資源簡介

新人教生物一輪復習學案
第5講 細胞器和生物膜系統
【素養目標】　1.通過對各種細胞器結構和功能的認識，掌握細胞器的功能，并認同生物體結構與功能相適應的觀點，嘗試構建真核細胞的結構模型。(生命觀念　科學思維)　2.基于對各種細胞器的比較和分析，能夠按照不同的標準對細胞器進行分類和歸納，進而建立起細胞器之間的聯系。(科學思維)　3.學會用科學的方法觀察細胞中的葉綠體和細胞質流動。(科學探究)
考點一　主要細胞器的結構和功能
1．細胞器的分離方法
差速離心法：主要是采取逐漸提高離心速率分離不同大小顆粒的方法。
2．細胞器的結構和功能
圖示 名稱 功能
線粒體 細胞進行有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”
葉綠體 綠色植物細胞進行光合作用的場所，被稱為細胞的“養料制造車間”和“能量轉換站”
內質網 蛋白質等大分子物質的合成、加工場所和運輸通道
高爾基體 主要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發送站”
溶酶體 是細胞的“消化車間”，內部含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌
液泡 調節植物細胞內的環境，充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺，主要存在于植物細胞中
中心體 分布在動物與低等植物細胞中，與細胞的有絲分裂有關
核糖體 “生產蛋白質的機器”
【歸納總結】　(1)內質網有兩類：粗面內質網與分泌蛋白的合成、加工、運輸有關；光面內質網與糖類、脂質(如某些激素)的合成有關。
(2)動物細胞內的高爾基體與分泌物的形成有關，是各種膜成分相互轉化中的“樞紐”。植物細胞內的高爾基體與細胞壁的形成有關。
(3)液泡中的色素是花青素，與花和果實的顏色有關；葉綠體中的色素是葉綠素等，與光合作用有關。
(4)溶酶體起源于高爾基體。
3．細胞質基質
在細胞質中，除了細胞器外，還有呈溶膠狀的細胞質基質。
4．細胞骨架
(1)結構：由蛋白質纖維組成的網架結構。
(2)功能：維持著細胞的形態，錨定并支撐著許多細胞器，與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量轉化、信息傳遞等生命活動密切相關。
5．細胞壁：植物細胞壁主要由纖維素和果膠構成，對細胞起支持和保護作用。
(1)溶酶體能合成水解酶用于分解衰老的細胞器(　　)
(2)中心體在動物細胞有絲分裂的前期完成倍增(　　)
(3)大腸桿菌中，核糖體有的附著在內質網上，有的游離分布在細胞質中(　　)
(4)液泡和葉綠體都是具有膜結構的細胞器，其內都含有葉綠素、花青素等色素(　　)
(5)經內質網加工的蛋白質，都通過高爾基體分泌到細胞外(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
1．線粒體和葉綠體的比較
2．多角度比較各種細胞器
3．細胞結構圖解的識別與判斷
(1)顯微結構與亞顯微結構模式圖的判斷
(2)真核、原核細胞及動、植物細胞的判斷
①植物細胞的判斷依據：有細胞壁；成熟植物細胞有大液泡，有的有葉綠體；無中心體的是高等植物細胞，有中心體的是低等植物細胞。
②動物細胞的判斷依據：無細胞壁、大液泡、葉綠體，有中心體。
③原核細胞的判斷依據：無核膜包被的細胞核，只含有核糖體一種細胞器。
[典例剖析]
(2020·海南卷，3)細胞可以清除功能異常的線粒體，線粒體也可以不斷地分裂和融合，以維持細胞內線粒體的穩態。下列有關線粒體的敘述，錯誤的是(　　)
A．線粒體具有雙層膜結構，內、外膜上所含酶種類相同
B．線粒體是真核細胞的“動力車間”，為細胞生命活動提供能量
C．細胞可通過溶酶體清除功能異常的線粒體
D．細胞內的線粒體數量處于動態變化中
A　[線粒體有兩層膜，內膜和外膜，外膜隔離細胞質基質與線粒體并控制物質進出，使線粒體內反應有序進行，內膜為有氧呼吸的酶提供附著位點，二者的功能不同，上面所附著的酶的種類也不同，A錯誤；線粒體是最主要的供能細胞器，存在于幾乎所有的真核細胞中，維持細胞和生物體基礎生命代謝和各項生命活動，B正確；線粒體不斷地分裂和融合，功能異常的線粒體被細胞內的溶酶體分解，C正確；在正常情況下，線粒體的數量不是不變的，而是不斷變化的，維持相對穩定的狀態，D正確。]
【名師點撥】　掌握信息轉化能力
信息提取 信息1：清除功能異常的線粒體
信息2：維持細胞內線粒體的穩態
信息轉化 1.溶酶體含有水解酶，可分解衰老、損傷的細胞器
2.穩態是一種相對穩定的狀態
素養考查 生命觀念：結構與功能觀、穩態與平衡觀
【角度轉換】　提升語言表達能力
溶酶體可以清除功能異常的線粒體，依賴于其中各種水解酶的作用，根據線粒體的化學組成分析應有哪些酶發揮作用。線粒體含有磷脂、蛋白質、DNA和RNA等化學成分，其水解需要磷脂酶、蛋白酶、DNA酶、RNA酶等的參與。
考向一　主要細胞器的結構與功能分析
1．(2022·廣東卷，8)將正常線粒體各部分分離，結果見圖。含有線粒體DNA的是(　　)
A．① B．②
C．③ D．④
C　[線粒體DNA分布于線粒體基質，故將正常線粒體各部分分離后，線粒體DNA應該位于線粒體基質③中，C正確。]
2．(2023·重慶高三模擬)下列關于細胞的結構與功能的敘述，正確的是(　　)
A．破傷風芽孢桿菌分泌外毒素(一種蛋白質)無內質網的作用
B．線粒體基質和葉綠體基質所含核酸的種類不相同
C．細胞膜能分隔各種細胞器，使生命活動高效有序進行
D．高爾基體與分泌蛋白的合成、加工、包裝和膜泡運輸緊密相關
A　[破傷風桿菌屬于原核生物，其細胞中不含內質網，故破傷風芽孢桿菌分泌外毒素(一種蛋白質)無內質網的作用，A正確；線粒體基質和葉綠體基質所含核酸的種類相同，都是DNA和RNA，B錯誤；細胞器膜能分隔各種細胞器，使生命活動高效有序進行，C錯誤；分泌蛋白合成是在核糖體上進行的，不在高爾基體上，高爾基體與分泌蛋白的加工、包裝和膜泡運輸緊密相關，D錯誤。]
考向二　細胞結構模式圖的分析
3．(2022·重慶三模)下圖為小腸上皮細胞的結構示意圖，下列相關說法錯誤的是(　　)
A．該圖是在電子顯微鏡下觀察到的小腸上皮細胞結構示意圖
B．①在動物細胞和植物細胞中的作用不同
C．所有細胞生物都含有⑥這種細胞器
D．細胞器①②③④⑥的膜使細胞內的化學反應互不干擾
D　[分析題圖：圖中①為高爾基體，②為線粒體，③為網質網，④為細胞核，⑤為細胞膜，⑥為核糖體。圖中有核糖體，核糖體是只能在電子顯微鏡下才能觀察到的細胞器，故該圖是亞顯微結構圖，A正確；①為高爾基體，高爾基體在動物細胞(與分泌物的分泌有關)和植物細胞(與細胞壁的形成有關)中功能不同，B正確；⑥為核糖體，是所有細胞生物都有的細胞器，C正確；①②③④的膜會使各細胞結構同時進行的化學反應互不干擾，但④為細胞核，不屬于細胞器，⑥為核糖體，不含生物膜，D錯誤。]
4．(2023·江蘇百校聯考)下圖為動、植物細胞亞顯微結構模式圖，下列有關該圖的敘述正確的是(　　)
A．所有植物細胞都不具有的結構是A
B．胰島A細胞合成胰高血糖素的場所是C
C．植物細胞在清水中不會漲破，是因為有結構I
D．圖的下半部分可用來表示紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的結構
C　[中心體存在于動物和低等植物細胞中，高等植物不含有中心體，A錯誤；胰高血糖素的化學本質是蛋白質，胰島A細胞合成蛋白質的場所是核糖體，B錯誤；植物細胞具有細胞壁，細胞壁有保護和支撐的作用，因此植物細胞在清水中不會漲破，是因為有結構Ⅰ，C正確；紫色的洋蔥內表皮細胞無葉綠體，因此該圖的下半部分不能用來表示紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞的結構，D錯誤。]
【歸納總結】　細胞結構與功能中的“一定”“不一定”與“一定不”
(1)能進行光合作用的生物，不一定有葉綠體(如藍細菌)，但高等植物細胞的光合作用一定在葉綠體中進行。
(2)能進行有氧呼吸的生物不一定有線粒體，但真核生物的有氧呼吸一定主要在線粒體中進行。
(3)一切生物，其蛋白質合成場所一定是核糖體。
(4)有中心體的生物不一定為動物，但一定不是高等植物。
(5)高爾基體經囊泡分泌的物質不一定為分泌蛋白，但分泌蛋白一定經高爾基體分泌。
(6)具有細胞壁的細胞不一定是植物細胞，真菌、細菌也都有細胞壁。
(7)沒有葉綠體和中央大液泡的細胞不一定是動物細胞，如根尖分生區細胞。
考點二　細胞器之間的協調配合及生物膜系統
1．分泌蛋白
(1)概念：在細胞內合成，分泌到細胞外起作用的蛋白質。
(2)舉例：消化酶、抗體和一部分激素等。
2．分泌蛋白的合成、加工和運輸
(1)研究手段——同位素標記法
向豚鼠的胰腺腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸，檢測放射性依次出現的部位。
(2)過程
3．細胞的生物膜系統
(1)組成：細胞膜、細胞器膜和核膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統。
(2)功能
【拾遺補缺】　源于必修1 P53“與社會的聯系”：腎功能發生障礙時，目前常用的治療方法是采用透析型人工腎替代病變的腎行使功能，其中起關鍵作用的血液透析膜是一種人工合成的膜材料，人工腎利用了生物膜的選擇透過性。
(1)生物膜系統指生物體內的所有膜結構(　　)
(2)生物膜之間通過囊泡的轉移實現膜成分的更新依賴于生物膜的選擇透過性(　　)
(3)CO2的固定、水的光解、蛋白質的加工均在生物膜上進行(　　)
(4)原核細胞的生物膜系統由細胞膜和細胞器膜組成(　　)
(5)蛋白質類激素經囊泡運輸分泌到細胞外(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
1．分泌蛋白合成及分泌過程中的圖形分析
(1)由圖甲可以看出分泌蛋白合成、加工、運輸過程如下：
核糖體―→內質網高爾基體細胞膜。
(2)圖乙表示放射性顆粒在不同結構出現的先后順序，據圖可判斷分泌蛋白的轉移途徑。
(3)圖丙和圖丁分別以直方圖和曲線圖形式表示在分泌蛋白加工和運輸過程中，內質網膜面積減小，高爾基體膜面積基本不變，細胞膜膜面積相對增大的現象。
2．各種生物膜之間的聯系
(1)在成分上的聯系
①相似性：各種生物膜都主要由脂質和蛋白質組成。
②差異性：每種成分所占的比例不同，功能越復雜的生物膜，其蛋白質的種類和數量就越多。
(2)在結構上的聯系
①各種生物膜在結構上大致相同，都是由磷脂雙分子層構成基本支架，蛋白質分子分布其中，大都具有流動性。
②在結構上具有一定的連續性，圖示如下：
(3)在功能上的聯系(以分泌蛋白的合成、運輸、分泌為例)
[典例剖析]
(2021·山東卷，1)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
C　[根據題干信息可以得出結論，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；通過題干可以得出結論“RS受體特異性識別并結合含有短肽序列RS的蛋白質，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”，因此可以得出結論，如果RS功能的缺失，則受體不能和錯誤的蛋白質結合，并運回內質網，因此能會使高爾基體內該類蛋白的含量增加，D正確。]
【名師點撥】　掌握信息轉化能力
信息提取 信息1：將錯誤轉運到高爾基體的該類蛋白運回內質網
信息2：RS受體與RS的結合能力隨pH升高而減弱
信息轉化 1.高爾基體與動物細胞分泌物的形成有關
2.PH較低時RS受體與RS的結合能力較強
素養考查 生命觀念：結構與功能觀 科學思維：比較與分析能力
【角度轉換】　提升語言表達能力
結合題干信息，分析細胞內物質運輸的樞紐是高爾基體，依據是高爾基體決定了物質運輸的方向。
考向一　分泌蛋白的合成、加工和分泌過程的分析
5．(2022·廣東卷，9)酵母菌sec系列基因的突變會影響分泌蛋白的分泌過程，某突變酵母菌菌株的分泌蛋白最終積累在高爾基體中。此外，還可能檢測到分泌蛋白的場所是(　　)
A．線粒體、囊泡 B．內質網、細胞外
C．線粒體、細胞質基質 D．內質網、囊泡
D　[線粒體為分泌蛋白的合成、加工、運輸提供能量，分泌蛋白不會進入線粒體，AC錯誤；根據題意，分泌蛋白在高爾基體中積累，不會分泌到細胞外，B錯誤；內質網中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式轉移到高爾基體，內質網、囊泡中會檢測到分泌蛋白，D正確。]
6．(2022·浙江6月選考，7)動物細胞中某消化酶的合成、加工與分泌的部分過程如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．光面內質網是合成該酶的場所
B．核糖體能形成包裹該酶的小泡
C．高爾基體具有分揀和轉運該酶的作用
D．該酶的分泌通過細胞的胞吞作用實現
C　[光面內質網是脂質合成的場所，消化酶是分泌蛋白，合成場所是粗面內質網(附著在粗面內質網上的核糖體)，A錯誤；核糖體無膜結構，不能形成小泡包裹該酶，B錯誤；高爾基體能對蛋白質進行加工、分類、包裝、發送，具有分揀和轉運消化酶等分泌蛋白的作用，C正確；該酶的分泌通過細胞的胞吐作用實現，D錯誤。]
考向二　生物膜系統的組成和功能分析
7．(2023·運城高三檢測) 研究顯示，細胞饑餓時，可通過自噬來降解、清除自身受損的細胞器和蛋白質，滿足自身對能量和物質的需求。細胞自噬還能消滅侵入細胞內的細菌或病毒。下列有關細胞自噬過程的敘述或推斷，錯誤的是(　　)
A．侵入的細菌或病毒可通過囊泡運輸并與溶酶體融合
B．降解受損蛋白質的酶由核糖體合成
C．溶酶體不能合成自身代謝所需的直接能源物質
D．從根本上講，細胞能通過自噬對細胞內物質進行循環利用是由饑餓決定的
D　[入侵的細菌和病毒需通過囊泡運輸并與溶酶體融合，才能被分解，A正確；降解受損蛋白質的酶的化學本質是蛋白質，蛋白質的合成場所是核糖體，B正確；直接能源物質是ATP，其合成場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體，溶酶體不能合成自身代謝所需的直接能源物質，C正確；從根本上講，細胞能通過自噬對細胞內物質進行循環利用是由基因決定的，D錯誤。]
8．(多選)(2022·湖南雅禮中學三模)內質網具有嚴格的質量控制系統，只有正確折疊的蛋白質才會經囊泡運往高爾基體。未完成折疊或錯誤折疊的蛋白質會在內質網中積累，當超過內質網質量控制能力的限度時，會造成內質網的損傷，從而引起UPR(未折疊蛋白質應答反應)，UPR能夠在一定程度上減輕、緩解內質網的負擔和損傷。下列描述屬于UPR的是(　　)
A．增加折疊酶的數量，促進蛋白質完成折疊
B．降低內質網膜的流動性，減少囊泡的形成
C．激活相關的蛋白質降解系統，水解錯誤折疊的蛋白質
D．影響細胞中相關核酸的功能，減少分泌蛋白質的合成
ACD　[增加折疊酶的數量，促進蛋白質完成折疊會使未完成折疊或錯誤折疊的蛋白質減少，不會在內質網中積累，在一定程度上減輕、緩解內質網的負擔和損傷，屬于UPR，A正確；由題干信息可知，正確折疊的蛋白質才會經囊泡運往高爾基體，減少囊泡的形成會使蛋白質在內質網中積累，增加內質網的負擔，不屬于UPR，B錯誤；激活相關的蛋白質降解系統，水解錯誤折疊的蛋白質，在一定程度上減輕、緩解內質網的負擔和損傷，屬于UPR，C正確；影響細胞中相關核酸的功能，蛋白質的合成也隨之減少，減輕、緩解了內質網的負擔，屬于UPR，D正確。]
考點三　用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動
1．實驗原理
(1)觀察葉綠體：葉肉細胞中的葉綠體，散布于細胞質中，呈綠色、扁平的橢球或球形。可以在高倍顯微鏡下觀察它的形態和分布。
(2)觀察細胞質的流動：活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態。觀察細胞質的流動，可用細胞質基質中的葉綠體的運動作為標志。
2．實驗步驟
(1)觀察葉綠體
(2)觀察細胞質的流動
1．實驗材料分析
實驗 觀察葉綠體 觀察細胞質的流動
選材 蘚類葉 菠菜葉或番薯葉稍帶些葉肉的下表皮 新鮮的黑藻
原因 葉片很薄，僅有一兩層葉肉細胞，可以取整個小葉直接制片 ①細胞排列疏松，易撕取；②含葉綠體數目少，且個體大 黑藻幼嫩的小葉扁平，只有一層細胞，存在葉綠體，易觀察
2.關鍵點撥
(1)高等植物(如菠菜)的葉片，接近下表皮的葉肉細胞排列疏松，易撕取，且葉綠體一般體積較大，易觀察。
(2)高等綠色植物的葉綠體呈橢球或球形，在不同的光照條件下，葉綠體可以運動，改變橢球體的方向。在強光下，葉綠體以其橢球體的側面朝向光源，這樣既能接受較多的光照，又不至于被強光灼傷；在弱光下，葉綠體以其橢球體的正面朝向光源。
(3)實驗過程中對裝片的要求：做實驗時要使臨時裝片始終保持有水狀態，以免影響細胞活性。
(4)植物細胞的細胞質處于不斷流動的狀態，這對于活細胞完成生命活動的意義是：隨著細胞質的不斷旋轉流動，葉綠體、線粒體等細胞器和無機鹽、蛋白質、各種酶等物質遍布整個細胞，有利于細胞進行新陳代謝等各種生命活動。
(5)選用黑藻的幼嫩葉片而不是幼根為實驗材料觀察細胞質流動的原因是：幼嫩葉片中存在葉綠體，便于觀察細胞質流動，幼根中細胞質流動沒有明顯的參照物，不便于觀察。
(6)觀察細胞質流動，尋找三“最佳”
①尋找最佳參照物——葉綠體：以葉綠體的運動情況證明細胞質的流動情況。
②尋找最佳部位——靠近葉脈處：靠近葉脈的細胞水分充足，容易觀察到細胞質的流動。
③尋找最佳視野——相對較暗：在高倍顯微鏡下觀察一般要調成較暗的視野，這樣有利于辨別物像的動態變化。
(7)在觀察細胞質流動時，事先把黑藻放在光照、室溫條件下培養，其目的是促進細胞質的流動。若觀察時發現細胞質不流動，或者流動很慢，應立即采取措施，加速細胞質流動，可采取的措施是適度照光、適當加溫、切傷葉片等。
(8)若顯微鏡下觀察到葉綠體的運動方向如圖所示，則實際的流動方向為逆時針，葉綠體的位置是位于液泡左下方。
考向　實驗原理和過程分析
9．(2022·河北唐縣一中高三檢測)在顯微鏡視野中觀察黑藻細胞細胞質環流時，視野中一葉綠體位于液泡右下方，細胞質環流方向為逆時針，如下圖所示，實際上葉綠體的位置和細胞質環流的方向分別為(　　)
A．葉綠體位于液泡右下方，環流方向為逆時針
B．葉綠體位于液泡左上方，環流方向為逆時針
C．葉綠體位于液泡右上方，環流方向為順時針
D．葉綠體位于液泡左下方，環流方向為順時針
B　[在顯微鏡視野中觀察到的葉綠體位于液泡右下方，實際上應該在液泡左上方，細胞質環流方向與視野中觀察到的一致，即逆時針方向，B正確，A、C、D錯誤。]
10．(2023·廣東名校聯盟高三聯考)葉綠體是細胞中較大的細胞器，在光學顯微鏡下可對其形態和分布進行觀察。同時，葉綠體還可作為參照物觀察細胞質流動等現象。下列說法正確的是(　　)
A．若要用黑藻觀察細胞質流動，取小葉制片直接在高倍鏡下觀察即可
B．為適應池塘環境，黑藻在接近池塘水溫時細胞質流動現象最明顯
C．若將清水換成30%蔗糖溶液，細胞質流動速度會減慢并可能出現質壁分離
D．若用菠菜葉觀察葉綠體，下表皮細胞的葉綠體大，現象更明顯
C　[用黑藻觀察細胞質流動時，應先在低倍鏡下觀察，再在高倍鏡下觀察，A錯誤；適當提高環境溫度，則細胞質流動現象會更明顯，B錯誤；若將清水換成30%蔗糖溶液，由于外界溶液濃度大，則細胞質流動速度會減慢并可能因細胞失水而出現質壁分離現象，C正確；若用菠菜葉作實驗材料，應取菠菜葉的下表皮并稍帶些葉肉，因為表皮細胞不含葉綠體，D錯誤。]
(五)分泌蛋白和信號肽假說
1．信號肽的概念：是引導新合成的蛋白質向分泌通路轉移的短(長度為5～30個氨基酸)肽鏈。常指新合成多肽鏈中用于指導蛋白質的跨膜轉移(定位)的N－末端的氨基酸序列(有時不一定在N端)。
2．信號肽假說：信號肽假說認為，編碼分泌蛋白的mRNA在翻譯時首先合成的是N 末端帶有疏水氨基酸殘基的信號肽，它被內質網膜上的受體識別并與之相結合。信號肽經由膜中蛋白質形成的孔道到達內質網內腔，隨即被位于腔表面的信號肽酶水解，由于它的引導，新生的多肽就能夠通過內質網膜進入腔內，最終被分泌到胞外。翻譯結束后，核糖體亞基解聚、孔道消失，內質網膜又恢復原先的脂雙層結構。
3．信號肽的結構：信號肽位于分泌蛋白的N端。一般由15～30個氨基酸組成。包括三個區：一個帶正電的N末端，稱為堿性氨基末端；一個中間疏水序列，以中性氨基酸為主，能夠形成一段α螺旋結構，它是信號肽的主要功能區；一個較長的帶負電荷的C末端，含小分子氨基酸，是信號序列切割位點，也稱加工區。
[對點訓練]
1．(2022·宜昌高三模擬)易位子是一種位于內質網膜上的蛋白質復合體，其中心有一個直徑大約2納米的通道，能與信號肽結合并引導新合成多肽鏈進入內質網，若多肽鏈在內質網中未正確折疊，則會通過易位子運回細胞質基質。下列說法錯誤的是(　　)
A．新合成的多肽鏈進入內質網時未直接穿過磷脂雙分子層
B．從內質網運往高爾基體的蛋白質也是通過易位子進入高爾基體的
C．易位子與核孔均具有運輸某些大分子物質進出的能力
D．易位子進行物質運輸時具有識別能力，體現了內質網膜的選擇性
B　[根據題意可知，內質網膜上有一個直徑大約2納米的通道，能與信號肽結合并引導新合成的多肽鏈進入內質網，所以新合成的多肽鏈進入內質網時未直接穿過磷脂雙分子層，A正確；經內質網加工后的蛋白質是通過囊泡運動到高爾基體的，只有加工失敗才通過易位子運回細胞質基質，B錯誤；易位子是一種位于內質網膜上的蛋白質復合體，能控制某些大分子物質的進出，與核孔的功能一樣，具有運輸某些大分子物質進出的能力，C正確；易位子能與信號肽結合并引導新合成的多肽鏈進入內質網，若多肽鏈在內質網中未正確折疊，則會通過易位子運回細胞質基質，所以易位子進行物質運輸時具有識別能力，體現了內質網膜的選擇性，D正確。]
2．(2022·肇慶二模)經典的蛋白分泌途徑是內質網—高爾基體途徑。若分泌蛋白在肽鏈的氨基端有信號肽序列，則由信號肽序列引導正在合成的多肽進入內質網，多肽合成結束其信號肽也被切除，多肽在內質網中加工完畢后被轉運到高爾基體，最后高爾基體產生的分泌小泡與質膜融合，蛋白質被分泌到細胞外。但在真核細胞中，有少數蛋白質的分泌是通過非經典分泌途徑。這些分泌蛋白合成的初始階段不含信號肽序列，非經典蛋白的分泌途徑有四種，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．核糖體、內質網、高爾基體和線粒體參與經典的蛋白分泌途徑
B．據圖可知四種非經典分泌途徑的完成均沒有膜融合過程
C．執行分泌功能的蛋白質中不含有信號肽序列
D．若某分泌蛋白基因中無編碼信號肽的序列，則該分泌蛋白需通過非經典途徑分泌
B　[由題意可知，核糖體、內質網、高爾基體和線粒體均參與經典的蛋白分泌途徑，A正確；據圖可知a、c、d三種非經典分泌途徑的完成均需要依賴生物膜的流動性，即有膜融合過程，B錯誤；分析題意可知，信號肽序列能引導正在合成的多肽進入內質網，多肽合成結束其信號肽也被切除，因此執行分泌功能的蛋白質中不含有信號肽序列，C正確；分析題意可知，若分泌蛋白在肽鏈的氨基端有信號肽序列，它會通過經典的蛋白分泌途徑分泌，但若某種分泌蛋白的基因中無編碼信號肽的序列，該分泌蛋白需通過非經典途徑分泌，D正確。]
1．(2022·河北卷，2)關于細胞器的敘述，錯誤的是(　　)
A．受損細胞器的蛋白質、核酸可被溶酶體降解
B．線粒體內、外膜上都有與物質運輸相關的多種蛋白質
C．生長激素經高爾基體加工、包裝后分泌到細胞外
D．附著在內質網上的和游離在細胞質基質中的核糖體具有不同的分子組成
D　[溶酶體中有水解酶，可以分解衰老、損傷的細胞器，受損細胞器的蛋白質、核酸可被溶酶體降解，降解產生的有用物質可被再次利用，A正確；生物膜上的蛋白質可具有物質運輸等功能，線粒體的內、外膜上都有與物質運輸相關的多種蛋白質，B正確；生長激素是由垂體分泌的蛋白質類激素，屬于分泌蛋白，分泌蛋白在核糖體合成后，需要經高爾基體加工、包裝后分泌到細胞外，C正確；附著在內質網上的和游離在細胞質基質中的核糖體分子組成相同，均主要由RNA和蛋白質組成，D錯誤。]
2．(2022·山東卷，2)液泡膜蛋白TOM2A的合成過程與分泌蛋白相同，該蛋白影響煙草花葉病毒(TMV)核酸復制酶的活性。與易感病煙草品種相比，煙草品種TI203中TOM2A的編碼序列缺失2個堿基對，被TMV侵染后，易感病煙草品種有感病癥狀，TI203無感病癥狀。下列說法錯誤的是(　　)
A．TOM2A的合成需要游離核糖體
B．TI203中TOM2A基因表達的蛋白與易感病煙草品種中的不同
C．TMV核酸復制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D．TMV侵染后，TI203中的TMV數量比易感病煙草品種中的多
D　[從“液泡膜蛋白TOM2A的合成過程與分泌蛋白相同”，可知TOM2A最初是在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成的，A正確；由題干信息可知，與易感病煙草相比，品種TI203中TOM2A的編碼序列缺失2個堿基對，并且被TMV侵染后的表現不同，說明品種TI203發生了基因突變，所以兩個品種TOM2A基因表達的蛋白不同，B正確；煙草花葉病毒(TMV)的遺傳物質是RNA，所以其核酸復制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成，C正確；TMV侵染后，TI203品種無感病癥狀，即葉片上沒有出現花斑，推測是TI203感染的TMV數量比易感病煙草品種中的少，D錯誤。]
3．(2021·重慶卷，4)人體細胞溶酶體內較高的H＋濃度(pH為5.0左右)保證了溶酶體的正常功能。下列敘述正確的是(　　)
A．溶酶體可合成自身所需的蛋白
B．溶酶體酶泄露到細胞質基質后活性不變
C．細胞不能利用被溶酶體分解后產生的物質
D．溶酶體內pH的維持需要膜蛋白協助
D　[溶酶體含多種水解酶，水解酶的化學本質是蛋白質，故水解酶是在核糖體上合成的，A錯誤；溶酶體內的水解酶在pH為5左右時活性最高，但溶酶體周圍的細胞質基質的pH為中性，當泄露到細胞質基質后，pH上升，酶活性會降低，B錯誤；被溶酶體分解后的產物，有用的留在細胞，無用的排出細胞外，C錯誤；溶酶體內pH的維持依靠氫離子的濃度，而氫離子的濃度的維持為主動運輸，需要膜蛋白協助，D正確。]
4．(2021·海南卷，2)分泌蛋白在細胞內合成與加工后，經囊泡運輸到細胞外起作用。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．核糖體上合成的肽鏈經內質網和高爾基體加工形成分泌蛋白
B．囊泡在運輸分泌蛋白的過程中會發生膜成分的交換
C．參與分泌蛋白合成與加工的細胞器的膜共同構成了生物膜系統
D．合成的分泌蛋白通過胞吐排出細胞
C　[根據題意可知：該細胞為真核細胞，所以核糖體上合成的肽鏈經內質網和高爾基體加工形成分泌蛋白，A正確；分泌蛋白在合成與加工的過程中會實現膜組分的更新，B正確；生物膜系統包含細胞膜、核膜和細胞器膜，C錯誤；分泌蛋白排出細胞的方式為胞吐，D正確。]
5．(2022·北京卷，16)芽殖酵母屬于單細胞真核生物。為尋找調控蛋白分泌的相關基因，科學家以酸性磷酸酶(P酶)為指標，篩選酵母蛋白分泌突變株并進行了研究。
(1)酵母細胞中合成的分泌蛋白一般通過________作用分泌到細胞膜外。
(2)用化學誘變劑處理，在酵母中篩選出蛋白分泌異常的突變株(sec1)。無磷酸鹽培養液可促進酵母P酶的分泌，分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。將酵母置于無磷酸鹽培養液中，對sec1和野生型的胞外P酶檢測結果如下圖。據圖可知，24 ℃時sec1和野生型胞外P酶隨時間而增加。轉入37 ℃后，sec1胞外P酶呈現______________的趨勢，表現出分泌缺陷表型，表明sec1是一種溫度敏感型突變株。
(3)37 ℃培養1 h后電鏡觀察發現，與野生型相比，sec1中由高爾基體形成的分泌泡在細胞質中大量積累。由此推測野生型Sec1基因的功能是促進______________的融合。
(4)由37 ℃轉回24 ℃并加入蛋白合成抑制劑后，sec1胞外P酶重新增加。對該實驗現象的合理解釋是______________________________________________________________________。
(5)現已得到許多溫度敏感型的蛋白分泌突變株。若要進一步確定某突變株的突變基因在37 ℃條件下影響蛋白分泌的哪一階段，可作為鑒定指標的是：突變體________(單選)。
A．蛋白分泌受阻，在細胞內積累
B．與蛋白分泌相關的胞內結構的形態、數量發生改變
C．細胞分裂停止，逐漸死亡
答案　(1)胞吐　(2)先上升后下降　(3)分泌泡與細胞膜　(4)積累在分泌泡中的P酶分泌到細胞外　(5)B
解析　(1)大分子、顆粒性物質跨膜運輸的方式是胞吞或胞吐，分泌蛋白屬于大分子，分泌蛋白一般通過胞吐作用分泌到細胞膜外。(2)據圖可知，24 ℃時sec1和野生型胞外P酶活性隨時間增加而增強，轉入37 ℃后，sec1胞外P酶從18U·mg－1上升至20U·mg－1，再下降至10U·mg－1，呈現先上升后下降的趨勢。(3)分泌泡最終由囊泡經細胞膜分泌到細胞外，但在37℃培養1 h后sec1中的分泌泡卻在細胞質中大量積累，突變株(sec1)在37 ℃的情況下，分泌泡與細胞膜不能融合，故由此推測Sec1基因的功能是促進分泌泡與細胞膜的融合。(4)37 ℃培養1 h后sec1中由高爾基體形成的分泌泡在細胞質中大量積累，sec1是一種溫度敏感型突變株，由37 ℃轉回24 ℃并加入蛋白合成抑制劑后，此時不能形成新的蛋白質，但sec1胞外P酶卻重新增加，最合理解釋是積累在分泌泡中的P酶分泌到細胞外。(5)若要進一步確定某突變株的突變基因在37 ℃條件下影響蛋白分泌的哪一階段，可檢測突變體中與蛋白分泌相關的胞內結構的形態、數量是否發生改變，哪一階段與蛋白分泌相關的胞內結構的形態、數量發生改變，即影響蛋白分泌的哪一階段，B正確。

展開更多......

收起↑