第2讲 生命系统的结构基础
聚焦新课标：1.3各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异。
基础自查·明晰考位
纵引横连——建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
边角扫描——全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体。(必修1 P41图3—2)( )
2．细胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的。(必修1 P44～45正文)( )
3．向细胞内注射某物质后，细胞膜上会留下一个空洞。(必修1 P46“概念检测”)( )
4．人工肾利用了生物膜的选择透过性。(必修1 P53“与社会的联系”)( )
5．游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质不能参与分泌蛋白的形成。(必修1 P52正文)( )
6．细胞核是遗传信息库，也是细胞代谢和遗传的控制中心。(必修1 P56正文)( )
7．克隆猴的诞生，标志着我国克隆技术走在了世界的最前列。(必修1 P58“生物科技进展”)( )
8．胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被高尔基体降解。(必修1 P71“相关信息”)( )
9．细胞膜和核膜以及两膜之间的细胞质称为原生质层。(必修1 P63正文)( )
10．水分子主要通过自由扩散进出细胞。(必修1 P67正文)( )
11．载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。(必修1 P66～67正文)( )
12．主动运输都是逆浓度梯度进行的。(必修1 P72“概念检测”)( )
13．胞吞、胞吐是特殊的现象，它们运输物质不需要消耗细胞呼吸所释放的能量。(必修1 P71正文)( )
14．囊性纤维化发生的一种主要原因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常。(必修1 P70“与社会的联系”)( )
考点梳理·整合突破
整合考点2 “既分工又合作”的细胞结构
微点1 依托细胞结构考查生命观念的落实
任务驱动
任务1 感悟细胞的结构与功能的适应性
(1)细胞膜
(2)细胞器的分类归纳
(3)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。
(4)结构与功能观
任务2 明确细胞核的“两”大功能
【特别提醒】
细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
任务3 “三看法”快速区分原核细胞和真核细胞
任务4 牢记五种特殊细胞的细胞结构
(1)哺乳动物成熟的红细胞——没有________。
(2)蛔虫的体细胞——没有________，只能进行无氧呼吸。
(3)植物根尖分生区细胞——没有__________________________________。
(4)蓝细菌细胞——无________________，但能进行光合作用和有氧呼吸。
(5)原核细胞——只有________一种细胞器。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·湖南卷]关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是( )
A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B．核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关
C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所
D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
2．[2023·海南卷]衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是( )
A．都属于原核生物
B．都以DNA作为遗传物质
C．都具有叶绿体，都能进行光合作用
D．都具有线粒体，都能进行呼吸作用
3．[2023·山东卷]溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )
A．H＋进入溶酶体的方式属于主动运输
B．H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
4.(事实概述类)(必修1 P40“问题探讨”)鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，其原理是细胞膜具有________的功能。
5．(假说推测类)(必修1 P53“拓展应用”)溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？尝试提出一种假说，解释这种现象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．(必修1 P45“旁栏思考”)虽然细胞膜内部是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
7.[2022·江苏卷，节选]纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
纤毛结构如图1所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是___________________________________________________________。
8．[全国卷1节选]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。
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________。
微点2 生物膜系统相关考查
任务驱动
任务1 正确认识细胞的生物膜系统
任务2 “三看”法识记分泌蛋白的合成、加工和运输
任务3 “三个角度”透析囊泡类问题
任务4 归纳识记五类物质的合成场所
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·浙江6月]囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是( )
A．囊泡的运输依赖于细胞骨架
B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
2．[2023·海南卷]不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
生物膜 膜主 要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质(%) 49 18 64 62 78
脂质(%) 43 79 26 28 22
糖类(%) 8 3 10 10 少
下列有关叙述错误的是( )
A．蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性
B．高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C．哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D．表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
3.(必修1 P51“思考讨论”改编)科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是什么？如果用人的口腔上皮细胞为实验材料可以吗？为什么？
________________________________________________________________________。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
4.[2020·全国卷Ⅰ，29]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)__________________________
模拟预测·题组集训
题组预测一 基于结构—功能观的生命观念的学科素养考查
1．[2023·山东济宁统考三模]酵母菌API蛋白是一种进入液泡后才能成熟的蛋白质，其进入液泡有两种途径。途径甲是在饥饿条件下，形成较大的双层膜包被的自噬小泡，自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合，以单层膜泡进入液泡；途径乙是在营养充足条件下，形成体积较小的Cvt小泡，该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合。下列叙述错误的是( )
A．自噬小泡的内膜与液泡膜融合后，API进入液泡
B．衰老的线粒体可通过类似途径甲的过程进入液泡
C．自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关
D.酵母菌的液泡与动物细胞的溶酶体结构和功能相似
2．[2023·广东梅州统考二模]“结构与功能相适应”的原则是生物学的基本观点之一，下列与该原则相符的是( )
A．溶酶体可以合成大量的酸性水解酶，得以分解衰老、损伤的细胞器
B．叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积，有利于化学反应的高效进行
C．细胞壁是植物细胞系统的边界，具有控制物质进出细胞的功能
D．细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，与细胞的运动、分裂等有关
3．[2023·广东佛山统考二模]马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白。目前普遍认为细胞质流动是由马达蛋白介导的“货物”定向运输引起的。下图为马达蛋白运输叶绿体的示意图。下列叙述错误的是( )
A．细胞骨架参与细胞内物质或结构的运输
B．观察细胞质的流动可用叶绿体的运动作为参照
C．该细胞中马达蛋白介导叶绿体朝不同的方向运输
D．马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
4．[2023·河南省安阳市高三一模]蛋白质糖基化普遍存在于真核细胞中，具有重要的功能。特定的抗生素可阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中；糖基化的蛋白质对蛋白酶有更强的抗性。下列相关推测不合理的是( )
A．糖基化不会影响蛋白质的空间结构
B．蛋白质的糖基化是在内质网中完成的
C．合适的糖基化可提高治疗性蛋白质的疗效
D．溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化修饰
题组预测二 获取信息能力及综合能力的考查
5．科学家发现在内质网和高尔基体之间存在着一个中间膜区室，称为内质网—高尔基体中间体(ERGIC)，大多膜蛋白、分泌蛋白合成过程中途经内质网—高尔基体膜泡运输至细胞不同部位。在这一过程中，如果蛋白质错误分选运输至ERGIC，ERGIC会产生反向运输的膜泡将货物运回至内质网；对于正确分选的蛋白质，ERGIC通过膜泡顺向运输至高尔基体，再输送到特定的区域。下列有关叙述错误的是( )
A．ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关
B．此过程体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用
C．若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱，可能诱发细胞凋亡
D．此过程中，内质网起到了交通枢纽的作用
6．线粒体中的部分蛋白质是由核基因编码。先在线粒体外合成前体蛋白，然后在信号序列的引导下，进入线粒体加工为成熟蛋白质。过程如图所示。下列推测错误的是( )
A．前体蛋白进入线粒体时，空间结构发生了改变
B．前体蛋白在线粒体内加工成熟的过程需要酶的参与
C．线粒体外的蛋白质分子直径小于转运通道直径，就可进入线粒体
D．前体蛋白信号序列与受体识别的过程未体现生物膜之间的信息交流
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
7．庞贝病是由溶酶体中酸性α-葡萄糖苷酶(GAA)遗传缺陷或功能障碍引起的。艾夫糖苷酶替代疗法(Nexviazyme)可用于治疗1岁及以上的晚发性庞贝病患者。与标准治疗相比，Nexviazyme治疗后的M6P(甘露糖-6-磷酸)受体含量增加约15倍，旨在帮助改善细胞对酶的摄取并增强目标糖原的清除。下图是正常肌细胞和庞贝影响肌细胞的对比图，回答下列问题：
(1)据图可知，在正常肌细胞中，糖原分解为________发生在________中。在庞贝影响肌细胞
内，此过程受阻，直接原因是________减少导致全身肌肉细胞中________积累，从而导致不同肌肉不可逆的损伤。
(2)由题意推测可知，将GAA转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加________________的含量。Nexviazyme疗法通过靶向此途径，来增强GAA向肌肉细胞溶酶体中的递送。
(3)标准治疗与Nexviazyme治疗是一组对照实验，实验应选取____________(填“健康人”或“庞贝病患者”)作为研究对象，将其分为两组，同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量保持____________。若某庞贝病患者的病因为功能障碍，则采用Nexviazyme疗法________(填“有效”或“无效”)，原因是___________________________________________________________________________________________________________(要求解释原因时至少提到四种有关物质和一种细胞结构)。
专题拓展·素养落地2 细胞内信号通路与囊泡运输
拓展一 阿尔茨海默病
知识拓展
β-淀粉样蛋白(Aβ)的大量沉积被认为是导致阿尔茨海默症(AD)的一个重要原因。Aβ在大脑神经细胞轴突和神经末梢中形成，会激发一系列连锁反应，包括阻碍神经细胞轴突的运输功能，甚至导致神经细胞的死亡。Aβ由β-淀粉样前体蛋白(APP)先经过加工形成palAPP，再由β分泌酶和γ分泌酶切割产生。目前尚无治疗AD的特效药物。
长期以来囊泡运输被认为是内质网与其他细胞器相联系的主要机制，但最近的研究表明内质网膜与线粒体、质膜、高尔基体紧密连接，这种细胞结构间形成的微小膜连接称为膜接触位点。尽管这些接触通常只涉及膜表面的很小部分，但对胞内通信却起着重要的介导作用。最典型的膜接触位点是内质网和线粒体之间的接触部位——线粒体相关内质网膜(MAM)。MAM上存在丰富的蛋白质，这些蛋白质可调节与生理和病理过程相关的细胞信号通路。许多研究表明MAM与AD的发生有密切的联系。
研究显示，在AD模型小鼠中，线粒体内Ca2＋的增加与Aβ斑块沉积和神经元死亡有关。MAM是调节Ca2＋平衡和氧化还原平衡的关键点。内质网膜上的Ca2＋释放通道被激活后，通过MAM控制Ca2＋从内质网顺浓度梯度向线粒体转移。线粒体中过量的Ca2＋会干扰细胞呼吸，增加活性氧的生成；同时Ca2＋浓度异常会触发内质网功能异常，从而导致神经元死亡，引发AD。
专项提升
1.淀粉样前体蛋白(APP)是一种广泛存在于人体全身组织细胞上的单次跨膜蛋白，其经蛋白酶裂解形成的一系列蛋白肽，比如β－淀粉样蛋白(Aβ)，被认为与阿尔茨海默症(简称“AD”，表现为老年认知障碍)的发病过程相关。如图显示了APP被降解切割的不同过程，下列相关叙述不合理的是( )
A．检测大脑神经元内Aβ的含量可作为AD诊断的一个重要指标
B．根据AD的症状表现，推测Aβ的聚集主要导致了神经元的受损
C．β分泌酶的切割位点位于图中①所指部位，破坏的是肽键
D．抑制Aβ形成或抑制β分泌酶活性是对AD可行的治疗思路
2．新的研究表明，在神经元轴突中的MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所。基于这一发现，研究人员尝试通过抑制MAM关键基因的表达，或者降低MAM的数量或活性，以期阻止或减缓阿尔茨海默症患者的疾病进展。
(1)APP加工成palAPP后，导致其________改变，从而被β分泌酶切割产生Aβ。
(2)由材料可知，细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，通过囊泡运输和膜接触位点，在结构和功能上紧密联系，共同构成细胞的________。
(3)根据文中信息，Ca2＋浓度异常引发AD的原因是：在MAM的调控下，Ca2＋从________________转出，过量的Ca2＋干扰了氧气在____________处与[H]的反应，产生过多活性氧；同时Ca2＋浓度异常会____________________________________，从而导致神经元死亡。
拓展二 信号识别与囊泡运输
知识拓展
1.核糖体与内质网之间的识别
信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新生肽被引导至内质网后(如图所示)，继续合成肽链，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落；肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。
2．内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(图1)，其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
3．受体介导的囊泡运输
囊泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白，囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别，进行囊泡运输。
专项提升
1.(经典高考)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A．消化酶和抗体不属于该类蛋白
B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
2．研究发现，游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体，取决于该游离核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测不合理的是( )
A．分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
B．内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物
C．SP合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会聚集在内质网腔
D．经囊泡包裹离开内质网的蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工
考点梳理·整合突破
整合考点3 “管控有方”的物质出入细胞的方式
微点1 细胞的吸水与失水
任务驱动
任务1 理清动植物细胞的吸水与失水
【特别提醒】
有关渗透作用的误区总结
(1)水分子的运输特点：无论细胞是吸水还是失水，半透膜两侧水分子的移动都是双向的。
(2)渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
(3)浓度的实质：渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。
(4)观察指标：漏斗内液面的变化，不能用烧杯内液面的变化，因其现象不明显。
任务2 补充完善质壁分离实验的拓展
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性
(2)测定细胞液浓度的范围
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·全国甲卷]探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
2．[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
3．[2022·浙江6月]“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低
C．丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
4.(必修1 P72“练习与应用”)淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？
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5．(必修1 P72概念检测T2改编)果脯在腌制过程中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果吗？说明理由。
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评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
6.(江苏经典高考)如图为研究渗透作用的实验装置，图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，两者在物质透过功能上的差异是________________________________________________________________________
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微点2 物质出入细胞的方式
任务驱动
任务1 巧辨物质运输方式
“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
任务2 判断五类模型图中物质运输的方式
任务3 探究物质跨膜运输的方式
(1)探究主动运输和被动运输
(2)探究自由扩散和协助扩散
任务4 影响物质跨膜运输的因素
(1)内因：物质的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取决于膜上载体蛋白的________。
(2)外因
【特别提醒】
以上运输方式都受温度影响，因为温度会影响细胞膜的流动性；除此之外，温度还可以通过影响酶的活性来影响能量的供应进而影响主动运输、胞吞和胞吐。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·全国卷]物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B.血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
2．[2023·湖北卷]心肌细胞上广泛存在Na＋－K＋泵和Na＋－Ca2＋交换体(转入Na＋的同时排出Ca2＋)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是( )
A．心肌收缩力下降
B．细胞内液的钾离子浓度升高
C．动作电位期间钠离子的内流量减少
D．细胞膜上Na＋－Ca2＋交换体的活动加强
3．[2023·湖南卷](不定项)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠(质膜H＋泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na＋的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是( )
A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B．GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累
C．GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜H＋泵活性有关
D．盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
4.(必修1 P66“旁栏思考”)甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？
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5．(必修1 P72“与社会的联系”)引发阿米巴痢疾的原因是什么？
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6．(必修1 P70“正文”)免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有哪些？
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7．(必修1 P71“相关信息”)胞吞形成囊泡的最终去向是
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评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
8.[2022·海南卷，节选]细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
9．[江苏经典高考题]在适宜温度下，采用完全营养液培养黄瓜幼苗，研究营养液中氧含量变化对K＋吸收速率的影响。实验结果如图，则黄瓜幼苗根系细胞吸收K＋的方式是________，图中ab段为此提供的依据是____________________表明该过程需要能量。若在氧含量等条件稳定、适宜的情况下，研究在10 ℃～40 ℃范围内的温度变化对黄瓜幼苗K＋吸收速率的影响，预期K＋吸收速率变化的趋势是
________________________________________________________________________。
模拟预测·题组集训
题组预测一 物质出入细胞方式的综合考查
1．[2023·山东济南统考三模]通道蛋白有离子通道蛋白、孔蛋白、水通道蛋白三种类型。孔蛋白常见于线粒体和叶绿体外膜上，可允许分子质量小于5 000的分子自由通过。下列叙述错误的是( )
A．离子通道蛋白运输相应离子的速率与膜两侧离子浓度差有关，也与膜电位有关
B．离子通道蛋白和水通道蛋白的选择性比孔蛋白的高
C．肾小管和集合管上皮细胞膜上水通道蛋白的数量较多
D．通道蛋白往往需要与运输的物质相结合且构象改变
2．[2023·安徽省合肥市高三第一次质检]胃黏膜上皮细胞的细胞膜上存在的H＋－K＋－ATP酶是一种质子泵，它能催化ATP水解，在将细胞外的K＋泵入细胞内的同时，也将细胞内的H＋泵出，从而维持胃液的酸性环境。下列叙述正确的是( )
A．该质子泵可同时运输H＋和K＋，不具有选择性
B．该质子泵是具有催化和运输功能的通道蛋白
C．胃酸过量分泌时可用质子泵抑制剂进行调控
D．K＋和H＋进出细胞时质子泵结构不会发生改变
3．[2023·吉林高三二调]二氢吡啶类降压药属于钙通道阻滞剂，主要通过阻断动脉血管平滑肌细胞膜上的钙通道，抑制细胞外Ca2＋内流，引起全身外周动脉血管扩张而产生降压作用。下列分析错误的是( )
A．二氢吡啶类降压药能特异性作用于钙通道蛋白
B.细胞外Ca2＋内流的跨膜运输可能属于协助扩散
C．钙通道蛋白属于载体蛋白，转运时会发生自身构象改变
D．多数水分子进出细胞的方式与上述Ca2＋运输方式相同
题组预测二 心中有信念，玩转图表线
4．[2023·广东韶关统考二模]耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现采集到普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液处理两组水稻根毛区细胞，结果如下图，下列叙述正确的是( )
A．Ⅰ组水稻原生质体体积先减后增，是耐盐碱水稻
B．Ⅰ组水稻细胞在BC段发生了质壁分离的自动复原
C．处理过程中，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐增强
D．耐盐碱水稻的选育体现了生物多样性的间接价值
5．[2023·安徽省淮北市高三一模]取生理状态相同的笮草嫩叶若干，等量放置在不同浓度的物质X溶液中，测定笮草嫩叶细胞吸收物质X的速率，实验结果如下表所示。下列解释最合理的是( )
物质X溶液的浓度 未通入空气组的吸收速率 通入空气组的吸收速率
30 mmol·L－1 3 mmol/min 3 mmol/min
50 mmol·L－1 3 mmol/min 3 mmol/min
A.笮草细胞吸收物质X的方式为自由扩散
B．笮草细胞吸收物质X为消耗ATP的主动运输
C．笮草细胞吸收物质X需要转运蛋白参与
D．温度不影响笮草细胞对物质X的吸收速率
6．[2023·山东日照统考三模]甲状腺滤泡细胞内的I－浓度是血浆中I－浓度的30倍，血浆中I－进入滤泡上皮细胞是由钠碘同向转运体(NIS)介导的，如下图所示。哇巴因能抑制细胞膜上钠钾泵的活性。下列叙述正确的是( )
A．NIS运输I－的方式与其运输Na＋的方式相同
B．钠钾泵运输Na＋和K＋时，其空间结构不会发生改变
C.哇巴因可抑制钠钾泵的功能，从而直接影响I－的转运
D．呼吸作用减弱会同时影响K＋和I－进入甲状腺滤泡上皮细胞
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
7．[2023·吉林白山高三一模]盐碱地中所含的盐分影响作物的正常生长，对其开发利用是提高农业产能的途径，但也是个世界性难题。过去的思路主要是治理盐碱地、让盐碱地适应作物，如今科研人员提出要向选育更多耐盐碱作物、让作物适应盐碱地的方向转变。比如，在某些地区可以发展具有较强耐盐碱能力的海水稻。请回答下列问题：
(1)盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是
________________________________________________________________________
______________________________，植物无法从土壤中获取充足的水分。在植物细胞发生质壁分离过程中，外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度从大到小依次是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
海水稻具有耐盐碱性状的根本原因是____________________。
(2)细胞外的水可以通过水通道进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对水的吸收速率几乎不变，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将普通水稻放在适宜浓度的NaNO3溶液中培养，根细胞吸收一个Na＋时会排出一个H＋，吸收一个NO时会排出一个HCO。一段时间后培养液中的NO浓度下降、Na＋浓度上升，则实验过程中培养液pH的变化趋势是________。培养液中Na＋浓度上升的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题拓展·素养落地3 主动运输的三种方式
知识拓展
一、ATP直接供能的主动运输
1．Na＋－K＋泵
Na＋－K＋泵分布在动物细胞质膜上，具有ATP水解酶活性，由2个α亚基和2个β亚基组成。α亚基在细胞内侧与Na＋结合促进ATP水解，发生磷酸化后构象改变，将Na＋泵出细胞，同时细胞外的K＋与α亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，α亚基的构象再次发生变化，将K＋泵入细胞，完成一次Na＋－K＋的运输过程。此过程每循环一次，消耗1分子ATP，可以逆化学梯度送出3个Na＋和泵入2个K＋(如图)。
Na＋－K＋泵的工作示意图
Na＋－K＋泵的存在对于动物细胞维持细胞质膜电位、维持渗透平衡和吸收营养起到了至关重要的作用，动物细胞可利用膜两侧的Na＋电化学梯度完成多种营养物质吸收的过程。
2．质子泵
质子泵(proton pump)是生物膜上运输H＋的载体蛋白，广泛分布在细胞质膜、内质网膜和线粒体内膜等膜结构上。质子泵在泵出H＋时形成的电位差和质子浓度梯度能够为其他离子跨过细胞质膜提供动力。
植物细胞、真菌和细菌细胞质膜上没有Na＋－K＋泵，它们利用质膜上的质子泵形成H＋电化学梯度，帮助细胞吸收营养物质。
3．钙泵
Ca2＋泵(如图)是一种跨膜蛋白，分布在动植物细胞质膜、线粒体内膜、肌肉细胞肌质网膜及植物叶绿体膜等膜结构上，Ca2＋泵其实就是Ca2＋激活的ATP酶，每水解一个ATP转运两个Ca2＋到细胞外，形成钙离子浓度梯度。由于Ca2＋泵的存在，保证细胞质基质中游离的Ca2＋浓度始终维持在一个较低水平。
二、ATP间接供能的主动运输
1．同向协同转运
Na＋－K＋泵维持了细胞内外Na＋的电化学梯度，在小肠上皮细胞上存在葡萄糖转运蛋白，Na＋和葡萄糖与其结合后，转运蛋白的构象发生改变，当Na＋顺浓度梯度进入细胞时，葡萄糖利用Na＋浓度梯度的势能被“拉进”细胞内(下图)。由于Na＋和葡萄糖的运输方向一致，故称为同向协同转运。
2．逆向协同转运
拟南芥细胞液泡膜上，存在一种Na＋－H＋逆向协同转运蛋白(钠氢交换体)。在高盐浓度下，它利用H＋的电化学梯度将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质运进液泡内，将Na＋在液泡中区隔化，以消除Na＋的毒害，从而达到耐盐的目的。由于Na＋和H＋的运输方向相反，故称为逆向协同转运。
三、光驱动泵的运输
这类主动运输的能量来自于所吸收的光能。如植物叶绿体类囊体膜上的PSⅡ就是一种光驱动的质子泵：PSⅡ的P680获得2个波长为680 nm的光子后就能从类囊体外向内泵入2个质子。
专项提升
1.[2022·山东卷]和是植物利用的主要无机氮源，的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，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．通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C．铵毒发生后，增加细胞外的会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1转运和H＋的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
2．[2021·山东卷]液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器，液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是( )
A．Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散
B．Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺
C．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢
D．H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
3．[2022·海南卷，节选]细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是______________。
(2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于____________。
(3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH________；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是______________________________。
第2讲 生命系统的结构基础
纵引横连——建网络
①拟核 ②核糖体 ③核膜 ④纤维素和果胶 ⑤流动性 ⑥信息交流 ⑦选择透过性 ⑧细胞质基质 ⑨核糖体
⑩生物膜系统 逆浓度梯度跨膜运输、需要载体蛋白和能量 半透膜 细胞膜 细胞液浓度
边角扫描——全面清
1．× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.√ 8.× 9.× 10.× 11.× 12.√ 13.× 14.√
整合考点2
微点1
任务驱动
任务1 (1)①降低 ②蛋白质 ③分散和转移 (2)中心体、核糖体 叶绿体、线粒体 溶酶体 核糖体 线粒体 叶绿体 液泡 内质网 高尔基体 叶绿体 叶绿体 高尔基体 叶绿体 内质网 高尔基体 (3)RNA、蛋白质 (4)营养物质 降低 高尔基体 无氧呼吸
任务2 代谢和遗传
任务4 (1)细胞核和众多细胞器 (2)线粒体 (3)叶绿体、大液泡 (4)叶绿体和线粒体 (5)核糖体
过程评价
1．解析：细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关，故细胞骨架破坏会影响到这些生命活动的正常进行，A正确；核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，B正确；有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质，C错误；内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，D正确。
答案：C
2．解析：衣藻属于真核生物，A错误；衣藻和大肠杆菌的遗传物质都是DNA，B正确；大肠杆菌没有叶绿体，也不能进行光合作用，C错误；大肠杆菌不含线粒体，D错误。
答案：B
3．解析：Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明H＋浓度为溶酶体内较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A正确；溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若载体蛋白失活，溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确；Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，导致该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法及时清除，C正确；细胞质基质中的pH与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。
答案：D
4．答案：控制物质进出
5．答案：①溶酶体膜与其他细胞器膜相比，经过了特殊的修饰，使其不能被水解酶水解；②溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用，而溶酶体膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着，分解它们的酶难以起作用
6．答案：一是水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙运输；二是细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜
7．解析：中心体与有丝分裂有关，是纺锤体的组织中心。
答案：与有丝分裂有关(参与纺锤体的形成，是纺锤体形成中心)
8．解析：(1)核糖体是蛋白质的合成场所，故在植物的核糖体上合成的含氮有机物是蛋白质。细胞核内可以进行DNA复制和转录，复制的产物是DNA，转录的产物是RNA，其组成元素均为C、H、O、N、P，故细胞核内合成的含氮化合物是核酸即DNA、RNA。叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，前者含有N，后者不含N。
答案：蛋白质 核酸 叶绿素
微点2
任务驱动
任务1 真核 核膜 能量转化 酶 高效有序 溶酶体膜、液泡膜
任务2 ①核糖体 ②内质网 ③高尔基体 ④内质网 ⑤高尔基体 ⑥细胞膜 ⑦核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 ⑧细胞膜
任务3 内质网 胞吐 信息传递(释放神经递质)
任务4 ①叶绿体 ②高尔基体 ③线粒体 ④核糖体 ⑤内质网 ⑥线粒体
过程评价
1．解析：细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构，与物质运输等活动有关，囊泡运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性，即细胞膜具有流动性，C错误；囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。
答案：A
2．解析：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的，大多数蛋白质也是可以流动的，因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性，A正确；糖蛋白与细胞识别作用有密切关系，因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关，B正确；哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，由表格内容可知，线粒体内膜的蛋白质最高，其功能最复杂，神经鞘细胞质膜的蛋白质最少，其功能最简单，D正确。
答案：C
3．答案：同位素标记法；不可以，口腔上皮细胞不能产生分泌蛋白
4．解析：(1)作为系统的边界，细胞膜能够控制物质进出细胞。(2)利用突触可以完成神经元之间兴奋的传递，体现了生物膜参与信息传递的功能。(3)高尔基体广泛存在于真核细胞中，主要对来自内质网的蛋白质进行加工修饰。(4)细胞膜主要由脂质(约占50%)和蛋白质(约占40%)组成，此外，还有少量的糖类(占2%～10%)。(5)叶绿体的类囊体薄膜是绿色植物光合作用过程中光反应的场所，光反应过程将光能转换成活跃的化学能，体现了生物膜进行能量转化的功能。
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
模拟预测·题组集训
1．解析：自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合，以单层膜泡进入液泡，自噬小泡的外膜与液泡膜融合后，API进入液泡，A错误；途径甲是在饥饿条件下发生的，衰老的线粒体进行细胞呼吸第二、三阶段的代谢能力较弱，饥饿条件下为了更高效利用细胞内物质，可通过类似途径甲的过程进入液泡，B正确；细胞骨架不仅能够作为细胞支架，还参与细胞器转运、细胞分裂、细胞运动等，自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关，C正确；自噬小泡进入液泡，类似于动物细胞的自噬小泡和溶酶体融合，酵母菌的液泡与动物细胞的溶酶体结构和功能相似，D正确。
答案：A
2．解析：酸性水解酶的化学本质是蛋白质，在核糖体上合成，A错误；叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积，前者以类囊体薄膜形成基粒形式、后者以内膜折叠形成嵴的形式增大膜面积，有利于化学反应的高效进行，B正确；植物细胞的系统边界是细胞膜，C错误；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂和分化等有关，D错误。
答案：B
3．解析：细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构，在细胞运动、分裂、分化、物质运输、能量转化、信息传递等许多生命活动中都具有非常重要的作用，A正确；细胞质基质是不断流动的，悬浮在基质中的细胞器也会随之运动，所以叶绿体等颗粒位置的改变证明了细胞质是流动的，由于细胞质流动的速度慢，无标志物难以察觉，而选择体积较大的、有颜色的细胞器如叶绿体等作为标志物有利于观察，B正确；马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白，不能介导叶绿体朝不同的方向运输，C错误；马达蛋白是指细胞内在ATP驱动下沿着细胞骨架定向运输“货物”的蛋白，马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域，D正确。
答案：C
4．解析：糖基化能够改变蛋白质的空间结构，从而对蛋白质的溶解度、稳定性、活性等具有重要的影响，可提高治疗性蛋白质的疗效，A错误，C正确；抗生素阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中，说明蛋白质的糖基化是在内质网中完成的，B正确；溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体的膜蛋白不会被溶酶体酶降解可能与其糖基化有关，D正确。
答案：A
5．解析：由题意分析可知，ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关，A正确；根据题干可知，ERGIC会产生不同的膜泡将货物运到不同的地方，体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用，B正确；若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱，机体为了维持生物体正常发育，可能诱发细胞凋亡，C正确；根据题干分析可知，此过程中，内质网—高尔基体中间体起到了交通枢纽的作用，D错误。
答案：D
6．解析：前体蛋白进行跨膜运输之前需要解折叠为松散结构，据图可知其空间结构发生了变化，A正确；前体蛋白在线粒体内加工成熟的过程需要相关蛋白酶水解，并切除信号序列，B正确；核基因控制的蛋白质有选择性地进入线粒体中，并不是直径小于转运通道直径，就可进入线粒体，C错误；前体蛋白信号序列与受体识别的过程没有生物膜之间的信息交流，D正确。
答案：C
7．解析：(1)据图可知，在正常肌细胞中，糖原分解为葡萄糖发生在溶酶体中，在庞贝影响肌细胞内，此过程受阻，直接原因是GAA减少导致全身肌肉细胞中糖原的积累，从而导致不同肌肉不可逆的损伤。(2)由题意推测可知，将GAA转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加M6P(甘露糖-6-磷酸)受体的含量。(3)标准治疗与Nexviazyme治疗是一组对照实验，实验应选取庞贝病患者作为研究对象，将其分为两组，同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量相同且适宜。庞贝病患者的病因若为功能障碍，采用Nexviazyme疗法有效，原因是其可以增加M6P受体含量，促进GAA转运到细胞内的溶酶体中，使糖原分解为葡萄糖，减少糖原的积累。
答案：(1)葡萄糖 溶酶体 GAA 糖原
(2)M6P(甘露糖-6-磷酸)受体
(3)庞贝病患者 相同且适宜 有效 庞贝病患者病因若为功能障碍，采用Nexviazyme疗法可以增加M6P受体含量，促进GAA转运到细胞内的溶酶体中，使糖原分解为葡萄糖，减少糖原的积累
专题拓展·素养落地②
拓展一
专项提升
1．解析：由图可知，Aβ的聚集位于细胞外，所以应该检测大脑神经元外Aβ的含量来作为AD判断的一个重要指标，A错误；由题干信息，推知Aβ的聚集主要导致了神经元的受损，B正确；APP为蛋白质，结合图解分析C、D正确。
答案：A
2．解析：(1)APP作为前体蛋白，经加工后形成具有特定空间结构的palAPP。(2)由材料中“内质网膜与线粒体、质膜、高尔基体紧密连接，这种细胞结构间形成的微小膜连接称为膜接触位点”可知，细胞器膜、细胞膜、核膜等膜结构共同构成真核细胞的生物膜系统。(3)根据知识拓展第三段信息可知，在MAM的调控下，Ca2＋从内质网顺浓度梯度向线粒体转移，线粒体中过量的Ca2＋会干扰细胞呼吸，增加活性氧的生成，即过量的Ca2＋干扰了线粒体内膜上发生的有氧呼吸第三阶段[H]与O2的结合。结合第三段“Ca2＋浓度异常会触发内质网功能异常，从而导致神经元死亡”可知，最后一空答案为触发内质网功能异常。
答案：(1)空间结构 (2)生物膜系统 (3)内质网向线粒体 线粒体内膜 触发内质网功能异常
拓展二
专项提升
1．解析：根据题干信息可以得出结论，高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网，即这些蛋白质不应该运输至高尔基体，而消化酶和抗体属于分泌蛋白，需要运输至高尔基体并发送至细胞外，所以消化酶和抗体不属于该类蛋白，A正确；细胞通过囊泡运输需要消耗ATP，B正确；根据题干信息“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质”“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”，如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高，则结合能力减弱，所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，C错误；如果RS的功能缺失，则受体不能和错误的蛋白质结合，并运回内质网，因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加，D正确。
答案：C
2．解析：分泌蛋白基因中有控制信号肽(SP)合成的脱氧核苷酸序列，A正确；经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含信号肽，说明在内质网腔内信号肽被切除，进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶)，B正确；SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，SP合成缺陷的细胞中，不会合成SP，因此不会进入内质网中，C错误；由题干信息可知，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质一般无活性，推测这些蛋白质可能还需要在高尔基体内进一步加工，D正确。
答案：C
整合考点3
微点1
任务驱动
任务1 渗透作用 选择透过 细胞内液 全透性 原生质层 细胞液
任务2 (1)有 无 (3)小 大
过程评价
1．解析：用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误；随着所用蔗糖溶液浓度上升，当蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡体积下降，细胞液浓度上升，故C正确，D错误。
答案：C
2．解析：经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水还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
3．解析：甲图细胞能够发生质壁分离及复原实验，因此其是活的植物细胞，A正确；乙图细胞已经发生失水，液泡体积变小，其细胞液浓度高于甲图细胞的，B错误；植物细胞存在细胞壁，不会吸水涨破，C错误；根尖分生区细胞还未成熟，没有中央大液泡，不能用来观察质壁分离，D错误。
答案：A
4．答案：放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。
5．答案：不是。腌制果脯时由于细胞外液浓度过高，细胞失水死亡，然后糖分大量进入细胞才导致果脯慢慢变甜，不是细胞主动吸收糖分的结果。
6．答案：原生质层 原生质层能主动转运有关物质，而半透膜不能
微点2
任务驱动
任务1 自由扩散 协助扩散 协助扩散 自由扩散 主动运输 自由扩散 协助扩散 协助扩散 主动运输
任务2 (1)自由扩散 (2)协助扩散 (3)主动运输 (4)胞吞、胞吐 (5)a.主动运输 b．自由扩散 c．协助扩散 d.协助扩散
任务3 (1)主动运输 被动运输 (2)协助扩散 自由扩散
任务4 (1)种类和数量
过程评价
1．解析：乙醇是有机物，与细胞膜中磷脂相似相溶，可以通过自由扩散方式进入细胞，A错误；血浆中K＋含量低，红细胞内K＋含量高，血浆中的K＋进入红细胞是逆浓度梯度为主动运输，需要消耗ATP并需要载体蛋白，B正确；抗体为分泌蛋白，分泌过程为胞吐，需要消耗能量，C错误；葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散，D错误。
答案：B
2．解析：细胞膜上的Na＋－Ca2＋交换体(即细胞内Ca2＋流至细胞外的同时使钠离子进入细胞内)活动减弱，使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加强，A、D错误，C正确；由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵，导致K＋内流、Na＋外流减少，故细胞内钠离子浓度增高，钾离子浓度降低，B错误。
答案：C
3．解析：溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧的渗透压变化，如正常细胞为维持渗透压一直在进行的跨膜转运，再如单细胞生物在跨膜转运时，细胞外侧渗透压几乎很难改变，A错误；对比分析前两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排显著增加，钒酸钠处理抑制了质膜H＋泵后，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排略微增加，说明GB可能通过调控质膜H＋泵活性来增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累，B正确；对比分析后两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使液泡膜NHX载体活性明显增强，而液泡膜H＋泵活性几乎无变化，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜NHX载体活性有关，而与液泡膜H＋泵活性无关，C错误；由题意可知，植物通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜NHX载体和液泡膜H＋泵把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋的稳态，增强植物的耐盐性，D正确。
答案：BD
4．答案：因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞
5．答案：在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾
6．答案：能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量
7．答案：在细胞内可以被溶酶体降解
8．答案：温度降低，酶的活性降低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少
9．答案：主动运输 K＋的吸收速率随氧含量的增加而增加 10 ℃到最适温度范围内，随温度的升高而升高；超过最适温度，随温度的升高而降低
模拟预测·题组集训
1．解析：离子通道对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性，驱动带电荷的离子跨膜转运的净驱动力来自两种力的合力，一种是溶质的浓度梯度，另一种是跨膜电位差，这种净驱动力构成离子跨膜的电化学梯度，这种梯度决定离子跨膜的被动运输的方向，A正确；离子通道对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性，水通道蛋白只运输水分子，而孔蛋白只允许分子质量小于5 000的分子自由通过，因此离子通道蛋白和水通道蛋白的选择性比孔蛋白的高，B正确；肾小管和集合管主要作用是对水的重吸收，因此两者细胞膜上水通道蛋白的数量较多，C正确；载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象的改变介导溶质分子跨膜转运，通道蛋白介导的被动运输不需要溶质分子与其结合，而是横跨膜形成通道，允许大小适宜的分子和带电离子通过，D错误。
答案：D
2．解析：该质子泵可同时运输H＋和K＋，但不能运输其它物质，因此具有选择性，A错误；该质子泵能催化ATP水解，也能运输H＋和K＋，因此是具有催化和运输功能的载体蛋白，B错误；该质子泵能将细胞内的H＋泵出，使胃酸增加，因此胃酸过量分泌时可用质子泵抑制剂进行调控，C正确；K＋和H＋进出细胞时，会与H＋－K＋－ATP酶结合，导致质子泵结构发生改变，D错误。
答案：C
3．解析：由题目信息可知，二氢吡啶类降压药属于钙通道阻滞剂，抑制细胞外Ca2＋内流，故能特异性作用于钙通道蛋白，A正确；通过通道蛋白跨膜运输，不消耗ATP，属于协助扩散，细胞外Ca2＋内流的跨膜运输是通过钙通道实现的，故可能属于协助扩散，B正确；钙通道蛋白不属于载体蛋白，C错误；多数水分子是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的，与上述Ca2＋运输方式相同，D正确。
答案：C
4．解析：由图可知，Ⅰ组AB段原生质体体积减小，发生质壁分离过程，BC段由于外界离子进入细胞引起细胞液浓度增加，细胞吸水发生质壁分离自动复原，与Ⅰ组相比，Ⅱ组水稻在0.3 g·mL－1 KNO3溶液中，细胞还有一定程度的吸水，说明其细胞液浓度比较大，Ⅱ组水稻是耐盐碱水稻，A错误，B正确；处理过程中，Ⅰ组水稻细胞先发生质壁分离后发生质壁分离复原，细胞的吸水能力先逐渐增大后逐渐减小，C错误；间接价值又叫生态功能，而耐盐碱水稻的选育体现的是生物多样性的直接价值，D错误。
答案：B
5．解析：据表数据可知，物质X浓度不同，吸收速率相同，可以排除自由扩散；有无氧气，吸收速率相同，排除主动运输；温度影响细胞膜的流动性，进而影响对物质X的吸收。
答案：C
6．解析：根据题干信息“甲状腺滤泡细胞内的I－浓度是血浆中I－浓度的30倍”可知血浆中I－进入滤泡上皮细胞是逆浓度梯度进行的，是主动运输，Na＋进入细胞是从高浓度向低浓度，为协助扩散，钠碘同向转运体运输I－的方式与其运输Na＋的方式不同，A错误；离子泵的物质运输和通道打开涉及蛋白质空间结构的改变，B错误；哇巴因能抑制细胞膜上钠钾泵的活性，会抑制Na＋运出甲状腺滤泡细胞，导致细胞内外Na＋浓度差变小，钠碘同向转运体运输I－时需要借助Na＋的浓度梯度产生的电化学势能，因此哇巴因可间接抑制甲状腺滤泡细胞吸收I－，C错误；呼吸作用减弱会导致ATP合成减少，可直接影响K＋进入甲状腺滤泡上皮细胞和Na＋排出滤泡，从而间接影响I－进入滤泡，D正确。
答案：D
7．解析：(1)盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长；在发生质壁分离过程中，细胞失水，所以外界溶液、细胞质基质、细胞液浓度从大到小依次是外界溶液、细胞质基质、细胞液浓度；生物的性状在根本上是由基因决定的，故海水稻具有耐盐碱性状的根本原因是具有耐盐碱的相关基因。(2)细胞呼吸可为细胞代谢提供能量，由于水分子进入植物细胞的方式为被动运输(包括自由扩散和协助扩散)，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，故在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对水的吸收速率几乎不变。(3)将普通水稻放在浓度适宜的NaNO3溶液中培养，为维持细胞内正负电荷数的平衡，根细胞吸收一个Na＋时会排出一个H＋，吸收一个NO时会排出一个HCO，由培养液中的NO浓度下降、Na＋浓度增高可知，细胞吸收的NO多于Na＋，故培养液中增加HCO多于H＋，pH增大；根细胞吸收无机盐和吸收水分是两个相对独立的过程，由于根吸水的速率大于吸收Na＋的速率，故一段时间后培养液中的Na＋浓度增高。
答案：(1)土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞的细胞液浓度 外界溶液浓度＞细胞质基质浓度＞细胞液浓度 具有耐盐碱的相关基因
(2)水分子进入植物细胞的方式为被动运输，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量
(3)增大 根吸收水的速率大于吸收Na＋的速率
专题拓展·素养落地③
专项提升
1．解析：由题干信息可知，的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误；由图可知，进入根细胞膜是H＋的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以通过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，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呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。
答案：B
2．解析：Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H＋顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2＋通过CAX的运输进入液泡增加细胞液的浓度，细胞液的渗透压升高，有利于植物细胞从外界吸收水分，使植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H＋浓度降低，液泡膜两侧的H＋浓度梯度差减小，为Ca2＋通过CAX的运输提供的能量减少，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。
答案：A
3．解析：(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，说明细胞膜对物质的运输具有选择透过性。(2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量，属于协助扩散。(3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增加，pH降低，此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时会发生磷酸化，导致其空间结构改变，进而运输H＋。
答案：(1)选择透过性
(2)协助扩散
(3)降低 载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变(共124张PPT)
第2讲 生命系统的结构基础
基础自查·明晰考位
纵引横连——建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
拟核
核糖体
核膜
纤维素
和果胶
流动性
信息
交流
选择
透过性
细胞
质基质
核糖体
生物膜系统
逆浓度
梯度跨膜运输、需要载体蛋白和能量
半透膜
细胞膜
细胞液浓度
边角扫描——全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体。(必修1 P41图3—2)( )
2．细胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的。(必修1 P44～45正文)( )
3．向细胞内注射某物质后，细胞膜上会留下一个空洞。(必修1 P46“概念检测”)( )
4．人工肾利用了生物膜的选择透过性。(必修1 P53“与社会的联系”)( )
5．游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质不能参与分泌蛋白的形成。(必修1 P52正文)( )
×
×
×
√
×
6．细胞核是遗传信息库，也是细胞代谢和遗传的控制中心。(必修1 P56正文)( )
7．克隆猴的诞生，标志着我国克隆技术走在了世界的最前列。(必修1 P58“生物科技进展”)( )
8．胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被高尔基体降解。(必修1 P71“相关信息”)( )
9．细胞膜和核膜以及两膜之间的细胞质称为原生质层。(必修1 P63正文)( )
10．水分子主要通过自由扩散进出细胞。(必修1 P67正文)( )
√
√
×
×
×
11．载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。(必修1 P66～67正文)( )
12．主动运输都是逆浓度梯度进行的。(必修1 P72“概念检测”)( )
13．胞吞、胞吐是特殊的现象，它们运输物质不需要消耗细胞呼吸所释放的能量。(必修1 P71正文)( )
14．囊性纤维化发生的一种主要原因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常。(必修1 P70“与社会的联系”)( )
×
√
×
√
考点梳理·整合突破
整合考点2 “既分工又合作”的细胞结构
微点1 依托细胞结构考查生命观念的落实
任务驱动
任务1 感悟细胞的结构与功能的适应性
(1)细胞膜
降低
蛋白质
分散和转移
(2)细胞器的分类归纳
中心体、核糖体
叶绿体、线粒体
溶酶体
核糖体
线粒体
叶绿体
液泡
内质网
高尔基体
叶绿体
叶绿体
高尔基体
叶绿体
内质网
高尔基体
(3)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。
(4)结构与功能观
RNA、蛋白质
营养物质
降低
高尔基体
无氧呼吸
任务2 明确细胞核的“两”大功能
代谢和遗传
【特别提醒】
细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
任务3 “三看法”快速区分原核细胞和真核细胞
任务4 牢记五种特殊细胞的细胞结构
(1)哺乳动物成熟的红细胞——没有_________________。
(2)蛔虫的体细胞——没有________，只能进行无氧呼吸。
(3)植物根尖分生区细胞——没有_____________。
(4)蓝细菌细胞——无______________，但能进行光合作用和有氧呼吸。
(5)原核细胞——只有________一种细胞器。
细胞核和众多细胞器
线粒体
叶绿体、大液泡
叶绿体和线粒体
核糖体
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·湖南卷]关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是( )
A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B．核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关
C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所
D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
答案：C
解析：细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关，故细胞骨架破坏会影响到这些生命活动的正常进行，A正确；核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，B正确；有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质，C错误；内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，D正确。
2．[2023·海南卷]衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是( )
A．都属于原核生物
B．都以DNA作为遗传物质
C．都具有叶绿体，都能进行光合作用
D．都具有线粒体，都能进行呼吸作用
答案：B
解析：衣藻属于真核生物，A错误；衣藻和大肠杆菌的遗传物质都是DNA，B正确；大肠杆菌没有叶绿体，也不能进行光合作用，C错误；大肠杆菌不含线粒体，D错误。
3．[2023·山东卷]溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )
A．H＋进入溶酶体的方式属于主动运输
B．H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
答案：D
解析：Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明H＋浓度为溶酶体内较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A正确；溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若载体蛋白失活，溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确；Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，导致该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法及时清除，C正确；细胞质基质中的pH与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
4.(事实概述类)(必修1 P40“问题探讨”)鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，其原理是细胞膜具有_____________的功能。
5．(假说推测类)(必修1 P53“拓展应用”)溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？尝试提出一种假说，解释这种现象：
___________________________________________________________。
6．(必修1 P45“旁栏思考”)虽然细胞膜内部是疏水的，水分子仍能
跨膜运输的原因是___________________________________________。
控制物质进出
①溶酶体膜与其他细胞器膜相比，经过了特殊的修饰，使其不能被水解酶水解；②溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用，而溶酶体膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着，分解它们的酶难以起作用
一是水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙运输；二是细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
7.[2022·江苏卷，节选]纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
纤毛结构如图1所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是________________________________________ __________。
与有丝分裂有关(参与纺锤体的形成，是纺锤体
形成中心)
解析：中心体与有丝分裂有关，是纺锤体的组织中心。
8．[全国卷1节选]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。
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_______。
蛋白质
核酸
叶绿素
解析：(1)核糖体是蛋白质的合成场所，故在植物的核糖体上合成的含氮有机物是蛋白质。细胞核内可以进行DNA复制和转录，复制的产物是DNA，转录的产物是RNA，其组成元素均为C、H、O、N、P，故细胞核内合成的含氮化合物是核酸即DNA、RNA。叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，前者含有N，后者不含N。
微点2 生物膜系统相关考查
任务驱动
任务1 正确认识细胞的生物膜系统
真核
核膜
能量转化
酶
高效有序
溶酶体膜、液泡膜
任务2 “三看”法识记分泌蛋白的合成、加工和运输
核糖体
内质网
高尔基体
内质网
高尔基体
细胞膜
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
细胞膜
任务3 “三个角度”透析囊泡类问题
内质网
胞吐
信息传递(释放神经递质)
任务4 归纳识记五类物质的合成场所
叶绿体
高尔基体
线粒体
核糖体
内质网
线粒体
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·浙江6月]囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是( )
A．囊泡的运输依赖于细胞骨架
B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
答案：A
解析：细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构，与物质运输等活动有关，囊泡运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性，即细胞膜具有流动性，C错误；囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。
2．[2023·海南卷]不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
生物膜
膜主
要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质(%) 49 18 64 62 78
脂质(%) 43 79 26 28 22
糖类(%) 8 3 10 10 少
下列有关叙述错误的是( )
A．蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性
B．高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C．哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D．表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单
答案：C
解析：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的，大多数蛋白质也是可以流动的，因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性，A正确；糖蛋白与细胞识别作用有密切关系，因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关，B正确；哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，由表格内容可知，线粒体内膜的蛋白质最高，其功能最复杂，神经鞘细胞质膜的蛋白质最少，其功能最简单，D正确。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
3.(必修1 P51“思考讨论”改编)科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是什么？如果用人的口腔上皮细胞为实验材料可以吗？为什么？
答案：同位素标记法；不可以，口腔上皮细胞不能产生分泌蛋白
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
4.[2020·全国卷Ⅰ，29]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)______________________________________________________________________
细胞膜
参与信息传递
对蛋白质进行加工修饰
脂质和蛋白质
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
解析：(1)作为系统的边界，细胞膜能够控制物质进出细胞。(2)利用突触可以完成神经元之间兴奋的传递，体现了生物膜参与信息传递的功能。(3)高尔基体广泛存在于真核细胞中，主要对来自内质网的蛋白质进行加工修饰。(4)细胞膜主要由脂质(约占50%)和蛋白质(约占40%)组成，此外，还有少量的糖类(占2%～10%)。(5)叶绿体的类囊体薄膜是绿色植物光合作用过程中光反应的场所，光反应过程将光能转换成活跃的化学能，体现了生物膜进行能量转化的功能。
模拟预测·题组集训
题组预测一 基于结构—功能观的生命观念的学科素养考查
1．[2023·山东济宁统考三模]酵母菌API蛋白是一种进入液泡后才能成熟的蛋白质，其进入液泡有两种途径。途径甲是在饥饿条件下，形成较大的双层膜包被的自噬小泡，自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合，以单层膜泡进入液泡；途径乙是在营养充足条件下，形成体积较小的Cvt小泡，该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合。下列叙述错误的是( )
A．自噬小泡的内膜与液泡膜融合后，API进入液泡
B．衰老的线粒体可通过类似途径甲的过程进入液泡
C．自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关
D.酵母菌的液泡与动物细胞的溶酶体结构和功能相似
答案：A
解析：自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合，以单层膜泡进入液泡，自噬小泡的外膜与液泡膜融合后，API进入液泡，A错误；途径甲是在饥饿条件下发生的，衰老的线粒体进行细胞呼吸第二、三阶段的代谢能力较弱，饥饿条件下为了更高效利用细胞内物质，可通过类似途径甲的过程进入液泡，B正确；细胞骨架不仅能够作为细胞支架，还参与细胞器转运、细胞分裂、细胞运动等，自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关，C正确；自噬小泡进入液泡，类似于动物细胞的自噬小泡和溶酶体融合，酵母菌的液泡与动物细胞的溶酶体结构和功能相似，D正确。
2．[2023·广东梅州统考二模]“结构与功能相适应”的原则是生物学的基本观点之一，下列与该原则相符的是( )
A．溶酶体可以合成大量的酸性水解酶，得以分解衰老、损伤的细胞器
B．叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积，有利于化学反应的高效进行
C．细胞壁是植物细胞系统的边界，具有控制物质进出细胞的功能
D．细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，与细胞的运动、分裂等有关
答案：B
解析：酸性水解酶的化学本质是蛋白质，在核糖体上合成，A错误；叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积，前者以类囊体薄膜形成基粒形式、后者以内膜折叠形成嵴的形式增大膜面积，有利于化学反应的高效进行，B正确；植物细胞的系统边界是细胞膜，C错误；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂和分化等有关，D错误。
3．[2023·广东佛山统考二模]马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白。目前普遍认为细胞质流动是由马达蛋白介导的“货物”定向运输引起的。下图为马达蛋白运输叶绿体的示意图。下列叙述错误的是( )
A．细胞骨架参与细胞内物质或结构的运输
B．观察细胞质的流动可用叶绿体的运动作为参照
C．该细胞中马达蛋白介导叶绿体朝不同的方向运输
D．马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
答案：C
解析：细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构，在细胞运动、分裂、分化、物质运输、能量转化、信息传递等许多生命活动中都具有非常重要的作用，A正确；细胞质基质是不断流动的，悬浮在基质中的细胞器也会随之运动，所以叶绿体等颗粒位置的改变证明了细胞质是流动的，由于细胞质流动的速度慢，无标志物难以察觉，而选择体积较大的、有颜色的细胞器如叶绿体等作为标志物有利于观察，B正确；马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白，不能介导叶绿体朝不同的方向运输，C错误；马达蛋白是指细胞内在ATP驱动下沿着细胞骨架定向运输“货物”的蛋白，马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域，D正确。
4．[2023·河南省安阳市高三一模]蛋白质糖基化普遍存在于真核细胞中，具有重要的功能。特定的抗生素可阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中；糖基化的蛋白质对蛋白酶有更强的抗性。下列相关推测不合理的是( )
A．糖基化不会影响蛋白质的空间结构
B．蛋白质的糖基化是在内质网中完成的
C．合适的糖基化可提高治疗性蛋白质的疗效
D．溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化修饰
答案：A
解析：糖基化能够改变蛋白质的空间结构，从而对蛋白质的溶解度、稳定性、活性等具有重要的影响，可提高治疗性蛋白质的疗效，A错误，C正确；抗生素阻断蛋白质的糖基化，导致多肽滞留在内质网中，说明蛋白质的糖基化是在内质网中完成的，B正确；溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体的膜蛋白不会被溶酶体酶降解可能与其糖基化有关，D正确。
题组预测二 获取信息能力及综合能力的考查
5．科学家发现在内质网和高尔基体之间存在着一个中间膜区室，称为内质网—高尔基体中间体(ERGIC)，大多膜蛋白、分泌蛋白合成过程中途经内质网—高尔基体膜泡运输至细胞不同部位。在这一过程中，如果蛋白质错误分选运输至ERGIC，ERGIC会产生反向运输的膜泡将货物运回至内质网；对于正确分选的蛋白质，ERGIC通过膜泡顺向运输至高尔基体，再输送到特定的区域。下列有关叙述错误的是( )
A．ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关
B．此过程体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用
C．若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱，可能诱发细胞凋亡
D．此过程中，内质网起到了交通枢纽的作用
答案：D
解析：由题意分析可知，ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关，A正确；根据题干可知，ERGIC会产生不同的膜泡将货物运到不同的地方，体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用，B正确；若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱，机体为了维持生物体正常发育，可能诱发细胞凋亡，C正确；根据题干分析可知，此过程中，内质网—高尔基体中间体起到了交通枢纽的作用，D错误。
6．线粒体中的部分蛋白质是由核基因编码。先在线粒体外合成前体蛋白，然后在信号序列的引导下，进入线粒体加工为成熟蛋白质。过程如图所示。
下列推测错误的是( )
A．前体蛋白进入线粒体时，空间结构发生了改变
B．前体蛋白在线粒体内加工成熟的过程需要酶的参与
C．线粒体外的蛋白质分子直径小于转运通道直径，就可进入线粒体
D．前体蛋白信号序列与受体识别的过程未体现生物膜之间的信息交流
答案：C
解析：前体蛋白进行跨膜运输之前需要解折叠为松散结构，据图可知其空间结构发生了变化，A正确；前体蛋白在线粒体内加工成熟的过程需要相关蛋白酶水解，并切除信号序列，B正确；核基因控制的蛋白质有选择性地进入线粒体中，并不是直径小于转运通道直径，就可进入线粒体，C错误；前体蛋白信号序列与受体识别的过程没有生物膜之间的信息交流，D正确。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
7．庞贝病是由溶酶体中酸性α-葡萄糖苷酶(GAA)遗传缺陷或功能障碍引起的。艾夫糖苷酶替代疗法(Nexviazyme)可用于治疗1岁及以上的晚发性庞贝病患者。与标准治疗相比，Nexviazyme治疗后的M6P(甘露糖-6-磷酸)受体含量增加约15倍，旨在帮助改善细胞对酶的摄取并增强目标糖原的清除。下图是正常肌细胞和庞贝影响肌细胞的对比图，回答下列问题：
(1)据图可知，在正常肌细胞中，糖原分解为________发生在________中。在庞贝影响肌细胞内，此过程受阻，直接原因是________减少导致全身肌肉细胞中________积累，从而导致不同肌肉不可逆的损伤。
(2)由题意推测可知，将GAA转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加_____________________的含量。Nexviazyme疗法通过靶向此途径，来增强GAA向肌肉细胞溶酶体中的递送。
(3)标准治疗与Nexviazyme治疗是一组对照实验，实验应选取____________(填“健康人”或“庞贝病患者”)作为研究对象，将其分为两组，同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量保持____________。若某庞贝病患者的病因为功能障碍，则采用Nexviazyme疗法________(填“有效”或“无效”)，原因是______________________________________ _________________________________________________________________ ______________________(要求解释原因时至少提到四种有关物质和一种细胞结构)。
葡萄糖
溶酶体
GAA
糖原
M6P(甘露糖-6-磷酸)受体
庞贝病患者
相同且适宜
有效
庞贝病患者病因若为功能障碍，采用Nexviazyme
疗法可以增加M6P受体含量，促进GAA转运到细胞内的溶酶体中，使糖原分解为
葡萄糖，减少糖原的积累
解析：(1)据图可知，在正常肌细胞中，糖原分解为葡萄糖发生在溶酶体中，在庞贝影响肌细胞内，此过程受阻，直接原因是GAA减少导致全身肌肉细胞中糖原的积累，从而导致不同肌肉不可逆的损伤。(2)由题意推测可知，将GAA转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加M6P(甘露糖-6-磷酸)受体的含量。(3)标准治疗与Nexviazyme治疗是一组对照实验，实验应选取庞贝病患者作为研究对象，将其分为两组，同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量相同且适宜。庞贝病患者的病因若为功能障碍，采用Nexviazyme疗法有效，原因是其可以增加M6P受体含量，促进GAA转运到细胞内的溶酶体中，使糖原分解为葡萄糖，减少糖原的积累。
拓展一 阿尔茨海默病
知识拓展
β-淀粉样蛋白(Aβ)的大量沉积被认为是导致阿尔茨海默症(AD)的一个重要原因。Aβ在大脑神经细胞轴突和神经末梢中形成，会激发一系列连锁反应，包括阻碍神经细胞轴突的运输功能，甚至导致神经细胞的死亡。Aβ由β-淀粉样前体蛋白(APP)先经过加工形成palAPP，再由β分泌酶和γ分泌酶切割产生。目前尚无治疗AD的特效药物。
长期以来囊泡运输被认为是内质网与其他细胞器相联系的主要机制，但最近的研究表明内质网膜与线粒体、质膜、高尔基体紧密连接，这种细胞结构间形成的微小膜连接称为膜接触位点。尽管这些接触通常只涉及膜表面的很小部分，但对胞内通信却起着重要的介导作用。最典型的膜接触位点是内质网和线粒体之间的接触部位——线粒体相关内质网膜(MAM)。MAM上存在丰富的蛋白质，这些蛋白质可调节与生理和病理过程相关的细胞信号通路。许多研究表明MAM与AD的发生有密切的联系。
研究显示，在AD模型小鼠中，线粒体内Ca2＋的增加与Aβ斑块沉积和神经元死亡有关。MAM是调节Ca2＋平衡和氧化还原平衡的关键点。内质网膜上的Ca2＋释放通道被激活后，通过MAM控制Ca2＋从内质网顺浓度梯度向线粒体转移。线粒体中过量的Ca2＋会干扰细胞呼吸，增加活性氧的生成；同时Ca2＋浓度异常会触发内质网功能异常，从而导致神经元死亡，引发AD。
专项提升
1.淀粉样前体蛋白(APP)是一种广泛存在于人体全身组织细胞上的单次跨膜蛋白，其经蛋白酶裂解形成的一系列蛋白肽，比如β－淀粉样蛋白(Aβ)，被认为与阿尔茨海默症(简称“AD”，表现为老年认知障碍)的发病过程相关。如图显示了APP被降解切割的不同过程，
下列相关叙述不合理的是( )
A．检测大脑神经元内Aβ的含量可作为AD诊断的一个重要指标
B．根据AD的症状表现，推测Aβ的聚集主要导致了神经元的受损
C．β分泌酶的切割位点位于图中①所指部位，破坏的是肽键
D．抑制Aβ形成或抑制β分泌酶活性是对AD可行的治疗思路
答案：A
解析：由图可知，Aβ的聚集位于细胞外，所以应该检测大脑神经元外Aβ的含量来作为AD判断的一个重要指标，A错误；由题干信息，推知Aβ的聚集主要导致了神经元的受损，B正确；APP为蛋白质，结合图解分析C、D正确。
2．新的研究表明，在神经元轴突中的MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所。基于这一发现，研究人员尝试通过抑制MAM关键基因的表达，或者降低MAM的数量或活性，以期阻止或减缓阿尔茨海默症患者的疾病进展。
(1)APP加工成palAPP后，导致其________改变，从而被β分泌酶切割产生Aβ。
(2)由材料可知，细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，通过囊泡运输和膜接触位点，在结构和功能上紧密联系，共同构成细胞的__________。
(3)根据文中信息，Ca2＋浓度异常引发AD的原因是：在MAM的调控下，Ca2＋从________________转出，过量的Ca2＋干扰了氧气在____________处与[H]的反应，产生过多活性氧；同时Ca2＋浓度异常会_________________，从而导致神经元死亡。
空间结构
生物膜系统
内质网向线粒体
线粒体内膜
触发内质网功能异常
解析：(1)APP作为前体蛋白，经加工后形成具有特定空间结构的palAPP。(2)由材料中“内质网膜与线粒体、质膜、高尔基体紧密连接，这种细胞结构间形成的微小膜连接称为膜接触位点”可知，细胞器膜、细胞膜、核膜等膜结构共同构成真核细胞的生物膜系统。(3)根据知识拓展第三段信息可知，在MAM的调控下，Ca2＋从内质网顺浓度梯度向线粒体转移，线粒体中过量的Ca2＋会干扰细胞呼吸，增加活性氧的生成，即过量的Ca2＋干扰了线粒体内膜上发生的有氧呼吸第三阶段[H]与O2的结合。结合第三段“Ca2＋浓度异常会触发内质网功能异常，从而导致神经元死亡”可知，最后一空答案为触发内质网功能异常。
拓展二 信号识别与囊泡运输
知识拓展
1.核糖体与内质网之间的识别
信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新生肽被引导至内质网后(如图所示)，继续合成肽链，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落；肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。
2．内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(图1)，其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
3．受体介导的囊泡运输
囊泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白，囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别，进行囊泡运输。
专项提升
1.(经典高考)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A．消化酶和抗体不属于该类蛋白
B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
答案：C
解析：根据题干信息可以得出结论，高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网，即这些蛋白质不应该运输至高尔基体，而消化酶和抗体属于分泌蛋白，需要运输至高尔基体并发送至细胞外，所以消化酶和抗体不属于该类蛋白，A正确；细胞通过囊泡运输需要消耗ATP，B正确；根据题干信息“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质”“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”，如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高，则结合能力减弱，所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，C错误；如果RS的功能缺失，则受体不能和错误的蛋白质结合，并运回内质网，因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加，D正确。
2．研究发现，游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体，取决于该游离核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。
下列相关推测不合理的是( )
A．分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
B．内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物
C．SP合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会聚集在内质网腔
D．经囊泡包裹离开内质网的蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工
答案：C
解析：分泌蛋白基因中有控制信号肽(SP)合成的脱氧核苷酸序列，A正确；经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含信号肽，说明在内质网腔内信号肽被切除，进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶)，B正确；SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，SP合成缺陷的细胞中，不会合成SP，因此不会进入内质网中，C错误；由题干信息可知，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质一般无活性，推测这些蛋白质可能还需要在高尔基体内进一步加工，D正确。
考点梳理·整合突破
整合考点3 “管控有方”的物质出入细胞的方式
微点1 细胞的吸水与失水
任务驱动
任务1 理清动植物细胞的吸水与失水
渗透作用
选择透过
细胞内液
全透性
原生质层
细胞液
【特别提醒】
有关渗透作用的误区总结
(1)水分子的运输特点：无论细胞是吸水还是失水，半透膜两侧水分子的移动都是双向的。
(2)渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
(3)浓度的实质：渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。
(4)观察指标：漏斗内液面的变化，不能用烧杯内液面的变化，因其现象不明显。
任务2 补充完善质壁分离实验的拓展
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性
有
无
(2)测定细胞液浓度的范围
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
小
大
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·全国甲卷]探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。
下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
答案：C
解析：用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误；随着所用蔗糖溶液浓度上升，当蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡体积下降，细胞液浓度上升，故C正确，D错误。
2．[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
答案：B
解析：经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水还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。
3．[2022·浙江6月]“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低
C．丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
答案：A
解析：甲图细胞能够发生质壁分离及复原实验，因此其是活的植物细胞，A正确；乙图细胞已经发生失水，液泡体积变小，其细胞液浓度高于甲图细胞的，B错误；植物细胞存在细胞壁，不会吸水涨破，C错误；根尖分生区细胞还未成熟，没有中央大液泡，不能用来观察质壁分离，D错误。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
4.(必修1 P72“练习与应用”)淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？
5．(必修1 P72概念检测T2改编)果脯在腌制过程中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果吗？说明理由。
答案：放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。
答案：不是。腌制果脯时由于细胞外液浓度过高，细胞失水死亡，然后糖分大量进入细胞才导致果脯慢慢变甜，不是细胞主动吸收糖分的结果。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
6.(江苏经典高考)如图为研究渗透作用的实验装置，图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，两者在物质透过功能上的差异是____________________________________。
原生质层
原生质层能主动转运有关物质，而半透膜不能
微点2 物质出入细胞的方式
任务驱动
任务1 巧辨物质运输方式
“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
自由扩散
协助扩散
协助扩散
自由扩散
主动运输
自由扩散
协助扩散
协助扩散
主动运输
任务2 判断五类模型图中物质运输的方式
自由扩散
协助扩散
主动运输
胞吞、胞吐
主动运输
自由扩散
协助扩散
协助扩散
任务3 探究物质跨膜运输的方式
(1)探究主动运输和被动运输
(2)探究自由扩散和协助扩散
主动运输
被动运输
协助扩散
自由扩散
任务4 影响物质跨膜运输的因素
(1)内因：物质的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取决于膜上载体蛋白的__________。
(2)外因
种类和数量
【特别提醒】
以上运输方式都受温度影响，因为温度会影响细胞膜的流动性；除此之外，温度还可以通过影响酶的活性来影响能量的供应进而影响主动运输、胞吞和胞吐。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[2023·全国卷]物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B.血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
答案：B
解析：乙醇是有机物，与细胞膜中磷脂相似相溶，可以通过自由扩散方式进入细胞，A错误；血浆中K＋含量低，红细胞内K＋含量高，血浆中的K＋进入红细胞是逆浓度梯度为主动运输，需要消耗ATP并需要载体蛋白，B正确；抗体为分泌蛋白，分泌过程为胞吐，需要消耗能量，C错误；葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散，D错误。
2．[2023·湖北卷]心肌细胞上广泛存在Na＋－K＋泵和Na＋－Ca2＋交换体(转入Na＋的同时排出Ca2＋)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵。
关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是( )
A．心肌收缩力下降
B．细胞内液的钾离子浓度升高
C．动作电位期间钠离子的内流量减少
D．细胞膜上Na＋－Ca2＋交换体的活动加强
答案：C
解析：细胞膜上的Na＋－Ca2＋交换体(即细胞内Ca2＋流至细胞外的同时使钠离子进入细胞内)活动减弱，使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加强，A、D错误，C正确；由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵，导致K＋内流、Na＋外流减少，故细胞内钠离子浓度增高，钾离子浓度降低，B错误。
3．[2023·湖南卷](不定项)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠(质膜H＋泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na＋的转运和相关载体活性的结果。
下列叙述正确的是( )
A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B．GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累
C．GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜H＋泵活性有关
D．盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
答案：BD
解析：溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧的渗透压变化，如正常细胞为维持渗透压一直在进行的跨膜转运，再如单细胞生物在跨膜转运时，细胞外侧渗透压几乎很难改变，A错误；对比分析前两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排显著增加，钒酸钠处理抑制了质膜H＋泵后，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排略微增加，说明GB可能通过调控质膜H＋泵活性来增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累，B正确；对比分析后两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使液泡膜NHX载体活性明显增强，而液泡膜H＋泵活性几乎无变化，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜NHX载体活性有关，而与液泡膜H＋泵活性无关，C错误；由题意可知，植物通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜NHX载体和液泡膜H＋泵把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋的稳态，增强植物的耐盐性，D正确。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
4.(必修1 P66“旁栏思考”)甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？
5．(必修1 P72“与社会的联系”)引发阿米巴痢疾的原因是什么？
答案：因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞
答案：在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾
6．(必修1 P70“正文”)免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有哪些？
7．(必修1 P71“相关信息”)胞吞形成囊泡的最终去向是？
答案：能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量
答案：在细胞内可以被溶酶体降解
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
8.[2022·海南卷，节选]细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是________________________________________ _________________。
温度降低，酶的活性降低，呼吸速率减慢，为主动运
输提供的能量减少
9．[江苏经典高考题]在适宜温度下，采用完全营养液培养黄瓜幼苗，研究营养液中氧含量变化对K＋吸收速率的影响。实验结果如图，则黄瓜幼苗根系细胞吸收K＋的方式是________，图中ab段为此提供的依据是________________________________表明该过程需要能量。若在氧含量等条件稳定、适宜的情况下，研究在10 ℃～40 ℃范围内的温度变化对黄瓜幼苗K＋吸收速率的影响，预期K＋吸收速率变化的趋势
是________________________________________。
主动运输
K＋的吸收速率随氧含量的增加而增加
10 ℃到最适温度范围内，随温度的升高而升高；超过最适温度，随温度的升高而降低
模拟预测·题组集训
题组预测一 物质出入细胞方式的综合考查
1．[2023·山东济南统考三模]通道蛋白有离子通道蛋白、孔蛋白、水通道蛋白三种类型。孔蛋白常见于线粒体和叶绿体外膜上，可允许分子质量小于5 000的分子自由通过。下列叙述错误的是( )
A．离子通道蛋白运输相应离子的速率与膜两侧离子浓度差有关，也与膜电位有关
B．离子通道蛋白和水通道蛋白的选择性比孔蛋白的高
C．肾小管和集合管上皮细胞膜上水通道蛋白的数量较多
D．通道蛋白往往需要与运输的物质相结合且构象改变
答案：D
解析：离子通道对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性，驱动带电荷的离子跨膜转运的净驱动力来自两种力的合力，一种是溶质的浓度梯度，另一种是跨膜电位差，这种净驱动力构成离子跨膜的电化学梯度，这种梯度决定离子跨膜的被动运输的方向，A正确；离子通道对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性，水通道蛋白只运输水分子，而孔蛋白只允许分子质量小于5 000的分子自由通过，因此离子通道蛋白和水通道蛋白的选择性比孔蛋白的高，B正确；肾小管和集合管主要作用是对水的重吸收，因此两者细胞膜上水通道蛋白的数量较多，C正确；载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象的改变介导溶质分子跨膜转运，通道蛋白介导的被动运输不需要溶质分子与其结合，而是横跨膜形成通道，允许大小适宜的分子和带电离子通过，D错误。
2．[2023·安徽省合肥市高三第一次质检]胃黏膜上皮细胞的细胞膜上存在的H＋－K＋－ATP酶是一种质子泵，它能催化ATP水解，在将细胞外的K＋泵入细胞内的同时，也将细胞内的H＋泵出，从而维持胃液的酸性环境。下列叙述正确的是( )
A．该质子泵可同时运输H＋和K＋，不具有选择性
B．该质子泵是具有催化和运输功能的通道蛋白
C．胃酸过量分泌时可用质子泵抑制剂进行调控
D．K＋和H＋进出细胞时质子泵结构不会发生改变
答案：C
解析：该质子泵可同时运输H＋和K＋，但不能运输其它物质，因此具有选择性，A错误；该质子泵能催化ATP水解，也能运输H＋和K＋，因此是具有催化和运输功能的载体蛋白，B错误；该质子泵能将细胞内的H＋泵出，使胃酸增加，因此胃酸过量分泌时可用质子泵抑制剂进行调控，C正确；K＋和H＋进出细胞时，会与H＋－K＋－ATP酶结合，导致质子泵结构发生改变，D错误。
3．[2023·吉林高三二调]二氢吡啶类降压药属于钙通道阻滞剂，主要通过阻断动脉血管平滑肌细胞膜上的钙通道，抑制细胞外Ca2＋内流，引起全身外周动脉血管扩张而产生降压作用。下列分析错误的是( )
A．二氢吡啶类降压药能特异性作用于钙通道蛋白
B.细胞外Ca2＋内流的跨膜运输可能属于协助扩散
C．钙通道蛋白属于载体蛋白，转运时会发生自身构象改变
D．多数水分子进出细胞的方式与上述Ca2＋运输方式相同
答案：C
解析：由题目信息可知，二氢吡啶类降压药属于钙通道阻滞剂，抑制细胞外Ca2＋内流，故能特异性作用于钙通道蛋白，A正确；通过通道蛋白跨膜运输，不消耗ATP，属于协助扩散，细胞外Ca2＋内流的跨膜运输是通过钙通道实现的，故可能属于协助扩散，B正确；钙通道蛋白不属于载体蛋白，C错误；多数水分子是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的，与上述Ca2＋运输方式相同，D正确。
题组预测二 心中有信念，玩转图表线
4．[2023·广东韶关统考二模]耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现采集到普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液处理两组水稻根毛区细胞，结果如下图，
下列叙述正确的是( )
A．Ⅰ组水稻原生质体体积先减后增，是耐盐碱水稻
B．Ⅰ组水稻细胞在BC段发生了质壁分离的自动复原
C．处理过程中，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐增强
D．耐盐碱水稻的选育体现了生物多样性的间接价值
答案：B
解析：由图可知，Ⅰ组AB段原生质体体积减小，发生质壁分离过程，BC段由于外界离子进入细胞引起细胞液浓度增加，细胞吸水发生质壁分离自动复原，与Ⅰ组相比，Ⅱ组水稻在0.3 g·mL－1 KNO3溶液中，细胞还有一定程度的吸水，说明其细胞液浓度比较大，Ⅱ组水稻是耐盐碱水稻，A错误，B正确；处理过程中，Ⅰ组水稻细胞先发生质壁分离后发生质壁分离复原，细胞的吸水能力先逐渐增大后逐渐减小，C错误；间接价值又叫生态功能，而耐盐碱水稻的选育体现的是生物多样性的直接价值，D错误。
5．[2023·安徽省淮北市高三一模]取生理状态相同的笮草嫩叶若干，等量放置在不同浓度的物质X溶液中，测定笮草嫩叶细胞吸收物质X的速率，实验结果如下表所示。下列解释最合理的是( )
A.笮草细胞吸收物质X的方式为自由扩散
B．笮草细胞吸收物质X为消耗ATP的主动运输
C．笮草细胞吸收物质X需要转运蛋白参与
D．温度不影响笮草细胞对物质X的吸收速率
物质X溶液的浓度 未通入空气组的吸收速率 通入空气组的吸收速率
30 mmol·L－1 3 mmol/min 3 mmol/min
50 mmol·L－1 3 mmol/min 3 mmol/min
答案：C
解析：据表数据可知，物质X浓度不同，吸收速率相同，可以排除自由扩散；有无氧气，吸收速率相同，排除主动运输；温度影响细胞膜的流动性，进而影响对物质X的吸收。
6．[2023·山东日照统考三模] 甲状腺滤泡细胞内的I－浓度是血浆中I－浓度的30倍，血浆中I－进入滤泡上皮细胞是由钠碘同向转运体(NIS)介导的，如下图所示。哇巴因能抑制细胞膜上钠钾泵的活性。
下列叙述正确的是( )
A．NIS运输I－的方式与其运输Na＋的方式相同
B．钠钾泵运输Na＋和K＋时，其空间结构不会发生改变
C.哇巴因可抑制钠钾泵的功能，从而直接影响I－的转运
D．呼吸作用减弱会同时影响K＋和I－进入甲状腺滤泡上皮细胞
答案：D
解析：根据题干信息“甲状腺滤泡细胞内的I－浓度是血浆中I－浓度的30倍”可知血浆中I－进入滤泡上皮细胞是逆浓度梯度进行的，是主动运输，Na＋进入细胞是从高浓度向低浓度，为协助扩散，钠碘同向转运体运输I－的方式与其运输Na＋的方式不同，A错误；离子泵的物质运输和通道打开涉及蛋白质空间结构的改变，B错误；哇巴因能抑制细胞膜上钠钾泵的活性，会抑制Na＋运出甲状腺滤泡细胞，导致细胞内外Na＋浓度差变小，钠碘同向转运体运输I－时需要借助Na＋的浓度梯度产生的电化学势能，因此哇巴因可间接抑制甲状腺滤泡细胞吸收I－，C错误；呼吸作用减弱会导致ATP合成减少，可直接影响K＋进入甲状腺滤泡上皮细胞和Na＋排出滤泡，从而间接影响I－进入滤泡，D正确。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
7．[2023·吉林白山高三一模]盐碱地中所含的盐分影响作物的正常生长，对其开发利用是提高农业产能的途径，但也是个世界性难题。过去的思路主要是治理盐碱地、让盐碱地适应作物，如今科研人员提出要向选育更多耐盐碱作物、让作物适应盐碱地的方向转变。比如，在某些地区可以发展具有较强耐盐碱能力的海水稻。请回答下列问题：
(1)盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是
_______________________________________________________，植物无法从土壤中获取充足的水分。在植物细胞发生质壁分离过程中，外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度从大到小依次是____________________________________。
海水稻具有耐盐碱性状的根本原因是__________________。
土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞的细胞液浓度
外界溶液浓度＞细胞质基质浓度＞细胞液浓度
具有耐盐碱的相关基因
解析：盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长；在发生质壁分离过程中，细胞失水，所以外界溶液、细胞质基质、细胞液浓度从大到小依次是外界溶液、细胞质基质、细胞液浓度；生物的性状在根本上是由基因决定的，故海水稻具有耐盐碱性状的根本原因是具有耐盐碱的相关基因。
水分子进入植物细胞的方式为被动运输，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量
增大
根吸收水的速率大于吸收Na＋的速率
知识拓展
一、ATP直接供能的主动运输
1．Na＋－K＋泵
Na＋－K＋泵分布在动物细胞质膜上，具有ATP水解酶活性，由2个α亚基和2个β亚基组成。α亚基在细胞内侧与Na＋结合促进ATP水解，发生磷酸化后构象改变，将Na＋泵出细胞，同时细胞外的K＋与α亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，α亚基的构象再次发生变化，将K＋泵入细胞，完成一次Na＋－K＋的运输过程。
此过程每循环一次，消耗1分子ATP，可以逆化学梯度送出3个Na＋和泵入2个K＋(如图)。
Na＋－K＋泵的工作示意图
Na＋－K＋泵的存在对于动物细胞维持细胞质膜电位、维持渗透平衡和吸收营养起到了至关重要的作用，动物细胞可利用膜两侧的Na＋电化学梯度完成多种营养物质吸收的过程。
2．质子泵
质子泵(proton pump)是生物膜上运输H＋的载体蛋白，广泛分布在细胞质膜、内质网膜和线粒体内膜等膜结构上。质子泵在泵出H＋时形成的电位差和质子浓度梯度能够为其他离子跨过细胞质膜提供动力。
植物细胞、真菌和细菌细胞质膜上没有Na＋－K＋泵，它们利用质膜上的质子泵形成H＋电化学梯度，帮助细胞吸收营养物质。
3．钙泵
Ca2＋泵(如图)是一种跨膜蛋白，分布在动植物细胞质膜、线粒体内膜、肌肉细胞肌质网膜及植物叶绿体膜等膜结构上，Ca2＋泵其实就是Ca2＋激活的ATP酶，每水解一个ATP转运两个Ca2＋到细胞外，形成钙离子浓度梯度。由于Ca2＋泵的存在，保证细胞质基质中游离的Ca2＋浓度始终维持在一个较低水平。
二、ATP间接供能的主动运输
1．同向协同转运
Na＋－K＋泵维持了细胞内外Na＋的电化学梯度，在小肠上皮细胞上存在葡萄糖转运蛋白，Na＋和葡萄糖与其结合后，转运蛋白的构象发生改变，当Na＋顺浓度梯度进入细胞时，葡萄糖利用Na＋浓度梯度的势能被“拉进”细胞内(下图)。由于Na＋和葡萄糖的运输方向一致，故称为同向协同转运。
2．逆向协同转运
拟南芥细胞液泡膜上，存在一种Na＋－H＋逆向协同转运蛋白(钠氢交换体)。在高盐浓度下，它利用H＋的电化学梯度将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质运进液泡内，将Na＋在液泡中区隔化，以消除Na＋的毒害，从而达到耐盐的目的。由于Na＋和H＋的运输方向相反，故称为逆向协同转运。
三、光驱动泵的运输
这类主动运输的能量来自于所吸收的光能。如植物叶绿体类囊体膜上的PSⅡ就是一种光驱动的质子泵：PSⅡ的P680获得2个波长为680 nm的光子后就能从类囊体外向内泵入2个质子。
答案：B
2．[2021·山东卷]液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器，液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是( )
A．Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散
B．Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺
C．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢
D．H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
答案：A
解析：Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H＋顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2＋通过CAX的运输进入液泡增加细胞液的浓度，细胞液的渗透压升高，有利于植物细胞从外界吸收水分，使植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H＋浓度降低，液泡膜两侧的H＋浓度梯度差减小，为Ca2＋通过CAX的运输提供的能量减少，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。
3．[2022·海南卷，节选]细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是__________。
(2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于________。
(3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH________；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是__________________________________。
选择透过性
协助扩散
降低
载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变
解析：(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，说明细胞膜对物质的运输具有选择透过性。(2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量，属于协助扩散。(3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增加，pH降低，此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时会发生磷酸化，导致其空间结构改变，进而运输H＋。整合训练（二）
1．解析：V ATPase能水解ATP，消耗能量，通过主动运输的方式将细胞质基质中的H＋转运进入液泡，A错误；线粒体功能异常的原因之一是液泡酸化消失，H＋不能顺浓度梯度运出液泡，Cys不能借助液泡膜两侧H＋浓度梯度提供的电化学势能进入液泡，导致细胞质基质中Cys浓度增大，抑制Fe进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，由此推测，抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常，B正确；液泡是一种酸性细胞器，其内部H＋浓度高，细胞质基质中的Cys在H＋电化学势能协助下逆浓度梯度进入液泡，属于主动运输，C正确；题图过程中液泡pH异常，线粒体功能异常，体现了液泡和线粒体之间既有分工也有合作，D正确。
答案：A
2．解析：初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的，体细胞的初生胞间连丝是在有丝分裂末期时形成，A错误；次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的，水解细胞壁需要纤维素酶、果胶酶，次生胞间连丝的形成与纤维素酶、果胶酶等有关，B正确；初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的，胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系，C正确；胞间连丝是细胞壁、细胞膜上的通道，有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流，D正确。
答案：A
3．解析：线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，其上附着有多种酶，因此线粒体内膜的蛋白质/脂质的比值大于线粒体外膜，A正确；丙酮酸通过内膜时，丙酮酸要借助特异性转运蛋白，利用H＋（质子）协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，因此消耗氢离子的梯度势能，因此为主动运输，B错误；H＋（质子）通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙是逆浓度梯度，且需要载体蛋白，所以运输方式为主动运输，C正确；蛋白质变性剂会使蛋白质变性而失活，H＋（质子）通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙需要载体蛋白，所以运输速率会降低，D正确。
答案：B
4．解析：V ATPase是溶酶体膜上的一种带有糖链的蛋白质，其形成过程类似于分泌蛋白，可知它的形成需要内质网和高尔基体的加工，所以V ATPase的糖链可能是在内质网或高尔基体上形成的，A正确；V ATPase能催化ATP水解，并利用释放的能量转运H＋，使溶酶体内的pH值降低，所以溶酶体内的水解酶在酸性环境中催化效率最高，B错误；根据“V ATPase能催化ATP水解，并利用释放的能量转运H＋”可知，V ATPase具有运输和催化双重功能，其转运H＋的过程属于主动运输，C正确；V ATPase形成过程类似于分泌蛋白，其合成和运输过程，说明了生物膜在功能上是紧密联系的，D正确。
答案：B
5．解析：念珠蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，A错误；黏菌合成蛋白质的场所为自身的核糖体，所需的原料由宿主细胞提供，B错误；黏菌为真核生物，念珠蓝细菌为原核生物，真核生物和原核生物相比，在结构上最大的区别是有无以核膜为界限的细胞核，C正确；念珠蓝细菌虽然没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，是能进行光合作用的自养生物，D错误。
答案：C
6．解析：（1）由于胃壁细胞内的H＋运输到细胞外是逆浓度梯度进行的，因此，该过程需要消耗ATP，同时还需要质子泵的转运，因此胃壁细胞内的H＋运输到膜外的方式属于主动运输。（2）图中的M1－R、H2－R、G－R可以接受信号分子，说明图中的M1－R、H2－R、G－R属于膜上的（特异性）受体，其与信号分子结合后，引起细胞内的一系列变化，这是细胞膜具有信息交流的功能。（3）胃蛋白酶属于分泌蛋白，为探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用放射性同位素标记法。胃蛋白酶的合成与分泌过程涉及到的细胞结构有：核糖体（合成蛋白质的场所）、内质网（蛋白质初加工的场所）、高尔基体（蛋白质再加工的场所）、囊泡（运输蛋白质）、线粒体（提供能量）、细胞膜（将分泌蛋白分泌到细胞外），该过程中需要的具膜细胞器有内质网、高尔基体、线粒体。（4）H＋－K＋－ATP酶是位于胃壁细胞的细胞膜上的一种质子泵。它不断将胃壁细胞内的H＋运输到膜外胃腔中，从而促进胃酸的分泌。而胃酸分泌过多是引起胃溃疡的主要原因，因此，若能抑制H＋－K＋－ATP酶的活性，则可减少胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中的量，因而可减少胃酸的分泌量，则能起到缓解胃溃疡的作用。
答案：（1）主动运输 胃壁细胞内的H＋运输过程需要消耗ATP，且为逆浓度运输
（2）特异性受体（或受体） 信息交流
（3）放射性同位素标记 内质网、高尔基体、线粒体
（4）奥美拉唑抑制H＋－K＋－ATP酶的活性，抑制胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中，减少胃酸的分泌量
7．解析：（1）IAA是生长素，生长素的合成部位主要是芽、幼嫩的叶、发育中的种子；在成熟组织中，IAA可以通过输导组织进行非极性运输，即可以从形态学下端向形态学上端运输；由图中过程可知，与IAA结合的受体有生长素受体－抑制剂复合体和ABP1。（2）分析题意可知，H＋ ATP酶合成并运到细胞膜上发挥作用，膜上蛋白质的形成过程与分泌蛋白的合成和加工类似，故需要核糖体（蛋白质的合成场所）、内质网（对核糖体形成的多肽进行初加工）和高尔基体（对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装）的直接参与，此外还需要线粒体供能。（3）据图可知，在IAA作用下H＋跨膜运入细胞壁需要消耗ATP，故运输方式为主动运输；分析题意可知，IAA溶液和酸性溶液都能使细胞壁松弛，细胞吸水，促进植物细胞的伸长，且IAA促使H＋分泌速率和细胞伸长速率一致，据此推测，IAA促进细胞伸长的机制很可能为：诱导细胞壁酸化（并使其可塑性增大）而导致细胞伸长。
答案：（1）芽、幼嫩的叶、发育中的种子 非极性 生长素受体－抑制剂复合体和ABP1
（2）核糖体、内质网和高尔基体
（3）主动运输（主动转运） 诱导细胞壁酸化（并使其可塑性增大）而导致细胞伸长
8．解析：分析题图可知，溶酶体的pH约为4.6，H＋浓度较高，细胞质基质pH约为7.2，H＋浓度较低，故推测H＋通过H＋通道运出溶酶体的方式是协助扩散，A正确；分析题图可知，H＋运入溶酶体需要V ATPase的协助，抑制V ATPase的功能，运入溶酶体的H＋减少，溶酶体内的pH可能会上升，B正确；溶酶体膜内pH高于4.6时，运入溶酶体的H＋减少，说明H＋通道蛋白的运输能力降低，C错误；H＋通道蛋白功能缺失会影响H＋运入溶酶体，从而影响溶酶体中的PH，进而影响溶酶体中酶的活性，则会导致溶酶体降解蛋白的能力降低，D正确。
答案：C
9．解析：浇水后，当水分子进出根细胞的速率相等时，原生质层两侧的液体浓度不一定相等，细胞液浓度可能大于外界溶液浓度，A错误；植物根尖分生区细胞内没有大液泡，能通过渗透作用吸水，但不能发生质壁分离，B错误；“吊瓶”给植物补充液体时，由于植物细胞细胞壁对细胞起到保护作用，液体渗透压不需与植物细胞液渗透压相等，C错误；生长素可促进生根，输液是对根系损伤的补救，液体中的生长素类似物能促进根系生长，D正确。
答案：D
10．解析：精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中化肥的定量使用，避免造成烧苗现象，A正确；仅3、4组植物细胞的细胞液大于该蔗糖溶液，细胞吸水，B正确；3、4组植物细胞放入该蔗糖溶液中吸水，由于细胞壁的保护作用，细胞内外渗透压可不相等，C错误；植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关，其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质，D正确。
答案：C
11．解析：小肠上皮细胞借助葡萄糖同向转运载体吸收葡萄糖利用了Na＋的浓度差，属于主动运输，Na＋的运输过程属于协助扩散，A错误；小肠上皮细胞借助GLUT2运输葡萄糖属于协助扩散，则影响其转运速率的因素是葡萄糖浓度差、GLUT2数量，B正确；胰岛素能降低图中GLUT2转运载体的活性，减少小肠上皮细胞中的葡萄糖进入血液的量，C错误；Na＋/K＋ATPase具有运输功能和催化功能，是Na＋、K＋逆浓度运输的载体蛋白，Na＋/K＋ATPase可水解ATP提供能量，D错误。
答案：B
12．解析：囊泡上的转运蛋白转移到细胞膜上的过程依赖膜的融合，体现了生物膜的流动性，A正确；图示激素X与激素X受体结合后，可促进ATP水解，进而使酶发生磷酸化，促进葡萄糖转化，同时能促进葡萄糖转运蛋白向细胞膜上转运，B错误；图示激素X与激素X受体结合后，可促进ATP水解，进而使酶发生磷酸化，促进葡萄糖转化，同时能促进葡萄糖转运蛋白向细胞膜上转运，增加了细胞膜上葡萄糖转运蛋白的含量，促进了葡萄糖的吸收，使血糖降低，因此激素X可能是胰岛素，X激素与胰高血糖素在调节血糖方面效应相抗衡，C正确；激素与相应的受体结合，体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能，D正确。
答案：B
13．解析：（1）生物膜包括细胞膜、核膜和细胞器膜，故细胞膜和液泡膜均属于生物膜。生物膜的基本支架是磷脂双分子层。生物膜功能与蛋白质有关，故生物膜功能的复杂程度直接取决于膜蛋白的种类和数量。细胞内的生物膜将各种细胞器分隔开来，使细胞能够同时进行多种化学反应，不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
（2）主动运输需要消耗能量，根据题意，Ca2＋－ATPase转运Ca2＋需要水解ATP供能，故属于主动运输。在该转运过程中，ATP水解的产物为ADP、Pi。
（3）根据题意可知，液泡内的Ca2＋浓度大于细胞质基质的Ca2＋浓度，只有主动运输能维持这个浓度差，而主动运输需要消耗能量，此能量由细胞呼吸提供。细胞呼吸作用受抑制导致能量供应减少，Ca2＋进入液泡的过程受抑制。
（4）液泡膜上存在Ca2＋/H＋反向运输载体，其转运Ca2＋进入液泡的同时可将H＋转运出液泡，据此可知，其运输方式为主动运输，故细胞质内增大的Ca2＋浓度激活Ca2＋/H＋反向运输载体的一段时间内，其转运速率的变化趋势为先快速增大，后由于受H＋浓度等限制、载体蛋白数量有限等转运速率逐渐降低。生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，会在液泡中储存大量的无机离子，可增大细胞液的渗透压，促进细胞吸水。
答案：（1）磷脂双分子层 膜蛋白的种类和数量 使细胞能够同时进行多种化学反应，不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行
（2）主动运输 ADP、Pi
（3）细胞质基质中的Ca2＋通过主动运输进入液泡，需呼吸作用提供能量，细胞呼吸作用受抑制导致能量供应减少，Ca2＋进入液泡的过程受抑制
（4）先快速增大后逐渐降低 增大细胞液的渗透压，促进细胞吸水整合训练(二) 生命系统的结构基础
全员必做题
1.[2023·山东青岛统考一模]液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示(Cys为半胱氨酸)。下列叙述错误的是( )
A．V ATPase通过协助扩散的方式将细胞质基质中的H＋转运进入液泡
B．抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常
C．Cys利用H＋电化学势能，以主动运输的方式进入液泡
D．图示过程说明液泡和线粒体之间既有分工也有合作
2．[2023·广东江门统考二模]胞间连丝是贯穿两个相邻细胞细胞壁的圆柱形细胞质通道。高等植物大多数相邻的细胞间能形成胞间连丝。初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的；次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的(如图)。下列叙述错误的是( )
A．体细胞的初生胞间连丝是在有丝分裂中期时形成
B．次生胞间连丝的形成与纤维素酶、果胶酶等有关
C．胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系
D．胞间连丝有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流
3．[2023·广东省茂名市高三考试]线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白，丙酮酸可以经此通道通过。而线粒体内膜由于蛋白质含量高导致通透性低，丙酮酸需通过与H＋协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．线粒体内膜的蛋白质/脂质的比值大于线粒体外膜
B．丙酮酸穿过线粒体外膜和内膜的方式均为协助扩散
C．H＋通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输
D．加入蛋白质变性剂会改变线粒体内膜对H＋的运输速率
4．[2023·河南省郑州市高三第一次质量预测]V ATPase是溶酶体膜上的一种带有糖链的蛋白质，其形成过程类似于分泌蛋白。V ATPase能催化ATP水解，并利用释放的能量转运H＋，使溶酶体内的pH值降低。下列描述错误的是( )
A．V ATPase的糖链可能是在内质网或高尔基体上形成的
B．溶酶体内的水解酶在中性环境中催化效率最高
C．V ATPase具有运输和催化双重功能，其转运H＋的过程属于主动运输
D．V ATPase的合成和运输过程，说明了生物膜在功能上是紧密联系的
5．[2022·广东省六校高三第二次联考]黏菌是一群类似霉菌的生物，在分类学上介于动物和真菌之间，形态各异，多营腐生生活，少数寄生在经济作物上，危害寄主，与念珠蓝细菌一样没有叶绿体。下列有关黏菌和念珠蓝细菌的说法正确的是( )
A．黏菌和念珠蓝细菌完成生命活动所需的能量主要由线粒体提供
B．营寄生生活的黏菌合成蛋白质需要借助宿主细胞的核糖体来完成
C．黏菌和念珠蓝细菌在结构上最大的区别是有无以核膜为界限的细胞核
D．黏菌和念珠蓝细菌都没有叶绿体，只能利用现成的有机物来满足自身需要
6．[2023·陕西咸阳高三质检]H＋－K＋－ATP酶位于胃壁细胞的细胞膜上，是一种质子泵。它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H＋/K＋跨膜转运，不断将胃壁细胞内的H＋运输到浓度更高的膜外胃腔中，从而促进胃酸的分泌。其作用机理如下图所示，“＋”表示促进磷酸化。请据图回答下列问题：
(1)胃壁细胞内的H＋运输到膜外的方式属于________，依据是________________________________________________________。
(2)图中的M1－R，H2－R，G－R属于膜上的________________，其与信号分子结合后，引起细胞内的一系列变化，这体现了细胞膜的________功能。
(3)探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用________________法。胃蛋白酶的合成与分泌过程，需要参与的具膜细胞器有________________________。
(4)胃酸分泌过多是引起胃溃疡的主要原因，药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂，能有效减缓胃溃疡症状，用奥美拉唑治疗胃溃疡机理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7．[2023·河北唐山二中统考三模]下图是生长素(IAA)促进植物细胞伸长的作用机理之一。根据图中信息回答下列问题：
(1)IAA主要的合成部位是_______________________________________________。
在成熟组织中，IAA可以通过输导组织进行________运输。由图中过程可知，与IAA结合的受体有_______________________________________________________________。
(2)图中H＋－ATP酶合成并运到细胞膜上发挥作用，除需要线粒体供能外，还需要________(填细胞器)直接参与。
(3)据图可知，在IAA作用下H＋跨膜运入细胞壁的方式为________。实验发现IAA溶液和酸性溶液都能使细胞壁松弛，细胞吸水，促进植物细胞的伸长，且IAA促使H＋分泌速率和细胞伸长速率一致。据此，IAA促进细胞伸长的机制很可能为____________________________________。
重点选做题
8.[2023·山东青岛统考一模]我国科学家首次揭示了H＋通道蛋白和V ATPase酶共同调节溶酶体酸碱度的机理。V ATPase酶利用ATP水解产生的能量，将细胞质基质中(pH约为7.2)的H＋逆浓度梯度转运进溶酶体内部。通道的运输能力受溶酶体内H＋浓度调控。下列说法错误的是( )
A．H＋通过通道蛋白运出溶酶体的方式是协助扩散
B．抑制V ATPase的功能，溶酶体内的pH可能会上升
C．溶酶体膜内pH高于4.6时H＋通道蛋白的运输能力升高
D．H＋通道蛋白功能缺失会导致溶酶体降解蛋白的能力降低
9．[2023·河南省郑州市高三第一次质量预测]大树移栽后要及时浇水，还可采用“植物吊瓶”给树木输液来提高成活率，下列叙述正确的是( )
A．浇水后，当水分子进出根细胞的速率相等时，原生质层两侧的液体浓度也相等
B．植物根尖分生区细胞内没有大液泡，不能通过渗透作用吸水
C．“吊瓶”给植物补充液体时，液体渗透压需与植物细胞液渗透压相等
D．输液是对根系损伤的补救，液体中的生长素类似物能促进根系生长
10．[2023·湖北省高三适应性模拟]冰点降低法是测定溶液渗透压的精确物理化学方法。纯水在标准大气压下冰点为0℃，冰点降低值与溶液摩尔浓度成比例关系。FM－4型国产冰点渗透压计的测算公式为：OS＝Δt/1.857(OS为1 kg水中所溶解溶质颗粒数目，可反映溶液渗透压大小；Δt为冰点降低值)。经过对若干不同待测植物材料的专业处理，分别测得其细胞液冰点降低值如下表。下列相关叙述错误的是( )
植物材料组别 1 2 3 4 5 6
冰点降低值(℃) 0.58 0.83 0.96 1.23 0.78 0.76
A.精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中化肥的定量使用
B．将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88 ℃的蔗糖溶液中，3、4组的植物细胞吸水
C．将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88 ℃的蔗糖溶液中，稳定后各组细胞液渗透压均相同
D．植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关，其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质
11．[2023·山东济南统考一模]下图为小肠上皮细胞吸收、运输葡萄糖的示意图，下列说法正确的是( )
A．小肠上皮细胞借助葡萄糖同向转运载体吸收葡萄糖和Na＋的过程属于协助扩散
B．小肠上皮细胞借助GLUT2运输葡萄糖的转运速率与葡萄糖浓度差、GLUT2数量有关
C．胰岛素能降低图中葡萄糖同向转运载体的活性，减少小肠上皮细胞对葡萄糖的吸收
D.Na＋/K＋ATPase具有运输功能和催化功能，为Na＋、K＋逆浓度运输提供能量
12.[2023·河北邯郸高三联考]动物通过各种内分泌腺或内分泌细胞分泌激素调节动物机体的新陈代谢、生长、发育、生殖及其他生理机能，使机体维持正常的生理状态。如图为X激素的作用机理模式图。下列相关叙述错误的是( )
A．囊泡上的转运蛋白转移到细胞膜上的过程体现了生物膜的流动性
B．X激素能催化葡萄糖转化和葡萄糖转运蛋白向细胞膜上转运
C．X激素与胰高血糖素在调节血糖相对稳定方面效应相抗衡
D．该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能
13．[2023·河南名校联盟高三检测]Ca2＋是植物细胞的第二信使，细胞质的Ca2＋浓度变化对调节植物体生长发育以及适应环境具有重要作用。激素、环境因子等信号刺激可激活位于细胞膜和液泡膜上的Ca2＋转运系统，导致植物细胞细胞质内Ca2＋浓度大幅度增加。回答下列问题：
(1)细胞膜和液泡膜均属于生物膜，生物膜的基本支架是____________。生物膜功能的复杂程度直接取决于______________；细胞内的生物膜将各种细胞器分隔开来，作用是________________________________________________。
(2)细胞膜上的Ca2＋－ATPase可水解ATP驱动Ca2＋转运至细胞外，Ca2＋－ATPase转运Ca2＋的跨膜运输方式属于________。在该转运过程中，ATP水解的产物为________。
(3)已知植物细胞质基质的Ca2＋浓度维持在0.02～0.2 mmol/L，液泡内的Ca2＋浓度维持在1 mmol/L左右，是细胞内Ca2＋的储存库。当细胞呼吸作用受到抑制时，受刺激后的细胞质基质内Ca2＋浓度大幅度增加后难以恢复到正常水平，原因是________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________。
(4)液泡膜上存在Ca2＋/H＋反向运输载体，其转运Ca2＋进入液泡的同时可将H＋转运出液泡。细胞质内增大的Ca2＋浓度激活Ca2＋/H＋反向运输载体的一段时间内，其转运速率的变化趋势为________________。生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，会在液泡中贮存大量的无机离子，其作用是______________________________________。
