01 第一部分 模块一 专题(一) 细胞的分子组成与基本结构 讲义（学生版）

专题(一)细胞的分子组成与基本结构1．细胞中的水和无机盐(1)水与细胞代谢(2)无机盐的存在形式、运输方式及功能2．细胞中的有机物(1)糖类和脂质的种类和功能(2)核酸与蛋白质之间的关系提醒：常见的核酸与蛋白质复合体3．系统比较原核细胞与真核细胞4．蛋白质的合成、加工与发送(1)常考蛋白质的类型提醒：功能蛋白在发挥作用时往往会发生空间构象的改变，注意与蛋白质变性引起的空间结构改变进行区分。(2)蛋白质的合成与分选①共翻译转运途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始之后，由信号肽和与之结合的SRP引导转移至粗面内质网，然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔或定位在ER膜上，经转运膜泡运到高尔基体加工包装再分选至溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外。②翻译后转运途径：即蛋白质在细胞质基质游离核糖体上合成以后，再转移到膜围绕的细胞器或结构，如细胞核、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白。5．细胞的生物膜系统6．多角度分析细胞结构与功能相适应(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________。④溶酶体内部含有多种________，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。(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)细胞类型1．(2024·湖北卷)人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素，才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是()A．热带雨林生态系统中分解者丰富多样，其物质循环的速率快B．高温处理后的抗体，失去了与抗原结合的能力C．硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂D．草履虫具有纤毛结构，有利于其运动2．(2024·安徽卷)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·黑、吉、辽卷)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是()A．摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白无关B．直接加工处理抗原的细胞器有①②③C．抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系D．抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面判断(1)帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生。(2023·湖南卷T1) ()(2)蛋白质和DNA具有相同的空间结构，体内合成时都需要模板、能量和酶。(2020·北京卷T2) ()(3)复合纤维蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。(2023·海南卷T2) ()(4)磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸。(2020·海南卷T1) ()(5)线粒体DNA复制时可能发生突变，线粒体存在于各地质年代生物细胞中。(2023·广东卷T4) ()(6)高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关，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。(2023·海南卷T3) ()(7)经游离核糖体合成后，溶酶体水解酶囊泡进入前溶酶体，形成溶酶体，溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的产物，可以被再次利用。(2023·天津卷T12) ()(8)利用同位素标记法可研究细胞核内的物质变化。(2023·辽宁卷T1) ()(9)细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出。(2021·河北卷T2) ()(10)核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关。(2023·湖南卷T2) ()病毒与细胞的结构和功能辨析1．(2024·广东河源统考一模)女性的宫颈被高危型HPV(人乳头瘤病毒)持续感染，日后可能会引发宫颈癌前病变，甚至患上宫颈癌。据2020年国际癌症研究机构发布的数据，我国宫颈癌患者约占全球的1/5。下列关于人乳头瘤病毒的说法正确的是()A．和酵母菌一样都是由细胞构成的B．是一种细菌病毒，营寄生生活C．人乳头瘤病毒是宫颈癌的病原体D．科学家可以用光学显微镜对其进行观察2．(2024·江苏苏州二模)幽门螺杆菌常寄生在胃黏膜组织中，损伤胃黏膜屏障，感染后可引起慢性胃炎和消化性溃疡甚至胃癌，被世界卫生组织列为第一类生物致癌因子。下列说法正确的是()A．幽门螺杆菌细胞内有五种碱基、八种核苷酸B．幽门螺杆菌细胞内能进行碱基互补配对的细胞器有线粒体和核糖体C．可以通过药物抑制幽门螺杆菌细胞核内DNA聚合酶的活性，抑制其繁殖D．幽门螺杆菌必须依赖于活细胞生存，因此与被感染者一同进食，不会被传染细胞的分子组成、基本结构与功能3．(2024·广东湛江二模)系统素是一条多肽链(十八肽)。植物被昆虫食害后，体内系统素从受伤害处传至未受伤害处，激活蛋白酶抑制剂基因的表达，促进防御蛋白质的合成。下列说法错误的是()A．系统素由18个氨基酸通过脱水缩合形成B．推测系统素是一种信号传递分子C．促进蛋白酶抑制剂基因的表达有助于植物防御能力的提高D．高温处理后的系统素不会与双缩脲试剂发生颜色反应4．(2024·河南郑州模拟)图1为某高等生物细胞结构局部示意图，图中①～⑩表示细胞中的不同结构，图2表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程，a、b、c表示三种细胞器。下列叙述正确的是()A．骨骼肌细胞的细胞结构可用图1表示B．植物细胞都不含图1中的细胞结构⑥C．图2中的b对应图1中的③，参与细胞内蛋白质、脂质等生物大分子的合成D．生物大分子如蛋白质、核酸都能通过图1中的⑧进出细胞核热点拓展一溶酶体和液泡的产生1．溶酶体(1)溶酶体的起源及类型起源：高尔基体。类型：根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，大致可分为初级溶酶体、次级溶酶体和残余小体。初级溶酶体是刚刚从高尔基体形成的小囊泡，仅含有水解酶类，但无作用底物，而且酶处于非活性状态。次级溶酶体中含有水解酶和相应的底物，是一种将要或正在进行消化作用的溶酶体。经过一段时间的消化后，小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运到细胞质基质中，供细胞代谢使用，未被消化的物质残存在溶酶体中形成残余小体。残余小体可通过类似胞吐的方式将内容物排出细胞。(2)膜的成分①嵌有质子泵，借助水解ATP释放出的能量将H＋泵入溶酶体内，使溶酶体中的H＋浓度比细胞质中高100倍以上，以形成和维持酸性的内环境。②具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运。③膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。(3)溶酶体酶的产生溶酶体酶是在粗面内质网上合成并经N-连接的糖基化修饰以后，然后被转移至高尔基体，在高尔基体的顺面膜囊中寡糖链上的甘露糖残基发生磷酸化形成M6P，在高尔基体的反面膜囊和TGN膜上存在M6P的受体，这样溶酶体的酶与其他蛋白区分开来，并得以浓缩，最后以出芽的方式转运到溶酶体中。2．液泡的产生液泡是由单层膜与其内部的细胞液组成的细胞器，广泛存在于植物细胞以及真菌细胞中。低等动物特别是单细胞动物的食物泡、收缩泡等也属于液泡。液泡可来自内质网、高尔基体或细胞膜。内质网顶端膨大或出芽形成囊泡，而成为最初的小液泡，小液泡可逐步形成大液泡。高尔基体的囊泡也能出芽形成小液泡，这些小液泡可与细胞膜融合，也可形成大液泡。细胞膜内陷形成的囊泡也可参与大液泡的形成。1．(2024·江西卷)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·河南郑州一模)溶酶体是细胞内的“消化车间”，以下是某种生物细胞中次级溶酶体的形成过程示意图。下列叙述错误的是()A．该种生物可能是动物，吞噬体的形成需要消耗能量B．初级溶酶体和次级溶酶体的形成都依赖于生物膜的流动性C．溶酶体清除异物需要核糖体、高尔基体、线粒体共同参与D．溶酶体清除受损线粒体的过程属于细胞凋亡3．(2024·山东聊城期末)酵母菌液泡的功能类似于动物细胞的溶酶体。API蛋白是进入液泡后才成熟的、与液泡的形成和维持密切相关的关键蛋白，其进入液泡有两种途径。途径一是在饥饿条件下，形成携带着API蛋白及部分其他物质的自噬小泡与液泡膜融合，将API蛋白送入液泡；途径二是在营养充足条件下，形成特异性携带API蛋白的Cvt小泡，将API蛋白更高效地送入液泡。下列说法错误的是()A．酵母菌API蛋白合成起始于游离核糖体B．自噬小泡与Cvt小泡在细胞内移动过程与细胞骨架有关C．抑制API蛋白基因表达会加速酵母细胞凋亡D．液泡中成熟API蛋白的含量可作为酵母菌营养状态的标志热点拓展二囊泡运输——细胞的“物流系统”真核细胞有复杂的内膜系统，以蛋白质为代表的物质在这些膜之间进行转运，包括被转运物与膜的识别及运输、囊泡与靶膜的识别、融合等。1．核糖体与内质网之间的识别与运输信号肽假说：经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。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。新生肽链通过易位子(一种通道蛋白)进入内质网腔中进行初步加工之后，SRP脱离，肽链继续合成，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落，肽链在内质网中加工后被转运。2．网格蛋白介导的囊泡运输转运物与质膜受体结合后，通过其他分子的帮助，使受体通过接头蛋白与网格蛋白结合，从而导致膜内陷形成有被小窝，最后在动力蛋白的作用下，将小窝缢为囊泡。3．包被蛋白介导的囊泡运输COP蛋白主要介导了内质网和高尔基体之间的物质转运。COP蛋白分为两种类型：COPⅠ和COPⅡ。前者主要参与从高尔基体向内质网运输的回补途径，后者主要参与从内质网向高尔基体运输的正向途径。如内质网驻留蛋白的KDEL序列被高尔基体上的KDEL受体识别，从而在高尔基体顺面管网结构招募COPⅠ，形成运输向内质网的囊泡。4．囊泡与靶膜的识别与结合——SNARE假说SNARE是一类跨膜蛋白，位于囊泡上的称为v-SNARE，位于靶膜上的称为t-SNARE。在囊泡形成时，囊泡膜表面就携带了两个重要的分子——Rab和v-SNARE。v-SNARE和t-SNARE具有特征性的螺旋区，当二者的螺旋区相似时，就相互缠绕形成复合物，并在其他蛋白和ATP作用下帮助囊泡膜与靶膜融合。1．(2021·山东卷)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ATPC．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2．在细胞内，许多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”。请回答以下问题：(1)囊泡是一种动态的细胞结构，其主要成分是__________________，能产生