必修1 第2单元 第3讲 素养提升课破译新情境·系统实验知能（学生讲义）-【新高考方案】2025版高考生物Ⅱ一轮总复习

第3讲　素养提升课——破译新情境·系统实验知能 一、破译新情境——抽象、理性的学科情境要读懂 　　新情境问题(一)　 运用信号肽假说解释细胞识别与囊泡运输 [科普科研材料] 蛋白质合成过程中细胞器的识别 1．核糖体与内质网之间的识别 信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新生肽被引导至内质网后(如图所示)，继续合成肽链，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到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。 2．内质网和高尔基体之间的识别 细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(如图1所示)，其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。 [内蕴知识解读] (1)信号肽假说认为，分泌蛋白首先在　　　　　上起始合成，当多肽链延伸一段序列后，肽链一端的　　　　与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的DP结合，将核糖体新生肽引导至内质网。根据假说可推测，细胞内的两种核糖体　　　(填“能”或“不能”)相互转化；内质网膜上的易位子属于一种　　　　　　。 (2)COPⅡ被膜小泡负责从　　　向　　　　　运输“货物”(均填细胞器名称)。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中，则图中的　　　　　　可以帮助实现这些蛋白质的回收。 (3)为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能，科学家筛选了两种酵母菌突变体。与野生型酵母菌电镜照片相比，Sec12基因突变体细胞中内质网特别大；Sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测，Sec12基因编码的蛋白质和Sec17基因所编码蛋白质的功能分别是________________________________________。　 [迁移创新训练] 1．(2024·南昌一模)科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体，即膜结合核糖体，其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现，SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是(　 ) A．微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分 B．细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列 C．SP合成缺陷的浆细胞中，抗体会在内质网腔中聚集 D．内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶 2．(2024·武汉模拟)信号肽假说认为，翻译时，编码分泌蛋白的mRNA首先合成信号肽，信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP再通过与内质网上的SRP受体结合，将新生肽引导至内质网，肽链在内质网腔中继续合成并被初步加工，同时核糖体发生解聚，如图所示。下列相关叙述正确的是(　 ) A．图中分泌蛋白的合成及在内质网中的初步加工只有ATP供能 B．过程③在信号肽酶的作用下肽链的信号肽被切除后即为成熟的分泌蛋白 C．若基因中编码信号肽的序列发生改变，可能导致内质网无法对多肽进行加工 D．信号肽借助信号识别颗粒将信息传至内质网膜上，体现了生物膜具有流动性 新情境问题(二)　 载体蛋白的功能及主动运输的能量来源 [科普科研材料] 1．载体蛋白并非只有运输功能　 (1)离子泵：属于复合蛋白，既具有酶的催化功能(催化ATP水解)，又具有运输离子的功能，通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输，如Na＋K＋泵、Ca2＋泵、H＋K＋ATP酶(位于胃表皮细胞，分泌胃酸)；以Na＋K＋泵为例图示如下： (2)质子泵：有的位于溶酶体、液泡等膜上(如图类型Ⅰ)，有的位于线粒体内膜、叶绿体中类囊体等膜上(如图类型Ⅱ)。 2．主动运输消耗的能量并不都由ATP直接提供 (1)主动运输的能量来源分为三类(如图1)：ATP直接提供能量——ATP驱动泵(ATP酶)、势能——协同转运蛋白、光能——光驱动泵。 (2)协同运输是一种物质的逆浓度跨膜运输，依赖于另一种物质的顺浓度跨膜运输，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度(如图2)。 [迁移创新训练] 1．(2023·山东高考)溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是(　 ) A．H＋进入溶酶体的方式属于主动运输 B．H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 2．(2024·天津一模)质子泵是生物膜上特异性转运H＋的蛋白质，对维持细胞局部环境以及能量代谢的正常进行起着重要作用。下图是常见的两种质子泵，相关叙述正确的是(　 ) A．叶肉细胞中的类囊体膜和线粒体内膜可能分布有F型质子泵 B．生物膜上有质子泵体现了生物膜在结构上具有一定的流动性 C．核糖体膜上可能分布有V型质子泵 D．V型质子泵转运H＋的方式为协助扩散 3．(2024·东营一模)嗜盐细菌是一种厌氧菌，图示为H＋进出细胞的过程图解；适宜光照下，细菌视紫红质吸收一个光量子后，改变其空间结构，将2个H＋由细胞内转运至细胞外；H＋在ATP合成酶的协助下进入细胞。下列叙述错误的是(　 ) A．细菌通过视紫红质运输H＋过程所需能量来自光能 B．细菌通过视紫红质转运H＋时，视紫红质发生空间结构的改变 C．随着氧气浓度的增加，H＋运输速率加快，ATP的合成速率加快 D．ATP合成酶具有物质运输和催化功能，将H＋势能转化为ATP中的化学能 二、系统实验知能——观察类实验 1．归纳比较四个观察类实验 实验名称 观察对象 细胞状态 染色剂 常用实验材料 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 染色体 死细胞 甲紫溶液(或醋酸洋红液) 洋葱根尖 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 染色体 死细胞 甲紫溶液 蒜(或洋葱)根尖 观察叶绿体和细胞质的流动 叶绿体 活细胞 无 菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、藓类的小叶 观察植物细胞的质壁分离与复原 紫色大液泡 活细胞 成熟植物细胞，如紫色洋葱鳞片叶外表皮 2.观察类实验一般操作流程 [专题提能训练] 1．显微观察法是生物学实验常用的方法。下列有关实验中“观察”的叙述，错误的是(　 ) A．用光学显微镜观察成熟植物细胞，其中体积最大的细胞结构是细胞核 B．用花生子叶切片制成临时装片，在显微镜下可观察到脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 C．黑藻叶肉细胞中含有叶绿体，可用黑藻叶片作为实验材料制片观察细胞质的流动 D．利用高倍镜观察植物叶肉细胞中的叶绿体，叶绿体通常呈绿色、扁平的椭球或球形 2．[多选]某实验兴趣小组利用大白菜叶替代黑藻叶作为材料观察细胞质的流动，根据你所学知识判断，该实验小组做法和分析正确的是(　 ) A．大白菜的叶片有位于外侧的绿色叶片，还有卷在内部的白色嫩叶，观察时宜选白色嫩叶，因为白色嫩叶比较鲜嫩 B．实验过程中发现细胞质的流动速度较慢，为加快细胞质的流动速度使实验现象明显，该组同学采用划伤部分叶片的方法来加快细胞质的流动 C．实验时，有人发现观察不到实验现象，欲鉴定该株大白菜的细胞是否有活性，他向实验材料中滴加台盼蓝试剂，然后用显微镜观察细胞是否被染色，他认为台盼蓝能透过死细胞的细胞壁，不能透过活细胞的细胞壁 D．最后小组成员总结出细胞质总是处于不断流动的状态的意义，即为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了生命活动的正常进行 3．大蒜是一种常见的药食两用植物，因其取材方便，常作为生物学实验的材料。以下是某校生物兴趣小组的同学以大蒜为材料进行的一些生物学实验，回答下列问题： (1)图甲为小组同学利用紫皮大蒜鳞茎叶外表皮细胞探究植物细胞吸水和失水的实验结果。实验中，在盖玻片一侧滴加0.3 g/mL的蔗糖溶液后，在另一侧用吸水纸引流，重复几次后，在________(填“低倍”或“高倍”)显微镜下即可观察到细胞A正在进行细胞壁和______________的分离。若要将细胞A移到视野中央，可将装片向______(填“左”或“右”)移动。之后，用清水代替0.3 g/mL的蔗糖溶液，重复上述操作，若观察到细胞A发生____________，则说明该细胞仍具有活性。 (2)农作物长期水淹会出现烂根，原因可能是根细胞无氧呼吸产生的酒精有毒害作用。该兴趣小组欲探究不同浓度酒精对大蒜鳞茎叶外表皮细胞的毒害作用，设计了如下实验： ①分别取浓度为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%的酒精溶液，置于7个培养皿中； ②撕取大蒜鳞茎叶外表皮分别置于上述7个培养皿中，处理30 min； ③将大蒜鳞茎叶外表皮取出漂洗后，制成临时装片，经0.3 g/mL的蔗糖溶液处理后，观察并统计细胞的质壁分离情况； ④计算发生质壁分离细胞所占百分比，结果如图乙所示。 该实验的自变量是________________，无关变量有__________________(列举两种)；常见的对照实验类型有空白对照、相互对照、自身对照等，该实验方案体现了____________，实验结果表明_____________________________________________________________。 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$