資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物高考知識點梳理&對點訓練
2.3 細胞結構之間的分工與合作
對細胞的結構與功能的考查在高考命題中每年都會出現，而細胞結構之間的分工與合作能較好地考查考生的綜合分析、學以致用能力，更是本部分內容的考查重點。命題多以細胞結構之間的分工與合作為紐帶，借助最新科技信息為背景，結合細胞代謝、細胞的分化和凋亡、個體穩態等知識綜合考查。著眼于考生的結構與功能觀、模型建構與應用等學科核心素養的培養。
1．(2021·山東高考)高爾基體膜上的RS受體特異性識別并結合含有短肽序列RS的蛋白質，以出芽的形式形成囊泡，通過囊泡運輸的方式將錯誤轉運到高爾基體的該類蛋白運回內質網并釋放。RS受體與RS的結合能力隨pH升高而減弱。下列說法錯誤的是(　 )
A．消化酶和抗體不屬于該類蛋白
B．該類蛋白運回內質網的過程消耗ATP
C．高爾基體內RS受體所在區域的pH比內質網的pH高
D．RS功能的缺失可能會使高爾基體內該類蛋白的含量增加
解析：選C　分析題干信息可知，高爾基體產生的囊泡將錯誤轉運至高爾基體的蛋白質運回內質網，即這些蛋白質不應該運輸至高爾基體，而消化酶和抗體屬于分泌蛋白，需要運輸至高爾基體并發送至細胞外，所以消化酶和抗體不屬于該類蛋白，A正確；細胞通過囊泡運輸需要消耗能量ATP，B正確；根據題干信息“RS受體特異性識別并結合含有短肽序列RS的蛋白質”“RS受體與RS的結合能力隨pH升高而減弱”，如果高爾基體內RS受體所在區域的pH比內質網的pH高，則RS受體與RS的結合能力減弱，所以可以推測高爾基體內RS受體所在區域的pH比內質網的pH低，C錯誤；如果RS的功能缺失，則受體不能和錯誤的蛋白質結合，并被運回內質網，因此可能會使高爾基體內該類蛋白的含量增加，D正確。
2．(2020·山東高考)經內質網加工的蛋白質進入高爾基體后，S酶會在其中的某些蛋白質上形成M6P標志。具有該標志的蛋白質能被高爾基體膜上的M6P受體識別，經高爾基體膜包裹形成囊泡，在囊泡逐漸轉化為溶酶體的過程中，帶有M6P標志的蛋白質轉化為溶酶體酶；不能發生此識別過程的蛋白質經囊泡運往細胞膜。下列說法錯誤的是(　 )
A．M6P標志的形成過程體現了S酶的專一性
B．附著在內質網上的核糖體參與溶酶體酶的合成
C．S酶功能喪失的細胞中，衰老和損傷的細胞器會在細胞內積累
D．M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質會聚集在高爾基體內
解析：選D　進入高爾基體的蛋白質不能都被S酶作用形成M6P標志，體現了S酶的專一性，A正確；在內質網進行加工的蛋白質由附著在內質網上的核糖體參與合成，B正確；溶酶體內含有大量的水解酶，可以分解衰老、損傷的細胞器，S酶功能喪失的細胞中沒有帶有M6P標志的蛋白質，不能產生溶酶體酶，衰老和損傷的細胞器不能被分解，會在細胞內積累，C正確；M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質不能發生高爾基體膜上的M6P受體識別的過程，因此蛋白質會經囊泡運往細胞膜，不會聚集在高爾基體內，D錯誤。
[知識梳理]
1．真核細胞內蛋白質的合成、加工和去向
(1)游離核糖體合成的蛋白質去向：細胞質基質、細胞核、線粒體、葉綠體等，這部分蛋白質也要進行一定的加工形成空間結構，該過程依賴于細胞質基質中的某些特定分子。
(2)由附著核糖體合成，經內質網、高爾基體加工后的蛋白質去向：細胞外、細胞膜上、溶酶體中。
2．與分泌蛋白相關結構變化的模型構建及解讀
[模型解讀]
(1)圖A表示分泌蛋白的合成、加工、運輸過程，其中①是核膜，②是核糖體，③是內質網，④是高爾基體，⑤是細胞膜。
(2)圖B、C表示用同位素標記法，研究3H標記的亮氨酸的放射性依次出現的結構，則圖C中①②③分別表示核糖體、內質網和高爾基體三種細胞器。
(3)圖D、E表示在分泌蛋白加工、運輸過程中，相關結構膜面積的變化。則圖E中①②③分別表示內質網、細胞膜和高爾基體三種細胞結構的膜面積變化。
3．“囊泡運輸”的歸納與概括
4．細胞自噬
(1)過程：一些損壞的蛋白質或細胞器被具膜結構的自噬小泡包裹后，被送入溶酶體(動物)或液泡(酵母菌和植物)中進行降解，相關物質得以循環利用。
(2)意義：①細胞自噬可以清除細胞受損或多余的細胞器，清除入侵微生物等，以維持細胞內的穩態。②在遭受各種細胞外或細胞內刺激(如缺營養)時細胞可通過細胞自噬維持基本的生命活動。③細胞自噬是真核生物中對細胞內物質進行周轉的重要過程。
[典例]　(2022·天津和平區檢測)下圖表示細胞內蛋白質合成后的去向和定位，其中①～⑦表示細胞結構，甲～丁表示結構中的物質。下列說法正確的是(　 )
A．圖中具有雙層膜的結構只有⑥⑦，而且二者增大膜面積的方式相同
B．進入結構⑦的蛋白質中有把葡萄糖分解成丙酮酸的酶
C．物質丁可能是消化酶、呼吸酶、抗體、胰島素和性激素等
D．結構③能對來自結構②的蛋白質進行加工、分類和包裝等
[解析]　①是核糖體，②是內質網，③是高爾基體，④是細胞膜，⑤是細胞核，⑥是葉綠體，⑦是線粒體。具有雙層膜的結構有⑤⑥⑦，線粒體增大膜面積的方式是內膜向內折疊形成嵴，葉綠體增大膜面積的方式是類囊體堆疊形成基粒，A錯誤；將葡萄糖分解成丙酮酸的過程發生在細胞質基質中，不發生在線粒體中，B錯誤；物質丁屬于分泌蛋白，性激素的本質是固醇，C錯誤；高爾基體主要對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝等，D正確。
[答案]　D
分泌蛋白形成過程圖中的相關變化分析
　　
[針對訓練]
題組一　分泌蛋白的合成及加工、運輸過程
1．(2022·臨沂模擬)下圖是組成細胞膜的物質合成和定位過程，下列有關敘述正確的是(　 )
A．細胞膜、核糖體、內質網和高爾基體的主要成分是脂質和蛋白質
B．分泌蛋白、跨膜蛋白合成后的加工、修飾發生在內質網和高爾基體
C．性激素的分泌過程中，需要來自內質網、高爾基體的囊泡參與
D．囊泡膜以磷脂雙分子層為基本骨架，執行功能時膜成分不會改變
解析：選B　核糖體沒有膜結構，主要成分是蛋白質和RNA，A錯誤；氨基酸先在核糖體上通過脫水縮合反應形成肽鏈，在內質網和高爾基體中修飾，修飾后的跨膜蛋白、分泌蛋白及糖脂以出芽的形式形成囊泡，囊泡包裹著蛋白質運輸到細胞膜，B正確；性激素的化學本質是脂質中的固醇，是一類脂溶性分子，非常容易穿透生物膜的雙層磷脂分子，其合成過程需要內質網參與，但分泌過程不需要來自內質網、高爾基體的囊泡參與，C錯誤；囊泡膜以磷脂雙分子層為基本骨架，執行功能時會與不同的膜結構發生轉化，因此其膜成分會改變，D錯誤。
2．囊泡是由單層膜包裹的膜性結構，主要司職細胞內不同膜性細胞器之間的物質運輸，稱之為囊泡運輸，一般包括出芽、錨定和融合等過程(如圖所示)，需要貨物分子、運輸復合體、動力蛋白和微管等的參與以及多種分子的調節。下列有關說法正確的是(　 )
A．囊泡運輸需要載體蛋白，不消耗ATP
B．囊泡中物質運輸需要跨過多層生物膜，才能“錨定”
C．“出芽”和“融合”體現了細胞膜的功能特性具有流動性
D．囊泡運輸會導致某些生物膜的成分更新
解析：選D　囊泡運輸不需要載體蛋白，但是需要ATP，A錯誤；囊泡中物質運輸需要跨過0層生物膜，靠的是膜的流動性，B錯誤；“出芽”和“融合”體現了生物膜的結構特性具有流動性，C錯誤；囊泡運輸會導致某些生物膜的成分更新，如內質網膜“出芽”形成的囊泡與高爾基體膜融合，D正確。
題組二　細胞自噬
3．動物細胞溶酶體內含多種水解酶，溶酶體內的水解酶不作用于正常結構成分的原因是：一方面酶被溶酶體膜包住；另一方面溶酶體內的環境與細胞質基質的pH不同，溶酶體內pH≤5，而細胞質基質pH≈7，溶酶體膜上有質子泵維持這種pH的差異，植物細胞內的液泡執行類似的降解功能。下列敘述正確的是(　 )
A．溶酶體合成的水解酶可分解衰老損傷的細胞器
B．細胞質基質中的H＋運入溶酶體的方式是協助擴散
C．溶酶體膜上的蛋白質不會被自身水解酶水解
D．動物細胞中也有執行類似的降解功能的大液泡
解析：選C　水解酶的化學本質是蛋白質，在細胞質的核糖體中合成，A錯誤；由題意知，細胞質基質的pH大于溶酶體，因此細胞質基質中的H＋運入溶酶體是逆濃度梯度運輸，其方式為主動運輸，需消耗能量，B錯誤；根據題干信息分析可知，溶酶體膜上的蛋白質不會被自身水解酶水解，C正確；植物細胞中有執行類似的降解功能的大液泡，動物細胞沒有大液泡，D錯誤。
4．植物細胞自噬是一種通過生物膜包裹胞內物質或細胞器，并將其運送到液泡降解的過程，由此可以循環利用細胞內的生物大分子。液泡通過其膜上的質子泵維持內部的酸性環境。下列說法錯誤的是(　 )
A．液泡內的水解酶進入細胞質基質后活性降低或失活
B．液泡內的水解酶由核糖體合成通過主動運輸轉運到液泡中
C．液泡在細胞自噬中的作用與動物細胞中溶酶體的作用相似
D．液泡膜上的質子泵消耗ATP將H＋從細胞質基質轉運到液泡內
解析：選B　液泡內的水解酶由核糖體合成，通過囊泡的形式轉運到液泡中，B錯誤。
[課時驗收評價]
1．細胞面對饑餓時，細胞自噬能快速提供燃料供應能量，或者提供材料更新細胞組分，在細胞自噬過程中溶酶體扮演著非常重要的角色。下列有關敘述錯誤的是(　 )
A．人工破壞溶酶體的膜可加速細胞的自噬作用過程
B．當細胞養分不足時，細胞自噬作用通常會增強
C．溶酶體中含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器
D．受損的線粒體功能逐漸退化，不會直接影響葡萄糖的氧化分解
解析：選A　溶酶體是細胞自噬過程中的重要角色，破壞溶酶體會破壞細胞的自噬過程，使自噬作用減弱，A錯誤；葡萄糖的氧化分解發生在細胞質基質中，產物丙酮酸運輸到線粒體內進行細胞呼吸的二三階段，因此受損線粒體功能逐漸退化不直接影響葡萄糖的氧化分解，D正確。
2.細胞自噬是將細胞內受損、變性、衰老的蛋白質或細胞器運輸到溶酶體內并降解的過程。細胞自噬存在圖中甲(微自噬)、乙(巨自噬)、丙(分子伴侶介導)的三種自噬方式。下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．細胞自噬被維持在一定水平，確保和維持細胞內的穩態
B．甲、乙過程與漿細胞分泌抗體過程一樣，都需要消耗能量
C．溶酶體能合成多種水解酶來完成細胞的自噬過程
D．甲、乙、丙三種自噬方式都貫穿于正常細胞的生命歷程中
解析：選C　題圖中表示細胞自噬的三種方式，其中方式甲是溶酶體直接胞吞顆粒物；方式乙是先形成自噬小泡，自噬小泡再與溶酶體融合；方式丙為蛋白質與分子伴侶結合后通過溶酶體上的膜蛋白進入溶酶體。溶酶體中的水解酶屬于蛋白質，在核糖體上合成，C錯誤；甲、乙、丙三種自噬方式都貫穿于正常細胞的生命歷程中，D正確。
3．如圖1是分泌蛋白的合成、加工、分泌過程示意圖，其中a、b、c、d表示細胞器，圖2表示動物細胞某些細胞器中部分有機物的含量。下列敘述不正確的是(　 )
A．研究圖1生理過程一般采用的方法是差速離心法
B．圖1中物質X與核酸的化學組成中共有的元素一定有C、H、O、N
C．圖2中乙可表示圖1中的b、c兩種細胞器，丙的形成與核仁有關
D．圖2中甲對應圖1中的d，圖1中的生理過程不在原核細胞中進行
解析：選A　圖1是分泌蛋白的合成、加工、分泌過程示意圖，研究該生理過程一般采用同位素標記法，A錯誤；圖1中物質X是氨基酸，氨基酸與核酸的化學組成中共有的元素一定有C、H、O、N，B正確；圖2乙中含有蛋白質和脂質，表示的細胞器具有膜結構，可表示圖1中的b(內質網)、c(高爾基體)；丙中不含脂質，無膜結構，含有核酸和蛋白質，應為核糖體，其形成與核仁有關，C正確；圖2中甲與圖1中d均為線粒體，原核細胞中沒有內質網、高爾基體、線粒體等結構，故圖1中的生理過程不在原核細胞中進行，D正確。
4．下圖表示胰島素生成和溶酶體形成的過程。圖示過程①合成前胰島素原(無生物活性)，通過②轉運到高爾基體生成胰島素，然后分泌出細胞；圖中高爾基體的轉運膜泡與內吞泡融合后開始水解內吞物質，形成前溶酶體，當前溶酶體失去明顯的內吞泡膜成分且pH進一步降低時，即形成溶酶體。請據圖分析并回答下列問題。
(1)前胰島素原的合成場所是____________________。該過程________(填“需要”或“不需要”)酶的催化，并消耗能量。
(2)胰島素合成和分泌依次經過的細胞結構是________________________________，它們之間通過囊泡沿____________(填細胞結構)運輸，最終以______的方式運輸到細胞外。
(3)胰島素的合成和分泌充分體現了細胞內各種膜結構之間的協調配合，其基礎是__________________________________。
(4)前溶酶體從____________(填細胞器名稱)接受了新合成的水解酶原和溶酶體膜蛋白。轉運膜泡與內吞泡融合的意義是________________________________________________________________________。
解析：(1)前胰島素原的合成場所是核糖體(氨基酸脫水縮合形成肽鏈)、粗面內質網(多肽鏈盤曲折疊形成具有一定空間結構的蛋白質)，該過程需要酶的催化，并消耗能量。(2)胰島素屬于分泌蛋白，分泌蛋白的合成與分泌過程：附著在內質網上的核糖體合成蛋白質→粗面內質網進行初步加工→內質網“出芽”形成囊泡→高爾基體進行再加工形成成熟的蛋白質→高爾基體“出芽”形成囊泡→細胞膜。因此胰島素合成和分泌依次經過的細胞結構是核糖體、粗面內質網、高爾基體、細胞膜，它們之間通過囊泡沿細胞骨架運輸，最終以胞吐的方式運輸到細胞外，這依賴于細胞膜的流動性。(3)胰島素的合成和分泌充分體現了細胞內各種膜結構之間的協調配合，其基礎是各種膜結構的組成成分和結構相似。(4)由圖可知，前溶酶體從高爾基體接受了新合成的水解酶原和溶酶體膜蛋白。轉運膜泡與內吞泡融合的意義是內吞物質激活水解酶原成為水解酶。
答案：(1)核糖體、粗面內質網　 需要　(2)核糖體、粗面內質網、高爾基體、細胞膜　 細胞骨架　胞吐　(3)各種膜結構的組成成分和結構相似　(4)高爾基體　 內吞物質激活水解酶原成為水解酶

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