2025届高考生物二轮专题突破：专题一 分子与细胞 大题突破1 细胞生物学（含答案）

大题突破1　细胞生物学
【真题研习】
(2023·江苏卷,T20)帕金森综合征是一种神经退行性疾病,神经元中α-Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异,如图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用,进行了一系列研究。请回答下列问题:
(1)帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸[1],说明TMEM175基因发生　　　　而突变,神经元中[2]发生的这种突变　　　　(填“能”“不能”或“不一定能”)遗传。
信息 类型 信息提取 能力 信息分析与逻辑推理能力
题干 信息 [1][2] [1]说明氨基酸　　　　未变,　　　　改变,对应mRNA上　　　　改变,因此说明TMEM175基因发生　　　　　　而突变; [2]一般来说,基因突变只能通过　　　　遗传给后代,神经元属于　　　,其中发生的这种突变　　　　遗传
(2)突变的TMEM175基因在细胞核中以　　　　　　为原料[1],由RNA聚合酶催化形成　　　　　键,不断延伸合成mRNA[2]。
信息 类型 信息提取 能力 信息分析与逻辑推理能力
题干 信息 [1][2] [1]基因在细胞核中可以进行　　　与　　　; [2]合成mRNA,说明该过程是　　　　　
(3)mRNA转移到细胞质中,与　　　　　结合[1],合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成,再由囊泡包裹沿着细胞质中的　　　　　由内质网到达高尔基体[2]。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化,其　　　　　改变[3],从而影响TMEM175蛋白的功能。
信息 类型 信息提取 能力 信息分析与逻辑推理能力
题干 信息 [1][2][3] [1]mRNA在细胞质中与　　　　结合,合成一段肽链,该过程属于　　　　; [2]囊泡在细胞质中的移动需依靠细胞质中的　　　　　　来完成; [3]蛋白质的功能由自身的　　　　　　　与　　　　　决定,而氨基酸之间作用的变化可以使肽链的　　　发生改变,从而影响TMEM175蛋白的功能,使机体表现出患病症状
(4)基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示,溶酶体膜的　　　　　　　对H+具有屏障作用[1],膜上的H+转运蛋白将H+以　　　　的方式运入溶酶体,使溶酶体内pH小于细胞质基质[2]。TMEM175蛋白可将H+运出,维持溶酶体内pH约为4.6。据图2分析,TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能[3],原因是　 　。
信息 类型 图像分析能力
图示 信息 图1中正常的TMEM175蛋白可以发挥　　　　的功能,而图2变异的TMEM175蛋白　　　　;图1中溶酶体pH大于图2
信息 类型 信息分析能力 信息分析与逻辑推理能力
题干 信息 (可 联系 教材) [1][2][3] [1]溶酶体膜　　　　(填“属于”或“不属于”)细胞的生物膜系统的一部分,它们都是由　　　　　　等组成的。由于　　　　　　　　的内部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或离子不能自由通过,因此对H+具有屏障作用;
续表
信息 类型 信息分析能力 信息分析与逻辑推理能力
题干 信息 (可 联系 教材) [1][2][3] [2]转运蛋白包括　　　　　与　　　　。需要借助膜上的转运蛋白进出细胞的方式有　　　　和　　　　。溶酶体内pH小于细胞质基质,所以H+从细胞质基质运到溶酶体是　　　　梯度的,因此膜上的H+转运蛋白将H+以　　　　的方式运入溶酶体; [3]溶酶体内含有　　　　,需要适宜的　　　　。而由图2可知,变异TMEM175蛋白不能将溶酶体内的H+运出,导致溶酶体的pH　　　,进而使内部的　　　　　　,从而影响溶酶体的　　　　功能
(5)综上推测,TMEM175蛋白变异是引起α-Synuclein蛋白聚积致病[1]的原因,理由是 　。
长句表达能力
现象 [1]
关联 (1)溶酶体可分解　 ; (2)TMEM175蛋白变异会导致
原理 TMEM175蛋白可
【实战演练】
(2024·湖北武汉二模)2024年2月,武汉经历了罕见冻雨灾害。研究发现,植物受冰冻低温胁迫后会出现细胞质泄漏、ROS(活性氧,能对细胞产生氧化毒害)积累、细胞渗透失水等现象。细胞质泄露是细胞壁和细胞间隙中形成的冰晶使细胞膜破损所致,且特定条件下,破损的细胞膜又会发生再封闭。过程如图所示。
注:SYT1的功能是与Ca2+结合,促进囊泡与细胞膜融合;C2A和C2B表示SYT1上Ca2+结合结构域。
回答下列问题:
(1)据图分析,农作物遭受冰冻伤害时,可施用　　　　以防止发生细胞质泄露。
(2)与野生型植物相比,敲除了SYT1相关基因突变体的抗冻性会　　　　(填“升高”“降低”或“不变”),原因是　 　。
(3)为进一步研究冰冻低温胁迫条件下外源ABA对植物生理指标的影响,科研人员以同一植物的两个品种W3和Cph12为实验材料,在不同外源ABA浓度下进行相关实验,实验数据如下表所示。
常温对照组 冰冻低温胁迫组
ABA浓度/ (mg·L-1) 0 0 50.00 100.00
W3 SOD活性/ (U·g-1) 110.23 248.51 281.32 352.28
脯氨酸含量/ (μg·g-1) 111.37 111.40 154.89 224.64
Cph12 SOD活性/ (U·g-1) 111.21 130.40 146.13 154.23
脯氨酸含量/ (μg·g-1) 23.34 24.69 31.24 36.82
注:SOD是超氧化物歧化酶,能及时清除细胞内的ROS;脯氨酸是渗透调节物质,能有效防止植物细胞渗透失水。
据表分析,上述两个品种中　　　　更耐低温。外源ABA对品种W3抗冻性的增强效果　　　　(填“优于”“等于”或“差于”)对品种Cph12,判断依据是　 　。
(4)在已测得SOD活性的基础上,若需进一步探明不同处理条件下,植物细胞中SOD基因表达量的差异,除直接测定SOD含量外,还可提取并比较细胞中的　　　　　(物质)的含量。
参考答案
真题研习·一步一解
(1)碱基替换　不能
【能力训练】数目　种类　密码子　碱基替换　生殖细胞　体细胞　不能
(2)核糖核苷酸　磷酸二酯
【能力训练】DNA复制　转录　转录
(3)游离的核糖体　细胞骨架　空间结构
【能力训练】游离的核糖体　翻译　细胞骨架　氨基酸的排列顺序　空间结构　空间结构
(4)磷脂双分子层　主动运输　TMEM175蛋白结构变化使其不能把溶酶体中多余的H+转运到细胞质基质中,使溶酶体中的pH下降,而pH会影响酶的活性,从而影响溶酶体的消化功能
【能力训练】转运H+　不能　属于　磷脂双分子层　磷脂双分子层　载体蛋白　通道蛋白　主动运输　协助扩散　逆浓度　主动运输　水解酶　pH　小于4.6　水解酶活性降低　消化
(5)TMEM175蛋白结构的改变使其无法行使正常的功能,即溶酶体中的H+无法转运到细胞质基质,使溶酶体中的pH下降,进而影响溶酶体中相关酶的活性,导致细胞中α-Synuclein蛋白无法被分解,进而聚积致病
【能力训练】细胞内异常蛋白　溶酶体消化功能异常　转运溶酶体中的H+,维持溶酶体pH稳定
实战演练·强化提升
(1)钙盐　(2)降低　敲除SYT1相关基因的突变体无法正常合成SYT1,不能与Ca2+结合促进囊泡与受损的细胞膜融合,无法完成细胞膜再封闭,更容易发生细胞质泄露,抗冻性降低
(3)W3　优于　随着外源ABA浓度升高,品种W3的SOD活性和脯氨酸含量提升幅度显著高于品种Cph12,更能抵御冰冻低温胁迫　(4)SOD(基因)的mRNA
解析　(1)由题图可知,Ca2+进入细胞质基质后,能够使细胞膜关闭,防止细胞质泄露,在一定程度上阻挡冰冻低温的侵害,故农作物遭受冰冻伤害时,可施用钙盐以防止发生细胞质泄露。(2)略。(3)据表分析,两个品种中W3的SOD活性和脯氨酸含量更高,所以更耐低温。随着外源ABA浓度升高,品种W3的SOD活性和脯氨酸含量提升幅度显著高于品种Cph12,更能抵御冰冻低温胁迫,故外源ABA对品种W3抗冻性的增强效果优于对品种Cph12。(4)基因的表达包括转录和翻译,所以要明确植物细胞中SOD基因表达量的差异,除直接测定SOD含量外,还可提取并比较细胞中SOD(基因)的mRNA含量。