内容正文:
细胞的分子组成、结构与物质运输
专题一
课时1 细胞的分子组成与基本结构
考点 真题统计 命题趋势
细胞的分子组成 常考点是细胞的结构,题型基本都是选择题。要特别关注在真实小情境下分析细胞的结构与功能
细胞的基本结构 2025·广东T3;2024·广东T2;2023·广东T4;2022·广东T7、T8、T9
细胞识别及蛋白质的分选与囊泡的运输
重难突破2
热点情境1
热点情境2
细胞骨架
重难突破1
内容索引
NEIRONGSUOYIN
细胞的分子组成
细胞的基本结构
细胞的分子组成
重难突破1
核心整合 要点分析
1.水与细胞代谢
2.无机盐的易错点分析
(1)误认为植物根细胞吸收土壤中的无机盐只能以主动运输的形式。植物的根细胞可以通过不同方式以离子的形式吸收外界溶液中的无机盐,通过通道蛋白的是协助扩散,逆浓度吸收的是主动运输。
(2)忽略无机盐对维持细胞渗透压的重要作用。无机盐离子是细胞内液和细胞外液的主要溶质,其浓度直接影响细胞的渗透压。
核心整合 要点分析
(3)误认为无机盐在动物体内均匀分布。不同无机盐在生物体内的分布具有特异性。例如:Na+、Cl-主要存在于细胞外液。K+、P主要存在于细胞内液。
(4)误认为无机盐对生物进化没有影响。无机盐的浓度和种类可能影响生物的进化。例如:海水中的高盐环境可能促使海洋生物进化出特殊的渗透调节机制。
核心整合 要点分析
3.糖类的易错点分析
(1)并非所有的糖类都仅含有C、H、O,例如几丁质还含有N。
(2)构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子,由于葡萄糖的连接方式不同,它们的结构不同,功能也有差异。
(3)并非所有的糖类都是能源物质,纤维素不参与氧化分解,不提供能量,只作为细胞的结构物质。
(4)并非所有的糖类都是还原糖,如淀粉、纤维素、几丁质和蔗糖都是非还原糖,不能用斐林试剂检测。
核心整合 要点分析
(5)人和哺乳动物体内不产生纤维素酶,因此不能将纤维素水解成葡萄糖,一些细菌、真菌和某些低等动物(如昆虫、蜗牛),尤其是反刍动物胃中共生的细菌含有活性很高的纤维素酶,能水解纤维素,所以,牛、羊、马等动物可以靠吃草维持生命。
核心整合 要点分析
4.糖类和脂肪的比较
(1)氧化分解供能的比较
在生物细胞内,脂肪的氧化速率比糖类慢,而且脂肪的H含量大于糖类,需要消耗大量氧气。此外,糖类的氧化既可以在有氧条件下进行,也可以在无氧条件下进行。所以,糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。油料作物种子含脂肪多,播种时要比谷物类作物(含淀粉多)种子浅一些(与细胞呼吸消耗O2多少有关)。
核心整合 要点分析
(2)相互转化
核心整合 要点分析
(3)种子形成与萌发过程中的物质变化
种子类型
变化 非油料作物种子(如小麦) 油料作物种子(如花生)
种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪
种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
核心整合 要点分析
提醒:种子形成时,光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时,吸收水分导致其鲜重增加,非油料作物的种子只进行细胞呼吸(消耗有机物)导致干重减少,油料作物种子萌发初期干重有所增加(脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素),然后再减少。
核心整合 要点分析
5.蛋白质与核酸的结构及功能分析
(1)蛋白质的变性和水解
①变性:高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致蛋白质的空间结构发生不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。
②水解:在蛋白酶作用下,肽键断裂,蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。
核心整合 要点分析
(2)核酸与蛋白质的关系
核心整合 要点分析
提醒:蛋白质、DNA能为生物进化提供证据,但多糖不能,因为构成多糖的基本单位是单糖,单糖的排列顺序不具有多样性。
核心整合 要点分析
真题历练 感悟考情
1.(2025·湖北卷,7)我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载:“凡五谷种子,浥郁则不生,生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽,即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是( )
A.农业生产中,种子储藏需要干燥的环境
B.种子受潮导致细胞内结合水比例升高,自由水比例降低,细胞代谢减弱
C.霉菌在种子上大量繁殖,消耗了种子的营养物质,不利于种子正常萌发
D.发霉过程中,微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性
B
解析:种子储藏需要干燥环境,以减少自由水含量,降低细胞呼吸速率,减少有机物消耗,A正确;种子受潮时,自由水比例升高,结合水比例下降,此时细胞代谢增强,B错误;霉菌繁殖会消耗种子储存的有机物,导致种子缺乏萌发所需营养,不利于种子正常萌发,C正确;霉菌代谢产物(如毒素)可能破坏种子细胞结构或抑制相关酶活性,阻碍萌发,D正确。
2.(2025·北京卷,1)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
D
解析: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,元素种类多与能量无关,A错误。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。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。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。
【命题延伸 典题重组】
3.判正误
(1)(2025·江苏卷)蛋白质、磷脂和淀粉三者的组成元素都有C、H、O、
N。( )
(2)(2024·浙江1月卷)水能降低酶促反应的活化能。( )
(3)(2024·江苏卷)肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同。( )
(4)(2023·湖北卷)蛋白质变性可导致部分肽键断裂。( )
(5)(2024·贵州卷)rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸。( )
×
×
×
×
√
4.练表达
某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是_________________________________________________
。
蛋白质变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散,肽键暴露出来,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解
题组递进 素能提升
题组1 细胞中的元素和无机物
1.(2025·广东揭阳期末)生命离不开水,水是活细胞中含量最多的化合物。下列关于细胞中水的叙述,不正确的是( )
A.水是极性分子,易与带正电荷或负电荷的分子结合,因此水是良好的溶剂
B.自由水和结合水都能参与细胞内的生物化学反应
C.水在常温下维持液态与氢键的不断断裂和形成有关
D.自由水和结合水在一定条件下可以相互转化
B
解析:水分子是极性分子,易与带正电荷或负电荷的分子结合,很多物质都能溶于水,因此水是良好的溶剂,A正确;自由水参与细胞内的生物化学反应,结合水不参与生物化学反应,B错误;水分子之间易形成氢键,氢键易断裂和形成,使水在常温下呈液态,具有流动性,C正确;自由水和结合水不是一成不变的,在一定条件下可以相互转化,D正确。
2.(2025·广东茂名模拟)科研团队发现,在缺氮环境下,蓝细菌能以黄化休眠体长期存活。若敲除蓝细菌D酶某亚基,其丧失弱红光下的休眠复苏能力。下列推论错误的是( )
A.缺氮会导致蓝细菌叶绿素降解进而休眠
B.休眠体中结合水与自由水的比例会下降
C.弱红光通过影响D酶来促进叶绿素的合成
D.蓝细菌可能在氮循环中发挥重要作用
B
解析:在缺氮环境下,蓝细菌能以黄化休眠体长期存活,即缺氮会导致蓝细菌叶绿素降解进而休眠,A正确;休眠体中结合水与自由水的比例会上升,
B错误;在缺氮环境下,蓝细菌能以黄化休眠体长期存活,敲除蓝细菌D酶某亚基,其丧失弱红光下的休眠复苏能力,所以弱红光通过影响D酶来促进叶绿素的合成,C正确;蓝细菌是生产者,在氮循环中发挥重要作用,D正确。
题组2 细胞中的有机物
3.(2025·广东广州模拟)擂茶以茶叶、芝麻、花生、生姜、盐或糖为主要材料,并添加鱼腥草、炒米等进行研磨后,冲入沸水成汤饮。下列叙述错误的是( )
A.芝麻、花生等材料所含的磷脂分子是构成生物膜的重要组分
B.炒米中的淀粉属于多糖,由多个葡萄糖单体分子聚合而成
C.研磨有助于释放茶叶中的香气和色素,使茶汤味道和色泽更佳
D.冲入沸水使茶叶中的蛋白质空间结构改变,氨基酸序列被破坏
D
解析:芝麻、花生等材料含有磷脂,磷脂分子是构成生物膜的重要组分,A正确;炒米中含有淀粉,淀粉属于多糖,由多个葡萄糖单体聚合而成,B正确;研磨可以破坏细胞结构,有助于释放茶叶中的香气和色素,从而使茶汤味道和色泽更佳,C正确;冲入沸水使茶叶中的蛋白质空间结构改变,但是氨基酸序列不会被破坏,D错误。
4.(2025·广东湛江模拟)c-di-AMP是由两个腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)通过特定的磷酸二酯键连接而成的环二腺苷酸,广泛存在于细菌中,具有重要的生理功能和调控作用。下列对c-di-AMP的分析,错误的是( )
A.含有两个腺苷
B.可以从ATP或ADP合成
C.是细菌的一种高能磷酸化合物
D.水解产物可作为转录过程的原料
C
解析:c-di-AMP是由两个腺嘌呤核糖核苷酸连接而成的,腺嘌呤和核糖构成腺苷,含有两个腺苷,腺嘌呤核糖核苷酸可以由ATP或ADP水解产生,
A、B正确;c-di-AMP由两个AMP通过磷酸二酯键连接而成,不含特殊的化学键,不是高能磷酸化合物,C错误;c-di-AMP水解能获得腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的原料,D正确。
细胞的基本结构
重难突破2
核心整合 要点分析
1.原核细胞与真核细胞的区分
提醒:①原核细胞不一定都有细胞壁,如支原体。
②伞藻、衣藻、黑藻、颤蓝细菌在生物分类上不同,伞藻、衣藻均属于绿藻类的真核生物,黑藻是高等植物,颤蓝细菌属于蓝细菌类的原核生物。
核心整合 要点分析
2.哺乳动物成熟红细胞
(1)成熟红细胞无细胞核,但属于真核细胞。
(2)无核糖体,不能合成蛋白质。
(3)无线粒体,只能进行无氧呼吸。其ATP来自无氧呼吸,与氧气无关。
(4)没有细胞核和众多的细胞器,是提取细胞膜的理想材料。
(5)细胞寿命很短,说明核质相互依存。
(6)不分裂,来自骨髓造血干细胞的增殖、分化。
核心整合 要点分析
(7)功能是运输氧气,但不消耗氧气。
(8)葡萄糖进入红细胞的方式:协助扩散。
(9)血红蛋白(含Fe2+)含量丰富,不属于内环境的成分。
(10)镰状细胞贫血:基因突变导致血红蛋白的结构改变,使红细胞的形态改变。
核心整合 要点分析
3.细胞结构与功能中的五个“一定”与四个“不一定”
核心整合 要点分析
4.溶酶体的易错点分析
(1)误认为溶酶体只参与细胞内废物的分解
溶酶体不仅参与细胞内废物的分解,还与细胞凋亡、免疫防御和细胞自噬等功能有关。此外,溶酶体还参与细胞外物质的消化,如吞噬作用中的病原体分解。
(2)误认为溶酶体是由高尔基体直接分泌形成的
溶酶体的形成是一个复杂的过程,首先由内质网合成酶蛋白,然后通过高尔基体加工、分选,最终形成初级溶酶体。初级溶酶体与吞噬泡或自噬泡融合后形成次级溶酶体。
核心整合 要点分析
(3)误认为溶酶体的pH与细胞质相同
溶酶体内的pH较低(约为4.5~5.0),而细胞质的pH接近中性(约为7.2)。这种酸性环境是溶酶体酶发挥功能的重要条件。
(4)误认为溶酶体储存病只是由酶缺乏引起的
溶酶体储存病不仅包括酶缺乏,还可能涉及酶的运输、激活或稳定性问题。这些疾病的共同特征是溶酶体内特定物质的积累。
核心整合 要点分析
5.核孔的易错点分析
(1)误认为核孔只是核膜上的空洞
核孔是由核孔复合体构成的复杂蛋白质通道结构,包含多种核孔蛋白。
(2)误认为所有细胞的核孔数量相同
核孔数量与细胞代谢活跃程度相关(如分泌蛋白合成旺盛的细胞核孔更多)。
(3)误认为核孔允许所有物质自由进出
核孔具有选择性:允许mRNA、DNA聚合酶等大分子通过,不允许DNA通
过。
核心整合 要点分析
(4)误认为核糖体直接通过核孔进入细胞质
核糖体的大、小亚基分别通过核孔进入细胞质,再结合形成完整的核糖体,而非完整的核糖体直接通过核孔进入细胞质。
(5)错误地将组成核孔的蛋白质(核孔复合体)等同于膜上的转运蛋白
核孔是独立的结构,而转运蛋白位于细胞膜或细胞器膜上。
核心整合 要点分析
总结记忆口诀:
“核孔复合选择性,大分子需能量行;DNA不可过,mRNA可通行;代谢旺盛孔多增,莫与核仁混一庭。”
核心整合 要点分析
6.生物膜系统的3个易错点
(1)视网膜、小肠黏膜等生物体内的膜结构不属于生物膜系统。
(2)核糖体、中心体不属于生物膜系统。
(3)哺乳动物成熟红细胞只有细胞膜,没有生物膜系统。
核心整合 要点分析
7.分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构变化的模型构建及解读
核心整合 要点分析
核心整合 要点分析
(1)分泌蛋白合成、加工、运输过程(如图1)
核糖体→内质网 高尔基体 细胞膜
(2)图2表示用放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,该图不仅表示了放射性元素出现的先后顺序,而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。
(3)图3和图4分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中,内质网膜面积减小(只发出囊泡),高尔基体膜面积基本不变(先接收囊泡,后发出囊泡),细胞膜面积相对增大(只接收囊泡)。
核心整合 要点分析
真题历练 感悟考情
1.(2025·广东卷,3)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
D
解析:化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,A不符合题意;1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,B不符合题意;1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,C不符合题意;1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性,不属于该模型提出的基础,D符合题意。
2.(2022·广东卷,8)将正常线粒体各部分分离,结果见图。含有线粒体DNA的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
解析:线粒体DNA分布于线粒体基质,故将正常线粒体各部分分离后,线粒体DNA应该位于线粒体基质③中,C正确。
C
3.(2022·广东卷,7)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,其功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于( )
A.细胞核 B.细胞质
C.高尔基体 D.细胞膜
解析:分析题意,野生型拟南芥HPR1蛋白位于核孔并协助mRNA转移,
mRNA是转录的产物、翻译的模板,故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外,因此该蛋白功能缺失的突变型细胞,不能协助mRNA转移,mRNA会聚集在细胞核中,A正确。
A
【命题延伸 典题重组】
4.判正误
(1)(2024·全国甲卷)原核生物因为没有线粒体,所以都不能进行有氧呼吸。( )
(2)(2024·湖南卷)耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。( )
(3)(2024·湖南卷)糖脂可以参与细胞表面识别。( )
(4)(2024·安徽卷)[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上。( )
×
×
√
×
(5)(2024·江西卷)溶酶体的稳定性依赖于其双层膜结构。( )
(6)(2023·湖南卷)核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关。( )
(7)(2023·海南卷)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。( )
×
√
×
5.练表达
(2020·全国Ⅱ卷)用差速离心法分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放;如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光, (填“有”或“没有”)氧气释放,原因是____________________
。
有
类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体膜破裂不影响类囊体薄膜的功能
题组递进 素能提升
题组1 真核生物和原核生物的辨析
1.(2025·广东深圳模拟)支原体是目前已知最小的细胞结构,可寄生在组织细胞内并引发支原体肺炎等疾病。如图为支原体的结构模式图。下列关于支原体的叙述,正确的是( )
A.遗传物质是DNA和RNA
B.营寄生的支原体不能独立完成生命活动
C.支原体从分类上看属于原核生物
D.与动物细胞的区别包括没有核膜和有细胞壁
C
解析:支原体具有细胞结构,遗传物质是DNA,A错误;细胞是生命活动的基本单位,支原体具有细胞结构,具有核糖体,能完成蛋白质合成等生命活动,B错误;由题图可知,支原体无以核膜为界限的细胞核,属于原核生物,C正确;动物细胞是真核细胞,无细胞壁,有核膜,支原体是原核生物,无细胞壁,没有核膜,D错误。
2.(2025·广东潮州模拟)饶平县汤溪水库位于北回归线附近的热带地区,是广东省东部的大型供水水库。湖区周围群山72峰,有鹰山、桃山、鲤鱼岛等景观。山影倒映湖面,游艇飞驰,凉风送爽,令人心旷神怡。下列有关景区内生物的叙述,错误的是( )
A.湖水中蓝细菌和大肠杆菌都有细胞壁、细胞膜、核糖体等结构
B.湖水中蓝细菌能进行光合作用,因为其叶绿体中含有叶绿素
C.湖水中蓝细菌与衣藻结构上的最大区别是有无核膜包被的细胞核
D.根据细胞学说可知,景区内动物和植物之间存在一定的统一性
B
解析:蓝细菌和大肠杆菌都属于原核生物,具有细胞壁、细胞膜、核糖体等基本结构,A正确;蓝细菌是原核生物,原核生物没有叶绿体这种复杂的细胞器,蓝细菌能进行光合作用是因为其含有叶绿素和藻蓝素等光合色素,B错误;蓝细菌是原核生物,衣藻是真核生物,原核生物和真核生物在结构上的最大区别是有无以核膜为界限的细胞核,C正确;细胞学说指出一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成,这体现了景区内动物和植物之间存在一定的统一性,D正确。
题组2 真核细胞的结构及分工合作
3.(2022·广东卷,9)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外,还可能检测到分泌蛋白的场所是( )
A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质 D.内质网、囊泡
D
解析:线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量,分泌蛋白不会进入线粒体,A、C错误;根据题意可知,分泌蛋白在高尔基体中积累,不会分泌到细胞外,B错误;内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体,内质网、囊泡中可检测到分泌蛋白,D正确。
4.(2025·广东佛山模拟)线粒体与内质网之间的接触点被称为线粒体相关内质网膜(MAM),这一结构在脂质代谢、钙离子平衡等方面发挥关键作用。下列叙述错误的是( )
A.所有真核细胞都具有MAM
B.MAM是生物膜系统的一部分
C.线粒体与内质网通过MAM实现结构和功能的联系
D.MAM异常可能会导致肥胖、神经系统疾病
A
解析:线粒体与内质网之间的接触点被称为线粒体相关内质网膜(MAM),不一定所有真核细胞都具有MAM,例如哺乳动物成熟的红细胞是真核细胞,没有细胞核和众多细胞器,没有MAM,A错误;MAM是线粒体膜与内质网膜的接触点,属于生物膜系统,B正确;膜的结构特点是具有流动性,膜上也有受体存在,线粒体与内质网可通过膜的融合实现结构和功能的联系,在脂质代谢、钙离子平衡等方面发挥关键作用,MAM异常则脂质代谢可能异常而导致肥胖,MAM异常则钙离子平衡可能失衡,导致神经系统疾病,C、D正确。
细胞识别及蛋白质的分选与囊泡的运输
热点情境1
(2025·湖南卷,3)蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体,参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解,从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是( )
A.去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量
B.去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动
C.抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量
D.去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解
真题导向
C
解析:胞吞过程是一个耗能过程,需要消耗能量,去唾液酸糖蛋白的胞吞也不例外,A正确;胞吞过程中细胞膜会发生形态的改变,这依赖于膜脂的流动性,所以去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动,B正确;由题目可知,蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关,蛋白R参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解从而调节胆固醇代谢,即抑制蛋白R合成会使蛋白R减少,可能导致血液中胆固醇水平降低,而不是增加,C错误;溶酶体中含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,去唾液酸糖蛋白被胞吞后可以在溶酶体中被降解,D正确。
1.细胞表面及细胞器之间的识别
(1)细胞表面识别:细胞通过表面的特定分子与其他细胞或细胞外基质相互作用,主要依赖细胞表面受体、糖基化修饰(例如,流感病毒通过结合宿主细胞表面的唾液酸糖链入侵)、信号通路激活(受体与配体结合后触发下游信号,调控基因表达或细胞行为)。
情境拓展
(2)细胞器间的识别
细胞器之间的识别主要通过膜接触位点和囊泡运输实现,确保物质交换与功能协调。
①膜接触位点
内质网—线粒体接触是靠蛋白质介导连接两者的膜结构,调控Ca2+转运和脂质合成。
高尔基体—内质网接触是通过COPⅠ囊泡和Rab GTP酶协调蛋白质分选。
②囊泡运输靠分子标签驱动膜融合(如突触小泡释放神经递质)、指导囊泡定向运输。
2.真核细胞蛋白质分选的主要途径与类型
(1)左侧代表信号肽途径合成的蛋白质
多肽链在游离核糖体上开始合成,然后在信号肽引导下与粗面内质网膜结合,完成蛋白质合成后经内质网和高尔基体加工,分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中。
(2)右侧代表非信号肽途径合成的蛋白质
途径2:合成的蛋白不含信号序列,并驻留在细胞质基质中。
途径3、4、5:表示依据不同的细胞器特异性的靶向序列,首先释放到细胞质基质,然后通过跨膜运输等方式转运至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体。
途径6:通过核孔运输至细胞核。
1.膜接触位点(MCS)是一种细胞器之间的直接联系,为细胞器之间的沟通提供了一种非囊泡、直接快速的物质交换和信息交流途径,比如MCS可接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点,以此调控细胞内的代谢。下列说法正确的是( )
A.分泌蛋白需要借助于MCS进入内质网进行初步加工
B.线粒体可以通过MCS为内质网提供ATP这一活跃的化学能
C.MCS存在接收信息的受体蛋白和运输物质的转运蛋白
D.MCS在细胞内的数量与细胞代谢的旺盛程度一般呈负相关
对点演练
C
解析:分泌蛋白可直接从核糖体进入内质网进行初步加工,不需要借助MCS进入内质网,A错误;ATP不是化学能,B错误;MCS作用机理是接收信息,存在接收信息的受体蛋白,MCS为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点,存在运输物质的转运蛋白,C正确;细胞代谢越旺盛,细胞器之间的物质交换和信息交流越频繁,MCS作为细胞器之间直接联系的途径,其数量与细胞代谢的旺盛程度一般呈正相关,D错误。
2.(2025·广东惠州模拟)蛋白质分选是蛋白质依靠自身信号序列,从起始合成部位定向转运到功能发挥部位的过程,如图表示某种线粒体蛋白的分选途径。下列相关叙述错误的是( )
A.A与信号序列可以特异性识别,B是
蛋白质运输结构
B.该线粒体蛋白的功能是催化[H]与O2
反应生成水
C.C具有特异性水解某两个氨基酸之间
肽键的功能
D.信号序列和受体是蛋白质分选的物质基础
B
解析:由题图可知,蛋白A通过与信号序列特异性识别后,线粒体前体蛋白通过蛋白B最终进入线粒体基质,B是蛋白质运输结构,信号序列和受体是蛋白质分选的物质基础,A、D正确;该线粒体蛋白分布在线粒体基质,而[H]与O2反应生成水发生在线粒体内膜,B错误;由题图可知,蛋白C将信号序列从线粒体前体蛋白上切除,因此蛋白C具有特异性水解某两个氨基酸之间肽键的功能,C正确。
细胞骨架
热点情境2
(2024·安徽卷,2)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
真题导向
A
解析: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,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,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,A正确;摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别,C错误;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与去组装,D错误。
细胞骨架的成分、结构与功能的归纳
情境拓展
1.(2025·广东汕尾二模)近年来研究发现原核细胞也存在细胞骨架。FtsZ、MreB和CreS是人们已经在细菌中发现的3种重要的细胞骨架蛋白。下列叙述错误的是( )
A.FtsZ、MreB、CreS和几丁质共有的元素是C、H、O、N
B.变性的FtsZ、MreB、CreS均可与双缩脲试剂产生紫色反应
C.FtsZ、MreB和CreS参与锚定并支撑线粒体、核糖体等细胞器
D.细胞骨架与细胞的分裂、分化、运动等生命活动密切相关
对点演练
C
解析:FtsZ、MreB、CreS是细胞骨架蛋白,蛋白质的基本组成元素是C、
H、O、N;几丁质是多糖,其组成元素是C、H、O、N,所以FtsZ、MreB、CreS和几丁质共有的元素是C、H、O、N,A正确。FtsZ、MreB、CreS是蛋白质,变性后的蛋白质其肽键并未断裂,可与双缩脲试剂产生紫色反应,
B正确。原核细胞没有线粒体等复杂的细胞器,只有核糖体一种细胞器,故FtsZ、MreB和CreS不会参与锚定并支撑线粒体,C错误。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞的分裂、分化、运动等生命活动密切相关,D正确。
2.微管存在于所有真核细胞的细胞质中,是参与组成细胞骨架的蛋白质纤维。微管可以发生解聚和重新组装,纺锤丝由微管组成。一些抗癌药物
(如紫杉醇)可以阻止微管的解聚和形成。下列叙述错误的是( )
A.微管维持并改变着细胞的形态,也是细胞器移动的轨道
B.微管和细胞膜的基本支架均可被蛋白酶水解
C.细胞骨架也与细胞运动、能量转化和信息传递等生命活动密切相关
D.紫杉醇不仅能抑制癌细胞的分裂,也会抑制正常体细胞的分裂
B
解析:由题意可知,微管参与组成细胞骨架,维持细胞形态并控制细胞运动是细胞骨架最显著的作用,因此微管维持并改变着细胞的形态,也是细胞器移动的轨道,A正确。微管的基本支架的主要成分是蛋白质纤维,可被蛋白酶水解;细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,不能被蛋白酶水解,B错误。细胞骨架与细胞运动、能量转化和信息传递等生命活动密切相关,另外对于细胞正常形态的维持也有重要作用,C正确。紫杉醇通过阻止微管的解聚和重新组装抑制癌细胞增殖,其对正常细胞的增殖也有抑制作用,D正确。
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