第4講從結構與功能觀的角度分析生物膜的功能通過信息傳遞、物質運輸考查生物膜的功能是高考中的高頻考點。命題時常從結構與功能觀角度借助模式圖分析考查生物膜在功能上的聯系，能較好地考查“生命觀念”“科學思維”等學科核心素養。1．(2024·河北高考)關于細胞膜的敘述，錯誤的是()A．細胞膜與某些細胞器膜之間存在脂質、蛋白質的溝通B．細胞膜上多種載體蛋白幫助離子跨膜運輸C．細胞膜的流淌性使膜蛋白勻稱分散在脂質中D．細胞膜上多種蛋白質參加細胞間信息溝通解析：選C在分泌蛋白的合成和分泌過程中，高爾基體膜形成的囊泡融合到細胞膜中，此過程細胞膜與某些細胞器膜之間存在脂質、蛋白質的溝通，A正確；載體蛋白具有專一性，所以細胞膜上多種載體蛋白幫助不同的離子跨膜運輸，B正確；膜蛋白在磷脂雙分子層中的分布是不對稱、不勻稱的，C錯誤；細胞膜上多種蛋白質與糖類結合，形成糖蛋白，糖蛋白與細胞表面的識別功能有親密關系，參加細胞間的信息溝通，D正確。2．(2024·河北高考)人體成熟紅細胞能夠運輸O2和CO2，其部分結構和功能如圖，①～⑤表示相關過程。下列敘述錯誤的是()A．血液流經肌肉組織時，氣體A和B分別是CO2和O2B．①和②是自由擴散，④和⑤是幫助擴散C．成熟紅細胞通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP，為③供應能量D．成熟紅細胞表面的糖蛋白處于不斷流淌和更新中解析：選D人體成熟紅細胞能運輸O2和CO2，肌肉細胞進行有氧呼吸時，消耗O2，產生CO2，可以推斷氣體A和B分別是CO2和O2，A正確；①和②表示氣體進出紅細胞，一般氣體等小分子進出細胞的方式為自由擴散，④是葡萄糖借助載體蛋白順濃度梯度進入紅細胞，不須要消耗能量，為幫助擴散，⑤是H2O通過水通道蛋白進入紅細胞，屬于幫助擴散，B正確；③為紅細胞通過消耗能量主動汲取K＋、排出Na＋，成熟紅細胞沒有線粒體，不能進行有氧呼吸，只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP，為③供應能量，C正確；成熟紅細胞沒有核糖體，不能再合成新的蛋白質，細胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于細胞膜的外表面，由于細胞膜具有流淌性，成熟紅細胞表面的糖蛋白也處于不斷流淌中，D錯誤。3．(2024·海南高考)細胞膜上存在的多種蛋白質參加細胞的生命活動。回答下列問題。(1)細胞膜上不同的通道蛋白、載體蛋白等膜蛋白，對不同物質的跨膜運輸起著確定性作用，這些膜蛋白能夠體現出細胞膜具有的功能特性是______________。(2)細胞膜上的水通道蛋白是水分子進出細胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白進出細胞的方式屬于________________。(3)細胞膜上的H＋—ATP酶是一種轉運H＋的載體蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水說明放的能量將H＋泵出細胞，導致細胞外的pH________；此過程中，H＋—ATP酶作為載體蛋白在轉運H＋時發生的變更是____________________________。(4)細胞膜上的受體通常是蛋白質。人體胰島B細胞分泌的胰島素與靶細胞膜上的受體結合時，會引起靶細胞產生相應的生理變更，這一過程體現的細胞膜的功能是________________________________________________________________。解析：(1)細胞膜上存在對不同物質的跨膜運輸起確定性作用的膜蛋白，這些膜蛋白能夠體現出細胞膜具有選擇透過性這一功能特性。(2)水分子借助細胞膜上的水通道蛋白進出細胞，這種借助膜上轉運蛋白順濃度梯度進出細胞的物質運輸方式稱為幫助擴散。(3)細胞膜上的H＋—ATP酶能利用ATP水說明放的能量將H＋泵出細胞，導致細胞外的H＋增多，pH下降；載體蛋白在每次轉運時都會發生自身構象的變更。(4)胰島B細胞分泌的胰島素，隨體液到達全身各處，與靶細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞，引起靶細胞產生相應的生理變更，該過程體現了細胞膜具有進行細胞間信息溝通的功能。答案：(1)選擇透過性(2)幫助擴散(3)下降自身構象發生變更(或空間結構發生變更)(4)進行細胞間的信息溝通1．“膜蛋白與生命系統的信息溝通”相關學問整合(1)載體蛋白。①功能：常用于幫助擴散和主動運輸的載體蛋白質。②特點：專一性，即一種載體一般只能與一種相應的被運輸物質相結合。③載體的種類和數量確定某種物質能否被運輸或運輸速率的快慢。(2)受體蛋白。①特點：特異性，即一種受體一般只能與一種信號分子結合。②功能：識別和選擇性結合信號分子。(3)黏連蛋白。①實質：黏連蛋白是一種糖蛋白。②功能：促使細胞黏連。③實例：細胞癌變時，細胞表面的黏連蛋白削減，導致癌細胞易于轉移和擴散。(4)催化蛋白。①具有催化作用的酶，如需氧型細菌細胞膜上可附著與有氧呼吸有關的酶。②細胞膜上還可存在ATP水解酶，催化ATP水解，反應中所釋放的能量可用于主動運輸等。2．生命系統信息傳遞的三類主體(1)細胞內：(2)細胞間：方式圖示實例物質傳遞內分泌細胞分泌激素，激素隨血液運輸至靶細胞，被靶細胞的受體識別發揮作用接觸傳遞精卵細胞通過糖蛋白，實現相互識別和結合通道傳遞高等植物細胞間可通過胞間連絲溝通信息(3)生態系統內：信息的種類有物理信息、化學信息、行為信息，信息傳遞可發生在種群內部個體與個體之間，種群與種群之間，生物和環境之間。[典例]細胞的膜蛋白具有物質運輸、信息傳遞、免疫識別等重要生理功能。下列圖中，可正確表示不同細胞的膜蛋白及其相應功能的是()[解析]血紅蛋白存在于紅細胞內部，不屬于膜蛋白，A錯誤；抗體主要分布于血清中，T淋巴細胞的細胞膜上沒有抗體，B錯誤；胰島素受體具有特異性，只能與胰島素特異性結合，C錯誤；骨骼肌細胞能接受神經元傳遞的興奮，產生收縮，也可以汲取葡萄糖，所以其膜上有神經遞質的受體和轉運葡萄糖的載體，D正確。[答案]D[針對訓練]1．IL6R基因編碼的IL6R是細胞膜上的一種受體蛋白，探討發覺，IL6R基因的過度表達會激活胞內信號分子STAT3蛋白，形成二聚體轉移到細胞核內，誘導靶基因的異樣表達，引發惡性腫瘤。下列敘述錯誤的是()A．IL6R的作用說明細胞膜有進行細胞間信息溝通的功能B．IL6R基因過度表達前后，細胞的形態和結構有明顯差別C．二聚體通過核孔轉移到核內實現了細胞質向細胞核的信息傳遞D．二聚體誘導的靶基因屬于原癌基因，該基因只在腫瘤細胞中表達解析：選DIL6R的作用說明細胞膜有進行細胞間信息溝通的功能，A正確；IL6R基因過度表達前后，細胞的形態和結構有明顯差別，B正確；二聚體通過核孔轉移到核內實現了細胞質向細胞核的信息傳遞，C正確；二聚體誘導的靶基因屬于原癌基因，該基因并不是只在腫瘤細胞中表達，D錯誤。2．圖1表示小腸上皮細胞汲取葡萄糖的過程，腸腔側的載體為SGLT，它只需與葡萄糖和鈉離子結合就會形變完成轉運。基底側的載體分別為葡萄糖轉運體(GLUT2)和Na＋-K＋泵(逆濃度轉運Na＋和K＋消耗ATP)。圖2表示H＋穿過線粒體內膜進入線粒體基質的過程，H＋穿過時通過ATP合成酶產生ATP。下列敘述正確的是()A．腸腔側Na＋轉運進入小腸上皮細胞屬于主動運輸消耗ATPB．小腸上皮細胞的SGLT形態變更的緣由是獲得了ATP的能量C．圖示可知線粒體內膜上蛋白質既有催化又有運輸的功能D．若GLUT2像ATP合成酶一樣產生ATP，則該細胞汲取葡萄糖凈消耗ATP可能為零解析：選C腸腔側Na＋轉運進入小腸上皮細胞是借助轉運載體SGLT完成的，并沒有干脆消耗ATP，A錯誤；小腸上皮細胞的SGLT形態變更的緣由是葡萄糖和鈉離子與之結合，B錯誤；據圖可知，H＋穿過線粒體內膜進入線粒體基質時須要載體蛋白幫助，且伴隨ATP的合成，故線粒體內膜上蛋白質既有催化又有運輸的功能，C正確；該細胞汲取葡萄糖是借助轉運載體SGLT完成的，間接消耗ATP，不干脆消耗ATP，D錯誤。[課時驗收評價]1．(2024·石家莊檢測)下圖表示2種生物膜結構及其所發生的部分生理過程。下列說法錯誤的是()A．圖1表示的生理過程是有氧呼吸第三階段，此階段產生大量ATP儲存在細胞中B．圖1表示的生理過程重要意義在于為生命活動供應干脆能量物質C．圖2中存在3種信號分子，但只有1種信號分子能與其受體蛋白結合，這說明受體蛋白具有特異性D．圖1和圖2表明生物膜在跨膜運輸、信息溝通中發揮著極其重要的作用解析：選A圖1表示的生理過程是有氧呼吸的第三階段，釋放的能量主要以熱能形式散失，少部分用于合成ATP，且細胞中的ATP含量很少，A錯誤。2．甲狀腺中有很多濾泡，濾泡由一層上皮細胞圍成，中心是濾泡腔，腔內充溢了含甲狀腺球蛋白(TG)的膠質。濾泡上皮細胞一方面合成并向濾泡腔中釋放TG，另一方面將攝入的碘離子氧化為有活性的氧化碘，氧化碘進入濾泡腔與TG結合成碘化TG。濾泡上皮細胞可將碘化TG攝入細胞內，經過溶酶體處理產生大量的甲狀腺激素并釋放入毛細血管。基于以上事實推斷，下列說法正確的是()A．TG只有與載體蛋白結合才能被濾泡上皮細胞分泌和攝入B．將碘化TG加工成甲狀腺激素的過程須要蛋白酶的參加C．濾泡上皮細胞中甲狀腺激素的濃度比濾泡外組織液中的低D．TG的碘化是由濾泡上皮細胞的內質網和高爾基體共同完成的解析：選B濾泡上皮細胞向濾泡腔中釋放甲狀腺球蛋白(TG)，應為胞吐，A錯誤；碘化TG是蛋白質，甲狀腺激素為氨基酸衍生物，因此將碘化TG加工成甲狀腺激素的過程須要蛋白酶的參加，B正確；甲狀腺激素在濾泡上皮細胞中產生，因此濾泡上皮細胞中甲狀腺激素的濃度比濾泡外組織液中的高，C錯誤；TG的碘化發生在濾泡腔，與濾泡上皮細胞內的細胞器沒有干脆關系，D錯誤。3．外泌體是由細胞釋放的囊泡結構，作為細胞間信號傳輸的載體，可攜帶蛋白質、核酸、脂類等介導細胞間的信息溝通。如圖為外泌體向靶細胞傳輸信息的三種方式，下列有關分析正確的是()A．外泌體膜主要由脂質、核酸和蛋白質等組成B．外泌體可依靠膜的流淌性向靶細胞傳遞信息C．外泌體與靶細胞膜內受體結合實現信息傳輸D．外泌體可通過胞間連絲與靶細胞實現信息溝通解析：選B外泌體是細胞釋放的囊泡結構，其膜成分與細胞膜成分基本相同，都主要由脂質和蛋白質構成，A錯誤；胞吞過程中，外泌體膜可以與靶細胞膜干脆融合，因而可依靠膜的流淌性向受體細胞傳輸信息，B正確；外泌體可通過特異性分子與靶細胞表面的受體結合實現信息傳輸，C錯誤；胞間連絲是植物體和真菌等進行物質運輸和信息傳遞的通道，外泌體三種信息傳遞的方式均無胞間連絲參加，D錯誤。4．避蚊胺是良好的驅蚊劑，科學家利用人體散發的氣味分子、氣味分子＋避蚊胺、避蚊胺分別刺激蚊子，三組試驗均在觸角上檢測到了神經元電響應，且發覺蚊子對避蚊胺的敏感性高于對氣味分子的敏感性。下列有關敘述錯誤的是()A．避蚊胺抑制了氣味分子與突觸后膜上的受體結合B．受體蛋白被激活后引起神經元膜電位變更并傳導C．氣味分子和避蚊胺可能與不同的受體蛋白結合D．蚊子優先識別避蚊胺然后主動躲避而不是趨近解析：選A氣味分子及氣味分子＋避蚊胺處理蚊子，均可以在其觸角上檢測到神經元電響應，說明避蚊胺未抑制氣味分子與突觸后膜上的受體結合，A錯誤；由于避蚊胺是良好的驅蚊劑，故推想蚊子優先識別避蚊胺然后主動躲避而不是趨近，D正確。5.ATP酶復合體存在于生物膜上，其主要功能是將生物膜一側的H＋搬運到另一側，并催化ATP的形成。如圖表示ATP酶復合體的結構和主要功能。下列分析正確的是()A．葉綠體中含有的ATP酶復合體分布在類囊體薄膜和基質中B．ATP酶復合體具有的功能說明膜蛋白具有運輸和催化作用C．圖中H＋從B側運輸到A側的跨膜運輸須要細胞代謝供應能量D．ATP酶復合體在線粒體中參加有氧呼吸的其次階段和第三階段解析：選B葉綠體的類囊體薄膜上可進行光反應合成ATP，所以ATP酶復合體分布在類囊體薄膜上，A錯誤；ATP酶復合體能將H＋搬運到膜的另一側，并催化ATP的形成，說明膜蛋白具有運輸和催化作用，B正確；圖中H＋從B側運輸到A側的跨膜運輸是順濃度梯度進行的，不但不須要細胞代謝供應能量，而且使ADP和Pi合成ATP儲存能量，C錯誤；ATP酶復合體存在于生物膜上，有氧呼吸的第三階段在生物膜上進行，而其次階段在線粒體基質中進行，所以ATP酶復合體在線粒體中只參加有氧呼吸的第三階段，D錯誤。6．圖1表示小腸上皮細胞亞顯微結構示意圖，圖2為膜蛋白功能示意圖，請據圖回答下列問題：(1)圖1細胞的不同表面執行不同的功能。從細胞膜的成分分析，出現這一現象的緣由是______________。(2)膜蛋白A要消耗主要由圖中的________(結構)產生的ATP，以________方式汲取葡萄糖。細胞面對腸腔側形成很多微絨毛，以增加細胞膜上________________________________________________________________________的數量，高效地汲取來自腸腔的葡萄糖等物質。(3)通過膜蛋白B可將相鄰的兩個細胞膜__________，以保證腸腔中的物質只能從微絨毛處汲取。(4)細胞膜表面還存在水解二糖的膜蛋白D，說明膜蛋白還具有________________功能。(5)膜蛋白A執行的功能是圖2中的____________所具有的功能。解析：(1)細胞膜的功能與膜上蛋白質的功能有關，細胞膜上蛋白質不同，細胞會執行不同的功能，且具有特異性。(2)小腸上皮細胞通過主動運輸汲取葡萄糖，須要載體，消耗能量，能量主要由線粒體產生；細胞面對腸腔側形成很多微絨毛，增大了膜面積，可以增加細胞膜上載體蛋白的數量，高效地汲取來自腸腔的葡萄糖等物質。(3)分析題圖可知，膜蛋白B是兩細胞間的蛋白質，可將相鄰的兩個細胞緊密連在一起，以保證腸腔中的物質只能從微絨毛處汲取。(4)膜蛋白D能水解二糖，說明膜蛋白還具有生物催化功能。(5)圖1中膜蛋白A是載體蛋白，具有運輸功能；膜蛋白B是連接蛋白；膜蛋白C是受體蛋白；膜蛋白D能催化二糖水解，具有催化功能。所以膜蛋白A執行的功能是圖2中的運輸蛋白所具有的功能。答案：(1)細胞膜蛋白質不同(或膜蛋白質結構不同)(2)線粒體主動運輸載體蛋白(膜蛋白A)(3)緊密連在一起(4)生物催化(或催化)(5)運輸蛋白7．下圖表示科學家揭示的細胞自噬機制的模式圖。細胞自噬的基本過程：細胞中蒼老的細胞器或者一些折疊錯誤的蛋白質被一種雙層膜結構包袱，形成自噬小泡，接著自噬小泡的外膜與溶酶體膜融合，釋放包袱的物質到溶酶體中，使包袱物在一系列水解酶的作用下降解。請據圖回答相關問題(說明：[]內填圖中字母，________上填相應文字)：(1)細胞的生物膜系統由細胞膜、____________________等結構共同構成。(2)c是剛形成的溶酶體，它的膜干脆來自細胞器[]__________。(3)f表示c與e正在融合，這種融合反映了生物膜在結構上具有__________________特點。(4)由圖可推斷：溶酶體內的多數水解酶由核糖體合成，先要經過細胞器[]________的加工，再轉運至相應細胞器中分類和包裝。(5)結合圖中信息可知，自噬小泡的包袱物在一系列水解酶的作用下降解后，其產物的去向有____________________________________________________。由此推想，在養分物質缺乏條件下，細胞自噬作用會______(填“增加”或“減弱”)。解析：分析題圖可知，a表示內質網，b表示高爾基體，c表示溶酶體，d表示線粒體，e表示自噬小泡，f表示溶酶體和自噬小泡融合，g表示溶酶體中的水解酶分解線粒體。(1)細胞的生物膜系統是由細胞膜、細胞器膜和核膜等結構共同構成。這些生物膜的組成成分和結構很相像，在結構和功能上緊密聯系。(2)據圖可知，c剛形成的溶酶體是高爾基體以出芽形式形成的小泡，故溶酶體的膜干脆來自細胞器[b]高爾基體。(3)f表示c溶酶體和e自噬小泡融合，這種融合反映了生物膜在結構上具有肯定的流淌性。(4)由圖可推斷：溶酶體內的多數水解酶由核糖體合成，先要經過核糖體附著的[a]內質網加工，以出芽的形式形成囊泡，再轉運至相應細胞器高爾基體中分類和包裝。(5)結合圖中信息可知，自噬小泡的包袱物在一系列水解酶的作用下降解后，其產物的去向為對細胞有用的留在細胞內再利用，廢物則被排出細胞外。故由此推想，在養分物質缺乏條件下，細胞自噬作用會增加，以維持細胞的生命活動。答案：(1)細胞器膜和核膜(2)b高爾基體(3)肯定的流淌性(4)a內質網(5)留在細胞內再利用或排出細胞增加階段驗收評價(一)細胞的組成、結構與物質運輸一、選擇題(本題共16小題，共40分。第1～12小題，每小題2分；第13～16小題，每小題4分。每題只有一個正確選項)1．下列關于原核細胞和真核細胞的敘述，正確的是()A．生命活動所需的能量都只依靠有機物氧化分解B．遺傳物質DNA都能與蛋白質結合形成復合物C．都有細胞壁，都以細胞膜為邊界D．基因表達的全過程都發生在核糖體上解析：選B一些植物細胞生命活動所需的能量可來自光合作用，A錯誤；原核細胞和真核細胞的DNA都能與蛋白質結合形成復合物，如在DNA分子復制時DNA聚合酶(蛋白質)可與DNA結合，B正確；有的原核細胞(如支原體)無細胞壁，真核細胞中的動物細胞也無細胞壁，C錯誤；基因的表達包括轉錄和翻譯過程，其中核糖體是翻譯的場所，而真核生物的轉錄過程主要發生在細胞核中，D錯誤。2．2024年北京冬奧會期間，中國的餃子、烤鴨備受運動員的歡迎。下列敘述錯誤的是()A．餃子皮中主要的養分成分可用碘液檢測B．餃子餡中的無機鹽最終進入到人體細胞中，主要以離子形式存在C．烤熟肥鴨的細胞中含量最多的有機化合物是脂肪，其含有飽和脂肪酸D．鴨皮細胞在烤制過程中先丟失自由水，后丟失結合水解析：選C餃子皮中主要的養分成分是淀粉，可用碘液檢測，A正確；餃子餡中的無機鹽最終進入到人體細胞中，細胞中無機鹽主要以離子形式存在，B正確；烤熟肥鴨的細胞中含量最多的有機物是蛋白質，C錯誤；鴨皮細胞在烤制過程中先丟失自由水，后丟失結合水，因為自由水是可以流淌的，而結合水是與細胞中的有機物結合在一起的，D正確。3．藥物化學家利用細菌和真核生物的核糖體差異來制造特異性破壞細菌感染的抗生素。現在已知的抗生素約有一半是以細菌的核糖體作為作用靶標的。如紅霉素和氯霉素可與核糖體的大亞基結合，卡那霉素和四環素可與核糖體的小亞基結合，從而抑制細菌核糖體的功能。下列相關說法正確的是()A．核糖體中的核酸徹底水解的產物為6種B．生物體內核糖體的形成均離不開核仁的參加C．紅霉素和氯霉素也可以用于治療病毒感染導致的人類疾病D．上述抗生素是通過抑制細菌遺傳物質的合成來發揮抑菌作用的解析：選A核糖體由RNA和蛋白質組成，RNA徹底水解的產物為核糖、磷酸、4種堿基(A、U、C、G)，A正確；原核生物沒有核仁，其核糖體的形成與核仁無關，B錯誤；依據題意可知，紅霉素和氯霉素可與細菌核糖體的大亞基結合，抑制細菌核糖體的功能，而病毒沒有細胞結構，不含核糖體，紅霉素和氯霉素不能作用于病毒，C錯誤；依據題意可知，題述抗生素可與細菌核糖體的大亞基、小亞基結合，抑制核糖體的功能，導致細菌不能合成自身蛋白質，從而產生抑菌作用，D錯誤。4．內質網中的結合蛋白(BiP)可與進入內質網的未折疊蛋白的疏水氨基酸殘基結合，促進它們重新折疊與裝配，完成裝配的蛋白質與BiP分別后進入高爾基體。當未折疊蛋白在內質網中積累過多時，與BiP結合的ATF6跨膜蛋白轉移到高爾基體被激活，并通過細胞核的相關調控，復原內質網中的蛋白質穩態。下列敘述錯誤的是()A．未折疊蛋白在內質網中積累過多會影響細胞的正常代謝B．未折疊的蛋白重新折疊與裝配時須要形成新的氫鍵或二硫鍵C．ATF6跨膜蛋白運輸到高爾基體需通過囊泡轉運并消耗能量D．與BiP分別后的蛋白質都具有正常的生物活性解析：選D未折疊蛋白在內質網中積累過多，說明正常蛋白質的合成受阻，因而會影響細胞的正常代謝，A正確；蛋白質空間結構的形成涉及二硫鍵和肽鍵的形成過程，據此可推想，未折疊蛋白重新折疊與裝配時涉及肽鏈間的化學鍵形成，如氫鍵、二硫鍵等，B正確；內質網的ATF6跨膜蛋白須要借助囊泡運輸到高爾基體，該過程消耗能量，C正確；與BiP分別后的分泌蛋白須要進入高爾基體接著加工或修飾，形成具有正常生物活性的蛋白質，D錯誤。5．煙草葉肉組織發育初期，胞間連絲呈管狀結構，能允許相對分子質量達5萬的蛋白質通過，而發育成熟后，胞間連絲呈分支狀，只能允許相對分子質量小于400的物質通過。煙草花葉病毒依靠自身的p30運動蛋白，調整煙草細胞間胞間連絲的孔徑，進而侵染相鄰細胞并從一個細胞進入到另一個細胞。下列敘述正確的是()A．動植物細胞間的胞間連絲能起到細胞間的信息溝通作用B．煙草花葉病毒無細胞結構，其核酸中含磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基C．煙草花葉病毒p30運動蛋白突變體可能會失去侵染煙草植株的實力D．煙草葉肉組織在發育過程中，能通過變更胞間連絲的結構來調整運輸物質的速率解析：選C植物細胞間的胞間連絲能起到細胞間的信息溝通作用，動物細胞間沒有胞間連絲，A錯誤；煙草花葉病毒為RNA病毒，無細胞結構，其核酸中含磷酸、核糖和四種含氮堿基，B錯誤；煙草花葉病毒p30運動蛋白突變體可能無法合成p30運動蛋白，無法調整煙草細胞間胞間連絲的孔徑，進而不能侵染相鄰細胞，故可能會失去侵染煙草植株的實力，C正確；分析題意可知，煙草葉肉組織在發育過程中，能通過變更胞間連絲的形態來調整運輸物質的大小，D錯誤。6．脂質體是由脂質雙分子層構成的閉合球形囊泡。某病毒的S蛋白是主要的抗原蛋白，科研人員將該病毒S蛋白的mRNA包袱在陽離子脂質體內并遞送到人體細胞中，以誘導機體產生免疫反應，如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．脂質體包袱著mRNA能避開mRNA被相關的酶水解B．S蛋白的mRNA可干脆作為抗原刺激機體發生免疫反應C．脂質體表面帶陽離子有利于被帶負電荷的細胞膜吸引D．S蛋白的mRNA須要經過翻譯后才能發揮作用解析：選B結合圖示可知，脂質體包袱著mRNA能避開mRNA被相關的酶水解，A正確；S蛋白的mRNA進入人體細胞中，在核糖體上翻譯出相應的S蛋白后才能作為抗原刺激機體發生免疫反應，B錯誤，D正確；結合圖示可知，脂質體表面帶陽離子有利于被帶負電荷的細胞膜吸引，C正確。7．探討發覺，帕金森病(PD)的發病與線粒體的功能異樣、自噬途徑受阻有極為親密的關系。下列有關敘述正確的是()A．自噬途徑和溶酶體有關，與內質網無關，其過程需依靠生物膜的流淌性B．線粒體是細胞的“動力車間”，能分解葡萄糖為生命活動供應所需的能量C．細胞自噬在應對饑餓脅迫和維持內環境穩態方面發揮重要作用D．線粒體DNA位于線粒體外膜上，編碼參加呼吸作用的酶解析：選C由圖可知，自噬過程和溶酶體與內質網都有關系，A錯誤；線粒體是細胞的“動力車間”，能分解丙酮酸為生命活動供應所需的能量，B錯誤；細胞自噬可以清除細胞內一些受損或蒼老的組分，還可以在外界養分匱乏時分解一些非必要成分，故細胞自噬在應對饑餓脅迫和維持內環境穩態方面發揮重要作用，C正確；線粒體是有氧呼吸的主要場所，線粒體DNA編碼參加呼吸作用的酶，位于線粒體基質中，D錯誤。8．載體蛋白甲和乙依靠于細胞膜兩側的Na＋濃度差完成相應物質的運輸，Na＋濃度差由膜上的鈉鉀泵來維持。據圖分析下列說法錯誤的是()A．圖中所示過程能體現細胞膜的選擇透過性B．Na＋濃度差具有的勢能可為C6H12O6跨膜運輸供能C．圖中細胞的膜外pH高于膜內D．圖中的鈉-鉀泵還具有催化功能解析：選C圖中所示物質的運輸依靠特定的載體完成，說明細胞膜具有選擇透過性，A正確；圖中載體蛋白甲順濃度梯度將Na＋運入細胞的同時，逆濃度梯度將C6H12O6運入細胞，所以Na＋濃度差具有的勢能可為C6H12O6跨膜運輸供能，B正確；圖中H＋的運輸是主動運輸，說明細胞外H＋濃度高，則膜外pH低于膜內pH，C錯誤；鈉-鉀泵還具有ATP酶的作用，即具有催化功能，D正確。9．取一個簇新的白蘿卜，用直徑5mm的打孔器在蘿卜皮的里側木質部接近部位鉆取甲、乙兩條5cm長的蘿卜條進行試驗。下列敘述錯誤的是()A．用肯定濃度的白糖水浸泡蘿卜條甲，10分鐘后甲變短、變細、變軟，再移到清水中接著浸泡，甲又復原原狀，這個過程相當于植物細胞發生了質壁分別和復原過程B．將上述復原原狀的蘿卜條甲重新插回到蘿卜上原來的鉆孔內，不大不小正好吻合，則甲的細胞滲透壓恰好等于使它質壁分別復原的液體的滲透壓C．用白醋浸泡蘿卜條乙5分鐘，再移到與A選項相同濃度的白糖水中浸泡，乙變軟，再移到清水中接著浸泡，乙未能復原原狀，其緣由是細胞膜的選擇透過性被破壞了D．上述簡易試驗是依據滲透作用原理，驗證植物細胞吸水和失水的影響因素解析：選B用肯定濃度的白糖水浸泡蘿卜條甲，10分鐘后甲變短、變細、變軟，這個過程中植物細胞失水，細胞發生質壁分別，再移到清水中接著浸泡，甲又復原原狀，這個過程植物細胞吸水發生質壁分別復原，A正確；蘿卜條甲是在清水中復原原狀，甲的細胞滲透壓大于水的滲透壓，B錯誤；用白醋浸泡蘿卜條乙5分鐘，白醋會殺死蘿卜細胞，使細胞失去選擇透過性，不能復原，C正確；植物細胞原生質層相當于一層半透膜，題述簡易試驗是依據滲透作用原理，驗證植物細胞吸水和失水的影響因素，D正確。10．脂肪組織既可以儲存能量，還可以分泌多種脂肪因子如性激素、前列腺素等。脂滴是全部脂肪細胞內儲存能量的結構，由內質網以出芽的形式縊裂而成。下列說法正確的是()①脂滴中的甘油三酯是主要的能源物質②脂肪因子主要作用是催化細胞的代謝活動③脂滴可能由內質網膜外層磷脂分子層出芽形成④脂肪細胞的內質網上可能具有脂質合成酶A．①③B．②③C．①④D．③④解析：選D糖類是主要的能源物質，脂肪是良好的儲能物質，①錯誤；脂肪組織可以分泌多種脂肪因子如性激素、前列腺素等，這些脂肪因子屬于激素，可以調整細胞的生命活動，酶催化細胞的代謝活動，②錯誤；磷脂分子頭部親水，尾部疏水，內質網膜外層磷脂分子，頭部朝外尾部朝內，可包袱脂肪出芽形成脂滴，③正確；內質網可分為粗面內質網和光面內質網，光面內質網參加脂質的合成，所以脂肪細胞的內質網上可能具有脂質合成酶，④正確。11.互花米草是一種灘涂草本鹽沼植物，其分布區域每天平均水淹時間接近3h。探討人員將互花米草幼苗置于塑料桶中進行不同時長的“沒頂水淹”試驗，處理50天后，互花米草葉片中的自由水與結合水比值的變更如圖，植株生長狀況如下表。下列敘述不正確的是()水淹處理/(h·d－1)0361224單株株高增長率/%27.52716.813.56.9單株葉面積增長率/%110.014.8－20.0－40.0－70.0光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)31.427.526.524.519.2A.0h·d－1水淹處理，該植物細胞代謝旺盛、植株生長快B．3h·d－1水淹處理，該植物的抗逆性較強C．試驗表明，“沒頂水淹”可抑制互花米草葉面積擴展，從而影響其生長D．試驗所用海水的鹽度應與采樣地點相同，試驗期間不用更換海水解析：選D從曲線圖可看出，0h·d－1水淹處理，自由水/結合水≈1.5，說明該植物細胞中自由水所占的比例較大，細胞代謝旺盛；由表格數據可以看出，與其他4組處理相比，0h·d－1水淹處理的單株株高增長率、單株葉面積增長率、光合速率都是最大的，說明植株生長快，A正確。據圖可知，進行3h·d－1水淹處理，自由水/結合水<1，細胞中結合水所占的比例較大，細胞抗逆性較強；同時，與水淹6、12、24h·d－1處理相比，3h·d－1水淹處理的單株株高增長率、單株葉面積增長率、光合速率都是最大的，結合以上兩點說明該植物的抗逆性較強，B正確。隨著“沒頂水淹”處理時間的延長，單株葉面積增長率依次減弱，還出現負值，同時單株株高增長率、光合速率也依次減弱，說明“沒頂水淹”處理可抑制互花米草葉面積擴展，影響其生長，C正確。試驗設計應遵循單一變量原則，為模擬自然狀態下的水淹狀況，試驗所用海水的鹽度應與采樣地點相同，試驗期間應定期更換海水，D錯誤。12．SREBP蛋白裂解激活蛋白(S蛋白)可幫助SREBP前體從內質網轉運到高爾基體。該前體在高爾基體中經酶切后，產生具有轉錄調整活性的N端結構域，隨后轉運到細胞核，激活下游膽固醇合成途徑相關基因的表達。白樺酯醇能特異性結合S蛋白并抑制其活化。下列說法錯誤的是()A．SREBP前體需通過囊泡從內質網轉運到高爾基體，并消耗能量B．S蛋白可調整膽固醇合成酶基因在細胞核內的轉錄過程C．膽固醇參加血液中脂質的運輸，也是動物細胞膜的重要成分D．白樺酯醇可削減N端結構域的產生，降低血液中膽固醇的含量解析：選BSREBP前體從內質網轉運到高爾基體通過囊泡運輸，該過程消耗能量，A正確；由題干信息可知，SREBP前體經酶切后產生的N端結構域可調整膽固醇合成酶基因在細胞核內的轉錄過程，而不是S蛋白，B錯誤；膽固醇屬于脂質中的固醇，在人體內可參加血液中脂質的運輸，同時也是動物細胞膜的重要組成部分，C正確；白樺酯醇通過抑制S蛋白活性，可以削減N端結構域的產生，使膽固醇合成途徑相關基因不能表達，從而降低血液中膽固醇含量，D正確。13．炎癥反應通常會引起局部組織難受，下圖是炎癥因子IL-6(白介素-6)引起難受的過程示意圖，其中JAK是胞內的酪氨酸蛋白激酶。下列說法錯誤的是()A．gp130是IL-6和IL-6R復合物的受體，屬于貫穿磷脂雙分子層的蛋白質B．IL-6通過P13K促進TRPV1合成，TRPV1不須要高爾基體加工運輸C．IL-6通過P13K促進囊泡與細胞膜融合，融合的基礎是膜的流淌性D．炎癥因子IL-6使細胞內Ca2＋的濃度增加，進而在大腦皮層產生痛覺解析：選B據圖可知，IL-6和IL-6R結合后，能與gp130結合，因此gp130是IL-6和IL-6R復合物的受體，屬于貫穿磷脂雙分子層的蛋白質，A正確；據圖可知，TRPV1是位于細胞膜上的轉運蛋白，在核糖體上合成，然后在內質網和高爾基體上加工后運輸到細胞膜上，B錯誤；據圖可知，炎癥因子IL-6通過P13K發揮作用的途徑之一是促進包袱TRPV1蛋白的囊泡與細胞膜融合，融合的基礎是膜的流淌性，C正確；據題圖可知，炎癥因子IL-6能通過P13K使包袱TRPV1的囊泡與細胞膜融合，使細胞內Ca2＋濃度增加，進而產生難受，痛覺中樞在大腦皮層，D正確。14．NRT1.1(硝酸鹽轉運蛋白)可以依據外界環境的硝酸鹽濃度，通過位點的磷酸化和去磷酸化在高親和力和低親和力之間切換，來完成對氮素的汲取，保證了植物細胞對氮素的需求，如圖表示硝態氮的轉運過程。下列相關敘述正確的是()A．圖示中，細胞外的硝態氮進入細胞的方式為幫助擴散B．變更細胞質的pH不會影響高親和力下的硝態氮轉運C．NRT1.1只能特異性運輸硝態氮D．在磷酸化和去磷酸化過程中轉運蛋白的構象會發生變更解析：選D由圖可知，硝態氮進入細胞須要硝酸鹽轉運蛋白的幫助，須要借助H＋的電化學勢能，方式為主動運輸，A錯誤；變更細胞質的pH會影響H＋的轉運，同時影響硝態氮的運輸，B錯誤；由圖可知，NRT1.1可以運輸硝態氮和H＋，C錯誤；轉運蛋白在磷酸化和去磷酸化的過程中構象會發生變更，以便轉運物質，D正確。15．下圖表示口服藥物進入小腸后常見的跨膜轉運方式，主要包括細胞間途徑(圖中A)和跨膜途徑；跨膜轉運分為被動轉運(圖中B)和轉運體介導的跨膜轉運，而轉運體介導的跨膜轉運分為攝入型轉運體介導的跨膜轉運(圖中C)和外排型轉運體介導的跨膜轉運(圖中D)，OATP和P-gp是兩種膜轉運蛋白。據圖分析，下列敘述正確的是()A．甲側為小腸上皮細胞的膜外，乙側為小腸上皮細胞的膜內B．由于小腸上皮細胞間緊密聯系，因此藥物只能通過穿透細胞的方式運進機體C．藥物跨膜轉運方式與藥物本身的性質有關，蛋白質類藥物可能通過C途徑汲取D．抑制P-gp的功能可緩解藥物汲取障礙而造成的口服藥效降低解析：選D圖示細胞為小腸上皮細胞，甲側為腸腔，乙側為靠近體內組織的一側，A錯誤；據圖可知，小腸上皮細胞間雖然是緊密聯系的，但是藥物也可以通過細胞間途徑(圖中A)的方式運進機體，B錯誤；藥物跨膜轉運方式與藥物本身的性質有關，題圖表示口服藥物進入小腸后常見的跨膜轉運方式，蛋白質類藥物不行口服，不行能通過C途徑汲取，C錯誤；P-gp可以把藥物從上皮細胞中排到腸腔，限制藥物的汲取，從而造成藥效降低，因此抑制P-gp的功能可緩解藥物汲取障礙而造成的口服藥效降低，D正確。16．正常狀況下，哺乳動物內質網中的Ca2＋濃度高于細胞質基質。TMCO1(內質網跨膜蛋白)可感知內質網中過高的Ca2＋濃度，并形成具有Ca2＋通道活性的四聚體，主動將Ca2＋排出。內質網腔中Ca2＋濃度降到正常水平，TMCO1形成的Ca2＋通道會解體消逝。下列相關敘述不正確的是()A．用3H標記合成TMCO1的原料，放射性會依次出現在核糖體、內質網中B．內質網內Ca2＋濃度通過TMCO1形成的Ca2＋通道的調整機制屬于負反饋調整C．Ca2＋進出內質網都通過TMCO1形成的Ca2＋通道，且不須要消耗能量D．若敲除TMCO1基因，內質網中Ca2＋濃度可能過高，也會影響脂質的合成解析：選CTMCO1的化學本質是蛋白質，合成TMCO1的原料為氨基酸，氨基酸的元素組成含有H，核糖體是蛋白質的合成場所，且TMCO1為內質網跨膜蛋白，因此用3H標記合成TMCO1的原料，放射性會依次出現在核糖體、內質網中，A正確；內質網內過高的Ca2＋濃度通過TMCO1形成的Ca2＋通道使內質網腔中Ca2＋濃度降到正常水平，這種調整機制屬于負反饋調整，B正確；正常狀況下，哺乳動物內質網中的Ca2＋濃度高于細胞質基質，則Ca2＋進入內質網為主動運輸，須要能量的供應，且不通過TMCO1通道，C錯誤；若敲除TMCO1基因，內質網中Ca2＋濃度可能過高，會影響內質網的功能，而內質網是脂質的合成車間，因此也會影響脂質的合成，D正確。二、非選擇題(本題共5小題，共60分)17．(10分)生物膜系統在細胞的生命活動中發揮著極其重要的作用。圖1～3表示真核細胞3種生物膜結構及其所發生的部分生理過程。回答下列問題：(1)圖1表示的生物膜是______________，所進行的生理過程是____________________。(2)假如圖2中①②③代表的三種信號分子，但只有信號分子①能與該生物膜上的受體蛋白結合，這說明受體蛋白具有__________。(3)圖中3種生物膜的功能不同，從組成成分角度分析，其主要緣由是________________________________________________________________________。(4)假如圖3表示葉綠體類囊體膜結構的局部，當膜兩側的H＋濃度梯度突然消逝，其他條件不變，則短時間內暗反應中五碳化合物的量會________。解析：(1)圖1表示[H]與O2反應生成H2O，該生物膜結構屬于線粒體內膜，表示的生理過程是有氧呼吸第三階段。(2)圖2中存在3種信號分子，但只有1種信號分子能與其受體蛋白結合，這說明受體蛋白具有特異性。(3)生物膜的功能主要取決于其蛋白質的種類和數量。(4)假如圖3表示葉綠體類囊體膜結構的局部，當膜兩側的H＋濃度梯度突然消逝，則ATP合成削減，三碳化合物生成五碳化合物速率減慢，短時間內暗反應中五碳化合物的量會削減。答案：(1)線粒體內膜有氧呼吸第三階段(2)特異性(3)含有的蛋白質種類不同(4)削減18．(10分)某愛好小組探討溫度及氮肥(硝酸鹽)運用量對植物光合速率的影響。將生理狀態相同的試驗植物隨機分成9組，分別設置不同的溫度和施氮量，賜予相宜的光照，一段時間后分別測量試驗容器內CO2的削減速率。結果如圖所示，請回答問題：(1)NOeq\o\al(－,3)被植物根細胞汲取的方式是__________；氮元素被汲取并被運輸到葉肉細胞后可用于合成葉綠素，體現了無機鹽_____________________________________________的作用。(2)與相同溫度的其他組比較，3、6、9組結果出現的最可能緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)經試驗得知：15℃時該植物對礦質元素的汲取量較少(不考慮影響相關載體蛋白功能)，緣由是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)NOeq\o\al(－,3)通過主動運輸被植物根細胞汲取；氮元素被汲取并被運輸到葉肉細胞后可用于合成葉綠素，體現了無機鹽可以組成細胞中困難化合物的作用。(2)與相同溫度的其他組比較，3、6、9組結果出現的最可能緣由是所運用氮肥濃度過高，根細胞滲透失水，影響植株的生命活動。(3)由柱形圖可知，15℃時該植物對礦質元素的汲取量較少，其緣由是溫度較低，與呼吸作用有關酶的活性減弱，呼吸作用減弱，產生的能量削減。答案：(1)主動運輸組成困難化合物(2)所運用氮肥濃度過高，根細胞滲透失水，影響植株的生命活動(3)溫度較低，與呼吸作用有關酶的活性減弱，呼吸作用減弱，產生的能量削減19．(14分)植物細胞的細胞質不停地流淌，并且同一組織相鄰細胞的細胞質流淌方式和方向是相同的。某試驗小組選用菠菜、苔蘚、黑藻為試驗材料完成幾個試驗。(1)選擇合適的材料一次性連續完成視察葉綠體形態、視察細胞質流淌、探究氣孔開閉機理三個試驗。甲、乙、丙三位同學分別選擇菠菜、苔蘚、黑藻為試驗材料各自完成試驗。你認為三位同學的三個連續試驗會勝利的是________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)甲同學在撕取菠菜葉下表皮組織時，留意要稍帶葉肉細胞，緣由是_________________________________________________________________________________________________。如圖是甲同學用高倍顯微鏡視察后繪制的細胞質流淌示意圖(其中B、C細胞僅畫了部分細胞壁)，該同學畫的A細胞示意圖中存在一處明顯錯誤是______________________________。裝片上A細胞內細胞質實際流淌方向是________(填“順”或“逆”)時針環流，圖中B、C細胞中細胞質流淌方向為______________。假如要加快細胞質流淌，可以實行的方法有______________________________________(舉一例)。(3)乙同學在用苔蘚進行試驗時，干脆將苔蘚葉片置于載玻片中心清水中制成臨時裝片，主要是由于苔蘚葉片________________________，整個試驗中肯定要________________________________________________________________________，否則葉綠體會收縮不便視察。解析：(1)只有菠菜葉才具有氣孔，所以要完成視察葉綠體形態、視察細胞質流淌、探究氣孔開閉機理的三個試驗，只有選擇菠菜的甲同學才能勝利。(2)撕取菠菜葉下表皮組織，留意要稍帶葉肉細胞，因為葉肉細胞中有葉綠體，而下表皮細胞中沒有葉綠體，不易視察到細胞質流淌。液泡是相對獨立的細胞器，細胞核應當畫在液泡外的細胞質中。顯微鏡下看到裝片上A細胞的細胞質流淌方向為逆時針，因為顯微鏡下看到的是上下和左右倒立的虛像，所以A細胞內細胞質實際流淌方向也是逆時針。同一組織相鄰細胞的細胞質流淌方式和方向是相同的，B、C細胞中細胞質流淌方向和A細胞一樣，都是逆時針。假如要加快細胞質流淌，可以實行的方法有試驗前適當賜予相宜光照或適當提高試驗溫度等。(3)因為苔蘚葉片僅由一層或兩層細胞構成，材料足夠薄，所以可以干脆將苔蘚葉片置于載玻片中心清水中制成臨時裝片，整個試驗中肯定要使葉片處于有水環境，當葉片缺水，葉綠體會收縮不便視察。答案：(1)甲只有菠菜葉才具有氣孔(2)葉肉細胞中有葉綠體，而下表皮細胞中沒有葉綠體，不易視察到細胞質流淌細胞核應畫在液泡外的細胞質中逆都是逆時針試驗前適當賜予相宜光照或適當提高試驗溫度等(舉一例即可)(3)僅由一層或兩層細胞構成使葉片處于有水環境20．(14分)探討發覺，過量的膽固醇汲取或合成會導致高膽固醇血癥，進而誘發動脈粥樣硬化等心血管疾病，嚴峻威逼人類健康。如圖為小腸上皮細胞汲取膽固醇的主要方式。(1)膽固醇是構成__________________的成分之一，同時也是一些生物活性分子的前體，與磷脂相比，其缺少的元素有________。(2)據圖可知，膽固醇被小腸汲取首先要被小腸上皮細胞膜上的NPC1L1識別，通過內吞進入細胞，以______________形式運輸，這體現了細胞膜的特點是________________________________________________________________________。(3)膽固醇合成的主要場所是____________(填細胞器名稱)，轉錄因子SREBPs能夠激活膽固醇合成所需基因的表達，其中的SREBP1a、SREBP1c是由同一個基因限制合成的，出現差異的緣由可能是_____________________________________________________________________________________________________________________(答2點即可)。(4)細胞內膽固醇水平高時，SREBPs與某些蛋白結合形成復合結構，被錨定在細胞質中，無法通過__________進入細胞核，同時細胞會通過SCFFBW7(一種泛素連接酶復合體)對SREBPs進行泛素化修飾，在蛋白酶的作用下，SREBPs被________，導致胞內膽固醇的合成受限制，這是一種________調整機制。(5)探討表明膽固醇可快速從內質網轉運到質膜上，但阻礙膽固醇從質膜到內質網的運輸后，并不影響膽固醇從內質網運輸到質膜，這說明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，同