复习讲义部分
第一部分 专题整合篇
专题一 细胞的分子基础、结构基础与物质运输
【主干知识·网络构建】
微量 离子 结构 运输物质 能源 储能
生命活动 遗传 纤维素和果胶 10糖蛋白 11流动性 12信息交流 13选择透过性 14核糖体 15自由扩散 16主动运输 17胞吞和胞吐18
疑点必查
1.N、Mg是构成叶绿素的必需元素,缺乏N、Mg等元素会导致叶绿素合成受阻,进而影响光反应。除此之外,N还是与光合作用有关酶等物质的组成元素
2.糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只有在糖类供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类
3.高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解
4.活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝染液是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝染液能通过细胞膜进入细胞,死细胞能被染成蓝色
5.①水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙;②膜上存在水通道蛋白,水分子可以通过通道蛋白通过膜
6.差速离心法 密度梯度离心
7.不是 18O是稳定同位素,不具有放射性
8.膜的成分被修饰,使得酶不能对其发挥作用;溶酶体膜因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身;因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用
微专题1
【必备知识·自主落实】
主干知识整合
1.(1) 第三 脱水缩合 合成 自由水 结合水
水的光解 第二 水解
(2) 离子 血红素 甲状腺激素 无机盐、蛋白质
Na+ 和Cl- 7.35~7.45 HC、H2CO3
K+外流 Na+内流 10与阴离子(Cl-)
(3)纤维素 糖原
2. 核糖体 基因突变 生产者 细胞器
基因重组 分解者
3.(1)糖蛋白、糖脂 选择透过性 细胞识别、免疫
(2)①吸收光能 ②与有氧呼吸有关的酶 ④水解酶
(3)①RNA、蛋白质 ②核仁
4.信息传递 叶绿体膜 连续性
易错易混辨析
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√
2.(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
3.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
原因原理阐释
1.提示:肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
2.提示:①差速离心法 差速离心最先沉降的是叶绿体,随后是线粒体,最后是核糖体
②pH应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同
3.提示:不一定。如某些蛋白类的酶催化化学反应时要发生形状改变,载体蛋白运输物质时也要发生形状改变,但它们都不会变性。
4.真核细胞内的核仁与核糖体的形成有关,核糖体是蛋白质合成的场所,核仁被破坏,不能形成核糖体,导致蛋白质的合成不能正常进行
5.有 类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体膜被破坏不影响类囊体薄膜的功能
【命题前沿·深化拓展】
突破点1
命题点1
典例引导
B 钙调蛋白是一种能与Ca2+结合的蛋白质,其合成场所是核糖体,A正确;钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B错误;由于氨基酸之间能够形成氢键等,从而使得肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,故钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C正确;钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器,钙调蛋白与Ca2+结合后,其空间结构可能发生变化,D正确。
针对练习
1.D 蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上,体现了酶可以催化一种或一类化学反应,说明酶具有专一性,A错误;由题干信息可知,蛋白质磷酸化反应的结果是“将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上”,ATP水解的产物是ADP和磷酸基团,因此该过程与ATP的水解有关,为吸能反应,B错误;蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可降低该反应的活化能,使反应速率更快,C错误;蛋白质活性变化与其结构改变有关,有些蛋白质空间结构的改变是可逆的,如载体蛋白和酶,D正确。
2.B 大肠杆菌的蛋白质是在核糖体上合成的,A正确;由题图无法得知GroEL催化ATP合成,GroES催化ATP水解,B错误;由题干可知,多肽链在筒内进行折叠形成一定的空间结构,C正确;GroES是由7个亚基构成的类似帽子的结构,待多肽链进入空筒后即盖上,多肽链在筒内进行折叠,待ATP水解后,GroES打开,多肽链被释放,故伴侣蛋白使蛋白质的折叠互不干扰,高效有序,D正确。
命题点2
典例引导
B 抑制MCT可减少乳酸进入神经元,减少自由基的产生,降低神经元损伤,A正确;Rheb蛋白能促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能,而Rheb蛋白失活,会导致进入神经元的乳酸更多,产生更多的自由基,使神经元损伤增加,B错误;由图可知,乳酸能进入神经元的线粒体中可分解产生ATP,故可作为神经元的能源物质,C正确;自由基可使蛋白质活性降低,自由基可攻击DNA分子导致DNA损伤,故自由基累积可破坏细胞内的生物分子,D正确。
针对练习
3.B 通过糖异生途径能使血糖水平上升,而肝脏是人体物质代谢的重要场所,因而糖异生过程最可能发生在肝细胞内,使非糖物质转化为葡萄糖从而升高血糖,以弥补肝糖原储备的不足,A正确;血糖浓度升高后,可通过促进 PEPCKⅠ的乙酰化从而抑制糖异生作用,防止血糖不断升高,为治疗和预防糖尿病提供可能,B错误,C正确;胰高血糖素可促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖,使血糖升高,PEPCKⅠ基因表达的产物使血糖升高,据此可推测PEPCKⅠ基因在细胞内的活跃表达可能与胰高血糖素的作用有关,D正确。
4.C 据图可知,乳酸在肝脏中经过糖异生途径,重新生成葡萄糖,可避免乳酸损失及防止因乳酸堆积引起酸中毒,A、D正确;肌肉细胞中肌糖原不能分解产生葡萄糖,可能与缺乏相应的酶有关,B正确;肌肉细胞无氧呼吸过程中,葡萄糖分子中的大部分能量转移到乳酸中,C错误。
突破点2
命题点1
典例引导
1.A 溶酶体是单层膜结构的细胞器,其中含有多种水解酶,是细胞中的“消化车间”,A错误;溶酶体内的蛋白酶的化学本质是蛋白质,合成场所在核糖体,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C正确;溶酶体内的pH比细胞质基质低,从溶酶体外溢后,由于pH不适宜,大多数酶的活性会降低,D正确。
2.C 由题干信息可知,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解,所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量,来支持基本的生命活动,A正确;当细胞长时间处在饥饿状态时,细胞无法获得足够的能量和营养物质,细胞自噬会过度活跃,导致细胞功能紊乱,可能会引起细胞凋亡,B正确;溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,在溶酶体内发挥作用,参与了细胞自噬过程,C错误;细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为,来支持基本的生命活动,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。
针对练习
1.D 据题图可知,溶酶体参与了细胞的自噬作用,具有溶酶体的细胞都可进行自噬作用,因此并不是具有吞噬作用的细胞才有自噬作用,A错误;据图可知,清除衰老损伤的细胞器是通过自噬作用完成的,清除衰老和损伤的细胞是通过吞噬作用实现的,B错误;溶酶体内部水解酶的最适pH呈酸性,而细胞质基质中的pH在7.0左右,故溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性会发生变化,C错误;在应对生存压力,如营养缺乏时,细胞自噬作用会增强,真核细胞通过降解自身非必需成分来获得生存所需的物质和能量,D正确。
2.B 巨自噬的方式即①过程中,包裹线粒体的双层膜可来自内质网,A正确;类型②中,受损蛋白通过胞吞作用进入溶酶体,其过程也需要膜上蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性,B错误;类型③中,伴侣蛋白识别带有KFERQ的靶蛋白并与之结合形成复合体,才能被运进溶酶体,因此需要依赖于信号分子与特异性受体的结合,C正确;营养缺乏时,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量,因而细胞自噬水平会加强,严重时可能会诱导凋亡,D正确。
命题点2
典例引导
A 科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关,A正确;摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别,C错误;变形虫移动过程中,纤维的消长是由其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。
针对练习
3.D 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,所以,某些细胞器可能附着在细胞骨架上,细胞骨架主要包括微管(MT)、微丝(MF)及中间纤维(IF)三种结构组分,A正确;依据题干信息,用秋水仙素处理体外培养的细胞时,细胞内的MT结构会被破坏,从而导致细胞内MT网络解体,所以可推测秋水仙素能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,可能与MT结构被破坏有关,B正确;分化的细胞具有不同的形态,可能与其细胞骨架的分布模式存在差异有关,C正确;并不是所有生物的细胞都具有细胞骨架系统、遗传信息表达系统和生物膜系统,如细菌没有生物膜系统,D错误。
4.B 由题意可知,微管参与组成细胞骨架,维持细胞形状并控制细胞运动是细胞骨架最显著的作用,因此微管维持并改变着细胞的形状,也是细胞器移动的轨道,A正确;微管的基本支架的主要成分是蛋白质,可被蛋白酶水解;细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,不能被蛋白酶水解,B错误;细胞骨架与细胞运动、能量转化和信息传递等生命活动密切相关,另外对于细胞正常形态的维持也有重要作用,C正确;紫杉醇通过阻止微管的解聚和重新组装从而抑制癌细胞增殖,其对正常细胞的增殖也有抑制作用,D正确。
命题点3
典例引导
1.B 原核细胞无核仁,有核糖体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,因此原核细胞能合成rRNA,A错误;核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成,B正确;mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;细胞在有丝分裂分裂期染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。
2.C 线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自主细胞器,其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A正确;基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,从而影响基因的转录,可影响基因表达,B正确;由表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C错误;RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核仁中,该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译,产物最终定位在核仁发挥作用,D正确。
针对练习
5.C 核孔复合体具有选择性,物质不能自由通过,核糖体蛋白质在细胞质中合成后进入细胞核是需要消耗能量的,A错误;蛋白质不在细胞核中合成,而是在细胞质中的核糖体上合成的,B错误;从图中可知核糖体大亚基和小亚基在细胞核中分别合成,在细胞质中完成组装,C正确;核糖体增殖发生在细胞分裂前的间期(G1期),D错误。
6.B 一个颗粒要沉降,它必须置换出位于它下方等体积的溶液,这只有当颗粒的质量大于被置换出的液体的质量时才能通过离心的手段达到,因此直接将真核细胞裂解液高速离心后不一定能获得核糖体,A错误;由题意可知,80S的核糖体解离为60S、40S两个亚基与其空间结构改变有关,B正确;物质的质量和密度越大,其沉降系数就越大,线粒体、叶绿体和细胞核的质量均大于核糖体,它们的沉降系数均大于80S,C错误;降低Mg2+浓度后,核糖体可解离为60S与40S的大、小亚基,此时,核糖体蛋白质中的肽键没有被破坏,D错误。
突破点3
命题点1
典例引导
A SRP参与抗体等分泌蛋白的合成,呼吸酶等胞内蛋白无需SRP参与,所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性,A正确;SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链,如呼吸酶等,B错误;核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链,同时核糖体是无膜细胞器不能形成囊泡,C错误;生长激素通过此途径合成并分泌,性激素属于固醇类,不需要通过该途径合成并分泌,D错误。
针对练习
1.A 根据题意,用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码免疫球蛋白(IgG)轻链的mRNA指导合成多肽,因此细胞内IgG轻链的合成起始于游离的核糖体,A错误;根据题意,用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码免疫球蛋白(IgG)轻链的mRNA指导合成多肽,发现合成的多肽比分泌到细胞外的成熟的免疫球蛋白在N端有一段多出的肽链片段(P),若添加粗面内质网,翻译的产物长度与活细胞分泌的肽链相同,且不含肽链P片段。因此推测肽链P可能参与IgG肽链进入粗面内质网,且在细胞内合成IgG过程中肽链P在粗面内质网内被剪切,B、C正确;若P肽段功能缺失,IgG无法进入内质网进行加工,也无法进入高尔基体进一步加工形成成熟的蛋白质,没有囊泡包裹运输,因此蛋白IgG将无法分泌到细胞外,D正确。
2.C 因为质体蓝素由细胞质基质中游离的核糖体合成,而不是由叶绿体中的核糖体合成,所以质体蓝素是由细胞核中的基因控制合成的,A错误;靶向序列X介导质体蓝素跨叶绿体膜运进叶绿体基质中,在叶绿体基质中被切除X序列,故在叶绿体基质中只能检测到Y序列;Y序列介导质体蓝素前体进入类囊体后被切除,综上所述,切除X的酶在叶绿体基质中,切除Y的酶在类囊体基质中,B错误;在细胞质基质中以前体形式合成后能检测到两段靶向序列,分别记为X、Y,在叶绿体基质中仅能检测到带有靶向序列Y的质体蓝素前体,因此类囊体薄膜上可能存在识别靶向序列Y的特异性受体,C正确;药物甲可以抑制这两段靶向序列的切除,会造成质体蓝素无法成熟,但不会导致质体蓝素前体在细胞质基质大量积累,D错误。
命题点2
典例引导
B 核糖体不具有膜结构,不能形成囊泡,A错误;蛋白P被排出细胞的过程是胞吐,胞吐过程存在生物膜的融合过程,依赖细胞膜的流动性,B正确;在碱性条件下,蛋白P的空间结构改变,不能被受体识别,C错误;被病原菌侵染后,蛋白P不能被受体识别是因为其空间结构发生了改变,体现了受体识别的专一性,D错误。
针对练习
3.B 核糖体不具有膜结构,因此囊泡不可能来自核糖体,A错误;蛋白质纤维组成的细胞骨架能锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂和分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,据此可推测,囊泡的运输依赖于蛋白质纤维构成的细胞骨架,B正确;囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性,C错误;囊泡通过膜融合在细胞器之间以及和细胞膜之间来回穿梭,因而能说明细胞内所有的膜结构可联系形成统一的整体,D错误。
4.B UPR不能降低内质网膜的流动性,减少囊泡的形成,蛋白质在内质网积累,A错误;UPR能激活相关的蛋白降解系统,水解错误折叠的蛋白质,在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤,B正确;UPR能够抑制核糖体合成蛋白质的功能,防止内质网中蛋白质的进一步积累,C错误;成熟蛋白质出高尔基体后的运输路线可能不同,D错误。
微专题2 细胞的物质输入和输出
【必备知识·自主落实】
主干知识整合
1.选择透过 原生质层
2.(1)CO2、O2 甘油、脂肪酸、苯 葡萄糖 逆浓度 神经递质
(2)a.主动运输 b.自由扩散 c.协助扩散 d.协助扩散
(3)①自由扩散 协助扩散或主动运输 ②自由扩散或协助扩散 主动运输
易错易混辨析
1.(1)√ (2)√ (3)√
2.(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
原因原理阐释
1.提示:为主动运输提供能量和使载体蛋白磷酸化,引起载体蛋白构象发生改变
2.提示:K+逆浓度梯度进入细胞,为主动运输,需消耗能量,呼吸受到抑制时提供的能量减少,故根细胞吸收K+的速率降低
3.提示:实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中N和N剩余量。
预期结果和结论:若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N;若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N。
【命题前沿·深化拓展】
突破点
命题点1
典例引导
C 细胞膜上的H+-ATP酶介导H+向细胞外转运时为主动运输,需要载体蛋白的协助。载体蛋白需与运输分子结合,引起载体蛋白空间结构改变,A正确;H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度,对Na+的运输同样起到抑制作用,C错误;盐胁迫下,会有更多的Na+进入细胞,为适应高盐环境,植物可能会通过提高Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平,以增加Na+-H+逆向转运蛋白的数量,从而将更多的Na+运出细胞,D正确。
针对练习
1.C ABC转运蛋白既能催化ATP的水解,又能转运小分子,A正确;据图知,ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发生改变,B正确;ABC转运蛋白广泛分布于从细菌到人类各种生物的细胞中,细菌是原核生物,只有核糖体这一种细胞器,因此细菌合成ABC转运蛋白不需要多种细胞器的协调配合,C错误;通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输需要ATP水解提供能量,因此该运输方式一定是主动运输,D正确。
2.D Ca2+泵催化ATP水解,ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合,使载体蛋白发生磷酸化,导致其空间结构发生变化,使Ca2+的结合位点转向膜外,A正确;Na+-K+泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞外高Na+低K+的环境,B正确;由图可知,V型质子泵运输H+需要消耗ATP且需要载体的协助,前者属于主动运输,C正确;F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP,真核细胞中能合成ATP的生物膜是线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜,D错误。
命题点2
典例引导
B 由题干信息知,环核苷酸可以与Ca2+通道蛋白结合;而Ca2+通过Ca2+通道蛋白时,不需要与Ca2+通道蛋白结合,A错误。Ca2+通过Ca2+通道蛋白进入细胞的过程是顺浓度梯度的被动运输;细胞需通过主动运输维持其Ca2+浓度的内低外高,该过程需要消耗能量,B正确。Ca2+作为信号分子通过调控相关基因的表达间接抑制H2O2的分解,C错误。若被感染细胞内BAK1缺失,油菜素内酯就不能通过活化BAK1关闭Ca2+通道蛋白,不能使细胞内H2O2含量降低,D错误。
针对练习
3.D 盐碱地盐分过多,土壤溶液浓度较大,会影响植物根细胞吸水从而影响其生长,A正确;细胞膜外和液泡中的H+浓度均高于细胞质基质,H+经转运蛋白a、b跨膜运输均属于协助扩散,B正确;转运蛋白c可将H+逆浓度梯度运入液泡,且可水解ATP为该过程供能,C正确;蛋白质的合成场所是核糖体,不是细胞质基质,D错误。
69 / 72微专题1 细胞的分子基础和结构基础
主|干|知|识|整|合
1.组成细胞的分子
(1)理清水与细胞代谢的关系
提醒:衰老细胞内水分含量减少,细胞萎缩,体积减小,细胞代谢速率减慢。
(2)归纳概括无机盐及其在稳态维持中的作用
(3)归纳概括糖类和脂质的种类和功能
提醒:①并非所有的糖类都是能源物质,如核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。
②糖类并非只由C、H、O三种元素组成,如几丁质中含有N元素。
③脂肪是良好的储能物质,但不构成膜结构,磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
(4)归纳概括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
②常考的“核酸—蛋白质复合体”
2.比较原核细胞和真核细胞的异同
提醒:①并非所有的原核细胞都有细胞壁,如支原体。
②蓝细菌属于原核生物,无叶绿体和线粒体,但能进行光合作用和细胞呼吸。
③哺乳动物成熟的红细胞没有核糖体等细胞器,也没有细胞核、DNA。
3.理解细胞的结构与功能的适应性
(1)细胞膜
(2)细胞器
①叶绿体的类囊体堆叠使膜面积增大,有利于 。
②线粒体内膜内折形成嵴,有利于附着 。
③内质网膜面积大,有利于物质运输。
④溶酶体内含大量 ,有利于分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
(3)细胞核
①核膜上的核孔数目多→ 等物质运输速率快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。
②细胞代谢旺盛→ 较大→合成rRNA、组成核糖体速率快→蛋白质合成旺盛。
4.细胞的生物膜系统
易|错|易|混|辨|析
1.判断下列有关组成细胞的分子叙述的正误
(1)(2024·新课标卷)大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素。( )
(2)(2022·湖北卷)水是酶促反应的环境,能参与血液中缓冲体系的形成,并可作为反应物参与生物氧化过程。( )
(3)(2023·新课标卷)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。( )
(4)(2023·湖南卷)帝企鹅孵蛋期间不进食,主要靠消耗体内脂肪以供能。( )
(5)(2023·海南卷)蜘蛛丝蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成,高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性。( )
(6)(2024·新课标卷)大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量。( )
2.判断下列有关细胞结构与功能叙述的正误
(1)(2023·海南卷)衣藻和大肠杆菌都以DNA作为遗传物质,都具有叶绿体,能进行光合作用。( )
(2)(2023·海南卷)蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性。( )
(3)(2022·河北卷)受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解。( )
(4)(2022·全国甲卷)线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。( )
(5)(2024·河北卷)细胞骨架在细胞内不具备运输功能。( )
3.判断下列有关分泌蛋白与生物膜系统叙述的正误
(1)(2023·海南卷)哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象。( )
(2)(2023·湖南卷)内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道。( )
(3)(2021·海南卷)核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白,合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞。( )
(4)(2021·海南卷)参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统。( )
(5)(2024·河北卷)囊泡在细胞内不具备运输功能。( )
原|因|原|理|阐|释
1.(2020·全国Ⅰ卷)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是
(答出1点即可)。
2.(2023·全国卷改编)①叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是 (答出1种即可),运用该方法分离线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序是 。
②为了研究细胞器的功能,某同学将正常叶片置于适量的溶液B中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。该实验所用溶液B应满足的条件是
(答出2点即可)。
3.蛋白质变性时空间结构会发生不可逆的改变。蛋白质空间结构发生改变是否都会发生蛋白质的变性?举例说明。
4.若真核细胞内的核仁被破坏,蛋白质合成将不能正常进行,原因是
。
5.将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放;如果在该适宜溶液中将叶绿体的双层膜破坏后再照光, (填“有”或“没有”)氧气释放,原因是
。
突破点1 蛋白质的构象与糖脂转化
聚焦蛋白质的构象与活性
(2024·吉林高考1题)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是( )
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化
1.蛋白质的加工与构象变化
2.蛋白质磷酸化和去磷酸化
1.(2024·河南模拟)蛋白质磷酸化是在蛋白质激酶的催化作用下,将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上的过程。蛋白质磷酸化可使没有活性的蛋白质转化为有活性的蛋白质,是调节和控制蛋白质活力和功能最普遍的机制。下列叙述正确的是( )
A.蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上,说明酶不具有专一性
B.蛋白质磷酸化可改变蛋白质的活性,该过程与ATP的水解有关,为放能反应
C.蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可提高该反应的活化能,使反应速率更快
D.蛋白质活性变化与其结构改变有关,蛋白质结构的改变不一定导致其活性丧失
2.(2024·广东广州一模)大肠杆菌伴侣蛋白是由GroEL和GroES组成的复合物(见右图),GroEL分成上下两环,每环含7个亚基,构成中空的圆筒,每一个亚基结合一个ATP;GroES是由7个亚基构成的类似帽子的结构,待多肽链进入空筒后即盖上,多肽链在筒内进行折叠,待ATP水解后,GroES打开,多肽链被释放。下列相关叙述错误的是( )
A.大肠杆菌伴侣蛋白是在核糖体上合成的
B.GroEL催化ATP合成,GroES催化ATP水解
C.多肽链在筒内进行折叠形成一定的空间结构
D.伴侣蛋白使蛋白质的折叠互不干扰,高效有序
糖脂转化、乳酸再利用与血糖平衡
(2022·重庆卷T8)如图为两种细胞代谢过程的示意图。转运到神经元的乳酸过多会导致其损伤。下列叙述错误的是( )
A.抑制MCT可降低神经元损伤
B.Rheb蛋白失活可降低神经元损伤
C.乳酸可作为神经元的能源物质
D.自由基累积可破坏细胞内的生物分子
1.三大能源物质的转化与利用
2.乳酸再利用与血糖平衡
人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能在肝脏中转化为葡萄糖,如图所示:
3.(2024·浙江联考)磷酸烯醇丙酮酸羧激酶Ⅰ(PEPCKⅠ)是参与人体内由非糖物质转化为葡萄糖异生途径的一种关键性酶,其作用机理如图所示,下列叙述错误的是( )
A.糖异生途径最可能发生在肝细胞内,以弥补肝糖原储备的不足
B.通过抑制 PEPCKⅠ乙酰化酶活性为治疗和预防糖尿病提供可能
C.血糖浓度升高可通过促进PEPCKⅠ的乙酰化从而抑制糖异生作用
D.血糖浓度过低时,胰高血糖素的分泌可能与PEPCKⅠ基因活跃表达有关
4.(2024·河南二模)无氧运动能增加肌肉体积,增强肌肉力量,但无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸痛。下图是乳酸在人体内的代谢过程。下列叙述错误的是( )
A.肌肉细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖
B.肌肉细胞中肌糖原不能分解产生葡萄糖可能是缺乏相关的酶
C.肌肉细胞无氧呼吸过程中,葡萄糖分子中的大部分能量以热能形式散失
D.上述过程可以避免乳酸损失以及防止乳酸堆积引起的酸中毒
突破点2 细胞的结构与功能
溶酶体与细胞自噬
1.(2024·江西高考1题)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是( )
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构 B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶 D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低
2.(2024·甘肃高考4题)某研究团队发现,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬,下列叙述错误的是( )
A.饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量
B.当细胞长时间处在饥饿状态时,过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
C.溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程
D.细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应
1.溶酶体与细胞内消化作用
溶酶体内含多种酸性水解酶,(其维持酸性环境的原理如图1),溶酶体存在着吞噬作用和自噬作用(如图2),其消化作用的对象,有细胞吞噬的病原体、衰老损伤死亡的细胞残片、细胞内多余或损伤的生物大分子、衰老损伤的细胞器等。
2.凋亡和自噬的区别与联系
(1)区别:①形态学上的区别:凋亡是细胞膜内陷形成凋亡小体后细胞解体;自噬主要是形成双层膜的自噬泡,包裹细胞质内的物质,然后与溶酶体融合消化掉内容物。
②生理意义上的区别:凋亡一定引起细胞死亡;自噬不一定引起细胞死亡。
(2)联系:有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
1.(2024·河北石家庄模拟)溶酶体参与了细胞的吞噬作用和自噬作用,作用途径如图所示。下列说法正确的是( )
A.具有吞噬作用的细胞才有自噬作用
B.清除衰老损伤的细胞器是通过吞噬作用完成的
C.溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
D.营养物质缺乏时,细胞可通过加强自噬作用降解非必需物质以维持基本生存
2.(2024·山东日照期末)细胞自噬有如图三种类型,其中类型③分子伴侣介导的自噬中,伴侣蛋白识别带有KFERQ的靶蛋白并与之结合形成复合体,才能被运进溶酶体。下列叙述错误的是( )
A.类型①中,包裹衰老线粒体的膜可能来自内质网
B.类型②中,受损蛋白进入溶酶体不需要膜蛋白参与
C.类型③中,需要依赖于信号分子与特异性受体的结合
D.营养缺乏时,细胞自噬水平会加强,严重时可能会诱导凋亡
细胞骨架的结构与功能
(2024·安徽高考2题)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是( )
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
3.(2024·陕西安康模拟)细胞骨架主要包括微管(MT)、微丝(MF)及中间纤维(IF)三种结构组分。由细胞骨架组成的结构体系称为细胞骨架系统,其与遗传信息表达系统、生物膜系统并称为“细胞内的三大系统”。研究发现,用秋水仙素处理体外培养的细胞时,细胞内的MT结构会被破坏,从而导致细胞内MT网络解体。下列有关叙述错误的是( )
A.某些细胞器可能附着在细胞骨架上,MT、MF、IF的化学本质可能都是蛋白质
B.秋水仙素能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,可能与MT结构被破坏有关
C.分化的细胞具有不同的形态,可能与其细胞骨架的分布模式存在差异有关
D.所有生物的细胞内都含有细胞骨架系统、遗传信息表达系统和生物膜系统
4.微管存在于所有真核细胞的细胞质中,是参与组成细胞骨架的蛋白质纤维。微管可以发生解聚和重新组装,纺锤丝由微管组成。一些抗癌药物(如紫杉醇)可以阻止微管的解聚和形成。下列叙述错误的是( )
A.微管维持并改变着细胞的形状,也是细胞器移动的轨道
B.微管和细胞膜的基本支架均可被蛋白酶水解
C.细胞骨架也与细胞运动、能量转化和信息传递等生命活动密切相关
D.紫杉醇不仅能抑制癌细胞的分裂,也会抑制正常体细胞的分裂
核仁与核糖体的形成
1.(2023·山东高考1题)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )
A.原核细胞无核仁,不能合成rRNA
B.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D.细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录
2.(2024·安徽高考11题)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA
注:各类RNA均为核糖体的组成成分。
A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B.基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达
C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同
D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁
核仁是核糖体形成的工厂,含有rDNA,即转录rRNA的基因,rDNA是位于部分染色体上的DNA。核糖体的合成是由RNA聚合酶介导rDNA转录,产生的rRNA前体经加工,并与蛋白质组装成核糖体的两个亚基,然后经过核孔进入细胞质,与mRNA结合形成具有翻译能力的核糖体,翻译完成后核糖体又解聚为两个亚基,如图所示:
5.细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,也是细胞代谢的控制中心,核糖体是蛋白质合成的场所。下图是细胞核调控核糖体合成的示意图,相关叙述正确的是( )
A.核糖体蛋白质可自由通过核孔复合体,不需要消耗能量
B.核仁是合成rRNA和蛋白质的场所
C.大亚基与小亚基的组装是在细胞质中完成的
D.图中有关核糖体的增殖发生在细胞分裂期
6.(2024·福建模拟)沉降系数(S)是离心时每单位重力的物质或结构的沉降速度。真核细胞的核糖体沉降系数大约为80S,若降低溶液中Mg2+浓度,核糖体可解离为60S与40S的大、小亚基。下列叙述正确的是( )
A.直接将真核细胞裂解液高速离心后即可获得核糖体
B.80S的核糖体解离为60S、40S两个亚基与其空间结构改变有关
C.线粒体、叶绿体和细胞核的沉降系数均小于80S
D.降低Mg2+浓度后,核糖体蛋白质中肽键被破坏从而解离
突破点3 蛋白质的分选与囊泡运输
信号肽与蛋白质分选
(2024·浙江1月选考12题)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经由SRP受体内的通道送入内质网腔,继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是( )
A.SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
1.真核细胞蛋白质分选的主要途径与类型
(1)左侧代表信号肽途径合成的蛋白质
mRNA在游离核糖体上开始合成,然后在信号肽引导下与内质网膜结合,并经内质网和高尔基体加工完成蛋白质合成后,分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中。
(2)右侧代表非信号肽途径合成的蛋白质
途径2:合成的蛋白不含信号序列,并驻留在细胞质基质中。
途径3、4、5:表示依据不同的细胞器特异性的靶向序列,首先释放到细胞质基质,然后通过跨膜运输方式转运至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体。
途径6:通过核孔运输至细胞核。
2.信号肽假说与蛋白质的合成、加工
游离的核糖体合成多肽链,当多肽链延伸至70~100个氨基酸残基后,肽链停止延伸,末端信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体与新生肽引导至内质网。随后SRP脱离,信号肽引导新生肽链进入内质网腔中。信号肽在进入内质网腔后会被切除,肽链继续合成直至结束,最后核糖体从内质网脱落。
1.(2024·山东济南一模)1972年Cesar Milstein和他的同事对蛋白质的分选机制进行了研究。他们用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码免疫球蛋白(IgG)轻链的mRNA指导合成多肽,发现合成的多肽比分泌到细胞外的成熟的免疫球蛋白在N端有一段多出的肽链片段(P)。若添加粗面内质网,翻译的产物长度与活细胞分泌的肽链相同,且不含肽链P片段。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.细胞内IgG轻链的合成起始于附着型核糖体
B.细胞内合成IgG过程中肽链P在粗面内质网内被剪切
C.肽链P可能参与IgG肽链进入粗面内质网
D.若P肽段功能缺失,则蛋白IgG将无法分泌到细胞外
2.(2024·山东日照二模)核糖体合成的蛋白质一般需要特定的氨基酸序列作为靶向序列来引导其运输到相应位置,之后靶向序列被切除。质体蓝素是类囊体膜内表面上的一种蛋白质,在细胞质基质中以前体形式合成后能检测到两段靶向序列,分别记为X、Y。在叶绿体基质中仅能检测到带有靶向序列Y的质体蓝素前体。成熟的质体蓝素中无靶向序列。药物甲可以抑制这两段靶向序列的切除。下列相关叙述正确的是( )
A.质体蓝素前体是由核基因和叶绿体基因共同控制合成
B.切除质体蓝素前体靶向序列的酶存在于叶绿体基质中
C.类囊体薄膜上可能存在识别靶向序列Y的特异性受体
D.用甲处理会导致质体蓝素前体在细胞质基质大量积累
受体介导的囊泡运输
(2024·山东高考3题)某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合,引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别。下列说法正确的是( )
A.蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网
B.蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性
C.提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为碱性
D.病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,不能体现受体识别的专一性
1.受体介导的囊泡运输
(1)与囊泡运输有关的问题归纳
(2)囊泡运输与信息交流
囊泡运输是一种高度有组织的定向运输,各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞,主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白,囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别,进行囊泡运输。
2.内质网和高尔基体之间的囊泡运输
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(如图1所示),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
3.(2024·河北石家庄二模)在细胞内,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”。下列叙述正确的是( )
A.囊泡可来自核糖体、内质网和高尔基体等细胞器
B.囊泡的运输依赖于蛋白质纤维构成的细胞骨架
C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D.囊泡将细胞内所有结构联系形成统一的整体
4.(2024·甘肃张掖三模)内质网具有严格的质量控制系统,只有正确折叠的蛋白质才会经囊泡运往高尔基体。未完成折叠或错误折叠的蛋白质会在内质网中积累,当超过内质网控制能力的限度时,会造成内质网的损伤,从而引起未折叠蛋白质应答反应(UPR),UPR能够在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤,恢复内质网的稳态。下列说法正确的是( )
A.UPR能够降低内质网膜的流动性,减少囊泡的形成
B.UPR能激活内质网中相关的蛋白降解系统,水解错误折叠的蛋白质
C.UPR能够增强核糖体合成蛋白质的功能,防止内质网中蛋白质的进一步积累
D.成熟蛋白质出高尔基体后的运输路线是相同的
提示:完成课后作业 第一部分 专题一 微专题1
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