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人教(2019)生物高考知识点梳理&对点训练
2.3 细胞结构之间的分工与合作
对细胞的结构与功能的考查在高考命题中每年都会出现，而细胞结构之间的分工与合作能较好地考查考生的综合分析、学以致用能力，更是本部分内容的考查重点。命题多以细胞结构之间的分工与合作为纽带，借助最新科技信息为背景，结合细胞代谢、细胞的分化和凋亡、个体稳态等知识综合考查。着眼于考生的结构与功能观、模型建构与应用等学科核心素养的培养。
1．(2021·山东高考)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(　 )
A．消化酶和抗体不属于该类蛋白
B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
解析：选C　分析题干信息可知，高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网，即这些蛋白质不应该运输至高尔基体，而消化酶和抗体属于分泌蛋白，需要运输至高尔基体并发送至细胞外，所以消化酶和抗体不属于该类蛋白，A正确；细胞通过囊泡运输需要消耗能量ATP，B正确；根据题干信息“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质”“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”，如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高，则RS受体与RS的结合能力减弱，所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，C错误；如果RS的功能缺失，则受体不能和错误的蛋白质结合，并被运回内质网，因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加，D正确。
2．(2020·山东高考)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(　 )
A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
解析：选D　进入高尔基体的蛋白质不能都被S酶作用形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；在内质网进行加工的蛋白质由附着在内质网上的核糖体参与合成，B正确；溶酶体内含有大量的水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，S酶功能丧失的细胞中没有带有M6P标志的蛋白质，不能产生溶酶体酶，衰老和损伤的细胞器不能被分解，会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能发生高尔基体膜上的M6P受体识别的过程，因此蛋白质会经囊泡运往细胞膜，不会聚集在高尔基体内，D错误。
[知识梳理]
1．真核细胞内蛋白质的合成、加工和去向
(1)游离核糖体合成的蛋白质去向：细胞质基质、细胞核、线粒体、叶绿体等，这部分蛋白质也要进行一定的加工形成空间结构，该过程依赖于细胞质基质中的某些特定分子。
(2)由附着核糖体合成，经内质网、高尔基体加工后的蛋白质去向：细胞外、细胞膜上、溶酶体中。
2．与分泌蛋白相关结构变化的模型构建及解读
[模型解读]
(1)图A表示分泌蛋白的合成、加工、运输过程，其中①是核膜，②是核糖体，③是内质网，④是高尔基体，⑤是细胞膜。
(2)图B、C表示用同位素标记法，研究3H标记的亮氨酸的放射性依次出现的结构，则图C中①②③分别表示核糖体、内质网和高尔基体三种细胞器。
(3)图D、E表示在分泌蛋白加工、运输过程中，相关结构膜面积的变化。则图E中①②③分别表示内质网、细胞膜和高尔基体三种细胞结构的膜面积变化。
3．“囊泡运输”的归纳与概括
4．细胞自噬
(1)过程：一些损坏的蛋白质或细胞器被具膜结构的自噬小泡包裹后，被送入溶酶体(动物)或液泡(酵母菌和植物)中进行降解，相关物质得以循环利用。
(2)意义：①细胞自噬可以清除细胞受损或多余的细胞器，清除入侵微生物等，以维持细胞内的稳态。②在遭受各种细胞外或细胞内刺激(如缺营养)时细胞可通过细胞自噬维持基本的生命活动。③细胞自噬是真核生物中对细胞内物质进行周转的重要过程。
[典例]　(2022·天津和平区检测)下图表示细胞内蛋白质合成后的去向和定位，其中①～⑦表示细胞结构，甲～丁表示结构中的物质。下列说法正确的是(　 )
A．图中具有双层膜的结构只有⑥⑦，而且二者增大膜面积的方式相同
B．进入结构⑦的蛋白质中有把葡萄糖分解成丙酮酸的酶
C．物质丁可能是消化酶、呼吸酶、抗体、胰岛素和性激素等
D．结构③能对来自结构②的蛋白质进行加工、分类和包装等
[解析]　①是核糖体，②是内质网，③是高尔基体，④是细胞膜，⑤是细胞核，⑥是叶绿体，⑦是线粒体。具有双层膜的结构有⑤⑥⑦，线粒体增大膜面积的方式是内膜向内折叠形成嵴，叶绿体增大膜面积的方式是类囊体堆叠形成基粒，A错误；将葡萄糖分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，不发生在线粒体中，B错误；物质丁属于分泌蛋白，性激素的本质是固醇，C错误；高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装等，D正确。
[答案]　D
分泌蛋白形成过程图中的相关变化分析
　　
[针对训练]
题组一　分泌蛋白的合成及加工、运输过程
1．(2022·临沂模拟)下图是组成细胞膜的物质合成和定位过程，下列有关叙述正确的是(　 )
A．细胞膜、核糖体、内质网和高尔基体的主要成分是脂质和蛋白质
B．分泌蛋白、跨膜蛋白合成后的加工、修饰发生在内质网和高尔基体
C．性激素的分泌过程中，需要来自内质网、高尔基体的囊泡参与
D．囊泡膜以磷脂双分子层为基本骨架，执行功能时膜成分不会改变
解析：选B　核糖体没有膜结构，主要成分是蛋白质和RNA，A错误；氨基酸先在核糖体上通过脱水缩合反应形成肽链，在内质网和高尔基体中修饰，修饰后的跨膜蛋白、分泌蛋白及糖脂以出芽的形式形成囊泡，囊泡包裹着蛋白质运输到细胞膜，B正确；性激素的化学本质是脂质中的固醇，是一类脂溶性分子，非常容易穿透生物膜的双层磷脂分子，其合成过程需要内质网参与，但分泌过程不需要来自内质网、高尔基体的囊泡参与，C错误；囊泡膜以磷脂双分子层为基本骨架，执行功能时会与不同的膜结构发生转化，因此其膜成分会改变，D错误。
2．囊泡是由单层膜包裹的膜性结构，主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、锚定和融合等过程(如图所示)，需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节。下列有关说法正确的是(　 )
A．囊泡运输需要载体蛋白，不消耗ATP
B．囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜，才能“锚定”
C．“出芽”和“融合”体现了细胞膜的功能特性具有流动性
D．囊泡运输会导致某些生物膜的成分更新
解析：选D　囊泡运输不需要载体蛋白，但是需要ATP，A错误；囊泡中物质运输需要跨过0层生物膜，靠的是膜的流动性，B错误；“出芽”和“融合”体现了生物膜的结构特性具有流动性，C错误；囊泡运输会导致某些生物膜的成分更新，如内质网膜“出芽”形成的囊泡与高尔基体膜融合，D正确。
题组二　细胞自噬
3．动物细胞溶酶体内含多种水解酶，溶酶体内的水解酶不作用于正常结构成分的原因是：一方面酶被溶酶体膜包住；另一方面溶酶体内的环境与细胞质基质的pH不同，溶酶体内pH≤5，而细胞质基质pH≈7，溶酶体膜上有质子泵维持这种pH的差异，植物细胞内的液泡执行类似的降解功能。下列叙述正确的是(　 )
A．溶酶体合成的水解酶可分解衰老损伤的细胞器
B．细胞质基质中的H＋运入溶酶体的方式是协助扩散
C．溶酶体膜上的蛋白质不会被自身水解酶水解
D．动物细胞中也有执行类似的降解功能的大液泡
解析：选C　水解酶的化学本质是蛋白质，在细胞质的核糖体中合成，A错误；由题意知，细胞质基质的pH大于溶酶体，因此细胞质基质中的H＋运入溶酶体是逆浓度梯度运输，其方式为主动运输，需消耗能量，B错误；根据题干信息分析可知，溶酶体膜上的蛋白质不会被自身水解酶水解，C正确；植物细胞中有执行类似的降解功能的大液泡，动物细胞没有大液泡，D错误。
4．植物细胞自噬是一种通过生物膜包裹胞内物质或细胞器，并将其运送到液泡降解的过程，由此可以循环利用细胞内的生物大分子。液泡通过其膜上的质子泵维持内部的酸性环境。下列说法错误的是(　 )
A．液泡内的水解酶进入细胞质基质后活性降低或失活
B．液泡内的水解酶由核糖体合成通过主动运输转运到液泡中
C．液泡在细胞自噬中的作用与动物细胞中溶酶体的作用相似
D．液泡膜上的质子泵消耗ATP将H＋从细胞质基质转运到液泡内
解析：选B　液泡内的水解酶由核糖体合成，通过囊泡的形式转运到液泡中，B错误。
[课时验收评价]
1．细胞面对饥饿时，细胞自噬能快速提供燃料供应能量，或者提供材料更新细胞组分，在细胞自噬过程中溶酶体扮演着非常重要的角色。下列有关叙述错误的是(　 )
A．人工破坏溶酶体的膜可加速细胞的自噬作用过程
B．当细胞养分不足时，细胞自噬作用通常会增强
C．溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器
D．受损的线粒体功能逐渐退化，不会直接影响葡萄糖的氧化分解
解析：选A　溶酶体是细胞自噬过程中的重要角色，破坏溶酶体会破坏细胞的自噬过程，使自噬作用减弱，A错误；葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质中，产物丙酮酸运输到线粒体内进行细胞呼吸的二三阶段，因此受损线粒体功能逐渐退化不直接影响葡萄糖的氧化分解，D正确。
2.细胞自噬是将细胞内受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器运输到溶酶体内并降解的过程。细胞自噬存在图中甲(微自噬)、乙(巨自噬)、丙(分子伴侣介导)的三种自噬方式。下列相关叙述错误的是(　 )
A．细胞自噬被维持在一定水平，确保和维持细胞内的稳态
B．甲、乙过程与浆细胞分泌抗体过程一样，都需要消耗能量
C．溶酶体能合成多种水解酶来完成细胞的自噬过程
D．甲、乙、丙三种自噬方式都贯穿于正常细胞的生命历程中
解析：选C　题图中表示细胞自噬的三种方式，其中方式甲是溶酶体直接胞吞颗粒物；方式乙是先形成自噬小泡，自噬小泡再与溶酶体融合；方式丙为蛋白质与分子伴侣结合后通过溶酶体上的膜蛋白进入溶酶体。溶酶体中的水解酶属于蛋白质，在核糖体上合成，C错误；甲、乙、丙三种自噬方式都贯穿于正常细胞的生命历程中，D正确。
3．如图1是分泌蛋白的合成、加工、分泌过程示意图，其中a、b、c、d表示细胞器，图2表示动物细胞某些细胞器中部分有机物的含量。下列叙述不正确的是(　 )
A．研究图1生理过程一般采用的方法是差速离心法
B．图1中物质X与核酸的化学组成中共有的元素一定有C、H、O、N
C．图2中乙可表示图1中的b、c两种细胞器，丙的形成与核仁有关
D．图2中甲对应图1中的d，图1中的生理过程不在原核细胞中进行
解析：选A　图1是分泌蛋白的合成、加工、分泌过程示意图，研究该生理过程一般采用同位素标记法，A错误；图1中物质X是氨基酸，氨基酸与核酸的化学组成中共有的元素一定有C、H、O、N，B正确；图2乙中含有蛋白质和脂质，表示的细胞器具有膜结构，可表示图1中的b(内质网)、c(高尔基体)；丙中不含脂质，无膜结构，含有核酸和蛋白质，应为核糖体，其形成与核仁有关，C正确；图2中甲与图1中d均为线粒体，原核细胞中没有内质网、高尔基体、线粒体等结构，故图1中的生理过程不在原核细胞中进行，D正确。
4．下图表示胰岛素生成和溶酶体形成的过程。图示过程①合成前胰岛素原(无生物活性)，通过②转运到高尔基体生成胰岛素，然后分泌出细胞；图中高尔基体的转运膜泡与内吞泡融合后开始水解内吞物质，形成前溶酶体，当前溶酶体失去明显的内吞泡膜成分且pH进一步降低时，即形成溶酶体。请据图分析并回答下列问题。
(1)前胰岛素原的合成场所是____________________。该过程________(填“需要”或“不需要”)酶的催化，并消耗能量。
(2)胰岛素合成和分泌依次经过的细胞结构是________________________________，它们之间通过囊泡沿____________(填细胞结构)运输，最终以______的方式运输到细胞外。
(3)胰岛素的合成和分泌充分体现了细胞内各种膜结构之间的协调配合，其基础是__________________________________。
(4)前溶酶体从____________(填细胞器名称)接受了新合成的水解酶原和溶酶体膜蛋白。转运膜泡与内吞泡融合的意义是________________________________________________________________________。
解析：(1)前胰岛素原的合成场所是核糖体(氨基酸脱水缩合形成肽链)、粗面内质网(多肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质)，该过程需要酶的催化，并消耗能量。(2)胰岛素属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→粗面内质网进行初步加工→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。因此胰岛素合成和分泌依次经过的细胞结构是核糖体、粗面内质网、高尔基体、细胞膜，它们之间通过囊泡沿细胞骨架运输，最终以胞吐的方式运输到细胞外，这依赖于细胞膜的流动性。(3)胰岛素的合成和分泌充分体现了细胞内各种膜结构之间的协调配合，其基础是各种膜结构的组成成分和结构相似。(4)由图可知，前溶酶体从高尔基体接受了新合成的水解酶原和溶酶体膜蛋白。转运膜泡与内吞泡融合的意义是内吞物质激活水解酶原成为水解酶。
答案：(1)核糖体、粗面内质网　 需要　(2)核糖体、粗面内质网、高尔基体、细胞膜　 细胞骨架　胞吐　(3)各种膜结构的组成成分和结构相似　(4)高尔基体　 内吞物质激活水解酶原成为水解酶

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