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(四) 生命大舞台的“演员”——蛋白质
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一、单项选择题
1.蛋白质的结构多种多样,在细胞中承担的功能也是多种多样的。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质结构的多样性是遗传(基因)多样性的表现形式
B.蛋白质所含的肽链可形成复杂多样的空间结构
C.与氨基酸结合,转运氨基酸至核糖体合成肽链
D.与病原体结合,抑制病原体对人体细胞的黏附
解析:选C 基因指导蛋白质的合成,蛋白质结构的多样性是遗传(基因)多样性的表现形式,A正确;蛋白质的层次结构中多肽可以盘曲折叠形成空间结构复杂多样的蛋白质,B正确;转运氨基酸的载体是tRNA,不是蛋白质,C错误;与病原体结合的物质是抗体,其化学本质是蛋白质,抗体与病原体特异性结合之后,可以抑制病原体对人体细胞的黏附,D正确。
2.蛋白质合成后,它的第一个氨基酸会被氨基肽酶水解除去,然后由氨酰-tRNA蛋白转移酶把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端,若该信号氨基酸为丝氨酸、苏氨酸等八种必需氨基酸之一时,该蛋白质可长时间发挥作用;若为其他氨基酸,则该蛋白质不久后会被多个泛素(一种小分子蛋白)结合,进而进入呈筒状的蛋白酶复合体中被水解。下列说法错误的是( )
A.信号氨基酸可决定蛋白质的寿命
B.泛素可能起到了对待水解蛋白的标记作用,有利于其进入蛋白酶复合体
C.筒状蛋白酶复合体中的水解产物可被细胞重新利用
D.多肽链与氨基酸脱水缩合只发生在肽链的羧基和氨基酸的氨基之间
解析:选D 由题意可知,信号氨基酸的种类可决定蛋白质发挥作用的长短,改变信号氨基酸的种类可以延长蛋白质的寿命,因此信号氨基酸可决定蛋白质的寿命,A正确;若信号氨基酸为其他氨基酸,不久后会被多个泛素结合,进而进入蛋白酶复合体中被水解,故泛素可能起到了标记作用,有利于其进入蛋白酶复合体,B正确;筒状蛋白酶复合体中的水解产物是氨基酸,可被细胞重新利用,C正确;由题意可知,氨酰-tRNA蛋白转移酶可把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端,这时多肽链与氨基酸脱水缩合发生在肽链的氨基和氨基酸的羧基之间,D错误。
3.当细胞中错误折叠蛋白在内质网聚集时,无活性BiP-PERK复合物发生解离,形成游离的BiP蛋白与PERK蛋白。BiP可以识别错误折叠的蛋白质,促进它们重新正确折叠并运出。PERK解离后被磷酸化激酶催化发生磷酸化,一方面抑制多肽链进入内质网,另一方面促进BiP表达量增加。下列说法错误的是( )
A.当BiP-PERK复合物存在时,多肽链进入内质网折叠和加工
B.当PERK以游离状态存在时,内质网不能产生包裹蛋白质的囊泡
C.提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常
D.磷酸化的PERK抑制多肽链进入内质网属于反馈调节
解析:选B 由题意可知,当BiP-PERK复合物存在时,说明细胞中没有错误折叠蛋白在内质网聚集,则多肽链进入内质网折叠和加工,A正确;当PERK以游离状态存在时,BiP表达量增加,BiP可以识别错误折叠的蛋白质,促进它们重新正确折叠并运出,蛋白质被运出需要内质网形成囊泡,说明当PERK以游离状态存在时,内质网能产生包裹蛋白质的囊泡,B错误;由题意可知,提高磷酸化激酶活性可促进PERK发生磷酸化,从而促进BiP表达量增加,BiP可以识别错误折叠的蛋白质,促进它们重新正确折叠并运出,即提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常,C正确;当细胞中错误折叠蛋白在内质网聚集时,即内质网中的多肽链较多时,PERK解离后被磷酸化激酶催化发生磷酸化,抑制多肽链进入内质网,这属于反馈调节,D正确。
4.蛋白质组指某个时刻,某个组织、器官或个体中所有蛋白质的集合。下列相关叙述错误的是( )
A.蛋白质组中不同蛋白质的基本组成单位都是氨基酸
B.各种蛋白质的合成过程都需要核糖体和线粒体参与
C.高尔基体膜上蛋白质的更新将导致蛋白质组的改变
D.人体不同组织、器官的基因组相同而蛋白质组不同
解析:选B 氨基酸是组成蛋白质的基本单位,蛋白质组中不同蛋白质的基本组成单位都是氨基酸,A正确;核糖体是合成蛋白质的场所,且蛋白质合成需要消耗能量,因此各种蛋白质的合成过程都需要核糖体的参与并需要消耗能量,但是不一定需要线粒体供能,B错误;蛋白质组指某个时刻,某个组织、器官或个体中所有蛋白质的集合,因此高尔基体膜上蛋白质的更新将导致蛋白质组的改变,C正确;人体不同组织、器官的基因组应该是相同的,而由于基因的选择性表达,它们的蛋白质组应该是不同的,D正确。
5.玉米在加工成各种产品的过程中,产生的下脚料中含有玉米蛋白,直接丢弃不仅浪费资源,还污染环境。某科研小组为提高玉米蛋白的利用率,利用中性蛋白酶和碱性蛋白酶对玉米蛋白进行水解,并将其加工成玉米蛋白肽。如图1、2表示两种蛋白酶在不同条件下水解玉米蛋白的实验结果。下列有关叙述错误的是( )
A.蛋白酶只能催化蛋白质水解,不能催化淀粉水解
B.玉米蛋白肽和玉米蛋白都能与双缩脲试剂反应呈紫色
C.中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适pH和最适温度均不同
D.碱性蛋白酶更适合用来催化玉米蛋白水解生产蛋白肽
解析:选C 酶具有专一性,蛋白酶只能催化蛋白质水解,不能催化淀粉水解,A正确;玉米蛋白肽和玉米蛋白都含有肽键,都能与双缩脲试剂反应呈紫色,B正确;由图1信息可知,中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适pH不同,由图2信息可知,中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适温度相同,C错误;由题图信息可知,最适条件下,碱性蛋白酶水解蛋白质产生的蛋白肽的含量更多,碱性蛋白酶更适合用来催化玉米蛋白水解生产蛋白肽,D正确。
6.CLAC通道是细胞应对内质网钙超载的保护机制,该通道依赖的TMCO1是内质网跨膜蛋白,TMCO1可以感知内质网中过高的钙离子浓度,并形成具有活性的钙离子通道,将内质网中过多的钙离子排出,一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平,钙离子通道活性随之消失。TMCO1基因敲除的小鼠能够模拟痴呆、颅面、胸畸形患者的主要病理特征。下列说法错误的是( )
A.内质网中的钙离子可作为信号分子调节钙离子通道蛋白的活性
B.内质网内钙离子浓度通过CLAC通道的调节机制属于反馈调节
C.TMCO1的钙通道体现了蛋白质具有物质运输和信息传递的功能
D.内质网钙浓度过低是导致患者痴呆和颅面、胸畸形的主要原因
解析:选D 由题干信息可知,内质网中的钙离子可作为信号分子调节钙离子通道蛋白的活性,A正确;由题干“将内质网中过多的钙离子排出,一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平,钙离子通道活性随之消失”说明内质网内钙离子浓度的调节存在反馈调节机制,使得钙离子浓度稳定在一定范围内,B正确;TMCO1可以感知内质网中过高的钙离子浓度并主动激活钙离子通道的活性,自发地将内质网中过多的钙离子释放到细胞质基质中,当内质网中的钙离子浓度下降到正常水平时,TMCO1的钙离子通道的活性消失,该过程体现了蛋白质具有物质运输和信息传递的功能,C正确;TMCO1基因敲除的小鼠能够模拟痴呆、颅面、胸畸形患者的主要病理特征,而TMCO1可以感知内质网中过高的钙离子浓度,则判断内质网钙浓度过高是导致患者痴呆和颅面、胸畸形的主要原因,D错误。
7.亲核蛋白是指在细胞质内合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白由细胞质通过核孔进入细胞核的过程如下图所示,其中核输入受体α亚基、核输入受体β亚基、胞质纤维、Ran均为相关蛋白质。下列叙述正确的是( )
A.DNA聚合酶、RNA聚合酶、解旋酶、ATP合成酶等亲核蛋白均以该方式进入细胞核
B.亲核蛋白依次识别并结合核输入受体α亚基、核输入受体β亚基后再由胞质纤维运入细胞核
C.Ran与核输入受体α亚基的结合与分离过程需要ATP提供能量
D.核输入受体α亚基、核输入受体β亚基、Ran可往返核孔重复利用
解析:选D DNA聚合酶、RNA聚合酶、解旋酶均以该方式进入细胞核,但ATP合成酶主要在细胞质内发挥作用,不属于亲核蛋白,A错误;无法确定亲核蛋白识别并结合核输入受体β亚基、核输入受体α亚基的先后顺序,B错误;由题图可知,Ran与核输入受体α亚基的结合与分离过程需要GTP提供能量,C错误;分析题图可知,核输入受体α亚基、核输入受体β亚基、Ran可往返核孔重复利用,D正确。
8.细胞分裂过程中姐妹染色单体的分离与黏连蛋白解聚有关。分离酶能使黏连蛋白解聚。securin蛋白可与分离酶结合并充当假底物而阻断其活性。进入有丝分裂后期时,后期促进复合体(APX)被激活,该复合体能特异性选择并引导securin蛋白降解,激活分离酶。APX不能独立工作,需要Cdc20(一种辅助因子)协助。下列说法正确的是( )
A.securin蛋白和黏连蛋白都能与分离酶结合,说明该酶不具有专一性
B.秋水仙素与黏连蛋白的作用机理相似
C.APX被激活,对黏连蛋白解聚有一定的抑制作用
D.若Cdc20含量减少,会导致细胞内的染色体数目难以加倍
解析:选D 黏连蛋白和securin蛋白都能与分离酶结合,说明它们有和分离酶相同的结合位点而不是不具有专一性,A错误;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,而黏连蛋白解聚与姐妹染色单体分离有关,二者作用机理不同,B错误;根据题意可知,细胞有丝分裂后期促进复合体(APX)被激活,此复合体能特异性选择并引导securin蛋白降解,激活分离酶,进而使黏连蛋白解聚,可见APX被激活,对黏连蛋白解聚有一定的促进作用,C错误;若Cdc20含量减少,APX作用减弱,黏连蛋白解聚功能减弱,有些姐妹染色单体不能分离,会导致细胞内的染色体数目难以加倍,D正确。
9.乳酸脱氢酶是由两种肽链以任意比例组合形成的四聚体(四条肽链),因此在结构上有多个类型。该类酶广泛存在于人体组织中,不同组织中的类型和含量差异明显。乳酸脱氢酶能催化丙酮酸和NADH生成乳酸和NAD+。下列说法错误的是( )
A.乳酸脱氢酶的四聚体肽链的组合比例类型最多有5种
B.骨骼肌细胞内乳酸脱氢酶的含量明显高于正常血浆中的含量
C.丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下转化成乳酸的同时无法生成少量ATP
D.不同结构的乳酸脱氢酶能催化同一种反应,说明该酶没有专一性
解析:选D 乳酸脱氢酶的四聚体肽链可以以任意比例组合,其比例可以为0∶4、1∶3、2∶2、3∶1、4∶0,共有5种,A正确;由题意可知:乳酸脱氢酶能催化丙酮酸和NADH生成乳酸和NAD+,则其参与无氧呼吸第二阶段,而骨骼肌细胞无氧呼吸强度高于正常血浆中的细胞,故骨骼肌细胞内乳酸脱氢酶的含量明显高于正常血浆中的含量,B正确;乳酸脱氢酶能催化丙酮酸分解,即参与无氧呼吸第二阶段,而无氧呼吸第二阶段无能量释放,不能生成ATP,C正确;酶的专一性是指一种酶能催化一种或一类化学反应,不同结构的乳酸脱氢酶各自均能催化丙酮酸和NADH生成乳酸和NAD+这一种反应,能说明酶具有专一性,D错误。
10.Arf家族蛋白参与蛋白质的囊泡运输,它们有两种状态,结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状态。GTP和ATP的结构和性质相似,仅是碱基A被G替代。活跃状态的Arf蛋白参与货物蛋白的招募和分选,保证货物蛋白进入特定囊泡等待运输。下列相关叙述和推测错误的是( )
A.GTP是由鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成
B.Arf由不活跃状态转化为活跃状态可以释放能量
C.两种状态Arf蛋白的相互转化需要相应酶的催化
D.运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体
解析:选B GTP中G表示鸟苷,P表示磷酸基团,则GTP是由鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成,A正确;Arf结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状态,则Arf由不活跃状态转化为活跃状态需要储存能量,B错误;两种状态Arf蛋白的相互转化,需要相应酶的催化,C正确;根据细胞内生物膜系统可知,运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体,D正确。
11.研究人员发现果蝇体内PER 蛋白与TIM蛋白浓度呈周期性变化,且与昼夜节律同步。白天PER蛋白与TIM蛋白都会被降解,晚上这两种蛋白结合产生复合物,进入细胞核调节PER基因表达,变化过程如图所示。①②③为基因表达过程。下列叙述正确的是( )
A.①过程中DNA聚合酶在模板链上不断移动
B.②过程中利用细胞核内核糖体识别mRNA的起始密码子
C.每天傍晚PER基因转录产生的mRNA数量达到最多
D.TIM基因缺失将导致PER蛋白在白天不断积累
解析:选C ①为转录过程,在该过程中RNA聚合酶在模板链上不断移动,A错误;②过程中利用细胞质中的核糖体识别mRNA的起始密码子,B错误;白天PER蛋白与TIM蛋白都会被降解,每天傍晚这两种蛋白结合产生的复合物浓度最低,对PER基因转录的阻遏作用最弱,PER基因转录产生的mRNA数量达到最多,C正确;TIM基因缺失将导致TIM蛋白不能合成,PER蛋白在白天会被降解,不会在白天不断积累,D错误。
12.我国科学家发现在体外实验条件下某两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体,这种多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。编码这两种蛋白质的基因,在家鸽的视网膜中共同表达。下列有关叙述错误的是( )
A.家鸽识别外界磁场属于生态系统的物理信息传递方式
B.若编码上述蛋白的基因突变可能会影响家鸽的飞行行为
C.两种蛋白质的合成过程需要三类RNA共同参与
D.编码上述两种蛋白质的基因是控制相对性状的等位基因
解析:选D 通过物理过程传递的是物理信息,家鸽识别外界磁场属于生态系统的物理信息传递方式,A正确;若编码题述蛋白的基因突变,可能导致表达的蛋白质结构发生变化,形成含铁的杆状多聚体结构发生变化,从而导致其识别外界磁场功能异常,影响家鸽的飞行行为,B正确;蛋白质的合成过程需要mRNA(作为翻译的模板)、rRNA(组成核糖体的成分之一)和tRNA(转运氨基酸)三类RNA共同参与,C正确;等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上控制同一性状不同形态的基因,编码题述两种蛋白质的基因并不是控制着相对性状,因此不属于等位基因,D错误。
13.有研究表明,亨廷顿舞蹈症属于常染色体显性遗传病,正常基因中碱基CAG为11~34个重复序列,致病基因则为40个以上。患者大脑中致病基因表达的Htt蛋白异常,会导致患者出现典型的舞蹈样不自主运动精神功能障碍甚至痴呆。下列有关分析错误的是( )
A.致病基因中CAG重复序列越高,染色体重复片段越多
B.该种变异减数分裂和有丝分裂过程中均可发生
C.进行遗传咨询可降低亨廷顿舞蹈症的发病率
D.该病表明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
解析:选A 亨廷顿舞蹈症的发病机理是基因中碱基的增添,属于基因突变,并不是致病基因中CAG重复序列越高,染色体重复片段越多,染色体片段重复属于染色体结构变异,A错误;基因突变具有随机性,在减数分裂前的间期和有丝分裂前的间期过程中均可发生,B正确;亨廷顿舞蹈症属于常染色体显性遗传病,进行遗传咨询可降低遗传病的发病率,C正确;致病基因表达的Htt蛋白异常导致患者行为异常,说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,D正确。
14.在某种昆虫雄性个体的细胞中,MSL复合蛋白可特异性导致X染色体上的蛋白质乙酰化,使X染色体结构变得更加松散,同时促使RNA聚合酶“富集”,引起雄性个体X染色体上基因的表达水平提高。根据上述信息能得出的结论是( )
A.MSL复合蛋白促进了常染色体上基因的表达
B.MSL复合蛋白降低了X染色体螺旋化的程度
C.RNA聚合酶“富集”表现为多个RNA聚合酶与核糖体结合
D.蛋白质乙酰化改变了基因的碱基序列
解析:选B 已知MSL复合蛋白可特异性导致X染色体上的蛋白质乙酰化,使X染色体结构变得更加松散,同时促使RNA聚合酶“富集”,因此MSL复合蛋白促进了X染色体上基因的表达,降低了X染色体螺旋化的程度,A错误,B正确;RNA聚合酶催化转录过程,其产物是RNA,核糖体是翻译的场所,因此RNA聚合酶与DNA结合,不是与核糖体结合,C错误;基因通常是具有遗传效应的DNA片段,蛋白质乙酰化不会改变基因的碱基序列,D错误。
15.内质网具有严格的质量控制系统,只有正确折叠的蛋白质才会经囊泡运往高尔基体。未完成折叠或错误折叠的蛋白质会在内质网中积累,当超过内质网质量控制能力的限度时,会造成内质网的损伤,从而引起UPR(未折叠蛋白质应答反应),UPR能够在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤。下列描述不属于UPR的是( )
A.增加折叠酶的数量,促进蛋白质完成折叠
B.降低内质网膜的流动性,减少囊泡的形成
C.激活相关的蛋白质降解系统,水解错误折叠的蛋白质
D.影响细胞中相关核酸的功能,减少分泌蛋白的合成
解析:选B 增加折叠酶的数量,促进蛋白质完成折叠会使未完成折叠的蛋白质减少,不会在内质网中积累,在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤,属于UPR;由题干信息可知,正确折叠的蛋白质才会经囊泡运往高尔基体,减少囊泡的形成会使正确折叠的蛋白质在内质网中积累,增加内质网的负担,不属于UPR;激活相关的蛋白质降解系统,水解错误折叠的蛋白质,在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤,属于UPR;影响细胞中相关核酸的功能,蛋白质的合成也随之减少,减轻、缓解了内质网的负担,属于UPR。
二、不定项选择题
16.将人抗体基因插入噬菌体DNA,然后让该噬菌体感染大肠杆菌,表达的抗体可能和病毒蛋白以融合蛋白的形式,附着在噬菌体表面,也可能通过大肠杆菌分泌出去。下列叙述错误的是( )
A.可从人的胰岛B细胞中获取总RNA,通过逆转录PCR技术扩增出抗体基因
B.为防止抗体被降解,在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞
C.在把抗体基因导入受体细胞过程中,必须用Ca2+处理大肠杆菌
D.通过该方法生产的抗体具有灵敏度高、特异性强的特点
解析:选AC 产生抗体的基因在胰岛B细胞不表达,无法提取到相应的RNA,A错误;对于大肠杆菌来说,目的基因表达的抗体属于外来蛋白质,会被蛋白酶分解,因此应选择蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞,B正确;由题意可知,以噬菌体DNA为载体,插入目的基因形成重组噬菌体,利用噬菌体的特性感染大肠杆菌,将目的基因运进受体细胞中,不需要用Ca2+处理大肠杆菌,C错误;利用该方法生产的抗体种类单一、纯度高,因而具有灵敏度高、特异性强的特点,D正确。
17.细胞内的囊泡能够附着在细胞骨架上定向转移,科学家筛选出一些突变型酵母菌,这些酵母菌在25 ℃时分泌功能正常,但在35 ℃条件下培养时,本应分泌到细胞外的蛋白质会异常堆积在细胞内某处。科学家将这些突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对,发现至少有25个基因与囊泡的定向运输有关。如图为正常酵母菌和突变型酵母菌在35 ℃条件下培养时蛋白质分泌途径示意图。下列叙述正确的是( )
A.酵母菌细胞骨架是由纤维素构成的与物质运输等生命活动有关的结构
B.推测正常酵母细胞中来自内质网的分泌小泡能定向与高尔基体的膜相融合
C.分泌突变体A、B的差异,是温度升高与囊泡运输有关的基因发生缺失所致
D.利用同位素标记氨基酸可观察35 ℃条件下培养的正常酵母菌蛋白质的分泌过程
解析:选BD 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的结构,A错误;结合图示可知,正常酵母细胞中来自内质网的分泌小泡与高尔基体的特定部位结合,能定向与高尔基体的膜相融合,B正确;突变型酵母菌至少有25个基因与囊泡的定向运输有关,这些酵母菌在25 ℃时分泌功能正常,因此分泌突变体A、B的差异,可能是温度升高,与囊泡运输有关的基因的表达有关,C错误;氨基酸是蛋白质合成的原料,利用同位素标记氨基酸可观察35 ℃条件下培养的正常酵母菌蛋白质的分泌过程,D正确。
18.主要组织相容性复合体(MHC)是决定免疫系统识别自己、排除非己的一组糖蛋白分子,不同人的MHC不同。MHC有多种,其中MHCⅠ几乎分布于全部细胞表面。如图表示病毒侵入人体后发生的部分免疫过程。下列有关叙述正确的( )
A.寄主细胞能特异性识别病毒
B.细胞毒性T细胞靠抗原—MHCⅠ复合体识别靶细胞
C.合成MHC的基本单位是多糖和蛋白质
D.细胞毒性T细胞通过释放穿孔素裂解靶细胞
解析:选BD 寄主细胞上含有MHC,能识别自己、排除非己,但不能特异性识别病毒,A错误;细胞毒性T细胞靠抗原—MHCⅠ复合体识别靶细胞,B正确;MHC是糖蛋白分子,因此合成MHC的基本单位是葡萄糖和氨基酸,C错误;细胞毒性T细胞释放穿孔素,穿孔素作用于靶细胞,使靶细胞裂解死亡,该过程属于细胞免疫,D正确。
19.人体通过神经—体液—免疫调节系统维持稳态,当人体受到高温侵袭或其他生存威胁时,细胞会迅速大量合成一类蛋白质——热休克蛋白:当细胞发生癌变时,会产生正常细胞所不具有的蛋白质,它可引发免疫反应,在此过程中热休克蛋白参与了识别作用。有关免疫过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.图中所示的甲细胞是吞噬细胞,乙细胞是细胞毒性T细胞
B.a表示T细胞的增殖分化,机体通过细胞免疫清除癌细胞
C.癌细胞产生的能引发免疫反应的蛋白质是抗原,热休克蛋白是抗体
D.研制抗癌疫苗时可提取纯化图中所示的热休克蛋白—抗原复合体
解析:选ABD 图中所示的甲细胞是吞噬细胞,乙细胞是细胞毒性T细胞,A正确;a表示T细胞的增殖分化过程,机体通过细胞免疫清除癌细胞,B正确;癌细胞产生的能引发免疫反应的蛋白质属于抗原,热休克蛋白只参与了识别抗原的作用,不属于抗体,C错误;研制抗癌疫苗时可提取纯化图中所示的热休克蛋白—抗原复合体,D正确。
20.丙型肝炎是由丙型肝炎病毒感染导致的一种肝病,是一种传染病,患者会出现肝水肿和转氨酶升高等表现。临床治疗需要注意水、电解质的平衡,以维持内环境的稳态,同时还需关注转氨酶、血氧饱和度等生化指标的变化。下列叙述正确的是( )
A.血氧饱和度正常,能够避免体内细胞进行过量的无氧呼吸产生酒精危害健康
B.正常人转氨酶的参考值是0~40 U/L,说明人体内环境稳态是在一定范围内保持相对稳定状态
C.病毒寄生肝细胞中后,会利用肝细胞的原料在自己的核糖体上合成相关蛋白质
D.肝脏是蛋白质代谢的主要场所,出现病变,机体会因为蛋白质合成量不足而出现组织水肿
解析:选BD 人体细胞无氧呼吸产生乳酸,不能产生酒精,A错误;内环境稳态不是固定不变的,而是一种动态平衡,正常人转氨酶的参考值是0~40 U/L,说明人体内环境稳态是在一定范围内保持相对稳定状态,B正确;病毒是非细胞生物,没有核糖体,只能利用宿主细胞的核糖体来合成自身所需蛋白质,C错误;肝脏是蛋白质代谢的主要场所,出现病变,机体会因为蛋白质合成量不足,使得血浆蛋白含量减少,导致血浆渗透压降低,组织液渗透压相对升高,组织液回流减弱,组织间隙液体增加,进而出现组织水肿,D正确。
三、非选择题
21.神经细胞的活动有两个重要的指标:第一个是细胞膜电位的变化,第二个是细胞内钙离子浓度变化。科研人员希望通过光来检测和控制神经细胞的活动。
(1)膜电位变化是神经细胞活动最基本的信号,当膜电位变化时,细胞膜上镶嵌的许多蛋白质分子都会改变形状,这类随膜电位改变形状的蛋白分子叫电压敏感蛋白。科研人员将电压敏感蛋白A的基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接,构建融合基因。将融合基因用以构建基因表达载体。通过________法导入小鼠受精卵细胞中,培养可得转基因小鼠。转入融合基因的小鼠神经细胞受到刺激时发生兴奋,此时膜电位发生的变化是______________________
________________________。膜电位的变化会引起蛋白A的形状改变,从而引起GFP的__________改变,发光特性也随之改变(如图),从而可以观察到膜电位变化。
(2)膜电位为静息电位时,神经细胞膜上的Ca2+通道处于关闭状态,当兴奋沿轴突传递到末梢的__________时,细胞膜上的Ca2+通道打开,Ca2+进入细胞与钙调蛋白结合,使钙调蛋白结构发生改变,进而引起__________向突触前膜的定向移动,释放__________。
(3)若希望通过绿色荧光来观察神经细胞内Ca2+含量的变化,可通过构建______________________________的融合基因,转入小鼠的________细胞,观察并比较小鼠神经细胞兴奋前后细胞内荧光强度的变化。
解析:(1)常用显微注射法将目的基因导入小鼠受精卵细胞中。神经细胞受到刺激发生兴奋时,膜电位由外正内负变为外负内正。据图可知,膜电位变化引起蛋白A的形状改变,进而引起GFP的空间结构改变,导致其发光特性也随之改变,从而可以观察到膜电位变化。(2)当兴奋沿轴突传递到轴突末端的突触小体时,细胞膜上的Ca2+通道打开,Ca2+进入细胞与钙调蛋白结合,使钙调蛋白结构发生改变,进而引起突触小泡向突触前膜的定向移动,与突触前膜融合后通过胞吐的方式释放神经递质。(3)若想通过绿色荧光来观察神经细胞内Ca2+含量的变化,可构建钙调蛋白基因与荧光蛋白基因的融合基因,通过显微注射法转入小鼠受精卵细胞,并使其表达,观察并比较小鼠神经细胞兴奋前后细胞内荧光强度的变化。
答案:(1)显微注射 由外正内负变为外负内正 空间结构 (2)突触小体 突触小泡 神经递质 (3)钙调蛋白基因与荧光蛋白基因 受精卵
22.MMP-9是一种明胶酶,能促进肿瘤细胞的浸润、转移。科研人员通过人工合成与MMP-9基因互补的双链RNA,利用脂质体转入低分化胃腺癌细胞中,干扰细胞中MMP-9基因的表达,从而达到一定的疗效,部分图示如下。请据图回答下列问题:
(1)过程①需要的酶是__________,需要的原料是______________。
(2)过程②表示转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质,该过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(3)根据图示推测沉默复合体中的蛋白质具有的作用可能是_______________________。
(4)过程③表示__________________________,从而干扰了基因表达的__________过程,最终使得细胞中MMP-9的含量减少。
(5)上述技术具有广泛的应用前景,如用于乙型肝炎的治疗时,可以先分析乙肝病毒基因中的________,据此通过人工合成__________,注入被乙肝病毒感染的细胞,可抑制乙肝病毒的繁殖。
解析:(1)过程①是转录过程,该过程需要RNA聚合酶的催化;转录的产物是RNA,原料是核糖核苷酸。(2)过程②表示转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质,核孔是一种选择透过性结构,该过程需要消耗能量。(3)据图可知,沉默复合体中的人造双链RNA会变为单链RNA,故推测沉默复合体中的蛋白质具有的作用可能是使人造双链RNA解旋。(4)据图可知,过程③表示单链RNA与mRNA互补配对;因mRNA是翻译的模板,故两者互补配对后会干扰基因表达的翻译过程。(5)用于乙型肝炎的治疗时,可以先分析乙肝病毒基因中的碱基序列,据此可以通过人工合成双链RNA,注入被乙肝病毒感染的细胞,抑制乙肝病毒增殖。
答案:(1)RNA聚合酶 核糖核苷酸 (2)需要 (3)使人造双链RNA解旋 (4)单链RNA与mRNA互补配对 翻译 (5)碱基序列 双链RNA