抢分01 细胞分子与结构（3大考点抢分）（抢分专练）（北京专用）2026年高考生物终极冲刺讲练测

抢分01 细胞的分子与结构 3大考点抢分 题型 考情分析 考向预测 组成细胞的分子 2025年北京卷：糖类的结构、分类与功能 2024年北京卷：检测生物大分子，脂质的种类及功能 2023年北京卷：脂质的种类及功能，糖类的功能 1.组成细胞的分子：重点考察生物分子的结构与功能。 2.细胞的结构和功能：重点考察细胞器功能、分泌蛋白合成过程。 3.物质跨膜运输、酶与ATP：重点考察物质跨膜运输的各类运输方式的辨析和酶的相关特性。 4.综合应用与实验探究：题干情境复杂，设问层次清晰，既有基础识记，也有逻辑推理、实验设计与分析。 细胞的结构和功能 2024年北京卷：细胞器之间的配合，细胞器的结构、功能及分离方法，生物膜系统 2023年北京卷：细胞器之间的配合，病毒的结构、分类及增殖 物质跨膜运输、酶与ATP 2025年北京卷：酶的特性，细胞的吸水与失水，主动运输 2024年北京卷：胞吞与胞吐 2024年北京卷：质壁分离与复原实验 考点1 组成细胞的分子 1．（25-26高三上·北京昌平·期末）当氨基酸充足时，蛋白质合成正常进行。当氨基酸匮乏时，蛋白质合成受抑制，调节机制如下图。相关叙述错误的是（    ） A．tRNA与氨基酸的结合具有特异性 B．该调控过程发生在细胞质中 C．图中所示过程需要RNA聚合酶 D．该过程有利于维持细胞代谢稳态 2．（22-23高三上·北京海淀·期末）科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”，而之前已知的糖修饰的生物分子是糖蛋白和糖脂。糖RNA与糖蛋白两类分子的共性是（    ） A．都由C、H、O、N和S元素组成 B．都在内质网和高尔基体合成 C．都携带并传递细胞中的遗传信息 D．都是以碳链为骨架的生物大分子 1.组成细胞的分子 2.细胞中的分子物质鉴定 实验名称 试剂 颜色 备注 淀粉的鉴定 碘液 蓝色 无 还原糖的鉴定 斐林试剂 砖红色沉淀 ①斐林试剂(甲液：0.1g/ml的NaOH；乙液：0.05g/ml的CuSO4) ②甲液、乙液等量混合后，现配现用；必须水浴加热 脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 ①切片法需用高倍镜观察 ②用50%的酒精洗去浮色 蛋白质的鉴定 双缩脲试剂 紫色 ①双缩脲试剂(A液：0.1g/ml的NaOH；B液： 0.01g/ml的CuSO4) ②先加A液1ml，再加B液4滴 叶绿体中色素的提取和分离 提取液：无水乙醇 分离液：层析液 胡萝卜素呈橙黄色; 叶黄素呈黄色; 叶绿素a呈蓝绿色; 叶绿素b呈黄绿色 ①加入二氧化硅是为了研磨得更充分; ②加入碳酸钙是为了防止色素在研磨过程中被破坏 酒精的鉴定 酸性重铬酸钾溶液 橙色→灰绿色 ①酸性条件（浓H2SO4） ②由于葡萄糖也能与酸性的重铬酸钾反应发生颜色反应，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖 CO2的鉴定 溴麝香草酚蓝溶液 蓝→绿→黄 常温条件 澄清的石灰水 变浑浊 DNA的粗提取和鉴定 二苯胺试剂 蓝色 沸水浴加热 1．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 2．下列关于细胞中化合物的叙述，正确的是（    ） A．自由水是很多生化反应的介质，不能直接参与生化反应 B．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成 C．乳糖存在于动物细胞中，不能进一步水解为更简单的化合物 D．脂肪是细胞中良好的储能物质，不是细胞膜的主要组成组分 考点2 细胞的结构和功能 1．（2025·北京海淀·二模）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 2．（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 1.多角度比较归纳各种细胞器 比较 内容 细胞器 分布 与动物细胞相比，植物细胞特有 叶绿体、液泡 动物和低等植物细胞特有 中心体 真、原核细胞共有 核糖体 结构 无膜 核糖体、中心体 单层膜 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 双层膜 线粒体、叶绿体 成分 含DNA 线粒体、叶绿体 含RNA 核糖体、线粒体、叶绿体 含色素 叶绿体、液泡 2.归纳各种细胞器功能 细胞器 主要功能 细胞器 主要功能 叶绿体 绿色植物光合作用的主要场所 溶酶体 分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒、病菌 线粒体 细胞有氧呼吸的主要场所 液泡 调节植物细胞内的环境,使植物细胞保持坚挺 内质网 蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道 核糖体 合成蛋白质的场所 高尔基体 加工、分类、包装蛋白质并发送；与植物细胞壁形成有关 中心体 与细胞有丝分裂有关 3.细胞骨架的结构与功能 4.细胞内各种蛋白质的合成和转运途径 1. 小鼠雄激素主要由睾丸间质细胞分泌。用透射电镜观察，发现该细胞中具有发达的图示结构。该结构的名称为（　　） A．高尔基体 B．光面内质网 C．粗面内质网 D．溶酶体 2．丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述，不正确的是（　　） A．细胞膜的基本结构是脂双层 B．DNA是它们的遗传物质 C．通过有丝分裂进行细胞增殖 D．在核糖体上合成蛋白质 考点3 物质跨膜运输、酶与ATP 1．（2025·北京东城·一模）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 2．（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 1.物质进出细胞方式的判断 三看 内容 一看浓度 由低浓度→高浓度，一定为主动运输 由高浓度向低浓度→是否需转运蛋白 不需→自由扩散 需→协助扩散 二看能量 不耗能（被动运输）→是否需转运蛋白 不需，自由扩散 需，协助扩散 耗能→是否需转运蛋白 需，主动运输 不需，胞吞、胞吐 三看物质种类 水分子、气体分子、脂溶性小分子有机物→自由扩散 离子、葡萄糖和氨基酸等小分子有机物→协助扩散或主动运输 蛋白质、多糖等生物大分子→胞吞或胞吐 2.载体蛋白和通道蛋白的作用辨析 转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，它们的作用特点分析如下： (1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都有选择性。 (2)载体蛋白需要和被转运的物质结合，且会发生自身构象的改变；通道蛋白运输时不需要和被转运物质结合。 (3)载体蛋白既能够执行协助扩散，又能够执行主动运输，而通道蛋白只能执行协助扩散，即通道蛋白只能顺浓度梯度运输。 3.酶的特性 （1）高效性 （2）专一性 （3）酶的作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 1. 研究人员将经不同预处理后的玉米根原生质体（质膜富含水通道蛋白）转入低渗溶液中进行实验，结果如图所示。下列分析错误的是（　　） 1．对照；2．抗血清组；3．HgCl2组；4．HgCl2 +β-巯基乙醇组 A．对照组原生质体在低渗溶液中快速膨胀并破裂 B．抗血清与原生质体质膜上水通道发生了特异反应 C．抗血清抑制原生质体膨胀的作用机理与HgCl2相同 D．β-巯基乙醇可以逆转HgCl2 对原生质体膨胀的抑制作用 2．过氧化氢（H2O2）在高温下分解速率加快，细胞内的过氧化氢酶可将代谢产生的H2O2及时分解。下列关于过氧化氢酶的叙述，错误的是（    ） A．提供活化能的效率高 B．催化具有专一性 C．活性受温度和pH影响 D．是基因表达的产物 1．（25-26高三上·北京房山·期末）嗜盐厌氧菌的细胞膜上存在一种细菌视紫红质，吸收光能后空间结构改变，将H⁺运到细胞外，过程如下图。关于该过程的叙述错误的是（    ） A．H⁺进出嗜盐厌氧菌细胞的方式相同 B．视紫红质功能异常细胞内的pH将降低 C．视紫红质既能吸收光能又可转运H⁺ D．H⁺浓度梯度可为ATP合成提供能量 2．（2024·北京门头沟·一模）衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述正确的是（    ） A．都以DNA作为遗传物质 B．都能通过有丝分裂的方式增殖 C．都有叶绿体，能进行光合作用 D．都有线粒体，能进行细胞呼吸 3．（2025·北京通州·一模）衣原体是一类原核胞内寄生生物，缺乏细胞呼吸相关酶，不能产生自身生命活动所需能量，因此需从寄主吸收（　　） A．葡萄糖 B．ATP C．蛋白质 D．糖原 4．（2025·北京·模拟预测）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液 B．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离 C．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质 5．（2025·北京·模拟预测）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 6．（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 7．（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 8．（2025·北京昌平·二模）小肠上皮细胞吸收葡萄糖（Glc）的过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．GLUT2转运葡萄糖的方式为协助扩散 B．钠钾泵消耗的ATP可来源于细胞呼吸第一阶段 C．图中葡萄糖的吸收途径均需载体蛋白协助 D．钠钾泵抑制剂不会影响SGLT转运葡萄糖 9．（2025·北京朝阳·二模）人体细胞受损裂解释放的ATP分子与巨噬细胞表面的受体结合，促使巨噬细胞释放趋化因子，吸引更多免疫细胞聚集到受损部位。该过程中ATP的作用是（　　） A．提供能量 B．催化反应 C．传递信息 D．作为原料 10．（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 11．（2025·北京西城·二模）下列高中生物学实验过程中不需要加热的是（　　） A．用斐林试剂检测白梨汁中的还原性糖 B．观察黑藻叶片细胞的质壁分离及复原 C．用二苯胺试剂鉴定粗提取的DNA D．DNA片段的扩增（PCR）及电泳鉴定 12．（2025·北京西城·二模）离子的跨膜运输需转运蛋白的协助，图为钾离子通道模式图，相关叙述正确的是（　　） A．通道蛋白对转运的离子具有选择性 B．K+通过钾离子通道运输消耗ATP C．K+只能借助钾离子通道进出细胞 D．通道蛋白协助离子运输属于自由扩散 13．（2025·北京西城·二模）给北京鸭饲喂玉米、高粱、麦粒等谷物，能够实现肥育。下列说法错误的是（　　） A．谷物中的淀粉属于多糖 B．淀粉可被消化水解为葡萄糖 C．供应充足的糖类可转化为脂肪 D．脂肪是组织细胞的主要能源物质 14．（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 15．（2025·北京·模拟预测）学习下列材料，回答（1）~（4）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。若细胞壁受损引发液泡破裂，内容物流出则可能导致细胞质基质pH发生改变，导致细胞内部代谢发生一系列变化，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？如何维持液泡的完整性？ 研究表明，细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，最终有利于隔离损伤区域、调控膜张力、招募修复因子。 正常条件下，细胞内几乎没有自噬小体。用抑制剂抑制纤维素合成过程以模拟细胞壁损伤，会导致自噬小体数目增加，且ATG8能够定位于液泡。然而，用果胶酶抑制剂处理植物细胞，细胞壁硬度增加，自噬小体数量会增加，但ATG8不定位于液泡膜上。 进一步发现，在拟南芥中模拟细胞壁损伤，发现ATP酶在液泡膜上组装，液泡内部pH升高。为探究ATP酶与ATG8之间是否存在调控关系，研究人员使用莫能菌素进行实验。莫能菌素可作为质子-钠转运体，增加液泡pH，同时可促进ATP酶的组装。莫能菌素处理后，ATG8会在更短的时间内结合到液泡膜上。 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)植物液泡膜的主要成分为_________，液泡膜等其他细胞器膜与_________等结构共同构成生物膜系统。 (2)根据文中信息，下列推测合理的是_________。 A．自噬小体的形成有利于液泡维持结构完整性 B．液泡中的内容物流出会导致细胞内的pH升高 C．ATG8合成和酰化分别发生在细胞核和核糖体 D．改变细胞壁硬度一定引起ATG8定位在液泡膜上 (3)已知真菌感染会引发细胞壁损伤，莫能菌素能够提高植物抗真菌感染能力，请用箭头方框及文字完善下方机制__________。 (4)从结构与功能、稳态与平衡的角度，分析植物细胞壁损伤后修复的机制对于细胞代谢正常进行的意义__________。 16．（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_____。 17．（2025·北京东城·二模）癌细胞骨转移的发生率较高，骨细胞能够影响癌细胞转移后的生长与增殖。科研人员研究了线粒体在其中的作用。 (1)癌细胞间的黏着性低，容易在体内分散和转移，是由于细胞膜上的________等物质减少。研究者将肺癌细胞注射到两组小鼠的胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组_______，说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 (2)研究者构建了线粒体稳定表达绿色荧光的骨细胞系和被红色荧光标记的肺癌细胞系。将两个细胞系共培养一段时间，通过显微镜观察结果如图。 该实验结果说明______________。 (3)Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果______________（填“支持”或“不支持”）转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量，理由是：_____________________。 (4)位于细胞质基质中的cGAS蛋白是一种免疫传感器，能够响应异常增多的DNA。 ①科研人员进行如图实验，验证了转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应，最终抑制了肿瘤生长。图中组3处理应为______________。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还具有通过转移实现______________的功能。 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_____。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分01 细胞的分子与结构 答案版 考点1 组成细胞的分子 1．C 2．D 1．C 2．D 考点2 细胞的结构和功能 1．B 2．A 1.B 2．C 考点3 物质跨膜运输、酶与ATP 1．B 2．C 1.C 2．A 1．A 2．A 3．B 4．B 5．B 6．A 7．D 8．D 9．C 10．A 11．B 12．A 13．D 14．B 15．(1) 脂质（磷脂）和蛋白质 核膜、细胞膜 (2)A (3)   (4)植物细胞壁损伤后修复的机制有利于及时修复细胞壁损伤，防止液泡破裂，有利于维持细胞稳态。 16．(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。 17．(1) 糖蛋白 大 (2)骨细胞的线粒体可通过纳米管转移到肺癌细胞中 (3) 不支持 理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低(说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量) (4) 转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺癌细胞 在细胞间传递信息 18．(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 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分01 细胞的分子与结构 3大考点抢分 题型 考情分析 考向预测 组成细胞的分子 2025年北京卷：糖类的结构、分类与功能 2024年北京卷：检测生物大分子，脂质的种类及功能 2023年北京卷：脂质的种类及功能，糖类的功能 1.组成细胞的分子：重点考察生物分子的结构与功能。 2.细胞的结构和功能：重点考察细胞器功能、分泌蛋白合成过程。 3.物质跨膜运输、酶与ATP：重点考察物质跨膜运输的各类运输方式的辨析和酶的相关特性。 4.综合应用与实验探究：题干情境复杂，设问层次清晰，既有基础识记，也有逻辑推理、实验设计与分析。 细胞的结构和功能 2024年北京卷：细胞器之间的配合，细胞器的结构、功能及分离方法，生物膜系统 2023年北京卷：细胞器之间的配合，病毒的结构、分类及增殖 物质跨膜运输、酶与ATP 2025年北京卷：酶的特性，细胞的吸水与失水，主动运输 2024年北京卷：胞吞与胞吐 2024年北京卷：质壁分离与复原实验 考点1 组成细胞的分子 1．（25-26高三上·北京昌平·期末）当氨基酸充足时，蛋白质合成正常进行。当氨基酸匮乏时，蛋白质合成受抑制，调节机制如下图。相关叙述错误的是（    ） A．tRNA与氨基酸的结合具有特异性 B．该调控过程发生在细胞质中 C．图中所示过程需要RNA聚合酶 D．该过程有利于维持细胞代谢稳态 【答案】C 【详解】A、一种 tRNA 只能携带一种特定氨基酸，且只能识别 mRNA 上对应的一种密码子，因此 tRNA 与氨基酸的结合具有特异性，A 正确； B、图中过程涉及 tRNA 结合氨基酸、蛋白质合成的抑制，蛋白质合成场所（核糖体）和 tRNA 发挥作用的场所均在细胞质，故调控过程发生在细胞质，B 正确； C、RNA 聚合酶用于转录过程（合成 RNA），图中展示的是氨基酸浓度对蛋白质合成（翻译过程）的调控，不涉及转录，因此不需要 RNA 聚合酶，C 错误； D、当氨基酸匮乏时，该调控机制抑制蛋白质合成，避免细胞消耗过多能量合成无用蛋白质；氨基酸充足时正常合成，有利于维持细胞代谢稳态，D 正确。 故选 C。 2．（22-23高三上·北京海淀·期末）科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”，而之前已知的糖修饰的生物分子是糖蛋白和糖脂。糖RNA与糖蛋白两类分子的共性是（    ） A．都由C、H、O、N和S元素组成 B．都在内质网和高尔基体合成 C．都携带并传递细胞中的遗传信息 D．都是以碳链为骨架的生物大分子 【答案】D 【分析】RNA的组成元素是C、H、O、N、P；蛋白质元素组成是C、H、O、N，S、Fe等；脂质组成元素是C、H、O，个别有N和P；糖类一般由C、H、O三种元素组成，几丁质含有N元素。 【详解】A、糖RNA元素组成为C、H、O、N、P等。糖蛋白元素组成为C、H、O、N，S、Fe等，A错误； B、RNA在细胞核等中合成，不在内质网和高尔基体上合成。蛋白质在核糖体上合成，B错误； C、细胞中的DNA和RNA可携带遗传信息，蛋白质和糖类不携带遗传信息，C错误； D、蛋白质和RNA是以碳链为骨架的生物大分子，故糖RNA和糖蛋白是以碳链为骨架的生物大分子，D正确。 故选D。 1.组成细胞的分子 2.细胞中的分子物质鉴定 实验名称 试剂 颜色 备注 淀粉的鉴定 碘液 蓝色 无 还原糖的鉴定 斐林试剂 砖红色沉淀 ①斐林试剂(甲液：0.1g/ml的NaOH；乙液：0.05g/ml的CuSO4) ②甲液、乙液等量混合后，现配现用；必须水浴加热 脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 ①切片法需用高倍镜观察 ②用50%的酒精洗去浮色 蛋白质的鉴定 双缩脲试剂 紫色 ①双缩脲试剂(A液：0.1g/ml的NaOH；B液： 0.01g/ml的CuSO4) ②先加A液1ml，再加B液4滴 叶绿体中色素的提取和分离 提取液：无水乙醇 分离液：层析液 胡萝卜素呈橙黄色; 叶黄素呈黄色; 叶绿素a呈蓝绿色; 叶绿素b呈黄绿色 ①加入二氧化硅是为了研磨得更充分; ②加入碳酸钙是为了防止色素在研磨过程中被破坏 酒精的鉴定 酸性重铬酸钾溶液 橙色→灰绿色 ①酸性条件（浓H2SO4） ②由于葡萄糖也能与酸性的重铬酸钾反应发生颜色反应，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖 CO2的鉴定 溴麝香草酚蓝溶液 蓝→绿→黄 常温条件 澄清的石灰水 变浑浊 DNA的粗提取和鉴定 二苯胺试剂 蓝色 沸水浴加热 1．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。 2．下列关于细胞中化合物的叙述，正确的是（    ） A．自由水是很多生化反应的介质，不能直接参与生化反应 B．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成 C．乳糖存在于动物细胞中，不能进一步水解为更简单的化合物 D．脂肪是细胞中良好的储能物质，不是细胞膜的主要组成组分 【答案】D 【分析】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。 【详解】A、自由水不仅是生化反应的介质，也可直接参与反应，如光反应中水的分解，A错误； B、无机盐（如Mg²⁺）参与叶绿素（有机物）的合成，B错误； C、乳糖是二糖，可水解为葡萄糖和半乳糖，C错误； D、脂肪是良好储能物质，而细胞膜主要由磷脂、蛋白质等构成，不含脂肪，D正确。 故选D。 考点2 细胞的结构和功能 1．（2025·北京海淀·二模）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 【答案】B 【分析】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。 【详解】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。 2．（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。 1.多角度比较归纳各种细胞器 比较 内容 细胞器 分布 与动物细胞相比，植物细胞特有 叶绿体、液泡 动物和低等植物细胞特有 中心体 真、原核细胞共有 核糖体 结构 无膜 核糖体、中心体 单层膜 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 双层膜 线粒体、叶绿体 成分 含DNA 线粒体、叶绿体 含RNA 核糖体、线粒体、叶绿体 含色素 叶绿体、液泡 2.归纳各种细胞器功能 细胞器 主要功能 细胞器 主要功能 叶绿体 绿色植物光合作用的主要场所 溶酶体 分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒、病菌 线粒体 细胞有氧呼吸的主要场所 液泡 调节植物细胞内的环境,使植物细胞保持坚挺 内质网 蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道 核糖体 合成蛋白质的场所 高尔基体 加工、分类、包装蛋白质并发送；与植物细胞壁形成有关 中心体 与细胞有丝分裂有关 3.细胞骨架的结构与功能 4.细胞内各种蛋白质的合成和转运途径 1. 小鼠雄激素主要由睾丸间质细胞分泌。用透射电镜观察，发现该细胞中具有发达的图示结构。该结构的名称为（　　） A．高尔基体 B．光面内质网 C．粗面内质网 D．溶酶体 【答案】B 【详解】A、高尔基体主要功能是对蛋白质进行加工、分类和分泌，与脂质（类固醇激素）合成无关，A错误； B、光面内质网的功能是合成脂质，且电镜下呈无核糖体附着的管状/泡状结构，与睾丸间质细胞分泌雄激素的功能相符，B正确； C、粗面内质网附着核糖体，主要参与分泌蛋白的合成与加工，雄激素非蛋白质，C错误； D、溶酶体含水解酶，功能是分解衰老细胞器、吞噬病原体，与激素合成无关，D错误。 故选B。 2．丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述，不正确的是（　　） A．细胞膜的基本结构是脂双层 B．DNA是它们的遗传物质 C．通过有丝分裂进行细胞增殖 D．在核糖体上合成蛋白质 【答案】C 【详解】A、原核细胞和真核细胞的细胞膜均以脂双层为基本支架，符合流动镶嵌模型，属于统一性，A正确； B、两者的遗传物质均为DNA，且均通过DNA传递遗传信息，B正确； C、有丝分裂是真核细胞特有的增殖方式，原核细胞通过二分裂增殖，C错误； D、两者均含有核糖体，蛋白质的合成均在核糖体上进行，属于统一性，D正确。 故选C。 考点3 物质跨膜运输、酶与ATP 1．（2025·北京东城·一模）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 【答案】B 【分析】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。 【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。 2．（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。 1.物质进出细胞方式的判断 三看 内容 一看浓度 由低浓度→高浓度，一定为主动运输 由高浓度向低浓度→是否需转运蛋白 不需→自由扩散 需→协助扩散 二看能量 不耗能（被动运输）→是否需转运蛋白 不需，自由扩散 需，协助扩散 耗能→是否需转运蛋白 需，主动运输 不需，胞吞、胞吐 三看物质种类 水分子、气体分子、脂溶性小分子有机物→自由扩散 离子、葡萄糖和氨基酸等小分子有机物→协助扩散或主动运输 蛋白质、多糖等生物大分子→胞吞或胞吐 2.载体蛋白和通道蛋白的作用辨析 转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，它们的作用特点分析如下： (1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都有选择性。 (2)载体蛋白需要和被转运的物质结合，且会发生自身构象的改变；通道蛋白运输时不需要和被转运物质结合。 (3)载体蛋白既能够执行协助扩散，又能够执行主动运输，而通道蛋白只能执行协助扩散，即通道蛋白只能顺浓度梯度运输。 3.酶的特性 （1）高效性 （2）专一性 （3）酶的作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 1. 研究人员将经不同预处理后的玉米根原生质体（质膜富含水通道蛋白）转入低渗溶液中进行实验，结果如图所示。下列分析错误的是（　　） 1．对照；2．抗血清组；3．HgCl2组；4．HgCl2 +β-巯基乙醇组 A．对照组原生质体在低渗溶液中快速膨胀并破裂 B．抗血清与原生质体质膜上水通道发生了特异反应 C．抗血清抑制原生质体膨胀的作用机理与HgCl2相同 D．β-巯基乙醇可以逆转HgCl2 对原生质体膨胀的抑制作用 【答案】C 【分析】物质运输方式： 1.被动运输：分为自由扩散和协助扩散：①自由扩散：顺相对含量梯度运输；不需要载体；不需要消耗能量。②协助扩散：顺相对含量梯度运输；需要转运蛋白（包括载体蛋白和通道蛋白）参与；不需要消耗能量。 2.主动运输：能逆相对含量梯度运输；需要载体；需要消耗能量。 3.胞吞胞吐：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进或出细胞内的过程。 【详解】A、依据图示信息可知，对照组，在低渗溶液中，完全原生质体的百分比迅速下降，说明对照组原生质体在低渗溶液中快速吸水膨胀并破裂，A正确； B、与对照组相比较，抗血清组完全原生质体的百分比下降过程较为缓慢，说明抗血清与原生质体质膜上水通道发生了特异反应，进而导致水分子进入细胞的速率减慢，原生质体破裂也减缓，B正确； C、HgCl2会使蛋白质（水通道蛋白）变性，而抗血清与原生质体质膜上水通道发生特异性结合，抗血清抑制原生质体膨胀的作用机理与HgCl2不同，C错误； D、对照组与HgCl2 +β-巯基乙醇组的几乎结果相同，完全原生质体的百分比迅速下降（快速膨胀并破裂），而HgCl2组原生质体的百分比下降过程较为缓慢，说明β-巯基乙醇可以逆转HgCl2 对原生质体膨胀的抑制作用，D正确。 故选C。 2．过氧化氢（H2O2）在高温下分解速率加快，细胞内的过氧化氢酶可将代谢产生的H2O2及时分解。下列关于过氧化氢酶的叙述，错误的是（    ） A．提供活化能的效率高 B．催化具有专一性 C．活性受温度和pH影响 D．是基因表达的产物 【答案】A 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。 2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。 3、酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能。 【详解】A、酶的作用原理是降低化学反应的活化能，而不是提供活化能 ，A错误； B、过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，对其他化学反应不起作用，体现了酶催化的专一性 ，B正确； C、温度和 pH 会影响酶的活性，过氧化氢酶也不例外，在最适温度和 pH 条件下活性最高，偏离最适值活性会降低 ，C正确； D、过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，蛋白质是基因表达（转录和翻译过程）的产物 ，D正确。 故选A。 1．（25-26高三上·北京房山·期末）嗜盐厌氧菌的细胞膜上存在一种细菌视紫红质，吸收光能后空间结构改变，将H⁺运到细胞外，过程如下图。关于该过程的叙述错误的是（    ） A．H⁺进出嗜盐厌氧菌细胞的方式相同 B．视紫红质功能异常细胞内的pH将降低 C．视紫红质既能吸收光能又可转运H⁺ D．H⁺浓度梯度可为ATP合成提供能量 【答案】A 【详解】A、H⁺运出细胞由细菌视紫红质吸收光能驱动，逆浓度梯度运输，属于主动运输（需要载体蛋白、消耗光能，逆浓度），而H⁺运入细胞是通过 ATP 合成酶顺浓度梯度运输，属于协助扩散（需要转运蛋白、不消耗能量，顺浓度），A错误； B、视紫红质异常则无法将 H⁺运出，细胞内 H⁺浓度升高，pH 降低，B正确； C、由题干信息可知，视紫红质吸收光能后空间结构改变，将 H⁺运到细胞外，体现了接收光能和运输功能，C正确； D、H⁺顺浓度梯度进入细胞时，驱动 ATP 合成酶合成 ATP，浓度梯度的势能转化为 ATP 中的化学能，D正确。 故选A。 2．（2024·北京门头沟·一模）衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述正确的是（    ） A．都以DNA作为遗传物质 B．都能通过有丝分裂的方式增殖 C．都有叶绿体，能进行光合作用 D．都有线粒体，能进行细胞呼吸 【答案】A 【分析】1、原核细胞与真核细胞的区别有：原核细胞体积小，无核膜、核仁，DNA上无蛋白质，除核糖体外，无其他细胞器。真核细胞体积较大，有核膜、核仁，DNA 与蛋白质形成染色质(染色体)，细胞器的种类多，结构复杂。其中最主要的区别是：有无核膜包围的细胞核； 2、生物包括细胞生物和非细胞生物，非细胞生物是指病毒类生物，而细胞生物分为原核生物和真核生物．其中原核生物包括：细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体等；真核生物包括：动物、植物、原生动物、低等植物、真菌等。 【详解】A、衣藻和大肠杆菌是细胞生物，遗传物质都是DNA，A正确； B、有丝分裂是真核生物的分裂方式，大肠杆菌的分裂方式是二分裂，B错误； C、大肠杆菌是原核生物，没有叶绿体，也不能进行光合作用，C错误； D、大肠杆菌是原核生物，不含线粒体，D错误。 故选A。 3．（2025·北京通州·一模）衣原体是一类原核胞内寄生生物，缺乏细胞呼吸相关酶，不能产生自身生命活动所需能量，因此需从寄主吸收（　　） A．葡萄糖 B．ATP C．蛋白质 D．糖原 【答案】B 【详解】ATP是生物体生命活动的直接能源物质。衣原体缺乏细胞呼吸相关酶，不能产生自身生命活动所需能量，必须依赖寄主细胞提供现成的ATP，A、C、D错误，B正确。 故选B。 4．（2025·北京·模拟预测）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液 B．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离 C．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质 【答案】B 【详解】A、研磨肝脏可破坏细胞膜结构，释放过氧化氢酶，该步骤正确用于制备粗提液，A正确； B、纸层析法分离光合色素的依据是各色素在层析液中的溶解度不同，而非吸收光谱差异，B错误； C、DNA粗提时，利用DNA不溶于高浓度酒精而某些蛋白质可溶的特性，通过酒精溶液分离DNA，C正确； D、双缩脲试剂与蛋白质的肽键结合显紫色，是鉴定蛋白质的常规方法，D正确。 故选B。 5．（2025·北京·模拟预测）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 【答案】B 【分析】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。 【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。 6．（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。 7．（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。 8．（2025·北京昌平·二模）小肠上皮细胞吸收葡萄糖（Glc）的过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．GLUT2转运葡萄糖的方式为协助扩散 B．钠钾泵消耗的ATP可来源于细胞呼吸第一阶段 C．图中葡萄糖的吸收途径均需载体蛋白协助 D．钠钾泵抑制剂不会影响SGLT转运葡萄糖 【答案】D 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】A、据图可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞需要借助钠离子提供的势能，方式是主动运输，说明葡萄糖的浓度是细胞外低于细胞内，则GLUT2转运葡萄糖出小肠上皮细胞的方式为顺浓度梯度的协助扩散，A正确； B、钠钾泵是一种主动运输蛋白，它通过消耗ATP来维持细胞内外的钠离子和钾离子浓度梯度，消耗的ATP可来源于细胞呼吸第一阶段（以及有氧呼吸第二、三阶段），B正确； C、图中小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程涉及两种主要的转运蛋白SGLT1和GLUT2，无论是通过SGLT1进行的主动运输，还是通过GLUT2进行的协助扩散，都需要载体蛋白的协助，C正确； D、SGLT的转运过程依赖于细胞内外钠离子的浓度梯度，而钠钾泵负责维持这一梯度。如果钠钾泵被抑制剂抑制，细胞内外钠离子的浓度梯度将无法维持，进而影响SGLT对葡萄糖的转运，D错误。 故选D。 9．（2025·北京朝阳·二模）人体细胞受损裂解释放的ATP分子与巨噬细胞表面的受体结合，促使巨噬细胞释放趋化因子，吸引更多免疫细胞聚集到受损部位。该过程中ATP的作用是（　　） A．提供能量 B．催化反应 C．传递信息 D．作为原料 【答案】C 【分析】ATP为生命活动提供能量是指ATP水解释放的能量可以直接用于细胞内的各种吸能反应，如物质运输、肌肉收缩等，而在题干描述的生理过程中，ATP并没有直接为某个具体的生命活动提供能量。 【详解】ABCD、在人体细胞受损裂解释放的ATP分子与巨噬细胞表面的受体结合，促使巨噬细胞释放趋化因子，吸引更多免疫细胞聚集到受损部位。这一过程中，ATP作为信号分子，将细胞受损的信息传递给了巨噬细胞，使巨噬细胞做出相应的反应，体现了ATP传递信息的作用，C正确，ABD错误。 故选C。 10．（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。 11．（2025·北京西城·二模）下列高中生物学实验过程中不需要加热的是（　　） A．用斐林试剂检测白梨汁中的还原性糖 B．观察黑藻叶片细胞的质壁分离及复原 C．用二苯胺试剂鉴定粗提取的DNA D．DNA片段的扩增（PCR）及电泳鉴定 【答案】B 【分析】脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。 在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、用斐林试剂检测白梨汁中的还原性糖，需水浴加热，A不符合题意； B、观察黑藻叶片细胞的质壁分离及复原，细胞需保持活性，不需要加热，B符合题意； C、用二苯胺试剂鉴定粗提取的DNA，需沸水浴，C不符合题意； D、DNA片段的扩增（PCR）的过程DNA需在高温条件下变性解旋，D不符合题意。 故选B。 12．（2025·北京西城·二模）离子的跨膜运输需转运蛋白的协助，图为钾离子通道模式图，相关叙述正确的是（　　） A．通道蛋白对转运的离子具有选择性 B．K+通过钾离子通道运输消耗ATP C．K+只能借助钾离子通道进出细胞 D．通道蛋白协助离子运输属于自由扩散 【答案】A 【分析】自由扩散的特点：顺浓度梯度运输、不需要转运蛋白、不消耗能量；协助扩散的特点：顺浓度梯度运输、需要转运蛋白、不消耗能量。 【详解】A、通道蛋白对离子的转运具有选择性，只允许特定的物质通过，A正确； B、K+通过钾离子通道运输不消耗ATP，B错误； C、K+也可以通过其他转运蛋白的协助进行跨膜运输，如钠钾泵，C错误； D、通道蛋白协助离子运输属于协助扩散，D错误。 故选A。 13．（2025·北京西城·二模）给北京鸭饲喂玉米、高粱、麦粒等谷物，能够实现肥育。下列说法错误的是（　　） A．谷物中的淀粉属于多糖 B．淀粉可被消化水解为葡萄糖 C．供应充足的糖类可转化为脂肪 D．脂肪是组织细胞的主要能源物质 【答案】D 【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。植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖，动物细胞中常见的二糖是乳糖。 【详解】A、淀粉是由多个葡萄糖分子脱水缩合形成的多糖，A正确； B、淀粉在消化酶（如唾液淀粉酶、胰淀粉酶）作用下最终水解为葡萄糖，B正确； C、当糖类摄入超过需求时，多余部分可转化为脂肪储存，C正确； D、组织细胞的主要能源物质是糖类（如葡萄糖），脂肪是良好的储能物质，D错误。 故选D。 14．（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。 15．（2025·北京·模拟预测）学习下列材料，回答（1）~（4）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。若细胞壁受损引发液泡破裂，内容物流出则可能导致细胞质基质pH发生改变，导致细胞内部代谢发生一系列变化，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？如何维持液泡的完整性？ 研究表明，细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，最终有利于隔离损伤区域、调控膜张力、招募修复因子。 正常条件下，细胞内几乎没有自噬小体。用抑制剂抑制纤维素合成过程以模拟细胞壁损伤，会导致自噬小体数目增加，且ATG8能够定位于液泡。然而，用果胶酶抑制剂处理植物细胞，细胞壁硬度增加，自噬小体数量会增加，但ATG8不定位于液泡膜上。 进一步发现，在拟南芥中模拟细胞壁损伤，发现ATP酶在液泡膜上组装，液泡内部pH升高。为探究ATP酶与ATG8之间是否存在调控关系，研究人员使用莫能菌素进行实验。莫能菌素可作为质子-钠转运体，增加液泡pH，同时可促进ATP酶的组装。莫能菌素处理后，ATG8会在更短的时间内结合到液泡膜上。 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)植物液泡膜的主要成分为_________，液泡膜等其他细胞器膜与_________等结构共同构成生物膜系统。 (2)根据文中信息，下列推测合理的是_________。 A．自噬小体的形成有利于液泡维持结构完整性 B．液泡中的内容物流出会导致细胞内的pH升高 C．ATG8合成和酰化分别发生在细胞核和核糖体 D．改变细胞壁硬度一定引起ATG8定位在液泡膜上 (3)已知真菌感染会引发细胞壁损伤，莫能菌素能够提高植物抗真菌感染能力，请用箭头方框及文字完善下方机制__________。 (4)从结构与功能、稳态与平衡的角度，分析植物细胞壁损伤后修复的机制对于细胞代谢正常进行的意义__________。 【答案】(1) 脂质（磷脂）和蛋白质 核膜、细胞膜 (2)A (3)   (4)植物细胞壁损伤后修复的机制有利于及时修复细胞壁损伤，防止液泡破裂，有利于维持细胞稳态。 【分析】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。 【详解】（1）细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质（磷脂），液泡膜等其他细胞器膜与核膜、细胞膜等结构共同构成生物膜系统。 （2）A、细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，有利于液泡维持结构完整性，A正确； B、液泡内液体呈酸性，内容物流出会导致细胞内的pH降低，B错误； C、由题意可知，细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，未明确说明ATG8酰化发生在核糖体，C错误； D、由题意可知，用果胶酶抑制剂处理植物细胞，细胞壁硬度增加，自噬小体数量会增加，但ATG8不定位于液泡膜上，D错误。 故选A。 （3）根据题意：在拟南芥中模拟细胞壁损伤，发现ATP酶在液泡膜上组装，液泡内部pH升高，而莫能菌素可作为质子-钠转运体，也可以增加液泡pH，同时可促进ATP酶的组装，进而诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，最终有利于隔离损伤区域、调控膜张力、招募修复因子，提高植物抗真菌感染能力。 （4）细胞壁本身有支撑和保护作用，细胞壁损伤易引发液泡破裂，内容物流出导致细胞质基质pH发生改变，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，还可以调节植物细胞内部环境。植物细胞壁损伤后修复的机制有利于及时修复细胞壁损伤，防止液泡破裂，有利于维持细胞稳态。 16．（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。 17．（2025·北京东城·二模）癌细胞骨转移的发生率较高，骨细胞能够影响癌细胞转移后的生长与增殖。科研人员研究了线粒体在其中的作用。 (1)癌细胞间的黏着性低，容易在体内分散和转移，是由于细胞膜上的________等物质减少。研究者将肺癌细胞注射到两组小鼠的胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组_______，说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 (2)研究者构建了线粒体稳定表达绿色荧光的骨细胞系和被红色荧光标记的肺癌细胞系。将两个细胞系共培养一段时间，通过显微镜观察结果如图。 该实验结果说明______________。 (3)Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果______________（填“支持”或“不支持”）转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量，理由是：_____________________。 (4)位于细胞质基质中的cGAS蛋白是一种免疫传感器，能够响应异常增多的DNA。 ①科研人员进行如图实验，验证了转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应，最终抑制了肿瘤生长。图中组3处理应为______________。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还具有通过转移实现______________的功能。 【答案】(1) 糖蛋白 大 (2)骨细胞的线粒体可通过纳米管转移到肺癌细胞中 (3) 不支持 理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低(说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量) (4) 转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺癌细胞 在细胞间传递信息 【分析】癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。 【详解】（1）癌细胞间黏着性低是因为细胞膜上的糖蛋白等物质减少。将肺癌细胞注射到两组小鼠胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组大，这说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 （2）根据图示结果可知，肺癌细胞中含有被绿色荧光标记的线粒体，说明骨细胞中的线粒体能够通过纳米管而转移到肺癌细胞中。 （3）Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果不支持转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量。理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低，说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量。 （4）①为了验证转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应最终抑制肿瘤生长，实验的自变量为肺癌细胞中是否有骨细胞的线粒体以及cGAS蛋白的有无，故结合图2可知，图中组3处应为“转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺癌细胞”。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还通过转移实现在细胞间传递信息（免疫相关信号等）的功能，即通过相关研究拓展了视野。 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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $