主要元素是O。(3)实验第11天后,种子长成幼苗,此时必须提供矿质元素和光照,幼苗才能进行光合作用,干重才能增加。
【专项集训】
1.种子储藏时可采取密封保存或低温保存的方法。下列分析不正确的是( )
A.密封保存和低温保存都能抑制种子内有机物的分解
B.密封保存会导致种子细胞缺氧,抑制有氧呼吸
C.低温保存能降低种子细胞内酶的活性
D.密封保存能避免水分过度蒸发,使种子细胞失活
答案 D
解析 低温、低氧条件下,细胞呼吸速率低,有机物分解慢,A项正确;密封保存时,容器内氧气浓度低,有氧呼吸速率低,B项正确;低温可以抑制酶的活性,使细胞呼吸速率减慢,C项正确;种子应保存在干燥的环境中,密封保存的目的不是避免水分过度蒸发,D项错误。
2.(不定项选择)下图为种子发育过程、种子萌发和幼苗发育过程中内源激素、种子含水量以及营养物质积累量的变化。据图分析,在种子发育过程中有关植物激素的作用正确的是( )
CK:细胞分裂素 GA:赤霉素 ABA:脱落酸 IAA:生长素
A.首先出现的是CK,其主要作用是促进细胞分裂
B.其次增加的是GA和IAA,参与有机物向籽粒的运输与积累
C.ABA促进种子贮藏蛋白的基因表达,并促进种子的脱水干燥,有利于种子的萌发
D.在植物生长发育过程中激素调节的特点是多种激素相互协调、共同调节
答案 ABD
解析 据图分析,最先出现的是CK,其主要作用是促进细胞分裂,A项正确;其次增加的是GA和IAA,该阶段营养物质不断积累,说明GA和IAA参与有机物向籽粒的运输与积累,B项正确;ABA促进种子贮藏蛋白的基因表达,并促进种子的脱水干燥,有利于种子的休眠,而促进种子萌发的是GA,C项错误;由图可知,在植物生长发育过程中激素调节的特点是多种激素相互协调、共同调节,D项正确。
3.脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)在种子休眠与萌发的过程中起重要作用。若FUS3基因的表达被促进,则种子中ABA/GA的值增大,使种子进入休眠状态;若FUS3基因的表达被抑制,则ABA/GA的值减小,促进种子萌发。下列叙述错误的是( )
A.ABA具有促进种子萌发的作用
B.ABA和GA相互拮抗,共同调节种子的休眠与萌发
C.植物激素的合成过程受到基因的控制
D.植物体内激素的变化可能影响FUS3基因的表达
答案 A
解析 由题目信息可知,ABA促进种子休眠,GA促进种子萌发,两种激素相互拮抗。同时,ABA/GA的值受FUS3基因表达的影响,说明植物激素的合成受基因的控制。植物体内激素的变化有可能会影响FUS3基因的表达。
4.(2021山东潍坊期中联考)科学研究表明:花生种子发育过程中,可溶性糖的含量逐渐减少,脂肪的含量逐渐增加;花生种子萌发过程中,脂肪的含量逐渐减少,可溶性糖含量逐渐增加。下列分析错误的是( )
A.花生种子发育过程中,可溶性糖转变为脂肪,需要大量的N元素
B.同等质量的花生种子和小麦种子,萌发过程中耗氧较多的是花生种子
C.花生种子发育过程中,可溶性糖转变为脂肪,更有利于能量的储存
D.花生种子萌发过程中,脂肪转变为可溶性糖,与细胞内糖类的氧化速率比脂肪快有关
答案 A
解析 脂肪只有C、H、O三种元素,不需要N元素,A项错误;花生种子含大量脂肪,小麦种子含大量淀粉,与糖类比,脂肪的含氢量远远高于糖类,而含氧量较糖类低,因此氧化分解时,脂肪耗氧量大,同等质量的花生种子和小麦种子,萌发过程中耗氧较多的是花生种子,B项正确;脂肪是主要的储能物质,可溶性糖转变为脂肪,更有利于能量的储存,C项正确;花生种子萌发过程中,脂肪转变为可溶性糖,与细胞内糖类的氧化速率比脂肪快有关,D项正确。
5.(2021湖南长沙期末调研)下图1表示油菜种子成熟过程中部分有机物的变化情况(1表示可溶性糖,2表示淀粉,3表示含氮化合物,4表示脂肪)。图2表示小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄糖、淀粉的含量和淀粉磷酸化酶(催化淀粉的生物合成)活性的变化。请回答下列问题。
(1)油菜种子在成熟过程中, 含量不断提高,而可溶性糖和淀粉含量不断下降,这说明 而来。
(2)图2中曲线③表示 。在小麦种子成熟过程中,种子的干重将 。
(3)将小麦开花后第10天和第40天的种子分别制成组织样液,各取等量样液分别加入A、B两试管中,再各加入等量的 ,适温水浴加热后,A试管出现 ,并且比B试管颜色更 ,两试管中被检测的物质可以用图2中的曲线 表示。
答案 (1)脂肪 脂肪由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化 (2)淀粉磷酸化酶 增加 (3)斐林试剂 砖红色沉淀 深 ①
解析 (1)据图可知,油菜种子在成熟过程中,脂肪含量不断升高,而可溶性糖和淀粉含量不断下降,这说明脂肪由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化而来。(2)在小麦种子成熟过程中,葡萄糖含量应逐渐减少,淀粉含量应逐渐升高,因此图2中曲线①②③分别表示葡萄糖含量、淀粉含量、淀粉磷酸化酶活性。在小麦种子成熟过程中,叶片合成的有机物将运到种子处,种子的干重将增加。(3)小麦开花后第10天和第40天的种子相比较,前者含有较多的还原糖,检验还原糖应用斐林试剂,A试管出现砖红色沉淀,并且比B试管颜色更深,两试管中被检测的物质可以用图2中的曲线①表示。
本 课 结 束(共111张PPT)
第2讲 细胞的结构基础与物质运输
专题一
2022
内容索引
01
02
03
考点一 细胞的结构基础
考点二 物质跨膜运输的方式
专项模块 素能培优
【网络构建 知识串联】
①寄生
②消费者
③核膜
④纤维素和果胶
⑤磷脂双分子层
⑥具有一定的流动性
⑦信息交流
⑧协助扩散
⑨选择透过性
⑩细胞质基质
生物膜系统
核糖体
核糖体
【教材深挖 表达训练】
1.[教材必修1P41“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
2.[教材必修1P43“练习”拓展题 2]科研上鉴别死细胞和活细胞,常用“染色排除法”。请分析台盼蓝染色的结果和原理。
提示 癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。细胞在癌变的过程中,细胞膜的成分发生改变,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。如果这些指标超过正常值,应做进一步检查,以确定体内是否出现了癌细胞。
提示 用台盼蓝染色排除法鉴定死细胞和活细胞,只有死细胞会被染成蓝色,主要原因是死细胞的细胞膜丧失了选择透过性。
3.[教材必修1P46“相关信息”]请解释“硅肺”形成的原因。
4.[教材必修1P47“正文内容”]什么是细胞骨架 其主要功能有哪些
提示 当肺部吸入硅尘后,硅尘被吞噬细胞吞噬,吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜,使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导致肺的功能受损。
提示 真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
5.[教材必修1P49“相关信息”]请解释“脂质体靶向给药系统”的原理。
提示 “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。
6.[教材必修1P58“知识迁移”]新宰的畜、禽,如果马上把肉做熟了吃,肉老而口味不好,过一段时间再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关
提示 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,这主要与细胞内的溶酶体将一些大分子物质水解有关。
7.[教材必修1P64“练习”拓展题]什么是轮作 轮作与作物根系对矿质元素的选择性吸收有何关系
提示 轮作是指在同一块田地上,种植的作物种类会因年份有所不同,也就是有计划地更换作物种类来种。轮作可以使不同作物的根系选择性地吸收土壤中的矿质元素,避免某种元素被吸收过多,含量下降,而造成减产。
8.[教材必修1P70“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
提示 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,推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。
9.[教材必修1P73“练习”拓展题]低温环境会影响物质的跨膜运输吗 为什么
提示 低温环境会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率,影响化学反应的速率,因此,低温环境中组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低,呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。
考点一 细胞的结构基础
1.细胞结构与功能适应性的实例
(1)细胞膜
降低
蛋白质
扩散和转移
(2)细胞器
(3)细胞核:核仁大,核膜上的核孔数目多→ 等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。
吸收光能
有氧呼吸酶
水解酶
RNA、蛋白质
2.细胞的生物膜系统
核膜
3.细胞核的两大功能
特别提醒蛋白质和RNA能通过核孔进出细胞核,DNA不能进出细胞核;大分子物质出入核孔是需要消耗能量的,且具有选择性。
遗传信息
代谢和遗传
4.比较原核细胞与真核细胞
核糖体
细胞器
基因突变
无丝
减数
基因重组
生产者
分解者
分解者
消费者
腐生型
特别提醒有关原核细胞的三个易错点
【对点训练】
题组一 精典对练——拿高分
角度1 考查细胞的结构、功能
1.(2021湖南卷,1)关于下列微生物的叙述,正确的是( )
A.蓝藻细胞内含有叶绿体,能进行光合作用
B.酵母菌有细胞壁和核糖体,属于单细胞原核生物
C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸
D.支原体属于原核生物,细胞内含有染色质和核糖体
答案 C
解析 蓝藻属于原核生物,没有叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,能够进行光合作用,A项错误;酵母菌属于真核生物,有细胞壁和核糖体,B项错误;破伤风杆菌属于原核生物,没有线粒体,破伤风杆菌是厌氧微生物,只能进行无氧呼吸,C项正确;支原体属于原核生物,没有核膜包被的细胞核,仅含有核糖体这一种细胞器,拟核内DNA裸露,无染色质,D项错误。
2.(2021辽宁辽南协作体期中联考)如图a、c为细胞中的两种结构,b是它们共有的特征。下列叙述正确的是( )
A.若b表示两层膜结构,则a、c只能是叶绿体和线粒体
B.若b表示细胞结构中含有的核酸,则a、c一定是叶绿体和线粒体
C.若b表示细胞器中含有色素,则a、c不可能是叶绿体和液泡
D.若b表示磷脂,则a、c肯定不是核糖体和中心体
答案 D
解析 具有双层膜的结构有细胞核、线粒体和叶绿体,A项错误;核酸分为DNA和RNA,含有DNA的细胞结构有细胞核、叶绿体、线粒体,含有RNA的细胞结构有细胞核、线粒体、叶绿体和核糖体,B项错误;细胞器中叶绿体和液泡中均含有色素,C项错误;核糖体和中心体是无膜结构,故不含磷脂,D项正确。
角度2 围绕生物膜系统的组成与功能考查结构与功能观
3.(不定项选择)(2021湖南常德月考)下图为真核细胞蛋白质合成和转运的示意图。下列叙述正确的是( )
A.图中由双层膜包被的结构有①⑤⑥
B.图中与胰岛素合成有关的结构有①②③④⑤
C.若②合成的是丙酮酸脱氢酶,则该酶在⑥中发挥作用
D.若②合成的是染色体蛋白,则该蛋白会运送到①⑤⑥中
答案 AB
解析 图中具有双层膜的结构有细胞核、线粒体、叶绿体,A项正确;胰岛素是由核基因控制合成的,在核糖体上合成,在内质网、高尔基体中加工,由线粒体供能,B项正确;丙酮酸脱氢酶催化丙酮酸脱羧反应,应在线粒体中发挥作用,C项错误;线粒体和叶绿体中没有染色体,不需要染色体蛋白,D项错误。
4.(不定项选择)下图为某动物细胞内部分蛋白质合成、加工及转运示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位
B.内质网上核糖体合成的多肽通过囊泡运输到内质网腔内加工
C.分泌蛋白经细胞膜分泌到细胞外体现了细胞膜的结构特点
D.细胞膜上糖蛋白的形成需经内质网和高尔基体的加工
答案 ACD
解析 由图可知,高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类和包装后再转运至细胞的不同部位,A项正确;附着核糖体合成的多肽是在信号肽的引导下进入内质网腔进行粗加工的,这一过程没有囊泡运输,而内质网将该蛋白通过囊泡运输到高尔基体进行再加工,B项错误;分泌蛋白经细胞膜分泌到细胞外属于胞吐作用,体现了生物膜的结构特点——流动性,C项正确;据图分析可知,细胞膜上糖蛋白(膜蛋白)的形成需要经过内质网和高尔基体的加工,D项正确。
题后归纳 细胞的亚显微结构与功能的关系
结构与功能相适应
结构与功能相适应
角度3 衍生点——结合生物膜的亚显微结构或分子水平考查科学思维与科学探究
5.(2021河北衡水中学综合检测)在种子发育过程中,许多植物会储存大量的油脂。这些油脂积累在一种由内质网衍生而来的油质体中(如下图所示)。下列说法错误的是( )
A.内质网是具有双层膜的细胞器
B.油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色
C.油质体内的油脂是植物细胞的储能物质
D.油质体中的油脂在两层磷脂分子之间积累
答案 A
解析 内质网是具有单层膜的细胞器,A项错误;油脂的主要成分是脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,B项正确;油质体内的油(脂肪)是植物细胞的储能物质,C项正确;由图可知,油质体中的油脂在两层磷脂分子之间积累,D项正确。
6.(不定项选择)(2021湖南长沙一模)下图表示利用磷脂分子合成的人工脂质膜,人工脂质膜在生物研究和生产实践上都有广泛使用。下列叙述错误的是( )
A.将磷脂分子在水面铺开即可合成人工脂质膜
B.人工脂质膜和生物膜都相当于半透膜,都具有选择透过性
C.某些不容易被细胞吸收的大分子药物,用人工脂质膜包裹后,可以通过人工脂质膜与细胞膜融合从而提高细胞对药物的吸收率
D.人工脂质膜可用于污水净化,水分子、离子可以自由通过人工脂质膜,葡萄糖、氨基酸不能通过
答案 ABD
解析 由图可知,人工脂质膜是由双层磷脂分子组成的,而磷脂分子在水面铺开会形成头朝水、尾朝空气的单层排布,A项错误;人工脂质膜和生物膜都相当于半透膜,生物膜具有选择透过性,而人工脂质膜不具有选择透过性,B项错误;生物膜的基本骨架是磷脂双分子层,与人工脂质膜相同,相互之间可以发生融合,所以人工脂质膜包裹某些不易被细胞吸收的大分子药物后可以通过与细胞膜融合而将药物带入细胞,C项正确;能通过自由扩散进出细胞的物质即可自由通过人工脂质膜,但离子一般是主动运输,所以不能自由通过人工脂质膜,D项错误。
题组二 易错防范——不失分
1.真题速览
(1)[2021河北卷,T2]关于细胞核的正误判断。
①有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现。( )
②蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛。( )
③许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成,经核孔进入细胞核。( )
④细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。( )
√
√
√
×
提示 细胞质中的RNA大部分是在细胞核中转录产生的,但是细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA也能通过转录过程合成少量的RNA。
(2)有关细胞器的正误判断。
①[2021浙江1月选考,T6A]在进行“观察叶绿体”的活动中,制作临时装片时实验材料不需要染色。( )
②[2020江苏卷,T3C]人体未分化的细胞中内质网非常发达,而胰腺外分泌细胞中则较少。( )
√
×
提示 内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道,在未分化的细胞中数量较少,而胰腺外分泌细胞由于能合成并分泌含消化酶的胰液,细胞中的内质网数量较多。
③[2020海南卷,T3C]细胞可通过溶酶体清除功能异常的线粒体。( )
④[2019全国卷Ⅱ,T1A改编]在真核细胞的内质网和细胞核中能够分别合成脂质和RNA。( )
⑤[2019全国卷Ⅲ,T1C]高尔基体、线粒体和叶绿体三者都是ATP合成的场所。( )
√
√
×
提示 高尔基体中不合成ATP。
(3)[2020全国卷Ⅱ,T30]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
(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 。
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, (填“有”或“没有”)氧气释放,原因是
。
pH应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同
细胞质基质组分和线粒体
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
2.易错辨析
有关细胞结构的正误判断。
(1)无细胞核的细胞就是原核细胞。( )
(2)蛔虫主要以无氧呼吸方式适应肠道中的环境。( )
(3)能进行有氧呼吸的生物是真核生物。( )
×
提示 没有细胞核的细胞不一定是原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,但属于真核细胞。
×
提示 蛔虫在人体肠道内寄生,只进行无氧呼吸,无线粒体。
×
提示 能进行有氧呼吸的生物不一定是真核生物,如需氧型原核生物的细胞质和细胞膜上含有与有氧呼吸有关的酶,虽然没有线粒体,但也能进行有氧呼吸。
(4)人体细胞的线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜。( )
(5)溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶。( )
√
×
提示 溶酶体内的酶是由核糖体合成,经内质网和高尔基体加工后形成的。
(6)信号(信息)分子既非营养物质,又非能源物质或结构物质。它们主要在细胞间和细胞内传递信息。( )
(7)所有细胞中均含细胞膜及磷脂。( )
√
√
(8)细胞间信息交流均需要受体,而受体均位于细胞膜上。( )
(9)区分动物细胞与植物细胞最可靠的依据是看有无中心体。( )
×
提示 细胞间信息交流未必都需要受体(如胞间连丝可直接实现信息交流),受体也未必都位于细胞膜上。
×
提示 最可靠的依据应为是否有细胞壁。
易错点拨细胞结构的三个易错点
考点二 物质跨膜运输的方式
1.植物细胞吸水和失水实验的四种曲线模型分析
2.理清动植物细胞的吸水和失水
多
少
选择透过性
特别提醒人工膜≠生物膜:生物膜具有载体蛋白,故具有选择透过性,人工膜为物理性半透膜,物质能否通过取决于膜上孔径的大小。
物质出入细胞方式的判断
3.物质出入细胞方式的判断
物质出入细胞方式的判断
4.影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、O2浓度
自由扩散
协助扩散或主动运输
特别提醒温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性,进而影响物质运输的速率。
主动运输
5.巧用两种抑制剂探究物质跨膜运输的方式
主动运输
蛋白酶
【对点训练】
题组一 精典对练——拿高分
角度1 围绕细胞吸水和失水考查生命观念与科学探究
1.(2021广东卷,13)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
答案 A
解析 由题图可知,蔗糖溶液①处理保卫细胞后,细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,细胞的气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此③处理后保卫细胞细胞液浓度<①处理后保卫细胞细胞液浓度,A项错误,C项正确。用蔗糖溶液②处理细胞后,细胞的气孔开度变小,说明细胞失水,可观察到质壁分离现象,B项正确。由以上分析可知,蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故三种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D项正确。
2.(2021湖南卷,3)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是( )
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
答案 D
解析 施肥过多使外界溶液浓度过高,大于细胞液的浓度,细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡,引起“烧苗”现象,A项正确;发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质,质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部与细胞壁分开,B项正确;植物细胞在发生质壁分离复原的过程中,因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低,与外界溶液浓度差减小,细胞的吸水能力逐渐降低,C项正确;溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同,因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子,故其渗透压高于葡萄糖溶液,D项错误。
题后总结植物细胞吸水与吸收矿质离子的关联性
(1)矿质离子需溶于水中方可被吸收。
(2)细胞吸收矿质离子可提高细胞液渗透压,从而提升对水的吸收能力。
角度2 物质出入细胞的方式及其特点与判定
3.(2021浙江1月选考,12)右图为植物细胞质膜中H+—ATP酶将细胞质中的H+运输到膜外的示意图。下列叙述正确的是( )
A.H+运输过程中H+—ATP酶不发生形变
B.该运输可使膜两侧H+维持一定的浓度差
C.抑制细胞呼吸不影响H+的运输速率
D.线粒体内膜上也会发生图示过程
答案 B
解析 主动运输过程中H+—ATP酶作为载体蛋白,会发生形变,协助物质运输,A项错误;该运输方式为主动运输,主动运输的结果是使膜两侧H+维持一定的浓度差,B项正确;H+的运输方式为主动运输,需要载体蛋白的协助,同时需要能量,抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应,进而影响H+的运输速率,C项错误;图示过程是消耗ATP的过程,而线粒体内膜上的电子传递链最终会生成ATP,不会发生图示过程,D项错误。
4.(2021河北卷,4)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( )
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
答案 D
解析 血液流经肌肉组织时,O2从红细胞进入血浆,经毛细血管壁、组织液进入肌肉细胞,CO2进入红细胞,A项正确;①②是自由扩散,④从高浓度一侧到低浓度一侧,需要载体,属于协助扩散,⑤是水分子通过水通道蛋白的运输,属于协助扩散,B项正确;③是主动运输,人体成熟红细胞无线粒体,通过无氧呼吸产生ATP为其供能,C项正确;人体成熟红细胞由于无细胞核及各种细胞器,所以糖蛋白不会更新,D项错误。
角度3 衍生点——主动运输需要的能量可来自除ATP之外的其他供能方式
5.(不定项选择)(2021湖南长沙期中)人体小肠上皮细胞对三种单糖吸收的方式如下图所示,半乳糖和葡萄糖均可通过钠—葡萄糖协同转运体(sodium-glucose cotransporter2,SGLT2)顺Na+的
浓度梯度从肠腔进入细胞,其中半乳糖与SGLT2的亲和力大于葡萄糖,小肠上皮细胞通过钠钾泵维持膜内外Na+浓度梯度。下列叙述不正确的是( )
A.果糖的转运速率会随着果糖浓度的升高持续增大
B.三种单糖吸收的方式与Na+进入小肠上皮细胞的方式完全相同
C.肠腔中半乳糖浓度升高,小肠上皮细胞对葡萄糖的吸收量减少
D.抑制小肠上皮细胞的钠钾泵后,葡萄糖转运速率不变
答案 ABD
解析 由图可知,果糖的运输方式是协助扩散,其转运速率随着果糖浓度的升高在一定范围内增大,但由于受到载体蛋白数量的限制,因此其转运速率达到一定后会不变,A项错误;葡萄糖和半乳糖逆浓度梯度进入细胞,其方式是主动运输,果糖顺浓度梯度进入细胞,其方式是协助扩散,而Na+进入细胞的方式是协助扩散,B项错误;肠腔中半乳糖浓度升高,由于半乳糖与SGLT2的亲和力大于葡萄糖,所以葡萄糖和载体蛋白结合的机会减少,因此小肠上皮细胞对葡萄糖的吸收量减少,C项正确;抑制小肠上皮细胞的钠钾泵后,导致膜内外Na+浓度梯度平衡被破坏,影响了钠—葡萄糖协同转运体的活动,因此葡萄糖转运速率减小,D项错误。
题后反思载体蛋白、主动运输的三个“并非”
角度4 衍生点——水分子进出细胞的非渗透作用模式
6.(不定项选择)(2021河北衡水月考)美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得了诺贝尔奖,通道蛋白分为两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白,阿格雷成功分离出了水通道蛋白,麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构。下图为肾小管上皮细胞重吸收水分和K+通道蛋白的立体结构的示意图。下列与通道蛋白有关的叙述,错误的是( )
A.水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中
B.抗利尿激素能促进肾小管上皮细胞利用水通道蛋白重吸收水分
C.K+通道蛋白运输物质的方式为主动运输,需要消耗ATP
D.通道蛋白运输时没有选择性,比通道直径小的物质可自由通过
答案 CD
解析 由题图可知,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中,水分子可借助水通道蛋白运输,A项正确;抗利尿激素可以促进肾小管对水的重吸收(速度加快),该过程是通过水通道蛋白实现的,B项正确;由题图可知,K+从高浓度到低浓度运输,故K+通道蛋白运输物质的方式为协助扩散,不需要消耗ATP,C项错误;通道蛋白运输物质时具有选择性,如水通道蛋白只能运输水分、K+通道蛋白只能运输K+,D项错误。
题组二 易错防范——不失分
1.真题速览
有关物质跨膜运输方式的正误判断。
(1)[2020全国卷Ⅱ,T3B]探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,可用肉眼直接观察。( )
(2)[2020山东卷,T3C]质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。( )
×
提示 红细胞体积微小,观察其因失水而发生的形态变化需要借助显微镜。
×
提示 质壁分离过程中,植物细胞失水,原生质层体积变小,绿色会加深,而随着不断失水,细胞液的浓度增大,吸水能力增强。
(3)[2019浙江4月选考,T9D]渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散。( )
(4)[2020全国卷Ⅱ,T1A]新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。( )
(5)[2019全国卷Ⅲ,T5C]组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中。( )
×
提示 渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散。
×
提示 新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于胞吞。
√
(6)[2018全国卷Ⅰ,T3A]在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中的N2和 。( )
(7)[2018全国卷Ⅱ,T2C]神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输。( )
×
√
提示 小麦不能吸收土壤中的N2。
2.易错辨析
有关物质跨膜运输方式的正误判断。
(1)主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同。( )
(2)胞吞和胞吐是借助膜的融合完成的,与膜的流动性有关。( )
(3)神经递质释放到突触间隙时,需要载体蛋白的协助。( )
(4)抑制神经细胞膜上蛋白质的活性,会影响兴奋的产生和传导。( )
√
√
×
提示 神经递质的释放方式为胞吐,不需载体蛋白协助。
√
(5)抑制细胞膜上载体蛋白的作用不会阻碍性激素进入细胞。( )
(6)葡萄糖进入人体细胞的方式有主动运输和协助扩散。( )
(7)某些小分子物质也可通过胞吐运输。( )
(8)通过离子通道或离子泵的运输方式均为主动运输。( )
√
√
√
×
提示 通过离子通道的运输方式为协助扩散。
易错防范1.离子通道不是离子泵
2.胞吞和胞吐
专项模块 素能培优
小题解题技法突破(一) “陷阱”排除法
【技法指导】
“陷阱”是选择题选项常用设置伎俩,答题时务必敏锐洞察,谨防上当,尤其对细菌、蓝藻等原核生物、病毒类生物、根尖细胞(无叶绿体)、哺乳动物成熟红细胞及非ATP供能的主动运输等应高度警戒。切记原核生物不具备核膜及除核糖体以外的细胞器,无生物膜系统;病毒不具备细胞结构,不具有独立代谢功能,只能营寄生生活;根尖细胞无叶绿体;动物细胞无氧呼吸不生成CO2;涉及ATP之外的“能量”等陷阱。此外,有效规避陷阱必须敏锐捕捉题干中的所有“小信息”。
特训1
(2021山东烟台模拟)幽门螺旋杆菌主要寄生于胃中,是引起很多消化道疾病的首要致病细菌。体检时可通过13C尿素呼气试验来检测幽门螺旋杆菌感染情况。受试者口服13C标记的尿素胶囊后,尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化分解为NH3和13CO2,定时收集受试者吹出的气体并测定其中是否含有13CO2。根据以上信息判断,下列叙述正确的是( )
A.幽门螺旋杆菌的细胞膜具有双层磷脂分子,但其不具有流动性
B.幽门螺旋杆菌感染者吹出气体中的CO2是其细胞有氧呼吸产生的
C.检测13CO2的放射性可用溴麝香草酚蓝水溶液在高倍镜下镜检分析
D.幽门螺旋杆菌产生的脲酶在pH小于7的条件下依然能发挥作用
答案 D
解析 幽门螺旋杆菌细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,具有一定的流动性,A项错误;通过题干信息可知,受试者口服含有13C标记的尿素胶囊,如果受试者胃里有幽门螺旋杆菌,则尿素会被幽门螺旋杆菌产生的脲酶分解成NH3和13CO2,故感染者呼出的13CO2来自幽门螺旋杆菌分解的尿素,不是人体细胞有氧呼吸产生的,B项错误;溴麝香草酚蓝水溶液可检测二氧化碳,但不能检测放射性,放射性检验可利用放射性自显影技术,C项错误;通过题干信息可知,幽门螺旋杆菌主要寄生于人体的胃中,胃中是酸性环境,故幽门螺旋杆菌产生的脲酶适宜在酸性条件下发挥作用,D项正确。
陷阱排除本题文本信息中“收集受试者吹出的气体并测定其中是否含13CO2”属于“陷阱”。往往错误地认定受试者吹出的CO2是受试者自身细胞呼吸的产物,而忽视了文本信息中还有“受试者口服13C标记的尿素胶囊后,尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化分解为NH3和13CO2”这一关键信息。
特训2
(不定项选择)(2021湖南常德期末)细胞膜上的转运蛋白根据作用方式分成两类:载体蛋白、通道蛋白。一种物质在不同的场合有不同的运输机制,如由载体协助扩散,或经通道扩散,或逆浓度梯度“泵”出细胞,有被动运输也有主动运输,一种生理活动往往是由各种运输机制相配合完成的。人体细胞膜上存在一种离子通道蛋白,在膜电位发生变化时,该通道蛋白的闸门开启或关闭,完成无机盐离子进出细胞的运输。丙酮酸进入线粒体是依靠转运蛋白及H+浓度差为动力的。下图所示为物质进出细胞的三种途径,下列相关说法错误的是( )
A.载体蛋白有特异性,通道蛋白没有特异性
B.途径①与丙酮酸进入线粒体都不需要消耗ATP
C.甲物质是细胞呼吸产生的ATP,可为途径②和③提供能量
D.膜电位由静息电位变为动作电位时,Ca2+通道开启,消耗ATP
答案 ACD
解析 载体蛋白、通道蛋白作为运输物质的蛋白质,与所运输的物质大小、带电荷多少等都有关,都有特异性,A项错误;途径①是葡萄糖从高浓度向低浓度运输且需要载体协助,运输方式为协助扩散,该运输方式依靠细胞内外葡萄糖的浓度差,不消耗ATP,丙酮酸进入线粒体是依靠转运蛋白及以H+浓度差为动力的,也不消耗ATP,B项正确;分析题图可知,途径③为胞吐,消耗能量,膜电位由内负外正的静息电位变为内正外负的动作电位时,途径②Ca2+通道开启,Ca2+顺浓度梯度内流,不消耗ATP,C、D两项错误。
陷阱排除本题的“陷阱”隐藏于题干中的“该能量可能来自ATP水解或离子电化学梯度”及题图中葡萄糖分子数在肠腔中仅标有“4”个而小肠上皮细胞中却标有“12”个,葡萄糖由低浓度→高浓度方向运输,应属于主动运输。而题图中未显示该运输过程伴随ATP水解,则应结合题干信息中“以离子电化学梯度”作能源供应。
特训3
以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如图甲所示。下列分析正确的是( )
A.光照相同时间,在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
B.光照相同时间,35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
C.如果该植物质量为x g,置于暗处4 h后质量为(x-1) g,然后光照4 h后质量为(x+2) g,则总光合速率为0.75 g/h
D.若将乙装置中NaHCO3溶液换成蒸馏水,则在黑暗条件下可测得b曲线
答案 B
解析 由图可知,在25 ℃时,CO2吸收量最大,在20 ℃条件下植物积累的有机物的量小于25 ℃条件下积累的有机物的量,即25 ℃时光合作用净合成量最大,积累的有机物最多,A项错误;在光照时间相同的情况下,光合作用的总量是净光合作用量和细胞呼吸量的总和,35 ℃时总光合速率为3.00 mg/h的净光合速率与3.50 mg/h的呼吸速率之和,30 ℃时总光合速率为3.00 mg/h的呼吸速率与3.50 mg/h的净光合速率之和,二者总光合速率相同,B项正确;若该植物质量为x g,置于暗处
4 h后质量为(x-1) g,则4 h细胞呼吸消耗有机物为1 g,然后光照4 h后质量为(x+2)g,所以净光合作用积累的有机物为3 g,在生成有机物的同时细胞呼吸消耗有机物,4 h细胞呼吸消耗有机物为1 g,所以总光合作用生成的有机物为4 g,则总光合速率为1 g/h,C项错误;由图可知,图乙装置可以用来测定光合速率,若将乙装置中NaHCO3溶液换成NaOH溶液,则在黑暗条件下可测得b曲线,D项错误。
陷阱排除本题中一个重要的“陷阱”是题图上方文字中以“测定”的CO2吸收量和释放量为指标,倘若不能将“测定值”视作“净光合量”便会导致本题错解(真正光合速率必须通过测定的净光合量及呼吸量计算获得)。
热考主题微网(二)病毒
【微网建构】
【考向探析】
“病毒”相关内容在教材中所占篇幅很少,仅提及病毒生活与细胞的关系、噬菌体侵染细菌实验、病毒遗传物质探索及病毒作基因工程载体、动物细胞融合促融剂等。然而,由于近年高考越来越关注生产、生活实际及人体健康,全国高考对于病毒的考查,无论频次还是内容的深度、广度,都彰显其突出地位。未来高考可能结合病毒的结构、类型判定、与人类健康的关系及预防或疫苗制备等予以考查。
【真题感悟】
1.(2020全国卷Ⅰ,1)新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯,提高公共卫生安全意识。下列相关叙述错误的是( )
A.戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播
B.病毒能够在餐具上增殖,用食盐溶液浸泡餐具可以阻止病毒增殖
C.高温可破坏病原体蛋白质的空间结构,煮沸处理餐具可杀死病原体
D.生活中接触的物体表面可能存在病原微生物,勤洗手可降低感染风险
答案 B
解析 预防传染病的措施包括控制传染源、切断传播途径、保护易感人群,戴口罩、勤洗手属于切断传播途径,A、D两项正确。病毒只能在活的宿主细胞中增殖,在餐具上不能增殖,B项错误。高温能够使病原体的蛋白质变性失活,因此煮沸处理餐具可杀死病原体,C项正确。
2.(2020北京卷,11)人体感染新冠病毒后,机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列,构建表达载体并在相应系统中表达,可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是( )
A.该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测
B.在该单抗制备过程中利用了基因工程技术
C.该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合
D.可用抗原—抗体反应检测抗体基因表达产物
答案 A
解析 该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合,而不能与新冠病毒的核酸结合,A项错误,C项正确;该单抗制备过程中体现了“获取抗体基因→构建基因表达载体→将基因表达载体导入相应系统”等基因工程的基本步骤,即该单抗制备过程中利用了基因工程技术,B项正确;该抗体基因表达产物即“新冠病毒表面抗原的抗体”,可利用抗原—抗体反应进行检测,D项正确。
3.(2018全国卷Ⅱ,5)下列关于病毒的叙述,错误的是( )
A.从烟草花叶病毒中可以提取到RNA
B.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解
C.HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征
D.阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
答案 B
解析 烟草花叶病毒是RNA病毒,A项正确。T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,B项错误。HIV侵入人体后与T淋巴细胞结合,破坏T淋巴细胞,从而使人体的特异性免疫几乎全部丧失,使人得获得性免疫缺陷综合征,C项正确。传染病的预防措施是控制传染源,切断传播途径,保护易感人群。阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率,D项正确。
【专项集训】
1.(2021河南郑州质检)新型冠状病毒具有囊膜和棘突,通过囊膜上的S蛋白与人体细胞膜表面的ACE2蛋白结合侵入人体细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.囊膜上的S蛋白由新型冠状病毒自身的核糖体合成
B.ACE2蛋白的合成与分泌伴随着生物膜的转移与融合
C.囊膜的主要成分是磷脂和蛋白质,与肺炎链球菌的荚膜成分不同
D.S蛋白与ACE2蛋白的结合不能体现细胞膜具有细胞间信息交流的功能
答案 A
解析 病毒没有细胞结构,S蛋白是在宿主细胞的核糖体上合成的,A项错误。ACE2蛋白是膜蛋白,其合成与分泌需要内质网和高尔基体参与,合成与分泌过程中伴随着生物膜的转移与融合,B项正确。肺炎链球菌荚膜的主要成分为多糖,新型冠状病毒囊膜的主要成分是磷脂和蛋白质,C项正确。病毒无细胞结构,病毒的S蛋白与受体蛋白的结合不能体现细胞膜具有细胞间的信息交流功能,D项正确。
2.(2021东北师大附中二模)手足口病是由肠道病毒引起的常见急性发热出疹性传染病。引发手足口病的肠道病毒有20多种,其中以柯萨奇病毒A16型(CoxA16)和肠道病毒71型(EV71)最为常见。下列相关叙述错误的是( )
A.病毒的遗传物质彻底水解可产生6种产物
B.感染肠道病毒引起发热的过程中,机体的产热量大于散热量
C.EV71侵入人体后被吞噬细胞吞噬,是人体的第二道防线,属于非特异性免疫
D.肠道病毒在宿主细胞内增殖时,需要的模板、能量和酶均由宿主细胞提供
答案 D
解析 病毒的遗传物质彻底水解的产物为五碳糖、磷酸和4种含氮碱基,共6种,A项正确。人体发热的过程中,机体的产热量大于散热量,B项正确。EV71侵入人体后,被吞噬细胞吞噬属于非特异性免疫,是人体的第二道防线,C项正确。病毒在增殖过程中的模板由病毒本身提供,D项错误。
3.非洲猪瘟病毒(ASFV)的基因是双链线状DNA,主要在猪的吞噬细胞中复制。下列有关说法正确的是( )
A.ASFV利用宿主细胞的细胞器合成病毒的蛋白质外壳
B.ASFV与猪的核酸彻底水解的产物相同
C.ASFV的DNA两条链上的嘌呤数相等
D.ASFV主要破坏猪的非特异性免疫,对特异性免疫影响较小
答案 A
解析 ASFV是病毒,不能独立生活,要寄生在宿主细胞中,利用宿主细胞的细胞结构及原料等来合成自身的蛋白质外壳,A项正确;ASFV的核酸是DNA,猪的核酸是DNA和RNA,二者彻底水解的产物不完全相同,B项错误;根据碱基互补配对原则,ASFV的DNA一条链上的嘌呤数等于另一条链上的嘧啶数,但两条链上的嘌呤数不一定相等,C项错误;根据题意可知,ASFV的基因主要在猪的吞噬细胞中复制,吞噬细胞是其重要的宿主细胞,由于吞噬细胞既参与非特异性免疫,又参与特异性免疫,故当ASFV破坏吞噬细胞时,猪的非特异性免疫和特异性免疫都将受到很大的影响,D项错误。
4.(不定项选择)(2021湖南邵阳期末)预防新型冠状病毒肺炎人人有责。下列有关叙述正确的是( )
A.新型冠状病毒是由蛋白质和DNA组成的
B.有人曾建议用消毒液治疗新型冠状病毒肺炎,这种治疗方法没有科学根据
C.新型冠状病毒可以寄生在人体细胞中,在人体细胞中繁殖
D.戴口罩、勤洗手、保持社交距离、不群聚、肉类食物充分煮熟等措施可以有效预防新型冠状病毒肺炎
答案 BCD
解析 新型冠状病毒是由蛋白质和RNA组成的,A项错误;用消毒液治疗新型冠状病毒肺炎,这种治疗方法没有科学根据,B项正确;新型冠状病毒可以寄生在人体细胞中,在人体细胞中繁殖,C项正确;戴口罩、勤洗手、保持社交距离、不群聚、肉类食物充分煮熟等措施可以有效预防新型冠状病毒肺炎,D项正确。
5.HIV是艾滋病的元凶,它是一种逆转录病毒,侵染人体后主要在T细胞内繁殖。下列有关HIV的叙述,正确的是( )
A.逆转录和翻译两个过程的模板都是mRNA,但所需的原料不同
B.HIV在人体内繁殖所需的酶、原料和ATP都是由T细胞提供的
C.HIV侵染人体后攻击T细胞,使人体免疫系统立即瘫痪
D.现阶段防控艾滋病最有效的手段是切断HIV的传播,杜绝感染
答案 D
解析 逆转录的模板是RNA,原料是脱氧核苷酸,而翻译的模板是mRNA,原料是氨基酸,A项错误;HIV逆转录所需的逆转录酶不是宿主细胞含有的,而是病毒转移到宿主细胞内的,B项错误;HIV侵染人体后有一定时间的潜伏期,并不是立即使人体免疫系统瘫痪,C项错误;现阶段还没有根治艾滋病的有效药物,防控艾滋病重在杜绝感染,D项正确。
6.对新冠肺炎疑似病例进行确定,常用两类检测方法,回答下列问题。
(1)核酸检测法,如图所示。
①检测新冠病毒的RNA前需要进行扩增,但必须先经过 成为DNA,才能进行PCR扩增,然后再用DNA探针进行图中的信号检测。进行PCR扩增时,使用的引物有 种,其作用是 。
②图中的探针信号检测又称为 技术,利用了
的原理。
(2)间接免疫荧光法:把受感染的细胞固定在一个小玻片上,这个玻片上有冠状病毒,然后把病人的血清滴在小玻片上,若血清中有跟这个病毒反应的抗体,二者就可以结合,然后滴上另外一种带有荧光的试剂,在荧光显微镜下,玻片上会有荧光显现。
①上述检测方法是利用了 杂交法。
②如果病人血清中有跟这个病毒反应的抗体,说明病人体内发生了 免疫,通过 细胞产生了特异性抗体。
③快速检测新冠肺炎时,在荧光显微镜下,玻片上有荧光显现,说明 。
答案 (1)①逆转录 2 使DNA聚合酶能够从引物的结合端开始连接脱氧核苷酸 ②DNA分子杂交 碱基互补配对 (2)①抗原—抗体 ②体液 浆 ③病人感染了新型冠状病毒
解析 (1)①以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程;PCR技术可体外大量扩增目的基因,该技术的条件之一是需要2种引物,其作用是使DNA聚合酶能够从引物的结合端开始连接脱氧核苷酸。②图中的探针检测的是DNA,因此采用的是DNA分子杂交技术,其原理是碱基互补配对。(2)①根据题干信息“这个玻片上有冠状病毒,然后把病人的血清滴在小玻片上,若血清中有跟这个病毒反应的抗体,二者就可以结合”可知,其采用的是抗原—抗体杂交法。②抗体是在体液免疫过程中产生的,因此如果病人血清中有跟这个病毒反应的抗体,说明病人体内发生了体液免疫,通过浆细胞产生了特异性抗体。③快速检测新冠肺炎时,在荧光显微镜下,玻片上有荧光显现,说明病人血清中有跟这个病毒反应的抗体,即病人感染了新型冠状病毒。
本 课 结 束
