2025版高考生物热点题型与考点专练一必考热点一细胞的基本组成和物质运输试题（Word版附答案）

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考向1 组成细胞的分子
【真题研磨】
典例(2024·黑吉辽高考T1·细胞中的蛋白质)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞中的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是(B)
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体①
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位②
C.钙调蛋白球形结构的形成③与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化④
【审答思维】
【失分警示】
(1)钙调蛋白中含有Ca2+,但组成蛋白质的基本单位是氨基酸。
(2)氨基酸之间靠肽键形成多肽,而蛋白质的空间结构与氢键、二硫键也有关系。
【答题要素】
1.“三看法”推断细胞内的有机物:
提醒:
(1)糖类并不都是能源物质:如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。
(2)等质量的脂肪和糖类氧化分解释放能量不同:脂肪中“C”和“H”含量高,“O”的含量低,所以脂肪氧化分解释放的能量多,需要的O2多,产生的H2O多。
2.蛋白质与核酸:
(1)蛋白质和核酸的相互关系:
(2)常见的核酸-蛋白质复合体:
提醒:
(1)由于基本组成单位的种类、排列顺序、数目及肽链的空间结构等不同,使蛋白质都具有结构多样性。
(2)基因多样性决定了蛋白质多样性,后者决定了生物多样性。
(3)有机物的“水解”和“氧化分解”的区别:
【多维训练】
(★表示难度系数,全书同)
1.★★(细胞中的脂质)豆固醇为大豆细胞的组分,不能被人体肠道吸收,其结构与胆固醇相似。饭后服用豆固醇能抑制肠黏膜对胆固醇的吸收。下列关于固醇的说法错误的是(B)
A.豆固醇可以作为降低人体内胆固醇含量的药物
B.豆固醇与糖类、磷脂的组成元素完全相同
C.肠道能吸收胆固醇,不能吸收豆固醇,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能
D.维生素D也是固醇类物质,可以促进人体肠道对钙和磷的吸收
2.★★(细胞中的糖类)现代药理学发现:红枣含有蛋白质、糖类、有机酸、维生素以及多种微量元素,是重要的滋补品。一种新型甜味剂——低聚果糖,由1分子蔗糖与1~3分子果糖聚合而成,虽不能被人体消化吸收,但能被人体肠道内的双歧杆菌利用,导致其大量繁殖,从而发挥其调节肠道菌群、促进钙的吸收等保健功能。下列分析正确的是(B)
A.红枣能激发人体产生记忆细胞,抵抗各种病原体的入侵,增强免疫力
B.红枣中含有Fe,有助于合成血红蛋白,缓解贫血
C.低聚果糖彻底水解的产物与麦芽糖彻底水解的产物完全相同
D.摄入一定量的低聚果糖不利于肠道中营养物质的消化和吸收
3.★★(无机盐的作用机理)研究人员发现了锌金属的第一个伴侣蛋白ZNG1,它可将锌运送到需要锌的蛋白质处发挥作用。下列叙述错误的是(D)
A.锌在细胞中的含量很少,但功能不可替代,因此是组成细胞的微量元素
B.ZNG1运送锌的功能与其氨基酸的排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式有关
C.该实例说明细胞中的无机盐和有机物相互配合才能保证某些生命活动的正常进行
D.锌是构成ZNG1的重要元素,说明无机盐可以参与构成细胞内的重要化合物
4.★★(多选·核酸的分布、结构、功能及其多样性)已知植物细胞内的某种多聚体含有C、H、O、N、P,下列关于该多聚体的叙述正确的是(A、B、D)
A.可能分布在植物细胞的细胞核和细胞质中
B.可能具有催化、运输或储存遗传信息的功能
C.构成该多聚体的单体可能有8种
D.该多聚体的多样性与其单体的数量及排列顺序有关
5.★★★(多选·细胞中的有机物)分子伴侣是一类帮助其他蛋白质折叠、组装、转运,并介导错误折叠的蛋白质进行降解的蛋白质。图示为分子伴侣Hsp70介导蛋白质折叠的过程。下列叙述正确的是(A、B、D)
A.Hsp70能够识别、结合新合成的肽链,并稳定其空间结构
B.Hsp70发挥作用的过程中可能重新形成了某些化学键
C.Hsp70与ADP结合后才能发挥作用
D.错误折叠且不能正确恢复的蛋白质降解的过程需要蛋白酶参与
考向2 细胞的结构和功能
【真题研磨】
典例(2024·安徽高考T2·细胞的结构与功能)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是(A)
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架①,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶②进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞③方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长④是其构成蛋白的不断组装所致
【审答思维】
【失分警示】 关于对细胞骨架和胞吞作用的理解
(1)不能认为细胞骨架是固定的结构。细胞骨架具有动态不稳定性,与细胞的运动、分裂和胞质环流等有关。
(2)不能认为胞吞作用不需要蛋白质的参与,只有主动运输和协助扩散才需要蛋白质的参与。细胞在进行胞吞作用时,大分子食物与质膜上的蛋白质结合,引起这部分质膜内陷形成小囊,然后小囊与质膜脱离形成囊泡,进入细胞内部,从而实现胞吞过程。
【答题要素】
1.细胞的结构与功能相适应:
(1)细胞膜:
(2)细胞器:
①叶绿体:类囊体堆叠使膜面积增大→有利于吸收光能。
②线粒体:内膜形成嵴→有利于附着有氧呼吸的酶。
③内质网:膜面积大→有利于物质运输。
④溶酶体:内含多种酸性水解酶→有利于细胞内消化。
(3)细胞核: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。
提醒:
(1)根尖分生区的细胞没有叶绿体、中心体和大液泡。
(2)低等植物细胞也有中心体。
(3)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,是遗传信息库,但不是细胞代谢的主要场所,细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
2.真核细胞与原核细胞的比较:
提醒:
(1)并非所有的原核细胞都有细胞壁,如支原体没有细胞壁。
(2)需氧型细菌等原核生物细胞内虽无线粒体,但能进行有氧呼吸,其有氧呼吸主要在细胞质基质和细胞膜上进行。
(3)能进行光合作用的不一定都是植物细胞,如蓝细菌是原核生物,但含藻蓝素和叶绿素等,也能进行光合作用。
【深度学习】
信号识别与囊泡运输
(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。
如图1所示,①新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP通过与内质网上的SRP受体结合,将核糖体—新生肽引导至内质网。②新生肽链通过易位子进入内质网腔中进行初步加工之后,SRP脱离,肽链继续合成,结束后其信号肽被切除,核糖体脱落。③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2),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图3所示:驻留在内质网的可溶性蛋白的羧基端有KDEL序列,如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列,将它们回收到内质网。
(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上具有特殊的膜标志蛋白,囊泡通过与特殊的膜标志蛋白的相互识别,进行囊泡运输。
【多维训练】
1.★★(原核细胞与真核细胞的区别)哺乳动物成熟红细胞、大肠杆菌、酵母菌、秀丽隐杆线虫是生物学研究的良好材料,下列有关描述正确的是(C)
A.上述细胞或生物均含核糖体、ATP
B.上述细胞或生物均可合成呼吸酶,催化细胞呼吸释放能量
C.秀丽隐杆线虫是一种真核生物
D.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
2.★★(生物膜系统)细胞内膜系统包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等,这些具膜结构常常形成一个个相对独立的“区室”,这种区室化的现象在功能乃至发生上是彼此相互关联的动态系统,因此称之为内膜系统。下列说法正确的是(A)
A.细胞内区室化是真核细胞结构和功能的基本特征之一
B.细胞内大量膜结构的存在,阻碍了细胞中生化反应的进行
C.溶酶体和核糖体不参与细胞内膜系统的形成
D.溶酶体内含多种水解酶,会破坏细胞内膜,不利于细胞内膜系统的稳定
3.★★(细胞膜的结构)去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子。如图为去垢剂处理细胞膜的过程,相关叙述错误的是(A)
A.去垢剂不能破坏细胞膜的结构
B.组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动
C.去垢剂能代替脂质分子支持和稳定去膜状态下膜蛋白的结构
D.去垢剂与膜蛋白相互作用可能会影响膜蛋白的提纯
4.★★★(多选·细胞核的结构和功能)亲核蛋白是指在细胞质中合成后转运到细胞核内发挥功能的一类蛋白质。如图表示亲核蛋白的靶向输送过程,靶向输送的蛋白质结构中存在信号序列(NLS),可引导蛋白质转移到细胞的适当部位。下列叙述正确的是(B、D)
A.真核细胞中的呼吸氧化酶具有NLS氨基酸序列
B.亲核蛋白通过核孔复合物进入细胞需要消耗能量
C.核输入因子运输亲核蛋白后因结构改变不能再利用
D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
考向3 细胞的物质输入和输出
【真题研磨】
典例(2024·甘肃高考T2·物质进出细胞的方式)维持细胞的 Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的 H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(如图)。下列叙述错误的是(C)
A.细胞膜上的 H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象①的改变
B.细胞膜两侧的H+浓度梯度②可以驱动Na+转运到细胞外
C.H+-ATP 酶③抑制剂会干扰 H+的转运,但不影响Na+转运
D.盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平④可能提高
【审答思维】
【失分警示】
(1)不能准确判断H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白的作用。
(2)不能准确理解H+-ATP酶(质子泵)对维持细胞质基质中的低Na+水平的作用机理。
【答题要素】
1.物质出入细胞方式的判断:
提醒:
(1)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的,如mRNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
(2)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输,如胞吞、胞吐也消耗能量却不是主动运输。
(3)同一种物质进出不同细胞的运输方式不一定相同,如葡萄糖进入红细胞(协助扩散)和进入小肠上皮细胞(主动运输)的方式不同。
2.影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、O2浓度:
(1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内):
(2)O2浓度:
提醒:
温度影响物质运输速率的本质原因:通过影响生物膜的流动性和酶的活性进而影响物质运输速率。
【深度学习】
主动运输的三种类型
(1)主动运输的能量来源分为三类(如图1):ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)。
(2)协同运输是一种物质的逆浓度梯度跨膜运输,其依赖于另一种物质的顺浓度梯度转运,该过程消耗的能量来自离子电化学梯度(如图2)。
提醒:
有关水的跨膜运输:水通道蛋白是一种位于细胞膜上的蛋白质(内在膜蛋白),在细胞膜上组成“孔道”,可控制水的进出,就像是“细胞的水泵”一样。水分子跨膜运输的主要方式是通过水通道蛋白的协助扩散,其次是自由扩散。
【多维训练】
1.★★(植物细胞的吸水与失水)某同学将新鲜洋葱表皮放入某种溶液中,一段时间后在低倍镜下观察,得到如图所示结果。下列说法正确的是(A)
A.实验结果可以证明细胞壁的弹性小于原生质层
B.实验结果可以证明细胞壁的通透性大于原生质层
C.实验结果可以证明此刻的溶液浓度大于细胞液浓度
D.实验结果可以证明溶液中的溶质不能进入细胞
2.★★★(水通道蛋白)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如图所示。下列叙述错误的是(A)
A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
3.★★★(多选·物质运输方式)如图为A、B、C、D四种物质的跨膜运输示意图,相关叙述错误的是(B、C)
A.转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能
B.物质A的跨膜运输所需ATP只来自细胞质基质
C.物质D的转运方式存在于高等动物细胞和高等植物细胞中
D.物质B和C的跨膜运输是通过载体蛋白进行的
(★表示难度系数,全书同)
1.★★(核酸的种类和功能)研究人员在细胞膜上发现一种新型生物分子——糖RNA(如图),揭示了其在人类自身免疫性疾病中发挥的作用,下列说法错误的是(A)
A.图中细胞膜上的RNA为双链结构
B.组成RNA的基本单位是核糖核苷酸
C.图中糖RNA可能参与细胞间信息交流
D.细胞膜功能的复杂性与蛋白质及糖链结构的多样性有关
2.★★(氨基酸的类型和功能)色氨酸是一种必需氨基酸,可由动物肠道微生物产生。当色氨酸进入大脑时会转化为血清素,血清素是产生饱腹感的一种重要信号分子,最终会转化为褪黑素使人感觉困倦。下列叙述正确的是(D)
A.色氨酸中至少含四种大量元素,在人体内可由其他氨基酸转化而来
B.如果食物中色氨酸的含量较高,则产生饱腹感时需摄入的食物更多
C.人在吃饱之后容易产生困倦的直接原因是血液中色氨酸含量上升
D.血液中色氨酸含量较多的动物肠道中,产生色氨酸的微生物可能更多
3.★★★(分泌蛋白的合成、加工、转运)多肽链进入内质网加工后,有些被运送到细胞其他部位,称为运出蛋白,有些留在内质网,称为驻留蛋白。驻留蛋白的羧基端有一段特殊的四肽序列(KDEL),如果该蛋白被意外地包装进入转运囊泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,高尔基体膜内侧的KDEL受体就会识别并结合KDEL将它们回收到内质网。下列说法错误的是(D)
A.多肽链与核糖体一起转移到内质网上完成合成后加工形成有功能的蛋白
B.驻留蛋白可能参与运出蛋白的折叠与组装
C.高尔基体膜通过转运囊泡转化为内质网膜,依赖于膜的流动性
D.内质网膜、转运囊泡膜、高尔基体膜内侧都含有KDEL受体
4.★★★(高尔基体的结构和功能)高尔基体蛋白73(GP73)是高尔基体膜上的一种跨膜糖蛋白,可作为癌症诊断的依据。研究发现正常的肝细胞内几乎不含GP73,但在肝纤维化患者体内GP73合成增多,尤其在肝癌细胞中GP73的合成迅速加快。据此分析,下列叙述正确的是(B)
A.正常肝细胞内不存在指导合成GP73的基因
B.肝癌细胞的细胞膜上糖蛋白的数量会减少
C.GP73的合成和加工过程都在高尔基体上完成
D.肝癌细胞合成GP73时高尔基体的膜面积持续增大
5.★★★★(多选·植物细胞对物质的吸收)胞内Na+区隔化是植物抵御盐胁迫的途径之一,液泡膜上H+-焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H+运进液泡,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度,该浓度梯度能驱动液泡膜上的载体蛋白M将H+运出液泡,同时将Na+由细胞质基质运进液泡,实现Na+区隔化。下列叙述不合理的是(A、B)
A.加入H+-焦磷酸酶抑制剂,Na+跨液泡膜运输速率会增加
B.载体蛋白M仅具有调节渗透压的作用,不会影响细胞内的pH
C.胞内Na+区隔化增加了细胞的吸水能力
D.低温条件下Na+转运过程受到一定影响
6.★★★★(多选·物质运输方式)溶酶体中包含的多种酸性水解酶在特殊的酸性环境(pH >4.6)下才可以实现对细胞内大分子、 受损细胞器等“垃圾”的降解和再利用。科学家发现溶酶体借助膜上的V型-质子泵和TMEM175氢离子通道来维持酸性环境。下图为正常情况和人为调控TMEM175蛋白(氢离子通道)活性的实验结果示意图,相关叙述错误的是(C、D)
A.氢离子通过图中V型-质子泵进入溶酶体内部需要消耗能量
B.当溶酶体中pH异常时,可能导致细胞无法完成“垃圾”降解
C.当溶酶体膜内的H+浓度高于膜外时,TMEM175蛋白开始工作
D.人为敲除控制TMEM175蛋白的基因,将导致溶酶体内pH偏高
关键信息
信息转化
①
蛋白质合成场所是核糖体
②
蛋白质的基本单位是氨基酸
③
蛋白质结构的形成与氢键、二硫键等有关
④
蛋白质空间结构的改变利于功能的发挥
物质
初步水解产物
彻底水解产物
氧化分解产物
由水解酶参与
由呼吸酶参与
淀粉
麦芽糖
葡萄糖(单体)
CO2+H2O
脂肪
甘油+脂肪酸
CO2+H2O
蛋白质
多肽
氨基酸(单体)
CO2+H2O+尿素
核酸
核苷酸(单体)
磷酸+五碳糖+碱基
CO2+H2O+尿酸
关键信息
信息转化
①
细胞骨架与细胞的运动、分裂等生命活动有关
②
摄入的食物形成食物泡与溶酶体融合,被溶酶体内的水解酶消化
③
胞吞方式摄取食物时,大分子食物与质膜上的蛋白质结合
④
纤维的消长是其构成蛋白的不断水解和组装所致
关键信息
信息转化
①
转运物质时,与ATP脱落下来的磷酸基团结合后都会发生自身构象的改变
②
主动运输的其动力来自H+膜内外浓度差产生的势能
③
膜内外H+浓度梯度降低,Na+的排出量会减少
④
逆向转运蛋白的数量会增多,其相关基因表达水平可能提高