高中生物 （新高考）2021届高三大题优练1 细胞的分子基础与结构基础、物质运输综合 教师版

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      例1：回答下列与蛋白质相关的问题：（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是______，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如______（填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”）。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是________________。（2）通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和______结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是____________。（3）如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是_______________________。【答案】（1）氨基酸    核糖体    胃蛋白酶    对蛋白质进行加工、分类和包装    （2）空间    蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解    （3）遗传密码具有简并性【解析】（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是氨基酸；细胞中合成蛋白质时，在核糖体上mRNA的密码子翻译成氨基酸，氨基酸之间脱水缩合形成肽键；胃蛋白酶是胞外酶属于分泌蛋白、逆转录酶和酪氨酸酶属于胞内酶；分泌蛋白从合成至分泌到细胞外还需要内质网加工，再经过高尔基体的进一步加工、分类、包装，最后形成分泌小泡转运至细胞膜，通过胞吐的方式分泌出去；（2）细胞内的蛋白质都有特定的的氨基酸数目、种类和排列序列以及由肽链盘曲、折叠形成的一定的空间结构；某些物理或化学因素可以使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易与蛋白酶接触，使蛋白质被水解；（3）编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，改变后的密码子翻译的氨基酸还是原来的氨基酸，这是密码子的简并性，所以不引起血红蛋白中基酸序列的改变。例2：H+-K+-ATP酶位于胃壁细胞，是质子泵的一种，它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H+/K+跨膜转运，不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中，对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的生理意义。其作用机理如下图所示，“+”表示促进磷酸化。请据图回答下列问题。（1）构成胃壁细胞膜的基本支架是______________。图中壁细胞膜上受体的化学本质______________。（2）据图分析，在胃壁细胞内H+通过______________方式转运至细胞外。H+-K+-ATP酶在该过程的作用是______________和______________。（3）图中表明细胞膜还具有______________功能，信号分子与受体结合后可通过______________和______________促进磷酸化，从而促进胃酸的分泌。（4）胃酸分泌过多是引起胃溃疡主要原因，药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂，能有效减缓胃溃疡症状，用奥美拉唑治疗胃溃疡理由是____________________________。【答案】（1）磷脂双分子层    蛋白质（糖蛋白）    （2）主动运输    作为载体蛋白    催化ATP水解    （3）信息交流    cAMP    Ca2+    （4）奥美拉唑抑制H+-K+-ATP酶的活性，减少胃壁细胞分泌胃酸【解析】（1）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，胃壁细胞膜上的受体是蛋白质。（2）胃腔中有大量盐酸，氢离子浓度大于胃壁细胞内的氢离子浓度，H+通过主动运输被转运到细胞外，主动运输需要能量和载体，据图可知，H+-K+-ATP酶既可以催化ATP水解为主动运输供能，又是转运氢离子和钾离子的载体。（3）图中胃壁细胞上的三种不同受体能与特定的信息分子结合，体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能，据图可知信号分子与受体结合后可通过c AMP和Ca2+促进磷酸化，从而促进胃酸的分泌。（4）氢离子过多的被转运到胃腔中导致胃酸分泌过多，引起胃溃疡。H+通过主动运输被转运到细胞外，药物奥美拉唑可以抑制H+-K+-ATP酶的活性，使氢离子的主动运输受到抑制，减少胃壁细胞分泌胃酸，达到治疗的目的。      1．请回答下列问题：（1）组成细胞的元素中，________素是生命的核心元素。（2）相对于DNA，RNA在化学组成上特有的物质是______________，核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的______________和______________中具有极其重要的作用。（3）脂肪是最常见的脂质，写出其两个功能：______________。人患急性肠炎时，出现腹泻等症状，静脉输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法，原因是______________。【答案】（1）碳    （2）核糖和尿嘧啶    遗传变异    蛋白质合成   （3）良好的储能物质、保温绝热、缓冲减压    急性肠炎病人会丢失较多水分和无机盐，肠道对营养物质的吸收能力较弱【解析】（1）组成细胞的元素中，碳元素是生命的核心元素。（2）相对于DNA，RNA在化学组成上特有的物质是核糖和尿嘧啶（U），核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传变异和蛋白质合成中具有极其重要的作用。（3）脂肪是最常见的脂质，其是良好的储能物质，且具有保温绝热、缓冲减压等作用。人患急性肠炎时，出现腹泻等症状，会丢失大量水分、无机盐等，且肠道对营养物质的吸收能力较弱，因此静脉输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。2．枣有“百果之王”的美称，成熟时枣岀现裂果会影响枣的品质和产量。为研究枣裂果岀现的原因，某兴趣小组测定了枣在生长发育过程中果皮细胞的细胞壁结构物质含量的变化，测定结果如图所示。（1）构成纤维素的基本单位是__________。据图推断，在成熟期，岀现裂果的原因可能是___________。（2）有研究表明，在枣果实迅速增长期，Ca元素与果胶结合形成钙盐，能够增强细胞壁的弹性，使果皮有较强的抗裂能力，从而有效降低裂果率。该实例说明无机盐的作用是__________________________。防素是生产上常用的叶面肥，主要成分为有机钙和无机钙，能有效降低裂果率。设计实验验证防素具有降低枣裂果率的作用，写岀简要的实验思路和预期实验结果__________________________________________。【答案】（1）葡萄糖    纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分，二者含量下降，细胞壁的支持和保护作用减弱，枣果皮韧性降低，容易裂果    （2）是细胞某些复杂化合物的重要组成成分    实验思路：取若干长势相同的枣树，平均分成A．B两组，在迅速生长期A组喷洒一定量 适宜浓度的防素，B组喷洒等量的蒸镏水，在成熟期进行裂果率统计。预期结果：A组裂果率低于B组裂果率【解析】（1）纤维素是多糖，其基本组成单位是葡萄糖；从图中看出随着纤维素和果胶的含量降低，裂果率增加，所以可能的原因是纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分，二者含量下降，细胞壁的 支持和保护作用减弱，枣果皮韧性降低，容易裂果。（2）Ca元素与果胶结合形成钙盐，说明无机盐是细胞某些复杂化合物重要组成成分；验证防素具有降低枣裂果率的作用，自变量是防素，因变量是裂果率，所以设计实验思路：取若干长势相同的枣树，平均分成A、B两组，在迅速生长期A组喷洒一定量适宜浓度的防素，B组喷洒等量的蒸镏水，在成熟期进行裂果率统计；预期结果：A组裂果率低于B组裂果率。3．人体疾病往往与细胞器异常相关联。如内质网在病理条件下受到损伤时，会发生肿胀、肥大和某些物质积累。肿胀是由于水分和钠的流入，使内质网变成囊泡，进而影响内质网的功能。请回答：(1)内质网在病理条件下的肿胀现象能体现出生物膜具有的特点是____________。(2)用含3H标记的亮氨酸(R基为—C4H9)的培养液培养胰腺腺泡细胞，放射性最先出现的部位是________，一段时间后，可在内质网中检测到放射性，这与内质网的________________功能有关。实验中需要将亮氨酸中的H均标记为3H，通过追踪放射性强度来确定实验结果，亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果，原因是_____________________________________。(3)在睾丸间质细胞中，光面内质网非常丰富，这也反映了内质网是细胞中合成________的“车间”。【答案】(1)(一定的)流动性    (2)细胞膜　  蛋白质合成和加工　  亮氨酸产生的水中的放射性强度明显低于肽链中放射性    (3)脂质【解析】(1)内质网是具有单层膜的细胞器，其在病理条件下出现肿胀，体现了生物膜具有一定流动性的结构特点。(2)用含3H标记的亮氨酸培养胰腺腺泡细胞，氨基酸以主动运输的方式通过细胞膜进入细胞质，因此放射性首先出现于细胞膜；由于内质网具有蛋白质合成与加工的功能，因此一段时间后内质网也可以检测到放射性。氨基酸通过脱水缩合形成多肽和水，由于脱去的水分子中的放射性氢原子明显少于肽链中的放射性氢原子，因此亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果。(3)在睾丸间质细胞中，光面内质网非常丰富，这也反映了内质网是细胞中合成脂质的“车间”。4．如图为高等动物细胞亚显微结构模式图。细胞的结构和功能是具有统一性的，请据图回答：(1)分离细胞中细胞器的常用方法是____________。c中的酶有多种，他们的分子结构明显不同的根本原因是____________________________。(2)若图示为吞噬细胞，可吞噬失活的抗体，抗体进入细胞的方式为________，依据的原理是____________________。(3)若此图示为鼠的浆细胞，则它是否具有增殖能力？________，为什么？____________________。(4)若此图示为胰岛B细胞，则明显增多的细胞器有____________________________等(要求填写两个)。(5)如果用某种药物处理该细胞，发现对Ca2+的吸收速率大大降低，而对其他物质的吸收速率没有影响，说明这种药物的作用是____________________。(6)用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞，结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了HO，则HO的生成部位是________。【答案】(1)差速离心法　  控制合成不同酶的基因中的遗传信息不同    (2)胞吞　  细胞膜具有一定的流动性    (3)不具有　  浆细胞已高度分化    (4)核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等    (5)抑制了Ca2+的载体蛋白的活性    (6)核糖体【解析】(1)分离细胞中细胞器的常用方法是差速离心法。c中的酶为蛋白质类，蛋白质结构差异的根本原因是控制合成不同酶的基因中的遗传信息不同。(2)抗体为大分子，吞噬细胞吞噬失活抗体的方式为胞吞，依赖于细胞膜的流动性。(3)浆细胞为高度分化的细胞，不具有增殖能力。(4)胰岛B细胞可合成并分泌胰岛素，胰岛素为分泌蛋白，参与分泌蛋白合成分泌的细胞器有：核糖体、线粒体、内质网、高尔基体，所以细胞中明显增多的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(5)钙离子的运输方式是主动运输，需要载体和能量，用某种药物处理该细胞，发现对钙离子的吸收速率大大降低，而对其他物质的吸收速率没有影响，说明不是能量供应不足，只能是抑制了钙离子载体蛋白的活性。(6)用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞，氨基酸在核糖体上通过脱水缩合形成多肽，所以HO的生成部位是核糖体。5．盐碱地土壤所含盐分较高，严重影响作物的正常生长。我国科研人员采取物理、化学、生物及工程等方面的措施，让大片盐碱地种出了庄稼。回答下列有关物质跨膜运输的问题：（1）一个典型的渗透装置应具备两个条件，分别是：①___________；②___________。（2）发生质壁分离后的复原时，细胞液浓度___________（填“小于”、“等于”或“大于”）外界溶液浓度。（3）科研人员利用物种A、B进行实验，实验时分别取五个大小。生长状况相同的物种A和物种B的幼根，分别放入甲～戊五组浓度不同的土壤溶液中（细胞失水过多会导致死亡），数小时后，取出称重，重量变化如图所示，图中△表示物种A，●表示物种B。①物种A成熟细胞液泡中的液体为____________。②物种B的细胞液浓度相当于________组土壤溶液的浓度。③比较可知。物种A，物种B中更耐盐碱的是_______________。【答案】（1）具有半透膜    半透膜两侧溶液具有浓度差    （2）大于    （3）细胞液    甲    物种B    【解析】（1）渗透作用发生的条件是具有半透膜、半透膜两侧溶液具有浓度差。（2）发生质壁分离后的复原时，细胞吸水，细胞液的浓度大于外界溶液浓度。（3）①液泡内的液体叫细胞液。②由图可知，在土壤溶液为甲浓度时，物种B重量不发生变化，既不吸水也不失水，说明物种B的细胞液浓度相当于甲组土壤溶液的浓度。③由图比较可知，物种B吸水能力更强，更耐盐碱。6．细胞膜是细胞与外界环境的屏障，对保证细胞内部环境的相对稳定，使细胞内的生命活动有序进行有重要作用。回答下列问题：（1）细胞膜具有一定的流动性，下列实例能说明这一特点的是__________（填序号）。a．人体细胞与小鼠细胞融合实验           b．动物细胞吸水膨胀c．细胞主动吸收                     d．白细胞吞噬入侵细胞的细菌（2）下图①、②、③表示的是物质运输的三种方式。其中，图②中M点之后运输速率的限制因素最可能是_______________________，图③中限制N点运输速率的因素主要是______________。（3）研究发现，人体血液中的K+进入红细胞的方式是主动运输，葡萄糖进入红细胞的过程为_______________。当人体血糖浓度偏高时，肝细胞膜上的葡萄糖载体可将葡萄糖转运至细胞内，血糖浓度偏低时则转运方向相反，葡萄糖进出肝细胞的方向是由____________________________________决定的。主动运输的主要特点是_______________________________________________________。（4）盐碱地因土壤盐分过多，溶液浓度大，普通水稻及其他很多植物很难生长，但是我国培育的海水稻能在盐碱地良好生长，其可能原因是海水稻根部细胞的细胞液浓度比普通水稻品种的______________（填“高”或“低”），为了验证该结论，若现有配制好的一定浓度的蔗糖溶液，可设计如下实验进行验证：______________________________________________________。【答案】（1）abd（不全不给分）    （2）载体蛋白的数量    氧气浓度    （3）协助扩散    肝细胞内外的葡萄糖浓度    逆浓度梯度运输物质，需要载体蛋白协助，需消耗细胞代谢产生的能量    （4）高    可将海水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞置于该浓度的蔗糖溶液，进行质壁分离实验，观察对比两种细胞发生质壁分离的时间及程度（合理即给分）    【解析】（1）细胞膜具有一定的流动性，下列实例能说明这一特点的是abd，c．细胞主动吸收Na+体现的是细胞膜的选择透过性。（2）①是自由扩散、②是协助扩散、③是主动运输，其中，图②中M点之后运输速率的限制因素最可能是载体蛋白的数量。图③中限制N点运输速率的因素主要是氧气浓度。（3）葡萄糖进入红细胞的过程为协助扩散，当人体血糖浓度偏高时，肝细胞膜上的葡萄糖载体可将葡萄糖转运至细胞内，血糖浓度偏低时则转运方向相反，可见葡萄糖进出肝细胞的方向是由肝细胞内外的葡萄糖浓度决定的。主动运输的主要特点是逆浓度梯度运输物质，需要载体蛋白协助，需消耗细胞代谢产生的能量。（4）我国培育的海水稻能在盐碱地良好生长，说明不会失水，其可能原因是海水稻根部细胞的细胞液浓度比普通水稻品种的高。根据实验目的，可知变量为水稻品种（海水稻、普通水稻），故可将海水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞置于该浓度的蔗糖溶液，进行质壁分离实验，观察对比两种细胞发生质壁分离的时间及程度。