資源簡介

專題1　細胞的分子組成、結構和物質運輸
微專題4　物質出入細胞的方式
1.物質出入細胞方式的判斷
?、偕锎蠓肿硬灰欢ǘ际且园?、胞吐方式運輸的，如mRNA和蛋白質可通過核孔出入細胞核。
②同一種物質進出不同細胞或相同細胞的運輸方式不一定相同，如葡萄糖進入紅細胞(協助擴散)和進入小腸上皮細胞(主動運輸)，K＋和Na＋進出神經細胞的方式不同。
2.影響物質跨膜運輸的兩大因素——物質濃度、O2濃度
(1)物質濃度(在一定的濃度梯度范圍內)
(2)O2濃度
　溫度通過影響生物膜的流動性和酶的活性，進而影響物質運輸的速率。
3.與物質出入細胞有關的幾種熱圖解讀
(1)離子泵
載體蛋白并非只有運輸功能
離子泵屬于復合蛋白，既具有酶的催化功能(催化ATP水解)，又具有運輸離子的功能，通過主動運輸的方式對特定離子進行跨膜運輸，例如鈉鉀泵。
一種載體蛋白并非只運輸一種物質
(2)質子泵
(3)協同運輸
經典考題重現
物質跨膜運輸主要是細胞與環(huán)境間的物質交換，包括細胞對營養(yǎng)物質的吸收、代謝廢物的排出，是細胞維持正常生命活動的基礎之一。下列關于物質跨膜運輸的敘述正確的有①⑥。
①細胞膜上參與主動運輸的ATP酶是一種跨膜蛋白。(2021·湖北卷，1B)
②探究人體紅細胞因失水而發(fā)生的形態(tài)變化時，可用肉眼直接觀察。(2020·全國卷Ⅱ，3B)
③質壁分離過程中，黑藻細胞綠色加深、吸水能力減小。(2020·山東卷，3C)
④新冠病毒進入宿主細胞的跨膜運輸方式屬于被動運輸。(2020·全國卷Ⅱ，1A)
⑤在蔗糖溶液中加入適量紅墨水，可用于觀察白洋蔥鱗片葉表皮細胞的質壁分離(2019·江蘇卷，22B)
⑥神經細胞受到刺激時產生的Na＋內流屬于被動運輸。(2018·全國卷Ⅱ，2C)
高考重點訓練
考向1　圍繞物質出入細胞方式，考查生命觀念
1.(2021·河北卷，4)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O2
B.①和②是自由擴散，④和⑤是協助擴散
C.成熟紅細胞通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP，為③提供能量
D.成熟紅細胞表面的糖蛋白處于不斷流動和更新中
答案　D
解析　人體成熟紅細胞能運輸O2和CO2，當血液流經肌肉組織時，紅細胞可通過②釋放O2供肌肉組織細胞利用，同時CO2通過①進入紅細胞并被攜帶到肺部進行氣體交換，A正確；O2和CO2跨膜運輸方式是自由擴散，④為葡萄糖順濃度梯度運輸進入紅細胞，⑤是水分子經水通道蛋白運輸進入紅細胞，運輸方式均為協助擴散，B正確；成熟紅細胞沒有線粒體，只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP，為③無機鹽離子的主動運輸提供能量，C正確；成熟紅細胞沒有細胞核和細胞器，無法合成和運輸糖蛋白等蛋白質，膜蛋白無法更新，D錯誤。
2.(2022·江蘇蘇北四市一模)下圖為A、B、C、D四種物質的跨膜運輸示意圖。有關敘述正確的是(　　)
A.轉運物質A的蛋白質復合體還具有催化功能
B.物質B和C的轉運都不需要消耗能量
C.物質D的轉運方式常存在于高等動物細胞中
D.只有物質A的轉運能體現生物膜具有選擇透過性
答案　A
解析　分析題圖，圖中顯示糖蛋白位于上側，則上側為細胞外，A物質進入細胞，需消耗ATP，屬于主動運輸方式，轉運物質A的蛋白質復合體還具有催化ATP水解的功能，A正確；B物質和C物質的轉運協同運輸，B物質轉運需要的能量由C物質的濃度差提供，B錯誤；高等動物細胞不能利用光能，C錯誤；載體蛋白運輸物質具有特異性，物質A、B、C、D的轉運均能體現生物膜具有選擇透過性，D錯誤。
考向2　以物質跨膜運輸為載體，考查科學探究能力
3.(2022·全國甲卷，2)植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現將a、b、c三種細胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到：①細胞a未發(fā)生變化；②細胞b體積增大；③細胞c發(fā)生了質壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是(　　)
A.水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度
B.水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b＞細胞a＞細胞c
C.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度
D.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度
答案　C
解析　三種不同濃度的植物細胞分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時，細胞a體積未發(fā)生變化，細胞b體積增大，細胞c發(fā)生質壁分離，所以，細胞a的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，細胞c的細胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度，因此水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b＞細胞a＞細胞c，A、B正確；細胞c質壁分離過程中，細胞液中水分子進入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液濃度小，由題干信息“細胞a在蔗糖溶液中未發(fā)生變化”可知，細胞a的細胞液濃度與最初蔗糖溶液濃度相等，而水分交換平衡時細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，故水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度小于細胞a的細胞液濃度，C錯誤、D正確。
4. (2022·江蘇常州八校聯考)如圖為研究滲透作用的實驗裝置，半透膜只允許水分子和單糖分子通過，漏斗內(S1)和漏斗外(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，實驗開始時漏斗內外液面相平，達到滲透平衡時液面差為Δh。下列說法正確的是(　　)
A.達到滲透平衡時，S1和S2溶液濃度的大小關系為S2>S1
B.若吸出漏斗管內Δh以內的液體，則重新平衡時，Δh的高度保持不變
C.若在漏斗管內外加入少量蔗糖酶(對實驗的影響忽略不計)，則重新平衡時，Δh＝0
D.內外液面達到平衡時，水分子從S1到S2擴散速率大于從S2到S1的擴散速率
答案　C
解析　分析題圖，圖中由于漏斗內的蔗糖溶液濃度高，因此燒杯中的水分子可通過滲透作用進入漏斗，使漏斗內液面升高，滲透平衡時Δh會產生壓力與漏斗內因溶液濃度差產生的壓力的大小相等，因此漏斗內的濃度仍然大于漏斗外，即S1>S2，A錯誤；若吸出漏斗管內Δh以內的液體，蔗糖溶液濃度下降，半透膜兩側的濃度差減小，則重新平衡時，Δh的高度會下降，B錯誤；若在漏斗管內加入少量蔗糖酶(對實驗的影響忽略不計)，蔗糖可被分解為單糖，漏斗內溶液濃度增加， 液面會先上升，由于半透膜允許單糖通過，繼而漏斗內溶液濃度會下降，則漏斗液面將會下降，最終Δh＝0，C正確；內外液面達到平衡時，水分子從S1到S2與從S2到S1的擴散速率相等，處于動態(tài)平衡，D錯誤。
奧密克戎，新冠病毒的又一變異毒株，與德爾塔毒株相比，具有傳播速度更快，耐疫苗、隱蔽性更強，對免疫系統逃逸能力更強等特點。2022年初，我國天津、河南也出現了奧密克戎本土疫情，英雄的中國人民很快撲滅了疫情。
材料一　新冠病毒是由RNA、蛋白質和囊膜共同組成。新冠病毒的刺突蛋白(S蛋白)是膜蛋白中的主要抗原，是決定病毒毒力的關鍵因素，德爾塔毒株共包含15處刺突蛋白突變，而奧密克戎毒株有32處刺突蛋白突變。
材料二　新冠病毒可以入侵肺泡細胞、腎細胞、生殖道細胞等內皮細胞，但嚴重的炎癥反應主要出現在肺部，故引發(fā)新冠肺炎。
熱點精煉
1. (2022·江蘇揚州高郵期初)某單鏈RNA病毒的遺傳物質是正鏈 RNA(＋RNA)。該病毒感染宿主后，合成相應物質的過程如圖所示，其中①～④代表相應的過程。下列敘述正確的是(　　)
A.＋RNA 復制出的子代 RNA具有mRNA 的功能
B.病毒蛋白基因以半保留復制的方式傳遞給子代
C.過程①②③的進行需 RNA 聚合酶的催化
D.過程④在該病毒的核糖體中進行
答案　A
解析　分析題圖，圖中①②過程表示RNA的自我復制過程，需要RNA聚合酶，其中①是以＋RNA為模板合成－RNA的過程，②表示以－RNA為模板合成＋RNA的過程。③④表示以＋RNA為模板翻譯出蛋白質的過程，因此＋RNA 復制出的子代 RNA具有mRNA 的功能，A正確；病毒蛋白基因是RNA，為單鏈結構，通過兩次復制過程將基因傳遞給子代，而不是通過半保留復制傳遞給子代，B錯誤；①②過程是RNA復制，原料是4種核糖核苷酸，需要RNA聚合酶；而③過程是翻譯，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶催化，C錯誤；病毒不具有細胞結構，沒有核糖體，過程④在宿主細胞的核糖體中進行，D錯誤。
2.(2022·江蘇鎮(zhèn)江期中)下圖是HCV(一種＋RNA病毒)在宿主細胞內增殖的示意圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.HCV的＋RNA進入宿主細胞后，可直接作為①③過程的模板
B.①②③過程均遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同
C.利用HCV的＋RNA合成結構蛋白的過程中，有三種RNA的參與
D.若＋RNA有n個胞嘧啶，則獲得子代＋RNA共需消耗n個鳥嘌呤
答案　D
解析　分析題圖，①過程是以＋RNA為模板復制合成－RNA，②過程是以－RNA為模板復制合成＋RNA，③過程是以＋RNA為模板合成蛋白質，由此可知，①③過程都是直接以＋RNA為模板，A正確；①②③過程中的堿基互補配對方式完全相同，即RNA和RNA的配對：A－U、U－A、G－C、C－ G，B正確；由圖可知，利用HCV的＋RNA合成結構蛋白的過程中，需要＋RNA、rRNA和tRNA(③過程需要)一共三種RNA的參與，C正確；若＋RNA有n個胞嘧啶，在①過程就要消耗n個鳥嘌呤，在②過程也要消耗鳥嘌呤，一共消耗的鳥嘌呤數大于n，D錯誤。
3.(2022·江蘇蘇州一模)某些細菌在第一次被噬菌體侵染時， cas2基因會表達出Cas2(某種內切核酸酶)，該酶能隨機切斷入侵的噬菌體DNA，并將切下的DNA片段插入到CRISPR中；當細菌再次被同種噬菌體侵染時，由CRISPR轉錄產生的crRNA會通過堿基互補配對方式將Cas9(另一種內切核酸酶)準確帶到入侵的噬菌體DNA處，并將之切斷。其過程如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.過程①需要細菌提供核糖體、核糖核苷酸、氨基酸等
B.相比于DNA復制，過程②特有的堿基配對方式是U－A
C.Cas2能隨機切斷入侵的噬菌體DNA雙鏈，說明其沒有專一性
D.圖示細菌清除入侵噬菌體的機理類似于高等動物的特異性免疫
答案　C
解析　細菌體內發(fā)生圖中①過程為基因的表達，包括轉錄和翻譯過程，需要細菌提供核糖體(翻譯場所)、細菌DNA (轉錄模板)、轉運RNA (運輸氨基酸)、核糖核苷酸(轉錄原料)、氨基酸(翻譯原料)、ATP (供能)，A正確；過程②是指由CRISPR轉錄產生的crRNA與Cas9(另一種內切核酸酶)堿基互補配對結合，相比于DNA復制，過程②特有的堿基配對方式是U－A，B正確；根據題干信息可知，Cas2內切核酸酶能隨機切斷入侵的噬菌體DNA雙鏈，并沒有特異性的識別，但其作用于入侵的噬菌體的DNA，故具有專一性，C錯誤；細菌利用如圖所示的CRISPR/Cas分子裝置消滅入侵噬菌體的過程，是后天形成的，則相當于高等動物的特異性免疫，D正確。
4.(2022·江蘇儀征中學期初)中國李賽團隊與李蘭娟院士團隊把新冠病毒放在冷凍電鏡下，在病毒內部“打手電”，穿過囊膜，直擊里層的RNA和纏繞結構，展示出迄今為止最完整的新冠病毒形象(如圖)。經過整體和局部的綜合分析，發(fā)現新冠病毒具有一條很長的RNA，其表面刺突蛋白可以自由游走、旋轉。下列有關敘述正確的是(　　)
A.新冠病毒屬于有囊膜的病毒，其囊膜來自宿主細胞
B.感染新冠病毒后，患者會出現脫水現象，會引起其體內抗利尿激素分泌量降低
C.感染新冠病毒后，細胞毒性T細胞負責裂解靶細胞并清除新冠病毒
D.抗體與病毒結合后會抑制其在體液中的增殖，并形成細胞集團
答案　A
解析　分析題圖可知，新冠病毒具有囊膜，病毒進入宿主細胞后，利用宿主細胞的物質合成自身結構，通過胞吐方式釋放，其囊膜來自宿主細胞，A正確；感染新冠病毒后，患者出現脫水現象，導致細胞外液滲透壓升高，引起體內抗利尿激素分泌量增加，促進腎小管、集合管重吸收水，B錯誤；感染新冠病毒后，細胞毒性T細胞的作用是與靶細胞密切接觸，使靶細胞裂解死亡，使新冠病毒釋放，但細胞毒性T細胞并未清除新冠病毒，C錯誤；病毒為非細胞生物，在宿主細胞中利用宿主細胞的物質進行增殖，D錯誤。

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