高考生物考前冲刺押题预测 细胞的基本结构
一.选择题(共15小题)
1.(2025 正定县校级二模)下列关于细胞结构与组成分子的叙述,正确的是( )
A.植物细胞壁的主要成分是磷脂和纤维素
B.组成染色体和核糖体的成分中都含有DNA
C.动物细胞中含量最多的生物大分子一般是蛋白质
D.细胞中所有无机盐均以离子形式存在
2.(2025 成都模拟)膜接触位点(MCSs)是细胞内不同膜结构之间形成的紧密接触区域,这些区域在细胞的多种生理过程中发挥着重要作用。某团队研发的靶向抗癌药物需借助MCSs实现精准递送。下列叙述正确的是( )
A.组成MCSs的磷脂和蛋白质分子都可以侧向自由移动
B.高尔基体通过MCSs将核糖体合成的多肽链运至内质网
C.细胞内各种细胞器之间在功能上的联系都直接依赖MCSs
D.靶向抗癌药物可通过生物膜系统的MCSs精准递送至细胞核
3.(2025 丰台区二模)研究表明,小鼠胰岛B细胞的线粒体结构与功能受损,会导致胰岛B细胞去分化。相关叙述错误的是( )
A.线粒体内膜受损影响有氧呼吸中[H]与O2结合生成水
B.线粒体功能减弱导致ATP合成减少,影响胰岛素合成
C.受损的线粒体可被溶酶体降解后再利用
D.胰岛B细胞去分化后,胰岛素基因表达量上升
4.(2025 丰台区二模)高中生物学教材经典实验中,未使用放射性同位素标记技术的是( )
A.探究胰腺腺泡细胞中分泌蛋白的合成和运输途径
B.探究光合作用暗反应阶段碳元素的转移过程
C.利用T2噬菌体侵染细菌证明DNA是遗传物质
D.利用密度梯度离心技术证明DNA的复制方式
5.(2025 潍坊二模)CPY是酵母菌液泡内一种参与蛋白质水解的酶。CPY需要在高尔基体中进行糖基化修饰后才具有活性,该过程能被衣霉素抑制。当温度达到35℃时,酵母菌突变株X的内质网无法产生囊泡。下列说法错误的是( )
A.CPY的合成起始于游离的核糖体
B.CPY从内质网转移到高尔基体需经信号分子与受体识别的过程
C.经衣霉素处理的酵母菌中,氨基酸的含量会偏高
D.置于35℃环境中培养的酵母菌突变株X,液泡中几乎不存在CPY
6.(2025 潍坊二模)为研究细胞对胞外蛋白的利用机理,研究人员在不同条件下培养了不同的胰腺癌细胞,结果如图,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用。下列推测错误的是( )
A.胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏
B.胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质
C.氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力升高
D.氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响
7.(2025 福州模拟)生物膜系统在真核细胞的生命活动中作用极为重要。下列叙述错误的是( )
A.线粒体内膜上分布着有氧呼吸酶,是产生NADH的主要场所
B.细胞膜上的糖被与细胞识别、细胞间的信息传递等功能相关
C.高尔基体形成包裹着分泌蛋白的囊泡,囊泡再与细胞膜融合
D.内质网膜与核膜的组成成分相似,在结构和功能上密切联系
8.(2025 马鞍山二模)脂质体是由磷脂双分子层构成的囊泡结构,在药物递送等领域有广泛应用。下列叙述正确的是( )
A.水溶性药物需包裹在两层磷脂分子之间
B.脂质体中药物进入靶细胞主要依赖于膜的选择透过性
C.在脂质体膜上连接特定抗体,可对特定细胞进行靶向识别
D.为提高脂溶性药物的运输效率,应在脂质体膜上嵌入载体蛋白
9.(2025 天津模拟)下列有关细胞器及细胞结构与功能的叙述,正确的是( )
A.乳酸菌含核糖体,有细胞膜,具有生物膜系统
B.光学显微镜下洋葱鳞片叶外表皮细胞中不能观察到叶绿体和染色体
C.线粒体内膜蛋白质的种类和含量比外膜少
D.溶酶体内的核糖体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器
10.(2025 新疆模拟)异常的蛋白质通常会被内质网包裹形成自噬小泡,再与溶酶体融合形成自噬溶酶体,利用自噬溶酶体中的水解酶将这些蛋白质降解,这个过程属于细胞自噬。细胞自噬过程有多种自噬相关的基因参与。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体中的水解酶在内质网和高尔基体中合成
B.细胞自噬和细胞凋亡都存在基因的选择性表达
C.形成自噬溶酶体的过程体现了生物膜的流动性
D.异常蛋白质降解形成的小分子可以被再次利用
11.(2025 河南模拟)绿脓杆菌产生的外毒素ā毒性强,注入动物后,可使动物细胞核糖体上的延长因子2失活,抑制动物细胞的蛋白质合成。下列叙述正确的是( )
A.绿脓杆菌的遗传物质彻底水解可形成8种产物
B.绿脓杆菌利用动物细胞的核糖体合成蛋白质
C.绿脓杆菌合成外毒素a时需消耗线粒体合成的ATP
D.绿脓杆菌的外毒素a侵入动物体后可能激发体液免疫
12.(2025 马鞍山二模)叶绿体膜上存在转运因子TOC复合体,是核基因编码的前体蛋白穿过叶绿体膜的重要“守门人”。大部分转入叶绿体的前体蛋白含有一段转运肽,叶绿体膜上TOC复合体与前体蛋白转运肽结合,引导前体蛋白跨过叶绿体膜进入基质中,随后转运肽被加工酶SPP剪切。下列相关叙述错误的是( )
A.叶绿体前体蛋白合成后需要内质网及高尔基体的加工
B.大部分叶绿体前体蛋白进入叶绿体之前不具备相应的生物活性
C.加工酶SPP对前体蛋白转运肽的剪切具有特异性
D.叶绿体的功能由细胞核及其自身的基因共同决定
13.(2025 沙坪坝区校级模拟)黄曲霉毒素是一种毒性极强的致癌物质,常存在于霉变的花生和玉米的种子中。研究发现,黄曲霉毒素能引起细胞中的大量核糖体不断从内质网上脱落下来,这一致病机理对人体内下列哪一物质的合成影响最小( )
A.溶菌酶 B.抗体 C.性激素 D.载体蛋白
14.(2025 南通模拟)细菌细胞膜内褶而成的囊状结构称为中体,如图所示。与细胞膜相比,中体膜上蛋白质含量较少,而脂质含量相当。中体膜上附着细菌的呼吸酶系,中体内分布有质粒和核糖体。相关叙述错误的是( )
A.中体膜的基本骨架是磷脂双分子层
B.中体内的质粒由DNA和蛋白质组成
C.细胞膜的功能比中体膜的功能更复杂
D.推测中体形成可能与线粒体的起源有关
15.(2025 安徽模拟)研究者将甲基胺草磷(APM,一种除草剂)引入紫露草雄蕊毛细胞,观察胞质颗粒随着细胞质的流动情况,发现颗粒运动渐慢直至最后停止,随后相邻细胞中的颗粒运动也停止;相关研究还显示APM由胞间通道——胞间连丝扩散进入了相邻细胞。下列叙述错误的是( )
A.高等植物细胞间可以通过胞间连丝进行细胞间的信息交流
B.观察胞质颗粒随着细胞质的流动情况时,可以以细胞壁作参照物
C.胞间连丝使相邻细胞的原生质体连通,植物细胞间的物质交换都是通过该结构完成的
D.推测甲基胺草磷可能是通过抑制细胞质的流动来杀死杂草
二.解答题(共5小题)
16.(2025 黄浦区二模)Ⅰ.脂肪酸是脂肪、磷脂和糖脂等的主要成分。剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况下人体对能量的需求较大,肝细胞、肌肉细胞等会增加对脂肪酸的摄取和氧化,尤其是长链脂肪酸。图1为细胞内脂肪酸运输及代谢示意图。
(1)据图1及所学知识可知,人体内参与脂质代谢的细胞器有 。(编号选填)
①高尔基体
②叶绿体
③线粒体
④中心体
⑤内质网
⑥溶酶体
(2)图1中CACT为脂酰肉碱转位酶,是一种镶嵌在线粒体内膜上的蛋白。下列对其表述正确的是 。
A、与CPT1、CPT2的元素组成相同
B、具有催化功能
C、与FATP的功能相似
D、其功能体现了膜的选择透过性
Ⅱ.极长链酰基辅酶A脱氢酶(VLCAD)缺乏症(VLCADD)是一种由于ACADVL基因突变引起的线粒体脂肪酸β氧化障碍性疾病。图2为VLCADD的临床诊断流程示意图。
据图2信息可知,VLCADD的遗传方式为 。(编号选填)
①常染色体显性遗传
②常染色体隐性遗传
③伴X染色体显性遗传
④伴X染色体隐性遗传
⑤伴Y染色体遗传
据题意,关于VLCADD患者相关指标的描述正确的是 。
A、血糖水平高
B、血液长链酰基肉碱水平高
C、细胞内乙酰辅酶A水平高
D、尿液中肌红蛋白水平高
Ⅲ.对患者甲(先证者)及其家庭的等位基因进行了基因测序,结果如图3。
(3)经基因测序,发现患者甲的第1349位碱基由G变为了A,导致VLCAD中相应氨基酸由精氨酸变为组氨酸(部分密码子及其编码的氨基酸见表)。则其第1366位碱基突变导致的氨基酸变化为 。先证者有一弟弟表型正常,则弟弟与父亲基因序列相同的概率是 。
氨基酸 密码子 氨基酸 密码子
苏氨酸 5'﹣ACG﹣3' 亮氨酸 5'﹣UUG﹣3'
精氨酸 5'﹣CGU﹣3' 5'﹣CGC﹣3' 半胱氨酸 5'﹣UGC﹣3'
组氨酸 5'﹣CAU﹣3' 苯丙氨酸 5'﹣UUC﹣3' 5'﹣UUU﹣3'
丙氨酸 5'﹣GCG﹣3'
(4)正常情况下,母亲的卵原细胞到卵子形成的过程中,一定出现的现象或变化有 。(编号选填)
①同源染色体分离
②同源染色体联会
③染色单体分离
④染色体数46条→92条
⑤DNA复制
⑥末期出现细胞板
⑦胞质不均等分裂
Ⅳ.枸杞多糖(LBP)具有较强的清除氧自由基、抗脂质过氧化及保护细胞质膜及线粒体膜的作用。研究人员利用体外培养的皮肤成纤维细胞,对LBP缓解VLCADD的有效性开展了实验。
(5)从下列①~⑥中选择并形成实验方案。对照组: ;实验组: 。(编号选填)
①健康人的皮肤成纤维细胞
②VLCADD患者的皮肤成纤维细胞
③加入一定浓度的LBP溶液
④加入等量的生理盐水
⑤检测C2(短链)浓度
(6)据题意及所学知识分析,VLCADD患者应避免剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况的原因: 。
17.(2025 西城区模拟)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
线粒体基因编码蛋白质双重翻译模式的新发现
真核细胞生命活动所需能量约95%来自线粒体。线粒体正常运转需要上千种蛋白质,但线粒体基因组DNA(mtDNA)只编码13种蛋白,其中包括线粒体内膜上的细胞色素b(Cytb)。Cytb由380个氨基酸组成,是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基,参与电子传递,驱动ATP合成。
线粒体遗传密码与核遗传密码(标准密码子)相似但不完全相同。如标准异亮氨酸密码子AUA在线粒体中编码甲硫氨酸,精氨酸密码子AGA和AGG在线粒体中则为终止密码子,而终止密码子UGA在线粒体中编码色氨酸。以往认为,线粒体中的CYTB基因只编码Cytb。近期,我国科研人员发现CYTB基因还能编码由187个氨基酸组成的蛋白质C﹣187,且C﹣187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的。有意思的是,C﹣187合成后,再由特定的序列引导其返回线粒体基质中。
研究发现,C﹣187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合。SL蛋白由核基因编码,可跨膜转运磷酸盐。若C﹣187合成障碍则会导致细胞内ATP含量下降,而SL基因过表达则能够恢复细胞内ATP水平,二者在能量代谢中共同发挥作用。
该研究不仅改写了“线粒体基因组编码13个蛋白”的论断,提出的线粒体双重翻译模式也为研究能量代谢调控提供了新视角。
(1)线粒体是真核细胞进行 的主要场所,前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成 。
(2)下列能为“C﹣187来源于mtDNA”提供证据支持的实验有 。
A.用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞,检测Cytb和C﹣187含量
B.用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞,检测Cytb和C﹣187含量
C.用C﹣187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C﹣187的含量
(3)在图中补充文字、箭头、Cytb(用表示)和C﹣187(用●表示),完善线粒体基因编码蛋白质的双重翻译模型。
(4)阐述C﹣187和Cytb在合成ATP过程中的协调配合 。
18.(2025 石景山区一模)学习以下材料,回答以下问题。
肥胖者脂肪细胞中线粒体受损现象的揭秘
线粒体是细胞的“动力车间”。研究发现肥胖个体的脂肪细胞中出现功能减弱的碎片化线粒体,碎片化线粒体通过细胞的自噬作用被清除,因此数量减少。某研究团队对此现象进行了探究。
研究者分别从高脂饮食小鼠和正常饮食小鼠体内分离出成熟脂肪细胞进行检测,发现在高脂饮食小鼠的脂肪细胞中,编码RalA酶的RalA基因表达量大大增加。随后,该团队构建了脂肪组织RalA基因特异性缺失的模型小鼠RalAK﹣,发现在吃普通食物的情况下,RalAK﹣和野生鼠的体重无明显差别;而换成高脂饮食后,RalAK﹣的体重增加水平明显小于野生鼠。电子显微镜成像结果显示,野生鼠在摄入高脂食物后,脂肪组织中的线粒体变小(呈球形),而RalAK﹣的线粒体始终处于功能更强的长杆状。
线粒体的分裂需要动力相关蛋白Drp1催化,主要发生在进行分裂的细胞中。Drp1的活性与线粒体的形态密切相关(如图)。蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drp1的Ser637位点磷酸化,抑制其活性。进一步研究表明,RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的Ser637位点磷酸化,增强其活性,从而导致线粒体过度分裂和破碎,抑制其氧化功能。
上述研究解释了肥胖状态下脂肪细胞中线粒体功能障碍的原因,为改善肥胖者的能量代谢提供新的思路。
(1)脂肪细胞中的线粒体将有氧呼吸第一阶段产生的 进一步氧化分解,产生 ,同时释放能量。
(2)饲喂高脂饮食的RalAK﹣小鼠和野生鼠的实验中,研究者还检测了其他指标。与野生鼠相比,RalAK﹣小鼠的耗氧率 ,线粒体中控制有氧呼吸相关酶的基因表达量 。
(3)研究人员构建了蛋白磷酸化酶PP2Aa高表达(Drp1SD)和不表达的(Drp1SA)的脂肪细胞,测得Drp1SD细胞的线粒体明显更长,同时还测定细胞的有机物氧化分解速率,结果如图。此实验的目的是 。
(4)根据文中信息,下列说法正确的是 。
A.脂肪细胞中的线粒体功能正常可防止能源物质过度堆积和肥胖
B.与未分裂的细胞相比,进行分裂的细胞中蛋白磷酸化酶PP2Aa活性升高
C.可开发RalA酶抑制剂作为保护线粒体的药物,解决肥胖症患者代谢问题
19.(2024 西湖区校级模拟)肥胖不仅会引起胰岛素抵抗,而且还会引起认知功能障碍,如图表示相关机制。已知肥胖导致外周产生过多游离的脂肪酸FFA、脂多糖LPS和炎症细胞因子TNF﹣α、IL﹣6等,透过血脑屏障作用于神经细胞。大量脂质进入细胞氧化会诱导线粒体产生过多自由基和膜脂氧化剂MDA。同时,NF﹣kB信号通路的激活也抑制了胰岛素受体的磷酸化,一系列因素导致脑内神经细胞中胰岛素信号传导功能减弱并发生胰岛素抵抗。请回答:
(1)正常情况下,胰岛素与神经细胞上的受体结合后引起受体磷酸化从而引发信号转导,进一步促进 ,从而降低血糖。
(2)据图可知神经细胞膜的功能有 (填字母)。
A.将细胞与外界环境隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
(3)LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达,从而抑制 ,引发胰岛素抵抗。TNF﹣α、IL﹣6会促进 分解,从而激活NF﹣kB信号通路引发胰岛素抵抗。
(4)大量游离的脂肪酸进入神经细胞的线粒体氧化分解导致认知功能障碍的原因是 。
(5)前期的研究发现高强度间歇训练能有效改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗状态,科学家推测高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗,科研人员进行了如下研究,研究主要步骤见下表,请补全表格:
实验步骤 简要的操作流程
适应性培养及初步分组 将30只5周龄雄性小鼠适应性喂养一周。将上述小鼠分为对照组(NC)和高脂饮食模型组(HFD)。NC组饲喂普通饲料12周;HFD组饲喂高脂饲料12周。
胰岛素抵抗小鼠模型建立 给HFD组腹腔注射链脲佐菌素,通过检测① 等筛选胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠。
实验再分组 再将建模成功的小鼠随机分为安静组(SED)和高强度间歇训练组(HIIT)。
运动训练 HIIT组进行8周高强度间歇性训练。运动期间② 组用高脂饲料喂养,其他组用普通饲料喂养。
检测相关指标 用③ 技术检测相关炎症因子mRNA的含量,并通过一定的技术检测这些炎症因子的含量。
如果推测是正确的,则预期实验结果是④ 。
20.(2024 天津模拟)生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要。图1为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a~f表示相应的细胞结构,①~⑧表示相应的生理过程;图2为细胞膜内陷形成的小窝结构示意图,该结构与细胞的信息传递等有关。请据图回答问题:
(1)图1中具有双层膜的细胞结构是 (填字母)。
(2)若图1中合成的物质包括胰岛素,其分泌到细胞外是通过⑧ 过程完成的;图2小窝结构中的小窝蛋白分布于此的过程依次是 (填图1中数字序号);通过⑤⑥途径合成的蛋白质,除图示类型外,还有 中的水解酶。
(3)据图2可知,小窝蛋白分为三段,中间区段主要由 (填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成,其余两段均位于细胞的 中。
(4)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(101~126位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图3,据此分析得到的结论是:小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在 (填“肽段1”或“肽段2”)中。
高考生物考前冲刺押题预测 细胞的基本结构
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2025 正定县校级二模)下列关于细胞结构与组成分子的叙述,正确的是( )
A.植物细胞壁的主要成分是磷脂和纤维素
B.组成染色体和核糖体的成分中都含有DNA
C.动物细胞中含量最多的生物大分子一般是蛋白质
D.细胞中所有无机盐均以离子形式存在
【分析】1、植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶,对植物细胞有支持和保护作用。
2、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,少数以化合物的形式存在,如骨骼中的碳酸钙。
【解答】解:A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,磷脂是细胞膜的主要成分,A错误;
B、染色体主要由DNA和蛋白质组成,核糖体主要由蛋白质和RNA组成,核糖体中不含DNA,B错误;
C、动物细胞中含量最多的生物大分子是蛋白质,水是细胞中含量最多的物质,但水不属于生物大分子,C正确;
D、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,少数以化合物的形式存在,如骨骼中的碳酸钙,D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查细胞核的结构和功能、组成细胞的化合物、无机盐的主要存在形式和作用、各类细胞器的结构和功能等相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
2.(2025 成都模拟)膜接触位点(MCSs)是细胞内不同膜结构之间形成的紧密接触区域,这些区域在细胞的多种生理过程中发挥着重要作用。某团队研发的靶向抗癌药物需借助MCSs实现精准递送。下列叙述正确的是( )
A.组成MCSs的磷脂和蛋白质分子都可以侧向自由移动
B.高尔基体通过MCSs将核糖体合成的多肽链运至内质网
C.细胞内各种细胞器之间在功能上的联系都直接依赖MCSs
D.靶向抗癌药物可通过生物膜系统的MCSs精准递送至细胞核
【分析】细胞生物膜系统是指由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器的膜共同构成的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
【解答】解:A、膜接触位点(MCSs)的蛋白质分子通常通过特定蛋白复合物形成稳定的连接,限制了其侧向自由移动;而磷脂分子虽具有流动性,但在紧密接触区域可能受到一定约束。因此,“都可以侧向自由移动”的表述不准确,A错误;
B、核糖体合成的多肽链若需进入内质网,需依赖附着于内质网的核糖体直接完成,而非通过高尔基体运输。高尔基体的功能是加工和转运来自内质网的蛋白质,而非将多肽链运至内质网,B错误;
C、细胞器间的功能联系不仅依赖MCSs,还包括囊泡运输(如内质网与高尔基体之间)或其他间接方式。MCSs仅是一种直接接触的机制,并非唯一途径,C错误;
D、内质网与核膜通过MCSs直接相连,靶向药物可借助内质网﹣核膜接触位点实现精准递送,绕过细胞质基质的扩散限制。这一路径符合生物膜系统通过MCSs协同工作的机制,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查生物膜和细胞器的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
3.(2025 丰台区二模)研究表明,小鼠胰岛B细胞的线粒体结构与功能受损,会导致胰岛B细胞去分化。相关叙述错误的是( )
A.线粒体内膜受损影响有氧呼吸中[H]与O2结合生成水
B.线粒体功能减弱导致ATP合成减少,影响胰岛素合成
C.受损的线粒体可被溶酶体降解后再利用
D.胰岛B细胞去分化后,胰岛素基因表达量上升
【分析】溶酶体要分布在动物细胞,是单层膜形成的泡状结构,是细胞内的“消化车间”,含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌。
【解答】解:A、[H]与O2结合生成水,该过程发生在线粒体内膜上,所以线粒体内膜受损会影响此过程,A正确;
B、线粒体功能减弱导致ATP合成减少,而胰岛素的合成、加工、运输等过程都需要能量,会受到影响,B正确;
C、受损的线粒体可被溶酶体降解,产生的物质对细胞有用的,可再利用,C正确;
D、胰岛B细胞去分化后细胞功能改变,胰岛素基因表达量应下降而非上升,D 错误。
故选:D。
【点评】本题考查了细胞器的功能,考查考生的理解和应用能力,难度适中。
4.(2025 丰台区二模)高中生物学教材经典实验中,未使用放射性同位素标记技术的是( )
A.探究胰腺腺泡细胞中分泌蛋白的合成和运输途径
B.探究光合作用暗反应阶段碳元素的转移过程
C.利用T2噬菌体侵染细菌证明DNA是遗传物质
D.利用密度梯度离心技术证明DNA的复制方式
【分析】具有放射性的同位素有:14C、32P、3H、35S等;不具有放射性的有:15N、18O等。
【解答】解:A、探究胰腺腺泡细胞中分泌蛋白的合成和运输途径,使用了3H标记氨基酸,3H具有放射性,A错误;
B、探究光合作用暗反应阶段碳元素的转移过程,使用14C标记二氧化碳,14C具有放射性,B错误;
C、利用T2噬菌体侵染细菌证明DNA是遗传物质,分别使用了32P标记噬菌体的DNA、35S标记噬菌体的蛋白质外壳,二者均具有放射性,C错误;
D、利用密度梯度离心技术证明DNA的复制方式,使用了15N标记,15N不具有放射性,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查课本中实验的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
5.(2025 潍坊二模)CPY是酵母菌液泡内一种参与蛋白质水解的酶。CPY需要在高尔基体中进行糖基化修饰后才具有活性,该过程能被衣霉素抑制。当温度达到35℃时,酵母菌突变株X的内质网无法产生囊泡。下列说法错误的是( )
A.CPY的合成起始于游离的核糖体
B.CPY从内质网转移到高尔基体需经信号分子与受体识别的过程
C.经衣霉素处理的酵母菌中,氨基酸的含量会偏高
D.置于35℃环境中培养的酵母菌突变株X,液泡中几乎不存在CPY
【分析】分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料合成多肽链。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成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。内质网形成囊泡包裹着蛋白质到达高尔基体,并融合成高尔基体的成分,蛋白质经高尔基体修饰加工,形成包裹蛋白质的囊泡转运到细胞膜。
【解答】解:A、CPY 是蛋白质,蛋白质的合成起始于游离的核糖体,在核糖体上先合成一段肽链,然后再转移到内质网继续合成和加工,A正确;
B、CPY从内质网转移到高尔基体是通过囊泡运输的,囊泡与高尔基体的识别和融合需要信号分子与受体识别的过程,以确保运输的准确性,B正确;
C、衣霉素抑制 CPY 在高尔基体中的糖基化修饰,但不影响蛋白质的合成,只是影响其活性,不会导致氨基酸含量偏高,C错误;
D、当温度达到35℃时,酵母菌突变株X的内质网无法产生囊泡,CPY无法从内质网运输到高尔基体进行糖基化修饰,也就无法运输到液泡中,所以液泡中几乎不存在CPY,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查细胞器的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
6.(2025 潍坊二模)为研究细胞对胞外蛋白的利用机理,研究人员在不同条件下培养了不同的胰腺癌细胞,结果如图,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用。下列推测错误的是( )
A.胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏
B.胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质
C.氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力升高
D.氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响
【分析】蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用,LYSET缺失胰腺癌细胞溶酶体形成障碍,因而不能将胞外的蛋白质分解掉,导致细胞缺乏氨基酸而无法增殖。
【解答】解:A、图示结果显示,LYSET缺失胰腺癌细胞在氨基酸充足的培养基中与正常的胰腺癌细胞无差异,而在氨基酸匮乏的培养基中表现出生长缓慢的特点,因而推测,胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏,A正确;
B、LYSET缺失胰腺癌细胞在供应蛋白质和氨基酸缺乏的培养基上几乎不能增殖,说明胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质,B正确;
C、结合A、B项分析可知,氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后溶酶体形成障碍,因而获取氨基酸能力下降,因而会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力下降,C错误;
D、根据图2结果可以看出,氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查细胞器的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
7.(2025 福州模拟)生物膜系统在真核细胞的生命活动中作用极为重要。下列叙述错误的是( )
A.线粒体内膜上分布着有氧呼吸酶,是产生NADH的主要场所
B.细胞膜上的糖被与细胞识别、细胞间的信息传递等功能相关
C.高尔基体形成包裹着分泌蛋白的囊泡,囊泡再与细胞膜融合
D.内质网膜与核膜的组成成分相似,在结构和功能上密切联系
【分析】1、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→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、生物膜系统包括:细胞膜、细胞器膜和核膜;其功能有:(1)保证内环境的相对稳定,对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用;(2)为多种酶提供附着位点,是许多生物化学反应的场所;(3)分隔细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【解答】解:A、线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸分为三个阶段。产生NADH(还原型辅酶Ⅰ)的主要场所是细胞质基质(有氧呼吸第一阶段)和线粒体基质(有氧呼吸第二阶段)。线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,此阶段消耗NADH,而不是产生NADH,A错误;
B、细胞膜上的糖被(糖蛋白)具有识别作用,与细胞识别、细胞间的信息传递等功能密切相关,B正确;
C、分泌蛋白的合成与分泌过程中,在核糖体上合成的蛋白质,经内质网初步加工后,由内质网形成囊泡运输到高尔基体,高尔基体对蛋白质进一步加工后,形成包裹着分泌蛋白的囊泡,囊泡再与细胞膜融合,将分泌蛋白分泌到细胞外,C正确;
D、内质网与核膜的组成成分相似,都主要由脂质和蛋白质组成,并且内质网与核膜在结构上直接相连,在功能上密切联系,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查生物膜系统的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
8.(2025 马鞍山二模)脂质体是由磷脂双分子层构成的囊泡结构,在药物递送等领域有广泛应用。下列叙述正确的是( )
A.水溶性药物需包裹在两层磷脂分子之间
B.脂质体中药物进入靶细胞主要依赖于膜的选择透过性
C.在脂质体膜上连接特定抗体,可对特定细胞进行靶向识别
D.为提高脂溶性药物的运输效率,应在脂质体膜上嵌入载体蛋白
【分析】流动镶嵌模型内容:磷脂双分子层构成了膜的基本骨架,这个支架不是静止的,而是流动性的;蛋白质分子有的镶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,大部分蛋白质可以运动;在细胞膜中,糖类可以和蛋白质、脂质结合形成糖蛋白和糖脂。
【解答】解:A、两层磷脂分子之间为疏水部分,不能包裹水溶性药物,A错误;
B、脂质体药物进入靶细胞通常通过膜融合或胞吞作用,依赖膜的流动性而非选择透过性,B错误;
C、连接特定抗体的脂质体可通过抗原﹣抗体特异性识别靶细胞,实现靶向运输,C正确;
D、脂溶性药物可直接穿透磷脂双层,无需载体蛋白,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查生物膜的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
9.(2025 天津模拟)下列有关细胞器及细胞结构与功能的叙述,正确的是( )
A.乳酸菌含核糖体,有细胞膜,具有生物膜系统
B.光学显微镜下洋葱鳞片叶外表皮细胞中不能观察到叶绿体和染色体
C.线粒体内膜蛋白质的种类和含量比外膜少
D.溶酶体内的核糖体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器
【分析】1、真核细胞和原核细胞共有的细胞器是核糖体;原核细胞无生物膜系统。
2、溶酶体是具有单层膜的细胞器,内部含有多种酸性水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
3、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,第二阶段,在线粒体基质,丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H],释放少量的能量;第三阶段,在线粒体内膜,前两个阶段产生的[H],经过一系列反应,与O2结合生成水,释放出大量的能量。叶绿体主要分布在于叶肉细胞。
【解答】解:A、乳酸菌属于原核生物,含有核糖体、细胞膜,但不具有生物膜系统,A错误;
B、洋葱鳞片叶外表皮细胞中无叶绿体,该细胞高度分化,不会进行分裂,不能看到染色体,B正确;
C、线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所,有许多与有氧呼吸有关的酶,这些酶就是蛋白质,所以线粒体内膜上蛋白质的种类和含量比外膜高,C错误;
D、溶酶体含有水解酶,这些酶是在细胞质基质中核糖体上合成,溶酶体内无核糖体,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查细胞器及细胞结构与功能的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
10.(2025 新疆模拟)异常的蛋白质通常会被内质网包裹形成自噬小泡,再与溶酶体融合形成自噬溶酶体,利用自噬溶酶体中的水解酶将这些蛋白质降解,这个过程属于细胞自噬。细胞自噬过程有多种自噬相关的基因参与。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体中的水解酶在内质网和高尔基体中合成
B.细胞自噬和细胞凋亡都存在基因的选择性表达
C.形成自噬溶酶体的过程体现了生物膜的流动性
D.异常蛋白质降解形成的小分子可以被再次利用
【分析】细胞自噬是细胞通过溶酶体系统降解和回收自身组分的过程,对于维持细胞内环境稳定和应对压力条件具有重要作用。
【解答】解:A、溶酶体中的水解酶是在游离的核糖体中合成多肽链,当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成并在内质网腔内加工、形成具有一定空间结构的蛋白质,然后在高尔基体中加工最终形成溶酶体,高尔基体没有合成水解酶的功能,A错误;
B、细胞凋亡和细胞自噬都是有基因参与的,所以细胞自噬和细胞凋亡都涉及到特定基因的选择性表达,B正确;
C、自噬小泡与溶酶体融合形成自噬溶酶体,这个过程体现生物膜的流动性,C正确;
D、在细胞自噬过程中,异常蛋白质被降解成小分子如氨基酸等,这些分子可以被细胞再次利用,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了细胞结构和功能,重点考查细胞器的相关知识,要求考生识记细胞中各种细胞器的结构、分布和功能,能结合所学的知识准确判断各选项。
11.(2025 河南模拟)绿脓杆菌产生的外毒素ā毒性强,注入动物后,可使动物细胞核糖体上的延长因子2失活,抑制动物细胞的蛋白质合成。下列叙述正确的是( )
A.绿脓杆菌的遗传物质彻底水解可形成8种产物
B.绿脓杆菌利用动物细胞的核糖体合成蛋白质
C.绿脓杆菌合成外毒素a时需消耗线粒体合成的ATP
D.绿脓杆菌的外毒素a侵入动物体后可能激发体液免疫
【分析】支原体是原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,有唯一的细胞器(核糖体)。
【解答】解:A、绿脓杆菌的遗传物质是DNA,彻底水解可形磷酸、脱氧核糖、A、G、C、T6种产物,A错误;
B、绿脓杆菌有核糖体,可自身合成蛋白质,B错误;
C、绿脓杆菌属于原核生物,无线粒体,C错误;
D、绿脓杆菌的外毒素a侵入动物体后存在于体液中,可能激发体液免疫,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查细胞中成分和结构的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
12.(2025 马鞍山二模)叶绿体膜上存在转运因子TOC复合体,是核基因编码的前体蛋白穿过叶绿体膜的重要“守门人”。大部分转入叶绿体的前体蛋白含有一段转运肽,叶绿体膜上TOC复合体与前体蛋白转运肽结合,引导前体蛋白跨过叶绿体膜进入基质中,随后转运肽被加工酶SPP剪切。下列相关叙述错误的是( )
A.叶绿体前体蛋白合成后需要内质网及高尔基体的加工
B.大部分叶绿体前体蛋白进入叶绿体之前不具备相应的生物活性
C.加工酶SPP对前体蛋白转运肽的剪切具有特异性
D.叶绿体的功能由细胞核及其自身的基因共同决定
【分析】线粒体和叶绿体中都含有DNA,故为半自主性细胞器,但其中的大多数蛋白质的合成依然受到细胞核中相关基因的控制。
【解答】解:A、叶绿体前体蛋白是胞内蛋白,不需要内质网和高尔基体的加工,A错误;
B、大部分叶绿体前体蛋白进入叶绿体之前不具备相应的生物活性,因为前体蛋白进入到叶绿体后转运肽被转运肽基质加工酶移除,然后发挥作用,B正确;
C、酶具有专一性,加工酶SPP对前体蛋白转运肽的剪切具有特异性,C正确;
D、叶绿体是半自主细胞器,叶绿体的功能由细胞核及其自身的基因共同决定,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查细胞器的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
13.(2025 沙坪坝区校级模拟)黄曲霉毒素是一种毒性极强的致癌物质,常存在于霉变的花生和玉米的种子中。研究发现,黄曲霉毒素能引起细胞中的大量核糖体不断从内质网上脱落下来,这一致病机理对人体内下列哪一物质的合成影响最小( )
A.溶菌酶 B.抗体 C.性激素 D.载体蛋白
【分析】由题意分析可知,黄曲霉毒素是毒性极强的致癌物质,能引起细胞中的核糖体不断从内质网上脱落下来,则核糖体合成的蛋白质无法进入内质网进行进一步的加工,无法形成成熟的、具有一定功能的蛋白质,所以这一结果直接影响了蛋白质的合成。
【解答】解:ABD、溶菌酶、抗体、载体蛋白都是蛋白质,需要先在核糖体合成,此后再经过内质网和高尔基体加工,故大量核糖体不断从内质网上脱落下来,会导致这些物质受影响较大,ABD不符合题意;
C、性激素属于固醇类物质,其合成与滑面内质网相关,无需核糖体直接参与。因此受影响最小,C符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查细胞器的功能的知识,考查了学生对相关知识的理解和掌握情况,分析和解决问题的能力。
14.(2025 南通模拟)细菌细胞膜内褶而成的囊状结构称为中体,如图所示。与细胞膜相比,中体膜上蛋白质含量较少,而脂质含量相当。中体膜上附着细菌的呼吸酶系,中体内分布有质粒和核糖体。相关叙述错误的是( )
A.中体膜的基本骨架是磷脂双分子层
B.中体内的质粒由DNA和蛋白质组成
C.细胞膜的功能比中体膜的功能更复杂
D.推测中体形成可能与线粒体的起源有关
【分析】在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
【解答】解:A、由题意可知,细菌细胞膜内褶而成的囊状结构称为中体,与细胞膜一样,中体膜以磷脂双分子层为基本骨架,A正确;
B、质粒是一种环状双链DNA分子,不含蛋白质,B错误;
C、蛋白质是生命活动的主要承担者,与细胞膜相比,中体膜上蛋白质含量较少,功能简单,C正确;
D、“中体膜上附着细菌的呼吸酶系,中体分布有质粒和核糖体”,这与线粒体相似,推测中体可能与线粒体的起源有关,D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查各类细胞器的结构和功能、细胞膜的功能等相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
15.(2025 安徽模拟)研究者将甲基胺草磷(APM,一种除草剂)引入紫露草雄蕊毛细胞,观察胞质颗粒随着细胞质的流动情况,发现颗粒运动渐慢直至最后停止,随后相邻细胞中的颗粒运动也停止;相关研究还显示APM由胞间通道——胞间连丝扩散进入了相邻细胞。下列叙述错误的是( )
A.高等植物细胞间可以通过胞间连丝进行细胞间的信息交流
B.观察胞质颗粒随着细胞质的流动情况时,可以以细胞壁作参照物
C.胞间连丝使相邻细胞的原生质体连通,植物细胞间的物质交换都是通过该结构完成的
D.推测甲基胺草磷可能是通过抑制细胞质的流动来杀死杂草
【分析】细胞膜的功能之一是进行细胞间的信息交流,主要有以下几种方式:
1、细胞分泌的化学物质(如激素),随血液到达全身各处。与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传给靶细胞。
2、相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如,精子和卵细胞之间的识别和结合。
3、相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞,例如,高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接。
【解答】解:A、高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,即高等植物可以通过胞间连丝进行细胞间的信息交流,A正确;
B、细胞壁不流动,观察胞质颗粒随着细胞质的流动情况时,可以用细胞壁作参照物,B正确;
C、胞间连丝是高等植物细胞之间进行细胞间信息交流和物质交换的通道,但植物细胞间的物质交换还可通过细胞膜完成的,C错误;
D、由题意可知,将甲基胺草磷(APM,一种除草剂)引入紫露草雄蕊毛细胞,观察胞质颗粒随着细胞质的流动情况,发现颗粒运动渐慢直至最后停止,随后相邻细胞中的颗粒运动也停止,据此推测甲基胺草磷可能是通过抑制细胞质的流动来杀死杂草,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查细胞膜的功能等相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
二.解答题(共5小题)
16.(2025 黄浦区二模)Ⅰ.脂肪酸是脂肪、磷脂和糖脂等的主要成分。剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况下人体对能量的需求较大,肝细胞、肌肉细胞等会增加对脂肪酸的摄取和氧化,尤其是长链脂肪酸。图1为细胞内脂肪酸运输及代谢示意图。
(1)据图1及所学知识可知,人体内参与脂质代谢的细胞器有 ③⑤⑥ 。(编号选填)
①高尔基体
②叶绿体
③线粒体
④中心体
⑤内质网
⑥溶酶体
(2)图1中CACT为脂酰肉碱转位酶,是一种镶嵌在线粒体内膜上的蛋白。下列对其表述正确的是 ACD 。
A、与CPT1、CPT2的元素组成相同
B、具有催化功能
C、与FATP的功能相似
D、其功能体现了膜的选择透过性
Ⅱ.极长链酰基辅酶A脱氢酶(VLCAD)缺乏症(VLCADD)是一种由于ACADVL基因突变引起的线粒体脂肪酸β氧化障碍性疾病。图2为VLCADD的临床诊断流程示意图。
据图2信息可知,VLCADD的遗传方式为 ② 。(编号选填)
①常染色体显性遗传
②常染色体隐性遗传
③伴X染色体显性遗传
④伴X染色体隐性遗传
⑤伴Y染色体遗传
据题意,关于VLCADD患者相关指标的描述正确的是 BD 。
A、血糖水平高
B、血液长链酰基肉碱水平高
C、细胞内乙酰辅酶A水平高
D、尿液中肌红蛋白水平高
Ⅲ.对患者甲(先证者)及其家庭的等位基因进行了基因测序,结果如图3。
(3)经基因测序,发现患者甲的第1349位碱基由G变为了A,导致VLCAD中相应氨基酸由精氨酸变为组氨酸(部分密码子及其编码的氨基酸见表)。则其第1366位碱基突变导致的氨基酸变化为 由精氨酸变为半胱氨酸 。先证者有一弟弟表型正常,则弟弟与父亲基因序列相同的概率是 。
氨基酸 密码子 氨基酸 密码子
苏氨酸 5'﹣ACG﹣3' 亮氨酸 5'﹣UUG﹣3'
精氨酸 5'﹣CGU﹣3' 5'﹣CGC﹣3' 半胱氨酸 5'﹣UGC﹣3'
组氨酸 5'﹣CAU﹣3' 苯丙氨酸 5'﹣UUC﹣3' 5'﹣UUU﹣3'
丙氨酸 5'﹣GCG﹣3'
(4)正常情况下,母亲的卵原细胞到卵子形成的过程中,一定出现的现象或变化有 ①②③⑤⑦ 。(编号选填)
①同源染色体分离
②同源染色体联会
③染色单体分离
④染色体数46条→92条
⑤DNA复制
⑥末期出现细胞板
⑦胞质不均等分裂
Ⅳ.枸杞多糖(LBP)具有较强的清除氧自由基、抗脂质过氧化及保护细胞质膜及线粒体膜的作用。研究人员利用体外培养的皮肤成纤维细胞,对LBP缓解VLCADD的有效性开展了实验。
(5)从下列①~⑥中选择并形成实验方案。对照组: ②④⑤(①③⑤,①④⑤) ;实验组: ②③⑤ 。(编号选填)
①健康人的皮肤成纤维细胞
②VLCADD患者的皮肤成纤维细胞
③加入一定浓度的LBP溶液
④加入等量的生理盐水
⑤检测C2(短链)浓度
(6)据题意及所学知识分析,VLCADD患者应避免剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况的原因: 剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况对能量的需求较大,肌肉细胞等会增加对脂肪酸尤其是长链脂肪酸的摄取和氧化。VLCADD是一种常染色体隐性遗传病,患者缺乏正常的VLCAD,导致长链脂肪酸在线粒体内β氧化过程发生障碍进而影响三羧酸循环生成ATP,供能不足,导致低血糖、横纹肌溶解、肝损伤、代谢中间产物积累引起中毒等,严重可导致器官衰竭 。
【分析】减数分裂过程:(1)减数分裂前间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(着丝粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【解答】解:(1)线粒体是脂肪酸β氧化的主要场所,负责将脂肪酸分解为乙酰辅酶A,进入三羧酸循环产生能量;内质网参与脂质的合成,如磷脂和胆固醇的合成;溶酶体是细胞的消化车间,能够分解衰老、损伤的细胞器,可参与脂质代谢。
故选:③⑤⑥。
(2)A、CACT、CPT1、CPT2都是蛋白质,元素组成相似,A正确;
B、CACT为脂酰肉碱转位酶,是一种镶嵌在线粒体内膜上的蛋白,应属于转运蛋白,无催化功能,B错误;
C、FATP是脂肪酸转运蛋白,负责脂肪酸的跨膜转运,而CACT负责脂酰肉碱的转运,都可以转运物质,功能相似,C正确;
D、CACT位于线粒体内膜上,负责将脂酰肉碱从细胞质转运到线粒体基质,体现了膜的选择透过性,D正确。
故选:ACD。
(3)根据图2的临床诊断流程,VLCADD是由ACADVL基因突变引起的,且患者通常为双亲携带者,符合常染色体隐性遗传的特点。
故选:②。
(4)A、VLCADD患者通常表现为低血糖,而非高血糖,A错误;
B、VLCADD患者由于极长链脂肪酸β氧化障碍,导致长链酰基肉碱在血液中积累,B正确;
C、细胞内乙酰辅酶A水平高:由于脂肪酸β氧化障碍,乙酰辅酶A生成减少,C错误;
D、由图可知,青少年至成年期出现运动、感染或饥饿后的或欧肌红蛋白尿出现,故患者尿液中肌红蛋白水平高,D正确。
故选:BD。
(5)经基因测序,发现患者甲的第1349位碱基由G变为了A,据图可知,其第1366位碱基由C变为T,对应密码子由5'﹣CGC﹣3'变为5'﹣UGC﹣3',氨基酸是由精氨酸变为半胱氨酸;先证者父母正常,该病是常染色体隐性遗传病,设相关基因是A/a,则父母基因型都是Aa,先证者有一弟弟表型正常,弟弟基因型是AA、Aa,则弟弟与父亲基因序列相同的概率是。
(6)母亲的卵原细胞到卵子形成的过程中进行减数分裂,其中减数分裂Ⅰ后期有①同源染色体分离;在减数分裂Ⅰ前期,有②同源染色体联会;在减数分裂Ⅱ后期,有③姐妹染色单体分离;在减数分裂前的间期,有⑤DNA复制;卵子形成过程中,有⑦胞质不均等分裂;而④DNA复制后染色体数仍为46条,但每条染色体由两条染色单体组成,不可能出现46条→92条,⑥末期出现细胞板:细胞板是植物细胞分裂的特征,动物细胞不形成细胞板。
故选:①②③⑤⑦。
(7)对照组,使用VLCADD患者的皮肤成纤维细胞,加入生理盐水作为对照,排除其他因素对实验结果的影响,故选②VLCADD患者的皮肤成纤维细胞、④加入等量的生理盐水、⑤检测C2(短链)浓度;实验组使用VLCADD患者的皮肤成纤维细胞,加入LBP溶液,观察LBP对VLCADD的缓解作用,故选②VLCADD患者的皮肤成纤维细胞、③加入一定浓度的LBP溶液、⑤检测C2(短链)浓度。
(8)据题意及所学知识分析,VLCADD患者应避免剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况的原因是:剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况对能量的需求较大,肌肉细胞等会增加对脂肪酸尤其是长链脂肪酸的摄取和氧化。VLCADD是一种常染色体隐性遗传病,患者缺乏正常的VLCAD,导致长链脂肪酸在线粒体内β氧化过程发生障碍进而影响三羧酸循环生成ATP,供能不足,导致低血糖、横纹肌溶解、肝损伤、代谢中间产物积累引起中毒等,严重可导致器官衰竭。
故答案为:
(1)③⑤⑥
(2)ACD ②BD
(3)由精氨酸变为半胱氨酸
(4)①②③⑤⑦
(5)②④⑤(①③⑤,①④⑤) ②③⑤
(6)剧烈运动、感染、饥饿和寒冷等情况对能量的需求较大,肌肉细胞等会增加对脂肪酸尤其是长链脂肪酸的摄取和氧化。VLCADD是一种常染色体隐性遗传病,患者缺乏正常的VLCAD,导致长链脂肪酸在线粒体内β氧化过程发生障碍进而影响三羧酸循环生成ATP,供能不足,导致低血糖、横纹肌溶解、肝损伤、代谢中间产物积累引起中毒等,严重可导致器官衰竭
【点评】本题主要考查细胞呼吸、减数分裂、人类遗传病等的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
17.(2025 西城区模拟)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
线粒体基因编码蛋白质双重翻译模式的新发现
真核细胞生命活动所需能量约95%来自线粒体。线粒体正常运转需要上千种蛋白质,但线粒体基因组DNA(mtDNA)只编码13种蛋白,其中包括线粒体内膜上的细胞色素b(Cytb)。Cytb由380个氨基酸组成,是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基,参与电子传递,驱动ATP合成。
线粒体遗传密码与核遗传密码(标准密码子)相似但不完全相同。如标准异亮氨酸密码子AUA在线粒体中编码甲硫氨酸,精氨酸密码子AGA和AGG在线粒体中则为终止密码子,而终止密码子UGA在线粒体中编码色氨酸。以往认为,线粒体中的CYTB基因只编码Cytb。近期,我国科研人员发现CYTB基因还能编码由187个氨基酸组成的蛋白质C﹣187,且C﹣187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的。有意思的是,C﹣187合成后,再由特定的序列引导其返回线粒体基质中。
研究发现,C﹣187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合。SL蛋白由核基因编码,可跨膜转运磷酸盐。若C﹣187合成障碍则会导致细胞内ATP含量下降,而SL基因过表达则能够恢复细胞内ATP水平,二者在能量代谢中共同发挥作用。
该研究不仅改写了“线粒体基因组编码13个蛋白”的论断,提出的线粒体双重翻译模式也为研究能量代谢调控提供了新视角。
(1)线粒体是真核细胞进行 有氧呼吸 的主要场所,前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成 H2O 。
(2)下列能为“C﹣187来源于mtDNA”提供证据支持的实验有 AC 。
A.用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞,检测Cytb和C﹣187含量
B.用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞,检测Cytb和C﹣187含量
C.用C﹣187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C﹣187的含量
(3)在图中补充文字、箭头、Cytb(用表示)和C﹣187(用●表示),完善线粒体基因编码蛋白质的双重翻译模型。
(4)阐述C﹣187和Cytb在合成ATP过程中的协调配合 C﹣187与SL互作,促进磷酸盐运进线粒体,为ATP合成提供原料,Cytb参与生成大量ATP的阶段,CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成 。
【分析】有氧呼吸:细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量的能量的过程。
【解答】解:(1)线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成H2O。
(2)A、若C﹣187来源于mtDNA,那么抑制线粒体基因转录,Cytb和C﹣187的含量都应该下降,用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞,能为“C﹣187来源于mtDNA”提供证据支持,A正确;
B、用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞,不能直接说明其来源于mtDNA,B错误;
C、用C﹣187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C﹣187的含量,观测细胞中C﹣187含量,能为“C﹣187来源于mtDNA”提供证据支持,C正确。
故选:AC。
(3)在图中,mtDNA转录形成CYTB﹣mRNA,一部分在线粒体核糖体上翻译形成Cytb(用■表示),进入复合体Ⅲ,另一部分CYTB﹣mRNA进入细胞质基质,在细胞质基质核糖体上翻译形成C﹣187(用●表示),然后C﹣187进入线粒体基质,与SL结合,SL将磷酸盐转运进入线粒体,参与ATP合成相关过程,模型如图所示。
(4)Cytb是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基,驱动ATP合成,C﹣187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合,SL蛋白可跨膜转运磷酸盐,磷酸盐是合成ATP的原料之一,所以C﹣187和Cytb在合成ATP过程中的协调配合过程是:C﹣187与SL互作,促进磷酸盐运进线粒体,为ATP合成提供原料,Cytb参与生成大量ATP的阶段,CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成。
【点评】本题考查了原核细胞和真核细胞结构的异同点、光合作用和呼吸作用的场所等知识,要求考生具有一定的审题能力和理解能力,并能区分原核细胞和真核细胞的区别。
18.(2025 石景山区一模)学习以下材料,回答以下问题。
肥胖者脂肪细胞中线粒体受损现象的揭秘
线粒体是细胞的“动力车间”。研究发现肥胖个体的脂肪细胞中出现功能减弱的碎片化线粒体,碎片化线粒体通过细胞的自噬作用被清除,因此数量减少。某研究团队对此现象进行了探究。
研究者分别从高脂饮食小鼠和正常饮食小鼠体内分离出成熟脂肪细胞进行检测,发现在高脂饮食小鼠的脂肪细胞中,编码RalA酶的RalA基因表达量大大增加。随后,该团队构建了脂肪组织RalA基因特异性缺失的模型小鼠RalAK﹣,发现在吃普通食物的情况下,RalAK﹣和野生鼠的体重无明显差别;而换成高脂饮食后,RalAK﹣的体重增加水平明显小于野生鼠。电子显微镜成像结果显示,野生鼠在摄入高脂食物后,脂肪组织中的线粒体变小(呈球形),而RalAK﹣的线粒体始终处于功能更强的长杆状。
线粒体的分裂需要动力相关蛋白Drp1催化,主要发生在进行分裂的细胞中。Drp1的活性与线粒体的形态密切相关(如图)。蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drp1的Ser637位点磷酸化,抑制其活性。进一步研究表明,RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的Ser637位点磷酸化,增强其活性,从而导致线粒体过度分裂和破碎,抑制其氧化功能。
上述研究解释了肥胖状态下脂肪细胞中线粒体功能障碍的原因,为改善肥胖者的能量代谢提供新的思路。
(1)脂肪细胞中的线粒体将有氧呼吸第一阶段产生的 丙酮酸 进一步氧化分解,产生 CO2和H2O ,同时释放能量。
(2)饲喂高脂饮食的RalAK﹣小鼠和野生鼠的实验中,研究者还检测了其他指标。与野生鼠相比,RalAK﹣小鼠的耗氧率 增加 ,线粒体中控制有氧呼吸相关酶的基因表达量 增加 。
(3)研究人员构建了蛋白磷酸化酶PP2Aa高表达(Drp1SD)和不表达的(Drp1SA)的脂肪细胞,测得Drp1SD细胞的线粒体明显更长,同时还测定细胞的有机物氧化分解速率,结果如图。此实验的目的是 探究Drp1Ser637磷酸化水平对线粒体形态及功能的影响 。
(4)根据文中信息,下列说法正确的是 AC 。
A.脂肪细胞中的线粒体功能正常可防止能源物质过度堆积和肥胖
B.与未分裂的细胞相比,进行分裂的细胞中蛋白磷酸化酶PP2Aa活性升高
C.可开发RalA酶抑制剂作为保护线粒体的药物,解决肥胖症患者代谢问题
【分析】由题意可知,蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drp1的Ser637位点磷酸化,抑制其活性,RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的Ser637位点磷酸化,增强其活性,从而导致线粒体过度分裂和破碎,抑制其氧化功能,可开发RalA酶抑制剂作为保护线粒体的药物,解决肥胖症患者代谢问题。
【解答】解:(1)有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸进入线粒体进一步氧化,形成NADH和CO2,其中在有氧呼吸第三阶段,NADH与O2反应生成H2O,同时释放大量能量。
(2)由题意可知,野生鼠在摄入高脂食物后,脂肪组织中的线粒体变小,而RalAK﹣的线粒体始终处于功能更强的长杆状,有氧呼吸增强,说明与野生鼠相比,RalAK﹣小鼠的耗氧率增加。线粒体中控制有氧呼吸相关酶的基因表达量增加。
(3)由题意可知,蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drp1的Ser637位点磷酸化,抑制其活性,RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的Ser637位点磷酸化,增强其活性,从而导致线粒体过度分裂和破碎,抑制其氧化功能,研究人员构建了蛋白磷酸化酶PP2Aa高表达(Drp1SD)和不表达的(Drp1SA)的脂肪细胞,检测Drp1SD细胞的线粒体性状和细胞的有机物氧化分解速率,其目的是探究Drp1的Ser637磷酸化水平对线粒体形态及功能的影响。
(4)A、脂肪细胞中的线粒体功能正常,保证呼吸作用正常进行,消耗效应的能源物质,可防止能源物质过度堆积和肥胖,A正确;
B、蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drp1的Ser637位点磷酸化,抑制其活性,RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的Ser637位点磷酸化,增强其活性,从而导致线粒体过度分裂和破碎,抑制其氧化功能,与未分裂的细胞相比,进行分裂的细胞代谢更加旺盛,线粒体更加活跃,其中蛋白磷酸化酶PP2Aa活性降低,B错误;
C、RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的Ser637位点磷酸化,增强其活性,从而导致线粒体过度分裂和破碎,抑制其氧化功能,抑制RalA酶活性可保护线粒体不被破坏,可开发RalA酶抑制剂作为保护线粒体的药物,解决肥胖症患者代谢问题,C正确。
故选:AC。
故答案为:
(1)丙酮酸 CO2和H2O
(2)增加 增加
(3)探究Drp1Ser637磷酸化水平对线粒体形态及功能的影响
(4)AC
【点评】本题考查了线粒体等细胞器功能的知识,考查了学生对相关知识的理解和掌握情况,分析和解决问题的能力。
19.(2024 西湖区校级模拟)肥胖不仅会引起胰岛素抵抗,而且还会引起认知功能障碍,如图表示相关机制。已知肥胖导致外周产生过多游离的脂肪酸FFA、脂多糖LPS和炎症细胞因子TNF﹣α、IL﹣6等,透过血脑屏障作用于神经细胞。大量脂质进入细胞氧化会诱导线粒体产生过多自由基和膜脂氧化剂MDA。同时,NF﹣kB信号通路的激活也抑制了胰岛素受体的磷酸化,一系列因素导致脑内神经细胞中胰岛素信号传导功能减弱并发生胰岛素抵抗。请回答:
(1)正常情况下,胰岛素与神经细胞上的受体结合后引起受体磷酸化从而引发信号转导,进一步促进 葡萄糖的吸收和氧化分解 ,从而降低血糖。
(2)据图可知神经细胞膜的功能有 ABC (填字母)。
A.将细胞与外界环境隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
(3)LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达,从而抑制 胰岛素受体磷酸化 ,引发胰岛素抵抗。TNF﹣α、IL﹣6会促进 IkB(IkB和NF﹣KB的复合物) 分解,从而激活NF﹣kB信号通路引发胰岛素抵抗。
(4)大量游离的脂肪酸进入神经细胞的线粒体氧化分解导致认知功能障碍的原因是 导致线粒体中自由基氧化和DNA损伤加剧、膜脂氧化剂MDA增多,使得神经细胞的结构和功能受到损伤从而诱发认知障碍 。
(5)前期的研究发现高强度间歇训练能有效改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗状态,科学家推测高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗,科研人员进行了如下研究,研究主要步骤见下表,请补全表格:
实验步骤 简要的操作流程
适应性培养及初步分组 将30只5周龄雄性小鼠适应性喂养一周。将上述小鼠分为对照组(NC)和高脂饮食模型组(HFD)。NC组饲喂普通饲料12周;HFD组饲喂高脂饲料12周。
胰岛素抵抗小鼠模型建立 给HFD组腹腔注射链脲佐菌素,通过检测① 血糖含量和胰岛素含量 等筛选胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠。
实验再分组 再将建模成功的小鼠随机分为安静组(SED)和高强度间歇训练组(HIIT)。
运动训练 HIIT组进行8周高强度间歇性训练。运动期间② SED和HIIT 组用高脂饲料喂养,其他组用普通饲料喂养。
检测相关指标 用③ 荧光RT﹣PCR(RT﹣PCR+电泳或PCR+电泳) 技术检测相关炎症因子mRNA的含量,并通过一定的技术检测这些炎症因子的含量。
如果推测是正确的,则预期实验结果是④ HIIT组的相关炎症因子mRNA和炎症因子含量显著低于SED组,高于(等于)NC组 。
【分析】1、细胞膜的功能:
(1)将细胞与外界环境分隔开;
(2)控制物质进出细胞;
(3)进行细胞间的信息交流。
2、血糖的去向:
(1)随血液流经各组织时,被组织细胞摄取,氧化分解;
(2)在肝和骨骼肌细胞内合成肝糖原和肌糖原储存起来;
(3)脂肪组织和肝可将葡萄糖转变为非糖物质,如甘油三酯、某些氨基酸等。
【解答】解:(1)胰岛素作用于一般组织细胞,可以促进葡萄糖进入组织细胞并氧化分解。
(2)细胞膜的功能有:将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出,体现细胞膜的选择透过性;进行细胞间的信息交流(化学物质传递,如激素、递质;通道传递,如胞间连丝;接触传递,如精卵结合、靶细胞与效应T细胞接触),图示都有体现。
故选:ABC。
(3)由图可以直接看出,LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达,从而抑制胰岛素受体磷酸化,引发胰岛素抵抗。TNF﹣α、IL﹣6会促进IkB(IkB和NF﹣KB的复合物)分解,从而激活NF﹣kB信号通路引发胰岛素抵抗。
(4)由图可以直接看出,大量游离的脂肪酸进入神经细胞,导致线粒体中自由基氧化和DNA损伤加剧、膜脂氧化剂MDA增多,使得神经细胞的结构和功能受到损伤从而诱发认知障碍。
(5)①胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠和正常小鼠相比,血糖含量和胰岛素含量都不同;通过检测血糖含量和胰岛素含量等筛选胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠。
②因为要研究高强度间歇训练能有效改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗状态,所以SED和HIIT组都要用高脂饲料喂养。
③检测相关炎症因子mRNA的含量,应用荧光RT﹣PCR(RT﹣PCR+电泳或PCR+电泳)等技术检测。
④由于高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗,所以HIIT组的相关炎症因子mRNA和炎症因子含量显著低于SED组,高于(等于)NC组。
故答案为:
(1)葡萄糖的吸收和氧化分解
(2)ABC
(3)胰岛素受体磷酸化 IkB(IkB和NF﹣KB的复合物)
(4)导致线粒体中自由基氧化和DNA损伤加剧、膜脂氧化剂MDA增多,使得神经细胞的结构和功能受到损伤从而诱发认知障碍
(5)①血糖含量和胰岛素含量 ②SED和HIIT ③荧光RT﹣PCR(RT﹣PCR+电泳或PCR+电泳)
④HIIT组的相关炎症因子mRNA和炎症因子含量显著低于SED组,高于(等于)NC组
【点评】本题考查细胞膜的功能和血糖调节的相关知识,意在考查学生的理解和应用能力,要求学生掌握血糖的来源和去路,细胞膜的功能,能从题目中获取关键信息。
20.(2024 天津模拟)生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要。图1为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a~f表示相应的细胞结构,①~⑧表示相应的生理过程;图2为细胞膜内陷形成的小窝结构示意图,该结构与细胞的信息传递等有关。请据图回答问题:
(1)图1中具有双层膜的细胞结构是 bc (填字母)。
(2)若图1中合成的物质包括胰岛素,其分泌到细胞外是通过⑧ 胞吐 过程完成的;图2小窝结构中的小窝蛋白分布于此的过程依次是 ⑤⑥⑦ (填图1中数字序号);通过⑤⑥途径合成的蛋白质,除图示类型外,还有 溶酶体 中的水解酶。
(3)据图2可知,小窝蛋白分为三段,中间区段主要由 疏水性 (填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成,其余两段均位于细胞的 细胞质基质 中。
(4)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(101~126位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图3,据此分析得到的结论是:小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在 肽段1 (填“肽段1”或“肽段2”)中。
【分析】分析题图1:a是核糖体,b是细胞核,c是线粒体,d是内质网,e是高尔基体,f是细胞膜。过程①②③④为胞内蛋白合成过程,过程⑤⑥⑦表示细胞膜蛋白合成、加工及定向转运的主要途径,过程⑤⑥⑧表示分泌蛋白合成、加工及定向转运的主要途径。
分析题图2:细胞膜内陷形成的小窝结构示意图,小窝是细胞膜的一部分。
【解答】解:(1)图1中具有双层膜的细胞结构是b细胞核,c线粒体。
(2)若图1中合成的物质包括胰岛素,胰岛素是分泌蛋白,其分泌到细胞外是通过⑧胞吐。小窝蛋白合成的场所是核糖体,在核糖体上氨基酸脱水缩合形成肽链,肽链依次进入内质网和高尔基体进行加工,由囊泡运输到细胞膜,成为细胞膜上的小窝蛋白,因此,图2小窝结构中的小窝蛋白分布于此的过程依次是⑤⑥⑦。通过⑤⑥途径合成的蛋白质,除图示类型外,还有溶酶体中的水解酶。
(3)据图2可知,小窝蛋白分为三段,中间区段主要分布在磷脂双分子层的内部,主要由疏水性的氨基酸残基组成,其余两段均位于细胞的细胞质基质中。
(4)由题图分析可知,肽段1与加入胆固醇后,荧光强度明显降低,肽段2加入胆固醇后荧光强度基本不变,又知胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低,因此胆固醇与肽段1中的氨基酸结合,而不与肽段2中的结合。
故答案为:
(1)bc
(2)胞吐;⑤⑥⑦;溶酶体
(3)疏水性;细胞质基质
(4)肽段1
【点评】本题以核糖体蛋白质合成的去路和细胞膜内陷形成的囊状结构为背景,考查了细胞膜和细胞器的相关知识,同时还考查考生对图片和曲线的分析能力及从题干中获取信息的能力。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)