高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第二章 细胞的结构第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体精品一课一练
展开一、单选题
1.人体内浆细胞合成和分泌抗体的过程如图所示,其中①表示抗体,②~⑦表示细胞结构,下列有关说法错误的是( )
A.与抗体加工、分泌有关的具膜细胞器有④⑤⑥
B.结构⑥是囊泡运输的枢纽,其膜面积在该过程前后减小
C.抗体合成过程中所需的能量大部分由④产生的ATP直接提供
D.抗体分泌到细胞外依赖②的流动性
【答案】B
【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、题图分析:图中②表示细胞膜,③表示囊泡,④表示线粒体,⑤表示高尔基体,⑥表示内质网,⑦表示内质网上的核糖体。
【详解】A、抗体属于分泌蛋白,分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。因此,与抗体加工、分泌有关的具膜细胞器有④(线粒体)、⑤(高尔基体)、⑥(内质网),A正确;
B、⑤表示高尔基体,是囊泡运输的枢纽,其膜面积在该过程前后不变,B错误;
C、线粒体是有氧呼吸的主要场所,线粒体是产生ATP的主要场所,所以分泌蛋白合成、加工、运输过程中所需的能量大部分由④(线粒体)产生的ATP直接提供,C正确;
D、抗体分泌到细胞外是依赖②细胞膜的具有一定的流动性,D正确。
故选B。
2.下列细胞结构不属于生物膜系统的是( )
A.细胞壁B.叶绿体C.细胞膜D.核膜
【答案】A
【分析】生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体等细胞器,而中心体和核糖体没有膜结构,不属于生物膜系统。
【详解】A、细胞壁不属于生物膜系统,A正确;
B、叶绿体具有双层膜结构,属于生物膜系统,B错误;
C、细胞膜具有单层膜结构,属于生物膜系统,C错误;
D、核膜具有双层膜结构,属于生物膜系统,D错误。
故选A。
3.图甲表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述中错误的是( )
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
B.图甲中构成分泌蛋白的物质X最多有21种,b的产物没有生物活性
C.图乙说明内质网、高尔基体和细胞膜之间没有相互转换
D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性
【答案】C
【分析】据图分析:甲图物质X为氨基酸、a为核糖体、b为内质网、c为高尔基体。
【详解】A、与分泌蛋白合成和分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体,因此图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体,A正确;
B、图甲中构成分泌蛋白的物质X为氨基酸,氨基酸最多有21种,b的产物没有生物活性,B正确;
C、在分泌蛋白合成和分泌过程中,内质网膜以出芽形式形成囊泡并与高尔基体膜融合,高尔基体膜以出芽形式形成囊泡并与细胞膜融合,故该过程中内质网膜面积减小,高尔基体膜基本不变,细胞膜面积增大,因此内质网、高尔基体和细胞膜之间有相互转换,C错误;
D、图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性,D正确。
故选C。
4.在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质是( )
A.磷酸B.丙氨酸C.肌肉纤维D.胃蛋白酶
【答案】D
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质是分泌蛋白,常见的分泌蛋白有消化酶、抗体和蛋白质类激素,选项中只有胃蛋白酶属于分泌蛋白,D正确,ABC错误。
故选D。
5.细胞合成并分泌胰岛素需要多种细胞器协调配合,直接参与该生理过程的细胞器不包括( )
A.核糖体B.内质网C.溶酶体D.高尔基体
【答案】C
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】ABD、胰岛素是分泌蛋白,在其合成过程中需要核糖体合成肽链,内质网进行加工,高尔基体进行包装、分类和发送,同时需要线粒体提供能量,ABD不符合题意;
C、分泌蛋白的合成过程不需要溶酶体,C符合题意。
故选C。
6.下列哪项不是生物膜系统的功能( )
A.细胞膜能维持细胞内部环境的相对稳定
B.广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点
C.生物膜把各种细胞器分隔开,保证了细胞生命活动高效、有序地进行
D.合成蛋白质
【答案】D
【分析】1、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
2、功能:
(1)保证内环境的相对稳定,对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。
(2)为多种酶提供附着位点,是许多生物化学反应的场所。
(3)分隔细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【详解】A、细胞膜将细胞与外界环境分隔开,使细胞具有一个相对稳定的内部环境,A不符合题意;
B、细胞内许多重要的化学反应是在生物膜上进行的,广阔的膜面积为参与化学反应的酶提供了附着位点,B不符合题意;
C、生物膜把细胞器分隔开,形成一个个小的区室,使细胞内的化学反应互不干扰,从而保证细胞生命活动高效、有序地进行,C不符合题意;
D、合成蛋白质的细胞器是核糖体,但核糖体无膜结构,D符合题意。
故选D。
7.如图是用3H标记的亮氨酸注射入小鼠的胰腺细胞内,追踪胰蛋白酶在该细胞内合成和分泌的过程。3H不可能出现在下列哪一种细胞器中( )
A.核糖体B.高尔基体C.线粒体D.内质网
【答案】C
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:游离的核糖体合成一段肽链后,连同肽链一同转移到内质网上继续合成蛋白质并进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】分泌蛋白在核糖体上合成后转移至内质网进行初步加工,然后经囊泡运输至高尔基体进行进一步加工,成熟的蛋白质通过囊泡运输到细胞膜处并释放到细胞外,所以3H会出现在这些细胞器中。线粒体为该过程提供能量,合成的蛋白质不进入线粒体,所以3H不可能出现在线粒体中。C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.下列关于科研方法的叙述,错误的是( )
A.可利用差速离心法分离细胞器
B.通过人鼠细胞融合实验研究细胞膜的流动性时,利用了放射性同位素标记法
C.可利用同位素标记法研究分泌蛋白的合成与分泌
D.通过构建物理模型的方法来制作真核细胞的三维结构模型
【答案】B
【分析】1.同位素标记法:通过追踪同位素标记的化合物,从而研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向,弄清化学反应的详细过程,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
2.利用不同离心速度所产生的不同离心力,可以将各种细胞器分离开。
3.人-鼠细胞融合实验中,将红色荧光染料标记的小鼠细胞与绿色荧光染料标记的人细胞融合,一段时间后两种荧光点均匀分布,这说明了细胞膜具有一定流动性。
【详解】A、分离细胞器时利用了差速离心法,A正确;
B、研究细胞膜的流动性时,用到了荧光标记技术,B错误;
C、研究分泌蛋白的合成与分泌时,利用了放射性同位素示踪法,C正确;
D、为了更直观了解细胞各部分的结构,可通过构建物理模型的方法来更进一步掌握真核细胞的结构,因而可构建真核细胞的三维结构模型,D正确。
故选B。
9.唾液腺细胞中与唾液淀粉酶的合成与分泌有密切关系的细胞器是( )
A.溶酶体、线粒体、核糖体和高尔基体
B.线粒体、内质网、高尔基体和中心体
C.核糖体,中心体、高尔基体和内质网
D.核糖体、内质网和高尔基体、线粒体
【答案】D
【分析】与分泌蛋白合成与分泌过程有密切关系的细胞器有线粒体(供能)、核糖体(氨基酸脱水缩合形成肽链)、内质网(蛋白质的合成与加工)和高尔基体(蛋白质的加工、分类、包装与发送);溶酶体含有多种水解酶,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,但与分泌蛋白的合成和分泌无关。
【详解】A、溶酶体含有多种水解酶,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,但与分泌蛋白的合成和分泌无关,A错误;
BC、中心体与有丝分裂有关,与分泌蛋白的合成与分泌过程无关,BC错误;
D、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成多肽链→多肽链转移到核糖体附着的内质网进行粗加工→内质网通过“出芽”形成囊泡→囊泡包裹着蛋白质运输到高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体通过“出芽”形成囊泡→囊泡包裹着蛋白质运输细胞膜,通过胞吐的方式分泌蛋白质,整个过程还需要线粒体提供能量。与分泌蛋白合成与分泌过程有密切关系的细胞器有线粒体、核糖体、内质网和高尔基体,D正确。
故选D。
10.外泌体特指直径在40~100nm的盘状囊泡,其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外。外泌体可携带和传递信息分子,其功能取决于其所来源的细胞类型,其参与到机体免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化、肿瘤侵袭等方面。下列有关外泌体的叙述,错误的是( )
A.外泌体内储存的活性物质都是在高尔基体中合成的
B.外泌体释放生物大分子活性物质的过程需要消耗能量
C.外泌体携带和传递信号分子,可以在细胞之间传递信息
D.外泌体的分泌种类在一定程度上可以反映细胞的生理状况
【答案】A
【分析】溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,水解酶的本质是蛋白质,蛋白质在核糖体中合成,据此答题即可。
【详解】A、由题意可知,外泌体主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体,所以外泌体内主要储存的物质与溶酶体中的物质相似为水解酶,水解酶的本质是蛋白质,主要在核糖体中合成,A错误;
B、外泌体释放生物大分子活性物质的过程涉及囊泡运输和胞吐等过程,需要消耗能量,B正确;
C、由题意可知,外泌体被细胞释放到细胞外,且外泌体可携带和传递信息分子,说明外泌体携带和传递信号分子,可以在细胞之间传递信息,C正确;
D、由题可知,外泌体功能取决于其所来源的细胞类型,所以外泌体的分泌种类在一定程度上可以反映细胞的生理状况,D正确。
故选A。
11.过氧化物酶体是一种含有过氧化氢酶和多种氧化酶的细胞结构,不含DNA,在内质网“出芽”的基础上,掺入一些蛋白质后形成。在相关酶的催化下,过氧化物酶体中可以发生RH+O₂→R+H₂O₂的反应,过氧化氢可以将细胞中的酚,甲醛,甲酸和醇等有害物质氧化,下列说法不正确的是( )
A.过氧化物酶体膜上的脂质和蛋白质分别在内质网、核糖体上合成
B.过氧化物酶体属于单层膜包被的细胞结构
C.可用密度梯度离心法分离过氧化物酶体
D.肾小管上皮细胞都含有一定数量的过氧化物酶体
【答案】C
【分析】分泌蛋白是指在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。例如:唾液淀粉酶,胃蛋白酶,消化酶,抗体和一部分激素。分泌蛋白的需要内质网和高尔基体的加工。
【详解】A、过氧化物酶体膜上的脂质在内质网合成,蛋白质在内核糖体上合成,A正确;
B、过氧化物酶体是一种单层膜围绕而成的细胞器,由内质网出芽生成,B正确;
C、可用差速离心法分离过氧化物酶体,C错误;
D、在相关酶的催化下,过氧化物酶体中可以发生RH+O₂→R+H₂O₂的反应,过氧化氢可以将细胞中的酚,甲醛,甲酸和醇等有害物质氧化,故肾小管上皮细胞都含有一定数量的过氧化物酶体,D正确。
故选C。
12.溶酶体在细胞生命活动中起着关键作用,异常的溶酶体pH变化与癌症、炎症等疾病密切相关。准确测定细胞内溶酶体含量的动态变化具有医学价值。BODIPY荧光染料对pH不敏感,具有良好的光学和化学稳定性。以BODIPY为母体结构,以哌嗪环为溶酶体定位基团,可以设计成溶酶体荧光探针(可用于检测物质是否存在)。该探针在中性和碱性环境下荧光较弱,与H+结合后,荧光强度急剧升高。下列有关说法错误的是( )
A.溶酶体内的水解酶不会分解自身膜上的蛋白质与其膜蛋白的特殊结构有关
B.溶酶体荧光探针对pH不敏感,与溶酶体内的水解酶结合使荧光强度升高
C.癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞位置
D.直接参与溶酶体内水解酶的合成、加工和运输的无膜细胞器是核糖体
【答案】B
【分析】1、细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。
2、细胞各部分结构之间相互联系,协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。
【详解】A、溶酶体的膜蛋白高度糖基化,因此其内部的水解酶不会分解自身膜上的蛋白质,A正确;
B、BODIPY荧光染料对pH不敏感,但是以BODIPY为母体结构设计成的探针对pH敏感,与溶酶体中的H+结合后荧光强度急剧升高,B错误;
C、由题意可知异常的溶酶体pH变化与癌症、炎症等疾病密切相关,所以癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞位置,C正确;
D、溶酶体内水解酶的合成场所是核糖体,且核糖体没有膜结构,因此直接参与溶酶体内水解酶的合成、加工和运输的无膜细胞器是核糖体,D正确。
故选B。
13.图甲表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述正确的是( )
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和细胞膜
B.图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间可以相互转换
C.图甲中构成分泌蛋白的物质X都有21种,b的产物没有生物活性
D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有选择透过性
【答案】B
【分析】由图甲分析可知,a是核糖体,b是内质网,c是高尔基体;由图乙分析可知,在分泌蛋白合成和分泌的过程中,内质网形成小泡包裹蛋白质转动至高尔基体和其融合,然后高尔基体又以小泡形式转运至细胞膜和细胞膜融合,在此过程中,内质网的膜面积减少,细胞膜的膜面积增加,高尔基体的膜面积前后基本不变。
【详解】A、根据分泌蛋白的合成和分泌过程可知,图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体,A错误;
B、图乙表示分泌蛋白合成与分泌过程中部分结构的膜面积变化,结合分析可知,虽然高尔基体的膜面积在发生物质交换的前后基本没有改变,但高尔基体与内质网和细胞膜之间是有相互转换的,B正确;
C、在人体细胞中,组成蛋白质的氨基酸有21种,但并不是每一种分泌蛋白的氨基酸都有21种,C错误;
D、图甲中的分泌蛋白的运输和转运过程中内质网、高尔基体和细胞膜之间的物质会通过囊泡进行运输;图乙所示内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积在分泌蛋白的合成和分泌前后的变化,故二者都能体现生物膜具有流动性,D错误。
故选B。
14.鸭摄入饲料后,通过分泌消化液对食物进行消化吸收。图1为分泌细胞分泌消化酶的示意图,图2为该细胞膜的模式图,请据图回答问题。
(1)消化酶的合成场所为 (附着/游离)核糖体。
(2)控制淀粉酶合成的遗传物质存在于 (填图中序号 )。
(3)科学家对分泌蛋白的合成及分泌过程的研究常用的方法是 。
(4)囊泡定向运输依赖于多种信号分子和 的参与。囊泡与特定部位膜的融合依赖于生物膜具有 的结构特点。
(5)图2展示的是细胞膜的流动镶嵌模型,多糖分子可参与[2] 或[4] 的形成,它们与细胞识别有关,据此可判断 (填A或B)侧为细胞内侧。
【答案】(1)附着
(2)⑩
(3)同位素示踪法
(4) 细胞骨架 一定的流动性
(5) 糖蛋白 糖脂 B
【分析】据图1可知,①表示细胞膜。②表示囊泡,③表示高尔基体,④表示核糖体,⑤表示内质网,⑥表示分泌蛋白,⑦表示线粒体,⑧表示核孔,⑨表示核仁,⑩表示染色质,⑪表示核膜。
据图2可知:1是磷脂双分子层,2表示糖蛋白,3表示蛋白质,4表示多糖。
【详解】(1)消化酶是分泌到细胞外的分泌蛋白,其合成场所是附着核糖体。
(2)控制淀粉酶合成的遗传物质是DNA,图1中⑫代表细胞核,其中⑩代表染色质,其中含有DNA,因此控制淀粉酶合成的遗传物质存在于⑩染色质上。
(3)蛋白质首先在核糖体上合成,然后转移至内质网中进行初步加工,然后内质网形成囊泡,包裹着蛋白质进入高尔基体进行进一步加工,然后高尔基体形成囊泡运至细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到胞外,利用3H标记的亮氨酸可以研究分泌蛋白的合成及分泌过程,该方法称为同位素标记法。
(4)细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用,囊泡定向运输依赖于多种信号分子和细胞骨架的参与。生物膜的结构特点是具有一定的流动性,囊泡与特定部位膜的融合依赖于该特点。
(5)图2展示的是细胞膜的流动镶嵌模型,其中糖分子可与[2]蛋白质结合成糖蛋白,或与脂质结合成糖脂,这些糖类分子称为糖被,糖被与细胞相互识别有关,因此在细胞外侧糖类分子较多,细胞内侧糖类分析较少,因此可以判断B侧为细胞内侧。
15.在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸,经检查发现放射性同位素依次先后出现在图中④、⑤、③、②、①、⑥部位。请据图回答下面的问题:
(1)图中①、③、⑤分别代表的结构是 、 、 。
(2)图中⑥是 ,是由④ 合成的
(3)细胞膜的组成成分包括 、 和 。
(4)⑥的合成、加工、运输过程所需大量能量由[ ] 供给。
【答案】(1) 细胞膜 高尔基体 内质网
(2) 分泌蛋白 核糖体
(3) 蛋白质 脂质 多糖
(4)⑦线粒体
【分析】题图分析,①代表细胞膜,②代表囊泡,③代表高尔基体,④代表核糖体,⑤代表内质网,⑥代表分泌蛋白,⑦代表线粒体。图示为分泌蛋白的分泌过程。
【详解】(1)图中①、③、⑤分别代表的结构是细胞膜、高尔基体和内质网。内质网和高尔基体是蛋白质加工的场所。
(2)图中⑥是分泌蛋白,是由④核糖体合成的,核糖体是合成蛋白质的场所。
(3)细胞膜的组成成分包括蛋白质、脂质和多糖,其中脂质中的磷脂以磷脂双分子层的形式构成细胞膜的基本支架。
(4)⑥分泌蛋白的合成、加工、运输过程所需大量能量由线粒体,即图中的⑦供给,线粒体是细胞中的动力工厂。
16.蛋白质糖基化普遍存在于真核细胞中,具有重要的功能。特定的抗生素可阻断蛋白质的糖基化,导致多肽滞留在内质网中;糖基化的蛋白质对蛋白酶有更强的抗性。下列相关推测不合理的是( )
A.糖基化不会影响蛋白质的空间结构
B.蛋白质的糖基化是在内质网中完成的
C.合适的糖基化可提高治疗性蛋白质的疗效
D.溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化修饰
【答案】A
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜。
【详解】AC、糖基化能够改变蛋白质空间结构,从而对蛋白质的溶解度、稳定性、活性等具有重要的影响,可提高治疗性蛋白质的疗效,A错误,C正确;
B、抗生素阻断蛋白质的糖基化,导致多肽滞留在内质网中,说明蛋白质的糖基化是在内质网中完成的,B正确;
D、溶酶体中含有多种水解酶,但溶酶体的膜蛋白不会被溶酶体酶降解可能与其糖基化有关,D正确。
故选A。
17.分泌蛋白需经内质网和高尔基体的加工才能成熟。野生型酵母菌分泌蛋白的分泌过程正常,甲、乙型突变体分别是内质网膜结构异常、高尔基体膜结构异常而导致分泌过程出现障碍的酵母菌,丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。下列说法错误的是( )
A.分泌蛋白的分泌过程体现了细胞是一个统一的整体,细胞可看做一个系统
B.甲型突变体会在内质网中积累大量具有活性的蛋白质
C.乙型突变体的高尔基体因分泌过程障碍导致其膜面积增大
D.丙型突变体仍可能进行分泌蛋白的合成和分泌
【答案】B
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、蛋白质的分泌需要多种细胞器的协调与配合,分泌蛋白的分泌过程体现了细胞是一个统一的整体,细胞可看做一个系统,A正确;
B、分泌蛋白需要在内质网内进行加工,若内质网膜结构异常,则在内质网中积累大量无活性的蛋白质,B错误;
C、乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致不能正常形成囊泡,所以膜面积异常增大,C正确;
D、丙型突变体可通过无氧呼吸为分泌蛋白的分泌提供能量,所以丙型突变体仍可能进行分泌蛋白的合成和分泌,D正确。
故选B。
18.如图为关于细胞生物膜的概念图,下列相关叙述正确的是
A.图中a不是双层膜,b不一定是双层膜c一定是双层膜
B.图中p是丙酮酸+水→ CO2+ [H]+能量的场所
C.若d是叶绿体,则m是叶绿体内膜,n是叶绿体外膜
D.图中的f和h分别是指内质网膜和高尔基体膜
【答案】D
【分析】分析题图:a是核膜、b是细胞器膜,c是细胞膜,d是叶绿体膜,e是线粒体膜,f是内质网膜,g是囊泡,h是高尔基体膜。
【详解】A、分析题图可知,图中a核膜是双层膜,b是细胞器膜不一定是双层膜,c细胞膜是单层膜,A错误;
B、图中p是线粒体内膜,而丙酮酸+水→ CO2+ [H]+能量的场所是线粒体基质,B错误;
C、若d是叶绿体,则m是类囊体薄膜,C错误;
D、图中的f和h分别是指内质网膜和高尔基体膜,D正确。
故选D
【点睛】本题结合概念图,考查生物膜系统的结构和功能,对于生物膜系统的组成、不同生物膜的结构和功能的理解把握知识点间的内在联系是本题考查的重点。
19.科学家发现在酵母菌细胞内存在一类以COP I(蛋白质)包被的膜泡,这类膜泡负责从高尔基体顺面网状区转运物质到内质网。下列分析不正确的是
A.以COP-I包被的膜泡来源于高尔基体,该膜泡的主要成分是脂质和蛋白质
B.以COP I包被的膜泡能实现细胞内的物质运输
C.形成以COP I包被的膜泡不利于细胞器维持相对稳定的膜面积
D.COP I可能是内质网回收、加工蛋白质的重要物质
【答案】C
【分析】本题的知识点是生物膜系统的相互转化,结构和功能,主要考查学生提取题目中有效有效信息解决问题的能力。
【详解】A、以COP-I包被的膜泡来源于高尔基体,该膜泡的主要成分是脂质和蛋白质,A正确;
B、以COP I包被的膜泡能实现细胞内的物质运输,B正确;
C、形成以COP I包被的膜泡有利于细胞器维持相对稳定的膜面积,C错误;
D、COP I可能是内质网回收、加工蛋白质的重要物质,D正确。
故选C。
20.研究分泌蛋白的合成及分泌过程中,科学家们做了下列实验。请回答下列问题:
(1)豚鼠的胰腺腺泡细胞能够分泌大量的消化酶,可观察到这些细胞具有发达的 (填细胞器)。
(2)将被放射性标记的氨基酸掺入到 (填细胞器)上正在合成的蛋白质中,组织内的放射性同位素可使感光乳剂曝光,固定组织后在显微镜下便可发现细胞中放射性物质所在的位点,这一技术使研究者能够确定放射性标记的物质在细胞内的位置,并确定蛋白质的分泌路径。
(3)细胞内的一些蛋白质被膜包裹后形成囊泡,如图所示,囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及 被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输,分工井井有条。囊泡能特异性地识别目标膜,如某些囊泡能把“货物”从C转运到溶酶体D中,这里的“货物”主要是 。
(4)细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡之中,这些膜泡能够精准地运输。为了确定参与膜泡运输的基因(sec基因),科学家筛选了两种酵母突变体(突变体基因缺失),这两种突变体与野生型酵母电镜照片的差异如下:
据此推测,sec12基因编码的蛋白质的功能与 的形成有关。
sec17基因编码的蛋白质的功能是 。
【答案】(1)内质网和高尔基体
(2)核糖体
(3) COPⅡ 溶酶体酶(多种水解酶)
(4) 内质网上小泡(囊泡) 参与小泡(囊泡)与高尔基体的融合
【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,在到高尔基体,高尔基体对其进行进一不加工,然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】(1)消化酶是分泌蛋白,其合成,分泌过程是在核糖体上合成,在被运输到内质网和高尔基体上进行加工和修饰,然后分泌到细胞外,若豚鼠的胰腺腺泡细胞能够分泌大量的消化酶,可观察到细胞具有发达的内质网和高尔基体。
(2)核糖体是合成蛋白质的场所,因此放射性标记的氨基酸能掺入到核糖体正在合成的蛋白质中,组织内的放射性同位素可使感光乳剂曝光,固定组织后在显微镜下便可发现细中含放射性的位点,这一技术使研究者能确定放射性物质在细胞内的位置。
(3)由图知,囊泡被分为网格蛋白小泡,COPⅠ被膜小泡和COPⅡ被膜小泡三种类型,囊泡能特异性识别目标膜,如运输溶酶体酶(多种水解酶)的囊泡能把“货物”从C转运到D。
(4)SeCl2基突变体后,细胞内内质网特别大,推测SeCl2基因编码的蛋白质可能参与内质网小泡的形成,SeCl7基因突变后,突变体细胞内,内质网与高尔基体间积累大量的未融合小泡,说明小泡与高尔基体没有融合,推测SeCl7基因编码的蛋白质可参与小泡(囊泡)与高尔基体的融合。
21.2013年诺贝尔生理医学奖授予了发现细胞内部囊泡运输调控机制的三位科学家。甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程,乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①~⑤表示不同的细胞结构,请分析回答以下问题
(1)囊泡膜和细胞膜的主要组成成分一样,主要由 构成;囊泡膜与 等共同构成细胞的生物膜系统。
(2)将3H标记的亮氨酸注射到细胞中以研究分泌蛋白合成与运输的途径,此方法称为 。研究发现,带有放射性标记的物质依次出现在 (填文字)等结构,最后释放到细胞外。整个过程,高尔基体膜面积会 (填“增大”、“减少”或“基本不变”)。
(3)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送到细胞膜,据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的 特异性识别并结合,此过程体现了细胞膜具有 和 的功能。
(4)黄曲霉素是毒性很强的致癌物质,能引起细胞中核糖体从内质网上脱落下来。据此推测黄曲霉素可能会导致下列物质中______(请选填选项前的字母)的合成和运输受阻。
A.呼吸酶B.唾液淀粉酶C.血红蛋白
【答案】(1) 脂质和蛋白质(磷脂和蛋白质) 细胞膜、细胞器膜和核膜
(2) (放射性)同位素标记法 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 基本不变
(3) 蛋白质B(受体) 控制物质进出细胞 信息交流
(4)B
【分析】根据细胞各结构的形态可以判断:①~④分别为细胞核、细胞质基质、内质网、高尔基体。⑤来源于高尔基体,可以与细胞胞吞形成的囊泡结合,应为溶酶体。图乙显示,囊泡上的蛋白A 与细胞膜上的蛋白B结合,使囊泡中的物质在特定位置释放出去。
【详解】(1)真核细胞中生物膜系统由细胞膜、细胞器膜与核膜等结构共同构成,各种膜结构组成相似,主要成分是均为磷脂和蛋白质。
(2)将3H标记的亮氨酸注射到细胞中以研究分泌蛋白合成与运输的途径的方法叫做放射性同位素标记法,放射性标记的物质依次出现的路径为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,在这个过程中由于有囊泡的运进和运出,高尔基体的膜面积基本不变。
(3)据图可知,囊泡上的蛋白A 与细胞膜上的蛋白B(特异性)结合(或识别),决定了囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,实现物质的定向运输。分泌蛋白与靶细胞膜上的受体结合,引起靶细胞原有的生理活动发生变化,该过程体现了细胞膜具进行细胞间信息交流(或细胞识别或传递信息)的功能。
(4)由于曲霉素能引起细胞中核糖体从内质网上脱落下来,因此分泌蛋白的合成和运输会受到影响,而呼吸酶和血红蛋白都不是分泌蛋白,唾液淀粉酶是分泌蛋白,因此选择B。
22.科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号肽,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,肽链合成暂停。携带着肽链与核糖体的SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,核糖体附着于内质网上,继续合成肽链。这就是信号肽假说,如下图所示。
科学家构建了体外的反应体系,证明了该假说。实验分组见下表。
注:“+”和“-”分别代表反应体系中存在或不存在该结构
(1)根据材料分析,假设在合成新生肽链阶段切除了信号肽,游离的核糖体 (填“能”或“不能”)附着到内质网上。
(2)推测组别1的实验结果:核糖体上合成的肽链比正常肽链 (填“长”、“短”或“不变”),原因是 ,与组别1实验结果相同的是组别 。
(3)组别2中的肽链 (填“含有”或“不含有”)信号序列。其合成的肽链比正常肽链 ,原因是 。
(4)获得性再生障碍性贫血的主要病因是造血干细胞中的一种SRP产生了变异,这种变异导致淋巴细胞不能正常合成 ,从而使患者免疫力下降。
【答案】(1)不能
(2) 长 无SRP,肽链可继续合成,但无法进入内质网切除信号肽 3
(3) 含有 短 SRP不能与DP结合,导致肽链无法继续合成
(4)抗体
【分析】据图分析,核糖体与由蛋白质的信号肽结合,信号识别颗粒(SRP)识别信号肽,再与内质网上信号识别受体结合,再与信号识别颗粒(SRP)结合,切除信号肽,与信使RNA结合,形成蛋白质进入内质网,形成折叠的蛋白质。
【详解】(1)携带着肽链与核糖体的SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,核糖体附着于内质网上,所以在合成新生肽链阶段切除了信号肽,游离的核糖体不能附着到内质网上。
(2)结合图中信息,信号序列不能被SRP识别,无法引导核糖体附着至内质网上,信号序列不能被切除,所以组别1中合成的肽链比正常肽链多一段。综合实验结果说明内质网具有加工蛋白质功能,组别3没有内质网,不能对蛋白质进行加工,所以组别3与组别1的实验结果相同。
(3)由于组别2含有信号肽序列,但是没有DP,SRP不能与DP结合,导致肽链无法继续合成,所以组别2合成的肽链比正常肽链短。
(4)获得性再生障碍性贫血的主要病因是造血干细胞中的一种SRP产生了变异,由于抗体是分泌蛋白,这种变异导致淋巴细胞不能正常合成抗体,从而使患者免疫力下降。
23.有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物,曾被认为是细胞膜碎片。近年来,我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构(PLS),如图1.请回答问题:
(1)若PLS是细胞膜碎片,则其主要成分应包括 和蛋白质。
(2)科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能,结果如图2,发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符,理由是:该结构中的蛋白质 。
(3)科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记,追踪在细胞迁移过程中PLS的变化,进行了如下实验。
①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞,实验结果如图3,推测PLS的形成与细胞迁移有关,依据是 。
②细胞沿迁移路径形成的PLS,其荧光在形成初期逐渐增强,推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到 中。
③迁移细胞在某处产生PLS,后续细胞经过此处时,若观察到荧光标记出现在后续细胞中,则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在 (细胞器)中被分解。
(4)具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS,后续细胞摄取PLS后,可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析,PLS的形成可能与细胞间的 有关。
【答案】(1)磷脂
(2)不仅来自于细胞膜,也不只是具有细胞膜蛋白质的功能
(3) 促进细胞迁移,PLS增多 PLS 溶酶体
(4)信息交流
【分析】1、分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,在到高尔基体,高尔基体对其进行进一不加工,然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
2、放射性探测技术:用放射性核素取代化合物分子的一种或几种原子而使它能被识别并可用作示踪剂的化合物。它与未标记的相应化合物具有相同的化学及生物学性质,不同的只是它带有放射性,因而可利用放射性探测技术来追踪。
【详解】(1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质。
(2)通过图2可以看出,该蛋白质主要来源于细胞膜和细胞质等,功能中显示也不只是具有细胞膜蛋白质的功能,故PLS是细胞膜碎片观点不对。
(3)①由图示可以看出,处理组较未处理组比较,促进细胞迁徙,PSL增多,故PLS的形成与细胞迁移有关。
②由“细胞沿迁移路径形成的PLS,其荧光在形成初期逐渐增强”推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到PLS中。
③荧光标记出现在后续细胞中,说明PLS被后续细胞摄取,溶酶体具有分解衰老损伤的细胞器的功能,说明进入后续细胞的PLS最可能在溶酶体中被分解。
(4)由题意“可获知细胞的迁移路线等信息”说明PLS的形成可能与细胞间的信息交流有关。
24.蛋白质在游离的核糖体合成开始后,需要分选与转运到特定的功能位点,其分选途径大致分为两条:一条为后翻译转运途径,蛋白质在游离核糖体上完成翻译后进行转运;另一条为共翻译转运途径,核糖体中合成一小段肽链后,在信号肽(SP)的引导下边翻译边转运入内质网腔,具体过程如图所示。
(1)胰岛素合成过程的分选途径属于 (填“后翻译”或“共翻译”)转运途径,其合成和分泌过程除图中所示细胞器外,还需 (填细胞器)的参与。该过程中多种具膜细胞器之间相互协调与配合,体现了生物膜系统的作用是 。
(2)据图分析,信号肽(SP)发挥作用的过程可表述为 。核糖体合成的肽链含信号肽,而从内质网输出的蛋白质不含信号肽,原因是 。
(3)共翻译蛋白能否进入内质网腔取决于蛋白质是否有信号肽,请利用转基因技术设计实验验证上述结论,要求简要写出实验思路 。
【答案】(1) 共翻译 线粒体、高尔基体 物质运输
(2) 核糖体中合成一小段肽链后,在信号肽(SP)的引导下边翻译边转运入内质网腔 信号肽在内质网被切除
(3)敲除信号肽基因后,在细胞外检测分泌蛋白
【分析】 分泌蛋白的合成:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体融合,高尔基体对蛋白质做进一步的加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合。
【详解】(1)由图可知,核糖体中合成一小段肽链后,在信号肽(SP)的引导下边翻译边转运入内质网腔,为共翻译转运途径。其合成和分泌过程除图中所示细胞器外,还需高尔基体和线粒体的参与。生物膜的三大功能为:物质运输、信息传递、能量转换,结合题中信息可知,体现了生物膜系统的作用是物质运输。
(2)据图分析,信号肽(SP)发挥作用的过程可表述为:核糖体中合成一小段肽链后,SRP与信号肽结合,在信号肽(SP)的引导下边翻译边转运入内质网腔。核糖体合成的肽链含信号肽,而从内质网输出的蛋白质不含信号肽,由图可知,是因为信号肽在内质网被切除。
(3)实验思路为:利用转基因技术敲除信号肽基因后,在细胞外检测分泌蛋白,若原本能分泌的蛋白变为不能分泌,说明共翻译蛋白能否进入内质网腔取决于蛋白质是否有信号肽。
25.图甲表示某哺乳动物乳腺细胞内各种蛋白质的合成和转运过程,图中①②③④⑤⑥⑦代表细胞结构,A、B、C、D、E代表物质。用35S标记一定量的氨基酸来培养该乳腺细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线如图乙所示,在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线如图丙所示。请据图回答下列问题:
(1)图甲中不含有磷脂分子的细胞器是 (填序号),分离出各种细胞器的方法是 。
(2)图甲中A、B、C、D代表细胞内合成的各种蛋白质,其中下列物质中属于A类物质的是 。
①呼吸酶 ②胰岛素 ③ATP合成酶 ④线粒体膜的组成蛋白 ⑤抗体 ⑥RNA聚合酶
(3)D物质从合成到运输到细胞外的过程中一共穿过 层磷脂双分子层,能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是 (填序号)。
(4)E是合成D物质的原料,则E物质从细胞外进入细胞形成D物质并排出细胞外,需要经过的膜结构依次是(用“→”和序号表示) 。
(5)细胞器③和细胞器④可以对蛋白质进行加工和再加工,通过囊泡运输到细胞膜,再分泌到膜外,这一过程体现了生物膜的结构特点是
(6)图乙中依据放射性出现时间先后分析,b属于 (细胞器),而丙图中f属于 (细胞结构)。依据丙图中f曲线的变化能说明 。
(7)实验期间在该乳腺细胞分泌物中分离出了α-乳蛋白、脂肪、抗体和乳糖四种物质,其中具有放射性的物质是
(8)请在图丁中绘出分泌蛋白合成和运输后细胞中这三种生物膜的膜面积变化 。
【答案】(1) ①②/②① 差速离心法
(2)①③/③①
(3) 0 ③
(4)⑦→③→④→⑦
(5)流动性
(6) 内质网 高尔基体 高尔基体在分泌蛋白形成前后膜面积基本保持不变,但膜的成分实现了更新
(7)α-乳蛋白、抗体/抗体、α-乳蛋白
(8)
【分析】分析图甲:①是游离在细胞质基质中的核糖体;②为附着在内质网上的核糖体;③为内质网;④为高尔基体;⑤为线粒体;⑥为核膜;⑦为细胞膜。A、B、C、D表示细胞内几种蛋白质的合成和转运过程。分析题图乙、丙:分泌蛋白合成与分泌过程为:分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜。这样内质网膜面积减少,细胞膜面积增多,高尔基体膜面积几乎不变。所以图中a是核糖体、b是内质网、c是高尔基体、d是内质网、e是细胞膜、f是高尔基体。
(1)图甲中,①是游离的核糖体,②是附着在内质网上的核糖体,而核糖体没有膜结构,因此不含有磷脂分子。分离各种细胞器的方法是差速离心法。
(2)图甲中A代表的是胞内蛋白,①呼吸酶、③ATP合成酶都是细胞质中的蛋白,②胰岛素、⑤抗体均是分泌蛋白,如图中的D;④线粒体膜蛋白,是图中的C,⑥RNA聚合酶是图中的B,故①③符合要求。
(3)D物质是分泌蛋白,分泌蛋白从合成到运输到细胞外的过程均是通过囊泡运输,没有直接跨膜运输,所以该过程穿过的磷脂双分子层为0层。③内质网向内能与核膜相连,向外能与细胞膜相连,大大的增大了细胞内的膜面积。
(4)由题意可知,D是分泌蛋白质,E是合成D物质的原料,所以E是氨基酸。E经过⑦进入细胞后,应该先进入③内质网进行初步加工,再通过④进一步加工,最后又通过⑦,即需经过的膜结构依次是⑦→③→④→⑦,这体现了膜的流动性。
(5)细胞器③和细胞器④可以对蛋白质进行加工和再加工,通过囊泡运输到细胞膜,再分泌到膜外,该过程体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。
(6)分泌蛋白合成与分泌过程为:分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“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“出芽”形成囊泡→细胞膜。这样内质网膜面积减少,细胞膜面积增多,高尔基体膜面积几乎不变。所以图乙中依据放射性出现时间先后分析,a是核糖体、b是内质网、c是高尔基体,图丙中d是内质网、e是细胞膜、f是高尔基体。根据f的曲线走向可知,高尔基体在分泌蛋白形成前后膜面积基本保持不变,但膜的成分实现了更新。
(7)用35S标记一定量的氨基酸来培养哺乳动物的乳腺细胞,则合成的蛋白质会带上放射性标记,故α-乳白蛋白、脂肪、抗体和乳糖四种物质,其中有放射性的物质是α-乳白蛋白、抗体,没有放射性的物质是脂肪、乳糖。
(8)分泌蛋白合成和分泌后,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积增大,如图所示。
【点睛】本题结合细胞中结构示意图和曲线图,考查细胞结构和功能、细胞器之间的协调配合,要求考生识记细胞中各结构的图象,能准确判断图中各结构的名称;识记细胞中各细胞器的功能,掌握分泌蛋白合成与分泌过程,能结合图中信息答题。
酵母突变体
与野生型酵母电镜照片的差异
sec12基因突变体
突变体细胞内的内质网特别大
sec17基因突变体
突变体细胞内,内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡
实验组别
核糖体
SRP
DP
内质网
1
+
-
-
-
2
+
+
-
-
3
+
+
+
-
4
+
+
+
+
浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体达标测试: 这是一份浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》<a href="/sw/tb_c4003944_t7/?tag_id=28" target="_blank">第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体达标测试</a>,共10页。
浙科版 (2019)第二章 细胞的结构第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体同步测试题: 这是一份浙科版 (2019)第二章 细胞的结构第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体同步测试题,共8页。试卷主要包含了下列细胞结构属于生物膜系统的是等内容,欢迎下载使用。
浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体课后复习题: 这是一份浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体课后复习题,共8页。试卷主要包含了下列关于生物膜的叙述,错误的是,下列有关生物膜的叙述,错误的是等内容,欢迎下载使用。