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高考生物二轮复习常考题型大通关(全国卷)选择题(一)细胞的分子组成与结

一、1.蛋白质的组成和结构

蛋白质是生物体中最重要的生物大分子之一，它们在细胞内承担着多种多样的功能，从催化化学反应的酶到维持细胞形态的细胞骨架蛋白，再到传递信息的激素，都离不开蛋白质的作用。蛋白质的组成主要由氨基酸构成，目前已知自然界中存在的氨基酸有20种，它们通过肽键连接形成多肽链，进而折叠成具有特定空间结构的蛋白质。蛋白质的结构层次可以分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，这些结构层次共同决定了蛋白质的功能。

蛋白质的一级结构是其最基本的化学结构，由氨基酸的线性序列组成。氨基酸通过肽键连接，形成多肽链，而多肽链的氨基酸序列决定了蛋白质的化学性质和最终的空间结构。例如，在血红蛋白中，氨基酸序列的改变可以导致其结构的变化，进而影响其运输氧气的能力。蛋白质的二级结构是指多肽链局部区域的折叠形态，常见的二级结构包括α-螺旋和β-折叠，它们通过氢键稳定。

蛋白质的三级结构是指整个多肽链的三维空间结构，这种结构是通过多种相互作用力维持的，包括氢键、疏水作用、离子键和范德华力等。蛋白质的四级结构是指由多个多肽链组成的蛋白质复合物的结构，如细胞色素c氧化酶，它由四个亚基组成，每个亚基都是一个单独的蛋白质，但它们在一起时才能发挥催化作用。蛋白质的空间结构对其功能至关重要，例如，酶的空间结构与其催化活性密切相关，如果结构发生改变，可能导致酶失去活性。

蛋白质的折叠过程是一个复杂的过程，受到多种因素的影响，包括氨基酸序列、环境条件等。蛋白质的正确折叠对于细胞功能至关重要，如果蛋白质无法正确折叠，可能会形成错误的构象，导致蛋白质功能异常甚至疾病的发生。研究表明，某些遗传性疾病，如阿尔茨海默病和亨廷顿病，都与蛋白质错误折叠有关。此外，蛋白质折叠过程中的错误折叠也可能导致蛋白质聚集形成老年斑等病理结构，进而影响细胞的正常功能。因此，对蛋白质折叠过程的研究对于理解人类疾病和开发新的治疗方法具有重要意义。

二、2.核酸的结构和功能

(1)核酸是生命体的遗传物质，主要由核苷酸单元组成。在细胞中，核酸分为两种主要类型：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA主要存储遗传信息，而RNA在蛋白质合成过程中发挥关键作用。DNA的双螺旋结构是由两条互补的链通过氢键连接而成，每个链上的核苷酸单元由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成。碱基有四种：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G），其中A与T、C与G通过氢键配对。RNA的结构相对简单，通常为单链，其含氮碱基有腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）。

(2)DNA的功能包括储存和传递遗传信息。人类基因组中约包含30亿个碱基对，这些碱基对决定了人类大约2万种基因的序列。DNA复制是细胞分裂和生物体发育过程中至关重要的步骤，确保了遗传信息的准确传递。DNA的转录过程将遗传信息转化为mRNA，后者在核糖体中翻译成蛋白质。例如，HIV病毒的逆转录酶可以将病毒的RNA转录成DNA，然后插入宿主细胞的基因组中。此外，DNA还参与了基因表达调控，如通过DNA甲基化修饰影响基因的活性。

(3)RNA的功能包括蛋白质合成和基因调控。mRNA是蛋白质合成的模板，携带遗传信息从细胞核到细胞质。tRNA和rRNA在蛋白质合成过程中发挥辅助作用，tRNA识别mRNA上的密码子并将其携带的氨基酸引入多肽链，而rRNA是核糖体的组成成分。此外，miRNA等非编码RNA在基因表达调控中发挥重要作用，如通过结合mRNA的3非翻译区（3UTR）抑制蛋白质的翻译。例如，miR-16在多种癌症中表达下调，被认为是一个潜在的癌症生物标志物和治疗靶点。RNA的结构和功能研究对理解生命现象、疾病发生和药物开发具有重要意义。

三、3.生物膜系统的组成和功能

(1)生物膜系统是细胞膜、细胞器膜和核膜的统称，由磷脂双分子层和蛋白质组成。磷脂双分子层是生物膜的基本结构，其疏水性尾部相互排斥，而亲水性头部则朝向水环境。蛋白质嵌入或附着在磷脂双分子层中，执行多种功能，如信号传递、物质运输和细胞识别。生物膜系统为细胞提供了一个稳定的内部环境，同时也与外界环境进行物质和信息的交换。

(2)细胞膜是生物膜系统的重要组成部分，它不仅保护细胞免受外界环境的侵害，还参与细胞与外界的物质交换和信息传递。细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质构成，其磷脂分子通过疏水相互作用紧密排列，而蛋白质则嵌入或附着在磷脂双分子层中。细胞膜具有选择性通透性，允许某些物质自由通过，而阻止其他物质进入或离开细胞。此外，细胞膜上的糖蛋白参与细胞识别和信号传递。

(3)生物膜系统中的细胞器膜，如内质网、高尔基体和线粒体膜等，在细胞代谢和物质转运中发挥着重要作用。内质网