文档文本内容
分子水平的结
构与功能相适
应
DNA 作为生物遗传
物质的结构基础
具有规则的双螺旋结构―→是DNA 具有稳定性的
基础
磷酸和脱氧核糖构成的基本骨架的不变性和内部
碱基排列的可变性―→是DNA 能携带大量遗传信
息的基础
双链之间通过严格的碱基配对相连―→是DNA 精
确复制的基础
蛋白质结构多样性与
功能多样性的关系
氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化，肽链通
过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别，形成了
结构和功能极其多样的蛋白质
与糖类相比，脂肪作
为主要储能物质
与糖类相比，脂肪结构上“H 多O 少”
淀粉、纤维素和糖原
在生物体中承担的功
能不同
葡萄糖聚合的结构不同
细胞水平的结
构与功能相适
应
叶绿体具有吸收、传
递并转化光能合成有
机物的功能
类囊体薄膜层层堆叠形成广阔的膜面积为与光反
应有关的色素和酶提供了附着位点；叶绿体基质
呈溶胶状，围绕着类囊体薄膜，为光反应和暗反
应的物质交流提供了方便
哺乳动物的红细胞可
运输氧气
细胞成熟后无细胞核及细胞器
根尖分生区细胞连续
有丝分裂
细胞体积小，但细胞核相对较大
神经元之间需要进行
频繁的信号传递
结构上含有突起，包括轴突和树突
神经元之间兴奋只能
单向传递
神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜
浆细胞可大量合成并
分泌抗体
浆细胞具有发达的内质网和高尔基体
生态系统水平
的结构与功能
相适应
生态系统执行能量流
动和物质循环的功能
生态系统的营养结构包括食物链和食物网，食物
链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠
道。改变生态系统的营养结构，有助于生态系统
功能的优化，如农田生态系统物种少，结构简
单，抵抗外来干扰的能力弱，优化其营养结构，
采用“桑基鱼塘”等生态农业模式，就可以使其
抵抗外界干扰等的功能得到提升
小结
无论分子、细胞，还是个体、生态系统，一定的结构必然能执行一定的功
能，任何功能也都由一定的结构来完成。结构与功能总是相适应的
[典题感悟]
1．(2024·湖北，8)人的前胰岛素原是由110 个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列
加工后转变为由51 个氨基酸组成的活性胰岛素，才具有降血糖的作用。该实例体现了生物
学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是( )
A．热带雨林生态系统中分解者丰富多样，其物质循环的速率快
B．高温处理后的抗体，失去了与抗原结合的能力
C．硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂
D．草履虫具有纤毛结构，有利于其运动
答案 C
解析 分解者属于生态系统的组成成分之一，能将动植物遗体残骸和动物的粪便分解成无机
物，所以其重要功能是维持生态系统物质循环的正常进行，以保证生态系统结构与功能的稳
定，因此热带雨林生态系统中分解者丰富多样，该生态系统物质循环速率会加快，A 不符合
题意；抗体的本质是免疫球蛋白，会与抗原结合形成沉淀，被吞噬细胞消化分解，高温会破
坏抗体的空间结构，使抗体失去生物活性(即生物学功能)，所以无法与抗原结合，B 不符合
题意；硝化细菌是原核生物，只含核糖体这一种细胞器，仍可以进行细胞分裂，方式为二分
裂，C 符合题意；草履虫的纤毛是其运动和取食的关键器官，草履虫靠纤毛的摆动在水中旋
转前进，还可帮助其用口沟摄食，D 不符合题意。
2．(2023·湖南，2)关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是( )
A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B．核仁含有DNA、RNA 和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关
C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所
D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
答案 C
解析 细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关，故细胞骨架破坏会影响这些
生命活动的正常进行，A 正确；有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质，C 错误；内质网是
由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统，是蛋
白质的合成、加工场所和运输通道，D 正确。
3．核糖开关是一段具有复杂结构的RNA 序列，能感受环境因素的变化而改变自身的结构
和功能，从而调控基因的表达。在枯草杆菌中，有些基因的mRNA 上具有SAM 感受型核糖
开关，其调节机制如图所示。据图分析，下列叙述错误的是( )
A．SAM 可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程
B．RBS 的下游区域中存在启动子，是翻译的起始位置
C．环境因素可影响某些基因的翻译过程
D．核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域
答案 B
解析 SAM 是mRNA 上的感受型核糖开关，与遗传信息的翻译过程有关，故SAM 可以抑
制相关基因的翻译来调节代谢过程，A 正确；启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，是
一段有特殊序列的DNA 片段，而RBS 为mRNA 上的核糖体结合位点，所以其下游区域中
不存在启动子，B 错误；由题干信息可知，环境因素变化可以改变核糖开关的结构和功能，
从而影响基因的翻译过程，C 正确；由图可知核糖开关存在双链区域，故核糖开关分子内部
存在碱基互补配对的区域，D 正确。
4．如图所示为人体细胞内糖原的一种代谢过程，E1、E2、E3 是与糖原代谢有关的三种酶，
T1、T2、T3 为载体蛋白。下列有关叙述正确的是( )
A．E1 和E2 两种酶作用的场所为组织液
B．图中代谢过程主要发生在人体肌细胞内
C．载体蛋白T1、T2、T3 的结构和功能相同
D．胰岛素和胰高血糖素都可以调节此过程
答案 D
解析 E1、E2 是与糖原代谢有关的酶，糖原在细胞内，故E1 和E2 两种酶作用的场所为细
胞质基质，A 错误；肝糖原可以水解为葡萄糖，肌糖原不能水解为葡萄糖，故图中代谢过程
主要发生在人体肝细胞内，B 错误；载体蛋白T1、T2、T3 运输的物质不同，故三者的结构
和功能不同，C 错误；胰岛素可以促进糖原的合成，胰高血糖素可以促进肝糖原的水解，因
此胰岛素和胰高血糖素都可以调节此过程，D 正确。
5．IRP 是一种调节线粒体结构和功能稳定性的蛋白质。为了解IRP 对线粒体功能的调节作
用和具体机制，科学家进行了相关实验。回答下列问题：
(1) 线粒体是进行有氧呼吸第______ 阶段的场所，线粒体增加膜面积的方式是
__________________________________。
(2)JC10 是一种荧光染料，JC10 的单体发绿色荧光。正常线粒体发挥功能时，会发生膜电位
的变化，变化的膜电位会使得JC10 聚合形成多聚体进而发出红色荧光。科学家检测了JC10
处理野生型和IRP 敲除(不表达)小鼠细胞的荧光情况，结果如图1 所示。图中结果说明IRP
对线粒体正常发挥功能是必要的，判断依据是______________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)研究发现，IRP 敲除小鼠中Hif1α 和Hif2α 两种蛋白的含量明显高于野生型。为探究IRP
敲除小鼠中这两种蛋白的作用，科学家继续进行了实验。抑制剂PX－478 和PT－2385 可以
分别抑制Hif1α 和Hif2α 两种蛋白的功能。
①测量野生型和IRP 敲除小鼠线粒体的耗氧速率，结果如图2 所示，说明IRP 敲除小鼠线粒
体功能障碍的原因主要是______________蛋白含量的提高抑制了有氧呼吸第______________
阶段。
②测量LDHA(细胞呼吸第一阶段的一种酶)表达量，结果如图3 所示，说明IRP 敲除小鼠的
Hif1α 蛋白含量提高后__________(填“促进”或“抑制”)了LDHA 的表达。
答案 (1)二和三 内膜向内折叠形成嵴 (2)IRP 敲除小鼠的红色荧光强度(JC10 多聚体)低于
野生型，绿色荧光强度(JC10 单体)高于野生型
(3)①Hif2α 三 ②促进
解析 (3)①PX－478 和PT－2385 可以分别抑制Hif1α 和Hif2α 两种蛋白的功能。图2 显示，
IRP 敲除小鼠的耗氧速率明显降低，IRP 敲除＋PX－478 组小鼠的耗氧速率与IRP 敲除小鼠
组相比无明显差异，而IRP 敲除＋PT－2385 组小鼠的耗氧速率明显上升，可知Hif2α 蛋白
含量的提高限制了小鼠线粒体的耗氧速率，而氧气参与的是有氧呼吸第三阶段。②IRP 敲除
＋PX－478 组LDHA 相对表达量低于IRP 敲除＋PT－2385 组，说明IRP 敲除小鼠的Hif1α
蛋白含量提高后促进了LDHA 的表达。
