2024年高考生物学二轮复习2:细胞的结构和功能
一、选择题
1.(2024·甘肃模拟)哺乳动物胃粘膜上的某种细胞可以分泌胃蛋白酶原,该酶原可在胃的酸性环境中被切除一段多肽后转化为胃蛋白酶,发挥消化作用。下列叙述错误的是( )
A.细胞分泌无活性的胃蛋白酶原可以避免细胞自身被消化
B.胃蛋白酶原的合成起始于附着在内质网上的核糖体
C.高尔基体对来自内质网的分泌蛋白进行修饰和加工
D.高尔基体形成的囊泡具有单层膜,通过与细胞膜融合完成分泌
【答案】B
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、胃蛋白酶原是胃蛋白酶的无活性的前体,这一酶原在遇到胃酸中的盐酸后被激活转化为胃蛋白酶,酶原可以贮存在其合成部位,待细胞需要时再被激活,这种在没有食物消化时保持酶原形式的机制,避免了过量的胃蛋白酶对胃壁自身进行消化,是一种保护机制。A不符合题意
B、胃蛋白酶原是胃蛋白酶的无活性的前体,其化学本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,胃蛋白酶原的合成起始于游离的核糖体,B符合题意;
C、胃蛋白酶属于分泌蛋白,在核糖体中合成后需要经内质网和高尔基体的加工才具有生物学活性,C不符合题意;
D、胃蛋白酶属于分泌蛋白,在形成过程中先由内质网加工后形成囊泡到达高尔基体并与之融合,高尔基体再加工后形成囊泡到达细胞膜并与之融合,囊泡具有单层膜结构,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】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:最初是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由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
2.(2020·天津)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图,相关叙述正确的是( )
A.上图所示过程可发生在有丝分裂中期
B.细胞的遗传信息主要储存于rDNA中
C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D.核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
【答案】D
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、有丝分裂中核膜、核仁已经在前期解体,该过程不可能发生在有丝分裂中期,A错误;
B、rDNA上的信息主要与核糖体合成有关,不是细胞的遗传信息的主要储存载体,B错误;
C、从图中看出核仁是合成rRNA的场所,而核糖体蛋白的合成场所在核糖体,C错误;
D、从图中看出,细胞核装配好核糖体亚基后从核孔中运出,D正确。
故答案为:D。
【分析】图中显示出了核糖体的合成过程,位于核仁中的rDNA经过转录形成了rRNA前体物质,核糖体蛋白从核孔进入细胞核后,和rRNA前体结合,一部分生成了核糖体小亚基,另一部分和核仁外DNA转录形成的5S rRNA结合生成核糖体大亚基,都从核孔进入细胞质。
3.(2021·山东)高尔基体膜上的 RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗 ATP
C.高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高
D.RS 功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】 A、蛋白质分为胞内蛋白和分泌蛋白,由题意可知题中所述蛋白为胞内蛋白,故消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;
B、囊泡运输属于胞吐,胞吞和胞吐需要消耗能量,B正确;
C、分析题意可知,pH升高RS受体和RS结合能力减弱,高尔基体中RS受体区域pH应较低,C错误;
D、RS功能缺失该类蛋白则将被错误地转运到高尔基体,故高尔基体内该类蛋白含量增加,D正确。
故答案为:C。
【分析】 蛋白质根据合成之后发挥作用的场所分为两类,一类合成之后在细胞内起作用,叫胞内蛋白;一类合成之后要运输到细胞外起作用,叫分泌蛋白。这两类细胞都是在细胞内的核糖体上合成。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,整个过程还需要线粒体提供能量。
4.(2023高三上·遂宁模拟)下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( )。
A.动物细胞和植物细胞边界分别是细胞膜和细胞壁
B.破坏真核细胞的细胞骨架会影响细胞的分裂分化
C.科学家用同位素标记法证明了细胞膜具有流动性
D.核仁与核糖体的形成以及所有RNA的合成都有关
【答案】B
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞膜的功能;细胞骨架;细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞膜是动物细胞和植物细胞的边界,A错误;
B、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,破坏真核细胞的细胞骨架会影响细胞的分裂分化,B正确;
C、科学家用荧光标记法证明了细胞膜具有一定的流动性,C错误;
D、核仁与核糖体的形成以及某些RNA(rRNA)的合成有关,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、细胞膜的功能:(1)将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质的进出。(3)进行细胞间的信息交流。
2、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构,细胞骨架由蛋白质纤维组成。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
3、细胞核的结构: (1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。 (2)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 (3)染色质:主要组成成分是DNA和蛋白质,功能是其中的DNA是遗传信息的载体。 (4)核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
5.(2023高三上·吉林模拟) 经过五年的研究攻关,我国科学家成功克隆出世界首例体细胞克隆猴。体细胞克隆猴的成功,将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期,助力“健康中国2030”目标实现。下列说法错误的是( )。
A.克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
B.克隆猴的唾液腺细胞中的核仁较口腔上皮细胞的大
C.克隆猴体细胞核上的核孔能允许DNA和蛋白质等分子进出
D.克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型
【答案】C
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,A正确;
B、核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,克隆猴的唾液腺细胞分泌较口腔上皮细胞旺盛,故核仁较大,B正确;
C、核孔具有选择透过性,克隆猴体细胞核上的核孔不允许DNA进出,C错误;
D、克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、细胞核的结构: (1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。 (2)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 (3)染色质:主要组成成分是DNA和蛋白质,功能是其中的DNA是遗传信息的载体。 (4)核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
2、细胞核的功能:是遗传物质储存和复制的主要场所,是遗传信息库 ,是细胞代谢和遗传的控制中心。
6.(2023高三上·吉林模拟)“结构与功能相适应”是生物学基本的观点之一,下列叙述支持这个观点的是( )
A.大肠杆菌无线粒体,只能进行无氧呼吸
B.胰腺腺泡细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更慢
C.细胞骨架由蛋白质纤维组成,与细胞器的锚定无关
D.核酸的核苷酸在数量和排列顺序上千差万别,承担起携带遗传信息的功能
【答案】D
【知识点】核酸的结构和功能的综合;细胞器之间的协调配合;细胞骨架
【解析】【解答】A、大肠杆菌属于原核生物,无线粒体,但含有与有氧呼吸相关的酶,可以进行有氧呼吸,A不符合题意;
B、胰腺腺泡细胞在合成和分泌胰蛋白酶等消化酶的过程中,会出现囊泡与高尔基体膜融合以及高尔基体出芽形成囊泡,所以高尔基体膜更新速度比心肌细胞更快,B不符合题意;
C、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构,维持着细胞的形态、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、信息传递等生命活动密切相关,C不符合题意;
D、核酸的多样性体现在核苷酸的数量和排列顺序上千差万别,所以适合携带遗传信息,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。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。
7.(2023高三上·吉林模拟)历经五年攻关,我国科学家成功克隆出世界首例体细胞克隆猴。体细胞克隆猴的诞生,将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期。下列说法错误的是( )
A.克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
B.克隆猴的唾液腺细胞中的核仁比口腔上皮细胞的大
C.克隆猴体细胞核上的核孔能允许DNA和蛋白质等分子进出
D.克隆猴的诞生将为治疗阿尔茨海默病、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型
【答案】C
【知识点】细胞核的功能
【解析】【解答】A、克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,A不符合题意;
B、克隆猴的唾液腺细胞分泌较口腔上皮细胞旺盛,核仁较大,B不符合题意;
C、克隆猴体细胞核上的核孔不允许DNA进出,C符合题意;
D、克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】细胞核包括核膜(双层膜,将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(主要由DNA和蛋白质组成)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)
8.(2023高三上·广东月考)线粒体是半自主性细胞器,形态结构可以发生各种变化。科学家研究发现,在缺氧条件下,线粒体会变成环状,继续研究发现,在血清饥饿胁迫下,线粒体可以变成膨胀和环状两种状态,膨胀线粒体会通过自噬体-溶酶体途径降解。下列叙述正确的是( )
A.图示自噬体最终会被自身的水解酶降解
B.自噬体-溶酶体的形成不利于细胞的生存
C.线粒体自噬能为细胞提供生存所需的物质和能量
D.环状线粒体和膨胀线粒体在适宜条件下都可恢复常态
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、细胞中衰老的细胞器或者一些折叠错误的蛋白质被一种双层膜结构包裹,形成自噬小泡,接着自噬小泡的外膜与溶酶体膜融合,释放包裹的物质到溶酶体中,使包裹物在一系列水解酶的作用下降解,A错误;
BC、在不利条件下,细胞中发生的线粒体自噬能为细胞提供生存所需的物质和能量,自噬体-溶酶体的形成有利于细胞度过不利条件,B错误、C正确;
D、从图中可以看出,膨胀线粒体会通过自噬体-溶酶体途径降解,不可恢复常态,D错误。
故答案为:C。
【分析】溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的化学本质是蛋白质),能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。溶酶体属于生物膜系统,由高尔基体出芽形成。
9.(2023高三上·中山模拟)内质网的结构是隔离于细胞质基质的三维管道系统,在内质网中加工的蛋白质可以分为运出蛋白和驻留蛋白,KDEL序列是位于蛋白质C端的四肽序列,凡是含此序列的蛋白质都会被滞留在内质网中、下列说法错误的是( )
A.图中的运出蛋白在核糖体上合成,经内质网的初步加工后出芽形成COPⅡ小泡运往高尔基体进行加工、分类及包装
B.KDEL受体蛋白与内质网驻留蛋白结合后可能参与其他分泌蛋白的折叠、组装、加工
C.若驻留蛋白被错误的分泌并运输到高尔基体上,无须识别也可被COPI小泡重新回收回内质网中
D.图中所涉及到的膜性结构的相互转化可以说明生物膜的组成成分和结构具有相似性
【答案】C
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、蛋白质都是在核糖体上合成的,由图中可以看出,运出蛋白 经内质网的初步加工后出芽形成COPⅡ小泡运往高尔基体进行加工、分类及包装 ,A不符合题意;
B、 内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后,留在内质网中的蛋白质,KDEL序列是位于蛋白质C端的四肽序列,凡是含此序列的蛋白质都会被滞留在内质网中,推断内质网驻留蛋白与KDEL受体蛋白结合可能参与其他分泌蛋白的折叠、组装、加工, B不符合题意;
C、 内质网驻留蛋白与高尔基体膜上的KDEL受体蛋白结合,形成COPI具膜小泡转运至内质网并释放到内质网腔, C符合题意;
D、 图中所涉及到的膜性结构的相互转化可以说明生物膜的组成成分和结构具有相似性, D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分析题图, 在内质网中加工的蛋白质可以分为运出蛋白和驻留蛋白,运出蛋白在核糖体合成后,经内质网初步加工后,出芽形成COPⅡ具膜小泡,转运至高尔基体进行进一步加工和分拣。若驻留蛋白进入到高尔基体,内质网驻留蛋白与高尔基体膜上的KDEL受体蛋白结合形成COPI具膜小泡转运至内质网并释放到内质网腔,使内质网驻留蛋白被选择性回收。
10.(2023·浙江模拟)内质网应激是指蛋白质分泌增加或内质网蛋白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β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,内质网功能素乱,可能会启动细胞凋亡
【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、真核细胞中有内质网,而原核生物中没有内质网,因此内质网应激发生在真核细胞内,A不符合题意;
B、粗面内质网是大量核糖体附着在内质网上形成的,B不符合题意;
C、由题意可知,内质网应激是指蛋白质分泌增加或内质网蛋白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,胰岛素属于分泌蛋白,因此胰岛β细胞的内质网应激会造成胰岛素分泌量减少,C符合题意;
D、过度的内质网应激会使蛋白质在内质网腔大量积累,最终导致内质网功能紊乱,并且也会影响细胞的正常代谢,可能会启动细胞凋亡,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】
内质网分为光面内质网和粗面内质网,光面内质网无核糖体的附着,参与糖类代谢、脂质的合成与分泌等,粗面内质网上有大量核糖体的附着,参与了分泌蛋白等的合成、加工和运输。
11.(2023·浙江模拟)研究人员利用显微镜观察细胞核并进行显微摄影,得到的照片如下图所示。下列说法错误的是( )
A.图中①与细胞质中的膜性管道系统连接
B.图中②数量的多少能体现细胞代谢的强度
C.①、②共同完成了细胞核和细胞质的物质交换
D.实验室中使用光学显微镜可观察到相似图像
【答案】D
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、图中①是指两层核膜,核外膜与细胞质中的内质网相连,连接膜性管道系统,A正确;
B、图中②核孔,细胞代谢越旺盛,核孔与细胞质进行越频繁的物质交换,核孔数量越多;因此核孔的数量多少,能体现细胞代谢的强度,B正确;
C、核膜与核孔共同控制了细胞核和细胞质之间的物质交换,C正确;
D、光学显微镜下无法看见核膜,因此图中的结构需要电子显微镜才能看到,光学显微镜的分辨率不够高,D错误。
故答案为:D。
【分析】由图可知,图示为细胞核膜的结构,属于亚显微结构,即是在电子显微镜下观察到的。①是核膜,为双层膜,将细胞核内的物质与细胞质隔开,控制小分子物质进出细胞核。②是核孔,由核孔复合蛋白构成,是大分子物质进出细胞核的通道;细胞的代谢越旺盛,核孔的数量越多。
12.(2023·佛山模拟)马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白。目前普遍认为细胞质流动是由马达蛋白介导的“货物”定向运输引起的。下图为马达蛋白运输叶绿体的示意图。下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架参与细胞内物质或结构的运输
B.观察细胞质的流动可用叶绿体的运动作为参照
C.该细胞中马达蛋白介导叶绿体朝不同的方向运输
D.马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
【答案】C
【知识点】细胞骨架;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,A正确;
B、观察细胞质的流动时,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志,B正确;
C、细胞质流动是由马达蛋白介导的“货物”定向运输引起的,因此马达蛋白介导叶绿体定向运输,C错误;
D、 马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域 ,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构,细胞骨架由蛋白质纤维组成。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
2、观察细胞质的流动:活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
二、多项选择题
13.(2021·大连模拟)图示为一类特殊的蛋白质复合物 SNARE(可溶性 N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制,图中 GTP 的生理功能及产生均与 ATP类似。下列有关叙述正确的是( )
A.上图所示的过程中体现了生物膜具有信息交流的功能
B.SNARE 可存在于唾液腺细胞、胰岛 B 细胞和浆细胞内
C.囊泡膜可来自内质网、高尔基体、溶酶体和细胞膜等细胞器膜
D.在囊泡运输“货物”并与靶膜融合的过程中,“货物”穿过了 4 层生物膜
【答案】A,B
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、上图所示的过程涉及到膜融合,体现了生物膜的结构特点-流动性,A正确;
B、唾液腺细胞可以分泌唾液淀粉酶,胰岛 B 细胞可以分泌胰岛素,浆细胞可以分泌抗体,因此SNARE可存在于这些细胞内的囊泡上,囊泡与细胞膜融合,进而将相应的物质分泌出去,B正确;
C、细胞膜不属于细胞器膜,C错误;
D、在囊泡运输“货物”并与靶膜融合的过程中,“货物”穿过了 0层生物膜,D错误。
故答案为:AB。
【分析】 分析题图:图示是囊泡膜与靶膜融合过程示意图,囊泡上有特殊的V-SNARE蛋白,它与靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。
14.科学家设计了仅1 nm宽的分子转子,该转子由紫外光驱动,能以每秒200万~300万的转速进行旋转,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。下图为分子转子钻孔过程的示意图,下列有关说法正确的是( )
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】B,D
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】将治疗试剂运送到细胞中只需要经过细胞膜一层生物膜,两层磷脂分子层,A项错误;正常情况下,治疗试剂不能进入细胞,而钻孔破坏细胞膜后治疗试剂进入细胞,说明细胞膜具有选择透过性,B项正确;磷脂分子和蛋白质分子都有流动性,C项错误;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上的糖蛋白,D项正确。
【分析】 生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成了膜的基本骨架,这个骨架具有流动性;蛋白质分子有的镶在磷脂双分子分子层表面,有的部分或者全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。在细胞膜的外表,有一层蛋白质和糖类结合成的糖蛋白,叫做糖被,具有识别、润滑等作用。
15.(2022高三上·张掖模拟)研究发现,细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外,这种囊泡称为细胞外囊泡(EV),如图所示。EV能够与靶细胞发生融合,将其中的蛋白质、mRNA等生物大分子释放到靶细胞内。下列有关EV的叙述正确的是( )
A.EV的内部环境相对稳定
B.EV膜上的脂质可掺入至靶细胞膜的脂质中
C.细胞间可通过EV进行信息交流
D.分泌蛋白属于一种EV
【答案】A,B,C
【知识点】细胞膜的功能;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】A、EV具有膜结构,生物膜可维持膜内部环境相对稳定,A正确;
B、EV能够与靶细胞发生融合,故EV膜上的脂质可掺入至靶细胞膜的脂质中,B正确;
C、细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外,EV能够与靶细胞发生融合,将其中的蛋白质、mRNA等生物大分子释放到靶细胞内细胞间,可知细胞间可通过EV进行信息交流,C正确;
D、细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外,这种囊泡称为细胞外囊泡(EV),分泌蛋白不是,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、物质跨膜运输方式的比较:
名 称 运输方向 载体 能量 实 例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 CO2、O2、甘油、苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖等
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+、Na+等
此外,大分子物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。
2、分泌蛋白的合成和分泌过程,分泌蛋白先在内质网上的核糖体上以氨基酸为原料形成多肽链,然后进入内质网进行加工,内质网以出芽形式形成囊泡将蛋白质运输到高尔基体,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包装,由囊泡发送到细胞膜,蛋白质由细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
16.(2022·唐山模拟)角蛋白酶是一种特异性降解角质蛋白的分泌蛋白。该酶在60℃下高效降解角蛋白底物,在低温条件下催化活性极低。科研人品利用定点诱变方法使枯草芽孢杆菌的角蛋白酶(Ker-Z1)发生三个氨基酸改变,从而构建了Ker-Z1突变体(T210SN211S/T212G),以探究其是否能提高酶催化温度的灵活性,实验结果如下图所示。下列分析错误的是( )
A.Ker-Z1在核糖体中合成后需经内质网和高尔基体加工
B.Ker-Z1的功能与其氨基酸种类、数目、序列及其形成的空间结构有关
C.T210S/N211S/T212G的产生是基因发生了定向变异的结果
D.突变体T210SN211S/T212G提升了20~75℃间的催化活性
【答案】A,D
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、枯草芽孢杆菌是细菌,没有内质网和高尔基体,A错误;
B、Ker-Z1是角蛋白酶,是蛋白质,其功能与其氨基酸种类、数目、序列及其形成的空间结构有关,B正确;
C、科研人品利用定点诱变方法使枯草芽孢杆菌的角蛋白酶(Ker-Z1)发生三个氨基酸改变,从而构建了Ker-Z1突变体(T210SN211S/T212G),因此T210S/N211S/T212G的产生是基因发生了定向变异的结果,C正确;
D、结合图示可知,突变体T210SN211S/T212G提升了20~80℃间的催化活性,D错误。
故答案为:AD。
【分析】1、原核生物:
原核生物
细胞壁 主要成分是肽聚糖
细胞膜 都含有磷脂和蛋白质
细胞器 只有核糖体
细胞核 无核膜、核仁
DNA的存在形式 拟核:大型环状(裸露存在) 质粒:小型环状(裸露存在)
分裂方式 二分裂
变异类型 基因突变
2、蛋白质结构多样性的原因:氨基酸种类多样性不同、氨基酸数目多样性不同、氨基酸的排列顺序不同、肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
三、非选择题
17.(2023高三上·吉林模拟)下图是真核细胞的生物膜系统概念图,图中j→k→l→k→c体现了分泌蛋白的运输途径。请据图回答:
(1)真核细胞与原核细胞最主要的区别在于有无以 (填字母)为界限的细胞核。各种生物膜主要的组成成分是 。
(2)图中g代表 ,g的外膜中蛋白质的含量 (填“少于”、“多于”或“等于”)内膜。在d参与构成的细胞器中扩大膜面积的方式是 。
(3)分泌蛋白合成过程中k为 ,若产生的蛋白质异常折叠,会引起细胞自噬现象,这依赖 结构完成。
(4)分泌蛋白的合成过程如图所示,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成(如图所示)。据图分析肽链进入内质网腔的条件是: 。
【答案】(1)a;脂质、蛋白质
(2)线粒体膜;少于;囊状结构堆叠成基粒
(3)囊泡;溶酶体
(4)信号序列与DP识别结合
【知识点】细胞膜的成分;原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)真核生物与原核生物的主要区别是有无以a核膜为界限的细胞核。生物膜的主要成分是脂质分子和蛋白质。
故填:a;脂质、蛋白质
(2)g线粒体,其外膜中蛋白质的含量少于内膜,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,含较多的呼吸酶。d叶绿体,其中囊状结构堆叠呈基粒可以增加膜面积。
故填:线粒体膜;少于;囊状结构堆叠成基粒
(3)分泌蛋白合成过程中k为囊泡, 若产生的蛋白质异常折叠,会引起细胞自噬现象,这依赖溶酶体结构完成。
故填:囊泡;溶酶体
(4)结合图中信息可知,信号序列能被SRP识别,引导核糖体附着至内质网上,进行蛋白质的加工,肽链能精准进入内质网的条件是:肽链需含有信号序列、信号序列与DP识别并结合。
故填:信号序列与DP识别结合
【分析】1、生物膜系统包括细胞膜、液泡膜和细胞器膜。
2、分泌蛋白的合成过程大致是:游离的核糖体中合成一段多肽链,这段肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上,边继续合成多肽链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,经内质网囊泡运输至高尔基体进行进一步的修饰加工,最后由胞吐分泌到细胞外。
18.(2023·重庆市模拟)研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,使膜发出荧光后,再用高强度激光照射细胞膜的某区域,发现该区域瞬间被“漂白”(荧光消失)。一段时间后,该漂白区域荧光会逐渐恢复。图1为该区域荧光强度随时间的变化而得到的荧光漂白恢复曲线。图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示在分泌蛋白分泌过程中依次经过的某些具膜结构,它们的膜面积在分泌蛋白的加工与运输过程中会发生一定的变化波动,但三者的膜面积总和维持相对稳定。请回答下列问题:
(1)细胞膜以 为基本支架,实验时通常对膜上的 分子进行荧光标记。
(2)由图1可得出的实验结论是 。
(3)研究发现,如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有 作用。
(4)图2的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表 。参照“变化前”膜面积的直方图,在图2虚框内绘制出“变化后”Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ膜面积的直方图。
【答案】(1)磷脂双分子层;膜蛋白
(2)膜蛋白可以运动,细胞膜具有一定的流动性
(3)限制
(4)内质网、高尔基体、细胞膜;
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能
【解析】【解答】(1)细胞膜以磷脂双分子层为基本支架,实验时通常对膜上的膜蛋白分子进行荧光标记,通过观测荧光的变化可知蛋白质分子的运动。
(2)因为激光消失荧光的区域随后又出现荧光,说明被荧光标记的蛋白质可以运动,细胞膜具有一定的流动性。
(3)去除细胞膜中的胆固醇,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明膜中蛋白质的运动受到胆固醇的限制。
(4)分泌蛋白合成与分泌过程中依次经过的结构为核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜,图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示在分泌蛋白分泌过程中依次经过的某些具膜结构,则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示内质网、高尔基体、细胞膜。在此过程中,蛋白质在内质网进行加工后,通过囊泡运输到高尔基体进一步加工,完成加工后通过囊泡运往细胞膜,并通过胞吐分泌到胞外,所以内质网面积减少,高尔基体面积基本不变,细胞膜面积增大。
【分析】1、流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的;
(2)蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层.大多数蛋白质也是可以流动的;
(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白.除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
2、细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的,这体现细胞膜的流动性,是细胞膜的结构特性;而细胞膜具有不同种类和数量的载体蛋白,这才是细胞膜选择透过性的基础,是细胞膜的功能特性。
19.(2022高三上·张掖模拟)研究发现,细胞可以通过回收机制使细胞器的驻留蛋白质返回到正常驻留部位。驻留在内质网的可溶性蛋白(内质网驻留蛋白)的羧基端有一段特殊的氨基酸序列称为KDEL序列,如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列将他们回收到内质网。请据图回答:
(1)图示过程体现了生物膜的结构特点是 ,整个生命活动过程中所需要的ATP由 产生。
(2)据图分析,该过程能识别与结合KDEL信号序列的受体可存在于 ;KDEL信号序列和受体的亲和力受pH高低的影响, (填“高”或“低”)PH能促进KDEL序列与受体蛋白的结合。
(3)据图分析,附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有 。
(4)膜蛋白中的某些氨基酸能够被一定波长的光激发而发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究膜蛋白与胆固醇的结合位点是位于肽段1还是肽段2,设计实验检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图。据图分析可得到的结论是 。
【答案】(1)具有一定的流动性;细胞质基质和线粒体
(2)COPⅠ、COPⅡ和高尔基体的顺面膜囊上;低
(3)内质网驻留(逃逸)蛋白、膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白
(4)膜蛋白与胆固醇的结合位点位于肽段1中
【知识点】细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】(1)图示过程蛋白质形成囊泡运输过程,体现了细胞膜的流动性,整个过程需要消耗能量,由细胞有氧呼吸提供,第一阶段细胞质中进行并产生少量能量,二三阶段在线粒体基质和内膜中进行,产生能量;
(2)据图分析,结合KDEL信号序列受体蛋白在高尔基体顺面膜、copⅡ、copⅠ上均有,从图中看到,高pH的时候,KDEL序列在内质网中大量分散分布,低pH时,高尔基体中的KDEL和受体蛋白结合;
(3)附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白、内质网驻留蛋白;
(4)根据图分析,肽段1在350nm波长光下激发出荧光,加入胆固醇后,荧光强度迅速降低,说明肽段1和胆固醇结合,而肽段2加入胆固醇后荧光强度基本没发生变化,说明没有和胆固醇结合。
【分析】1、分泌蛋白的合成和分泌过程,分泌蛋白先在内质网上的核糖体上以氨基酸为原料形成多肽链,然后进入内质网进行加工,内质网以出芽形式形成囊泡将蛋白质运输到高尔基体,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包装,由囊泡发送到细胞膜,蛋白质由细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
2、据图分析可知,图1为核糖体上的蛋白质在内质网加工后形成囊泡运输到高尔基体加工后的分类转运,该过程利用了生物膜的流动性。
20.(2021·攀枝花模拟)囊性纤维病是北美白种人中常见的一种遗传病。研究表明,囊性纤维病人主要是因CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,使CFTR转运氯离子的功能异常,患者常常在幼年时期肺部感染细菌死亡。下图表示CFTR蛋白合成过程,请据图回答:
(1)细菌细胞与人体细胞相比,在结构上最主要的区别是 。
(2)物质④的合成过程中,每个核糖体上只有 个tRNA结合位点,最终合成的多条④的结构 (填“相同”或“不同”);一个物质②上结合多个核糖体的意义是 。
(3)物质②一般为单链,而且比DNA短,能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中,这一事实体现了核孔具有 的功能。
【答案】(1)无以核模为界的细胞核
(2)两(或“2”);相同;短时间内能合成较多的肽链(短时间内合成大量的蛋白质)
(3)物质交换和信息交流
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;其它细胞器及分离方法;细胞核的功能
【解析】【解答】(1)细菌是原核生物,细菌细胞与人体细胞相比,在结构上最主要的区别是无以核模为界的细胞核。
(2)结构④为肽链,其通过翻译过程合成,翻译时每个核糖体上只有两个tRNA结合位点,通过tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子相互识别,每次只有一个氨基酸转移到肽链上,由于模板相同,因此最终合成的结构④相同。一个物质②上结合多个核糖体的意义是短时间内能合成较多的肽链。
(3)物质②为mRNA,其适于作为DNA的信使,能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中,体现了核孔具有物质交换和信息交流的功能。
【分析】1、真核细胞和原核细胞本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。
2、翻译时,核糖体与tRNA有两个结合位点,进行两个氨基酸脱水缩合。但是一条mRNA可以同时和多个核糖体进行结合,提升翻译效率。
3、核孔具有控制物质进出细胞核的功能、传递信息的功能。
21.(2020·天水模拟)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)囊泡膜的主要成分是 。细胞代谢的控制中心是 。
(2)甲图中囊泡X由 经“出芽”形成,到达 并与之融合成为其一部分。囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤是 。
(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,据图推测其原因是 ,此过程体现了细胞膜具有 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;细胞核
(2)内质网;高尔基体;溶酶体
(3)囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)结合;控制物质进出细胞(或信息传递或信息交流)
(4)参与囊泡与高尔基体的融合
【知识点】细胞膜的成分;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)囊泡膜的主要成分和其他生物膜一样是脂质和蛋白质,甲图中的①细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。(2)甲图中囊泡X由③内质网经“出芽”形成,到达④高尔基体并与之融合成为高尔基体膜的一部分,囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤是溶酶体。(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,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)结合(或识别),此过程说明了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能(或信息传递或信息交流)。(4)当S基因突变后,内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,说明S基因编码的蛋白质的功能是参与囊泡与高尔基体的融合
【分析】分析题图:甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程,其中①是细胞核,②是细胞质,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,表示囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外的机制。
1 / 12024年高考生物学二轮复习2:细胞的结构和功能
一、选择题
1.(2024·甘肃模拟)哺乳动物胃粘膜上的某种细胞可以分泌胃蛋白酶原,该酶原可在胃的酸性环境中被切除一段多肽后转化为胃蛋白酶,发挥消化作用。下列叙述错误的是( )
A.细胞分泌无活性的胃蛋白酶原可以避免细胞自身被消化
B.胃蛋白酶原的合成起始于附着在内质网上的核糖体
C.高尔基体对来自内质网的分泌蛋白进行修饰和加工
D.高尔基体形成的囊泡具有单层膜,通过与细胞膜融合完成分泌
2.(2020·天津)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图,相关叙述正确的是( )
A.上图所示过程可发生在有丝分裂中期
B.细胞的遗传信息主要储存于rDNA中
C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D.核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
3.(2021·山东)高尔基体膜上的 RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗 ATP
C.高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高
D.RS 功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
4.(2023高三上·遂宁模拟)下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( )。
A.动物细胞和植物细胞边界分别是细胞膜和细胞壁
B.破坏真核细胞的细胞骨架会影响细胞的分裂分化
C.科学家用同位素标记法证明了细胞膜具有流动性
D.核仁与核糖体的形成以及所有RNA的合成都有关
5.(2023高三上·吉林模拟) 经过五年的研究攻关,我国科学家成功克隆出世界首例体细胞克隆猴。体细胞克隆猴的成功,将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期,助力“健康中国2030”目标实现。下列说法错误的是( )。
A.克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
B.克隆猴的唾液腺细胞中的核仁较口腔上皮细胞的大
C.克隆猴体细胞核上的核孔能允许DNA和蛋白质等分子进出
D.克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型
6.(2023高三上·吉林模拟)“结构与功能相适应”是生物学基本的观点之一,下列叙述支持这个观点的是( )
A.大肠杆菌无线粒体,只能进行无氧呼吸
B.胰腺腺泡细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更慢
C.细胞骨架由蛋白质纤维组成,与细胞器的锚定无关
D.核酸的核苷酸在数量和排列顺序上千差万别,承担起携带遗传信息的功能
7.(2023高三上·吉林模拟)历经五年攻关,我国科学家成功克隆出世界首例体细胞克隆猴。体细胞克隆猴的诞生,将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期。下列说法错误的是( )
A.克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
B.克隆猴的唾液腺细胞中的核仁比口腔上皮细胞的大
C.克隆猴体细胞核上的核孔能允许DNA和蛋白质等分子进出
D.克隆猴的诞生将为治疗阿尔茨海默病、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型
8.(2023高三上·广东月考)线粒体是半自主性细胞器,形态结构可以发生各种变化。科学家研究发现,在缺氧条件下,线粒体会变成环状,继续研究发现,在血清饥饿胁迫下,线粒体可以变成膨胀和环状两种状态,膨胀线粒体会通过自噬体-溶酶体途径降解。下列叙述正确的是( )
A.图示自噬体最终会被自身的水解酶降解
B.自噬体-溶酶体的形成不利于细胞的生存
C.线粒体自噬能为细胞提供生存所需的物质和能量
D.环状线粒体和膨胀线粒体在适宜条件下都可恢复常态
9.(2023高三上·中山模拟)内质网的结构是隔离于细胞质基质的三维管道系统,在内质网中加工的蛋白质可以分为运出蛋白和驻留蛋白,KDEL序列是位于蛋白质C端的四肽序列,凡是含此序列的蛋白质都会被滞留在内质网中、下列说法错误的是( )
A.图中的运出蛋白在核糖体上合成,经内质网的初步加工后出芽形成COPⅡ小泡运往高尔基体进行加工、分类及包装
B.KDEL受体蛋白与内质网驻留蛋白结合后可能参与其他分泌蛋白的折叠、组装、加工
C.若驻留蛋白被错误的分泌并运输到高尔基体上,无须识别也可被COPI小泡重新回收回内质网中
D.图中所涉及到的膜性结构的相互转化可以说明生物膜的组成成分和结构具有相似性
10.(2023·浙江模拟)内质网应激是指蛋白质分泌增加或内质网蛋白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β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,内质网功能素乱,可能会启动细胞凋亡
11.(2023·浙江模拟)研究人员利用显微镜观察细胞核并进行显微摄影,得到的照片如下图所示。下列说法错误的是( )
A.图中①与细胞质中的膜性管道系统连接
B.图中②数量的多少能体现细胞代谢的强度
C.①、②共同完成了细胞核和细胞质的物质交换
D.实验室中使用光学显微镜可观察到相似图像
12.(2023·佛山模拟)马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白。目前普遍认为细胞质流动是由马达蛋白介导的“货物”定向运输引起的。下图为马达蛋白运输叶绿体的示意图。下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架参与细胞内物质或结构的运输
B.观察细胞质的流动可用叶绿体的运动作为参照
C.该细胞中马达蛋白介导叶绿体朝不同的方向运输
D.马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
二、多项选择题
13.(2021·大连模拟)图示为一类特殊的蛋白质复合物 SNARE(可溶性 N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制,图中 GTP 的生理功能及产生均与 ATP类似。下列有关叙述正确的是( )
A.上图所示的过程中体现了生物膜具有信息交流的功能
B.SNARE 可存在于唾液腺细胞、胰岛 B 细胞和浆细胞内
C.囊泡膜可来自内质网、高尔基体、溶酶体和细胞膜等细胞器膜
D.在囊泡运输“货物”并与靶膜融合的过程中,“货物”穿过了 4 层生物膜
14.科学家设计了仅1 nm宽的分子转子,该转子由紫外光驱动,能以每秒200万~300万的转速进行旋转,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。下图为分子转子钻孔过程的示意图,下列有关说法正确的是( )
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
15.(2022高三上·张掖模拟)研究发现,细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外,这种囊泡称为细胞外囊泡(EV),如图所示。EV能够与靶细胞发生融合,将其中的蛋白质、mRNA等生物大分子释放到靶细胞内。下列有关EV的叙述正确的是( )
A.EV的内部环境相对稳定
B.EV膜上的脂质可掺入至靶细胞膜的脂质中
C.细胞间可通过EV进行信息交流
D.分泌蛋白属于一种EV
16.(2022·唐山模拟)角蛋白酶是一种特异性降解角质蛋白的分泌蛋白。该酶在60℃下高效降解角蛋白底物,在低温条件下催化活性极低。科研人品利用定点诱变方法使枯草芽孢杆菌的角蛋白酶(Ker-Z1)发生三个氨基酸改变,从而构建了Ker-Z1突变体(T210SN211S/T212G),以探究其是否能提高酶催化温度的灵活性,实验结果如下图所示。下列分析错误的是( )
A.Ker-Z1在核糖体中合成后需经内质网和高尔基体加工
B.Ker-Z1的功能与其氨基酸种类、数目、序列及其形成的空间结构有关
C.T210S/N211S/T212G的产生是基因发生了定向变异的结果
D.突变体T210SN211S/T212G提升了20~75℃间的催化活性
三、非选择题
17.(2023高三上·吉林模拟)下图是真核细胞的生物膜系统概念图,图中j→k→l→k→c体现了分泌蛋白的运输途径。请据图回答:
(1)真核细胞与原核细胞最主要的区别在于有无以 (填字母)为界限的细胞核。各种生物膜主要的组成成分是 。
(2)图中g代表 ,g的外膜中蛋白质的含量 (填“少于”、“多于”或“等于”)内膜。在d参与构成的细胞器中扩大膜面积的方式是 。
(3)分泌蛋白合成过程中k为 ,若产生的蛋白质异常折叠,会引起细胞自噬现象,这依赖 结构完成。
(4)分泌蛋白的合成过程如图所示,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成(如图所示)。据图分析肽链进入内质网腔的条件是: 。
18.(2023·重庆市模拟)研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,使膜发出荧光后,再用高强度激光照射细胞膜的某区域,发现该区域瞬间被“漂白”(荧光消失)。一段时间后,该漂白区域荧光会逐渐恢复。图1为该区域荧光强度随时间的变化而得到的荧光漂白恢复曲线。图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示在分泌蛋白分泌过程中依次经过的某些具膜结构,它们的膜面积在分泌蛋白的加工与运输过程中会发生一定的变化波动,但三者的膜面积总和维持相对稳定。请回答下列问题:
(1)细胞膜以 为基本支架,实验时通常对膜上的 分子进行荧光标记。
(2)由图1可得出的实验结论是 。
(3)研究发现,如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有 作用。
(4)图2的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表 。参照“变化前”膜面积的直方图,在图2虚框内绘制出“变化后”Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ膜面积的直方图。
19.(2022高三上·张掖模拟)研究发现,细胞可以通过回收机制使细胞器的驻留蛋白质返回到正常驻留部位。驻留在内质网的可溶性蛋白(内质网驻留蛋白)的羧基端有一段特殊的氨基酸序列称为KDEL序列,如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列将他们回收到内质网。请据图回答:
(1)图示过程体现了生物膜的结构特点是 ,整个生命活动过程中所需要的ATP由 产生。
(2)据图分析,该过程能识别与结合KDEL信号序列的受体可存在于 ;KDEL信号序列和受体的亲和力受pH高低的影响, (填“高”或“低”)PH能促进KDEL序列与受体蛋白的结合。
(3)据图分析,附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有 。
(4)膜蛋白中的某些氨基酸能够被一定波长的光激发而发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究膜蛋白与胆固醇的结合位点是位于肽段1还是肽段2,设计实验检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图。据图分析可得到的结论是 。
20.(2021·攀枝花模拟)囊性纤维病是北美白种人中常见的一种遗传病。研究表明,囊性纤维病人主要是因CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,使CFTR转运氯离子的功能异常,患者常常在幼年时期肺部感染细菌死亡。下图表示CFTR蛋白合成过程,请据图回答:
(1)细菌细胞与人体细胞相比,在结构上最主要的区别是 。
(2)物质④的合成过程中,每个核糖体上只有 个tRNA结合位点,最终合成的多条④的结构 (填“相同”或“不同”);一个物质②上结合多个核糖体的意义是 。
(3)物质②一般为单链,而且比DNA短,能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中,这一事实体现了核孔具有 的功能。
21.(2020·天水模拟)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)囊泡膜的主要成分是 。细胞代谢的控制中心是 。
(2)甲图中囊泡X由 经“出芽”形成,到达 并与之融合成为其一部分。囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤是 。
(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,据图推测其原因是 ,此过程体现了细胞膜具有 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 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、胃蛋白酶原是胃蛋白酶的无活性的前体,这一酶原在遇到胃酸中的盐酸后被激活转化为胃蛋白酶,酶原可以贮存在其合成部位,待细胞需要时再被激活,这种在没有食物消化时保持酶原形式的机制,避免了过量的胃蛋白酶对胃壁自身进行消化,是一种保护机制。A不符合题意
B、胃蛋白酶原是胃蛋白酶的无活性的前体,其化学本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,胃蛋白酶原的合成起始于游离的核糖体,B符合题意;
C、胃蛋白酶属于分泌蛋白,在核糖体中合成后需要经内质网和高尔基体的加工才具有生物学活性,C不符合题意;
D、胃蛋白酶属于分泌蛋白,在形成过程中先由内质网加工后形成囊泡到达高尔基体并与之融合,高尔基体再加工后形成囊泡到达细胞膜并与之融合,囊泡具有单层膜结构,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】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:最初是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由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
2.【答案】D
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、有丝分裂中核膜、核仁已经在前期解体,该过程不可能发生在有丝分裂中期,A错误;
B、rDNA上的信息主要与核糖体合成有关,不是细胞的遗传信息的主要储存载体,B错误;
C、从图中看出核仁是合成rRNA的场所,而核糖体蛋白的合成场所在核糖体,C错误;
D、从图中看出,细胞核装配好核糖体亚基后从核孔中运出,D正确。
故答案为:D。
【分析】图中显示出了核糖体的合成过程,位于核仁中的rDNA经过转录形成了rRNA前体物质,核糖体蛋白从核孔进入细胞核后,和rRNA前体结合,一部分生成了核糖体小亚基,另一部分和核仁外DNA转录形成的5S rRNA结合生成核糖体大亚基,都从核孔进入细胞质。
3.【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】 A、蛋白质分为胞内蛋白和分泌蛋白,由题意可知题中所述蛋白为胞内蛋白,故消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;
B、囊泡运输属于胞吐,胞吞和胞吐需要消耗能量,B正确;
C、分析题意可知,pH升高RS受体和RS结合能力减弱,高尔基体中RS受体区域pH应较低,C错误;
D、RS功能缺失该类蛋白则将被错误地转运到高尔基体,故高尔基体内该类蛋白含量增加,D正确。
故答案为:C。
【分析】 蛋白质根据合成之后发挥作用的场所分为两类,一类合成之后在细胞内起作用,叫胞内蛋白;一类合成之后要运输到细胞外起作用,叫分泌蛋白。这两类细胞都是在细胞内的核糖体上合成。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,整个过程还需要线粒体提供能量。
4.【答案】B
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞膜的功能;细胞骨架;细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞膜是动物细胞和植物细胞的边界,A错误;
B、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,破坏真核细胞的细胞骨架会影响细胞的分裂分化,B正确;
C、科学家用荧光标记法证明了细胞膜具有一定的流动性,C错误;
D、核仁与核糖体的形成以及某些RNA(rRNA)的合成有关,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、细胞膜的功能:(1)将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质的进出。(3)进行细胞间的信息交流。
2、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构,细胞骨架由蛋白质纤维组成。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
3、细胞核的结构: (1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。 (2)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 (3)染色质:主要组成成分是DNA和蛋白质,功能是其中的DNA是遗传信息的载体。 (4)核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
5.【答案】C
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,A正确;
B、核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,克隆猴的唾液腺细胞分泌较口腔上皮细胞旺盛,故核仁较大,B正确;
C、核孔具有选择透过性,克隆猴体细胞核上的核孔不允许DNA进出,C错误;
D、克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、细胞核的结构: (1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。 (2)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 (3)染色质:主要组成成分是DNA和蛋白质,功能是其中的DNA是遗传信息的载体。 (4)核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
2、细胞核的功能:是遗传物质储存和复制的主要场所,是遗传信息库 ,是细胞代谢和遗传的控制中心。
6.【答案】D
【知识点】核酸的结构和功能的综合;细胞器之间的协调配合;细胞骨架
【解析】【解答】A、大肠杆菌属于原核生物,无线粒体,但含有与有氧呼吸相关的酶,可以进行有氧呼吸,A不符合题意;
B、胰腺腺泡细胞在合成和分泌胰蛋白酶等消化酶的过程中,会出现囊泡与高尔基体膜融合以及高尔基体出芽形成囊泡,所以高尔基体膜更新速度比心肌细胞更快,B不符合题意;
C、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构,维持着细胞的形态、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、信息传递等生命活动密切相关,C不符合题意;
D、核酸的多样性体现在核苷酸的数量和排列顺序上千差万别,所以适合携带遗传信息,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。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。
7.【答案】C
【知识点】细胞核的功能
【解析】【解答】A、克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,A不符合题意;
B、克隆猴的唾液腺细胞分泌较口腔上皮细胞旺盛,核仁较大,B不符合题意;
C、克隆猴体细胞核上的核孔不允许DNA进出,C符合题意;
D、克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】细胞核包括核膜(双层膜,将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(主要由DNA和蛋白质组成)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)
8.【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、细胞中衰老的细胞器或者一些折叠错误的蛋白质被一种双层膜结构包裹,形成自噬小泡,接着自噬小泡的外膜与溶酶体膜融合,释放包裹的物质到溶酶体中,使包裹物在一系列水解酶的作用下降解,A错误;
BC、在不利条件下,细胞中发生的线粒体自噬能为细胞提供生存所需的物质和能量,自噬体-溶酶体的形成有利于细胞度过不利条件,B错误、C正确;
D、从图中可以看出,膨胀线粒体会通过自噬体-溶酶体途径降解,不可恢复常态,D错误。
故答案为:C。
【分析】溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的化学本质是蛋白质),能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。溶酶体属于生物膜系统,由高尔基体出芽形成。
9.【答案】C
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、蛋白质都是在核糖体上合成的,由图中可以看出,运出蛋白 经内质网的初步加工后出芽形成COPⅡ小泡运往高尔基体进行加工、分类及包装 ,A不符合题意;
B、 内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后,留在内质网中的蛋白质,KDEL序列是位于蛋白质C端的四肽序列,凡是含此序列的蛋白质都会被滞留在内质网中,推断内质网驻留蛋白与KDEL受体蛋白结合可能参与其他分泌蛋白的折叠、组装、加工, B不符合题意;
C、 内质网驻留蛋白与高尔基体膜上的KDEL受体蛋白结合,形成COPI具膜小泡转运至内质网并释放到内质网腔, C符合题意;
D、 图中所涉及到的膜性结构的相互转化可以说明生物膜的组成成分和结构具有相似性, D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分析题图, 在内质网中加工的蛋白质可以分为运出蛋白和驻留蛋白,运出蛋白在核糖体合成后,经内质网初步加工后,出芽形成COPⅡ具膜小泡,转运至高尔基体进行进一步加工和分拣。若驻留蛋白进入到高尔基体,内质网驻留蛋白与高尔基体膜上的KDEL受体蛋白结合形成COPI具膜小泡转运至内质网并释放到内质网腔,使内质网驻留蛋白被选择性回收。
10.【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、真核细胞中有内质网,而原核生物中没有内质网,因此内质网应激发生在真核细胞内,A不符合题意;
B、粗面内质网是大量核糖体附着在内质网上形成的,B不符合题意;
C、由题意可知,内质网应激是指蛋白质分泌增加或内质网蛋白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,胰岛素属于分泌蛋白,因此胰岛β细胞的内质网应激会造成胰岛素分泌量减少,C符合题意;
D、过度的内质网应激会使蛋白质在内质网腔大量积累,最终导致内质网功能紊乱,并且也会影响细胞的正常代谢,可能会启动细胞凋亡,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】
内质网分为光面内质网和粗面内质网,光面内质网无核糖体的附着,参与糖类代谢、脂质的合成与分泌等,粗面内质网上有大量核糖体的附着,参与了分泌蛋白等的合成、加工和运输。
11.【答案】D
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、图中①是指两层核膜,核外膜与细胞质中的内质网相连,连接膜性管道系统,A正确;
B、图中②核孔,细胞代谢越旺盛,核孔与细胞质进行越频繁的物质交换,核孔数量越多;因此核孔的数量多少,能体现细胞代谢的强度,B正确;
C、核膜与核孔共同控制了细胞核和细胞质之间的物质交换,C正确;
D、光学显微镜下无法看见核膜,因此图中的结构需要电子显微镜才能看到,光学显微镜的分辨率不够高,D错误。
故答案为:D。
【分析】由图可知,图示为细胞核膜的结构,属于亚显微结构,即是在电子显微镜下观察到的。①是核膜,为双层膜,将细胞核内的物质与细胞质隔开,控制小分子物质进出细胞核。②是核孔,由核孔复合蛋白构成,是大分子物质进出细胞核的通道;细胞的代谢越旺盛,核孔的数量越多。
12.【答案】C
【知识点】细胞骨架;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,A正确;
B、观察细胞质的流动时,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志,B正确;
C、细胞质流动是由马达蛋白介导的“货物”定向运输引起的,因此马达蛋白介导叶绿体定向运输,C错误;
D、 马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域 ,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构,细胞骨架由蛋白质纤维组成。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
2、观察细胞质的流动:活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
13.【答案】A,B
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、上图所示的过程涉及到膜融合,体现了生物膜的结构特点-流动性,A正确;
B、唾液腺细胞可以分泌唾液淀粉酶,胰岛 B 细胞可以分泌胰岛素,浆细胞可以分泌抗体,因此SNARE可存在于这些细胞内的囊泡上,囊泡与细胞膜融合,进而将相应的物质分泌出去,B正确;
C、细胞膜不属于细胞器膜,C错误;
D、在囊泡运输“货物”并与靶膜融合的过程中,“货物”穿过了 0层生物膜,D错误。
故答案为:AB。
【分析】 分析题图:图示是囊泡膜与靶膜融合过程示意图,囊泡上有特殊的V-SNARE蛋白,它与靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。
14.【答案】B,D
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】将治疗试剂运送到细胞中只需要经过细胞膜一层生物膜,两层磷脂分子层,A项错误;正常情况下,治疗试剂不能进入细胞,而钻孔破坏细胞膜后治疗试剂进入细胞,说明细胞膜具有选择透过性,B项正确;磷脂分子和蛋白质分子都有流动性,C项错误;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上的糖蛋白,D项正确。
【分析】 生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成了膜的基本骨架,这个骨架具有流动性;蛋白质分子有的镶在磷脂双分子分子层表面,有的部分或者全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。在细胞膜的外表,有一层蛋白质和糖类结合成的糖蛋白,叫做糖被,具有识别、润滑等作用。
15.【答案】A,B,C
【知识点】细胞膜的功能;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】A、EV具有膜结构,生物膜可维持膜内部环境相对稳定,A正确;
B、EV能够与靶细胞发生融合,故EV膜上的脂质可掺入至靶细胞膜的脂质中,B正确;
C、细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外,EV能够与靶细胞发生融合,将其中的蛋白质、mRNA等生物大分子释放到靶细胞内细胞间,可知细胞间可通过EV进行信息交流,C正确;
D、细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外,这种囊泡称为细胞外囊泡(EV),分泌蛋白不是,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、物质跨膜运输方式的比较:
名 称 运输方向 载体 能量 实 例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 CO2、O2、甘油、苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖等
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+、Na+等
此外,大分子物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。
2、分泌蛋白的合成和分泌过程,分泌蛋白先在内质网上的核糖体上以氨基酸为原料形成多肽链,然后进入内质网进行加工,内质网以出芽形式形成囊泡将蛋白质运输到高尔基体,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包装,由囊泡发送到细胞膜,蛋白质由细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
16.【答案】A,D
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、枯草芽孢杆菌是细菌,没有内质网和高尔基体,A错误;
B、Ker-Z1是角蛋白酶,是蛋白质,其功能与其氨基酸种类、数目、序列及其形成的空间结构有关,B正确;
C、科研人品利用定点诱变方法使枯草芽孢杆菌的角蛋白酶(Ker-Z1)发生三个氨基酸改变,从而构建了Ker-Z1突变体(T210SN211S/T212G),因此T210S/N211S/T212G的产生是基因发生了定向变异的结果,C正确;
D、结合图示可知,突变体T210SN211S/T212G提升了20~80℃间的催化活性,D错误。
故答案为:AD。
【分析】1、原核生物:
原核生物
细胞壁 主要成分是肽聚糖
细胞膜 都含有磷脂和蛋白质
细胞器 只有核糖体
细胞核 无核膜、核仁
DNA的存在形式 拟核:大型环状(裸露存在) 质粒:小型环状(裸露存在)
分裂方式 二分裂
变异类型 基因突变
2、蛋白质结构多样性的原因:氨基酸种类多样性不同、氨基酸数目多样性不同、氨基酸的排列顺序不同、肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
17.【答案】(1)a;脂质、蛋白质
(2)线粒体膜;少于;囊状结构堆叠成基粒
(3)囊泡;溶酶体
(4)信号序列与DP识别结合
【知识点】细胞膜的成分;原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)真核生物与原核生物的主要区别是有无以a核膜为界限的细胞核。生物膜的主要成分是脂质分子和蛋白质。
故填:a;脂质、蛋白质
(2)g线粒体,其外膜中蛋白质的含量少于内膜,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,含较多的呼吸酶。d叶绿体,其中囊状结构堆叠呈基粒可以增加膜面积。
故填:线粒体膜;少于;囊状结构堆叠成基粒
(3)分泌蛋白合成过程中k为囊泡, 若产生的蛋白质异常折叠,会引起细胞自噬现象,这依赖溶酶体结构完成。
故填:囊泡;溶酶体
(4)结合图中信息可知,信号序列能被SRP识别,引导核糖体附着至内质网上,进行蛋白质的加工,肽链能精准进入内质网的条件是:肽链需含有信号序列、信号序列与DP识别并结合。
故填:信号序列与DP识别结合
【分析】1、生物膜系统包括细胞膜、液泡膜和细胞器膜。
2、分泌蛋白的合成过程大致是:游离的核糖体中合成一段多肽链,这段肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上,边继续合成多肽链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,经内质网囊泡运输至高尔基体进行进一步的修饰加工,最后由胞吐分泌到细胞外。
18.【答案】(1)磷脂双分子层;膜蛋白
(2)膜蛋白可以运动,细胞膜具有一定的流动性
(3)限制
(4)内质网、高尔基体、细胞膜;
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能
【解析】【解答】(1)细胞膜以磷脂双分子层为基本支架,实验时通常对膜上的膜蛋白分子进行荧光标记,通过观测荧光的变化可知蛋白质分子的运动。
(2)因为激光消失荧光的区域随后又出现荧光,说明被荧光标记的蛋白质可以运动,细胞膜具有一定的流动性。
(3)去除细胞膜中的胆固醇,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明膜中蛋白质的运动受到胆固醇的限制。
(4)分泌蛋白合成与分泌过程中依次经过的结构为核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜,图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示在分泌蛋白分泌过程中依次经过的某些具膜结构,则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示内质网、高尔基体、细胞膜。在此过程中,蛋白质在内质网进行加工后,通过囊泡运输到高尔基体进一步加工,完成加工后通过囊泡运往细胞膜,并通过胞吐分泌到胞外,所以内质网面积减少,高尔基体面积基本不变,细胞膜面积增大。
【分析】1、流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的;
(2)蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层.大多数蛋白质也是可以流动的;
(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白.除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
2、细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的,这体现细胞膜的流动性,是细胞膜的结构特性;而细胞膜具有不同种类和数量的载体蛋白,这才是细胞膜选择透过性的基础,是细胞膜的功能特性。
19.【答案】(1)具有一定的流动性;细胞质基质和线粒体
(2)COPⅠ、COPⅡ和高尔基体的顺面膜囊上;低
(3)内质网驻留(逃逸)蛋白、膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白
(4)膜蛋白与胆固醇的结合位点位于肽段1中
【知识点】细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】(1)图示过程蛋白质形成囊泡运输过程,体现了细胞膜的流动性,整个过程需要消耗能量,由细胞有氧呼吸提供,第一阶段细胞质中进行并产生少量能量,二三阶段在线粒体基质和内膜中进行,产生能量;
(2)据图分析,结合KDEL信号序列受体蛋白在高尔基体顺面膜、copⅡ、copⅠ上均有,从图中看到,高pH的时候,KDEL序列在内质网中大量分散分布,低pH时,高尔基体中的KDEL和受体蛋白结合;
(3)附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白、内质网驻留蛋白;
(4)根据图分析,肽段1在350nm波长光下激发出荧光,加入胆固醇后,荧光强度迅速降低,说明肽段1和胆固醇结合,而肽段2加入胆固醇后荧光强度基本没发生变化,说明没有和胆固醇结合。
【分析】1、分泌蛋白的合成和分泌过程,分泌蛋白先在内质网上的核糖体上以氨基酸为原料形成多肽链,然后进入内质网进行加工,内质网以出芽形式形成囊泡将蛋白质运输到高尔基体,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包装,由囊泡发送到细胞膜,蛋白质由细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
2、据图分析可知,图1为核糖体上的蛋白质在内质网加工后形成囊泡运输到高尔基体加工后的分类转运,该过程利用了生物膜的流动性。
20.【答案】(1)无以核模为界的细胞核
(2)两(或“2”);相同;短时间内能合成较多的肽链(短时间内合成大量的蛋白质)
(3)物质交换和信息交流
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;其它细胞器及分离方法;细胞核的功能
【解析】【解答】(1)细菌是原核生物,细菌细胞与人体细胞相比,在结构上最主要的区别是无以核模为界的细胞核。
(2)结构④为肽链,其通过翻译过程合成,翻译时每个核糖体上只有两个tRNA结合位点,通过tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子相互识别,每次只有一个氨基酸转移到肽链上,由于模板相同,因此最终合成的结构④相同。一个物质②上结合多个核糖体的意义是短时间内能合成较多的肽链。
(3)物质②为mRNA,其适于作为DNA的信使,能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中,体现了核孔具有物质交换和信息交流的功能。
【分析】1、真核细胞和原核细胞本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。
2、翻译时,核糖体与tRNA有两个结合位点,进行两个氨基酸脱水缩合。但是一条mRNA可以同时和多个核糖体进行结合,提升翻译效率。
3、核孔具有控制物质进出细胞核的功能、传递信息的功能。
21.【答案】(1)脂质和蛋白质;细胞核
(2)内质网;高尔基体;溶酶体
(3)囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)结合;控制物质进出细胞(或信息传递或信息交流)
(4)参与囊泡与高尔基体的融合
【知识点】细胞膜的成分;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)囊泡膜的主要成分和其他生物膜一样是脂质和蛋白质,甲图中的①细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。(2)甲图中囊泡X由③内质网经“出芽”形成,到达④高尔基体并与之融合成为高尔基体膜的一部分,囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤是溶酶体。(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,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)结合(或识别),此过程说明了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能(或信息传递或信息交流)。(4)当S基因突变后,内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,说明S基因编码的蛋白质的功能是参与囊泡与高尔基体的融合
【分析】分析题图:甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程,其中①是细胞核,②是细胞质,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,表示囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外的机制。
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