高考生物二轮复习限时集训：1　细胞的分子组成与结构、物质运输（含解析）

高考生物二轮复习限时集训
1　细胞的分子组成与结构、物质运输
[时间:30min]
1.[2023·湖北十堰三模] 夏秋季的气温高,使得很多水域的蓝细菌、绿藻大量暴发。下列相关叙述正确的是 (　)
A.蓝细菌和绿藻细胞中DNA的存在形式不同
B.绿藻和蓝细菌有氧呼吸的主要场所都是线粒体
C.蓝细菌的遗传物质主要是DNA
D.蓝细菌等大量暴发与水体中无机盐含量无关
2.[2022·重庆卷] 在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是 (　)
样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564
葡萄糖含量 (mg/mL) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀
B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关,与斐林试剂的用量无关
C.若样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量大于0.4 mg/mL
D.在一定范围内葡萄糖含量越高,反应液去除沉淀后蓝色越浅
3.[2023·湖北襄阳模拟] 肌红蛋白(Mb)是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质,含有C、H、O、N、Fe五种元素,由一条肽链和一个血红素辅基构成。Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面,而非极性的侧链基团则被埋在分子内部。下列说法正确的是 (　)
A.Mb表面极性侧链基团能够与水分子结合而使Mb溶于水
B.Fe作为大量元素,参与构成血红素辅基
C.Mb复杂结构的形成只与不同部位氨基酸之间形成的氢键和二硫键有关
D.空腹采血若发现血浆中Mb明显增高,则表明肌肉细胞内供氧充足
4.[2023·广东广州模拟] 细胞中的生物大分子可以相互作用,特异性地聚集在一起发挥特定的功能,有利于细胞高效、有序地完成各项生命活动。下列关于生物大分子的叙述错误的是(　)
A.蛋白质纤维组成的网架结构与细胞运动密切相关
B.磷脂分子聚集成生物膜的基本支架,使膜发挥特定的功能
C.核酸和蛋白质组成的复合物可参与细胞中遗传信息的传递和表达
D.蛋白质聚集成的中心体可参与高等动物细胞的有丝分裂
5.[2023·山东潍坊二模] 脂滴(LD)是最新发现的一种新型细胞器,主要储存脂肪等脂质。哺乳动物的LD还具有蛋白质介导的抗菌能力:在响应侵入机体的LPS时,多种宿主防御蛋白会在LD上组装成复杂的簇,以应对细菌的侵袭。LPS是细菌的脂多糖,它能抑制LD内脂质在线粒体内的降解,同时增加LD与细菌的接触。下列说法正确的是 (　)
A.LD可能是由磷脂双分子层包裹而成的细胞器
B.LPS含有C、H、O元素,其合成部位是内质网
C.LD可作为组织中使用防御蛋白杀死细胞内病原体的细胞器
D.LPS是由哺乳动物细胞产生的信号分子,可抑制LD内脂质的代谢
6.内质网应激是指一些外源性因素导致内质网中蛋白质折叠中断,可导致内质网腔内未折叠或错误折叠的蛋白质积累。适度的内质网应激是细胞自我保护的重要机制之一。下列叙述错误的是 (　)
A.内质网应激发生在真核细胞内
B.粗面内质网由核糖体和内质网构成
C.胰岛B细胞的内质网应激会造成胰岛素分泌量增加
D.过度的内质网应激,导致内质网功能紊乱,可能会启动细胞凋亡
7.[2023·河北石家庄模拟] 动植物细胞普遍存在线粒体的分裂和融合现象。线条状线粒体可分裂为颗粒状线粒体,颗粒状线粒体可融合形成线条状线粒体。线粒体基因FZO编码的蛋白质GTPase位于线粒体外膜上,若该基因发生突变,突变细胞内观察不到线条状线粒体。下列说法错误的是 (　)
A.线粒体的分裂和融合过程体现了生物膜的结构特点
B.蛋白质GTPase可能与线粒体的融合有关
C.蛋白质GTPase是在线粒体内核糖体上合成的
D.若某雄性动物的基因FZO发生突变,则其子代细胞中不存在线条状线粒体
8.[2023·山东泰安二模] 在细胞增殖时细胞核发生消失与重建。重建时,膜小泡聚集在单个染色体周围,形成核膜小泡,最终融合形成新的细胞核,过程如图所示。下列说法错误的是 (　)
A.核膜小泡中的每条染色体上均含有两个DNA分子
B.核膜小泡形成完整细胞核与生物膜的流动性密切相关
C.核膜是双层膜,把核内物质与细胞质分开
D.重建后的细胞核中,染色质是行使遗传功能的结构
9.[2023·江西南昌二模] 如图为研究渗透作用的实验装置(葡萄糖分子可以通过半透膜,比葡萄糖大的分子不能通过),S1、S2为蔗糖溶液,图示为平衡状态,相关叙述正确的是 (　)
A.如果将S2溶液改成相同质量浓度的淀粉溶液,再平衡时△h更小
B.平衡时,如果向长颈漏斗内加入一定量且浓度与起始S1溶液物质的量浓度相同的淀粉酶溶液,再平衡时△h值不变
C.植物细胞存在原生质层,能发生类似于图示的渗透作用;但移除细胞内的液泡后,则不能发生渗透作用
D.将长颈漏斗内高于外界烧杯液面的溶液吸出,水分子进漏斗的速度慢慢变小
10.[2023·辽宁阜新二模] 研究发现,某生活在盐碱地的植物根细胞的细胞膜和液泡膜上转运Na+的转运蛋白含量丰富,无论土壤溶液中Na+浓度是高还是低,该植物都可以从土壤中吸收Na+。细胞质中Na+浓度过高会影响酶的活性。下列相关叙述不合理的是 (　)
A.Na+进入根细胞的过程中可能存在两种运输方式
B.细胞质中过多的Na+可能会影响酶的空间结构
C.转运蛋白转运Na+不涉及膜蛋白构象的变化
D.该植物可能通过将吸收的Na+积累到液泡中来适应盐碱环境
11.小肠的吸收是指食物消化后的产物、水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的过程。0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空小肠结扎成甲、乙、丙、丁4个互不相通、长度相等的肠袋(血液循环正常),并进行实验,实验步骤和结果如下表。
实验步骤 实验组别
甲 乙 丙 丁
向肠袋中注入等量的溶液,使其充盈 0.7% NaCl 10 mL 0.9% NaCl 10 mL 1.1% NaCl 10 mL 0.9%NaCl+微量Na+载体蛋白的抑制剂共10 mL
维持正常体温半小时后,测肠袋内NaCl溶液的量 1 mL 3 mL 5 mL 9.9 mL
下列说法错误的是 (　)
A.实验开始时,水在肠腔和血液之间的总体移动方向是甲组从肠腔进入血液,丙组从血液进入肠腔
B.实验结束时甲、乙、丙肠袋中溶液的量均减少,说明水可以通过主动运输的方式被吸收
C.比较乙和丁的实验结果,可推测小肠在吸收Na+时,需要Na+载体蛋白的参与
D.Na+通过什么方式被吸收还需要继续设计实验来验证
12.[2023·辽宁葫芦岛二模] Ca2+是植物细胞的第二信使,细胞质的Ca2+浓度变化对调节植物体生长发育以及适应环境具有重要作用。液泡膜等膜结构上存在Ca2+转运系统,回答下列问题:
(1)液泡膜属于生物膜,其基本支架是　　　　　。生物膜功能的复杂程度直接取决于　　　　　　。
(2)液泡是细胞内Ca2+的储存库,如图所示,液泡内的Ca2+浓度远高于细胞质基质,液泡膜上存在多种Ca2+的转运蛋白,其中　　　　　　　　　　　　(填转运蛋白名称)主要参与这种浓度差的维持。
(3)图中物质X为　　　　　　。研究发现当细胞呼吸作用受到抑制时,受刺激后的细胞质基质内Ca2+浓度大幅度增加后难以恢复正常水平,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在高盐胁迫下,当盐进入根周围的环境时,Na+以协助扩散的方式大量进入根部细胞,同时抑制了K+进入细胞,导致细胞中Na+、K+的比例异常,使细胞内酶代谢紊乱。根细胞会借助吸收的Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能,进而调节细胞中Na+、K+的比例。由此推测,细胞质基质中的Ca2+对Na+、K+转运蛋白的作用依次为　　　　、　　　　(填“激活”或“抑制”),使细胞代谢恢复正常。另一方面,吸收的离子被运入液泡内,增大细胞液的　　　　,促进根细胞吸水,从而降低细胞内盐浓度。
13.如图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程,乙图表示甲图局部(方框处)放大示意图,其中X、Y表示囊泡,①~⑤表示不同的细胞结构。请回答问题:
(1)已知囊泡Y内“货物”为水解酶,则结构⑤可能是　　　　。 若该细胞为浆细胞,则乙图中的细胞“货物”最可能是　　　　。
(2)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,据图推测其原因是　　　　　　　　,此过程体现了细胞膜具有　　　　　　　　的功能。
(3)Sedlin蛋白是一种转运复合体蛋白,研究表明其在甲图中从③到④的囊泡运输过程中发挥着重要作用。
①已知由53个氨基酸组成的Sedlin蛋白(无二硫键)彻底水解后,总相对分子质量可增加810,据此推测Sedlin蛋白是由　　　　条肽链组成。
②为验证上述题干中Sedlin蛋白的作用机制,现用以下材料设计实验,请完善实验思路并对结果进行讨论。
实验材料:正常小鼠浆细胞、生理盐水、含Sedlin蛋白抑制剂的溶液、放射性标记的氨基酸、放射性检测仪、细胞培养液等。
实验思路:将正常小鼠的浆细胞随机均分为两组,置于含放射性标记的氨基酸的细胞培养液中,编号为a、b;a组细胞注射适量生理盐水,b组细胞注射　　　　;一段时间后,用放射性检测仪对　　　　(填甲图中的数字序号)处进行放射性检测。
预期结果: 　 。
限时集训(一)
1.A　[解析] 蓝细菌是原核生物,没有染色体,DNA分子是裸露的;绿藻是真核生物,含有染色体,DNA主要是以染色体为载体存在的,A正确。绿藻有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,第二、三阶段发生在线粒体,所以绿藻有氧呼吸的主要场所是线粒体,蓝细菌无线粒体,B错误。蓝细菌的遗传物质是DNA,C错误。蓝细菌等大量暴发与水体中无机盐含量有关,当N、P等含量过多时,蓝细菌等大量繁殖,污染水体,D错误。
2.D　[解析] 斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,和还原糖反应会产生砖红色沉淀,A错误;吸光值与溶液的浓度有关,故与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量均有关,B错误;由表格内容可知,葡萄糖含量越高,吸光值越小,若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量小于0.4 mg/mL,由表格推测葡萄糖含量在0.3~0.4 mg/mL,C错误;在一定范围内葡萄糖含量越高,生成的砖红色沉淀(氧化亚铜)越多,反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少,则蓝色越浅,D正确。
3.A　[解析] Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面,则Mb表面极性侧链基团能够与水分子结合而使Mb溶于水,A正确;Fe作为微量元素,参与构成血红素辅基,B错误;Mb复杂结构的形成与不同部位氨基酸之间形成的氢键和二硫键有关 ,也与氨基酸的种类、数量和排列顺序有关,C错误;肌红蛋白(Mb)是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质,空腹采血若发现血浆中Mb明显增高,则表明肌肉细胞发生了破裂,D错误。
4.B　[解析] 蛋白质纤维组成的网架结构是细胞骨架,细胞骨架维持着细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化和信息传递等生命活动密切相关,A正确。磷脂分子虽然可以聚集成生物膜的基本支架,但是其不属于生物大分子,B错误。遗传信息的传递及表达包括DNA或RNA的复制、基因的转录和翻译等过程,细胞内DNA的复制及转录需要酶的催化,故该过程中存在DNA与DNA聚合酶(化学本质为蛋白质)构成的复合物、DNA与RNA聚合酶(化学本质为蛋白质)构成的复合物;翻译过程中,肽链的合成场所是核糖体,核糖体主要由蛋白质和RNA组成,故核酸和蛋白质组成的复合物可参与细胞中遗传信息的传递和表达,C正确。中心体是由微管蛋白组成的细胞器,其可参与高等动物细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,D正确。
5.C　[解析] 脂滴(LD)主要储存脂肪等脂质,脂质不溶于水,则脂滴可能是由单层磷脂分子包裹而成的细胞器,磷脂分子尾部朝内有利于储存脂肪,A错误;LPS是细菌的脂多糖,而细菌没有内质网,所以LPS不在内质网上合成,B错误;多种宿主防御蛋白会在LD上组装成复杂的簇,以应对细菌的侵袭,LD可与细菌接触,杀死病原体,C正确;LPS是细菌的脂多糖,不是哺乳动物细胞产生的信号分子,D错误。
6.C　[解析] 内质网存在于真核细胞中,原核细胞中不存在,故内质网应激发生在真核细胞内,A正确;粗面内质网上附着有核糖体,即粗面内质网由核糖体和内质网构成,B正确;内质网应激是指一些外源性因素导致内质网中蛋白质折叠中断,可导致内质网腔内未折叠或错误折叠的蛋白质积累,可见,胰岛B细胞的内质网应激不会造成胰岛素分泌量增加,反而会使胰岛素分泌量减少,C错误;适度的内质网应激是细胞自我保护的重要机制之一,据此推测,过度的内质网应激,导致内质网功能紊乱,可能会启动细胞凋亡,D正确。
7.D　[解析] 线粒体的分裂和融合过程体现了生物膜具有一定的流动性的特点,其属于结构特点,A正确;由题干可知,编码蛋白质GTPase的基因若发生突变,则该细胞中没有线条状线粒体,而线条状线粒体是由颗粒状线粒体融合形成的,可推测蛋白质GTPase与线粒体的融合有关,B正确;蛋白质GTPase由线粒体基因编码,其合成发生在线粒体内的核糖体上,C正确;雄性动物的线粒体基因发生突变,一般不能遗传给后代,子代细胞中的线粒体基因主要由母本提供,因此若母本基因FZO正常则其子代的细胞中通常存在线条状线粒体,D错误。
8.A　[解析] 核膜重建时,膜小泡聚集在单个染色体周围,形成核膜小泡,最终融合形成新的细胞核,处于分裂末期,此时每条染色体上均含有1个DNA分子,A错误;核膜小泡形成完整细胞核体现了生物膜的流动性,B正确;核膜是双层膜,起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开,控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流,C正确;染色质主要由DNA和蛋白质组成,细胞核中的染色质是行使遗传功能的结构,D正确。
9.D　[解析] 相同质量浓度下淀粉的物质的量浓度比蔗糖的小,所以水进入漏斗更多,Δh更大,A错误;平衡时,漏斗内溶液浓度低于起始浓度,加入淀粉酶时,虽不能使蔗糖分解,但漏斗内加上高于当前溶液浓度的淀粉酶溶液,使漏斗内溶液浓度升高,Δh增大,B错误;细胞膜有选择透过性,所以没有液泡也能进行渗透作用,C错误;将长颈漏斗内高于外界烧杯液面的溶液吸出,因为渗透作用漏斗内液面会继续上升,但是漏斗内和烧杯中溶液的浓度差逐渐减小,因此水分子进漏斗的速度慢慢变小,D正确。
10.C　[解析] 无论土壤溶液中Na+浓度是高还是低,该植物都可以从土壤中吸收Na+,说明Na+进入根细胞的过程中可能存在两种运输方式,A正确;细胞质中Na+浓度过高会影响酶的活性,则细胞质中过多的Na+可能会影响酶的空间结构,B正确;转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中,其空间构象会发生改变,所以载体蛋白转运Na+涉及膜蛋白构象的变化,C错误;生活在盐碱地的植物根细胞的细胞膜和液泡膜上转运Na+的转运蛋白含量丰富,则该植物可能通过将Na+积累在液泡中来适应盐碱环境,D正确。
11.B　[解析] 0.9%的NaCl溶液是兔体液的等渗溶液,甲组肠腔渗透压小于血液,实验开始时水在肠腔和血液之间的总体移动方向是从肠腔进入血液,丙组肠腔渗透压大于血液,实验开始时水总体表现为从血液进入肠腔,A正确;水分子进出细胞的方式为自由扩散或协助扩散,B错误;由乙和丁的实验结果可知,丁组Na+载体蛋白被抑制后,肠袋内NaCl溶液的量较乙组更多,可推测小肠在吸收Na+时,需要Na+载体蛋白的参与,C正确;由该实验只能知道小肠在吸收Na+时,需要Na+载体蛋白的参与,可能是主动运输也可能是协助扩散,故Na+通过什么方式被吸收还需要继续设计实验来验证,D正确。
12.(1)磷脂双分子层　生物膜上蛋白质的种类和数量
(2)Ca2+泵和Ca2+/H+反向运输载体
(3)ADP+Pi　Ca2+进入液泡的方式是主动运输,当细胞呼吸作用受到抑制时,导致能量供应减少,Ca2+进入液泡的过程受抑制,使细胞质基质内Ca2+浓度大幅度增加后难以恢复正常水平
(4)抑制　激活　渗透压
[解析] (1)磷脂双分子层是生物膜的基本支架。生物膜功能的复杂程度与膜上蛋白质的种类和数量有关,生物膜功能越复杂,其上蛋白质种类和数量越多。(2)根据图中信息可知,Ca2+泵和Ca2+/H+反向运输载体的运输活动,使得液泡中的Ca2+浓度远高于细胞质基质中。(3)根据题图可知,图中的X表示的是ATP水解后的物质,是ADP和Pi,故Ca2+泵将Ca2+跨膜运输到液泡内的方式是主动运输。当细胞呼吸作用受到抑制时,导致能量供应减少,Ca2+进入液泡的过程受抑制,使细胞质基质内Ca2+浓度大幅度增加后难以恢复正常水平。(4)根据题意,由于Na+大量进入细胞,K+进入细胞受抑制,导致细胞中Na+、K+的比例异常,细胞中钙离子调节钠离子和钾离子转运蛋白功能,进而调节细胞中钠离子和钾离子的比例,说明细胞质基质中的Ca2+抑制Na+运输,促进K+运输,即抑制钠离子转运蛋白,激活钾离子转运蛋白。同时,一部分离子被运入液泡内,导致细胞液的渗透压升高,促进根细胞吸水,从而降低细胞内盐的浓度。
13.(1)溶酶体　抗体
(2)囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)识别并结合　控制物质进出细胞
(3)8　等量含Sedlin蛋白抑制剂的溶液　③④　a组细胞中③的放射性低于b组细胞中③的放射性,且a组细胞中④的放射性高于b组细胞中④的放射性
[解析] (1)溶酶体中含有多种水解酶,是细胞的“消化车间”,囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤可能是溶酶体。抗体是由浆细胞分泌的一种分泌蛋白,若该细胞为浆细胞,则乙图中的细胞“货物”最可能是抗体。(2)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,据图推测其原因是囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)识别并结合,此过程体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。(3)①由53个氨基酸组成的Sedlin蛋白彻底水解,总相对分子质量增加810,说明共消耗810/18=45(个)水分子,则该蛋白质由8条肽链组成。②为验证Sedlin蛋白的作用机制,实验的自变量是Sedlin蛋白的有无,实验设计应遵循对照原则与单一变量原则,a组为对照组,注射适量生理盐水,b组为实验组,注射等量的含Sedlin蛋白抑制剂的溶液。检测指标为细胞中的放射性,因此应该用放射性检测仪对细胞中③(内质网)和④(高尔基体)的放射性进行检测。预期结果:若a组细胞中③(内质网)的放射性低于b组细胞中③(内质网)的放射性,且a组细胞中④(高尔基体)的放射性高于b组细胞中④(高尔基体)的放射性,则可证明Sedlin 蛋白在从③(内质网)到④(高尔基体)的囊泡运输过程中发挥着重要作用。