重点培优 从细胞的结构深化“结构决定功能”的观念

重点培优

从细胞的结构深化“结构

决定功能”的观念（点击进入“专题验收评价”）生物的形态、结构总是与其功能相适应是重要的生命观念之一。结合实例考查学生对这一观念的理解常出现在高考命题中，下面是体现结构与功能相应的实例。(1)血红蛋白的功能是运输氧气，哺乳动物成熟的红细胞内充分容纳血红蛋白，与红细胞运输氧气的功能相适应。培优点(一)

细胞结构特化赋予细胞特定功能(2)精子很小，尾部含有大量的线粒体，便于精子的运动，是结构与功能相适应的体现。(3)叶绿体是光合作用的场所，同一叶片中接近下表皮细胞的叶绿体比接近上表皮细胞的叶绿体大且多，是与环境(光强度)相适应的特点。(4)分泌蛋白合成旺盛的细胞中，核糖体数目较多，具有发达的内质网和高尔基体。[应用体验]1.结构和功能相适应是生物学核心素养中“生命观念”的基本观点之一。下列不能体现“结构与功能相适应”的是

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)A.细胞核的核孔有利于各种物质出入，核仁是装配核糖体的场所B.细胞内的生物膜把细胞区室化，保证了生命活动高效有序地进行C.细胞质中存在大面积的内质网，便于其与细胞核和细胞膜之间建立联系及酶的附着D.哺乳动物红细胞成熟过程中，细胞核退化并排出是为血红蛋白腾出空间，有利于氧的运输答案：A

解析：核孔有利于大分子物质出入细胞核，具有选择性，A符合题意；细胞内的生物膜把细胞区室化，保证了生命活动高效有序地进行，B不符合题意；内质网膜内连核膜，外连细胞膜，便于其与细胞核和细胞膜之间建立联系，同时大面积的内质网有利于酶的附着，C不符合题意；哺乳动物红细胞成熟过程中，细胞核退化并排出是为血红蛋白腾出空间，可容纳更多的血红蛋白，有利于氧气的运输，D不符合题意。2.下列关于细胞功能与其结构基础的对应关系错误的是

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)A.根毛细胞渗透吸水：具有大液泡B.性腺细胞合成性激素：具有发达的内质网C.哺乳动物成熟红细胞运输氧气：细胞核和细胞器消失，富含血红蛋白D.甲状腺细胞富集碘：细胞膜上有其易化扩散所需的载体答案：D

解析：根毛细胞具有大液泡，能渗透吸水，A正确；性激素属于脂质，其合成场所是内质网，因此性腺细胞具有发达的内质网，B正确；红细胞细胞核和细胞器消失，富含血红蛋白，能运输氧气，C正确；碘离子进入甲状腺细胞的方式是主动转运，不是易化扩散，D错误。3.(2023·温州一模)结构与功能相适应是生命科学的基本观点之一。如需氧呼吸最后一个阶段需要在生物膜上进行，溶酶体内含有多种酸性水解酶，可以分解侵入的病原体和自身衰老或受损的细胞器等。下列有关叙述错误的是

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)A.溶酶体膜上具有主动转运H＋的载体蛋白B.叶绿体内膜上分布着与光合作用有关的酶C.需氧细菌的细胞膜上可能含有与需氧呼吸有关的酶D.细胞骨架能维持细胞形态和细胞内部结构的有序性答案：B

解析：溶酶体内含有多种酸性水解酶，H＋的浓度较高，H＋通过主动转运的方式进入溶酶体内，不仅需要消耗能量，还需要溶酶体膜上具有特异性转运H＋的载体蛋白，A正确；叶绿体类囊体膜上分布着与光合作用有关的酶，B错误；需氧细菌没有线粒体，但能进行需氧呼吸，其细胞膜上可能含有与需氧呼吸有关的酶，C正确；细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网架结构，能维持细胞形态，保持细胞内部结构的有序性，D正确。运用结构与功能观认识特化的细胞|思|维|建|模|在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。培优点(二)

细胞自噬与细胞稳态维持[应用体验]4.(2023·嘉兴二模)细胞自噬是细胞重要的自我保护机制，其过程如图所示。下列叙述错误的是

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)A.图示过程依赖于膜的结构特性

B.图示过程依赖于膜的信号传递功能C.图示过程有利于细胞结构和功能的稳定

D.图示过程在胎儿细胞中不存在答案：D

解析：图示过程有生物膜的融合，依赖于膜的结构特性，即生物膜具有一定的流动性，A正确；图示过程中溶酶体与自噬体的结合依赖于膜的信号传递功能，B正确；细胞自噬是细胞重要的自我保护机制，有利于细胞结构和功能的稳定，C正确；胎儿细胞中存在图示的细胞自噬过程，D错误。5.(2023·金华浦江月考)细胞自噬在维持细胞稳态中发挥重要作用，巨自噬发生过程如图所示。受损或衰老的细胞器被来自内质网的膜包裹形成自噬体，之后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，该过程由LC3蛋白介导。将LC3蛋白与绿色荧光蛋白融合，可以通过LC3亮点观察自噬囊泡的数量。以下说法正确的是

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)A.巨自噬普遍存在于具有细胞结构的生物中B.对细胞进行饥饿处理会使LC3亮点减少C.剧烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡D.溶酶体中富含其自身合成的水解酶答案：C

解析：巨自噬只存在于真核生物中，原核生物只有核糖体这一种无膜细胞器，没有溶酶体和内质网等，不能发生巨自噬，A错误；处于营养缺乏条件下的细胞通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量，而LC3蛋白可介导细胞自噬过程，因此对细胞进行饥饿处理会促进细胞自噬，会使LC3亮点增加，B错误；剧烈的细胞自噬可能会过度降解细胞内的蛋白质或细胞器，从而导致细胞凋亡，C正确；溶酶体内的水解酶是在核糖体上合成的，D错误。专题验收评价一、选择题1.(2023·宁波期中)细胞学说被恩格斯称为19世纪自然科学三大发现之一，作为生物学大厦的基石，它赋予了生物学不同于其他自然科学的独特韵味。细胞学说阐明了

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)A.生物具有多样性 B.生物具有遗传性C.生物界的统一性 D.生物都由细胞构成答案：C

解析：细胞学说揭示了动物和植物的统一性，阐明了生物界的统一性，C符合题意。2.(2023·浙江6月选考)囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是

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)A.囊泡的运输依赖于细胞骨架B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器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形成统一的整体答案：A

解析：囊泡在细胞内的运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体无膜结构，不能形成囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性，C错误；细胞内的核糖体和中心体无膜结构，囊泡不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。3.(2023·衢州五校期末)农业生产中将玉米和大豆间种能显著提升经济效益。玉米的花粉成熟后落到雌花柱头上，即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应；但玉米的花粉落到大豆的柱头上则不会发生这一系列反应。该现象能很好地说明细胞膜

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)A.主要由脂质和蛋白质组成 B.具有选择透过性C.能进行细胞间的信息交流 D.可将细胞与外界环境分隔开答案：C

解析：题中利用细胞膜上的相关蛋白完成识别作用，该现象说明细胞膜能进行细胞间的信息交流，C符合题意。4.(2023·浙江强基联盟统测)参与人的唾液腺分泌唾液淀粉酶的细胞结构不包括

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)A.高尔基体

B.线粒体

C.细胞骨架

D.溶酶体答案：D

解析：唾液淀粉酶属于分泌蛋白，高尔基体可对来自内质网的唾液淀粉酶进行加工、分类和包装；线粒体为分泌蛋白的分泌过程提供能量；细胞骨架与细胞内的物质运输等有关，唾液淀粉酶的分泌过程与细胞骨架有关，D符合题意。5.铅可导致神经细胞线粒体空泡化、内质网结构改变、高尔基体扩张，影响这些细胞器的正常功能。这些改变不会直接影响下列哪种生理过程

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)A.厌氧呼吸释放少量能量 B.磷脂和固醇的合成C.分泌蛋白的合成与加工 D.囊泡的生成和运输答案：A

解析：铅影响线粒体、内质网和高尔基体，而细胞厌氧呼吸的场所在细胞溶胶，这些改变不影响厌氧呼吸，A符合题意；答案：A

解析：铅影响线粒体、内质网和高尔基体，而细胞厌氧呼吸的场所在细胞溶胶，这些改变不影响厌氧呼吸，A符合题意；磷脂和固醇属于脂质，脂质的合成场所是内质网，铅改变了内质网结构，故会影响该过程，B不符合题意；分泌蛋白的合成与加工需要内质网、高尔基体和线粒体的参与，因此会影响该过程，C不符合题意；囊泡的生成和运输过程中需要线粒体提供能量，其形成与内质网和高尔基体也有关系，会影响该过程，D不符合题意。磷脂和固醇属于脂质，脂质的合成场所是内质网，铅改变了内质网结构，故会影响该过程，B不符合题意；分泌蛋白的合成与加工需要内质网、高尔基体和线粒体的参与，因此会影响该过程，C不符合题意；囊泡的生成和运输过程中需要线粒体提供能量，其形成与内质网和高尔基体也有关系，会影响该过程，D不符合题意。6.内共生起源学说认为：原始真核细胞吞噬好氧细菌演化成线粒体，部分原始真核细胞吞噬光合细菌演化成叶绿体。下列事实中，不支持该学说的是

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)A.两种细胞器的外膜成分与真核细胞的细胞膜相似B.两种细胞器所含蛋白质的基本单位都是氨基酸C.两种细胞器都存在与细菌类似的核糖体D.两种细胞器所含的DNA裸露且呈环状答案：B

解析：两种细胞器的外膜成分与真核细胞的细胞膜相似，支持内共生起源学说，A不符合题意；所有细胞器所含蛋白质的基本单位都是氨基酸，不支持内共生起源学说，B符合题意；真核细胞中有功能不同的多种细胞器，而线粒体、叶绿体中仅存在与细菌类似的核糖体，可说明线粒体、叶绿体与细菌之间的关联，支持内共生起源学说，C不符合题意；真核细胞的核DNA与蛋白质结合形成线状染色体，而线粒体、叶绿体DNA裸露且主要呈环状，与细菌拟核DNA相同，支持内共生起源学说，D不符合题意。7.(2023·杭州八区县期末)取A、B两个透析袋(透析袋由半透膜构成，大分子无法通过，小分子可以自由通过)，分别加入等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液，再将透析袋置于清水中，A组向清水中加入适量的碘­碘化钾溶液，静置一段时间后，再向B组的清水中加入适量的本尼迪特试剂后观察两组的实验现象。下列叙述正确的是

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)A.透析袋对物质的进出具有选择透过性B.A组的透析袋内溶液变蓝C.B组的透析袋外出现红黄色沉淀D.B组的葡萄糖通过易化扩散出入透析袋答案：B

解析：透析袋由半透膜构成，大分子无法通过，小分子可以自由通过，具有半透性，没有选择透过性，A错误；A组向清水中加入适量碘­碘化钾溶液，碘能进入透析袋，透析袋内淀粉遇碘变蓝，B正确；B组中的葡萄糖能通过透析袋而进入清水中，但因没有进行水浴加热，所以B组在清水中加入本尼迪特试剂后，B组透析袋外不会出现红黄色沉淀，C错误；透析袋是一种半透膜，半透膜上没有蛋白质，易化扩散是顺浓度梯度运输，需要载体蛋白的协助，因此葡萄糖出入透析袋不是易化扩散，D错误。(2023·宁波二模)阅读下列材料，回答8～9题。溶酶体被称为细胞的“自杀口袋”，其内含大量水解酶，可降解细胞内的生物大分子。溶酶体膜在成分上与其他生物膜不同，其膜上嵌有转运H＋的蛋白质，含有多种载体蛋白和较多的胆固醇，与细胞溶胶接触的膜蛋白高度糖基化(蛋白质翻译后修饰的一种重要方式)，可以防止溶酶体酶对膜蛋白的水解。8.关于溶酶体膜的功能，下列叙述错误的是

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)A.溶酶体膜具有选择透过性B.溶酶体膜的功能由它的成分和结构决定C.溶酶体膜上的胆固醇一定与膜的流动性无关D.溶酶体膜将其内进行的多种化学反应与其他细胞器分隔开答案：C

解析：和其他生物膜一样，溶酶体膜也具有选择透过性，A正确；结构决定功能，溶酶体膜的功能由它的成分和结构决定，B正确；溶酶体膜上含有胆固醇，胆固醇与溶酶体膜的流动性有关，C错误；溶酶体膜将其内进行的多种化学反应与其他细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应而互不干扰，D正确。9.从结构与功能相适应的角度分析，下列叙述正确的是

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)A.溶酶体通过易化扩散将H＋泵入溶酶体内，以形成和维持膜内的酸性环境B.溶酶体通过多种载体蛋白将细胞内无用的生物大分子转运至溶酶体内C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可能发生在内质网或高尔基体D.动物细胞的生物膜系统中，只有溶酶体膜含胆固醇答案：C

解析：溶酶体通过主动转运将H＋泵入溶酶体内，以形成和维持膜内的酸性环境，A错误；生物大分子进入溶酶体不是通过载体蛋白进行的，B错误；内质网或高尔基体可对蛋白质进行加工修饰，溶酶体膜蛋白高度糖基化可能发生在内质网或高尔基体，C正确；动物细胞的生物膜系统中，除溶酶体膜含胆固醇外，细胞膜也含有胆固醇，D错误。10.(2023·温州二模)高等动物细胞合成的分泌蛋白有两种分泌方式：一种是不受细胞外界调节因素的作用，可持续不断地分泌到胞外的组成型分泌；另一种是分泌蛋白先储存于囊泡中，在细胞受到胞外信号作用时才分泌到胞外的调节型分泌。根据以上信息，下列推测正确的是

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)A.组成型分泌中的分泌蛋白可不经过囊泡直接分泌到胞外B.调节型分泌是细胞膜成分更新及细胞生长的主要因素C.动物激素的分泌属于调节型分泌，神经递质的释放属于组成型分泌D.无论是组成型还是调节型分泌，都与多种细胞器之间的分工协作有关答案：D

解析：组成型分泌中的分泌蛋白需要通过囊泡分泌到细胞外，A错误；调节型分泌中的囊泡与细胞膜融合，可更新细胞膜成分，但细胞生长与该过程无关，B错误；动物激素的分泌和神经递质的释放都是在细胞受到胞外信号作用时才分泌到胞外，都属于调节型分泌，C错误；无论是组成型还是调节型分泌，都与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等有关，都需要多种细胞器之间的分工协作，D正确。11.(2021·浙江1月选考)在进行“观察叶绿体”的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述正确的是

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)A.制作临时装片时，实验材料不需要染色B.黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片C.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察D.在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成答案：A

解析：黑藻为多细胞植物，细胞中含有叶绿体，细胞溶胶无色，因此“观察叶绿体”的活动中，用黑藻作实验材料不需要染色，A正确，B错误；预处理的目的是使叶绿体分散开并加快胞质环流速度，而不会减少黑藻细胞中叶绿体的数量，C错误；光学显微镜下不能观察到叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成，该结构只有在电子显微镜下才能观察到，D错误。12.(2022·全国甲卷)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是

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)A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与D.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答案：C

解析：有(需)氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质(细胞溶胶)，第二、三阶段的场所是线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有(需)氧呼吸时细胞质基质(细胞溶胶)和线粒体中都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有(需)氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为CO2和[H]是有(需)氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要O2的参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D正确。13.在细胞中存在多种“泡”，功能多种多样，对细胞的生命活动至关重要。图甲表示囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的局部放大。下列叙述正确的是

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)A.性激素的受体是膜蛋白的一种，通过图乙方式的囊泡运输产生B.结构①可以消化自身衰老的线粒体，完成此过程与结构②无关C.囊泡运输的过程需要多种信号分子参与，但与细胞骨架无关D.囊泡不仅可以运输蛋白质，还可以运输磷脂和胆固醇答案：D

解析：性激素的本质是脂质，其受体一般在细胞内，进入细胞的方式为扩散，A错误；细胞在代谢过程中产生的残渣、功能异常的大分子以及衰老的细胞器等，被②内质网或其他膜结构形成的囊泡包裹着，与①溶酶体融合，进而被消化分解，B错误；囊泡运输包括囊泡形成、运输和特定部位膜的融合，需要多种信号分子和细胞骨架的参与，C错误；囊泡不仅可以运输蛋白质，还可以运输磷脂和胆固醇，D正确。二、非选择题14.信号肽学说认为，当核糖体上新生成的多肽链延伸至80个左右氨基酸残基时，新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的SRP受体(DP)结合，将核糖体—新生肽引导至内质网。之后，SRP脱离，肽链继续合成并进入内质网腔中进行初步加工，肽链合成结束后核糖体脱落。科学家利用分离得到的各种细胞组分进行分泌蛋白甲的合成实验，结果如下表。实验组别分泌蛋白甲的mRNA(含编码信号肽的序列)SRPDP内质网分泌蛋白甲的合成结果1＋－－－产生含信号肽的完整多肽2＋＋－－合成70～100个氨基酸残基后，肽链停止延伸3＋＋＋－产生含信号肽的完整多肽4＋＋＋＋信号肽切除，多肽链进入内质网注：“＋”“－”分别代表培养液中存在和不存在该物质或结构。(1)分离各种细胞器的方法是________，以上实验培养液中除表中成分外，每组均须加入的结构是________(填序号)。①核糖体②高尔基体③完整的细胞(2)在活细胞内，若控制SRP的基因突变导致SRP活性丧失，分泌蛋白甲的合成结果是______________________，该蛋白质________(填“能”或“不能”)分泌到细胞外，原因是____________________________________________________