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2022版高考生物选考江苏专用一轮总复习集训：专题2细胞的结构与功能 专题检测
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这是一份2022版高考生物选考江苏专用一轮总复习集训：专题2细胞的结构与功能 专题检测，共30页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题2 细胞的结构与功能
专题检测 A组
一、单项选择题
1.(2018北京朝阳期末,3)有关真核细胞和原核细胞的比较,下列叙述正确的是 ( )
A.都具有生物膜系统
B.核糖体的形成都与核仁有关
C.DNA的复制都在有丝分裂间期
D.遗传信息都贮存在DNA上
答案 D 原核细胞有细胞膜,但无核膜和细胞器膜,故原核细胞没有生物膜系统,A选项错误;原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,有拟核,原核细胞内的核糖体形成与核仁无关,B选项错误;有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式,细菌主要以二分裂的方式增殖,C选项错误;原核细胞和真核细胞的遗传信息都贮存在DNA上,D选项正确。
2.(2020北京三月适应性考试,2)下列对醋酸杆菌与动物肝脏细胞的结构与代谢过程的比较,不正确的是 ( )
A.两者的细胞膜结构均符合流动镶嵌模型
B.两者的遗传物质均储存在细胞核中
C.均可以进行有氧呼吸,但进行场所不完全相同
D.均依赖氧化有机物合成ATP,为代谢过程供能
答案 B 醋酸杆菌属于原核细胞,动物肝脏细胞属于真核细胞,无论真核细胞还是原核细胞,两者的细胞膜结构均符合流动镶嵌模型,A正确;具有细胞结构的生物体的遗传物质均为DNA,醋酸杆菌没有成形的细胞核,但有拟核,故其遗传物质主要存在于拟核区,动物肝脏细胞的遗传物质主要存在于细胞核,在线粒体中也有少量存在,B错误;两者都可进行有氧呼吸,但醋酸杆菌没有线粒体,有氧呼吸场所在细胞质基质和细胞膜,动物肝脏细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质,第二阶段在线粒体基质,第三阶段在线粒体内膜,故两者有氧呼吸场所不完全相同,C正确;两者的代谢类型均为异养需氧型,所以两者均依赖氧化分解有机物并释放能量合成ATP,为代谢过程提供能量,D正确。
解题关键 正确区分真、原核细胞结构的相同点和不同点是解答该题关键,真、原核细胞都有细胞膜、细胞质,遗传物质都是DNA;原核细胞无成形的细胞核,无复杂细胞器(仅含有核糖体),不进行有丝分裂、无丝分裂、减数分裂,只进行二分裂增殖,在细胞质基质进行有氧呼吸的第一、二阶段或无氧呼吸的第一、二阶段,在细胞膜上进行有氧呼吸的第三阶段。
3.(2020北京房山一模,1)新型冠状病毒是RNA病毒,与肺炎双球菌比较 ( )
A.遗传物质均为RNA
B.都有细胞膜等生物膜系统
C.均可以通过光学显微镜观察到
D.均遵循中心法则
答案 D 本题以新型冠状病毒和肺炎双球菌为载体,考查了中心法则、生物膜系统、生物的遗传物质等内容,体现了生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括要素。新型冠状病毒遗传物质为RNA,无细胞结构,无细胞膜等生物膜系统,体积微小,在光学显微镜下观察不到,需要借助电子显微镜进行观察;肺炎双球菌是细菌,属于原核生物,具有细胞结构,其遗传物质为DNA,可通过光学显微镜进行观察,有细胞膜,但无核膜以及其他细胞器膜,无生物膜系统;两者均是生物,而自然界中的生物都遵循中心法则,故A、B、C错误,D正确。
4.(2019北京西城期末,2)关于细胞的功能特点与其结构基础,以下对应关系有误的是 ( )
功能特点
结构基础
A.
性腺细胞合成性激素
具有发达的内质网
B.
甲状腺细胞富集I-
细胞膜上具有协助扩散I-的载体
C.
根毛细胞渗透吸水
具有大液泡
D.
浆细胞分泌抗体
富含内质网和高尔基体
答案 B 甲状腺细胞富集I-,说明I-是逆浓度梯度运输,推理细胞膜上具有主动运输I-的载体,B选项错误。
能力解读 以细胞的结构与功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
素养解读 考查细胞的结构与功能的统一观。
5.如图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是 ( )
A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同
B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
答案 C 卵细胞是通过减数分裂形成的,核DNA含量减半,神经细胞、白细胞、小肠上皮细胞是受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成的,核DNA含量不变,四种细胞的质DNA含量不一定相同,A错误;由于基因的选择性表达,各细胞的形态、功能不同,B错误;虽然各细胞的大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同,都是水,C正确;葡萄糖进入不同细胞的方式可能不同,可能为易化扩散也可能为主动转运,D错误。
6.如图是某细菌的模式图,序号①~⑤代表相应的结构或物质,已知序号④为细胞膜。下列相关叙述错误的是 ( )
A.该细胞中除④外,无其他任何生物膜结构
B.结构③的成分、功能与植物细胞的细胞壁不同
C.S型肺炎双球菌具有类似于图中②的结构
D.⑤处的DNA也存在与组蛋白、非组蛋白结合的现象
答案 D 生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构,而原核细胞中除④细胞膜外,无其他任何生物膜结构,A正确;结构③表示细菌的细胞壁,主要成分是肽聚糖,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,结构③的成分、功能与植物细胞的细胞壁不同,B正确;S型肺炎双球菌具有类似于图中②的结构,即多糖类荚膜,C正确;真核细胞中,细胞核中的DNA与组蛋白、非组蛋白等结合形成染色体,而原核细胞中⑤拟核中的DNA是裸露的,不存在与组蛋白、非组蛋白结合的现象,D错误。
7.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中有着非常重要的应用,包括三个步骤:将绿色荧光蛋白共价结合在膜蛋白上,细胞膜呈现一定强度的绿色;激光照射漂白膜上部分区域绿色荧光,被照射部分荧光蛋白将不会再发出荧光;检测漂白部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙。下列说法错误的是 ( )
A.图乙结果说明细胞膜具有一定的流动性
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长
D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1
答案 B 图乙中,激光照射部位荧光强度先降后升,说明细胞膜具有一定的流动性,A正确;应用该技术可以测定膜蛋白整体的流动速率,不能测定膜上单个蛋白质的流动速率,B错误;降低实验温度,细胞膜的流动速率会减慢,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长,C正确;由于激光照射使一部分荧光蛋白不会再发出荧光,故理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1,D正确。
8.(2019届北京海淀期中,1)下列细胞结构与其包含的主要化学成分,对应不正确的是 ( )
A.核糖体——蛋白质和RNA B.溶酶体——蛋白质和磷脂
C.染色体——蛋白质和DNA D.中心体——蛋白质和固醇
答案 D 核糖体主要由rRNA和蛋白质组成,A正确;溶酶体具有膜结构,膜结构的基本支架是磷脂双分子层,B正确;染色体的主要成分是蛋白质和DNA,C正确;中心体的主要成分是蛋白质,D错误。
9.(2019北京海淀期末,2)下列关于细胞结构与其功能相适应特征的叙述中,不正确的是 ( )
A.蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体较多
B.代谢强度不同的细胞中线粒体数目有差异
C.合成胰蛋白酶的胰岛细胞中内质网发达
D.携带氧气的哺乳动物成熟红细胞没有细胞核
答案 C 蛋白质在核糖体上合成,所以蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体较多,A选项正确;线粒体是细胞生命活动的“动力车间”,代谢强度不同的细胞中线粒体数目有差异,B选项正确;合成胰蛋白酶的胰腺细胞中内质网发达,胰腺细胞分泌胰液,胰液中含消化酶,胰岛细胞分泌胰岛素和胰高血糖素,C选项错误;携带氧气的哺乳动物成熟红细胞没有细胞核,为血红蛋白提供更多的空间,D选项正确。
能力解读 以细胞的结构和功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
素养解读 考查细胞的结构与功能的统一观。
10.(2019北京朝阳期末,1)下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是 ( )
A.全部游离在细胞质基质中 B.遗传信息翻译的场所
C.组成成分中含mRNA D.能识别基因的启动子
答案 B 真核生物核糖体是遗传信息翻译的场所,能识别mRNA的起始密码子,由核糖体RNA和蛋白质组成,可以游离在细胞质基质中,也可以附着在内质网上,故A、C、D选项错误,B选项正确。
能力解读 以核糖体为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
易错警示 启动子是基因上游转录时RNA聚合酶结合的位点,起始密码子在mRNA上,是翻译的起点。
11.(2018北京朝阳期末,21)如图所示,内共生起源学说认为:线粒体、叶绿体分别起源于一种原始的好氧细菌和蓝藻类原核细胞,它们最早被先祖厌氧真核细胞吞噬后未被消化,而是与宿主进行长期共生而逐渐演化为重要的细胞器。下列表述正确的是 ( )
A.线粒体和叶绿体分裂繁殖的事实不支持内共生假说
B.根据此假说,线粒体的外膜是从原始的真核细胞的细胞膜衍生而来的
C.线粒体和叶绿体的膜结构不同于细胞膜和其他细胞器膜,不支持此假说
D.先祖厌氧真核生物吞噬需氧菌后使其解体,解体后的物质组装成线粒体
答案 B 需氧菌进行有氧呼吸,而线粒体是有氧呼吸的主要场所;蓝藻类细胞含有光合色素,能进行光合作用,而叶绿体是光合作用的场所。需氧细菌和蓝藻作为生命,通过分裂繁殖,而线粒体和叶绿体也具有这个特点。线粒体和叶绿体分裂繁殖的事实支持内共生假说,A选项错误。需氧菌以胞吞方式进入先祖厌氧真核细胞,内吞时需氧菌被先祖细胞的细胞膜包被,所以线粒体的外膜是从原始的真核细胞的细胞膜衍生而来的,B选项正确。线粒体和叶绿体的外膜成分与细胞的其他内膜系统相似,内膜与细菌细胞膜相似,支持此假说,C选项错误。先祖厌氧真核生物吞噬需氧细菌后不使其解体,而是和细菌共生,后者逐渐形成线粒体,D选项错误。
解题关键 本题以内共生起源学说为背景材料,结合题干和图示中的信息准确答题是解题关键。
12.(2020北京海淀一模,1)核小体是染色质的结构单位,由一段长度为180~200bp的DNA缠绕在组蛋白上构成。下列有关核小体的叙述,正确的是 ( )
A.组蛋白的基本单位是核苷酸
B.酵母菌细胞核中存在核小体
C.普通光学显微镜下可观察到核小体
D.核小体DNA不含P元素
答案 B 本题以染色质的结构单位核小体为载体,考查了考生对蛋白质的基本单位、DNA的元素组成、遗传物质的存在形式等知识点的掌握能力和推理、归因的应用能力,体现了生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括要素。核小体由一段长度为180~200bp的DNA缠绕在组蛋白上构成,DNA的组成元素为C、H、O、N、P,组蛋白的基本单位是氨基酸,A、D错误;核小体是染色质的结构单位,染色质作为遗传物质的载体,存在于真核细胞的细胞核中,酵母菌属于真核生物,因此酵母菌细胞核中存在核小体,B正确;染色质与染色体是同一种物质在不同时期的存在形态,普通光学显微镜下可看到用碱性染料染色后的染色体/染色质,但看不到染色质的结构单位核小体,C错误。
13.膜蛋白是细胞内各类单位膜的基本成分,是各类膜结构执行功能的物质基础。如图表示脂双层上分布有三种膜蛋白。下列有关叙述错误的是 ( )
A.若蛋白A是转运蛋白,则该蛋白参与物质转运过程中必然发生形变
B.若蛋白B与细胞通讯有关,则该蛋白的合成一定经过内质网的加工
C.若蛋白C是主要组织相容性复合体,则同种生物质膜上蛋白C一定相同
D.若蛋白B是ATP合成酶,则上述膜可能是类囊体膜
答案 C 若蛋白A是转运蛋白,则该蛋白参与物质转运过程中必然发生形变,转运蛋白会与被转运物质发生特异性结合而改变形状,A正确。若蛋白B与细胞通讯有关,则该蛋白的合成需经过内质网的加工及高尔基体的加工与分拣,B正确。若蛋白C是主要组织相容性复合体,除同卵双胞胎外,任意两个个体生物质膜上蛋白C不同,C错误。若蛋白B是ATP合成酶,则题述膜可能是类囊体膜,D正确。
14.(2019北京平谷一模,1)下列关于生物膜结构与功能的叙述,正确的是 ( )
A.细胞膜的磷脂分子尾尾相对排成两层,与细胞内外都是液体环境相适应
B.内质网和高尔基体都是蛋白质加工场所,两种膜上的蛋白质功能相同
C.线粒体有两层生物膜,内膜和外膜的蛋白质种类和数量无差异
D.突触可以单向传递兴奋或抑制,原因是突触后膜有Na+通道蛋白
答案 A 本题考查考生辨认的理解能力,体现了对生命观念中结构与功能观的考查。
磷脂分子具有亲水头部和疏水尾部,因为细胞内外成分最多的是水,所以细胞膜的磷脂分子尾尾相对排成两层,A正确;内质网对蛋白质进行加工,高尔基体对蛋白质进行加工、分类、包装,二者功能不同,所以两种膜上的蛋白质功能不相同,B错误;线粒体有两层生物膜,内膜是有氧呼吸的场所,外膜是物质进出的通道,维持线粒体形状,所以内膜和外膜的蛋白质种类和数量不同,C错误;突触可以单向传递兴奋或抑制,是因为突触后膜有离子通道蛋白,Na+通道蛋白导致后膜兴奋,D错误。
15.(2020北京门头沟一模,1)在胰岛B细胞内,胰岛素基因首先指导表达出前胰岛素原肽链,然后切掉该肽链前端的肽段形成胰岛素原,胰岛素原被进一步加工切去中间的片段C,最终形成由A、B两条肽链构成的胰岛素。以下细胞结构中没有参与胰岛素合成加工过程的是 ( )
A.内质网 B.核糖体
C.溶酶体 D.高尔基体
答案 C 本题以胰岛素的合成与加工为载体,考查了考生对胰岛素的合成、加工场所等相关知识点的掌握,体现了生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括、模型与建模要素。胰岛素是蛋白质类激素,属于分泌蛋白,分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。分泌蛋白的合成、加工和运输过程:在粗面内质网的核糖体上氨基酸经脱水缩合形成肽链→肽链进入内质网进行初步加工→肽链由囊泡包裹着运至高尔基体→经高尔基体进一步加工、修饰形成具有生物活性的蛋白质→由囊泡运至细胞膜,以胞吐的形式分泌到细胞外,该过程需要消耗能量,消耗的能量主要由线粒体提供,故A、B、D正确;溶酶体并没有参与分泌蛋白的合成和加工,C错误。
二、不定项选择题
16.(2020山东二模)(不定项选择)葡萄糖载体蛋白(GLUT1)存在于哺乳动物所有组织的细胞膜上,负责基础的葡萄糖吸收,满足细胞对葡萄糖和合成含糖大分子的需要。关于人体细胞GLUT1叙述错误的是( )
A.GLUT1组成氨基酸的R基有21种
B.其空间结构的形成与内质网和高尔基体有关
C.成熟红细胞中会合成新的GLUT1
D.GLUT1结构出现异常可能会导致糖尿病
答案 AC GLUT1是蛋白质,不一定由21种氨基酸构成,A错误;葡萄糖转运蛋白(GLUT1)是细胞膜上的载体蛋白,其空间结构的形成与内质网和高尔基体有关,B正确;人体成熟红细胞中没有细胞核和细胞器,不发生转录和翻译过程,不能合成新的GLUT1,C错误;GLUT1结构出现异常,不能满足细胞对葡萄糖和合成含糖大分子的需要,可能会导致糖尿病,D正确。
三、非选择题
17.(2020福建福州协作体)每年的冬季,流感疫情都会进入一个流行期。但由于人们接种了甲流疫苗后,甲型H7N9病毒不再是最占上风的毒株了。请分析回答问题:
(1)病毒是非细胞形态的生命体,但它的主要生命活动必须在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系是人们很感兴趣的话题,目前主要存在两种观点:
①生物大分子→病毒→细胞;②生物大分子→细胞→病毒。
根据上述资料并结合所学的相关知识分析,你支持第 种观点,其依据是: 。
(2)细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,青霉素抑制肽聚糖的合成,从而起到抑制细菌生长的作用。艾滋病病人能否通过注射青霉素抑制病毒的增殖? ,为什么? 。
(3)如图表示在低倍显微镜视野中观察到的细胞,请据图回答:
①图中表示的细胞是 (填“动物”或“植物”)细胞,将装片向 方移动可将如图所示视野中细胞移到视野正中央。
②大部分动植物体是不透明的,不能直接在显微镜下观察,一般要经过特殊处理,如将标本做成很薄的切片。但酵母菌、水绵、洋葱表皮等材料却可以直接做成装片在显微镜下观察,这主要是因为它们 。
A.是单个或单层细胞
B.都带有特殊的颜色
C.是无色透明的
D.是活的细胞
答案 (1)② 病毒营寄生生活,必须依靠活细胞才能进行增殖 (2)不能 病毒的主要成分是核酸和蛋白质,不含肽聚糖,故青霉素对病毒的增殖不能起抑制作用 (3)①植物 右上 ②A
解析 (1)病毒没有细胞结构,必须寄生在活细胞内进行代谢和增殖,因此病毒与细胞在起源上的顺序应该是先有细胞,后有病毒,即②生物大分子→细胞→病毒观点合理。(2)青霉素抑制肽聚糖的合成,细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,因此青霉素能够抑制细菌生长;而病毒的主要成分是核酸和蛋白质,不含肽聚糖,故青霉素对病毒的增殖不能起抑制作用。(3)①图示细胞呈正方形,表示细胞膜外有一层细胞壁,因此确定该细胞为植物细胞。显微镜下观察到的物像是倒立的像,图中细胞在右上方,所以装片往右上方移动才能将物像移至视野正中央。②酵母菌、水绵、洋葱表皮等材料由于是单个细胞或单层细胞,因此可以直接做成装片在显微镜下观察。
18.(2020山东烟台期中)图甲为某细胞模式图的一部分;图乙中a~h为细胞器或细胞的某一结构,各结构放大比例不同。据图回答下列问题:
(1)若图甲为酵母细胞的结构,该酵母细胞与菠菜叶肉细胞相比,最主要的区别是 ;与蓝藻(蓝细菌)细胞相比,最主要的区别是 。
(2)图乙中含有DNA的结构有 ( 填字母)。不能直接分解葡萄糖但能释放CO2的结构是 (填字母)。
(3)自由基学说认为,自由基是细胞代谢产生的有害物质,会攻击磷脂分子,则自由基可能导致图乙中哪些细胞器受损? (填字母)。
(4)若图甲细胞中具有明显的b结构,则该细胞在一般情况下是否会出现g的现象? ,原因是 。
答案 (1)没有叶绿体 具有核膜包被的细胞核(或具有成形的细胞核) (2)a、e、g e (3)a、b、e、f (4)不会 具有中央液泡的成熟植物细胞已高度分化,一般不会进行细胞分裂
解析 (1) 酵母菌与菠菜叶肉细胞相比,最主要的区别是酵母菌没有叶绿体;酵母菌与蓝藻(蓝细菌)相比,最主要的区别是酵母菌有核膜包被的细胞核。(2)图乙中含有DNA的结构有叶绿体、线粒体和染色体,即a、e、g,其中e线粒体是有氧呼吸的主要场所,不能直接分解葡萄糖但能释放CO2。(3)自由基会攻击磷脂分子,即攻击具膜结构的细胞器,图中符合条件的细胞器有a叶绿体、b液泡、e线粒体和f高尔基体。(4)b是中央液泡,成熟的植物细胞才有中央液泡,这类细胞已高度分化,一般不会再分裂,而g染色体只出现在进行有丝分裂或减数分裂的细胞中。
19.(2018北京石景山期末,31)如图表示线粒体蛋白的定向转运过程。请据图回答问题:(9分)
(1)线粒体外膜的主要成分是 。光学显微镜下观察线粒体可用 染液进行染色。
(2)在连续分裂的细胞中,过程①发生在 期。所需的原料是 ,原料、ATP和 酶等物质从细胞质进入细胞核。过程③的场所是 。
(3)M蛋白经TOM复合体转运,最终结合到 上,据此推断,M蛋白与有氧呼吸第 阶段关系密切。
(4)用某种抑制性药物处理细胞后,发现细胞质基质中的T蛋白明显增多,推测该药物最可能抑制了 (填图中编号)过程。
答案 (1)磷脂和蛋白质 健那绿 (2)间(G1、G2) 核糖核苷酸 RNA聚合 核糖体 (3)线粒体内膜 三 (4)④
解析 (1)生物膜的主要成分都是蛋白质和磷脂,健那绿可将活细胞中的线粒体染色。(2)在连续分裂的细胞中,过程①是转录,发生在间期,因为分裂期染色体高度螺旋化,DNA一般不解旋转录。核DNA转录需要的核糖核苷酸、RNA聚合酶和ATP等物质从细胞质进入细胞核;过程③是翻译,场所是核糖体。(3)仔细观察⑤过程,可知M蛋白经TOM复合体进行转运,最终结合到线粒体内膜上,而有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜,故可推测M蛋白与有氧呼吸第三阶段关系密切。(4)用某种抑制性药物处理细胞后,发现细胞质基质中的T蛋白明显增多,推测该药物最可能抑制了过程④,即抑制T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合。
解题关键 本题以线粒体蛋白的转运与细胞核的关系为载体,考查膜成分、转录和翻译、有氧呼吸过程,意在考查考生识图和理解能力。考生只有按照箭头方向,认真分析每一步所表示的过程,才能顺利答题。题图中①表示核DNA转录形成RNA,②表示RNA从核孔进入细胞质,③表示翻译形成T蛋白,④表示T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合,形成TOM复合体,⑤表示在TOM复合体的协助下,M蛋白进入线粒体内,并嵌合在线粒体内膜上。
20.真核细胞在执行功能时会形成很多“核酸—蛋白质”复合体。回答下列问题:
(1)核糖体和染色体是真核细胞内典型的两种“核酸—蛋白质”复合体,其组成成分中的不同点主要在于 。
(2)清华大学施一公教授研究团队通过冷冻电镜技术得到“剪接体”的三维结构,“剪接体”是由RNA和蛋白质组成的复合物。很多疾病是由“剪接体”工作异常,导致正常基因表达出不正常的蛋白质。进一步研究发现,在异常“剪接体”和正常“剪接体”分别参与的基因表达过程中,初始mRNA相同,但作为翻译的模板mRNA却不同。推测“剪接体”的功能可能是 。
(3)有人认为核糖体是原核细胞执行功能时唯一的“核酸—蛋白质”复合体。你是否赞同这种说法? (填“是”或“否”),理由是
。
答案 (1)核糖体具有RNA,染色体具有DNA (2)对转录的初始产物进行加工处理(使之成为成熟的mRNA) (3)否 原核细胞在DNA复制过程中会形成“DNA-DNA聚合酶”复合体,转录过程中会形成“DNA-RNA聚合酶”复合体(答对一点即可,其他合理答案也给分)
解析 (1)核糖体主要由rRNA和蛋白质组成,染色体主要由DNA和蛋白质组成。(2)基因的表达包括转录和转录后的加工、翻译及翻译后多肽的加工等过程。由“很多疾病是由‘剪接体’工作异常,导致正常基因表达出不正常的蛋白质”“进一步研究发现……但作为翻译的模板mRNA却不同”可推测出“剪接体”的功能可能是对转录的产物进行加工处理,使之成为成熟的mRNA。(3)在原核细胞中“核酸—蛋白质”复合体有多种,如DNA复制过程中出现的“DNA-DNA聚合酶”复合体、转录过程中形成的“DNA-RNA聚合酶”复合体等。
21.(2018北京海淀期中,31)线粒体是细胞中最重要的细胞器之一。线粒体在细胞内是高度动态变化的,在细胞内不断分裂、融合,这一过程是由多种蛋白质精确调控完成的。(15分)
(1)线粒体是 的主要场所,其内膜向内折叠形成嵴,从而可以 ,有利于酶的附着。
(2)真核细胞中线粒体的数目与其代谢强度成正比,一些衰老的线粒体也会被 消化清除,所以线粒体的分裂在真核细胞内经常发生。
(3)研究发现,内质网与线粒体的分裂有关,过程如图所示。
①由图可知,马达蛋白牵引着线粒体沿着 运输到内质网。
②研究发现, 细胞内Ca2+主要储存在内质网中,在细胞质基质中浓度较低,而马达蛋白表面有Ca2+结合位点。据此推测,受到调控信号的刺激后,内质网 ,进而使线粒体在细胞内移动。
③由图可知, 形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时聚集细胞质中游离的 ,在收缩部位形成蛋白复合物,不断收缩使线粒体断开。
答案 (1)有氧呼吸 增大膜面积 (2)溶酶体 (3)①细胞骨架 ②释放Ca2+,使细胞质基质内Ca2+浓度升高,Ca2+与马达蛋白结合 ③内质网(膜) M蛋白与D蛋白
解析 (1)本题主要考查线粒体的结构。线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜向内折叠形成嵴,从而可以增大膜面积,有利于酶的附着。(2)溶酶体内含许多水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。因此,一些衰老的线粒体也会被溶酶体消化清除。(3)①马达蛋白牵引着线粒体沿着细胞骨架运输到内质网。②根据题意可知,细胞内Ca2+主要储存在内质网中,在细胞质基质中浓度较低,而马达蛋白表面有Ca2+结合位点。因此,当受到调控信号的刺激后,首先内质网会释放Ca2+,使细胞质基质内Ca2+浓度升高,然后Ca2+与马达蛋白结合,进而使线粒体在细胞内移动。③由图可知,首先内质网形成细管状结构缠绕线粒体,同时细胞质中游离的M蛋白和D蛋白聚集在其周围,使得线粒体局部收缩。然后在收缩部位形成蛋白复合物,不断收缩,最终使得线粒体断开。
思路梳理 本题以线粒体为素材,综合考查学生对其结构和功能的理解。问题设计的逻辑主线是:线粒体的基本结构→线粒体的功能→代谢强度大时,为了满足细胞的能量需求,线粒体的数目就会有很多→这么多的线粒体是如何而来的→线粒体分裂的过程。
专题检测 B组
一、单项选择题
1.(2017北京丰台期末,1)关于原核细胞的说法不正确的是 ( )
A.一定不具有染色体,遗传物质是DNA或RNA
B.一定不具有线粒体,但可能进行有氧呼吸
C.一定不具有叶绿体,但可能进行光合作用
D.一定不具有核仁,但是含有核糖体
答案 A 原核细胞在结构上最主要的特点是无成形的细胞核,遗传物质储存的场所为拟核,其本质为大型环状的DNA。原核细胞无线粒体和叶绿体,但其细胞中含有与有氧呼吸相关的酶,可进行有氧呼吸;原核细胞无叶绿体,但其细胞中含有与光合作用相关的酶和光合色素,可进行光合作用,如蓝藻;原核细胞有核糖体。
2.引起新型冠状病毒肺炎的是一种新型冠状病毒。下列关于新型冠状病毒的叙述,不正确的是 ( )
A.各种抗生素对它都没有杀伤作用
B.它是一类分子生物,主要由蛋白质和RNA构成
C.它只有侵入活细胞内才能进行生命活动
D.将新型冠状病毒的核酸彻底水解后,可得到5种碱基、1种五碳糖、1种磷酸
答案 D 本题考查了病毒的相关知识。各种抗生素对细菌有杀伤作用,对病毒不起作用,A正确;新型冠状病毒没有细胞结构,主要由蛋白质和RNA组成,是一类分子生物,B正确;新型冠状病毒必须寄生在活细胞中,利用宿主细胞的物质和能量才能进行各项生命活动,C正确;新型冠状病毒为RNA病毒,其核酸只有RNA一种,RNA彻底水解后,可得到4种碱基(A、U、G、C)、一种五碳糖、一种磷酸,D不正确。
3.(2019北京东城一模,1)感冒患者在发热门诊治疗时,医生会根据主要病原体是病毒还是细菌采取不同的治疗措施。引起感冒的病毒和细菌都可以 ( )
A.利用自身核糖体合成蛋白质 B.将有机物分解为CO2和H2O
C.通过细胞分裂进行增殖 D.诱导机体免疫反应产生抗体
答案 D 病毒一般由蛋白质外壳和内部的核酸构成,无细胞器,A错误;病毒无独立的代谢系统,不进行细胞呼吸,B错误;病毒无细胞结构,营寄生生活,不通过细胞分裂进行增殖,C错误;病毒和细菌侵入机体后都可以引起免疫反应诱导机体产生抗体或产生相应的效应细胞,D正确。
4.(2019北京东城期末,4)下列细胞中不可能发生的生命活动是 ( )
A.骨骼肌细胞的细胞质基质中葡萄糖分解为酒精
B.胰岛B细胞的高尔基体参与分泌胰岛素
C.吞噬细胞的溶酶体分解入侵细胞的病毒
D.性腺细胞的内质网中合成性激素
答案 A 骨骼肌细胞的细胞质基质中葡萄糖可以通过无氧呼吸产生乳酸,不能分解为酒精,A选项错误;胰岛B细胞的高尔基体参与分泌胰岛素,B选项正确;吞噬细胞的溶酶体分解入侵细胞的病毒,C选项正确;性激素是脂质,在性腺细胞的内质网中合成,D选项正确。
能力解读 以细胞器的功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
5.(2018北京丰台期末,22)下图是细胞局部结构示意图,下列有关叙述正确的是 ( )
A.细胞中不同的生物膜均由①②③三种成分组成
B.②具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用
C.③与细胞膜的流动性和选择透过性有关
D.④由纤维素组成,能保持细胞内部结构有序性
答案 C 由图可知,①是糖类,②是蛋白质,③是磷脂,④是细胞骨架。①只存在于细胞膜外侧,细胞器膜和核膜不含①,A错误;膜的基本支架是磷脂双分子层,B错误;③磷脂与细胞膜的流动性和选择透过性有关,C正确;④细胞骨架由蛋白质纤维构成,D错误。
6.(2019北京房山一模,1)下列细胞结构与其对应功能表述正确的是 ( )
A.染色质:分裂间期呈细丝状,便于转录
B.线粒体:内膜折叠,增加无氧呼吸速率
C.叶绿体:类囊体膜富含ATP水解酶,利于能量转化
D.内质网:膜面积很大,是细胞代谢的主要场所
答案 A 本题考查考生辨认的理解能力;体现了对生命观念中结构与功能观的考查。
染色质:分裂间期呈细丝状,便于转录,A正确;线粒体:内膜折叠,增加有氧呼吸速率,B错误;类囊体膜富含ATP合成酶,C错误;细胞代谢的主要场所是细胞质基质,D错误。
解题关键 本题考查多种细胞器的功能,识别各细胞器具体功能差异是解答本题的关键。
7.(2019北京海淀期中,21)下列有关细胞结构和功能的叙述,正确的是 ( )
A.DNA和RNA等大分子物质可通过核孔进出细胞核
B.叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用的酶
C.生物的细胞壁都可以被纤维素酶和果胶酶分解
D.构成生物膜的脂质主要包括磷脂、脂肪和胆固醇
答案 B DNA是真核细胞储存遗传信息的物质,主要存在于细胞核中,不进出细胞核,RNA等大分子物质可通过核孔进出细胞核,A选项错误;叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用暗反应的酶,B选项正确;植物的细胞壁由纤维素和果胶构成,可以被纤维素酶和果胶酶分解,细菌的细胞壁是肽聚糖,不可以被纤维素酶和果胶酶分解,C选项错误;构成生物膜的脂质有磷脂和胆固醇,主要是磷脂,D选项错误。
能力解读 以细胞结构和功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
错因分析 容易以偏概全,认为所以生物的细胞壁都是纤维素和果胶构成。
8.下列关于细胞结构和功能的叙述正确的是 ( )
A.叶绿体是细胞进行光合作用的必需结构
B.核仁是细胞合成RNA及核糖体的必需结构
C.液泡是细胞吸水和失水的必需结构
D.突触是反射活动进行必须经过的结构
答案 D 蓝藻等能进行光合作用的原核生物没有叶绿体,有与光合作用有关的酶和色素,可以进行光合作用,A错误;核仁与rRNA的合成有关,mRNA、tRNA的形成不需要核仁参与,且原核细胞没有核仁同样可以合成三种RNA,B错误;动物细胞没有液泡,可以发生细胞吸水和失水,C错误;最简单的反射活动也至少有两个神经元参与,如膝反射,而神经元之间接触的结构为突触,所以反射活动一定经过突触结构,D正确。
9.下列关于细胞结构及其组成物质的叙述,错误的是 ( )
A.细胞核中存在糖类以及核酸与蛋白质相结合形成的结构
B.动物细胞的细胞膜上不存在转运麦芽糖的载体蛋白
C.酵母菌中的内质网是加工、分类、包装和发送蛋白质的细胞器
D.细胞溶胶的pH高于溶酶体内的,但H+进入溶酶体的方式为主动转运
答案 C 细胞核中存在染色质(染色体),染色质是由DNA、RNA和蛋白质结合形成的,并且DNA和RNA的组成单位都含有糖类,分别是脱氧核糖和核糖,A正确;麦芽糖属于二糖,不能被动物细胞直接吸收,所以在动物细胞的细胞膜上不存在转运麦芽糖的载体蛋白,B正确;酵母菌属于真菌,是真核生物,其内加工、分类、包装和发送蛋白质的细胞器是高尔基体,C错误;溶酶体内呈酸性,有许多水解酶,细胞溶胶的pH高于溶酶体内的,溶酶体内H+浓度高,所以H+进入溶酶体的方式为主动转运,D正确。
知能拓展 核酸总结
核酸是遗传信息的携带者,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用。细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的;每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸基团、一分子核糖和一分子含氮碱基组成的。
10.下列关于结构与功能相适应的生命观实例的叙述,错误的是 ( )
A.细胞溶胶中合成多种酶,有利于多种代谢活动在其中进行
B.蓝细菌的质膜上含有光合色素,利于其进行光合作用
C.胰岛β细胞有丰富的内质网和高尔基体,利于其分泌胰岛素
D.溶酶体贮存大量水解酶,利于消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣
答案 A 细胞溶胶中含有多种酶,有利于多种代谢活动在其中进行,但酶是在核糖体或细胞核中合成的,A错误;蓝细菌的质膜上含有光合色素,利于其进行光合作用,B正确;胰岛素属于分泌蛋白,在胰岛β细胞内需经过内质网的加工和高尔基体的加工和分拣后,转运到细胞外,因此,胰岛β细胞有丰富的内质网和高尔基体,利于其分泌胰岛素,C正确;溶酶体内贮存有60种以上的水解酶,利于消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣,D正确。
11.下列关于细胞结构与功能的叙述,正确的是 ( )
A.叶绿体中所有的类囊体并不是连成一体的
B.根尖分生区细胞中有很多分散的小液泡
C.核糖体可以分布在细胞器的表面或内部
D.溶酶体能吞噬细胞外的颗粒和细胞自身的碎渣
答案 C 此题考查了细胞结构中细胞器的结构特点和功能。叶绿体中的类囊体是由膜形成的碟状的口袋,所有的类囊体连成一体,其中又有许多叠在一起形成基粒,A错误;根尖分生区细胞中只有很少几个分散的小液泡,随着细胞的长大,这些小液泡逐渐合并发展成一个大液泡,B错误;核糖体可以分布在内质网表面,也可以分布在线粒体和叶绿体中,即存在于细胞器的内部,C正确;溶酶体的功能是消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣,D错误。
知能拓展 真核生物中核糖体的分类
①线粒体核糖体和质体核糖体:真核生物中,定位于线粒体中的核糖体称为线粒体核糖体,定位于质体的核糖体称为质体核糖体,如定位于叶绿体中的叶绿体核糖体。
②游离核糖体:游离核糖体可在细胞质中的任何位置移动,但被排除在细胞核和其他细胞器之外。
③膜结合核糖体:当核糖体开始合成某些细胞器所需的蛋白质时,核糖体可以与膜结合。在真核细胞中,这种结合发生在粗面内质网上。
12.(2020北京海淀一模,3)破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP),HAP在溶酶体中水解酶的作用下降解释放出Ca2+等离子,从而促进骨组织的发育和重构。下列相关叙述,正确的是 ( )
A.破骨细胞的吞噬过程依赖于细胞膜的流动性
B.吞噬过程消耗的能量全部由线粒体提供
C.溶酶体中降解HAP的酶最适pH>7
D.HAP降解后的产物不能被回收和再利用
答案 A 本题以破骨细胞吞噬并在溶酶体中降解羟基磷灰石(HAP)的实例分析为背景,考查了考生对胞吞、细胞膜结构特性、溶酶体的功能等内容的掌握以及获取信息、分析问题的能力,体现了生命观念素养中结构与功能观、物质与能量观要素和科学思维素养中归纳与概括要素。破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP),属于胞吞,胞吞的过程依赖于细胞膜的流动性,需要消耗能量,消耗的能量主要由线粒体提供(有氧和无氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质,也可产生少量能量),A正确,B错误;溶酶体中为酸性环境,内含大量的酸性水解酶,故溶酶体中降解HAP的酶的最适pH<7,C错误;由题干信息可知,HAP在溶酶体中水解酶的作用下降解释放出Ca2+等离子,从而促进骨组织的发育和重构,D错误。
13.(2018北京朝阳期末,22)心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病。最新研究表明,其致病机制是核孔复合物的运输障碍。据此分析正确的是 ( )
A.核膜由两层磷脂分子组成,房颤与核膜内外的信息交流异常有关
B.核孔复合物的化学本质是蛋白质,其形成过程中不会发生碱基互补配对
C.核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合物的基因发生突变
D.tRNA在细胞核内合成,运出细胞核发挥作用与核孔复合物无关
答案 C 核膜是双层膜,有四层磷脂分子,A选项错误;核孔复合体的化学本质是蛋白质,蛋白质的形成过程包括转录和翻译,故在蛋白质的形成过程中会发生碱基互补配对,B选项错误;结构与功能相适应,核孔复合体的化学本质是蛋白质,当蛋白质的空间结构发生改变时,其功能会发生改变,而核孔复合体的空间结构发生改变的根本原因(从基因角度分析)可能是基因突变,C选项正确;tRNA在细胞核内合成,通过核孔从细胞核进入细胞质,D选项错误。
14.(2020北京密云一模,4)TMCOI是内质网上的跨膜蛋白,当内质网中钙离子浓度过高时,TMCOI形成具有活性的钙离子载体,并将内质网中的钙离子排出。一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平,钙离子载体活性随之消失。下列有关叙述正确的是 ( )
A.高浓度的钙离子会导致钙离子载体失活
B.若敲除TMCOI基因,则内质网中钙离子浓度会下降
C.TMCOI需要经内质网加工后,再由高尔基体分泌出细胞
D.内质网中钙离子浓度失衡可能会导致细胞代谢紊乱
答案 D 根据题意,内质网中钙离子浓度过高时,TMCOI形成具有活性的钙离子载体,将内质网中的钙离子排出,A错误;TMCOI是内质网上的跨膜蛋白,由附着在内质网上的核糖体合成后直接驻留在内质网膜上,不会分泌至细胞外,C错误;若敲除TMCOI基因,则无法合成TMCOI,内质网中的钙离子无法排出,导致钙离子浓度升高,B错误;若内质网中钙离子浓度失衡,则可能会导致细胞代谢紊乱,D正确。
二、不定项选择题
15.(2020山东济南一模改编)将豚鼠胰腺腺泡细胞放入含有3H标记的亮氨酸的完全培养液中,研究分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程,下列叙述中错误的是( )
A.豚鼠胰腺腺泡细胞中最早出现放射性的细胞器是内质网
B.在上述过程中,豚鼠胰腺腺泡细胞内高尔基体的作用是加工、分类、包装和运输蛋白质
C.细胞核控制着豚鼠胰腺腺泡细胞的代谢,但未参与生物膜系统的构成
D.细胞膜分泌蛋白质的过程体现出细胞膜控制物质进出细胞和信息传递的功能
答案 ACD 豚鼠胰腺腺泡细胞中最早出现放射性的细胞器是核糖体,A错误;在题述过程中,豚鼠胰腺腺泡细胞内高尔基体的作用是加工、分类、包装和运输蛋白质,B正确;细胞核控制着豚鼠胰腺腺泡细胞的代谢,核膜参与生物膜系统的构成,C错误;细胞膜分泌蛋白质的过程体现出细胞膜控制物质进出细胞的功能,但没有体现出细胞膜信息传递的功能,D错误。
思维点拨 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→囊泡与细胞膜融合,蛋白质被分泌到细胞外。整个过程还需要细胞质基质和线粒体提供能量。
16.科学家设计了仅1纳米宽的分子转子,该转子由紫外光驱动,能以每秒200万~300万转的转速进行旋转,从而在单个细胞的膜上钻孔。当分子转子与特定的靶细胞结合后,就有望将治疗试剂运送到这些细胞中,或者直接诱导这些细胞死亡。图为分子转子钻孔过程的示意图,有关说法正确的是 ( )
A.将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开两层生物膜
B.钻孔后才可以运送治疗试剂,说明了细胞膜具有选择透过性
C.该过程体现出磷脂分子具有流动性,而蛋白质分子无流动性
D.一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与表面的糖蛋白有关
答案 BD 细胞膜为单层膜结构,A错误;正常情况下,治疗试剂不能进入细胞,而钻孔后治疗试剂才可被运送进入细胞,说明细胞膜具有选择透过性,B正确;该过程体现了磷脂分子和蛋白质分子的流动性,C错误;细胞膜表面的糖蛋白具有识别功能,分子转子与特定靶细胞的识别依靠细胞膜表面的糖蛋白,D正确。
17.内共生起源学说认为,线粒体起源于原始真核细胞内共生的进行有氧呼吸的细菌,起源假说于1918和1922年分别由P.Porteir和I.E.Wallin提出。1970年,Margulis在已有资料基础上进一步完善了该假说。随着人们对线粒体超微结构(如线粒体内含有核糖体)、DNA特征及其编码机制的认识,内共生起源学说的内涵得到了进一步充实。下列说法能支持这一学说的是 ( )
A.线粒体内DNA分子没有结合相应蛋白质形成染色体
B.线粒体外膜蛋白质含量远大于内膜
C.线粒体具备相对独立的蛋白质合成系统
D.线粒体具有独特的半自主性并与细胞核建立了复杂而协调的互作关系
答案 ACD 原核生物细胞中DNA不与蛋白质结合形成染色体,故线粒体内DNA分子不与蛋白质结合形成染色体的事实支持内共生起源学说,A符合题意;由题意知,线粒体起源于原始真核细胞内共生的进行有氧呼吸的细菌且线粒体内膜附有多种与有氧呼吸有关的酶,而外膜平滑,不含与有氧呼吸相关的酶,线粒体外膜蛋白质含量远少于内膜,故B选项不支持该学说,B不符合题意;线粒体具有少量的DNA和RNA以及核糖体,其具备相对独立的蛋白质合成系统,与原核生物类似,支持内共生起源学说,C符合题意;线粒体具有独特的半自主性,与细胞核建立了复杂而协调的互作关系,该事实支持内共生起源学说,D符合题意。
三、非选择题
18.2013年诺贝尔生理学或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,请分析回答问题。
(1)囊泡膜的主要成分是 。
(2)甲图中囊泡X最初是由[ ] 经“出芽”形成的。囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤是与食物泡等相融合的 (一种细胞器)。
(3)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,体现了细胞膜具有 的功能。
(4)囊泡运输与S基因密切相关,科学家筛选了酵母菌S基因突变体,与野生型酵母菌对照,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,S基因编码的蛋白质的功能是 。
答案 (1)脂质和蛋白质(磷脂和蛋白质;多答糖类等正确内容也对) (2)③ 内质网 溶酶体 (3)控制物质进出细胞(或信息传递或信息交流)(“进行细胞间的信息交流”“识别”不对) (4)参与囊泡与高尔基体的融合
解析 (1)囊泡是由内质网或高尔基体等“出芽”形成的,其化学成分与其他生物膜的成分相似,主要由蛋白质和脂质组成。(2)囊泡X最初是由③内质网经“出芽”形成的。囊泡Y包裹着水解酶,由此推测结构⑤是与食物泡等相融合的溶酶体。(3)乙图中囊泡膜上的蛋白质A与细胞膜上的蛋白质B相互识别后,囊泡膜与细胞膜融合,将 “货物”分泌到细胞外,可体现细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。(4)酵母菌S基因突变,导致其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,说明内质网形成的囊泡不能与高尔基体融合。由此可推测,S基因编码的蛋白质参与囊泡与高尔基体的融合。
解题关键 甲图中,①是细胞核,②是细胞质(基质),③是内质网,④是高尔基体,⑤是溶酶体。乙图是甲图的局部放大,表示囊泡精确地将细胞内的物质运送并分泌到细胞外的机制。
19.(2020安徽桐城模拟)如图表示蛋白质合成分泌的基本途径与类型,据图回答下列问题:
(1)图中①和⑦都表示蛋白质合成过程,其合成场所是 。
(2)决定新生蛋白质中氨基酸种类和顺序的根本原因是 ;在同一个体的不同组织细胞中,新生蛋白质的种类不同,其根本原因是 。
(3)结合图示分析,溶酶体中的水解酶合成和运输过程涉及的细胞器有 。
(4)若上述分泌蛋白为胰岛素,则其可随血液到达全身各处,与靶细胞膜表面的 结合, 进而影响细胞的功能和代谢,这体现了细胞膜 的功能。
(5)图中途径②⑧分别表示蛋白质转运的非分泌途径和分泌途径,由图中可看出,决定其不同途径的因素是新生蛋白质是否具有 。
答案 (1)核糖体 (2)基因中碱基对的排列顺序 基因的选择性表达 (3)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 (4)受体 进行细胞间信息交流 (5)内质网定向信号序列
解析 (1)图中①合成的是胞内蛋白,其合成场所是游离的核糖体;⑦合成的蛋白质需要经过内质网的加工,其合成场所是附着在内质网上的核糖体,故①⑦合成场所均为核糖体。(2)蛋白质是由基因控制合成的,因此决定新生蛋白质中氨基酸种类和顺序的根本原因是基因中碱基对的排列顺序;在同一个体的不同组织细胞中,新生蛋白质的种类不同,其根本原因是基因的选择性表达。(3)由题图可知,溶酶体中的水解酶合成和运输过程涉及的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(提供能量)。(4)若题述分泌蛋白为胰岛素,则其可随血液到达全身各处,与靶细胞膜表面的受体结合,进而影响细胞的功能和代谢,这体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。(5)题图中途径②⑧分别表示蛋白质转运的非分泌途径和分泌途径,由题图中可看出,决定其不同途径的因素是新生蛋白质是否具有内质网定向信号序列。
20.(2019北京丰台期末,31)哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影,结果如表(“+”表示有,“-”表示无)。
实验处理
蛋白质种类
处理后红细
胞影的形状
A
B
C
D
E
F
试剂甲处理后
+
+
+
+
-
-
变得不规则
试剂乙处理后
-
-
+
+
+
+
还能保持
(1)构成红细胞膜的基本支架是 。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的 功能有关。A和G蛋白均与跨膜运输有关,G主要功能是利用红细胞 呼吸产生的ATP供能, 通过 方式排出Na+吸收K+,从而维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度。
(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于 中,使细胞膜破裂释放内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是 。
(3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(AS)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的 (填细胞器),其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入红细胞膜上,使细胞膜 性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了AS斑块的生长。
答案 (1)磷脂双分子层 信息交流 无氧 主动运输
(2)蒸馏水(或低渗溶液) E、F (3)内质网 流动
解析 (1)构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。糖蛋白主要参与细胞间的信息交流。据图可知G蛋白通过主动运输的方式排出Na+吸收K+,需要消耗红细胞无氧呼吸产生的能量。(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于蒸馏水(或低渗溶液)中,使细胞膜破裂释放内容物。据表中结果推测对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是E、F。(3)合成脂质的细胞器是内质网。胆固醇可以影响细胞膜的流动性。
能力解读 以红细胞的结构与功能为载体,考查考生比较、辨认的理解能力和推理、归因的应用能力。
21.(2018江苏单科,26,8分)下图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:
(1)甲的名称为 ,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有 (在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与 (填序号)的形成直接有关。
①内质网 ②高尔基体 ③中心体 ④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过 (用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的 提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是 。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是
。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是 (在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
答案 (1)细胞核 乙
(2)④
(3)e、h 酶
(4)①自身不能合成胆碱 ②成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记 ③Ⅲ
解析 (1)图中甲、乙、丙分别为细胞核、线粒体和叶绿体。洋葱根尖细胞没有叶绿体,该细胞处于有丝分裂中期时无细胞核,故有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有线粒体(乙)。(2)蛋白质在核糖体上合成,核糖体的形成与核仁有关,蛋白质合成旺盛的细胞中核仁较大。(3)线粒体和叶绿体扩大生物膜面积的方式不同。线粒体通过“内膜向内折叠形成嵴”扩大膜面积,如图乙中的e;叶绿体通过“类囊体堆叠形成基粒”扩大膜面积,如图丙中的h。生物膜面积的扩大为酶的附着提供更多的场所。(4)为探究细胞分裂间期线粒体的来源,我们最好选择自身不能合成胆碱(磷脂的前体)的链孢霉营养缺陷型突变株。若将磷脂被3H标记的链孢霉营养缺陷型突变株放在没有3H标记的胆碱培养基中培养,观察后代细胞中线粒体的放射性即可推测细胞分裂间期线粒体的来源。由实验结果可知,子代细胞线粒体相对放射性数值均为42n(n为细胞增殖代数),则可说明新形成的线粒体由原来的线粒体分裂形成。
知识拓展 细胞分裂时线粒体、叶绿体的随机分配
细胞分裂时,线粒体、叶绿体等半自主性细胞器也会进行增殖加倍,在分裂末期细胞质分裂时随机分配到两个子细胞中去,并非均等分配。
22.(2017北京西城一模,31)核孔复合体主要由核被膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成,如图1所示。(11分)
图1
(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核,这三种方式中属于被动运输的是 。
(2)下列物质中,大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是 (选填选项前的符号),理由是 。
a.DNA聚合酶 b.RNA聚合酶
c.ATP合成酶 d.组蛋白(染色体成分)
(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前,亲核蛋白首先需要与 结合,然后在 的参与下完成运输。
(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部,某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2),得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。
图2
①请评价该同学的实验结论并写出评价的依据。
②请完善实验设计 。若实验结果为 ,则上述结论成立。
答案 (1)甲、乙 (2)b(多答a、d也正确) 这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要 (3)受体 中央栓蛋白 (4)①结论不可靠。没有放射性物质标记亲核蛋白头部的实验,不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白头部的可能性 ②用放射性物质标记亲核蛋白的头部,显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质 细胞核内无放射性
解析 (1)被动运输包括自由扩散和协助扩散,二者都不耗能,因此由题图1可知,甲、乙属于被动运输。(2)选b的理由:这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要。选a、b、d理由是:这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要;有染色体和DNA的修复(合成)。(3)由图1可知,物质进入细胞核之前,亲核蛋白首先需要与受体结合,然后在中央栓蛋白的参与下完成运输。(4)本题是实验评价和修订类题目。本题实验的目的是探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部,那就有两种假设:NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部或NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的尾部。也就是要设计两个实验来验证最终的结论,所以①结论不可靠。理由是:没有放射性物质标记亲核蛋白头部的实验,不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白头部的可能性。②应该补充一个实验,即用放射性物质标记亲核蛋白的头部,显微注射进非洲爪蟾卵母细胞的细胞质,实验结论为细胞核内无放射性,则题中结论成立。
解后反思 核孔复合体可以看成是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体,是双向性的亲水性核质交换通道,并且具有双重功能。双重功能表现在它有两种运输方式:被动运输和主动运输。双向性:既可把DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白等运进核内,又可把mRNA、装配好的核糖体亚单位等从核内运到细胞质。
专题2 细胞的结构与功能
专题检测 A组
一、单项选择题
1.(2018北京朝阳期末,3)有关真核细胞和原核细胞的比较,下列叙述正确的是 ( )
A.都具有生物膜系统
B.核糖体的形成都与核仁有关
C.DNA的复制都在有丝分裂间期
D.遗传信息都贮存在DNA上
答案 D 原核细胞有细胞膜,但无核膜和细胞器膜,故原核细胞没有生物膜系统,A选项错误;原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,有拟核,原核细胞内的核糖体形成与核仁无关,B选项错误;有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式,细菌主要以二分裂的方式增殖,C选项错误;原核细胞和真核细胞的遗传信息都贮存在DNA上,D选项正确。
2.(2020北京三月适应性考试,2)下列对醋酸杆菌与动物肝脏细胞的结构与代谢过程的比较,不正确的是 ( )
A.两者的细胞膜结构均符合流动镶嵌模型
B.两者的遗传物质均储存在细胞核中
C.均可以进行有氧呼吸,但进行场所不完全相同
D.均依赖氧化有机物合成ATP,为代谢过程供能
答案 B 醋酸杆菌属于原核细胞,动物肝脏细胞属于真核细胞,无论真核细胞还是原核细胞,两者的细胞膜结构均符合流动镶嵌模型,A正确;具有细胞结构的生物体的遗传物质均为DNA,醋酸杆菌没有成形的细胞核,但有拟核,故其遗传物质主要存在于拟核区,动物肝脏细胞的遗传物质主要存在于细胞核,在线粒体中也有少量存在,B错误;两者都可进行有氧呼吸,但醋酸杆菌没有线粒体,有氧呼吸场所在细胞质基质和细胞膜,动物肝脏细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质,第二阶段在线粒体基质,第三阶段在线粒体内膜,故两者有氧呼吸场所不完全相同,C正确;两者的代谢类型均为异养需氧型,所以两者均依赖氧化分解有机物并释放能量合成ATP,为代谢过程提供能量,D正确。
解题关键 正确区分真、原核细胞结构的相同点和不同点是解答该题关键,真、原核细胞都有细胞膜、细胞质,遗传物质都是DNA;原核细胞无成形的细胞核,无复杂细胞器(仅含有核糖体),不进行有丝分裂、无丝分裂、减数分裂,只进行二分裂增殖,在细胞质基质进行有氧呼吸的第一、二阶段或无氧呼吸的第一、二阶段,在细胞膜上进行有氧呼吸的第三阶段。
3.(2020北京房山一模,1)新型冠状病毒是RNA病毒,与肺炎双球菌比较 ( )
A.遗传物质均为RNA
B.都有细胞膜等生物膜系统
C.均可以通过光学显微镜观察到
D.均遵循中心法则
答案 D 本题以新型冠状病毒和肺炎双球菌为载体,考查了中心法则、生物膜系统、生物的遗传物质等内容,体现了生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括要素。新型冠状病毒遗传物质为RNA,无细胞结构,无细胞膜等生物膜系统,体积微小,在光学显微镜下观察不到,需要借助电子显微镜进行观察;肺炎双球菌是细菌,属于原核生物,具有细胞结构,其遗传物质为DNA,可通过光学显微镜进行观察,有细胞膜,但无核膜以及其他细胞器膜,无生物膜系统;两者均是生物,而自然界中的生物都遵循中心法则,故A、B、C错误,D正确。
4.(2019北京西城期末,2)关于细胞的功能特点与其结构基础,以下对应关系有误的是 ( )
功能特点
结构基础
A.
性腺细胞合成性激素
具有发达的内质网
B.
甲状腺细胞富集I-
细胞膜上具有协助扩散I-的载体
C.
根毛细胞渗透吸水
具有大液泡
D.
浆细胞分泌抗体
富含内质网和高尔基体
答案 B 甲状腺细胞富集I-,说明I-是逆浓度梯度运输,推理细胞膜上具有主动运输I-的载体,B选项错误。
能力解读 以细胞的结构与功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
素养解读 考查细胞的结构与功能的统一观。
5.如图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是 ( )
A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同
B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
答案 C 卵细胞是通过减数分裂形成的,核DNA含量减半,神经细胞、白细胞、小肠上皮细胞是受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成的,核DNA含量不变,四种细胞的质DNA含量不一定相同,A错误;由于基因的选择性表达,各细胞的形态、功能不同,B错误;虽然各细胞的大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同,都是水,C正确;葡萄糖进入不同细胞的方式可能不同,可能为易化扩散也可能为主动转运,D错误。
6.如图是某细菌的模式图,序号①~⑤代表相应的结构或物质,已知序号④为细胞膜。下列相关叙述错误的是 ( )
A.该细胞中除④外,无其他任何生物膜结构
B.结构③的成分、功能与植物细胞的细胞壁不同
C.S型肺炎双球菌具有类似于图中②的结构
D.⑤处的DNA也存在与组蛋白、非组蛋白结合的现象
答案 D 生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构,而原核细胞中除④细胞膜外,无其他任何生物膜结构,A正确;结构③表示细菌的细胞壁,主要成分是肽聚糖,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,结构③的成分、功能与植物细胞的细胞壁不同,B正确;S型肺炎双球菌具有类似于图中②的结构,即多糖类荚膜,C正确;真核细胞中,细胞核中的DNA与组蛋白、非组蛋白等结合形成染色体,而原核细胞中⑤拟核中的DNA是裸露的,不存在与组蛋白、非组蛋白结合的现象,D错误。
7.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中有着非常重要的应用,包括三个步骤:将绿色荧光蛋白共价结合在膜蛋白上,细胞膜呈现一定强度的绿色;激光照射漂白膜上部分区域绿色荧光,被照射部分荧光蛋白将不会再发出荧光;检测漂白部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙。下列说法错误的是 ( )
A.图乙结果说明细胞膜具有一定的流动性
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长
D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1
答案 B 图乙中,激光照射部位荧光强度先降后升,说明细胞膜具有一定的流动性,A正确;应用该技术可以测定膜蛋白整体的流动速率,不能测定膜上单个蛋白质的流动速率,B错误;降低实验温度,细胞膜的流动速率会减慢,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长,C正确;由于激光照射使一部分荧光蛋白不会再发出荧光,故理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1,D正确。
8.(2019届北京海淀期中,1)下列细胞结构与其包含的主要化学成分,对应不正确的是 ( )
A.核糖体——蛋白质和RNA B.溶酶体——蛋白质和磷脂
C.染色体——蛋白质和DNA D.中心体——蛋白质和固醇
答案 D 核糖体主要由rRNA和蛋白质组成,A正确;溶酶体具有膜结构,膜结构的基本支架是磷脂双分子层,B正确;染色体的主要成分是蛋白质和DNA,C正确;中心体的主要成分是蛋白质,D错误。
9.(2019北京海淀期末,2)下列关于细胞结构与其功能相适应特征的叙述中,不正确的是 ( )
A.蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体较多
B.代谢强度不同的细胞中线粒体数目有差异
C.合成胰蛋白酶的胰岛细胞中内质网发达
D.携带氧气的哺乳动物成熟红细胞没有细胞核
答案 C 蛋白质在核糖体上合成,所以蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体较多,A选项正确;线粒体是细胞生命活动的“动力车间”,代谢强度不同的细胞中线粒体数目有差异,B选项正确;合成胰蛋白酶的胰腺细胞中内质网发达,胰腺细胞分泌胰液,胰液中含消化酶,胰岛细胞分泌胰岛素和胰高血糖素,C选项错误;携带氧气的哺乳动物成熟红细胞没有细胞核,为血红蛋白提供更多的空间,D选项正确。
能力解读 以细胞的结构和功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
素养解读 考查细胞的结构与功能的统一观。
10.(2019北京朝阳期末,1)下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是 ( )
A.全部游离在细胞质基质中 B.遗传信息翻译的场所
C.组成成分中含mRNA D.能识别基因的启动子
答案 B 真核生物核糖体是遗传信息翻译的场所,能识别mRNA的起始密码子,由核糖体RNA和蛋白质组成,可以游离在细胞质基质中,也可以附着在内质网上,故A、C、D选项错误,B选项正确。
能力解读 以核糖体为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
易错警示 启动子是基因上游转录时RNA聚合酶结合的位点,起始密码子在mRNA上,是翻译的起点。
11.(2018北京朝阳期末,21)如图所示,内共生起源学说认为:线粒体、叶绿体分别起源于一种原始的好氧细菌和蓝藻类原核细胞,它们最早被先祖厌氧真核细胞吞噬后未被消化,而是与宿主进行长期共生而逐渐演化为重要的细胞器。下列表述正确的是 ( )
A.线粒体和叶绿体分裂繁殖的事实不支持内共生假说
B.根据此假说,线粒体的外膜是从原始的真核细胞的细胞膜衍生而来的
C.线粒体和叶绿体的膜结构不同于细胞膜和其他细胞器膜,不支持此假说
D.先祖厌氧真核生物吞噬需氧菌后使其解体,解体后的物质组装成线粒体
答案 B 需氧菌进行有氧呼吸,而线粒体是有氧呼吸的主要场所;蓝藻类细胞含有光合色素,能进行光合作用,而叶绿体是光合作用的场所。需氧细菌和蓝藻作为生命,通过分裂繁殖,而线粒体和叶绿体也具有这个特点。线粒体和叶绿体分裂繁殖的事实支持内共生假说,A选项错误。需氧菌以胞吞方式进入先祖厌氧真核细胞,内吞时需氧菌被先祖细胞的细胞膜包被,所以线粒体的外膜是从原始的真核细胞的细胞膜衍生而来的,B选项正确。线粒体和叶绿体的外膜成分与细胞的其他内膜系统相似,内膜与细菌细胞膜相似,支持此假说,C选项错误。先祖厌氧真核生物吞噬需氧细菌后不使其解体,而是和细菌共生,后者逐渐形成线粒体,D选项错误。
解题关键 本题以内共生起源学说为背景材料,结合题干和图示中的信息准确答题是解题关键。
12.(2020北京海淀一模,1)核小体是染色质的结构单位,由一段长度为180~200bp的DNA缠绕在组蛋白上构成。下列有关核小体的叙述,正确的是 ( )
A.组蛋白的基本单位是核苷酸
B.酵母菌细胞核中存在核小体
C.普通光学显微镜下可观察到核小体
D.核小体DNA不含P元素
答案 B 本题以染色质的结构单位核小体为载体,考查了考生对蛋白质的基本单位、DNA的元素组成、遗传物质的存在形式等知识点的掌握能力和推理、归因的应用能力,体现了生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括要素。核小体由一段长度为180~200bp的DNA缠绕在组蛋白上构成,DNA的组成元素为C、H、O、N、P,组蛋白的基本单位是氨基酸,A、D错误;核小体是染色质的结构单位,染色质作为遗传物质的载体,存在于真核细胞的细胞核中,酵母菌属于真核生物,因此酵母菌细胞核中存在核小体,B正确;染色质与染色体是同一种物质在不同时期的存在形态,普通光学显微镜下可看到用碱性染料染色后的染色体/染色质,但看不到染色质的结构单位核小体,C错误。
13.膜蛋白是细胞内各类单位膜的基本成分,是各类膜结构执行功能的物质基础。如图表示脂双层上分布有三种膜蛋白。下列有关叙述错误的是 ( )
A.若蛋白A是转运蛋白,则该蛋白参与物质转运过程中必然发生形变
B.若蛋白B与细胞通讯有关,则该蛋白的合成一定经过内质网的加工
C.若蛋白C是主要组织相容性复合体,则同种生物质膜上蛋白C一定相同
D.若蛋白B是ATP合成酶,则上述膜可能是类囊体膜
答案 C 若蛋白A是转运蛋白,则该蛋白参与物质转运过程中必然发生形变,转运蛋白会与被转运物质发生特异性结合而改变形状,A正确。若蛋白B与细胞通讯有关,则该蛋白的合成需经过内质网的加工及高尔基体的加工与分拣,B正确。若蛋白C是主要组织相容性复合体,除同卵双胞胎外,任意两个个体生物质膜上蛋白C不同,C错误。若蛋白B是ATP合成酶,则题述膜可能是类囊体膜,D正确。
14.(2019北京平谷一模,1)下列关于生物膜结构与功能的叙述,正确的是 ( )
A.细胞膜的磷脂分子尾尾相对排成两层,与细胞内外都是液体环境相适应
B.内质网和高尔基体都是蛋白质加工场所,两种膜上的蛋白质功能相同
C.线粒体有两层生物膜,内膜和外膜的蛋白质种类和数量无差异
D.突触可以单向传递兴奋或抑制,原因是突触后膜有Na+通道蛋白
答案 A 本题考查考生辨认的理解能力,体现了对生命观念中结构与功能观的考查。
磷脂分子具有亲水头部和疏水尾部,因为细胞内外成分最多的是水,所以细胞膜的磷脂分子尾尾相对排成两层,A正确;内质网对蛋白质进行加工,高尔基体对蛋白质进行加工、分类、包装,二者功能不同,所以两种膜上的蛋白质功能不相同,B错误;线粒体有两层生物膜,内膜是有氧呼吸的场所,外膜是物质进出的通道,维持线粒体形状,所以内膜和外膜的蛋白质种类和数量不同,C错误;突触可以单向传递兴奋或抑制,是因为突触后膜有离子通道蛋白,Na+通道蛋白导致后膜兴奋,D错误。
15.(2020北京门头沟一模,1)在胰岛B细胞内,胰岛素基因首先指导表达出前胰岛素原肽链,然后切掉该肽链前端的肽段形成胰岛素原,胰岛素原被进一步加工切去中间的片段C,最终形成由A、B两条肽链构成的胰岛素。以下细胞结构中没有参与胰岛素合成加工过程的是 ( )
A.内质网 B.核糖体
C.溶酶体 D.高尔基体
答案 C 本题以胰岛素的合成与加工为载体,考查了考生对胰岛素的合成、加工场所等相关知识点的掌握,体现了生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括、模型与建模要素。胰岛素是蛋白质类激素,属于分泌蛋白,分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。分泌蛋白的合成、加工和运输过程:在粗面内质网的核糖体上氨基酸经脱水缩合形成肽链→肽链进入内质网进行初步加工→肽链由囊泡包裹着运至高尔基体→经高尔基体进一步加工、修饰形成具有生物活性的蛋白质→由囊泡运至细胞膜,以胞吐的形式分泌到细胞外,该过程需要消耗能量,消耗的能量主要由线粒体提供,故A、B、D正确;溶酶体并没有参与分泌蛋白的合成和加工,C错误。
二、不定项选择题
16.(2020山东二模)(不定项选择)葡萄糖载体蛋白(GLUT1)存在于哺乳动物所有组织的细胞膜上,负责基础的葡萄糖吸收,满足细胞对葡萄糖和合成含糖大分子的需要。关于人体细胞GLUT1叙述错误的是( )
A.GLUT1组成氨基酸的R基有21种
B.其空间结构的形成与内质网和高尔基体有关
C.成熟红细胞中会合成新的GLUT1
D.GLUT1结构出现异常可能会导致糖尿病
答案 AC GLUT1是蛋白质,不一定由21种氨基酸构成,A错误;葡萄糖转运蛋白(GLUT1)是细胞膜上的载体蛋白,其空间结构的形成与内质网和高尔基体有关,B正确;人体成熟红细胞中没有细胞核和细胞器,不发生转录和翻译过程,不能合成新的GLUT1,C错误;GLUT1结构出现异常,不能满足细胞对葡萄糖和合成含糖大分子的需要,可能会导致糖尿病,D正确。
三、非选择题
17.(2020福建福州协作体)每年的冬季,流感疫情都会进入一个流行期。但由于人们接种了甲流疫苗后,甲型H7N9病毒不再是最占上风的毒株了。请分析回答问题:
(1)病毒是非细胞形态的生命体,但它的主要生命活动必须在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系是人们很感兴趣的话题,目前主要存在两种观点:
①生物大分子→病毒→细胞;②生物大分子→细胞→病毒。
根据上述资料并结合所学的相关知识分析,你支持第 种观点,其依据是: 。
(2)细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,青霉素抑制肽聚糖的合成,从而起到抑制细菌生长的作用。艾滋病病人能否通过注射青霉素抑制病毒的增殖? ,为什么? 。
(3)如图表示在低倍显微镜视野中观察到的细胞,请据图回答:
①图中表示的细胞是 (填“动物”或“植物”)细胞,将装片向 方移动可将如图所示视野中细胞移到视野正中央。
②大部分动植物体是不透明的,不能直接在显微镜下观察,一般要经过特殊处理,如将标本做成很薄的切片。但酵母菌、水绵、洋葱表皮等材料却可以直接做成装片在显微镜下观察,这主要是因为它们 。
A.是单个或单层细胞
B.都带有特殊的颜色
C.是无色透明的
D.是活的细胞
答案 (1)② 病毒营寄生生活,必须依靠活细胞才能进行增殖 (2)不能 病毒的主要成分是核酸和蛋白质,不含肽聚糖,故青霉素对病毒的增殖不能起抑制作用 (3)①植物 右上 ②A
解析 (1)病毒没有细胞结构,必须寄生在活细胞内进行代谢和增殖,因此病毒与细胞在起源上的顺序应该是先有细胞,后有病毒,即②生物大分子→细胞→病毒观点合理。(2)青霉素抑制肽聚糖的合成,细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,因此青霉素能够抑制细菌生长;而病毒的主要成分是核酸和蛋白质,不含肽聚糖,故青霉素对病毒的增殖不能起抑制作用。(3)①图示细胞呈正方形,表示细胞膜外有一层细胞壁,因此确定该细胞为植物细胞。显微镜下观察到的物像是倒立的像,图中细胞在右上方,所以装片往右上方移动才能将物像移至视野正中央。②酵母菌、水绵、洋葱表皮等材料由于是单个细胞或单层细胞,因此可以直接做成装片在显微镜下观察。
18.(2020山东烟台期中)图甲为某细胞模式图的一部分;图乙中a~h为细胞器或细胞的某一结构,各结构放大比例不同。据图回答下列问题:
(1)若图甲为酵母细胞的结构,该酵母细胞与菠菜叶肉细胞相比,最主要的区别是 ;与蓝藻(蓝细菌)细胞相比,最主要的区别是 。
(2)图乙中含有DNA的结构有 ( 填字母)。不能直接分解葡萄糖但能释放CO2的结构是 (填字母)。
(3)自由基学说认为,自由基是细胞代谢产生的有害物质,会攻击磷脂分子,则自由基可能导致图乙中哪些细胞器受损? (填字母)。
(4)若图甲细胞中具有明显的b结构,则该细胞在一般情况下是否会出现g的现象? ,原因是 。
答案 (1)没有叶绿体 具有核膜包被的细胞核(或具有成形的细胞核) (2)a、e、g e (3)a、b、e、f (4)不会 具有中央液泡的成熟植物细胞已高度分化,一般不会进行细胞分裂
解析 (1) 酵母菌与菠菜叶肉细胞相比,最主要的区别是酵母菌没有叶绿体;酵母菌与蓝藻(蓝细菌)相比,最主要的区别是酵母菌有核膜包被的细胞核。(2)图乙中含有DNA的结构有叶绿体、线粒体和染色体,即a、e、g,其中e线粒体是有氧呼吸的主要场所,不能直接分解葡萄糖但能释放CO2。(3)自由基会攻击磷脂分子,即攻击具膜结构的细胞器,图中符合条件的细胞器有a叶绿体、b液泡、e线粒体和f高尔基体。(4)b是中央液泡,成熟的植物细胞才有中央液泡,这类细胞已高度分化,一般不会再分裂,而g染色体只出现在进行有丝分裂或减数分裂的细胞中。
19.(2018北京石景山期末,31)如图表示线粒体蛋白的定向转运过程。请据图回答问题:(9分)
(1)线粒体外膜的主要成分是 。光学显微镜下观察线粒体可用 染液进行染色。
(2)在连续分裂的细胞中,过程①发生在 期。所需的原料是 ,原料、ATP和 酶等物质从细胞质进入细胞核。过程③的场所是 。
(3)M蛋白经TOM复合体转运,最终结合到 上,据此推断,M蛋白与有氧呼吸第 阶段关系密切。
(4)用某种抑制性药物处理细胞后,发现细胞质基质中的T蛋白明显增多,推测该药物最可能抑制了 (填图中编号)过程。
答案 (1)磷脂和蛋白质 健那绿 (2)间(G1、G2) 核糖核苷酸 RNA聚合 核糖体 (3)线粒体内膜 三 (4)④
解析 (1)生物膜的主要成分都是蛋白质和磷脂,健那绿可将活细胞中的线粒体染色。(2)在连续分裂的细胞中,过程①是转录,发生在间期,因为分裂期染色体高度螺旋化,DNA一般不解旋转录。核DNA转录需要的核糖核苷酸、RNA聚合酶和ATP等物质从细胞质进入细胞核;过程③是翻译,场所是核糖体。(3)仔细观察⑤过程,可知M蛋白经TOM复合体进行转运,最终结合到线粒体内膜上,而有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜,故可推测M蛋白与有氧呼吸第三阶段关系密切。(4)用某种抑制性药物处理细胞后,发现细胞质基质中的T蛋白明显增多,推测该药物最可能抑制了过程④,即抑制T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合。
解题关键 本题以线粒体蛋白的转运与细胞核的关系为载体,考查膜成分、转录和翻译、有氧呼吸过程,意在考查考生识图和理解能力。考生只有按照箭头方向,认真分析每一步所表示的过程,才能顺利答题。题图中①表示核DNA转录形成RNA,②表示RNA从核孔进入细胞质,③表示翻译形成T蛋白,④表示T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合,形成TOM复合体,⑤表示在TOM复合体的协助下,M蛋白进入线粒体内,并嵌合在线粒体内膜上。
20.真核细胞在执行功能时会形成很多“核酸—蛋白质”复合体。回答下列问题:
(1)核糖体和染色体是真核细胞内典型的两种“核酸—蛋白质”复合体,其组成成分中的不同点主要在于 。
(2)清华大学施一公教授研究团队通过冷冻电镜技术得到“剪接体”的三维结构,“剪接体”是由RNA和蛋白质组成的复合物。很多疾病是由“剪接体”工作异常,导致正常基因表达出不正常的蛋白质。进一步研究发现,在异常“剪接体”和正常“剪接体”分别参与的基因表达过程中,初始mRNA相同,但作为翻译的模板mRNA却不同。推测“剪接体”的功能可能是 。
(3)有人认为核糖体是原核细胞执行功能时唯一的“核酸—蛋白质”复合体。你是否赞同这种说法? (填“是”或“否”),理由是
。
答案 (1)核糖体具有RNA,染色体具有DNA (2)对转录的初始产物进行加工处理(使之成为成熟的mRNA) (3)否 原核细胞在DNA复制过程中会形成“DNA-DNA聚合酶”复合体,转录过程中会形成“DNA-RNA聚合酶”复合体(答对一点即可,其他合理答案也给分)
解析 (1)核糖体主要由rRNA和蛋白质组成,染色体主要由DNA和蛋白质组成。(2)基因的表达包括转录和转录后的加工、翻译及翻译后多肽的加工等过程。由“很多疾病是由‘剪接体’工作异常,导致正常基因表达出不正常的蛋白质”“进一步研究发现……但作为翻译的模板mRNA却不同”可推测出“剪接体”的功能可能是对转录的产物进行加工处理,使之成为成熟的mRNA。(3)在原核细胞中“核酸—蛋白质”复合体有多种,如DNA复制过程中出现的“DNA-DNA聚合酶”复合体、转录过程中形成的“DNA-RNA聚合酶”复合体等。
21.(2018北京海淀期中,31)线粒体是细胞中最重要的细胞器之一。线粒体在细胞内是高度动态变化的,在细胞内不断分裂、融合,这一过程是由多种蛋白质精确调控完成的。(15分)
(1)线粒体是 的主要场所,其内膜向内折叠形成嵴,从而可以 ,有利于酶的附着。
(2)真核细胞中线粒体的数目与其代谢强度成正比,一些衰老的线粒体也会被 消化清除,所以线粒体的分裂在真核细胞内经常发生。
(3)研究发现,内质网与线粒体的分裂有关,过程如图所示。
①由图可知,马达蛋白牵引着线粒体沿着 运输到内质网。
②研究发现, 细胞内Ca2+主要储存在内质网中,在细胞质基质中浓度较低,而马达蛋白表面有Ca2+结合位点。据此推测,受到调控信号的刺激后,内质网 ,进而使线粒体在细胞内移动。
③由图可知, 形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时聚集细胞质中游离的 ,在收缩部位形成蛋白复合物,不断收缩使线粒体断开。
答案 (1)有氧呼吸 增大膜面积 (2)溶酶体 (3)①细胞骨架 ②释放Ca2+,使细胞质基质内Ca2+浓度升高,Ca2+与马达蛋白结合 ③内质网(膜) M蛋白与D蛋白
解析 (1)本题主要考查线粒体的结构。线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜向内折叠形成嵴,从而可以增大膜面积,有利于酶的附着。(2)溶酶体内含许多水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。因此,一些衰老的线粒体也会被溶酶体消化清除。(3)①马达蛋白牵引着线粒体沿着细胞骨架运输到内质网。②根据题意可知,细胞内Ca2+主要储存在内质网中,在细胞质基质中浓度较低,而马达蛋白表面有Ca2+结合位点。因此,当受到调控信号的刺激后,首先内质网会释放Ca2+,使细胞质基质内Ca2+浓度升高,然后Ca2+与马达蛋白结合,进而使线粒体在细胞内移动。③由图可知,首先内质网形成细管状结构缠绕线粒体,同时细胞质中游离的M蛋白和D蛋白聚集在其周围,使得线粒体局部收缩。然后在收缩部位形成蛋白复合物,不断收缩,最终使得线粒体断开。
思路梳理 本题以线粒体为素材,综合考查学生对其结构和功能的理解。问题设计的逻辑主线是:线粒体的基本结构→线粒体的功能→代谢强度大时,为了满足细胞的能量需求,线粒体的数目就会有很多→这么多的线粒体是如何而来的→线粒体分裂的过程。
专题检测 B组
一、单项选择题
1.(2017北京丰台期末,1)关于原核细胞的说法不正确的是 ( )
A.一定不具有染色体,遗传物质是DNA或RNA
B.一定不具有线粒体,但可能进行有氧呼吸
C.一定不具有叶绿体,但可能进行光合作用
D.一定不具有核仁,但是含有核糖体
答案 A 原核细胞在结构上最主要的特点是无成形的细胞核,遗传物质储存的场所为拟核,其本质为大型环状的DNA。原核细胞无线粒体和叶绿体,但其细胞中含有与有氧呼吸相关的酶,可进行有氧呼吸;原核细胞无叶绿体,但其细胞中含有与光合作用相关的酶和光合色素,可进行光合作用,如蓝藻;原核细胞有核糖体。
2.引起新型冠状病毒肺炎的是一种新型冠状病毒。下列关于新型冠状病毒的叙述,不正确的是 ( )
A.各种抗生素对它都没有杀伤作用
B.它是一类分子生物,主要由蛋白质和RNA构成
C.它只有侵入活细胞内才能进行生命活动
D.将新型冠状病毒的核酸彻底水解后,可得到5种碱基、1种五碳糖、1种磷酸
答案 D 本题考查了病毒的相关知识。各种抗生素对细菌有杀伤作用,对病毒不起作用,A正确;新型冠状病毒没有细胞结构,主要由蛋白质和RNA组成,是一类分子生物,B正确;新型冠状病毒必须寄生在活细胞中,利用宿主细胞的物质和能量才能进行各项生命活动,C正确;新型冠状病毒为RNA病毒,其核酸只有RNA一种,RNA彻底水解后,可得到4种碱基(A、U、G、C)、一种五碳糖、一种磷酸,D不正确。
3.(2019北京东城一模,1)感冒患者在发热门诊治疗时,医生会根据主要病原体是病毒还是细菌采取不同的治疗措施。引起感冒的病毒和细菌都可以 ( )
A.利用自身核糖体合成蛋白质 B.将有机物分解为CO2和H2O
C.通过细胞分裂进行增殖 D.诱导机体免疫反应产生抗体
答案 D 病毒一般由蛋白质外壳和内部的核酸构成,无细胞器,A错误;病毒无独立的代谢系统,不进行细胞呼吸,B错误;病毒无细胞结构,营寄生生活,不通过细胞分裂进行增殖,C错误;病毒和细菌侵入机体后都可以引起免疫反应诱导机体产生抗体或产生相应的效应细胞,D正确。
4.(2019北京东城期末,4)下列细胞中不可能发生的生命活动是 ( )
A.骨骼肌细胞的细胞质基质中葡萄糖分解为酒精
B.胰岛B细胞的高尔基体参与分泌胰岛素
C.吞噬细胞的溶酶体分解入侵细胞的病毒
D.性腺细胞的内质网中合成性激素
答案 A 骨骼肌细胞的细胞质基质中葡萄糖可以通过无氧呼吸产生乳酸,不能分解为酒精,A选项错误;胰岛B细胞的高尔基体参与分泌胰岛素,B选项正确;吞噬细胞的溶酶体分解入侵细胞的病毒,C选项正确;性激素是脂质,在性腺细胞的内质网中合成,D选项正确。
能力解读 以细胞器的功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
5.(2018北京丰台期末,22)下图是细胞局部结构示意图,下列有关叙述正确的是 ( )
A.细胞中不同的生物膜均由①②③三种成分组成
B.②具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用
C.③与细胞膜的流动性和选择透过性有关
D.④由纤维素组成,能保持细胞内部结构有序性
答案 C 由图可知,①是糖类,②是蛋白质,③是磷脂,④是细胞骨架。①只存在于细胞膜外侧,细胞器膜和核膜不含①,A错误;膜的基本支架是磷脂双分子层,B错误;③磷脂与细胞膜的流动性和选择透过性有关,C正确;④细胞骨架由蛋白质纤维构成,D错误。
6.(2019北京房山一模,1)下列细胞结构与其对应功能表述正确的是 ( )
A.染色质:分裂间期呈细丝状,便于转录
B.线粒体:内膜折叠,增加无氧呼吸速率
C.叶绿体:类囊体膜富含ATP水解酶,利于能量转化
D.内质网:膜面积很大,是细胞代谢的主要场所
答案 A 本题考查考生辨认的理解能力;体现了对生命观念中结构与功能观的考查。
染色质:分裂间期呈细丝状,便于转录,A正确;线粒体:内膜折叠,增加有氧呼吸速率,B错误;类囊体膜富含ATP合成酶,C错误;细胞代谢的主要场所是细胞质基质,D错误。
解题关键 本题考查多种细胞器的功能,识别各细胞器具体功能差异是解答本题的关键。
7.(2019北京海淀期中,21)下列有关细胞结构和功能的叙述,正确的是 ( )
A.DNA和RNA等大分子物质可通过核孔进出细胞核
B.叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用的酶
C.生物的细胞壁都可以被纤维素酶和果胶酶分解
D.构成生物膜的脂质主要包括磷脂、脂肪和胆固醇
答案 B DNA是真核细胞储存遗传信息的物质,主要存在于细胞核中,不进出细胞核,RNA等大分子物质可通过核孔进出细胞核,A选项错误;叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用暗反应的酶,B选项正确;植物的细胞壁由纤维素和果胶构成,可以被纤维素酶和果胶酶分解,细菌的细胞壁是肽聚糖,不可以被纤维素酶和果胶酶分解,C选项错误;构成生物膜的脂质有磷脂和胆固醇,主要是磷脂,D选项错误。
能力解读 以细胞结构和功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
错因分析 容易以偏概全,认为所以生物的细胞壁都是纤维素和果胶构成。
8.下列关于细胞结构和功能的叙述正确的是 ( )
A.叶绿体是细胞进行光合作用的必需结构
B.核仁是细胞合成RNA及核糖体的必需结构
C.液泡是细胞吸水和失水的必需结构
D.突触是反射活动进行必须经过的结构
答案 D 蓝藻等能进行光合作用的原核生物没有叶绿体,有与光合作用有关的酶和色素,可以进行光合作用,A错误;核仁与rRNA的合成有关,mRNA、tRNA的形成不需要核仁参与,且原核细胞没有核仁同样可以合成三种RNA,B错误;动物细胞没有液泡,可以发生细胞吸水和失水,C错误;最简单的反射活动也至少有两个神经元参与,如膝反射,而神经元之间接触的结构为突触,所以反射活动一定经过突触结构,D正确。
9.下列关于细胞结构及其组成物质的叙述,错误的是 ( )
A.细胞核中存在糖类以及核酸与蛋白质相结合形成的结构
B.动物细胞的细胞膜上不存在转运麦芽糖的载体蛋白
C.酵母菌中的内质网是加工、分类、包装和发送蛋白质的细胞器
D.细胞溶胶的pH高于溶酶体内的,但H+进入溶酶体的方式为主动转运
答案 C 细胞核中存在染色质(染色体),染色质是由DNA、RNA和蛋白质结合形成的,并且DNA和RNA的组成单位都含有糖类,分别是脱氧核糖和核糖,A正确;麦芽糖属于二糖,不能被动物细胞直接吸收,所以在动物细胞的细胞膜上不存在转运麦芽糖的载体蛋白,B正确;酵母菌属于真菌,是真核生物,其内加工、分类、包装和发送蛋白质的细胞器是高尔基体,C错误;溶酶体内呈酸性,有许多水解酶,细胞溶胶的pH高于溶酶体内的,溶酶体内H+浓度高,所以H+进入溶酶体的方式为主动转运,D正确。
知能拓展 核酸总结
核酸是遗传信息的携带者,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用。细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的;每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸基团、一分子核糖和一分子含氮碱基组成的。
10.下列关于结构与功能相适应的生命观实例的叙述,错误的是 ( )
A.细胞溶胶中合成多种酶,有利于多种代谢活动在其中进行
B.蓝细菌的质膜上含有光合色素,利于其进行光合作用
C.胰岛β细胞有丰富的内质网和高尔基体,利于其分泌胰岛素
D.溶酶体贮存大量水解酶,利于消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣
答案 A 细胞溶胶中含有多种酶,有利于多种代谢活动在其中进行,但酶是在核糖体或细胞核中合成的,A错误;蓝细菌的质膜上含有光合色素,利于其进行光合作用,B正确;胰岛素属于分泌蛋白,在胰岛β细胞内需经过内质网的加工和高尔基体的加工和分拣后,转运到细胞外,因此,胰岛β细胞有丰富的内质网和高尔基体,利于其分泌胰岛素,C正确;溶酶体内贮存有60种以上的水解酶,利于消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣,D正确。
11.下列关于细胞结构与功能的叙述,正确的是 ( )
A.叶绿体中所有的类囊体并不是连成一体的
B.根尖分生区细胞中有很多分散的小液泡
C.核糖体可以分布在细胞器的表面或内部
D.溶酶体能吞噬细胞外的颗粒和细胞自身的碎渣
答案 C 此题考查了细胞结构中细胞器的结构特点和功能。叶绿体中的类囊体是由膜形成的碟状的口袋,所有的类囊体连成一体,其中又有许多叠在一起形成基粒,A错误;根尖分生区细胞中只有很少几个分散的小液泡,随着细胞的长大,这些小液泡逐渐合并发展成一个大液泡,B错误;核糖体可以分布在内质网表面,也可以分布在线粒体和叶绿体中,即存在于细胞器的内部,C正确;溶酶体的功能是消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣,D错误。
知能拓展 真核生物中核糖体的分类
①线粒体核糖体和质体核糖体:真核生物中,定位于线粒体中的核糖体称为线粒体核糖体,定位于质体的核糖体称为质体核糖体,如定位于叶绿体中的叶绿体核糖体。
②游离核糖体:游离核糖体可在细胞质中的任何位置移动,但被排除在细胞核和其他细胞器之外。
③膜结合核糖体:当核糖体开始合成某些细胞器所需的蛋白质时,核糖体可以与膜结合。在真核细胞中,这种结合发生在粗面内质网上。
12.(2020北京海淀一模,3)破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP),HAP在溶酶体中水解酶的作用下降解释放出Ca2+等离子,从而促进骨组织的发育和重构。下列相关叙述,正确的是 ( )
A.破骨细胞的吞噬过程依赖于细胞膜的流动性
B.吞噬过程消耗的能量全部由线粒体提供
C.溶酶体中降解HAP的酶最适pH>7
D.HAP降解后的产物不能被回收和再利用
答案 A 本题以破骨细胞吞噬并在溶酶体中降解羟基磷灰石(HAP)的实例分析为背景,考查了考生对胞吞、细胞膜结构特性、溶酶体的功能等内容的掌握以及获取信息、分析问题的能力,体现了生命观念素养中结构与功能观、物质与能量观要素和科学思维素养中归纳与概括要素。破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP),属于胞吞,胞吞的过程依赖于细胞膜的流动性,需要消耗能量,消耗的能量主要由线粒体提供(有氧和无氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质,也可产生少量能量),A正确,B错误;溶酶体中为酸性环境,内含大量的酸性水解酶,故溶酶体中降解HAP的酶的最适pH<7,C错误;由题干信息可知,HAP在溶酶体中水解酶的作用下降解释放出Ca2+等离子,从而促进骨组织的发育和重构,D错误。
13.(2018北京朝阳期末,22)心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病。最新研究表明,其致病机制是核孔复合物的运输障碍。据此分析正确的是 ( )
A.核膜由两层磷脂分子组成,房颤与核膜内外的信息交流异常有关
B.核孔复合物的化学本质是蛋白质,其形成过程中不会发生碱基互补配对
C.核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合物的基因发生突变
D.tRNA在细胞核内合成,运出细胞核发挥作用与核孔复合物无关
答案 C 核膜是双层膜,有四层磷脂分子,A选项错误;核孔复合体的化学本质是蛋白质,蛋白质的形成过程包括转录和翻译,故在蛋白质的形成过程中会发生碱基互补配对,B选项错误;结构与功能相适应,核孔复合体的化学本质是蛋白质,当蛋白质的空间结构发生改变时,其功能会发生改变,而核孔复合体的空间结构发生改变的根本原因(从基因角度分析)可能是基因突变,C选项正确;tRNA在细胞核内合成,通过核孔从细胞核进入细胞质,D选项错误。
14.(2020北京密云一模,4)TMCOI是内质网上的跨膜蛋白,当内质网中钙离子浓度过高时,TMCOI形成具有活性的钙离子载体,并将内质网中的钙离子排出。一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平,钙离子载体活性随之消失。下列有关叙述正确的是 ( )
A.高浓度的钙离子会导致钙离子载体失活
B.若敲除TMCOI基因,则内质网中钙离子浓度会下降
C.TMCOI需要经内质网加工后,再由高尔基体分泌出细胞
D.内质网中钙离子浓度失衡可能会导致细胞代谢紊乱
答案 D 根据题意,内质网中钙离子浓度过高时,TMCOI形成具有活性的钙离子载体,将内质网中的钙离子排出,A错误;TMCOI是内质网上的跨膜蛋白,由附着在内质网上的核糖体合成后直接驻留在内质网膜上,不会分泌至细胞外,C错误;若敲除TMCOI基因,则无法合成TMCOI,内质网中的钙离子无法排出,导致钙离子浓度升高,B错误;若内质网中钙离子浓度失衡,则可能会导致细胞代谢紊乱,D正确。
二、不定项选择题
15.(2020山东济南一模改编)将豚鼠胰腺腺泡细胞放入含有3H标记的亮氨酸的完全培养液中,研究分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程,下列叙述中错误的是( )
A.豚鼠胰腺腺泡细胞中最早出现放射性的细胞器是内质网
B.在上述过程中,豚鼠胰腺腺泡细胞内高尔基体的作用是加工、分类、包装和运输蛋白质
C.细胞核控制着豚鼠胰腺腺泡细胞的代谢,但未参与生物膜系统的构成
D.细胞膜分泌蛋白质的过程体现出细胞膜控制物质进出细胞和信息传递的功能
答案 ACD 豚鼠胰腺腺泡细胞中最早出现放射性的细胞器是核糖体,A错误;在题述过程中,豚鼠胰腺腺泡细胞内高尔基体的作用是加工、分类、包装和运输蛋白质,B正确;细胞核控制着豚鼠胰腺腺泡细胞的代谢,核膜参与生物膜系统的构成,C错误;细胞膜分泌蛋白质的过程体现出细胞膜控制物质进出细胞的功能,但没有体现出细胞膜信息传递的功能,D错误。
思维点拨 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→囊泡与细胞膜融合,蛋白质被分泌到细胞外。整个过程还需要细胞质基质和线粒体提供能量。
16.科学家设计了仅1纳米宽的分子转子,该转子由紫外光驱动,能以每秒200万~300万转的转速进行旋转,从而在单个细胞的膜上钻孔。当分子转子与特定的靶细胞结合后,就有望将治疗试剂运送到这些细胞中,或者直接诱导这些细胞死亡。图为分子转子钻孔过程的示意图,有关说法正确的是 ( )
A.将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开两层生物膜
B.钻孔后才可以运送治疗试剂,说明了细胞膜具有选择透过性
C.该过程体现出磷脂分子具有流动性,而蛋白质分子无流动性
D.一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与表面的糖蛋白有关
答案 BD 细胞膜为单层膜结构,A错误;正常情况下,治疗试剂不能进入细胞,而钻孔后治疗试剂才可被运送进入细胞,说明细胞膜具有选择透过性,B正确;该过程体现了磷脂分子和蛋白质分子的流动性,C错误;细胞膜表面的糖蛋白具有识别功能,分子转子与特定靶细胞的识别依靠细胞膜表面的糖蛋白,D正确。
17.内共生起源学说认为,线粒体起源于原始真核细胞内共生的进行有氧呼吸的细菌,起源假说于1918和1922年分别由P.Porteir和I.E.Wallin提出。1970年,Margulis在已有资料基础上进一步完善了该假说。随着人们对线粒体超微结构(如线粒体内含有核糖体)、DNA特征及其编码机制的认识,内共生起源学说的内涵得到了进一步充实。下列说法能支持这一学说的是 ( )
A.线粒体内DNA分子没有结合相应蛋白质形成染色体
B.线粒体外膜蛋白质含量远大于内膜
C.线粒体具备相对独立的蛋白质合成系统
D.线粒体具有独特的半自主性并与细胞核建立了复杂而协调的互作关系
答案 ACD 原核生物细胞中DNA不与蛋白质结合形成染色体,故线粒体内DNA分子不与蛋白质结合形成染色体的事实支持内共生起源学说,A符合题意;由题意知,线粒体起源于原始真核细胞内共生的进行有氧呼吸的细菌且线粒体内膜附有多种与有氧呼吸有关的酶,而外膜平滑,不含与有氧呼吸相关的酶,线粒体外膜蛋白质含量远少于内膜,故B选项不支持该学说,B不符合题意;线粒体具有少量的DNA和RNA以及核糖体,其具备相对独立的蛋白质合成系统,与原核生物类似,支持内共生起源学说,C符合题意;线粒体具有独特的半自主性,与细胞核建立了复杂而协调的互作关系,该事实支持内共生起源学说,D符合题意。
三、非选择题
18.2013年诺贝尔生理学或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,请分析回答问题。
(1)囊泡膜的主要成分是 。
(2)甲图中囊泡X最初是由[ ] 经“出芽”形成的。囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤是与食物泡等相融合的 (一种细胞器)。
(3)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,体现了细胞膜具有 的功能。
(4)囊泡运输与S基因密切相关,科学家筛选了酵母菌S基因突变体,与野生型酵母菌对照,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,S基因编码的蛋白质的功能是 。
答案 (1)脂质和蛋白质(磷脂和蛋白质;多答糖类等正确内容也对) (2)③ 内质网 溶酶体 (3)控制物质进出细胞(或信息传递或信息交流)(“进行细胞间的信息交流”“识别”不对) (4)参与囊泡与高尔基体的融合
解析 (1)囊泡是由内质网或高尔基体等“出芽”形成的,其化学成分与其他生物膜的成分相似,主要由蛋白质和脂质组成。(2)囊泡X最初是由③内质网经“出芽”形成的。囊泡Y包裹着水解酶,由此推测结构⑤是与食物泡等相融合的溶酶体。(3)乙图中囊泡膜上的蛋白质A与细胞膜上的蛋白质B相互识别后,囊泡膜与细胞膜融合,将 “货物”分泌到细胞外,可体现细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。(4)酵母菌S基因突变,导致其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,说明内质网形成的囊泡不能与高尔基体融合。由此可推测,S基因编码的蛋白质参与囊泡与高尔基体的融合。
解题关键 甲图中,①是细胞核,②是细胞质(基质),③是内质网,④是高尔基体,⑤是溶酶体。乙图是甲图的局部放大,表示囊泡精确地将细胞内的物质运送并分泌到细胞外的机制。
19.(2020安徽桐城模拟)如图表示蛋白质合成分泌的基本途径与类型,据图回答下列问题:
(1)图中①和⑦都表示蛋白质合成过程,其合成场所是 。
(2)决定新生蛋白质中氨基酸种类和顺序的根本原因是 ;在同一个体的不同组织细胞中,新生蛋白质的种类不同,其根本原因是 。
(3)结合图示分析,溶酶体中的水解酶合成和运输过程涉及的细胞器有 。
(4)若上述分泌蛋白为胰岛素,则其可随血液到达全身各处,与靶细胞膜表面的 结合, 进而影响细胞的功能和代谢,这体现了细胞膜 的功能。
(5)图中途径②⑧分别表示蛋白质转运的非分泌途径和分泌途径,由图中可看出,决定其不同途径的因素是新生蛋白质是否具有 。
答案 (1)核糖体 (2)基因中碱基对的排列顺序 基因的选择性表达 (3)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 (4)受体 进行细胞间信息交流 (5)内质网定向信号序列
解析 (1)图中①合成的是胞内蛋白,其合成场所是游离的核糖体;⑦合成的蛋白质需要经过内质网的加工,其合成场所是附着在内质网上的核糖体,故①⑦合成场所均为核糖体。(2)蛋白质是由基因控制合成的,因此决定新生蛋白质中氨基酸种类和顺序的根本原因是基因中碱基对的排列顺序;在同一个体的不同组织细胞中,新生蛋白质的种类不同,其根本原因是基因的选择性表达。(3)由题图可知,溶酶体中的水解酶合成和运输过程涉及的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(提供能量)。(4)若题述分泌蛋白为胰岛素,则其可随血液到达全身各处,与靶细胞膜表面的受体结合,进而影响细胞的功能和代谢,这体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。(5)题图中途径②⑧分别表示蛋白质转运的非分泌途径和分泌途径,由题图中可看出,决定其不同途径的因素是新生蛋白质是否具有内质网定向信号序列。
20.(2019北京丰台期末,31)哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影,结果如表(“+”表示有,“-”表示无)。
实验处理
蛋白质种类
处理后红细
胞影的形状
A
B
C
D
E
F
试剂甲处理后
+
+
+
+
-
-
变得不规则
试剂乙处理后
-
-
+
+
+
+
还能保持
(1)构成红细胞膜的基本支架是 。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的 功能有关。A和G蛋白均与跨膜运输有关,G主要功能是利用红细胞 呼吸产生的ATP供能, 通过 方式排出Na+吸收K+,从而维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度。
(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于 中,使细胞膜破裂释放内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是 。
(3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(AS)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的 (填细胞器),其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入红细胞膜上,使细胞膜 性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了AS斑块的生长。
答案 (1)磷脂双分子层 信息交流 无氧 主动运输
(2)蒸馏水(或低渗溶液) E、F (3)内质网 流动
解析 (1)构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。糖蛋白主要参与细胞间的信息交流。据图可知G蛋白通过主动运输的方式排出Na+吸收K+,需要消耗红细胞无氧呼吸产生的能量。(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于蒸馏水(或低渗溶液)中,使细胞膜破裂释放内容物。据表中结果推测对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是E、F。(3)合成脂质的细胞器是内质网。胆固醇可以影响细胞膜的流动性。
能力解读 以红细胞的结构与功能为载体,考查考生比较、辨认的理解能力和推理、归因的应用能力。
21.(2018江苏单科,26,8分)下图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:
(1)甲的名称为 ,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有 (在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与 (填序号)的形成直接有关。
①内质网 ②高尔基体 ③中心体 ④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过 (用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的 提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是 。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是
。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是 (在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
答案 (1)细胞核 乙
(2)④
(3)e、h 酶
(4)①自身不能合成胆碱 ②成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记 ③Ⅲ
解析 (1)图中甲、乙、丙分别为细胞核、线粒体和叶绿体。洋葱根尖细胞没有叶绿体,该细胞处于有丝分裂中期时无细胞核,故有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有线粒体(乙)。(2)蛋白质在核糖体上合成,核糖体的形成与核仁有关,蛋白质合成旺盛的细胞中核仁较大。(3)线粒体和叶绿体扩大生物膜面积的方式不同。线粒体通过“内膜向内折叠形成嵴”扩大膜面积,如图乙中的e;叶绿体通过“类囊体堆叠形成基粒”扩大膜面积,如图丙中的h。生物膜面积的扩大为酶的附着提供更多的场所。(4)为探究细胞分裂间期线粒体的来源,我们最好选择自身不能合成胆碱(磷脂的前体)的链孢霉营养缺陷型突变株。若将磷脂被3H标记的链孢霉营养缺陷型突变株放在没有3H标记的胆碱培养基中培养,观察后代细胞中线粒体的放射性即可推测细胞分裂间期线粒体的来源。由实验结果可知,子代细胞线粒体相对放射性数值均为42n(n为细胞增殖代数),则可说明新形成的线粒体由原来的线粒体分裂形成。
知识拓展 细胞分裂时线粒体、叶绿体的随机分配
细胞分裂时,线粒体、叶绿体等半自主性细胞器也会进行增殖加倍,在分裂末期细胞质分裂时随机分配到两个子细胞中去,并非均等分配。
22.(2017北京西城一模,31)核孔复合体主要由核被膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成,如图1所示。(11分)
图1
(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核,这三种方式中属于被动运输的是 。
(2)下列物质中,大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是 (选填选项前的符号),理由是 。
a.DNA聚合酶 b.RNA聚合酶
c.ATP合成酶 d.组蛋白(染色体成分)
(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前,亲核蛋白首先需要与 结合,然后在 的参与下完成运输。
(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部,某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2),得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。
图2
①请评价该同学的实验结论并写出评价的依据。
②请完善实验设计 。若实验结果为 ,则上述结论成立。
答案 (1)甲、乙 (2)b(多答a、d也正确) 这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要 (3)受体 中央栓蛋白 (4)①结论不可靠。没有放射性物质标记亲核蛋白头部的实验,不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白头部的可能性 ②用放射性物质标记亲核蛋白的头部,显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质 细胞核内无放射性
解析 (1)被动运输包括自由扩散和协助扩散,二者都不耗能,因此由题图1可知,甲、乙属于被动运输。(2)选b的理由:这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要。选a、b、d理由是:这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要;有染色体和DNA的修复(合成)。(3)由图1可知,物质进入细胞核之前,亲核蛋白首先需要与受体结合,然后在中央栓蛋白的参与下完成运输。(4)本题是实验评价和修订类题目。本题实验的目的是探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部,那就有两种假设:NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部或NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的尾部。也就是要设计两个实验来验证最终的结论,所以①结论不可靠。理由是:没有放射性物质标记亲核蛋白头部的实验,不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白头部的可能性。②应该补充一个实验,即用放射性物质标记亲核蛋白的头部,显微注射进非洲爪蟾卵母细胞的细胞质,实验结论为细胞核内无放射性,则题中结论成立。
解后反思 核孔复合体可以看成是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体,是双向性的亲水性核质交换通道,并且具有双重功能。双重功能表现在它有两种运输方式:被动运输和主动运输。双向性:既可把DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白等运进核内,又可把mRNA、装配好的核糖体亚单位等从核内运到细胞质。
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