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专题01 细胞的分子组成、结构和物质运输
内容概览
01 考情分析·解密高考
02 高频考点·以考定法
03 专题网络·构建体系
04 核心素养·微专题 与细胞的物质输入和输出有关的3 大热考题型
05 创新好题·分层练 A 层巩固、B 层提升
考点
核心概念
考查方式
高考考题分布
水和无机盐
1.1 细胞由多种
多样的分子组
成，包括水、
无机盐、糖
类、脂质、蛋
白质和核酸
等，其中蛋白
质和核酸是两
类最重要的生
物大分子。
该部分内容的命题以选择题为主，在全国卷中的考
查较为常见，考查考生对细胞分子组成基础知识的实
际理解和应用，在对细胞中分子组成等知识的理解和
迁移应用的基础上，深入考查结构与功能观等生命观
念，也有对演绎推理、归纳推理等基本科学思维的考
查
2022 全国乙T3
2022 全国甲T1
糖类、脂质、
蛋白质和核酸
2023 全国乙T1
2023 全国新课标T1
2023 湖南T1
2023 北京T1
2023 湖北T2
2023 海南T2
2021 全国甲T1
细胞结构
1.2 细胞各部分
结构既分工又
合作，共同执
行细胞的各项
生命活动
该部分内容的命题以选择题为主，属于年年必考
的内容。试题情境主要选择大学教材中的相关知识，
要求考生在对题干信息提取加工的基础上，结合教材
原型知识进行作答，通常是考查考生已学知识在新情
境中的迁移应用核心素养，侧重对生命观念和科学思
维的考查，引导考生用模型认知与建构、演绎推理等
科学思维深入理解相关概念，形成结构与功能观等生
命观念
2020 全国ⅠT29
2023 山东T1
2023 湖南T2
2023 天津T10-12
2022 山东T1
2022 广东T8-T9
22021 山东T1
2020 全国ⅡT30
2020 山东T1
2022 广东T7
考点一 细胞的分子组成（2 大命题点+7 大技巧总结）
考点二 细胞的结构和功能（4 大命题点+3 大技巧总结）
考点三 物质出入细胞的方式（2 大命题点+3 大技巧总结）
1
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原核细胞和真
核细胞
1.3 各种细胞具
有相似的基本
结构，但在形
态与功能上有
所差异
该部分内容试题情境比较简单，主要考查比较
原核细胞与真核细胞的结构与功能，核心素养
侧重对生命观念的考查，引导考生形成正确的
结构与功能观
2023 海南T1
物质出入细胞
的方式
2.1 物质通过
被动运输，主
动运输等方式
进出细胞，以
维持细胞的正
常代谢活动
该部分内容的命题以选择题为主。高考题目涉
及的知识点主要是各种物质跨膜运输的方式及
特点，常以特定细胞或细胞器中多种物质协同
转运的文字或图你为情景考查，考生利用教材
知识准确辨析这些物质矿膜运输的特点，进而
判断其运输类型。针对核心素养的考查，主要
是建立“物质与功能观”，建立渗透作用在生
产生活中应用的社会责任，主要考查逻辑推理
与论证、析图识图、图文转换等能力
2022 全国乙T29
2022 全国甲T2
2023 全国甲T1
2023 山东T2-T3
2023 湖北T15
2023 湖南T14
2022 山东T2
2021 全国甲T29
2021 山东T2
2021 广东T13
2021 河北T4
2023 全国甲T1
（高考解密+技巧解密+考向预测）
考点一 细胞的分子组成
命题点一 水和无机盐
典例01（2022·全国·高考真题）钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨
骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞中有以无机离子形式存在的钙
B．人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C．适当补充维生素D 可以促进肠道对钙的吸收
D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象
【答案】B
【分析】无机盐的存在形式与作用：（1）存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在；（2）无机
盐的功能：对维持细胞和生物体生命活动有重要作用，如：Fe 是构成血红素的元素；Mg 是构成叶绿素的
2
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元素。
【详解】A、细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙（如CaCO3），A 正确；
B、Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体协助，B 错误；
C、维生素D 能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D 可以促进肠道对钙的吸收，C
正确；
D、哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，会出现抽搐等症状，D 正确。
故选B。
典例02（2021·全国·高考真题）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水
的叙述，错误的是（ ）
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
【答案】C
【分析】水的存在形式和作用：1、含量：生物体中的水含量一般为60%~90%，特殊情况下可能超过
90%，是活细胞中含量最多的化合物。
2、存在形式：细胞内的水以自由水与结合水的形式存在。
3、作用：结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还
参与许多化学反应，自由水对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，自由水与结合水比值越高，细胞
代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。
【详解】A、水是植物细胞液的主要成分，细胞液主要存在于液泡中，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺，
故根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A 正确；
B、结合水与细胞内其他物质相结合，是植物细胞结构的重要组成成分，B 正确；
C、细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，C 错误；
D、自由水参与细胞代谢活动，故自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，自由水与结合水比
值越高，细胞代谢越旺盛，反之亦然，D 正确。
故选C。
命题点二 糖类、脂质、蛋白质和核酸
典例01（2023·全国·统考高考真题）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。
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
3
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⑤
—
核酸
⑥
根据表中信息，下列叙述错误的是（ ）
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
【答案】B
【分析】多糖的单体是葡萄糖，蛋白质的单体是氨基酸，核酸的单体是核苷酸。
【详解】A、葡萄糖是多糖的单体，多糖包括淀粉、糖原和纤维素，故①可以是淀粉或糖原，A 正确；
B、蛋白质是由单体②氨基酸通过脱水缩合形成③肽键连接形成的，核酸的单体是核苷酸，故⑤是核苷酸，
B 错误；
C、②氨基酸的基本元素组成是C、H、O、N，⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P，C 正确；
D、检测蛋白质的④可以是双缩脲试剂，检测核酸的⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂，D 正确。
故选B。
典例02（2023·北京·统考高考真题）PET-CT 是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能
量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，
这种示踪剂是一种改造过的（ ）
A．维生素
B．葡萄糖
C．氨基酸
D．核苷酸
【答案】B
【分析】糖类一般由C、H、O 三种元素组成，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。常见的单糖
有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。
【详解】分析题意可知，该示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，应是糖类，且又知该物质进
入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量，则该物质应是被称为“生命的燃料”的葡萄糖。
B 符合题意。
故选B。
典例03（2021·全国·统考高考真题）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有
重要作用的物质。下列说法正确的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
【答案】C
【分析】1、酶是活细胞合成的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
2、核酸是一切生物的遗传物质。有细胞结构的生物含有DNA 和RNA 两种核酸，但其细胞核遗传物质和
细胞质遗传物质都是DNA。
4
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3、动物体内激素的化学成分不完全相同，有的属于蛋白质类，有的属于脂质，有的属于氨基酸衍生物。
【详解】A、酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是有机物，如蛋
白质、氨基酸的衍生物、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A 错误；
B、糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物质，如甲状腺激素是含碘的氨基
酸，B 错误；
C、酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学成分是蛋白质，蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体，核
酸是由核苷酸连接而成的多聚体，氨基酸和核苷酸都含有氮元素，C 正确；
D、人体主要的能源物质是糖类，核酸是生物的遗传物质，脂肪是机体主要的储能物质，D 错误。
故选C。
典例04（2023·山西·统考高考真题）葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述，错误
的是（ ）
A．葡萄糖是人体血浆的重要组成成分，其含量受激素的调节
B．葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜
C．血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D．血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
【答案】B
【分析】葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”。
【详解】A、葡萄糖是人体血浆的重要组成成分，血液中的糖称为血糖，血糖含量受胰岛素、胰高血糖素
等激素的调节，A 正确；
B、葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，是机体能量的重要来源，葡萄糖通过细胞膜进入红细
胞是协助扩散，进入小肠上皮细胞为主动运输，进入组织细胞一般通过协助扩散，B 错误；
CD、血糖浓度升高时，在胰岛素作用下，血糖可以进入肝细胞进行氧化分解并合成肝糖原，进入脂肪组织
细胞转变为甘油三酯，CD 正确。
故选B。
典例05（2023·北京·统考高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动
时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（ ）
A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能
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B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖
C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP
D．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
【答案】A
【分析】如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量，当运动强度较低时，主要
利用脂肪酸供能；当中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸；当高强度运动时，主要利
用肌糖原供能。
【详解】A、由图可知，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能，A 正确；
B、由图可知，中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B 错误；
C、高强度运动时，糖类中的能量大部分以热能的形式散失，少部分转变为ATP，C 错误；
D、高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，肌糖原在有氧条件和无氧条件均能氧化分解提供
能量，D 错误。
故选A。
知识点一 细胞中的水和无机盐
1．理清水与细胞代谢的关系
①水的存在形式有自由水和结合水，其与细胞代谢的关系是：
自由水含量高，代谢旺盛；结合水含量高，抗逆性强
②与水产生相关的细胞代谢过程有：
有氧呼吸第三阶段
氨基酸脱水缩合
多糖的合成、DNA 的复制与转录
ATP 的合成
③与水利用相关的细胞代谢过程有：
多糖、蛋白质、脂肪、核酸的分解（水解）
光反应中水的光解
有氧呼吸第二阶段中水的利用
ATP 的水解
2．归纳概括无机盐及其在稳态维持中的作用
①无机盐的存在形式：主要是离子形式
②无机盐的吸收：主要为主动运输（与膜上载体蛋白的数量和种类有关）
③无机盐的功能：
组成复杂化合物，如Mg2+叶绿素，Fe2+血红素，PO4
3-组成ATP、核酸、磷脂，I-甲
状腺激素
与渗透压相关：血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-
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与pH 稳态相关：血浆pH 为7.35~7.45，能够保持稳定，与它含有的HCO3
-、H2CO3
等物质有关
与神经兴奋性有关：静息电位K+外流，动作电位Na+内流
抑制性递质：静息电位差增大，与阴离子（Cl-）内流有关
知识点二 概括糖类和脂质的种类与功能
1.糖类的功能
①主要能源物质：葡萄糖
②构成细胞结构：糖蛋白、糖脂、脱氧核糖
③构成植物细胞壁：纤维素
④储存能量：淀粉（植物）、糖原（动物）
2.脂质的功能
①脂肪：“储能”脂质（储能物质、保温、保护内脏器官）
②磷脂：“结构“脂质（生物膜的组成成分）
③固醇：“功能“脂质
胆固醇：参与脂质运输、构成动物细胞膜的重要成分
性激素：调节生命活动（激发并维持第二性征，促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成）
维生素D：促进钙、磷的吸收
知识点三 蛋白质和核酸的结构与功能
1．理清核酸与蛋白质的三个层次及相互关系
与糖有关的物质
糖蛋白：作为判断细胞膜内外的依据 肽聚糖：细菌细胞壁的成分
纤维素：植物细胞壁的主要成分 多糖荚膜：S 型肺炎链球菌
糖类和脂质的相互转化
①糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪
②脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类
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2．常考的“核酸—蛋白质复合体”
①DNA 相关复合体
+某种蛋白质，组成DNA 病毒（生物）
+某种蛋白质，构成染色体（染色质）
+DNA 聚合酶等，参与复制，使DNA 加倍
+RNA 聚合酶等，参与转录，产生RNA
②RNA 相关复合体
+某种蛋白质，组成RNA 病毒（生物）
+某种蛋白质，构成核糖体
+RNA 聚合酶等，参与复制，使RNA 加倍
+逆转录酶等，参与逆转录，产生DNA
3.理清与蛋白质和核酸相关的5 个易错点
(1)高温使蛋白质变性的原因不是破坏了肽链上的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。
(2)低温和盐析未破坏蛋白质的空间结构。
(3)DNA 并不都是双链结构，也有环状的，如质粒DNA、线粒体和叶绿体中的DNA。RNA 一般是单
链结构。双链DNA 的碱基对间含氢键，某些RNA(如tRNA)中也含氢键。
(4)1 个tRNA 中含有1 个反密码子，但不能认为其只含有3 个碱基。
(5)rRNA 不只参与核糖体的构成，还具有催化肽键形成的作用。
1. 有关组成生物的核酸、蛋白质等事情，往往会从糖类、蛋白质、核酸、脂质的元素组成。多糖、蛋白
质核酸的构成、单体蛋白质的结构和功能等方向设问进行考查。
2. 本部分的知识点相关试题大多以选择题的形式呈现。往往会整体将几种生物大分子的元素组成、构成
单体及结构和功能结合在一起进行比较考查。在复习过程中要注意对教材原文的理解和应用。
考点二 细胞的结构和功能
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命题点一 细胞膜
典例01（2022·河北·统考高考真题）关于细胞膜的叙述，错误的是（ ）
A．细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B．细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C．细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D．细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
【答案】C
【分析】细胞膜的组成成分：主要是蛋白质和脂质，其次还有少量糖类，脂质中主要是磷脂，动物细胞膜
中的脂质还有胆固醇；细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关，功能越复杂，膜蛋白
的种类和数量越多。
【详解】A、在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程细胞膜与
某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A 正确；
B、载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B 正确；
C、膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层，C 错误；
D、细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞
间的信息交流，D 正确。
故选C。
命题点二 细胞器
典例01（2022·广东·高考真题）酵母菌sec 系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌
株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是（ ）
A．线粒体、囊泡
B．内质网、细胞外
C．线粒体、细胞质基质
D．内质网、囊泡
【答案】D
【分析】分泌蛋白在核糖体上合成，然后肽链进入内质网进行肽链初加工，再以囊泡的形式转移到高尔基
体，进行进一步的加工、分类和包装。
【详解】AC、线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，AC 错误；
B、根据题意，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B 错误；
D、内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D
正确。
故选D。
典例02（2022·河北·统考高考真题）关于细胞器的叙述，错误的是（ ）
A．受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B．线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
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C．生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D．附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
【答案】D
【分析】1、线粒体是双层膜结构的细胞器，是有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力车间”。
2、分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质
网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，再到高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊
泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、溶酶体中有水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体
降解，降解产生的有用物质可被再次利用，A 正确；
B、生物膜上的蛋白质可具有物质运输等功能，线粒体的内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质，B
正确；
C、生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素，属于分泌蛋白，分泌蛋白在核糖体合成后，需要经高尔基体
加工、包装后分泌到细胞外，C 正确；
D、附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同，均主要由RNA 和蛋白质组成，D 错
误。
故选D。
命题点三 细胞核
典例01（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是（ ）
A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定
B．核被膜上有核孔复合体，可调控核内外的物质交换
C．核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA 的合成有关
D．染色质由RNA 和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
【答案】B
【分析】细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（主要成分是DNA 和蛋白质）、核
仁（与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。
【详解】A、核被膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A 错误；
B、核被膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B 正确；
C、核仁主要与rRNA 的合成有关，C 错误；
D、染色质主要由DNA 和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D 错误。
故选B。
典例02（2022·广东·高考真题）拟南芥HPR1 蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA 转移。与野
生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA 分布于（ ）
A．细胞核
B．细胞质
C．高尔基体
D．细胞膜
【答案】A
【分析】在细胞核中，以DNA 的一条链为模板，转录得到的mRNA 会从核孔出去，与细胞质的核糖体结
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合，继续进行翻译过程。
【详解】分析题意，野生型的拟南芥HPR1 蛋白是位于核孔协助mRNA 转移的，mRNA 是转录的产物，翻
译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，
不能协助mRNA 转移，mRNA 会聚集在细胞核中，A 正确。
故选A。
命题点四 原核细胞和真核细胞
典例01（2023·海南·高考真题）衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是（
）
A．都属于原核生物
B．都以DNA 作为遗传物质
C．都具有叶绿体，都能进行光合作用
D．都具有线粒体，都能进行呼吸作用
【答案】B
【分析】生物包括细胞生物和非细胞生物，非细胞生物是指病毒类生物，而细胞生物分为原核生物和真核
生物．其中原核生物包括：细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体等；真核生物包括：动物、植物、原
生动物、低等植物、真菌等。
【详解】A、衣藻属于真核生物，A 错误；
B、衣藻和大肠杆菌的遗传物质都是DNA，B 正确；
C、大肠杆菌没有叶绿体，也不能进行光合作用，C 错误；
D、大肠杆菌不含线粒体，D 错误。
故选B。
细胞的结构与功能
1．真、原核细胞类型的判断
根据有无细胞核进行判断
无→原核细胞：生物膜为细胞膜，无生物膜系统，唯一的细胞器为核糖体
有→真核细胞
无细胞壁：动物细胞
动物细胞 有中心体，低等植物细胞
有细胞壁
纤维素酶可以破坏细胞壁，是植物细胞 无中心体，高等植物细胞
纤维素酶 不能破坏细胞壁，是真菌细胞
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【易错归纳】
①并非所有的原核细胞都有细胞壁，如支原体。
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和细胞膜
上进行。
③蓝细菌属于原核生物，无叶绿体，但能进行光合作用，完成光合作用的场所是细胞质。
2．细胞的生物膜系统
①适用范围：真核生物
②组成
细胞膜：提取细胞膜最佳材料：哺乳动物成熟的红细胞
核膜（作用）：
物质运输（载体蛋白等）；能量转化；信息传递（糖蛋白等）
酶附着的支架—为生化反应的进行创造条件
使细胞内部区域化—保证细胞生命活动高效、有序地进行
【易错归纳】
①细胞膜的结构特点——流动性；功能特点——选择透过性。
②糖蛋白和糖脂分布在细胞膜的外表面，这是区分细胞膜内与外的重要依据。
③原核细胞具有生物膜，但不具有生物膜系统，哺乳动物成熟红细胞也没有生物膜系统。
3．分泌蛋白的合成、加工和运输过程
(1)分泌蛋白形成过程图解
(2)“三看”分泌蛋白的合成、加工和运输
考点三 物质出入细胞的方式
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命题点一 渗透作用与质壁分离及复原
典例01（2023·全国·统考高考真题）探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫
色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液，清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的
体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够
正确表示实验结果的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【分析】1、质壁分离与复原的原理：成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。
2、质壁分离的原因分析：外因：外界溶液浓度>细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁
的伸缩性小于原生质层。
【详解】AB、用30%蔗糖处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清
水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会扩大，细胞液浓度下降，AB 错误。
CD、随着所用蔗糖浓度上升，当蔗糖浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡的体
积下降，细胞液浓度上升，故C 正确，D 错误。
故选C。
【点睛】外界溶液浓度高，细胞失水，细胞体积减小，细胞液浓度增大。
典例02（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c 三种细胞液浓
度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时
观察到：①细胞a 未发生变化；②细胞b 体积增大；③细胞c 发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与
蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（ ）
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A．水分交换前，细胞b 的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c 的细胞液浓度大于细胞a 的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c 的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
【答案】C
【分析】由题分析可知，水分交换达到平衡时细胞a 未发生变化，既不吸水也不失水，细胞a 的细胞液浓
度等于外界蔗糖溶液的浓度；细胞b 的体积增大，说明细胞吸水，水分交换前，细胞b 的细胞液浓度大于
外界蔗糖溶液的浓度；细胞c 发生质壁分离，说明细胞失水，水分交换前，细胞c 的细胞液浓度小于外界
蔗糖溶液的浓度。
【详解】A、由于细胞b 在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b
的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A 正确；
B、水分交换达到平衡时，细胞a 的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b 的细胞液浓度大于外界
蔗糖溶液的浓度，细胞c 的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系
为细胞b>细胞a>细胞c，B 正确；
C、由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a 未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；
水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c 失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水
分交换平衡时，细胞c 的细胞液浓度小于细胞a 的细胞液浓度，C 错误
D、在一定的蔗糖溶液中，细胞c 发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶
液的浓度，D 正确。
故选C。
命题点二 物质出入细胞的方式
典例01（2023·全国·统考高考真题）物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运
输的叙述，正确的是（ ）
A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B．血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能
D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
【答案】B
【分析】自由扩散：物质通过简单的扩散进出细胞的方式，如氧气、二氧化碳、脂溶性小分子。
主动运输：逆浓度梯度的运输。消耗能量，需要有载体蛋白。
【详解】A、乙醇是有机物，与细胞膜中磷脂相似相溶，可以通过扩散方式进入细胞，A 错误；
B、血浆中K+量低，红细胞内K+含量高，逆浓度梯度为主动运输，需要消耗ATP 并需要载体蛋白，B 正确；
C、抗体为分泌蛋白，分泌过程为胞吐，需要消耗能量，C 错误；
D、葡萄糖进入小肠上皮细胞等为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散，D 错误。
故选B。
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典例02（2023·山东·高考真题）溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓
度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。
Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破
裂。下列说法错误的是（ ）
A．H+进入溶酶体的方式属于主动运输
B．H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
【答案】D
【分析】1. 被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度，是最简单的跨膜运输方式，不需
能量。被动运输又分为两种方式：自由扩散：不需要载体蛋白协助，如：氧气，二氧化碳，脂肪，协助扩
散：需要载体蛋白协助，如:氨基酸，核苷酸，特例...2.主动运输：小分子物质从低浓度运输到高浓度，如：
矿物质离子，葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。3.胞吞胞吐：大分子物质的跨膜运
输，需能量。
【详解】A、Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体，说明H+浓
度为溶酶体内较高，因此H+进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A 正确；
B、溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，若载体蛋白失活，溶酶体内pH 改变导致溶酶体酶活性降低，进
而导致溶酶体内的吞噬物积累，B 正确；
C、Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，该突变体的细胞中
损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C 正确；
D、细胞质基质中的pH 与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D 错误。
故选D。
典例03（2023·湖北·统考高考真题）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
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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
【答案】C
【分析】静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺
激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。
【详解】ACD、细胞膜上的钠钙交换体（即细胞内钙流出细胞外的同时使钠离子进入细胞内）活动减弱，
使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加强，AD 错误，
C 正确；
B、由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵，导致K+内流、Na+外流减少，故细胞内钠离子浓
度增高，钾离子浓度降低，B 错误。
故选C。
典例04（2022·全国·统考高考真题）农业生产中，农作物生长所需的氮素可以
的形式由根系从土壤
中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收
的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断
进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是 。
(2)O2浓度大于a 时作物乙吸收
速率不再增加，推测其原因是 。
(3)作物甲和作物乙各自在
最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是 。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物对
的吸收利用，可以采取的措施是 。
【答案】
(1)主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于a 点，根细胞对
的吸收速率与O2浓度呈正相关
(2)主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和
(3)甲的
最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗O2多
(4)定期松土
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【分析】根据物质运输的方向以及运输过程中是否需要能量，将物质跨膜运输分为被动运输和主动运输，
其中主动运输为逆浓度方向运输，需要载体蛋白和能量的供应。曲线图分析，当氧气浓度小于a 时，影响
根细胞吸收NO3－的因素是能量，当氧气浓度大于a 时，影响根细胞吸收NO3－的因素是载体蛋白的数量。
【详解】（1）主动运输是低浓度向高浓度运输，需要能量的供应、需要载体蛋白协助，由图可知，当氧
气浓度小于a 点时，随着O2浓度的增加，根细胞对NO3－ 的吸收速率也增加，说明根细胞吸收NO3－需要
能量的供应，为主动运输。
（2）主动运输需要能量和载体蛋白，呼吸作用可以为主动运输提供能量，O2浓度大于a 时作物乙吸收NO3
－的速率不再增加，能量不再是限制因素，此时影响根细胞吸收NO3－速率的因素是载体蛋白的数量，此时
载体蛋白数量达到饱和。
（3）曲线图分析，当甲和乙根细胞均达到最大的NO3－的吸收速率时，甲的NO3－最大吸收速率大于乙，
说明甲需要能量多，消耗O2多，甲根部细胞的呼吸速率大于作物乙。
（4）在农业生产中，为了促进根细胞对矿质元素的吸收，需要定期松土，增加土壤中的含氧量，促进根
细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量。
物质出入细胞的方式和实例
1．理清细胞的吸水和失水
①原理：渗透作用
②条件：有半透膜、膜两侧有浓度差
动物细胞：细胞膜具有选择透过性，相当于半透膜，细胞质与外界溶液具有浓度差
植物细胞：细胞壁是全透性的，原生质层相当于半透膜，细胞液与外界溶液具有浓度差
③水分子的运动方向：低浓度溶液→高浓度溶液
④现象
动物细胞：皱缩或膨胀
植物细胞：质壁分离、质壁分离复原
⑤实验：探究植物细胞的 吸水和失水
2．物质出入细胞方式的判断
①2 个“耗能过程”
主动运输，胞吞、胞吐
②3 种“判断标准”
从方向判断：顺浓度梯度一般为被动运输，逆浓度梯度一般为主动运输
从动力判断：依靠浓度差运输的一般为被动运输，耗能运输的为主动运输、胞吞或胞吐
从种类判断：脂溶性物质、气体一般为自由扩散；葡萄糖、氨基酸、无机盐离子一般为主动运输；大
分子、颗粒物质一般为胞吞、胞吐
③4 类“膜蛋白”
载体蛋白：协助扩散、主动运输
通道蛋白：协助扩散
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离子泵：协助扩散、主动运输
受体蛋白：信息交流
【易错归纳】
物质运输的三个“不一定”
①生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如mRNA 和某些蛋白质可通过核孔运输。
②以胞吞、胞吐方式运输的也不一定都是大分子物质，如突触中神经递质的释放。
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；水分子可以自由扩散和协助扩散方式运输。
3．影响物质跨膜运输的三大因素
(1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内)
(2)O2浓度
(3)温度
①温度影响生物膜的流动性，进而影响所有跨膜方式的运输速率。
②温度影响酶活性，影响呼吸速率，进而影响能量供应，主动运输和胞吞、胞吐均受影响。
针对多种物质的跨膜运输，这几年高考题加强了对主动运输的考查。不再局限于ATP 水解为主动运输
功能这一情境，命题情境更加多样，一是利用大学教材中主动运输消耗的多种能量来源，如钠钾泵、质子
泵、协同转运蛋白等。二是引用近期科研人员的研究论文。另外，题目信息的呈现形式也更加多元化，或
文字描述，或图形展示，或二者混搭，在考查基础知识的同时，考查考生的图文转换能力和逻辑推理能力。
2024 年高考中，针对本题组的命题很可能继续用“各种转运蛋白或者能量的供应等方面的新研究成果”作
为情境进行考查。
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① 下丘脑 ② 抗利尿激素 ③ 离子
④ 核糖体 ⑤ 半保留复制 ⑥ 纤维素和果胶 ⑦ 脂质
⑧ 进行细胞间的信息交流 ⑨ 协助扩散 ⑩ 细胞质基质
⑪ 核糖体 ⑫
RNA
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微专题 与细胞的物质输入和输出有关的热考题型
热考01 物质出入细胞的模式图
(1)图1 中A、B、C 分别表示组成细胞膜的蛋白质、磷脂双分子层和糖蛋白。
(2)图1 中a、e 表示主动运输，b 表示自由扩散，c(借助通道蛋白)、d(借助载体蛋白)表示协助
扩散。
(3)图1 中有糖蛋白的一侧为膜的外侧，人体小肠上皮细胞吸收葡萄糖可以用a 表示。
(4)胞吞、胞吐依赖膜的流动性，需消耗能量。
热考02 通道蛋白
(1)水分子进出细胞时，既可以直接穿过磷脂双分子层，也可以穿过水通道蛋白，因此渗透作
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用的实质是水的自由扩散和协助扩散的叠加，以协助扩散为主。
(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种离子通道只允许一种离子通过，并且只有在特定
刺激发生时才瞬间开放。
热考03 离子泵
离子泵也是膜运输蛋白之一，也可看作一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜，
同时消耗ATP 释放的能量，属于主动运输。离子泵的本质是水解ATP 的酶。被活化的离子泵水解ATP，与
水解产物磷酸根结合后自身发生构象的改变，从而将离子由低浓度转运到高浓度处，这样ATP 的化学能转
变成离子的电化学梯度能。细胞内的离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。
(1)钠钾泵
(2)钙泵
钙泵是Ca2＋激活的ATP 酶，每水解一个ATP 转运两个Ca2＋到细胞外，形成钙离子梯度。通常细胞质游离
Ca2＋浓度很低，胞外的Ca2＋即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离的Ca2＋浓度显著变化，导致一系列生理
反应。钙离子内流能迅速地将细胞外信号传入细胞内，因此Ca2＋是一种十分重要的信号物质。
(3)质子泵
（4）离子泵的协同运输
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典例01（2022·山东·高考真题）NO3
-和NH4
+是植物利用的主要无机氮源，NH4
+的吸收由根细胞膜两侧的
电位差驱动，NO3
-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4
+的浓度增
加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（ ）
A．NH4
+通过AMTs 进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．NO3
-通过SLAH3 转运到细胞外的方式属于被动运输
C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3
-会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1 转运NO3
-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
【答案】B
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，被
动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体
的协助，但不需要消耗能量:而主动运输既需要消耗能量，也需要载体的协助。
【详解】A、由题干信息可知，NH4
+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4
+通过AMTs 进入细
胞消耗的能量不是来自ATP，A 错误；
B、由图上可以看到，NO3
-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以NO3
-通过
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SLAH3 转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B 正确；
C、铵毒发生后，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3
-，可以促使H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从
而减轻铵毒，C 错误；
D、据图可知，载体蛋白NRT1.1 转运NO3
-属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输
H+属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，D 错误。
故选B。
典例02（2021·河北·统考高考真题）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①~⑤
表示相关过程。下列叙述错误的是（ ）
A．血液流经肌肉组织时，气体A 和B 分别是CO2和O2
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量
D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
【答案】D
【分析】1、人体成熟的红细胞在发育成熟过程中，将细胞核和细胞器等结构分解或排出细胞，为血红蛋
白腾出空间，运输更多的氧气；
2、分析题图可知，①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，③为红
细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞，⑤是H2O 通过
水通道蛋白进入红细胞。
【详解】A、根据题意可知，红细胞能运输O2和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可
以判断气体A 和B 分别是CO2和O2，A 正确；
B、①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄
糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O 通过水通道蛋白进入红细胞，属于
协助扩散，B 正确；
C、③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通
过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C 正确；
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D、成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜
的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D 错误。
故选D。
【A 层】巩固练
1．基于对脂质的组成及其功能的理解，判断下列有关脂质的描述正确的是（ ）
A．磷脂是构成动物细胞膜的重要成分，同时还能够参与血液中脂质的运输
B．脂质可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色
C．维生素 D 能够促进人体对钙和磷的吸收，所以在补钙的同时需要适量补充
D．性激素是一种蛋白质激素，它可以促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的产生
【答案】C
【分析】脂质：
（1）脂肪：细胞内良好的储能物质；一种很好的绝热体，起到保温的作用；具有缓冲和减压的作用，可
以保护内脏器官。
（2）磷脂：构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分。
（3）固醇：
①胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
②性激素：能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成。
③维生素D：能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
【详解】A、胆固醇参与血液中脂质的运输，A 错误；
B、脂肪可被被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，B 错误；
C、维生素D 能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，所以在补充钙的同时，适当补充维生素D，可
促进钙的吸收，C 正确；
D、性激素的本质是固醇，能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成，D 错误。
故选C。
2．如图是某油料作物种子萌发过程中，可溶性糖和脂肪的变化曲线。下列分析错误的是（ ）
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A．检测脂肪时，染色后需用清水洗去多余的染料
B．种子萌发过程中，细胞中
的比值下降
C．种子萌发过程中糖类和脂肪彻底氧化分解的产物相同
D．据图推测，该油料作物种子在播种时应浅播
【答案】A
【分析】分析题图信息可知，在种子发育过程中，可溶性糖的含量逐渐降低，脂肪的含量逐渐增加；即在
种子发育过程中糖类转变为脂肪；在种子萌发过程中脂肪的含量逐渐降低，可溶性糖的含量逐渐升高。即
在种子萌发过程中脂肪转变为糖。
【详解】A、检测脂肪时用体积分数为50%的酒精洗去浮色，A 错误；
B、种子萌发过程中代谢活动旺盛，自由水多，因此细胞中结合水/自由水的比值下降，B 正确；
C、糖类和脂肪所含元素相同，氧化分解终产物都是二氧化碳和水，C 正确；
D、油料作物种子中含脂肪较多，而脂肪含氢量比糖类高，种子萌发时消耗的氧气量相对较大，所以播种
时，该类种子适合浅播，D 正确。
故选A。
3．下列关于生物体主要化学成分的叙述，不正确的是（ ）
A．蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排序等有关
B．脱氧核糖核酸是染色体的主要成分之一
C．胆固醇、性激素、维生素D 都属于脂质
D．动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的纤维素都属于多糖
【答案】D
【分析】1、蛋白质的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲折叠形成的蛋白
质的空间结构不同有关。
2、糖类分为单糖、二糖和多糖，乳糖是动物特有的二糖，主要存在于乳汁中，纤维素是植物细胞特有的
多糖，构成植物细胞壁的成分。
3、脂质包括磷脂、脂肪和固醇，固醇包括胆固醇、性激素和维生素D。
【详解】A、蛋白质分子多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质分子
的空间结构不同，A 正确；
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B、染色体主要由脱氧核酸(DNA) 和蛋白质组成，脱氧核糖核酸是染色体的主要成分之一，B 正确；
C、胆固醇、性激素、维生素D 都属于脂质中的固醇类物质，C 正确；
D、乳糖是动物细胞中的二糖，植物细胞中的纤维素属于多糖，D 错误。
故选D。
4．组成细胞的分子都有与它所承担的功能相适应的独特结构。下列有关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质、多糖、核苷酸等生物大分子均以碳链为基本骨架
B．tRNA 分子形似“三叶草”的结构与碱基之间的氢键有关
C．DNA 和蛋白质经高温处理后其空间结构均会发生不可逆的破坏
D．组成糖原、淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异
【答案】B
【分析】碳链构成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）基本骨架。
【详解】A、生物大分子如蛋白质、核酸等是由许多单体连接成的多聚体，每一个单体都以若干个相连的
碳原子构成的碳链为基本骨架；核苷酸是核酸的基本单位，不是大分子，A 错误；
B、tRNA 分子形似“三叶草”的结构与部分碱基进行互补配对形成氢键有关，B 正确；
C、DNA 经高温处理后其空间结构的变化是可逆，C 错误；
D、组成糖原、淀粉和纤维素的基本单位都是葡萄糖，D 错误。
故选B。
5．螺旋藻是一种主要分布在热带、亚热带地区的多细胞蓝细菌，被联合国粮农组织（FAO）誉为“21 世
纪最理想的食品”，下列叙述错误的是（ ）
A．螺旋藻和黑藻在细胞结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核
B．螺旋藻能把无机物转化成有机物，是自养需氧型生物
C．螺旋藻细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质
D．螺旋藻含有人体必需的Fe、Ca、Mn、Zn 等微量元素
【答案】D
【分析】原核细胞和真核细胞在细胞结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
【详解】A、黑藻是真核生物，螺旋藻是原核生物，所以螺旋藻和黑藻在细胞结构上的主要区别是有无以
核膜为界限的细胞核，A 正确；
B、螺旋藻能把无机物转化成有机物，属于自养生物，螺旋藻能进行有氧呼吸，所以螺旋藻是自养需氧型
生物，B 正确；
C、螺旋藻细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，C 正确；
D、Ca 是大量元素，D 错误。
故选D。
6．细胞的结构与功能相适应。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．在蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体的数目较多，核仁较大
B．核膜上的核孔是RNA 和蛋白质等物质进出细胞核的通道
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C．细胞膜、叶绿体的内膜和外膜、内质网膜与囊泡膜都属于生物膜系统
D．为了加快与周围环境的物质交换，动物卵细胞的体积一般相对较大
【答案】D
【分析】 细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，细胞核的核膜为双层膜，把核内物质与细胞质分开；核仁
与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关；染色质由DNA 和蛋白质组成；核孔实现核质之间频繁的物质
交换和信息交流。
【详解】A、核糖体是蛋白质的合成场所，核仁与构成核糖体的rRNA 的形成有关，故在蛋白质合成旺盛
的细胞中，核糖体的数目较多，核仁较大，A 正确；
B、核膜上的核孔是大分子物质比如RNA 和蛋白质等物质进出细胞核的通道，B 正确；
C、细胞膜与细胞器膜、核膜等组成生物膜系统，故细胞膜、叶绿体的内膜和外膜、内质网膜与囊泡膜都
属于生物膜系统，C 正确；
D、细胞体积越大，与外界物质交换的效率越低，D 错误。
故选D。
7．真核细胞的结构与功能如图所示，不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流。下列关于细胞结构
及膜流的叙述中，错误的是（ ）
A．蓝细菌和酵母菌共有的细胞结构是a
B．用无水乙醇可以从m 中提取到四种色素
C．f、h、c 的基本支架都是磷脂双分子层
D．p 中的蛋白质相对含量多于q
【答案】A
【分析】1、分析题图：图中a 为核膜，b 为细胞器膜（包括d 叶绿体膜、e 线粒体膜、f 内质网膜、h 高尔
基体膜、g 囊泡膜），c 为细胞膜。
2、真核细胞的不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流。
【详解】A、a 是细胞核，蓝细菌属于原核生物，其细胞中无细胞核，A 错误；
B、根据m 上发生的变化可知，m 为叶绿体中的类囊体，其中的四种色素可以用无水乙醇提取，B 正确；
C、f、h、c 分别是内质网、高尔基体和细胞膜，生物膜的基本支架都是磷脂双分子层，C 正确；
D、e 是线粒体，p 是线粒体内膜，q 是线粒体外膜，内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，含有呼吸酶等蛋白
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质，所以蛋白质含量多于外膜，D 正确。
故选A。
8．Na+-K+泵的工作原理如下图所示，乌本苷是Na+-K+泵的抑制剂，其本身引起溶液浓度的变化可以忽略不
计。下列叙述正确的是（ ）
A．Na+-K+泵同时具有载体和酶的功能
B．乌本苷处理可导致红细胞失水皱缩
C．Na+的运输体现了细胞膜的流动性
D．该过程中K+的运输方式为协助扩散
【答案】A
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式：被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，
被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载
体蛋白的协助，但不需要消耗能量；而主动运输既需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助。分析题图:图示
为Na+-K+泵结构图解，Na+-K+泵为跨膜蛋白质，具有ATP 结合位点，将2 个K+泵入膜内，3 个Na+泵出膜
外，需要消耗ATP。
【详解】A、Na+-K+泵上具有ATP 的结合位点，ATP 与之结合后能转变为ADP 和Pi，说明Na+-K+泵自身具
有ATP 水解酶的作用，同时Na+-K+泵是运输Na+和K+的载体蛋白，故Na+-K+泵兼有载体和酶的功能，A 正
确；
B、乌本苷本身引起溶液浓度的变化忽略不计，故乌本苷处理不会导致红细胞失水皱缩，B 错误；
C、由图可知，该过程能选择性地吸收K+，排出Na+，故能够体现细胞膜的选择透过性，C 错误；
D、由图可知，Na+和K+运输过程中需要能量和载体蛋白，故为主动运输，D 错误。
故选A。
9．钙泵是一种存在于细胞膜上运输Ca²+的ATP 水解酶，其能驱动细胞质中的Ca²+泵出细胞，以维持细胞
质基质内低浓度的Ca²+。当细胞受到刺激时，Ca²+又会从细胞外借助通道蛋白进入细胞质基质。下列相关
说法错误的是（ ）
A．Ca²+泵出细胞的过程属于主动运输
B．一氧化碳中毒会降低钙泵跨膜运输Ca²+的速率
C．Ca²+从细胞外进入细胞质基质的过程属于协助扩散
D．Ca²+在钙泵的参与下泵出细胞的过程属于放能反应
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【答案】D
【分析】借助膜上的转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散；物质逆浓度梯度进行
跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。
【详解】A、Ca2+泵出细胞需要钙泵，而且是逆浓度运输，属于主动运输，A 正确；
B、一氧化碳中毒，氧气运输速率下降，影响能量供应，进而降低钙泵跨膜运输的速率，B 正确；
C、Ca2+从细胞外借助通道蛋白进入细胞质基质，是从高浓度运输到低浓度，属于协助扩散，C 正确；
D、Ca2+在钙泵的参与下泵出细胞的过程需要吸收能量，属于吸能反应，D 错误。
故选D。
10．水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破，而红细胞在清水中却容易涨破。1988 年Agre 在分离纯化红
细胞细胞膜上的Rh 血型抗原时，发现了一个水通道蛋白，命名为CHIP28。
(1)水分子直接通过磷脂双分子层进入细胞的运输方式是 。
(2)红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28 有关，为了验证这一结论，科研人员将水通道蛋白
CHIP28 插入不含有水通道蛋白的爪蟾卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放入清水中。预期实验结果是
。
(3)为了进一步研究水通道蛋白CHIP28 的功能及影响因素，科研人员对人工制作的脂质体做了不同处理并
置于某一溶液中，比较脂质体涨破的时间，如下表所示。
组别
处理
实验结果
A
不含水通道蛋白CHIP28 的脂质体
破裂所需时间较长
B
插入水通道蛋白CHIP28 的脂质体
短时间内膨涨破裂
C
插入水通道蛋白CHIP28 的脂质体+Hg2+
破裂所需时间较长
（注：脂质体：人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构）
①脂质体内外溶液渗透压大小关系应为 （填“等渗”、“外低内高”或“外高内低”）。
②A、B 两组实验结果说明 。
③B、C 两组实验结果说明 。
【答案】(1)自由扩散
(2)卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破
(3) 外低内高 水通道蛋白CHIP28 有运输水分子的作用 Hg2+对水通道蛋白CHIP28 的功能有
抑制作用
【分析】物质的跨膜运输有三种方式：（ 1 ）自由扩散：特点是由高浓度向低浓度运输，不需要载体且
不消耗能量，如水、甘油、二氧化碳的跨膜运输；（ 2 ）协助扩散：特点是由高浓度向低浓度运输，需
要蛋白质的协助，但不消耗能量，如红细胞吸收葡萄糖；（ 3 ）主动运输：特点是由低浓度向高浓度运
输，需要载体且消耗能量，如小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖的跨膜运输等。
【详解】（1）水分子直接通过磷脂双分子层进入细胞的运输方式是自由扩散，这种运输方式的特点是由
高浓度向低浓度运输，不需要载体且不消耗能量。
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（2）结合题干“红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28 有关”，科研人员将水通道蛋白
CHIP28 插入不含有水通道蛋白的爪蟾卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放入清水中，细胞膜相当于半
透膜，细胞膜两侧存在浓度差，则会使该细胞迅速吸水涨破。
（3）分析表格可知：实验的自变量为脂质体上所加物质的种类，因变量为脂质体破裂所需时间，所需时
间越长，意味着水的运输速率越慢，所需时间越短，意味着水的运输速率越快；
①为了使得水分能够发生渗透作用进入脂质体，需要让脂质体内溶液渗透压高于脂质体外溶液渗透压（水
分子更多流向溶液浓度高的一侧），即脂质体内外溶液渗透压大小关系应为外低内高；
②分析表格中A、B 处理措施可知，A、B 两组的区别在于有无水通道蛋白CHIP28，有水通道蛋白的B 组
脂质体膨涨破裂所花时间短于没有无水通道蛋白CHIP28 的A 组，说明加入水通道蛋白CHIP28 后，水分
子进入脂质体的速率越快，即A、B 两组实验结果说明水通道蛋白CHIP28 有运输水分子的作用；
③B、C 两组的区别在于Hg2+的有无，C 组加了Hg2+，破裂所需时间长于B 组，说明Hg2+对水通道蛋白
CHIP28 的功能有抑制作用。
【B 层】提升练
1．细胞中有一些相对分子很大、发挥特定功能的有机物，称为生物大分子。它们构成细胞生命大厦的基
本框架。下列关于生物大分子的叙述正确的是（ ）
A．生物大分子都含有C、H、O、N，且以碳链为骨架
B．脂肪、RNA 等生物大分子都由许多单体连接而成
C．DNA 和蛋白质可分别用甲紫溶液和双缩脲试剂检测
D．细胞核和细胞质中都存在核酸一蛋白质复合物
【答案】D
【分析】生物大分子：指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。常见
的生物大分子包括：蛋白质、核酸、糖类中的多糖。
【详解】A、核酸、蛋白质和多糖都是生物大分子，以碳链为骨架，多糖中的淀粉、纤维素和糖原都是由
C、H、O 三种元素组成，A 错误；
B、脂肪不是生物大分子，不是由许多单体连接而成的，B 错误；
C、DNA 用二苯胺沸水浴检测，蛋白质可以用双缩脲试剂检测，甲紫溶液是对染色体进行观察时所用的染
料，C 错误；
D、细胞核中的染色体含有DNA 和蛋白质，细胞质中的核糖体含有RNA 和蛋白质，D 正确。
故选D。
2．错误折叠的蛋白质对细胞有毒害作用。科学家发现，在酵母细胞的细胞核和液泡的交界处存在一个由
核膜和液泡膜连接而成的“垃圾场”，细胞内错误折叠的蛋白质会被囊泡包裹转移到“垃圾场”进而被转
移到液泡内部进行降解。下列分析错误的是（ ）
A．酵母细胞内蛋白质的折叠可能发生在内质网和高尔基体上
B．错误折叠的蛋白质不能与双缩脲试剂发生紫色反应
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C．液泡内部可能含有水解酶，因而能降解错误折叠的蛋白质
D．错误折叠的蛋白质被降解后的产物可能会被细胞重新利用
【答案】B
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡
→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体
提供能量。
【详解】A、内质网和高尔基体可对多肽进行加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，酵母细胞内蛋白质
的折叠可能发生在内质网和高尔基体上，A 正确；
B、错误折叠的蛋白质仍含有肽键，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，B 错误；
C、分析题意可知，细胞内错误折叠的蛋白质会被囊泡包裹转移到“垃圾场”进而被转移到液泡内部进行
降解，据此推测液泡内部可能含有水解酶，因而能降解错误折叠的蛋白质，C 正确；
D、错误折叠的蛋白质被降解后的产物是氨基酸，可能会被细胞重新利用，D 正确。
故选B。
3．细胞中的大分子物质对于细胞代谢、遗传变异和生命活动调节等方面都具有重要的意义。下列相关叙
述错误的是（ ）
A．肝脏细胞主要通过通道蛋白以协助扩散的方式吸收水分
B．多糖不一定是能源物质，例如纤维素是植物细胞壁的成分，脱氧核糖是DNA 的成分
C．抗体由浆细胞合成并分泌，可以识别特定的抗原并与之结合
D．烟草花叶病毒的基因是具有遗传效应的RNA 片段，将其彻底水解可以得到6 种产物
【答案】B
【分析】核酸根据五碳糖不同分为DNA 和RNA，DNA 主要存在于细胞核中，RNA 主要存在于细胞质中，
具有细胞结构的生物含有DNA 和RNA 两种核酸，遗传物质是DNA；多糖包括淀粉、纤维素、糖原，淀粉
是植物细胞的储能物质，纤维素是植物细胞壁的组成成分，糖原是动物细胞的储能物质；蛋白质是生命活
动的主要承担者和体现者，有的蛋白质是结构物质，有的蛋白质具有催化功能，有的蛋白质具有运输功能，
有的蛋白质具有调节机体生命活动的功能，有的蛋白质具有免疫功能。
【详解】A、肝脏细胞吸收水分的方式有两种：一是通过水通道蛋白以协助扩散的方式进行（主要方式），
二是以自由扩散的方式进行，A 正确；
B、多糖不一定是能源物质，例如纤维素是植物细胞壁的主要成分，脱氧核糖是DNA 的成分，两者都不是
能源物质，但脱氧核糖不是多糖，B 错误；
C、B 细胞受到抗原刺激后会增殖、分化产生浆细胞，浆细胞可以产生抗体，抗体可以识别特定的抗原并
与之结合，C 正确；
D、烟草花叶病毒的核酸是RNA，所以它的基因是具有遗传效应的RNA 片段，RNA 彻底水解的产物是核
糖、磷酸及4 种碱基，共6 种，D 正确。
故选B。
4．水和无机盐是生物体不可缺少的成分，对维持生物体的正常生命活动具有重要作用。下列叙述错误的
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是（ ）
A．自由水所占比例越大，细胞抵抗不良环境的能力越强
B．植物组织中的含水量及水的存在状态是植物代谢活动的重要生理指标
C．参与生命活动的无机盐常常需要溶解在水中才能发挥其应有的生理功能
D．急性腹泻患者输入含特定无机盐的生理盐水可能恢复机体的水盐平衡
【答案】A
【分析】1.无机盐主要以离子形式存在，有的无机盐是某些复杂化合物的组成成分，许多无机盐对于维持
细胞和生物体的生命活动重要重要作用，有的无机盐还对于调节酸碱平衡和渗透压具有重要作用。
2.细胞内水的存在形式是自由水与结合水，自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结
合水比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。
【详解】A、自由水所占比例越大，细胞代谢速度越快，则细胞抵抗不良环境的能力越弱，A 错误；
B、植物代谢活动越旺盛，组织中的含水量越多，自由水与结合水的比值就越大，可见植物组织中的含水
量及水的存在状态是植物代谢活动的重要生理指标，B 正确；
C、无机盐常以离子形式存在，自由水是良好的溶剂，参与生命活动的无机盐常常需要溶解在水中才能发
挥其应有的生理功能，C 正确；
D、急性腹泻患者丢失了大量水和无机盐，输入含特定无机盐的生理盐水可能恢复机体的水盐平衡，D 正
确。
故选A。
5．细胞内糖类是主要的能源物质。下列关于糖类的叙述正确的是（ ）
A．常被形容为“生命的燃料”的是糖原
B．食物中的蔗糖在消化道中可被直接吸收
C．肝脏中的糖原可以分解产生葡萄糖及时补充血糖
D．细胞膜上的糖被能够为细胞生命活动提供能量
【答案】C
【分析】糖类分为单糖、二糖和多糖。葡萄糖、核糖、脱氧核糖等不能水解的糖称为单糖；由2 个单糖脱
水缩合形成的糖称为二糖；多糖有淀粉、纤维素和糖原，其中糖原是动物细胞的储能物质，淀粉是植物细
胞的储能物质，纤维素是植物细胞壁的成分。
【详解】A、常被形容为“生命的燃料”是葡萄糖，A 错误；
B、食物中蔗糖在消化道中被水解成葡萄糖和果糖后才被吸收，B 错误；
C、肝脏中的糖原可以分解产生葡萄糖及时补充血糖，需要胰岛素的调节，C 正确；
D、细胞膜上的糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能相关，属于结构物质，不提供能量，D
错误。
故选C。
6．翟中和院士主编的《细胞生物学》中说过：“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的
任何智能电脑更精巧”。下列有关细胞结构的叙述正确的是（ ）
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A．细胞骨架能锚定并支撑许多细胞器，与细胞的运动、物质运输和能量转化等生命活动密切相关
B．研究分泌蛋白的合成时， 亮氨酸除了能用³ H 标记外， 也可以用¹⁵ N 标记亮氨酸的氨基，通过检
测放射性标记的物质的位置来确认分泌蛋白的合成和运输场所
C．内质网有两种类型，粗面内质网上能合成蛋白质，光面内质网上能合成脂质、多糖等物质
D．溶酶体是细胞的消化车间，内部含有多种水解酶，属于胞内蛋白，不需要经过内质网和高尔基体的
加工
【答案】A
【分析】细胞骨架维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、
能量转化、信息传递等生命活动密切相关。在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，生物膜系统各部分之
间协调配合。
【详解】A、细胞骨架维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质
运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，A 正确；
B、
15N 是稳定同位素，不具有放射性，无法通过检测放射性标记的物质的位置来确认分泌蛋白的合成和运
输场所，B 错误；
C、粗面内质网上能合成蛋白质，光面内质网上能合成脂质，C 错误；
D、溶酶体内部含有多种水解酶，属于胞内蛋白，需要经过内质网和高尔基体的加工，D 错误。
故选A。
7．如图所示为细胞核结构模式图，下列叙述正确的是（ ）
A．哺乳动物成熟红细胞中，mRNA 通过结构⑤时需要消耗ATP
B．衰老细胞的细胞核中，结构④变得松散、染色加深
C．③是遗传物质储存的场所，是真核细胞核糖体形成的必需结构
D．⑤可允许某些大分子及部分小分子和离子通过，代谢旺盛的细胞中其数目增多
【答案】D
【分析】题图分析：图中为细胞核结构模式图，其中①为内质网，②为核膜，③为核仁，④为染色质，⑤
为核孔。
【详解】A、结构⑤是核孔，哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，所以没有⑤结构，A 错误；
B、④为染色质，衰老细胞的染色质收缩，染色加深，B 错误；
C、④为染色质，是遗传物质的主要载体，而③为核仁，与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关，C 错
误；
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D、细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，⑤为核孔，核孔是细胞核与细胞质间物质和信
息交换的通道，代谢越旺盛，核孔越多，D 正确。
故选D。
8．利用反渗透技术进行海水淡化是解决淡水资源短缺问题的一条重要途径。反渗透是指利用压力使高浓
度溶液中的水分子通过半透膜，但其他物质不能通过的技术，如图为反渗透装置示意图。下列说法正确的
是（ ）
A．水分子在进行跨膜运输时不需要消耗ATP，但需要载体蛋白的协助
B．若不施加人为压力，则水分子只能从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧移动
C．若液面处于图中状态时，去掉人为压力，则两侧液面高度不会发生变化
D．两侧液面高度持平时，施加人为压力的作用效果与两侧溶液渗透压差的作用效果相互抵消
【答案】D
【分析】渗透作用是指溶剂分子透过半透膜的扩散作用，如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水
分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。发生渗透作用需要两个条件，一是半透膜，二是
浓度差。
【详解】A、水分子在进行跨膜运输的方式为被动运输，不需要消耗ATP，水分子可以通过自由扩散或协
助扩散进行跨膜运输。前者不需要转运蛋白协助，而后者需要水通道蛋白协助（不是载体蛋白），A 错误；
B、不施加人为压力，水分子可在低浓度溶液与高浓度溶液之间双向运输，B 错误；
C、若处于图中液面状态时去掉人为压力，则图中左侧液面下降，右侧液面上升，C 错误；
D、两侧溶液存在渗透压差，若不施加人为压力，水分子会从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧运输，使
两侧溶液出现液面差，若施加人为压力使两侧液面持平，则说明此时人为压力的作用效果与两侧溶液渗透
压差的作用效果相互抵消，D 正确。
故选D。
9．正常情况下，拟南芥细胞质中游离的Ca2+浓度较低，为应对环境胁迫信号，机体能通过Ca2+转运系统使
细胞质中游离Ca2+浓度迅速升高。如图为拟南芥细胞中Ca2+转运蛋白的定位示意图，其中CAX 为液泡膜上
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的转运蛋白。下列有关叙述错误的是（ ）
A．Ca2+通过CAX 从细胞质进入液泡的方式属于主动运输
B．CAX 可以同时运输Ca2+和H+，说明CAX 不具有专一性
C．Ca2+可以进出液泡，这有助于拟南芥细胞维持正常的功能
D．H+通过CAX 进入细胞质的过程中，CAX 的构象发生了改变
【答案】B
【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子
或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、
大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，通道蛋白转
运物质时自身构象不发生改变。
【详解】A、液泡中H+浓度高于细胞质，H+由液泡进入细胞质属于高浓度到低浓度；根据题意，细胞质中
游离的Ca2+浓度较低，Ca2+进入液泡属于低浓度到高浓度，故Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式为主动运输，
所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供，A 正确；
B、一种载体蛋白只能适合与一种或一类离子或分子结合，具有专一性，CAX 可以同时运输Ca2+和H+，
CAX 具有专一性，B 错误；
C、题干信息“为应对环境胁迫信号，机体能通过Ca2+转运系统使细胞质中游离Ca2+浓度迅速升高”可知，
Ca2+可以进出液泡，这有助于拟南芥细胞维持正常的功能，C 正确；
D、载体蛋白转运物质时会发生自身构象的改变，结合题干和题图可知，CAX 属于转运蛋白中的载体蛋白，
故H+通过CAX 进入细胞质的过程中，CAX 的构象发生了改变，D 正确。
故选B。
10．在许多植物中，花的开放对于成功授粉至关重要，部分植物的花能够反复开合，主要是相关细胞膨压，
即原生质体对细胞壁的压力变化引起的。龙胆花在处于低温（16℃）下30min 内发生闭合，而在转移至正
常生长温度（22℃）、光照条件下30min 内重新开放，这与花冠近轴表皮细胞膨压变化有关，水通道蛋白
在该过程中发挥了重要作用，其相关机理如下图所示。
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(1)水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的运输方式可以是 。
(2)龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中花冠近轴表皮细胞膨压逐渐 ，该过程
可以体现出细胞膜的功能是 。
(3)据图分析，蛋白激酶GsCPK16 使水通道蛋白磷酸化 （会/不会）引起水通道蛋白构象的改变，龙
胆花由低温转正常温度、光照条件下重新开放的机理是：一方面温度升高 ，另一方面
光照促进Ca2+运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性增强。推测在
常温、黑暗条件下，龙胆花开放速度会变 。
【答案】(1)自由扩散和协助扩散
(2) 增大 控制物质进出细胞
(3) 会 促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜 变慢
【分析】物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：物质从高浓度到低浓度，不需要载体，不耗能，例如气
体、小分子脂质；（2）协助扩散：物质高浓度到低浓度，需要膜转运蛋白的协助，不耗能，如葡萄糖进
入红细胞；（3）主动运输：物质从低浓度到高浓度，需要载体蛋白的协助，耗能，如离子、氨基酸、葡
萄糖等。
【详解】（1）由图可知，水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的方式有两种，一种需要水通道蛋白，这种
运输方式为协助扩散，另一种不需要水通道蛋白，这种运输方式为自由扩散。
（2）龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下，水分子通过自由扩散和协助扩散进入花冠近轴表皮细
胞中，导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐增大，引起龙胆花重新开放。该过程可以体现细胞膜具有控制物质
进出细胞的功能。
（3）磷酸化会造成蛋白质空间构象发生改变，故蛋白激酶GsCPK16 使水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋
白构象的改变。龙胆花由低温转正常温度、光照条件下，一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸
化后转移至细胞膜，另一方面光照促进Ca2+运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸
化，运输水的活性增强。如果仅在常温、黑暗条件下，水通道蛋白不能发生磷酸化，因此运输水的功能不
会增强，龙胆花开放速度会变慢。
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