重难01 细胞的结构组成与功能分析（重难专练）（北京专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

重难01 细胞的结构组成与功能分析 内容导航 重难突破 技巧掌握 速度提升 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速掌握重难考向核心靶点，明确主攻方向 重难要点剖析 定位要点 重点提炼：聚焦重难核心内容，深入剖析知识内涵与联系 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧 重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 核心考点 重难考向 高考考情 细胞的分子组成 1.有机物的检测原理相关实验分析 2.糖类的结构 3.脂质的分类与结构 （2025北京卷）糖类 （2024北京卷）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （2024北京卷）脂质 （2023北京卷）糖类 细胞分类 1.原核细胞与真核细胞的区别 （2024北京卷）原核生物的特点 （2023北京卷）原核生物与真核生物的区别 细胞结构与功能 1.细胞膜的结构与功能 2.细胞器的结构与功能 3.细胞器间的协调配合 4.细胞核的结构与功能 （2025北京卷）线粒体与叶绿体的结构 （2024北京卷）细胞膜的结构、细胞器间的协调配合 （2023北京卷）细胞器间的协调配合 一、细胞中的化合物 1. 细胞中有机物 （1）糖类：组成元素C、H、O，分为单糖、二糖和多糖，是细胞中主要的能源物质。 （2）脂质：磷脂：生物膜的组成成份；组成元素：C、H、O、N、P。脂肪：动植物细胞共有的储能物质；组成元素：C、H、O。固醇：胆固醇，动物细胞膜的组成成份；维生素D、性激素。组成元素：C、H、O。 （3）蛋白质：组成元素C、H、O、N、S。组成蛋白质的氨基酸有21种，分为必需氨基酸和非必需氨基酸。蛋白质结构多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序、多肽链的盘曲折叠方式。蛋白质的功能：免疫、运输、信息交流、调节等。 （4）核酸：组成元素C、H、O、N、P，分为DNA和RNA。DNA主要分布在细胞核、RNA主要分布在细胞质。 （5）生物大分子：蛋白质、多糖和核酸为生物大分子，基本骨架是C链。 2.有机物的检测 有机物 检测过程 还原性糖 还原性糖与斐林试剂水浴加热，可产生砖红色沉淀。根据沉淀颜色的深浅判断还原糖的多少 蛋白质 蛋白质+双缩脲试剂→紫色。先加入1ml双缩脲试剂Ａ液（NaOH溶液，营造碱性环境），摇匀；再加４滴双缩脲试剂Ｂ液（CuSO4溶液），摇匀。检测原理铜离子与肽键的反应，变性的蛋白、失活的酶均可用双缩脲试剂进行检测。 脂肪 苏丹III→橘黄色。实验过程中需要使用50%的酒精洗去浮色 3.细胞中的无机物 水 自由水 细胞内良好的溶剂；为细胞提供液体环境；参与生化反应；运送营养物质和代谢废物 自由水多细胞代谢强，抗逆性弱，结合水多细胞代谢弱，抗逆性强。 自由水和结合水在一定条件下可相互转化。 结合水 组成细胞结构（与蛋白质、多糖等结合失去流动性和溶解性） 无机盐 主要以离子形式存在，具有维持正常生命活动、调节PH，维持渗透压的作用 2、 细胞的结构与功能 1. 原核细胞与真核细胞的比较 原核细胞 真核细胞 模式图 大小 较小 较大 本质区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的真正的细胞核 细胞壁 主要成分为肽聚糖 植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶; 真菌细胞壁主要成分是几丁质(壳多糖) 细胞质 有核糖体,无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器 细胞核 拟核,无核膜和核仁 有核膜和核仁 DNA存在形式 拟核:大型环状 质粒:小型环状 细胞核:和蛋白质形成染色体(质) 细胞质:在线粒体、叶绿体中裸露存在 细胞分裂 二分裂 有丝分裂、无丝分裂和减数分裂 遗传物质 DNA 进化水平 低 高 生态系统成份 生产者、消费者、分解者 生产者、消费者、分解者 举例 细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体(目前发现的最小细胞,且无细胞壁)等 酵母菌等真菌、衣藻、高等植物、动物等 2.细胞膜 制备方法 选择哺乳动物成熟红细胞，吸水涨破 识图 成分 磷脂：细胞膜的基本骨架 蛋白质：行使功能 糖类：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关 A：磷脂双分子层 B：蛋白质 C：糖蛋白 D：糖脂 特点 结构特点：具有一定的流动性 功能特点：选择透过性 功能 将细胞与外界环境隔开；控制物质进出；进行细胞间的信息交流。 信息交流 间接交流，直接交流，通道交流 3.细胞质 细胞质包括：细胞质基质、细胞器和细胞骨架 细胞器 结构 功能 图示 线粒体 具有双层膜,含有核酸(DNA和RNA)和核糖体。 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” 叶绿体 具有双层膜,含有核酸(DNA和RNA)和核糖体 光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 内质网 具有单层膜,分为粗面内质网(有核糖体附着)和光面内质网(不含核糖体) 粗面内质网:蛋白质加工场所和运输通道; 光面内质网:脂质合成的重要场所 高尔基体 具有单层膜 主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,是细胞内囊泡运输的枢纽 核糖体 主要由rRNA和蛋白质构成，无膜结构 蛋白质合成的场所 中心体 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质构成，无膜结构 与细胞的有丝分裂有关 溶酶体 具有单层膜 细胞的“消化车间”,内含多种水解酶(水解酶在溶酶体膜内起作用),能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒 液泡 具有单层膜 内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可调节植物细胞内的环境,充盈的液泡能使植物细胞保持坚挺 高分技巧 1.原核细胞与真核细胞 （1）蓝细菌不是一种生物,而是一类生物,色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等都属于蓝细菌。 （2）蓝细菌属于原核生物,无叶绿体和线粒体,但蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用,含有与有氧呼吸有关的酶,能进行呼吸作用,新陈代谢类型为自养需氧型。 （3）细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物,也存在蓝细菌(光合自养)、硝化细菌(化能合成自养)等自养生物。 （4）醋酸菌、乳酸菌是细菌,属于原核生物,只有核糖体一种细胞器。 （5）黑藻、绿藻、团藻、小球藻、水绵等是植物,属于真核生物,有叶绿体,可进行光合作用。 2.常考易混的四种“膜蛋白” （1）转运蛋白:包括载体蛋白和通道蛋白。 ①功能:通道蛋白用于协助扩散,载体蛋白用于协助扩散或者主动运输。 ②特点:专一性,即一种载体一般只能与一种相应的被运输的物质相结合。 ③载体的种类和数量决定某种物质能否被运输或运输量的多少。 （2）受体 ①特点:特异性,即一种受体一般只能与一种信号分子结合。 ②功能:识别和选择性结合信号分子。 （3)粘连蛋白 ①实质:粘连蛋白是一种糖蛋白。 ②功能:促使细胞粘连。 ③实例:细胞癌变时,细胞表面的粘连蛋白减少,细胞之间的黏着性显著降低导致癌细胞易于转移和扩散。 （4）酶 ①功能:催化 ②实例:好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶;细胞膜上还可存在ATP水解酶,催化ATP水解,所释放的能量可用于主动运输等,一些细胞器膜上也分布着与其功能有关的酶。 3.分泌蛋白的加工、分类和运输 （1）过程 （2）与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 （3）参与分泌蛋白合成运输的膜结构：内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜及细胞膜。　 （4）在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜膜面积增加。 深度拓展 1.线粒体和叶绿体的内共生假说 （1）内共生起源学说内容：内共生起源学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始的能进行有氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。 （2）关于线粒体和叶绿体起源的推测：一种厌氧异养真核生物吞入了自由生活的需氧菌，需氧菌没有被消化，两者形成共生关系，需氧菌逐渐进化为真核细胞的线粒体。叶绿体也通过相同的机制由共生的蓝细菌进化而来。 （3）主要证据 ①叶绿体和线粒体的基因组与细菌基因组具有明显的相似性，它们均为单条环状双链DNA分子。 ②具备独立、完整的蛋白质合成系统。线粒体和叶绿体的蛋白质合成的机制类似于细菌，有别于真核生物。 ③分裂方式与细菌相似。线粒体和叶绿体均以缢裂的方式分裂增殖，类似于细菌。 ④膜的特性。线粒体、叶绿体的内膜和外膜存在明显的性质和成分的差异，外膜与真核细胞的内膜系统具有性质上的相似性，可与内质网和高尔基体膜融合沟通，而内膜则与细菌细胞膜相似。 2.胞内蛋白的定向转运 （1）细胞内的蛋白质分布在细胞质基质、细胞核、线粒体、叶绿体等细胞器中(此处不考虑溶酶体),有些蛋白质的加工和运输不涉及内质网和高尔基体,蛋白质可在特定信号序列的作用下转运至特定场所,此过程会消耗能量。 （2）分泌蛋白跨膜运输到内质网是信号肽、信号识别颗粒(SRP)和内质网膜上SRP受体等因子共同协助完成的。 （3）蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上合成，随多肽链合成，内质网信号序列暴露出核糖体并与SRP结合，导致肽链延伸暂时停止，防止新生肽N端损伤和成熟 前折叠(步骤1和2),直至SRP与内质网膜上的SRP受体结合(步骤3),信号识别颗粒脱离了信号序列和核糖体，返回细胞质基质中重复使用，肽链又开始延伸。信号肽穿入内质网膜并引导肽链进入内质网腔中(步骤4)。 考向突破01 有机物的检测 1．下列关于“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”实验的叙述，正确的是（    ） A．常用番茄、苹果等作为检测植物组织内还原糖的实验材料 B．脂肪的检测中，花生子叶切片细胞间不能观察到橘黄色油滴 C．蛋白质的检测中，加入的0.1g/mLNaOH 溶液可为反应提供碱性环境 D．脂肪的检测中，50%的酒精用于溶解组织中的脂肪 考向突破02 组成细胞的化合物 2．糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（    ） A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构 3.无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，下列叙述不正确的是（    ） A．Fe²⁺是血红素分子的必要组成成分 B．Na⁺与神经、肌肉细胞的兴奋性有关 C．HCO3-/H₂CO₃参与维持人血浆酸碱平衡 D．Ca²⁺在血液中的含量过高，会发生抽搐 考向突破03 细胞的结构与功能 4.在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述错误的是（　　） A．细胞对该信号分子的特异应答依赖相应受体 B．图中酶联受体具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解使应答蛋白磷酸化而具有活性 D．活化的应答蛋白影响基因表达，最终引起细胞定向分化 5．乳链菌肽是乳酸菌在发酵过程中产生的小分子多肽，可破坏细菌细胞膜和细胞壁，是目前唯一被批准可在食品中作为防腐剂使用的细菌素，关于乳链菌肽的分析不合理的是（    ） A．合成过程需要核糖体、内质网等共同参与 B．乳链菌肽在过碱条件下会失去活性 C．在人体消化道中迅速被分解成氨基酸 D．可减少食品保存时化学防腐剂的使用 6．低密度脂蛋白（LDL）是一种运载胆固醇进入细胞的脂蛋白颗粒。血浆中过量的LDL携带的胆固醇会积存在动脉壁上，易引起动脉硬化。下图为LDL进入细胞的相关过程，下列叙述错误的是（    ） A．LDL进入细胞体现了胞吞具有特异性 B．LDL进入细胞的过程不需要消耗能量 C．⑤⑥过程受阻会增加动脉硬化患病风险 D．①⑥过程均体现了细胞膜具有流动性 7．胞间连丝是贯穿两个相邻植物细胞的管状结构，如下图。下列关于胞间连丝的推测，错误的是（　　） A．有助于多细胞生物形成有序的细胞“社会” B．①②为高尔基体，连通相邻细胞的生物膜系统 C．是相邻细胞间进行信息交流的通道 D．可能成为病毒在细胞间传播的通道 （建议用时：30分钟） 一、选择题 1．（2025·北京·高考真题）2025年，国家持续推进“体重管理年”行动。为践行“健康饮食、科学运动”，应持有的正确认识是（    ） A．饮食中元素种类越多所含能量越高 B．饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 C．无氧运动比有氧运动更有利于控制体重 D．在生活中既要均衡饮食又要适量运动 2．（2024·北京·高考真题）高中生物学实验中，利用显微镜观察到下列现象，其中由取材不当引起的是（    ） A．观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一 B．观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动 C．利用血细胞计数板计数时，有些细胞压在计数室小方格的界线上 D．观察根尖细胞有丝分裂时，所有细胞均为长方形且处于未分裂状态 3．（2024·北京·高考真题）胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是（    ） A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面 B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与 C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性 D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子 4．（2024·北京·高考真题）关于大肠杆菌和水绵的共同点，表述正确的是（    ） A．都是真核生物 B．能量代谢都发生在细胞器中 C．都能进行光合作用 D．都具有核糖体 5．（2023·北京·高考真题）PET-CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的（　　） A．维生素 B．葡萄糖 C．氨基酸 D．核苷酸 6．（2025·北京·模拟预测）糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（    ） A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构 7．（2025·北京东城·二模）如下图，牛胰核糖核酸酶在尿素、β-巯基乙醇的处理下完全失去酶活性，但去除后几乎可100%自发恢复其天然酶活性。下列说法错误的是（    ） A．牛胰核糖核酸酶能催化RNA的水解反应 B．该酶是在核糖体上经脱水缩合过程形成的 C．尿素、β-巯基乙醇处理破坏了该酶的肽键 D．该酶的氨基酸序列决定了二硫键形成的位置 8．（2025·北京朝阳·二模）科研人员发现一种稳定性较高且具有广谱抗菌性的“套索”状多肽——LAR（如图）。使LAR形成“套索”的化学键是（　　） A．肽键 B．氢键 C．二硫键 D．磷酸二酯键 9．（2024·北京海淀·一模）端粒是染色体末端的一段DNA片段。端粒酶由RNA 和蛋白质组成， 该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成并延伸端粒DNA．在正常情况下，端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性。下列有关端粒酶的叙述， 正确的是（    ） A．仅由C、H、O、N四种元素组成 B．催化过程以4种脱氧核苷酸为底物 C．组成成分都在核糖体上合成 D．在所有细胞中均具有较高活性 10．（2025·北京·模拟预测）下列各项中，细胞结构所含的主要组分及其基本单位对应正确的是（　　） A．细胞骨架：蛋白质-氨基酸 B．染色体：DNA-核糖核苷酸 C．细胞壁：纤维素-蔗糖 D．细胞膜：磷脂-ATP和脂肪酸 11．（2025·北京·模拟预测）下图是电子显微镜下绿色植物某细胞器的结构图。相关叙述正确的是（    ） A．1中不可能发生碱基互补配对 B．2是由两层磷脂分子组成的 C．3中的嵴增大酶的附着面积 D．缺Mg影响该细胞器的功能 12．（2025·北京东城·二模）真核细胞正常的生理功能与生物膜的完整性密切相关。下列说法错误的是（    ） A．内质网和高尔基体膜受损会影响蛋白质的正常折叠 B．线粒体内膜受损会导致有氧呼吸的第三阶段受阻 C．类囊体膜受损会导致叶绿体内NADP+和ADP含量降低 D．溶酶体膜受损会导致细胞无法消化衰老、损伤的细胞器 13．（2025·北京朝阳·二模）枯草菜孢杆菌是一种安全性较高的细菌，能够分泌纤维素酶等消化酶，可作为家畜饲料添加剂。相关叙述正确的是（　　） A．枯草芽孢杆菌通过有丝分裂增殖 B．纤维素酶在枯草芽孢杆菌的核糖体上合成 C．纤维素酶经内质网和高尔基体转运到枯草芽孢杆菌细胞膜 D．枯草芽孢杆菌能在家畜消化道中将纤维素水解为氨基酸 14．（2025·北京海淀·二模）反硝化细菌可将硝酸盐（）中的氮转化为一系列中间产物，最终还原为氮气（N2），上述过程中的关键酶是亚硝酸盐还原酶（NR）。检测不同条件下菌体中NR的含量和活性，结果如下表。 亚硝酸盐 氧气 实验结果 无 无 无NR 有 无 有NR，有活性 无 有 有NR，无活性 下列关于反硝化细菌的叙述，错误的是（　　） A．合成NR需要核糖体、内质网等的参与 B．NR的活性可能依赖于亚硝酸盐的诱导 C．在有氧条件和无氧条件下均可合成NR D．参与氮元素在生态系统中的物质循环 15．（2025·北京西城·一模）下图是某种植物细胞的电镜照片，1～4均为细胞结构，对其描述错误的是（    ） A．磷脂双分子层构成1的基本支架 B．2是该细胞产生ATP的主要场所 C．3中有由DNA和蛋白质组成的染色质 D．4中基粒和类囊体扩大了受光面积 二、非选择题 16．（2025·北京西城·二模）近年来，因高糖高脂饮食造成的高血脂症人数逐年上升，且趋于年轻化。高血脂症典型特点是血浆中胆固醇含量偏高。 (1)胆固醇与磷脂都属于 物质，与 等共同参与细胞膜的构成。 (2)由H基因编码的H酶是胆固醇合成的关键酶。如图1所示，当细胞内胆固醇含量高时，SP复合物被锚定在内质网膜上。当胆固醇含量低时，SP转移至高尔基体膜上被酶切，产生的转录因子与启动子结合，调控H基因的转录。用于治疗高血脂症的他汀类药物能抑制H酶活性，但疗效不理想，原因是细胞内胆固醇合成存在 机制，导致使用他汀类药物后胆固醇代偿性增加。 (3)我国科学家发现小肠细胞能合成并分泌肠脂抑素（C），给小鼠注射0.2mg·Kg-1C能显著降低血浆中胆固醇含量。通过特定技术检测到肝脏、肾脏、骨骼肌细胞存在 ，证明C是一种新发现的激素。 (4)给正常小鼠注射不同剂量C，H基因转录水平如图2所示。利用高血脂症模型鼠进行多组实验，检测不同药物的治疗效果，结果如图3所示。请分析C与他汀类药物联合使用治疗效果最佳的原因 。 17．（2025·北京·模拟预测）学习下列材料，回答问题。 植物应对细胞壁损伤的关键防御机制 液泡可占成熟植物细胞体积的80%，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，它还可以调节植物细胞内部环境。若植物细胞壁受损，引起液泡破裂，内容物流出则可能导致细胞内部发生一系列变化，甚至导致细胞死亡。那么，细胞如何避免因细胞壁损伤引发液泡破裂所带来的不良后果呢？ 已知ATG8蛋白是细胞发生自噬的典型标志物。研究表明，细胞壁受损会在液泡膜上诱导ATG8酰化，即蛋白分子中的氢或其他基团被酰基取代，这一独特的蛋白翻译后修饰过程由ATP酶和ATG8结合机制调控。正常条件下，自噬小体很少定位于液泡膜上；用果胶酶抑制剂处理，增加细胞壁硬度，自噬小体数量会增加，但仍不定位于液泡膜上。然而，抑制纤维素合成过程或模拟真菌感染，却会导致细胞内ATG8定位于液泡膜上；若人为突变ATG8的末端氨基酸使其无法酰化时，重复上述处理，则会导致细胞内ATG8无法重新定位于液泡膜上。 ATP酶是液泡上的主要质子泵，参与调节液泡功能。在拟南芥中模拟细胞壁损伤，可观察到液泡内部pH升高，且突变体的液泡pH高于野生型。已知莫能菌素可作为质子-钠反向转运体，用以增加液泡pH，可促进ATP酶的组装。莫能菌素处理后，ATG8约在20min时结合到液泡膜上，随后液泡膜约在60min时发生碎片化。 进一步研究表明，上述机制在陆生植物中是高度保守的，这为提高植物抗逆性和适应性的研究开拓了新的思路。 (1)液泡膜的化学成分为 ，基本支架为 。 (2)植物细胞壁受损后，下列推测合理的是_____（多选）。 A．液泡中的内容物流出会导致细胞内的pH升高 B．ATG8合成和酰化分别发生在细胞核和核糖体 C．改变细胞壁弹性和全透性会引起ATG8酰化 D．ATG8不能酰化的突变体比野生型更易遭受真菌感染 E．ATG8不能酰化的突变体若用莫能菌素处理，则可提高其抗真菌感染的能力 (3)参与动植物细胞自噬过程的细胞器分别为 。 (4)据所学和本文信息，说明莫能菌素处理ATG8不能酰化的突变体可提高其抗真菌感染能力的原因 。 18．（2025·北京·模拟预测）精准标记和追踪活细胞表面和内部的有机物，是认识生命现象的基础。2022年诺贝尔化学奖授予3位科学家，表彰他们在点击化学和正交生物学方面的贡献。其中，正交生物学在活细胞标记实验中有很高的应用价值。 (1)点击化学的代表反应为铜催化的叠氮-炔基环加成反应，铜作为无机催化剂，其催化动力极高，但该方法不能直接应用于活细胞，原因是 。 (2)经过研究，科学家发现环辛炔和叠氮化合物之间可以在适合的生理条件下实现快速环加成反应，且无需催化剂进行催化。将纯化的糖蛋白进行叠氮修饰，在缓冲体系中溶解、保温孵育过夜，蛋白印迹可检测环辛炔与糖蛋白的结合情况，酶标抗体可用于检测体系中存在的糖蛋白，检测如图1。 ①第1组反应物应为 ，起对照作用。 ②据图1推测，CuSO4存在会导致 。 ③上述实验的结论是 。 (3)为进一步证实环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能可靠性，科学家将带荧光基团的环辛炔与带有叠氮化合物的活细胞混合，一段时间后检测反应体系中的荧光量，结果如图2。 科学家认为，据图2可以确定带荧光基团的环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能是可靠的，作出判断的依据是 。这种标记活细胞中特定有机物的方法，称为正交生物学。 (4)科学家利用正交生物学原理标记活性。在25℃下进行标记和孵育，在1小时内先后从实验体系中定时提取单个细胞，观察I~M时间点时细胞表面和细胞内部的荧光标记结果，如图3。 据图3细胞表面和细胞内部白色箭头指示的荧光区域范围的变化，带有荧光标记的细胞结构包括 。 (5)除了可以避免活细胞标记时带入过多的铜离子，你认为正交生物学应用于活细胞标记的优势还包括 。 19．（2024·北京通州·模拟预测）Cox10基因功能缺失导致线粒体功能异常，进而诱发小鼠患心肌病，随病程发展会导致小鼠死亡。 (1)线粒体是 的主要场所，产生的ATP用以维持心脏功能。 (2)Omal蛋白可以调节线粒体功能。为研究Omal蛋白和Cox10蛋白的关系，科研人员敲除小鼠相关基因、统计其生存率，结果如图1。双敲除组生存率 Cox10基因单敲除组和WT组，说明Omal蛋白可以 由Cox10蛋白功能异常导致的线粒体心肌病的发病进程。 (3)活化的Om al蛋白可将长链Opal(-Opal)切割成短链(s-Opal)，诱导线粒体融合，进而发挥作用。根据图2结果分析， 组和 组长链和短链Opal蛋白含量无显著差异，说明正常条件下Omal蛋白的活性很低；Cox10蛋白功能异常时可激活Omal蛋白的依据是 。 20．（2024·北京东城·一模）吸烟是导致慢性阻塞性肺疾病（COPD）的首要发病因素。银杏叶提取物（GBE）对COPD具有一定的治疗效果，科研人员对此机制进行研究。 (1)科研人员将构建的COPD模型大鼠分为两组，其中GBE组连续多日腹腔注射GBE进行治疗。六周后，显微镜下观察各组大鼠支气管结构，如下图1。 图1结果说明GBE 。 (2)自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制，在巨噬细胞吞噬、调节免疫应答等过程中起重要作用。自噬过程如下图2，自噬体与溶酶体融合后形成自噬性溶酶体，溶酶体内含有 ，可降解受损的细胞器。 COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活，但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻，导致受损细胞器降解受阻而异常堆积，影响细胞正常代谢。电镜结果显示，与COPD模型组相比较，GBE组细胞中自噬体数量 ，自噬性溶酶体数量 ，推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬。 (3)已知PI3K蛋白的表达水平下降，会导致自噬程度增强。为验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬。设计实验如下表，请对下表中不合理之处进行修正 。 组别 实验材料 检测指标 预期结果 对照组 正常组大鼠肺泡巨噬细胞 PI3K蛋白含量 实验组高于对照组 实验组 GBE组大鼠肺泡巨噬细胞 (4)基于上述信息，请提出一个可以进一步研究的问题，以完善GBE的作用机制 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难01 细胞的结构组成与功能分析 内容导航 重难突破 技巧掌握 速度提升 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速掌握重难考向核心靶点，明确主攻方向 重难要点剖析 定位要点 重点提炼：聚焦重难核心内容，深入剖析知识内涵与联系 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧 重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 核心考点 重难考向 高考考情 细胞的分子组成 1.有机物的检测原理相关实验分析 2.糖类的结构 3.脂质的分类与结构 （2025北京卷）糖类 （2024北京卷）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （2024北京卷）脂质 （2023北京卷）糖类 细胞分类 1.原核细胞与真核细胞的区别 （2024北京卷）原核生物的特点 （2023北京卷）原核生物与真核生物的区别 细胞结构与功能 1.细胞膜的结构与功能 2.细胞器的结构与功能 3.细胞器间的协调配合 4.细胞核的结构与功能 （2025北京卷）线粒体与叶绿体的结构 （2024北京卷）细胞膜的结构、细胞器间的协调配合 （2023北京卷）细胞器间的协调配合 一、细胞中的化合物 1. 细胞中有机物 （1）糖类：组成元素C、H、O，分为单糖、二糖和多糖，是细胞中主要的能源物质。 （2）脂质：磷脂：生物膜的组成成份；组成元素：C、H、O、N、P。脂肪：动植物细胞共有的储能物质；组成元素：C、H、O。固醇：胆固醇，动物细胞膜的组成成份；维生素D、性激素。组成元素：C、H、O。 （3）蛋白质：组成元素C、H、O、N、S。组成蛋白质的氨基酸有21种，分为必需氨基酸和非必需氨基酸。蛋白质结构多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序、多肽链的盘曲折叠方式。蛋白质的功能：免疫、运输、信息交流、调节等。 （4）核酸：组成元素C、H、O、N、P，分为DNA和RNA。DNA主要分布在细胞核、RNA主要分布在细胞质。 （5）生物大分子：蛋白质、多糖和核酸为生物大分子，基本骨架是C链。 2.有机物的检测 有机物 检测过程 还原性糖 还原性糖与斐林试剂水浴加热，可产生砖红色沉淀。根据沉淀颜色的深浅判断还原糖的多少 蛋白质 蛋白质+双缩脲试剂→紫色。先加入1ml双缩脲试剂Ａ液（NaOH溶液，营造碱性环境），摇匀；再加４滴双缩脲试剂Ｂ液（CuSO4溶液），摇匀。检测原理铜离子与肽键的反应，变性的蛋白、失活的酶均可用双缩脲试剂进行检测。 脂肪 苏丹III→橘黄色。实验过程中需要使用50%的酒精洗去浮色 3.细胞中的无机物 水 自由水 细胞内良好的溶剂；为细胞提供液体环境；参与生化反应；运送营养物质和代谢废物 自由水多细胞代谢强，抗逆性弱，结合水多细胞代谢弱，抗逆性强。 自由水和结合水在一定条件下可相互转化。 结合水 组成细胞结构（与蛋白质、多糖等结合失去流动性和溶解性） 无机盐 主要以离子形式存在，具有维持正常生命活动、调节PH，维持渗透压的作用 2、 细胞的结构与功能 1. 原核细胞与真核细胞的比较 原核细胞 真核细胞 模式图 大小 较小 较大 本质区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的真正的细胞核 细胞壁 主要成分为肽聚糖 植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶; 真菌细胞壁主要成分是几丁质(壳多糖) 细胞质 有核糖体,无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器 细胞核 拟核,无核膜和核仁 有核膜和核仁 DNA存在形式 拟核:大型环状 质粒:小型环状 细胞核:和蛋白质形成染色体(质) 细胞质:在线粒体、叶绿体中裸露存在 细胞分裂 二分裂 有丝分裂、无丝分裂和减数分裂 遗传物质 DNA 进化水平 低 高 生态系统成份 生产者、消费者、分解者 生产者、消费者、分解者 举例 细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体(目前发现的最小细胞,且无细胞壁)等 酵母菌等真菌、衣藻、高等植物、动物等 2.细胞膜 制备方法 选择哺乳动物成熟红细胞，吸水涨破 识图 成分 磷脂：细胞膜的基本骨架 蛋白质：行使功能 糖类：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关 A：磷脂双分子层 B：蛋白质 C：糖蛋白 D：糖脂 特点 结构特点：具有一定的流动性 功能特点：选择透过性 功能 将细胞与外界环境隔开；控制物质进出；进行细胞间的信息交流。 信息交流 间接交流，直接交流，通道交流 3.细胞质 细胞质包括：细胞质基质、细胞器和细胞骨架 细胞器 结构 功能 图示 线粒体 具有双层膜,含有核酸(DNA和RNA)和核糖体。 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” 叶绿体 具有双层膜,含有核酸(DNA和RNA)和核糖体 光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 内质网 具有单层膜,分为粗面内质网(有核糖体附着)和光面内质网(不含核糖体) 粗面内质网:蛋白质加工场所和运输通道; 光面内质网:脂质合成的重要场所 高尔基体 具有单层膜 主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,是细胞内囊泡运输的枢纽 核糖体 主要由rRNA和蛋白质构成，无膜结构 蛋白质合成的场所 中心体 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质构成，无膜结构 与细胞的有丝分裂有关 溶酶体 具有单层膜 细胞的“消化车间”,内含多种水解酶(水解酶在溶酶体膜内起作用),能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒 液泡 具有单层膜 内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可调节植物细胞内的环境,充盈的液泡能使植物细胞保持坚挺 高分技巧 1.原核细胞与真核细胞 （1）蓝细菌不是一种生物,而是一类生物,色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等都属于蓝细菌。 （2）蓝细菌属于原核生物,无叶绿体和线粒体,但蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用,含有与有氧呼吸有关的酶,能进行呼吸作用,新陈代谢类型为自养需氧型。 （3）细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物,也存在蓝细菌(光合自养)、硝化细菌(化能合成自养)等自养生物。 （4）醋酸菌、乳酸菌是细菌,属于原核生物,只有核糖体一种细胞器。 （5）黑藻、绿藻、团藻、小球藻、水绵等是植物,属于真核生物,有叶绿体,可进行光合作用。 2.常考易混的四种“膜蛋白” （1）转运蛋白:包括载体蛋白和通道蛋白。 ①功能:通道蛋白用于协助扩散,载体蛋白用于协助扩散或者主动运输。 ②特点:专一性,即一种载体一般只能与一种相应的被运输的物质相结合。 ③载体的种类和数量决定某种物质能否被运输或运输量的多少。 （2）受体 ①特点:特异性,即一种受体一般只能与一种信号分子结合。 ②功能:识别和选择性结合信号分子。 （3)粘连蛋白 ①实质:粘连蛋白是一种糖蛋白。 ②功能:促使细胞粘连。 ③实例:细胞癌变时,细胞表面的粘连蛋白减少,细胞之间的黏着性显著降低导致癌细胞易于转移和扩散。 （4）酶 ①功能:催化 ②实例:好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶;细胞膜上还可存在ATP水解酶,催化ATP水解,所释放的能量可用于主动运输等,一些细胞器膜上也分布着与其功能有关的酶。 3.分泌蛋白的加工、分类和运输 （1）过程 （2）与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 （3）参与分泌蛋白合成运输的膜结构：内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜及细胞膜。　 （4）在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜膜面积增加。 深度拓展 1.线粒体和叶绿体的内共生假说 （1）内共生起源学说内容：内共生起源学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始的能进行有氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。 （2）关于线粒体和叶绿体起源的推测：一种厌氧异养真核生物吞入了自由生活的需氧菌，需氧菌没有被消化，两者形成共生关系，需氧菌逐渐进化为真核细胞的线粒体。叶绿体也通过相同的机制由共生的蓝细菌进化而来。 （3）主要证据 ①叶绿体和线粒体的基因组与细菌基因组具有明显的相似性，它们均为单条环状双链DNA分子。 ②具备独立、完整的蛋白质合成系统。线粒体和叶绿体的蛋白质合成的机制类似于细菌，有别于真核生物。 ③分裂方式与细菌相似。线粒体和叶绿体均以缢裂的方式分裂增殖，类似于细菌。 ④膜的特性。线粒体、叶绿体的内膜和外膜存在明显的性质和成分的差异，外膜与真核细胞的内膜系统具有性质上的相似性，可与内质网和高尔基体膜融合沟通，而内膜则与细菌细胞膜相似。 2.胞内蛋白的定向转运 （1）细胞内的蛋白质分布在细胞质基质、细胞核、线粒体、叶绿体等细胞器中(此处不考虑溶酶体),有些蛋白质的加工和运输不涉及内质网和高尔基体,蛋白质可在特定信号序列的作用下转运至特定场所,此过程会消耗能量。 （2）分泌蛋白跨膜运输到内质网是信号肽、信号识别颗粒(SRP)和内质网膜上SRP受体等因子共同协助完成的。 （3）蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上合成，随多肽链合成，内质网信号序列暴露出核糖体并与SRP结合，导致肽链延伸暂时停止，防止新生肽N端损伤和成熟 前折叠(步骤1和2),直至SRP与内质网膜上的SRP受体结合(步骤3),信号识别颗粒脱离了信号序列和核糖体，返回细胞质基质中重复使用，肽链又开始延伸。信号肽穿入内质网膜并引导肽链进入内质网腔中(步骤4)。 考向突破01 有机物的检测 1．下列关于“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”实验的叙述，正确的是（    ） A．常用番茄、苹果等作为检测植物组织内还原糖的实验材料 B．脂肪的检测中，花生子叶切片细胞间不能观察到橘黄色油滴 C．蛋白质的检测中，加入的0.1g/mLNaOH 溶液可为反应提供碱性环境 D．脂肪的检测中，50%的酒精用于溶解组织中的脂肪 【答案】C解题技巧点拨 生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉、蔗糖）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。（4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、番茄、苹果富含还原糖，但番茄有颜色，会干扰颜色的观察，因此不能用番茄鉴定植物组织内的还原糖，A错误； B、切片时，被破坏的子叶细胞会释放出少量脂肪，故细胞间会出现橘黄色小颗粒，B错误； C、蛋白质的检测中，加入的0.1g/mLNaOH 溶液可为反应提供碱性环境，使得铜离子在碱性环境条件下与肽键发生络合反应，C正确； D、脂肪鉴定中50%的酒精主要作用是洗去浮色，D错误。 故选C。 考向突破02 组成细胞的化合物 2．糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（    ） A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构 解题技巧点拨 蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N等，基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，肽链盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质，因此蛋白质是由氨基酸聚合形成的生物大分子。 【答案】C 【详解】A、糖原只含C、H、O，不含N；胰岛素和胰岛素基因含C、H、O、N，A错误； B、糖原合成需要酶，但不需要模板；胰岛素合成需要模板和酶；胰岛素基因合成需要模板和酶。因此，并非三者均需模板，B错误； C、糖原属于多糖类生物大分子，胰岛素属于蛋白质类生物大分子，胰岛素基因属于核酸类生物大分子，C正确； D、糖原为分支链状结构，胰岛素为球状蛋白质结构，胰岛素基因为双螺旋结构，三者空间结构不同，D错误。 故选C。 3.无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，下列叙述不正确的是（    ） A．Fe²⁺是血红素分子的必要组成成分 B．Na⁺与神经、肌肉细胞的兴奋性有关 C．HCO3-/H₂CO₃参与维持人血浆酸碱平衡 D．Ca²⁺在血液中的含量过高，会发生抽搐 解题技巧点拨 无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的必要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。 【答案】D 【详解】A、细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白中血红素分子的必要成分，A正确； B、无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动是必不可少的，Na⁺与神经、肌肉细胞的兴奋性有关，B正确； C、某些无机盐具有维持人体血浆酸碱平衡的作用，如：血浆中NaHCO3含量和H2CO3含量会影响血浆中pH变化，说明NaHCO3和H2CO3对于维持酸碱平衡具有重要作用，C正确； D、血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐，D错误。 故选D。 考向突破03 细胞的结构与功能 4.在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述错误的是（　　） A．细胞对该信号分子的特异应答依赖相应受体 B．图中酶联受体具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解使应答蛋白磷酸化而具有活性 D．活化的应答蛋白影响基因表达，最终引起细胞定向分化 解题技巧点拨 信号分子与特异性受体结合后发挥调节作用。图中信号分子与膜外侧酶联受体识别、结合，ATP水解产生的磷酸基团结合到激酶区域使之具有活性，有活性的激酶区域能将应答蛋白转化为有活性的应答蛋白。 【答案】B 【详解】A、由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A正确； B、酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误； C、ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如应答蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C正确； D、细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。 故选B。 5．乳链菌肽是乳酸菌在发酵过程中产生的小分子多肽，可破坏细菌细胞膜和细胞壁，是目前唯一被批准可在食品中作为防腐剂使用的细菌素，关于乳链菌肽的分析不合理的是（    ） A．合成过程需要核糖体、内质网等共同参与 B．乳链菌肽在过碱条件下会失去活性 C．在人体消化道中迅速被分解成氨基酸 D．可减少食品保存时化学防腐剂的使用 解题技巧点拨 原核细胞：没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色质；没有复杂的细胞器（只有核糖体一种细胞器）；只能进行二分裂生殖，属于无性生殖；含有细胞膜、细胞质，遗传物质是DNA。 【答案】A 【详解】A、乳酸菌为原核生物，其细胞中不含内质网，多肽的合成仅需核糖体参与，无需内质网加工，A错误； B、乳链菌肽为多肽，过碱会破坏其空间结构导致失活，B正确； C、人体消化道中的蛋白酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶）可将多肽分解为氨基酸，C正确； D、乳链菌肽作为天然防腐剂，可替代化学防腐剂，D正确。 故选A。 6．低密度脂蛋白（LDL）是一种运载胆固醇进入细胞的脂蛋白颗粒。血浆中过量的LDL携带的胆固醇会积存在动脉壁上，易引起动脉硬化。下图为LDL进入细胞的相关过程，下列叙述错误的是（    ） A．LDL进入细胞体现了胞吞具有特异性 B．LDL进入细胞的过程不需要消耗能量 C．⑤⑥过程受阻会增加动脉硬化患病风险 D．①⑥过程均体现了细胞膜具有流动性 解题技巧点拨 1、胆固醇:构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。2、正常人如果饮食不合理，摄入胆固醇过多，缺乏运动，会造成胆固醇在血液中含量过高，可能会患动脉粥样硬化，甚至是冠心病。 【答案】B 【详解】A、LDL与细胞膜上的LDL受体特异性结合后才进入细胞， 这体现了胞吞具有特异性，只有能与受体结合的物质才能以这种方式进入细胞，A正确； B、从图中可知，LDL与膜上受体结合后才能进入细胞，故LDL进入细胞的方式是胞吞，需要消耗能量，B错误； C、⑤⑥过程受阻，膜上的LDL受体会减少，LDL不能进入细胞， 血浆中过量的LDL携带的胆固醇会更多地积存在动脉壁上，从而增加动脉硬化患病风险，C正确； D、①过程中细胞膜内陷形成囊泡包裹LDL，⑥过程中囊泡与细胞膜融合， 这两个过程都体现了细胞膜具有流动性，D正确。 故选B。 7．胞间连丝是贯穿两个相邻植物细胞的管状结构，如下图。下列关于胞间连丝的推测，错误的是（　　） A．有助于多细胞生物形成有序的细胞“社会” B．①②为高尔基体，连通相邻细胞的生物膜系统 C．是相邻细胞间进行信息交流的通道 D．可能成为病毒在细胞间传播的通道 解题技巧点拨 胞间连丝的结构：由内质网膜延伸形成，穿过细胞壁，连接相邻细胞的细胞质，并非高尔基体产物。可进行细胞间的物质运输、信息传递，同时可能成为病毒传播途径。 【答案】B A、胞间连丝通过物质交换和信号传递，协调相邻细胞的生命活动，是多细胞植物细胞间协同作用的重要结构，符合“细胞社会”的有序性，A正确； B、胞间连丝的核心结构是内质网衍生的管状结构，穿过细胞壁，连接相邻细胞的细胞质，而非高尔基体，B错误； C、胞间连丝可传递RNA、蛋白质等信号分子，是植物细胞间信息交流的重要途径，C正确； D、某些植物病毒（如烟草花叶病毒）可通过胞间连丝在细胞间扩散，甚至通过修饰胞间连丝的孔径扩大传播效率，D正确。 故选B。 （建议用时：30分钟） 一、选择题 1．（2025·北京·高考真题）2025年，国家持续推进“体重管理年”行动。为践行“健康饮食、科学运动”，应持有的正确认识是（    ） A．饮食中元素种类越多所含能量越高 B．饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 C．无氧运动比有氧运动更有利于控制体重 D．在生活中既要均衡饮食又要适量运动 【答案】D 【分析】“健康饮食、科学运动” 是保持身体健康和合理体重的重要方式。健康饮食强调营养均衡，包含各种营养素；科学运动则要根据个人情况选择合适的运动类型和强度。 【详解】A、饮食中的能量主要取决于有机物（糖类、脂肪、蛋白质）的含量，而非元素种类。例如，脂肪仅含C、H、O三种元素，但单位质量供能最高。元素种类多与能量无关，A错误； B、糖类和脂肪均可供能，但脂肪储能更高。若用糖代替脂肪但总热量未减少，反而可能因糖分解快导致饥饿感增强，且过量糖会转化为脂肪储存，B错误； C、无氧运动（如短跑）主要消耗糖原，而有氧运动（如慢跑）能持续分解脂肪供能，更利于减脂和控制体重，C错误； D、均衡饮食保证营养全面，适量运动促进能量消耗，二者结合是科学控制体重的关键，D正确； 故选D。 2．（2024·北京·高考真题）高中生物学实验中，利用显微镜观察到下列现象，其中由取材不当引起的是（    ） A．观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一 B．观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动 C．利用血细胞计数板计数时，有些细胞压在计数室小方格的界线上 D．观察根尖细胞有丝分裂时，所有细胞均为长方形且处于未分裂状态 【答案】D 【分析】1、观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，盐酸和酒精混合液的作用是解离，是细胞分散开。 2、脂肪小颗粒+苏丹Ⅲ染液→橘黄色小颗粒。（要显微镜观察）。 【详解】A、脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，花生子叶不同部位细胞中的脂肪含量不同，在观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一是由细胞中的脂肪含量不同引起的，不是取材不当引起，A不符合题意； B、观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，材料中应该含有叶绿体，以此作为参照物来观察细胞质的流动，因此只有部分细胞的叶绿体在运动，不是取材不当引起的，出现此情况可能是部分细胞代谢低引起的，B不符合题意； C、利用血细胞计数板计数时，有些细胞压在计数室小方格的界线上，不是取材不当，可能因稀释度不够导致细胞数较多引起的，C不符合题意； D、观察根尖细胞有丝分裂时，所有细胞均为长方形且处于未分裂状态，可知取材为伸长区细胞，此实验应取分生区细胞进行观察，出现此情况是由取材不当引起的，D符合题意。 故选D。 3．（2024·北京·高考真题）胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是（    ） A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面 B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与 C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性 D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子 【答案】C 【分析】溶酶体中含有多种水解酶（水解酶的本质是蛋白质），能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。 【详解】A、磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以头部位于复合物表面，A错误； B、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡，然后与溶酶体融合后，释放胆固醇，B错误； C、胞吞形成的囊泡（单层膜）能与溶酶体融合，依赖于膜具有一定的流动性，C正确； D、胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质，D错误。 故选C。 4．（2024·北京·高考真题）关于大肠杆菌和水绵的共同点，表述正确的是（    ） A．都是真核生物 B．能量代谢都发生在细胞器中 C．都能进行光合作用 D．都具有核糖体 【答案】D 【分析】原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的典型的细胞核（没有核膜、核仁和染色体）；原核生物没有复杂的细胞器，只有核糖体一种细胞器，但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构，也含有核酸（DNA和RNA）和蛋白质等物质，且遗传物质是DNA。 【详解】A、大肠杆菌是原核生物，水绵是真核生物，A错误； B、大肠杆菌只具有核糖体，无线粒体等其他细胞器，能量代谢不发生在细胞器中，B错误； C、大肠杆菌无光合色素，不能进行光合作用，C错误； D、原核生物和真核生物都具有核糖体这一细胞器，D正确。 故选D。 5．（2023·北京·高考真题）PET-CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的（　　） A．维生素 B．葡萄糖 C．氨基酸 D．核苷酸 【答案】B 【分析】糖类一般由C、H、O三种元素组成，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。 【详解】分析题意可知，该示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，应是糖类，且又知该物质进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量，则该物质应是被称为“生命的燃料”的葡萄糖。B符合题意。 故选B。 6．（2025·北京·模拟预测）糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（    ） A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构 【答案】C 【分析】蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N等，基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，肽链盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质，因此蛋白质是由氨基酸聚合形成的生物大分子。 【详解】A、糖原只含C、H、O，不含N；胰岛素和胰岛素基因含C、H、O、N，A错误； B、糖原合成需要酶，但不需要模板；胰岛素合成需要模板和酶；胰岛素基因合成需要模板和酶。因此，并非三者均需模板，B错误； C、糖原属于多糖类生物大分子，胰岛素属于蛋白质类生物大分子，胰岛素基因属于核酸类生物大分子，C正确； D、糖原为分支链状结构，胰岛素为球状蛋白质结构，胰岛素基因为双螺旋结构，三者空间结构不同，D错误。 故选C。 7．（2025·北京东城·二模）如下图，牛胰核糖核酸酶在尿素、β-巯基乙醇的处理下完全失去酶活性，但去除后几乎可100%自发恢复其天然酶活性。下列说法错误的是（    ） A．牛胰核糖核酸酶能催化RNA的水解反应 B．该酶是在核糖体上经脱水缩合过程形成的 C．尿素、β-巯基乙醇处理破坏了该酶的肽键 D．该酶的氨基酸序列决定了二硫键形成的位置 【答案】C 【分析】据图分析可知：使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶，则二硫键被打开，牛胰核糖核酸酶形成非折叠状态，没有活性；去除尿素和巯基乙醇，可形成二硫键，具有生物活性。 【详解】A、牛胰核糖核酸酶是一种核酸酶，核酸酶能催化核酸的水解反应，RNA属于核酸，所以牛胰核糖核酸酶能催化RNA的水解反应，A正确； B、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，蛋白质是在核糖体上由氨基酸经脱水缩合过程形成的，由图可知该酶是蛋白质类型的酶，所以该酶是在核糖体上经脱水缩合过程形成的，B正确； C、从图中及题干信息可知，尿素、β - 巯基乙醇处理后，去除它们酶能恢复天然活性，说明尿素、β - 巯基乙醇处理没有破坏该酶的肽键，由图可知，是断开了二硫键，从而破坏了酶的空间结构，C错误； D、蛋白质的一级结构（氨基酸序列）决定了其高级结构，包括二硫键形成的位置，所以该酶的氨基酸序列决定了二硫键形成的位置，D正确。 故选C。 8．（2025·北京朝阳·二模）科研人员发现一种稳定性较高且具有广谱抗菌性的“套索”状多肽——LAR（如图）。使LAR形成“套索”的化学键是（　　） A．肽键 B．氢键 C．二硫键 D．磷酸二酯键 【答案】A 【分析】组成蛋白质的基本组成单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸有21种，蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子；氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键的方式结合，由两个氨基酸缩合的化合物叫二肽，由多个氨基酸缩合的化合物叫多肽，多肽通常呈链状结构即肽链；氨基酸之间能够形成氢键等，从而使肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 【详解】ABCD、由图可以看出，使LAR形成“套索”的化学键氨基酸的R基上氨基与羧基之间形成的肽键，A正确，BCD错误。 故选A。 9．（2024·北京海淀·一模）端粒是染色体末端的一段DNA片段。端粒酶由RNA 和蛋白质组成， 该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成并延伸端粒DNA．在正常情况下，端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性。下列有关端粒酶的叙述， 正确的是（    ） A．仅由C、H、O、N四种元素组成 B．催化过程以4种脱氧核苷酸为底物 C．组成成分都在核糖体上合成 D．在所有细胞中均具有较高活性 【答案】B 【分析】分析题文：端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，即逆转录过程，因此该酶为逆转录酶。 【详解】A、端粒酶由RNA 和蛋白质组成，其中RNA的组成元素是C、H、O、N、P，A错误； B、 该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成并延伸端粒DNA，产物是DNA，故催化过程以4种脱氧核苷酸为底物，B正确； C、核糖体是蛋白质的合成车间，但端粒酶还包括RNA，不在核糖体合成，C错误； D、根据题干叙述“端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性”可知，由于基因的选择性表达，端粒酶在干细胞等少数细胞中有活性，大部分细胞是高度分化的细胞，没有分裂能力，因此端粒酶在其中不具有活性。该选项考察“基因的选择性表达”，而非不同物种具有不同基因，D错误。 故选B。 10．（2025·北京·模拟预测）下列各项中，细胞结构所含的主要组分及其基本单位对应正确的是（　　） A．细胞骨架：蛋白质-氨基酸 B．染色体：DNA-核糖核苷酸 C．细胞壁：纤维素-蔗糖 D．细胞膜：磷脂-ATP和脂肪酸 【答案】A 【分析】细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化和物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关 【详解】A、细胞骨架由蛋白质纤维（如微管蛋白、肌动蛋白等）构成，蛋白质的基本单位是氨基酸，S正确； B、染色体主要由DNA和蛋白质组成。DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸（由脱氧核糖、含氮碱基和磷酸组成），而核糖核苷酸是RNA的基本单位，B错误； C、植物细胞壁的主要成分是纤维素，但纤维素是一种多糖，其基本单位是葡萄糖（单糖）。蔗糖是二糖（由葡萄糖和果糖组成），不是纤维素的基本单位，C错误； D、细胞膜的主要组分包括磷脂（构成脂质双层）。磷脂分子的基本单位包括甘油、脂肪酸和磷酸基团等，但并非直接对应到ATP（腺苷三磷酸，一种核苷酸）和脂肪酸（仅为磷脂的一部分）。ATP与磷脂合成无关，脂肪酸是磷脂的组成成分之一，但表述不完整且混淆了概念，D错误。 故选A。 11．（2025·北京·模拟预测）下图是电子显微镜下绿色植物某细胞器的结构图。相关叙述正确的是（    ） A．1中不可能发生碱基互补配对 B．2是由两层磷脂分子组成的 C．3中的嵴增大酶的附着面积 D．缺Mg影响该细胞器的功能 【答案】D 【分析】图示为叶绿体，1是叶绿体基质，2是叶绿体的外膜和内膜，3是基粒。 【详解】A、该细胞器为叶绿体，1为叶绿体基质，作为半自主细胞器，叶绿体编码基因能在叶绿体基质内复制、转录、翻译，存在碱基互补配对，A错误； B、2为叶绿体的外膜与内膜，双层膜共有4层磷脂分子，B错误； C、3为基粒，是由类囊体膜堆叠形成的，而不是线粒体内膜形成的嵴，C错误； D、Mg2+参与合成叶绿素，叶绿素参与光反应过程，叶绿体的主要功能就是进行光合作用，所以缺Mg影响该细胞器的功能，D正确。 故选D。 12．（2025·北京东城·二模）真核细胞正常的生理功能与生物膜的完整性密切相关。下列说法错误的是（    ） A．内质网和高尔基体膜受损会影响蛋白质的正常折叠 B．线粒体内膜受损会导致有氧呼吸的第三阶段受阻 C．类囊体膜受损会导致叶绿体内NADP+和ADP含量降低 D．溶酶体膜受损会导致细胞无法消化衰老、损伤的细胞器 【答案】C 【分析】细胞器的分类：①具有双层膜结构的细胞器有：叶绿体、线粒体．具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜；②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡．具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜；③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体；④能产生水的细胞器有线粒体、核糖体、高尔基体、叶绿体；⑤与碱基互补配对有关的细胞器有核糖体、叶绿体、线粒体；⑥含有 DNA 的细胞器有叶绿体和线粒体；⑦含有 RNA 的细胞结构有叶绿体、线粒体和核糖体。 【详解】A、内质网和高尔基体是蛋白质合成和加工的场所，若内质网和高尔基体膜受损会影响蛋白质的正常折叠，A正确； B、线粒体内膜向内折叠形成嵴增大了酶的附着面积，有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，若线粒体内膜受损会导致有氧呼吸的第三阶段受阻，B正确； C、类囊体膜受损会影响光合作用光反应的进行，使ATP和NADPH生成减少，进而导致叶绿体内NADP+和ADP含量升高，C错误； D、溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，若溶酶体膜受损则会导致细胞无法消化衰老、损伤的细胞器，D正确。 故选C。 13．（2025·北京朝阳·二模）枯草菜孢杆菌是一种安全性较高的细菌，能够分泌纤维素酶等消化酶，可作为家畜饲料添加剂。相关叙述正确的是（　　） A．枯草芽孢杆菌通过有丝分裂增殖 B．纤维素酶在枯草芽孢杆菌的核糖体上合成 C．纤维素酶经内质网和高尔基体转运到枯草芽孢杆菌细胞膜 D．枯草芽孢杆菌能在家畜消化道中将纤维素水解为氨基酸 【答案】B 【分析】原核生物与真核生物的根本区别是有无以核膜为界限的细胞核。原核生物无核膜，细胞质中只有核糖体一种细胞器，细胞壁主要成分是肽聚糖。真核细胞有核膜，细胞质中有多种细胞器，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。常见的原核生物菌、放线菌、支原体、蓝藻和衣原体。 【详解】A、枯草芽孢杆菌属于原核生物，其分裂方式为二分裂，而有丝分裂是真核生物所特有的，A错误； B、纤维素酶的化学本质为蛋白质，在枯草芽孢杆菌的核糖体上合成，B正确； C、枯草芽孢杆菌属于原核生物，只有核糖体一种细胞器，无内质网和高尔基体，C错误； D、枯草芽孢杆菌能够分泌纤维素酶等消化酶，能在家畜消化道中将纤维素水解为葡萄糖，D错误。 故选B。 14．（2025·北京海淀·二模）反硝化细菌可将硝酸盐（）中的氮转化为一系列中间产物，最终还原为氮气（N2），上述过程中的关键酶是亚硝酸盐还原酶（NR）。检测不同条件下菌体中NR的含量和活性，结果如下表。 亚硝酸盐 氧气 实验结果 无 无 无NR 有 无 有NR，有活性 无 有 有NR，无活性 下列关于反硝化细菌的叙述，错误的是（　　） A．合成NR需要核糖体、内质网等的参与 B．NR的活性可能依赖于亚硝酸盐的诱导 C．在有氧条件和无氧条件下均可合成NR D．参与氮元素在生态系统中的物质循环 【答案】A 【分析】原核生物（如反硝化细菌）仅有核糖体一种细胞器，没有内质网、高尔基体、线粒体等复杂细胞器。真核生物中，分泌蛋白需内质网加工，但原核生物无此过程，其蛋白质合成后直接发挥功能。 【详解】A、反硝化细菌为原核生物，亚硝酸盐还原酶（NR）是蛋白质，其合成仅需核糖体参与，无需内质网，A错误； B、根据表格，当环境中有亚硝酸盐时，菌体中有NR；当亚硝酸盐不存在时，菌体中无NR。这说明亚硝酸盐的存在可能诱导了NR的合成，B正确； C、表格中，第二行和第三行均显示有NR，这表明无论有氧还是无氧条件，只要存在亚硝酸盐，反硝化细菌均可合成NR，C正确； D、反硝化细菌通过将硝酸盐（NO₃⁻）最终还原为氮气（N₂），完成氮循环中“硝态氮→气态氮” 的关键步骤，是生态系统氮循环的重要环节，D正确。 故选A。 15．（2025·北京西城·一模）下图是某种植物细胞的电镜照片，1～4均为细胞结构，对其描述错误的是（    ） A．磷脂双分子层构成1的基本支架 B．2是该细胞产生ATP的主要场所 C．3中有由DNA和蛋白质组成的染色质 D．4中基粒和类囊体扩大了受光面积 【答案】B 【分析】分析题图：图中1～4结构依次是细胞膜、液泡、细胞核、叶绿体。 【详解】A、结构1是细胞膜，磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，A正确； B、2是液泡，不产生ATP，B错误； C、3是细胞核，细胞核中有由DNA和蛋白质组成的染色质，C正确； D、4是叶绿体，叶绿体中基粒和类囊体扩大了受光面积，利于光合作用，D正确。 故选B。 二、非选择题 16．（2025·北京西城·二模）近年来，因高糖高脂饮食造成的高血脂症人数逐年上升，且趋于年轻化。高血脂症典型特点是血浆中胆固醇含量偏高。 (1)胆固醇与磷脂都属于 物质，与 等共同参与细胞膜的构成。 (2)由H基因编码的H酶是胆固醇合成的关键酶。如图1所示，当细胞内胆固醇含量高时，SP复合物被锚定在内质网膜上。当胆固醇含量低时，SP转移至高尔基体膜上被酶切，产生的转录因子与启动子结合，调控H基因的转录。用于治疗高血脂症的他汀类药物能抑制H酶活性，但疗效不理想，原因是细胞内胆固醇合成存在 机制，导致使用他汀类药物后胆固醇代偿性增加。 (3)我国科学家发现小肠细胞能合成并分泌肠脂抑素（C），给小鼠注射0.2mg·Kg-1C能显著降低血浆中胆固醇含量。通过特定技术检测到肝脏、肾脏、骨骼肌细胞存在 ，证明C是一种新发现的激素。 (4)给正常小鼠注射不同剂量C，H基因转录水平如图2所示。利用高血脂症模型鼠进行多组实验，检测不同药物的治疗效果，结果如图3所示。请分析C与他汀类药物联合使用治疗效果最佳的原因 。 【答案】(1) 脂质（脂类） 蛋白质 (2)负反馈调节 (3)C的受体 (4)C抑制H酶的转录，减轻了他汀类药物单独使用诱导的胆固醇合成代偿性增加，而他汀类则抑制了现有H酶的活性，二者共同使用更有效降低胆固醇合成，使血浆中胆固醇含量降低 【分析】激素调节是指由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行的调节。不同激素的化学本质组成不同，但它们的作用方式却有一些共同的特点： （1）微量和高效； （2）通过体液运输； （3）作用于靶器官和靶细胞．激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了，激素只能对生命活动进行调节，不参与生命活动。 【详解】（1）胆固醇与磷脂都属于脂质物质。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量的糖类。因此胆固醇与磷脂和蛋白质等共同参与细胞膜的构成。 （2）由题意可知，当使用他汀类药物抑制 H 酶活性后，细胞内胆固醇含量降低，会通过一系列调节使胆固醇合成增加，这是因为细胞内胆固醇合成存在负反馈调节机制。当胆固醇含量低时，会启动相关调节过程促进胆固醇合成，以维持细胞内胆固醇含量的相对稳定。 （3）激素是由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质，通过体液运输作用于靶器官、靶细胞。若肝脏、肾脏、骨骼肌细胞存在 C 的受体，说明 C 可以作用于这些细胞，也就证明 C 是一种激素。 （4）由图 2 可知，随着 C 蛋白剂量增加，C抑制H酶的转录，减轻了他汀类药物单独使用诱导的胆固醇合成代偿性增加。由图 3 可知，他汀类药物能抑制 H 酶活性，减少胆固醇合成，但存在代偿性增加问题。C与他汀类药物联合使用时，C 蛋白抑制 H 基因转录，减少胆固醇合成的起始量，他汀类药物抑制 H 酶活性，进一步减少胆固醇的合成，二者共同使用更有效降低胆固醇合成，使血浆中胆固醇含量降低 17．（2025·北京·模拟预测）学习下列材料，回答问题。 植物应对细胞壁损伤的关键防御机制 液泡可占成熟植物细胞体积的80%，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，它还可以调节植物细胞内部环境。若植物细胞壁受损，引起液泡破裂，内容物流出则可能导致细胞内部发生一系列变化，甚至导致细胞死亡。那么，细胞如何避免因细胞壁损伤引发液泡破裂所带来的不良后果呢？ 已知ATG8蛋白是细胞发生自噬的典型标志物。研究表明，细胞壁受损会在液泡膜上诱导ATG8酰化，即蛋白分子中的氢或其他基团被酰基取代，这一独特的蛋白翻译后修饰过程由ATP酶和ATG8结合机制调控。正常条件下，自噬小体很少定位于液泡膜上；用果胶酶抑制剂处理，增加细胞壁硬度，自噬小体数量会增加，但仍不定位于液泡膜上。然而，抑制纤维素合成过程或模拟真菌感染，却会导致细胞内ATG8定位于液泡膜上；若人为突变ATG8的末端氨基酸使其无法酰化时，重复上述处理，则会导致细胞内ATG8无法重新定位于液泡膜上。 ATP酶是液泡上的主要质子泵，参与调节液泡功能。在拟南芥中模拟细胞壁损伤，可观察到液泡内部pH升高，且突变体的液泡pH高于野生型。已知莫能菌素可作为质子-钠反向转运体，用以增加液泡pH，可促进ATP酶的组装。莫能菌素处理后，ATG8约在20min时结合到液泡膜上，随后液泡膜约在60min时发生碎片化。 进一步研究表明，上述机制在陆生植物中是高度保守的，这为提高植物抗逆性和适应性的研究开拓了新的思路。 (1)液泡膜的化学成分为 ，基本支架为 。 (2)植物细胞壁受损后，下列推测合理的是_____（多选）。 A．液泡中的内容物流出会导致细胞内的pH升高 B．ATG8合成和酰化分别发生在细胞核和核糖体 C．改变细胞壁弹性和全透性会引起ATG8酰化 D．ATG8不能酰化的突变体比野生型更易遭受真菌感染 E．ATG8不能酰化的突变体若用莫能菌素处理，则可提高其抗真菌感染的能力 (3)参与动植物细胞自噬过程的细胞器分别为 。 (4)据所学和本文信息，说明莫能菌素处理ATG8不能酰化的突变体可提高其抗真菌感染能力的原因 。 【答案】(1) 磷脂、蛋白质 磷脂双分子层 (2)ADE (3)溶酶体、液泡 (4)莫能菌素为质子-钠反向转运体，一方面可提高液泡内部的pH，使突变体本不能定位的ATG8重新定位于液泡膜上，启动自噬过程；另一方面，可促进ATTP酶的合成，保证自噬过程中的能量供应。 【分析】1、细胞膜的组成成分主要是蛋白质和磷脂，在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合的糖蛋白，叫做糖被，与细胞识别作用有关，位于消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑的作用。 2、溶酶体是单层膜结构的细胞器，内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 【详解】（1）生物膜主要由磷脂和蛋白质组成，基本支架是磷脂双分子层。液泡膜属于生物膜，故成分由磷脂和蛋白质组成，基本支架是磷脂双分子层。 （2）A、依题意，细胞壁受损的细胞，液泡内部pH升高，故植物细胞壁受损后，液泡中的内容物流出会导致细胞内的pH升高，A正确； B、依题意，ATG8是蛋白质，其合成场所在核糖体。细胞壁受损会在液泡膜上诱导ATG8酰化，故ATG8酰化不发生在核糖体，B错误； C、依题意，用果胶酶抑制剂处理，增加细胞壁硬度，自噬小体数量会增加，但仍不定位于液泡膜上。然而，抑制纤维素合成过程或模拟真菌感染，却会导致细胞内ATG8定位于液泡膜上。可知，改变细胞壁弹性和全透性会引起ATG8酰化并不会都引起ATG8酰化，C错误； D、依题意，ATG8蛋白是细胞发生自噬的典型标志物，ATG8不能酰化就不能诱导细胞自噬，故ATG8不能酰化的突变体比野生型更易遭受真菌感染，D正确； E、依题意，ATG8不能酰化的突变体若用莫能菌素处理，可提高液泡内部的pH，使突变体本不能定位的ATG8重新定位于液泡膜上，启动自噬过程，进而提高其抗真菌感染能力，E正确。 故选ADE。 （3）溶酶体是动物细胞中含有多种水解酶能分解衰老、损伤细胞器等的细胞器，在植物细胞中与之功能类似的是③液泡，液泡中含有多种水解酶等物质。 （4）从文中可知，莫能菌素可作为质子 - 反向转运体，一方面可以提高液泡内部的pH，而突变体不能定位的AtPGS8重新定位于液泡膜上，启动自噬过程；另一方面，可促进ATP酶的合成，保证自噬过程中的能量供应，所以莫能菌素处理AtPGS8不能被泛素化的突变体可提高其抗真菌感染能力。 18．（2025·北京·模拟预测）精准标记和追踪活细胞表面和内部的有机物，是认识生命现象的基础。2022年诺贝尔化学奖授予3位科学家，表彰他们在点击化学和正交生物学方面的贡献。其中，正交生物学在活细胞标记实验中有很高的应用价值。 (1)点击化学的代表反应为铜催化的叠氮-炔基环加成反应，铜作为无机催化剂，其催化动力极高，但该方法不能直接应用于活细胞，原因是 。 (2)经过研究，科学家发现环辛炔和叠氮化合物之间可以在适合的生理条件下实现快速环加成反应，且无需催化剂进行催化。将纯化的糖蛋白进行叠氮修饰，在缓冲体系中溶解、保温孵育过夜，蛋白印迹可检测环辛炔与糖蛋白的结合情况，酶标抗体可用于检测体系中存在的糖蛋白，检测如图1。 ①第1组反应物应为 ，起对照作用。 ②据图1推测，CuSO4存在会导致 。 ③上述实验的结论是 。 (3)为进一步证实环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能可靠性，科学家将带荧光基团的环辛炔与带有叠氮化合物的活细胞混合，一段时间后检测反应体系中的荧光量，结果如图2。 科学家认为，据图2可以确定带荧光基团的环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能是可靠的，作出判断的依据是 。这种标记活细胞中特定有机物的方法，称为正交生物学。 (4)科学家利用正交生物学原理标记活性。在25℃下进行标记和孵育，在1小时内先后从实验体系中定时提取单个细胞，观察I~M时间点时细胞表面和细胞内部的荧光标记结果，如图3。 据图3细胞表面和细胞内部白色箭头指示的荧光区域范围的变化，带有荧光标记的细胞结构包括 。 (5)除了可以避免活细胞标记时带入过多的铜离子，你认为正交生物学应用于活细胞标记的优势还包括 。 【答案】(1)铜是人体必需的微量元素，但不能过量摄入。铜对活细胞毒害作用较大，产生毒性氧自由基，引起线粒体代谢反应异常、启动细胞凋亡等 (2) 纯化糖蛋白溶解在不含环辛炔和CuSO4的等体积缓冲液中 降低糖蛋白的识别作用 带有叠氮化合物修饰的糖蛋白可以与环辛炔结合，产生条带 (3)有叠氮化合物时，随环辛炔浓度和时间增加，荧光量上升，说明带荧光的环辛炔可与叠氮化合物结合；无叠氮化合物时，无荧光量，说明带荧光的环辛炔不能直接结合到细胞表面 (4)糖被/糖蛋白、粗面内质网、高尔基体（带寡糖、聚糖的结构） (5)反应迅速、灵敏；不干扰其他生化反应过程；带有荧光便于观察检测；化合物有半衰期，在活细胞中代谢后减小毒害积累 【分析】生物膜的流动镶嵌模型：磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，具有流动性，蛋白质分子以覆盖、镶嵌、贯穿三种方式排布，磷脂分子和大多数蛋白质分子都能够运动。 【详解】（1）铜是人体必需的微量元素，但不能过量摄入。铜对活细胞毒害作用较大，产生毒性氧自由基，引起线粒体代谢反应异常、启动细胞凋亡等，因此该方法不能直接应用于活细胞。 （2）①蛋白印迹可检测环辛炔与糖蛋白的结合情况，酶标抗体可用于检测体系中存在的糖蛋白，第1组无蛋白质印记检测条带，而有酶标抗体检测条带，因此反应物应为纯化糖蛋白溶解在不含环辛炔和CuSO4的等体积缓冲液中。②第3组加入环辛炔和CuSO4的酶标抗体检测无条带，而其它均有条带，说明CuSO4存在会降低糖蛋白的识别作用。③将纯化的糖蛋白进行叠氮修饰，加环辛炔出现蛋白质印记条带，说明带有叠氮化合物修饰的糖蛋白可以与环辛炔结合，产生条带。 （3）结合图2可知，有叠氮化合物时，随环辛炔浓度和时间增加，荧光量上升，说明带荧光的环辛炔可与叠氮化合物结合；无叠氮化合物时，无荧光量，说明带荧光的环辛炔不能直接结合到细胞表面，可以确定带荧光基团的环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能是可靠的。 （4）三个氮相连的叠氮化合物与含有碳碳三键的环辛炔之间无需催化剂催化，即可快速连接在一起。据此可以将细胞表面的寡糖链进行叠氮修饰，将荧光基团与含有碳碳三键的环辛炔连接，利用叠氮化合物与环辛炔之间连接即可用荧光基团标记细胞。糖蛋白分布在细胞膜表面，需要内质网和高尔基体的加工，因此能在光学显微镜下观察到荧光的结构有糖被/糖蛋白（细胞膜）、粗面内质网、高尔基体。 （5）正交生物学应用于活细胞标记的优势还包括反应迅速、灵敏；不干扰其他生化反应过程；带有荧光便于观察检测；化合物有半衰期，在活细胞中代谢后减小毒害积累。 19．（2024·北京通州·模拟预测）Cox10基因功能缺失导致线粒体功能异常，进而诱发小鼠患心肌病，随病程发展会导致小鼠死亡。 (1)线粒体是 的主要场所，产生的ATP用以维持心脏功能。 (2)Omal蛋白可以调节线粒体功能。为研究Omal蛋白和Cox10蛋白的关系，科研人员敲除小鼠相关基因、统计其生存率，结果如图1。双敲除组生存率 Cox10基因单敲除组和WT组，说明Omal蛋白可以 由Cox10蛋白功能异常导致的线粒体心肌病的发病进程。 (3)活化的Om al蛋白可将长链Opal(-Opal)切割成短链(s-Opal)，诱导线粒体融合，进而发挥作用。根据图2结果分析， 组和 组长链和短链Opal蛋白含量无显著差异，说明正常条件下Omal蛋白的活性很低；Cox10蛋白功能异常时可激活Omal蛋白的依据是 。 【答案】(1)有氧呼吸 (2) 低于（或显著低于） 改善（或减缓） (3) 1 4 2组1-Opal含量显著低于1组，s-Opal含量显著高于1组 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】（1）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，在线粒体内可以进行有氧呼吸的第二阶段和第三阶段。 （2）据图分析，实验的自变量是天数和基因情况，因变量是生存率，据图示曲线变化可知，双敲除组（敲除Omal和Cox10组别）生存率低于（或显著低于）Cox10基因单敲除组和WT组，说明Omal蛋白可以改善（或减缓）由Cox10蛋白功能异常导致的线粒体心肌病的发病进程。 （3）分析题意，Opal(-Opal)是长链组，(s-Opal)是短链组，图中1组是WT组，可作为对照，根据图2结果分析，1组和4组长链和短链Opal蛋白含量无显著差异；据图可知，2组1-Opal含量显著低于1组，s-Opal含量显著高于1组，说明正常条件下Omal蛋白的活性很低，Cox10蛋白功能异常时可激活Omal蛋白。 20．（2024·北京东城·一模）吸烟是导致慢性阻塞性肺疾病（COPD）的首要发病因素。银杏叶提取物（GBE）对COPD具有一定的治疗效果，科研人员对此机制进行研究。 (1)科研人员将构建的COPD模型大鼠分为两组，其中GBE组连续多日腹腔注射GBE进行治疗。六周后，显微镜下观察各组大鼠支气管结构，如下图1。 图1结果说明GBE 。 (2)自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制，在巨噬细胞吞噬、调节免疫应答等过程中起重要作用。自噬过程如下图2，自噬体与溶酶体融合后形成自噬性溶酶体，溶酶体内含有 ，可降解受损的细胞器。 COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活，但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻，导致受损细胞器降解受阻而异常堆积，影响细胞正常代谢。电镜结果显示，与COPD模型组相比较，GBE组细胞中自噬体数量 ，自噬性溶酶体数量 ，推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬。 (3)已知PI3K蛋白的表达水平下降，会导致自噬程度增强。为验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬。设计实验如下表，请对下表中不合理之处进行修正 。 组别 实验材料 检测指标 预期结果 对照组 正常组大鼠肺泡巨噬细胞 PI3K蛋白含量 实验组高于对照组 实验组 GBE组大鼠肺泡巨噬细胞 (4)基于上述信息，请提出一个可以进一步研究的问题，以完善GBE的作用机制 。 【答案】(1)可以缓解COPD导致的支气管管腔狭窄等症状 (2) 多种水解酶 减少 增多 (3)对照组应选用COPD组大鼠肺泡巨噬细胞；预期结果应为实验组低于对照组 (4)GBE如何参与PI3K蛋白的调控；PI3K蛋白调节细胞自噬的机制；GBE促进自噬体与溶酶体融合的机制 【分析】溶酶体中含有多种水解酶，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，从而维持内部环境的稳定。 【详解】（1）对比正常组和COPD模型组的支气管结构，COPD模型组支气管比对照组狭窄，对比GBE组和COPD模型组的支气管结构，GBE组支气管比COPD模型组的支气管扩大，但仍小于正常组的支气管直径，说明GBE可以缓解COPD导致的支气管管腔狭窄等症状。 （2）溶酶体内含有多种水解酶，可降解受损的细胞器。 由题干“COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活，但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻”及“推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬”可以推知，GBE组细胞内自噬体可以和溶酶体正常融合，因此GBE组细胞中自噬体数量减少，自噬性溶酶体数量增加。 （3）该实验目的是验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬，因此自变量为对COPD模型鼠是否进行GBE处理，因此实验材料对照组也需要选择COPD模型鼠肺泡巨噬细胞，根据题干信息推测，GBE可以通过减少PI3K蛋白含量来促进细胞自噬，因此预期结果应为实验组PI3K蛋白含量低于对照组。 （4）根据以上信息，要想进一步完善GEB的作用机理，需要在以下几个方面入手进行研究：①GBE如何参与PI3K蛋白的调控②PI3K蛋白调节细胞自噬的机制③GBE促进自噬体与溶酶体融合的机制等。 / 学科网（北京）股份有限公司 $