Я обнаружил, что закладки «Экран блокировки» и «Выход из системы» хранятся в файле XML:
~/.local/share/gnome-main-menu/system-items.xbel
Редактирование этого XML-файла вручную и удаление закладок для экрана блокировки и выхода из системы удаляет их из главного меню - как раз то, что я хотел.