2023届高考生物二轮复习细胞分子组成、结构和生命历程学案

构成细胞的化学元素按含量分为大量元素和微量元素，这些元素构成细胞中的化合物，细胞的无机化合物主要包括水分和无机盐，有机化合物主要有核酸、蛋白质、糖类和脂质等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子；细胞的基本结构主要包括细胞膜、细胞质与细胞核等，细胞作为一个生命系统，能够高效有序地进行生命活动；细胞的增殖、分化、衰老和凋亡都是正常的程序性的生命活动，受相关基因的控制。

(对照课本回顾主干知识)

重要概念1　细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子

[例1]　(2022·北京海淀期末)脂肪、葡萄糖和ATP的共性是(　　)

A．均含有C、H、O、N、P

B．均在线粒体中被利用

C．均可以在细胞中大量储存

D．均为细胞的能源物质

答案　D

解析　组成脂肪和葡萄糖的元素是C、H、O，组成ATP的元素是C、H、O、N、P，A不符合题意；脂肪、葡萄糖在细胞质基质中被利用，ATP在细胞质基质和线粒体中合成，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量，B不符合题意；ATP在细胞内含量很少，通过ATP和ADP的快速相互转化为细胞提供能量，而且葡萄糖也不会在细胞中大量储存，C不符合题意；脂肪、葡萄糖和ATP均可为细胞的生命活动提供能量，D符合题意。

[例2]　(2022·湖北名校联考)下列关于生物体内水和无机盐的叙述，正确的是(　　)

A．长时间剧烈运动会导致血钙浓度上升，引起肌肉抽搐

B．植物在冬季来临之前，自由水/结合水的值会下降，从而适应寒冷环境

C．细胞中的无机盐对生命活动具有重要作用，均以离子形式存在

D．新鲜的谷物在晾晒过程中失去的主要是结合水

答案　B

[例3]　(新教材新知识点)下列关于脂质的说法，错误的是(　　)

A.脂质存在于所有细胞中，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂

B．植物脂肪大多含有饱和脂肪酸，大多数动物脂肪含有不饱和脂肪酸

C．磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分

D．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输

答案　B

解析　植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，B错误。

[例4]　(2020·北京等级考)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括不正确的是(　　)

A．组成元素含有C、H、O、N

B．由相应的基本结构单位构成

C．具有相同的空间结构

D．体内合成时需要模板、能量和酶

答案　C

解析　蛋白质的组成元素是C、H、O、N，有的还含有S等，而DNA的组成元素是C、H、O、N、P，二者共有的元素有C、H、O、N，A正确；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，B正确；蛋白质具有多种多样的空间结构，而DNA具有双螺旋结构，二者的空间结构不同，C错误；蛋白质合成时，需要模板mRNA，DNA合成时需要DNA的两条脱氧核苷酸链作模板，此外二者的合成均需要能量和相应的酶，D正确。

[例5]　(2021·全国甲卷)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(　　)

A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的

B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架

C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体

D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质

答案　C

解析　氨基酸通过肽键连接而成的是多肽，本质为RNA的酶和性激素等不符合要求，A错误；多糖、蛋白质和核酸是生物大分子，脂肪与部分激素不是生物大分子，B错误；糖类是人体细胞内的主要能源物质，脂肪是细胞内良好的储能物质，核酸是细胞内携带遗传信息的物质，不是人体细胞内的主要能源物质，D错误。

[例6]　(2022·湖北武汉武昌区1月质检)《黄帝内经·灵枢·五味》曰“谷不入，半日则气衰，一日则气少矣”，中医理论认为，“气”的实质是人体活动时提供的能量。从中医角度看，“气衰”相当于西医中的“低血糖症状”。下列说法错误的是(　　)

A．“谷”中储存能量的物质主要是糖类

B．人体中的“气”主要是在线粒体中产生的

C．出现气衰的症状是因为机体能量供应不足

D．出现气少症状时体内脂肪大量转化为糖类

答案　D

[例7]　(不定项)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是(　　)

A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链

B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂

C．胰岛素的功能与氨基酸的序列以及空间结构有关

D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素

答案　CD

解析　胰岛素基因中，只有一条DNA链作为转录的模板，A错误；高温仅破坏蛋白质的空间结构，不能破坏肽键而使肽链断裂，B错误；核糖体上合成的多肽链在蛋白酶的作用下，去掉部分肽段后形成具有特定空间结构的蛋白质，D正确。

[例8]　(不定项)(2020·山东等级考)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖

B．曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量

C．15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成

D．提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后

答案　BC

解析　纤维素的基本组成单位是葡萄糖，A错误；品系F中的SUT表达水平提高，对蔗糖的运输能力增强，分析曲线可知，甲曲线蔗糖含量的最高值大于乙且蔗糖含量大幅度增加的时间早于乙，所以曲线甲应为品系F纤维细胞中的蔗糖含量，B正确；由题干信息“蔗糖在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成”可知，15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成，C正确；甲曲线蔗糖含量下降的时间早于乙曲线，故提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前，D错误。

[练1]　用文字、连线、图标等方式来表述元素(C、H、O、N、P)、氨基酸、核苷酸、DNA、RNA、蛋白质它们之间的联系。

答案　

[练2]　(2022·北京检测)有人在网上发帖：“人体的糖、脂肪、蛋白质在分解过程中产生比较多的乳酸、磷酸等酸性物质，这些物质没有及时排出就会使人变成酸性体质。这种人需要多吃碱性的食物、饮用碱性的水。”

请针对上述说法撰写一段文字，向公众作出科学解释。

答案　这种说法没有科学道理。首先，糖、脂肪、蛋白质在人体内的代谢过程中并不会产生磷酸，只有当细胞进行无氧呼吸时才会产生乳酸。其次，正常人体通过体液调节使血浆的pH稳定在7.35～7.45之间，并不会因糖、脂肪、蛋白质的分解而变成酸性。第三，“酸性体质”的具体含义并不明确。因此这种说法属于伪科学。

重要概念2　细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动

[例9]　(2022·八省八校高三第一次联考)细胞作为最基本的生命系统，其结构复杂精密。下列关于真核细胞结构与功能的叙述，错误的是(　　)

A．生物膜上分布的蛋白质种类和数量，与其功能的复杂程度有关

B．在细胞的物质运输中，高尔基体起重要的交通枢纽作用

C．代谢旺盛的细胞，线粒体和核糖体等细胞器较多

D．细胞核是细胞进行遗传和代谢的中心

答案　D

[例10]　(2022·湖北十一校第一次联考)下列有关细胞结构的说法，正确的是(　　)

A．溶酶体含有多种水解酶，被溶酶体分解后的产物有些可被细胞再利用

B．叶绿体内膜上附着多种光合色素，与其吸收、传递和转化光能的功能相适应

C．细胞中的细胞骨架是由蛋白质和纤维素组成的网架结构

D．细胞膜中的大量脂质在细胞膜行使功能时起重要作用，是细胞膜能完成多种生命活动的直接原因

答案　A

解析　溶酶体含有多种水解酶，被溶酶体分解后的产物有些可被细胞再利用，不能被细胞利用的物质排出细胞，A正确；叶绿体的类囊体薄膜上分布着多种光合色素，与其吸收、传递和转化光能的功能相适应，B错误；细胞中的细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构，C错误；细胞膜中的大量蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，是细胞膜能完成多种生命活动的直接原因，D错误。

[例11]　(2022·北京海淀模拟)下列关于核糖体的叙述，不正确的是(　　)

A．能识别基因的启动子

B．存在于原核细胞和真核细胞中

C．无生物膜包被的结构

D．遗传信息翻译的场所

答案　A

解析　能识别基因的启动子的是RNA聚合酶，不是核糖体，A错误；原核细胞和真核细胞都要合成蛋白质，原核细胞和真核细胞中都含有核糖体，B正确；核糖体是无生物膜包被的结构，C正确；核糖体是合成蛋白质的场所，是遗传信息翻译的场所，D正确。

[例12]　(2022·海南，4)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin­1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin­1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是(　　)

A．肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核

B．编码Cofilin­1的基因不表达可导致细胞核变形

C．Cofilin­1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力

D．Cofilin­1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力

答案　A

解析　肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核，肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin­1的介导，A错误；Cofilin­1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂(失去控制物质进出细胞核的能力)，染色质功能异常(染色质上所含的基因可控制细胞代谢)，B、C、D正确。

[例13]　(2022·河南南阳中学高三模拟)如图为某动物细胞内部分蛋白质合成及转运的示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　)

A．内质网对加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位

B．图示过程中，核糖体上合成的多肽通过囊泡运输到内质网进行加工

C．细胞膜上糖蛋白的形成经内质网和高尔基体的加工

D．蛋白分泌过程中内质网膜面积相对减少，高尔基体膜面积相对增加

答案　C

解析　分泌蛋白的合成与运输过程为核糖体合成一段肽链→内质网进行肽链的进一步合成和粗加工→内质网膜“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体膜“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。高尔基体对加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位，A错误；图示过程中，当合成一段肽链后，该肽链和核糖体一起转移到内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，不经过囊泡运输，B错误；细胞膜上糖蛋白的形成与分泌蛋白合成和运输过程相似，需经内质网和高尔基体的加工，C正确；分泌蛋白合成与运输过程中内质网膜面积相对减少，高尔基体膜面积基本不变，D错误。

[例14]　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。下图示为人体某种线粒体蛋白的分选途径，下列说法错误的是(　　)

A.结构A是蛋白质通道，结构B是受体

B．信号序列发挥定向功能与翻译过程几乎是同时进行的

C．参与③过程的酶是肽酶

D．信号序列和受体是蛋白质分选的物质基础

答案　B

解析　结合题图可知，信号序列发挥定向功能是在翻译过程结束之后进行的，B错误；③过程表示蛋白质上的信号序列被切除，形成成熟的线粒体蛋白，该过程需要蛋白酶参与，C正确。

[例15]　(不定项)(2022·江苏七市模拟改编)人体不同细胞的结构与功能是相适应的，相关叙述正确的是(　　)

A．睾丸细胞含丰富的内质网，有利于雄性激素的合成

B．巨噬细胞含丰富的溶酶体，有利于异物的消化清除

C．浆细胞含丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌

D．心肌细胞含丰富的线粒体，有利于其节律性收缩

答案　ABCD

[例16]　(不定项)生物膜系统在细胞的生命活动中非常重要，下列有关生物膜系统的说法正确的是(　　)

A．细胞膜、叶绿体膜与小肠黏膜都属于生物膜系统

B．生物膜的组成成分和结构都是相同的，在结构和功能上紧密联系

C．酶不都存在于生物膜上

D．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰

答案　CD

解析　细胞膜、细胞器膜及核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统，小肠黏膜不属于生物膜系统，A错误；生物膜的组成成分主要是蛋白质和磷脂，动物细胞膜上还含有胆固醇，所以生物膜的组成成分不完全相同，B错误；并不是所有的酶都存在于生物膜上，例如有的酶位于细胞质基质中，C正确。

[练]　真核细胞的不同生物膜具有相似的结构和重要的功能。请参照表中内容完成表格。

答案　(1)细胞膜

(2)生物膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成；磷脂双分子层是膜的基本支架；蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中；生物膜具有流动性(合理即可)

(3)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

(4)主要是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”

(5)精子与卵细胞的识别、结合(合理即可)

(6)参与胰岛素的合成与分泌(合理即可)

解析　(1)(5)从表中“进行细胞间信息交流”的功能分析，可以得出该结构是细胞膜，细胞膜进行细胞间信息交流的功能举例：精子与卵细胞之间的识别与结合、抗原呈递细胞与辅助性T细胞之间的识别等。

(6)内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，胰岛素、消化酶、抗体等的合成和分泌与内质网有关。

重要概念3　各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异

[例17]　(2022·湖北武汉武昌1月质检)蓝细菌细胞内有一组具有发色团的水溶性蛋白，叫作藻蓝蛋白，负责光合作用过程中光的捕获，并将能量逐级传递给叶绿素。作为一种天然色素分子，藻蓝蛋白被用作某些食品和饮料中蓝色的来源，但因其蓝色不稳定、不宜受热和对酸碱度要求较高，无法用于需要高温处理的食物。下列说法正确的是(　　)

A．藻蓝蛋白的合成需要经过内质网和高尔基体加工

B．藻蓝蛋白和叶绿素位于蓝细菌叶绿体中的类囊体薄膜上

C．藻蓝蛋白无法用于要高温处理的食物因为蛋白质在高温条件下易水解

D．开发新型的耐热的藻蓝蛋白可以尝试从嗜热性蓝细菌细胞中提取

答案　D

解析　蓝细菌属于原核生物，没有内质网和高尔基体，A错误；蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体，B错误；由题意可知，藻蓝蛋白因其蓝色不稳定，不宜受热，无法用于要高温处理的食物，可能是由于蛋白质在高温条件下易变性，C错误；嗜热性蓝细菌能耐高温，其细胞中的藻蓝蛋白应该也能耐高温，所以开发新型的耐热的藻蓝蛋白可以尝试从嗜热性蓝细菌细胞中提取，D正确。

[例18]　(2022·海南，1)脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎，但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是(　　)

A．该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同

B．该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜，无细胞核

C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸

D．该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质

答案　D

解析　人工合成的脊髓灰质炎病毒的毒性比天然病毒小得多，据此可推测二者在结构和功能上存在差异，A错误；病毒不具有细胞结构，不能进行细胞呼吸，只能在宿主细胞中增殖，B、C错误；人工合成的脊髓灰质炎病毒的遗传物质为RNA，大肠杆菌和酵母菌的遗传物质均为DNA，D正确。

[例19]　(不定项)(2022·八省八校高三第一次联考改编)细胞生物分为原核生物与真核生物。下列有关说法不正确的是(　　)

A．原核细胞只有核糖体一种细胞器，真核细胞都具有多种细胞器

B．原核生物和真核生物的遗传都遵循孟德尔的遗传定律

C．原核生物无线粒体，只能进行无氧呼吸

D．真核细胞以边转录边翻译的方式来提高翻译速率

答案　ABCD

解析　原核细胞只有核糖体一种细胞器，大多数真核细胞具有多种细胞器，但哺乳动物成熟的红细胞没有细胞器，A错误；原核生物细胞中没有染色体，其遗传不遵循孟德尔的遗传定律，真核生物细胞质中的遗传信息也不遵循孟德尔的遗传定律，B错误；原核生物无线粒体，但有的原核细胞含有与有氧呼吸有关的酶，可以进行有氧呼吸，C错误；原核生物以边转录边翻译的方式来提高翻译速率，真核生物转录场所主要在细胞核，翻译场所主要在细胞质，D错误。

[练]　根据学过的知识，用60字左右来表示蓝细菌和酵母菌的细胞结构异同。

答案　蓝细菌和酵母菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质和DNA。和酵母菌相比，蓝细菌无核膜为界限的细胞核和染色体，DNA主要位于拟核，细胞质中只有核糖体一种细胞器。

重要概念4　细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程

[例20]　(2022·北京海淀期末)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)，如图所示。下列叙述不正确的是(　　)

A．分裂间期为分裂期的物质准备阶段

B．分裂间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与

C．S期既可发生碱基互补配对，又可发生基因突变

D．染色体与DNA的数目在分裂期始终保持一致

答案　D

解析　S期主要进行DNA复制，可发生碱基互补配对，也可发生基因突变，C正确；在DNA复制前，着丝粒分裂后，每条染色体上含有一个DNA分子，在DNA复制后、着丝粒分裂前，每条染色体上含有两个DNA分子，D错误。

[例21]　(2021·全国乙卷)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　)

A．在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子

B．在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子

C．在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道板上，易于观察染色体

D．在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体

答案　D

解析　有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色单体变为子染色体移向细胞的两极，并不是成对的同源染色体分开。

[例22]　(2021·广东选择性考试)研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(　　)

A．上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复

B．上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡

C．上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制

D．PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究

答案　D

解析　被病毒感染的细胞凋亡后，丧失其功能且不可恢复，A错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是程序性死亡，受基因控制，B、C错误；由题意可知，激活蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡，使病毒失去宿主细胞，进入体液，被清除，故PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究，D正确。

[例23]　科学家通过导入少量基因，将人体高度分化的成熟体细胞重新编程为可发育成身体组织的非成熟细胞，这种细胞与人类胚胎干细胞极其相似，称为诱导多能干细胞(iPS细胞)，iPS细胞能被诱导分化为肝细胞、神经细胞等人身上几乎所有的细胞类型，被誉为再生医疗的王牌，下列相关说法不正确的是(　　)

A．iPS细胞能分化成不同种类细胞的实质是基因的选择性表达

B．以上信息说明高度分化的成熟体细胞具有全能性

C．利用iPS细胞的分化能力，有望成功治愈心脏类疾病

D．iPS细胞有丝分裂后期的染色体数目和核DNA分子数目相同

答案　B

解析　iPS细胞能分化成不同种类细胞是细胞分化的结果，细胞分化的本质是基因的选择性表达，A正确；以上信息说明iPS细胞可分化为肝细胞、神经细胞等人身上几乎所有的细胞类型，其体现了细胞的全能性，并未说明高度分化的成熟体细胞具有全能性，B错误；iPS细胞能被诱导分化为肝细胞、神经细胞等人身上几乎所有的细胞类型，因此利用iPS细胞的分化能力，有望成功治愈心脏类疾病，C正确。

[例24]　(2022·湖北武汉武昌区1月质检)细胞自噬是一种“自我进食”现象，通过分解受损或功能退化的细胞结构等，从而在细胞和组织的更新中起重要作用。研究表明，细胞自噬在肿瘤恶性转化过程中具有致癌和抑癌双重作用。下列选项错误的是(　　)

A．在真核细胞中，细胞自噬利用的细胞器是被称为“消化车间”的溶酶体

B．衰老、受损或癌变的细胞才需要发生细胞自噬

C．肿瘤细胞可以通过自噬获得生存所需的物质和能量，提高生存能力

D．自噬可以通过清除异常和突变蛋白等，起到抑癌作用

答案　B

[例25]　(不定项)细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损异常的蛋白质和衰老细胞器进行降解的过程。如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小。下列有关此内容的叙述，正确的是(　　)

A．自噬过程依赖于溶酶体内的水解酶

B．细胞自噬有利于维持细胞的稳态平衡

C．肝癌发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生

D．细胞自噬贯穿于正常细胞生长、分化、衰老、凋亡的全过程

答案　ABCD

解析　由题干信息可知，抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明肝癌发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生，C正确。

[例26]　(不定项)(2022·重庆市高三三模改编)题图为某动物部分细胞分裂示意图。据图分析，下列叙述正确的是(　　)

A．该动物是雌性动物，乙图处于有丝分裂中期，丙图处于减数分裂Ⅱ后期

B．甲细胞形成乙细胞的分裂方式为有丝分裂，可能发生基因突变，不可能发生基因重组

C．丙细胞有两个染色体组，分裂产生的子细胞是第二极体和卵细胞

D．丙细胞产生子细胞的过程中发生了等位基因的分离但未发生非等位基因的自由组合

答案　ABCD

解析　分析乙图：乙图中染色体的着丝粒排在中央赤道板上，且含有同源染色体，该细胞处于有丝分裂中期，分析丙图：丙处于减数分裂Ⅱ后期，细胞质不均分，该细胞为次级卵母细胞，说明此动物为雌性动物，A正确；乙图处于有丝分裂中期，因此甲细胞形成乙细胞的分裂方式为有丝分裂，可能发生基因突变，但不会发生基因重组，因为基因重组一般发生在减数分裂过程中，B正确；丙细胞为次级卵母细胞，且着丝粒已分裂，此时有两个染色体组，分裂产生的子细胞是第二极体和卵细胞，C正确；由于丙细胞本身含有等位基因A、a，产生子细胞的过程中会发生等位基因的分离，但不会发生非等位基因的自由组合，因为非等位基因的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，D正确。

[例27]　(不定项)(2022·八省八校高三第一次联考改编)“花有重开日，人无再少年”，人体的衰老现象从古至今一直在困扰着我们。有学者用秀丽隐杆线虫研究发现，基因可以影响衰老及寿限，该虫age­1单基因突变，可提高平均寿命65%，提高最大寿命110%。age­1突变型有较强的抗氧化酶活性。下列有关说法不正确的是(　　)

A．衰老细胞的细胞核体积变小，核膜内折，染色质收缩，染色加深

B．age ­1基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状

C．衰老细胞中所有酶的活性降低，新陈代谢速率减慢

D．age­1突变型可能对紫外线的耐受性高于野生型

答案　ABC

解析　衰老细胞的细胞核体积变大，A错误；由题“age­1突变型有较强的抗氧化酶活性”可知，age ­1基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，B错误；衰老细胞内部分酶的活性降低，而不是所有酶，C错误；由于age ­1基因突变可提高寿命，age­1突变型有较强的抗氧化酶活性，age­1突变型可能对紫外线的耐受性高于野生型，D正确。

[练]　请绘出男性个体在生命活动中，正常的造血干细胞中核DNA数量是未分裂体细胞染色体数量的2倍并且具有两条X性染色体时期的细胞模式图(以部分染色体代表即可)。

答案　

跨模块综合

例1　(2021·全国乙卷)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　)

A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态

B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分

C.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水

D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动

答案　C

解析　细胞的有氧呼吸过程第二阶段消耗水，第三阶段产生水。

例2　下列有关人体内水和无机盐的叙述，正确的是(　　)

A.当人体饮水不足时，下丘脑分泌的抗利尿激素减少

B．急性肠炎患者脱水时，常见的治疗方法是及时注射葡萄糖水

C．组成细胞外液的无机盐中，K＋和Cl－的含量占明显优势

D．血浆的pH维持相对稳定与HCO、HPO等离子有关

答案　D

解析　急性肠炎患者脱水时，除了补充水分，还需要补充无机盐，所以常见的治疗方法是输入葡萄糖盐水。

例3　在寒冷水域和温暖水域中生活的章鱼，二者K＋通道的基因序列相同，但在相同强度的刺激下，K＋通道灵敏度有很大差异。有关此现象作出的推测错误的是(　　)

A．基因相同，则其指导合成的蛋白质结构完全相同

B．基因在进行转录和翻译后，产生的RNA或蛋白质会被加工

C．K＋通道灵敏度的差异是基因和环境共同作用的结果

D．蛋白质功能的多样性有利于生物适应环境

答案　A

解析　由题干信息“二者K＋通道的基因序列相同，但在相同强度的刺激下，K＋通道灵敏度有很大差异”可知，基因相同，其指导合成的蛋白质结构也可能不同，A错误；基因的转录产物是RNA，翻译产物是蛋白质，两者形成后均会被加工，B正确；蛋白质的结构和功能的差异性是基因和环境共同作用的结果，结构和功能多样性利于生物适应不同的环境，C、D正确。

例4　(不定项)(2022·山东烟台一模改编)微核是染色体或缺少着丝粒的染色体片段在分裂过程中行动滞后，不能进入主核而形成的游离于细胞核之外的小核。我国科学家建立了一套蚕豆根尖微核测试系统，并首次用于监测水环境污染。下图是铅污染水体中蚕豆根尖细胞分裂部分时期图像，下列分析正确的是(　　)

A．观察微核应选择处于分裂间期的细胞

B．根据微核的数目可判断发生变异的细胞数目

C.图乙和图丙细胞分裂过程中均发生了染色体变异

D．辐射和化学诱变剂均可能诱导微核的产生

答案　ACD

解析　微核是游离于细胞核之外的小核，观察微核应选择有细胞核的时期，而有丝分裂的前期核膜、核仁逐渐解体，有丝分裂中期、后期无细胞核，因此观察微核的最佳时期应是细胞有丝分裂的间期，A正确；发生变异的细胞中微核的数目是不固定的，根据微核的数目不能判断发生变异的细胞数目，只能根据有无微核判断细胞是否发生变异，B错误；结合题意分析图可知，图乙中含有断裂的染色体片段，图丙中含有落后的染色体，所以图乙和图丙均发生了染色体变异，C正确；辐射和化学诱变剂均可以使染色体变异，进而造成微核的产生，D正确。

情境信息

例5　(2020·山东等级考)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(　　)

A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性

B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成

C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累

D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内

此题为高考常考信息题，且信息量较大，解这类题的方法：边读题边提取信息分析信息，然后将分析出的信息记在题的旁边，最后结合选项做题。不要过多纠结题干信息。

1．边读题边提取信息分析信息

内质网加工的蛋白质有两个去向：

2．根据信息结合选项作答

A项：由题干中S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志，推出酶具有专一性。

B项：①由分析出的信息可知：溶酶体酶形成的过程是内质网上的蛋白质―→高尔基体中溶酶体酶；②溶酶体酶是经内质网加工的蛋白质，合成场所为内质网上的核糖体。

C项：由分析出的信息可知：S酶功能丧失―→无法形成带M6P标志的蛋白质―→无溶酶体酶―→衰老和损伤的细胞器无法分解，在细胞内积累。

D项：由分析出的信息可知：M6P受体基因缺陷―→无M6P受体―→带M6P标志的蛋白质不能被识别―→经囊泡被运往细胞膜。

答案　D

[练5－1]　(2021·山东等级考)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(　　)

A．消化酶和抗体不属于该类蛋白

B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP

C．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高

D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加

答案　C

解析　根据题干信息可以得出结论，高尔基体产生的囊泡将错误转运到高尔基体的蛋白质运回内质网，即这些蛋白质不应该运输到高尔基体，而消化酶和抗体属于分泌蛋白，需要运输到高尔基体并发送至细胞外，所以消化酶和抗体不属于该类蛋白，A正确；细胞通过囊泡运输需要消耗ATP，B正确；根据题干信息“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”则高尔基体内RS受体与含有短肽序列RS的蛋白质结合能力强，而在内质网处二者结合能力弱，便于将该类蛋白质在内质网释放，而“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”，所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，C错误；通过题干可以得出结论，如果RS功能缺失，则受体不能和错误的蛋白质结合，并运回内质网，因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加，D正确。

[练5－2]　(2022·湖北八市3月联考)迁移小体是我国科研人员发现的一类由细胞膜包被形成的新的细胞器。细胞迁移会导致TSPAN4蛋白及胆固醇在细胞局部高度富集，增大了富集区域膜的弯曲度，从而在胞体后侧形成迁移小体，胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质，为后续细胞的迁移提供路线信息。最终，迁移小体释放后会被周围的细胞吞噬。下列叙述正确的是(　　)

A．迁移小体的形成和释放说明细胞膜具有选择透过性

B．迁移小体被周围的细胞吞噬后能被溶酶体合成的水解酶降解

C．迁移小体与细胞间信息交流密切相关

D．抑制TSPAN4蛋白的合成，可能会促进癌细胞扩散

答案　C

解析　由题意可知，迁移小体是一类由细胞膜包被形成的新的细胞器，它的形成和释放说明细胞膜具有一定的流动性，A错误；水解酶的本质是蛋白质，在核糖体中合成，B错误；根据题干“胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质，为后续细胞的迁移提供路线信息”，说明迁移小体与细胞间信息交流密切相关，C正确；由题意可知，抑制TSPAN4蛋白的合成，迁移小体形成受阻，细胞迁移也会受阻，可能会抑制癌细胞扩散，D错误。

[练5－3]　(不定项)(2022·山东烟台一模)内质网—高尔基体中间体(ERGIC)是脊椎动物细胞中在内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构。ERGIC产生的囊泡可与溶酶体融合完成细胞自噬；含脂膜结构的病毒如新冠病毒在ERGIC中组装，最后通过囊泡运输至细胞膜释放。下列分析错误的是(　　)

A．构成ERGIC的膜结构可能来自粗面内质网

B．ERGIC的功能受细胞内信号分子的精细调控

C．ERGIC能够清除受损或衰老的细胞器

D．特异性抑制ERGIC的功能可以有效治疗新冠肺炎

答案　C

解析　因为膜具有一定的流动性，且ERGIC是内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构，因此构成ERGIC的膜结构可能来自粗面内质网，A正确；ERGIC不能清除受损或衰老的细胞器，ERGIC需要与溶酶体结合，由溶酶体发挥清除受损或衰老的细胞器的作用，C错误；新冠病毒在ERGIC中组装，若特异性抑制ERGIC的功能，则新冠病毒无法组装，可以有效治疗新冠肺炎，D正确。

例6　(2020·山东等级考)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制

B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体

C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期

D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期

此题为高考常考信息题，解这类题的方法为：边读边画关键信息，将题目信息与所学相关生物学知识联系起来，将分析结果记在题旁边，然后结合选项做题。不要过多纠结题干信息。

1．提取有效信息，写出分析结果

(1)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。

(2)在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制CDK1磷酸化，细胞周期停留在间期。

(3)当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期磷酸化的CDK1去磷酸化，细胞由间期进入分裂期。

(4)大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病，图中显示感染BYDV的细胞CDK1发生磷酸化后不能恢复正常感染BYDV的细胞的磷酸化的CDK1去磷酸化受到抑制。

(5)由(4)M蛋白抑制感染BYDV的细胞的磷酸化的CDK1去磷酸化，从而使细胞周期停留在分裂间期。

2．结合选项解题：由(1)(2)(3)知，A正确；由(3)知，B正确；由(4)(5)知，C错误，D正确。

答案　C

[练6－1]　CDK蛋白是一类调控细胞周期进程的激酶。P27蛋白可以插入到CDK蛋白中改变其构象，使细胞周期停滞于DNA复制前。研究发现，敲除小鼠的P27基因，基因敲除小鼠的体型和一些器官的体积均大于正常小鼠。以下推论不正确的是(　　)

A．CDK蛋白可激活细胞增殖

B．P27蛋白是CDK蛋白的活化因子

C．敲除P27基因可能引发细胞癌变

D．P27基因表达能抑制细胞的增殖

答案　B

解析　P27蛋白可以插入到CDK蛋白中改变其构象，使细胞周期停滞于DNA复制前，说明CDK蛋白结构改变，细胞分裂被抑制，而敲除小鼠的P27基因，基因敲除小鼠体内CDK正常，其体型和一些器官的体积均大于正常小鼠，说明CDK蛋白可激活细胞增殖，P27蛋白是CDK蛋白的抑制因子，A正确，B错误；敲除小鼠的P27基因，小鼠的细胞增殖加快，可能引发细胞癌变，C正确；P27蛋白可以插入到CDK蛋白中改变其构象，使细胞周期停滞于DNA复制前，故P27基因表达能抑制细胞的增殖，D正确。

[练6－2]　2015年诺贝尔化学奖授予三位科学家以表彰他们在基因修复机理研究方面所做的贡献。其中p53蛋白是由p53基因控制合成的一种能与DNA发生特异性结合的蛋白质，该蛋白质可以阻止损伤的DNA复制，促使DNA自我修复；若修复失败则引起细胞出现“自杀”现象。下列有关叙述错误的是(　　)

A．p53基因存在于细胞核中，p53蛋白仅存在于细胞质中

B．细胞分裂过程中若DNA受损，p53蛋白可使间期时间延长

C．有些癌细胞的形成可能与p53基因的损伤或突变有关

D.细胞出现的“自杀”现象与基因有关，属于细胞凋亡

答案　A

解析　p53蛋白可以阻止损伤的DNA复制，而DNA主要存在于细胞核中，故p53蛋白主要存在于细胞核中，A错误；p53蛋白可以阻止损伤的DNA复制，促使DNA的自我修复，因此细胞分裂过程中若DNA受损，p53蛋白可使间期时间延长，B正确；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，p53蛋白可以阻止损伤的DNA复制，可见p53基因是一种抑癌基因，因此有些癌细胞的形成可能与p53基因的损伤或突变有关，C正确。

例7　(2021·山东等级考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α­酮戊二酸合成酶，调控细胞内α­酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是(　　)

A．α­酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用

B．α­酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞分化

C．抑制L基因表达可降低细胞内α­酮戊二酸的含量

D．目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能

此题为高考常考信息题，解这类题的方法为：边读题边画关键信息，将题干信息与所学相关生物学知识联系起来，将分析结果记在题旁边，然后结合选项做题。不要过多纠结题干信息。

提取有效信息，写出分析结果

(1)“可通过降解α­酮戊二酸合成酶，调控细胞内α­酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化”α­酮戊二酸的含量降低，促进胚胎干细胞分化，α­酮戊二酸的含量升高，不利于胚胎干细胞的分化，B正确。

α­酮戊二酸合成酶进入溶酶体被降解的数量减少细胞内α­酮戊二酸含量增加，C错误。

答案　C

[练7－1]　(2022·湖北，6)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明，随着红系祖细胞分化为成熟红细胞，BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果，下列叙述错误的是(　　)

A．红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞

B．BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖

C．该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路

D．红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关

答案　A

解析　红系祖细胞未发生癌变，不能无限增殖，A错误；BMI1基因过量表达时，成熟红细胞数量是正常情况下的1012倍，这说明BMI1基因的表达产物可以促进红系祖细胞的增殖分化，该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路，B、C、D正确。

[练7－2]　(2022·山东，1)某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(　　)

A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态

B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老

C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解

D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用

答案　C

解析　由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知，APOE可改变细胞核的形态，A正确；蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老，B正确；自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行，不在细胞核内，C错误；异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸，可被再利用，D正确。

发散思维

(2022·北京海淀高三一模)学习以下材料，回答(1)～(4)题。

细胞间的“分子运输车”——外泌体

人体的组成细胞数量巨大、种类多样。细胞内部和细胞之间存在着复杂的信息交流，近年来，外泌体在细胞通讯方面的作用引起广泛关注。

外泌体是由细胞释放的，直径为50～150 nm的囊泡结构，内部包含多种物质，如脂质、蛋白质、mRNA以及非编码RNA等，它广泛存在于体液中，正常细胞和癌细胞都可以分泌，外泌体的形成过程主要包括质膜内陷和细胞多囊体的形成，细胞内多囊体与细胞膜融合后，以囊泡形式释放到细胞外，如图1。而后，以图2所示的多种方式介导细胞间信息交流，好似一种“分子运输车”。

研究表明，癌细胞分泌的外泌体数量远多于正常细胞。它可调节肿瘤的内环境，以促进肿瘤的发生发展、侵袭转移和免疫逃逸等。因此，外泌体的内含物常作为生物标志物来诊断肿瘤的发生。人们可以利用电子显微镜，抗原—抗体杂交等对外泌体中的物质进行鉴定。

外泌体可用于装载药物。传统方法装载效率低，严重限制了外泌体的应用。我国科学家发明新技术，让待装载的药物和外泌体一同通过直径仅130 nm的“纳米管道”。通过该管道时，外泌体的生物膜受到机械挤压力和流体侧向剪切力的“双重作用”，会短暂出现“纳米孔”(ENP)，药物通过ENP进入外泌体内；挤压消失后，外泌体的生物膜迅速恢复完整状态，即可快速完成无损伤的外泌体药物装载。ENP装载药物的效率远高于传统装载方法。

外泌体在体内散为“满天星”，希望合理的开发和利用能将其与药物聚为“一团火”，造福人类。

(1)细胞内多囊体具有双层膜结构，动物细胞中有双层膜的结构还有________________。

(2)ENP的产生和恢复过程依赖生物膜具有________性。

(3)癌细胞外泌体发挥的作用可能________。(多选)

A．与癌细胞表面的受体结合，进行信息传递

B．调节癌细胞的内环境，促进癌细胞的分裂

C．在癌细胞间形成胞间连丝，实现物质交换

D．改变癌细胞表面抗原，使其逃过免疫监视

(4)文中介绍的ENP相关应用体现的“新技术研发”与生物学研究的关系是：____________________________________________。

答案　(1)线粒体、细胞核

(2)流动

(3)ABD

(4)生物学研究推动新技术的研发