2024届高三生物二轮复习同步练习：细胞的分子、结构基础和物质运输（含解析）

细胞的分子、结构基础和物质运输练习
一、选择题
1.生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成。构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键，以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。根据表中信息，下列叙述错误的是（　　）
单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂
葡萄糖 — ① —
② ③ 蛋白质 ④
⑤ — 核酸 ⑥
A.①可以是淀粉或糖原
B.②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基
C.②和⑤都含有C、H、O、N元素
D.④可以是双缩脲试剂，⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂
2.下列有关“骨架”或“支架”的叙述，错误的是（　　）
A.细胞膜和细胞器膜的基本支架都是磷脂和蛋白质
B.脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架
C.细胞骨架由蛋白质纤维构成，与细胞的分化、胞内运输、信息传递有关
D.单糖是以碳链作为基本骨架，多糖也是以碳链作为基本骨架
3.蛋白质表面吸附水分子后出现“水膜”，“水膜”被破坏会导致蛋白质变性，从而暴露出更多的肽键。下列推测不合理的是（　　）
A.蛋白质中有“—N—C—C—N—C—C—…”的重复结构
B.细胞内组成蛋白质“水膜”的水属于结合水
C.强酸、强碱和高温等会破坏蛋白质的“水膜”
D.可用双缩脲试剂检测蛋白质“水膜”是否被破坏
4. “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
5.线粒体糖尿病由线粒体的DNA发生足量的基因突变，引起线粒体代谢酶缺陷，使线粒体形态异常，ATP合成发生障碍，导致胰岛素分泌不足而发病。下列分析错误的是（　　）
A.患者的线粒体DNA的碱基排列顺序发生了改变
B.线粒体糖尿病基因的遗传遵循基因的分离定律
C.可用健那绿染色线粒体观察其形态和分布
D.该病患者可通过注射适量胰岛素以缓解其症状
6.囊泡是细胞内各种生物膜结构之间进行物质运输的“通道”，囊泡运输参与细胞多项重要的生命活动。下列叙述错误的是（　　）
A.囊泡参与分泌蛋白的运输，该过程中高尔基体起重要的交通枢纽作用
B.神经元中的囊泡与突触前膜融合后释放神经递质，一定会引起突触后膜产生兴奋
C.病原体被吞噬细胞吞噬后经囊泡运输到溶酶体分解，部分产物可被细胞再利用
D.胰岛素的靶细胞中囊泡移向细胞膜释放葡萄糖载体蛋白，有利于降低血糖含量
7.研究表明，癌细胞溶酶体中的pH低于正常细胞。BODIPY荧光染料对pH不敏感，具良好的光学和化学稳定性。以BODIPY为母体结构，以哌嗪环为溶酶体定位基团，设计成溶酶体荧光探针。该探针在中性或碱性条件下不显荧光，在酸性条件下荧光强度升高。下列说法，错误的是（　　）
A.荧光探针能靶向进入癌细胞的溶酶体，是因为其对pH不敏感
B.溶酶体内的酸性环境有利于其分解衰老、损伤的细胞器
C.若某区域的荧光强度较强，则该区域的细胞可能是癌细胞
D.溶酶体执行功能的过程中，存在生物膜的流动现象
8.核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性。双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（　　）
A.大分子物质进出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动运输
B.细胞核能控制细胞代谢和遗传与核孔的双功能、双向性密切相关
C.RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成
D.核质间的物质交换体现了核膜的信息交流作用
9.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
10.某同学将初始长度相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，萝卜条的最终长度如下图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A.甲的初始细胞液浓度小于乙
B.若蔗糖溶液浓度为a，则甲的吸水量多
C.若蔗糖溶液浓度为d，则渗透平衡时甲的重量小于乙
D.根据图示可知，植物的细胞壁也具有一定的伸缩性
11.将细胞液浓度相等的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞均分为两组，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的葡萄糖溶液（甲组）和蔗糖溶液（乙组）中。实验初始时，葡萄糖溶液、蔗糖溶液、表皮细胞液渗透压分别为A、B、C。水分交换达到平衡时，发现乙组中蔗糖溶液浓度下降。在此期间，细胞和糖溶液之间没有溶质交换，且细胞均保持活性。据此判断下列说法错误的是（　　）
A.乙组中表皮细胞失水使蔗糖溶液浓度下降
B.甲组中的表皮细胞可能吸水使葡萄糖溶液浓度升高
C.实验初始时溶液渗透压大小为：A＞B＞C
D.水分交换达到平衡时，细胞液浓度等于外界糖溶液浓度
12.主动运输的能量可来自ATP水解或电化学梯度（离子的浓度梯度），如图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖、Na＋跨膜运输的示意图，其中a、b、c表示载体蛋白，“■”“▲”的个数代表分子（或离子）的浓度。据图分析，下列相关叙述正确的是（　　）
A.载体蛋白b转运葡萄糖的过程中不需要ATP水解供能
B.在载体蛋白c的协助下，小肠上皮细胞内外的Na＋浓度趋于相等
C.载体蛋白a能转运葡萄糖和Na＋，无特异性
D.脂溶性物质进入小肠上皮细胞不需要消耗能量，但需要载体蛋白
二、非选择题
13.参照表中内容，围绕绿色植物细胞内的元素、化合物及化合物的分布场所与功能，完成下表：
元素 种类 组成物质 物质的主要分布场所 物质的功能
C 蛋白质纤维 细胞骨架 （1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
N ATP合成酶 （2）　　　　　、线粒体、叶绿体 催化ATP的合成
P 转运RNA 细胞质 （3）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Mg 叶绿素 （4）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （5）　　 　
14.腺苷三磷酸结合盒转运蛋白（ABC转运蛋白）是一类大量存在于细胞中的跨膜转运蛋白，主要功能是利用ATP水解释放的能量进行多种物质的跨膜运输。回答下列问题：
（1）大肠杆菌的ABC转运蛋白主要分布在 　　　　　　，在酵母菌细胞中ABC转运蛋白还可能分布在 　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两种）等细胞器的膜中。需要ABC转运蛋白协助的物质跨膜运输方式是 　　　　　　。
（2）茶树根细胞吸收Cl－和N都是由ABC转运蛋白完成的，研究发现两种离子会结合ABC转运蛋白上有限的结合位点，从而产生相互抑制。请设计实验验证茶树根在吸收Cl－和N时，二者之间存在相互抑制，简要写出实验思路，并预期实验结果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
15.高尔基体在细胞内物质的运输中起着重要枢纽作用，分泌蛋白、细胞膜上的膜蛋白以及溶酶体中的酸性水解酶等蛋白质的定向转运过程都是通过高尔基体完成的。如图表示高尔基体定向转运不同蛋白质时的不同机制，其一是激素合成后随即被释放到细胞外，称为组成型分泌途径；其二是激素合成后暂时储存在细胞内，受到细胞外信号刺激时再释放到细胞外，称为可调节型分泌途径。请回答：
（1）分泌蛋白、细胞膜上的膜蛋白以及溶酶体中的酸性水解酶的合成、加工和转运过程，需要 　　　　　　　　　　　　　　和高尔基体等细胞器的参与，这体现了细胞中各种细胞器之间的 　　　　　　　　　　　　　　关系。
（2）溶酶体酶包装时，酸性水解酶先与M6P受体结合，然后高尔基体以出芽的形式形成囊泡。若 　　　　（填“促进”或“抑制”）M6P受体基因的表达，则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累。
（3）为探究胰岛素的分泌途径，某研究小组进行如下实验。请完成下表：（培养液中葡萄糖浓度均为1.5 g/L）
实验处理 预测实验结果 推出结论
甲组：培养液＋胰岛B细胞＋X物质（蛋白质合成抑制剂，用生理盐水配制） 乙组：培养液＋胰岛B细胞＋　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一定时间内两组培养液都检测出相同量胰岛素 胰岛素只存在可调节型分泌途径
只在乙组培养液检测出胰岛素 胰岛素只存在组成型分泌途径
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 胰岛素存在两种分泌途径
答案：
1. B　淀粉、糖原和纤维素是生物大分子，由葡萄糖聚合而成，A正确；氨基酸经脱水缩合可形成肽键，进而聚合成蛋白质，核苷酸聚合形成核酸，故⑤是核苷酸，B错误；②和⑤分别是氨基酸、核苷酸，②和⑤中均含有C、H、O、N元素，C正确；可用双缩脲试剂检测蛋白质，核酸包括DNA和RNA，可用甲基绿和吡罗红混合染色剂进行染色，D正确。
2. A　细胞膜和细胞器膜的基本支架都是磷脂双分子层，A错误；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，碱基对排列在内侧，B正确；细胞骨架与细胞的分化、胞内运输、信息传递有关，C正确；单糖、二糖、多糖都是以碳链作为基本骨架，D正确。
3. D　蛋白质的基本组成单位是氨基酸，一个氨基和一个羧基连接在同一个碳上，一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基之间脱水缩合形成肽键，所以蛋白质中有“—N—C—C—N—C—C—…”的重复结构，A正确；水与蛋白质、多糖等物质结合，水就失去了流动性和溶解性，所以细胞内组成蛋白质“水膜”的水属于结合水，B正确；蛋白质表面吸附水分子后出现“水膜”，“水膜”被破坏会导致蛋白质变性，而强酸、强碱和高温等会破坏蛋白质的空间结构，从而使蛋白质变性失活，所以推测强酸、强碱和高温等会破坏蛋白质的“水膜”，C正确；蛋白质“水膜”被破坏，会导致蛋白质变性，从而暴露出更多的肽键，但是仍然可以与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。
4. B　酸性水解酶的化学本质是蛋白质，在核糖体合成，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。
5. B　线粒体糖尿病由线粒体的DNA发生足量的基因突变，由于基因突变是由于基因内碱基的替换、增添或缺失造成的，所以患者的线粒体DNA的碱基排列顺序发生了改变，A正确；基因的分离定律和自由组合定律适用于核基因的遗传，所以线粒体糖尿病基因的遗传不遵循基因的分离定律，B错误；线粒体本身无颜色，因此，观察线粒体需要使用健那绿进行染色观察，C正确；患者由于胰岛素分泌不足而发病，所以该病患者可通过注射适量胰岛素以缓解其症状，D正确。
6. B　分泌蛋白的运输过程与内质网、囊泡、高尔基体有关，其中高尔基体起着重要的交通枢纽作用，A正确；神经元中的囊泡与突触前膜融合后释放神经递质，不一定会引起突触后膜产生兴奋，因为引发突触后膜产生兴奋的神经递质必须是兴奋性递质，并且刺激需要达到一定强度，即阈刺激，B错误；吞噬细胞吞噬病原体后经囊泡运输到溶酶体，溶酶体中的水解酶，将病原体消化分解掉，分解后的产物如果对细胞有用，可以再利用，废物则被排出细胞，C正确；胰岛素与靶细胞表面受体结合后，经一系列信号转导过程，促进包裹着葡萄糖载体蛋白的囊泡向细胞膜移动并释放葡萄糖载体蛋白，有利于降低血糖含量，D正确。
7. A　荧光探针并不能靶向进入癌细胞的溶酶体，只是荧光探针可以与H＋结合发出荧光，定位癌细胞，A错误；溶酶体内有酸性水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，酸性环境有利于提高酶活性，B正确；根据题干信息，“癌细胞溶酶体中的pH低于正常细胞”“荧光探针在酸性条件下荧光强度升高”可知，癌细胞溶酶体内H＋含量高于正常细胞，若某区域的荧光强度较强，则该区域的细胞可能是癌细胞，C正确；溶酶体执行功能的过程中，如吞噬一些物质的时候，需要形成小泡，会有膜的流动，D正确。
8. B　大分子物质进出细胞核既有需要载体、消耗能量的主动运输，也有被动运输，A错误；核孔的双功能，双向性实现了细胞核和细胞质间的物质交换、信息传递是细胞核完成其功能的基础，B正确；RNP中含有的RNA在细胞核内合成，而蛋白质在细胞质中的核糖体上合成，C错误；核质间的物质交换体现了核膜具有信息交流的作用，D错误。
9. C　分析图形可知，Na＋-K＋泵的运输使膜外Na＋浓度高于膜内，而Na＋通过Na＋-Ca2＋交换体顺浓度梯度从膜外运输到膜内产生化学势能，Na＋-Ca2＋交换体利用该能量将Ca2＋从膜内逆浓度梯度运输到膜外，细胞质中Ca2＋浓度下降，若用某种药物阻断细胞膜上Na＋-K＋泵的作用，则会影响Ca2＋从膜内运输到膜外，导致细胞质中Ca2＋浓度升高，据题干信息可知，细胞质中Ca2＋浓度升高会导致心肌收缩力增强，A错误；阻断Na＋-K＋泵的作用，K＋从膜外到膜内的运输受阻，细胞内液的K＋浓度下降，B错误；阻断Na＋-K＋泵的作用，Na＋从膜内到膜外的运输受阻，导致细胞外液与细胞质中的Na＋浓度差减小，因此动作电位期间Na＋的内流量减少，C正确；Na＋-Ca2＋交换体的活动与细胞内外Na＋的浓度差有关，阻断Na＋-K＋泵的作用会降低细胞内外Na＋的浓度差，Na＋-Ca2＋交换体的活动减弱，D错误。
10. B　根据图示可知，当萝卜条处于初始长度时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等，乙对应浓度为c，甲对应浓度为b，因此甲的初始细胞液浓度小于乙，A正确；当蔗糖溶液浓度为a时，细胞吸水，由于甲的细胞液浓度小于乙，因此甲的吸水量少于乙，B错误；蔗糖溶液浓度为d时，细胞失水，甲的失水量多于乙，渗透平衡时甲萝卜条的重量小于乙，C正确；萝卜条的长度会发生变化，说明细胞壁也具有一定的伸缩性，D正确。
11. B　水分交换达到平衡时，发现乙组中蔗糖溶液浓度下降，因为蔗糖不能进入表皮细胞，故可知是因为外界的蔗糖浓度大于乙组表皮细胞的细胞液浓度，表皮细胞失水使蔗糖溶液浓度下降，A正确；由题干信息可知，在水分交换达到平衡时，表皮细胞和糖溶液之间没有溶质交换，且细胞均保持活性，所以甲组表皮细胞会失水使葡萄糖溶液浓度下降，B错误；由于实验所用的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度相等，而甲组和乙组的两种外界溶液浓度相同（单位为g/mL），而葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，所以甲组葡萄糖的渗透压更高，实验初始时溶液渗透压大小为：A＞B＞C，C正确；水分交换达到平衡时，进出的水分子相等，细胞液浓度等于外界糖溶液浓度，D正确。
12. A　载体蛋白b转运葡萄糖是从高浓度向低浓度运输，为协助扩散，不需要消耗ATP，A正确；载体蛋白c运输Na＋，是由低浓度向高浓度运输，为主动运输，最终会使细胞外的Na＋浓度高于细胞内的Na＋浓度，B错误；根据图示分析可判断葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔到小肠上皮细胞是相同的载体蛋白，但该载体不能转运其他的小分子或离子，因此说明该载体蛋白具有特异性，C错误；磷脂双分子层组成生物膜的基本支架，根据相似相溶原理可知，脂溶性物质进入小肠上皮细胞不需要消耗能量，也不需要载体蛋白，为自由扩散，D错误。
13.解析：（1）蛋白质纤维是构成细胞骨架的物质，其功能是维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性。（2）ATP合成酶可催化ATP的合成，ATP合成的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体，因此ATP合成酶分布在细胞质基质、线粒体、叶绿体中。（3）翻译时转运RNA可识别并转运氨基酸，转运RNA位于细胞质中。（4）（5）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，可吸收、传递和转化光能。
答案：（1）维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性
（2）细胞质基质　（3）识别并转运氨基酸　（4）叶绿体的类囊体薄膜　（5）吸收、传递和转化光能
14.解析：（1）根据题意可知，ABC转运蛋白是一种跨膜转运蛋白，而大肠杆菌属于原核生物，所以大肠杆菌的ABC转运蛋白主要分布在细胞膜上；酵母菌是真核生物，细胞中ABC转运蛋白还可能分布在线粒体、高尔基体、内质网等细胞器膜上。ABC转运蛋白可以催化ATP水解释放能量来转运物质，因此属于主动运输。（2）由题干可知，本实验验证茶树根在吸收Cl－和N时，二者之间存在相互抑制，所以实验的自变量是为茶树提供的离子的种类，因变量是茶树对离子的吸收速率（用剩余量表示）。
实验思路：配制甲（含Cl－和N）、乙（含与甲等量的Cl－不含N）、丙（含与甲等量的N不含Cl－）三种营养液，分别培养相同的茶树，一段时间后检测并比较甲、乙两组Cl－的剩余量，甲、丙两组N的剩余量。
预期结果：甲组Cl－的剩余量高于乙组，甲组N的剩余量高于丙组。
答案：（1）细胞膜上　线粒体、高尔基体、内质网　主动运输　（2）实验思路：配制甲（含Cl－和N）、乙（含与甲等量的Cl－不含N）、丙（含与甲等量的N不含Cl－）三种营养液，分别培养相同的茶树，一段时间后检测并比较甲、乙两组Cl－的剩余量，甲、丙两组N的剩余量
预期结果：甲组Cl－的剩余量高于乙组，甲组N的剩余量高于丙组
15.解析：（1）分泌蛋白、细胞膜上的膜蛋白以及溶酶体中的酸性水解酶在核糖体合成后，均需要经过内质网与高尔基体的加工、包装与运输，线粒体提供能量，体现了细胞器之间的分工与合作关系。（2）溶酶体内部含有多种水解酶，作用是分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。从图中可知，在M6P受体的作用下，来自高尔基体的蛋白质成为溶酶体酶，若要使衰老和损伤的细胞器在细胞内积累，需要减少溶酶体酶的数量，因此可通过抑制M6P受体基因的表达来实现。（3）该实验目的是探究胰岛素的分泌途径，胰岛素是分泌蛋白，分泌蛋白的组成型分泌途径影响细胞膜上的受体蛋白的数量；可调节型分泌途径需要借助细胞膜上信号分子（受体蛋白），并且受血糖浓度升高的刺激才能分泌，培养液中的葡萄糖浓度为外界刺激，因此实验的自变量为蛋白质合成抑制剂的有无，甲组加入的是蛋白质合成抑制剂，为实验组，则乙组为对照组，应该加入等量生理盐水。实验因变量是胰岛素的含量，若胰岛素只存在可调节型分泌途径，则一定时间内两组培养液都检测出相同量胰岛素；若胰岛素只存在组成型分泌途径，则只在乙组培养液检测出胰岛素；若胰岛素存在两种分泌途径，则甲组检测到较少胰岛素，乙组检测到较多胰岛素。
答案：（1）核糖体、内质网、线粒体　分工与合作　（2）抑制　（3）等量生理盐水　甲组检测到较少胰岛素，乙组检测到较多胰岛素