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新人教生物一轮复习学案
第5讲 细胞器和生物膜系统
【素养目标】　1.通过对各种细胞器结构和功能的认识，掌握细胞器的功能，并认同生物体结构与功能相适应的观点，尝试构建真核细胞的结构模型。(生命观念　科学思维)　2.基于对各种细胞器的比较和分析，能够按照不同的标准对细胞器进行分类和归纳，进而建立起细胞器之间的联系。(科学思维)　3.学会用科学的方法观察细胞中的叶绿体和细胞质流动。(科学探究)
考点一　主要细胞器的结构和功能
1．细胞器的分离方法
差速离心法：主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。
2．细胞器的结构和功能
图示 名称 功能
线粒体 细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”
叶绿体 绿色植物细胞进行光合作用的场所，被称为细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
内质网 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
高尔基体 主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
溶酶体 是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
液泡 调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺，主要存在于植物细胞中
中心体 分布在动物与低等植物细胞中，与细胞的有丝分裂有关
核糖体 “生产蛋白质的机器”
【归纳总结】　(1)内质网有两类：粗面内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；光面内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。
(2)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关，是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。
(3)液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关。
(4)溶酶体起源于高尔基体。
3．细胞质基质
在细胞质中，除了细胞器外，还有呈溶胶状的细胞质基质。
4．细胞骨架
(1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。
(2)功能：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。
5．细胞壁：植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成，对细胞起支持和保护作用。
(1)溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器(　　)
(2)中心体在动物细胞有丝分裂的前期完成倍增(　　)
(3)大肠杆菌中，核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中(　　)
(4)液泡和叶绿体都是具有膜结构的细胞器，其内都含有叶绿素、花青素等色素(　　)
(5)经内质网加工的蛋白质，都通过高尔基体分泌到细胞外(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
1．线粒体和叶绿体的比较
2．多角度比较各种细胞器
3．细胞结构图解的识别与判断
(1)显微结构与亚显微结构模式图的判断
(2)真核、原核细胞及动、植物细胞的判断
①植物细胞的判断依据：有细胞壁；成熟植物细胞有大液泡，有的有叶绿体；无中心体的是高等植物细胞，有中心体的是低等植物细胞。
②动物细胞的判断依据：无细胞壁、大液泡、叶绿体，有中心体。
③原核细胞的判断依据：无核膜包被的细胞核，只含有核糖体一种细胞器。
[典例剖析]
(2020·海南卷，3)细胞可以清除功能异常的线粒体，线粒体也可以不断地分裂和融合，以维持细胞内线粒体的稳态。下列有关线粒体的叙述，错误的是(　　)
A．线粒体具有双层膜结构，内、外膜上所含酶种类相同
B．线粒体是真核细胞的“动力车间”，为细胞生命活动提供能量
C．细胞可通过溶酶体清除功能异常的线粒体
D．细胞内的线粒体数量处于动态变化中
A　[线粒体有两层膜，内膜和外膜，外膜隔离细胞质基质与线粒体并控制物质进出，使线粒体内反应有序进行，内膜为有氧呼吸的酶提供附着位点，二者的功能不同，上面所附着的酶的种类也不同，A错误；线粒体是最主要的供能细胞器，存在于几乎所有的真核细胞中，维持细胞和生物体基础生命代谢和各项生命活动，B正确；线粒体不断地分裂和融合，功能异常的线粒体被细胞内的溶酶体分解，C正确；在正常情况下，线粒体的数量不是不变的，而是不断变化的，维持相对稳定的状态，D正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：清除功能异常的线粒体
信息2：维持细胞内线粒体的稳态
信息转化 1.溶酶体含有水解酶，可分解衰老、损伤的细胞器
2.稳态是一种相对稳定的状态
素养考查 生命观念：结构与功能观、稳态与平衡观
【角度转换】　提升语言表达能力
溶酶体可以清除功能异常的线粒体，依赖于其中各种水解酶的作用，根据线粒体的化学组成分析应有哪些酶发挥作用。线粒体含有磷脂、蛋白质、DNA和RNA等化学成分，其水解需要磷脂酶、蛋白酶、DNA酶、RNA酶等的参与。
考向一　主要细胞器的结构与功能分析
1．(2022·广东卷，8)将正常线粒体各部分分离，结果见图。含有线粒体DNA的是(　　)
A．① B．②
C．③ D．④
C　[线粒体DNA分布于线粒体基质，故将正常线粒体各部分分离后，线粒体DNA应该位于线粒体基质③中，C正确。]
2．(2023·重庆高三模拟)下列关于细胞的结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．破伤风芽孢杆菌分泌外毒素(一种蛋白质)无内质网的作用
B．线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类不相同
C．细胞膜能分隔各种细胞器，使生命活动高效有序进行
D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
A　[破伤风杆菌属于原核生物，其细胞中不含内质网，故破伤风芽孢杆菌分泌外毒素(一种蛋白质)无内质网的作用，A正确；线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同，都是DNA和RNA，B错误；细胞器膜能分隔各种细胞器，使生命活动高效有序进行，C错误；分泌蛋白合成是在核糖体上进行的，不在高尔基体上，高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，D错误。]
考向二　细胞结构模式图的分析
3．(2022·重庆三模)下图为小肠上皮细胞的结构示意图，下列相关说法错误的是(　　)
A．该图是在电子显微镜下观察到的小肠上皮细胞结构示意图
B．①在动物细胞和植物细胞中的作用不同
C．所有细胞生物都含有⑥这种细胞器
D．细胞器①②③④⑥的膜使细胞内的化学反应互不干扰
D　[分析题图：图中①为高尔基体，②为线粒体，③为网质网，④为细胞核，⑤为细胞膜，⑥为核糖体。图中有核糖体，核糖体是只能在电子显微镜下才能观察到的细胞器，故该图是亚显微结构图，A正确；①为高尔基体，高尔基体在动物细胞(与分泌物的分泌有关)和植物细胞(与细胞壁的形成有关)中功能不同，B正确；⑥为核糖体，是所有细胞生物都有的细胞器，C正确；①②③④的膜会使各细胞结构同时进行的化学反应互不干扰，但④为细胞核，不属于细胞器，⑥为核糖体，不含生物膜，D错误。]
4．(2023·江苏百校联考)下图为动、植物细胞亚显微结构模式图，下列有关该图的叙述正确的是(　　)
A．所有植物细胞都不具有的结构是A
B．胰岛A细胞合成胰高血糖素的场所是C
C．植物细胞在清水中不会涨破，是因为有结构I
D．图的下半部分可用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构
C　[中心体存在于动物和低等植物细胞中，高等植物不含有中心体，A错误；胰高血糖素的化学本质是蛋白质，胰岛A细胞合成蛋白质的场所是核糖体，B错误；植物细胞具有细胞壁，细胞壁有保护和支撑的作用，因此植物细胞在清水中不会涨破，是因为有结构Ⅰ，C正确；紫色的洋葱内表皮细胞无叶绿体，因此该图的下半部分不能用来表示紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的结构，D错误。]
【归纳总结】　细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不”
(1)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体(如蓝细菌)，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。
(2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体，但真核生物的有氧呼吸一定主要在线粒体中进行。
(3)一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。
(4)有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。
(5)高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体分泌。
(6)具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，真菌、细菌也都有细胞壁。
(7)没有叶绿体和中央大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。
考点二　细胞器之间的协调配合及生物膜系统
1．分泌蛋白
(1)概念：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
(2)举例：消化酶、抗体和一部分激素等。
2．分泌蛋白的合成、加工和运输
(1)研究手段——同位素标记法
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。
(2)过程
3．细胞的生物膜系统
(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
(2)功能
【拾遗补缺】　源于必修1 P53“与社会的联系”：肾功能发生障碍时，目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜是一种人工合成的膜材料，人工肾利用了生物膜的选择透过性。
(1)生物膜系统指生物体内的所有膜结构(　　)
(2)生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性(　　)
(3)CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行(　　)
(4)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成(　　)
(5)蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
1．分泌蛋白合成及分泌过程中的图形分析
(1)由图甲可以看出分泌蛋白合成、加工、运输过程如下：
核糖体―→内质网高尔基体细胞膜。
(2)图乙表示放射性颗粒在不同结构出现的先后顺序，据图可判断分泌蛋白的转移途径。
(3)图丙和图丁分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工和运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜膜面积相对增大的现象。
2．各种生物膜之间的联系
(1)在成分上的联系
①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。
②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。
(2)在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有流动性。
②在结构上具有一定的连续性，图示如下：
(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)
[典例剖析]
(2021·山东卷，1)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
C　[根据题干信息可以得出结论，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；通过题干可以得出结论“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，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”，因此可以得出结论，如果RS功能的缺失，则受体不能和错误的蛋白质结合，并运回内质网，因此能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加，D正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网
信息2：RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱
信息转化 1.高尔基体与动物细胞分泌物的形成有关
2.PH较低时RS受体与RS的结合能力较强
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学思维：比较与分析能力
【角度转换】　提升语言表达能力
结合题干信息，分析细胞内物质运输的枢纽是高尔基体，依据是高尔基体决定了物质运输的方向。
考向一　分泌蛋白的合成、加工和分泌过程的分析
5．(2022·广东卷，9)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
D　[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；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；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。]
6．(2022·浙江6月选考，7)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．光面内质网是合成该酶的场所
B．核糖体能形成包裹该酶的小泡
C．高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D．该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
C　[光面内质网是脂质合成的场所，消化酶是分泌蛋白，合成场所是粗面内质网(附着在粗面内质网上的核糖体)，A错误；核糖体无膜结构，不能形成小泡包裹该酶，B错误；高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送，具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用，C正确；该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。]
考向二　生物膜系统的组成和功能分析
7．(2023·运城高三检测) 研究显示，细胞饥饿时，可通过自噬来降解、清除自身受损的细胞器和蛋白质，满足自身对能量和物质的需求。细胞自噬还能消灭侵入细胞内的细菌或病毒。下列有关细胞自噬过程的叙述或推断，错误的是(　　)
A．侵入的细菌或病毒可通过囊泡运输并与溶酶体融合
B．降解受损蛋白质的酶由核糖体合成
C．溶酶体不能合成自身代谢所需的直接能源物质
D．从根本上讲，细胞能通过自噬对细胞内物质进行循环利用是由饥饿决定的
D　[入侵的细菌和病毒需通过囊泡运输并与溶酶体融合，才能被分解，A正确；降解受损蛋白质的酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，B正确；直接能源物质是ATP，其合成场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，溶酶体不能合成自身代谢所需的直接能源物质，C正确；从根本上讲，细胞能通过自噬对细胞内物质进行循环利用是由基因决定的，D错误。]
8．(多选)(2022·湖南雅礼中学三模)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，当超过内质网质量控制能力的限度时，会造成内质网的损伤，从而引起UPR(未折叠蛋白质应答反应)，UPR能够在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤。下列描述属于UPR的是(　　)
A．增加折叠酶的数量，促进蛋白质完成折叠
B．降低内质网膜的流动性，减少囊泡的形成
C．激活相关的蛋白质降解系统，水解错误折叠的蛋白质
D．影响细胞中相关核酸的功能，减少分泌蛋白质的合成
ACD　[增加折叠酶的数量，促进蛋白质完成折叠会使未完成折叠或错误折叠的蛋白质减少，不会在内质网中积累，在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤，属于UPR，A正确；由题干信息可知，正确折叠的蛋白质才会经囊泡运往高尔基体，减少囊泡的形成会使蛋白质在内质网中积累，增加内质网的负担，不属于UPR，B错误；激活相关的蛋白质降解系统，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，属于UPR，C正确；影响细胞中相关核酸的功能，蛋白质的合成也随之减少，减轻、缓解了内质网的负担，属于UPR，D正确。]
考点三　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1．实验原理
(1)观察叶绿体：叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
(2)观察细胞质的流动：活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
2．实验步骤
(1)观察叶绿体
(2)观察细胞质的流动
1．实验材料分析
实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动
选材 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻
原因 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片 ①细胞排列疏松，易撕取；②含叶绿体数目少，且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察
2.关键点拨
(1)高等植物(如菠菜)的叶片，接近下表皮的叶肉细胞排列疏松，易撕取，且叶绿体一般体积较大，易观察。
(2)高等绿色植物的叶绿体呈椭球或球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，改变椭球体的方向。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源。
(3)实验过程中对装片的要求：做实验时要使临时装片始终保持有水状态，以免影响细胞活性。
(4)植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动的意义是：随着细胞质的不断旋转流动，叶绿体、线粒体等细胞器和无机盐、蛋白质、各种酶等物质遍布整个细胞，有利于细胞进行新陈代谢等各种生命活动。
(5)选用黑藻的幼嫩叶片而不是幼根为实验材料观察细胞质流动的原因是：幼嫩叶片中存在叶绿体，便于观察细胞质流动，幼根中细胞质流动没有明显的参照物，不便于观察。
(6)观察细胞质流动，寻找三“最佳”
①寻找最佳参照物——叶绿体：以叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。
②寻找最佳部位——靠近叶脉处：靠近叶脉的细胞水分充足，容易观察到细胞质的流动。
③寻找最佳视野——相对较暗：在高倍显微镜下观察一般要调成较暗的视野，这样有利于辨别物像的动态变化。
(7)在观察细胞质流动时，事先把黑藻放在光照、室温条件下培养，其目的是促进细胞质的流动。若观察时发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，加速细胞质流动，可采取的措施是适度照光、适当加温、切伤叶片等。
(8)若显微镜下观察到叶绿体的运动方向如图所示，则实际的流动方向为逆时针，叶绿体的位置是位于液泡左下方。
考向　实验原理和过程分析
9．(2022·河北唐县一中高三检测)在显微镜视野中观察黑藻细胞细胞质环流时，视野中一叶绿体位于液泡右下方，细胞质环流方向为逆时针，如下图所示，实际上叶绿体的位置和细胞质环流的方向分别为(　　)
A．叶绿体位于液泡右下方，环流方向为逆时针
B．叶绿体位于液泡左上方，环流方向为逆时针
C．叶绿体位于液泡右上方，环流方向为顺时针
D．叶绿体位于液泡左下方，环流方向为顺时针
B　[在显微镜视野中观察到的叶绿体位于液泡右下方，实际上应该在液泡左上方，细胞质环流方向与视野中观察到的一致，即逆时针方向，B正确，A、C、D错误。]
10．(2023·广东名校联盟高三联考)叶绿体是细胞中较大的细胞器，在光学显微镜下可对其形态和分布进行观察。同时，叶绿体还可作为参照物观察细胞质流动等现象。下列说法正确的是(　　)
A．若要用黑藻观察细胞质流动，取小叶制片直接在高倍镜下观察即可
B．为适应池塘环境，黑藻在接近池塘水温时细胞质流动现象最明显
C．若将清水换成30%蔗糖溶液，细胞质流动速度会减慢并可能出现质壁分离
D．若用菠菜叶观察叶绿体，下表皮细胞的叶绿体大，现象更明显
C　[用黑藻观察细胞质流动时，应先在低倍镜下观察，再在高倍镜下观察，A错误；适当提高环境温度，则细胞质流动现象会更明显，B错误；若将清水换成30%蔗糖溶液，由于外界溶液浓度大，则细胞质流动速度会减慢并可能因细胞失水而出现质壁分离现象，C正确；若用菠菜叶作实验材料，应取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉，因为表皮细胞不含叶绿体，D错误。]
(五)分泌蛋白和信号肽假说
1．信号肽的概念：是引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短(长度为5～30个氨基酸)肽链。常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移(定位)的N－末端的氨基酸序列(有时不一定在N端)。
2．信号肽假说：信号肽假说认为，编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的是N 末端带有疏水氨基酸残基的信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随即被位于腔表面的信号肽酶水解，由于它的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。翻译结束后，核糖体亚基解聚、孔道消失，内质网膜又恢复原先的脂双层结构。
3．信号肽的结构：信号肽位于分泌蛋白的N端。一般由15～30个氨基酸组成。包括三个区：一个带正电的N末端，称为碱性氨基末端；一个中间疏水序列，以中性氨基酸为主，能够形成一段α螺旋结构，它是信号肽的主要功能区；一个较长的带负电荷的C末端，含小分子氨基酸，是信号序列切割位点，也称加工区。
[对点训练]
1．(2022·宜昌高三模拟)易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体，其中心有一个直径大约2纳米的通道，能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法错误的是(　　)
A．新合成的多肽链进入内质网时未直接穿过磷脂双分子层
B．从内质网运往高尔基体的蛋白质也是通过易位子进入高尔基体的
C．易位子与核孔均具有运输某些大分子物质进出的能力
D．易位子进行物质运输时具有识别能力，体现了内质网膜的选择性
B　[根据题意可知，内质网膜上有一个直径大约2纳米的通道，能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，所以新合成的多肽链进入内质网时未直接穿过磷脂双分子层，A正确；经内质网加工后的蛋白质是通过囊泡运动到高尔基体的，只有加工失败才通过易位子运回细胞质基质，B错误；易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体，能控制某些大分子物质的进出，与核孔的功能一样，具有运输某些大分子物质进出的能力，C正确；易位子能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质，所以易位子进行物质运输时具有识别能力，体现了内质网膜的选择性，D正确。]
2．(2022·肇庆二模)经典的蛋白分泌途径是内质网—高尔基体途径。若分泌蛋白在肽链的氨基端有信号肽序列，则由信号肽序列引导正在合成的多肽进入内质网，多肽合成结束其信号肽也被切除，多肽在内质网中加工完毕后被转运到高尔基体，最后高尔基体产生的分泌小泡与质膜融合，蛋白质被分泌到细胞外。但在真核细胞中，有少数蛋白质的分泌是通过非经典分泌途径。这些分泌蛋白合成的初始阶段不含信号肽序列，非经典蛋白的分泌途径有四种，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．核糖体、内质网、高尔基体和线粒体参与经典的蛋白分泌途径
B．据图可知四种非经典分泌途径的完成均没有膜融合过程
C．执行分泌功能的蛋白质中不含有信号肽序列
D．若某分泌蛋白基因中无编码信号肽的序列，则该分泌蛋白需通过非经典途径分泌
B　[由题意可知，核糖体、内质网、高尔基体和线粒体均参与经典的蛋白分泌途径，A正确；据图可知a、c、d三种非经典分泌途径的完成均需要依赖生物膜的流动性，即有膜融合过程，B错误；分析题意可知，信号肽序列能引导正在合成的多肽进入内质网，多肽合成结束其信号肽也被切除，因此执行分泌功能的蛋白质中不含有信号肽序列，C正确；分析题意可知，若分泌蛋白在肽链的氨基端有信号肽序列，它会通过经典的蛋白分泌途径分泌，但若某种分泌蛋白的基因中无编码信号肽的序列，该分泌蛋白需通过非经典途径分泌，D正确。]
1．(2022·河北卷，2)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
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
D　[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；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；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；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。]
2．(2022·山东卷，2)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同，该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比，烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对，被TMV侵染后，易感病烟草品种有感病症状，TI203无感病症状。下列说法错误的是(　　)
A．TOM2A的合成需要游离核糖体
B．TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C．TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D．TMV侵染后，TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
D　[从“液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同”，可知TOM2A最初是在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成的，A正确；由题干信息可知，与易感病烟草相比，品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对，并且被TMV侵染后的表现不同，说明品种TI203发生了基因突变，所以两个品种TOM2A基因表达的蛋白不同，B正确；烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA，所以其核酸复制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成，C正确；TMV侵染后，TI203品种无感病症状，即叶片上没有出现花斑，推测是TI203感染的TMV数量比易感病烟草品种中的少，D错误。]
3．(2021·重庆卷，4)人体细胞溶酶体内较高的H＋浓度(pH为5.0左右)保证了溶酶体的正常功能。下列叙述正确的是(　　)
A．溶酶体可合成自身所需的蛋白
B．溶酶体酶泄露到细胞质基质后活性不变
C．细胞不能利用被溶酶体分解后产生的物质
D．溶酶体内pH的维持需要膜蛋白协助
D　[溶酶体含多种水解酶，水解酶的化学本质是蛋白质，故水解酶是在核糖体上合成的，A错误；溶酶体内的水解酶在pH为5左右时活性最高，但溶酶体周围的细胞质基质的pH为中性，当泄露到细胞质基质后，pH上升，酶活性会降低，B错误；被溶酶体分解后的产物，有用的留在细胞，无用的排出细胞外，C错误；溶酶体内pH的维持依靠氢离子的浓度，而氢离子的浓度的维持为主动运输，需要膜蛋白协助，D正确。]
4．(2021·海南卷，2)分泌蛋白在细胞内合成与加工后，经囊泡运输到细胞外起作用。下列有关叙述错误的是(　　)
A．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
B．囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换
C．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
D．合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞
C　[根据题意可知：该细胞为真核细胞，所以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，A正确；分泌蛋白在合成与加工的过程中会实现膜组分的更新，B正确；生物膜系统包含细胞膜、核膜和细胞器膜，C错误；分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐，D正确。]
5．(2022·北京卷，16)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因，科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标，筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过________作用分泌到细胞膜外。
(2)用化学诱变剂处理，在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌，分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中，对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。据图可知，24 ℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37 ℃后，sec1胞外P酶呈现______________的趋势，表现出分泌缺陷表型，表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37 ℃培养1 h后电镜观察发现，与野生型相比，sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进______________的融合。
(4)由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后，sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是______________________________________________________________________。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37 ℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段，可作为鉴定指标的是：突变体________(单选)。
A．蛋白分泌受阻，在细胞内积累
B．与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C．细胞分裂停止，逐渐死亡
答案　(1)胞吐　(2)先上升后下降　(3)分泌泡与细胞膜　(4)积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外　(5)B
解析　(1)大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐，分泌蛋白属于大分子，分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。(2)据图可知，24 ℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强，转入37 ℃后，sec1胞外P酶从18U·mg－1上升至20U·mg－1，再下降至10U·mg－1，呈现先上升后下降的趋势。(3)分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外，但在37℃培养1 h后sec1中的分泌泡却在细胞质中大量积累，突变株(sec1)在37 ℃的情况下，分泌泡与细胞膜不能融合，故由此推测Sec1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。(4)37 ℃培养1 h后sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累，sec1是一种温度敏感型突变株，由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后，此时不能形成新的蛋白质，但sec1胞外P酶却重新增加，最合理解释是积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外。(5)若要进一步确定某突变株的突变基因在37 ℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段，可检测突变体中与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量是否发生改变，哪一阶段与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变，即影响蛋白分泌的哪一阶段，B正确。

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