2023年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题02细胞的基本结构及物质出入细胞的方式

PAGEPAGE15专题02细胞的根本结构及物质出入细胞的方式【考向解读】1.细胞学说的建立过程(Ⅰ)2.多种多样的细胞(Ⅱ)3.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)4.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)5.细胞核的结构和功能(Ⅱ)6.物质出入细胞的方式(Ⅱ)7.用显微镜观察多种多样的细胞8.观察线粒体和叶绿体9.通过模拟实验探究膜的通透性10.观察植物细胞的质壁别离和复原高频考点：细胞膜系统、细胞器、细胞核的结构和功能中频考点：质壁别离和复原实验及物质出入细胞的方式低频考点：模拟实验探究膜的通透性【命题热点突破一】细胞的结构和功能例4．(2022·高考全国丙卷)以下有关细胞膜的表达，正确的选项是()A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同C．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的【解析】选C。细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的，故A项错误。蛋白质是生命活动的主要承当者，细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质功能不同，故B项错误。分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等，这些过程与膜脂的流动性有关，故C项正确。膜中的磷脂是由脂肪酸和磷酸等所组成的，胆固醇属于固醇，固醇与磷脂都属于脂质，故D项错误。【误区警示】1．绿藻、黑藻属于真核生物，蓝藻属于原核生物。2．需氧型细菌等原核生物细胞内无线粒体，不等于说原核细胞不能进行有氧呼吸，其有氧呼吸主要在细胞质基质和细胞膜内侧进行。3．蓝藻属于原核生物，无叶绿体，但能进行光合作用，进行光合作用的场所是细胞质中光合片层。【变式探究】以下关于人体细胞中局部代谢场所的表达，正确的选项是()A．产生二氧化碳的场所是线粒体B．合成性激素的场所是高尔基体C．合成核酸水解酶的场所是溶酶体D．形成mRNA的场所是细胞质基质【解析】人体细胞无氧呼吸产物是乳酸，细胞质基质中不产生二氧化碳，线粒体是产生二氧化碳的唯一场所，A正确；性激素的化学本质是固醇，合成与滑面内质网有关，B错误；溶酶体含有多种水解酶，但不能合成水解酶，合成核酸水解酶的场所是核糖体，C错误；DNA存在于细胞核和线粒体中，所以人体细胞中DNA能转录形成mRNA的场所是细胞核和线粒体，D错误。【答案】A【命题热点突破二】细胞图类试题例2．如图是植物细胞亚显微结构模式图，以下相关表达不正确的选项是()A．如果将该细胞放入质量分数为30%的蔗糖溶液中，将会出现细胞壁与①原生质层别离的现象B．假设该细胞是植物根尖分生区细胞，那么该细胞没有的结构是⑪大液泡和⑦叶绿体C．图中⑤高尔基体在动植物细胞中的功能都是与细胞的分泌物形成有关D．该细胞在代谢过程中能产生ATP的细胞器有⑥线粒体、⑦叶绿体【解析】此题着重考查细胞器的相关知识。分析题图可知①是由②细胞膜、③液泡膜和④两层膜之间的细胞质构成的原生质层，在质量分数为30%的蔗糖溶液中，将会出现质壁别离现象；植物根尖分生区细胞的特点是细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞处于分裂状态，因此，没有⑪大液泡和⑦叶绿体；图中⑤高尔基体在动植物细胞中的功能不同，动物细胞中的高尔基体与细胞的分泌物形成有关，而植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成有关；在代谢活动中能产生ATP的细胞器只有⑥线粒体、⑦叶绿体。【答案】C【方法技巧】1．看清图所给出的信息。2．把图的信息与题干的信息结合，找到试题考查的知识点、难点、答案所需的关键点。3．用联系的观点，弄清楚试题所涉及的细胞器之间的联系，并联系细胞器所涉及的知识和问题，从而做出合理判断、整理出合理答案。【变式探究】如图是某动物细胞的局部亚显微结构示意图，该细胞具有分泌抗体的功能。请联系所学知识答复以下有关问题：(1)图中除核糖体外不参与构成生物膜系统的细胞器是[]________；请依次写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构：________(仅填标号)，为该过程提供能量的场所是[]________；假设该细胞取材于人体内，那么其名称是________。(2)下表是与抗体合成及分泌有关的三种细胞器的化学成分。细胞器蛋白质(%)脂质(%)核酸(%)甲6728少量乙59400丙39059据表分析，甲、丙分别是[]________、[]________。(3)[]________具有三大功能：①将细胞与外界环境分开；②________________；③____________________。【解析】(1)生物膜系统是由细胞膜、核膜及细胞器膜组成的，中心体、核糖体没有膜结构，不参与构成生物膜系统。能产生抗体的是浆细胞，抗体的本质是蛋白质，其合成分泌经过的结构为核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。提供能量的是线粒体。(2)表中乙没有核酸，甲有少量核酸，线粒体内有少量DNA和RNA，丙不含脂质为核糖体。(3)根据提示的功能可知需表达的是细胞膜的功能。【答案】(1)[6]中心体4375[1]线粒体浆细胞(2)[1]线粒体[4]核糖体(3)[5]细胞膜控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流【方法技巧】“三看〞分泌蛋白的合成、加工和运输1．一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。2．二看膜面积变化的结果：内质网面积缩小，细胞膜面积增大。3．三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(包装)和线粒体(提供能量)。【命题热点突破三】细胞的物质输入和输出例3．(2022·高考全国乙卷)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。以下表达正确的选项是()A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D．参加蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率【答案】C【变式探究】将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如以下图所示。假设蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，那么()蔗糖浓度(mol·L－1)A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol·L－1之间【答案】D【易错提醒】1．生物膜≠人工膜，生物膜具有选择透过性，人工膜具有半透性，物质能否通过取决于孔径大小。2．发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动到达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。3．溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。4．溶剂分子从浓度低的一侧向浓度高的一侧运动(即渗透作用)，而能透过膜的溶质分子那么从浓度高的一侧向浓度低的一侧运动(即扩散)。【变式探究】小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1(主动运输的载体)和GLUT2(协助扩散的载体)。研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制如以下图所示曲线，以下说法中不正确的选项是()A．葡萄糖浓度极低时只通过主动运输吸收B．该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式C．小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率【答案】D【特别提醒】影响物质跨膜运输的因素1．内在因素：物质跨膜运输与膜的流动性和选择透过性有关，选择透过性的结构根底是膜上载体蛋白的种类和数量。2．外在因素(1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内)(2)氧浓度(3)温度：温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会对两种被动运输方式和主动运输的运输速率有影响，尤其是因影响了细胞呼吸的速率对主动运输速率的影响更为明显。【命题热点突破四】显微观察类实验例4．以下关于植物细胞质壁别离实验的表达，错误的选项是()A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁别离程度可能不同D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察【答案】B【感悟提升】植物细胞质壁别离及质壁别离复原的拓展应用判断成熟植物细胞是否是活细胞2．测定细胞液浓度范围eq\x(待测成熟植物细胞)＋eq\x(一系列浓度梯度的蔗糖溶液)eq\o(――→,\s\up14(镜检))细胞液浓度介于未发生质壁别离和刚发生质壁别离的蔗糖溶液浓度之间3．比拟不同成熟植物细胞的细胞液浓度eq\x(不同成熟植物细胞)＋eq\x(同一浓度的蔗糖溶液)eq\o(――→,\s\up14(镜检))发生质壁别离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大4．鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)eq\x(\a\al(成熟植,物细胞))＋eq\x(\a\al(不同种,类溶液))eq\o(――→,\s\up14(镜检))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(只发生质,壁别离)→蔗糖溶液,\a\vs4\al(质壁别离,后自动复原)→KNO3溶液))【变式探究】洋葱是生物学中常用的实验材料。以下有关以洋葱鳞片叶为材料的实验的表达中，正确的选项是()A．以内表皮为材料，可利用甲基绿和吡罗红染色剂观察DNA和RNA的分布B．以内表皮为材料，可利用龙胆紫溶液观察细胞内的染色体C．以外表皮为材料，可利用0.5g/mL蔗糖溶液观察细胞质壁别离的自动复原D．以外表皮为材料，在光学显微镜下观察不到任何一种细胞器【答案】A【名师点睛】1．在观察DNA和RNA在细胞中的分布和观察细胞的有丝分裂、观察细胞的减数分裂的实验中观察到的细胞为死细胞。2．在观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验中所用盐酸的作用是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质别离。在观察细胞的有丝分裂的实验中所用盐酸的作用是解离细胞。【高考真题解读】1.〔2022上海卷.2〕在电子显微镜下，放线菌和霉菌中都能观察到的结构是A.核糖体和质膜 B.线粒体和内质网C.核糖体和拟核 D.线粒体和高尔基体【答案】A【解析】放线菌属于原核生物，霉菌属于真核生物，二者共有的结构式核糖体和质膜，A项正确；原核细胞不具有膜结构细胞器如线粒体、内质网、高尔基体等，B、D项错误；拟核是原核细胞特有的结构，C项错误。2.〔2022海南卷.2〕科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞外表的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞外表对等分布〔即各占半边〕，最后在融合细胞外表均匀分布。这一实验现象支持的结论是A.膜蛋白能自主翻转 B.细胞膜具有流动性 C.细胞膜具有选择透过性 D.膜蛋白可以作为载体蛋白【答案】B【解析】两种荧光染料标记细胞外表的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细胞外表对等分布，最后在细胞外表均匀分布，说明细胞膜具有流动性。不能说明膜蛋白能在细胞内外翻转，也不能说明细胞膜的物质运输功能。【考点定位】细胞膜的结构特点3.〔2022海南卷.7〕以下有关分泌蛋白的表达，错误的选项是A.分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与B.线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量C.分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外D.分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合【答案】C【解析】分泌蛋白在核糖体上合成，然后依次经过内质网、高尔基体、细胞膜排除细胞外，在内质网、高尔基体、细胞膜之间以囊泡的形式进行转移。该过程需要线粒体提供能量。4.〔2022海南卷.8〕以下关于植物细胞中液泡的表达，错误的选项是A.植物细胞中的液泡是一种细胞器B.液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化C.液泡中含有糖和无机盐，不含有蛋白质D.花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花色【答案】C5.〔2022课标1卷.1〕以下与细胞相关的表达，正确的选项是A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP【答案】B【解析】核糖体无膜结构，溶酶体具有单层膜结构，A项错误；酵母菌为真核生物，其细胞核内含有DNA和RNA两类核酸，B项正确；蓝藻细胞为原核细胞，其细胞中无线粒体，C项错误；在叶绿体的类囊体薄膜上所进行的光反响过程中，会有ATP生成，D项错误。【考点定位】细胞的结构和功能、核酸的分布、光合作用6.〔2022新课标Ⅲ卷.1〕以下有关细胞膜的表达，正确的选项是A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同C.分泌蛋白质分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的【答案】C【解析】主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A项错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上含有具识别作用的糖蛋白，线粒体膜上含有与有氧呼吸有关的酶等，B项错误；分泌蛋白分泌到细胞外的过程属于胞吐，存在着膜的融合和变形，所以存在膜脂的流动现象，C项正确；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D项错误。【考点定位】细胞膜的结构和功能7.〔2022四川卷.2〕以下有关细胞共性的表达，正确的选项是A．都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层B．都具有细胞核但遗传物质不一定是DNAC．都能进行细胞呼吸但不一定发生在线粒体中D．都能合成蛋白质但合成场所不一定是核糖体【答案】C【考点定位】原核细胞和真核细胞在结构上的异同8.〔2022江苏卷.2〕以下关于生物膜透性的表达，正确的选项是A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞【答案】C【解析】核糖体合成的分泌蛋白通过内质网产生的囊泡运输至高尔基体，与高尔基体膜融合，进入高尔基体，不能自由透过高尔基体，A错误；细胞质中合成的光合作用相关蛋白属于胞内蛋白，直接进入叶绿体，不需经过内质网，B错误；葡萄糖通过子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜需载体协助，具有选择透性，C正确；超氧化物歧化酶是蛋白质，通过胞吞的方式进入细胞，D错误。【考点定位】分泌蛋白的合成与分泌，物质进出细胞的方式，生物膜的功能特性9.〔2022四川卷.1〕叶肉细胞内的以下生理过程，一定在生物膜上进行的是A．O2的产生 B．H2O生成 C．[H]的消耗 D．ATP的合成【答案】A【解析】氧气是在光合作用光反响中产生的，场所在叶绿体类囊体薄膜，A正确；光合作用暗反响生成水，场所在叶绿体基质，B错误；细胞呼吸第一阶段产生ATP和[H]在细胞质基质中进行，CD错误。1．(2022·海南高考)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片假设干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，那么关于这一实验结果。以下说法正确的选项是()A．实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的【答案】D2．(2022·上海高考)以下图显示物质P和Q跨膜出细胞，以下表达正确的选项是()A．物质P可能是氧气B．物质Q一定是水分子C．物质P和Q出细胞都需要载体D．物质P和Q出细胞未必都消耗能量【答案】D3．(2022·全国卷Ⅱ)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：培养瓶中气体温度(℃)离子相对吸收量(%)空气17100氮气1710空气328以下分析正确的选项是()A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收【解析】A项，温度为17℃时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输；B项，在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收；C项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP；D项，温度为17℃时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。【答案】A4．(2022·上海高考)将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中数分钟后，用清水引流，重复屡次，那么在此过程中如下图细胞中()A．区域①扩大，区域②紫色变浅B．区域①缩小，区域②紫色加深C．区域①扩大，区域②紫色不变D．区域①缩小，区域②紫色变浅【解析】发生质壁别离的细胞用清水引流，使其处于清水中，由于外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，发生质壁别离后的复原，所以图示中区域①缩小，区域②紫色变浅，答案选D。【答案】D5．(2022·海南高考)细胞是生命活动的根本单位。关于细胞结构的表达，错误的选项是()A．细菌有核糖体，无叶绿体B．蓝藻无细胞核，也无核糖体C．水绵有细胞核，也有叶绿体D．酵母菌有细胞核，无叶绿体【答案】B6．(2022·海南高考)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的表达，错误的选项是()A．细胞膜是一种选择透过性膜B．乙醇通过细胞膜需要消耗ATPC．氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜D．蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中【解析】细胞膜是一种选择透过性膜，其功能特点是具有一定的选择性，A正确；乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散，不需要消耗ATP，B错误；氨基酸跨膜运输方式为主动运输，需借助膜蛋白通过细胞膜，C正确；蛋白质分子以不同程度地嵌入磷脂双分子层中，D正确。【答案】B7．(2022·全国卷Ⅱ)以下过程中，不属于胞吐作用的是()A．浆细胞分泌抗体到细胞外的过程B．mRNA从细胞核到细胞质的过程C．分泌蛋