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专题一　细胞的分子组成、结构、功能和细胞多样性
核心问题梳理
核心概念落实
核心素养达成
专题作业
本课结束
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提示
答案
解析专题一　细胞的分子组成、结构、功能和细胞多样性
[核心素养]　1.解释细胞由多种多样的分子组成，说明这些分子是各项生命活动的物质基础，发展思维能力。2.阐明细胞的多样性与统一性，进而认同生物界的多样性与统一性，感受大自然的神奇与美丽。3.初步建立系统的观念，尝试以系统观认识生命世界。
核心问题梳理
考点1　细胞的分子组成
1．生物界与非生物界的统一性和差异性是什么？细胞中含量最多的四种元素是什么？
提示：统一性：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。差异性：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。细胞中含量最多的四种元素是C、H、O、N。
2．组成蛋白质的基本单位是什么？其结构有何特点？
提示：组成蛋白质的基本单位是氨基酸。结构特点是每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
3．蛋白质的复杂结构是如何形成的？
提示：氨基酸的种类、数量、排列顺序不同，以及肽链盘曲、折叠方式不同，形成的复杂的空间结构也不同，从而形成了蛋白质的复杂结构。
4．举例说明细胞中蛋白质的功能？
提示：构成细胞和生物体结构的重要物质，如：细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质等；有些蛋白质有催化作用，如：绝大多数酶；有些蛋白质有运输作用，如：血红蛋白、载体蛋白；有些蛋白质有调节作用，如：胰岛素、生长激素等；有些蛋白质有免疫作用，如：抗体等。
5．核酸的基本组成单位是什么，由哪些基团组成？核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系？核酸分子多样性的原因是什么？
提示：核酸的基本组成单位是核苷酸，由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成。核苷酸或者碱基的排列顺序就代表遗传信息。核酸分子的多样性是由碱基数目和排列顺序决定的。
6．核酸有哪些种类？各自分布在哪里？发挥什么生理功能？
提示：核酸包括DNA和RNA。真核生物DNA分布在细胞核、叶绿体、线粒体中；原核生物DNA分布在拟核和质粒中。真核生物RNA主要分布在细胞质中，细胞核中也会有少量RNA；原核生物RNA分布在细胞质中。核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质生物合成中具有重要作用。
7．细胞中的糖类有哪些种类？举例说明各自有何重要的生理功能？
提示：细胞中的糖类有单糖、二糖和多糖。糖类是主要的能源物质，如葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，淀粉是植物储能物质，糖原是动物储能物质；有些糖类可组成细胞结构，如纤维素是构成植物细胞细胞壁的主要成分。
8．脂质的基本组成元素有哪些？脂质有哪些种类？列举固醇的功能？
提示：脂质的基本组成元素是C、H、O，有些还含有N、P。脂质分为脂肪(C、H、O)、磷脂(C、H、O、N、P)和固醇(C、H、O)。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输；性激素的功能是促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；维生素D的功能是能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
9．细胞中的水有哪些存在形式？各自有何重要的生理功能？
提示：自由水和结合水。自由水的功能：细胞内的良好溶剂；参与生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。结合水的功能：细胞结构的重要组成成分。
10．自由水和结合水相互转化关系？
提示：自由水结合水。
11．细胞中的无机盐的存在形式有何特点？常见的无机盐主要有哪些？无机盐的生理功能有哪些？
提示：细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在。含量较多的阳离子有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等，阴离子有Cl－、SO、PO、HCO等。无机盐的功能：是某些化合物的重要组成成分；维持细胞和生物体的生命活动；维持细胞的渗透压和酸碱平衡。
考点2　细胞的基本结构
1．比较原核生物和真核生物在细胞结构上的异同。
提示：
项目
原核细胞
真核细胞
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
细胞壁
有(支原体除外，主要成分为肽聚糖)
植物细胞(主要成分为纤维素和果胶)和真菌细胞都有，动物细胞无
细胞质
有核糖体，无其他细胞器
有核糖体和其他细胞器
细胞核
拟核，无核膜，该区域有一个环状DNA分子，无染色体
有核膜，核内有染色体
相同点
都有细胞膜、细胞质、DNA和核糖体
2．简述细胞膜的功能？
提示：细胞膜的功能有：①将细胞与外界环境分隔开；②控制物质进出细胞；③进行细胞间的信息交流。
3．细胞膜的流动镶嵌模型的主要内容是什么？细胞膜的结构特点和功能特性分别是什么？怎样判断细胞膜的内外？
提示：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层，有的贯穿于整个磷脂双分子层，磷脂分子和绝大多数蛋白质分子都是可以运动的。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。细胞膜外侧有糖蛋白，内侧无，据此可判断细胞膜的内侧和外侧。
4．线粒体和叶绿体在结构上的组成是什么？各自的功能是什么？为什么线粒体内膜比外膜蛋白质含量高？
提示：线粒体由双层膜、基质组成，其中内膜向内折叠形成嵴；叶绿体由双层膜、基粒和基质构成。线粒体是有氧呼吸的主要场所，叶绿体是进行光合作用的场所。由于线粒体内膜上有大量与有氧呼吸有关的酶，所以线粒体内膜比外膜蛋白质含量高。
5．内质网的结构有什么特点？简述内质网的主要生理功能。
提示：内质网是由单层膜连接而成的网状结构。内质网是蛋白质合成、加工的场所，是脂质合成的“车间”。
6．简述高尔基体、中心体、溶酶体各自的功能？
提示：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”和“发送站”。中心体与细胞的有丝分裂有关。溶酶体是“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和病菌。
7．与分泌蛋白合成和加工有关的细胞器是什么？各结构分别执行什么功能？这个事实说明了什么？
提示：与分泌蛋白合成和加工有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。在核糖体上，氨基酸脱水缩合形成肽链，内质网对肽链进行初步加工，高尔基体做进一步的修饰，形成成熟蛋白质，线粒体为整个过程提供能量。这个事实说明各种细胞器既有一定的独立性，同时又密切配合，共同完成生理功能。
8．简述生物膜系统的概念？原核生物有生物膜系统吗？
提示：细胞中细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。原核生物没有生物膜系统。
9．真核生物细胞核结构组成以及各部分的功能是什么？
提示：核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开；染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体；核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流；核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
10．简述细胞核的功能？细胞质与细胞核有什么关系？
提示：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。二者是相互依存的关系：细胞核内的遗传信息离开细胞质无法成功表达，独立的细胞核也不能长时间存活；细胞质离开细胞核也不能长时间存活。
核心概念落实
知识点一　说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
[例1]　下列物质中同时含有磷和氮元素的是(　　)
A．丙酮酸
B．核苷酸
C．氨基酸
D．脂肪酸
答案　B
知识点二　指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞很多特性，在生命活动中具有重要作用
[例2]　(2020·湖北荆门一模)收获的粮食要先晾晒，使含水量降到行业标准规定的值以下，再入库储藏，这样可以减少或避免霉烂的发生，延长储藏时间。其理由不成立的是(　　)
A．水是细胞内大量化学反应的反应物
B．水为细胞内的化学反应提供了水溶液环境
C．结合水是细胞结构的重要组成成分
D．水是细胞内良好的溶剂、运输养料和废物
答案　C
解析　细胞内的水包括自由水和结合水，种子晒干过程中主要损失自由水，自由水是细胞内良好的溶剂，可以运输养料和废物，可为细胞内的化学反应提供水溶液环境，也可参与细胞内的许多生化反应，A、B、D不符合题意；结合水是细胞结构的重要组成成分，晒干粮食的过程中不会丢失结合水，C符合题意。
知识点三　举例说明无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关
[例3]　(2017·海南高考)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，下列相关叙述错误的是(　　)
A．菠菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
C．和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量
D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
答案　C
解析　草酸与Ca2＋反应生成沉淀，不利于机体对Ca2＋的吸收，A正确；铁是合成血红蛋白的必需元素，B正确；KH2PO4不能为机体提供能量，C错误；灰烬的主要成分是无机盐，D正确。
知识点四　概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质
[例4]　(不定项)(2020·山东等级考)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
B．曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量
C．15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成
D．提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
答案　BC
解析　纤维素的基本组成单位是葡萄糖，A错误；品系F中的SUT表达水平提高，对蔗糖的运输能力增强，分析曲线可知，甲曲线蔗糖含量的最高值大于乙且蔗糖含量大幅度增加的时间早于乙，所以曲线甲应为品系F纤维细胞中的蔗糖含量，B正确；由题干信息“蔗糖在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成”可知，15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成，C正确；甲曲线蔗糖含量下降的时间早于乙曲线，故提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前，D错误。
知识点五　举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用
[例5]　下列有关细胞中脂质的叙述，正确的是(　　)
A．脂质都能与苏丹Ⅲ发生颜色反应
B．脂质具有构成生物膜、运输脂质和储存能量等生物学功能
C．性激素进入细胞的方式与胰岛素从细胞内分泌出去的方式相同
D．调节人体生命活动和缓冲压力的脂质都是在高尔基体中合成的
答案　B
知识点六　阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成
[例6]　(2020·河北衡水二调)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(牛细胞中的一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去尿素和巯基乙醇，再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现胰核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述不正确的是(　　)
A．胰核糖核酸酶空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关
B．这个实验说明环境因素能影响蛋白质的空间结构而影响其功能
C．用强酸、强碱等处理胰核糖核酸酶也能导致其蛋白质结构的改变
D．巯基乙醇和尿素处理破坏了胰核糖核酸酶中的肽键导致其变性
答案　D
解析　胰核糖核酸酶是蛋白质，其空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关，A正确；使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶可使之去折叠变性失活，这说明环境因素能影响蛋白质的空间结构而影响其功能，但这一过程没有使肽键断裂，B正确，D错误；胰核糖核酸酶的化学本质属于蛋白质，因此受到强酸、强碱的处理会发生变性失活，空间结构发生改变，C正确。
知识点七　概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子
[例7]　下列有关细胞中DNA和RNA的叙述中，正确的是(　　)
A．真核细胞的叶绿体、线粒体和核糖体中都含有少量的DNA和RNA
B．真核细胞和原核细胞中通常一个mRNA分子可以结合多个核糖体
C．真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是DNA或RNA
D．真核细胞中DNA分子中碱基对数目等于所有基因中碱基对数目之和
答案　B
解析　叶绿体和线粒体都含有少量DNA和RNA，核糖体只有RNA，无DNA，A错误；翻译时，一条mRNA上可以同时结合多个核糖体，提高翻译的效率，B正确；真核生物与原核生物的遗传物质都是DNA，C错误；基因是有遗传效应的DNA片段，所以真核细胞中DNA分子中碱基对数目大于基因中碱基对数目之和，D错误。
[例8]　(2020·江苏高考)下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是(　　)
A．碳链是各种生物大分子的结构基础
B．糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C．细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子
D．细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
答案　B
解析　生物大分子以碳链为基本骨架，故碳链是各种生物大分子的结构基础，A正确；多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，单糖、二糖、脂肪、磷脂等都不是生物大分子，B错误；淀粉、糖原、纤维素的单体都是葡萄糖，不同种类的氨基酸排列顺序千变万化，最后形成空间结构多样的、不同种类的蛋白质，因此细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子，C正确；细胞中生物大分子的合成需要相应酶的催化，D正确。
[例9]　(2020·福建厦门模拟)海藻糖是由两个吡喃环葡萄糖分子脱水缩合而成的非还原二糖。《自然》杂志曾指出“对许多生命体而言，海藻糖的有与无，意味着生命或者死亡”。下列说法正确的是(　　)
A．海藻糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应可产生砖红色沉淀
B．动物细胞中常见的二糖是麦芽糖和乳糖
C．组成海藻糖的化学元素与磷脂的化学元素相同
D．脱水缩合反应还可发生在核苷酸形成核酸的过程中
答案　D
解析　海藻糖是由两个吡喃环葡萄糖分子脱水缩合而成的非还原二糖，非还原糖与斐林试剂不能产生砖红色沉淀，A错误；植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖，动物细胞中常见的二糖是乳糖，B错误；海藻糖属于糖类，其元素组成是C、H、O，磷脂的元素组成是C、H、O、N、P，C错误；脱水缩合反应可发生在“单体形成多聚体”的过程中，如葡萄糖形成多糖、氨基酸形成蛋白质、核苷酸形成核酸均可发生脱水缩合反应，D正确。
核心概念：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。
生命观念：结构与功能观。
知识点八　概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流
[例10]　下列有关细胞膜的说法，错误的是(　　)
A．细胞膜上的某些蛋白质可能与细胞间的信息交流有关
B．改变细胞膜上某种蛋白质的空间结构可能会影响物质的跨膜运输
C．细胞膜都是由蛋白质、糖类、胆固醇组成的
D．动物细胞之间能发生融合与细胞膜的流动性有关
答案　C
解析　细胞膜上的某些蛋白质构成糖蛋白，可能与细胞间的信息交流有关，A正确；细胞膜上的载体蛋白能协助物质跨膜运输，所以改变细胞膜上某种蛋白质的空间结构可能会影响物质的跨膜运输，B正确；细胞膜都是由蛋白质、磷脂和少量糖类组成的，只有动物细胞的细胞膜还含有少量胆固醇，C错误；动物细胞之间能发生融合与细胞膜的流动性有关，D正确。
[例11]　下列关于人体细胞的叙述，错误的是(　　)
A．胰岛细胞内广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点
B．胰岛B细胞膜上有葡萄糖受体、胰高血糖素受体和神经递质受体
C．两个相邻的细胞只能通过细胞膜接触来实现信息传递
D．肝细胞发生癌变可通过检测血清中甲胎蛋白的含量进行初步鉴定
答案　C
解析　人体中两个相邻的细胞并不是只能通过细胞膜接触来实现信息传递，如神经元间的信息传递，C错误。
知识点九　阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动
[例12]　(2020·海淀一模)下列有关细胞结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．液泡：含有大量色素，参与植物对光能的吸收
B．中心体：主要成分是磷脂，参与动物细胞的有丝分裂
C．细胞壁：含有纤维素和果胶，主要控制物质进出细胞
D．高尔基体：由单层膜构成，参与植物细胞壁的形成
答案　D
解析　液泡中含有大量色素，与果实和花瓣的颜色有关，其中的色素不能吸收光能，A错误；中心体是无膜结构的细胞器，其中不含磷脂，其功能是参与细胞的有丝分裂，B错误；植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，细胞壁是全透性的，不能控制物质进出细胞，C错误；高尔基体是单层膜的细胞器，与植物细胞壁的形成有关，D正确。
[例13]　(2020·北京海淀一模)破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP)，HAP在溶酶体中水解酶的作用下降解释放出Ca2＋等离子，从而促进骨组织的发育和重构。下列相关叙述，正确的是(　　)
A．破骨细胞的吞噬过程依赖于细胞膜的流动性
B．吞噬过程消耗的能量全部由线粒体提供
C．溶酶体中降解HAP的酶最适pH>7
D．HAP降解后的产物不能被回收和再利用
答案　A
解析　破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP)，属于胞吞，胞吞的过程依赖于细胞膜的流动性，需要消耗能量，消耗的能量主要由线粒体提供(有氧和无氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，也可产生少量能量)，A正确，B错误；溶酶体中为酸性环境，内含大量的酸性水解酶，故溶酶体中降解HAP的酶的最适pH<7，C错误；由题干信息可知，HAP在溶酶体中水解酶的作用下降解释放出Ca2＋等离子，从而促进骨组织的发育和重构，则HAP降解后的产物可被回收和再利用，D错误。
[例14]　(2020·北京等级考)在口腔上皮细胞中，大量合成ATP的细胞器是(　　)
A．溶酶体
B．线粒体
C．内质网
D．高尔基体
答案　B
解析　有氧呼吸会生成ATP，线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所，真核细胞生命活动所需的能量，约有95%来自线粒体。
知识点十　阐明遗传信息主要储存在细胞核中
[例15]　(2020·天津等级考)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是(　　)
A．上图所示过程可发生在有丝分裂中期
B．细胞的遗传信息主要储存于rDNA中
C．核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
答案　D
解析　有丝分裂中核膜、核仁已经在前期解体，题图所示过程不可能发生在有丝分裂中期，A错误；rDNA上的信息主要与核糖体合成有关，细胞的遗传信息的主要储存载体是染色质，B错误；从图中看出核仁是合成rRNA的场所，而核糖体蛋白的合成场所在核糖体，C错误；从图中看出，细胞核装配好核糖体亚基后从核孔中运出，D正确。
[例16]　(2020·北京海淀一模)核小体是染色质的结构单位，由一段长度为180～200
bp的DNA缠绕在组蛋白上构成。下列有关核小体的叙述，正确的是(　　)
A．组蛋白的基本单位是核苷酸
B．酵母菌细胞核中存在核小体
C．普通光学显微镜下可观察到核小体
D．核小体DNA不含P元素
答案　B
解析　核小体由一段长度为180～200
bp的DNA缠绕在组蛋白上构成，DNA的组成元素为C、H、O、N、P，组蛋白的基本单位是氨基酸，A、D错误；核小体是染色质的结构单位，染色质作为遗传物质的载体，存在于真核细胞的细胞核中，酵母菌属于真核生物，因此酵母菌细胞核中存在核小体，B正确；染色质与染色体是同一种物质在不同时期的存在形态，普通光学显微镜下可看到用碱性染料染色后的染色体/染色质，但看不到染色质的结构单位核小体，C错误。
知识点十一　举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动
[例17]　(2020·朝阳一模)蓖麻毒素是一种分泌蛋白，它能使真核生物的核糖体失去活性，细胞分泌蓖麻毒素过程中通过高尔基体以囊泡形式运输至液泡，在液泡中加工成成熟蓖麻毒素，再分泌至细胞外。有关此过程的叙述错误的是(　　)
A．蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质
B．蓖麻毒素的加工需要内质网、高尔基体、液泡的参与
C．成熟的蓖麻毒素可独立穿出液泡膜进而分泌至胞外
D．蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体
答案　C
解析　蛋白质的合成场所是核糖体，故蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质，A正确；据题干信息可知，蓖麻毒素是一种分泌蛋白，故其加工需要内质网、高尔基体，此外其成熟需要在液泡中进行加工，B正确；蓖麻毒素(分泌蛋白)穿出液泡膜进而分泌至胞外需要以囊泡运输的方式进行，C错误；因蓖麻毒素能使真核生物的核糖体失去活性，故蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体，D正确。
[例18]　细胞分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌及其调控机制，一直是科研人员研究的一个热点。如图是囊泡运输物质的过程图，①～⑤表示不同的细胞结构，试回答下列问题：
(1)分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由____________形成____________，然后进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质。内质网“出芽”形成的囊泡，与高尔基体融合后，经进一步________，形成包裹着蛋白质的囊泡。
(2)从图乙可以看出，囊泡内的蛋白质要准确的从细胞膜的特定部位胞吐出去，依赖于________________________________________________，体现了细胞膜__________________________的功能。
(3)如果囊泡Y中的蛋白质是水解酶，那么和囊泡X中的蛋白质结构________(填“一定相同”“一定不同”或“可能相同”)，结合图甲，推测⑤的结构最可能是________。
(4)研究发现，s蛋白与囊泡的运输有关，人们观察s基因突变体的细胞，发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累，推测s蛋白的功能是__________________。进一步研究发现，突变体的该细胞中，s蛋白的含量明显降低，试推断其原因__________________。
答案　(1)氨基酸　(多)肽链　修饰加工(加工、分类和包装)　(2)囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)结合(或识别)　控制物质进出细胞(或信息传递或信息交流)　(3)一定不同　溶酶体　(4)参与囊泡与高尔基体的融合　s基因不能正常表达(不能正常的转录或者翻译)
解析　(1)分泌蛋白的形成最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸经过脱水缩合形成多肽链，然后进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，内质网“出芽”形成的囊泡，与高尔基体融合后，经进一步修饰加工，形成包裹着蛋白质的囊泡。
(2)从图乙可以看出，囊泡内的蛋白质要准确的从细胞膜的特定部位胞吐出去，依赖于囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B特异性结合，体现了细胞膜控制物质进出细胞、信息传递的功能。
(3)囊泡Y中的蛋白质是经过高尔基体修饰加工的蛋白质，囊泡X中的蛋白质还没有经过高尔基体修饰加工，因此两者的蛋白质结构一定不相同。溶酶体中含有大量的水解酶，如果囊泡Y中的蛋白质是水解酶，则推测⑤的结构最可能是溶酶体。
知识点十二　说明有些生物体只有一个细胞，而有的由很多细胞构成，这些细胞形态和功能多样，但都具有相似的基本结构
[例19]　(2020·北京等级考)丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述，不正确的是(　　)
A．细胞膜的基本结构是脂双层
B．DNA是它们的遗传物质
C．在核糖体上合成蛋白质
D．通过有丝分裂进行细胞增殖
答案　D
解析　原核细胞和真核细胞的细胞膜均以磷脂双分子层作为基本支架，A正确；有细胞结构的生物，其细胞中既有DNA，又有RNA，但均以DNA为遗传物质，B正确；核糖体是原核细胞和真核细胞共有的细胞器，它是生物体内蛋白质合成的唯一场所，C正确；有丝分裂是真核细胞的一种增殖方式，原核细胞可以以二分裂的方式进行增殖，D错误。
[例20]　(2020·全国卷Ⅱ)新冠病毒(SARS?CoV?2)和肺炎双球菌均可引发肺炎，但二者的结构不同，新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。下列相关叙述正确的是(　　)
A．新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输
B．新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成
C．新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的
D．新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应
答案　D
解析　新冠病毒进入宿主细胞的方式为胞吞，A错误；新冠病毒不具细胞结构，不含核糖体等细胞器，利用宿主细胞的核糖体进行蛋白质的合成，B错误；新冠病毒的遗传物质为RNA，肺炎双球菌的遗传物质为DNA，二者的核苷酸不同，C错误；抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质，病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质都可以作为引起免疫反应的抗原，D正确。
知识点十三　描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核
[例21]　下列有关原核细胞和真核细胞的叙述中，错误的是(　　)
A．蓝藻和水绵细胞中都含有核糖体
B．原核细胞与真核细胞都有细胞膜
C．它们都有染色体，都含遗传物质
D．最大的区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核
答案　C
解析　原核生物没有染色体，真核生物有染色体，原核生物和真核生物都含有遗传物质，C错误。
　细胞是生物体结构与生命活动的基本单位
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
[例1]　用文字、连线、图标等方式来表述元素(C、H、O、N、P)、氨基酸、核苷酸、DNA、RNA、蛋白质它们之间的联系。
答案　
[例2]　向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，一段时间后，相应的细胞结构依次出现放射性，请完成下列表格。
放射性出现时间
3
min
17
min
117
min
细胞结构
相应功能
答案　
放射性出现时间
3
min
17
min
117
min
细胞结构
内质网
高尔基体
靠近细胞膜的囊泡
相应功能
对蛋白质进行合成和加工
对来自内质网的蛋白质进行再加工、分类和包装、转运
运输
[例3]　根据学过的知识，用60字左右来表示蓝藻和酵母菌的细胞结构异同
答案　蓝藻和酵母菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质和DNA。和酵母菌相比，蓝藻无核膜为界限的细胞核和染色体，细胞质中只有核糖体一种细胞器，蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用。
核心素养达成
　(2020·全国卷Ⅰ)新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识。下列相关叙述错误的是(　　)
A．戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播
B．病毒能够在餐具上增殖，用食盐溶液浸泡餐具可以阻止病毒增殖
C．高温可破坏病原体蛋白质的空间结构，煮沸处理餐具可杀死病原体
D．生活中接触的物体表面可能存在病原微生物，勤洗手可降低感染风险
注意平时学习中构建与病毒相关的知识小网络，并运用相关知识解题。
答案　B
解析　戴口罩可以减少飞沫引起的病毒传播，A正确；病毒只有依赖于活细胞才能存活，不能在餐具上增殖，B错误；煮沸可以破坏病原体蛋白质的空间结构，进而杀死病原体，C正确；手可能接触到病毒，勤洗手可以洗去手上的病原体，降低感染风险，D正确。
[练1]　(相似情境)(2020·北京等级考)人体感染新冠病毒后，机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列，构建表达载体并在相应系统中表达，可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是(　　)
A．该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测
B．在该单抗制备过程中利用了基因工程技术
C．该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合
D．可用抗原—抗体反应检测抗体基因表达产物
答案　A
解析　该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合，而不能与新冠病毒的核酸结合，A错误，C正确；该单抗制备过程中体现了“获取抗体基因→构建基因表达载体→将基因表达载体导入相应系统”等基因工程的基本步骤，即该单抗制备过程中利用了基因工程技术，B正确；该抗体基因表达产物即“新冠病毒表面抗原的抗体”，可利用抗原—抗体反应进行检测，D正确。
　(相似情境)(2020·北京等级考)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括不正确的是(　　)
A．组成元素含有C、H、O、N
B．由相应的基本结构单位构成
C．具有相同的空间结构
D．体内合成时需要模板、能量和酶
构建蛋白质、核酸相关知识网络，并运用相关知识解题。
答案　C
解析　蛋白质的组成元素是C、H、O、N，有的还含有S等，而DNA的组成元素是C、H、O、N、P，二者共有的元素有C、H、O、N，A正确；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，B正确；蛋白质具有多种多样的空间结构，而DNA具有双螺旋结构，二者的空间结构不同，C错误；蛋白质合成时，需要模板mRNA，DNA合成时需要DNA的两条脱氧核苷酸链作模板，此外二者的合成均需要能量和相应的酶，D正确。
[练2]　(2018·全国卷Ⅱ)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是(　　)
A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
答案　C
解析　抗体可以与相应的抗原结合，进行体液免疫，A正确；肌肉细胞中的某些蛋白质(如肌动蛋白等)参与肌肉收缩的过程，B正确；蛋白质结合Fe2＋形成的血红蛋白参与O2的运输，C错误；染色体是细胞核的结构之一，染色体主要由DNA和蛋白质组成，D正确。
　(2020·山东等级考)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
此题为高考常考信息题，且信息量较大，解这类题的方法：边读题边提取信息分析信息，然后将分析出的信息记在题的旁边，最后结合选项做题。不要过多纠结题干信息。
1．边读题边提取信息分析信息
内质网加工的蛋白质有两个去向：
2．根据信息结合选项作答
A项：由题干中S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志，推出酶具有专一性。
B项：由分析出的信息可知：溶酶体酶形成的过程是内质网高尔基体
eq
\o(――――――――――→,\s\up15(M6P标志的蛋白质))溶酶体酶。
C项：由分析出的信息可知：S酶功能丧失―→无M6P标志蛋白质―→无M6P标志蛋白质与M6P受体结合―→无溶酶体酶―→衰老和损伤的细胞器无法分解，在细胞内积累。
D项：由分析出的信息可知：M6P受体基因缺陷―→无M6P受体―→带M6P标志的蛋白质不能被识别―→经囊泡被运往细胞膜。
答案　D
[练3]　(相似情境)下图为细胞内某些蛋白质的加工、分拣和运输过程，M6P受体与溶酶体水解酶的定位有关。下列叙述错误的是(　　)
A．分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体水解酶需要高尔基体的分拣和运输
B．M6P受体基因发生突变，会导致溶酶体水解酶在内质网内积累
C．溶酶体的形成体现了生物膜系统在结构及功能上的协调统一
D．若水解酶磷酸化过程受阻，可能会导致细胞内吞物质的蓄积
答案　B
解析　从图中可以看出，分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体水解酶，在核糖体合成后经内质网加工，需要高尔基体的分拣和运输，体现了生物膜系统在结构及功能上的协调统一，A、C正确；由图可知，M6P受体位于高尔基体膜上，与溶酶体水解酶的定位有关，因此M6P受体基因发生突变，导致溶酶体水解酶不能被转移至溶酶体中，则会导致溶酶体水解酶在高尔基体内积累，B错误；溶酶体的功能是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，若水解酶磷酸化受阻就不能与M6P受体识别并结合，阻碍溶酶体生成，细胞内吞物质就无法被水解而蓄积在细胞内，D正确。
[练4]　(陌生情境)(2020·山东等级考二卷)低密度脂蛋白(LDL)是由胆固醇、磷脂和蛋白质结合形成的复合物。LDL通过血液运送至细胞，在细胞内发生如图所示的过程。已知溶酶体是由高尔基体产生的、内含多种酸性水解酶的细胞器。下列说法错误的是(　　)
A．LDL和LDL受体之间的结合具有特异性
B．加入ATP水解酶抑制剂会影响LDL与其受体的分离
C．溶酶体中的酸性水解酶在游离的核糖体上合成
D．溶酶体内pH值过高会降低LDL的分解速率
答案　C
解析　LDL和LDL受体之间的结合具有特异性，A正确；LDL在囊泡的包裹下进入细胞后，与细胞内的胞内体融合，之后在消耗ATP的条件下，与受体分离，因此加入ATP水解酶抑制剂会影响LDL与其受体的分离，B正确；溶酶体中的酸性水解酶在附着核糖体上合成，C错误；溶酶体内pH值过高会影响酶的活性，从而降低LDL的分解速率，D正确。
　阅读以下材料，并回答问题。
迁移小体的发现及其功能
细胞器是细胞质中具有特定形态和功能的微结构，这些结构相对独立又紧密联系。清华大学俞立教授课题组在研究细胞迁移的过程中发现了一类新的细胞器，研究人员推测其在细胞迁移过程中具有确定路径和方向的作用，将其命名为迁移小体。
研究者以普通大鼠肾脏细胞为研究对象，发现这些细胞在迁移的过程中会将由其收缩纤维留在胞体后侧。在收缩纤维的横截面处会有很多直径约为3
μm的囊泡，即为迁移小体。最终，这些迁移小体会释放到胞外并被周围细胞所吞噬。
迁移小体是如何产生的呢？课题组通过密度梯度离心的方法得到了细胞裂解物的不同组分，经分析筛选，得到了迁移小体的特异性蛋白TSPAN4。进一步研究发现，TSPAN4蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用，并提出了迁移小体形成的理论模型：细胞迁移导致TSPAN4蛋白及胆固醇在收缩丝的局部高度富集，增加了富集区域膜的弯曲度，从而形成迁移小体结构。
迁移小体除了与细胞迁移有关，是否还参与了其他的生物学过程呢？研究人员发现，斑马鱼在胚胎发育的某些阶段会产生大量的迁移小体，并且在胚胎发育过程中呈现特定的时空分布。进一步研究发现，迁移小体中存在大量的信号分子，包括趋化因子、细胞因子和生长因子等，这些信号分子会随迁移小体的分布形成局部区域信号中心，调节斑马鱼的器官发育。
(1)迁移小体被周围细胞吞噬后最有可能被________(细胞器)降解，该过程依赖于生物膜的________性。
(2)研究发现在细胞迁移过程中，胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质，为后续细胞的迁移提供路线信息，表明迁移小体与细胞间的________有关。
(3)分析上文内容，迁移小体的功能主要包括________________________________。
(4)恶性肿瘤的转移往往是肿瘤治疗失败的主要原因，科学家推测肿瘤的转移与迁移小体的产生有关。根据上文中的研究成果，请你提出一种可能抑制肿瘤转移的治疗思路：________________________________________。
答案　(1)溶酶体　流动　(2)信息交流
(3)调节胚胎发育；为细胞迁移提供了路径和方向信息
(4)抑制TSPAN4蛋白及胆固醇合成相关基因的表达，抑制肿瘤的转移(合理即可)
专题作业1——
一、选择题(每道题只有一个选项符合题目要求)
1．关于下列四种小分子物质的叙述，正确的是(　　)
①葡萄糖　②核苷酸　③氨基酸　④ATP
A．都是生物大分子的单体
B．都是含N和P元素的物质
C．都可以存在于细胞质基质中
D．都是细胞内的主要能源物质
答案　C
解析　葡萄糖、核苷酸、氨基酸都是生物大分子的单体，ATP不是生物大分子的单体，A错误；葡萄糖不含N和P元素，氨基酸不含P元素，B错误；这些小分子都可以存在于细胞质基质中，C正确；ATP是细胞内的直接能源物质，葡萄糖是细胞内的主要能源物质，D错误。
2．下列关于植物体内水分的叙述，错误的是(　　)
A．植物体内的水分参与营养物质的运输
B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一
C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D．同种植物萌发的种子含水量和休眠的种子含水量相同
答案　D
解析　同种植物萌发的种子含水量比休眠的种子含水量高，D错误。
3．下列关于无机盐的叙述，错误的是(　　)
A．缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成
B．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用
C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
答案　C
解析　铁是合成血红蛋白的原料，A正确；Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用，B正确；碘是合成甲状腺激素的原料，D正确；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，C错误。
4．关于糖类代谢的叙述，错误的是(　　)
A．甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖
B．构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖
C．葡萄糖与麦芽糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D．细胞的识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关
答案　D
解析　葡萄糖与麦芽糖都具有还原性，可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，C正确；细胞的识别与糖蛋白中蛋白质和糖链都有关，D错误。
5．下列关于脂质的叙述，正确的是(　　)
A．某些脂质可以参与生命活动的调节
B.维生素D和性激素不属于固醇类物质
C．花生匀浆中的脂肪可用双缩脲试剂检测，溶液呈橘黄色
D．脂质在核糖体、内质网和高尔基体上合成
答案　A
解析　性激素属于脂质类物质，可以参与生命活动的调节，A正确；维生素D和性激素都属于固醇类物质，B错误；花生匀浆中的脂肪不可用双缩脲试剂检测，应用苏丹Ⅲ染液检测，溶液呈橘黄色，C错误；脂质只能在内质网中合成，D错误。
6．β?淀粉样蛋白在脑实质细胞间隙的沉积是阿尔茨海默病的主要诱因，关于该蛋白的说法错误的是(　　)
A．以氨基酸为基本单位
B．具有肽键结构
C．高温导致肽键断裂
D．在核糖体上合成
答案　C
解析　高温不会导致肽键断裂，只能破坏蛋白质分子的空间结构，C错误。
7．关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)
A．DNA分子中有氢键，RNA分子中没有氢键
B．一种病毒同时含有DNA和RNA
C．原核细胞中既有DNA，也有RNA
D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
答案　C
解析　tRNA分子中有氢键，A错误；一种病毒只含有DNA或RNA，B错误；核糖体不含有DNA，D错误；原核细胞中既有DNA，也有RNA，C正确。
8．下图中X、Y、Z是细胞中三类重要的化合物，X类物质为细胞生命活动所需的主要能源物质，Y、Z是构成细胞膜的主要成分。下列有关说法正确的是(　　)
A．构成细胞膜的Y可以运动，而Z是静止的
B．Z构成细胞膜的基本支架，Y在Z中均匀分布
C．细胞膜的选择透过性与Y有关，与Z无关
D．X分布在细胞膜的外侧，与细胞间信息交流有关
答案　D
解析　Y是构成细胞膜的蛋白质，绝大多数蛋白质可以运动，Z是磷脂分子，也是运动的，A错误；蛋白质在细胞膜中不均匀分布，B错误；细胞膜的选择透过性与蛋白质和磷脂都有关，C错误；X是糖类，分布在细胞膜的外侧，与细胞间信息交流有关，D正确。
9.如图中①～⑤表示某细胞的部分细胞结构，下列有关叙述正确的是(　　)
A．③④⑤是具有膜结构的细胞器
B.②是蛋白质和脂质合成场所
C．①③④与蛋白质的分泌过程有关
D．该细胞可能是低等植物细胞
答案　D
解析　⑤是细胞核，不是细胞器，A错误；②是核糖体，是蛋白质合成场所，不能合成脂质，B错误；①是中心体，与蛋白质的分泌过程无关，C错误；该图是电镜下看到的部分细胞结构图，有中心体，也可能有叶绿体和液泡，可能是低等植物细胞，D正确。
10．下列关于细胞核的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞核内存在易被碱性染料染成深色的物质
B．细胞核是遗传信息储存的主要场所和细胞代谢的控制中心
C．核孔是酶、mRNA和DNA等生物大分子物质进出细胞核的通道
D．进行有丝分裂的细胞，核膜会周期性裂解与重建
答案　C
解析　细胞核内存在的染色体易被碱性染料染成深色，A正确；细胞核是遗传信息储存的主要场所和细胞代谢的控制中心，B正确；核孔是酶、mRNA等生物大分子物质进出细胞核的通道，但细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质，C错误；细胞进行有丝分裂时，核膜会周期性裂解与重建，D正确。
11．酵母菌、醋酸菌和破伤风芽孢杆菌都(　　)
A．是原核生物
B．以DNA为遗传物质
C．能进行有氧呼吸
D．有核糖体和内质网
答案　B
解析　酵母菌是真核细胞，有内质网和核糖体，可以进行有氧呼吸；醋酸菌和破伤风芽孢杆菌是原核细胞，没有内质网，醋酸菌只能进行有氧呼吸，破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸，但这三种细胞都以DNA为遗传物质，A、C、D错误，B正确。
12．新型冠状病毒的蛋白质衣壳外包裹着一层囊膜，这层囊膜主要来源于宿主细胞膜(主要成分是磷脂层和膜蛋白)，其中还含有一些病毒基因编码的糖蛋白，该病毒借此可与宿主细胞膜识别而融合。下列相关分析错误的是(　　)
A．囊膜的存在有利于维护病毒结构的完整性，无包膜病毒更容易被灭活
B．病毒囊膜具有抗原性，可以帮助病毒进入宿主细胞
C.新型冠状病毒进入宿主细胞的方式与噬菌体是相同的
D．子代病毒的形成，需要宿主细胞的核糖体、内质网和高尔基体等细胞器参与
答案　C
解析　由题干可知，新型冠状病毒可与宿主细胞膜识别而融合，则其进入宿主细胞的方式为胞吞，而噬菌体侵染宿主细胞时，只有DNA注入，蛋白质外壳留在细胞外，所以新型冠状病毒进入宿主细胞的方式与噬菌体是不相同的，C错误。
二、非选择题
13．下图为人体细胞内某些重要化合物及其相互关系，请据图回答下列问题。
(1)图中X、Y分别代表什么化学元素？
X________、Y________
(2)细胞中不同的生物大分子A、B、C和生理过程①、②分别代表：
A________、B________、C________
①________、②________
(3)请在B下面的括号内写出该类物质的另外两种功能________、________。
(4)人体细胞内由C、H、O组成的物质中，主要能源物质是________，储能物质是________，同等质量的上述两类物质彻底氧化分解所释放的能量，后者比前者________。
(5)A初步水解的产物a是________，彻底水解的产物是________。
(6)以b为基本单位组成的B分子有多种重要功能，其原因是：
从b的角度分析是因为_____________________________________________
___________________________________________________________________；
从B的角度分析是因为____________________________________________
_________________________________________________________________；
从A的角度分析是因为___________________________________________
________________________________________________________________。
答案　(1)N和P　N
(2)DNA　蛋白质　RNA　转录　翻译
(3)催化功能　运输功能
(4)糖类　脂肪　多
(5)(4种)脱氧核苷酸　磷酸、脱氧核糖和碱基
(6)组成蛋白质的氨基酸种类多达21种、数量成千上万和排列顺序千变万化
构成蛋白质的肽链空间结构多种多样
DNA分子(碱基序列)的多样性决定蛋白质结构的多样性，从而决定了蛋白质的功能具有多样性
解析　(1)(2)由题图知B存在调节、免疫等多种生理功能，故B为蛋白质，根据大分子A、C和蛋白质(B)的关系推断，A、C分别是DNA和RNA，所以①为转录，②为翻译过程，小分子a为脱氧核苷酸，所含元素除C、H、O，还有N、P。小分子b为组成蛋白质(B)的氨基酸，所含元素除C、H、O，还有N。
(3)蛋白质除已列出的功能，其他功能还有：催化功能和运输功能。
(4)人体细胞中主要能源物质为糖类，储能物质是脂肪，同等质量的脂肪比糖类彻底氧化分解释放的能量多。
14.小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图1)，与细胞的信息传递等相关。
(1)小窝的主要成分是蛋白质和________，其中主要的蛋白质是小窝蛋白。小窝蛋白在________上合成，然后由________和高尔基体加工，通过膜泡转运到细胞膜上，成为膜蛋白，这一过程体现了细胞膜具有________的结构特点。
(2)据图分析，小窝蛋白分为三段，中间区段主要由________(填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成，其余两段均位于细胞的________中。
(3)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光，当胆固醇与这些氨基酸结合，会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点，分别向小窝蛋白的肽段1(82～101位氨基酸)和肽段2(101～126位氨基酸)加入胆固醇，检测不同肽段的荧光强度变化，结果如图2。据此分析原因，______________________________________。
(4)当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的________结构改变，小窝会变扁平，影响细胞的信息传递功能。
答案　(1)脂质(或磷脂)　核糖体　(粗面)内质网　一定的流动性
(2)疏水性　细胞质基质
(3)胆固醇与肽段1中的氨基酸结合，而不与肽段2中的氨基酸结合
(4)空间
解析　(1)小窝是细胞膜内陷形成的，其主要成分是蛋白质和磷脂(或脂质)，小窝蛋白质在附着于内质网上的核糖体合成，由内质网和高尔基体加工，通过膜泡运输至细胞膜，成为膜蛋白，该过程体现了细胞膜具有一定的流动性。
(2)小窝蛋白中间一段插入磷脂双分子层内部，因此是疏水的，其余两段位于细胞内的细胞质基质中。
(3)胆固醇与肽段1中的氨基酸结合，导致荧光强度降低，胆固醇不与肽段2中的氨基酸结合，荧光强度几乎不降低。
(4)当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的空间结构改变。
15．盐藻是一种单细胞真核藻类，其鞭毛是由微管蛋白聚合而成的。为研究泛素和蛋白酶体是否参与盐藻鞭毛的解聚过程，科研人员进行了相关研究。借助荧光显微镜，观察到盐藻鞭毛上存在泛素，它是由76个氨基酸组成的多肽，可与微管蛋白形成泛素化蛋白。
(1)科研人员检测了不同处理下盐藻鞭毛中泛素化蛋白含量(颜色深浅与泛素化蛋白含量正相关)，其电泳结果如图1(对照组：正常生长状态的盐藻细胞；组装组：鞭毛组装状态的盐藻细胞；解聚组：鞭毛解聚状态的盐藻细胞)。根据图1电泳结果你能得出什么结论？
(2)进一步用带有荧光的物质检测盐藻蛋白酶体的活性(荧光值与蛋白酶体活性正相关)，结果如图2。根据图2可以得出什么结论？
(3)综合图1和图2可以说明什么问题？
(4)图3为在多种酶的催化及ATP供能条件下，泛素(Ub)使鞭毛解聚的过程示意图。请你据图提出泛素作用机理。
答案　(1)说明泛素化蛋白促进盐藻鞭毛的解聚。
(2)说明蛋白酶体通过活性增加，促进鞭毛的解聚。
(3)盐藻通过增加泛素化蛋白含量和蛋白酶体的活性促进鞭毛解聚。
(4)(在多种酶的催化作用及ATP供能条件下)多个泛素与底物(鞭毛蛋白)进行连接结合(为复合物)，然后再与蛋白酶体结合。在蛋白酶体的作用下，泛素分子与鞭毛分离，鞭毛微管蛋白断裂，导致鞭毛解聚。
解析　(1)由图1可以看出，解聚组颜色深，泛素化蛋白含量高，说明泛素化蛋白促进盐藻鞭毛的解聚。
(2)由图2可知鞭毛解聚组的荧光值显著高于对照组，说明蛋白酶体通过活性增加，促进鞭毛的解聚。
专题作业2——
一、选择题(每道题只有一个选项符合题目要求)
1．下列说法错误的是(　　)
A．人体具有的生命系统结构层次依次为细胞、组织、器官、系统、个体
B．蓝藻与酵母菌的相同之处是都有核糖体和拟核
C．施莱登和施旺提出的细胞学说认为一切动物和植物都是由细胞发育而来的
D．以叶绿体为标志可以在光学显微镜下观察到黑藻的细胞质流动
答案　B
解析　酵母菌是真核细胞，有核膜包被的细胞核，不存在拟核，B错误。
2．细胞受到冰冻时，蛋白质分子相互靠近，当接近到一定程度时，蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时，蛋白质氢键断裂，二硫键仍保留(如下图所示)。下列说法不正确的是(　　)
A．巯基位于氨基酸的R基上
B．解冻后蛋白质功能可能异常
C．结冰和解冻过程涉及到肽键的变化
D．抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力
答案　C
解析　结冰和解冻时，蛋白质中的氢键和二硫键发生变化，肽键不会发生变化，C错误；巯基(—SH)位于氨基酸的R基上，A正确；解冻后因二硫键无法恢复为巯基基团，蛋白质功能可能异常，B正确；抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力，D正确。
3．下列有关DNA和蛋白质的说法，错误的是(　　)
A．DNA的多样性与其空间结构及脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序有关
B．DNA的多样性决定蛋白质的多样性，进而决定生物的多样性
C．人体成熟的体细胞中，一般DNA的种类不变，RNA和蛋白质不断更新
D.经高温变性的蛋白质仍能与双缩脲试剂发生反应，溶液呈紫色
答案　A
解析　DNA的多样性与其空间结构无关，绝大多数生物的DNA都有同样的空间结构——规则的双螺旋结构，A错误；DNA的多样性决定蛋白质的多样性，进而决定生物的多样性，B正确；人体成熟的体细胞中，一般DNA的种类不变，因细胞分化，即基因选择性表达，RNA和蛋白质的种类不断更新，C正确；经高温变性的蛋白质肽键并未被破坏，仍能与双缩脲试剂发生反应，溶液呈紫色，D正确。
4．用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器，经测定其中三种有机物的含量，如图所示。以下说法正确的是(　　)
A．附着在内质网上的细胞器甲与分泌蛋白的合成有关
B．细胞器乙是中心体，与纺锤体的形成有关
C．细胞器丙是线粒体，在其内膜上可生成CO2
D．乳酸菌细胞也含有细胞器甲和丙
答案　A
解析　细胞器甲不含脂质，而含有核酸，故细胞器甲为核糖体，附着在内质网上的细胞器甲与分泌蛋白的合成有关，A正确；由图可知细胞器乙含有蛋白质和脂质，而中心体只含蛋白质，故细胞器乙不可能是中心体，B错误；细胞器丙含有蛋白质、脂质和核酸，则在动物细胞中细胞器丙是线粒体，在线粒体基质中可生成CO2，而不是内膜上，C错误；乳酸菌细胞不含线粒体，D错误。
5．研究人员发现人的红细胞中钾离子含量白天上升，夜间下降。这表明红细胞和机体中其他细胞类似，具有24小时的生物钟，下列有关叙述错误的是(　　)
A．人成熟的红细胞运输钾离子所需的能量来自细胞质基质中的无氧呼吸
B．人成熟的红细胞两面凹的圆饼状形态与其功能相适应
C．人成熟的红细胞中钾离子含量的改变可能受该细胞内“时钟基因”控制
D．人成熟的红细胞中存在血红蛋白是细胞高度分化的结果
答案　C
解析　人成熟的红细胞没有线粒体，只能进行无氧呼吸，因此运输钾离子所需的能量来自细胞质基质，A正确；人成熟的红细胞呈两面凹的圆饼状，有利于运输氧气，故其形态与功能相适应，B正确；人成熟的红细胞中没有DNA，没有基因，C错误；人成熟的红细胞中存在血红蛋白是细胞高度分化的结果，D正确。
6．心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病。最新研究表明，其致病机制是核孔复合物的运输障碍。据此分析正确的是(　　)
A．核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因很可能与核膜内外的信息交流异常有关
B．核孔复合物的化学本质是蛋白质，其形成过程中不会发生碱基互补配对
C．核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合物的基因发生突变所致
D．tRNA在细胞核内合成后运出细胞核发挥作用，这一过程与核孔复合物无关
答案　C
解析　核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合物的基因发生突变所致，C正确；核膜含有双层膜结构，由四层磷脂分子组成，A错误；核孔复合物的化学本质是蛋白质，其形成过程中会发生DNA与mRNA、mRNA与tRNA的碱基互补配对，B错误；tRNA在细胞核内合成后运出细胞核发挥作用，这一过程与核孔复合物有关，D错误。
7．叶绿体内绝大多数蛋白质由细胞核基因编码，少数由叶绿体基因编码，其合成、加工与转运过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．甲、乙蛋白通过类似胞吞过程从细胞质进入叶绿体
B．甲蛋白可能和暗反应有关，乙蛋白可能和光反应有关
C．类囊体蛋白质由细胞质基质中的核糖体和叶绿体中的核糖体合成
D．运至叶绿体不同部位的甲、乙蛋白都需经过加工
答案　A
解析　甲和乙蛋白通过叶绿体内、外膜上的蛋白质协助进入叶绿体，该过程不是胞吞，A错误；由图可知甲蛋白存在于叶绿体基质可能和暗反应有关，乙蛋白存在于类囊体膜上可能和光反应有关，B正确；由图中信息可知类囊体蛋白质由细胞质基质中的核糖体和叶绿体中的核糖体合成，运至叶绿体不同部位的甲、乙蛋白都需经过加工，C、D正确。
8．如图所示，内共生起源学说认为：线粒体、叶绿体分别起源于一种原始的好氧细菌和蓝藻类原核细胞，它们最早被先祖厌氧真核细胞吞噬后未被消化，而是与宿主进行长期共生而逐渐演化为重要的细胞器。下列表述错误的是(　　)
A．线粒体和叶绿体通过分裂进行增殖的事实支持内共生假说
B．根据此假说，线粒体的外膜是从原始的真核细胞的细胞膜衍生而来
C．线粒体和叶绿体的膜结构不同于细胞膜和其他细胞器膜，支持此假说
D．先祖厌氧真核生物吞噬需氧菌后使其解体，解体后的物质组装成线粒体
答案　D
解析　线粒体、叶绿体的外膜成分与细胞膜和其他细胞器膜相似，内膜与细菌、蓝藻的细胞膜相似，支持内共生起源学说，C正确；由图中信息可知，先祖厌氧真核生物吞噬需氧菌后，并未使其解体，D错误。
9．类腺病毒(AAV)是一类结构简单的单链DNA病毒，能感染多种动物细胞，但不易引起免疫反应。AAV的复制通常需要腺病毒的辅助，在缺乏辅助病毒时，AAV将其基因组整合到人类第19号染色体的特异性位点，进入潜伏状态。下列有关AAV的叙述，正确的是(　　)
A．是细胞内寄生的原核生物
B．遗传信息传递不遵循中心法则
C．可改造为基因治疗的理想载体
D．与双链DNA病毒相比变种少
答案　C
解析　AAV将其基因组整合到人类第19号染色体，可改造为基因治疗的理想载体，C正确；AAV是病毒，不是原核生物，AAV遗传信息传递遵循中心法则，AAV与双链DNA病毒相比易变异，变种多，A、B、D错误。
10．下列有关支架或骨架的叙述错误的是(　　)
A．碳链构成生物大分子的基本骨架
B．磷脂双分子层是细胞膜的基本支架
C．碱基对排列在内侧构成DNA分子骨架
D．微管等蛋白质纤维构成细胞骨架
答案　C
解析　磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧构成DNA分子骨架，C错误。
二、非选择题
11．脂质是细胞内重要的化合物，肝脏对生物体的脂质代谢具有重要调节作用。
(1)脂质中的________是细胞膜的主要成分，________是细胞内良好的储能物质。
(2)肝脏合成的载脂蛋白可与多种脂质分子结合，并经血液运输到不同组织细胞贮存、分解或者作为________等激素合成的原料。
(3)小鼠的生物钟基因R与脂肪代谢有关，其主要在肝脏细胞中周期性开启和关闭，R基因的作用机理如图1所示。
夜间，R基因开启，将________小鼠肝脏脂肪的合成，其生物学意义是________________________。
(4)为研究影响R基因表达的其他因素，研究者将生长状况一致的小鼠随机分为四组，分别进行如下处理，10周后进行相关检测，结果如图2。
①由结果可知：安静状态时，________导致R蛋白表达量显著降低，脂肪合成增加。高脂饮食时，R基因表达量不同的原因包括________________及运动连续性。
②脂肪在肝脏细胞中堆积过多会引发脂肪肝，影响人体健康。结合本实验研究结果，提出预防脂肪肝的合理建议：__________________________________。
答案　(1)磷脂　脂肪
(2)性激素
(3)抑制　保证小鼠有足够的能量夜晚使用
(4)①高脂饮食　是否运动和运动强度
②低脂饮食，或高脂饮食情况下进行高强度间歇运动
解析　(2)肝脏加工的部分脂质类物质可作为合成性激素的原料。
(3)由图1可知，夜晚R基因开启，合成的R蛋白可促进脂肪合成基因关闭，保证小鼠有足够的能量夜晚使用。
(4)①由结果可知：安静状态时，高脂饮食导致R蛋白表达量显著降低，脂肪合成增加。高脂饮食时，R基因表达量不同的原因包括是否运动和运动强度及运动连续性。②预防脂肪肝应该做到：低脂饮食，或高脂饮食情况下进行高强度间歇运动。
12．在正常情况下，细胞内完全可自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在有某种细胞系(具有无限增殖能力的细胞)由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。现提供如下实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C—核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、12C—脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。请你通过对细胞中不同部位的放射性检测，达成上述实验目的。请写出实验思路、预期实验结果。
答案　实验思路：取甲、乙两个基本培养基，在培养基甲中加入适量等量12C—核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸，在培养基乙中加入适量等量14C—核糖核苷酸和12C—脱氧核苷酸。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，在适宜条件下培养两组细胞一段时间，用放射性探测显微仪分别检测细胞中放射性集中出现的部位。
预期结果：甲组细胞的放射性部位主要在细胞核中，乙组细胞的放射性部位主要在细胞质中。
解析　根据实验目的“为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸”和提供的材料，实验思路主要说明关于“自变量如何设置对照(分别用含12C—核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸与14C—核糖核苷酸和12C—脱氧核苷酸培养基培养细胞)”“无关变量如何控制”“因变量如何检测(放射性集中在细胞核或细胞质)”。

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