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细胞的基本结构
一.选择题(共16小题)
1.分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后,其运输方向是( )
A.→内质网→细胞膜→高尔基体
B.→内质网→高尔基体→细胞膜
C.→高尔基体→内质网→细胞膜
D.→细胞膜→内质网→高尔基体
2.关于线粒体和叶绿体的相关叙述错误的是( )
A.两者都具备增大膜面积的结构形式,线粒体的内膜形成嵴,叶绿体中形成基粒
B.需氧型生物的细胞均有线粒体,植物细胞都有叶绿体
C.两者都含磷脂、DNA和多种酶,叶绿体中还有色素
D.两者都有内膜和外膜构成的双层膜
3.内质网负责将多肽链正确折叠和加工成有功能的蛋白质。一些外源性因素(如缺氧)会导致内质网腔内出现错误折叠蛋白和未折叠蛋白聚集等现象,称为内质网应激(ERS)。肿瘤细胞的ERS保护机制可促进未折叠蛋白的正常折叠、加速错误蛋白降解,以维持肿瘤细胞的存活和转移。下列叙述正确的是( )
A.内质网可对肽链进行合成、折叠、加工等
B.错误折叠或未折叠蛋白驻留内质网内不会影响内质网的正常功能
C.肿瘤细胞的转移与内质网中大量蛋白的错误折叠有关
D.肿瘤细胞的ERS保护机制能提高其耐受缺氧环境的能力
4.细胞的结构和功能是相适应的,下列叙述中正确的是( )
A.核孔是DNA和蛋白质等物质进出细胞核的通道
B.蛋白质合成旺盛的细胞中,其核仁较大,染色体数目较多
C.细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性,是细胞膜具有选择透过性的基础
D.细胞膜内的生物膜把各种细胞器分隔开,使多种化学反应同时进行,而互不干扰
5.下列有关组成细胞的分子和细胞结构的叙述,错误的是( )
A.人体成熟红细胞的血红蛋白可以携带氧气,但是该细胞没有细胞核及细胞器
B.植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,具有支持和保护作用
C.细胞骨架能维持真核细胞的形态,它与细胞的物质运输等活动有关
D.细胞质基质呈胶质状态,包括多种酶和各种细胞器
6.胰岛细胞中与合成、分泌胰岛素有关的一组细胞器是( )
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B.核糖体、内质网、高尔基体、叶绿体
C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D.核糖体、内质网、中心体、高尔基体
7.在核被膜和细胞膜的结构和功能中,核被膜独有的是( )
A.物质交换的功能
B.双层膜结构
C.具有一定的流动性
D.附着多种酶,有利于各种生化反应的顺利进行
8.下列有关生物学实验的叙述,正确的是( )
A.在“高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验中,可见藓类叶片细胞内的叶绿体分布不均且呈运动状态
B.在“模拟探究细胞表面积与体积的关系”实验中,NaOH扩散进入琼脂块的深度与琼脂块的体积呈正相关
C.在“探究pH对酶活性的影响”实验中,选用材料和试剂可以是新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和斐林试剂
D.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,由于解离后细胞死亡,无法比较细胞周期不同时期的长短
9.下列结构中,都不属于生物膜系统的是( )
①线粒体内膜 ②中心体 ③细胞壁 ④内质网膜 ⑤核糖体 ⑥核膜。
A.②⑤⑥ B.①②③ C.①④⑥ D.②③⑤
10.现有两个临时装片,材料分别取自菜青虫和卷心菜,在显微镜下对这两个装片进行观察。下列观察结果和对应的判断,错误的有( )
①若发现细胞中含有叶绿体,可判断该细胞来自卷心菜
②若发现细胞中不含叶绿体,可判断该细胞来自菜青虫
③若发现细胞中含有纤维素,可判断该细胞来自卷心菜
④若发现细胞中含有中心体,可判断该细胞来自菜青虫。
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
11.细胞核控制着细胞的代谢和遗传的主要原因是( )
A.细胞核一般位于细胞的中央
B.遗传物质DNA主要分布在细胞核中
C.核膜把核内物质与细胞质分开
D.核孔实现核质之间的物质交换
12.观察线粒体用以下哪种试剂染色( )
A.甲基绿 B.吡罗红 C.健那绿 D.碘液
13.如图为细胞膜结构示意图,有关叙述不正确的是( )
A.功能越复杂的细胞膜,[1][3]的种类和数量越多
B.[3]与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关
C.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
D.与口腔上皮细胞相比,心肌细胞通过[1]运入细胞的O2更多
14.不同细胞器在细胞中分工不同。下列关于细胞器功能的叙述,错误的是( )
A.构成细胞膜的磷脂和胆固醇几乎全部由光面内质网合成
B.人体肝细胞内的粗面内质网有解毒的功能
C.液泡富含水解酶,能吞噬衰老的细胞器
D.核糖体的两种存在形式可以相互转化
15.如图是细胞核的结构模式图.下列叙述不正确的是( )
A.图中①为染色质,是行使遗传功能的结构
B.图中③具有双层生物膜,可将核内物质与细胞质分开
C.图中②为核仁,与蛋白质的合成直接有关
D.图中④是某些大分子物质进出细胞核的通道
16.细胞内受损后的线粒体释放的信号蛋白,会引发细胞非正常死亡.如图示细胞通过“自噬作用”及时清除受损线粒体及其释放的信号蛋白的过程,下列说法错误的是( )
A.自噬体可能发生(来源)于内质网,由4层磷脂分子构成
B.自噬作用清除受损细胞器,维持细胞内部环境的稳态
C.自噬体将水解产物排出体外,以避免诱导细胞癌变
D.溶酶体具有识别功能,并参与细胞衰老和凋亡过程
二.填空题(共7小题)
17.回答有关生命的物质基础和结构基础的问题.
图中A~E表示5种细胞器,①~④表示从细胞中提取出来的4种有机物(①、④只表示某有机物的局部),甲~丁表示细胞结构中发生的化学反应.回答下列问题(在“[]”中填写数字或编号,在“ ”上填写文字).
(1)能够合成③物质的细胞器有[ ](请填写相关字母).
(2)具有物质①的细胞器是[ ](请填写相关字母),E与 有关.
(3)④一般含有而③肯定不含的化学元素是
(4)丙反应和丁反应两者都参与细胞的能量代谢.丙反应中产生的[H]的去向是 .
(5)请写出与丁反应相关的整个反应完整的反应式 .
18.如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。请据图回答以下问题。
(1)溶酶体起源于乙 (细胞器名称)。溶酶体含有多种 酶。
(2)为了研究某分泌蛋白的合成,向细胞中注射3H标记的亮氨酸,放射性依次出现在核糖体→[甲] →[乙]→ → 及分泌物中。若3H标记的氨基酸缩合产生了3H2O,那么水中的O可能来自于氨基酸的 (填写基团)。
(3)甲中物质运输到细胞外的过程中一共穿过 层磷脂双分子层,能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是 。
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有 特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的 (化学本质是 )结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有 的功能。
19.根据所学生物学知识回答以下问题:
(1)一分子二氧化碳从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来,进入一相邻细胞的叶绿体基质,共穿越的生物膜层数是 层.
(2)如图是植物细胞部分膜结构示意图,它们分别属于哪部分,按①②③④顺序依次是
(3)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成.该蛋白质至少有氧原子的个数是
(4)从生命系统的结构层次来分析,下列结构属于器官层次的有
①受精卵 ②树叶 ③心脏 ④一块骨骼肌 ⑤血液 ⑥筛管 ⑦一个酵母菌 ⑧池塘中的所有金鱼 ⑨某山上的所有生物 ⑩一片森林 一个池塘 一只小白鼠 某农场的所有水稻 市场上卖的一个西瓜
(5)某50肽中有丙氨酸(NH2CHCH3COOH)2个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图乙)得到几种不同有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在.该过程产生的全部有机物中氧原子数目增加 个.
20.在生物学中常常要根据“结构与功能观”理解细胞生命活动的过程,请参照表中内容完成下表。
结构名称 细胞膜 溶酶体 (1) 细胞骨架 核糖体
功能 控制物质进出细胞等 分解衰老损伤的细胞器,(2) 像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,运输“货物” 维持细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器 (3)
成分或结构 膜的主要成分都是(4) 是由(5) 组成的网架结构
功能举例 参与K+进入细胞等 分解进入肺泡上皮细胞的结核杆菌 参与分泌蛋白的分泌等 承受外力,保持细胞内部结构的有序性
21.从某腺体的细胞中,提取出附着有核糖体的内质网,放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中.培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件.很快连续取样,并分离核糖体和内质网.测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况,结果如图所示.
请回答:
(1)该实验是研究该腺体细胞的 过程(填生理活动).
(2)放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积,最可能的解释是
(3)放射性氨基酸既在核糖体上积累之后,在内质网中也出现,且数量不断增多,最可能的解释是
(4)实验中,培养液相当于细胞中的 .
(5)为该细胞供能的细胞器是 .
22.科学家用同位素标记法研究分泌蛋白的合成及分泌时,做过下列实验:
(1)选用豚鼠的胰腺细胞作为实验材料,是因为该细胞具有 的功能.
(2)本实验需在培养液中加入标记物,可供选择的物质有:(A)被3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸、(B)3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸、(C)3H标记的亮氨酸及(D)3H标记的葡萄糖.该实验应选择 (填字母序号)作标记物.细胞培养3分钟后,需向培养液中加入 ,以降低标记物连续渗入对实验结果的影响.
(3)随着时间的变化测定细胞各组成的放射性,结果如图所示.
据图可知,分泌蛋白是在 中合成的,并沿着 (用文字和箭头表示)途径向细胞外分泌.
23.据图回答下列问题:
(1)物质A是 ,物质B是 .
(2)图中具有双层E的结构是 (填写序号);动植物细胞都有,但是功能不同的是 .
(3)除了上述6种细胞器外,细胞内具有E结构的还有 .
三.实验题(共4小题)
24.生物学是建立在科学实验基础上的自然科学.科学实验显得十分重要,回答以下问题:
(1)实验原理,如: 是将活细胞中线粒体染色的专一染料,可以使活细胞的线粒体呈现 ,而细胞质接近无色.
(2)实验材料的选择:甘蔗茎呈白色,富含糖类,却不能用于还原糖鉴定,原因是 ;紫色洋葱外表皮细胞不能用于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验,原因是 ;制备较纯净细胞膜选择哺乳动物成熟红细胞,理由是 ,分离提纯时采用的方法是 .
(3)实验试剂的应用与使用方法:脂肪的鉴定在实验中50%的酒精的作用是 ,理由是 ;“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验,0.9%的生理盐水的作用是 ;鉴定还原糖实验时留取部分组织样液的目的是 .
(4)探究活动:蛋清中的主要成分是蛋白质,在碱性溶液中,蛋白质与CuSO4反应能产生颜色反应,请根据这一反应特征,利用下列材料,设计一个实验探究E物质是不是蛋白质.
材料用具:0.1g/mL NaOH溶液、0.01g/mL CuSO4溶液、稀释蛋清液、E物质溶液、蒸馏水、试管
实验步骤:
①取3支试管,编号1、2、3.
②1号试管加入2mL蛋清液,2号试管加入 ,3号试管加入2ml清水
③然后在3支试管中各加入1ml0.1g/mL的NaOH溶液振荡.再向3支试管中加入3﹣4滴0.01g/mL的CuSO4溶液,振荡
④观察 .
实验结果预测:
①如果 ,则说明E物质是蛋白质
②如果 ,则说明E物质不是蛋白质.
25.内质网应激是指细胞中内质网生理功能发生紊乱的一种细胞器病理状态,为研究2型糖尿病与内质网应激和蛋白质TRIB3之间的关系,研究人员对正常人和糖尿病患者相关蛋白质含量进行检测,结果如图1。
(1)2型糖尿病患者分泌的胰岛素不足,血糖较高。胰岛素等蛋白质常被叫做分泌蛋白,依据是 。在分泌蛋白合成和分泌过程中,高尔基体的作用是 。
(2)内质网膜面积广阔,其生理学意义是 。若要研究细胞中内质网生理功能发生紊乱是否与内质网的结构发生变化有关,可采用 的方法将细胞中各种细胞器分开,获取内质网进行观测。
(3)研究人员分析图1认为TRIB3介导了内质网的应激反应,做出此判断的依据是 。为进一步研究上述三者之间的关系,研究人员继续进行了相关实验,结果如图2,该实验结果说明 。
26.细胞膜具有控制物质进出的功能,已知15%的盐酸会破坏细胞膜的功能。请利用以下材料和用具,验证细胞膜的以上功能。
(1)材料用具:新鲜红色月季花瓣、烧杯、记号笔、质量分数15%的盐酸、清水、量筒。
(2)方法步骤:
①选两只大小相同的烧杯,分别用记号笔标上A、B。
②在A烧杯中加入 ,在B烧杯中加入 。
③选等量的 ,分别放入A、B两只烧杯中,经过相同时间后观察并记录实验结果。
(3)实验结果: 。
(4)请解释盐酸溶液中出现的实验结果的原因: 。
27.生物体细胞内的膜具有一定选择透性,即水分子可以自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他离子、小分子和大分子则不能通过.请根据以下所提供的条件探究细胞内膜的选择透性.
实验材料和用具:①新鲜的红色康乃馨,②烧杯,③玻璃铅笔,④质量分数为15%的盐酸,⑤清水,⑥量筒.
(1)水分子跨膜运输的方式为 .
(2)完善下列实验设计,验证膜具有选择透性.(提示:康乃馨的红色部分是指具有膜结构的液泡)
第一步:选两只大小相同的烧杯,用玻璃铅笔标上A和B.
第二步:在A、B两只烧杯中, .
第三步:选 的红色康乃馨花瓣,分别放入A、B两只烧杯中, .
结果预测: .
原因分析:在酸性环境中, 和 失去 ,液泡中的大分子色素进入盐酸中.
四.解答题(共4小题)
28.请完成下列实验设计并分析有关问题.
(1)为获得纯净的细胞膜,应选取上述材料中的 做实验.选用该材料的原因是它 .
A.人的成熟红细胞 B.人的口腔上皮细胞 C.蛙的红细胞 D.鸡肝研磨液
(2)将选取的上述材料放入 中,一段时间后细胞将吸水破裂.再用
方法分离得到纯净的细胞膜.
(3)通过有关方法,测得多种膜的化学成分,如下表.
物质种类 膜的类别 蛋白质(%) 脂质(%)主要是磷脂 糖类(%)
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
人红细胞膜 49 43 8
线粒体内膜 76 24 0
菠菜叶绿体片层膜 70 30 0
注:线粒体、叶绿体都是细胞器
上表数据显示,细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是 ;主要区别是 .
(4)细胞膜功能的复杂程度与细胞膜上 有关.
29.细胞是一个开放的系统,每时每刻都要经过细胞膜与环境进行物质交换。图是动物细胞膜的结构及几种物质通过细胞膜的运输方式模式图,请据图回答:
(1)图中所示的细胞膜结构中,A、B、C分别代表 、 、 。
(2)从功能上来说,细胞膜是一层 。
(3)细胞吸水膨胀时A的厚度变小,这说明A具有 ,大多数的B ,结构C与细胞表面的 作用有密切关系。
(4)如果图中的细胞膜是人的红细胞膜,则氧气、葡萄糖、K+进入红细胞的方式依次是([]内填序号,横线上填文字)[ ] 、[ ] 、[ ] 。
30.生物膜系统从结构和功能上看都是一个统一的整体.根据图中所给信息,回答下列问题:
(1)研究图1所示的生理过程,一般采用的方法是 .从图中可以看出溶酶体起源于 ,并具有分解侵入机体的细菌的功能.
(2)囊性纤维病病人生物膜系统结构受损,导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变,图2显示了细胞膜的 模型,所展示的两类载体蛋白中,氯离子跨膜运输的正常进行是由 决定的.
(3)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下通过 方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,水分子向膜外扩散的速度 ,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释.
31.作为一个生命系统,细胞内部的各种结构及其功能既相对独立又彼此联系.实验中用被3H标记的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线(如图中图甲所示),以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网的膜面积的变化曲线(如下图乙所示).请结合图示回答下列问题.
(1)请判断图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次是 .高尔基体在此过程中所起的作用是 .
(2)请判断图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜所属的细胞结构依次是 .
(3)导致f曲线先增加后减少的原因是 .
细胞的基本结构
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后,其运输方向是( )
A.→内质网→细胞膜→高尔基体
B.→内质网→高尔基体→细胞膜
C.→高尔基体→内质网→细胞膜
D.→细胞膜→内质网→高尔基体
【答案】B
【分析】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.
【解答】解:由以上分析可知,分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后,其运输方向是:→内质网→高尔基体→细胞膜。
故选:B。
【点评】本题比较基础,考查细胞结构和功能,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,掌握分泌蛋白的合成与分泌过程,能结合所学的知识准确判断各选项.
2.关于线粒体和叶绿体的相关叙述错误的是( )
A.两者都具备增大膜面积的结构形式,线粒体的内膜形成嵴,叶绿体中形成基粒
B.需氧型生物的细胞均有线粒体,植物细胞都有叶绿体
C.两者都含磷脂、DNA和多种酶,叶绿体中还有色素
D.两者都有内膜和外膜构成的双层膜
【答案】B
【分析】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞内产生ATP的能量供应站,叶绿体是光合作用的场所。
【解答】解:A、线粒体的内膜向内折叠形成嵴,叶绿体的类囊体堆叠形成基粒,嵴和基粒都可以增大膜面积,A正确;
B、需氧型生物的细胞不一定含有线粒体,例如需氧型的原核生物(硝化细菌等);植物细胞不一定都有叶绿体,例如植物的根尖细胞,B错误;
C、线粒体和叶绿体都是双层膜的细胞器,膜的基本支架是磷脂双分子层,两者都是半自主性的细胞器,都含DNA和多种酶,叶绿体中还有叶绿素等光合色素,C正确;
D、线粒体和叶绿体都有内膜和外膜构成的双层膜,D正确。
故选:B。
【点评】本题是关于叶绿体和线粒体知识的考查,还是比较简单的,考生把基础知识把握牢固即可。
3.内质网负责将多肽链正确折叠和加工成有功能的蛋白质。一些外源性因素(如缺氧)会导致内质网腔内出现错误折叠蛋白和未折叠蛋白聚集等现象,称为内质网应激(ERS)。肿瘤细胞的ERS保护机制可促进未折叠蛋白的正常折叠、加速错误蛋白降解,以维持肿瘤细胞的存活和转移。下列叙述正确的是( )
A.内质网可对肽链进行合成、折叠、加工等
B.错误折叠或未折叠蛋白驻留内质网内不会影响内质网的正常功能
C.肿瘤细胞的转移与内质网中大量蛋白的错误折叠有关
D.肿瘤细胞的ERS保护机制能提高其耐受缺氧环境的能力
【答案】D
【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积,其外连细胞膜,内连核膜,将细胞中的各种结构连成一个整体,具有承担细胞内物质运输的作用。
【解答】解:A、核糖体是蛋白质的合成场所,内质网可对核糖体合成的肽链进行折叠、加工、修饰等,A错误;
B、错误折叠或未折叠蛋白驻留在内质网内,会影响内质网的结构,从而影响内质网的正常功能,B错误;
C、蛋白质错误折叠和未折叠蛋白聚集,会激发肿瘤细胞的保护机制,以维持肿瘤细胞的存活和转移,但肿瘤细胞的转移与内质网中大量蛋白的错误折叠无关,C错误;
D、缺氧会导致细胞进行无氧呼吸产生乳酸,由题干可知,缺氧、酸中毒等环境会导致内质网腔内出现错误折叠蛋白和未折叠蛋白,而肿瘤细胞的ERS保护机制可促进未折叠蛋白的正常折叠、加速错误蛋白降解,以维持肿瘤细胞的存活和转移,因此肿瘤细胞的ERS机制可能使其能耐受缺氧、酸中毒等环境,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查细胞器的相关知识,要求考生识记内质网的功能;识记肿瘤细胞的特点,能正确审题获取有效信息,再结合所学知识判断各选项。
4.细胞的结构和功能是相适应的,下列叙述中正确的是( )
A.核孔是DNA和蛋白质等物质进出细胞核的通道
B.蛋白质合成旺盛的细胞中,其核仁较大,染色体数目较多
C.细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性,是细胞膜具有选择透过性的基础
D.细胞膜内的生物膜把各种细胞器分隔开,使多种化学反应同时进行,而互不干扰
【答案】D
【分析】核孔是细胞核和细胞质进行物质交换和信息交流的通道,是蛋白质和RNA进出的通道;核仁与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关。
生物膜系统的功能:(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、核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道,而DNA不能从核孔中出来,A错误;
B、蛋白质合成旺盛的细胞,核仁较大,但是细胞中的染色体数目相同,B错误;
C、磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,无特异性,C错误;
D、生物膜分隔细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的知识点是细胞核结构、细胞膜的功能特点和生物膜系统的功能,知识点较多,但难度不大。
5.下列有关组成细胞的分子和细胞结构的叙述,错误的是( )
A.人体成熟红细胞的血红蛋白可以携带氧气,但是该细胞没有细胞核及细胞器
B.植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,具有支持和保护作用
C.细胞骨架能维持真核细胞的形态,它与细胞的物质运输等活动有关
D.细胞质基质呈胶质状态,包括多种酶和各种细胞器
【答案】D
【分析】1、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器。
2、高等植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,具有支持和保护作用。
3、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。
4、细胞中包括呈胶质状态细胞质基质和各种细胞器。
【解答】解:A、人体成熟红细胞血红蛋白可以携带氧气,但是进行无氧呼吸,该细胞没有细胞核及细胞器,A正确;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,具有支持和保护作用,B正确;
C、细胞骨架能维持真核细胞的形态,它与细胞的物质运输等活动有关,C正确;
D、细胞质基质呈胶质状态,包括多种酶,不包括各种细胞器,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了细胞结构和功能的有关知识,要求学生识记特殊细胞的结构特点和代谢特点,掌握原核细胞和真核细胞结构的异同点,明确病毒的成分只有蛋白质和核酸。
6.胰岛细胞中与合成、分泌胰岛素有关的一组细胞器是( )
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B.核糖体、内质网、高尔基体、叶绿体
C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D.核糖体、内质网、中心体、高尔基体
【答案】C
【分析】胰岛素属于分泌蛋白,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→细胞膜通过胞吐的方式将蛋白质分泌到细胞外。在这个过程中消耗的能量主要由线粒体提供。由此可见,分泌蛋白合成和运输相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
【解答】解:A、中心体与细胞的分裂有关,与胰岛素的合成无关,A错误;
B、叶绿体是光合作用的场所,与胰岛素的合成无关,B错误;
C、胰岛素的合成和运输相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,C正确;
D、中心体与细胞的分裂有关,与胰岛素的合成无关,D错误。
故选:C。
【点评】本题以分泌蛋白为素材,考查细胞器之间的协调配合,要求考生识记各细胞器的结构和功能,同时还要求考生识记分泌蛋白合成和运输过程,进而选出正确的答案,属于考纲识记层次的考查。
7.在核被膜和细胞膜的结构和功能中,核被膜独有的是( )
A.物质交换的功能
B.双层膜结构
C.具有一定的流动性
D.附着多种酶,有利于各种生化反应的顺利进行
【答案】B
【分析】细胞膜有多方面功能,与物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等密切相关.
核膜是双层膜,将细胞质与核内物质分开,核膜上的核孔是细胞核与细胞质之间进行物质交换的通道.
【解答】解:A、生物膜都具有物质交换的功能,可控制物质进出细胞,A错误;
B、生物膜上的糖蛋白都具有识别的功能,B错误;
C、核膜是双层膜,细胞膜是单层膜,C正确;
D、核膜和细胞膜上都有多种酶附着在上面,可进行各种化学反应,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查核膜与细胞膜结构与功能,能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力.
8.下列有关生物学实验的叙述,正确的是( )
A.在“高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验中,可见藓类叶片细胞内的叶绿体分布不均且呈运动状态
B.在“模拟探究细胞表面积与体积的关系”实验中,NaOH扩散进入琼脂块的深度与琼脂块的体积呈正相关
C.在“探究pH对酶活性的影响”实验中,选用材料和试剂可以是新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和斐林试剂
D.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,由于解离后细胞死亡,无法比较细胞周期不同时期的长短
【答案】A
【分析】一、NaOH的扩散深度对于体积不同的琼脂块都是相同的,无法用来表示细胞表面积与体积的关系。只有NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积比才可表示细胞吸收物质的速率,并反映出细胞表面积与体积的比值与细胞物质运输速率的关系。
二、观察叶绿体和线粒体:
1.实验原理
(1)叶绿体主要分布于绿色植物的叶肉细胞,呈绿色,扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可用高倍显微镜观察其形态和分布。
(2)线粒体普遍存在于动植物细胞中,无色,成短棒状、圆球状、线形或哑铃形等。
(3)健那绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。通过染色,可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。
2.实验操作
制作临时装片→低倍显微镜下找到细胞结构→高倍显微镜下观察。
3.特别提示
(1)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态
(2)用口腔上皮细胞观察线粒体时,要漱净口腔,防止食物碎屑对观察物像的干扰。
(3)线粒体和叶绿体在细胞中的分布不均匀,线粒体在需能多的部位分布多,叶绿体在叶的向光面分布多。
【解答】解:A、在“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体件”实验中,可见藓类叶片细胞内的叶绿体分布不均且呈运动状态,A正确;
B、在“模拟探究细胞表面积与体积的关系”实验中,NaOH扩散进入琼脂块的深度均相同,而扩散的琼脂块的体积则不同,B错误;
C、淀粉在酸性条件下会被水解,故不能用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响,C错误;
D、在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,可通过比较不同时期细胞数目的多少来比较细胞周期不同时期的长短,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查观察叶绿体和线粒体实验、“模拟探究细胞表面积与体积的关系”实验及“探究pH对酶活性影响”实验和“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
9.下列结构中,都不属于生物膜系统的是( )
①线粒体内膜 ②中心体 ③细胞壁 ④内质网膜 ⑤核糖体 ⑥核膜。
A.②⑤⑥ B.①②③ C.①④⑥ D.②③⑤
【答案】D
【分析】生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成。
【解答】解:①线粒体内膜是细胞器膜,属于生物膜系统;
②中心体是不具有膜结构的细胞器;
③细胞壁不是生物膜系统的组成成分;
④内质网膜是细胞器膜,属于生物膜系统;
⑤核糖体是不具有膜结构的细胞器;
⑥核膜是生物膜系统的组成成分。
故选:D。
【点评】对于生物膜系统的组成的记忆和对不同细胞器结构特点的理解记忆,把握知识点间的内在联系是解题的关键。
10.现有两个临时装片,材料分别取自菜青虫和卷心菜,在显微镜下对这两个装片进行观察。下列观察结果和对应的判断,错误的有( )
①若发现细胞中含有叶绿体,可判断该细胞来自卷心菜
②若发现细胞中不含叶绿体,可判断该细胞来自菜青虫
③若发现细胞中含有纤维素,可判断该细胞来自卷心菜
④若发现细胞中含有中心体,可判断该细胞来自菜青虫。
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【分析】动物细胞和植物细胞的比较:
动物细胞 植物细胞
不同点 没有细胞壁、液泡、叶绿体 有细胞壁、液泡、叶绿体
有中心体 低等植物有中心体,高等植物没有中心体
相同点 ①都有细胞膜、细胞核、细胞质。 ②细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等。
【解答】解:①叶绿体存在于绿色植物的叶肉细胞,因此若发现细胞中含有叶绿体,可判断该细胞来自卷心菜,①正确;
②植物的根细胞中没有叶绿体,因此若发现细胞中不含叶绿体,不能判断该细胞来自菜青虫还是卷心菜,②错误;
③纤维素是植物细胞中特有的多糖,因此若发现细胞中含有纤维素,可判断该细胞来自卷心菜,③正确;
④中心体存在动物细胞和低等植物细胞中,因此若发现细胞中含有中心体,可判断该细胞来自菜青虫,④正确。
故选:A。
【点评】本题考查了细胞结构的有关知识,要求学生掌握动物细胞和植物细胞结构的异同点,识记叶绿体、中心体等细胞器的分布情况,并结合所学知识准确判断各项。
11.细胞核控制着细胞的代谢和遗传的主要原因是( )
A.细胞核一般位于细胞的中央
B.遗传物质DNA主要分布在细胞核中
C.核膜把核内物质与细胞质分开
D.核孔实现核质之间的物质交换
【答案】B
【分析】1、细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心.
2、细胞核包括核膜、染色质、核仁;核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,细胞核内的核仁与某种 RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关.
3、细胞生物的细胞中的核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA,其中DNA是遗传物质;非细胞生物(病毒)含有DNA或者RNA一种核酸,其遗传物质是DNA或者RNA.
4、真核细胞的DNA主要分布在细胞核,在线粒体中叶绿体中也有少量分布,RNA主要分布在细胞质.
【解答】解:DNA是真核细胞的遗传物质,DNA主要分布在细胞核,控制着细胞代谢和遗传,所以细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
故选:B。
【点评】本题考查细胞核结构和功能的相关知识,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和解决问题的能力,考生对细胞核的结构和功能的识记和理解是解题的关键.
12.观察线粒体用以下哪种试剂染色( )
A.甲基绿 B.吡罗红 C.健那绿 D.碘液
【答案】C
【分析】观察线粒体和叶绿体实验的原理:
1、叶肉细胞中的叶绿体,呈绿色、扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可以在高倍显微镜下观察它的形态.
2、线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中,健那绿染液能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色.通过染色,可以在高倍显微镜下观察到处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等.
3、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色.
【解答】解:A、甲基绿能使DNA呈绿色,A错误;
B、吡罗红能使RNA呈红色,B错误;
C、健那绿是专一性染线粒体的活细胞染料,能线粒体染成蓝绿色,C正确;
D、碘液可用于鉴定淀粉,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查观察线粒体和叶绿体实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等,需要考生在平时的学习过程中注意积累.
13.如图为细胞膜结构示意图,有关叙述不正确的是( )
A.功能越复杂的细胞膜,[1][3]的种类和数量越多
B.[3]与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关
C.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
D.与口腔上皮细胞相比,心肌细胞通过[1]运入细胞的O2更多
【答案】D
【分析】由题图可知,该图是细胞膜的模式图,其中1是蛋白质,2是磷脂双分子层,3是糖蛋白,位于细胞膜的外侧,因此A是细胞膜外侧,B是细胞膜的内侧;组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
【解答】解:A、细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,其中蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,功能越复杂的细胞膜其种类和数量也越多,故功能越复杂的细胞膜,[1][3]的种类和数量越多,A正确;
B、3是糖蛋白,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关,B正确;
C、细胞膜与某些细胞器之间存在脂质、蛋白质的交流,如细胞膜和细胞器膜可通过形成囊泡相互转化,C正确;
D、O2进入心肌细胞属于自由扩散,不需要细胞膜上的[1]参与,D错误。
故选:D。
【点评】本题结合细胞膜结构示意图,考查细胞膜的成分、细胞膜的结构特点,要求考生识记细胞膜的成分,能准确判断图中各物质的名称及功能。
14.不同细胞器在细胞中分工不同。下列关于细胞器功能的叙述,错误的是( )
A.构成细胞膜的磷脂和胆固醇几乎全部由光面内质网合成
B.人体肝细胞内的粗面内质网有解毒的功能
C.液泡富含水解酶,能吞噬衰老的细胞器
D.核糖体的两种存在形式可以相互转化
【答案】B
【分析】各种细胞器的结构、功能:
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所 细胞的“动力车间”
叶绿体 植物叶肉细胞 双层膜结构 植物细胞进行光合作用的场所;植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔 基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
核糖体 动植物细胞 无膜结构,有的附着在内质网上,有的游离在细胞质中 合成蛋白质的场所 “生产蛋白质的机器”
溶酶体 动植物细胞 单层膜形成的泡状结构 “消化车间”,内含多种水解酶,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。
液泡 成熟植物细胞 单层膜形成的泡状结构;内含细胞液(有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等) 调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体 动物或某些低等植物细胞 无膜结构;由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
【解答】解:A、光面内质网与脂质合成有关,而细胞内的磷脂和胆固醇属于脂质,A正确;
B、滑面内质网还具有解毒功能,如肝细胞中的滑面内质网中含有一些酶,用以清除脂溶性的废物和代谢产生的有害物质,B错误;
C、植物细胞的液泡中富含水解酶,能吞噬衰老的细胞器,C正确;
D、核糖体在细胞中的位置并不是固定不变的,两种存在形式可以相互转换,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查细胞膜的成分和各种细胞器的功能等相关知识,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。
15.如图是细胞核的结构模式图.下列叙述不正确的是( )
A.图中①为染色质,是行使遗传功能的结构
B.图中③具有双层生物膜,可将核内物质与细胞质分开
C.图中②为核仁,与蛋白质的合成直接有关
D.图中④是某些大分子物质进出细胞核的通道
【答案】C
【分析】细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(DNA和蛋白质)、核仁(与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流).功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心.
根据题意和图示分析可知:①是染色质,②是核仁,③是核膜,④是核孔.
【解答】解:A、图中①为染色质,其主要成分是DNA和蛋白质,所以是行使遗传功能的结构,A正确;
B、③核膜具有双层膜,上面有孔是蛋白质和RNA通过的地方,可将核内物质与细胞质分开,B正确;
C、图中②为核仁,代谢旺盛的细胞中核仁较大,其与核糖体的形成有关,所以与蛋白质的合成间接有关,C错误;
D、核孔对物质的运输具有选择性,蛋白质、RNA等生物大分子可以穿过核孔进出细胞核,核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道,D正确。
故选:C。
【点评】本题结合细胞核的结构模式图,考查细胞核的结构和功能,意在考查考生的识图能力、识记能力,关键是理解细胞核的结构.
16.细胞内受损后的线粒体释放的信号蛋白,会引发细胞非正常死亡.如图示细胞通过“自噬作用”及时清除受损线粒体及其释放的信号蛋白的过程,下列说法错误的是( )
A.自噬体可能发生(来源)于内质网,由4层磷脂分子构成
B.自噬作用清除受损细胞器,维持细胞内部环境的稳态
C.自噬体将水解产物排出体外,以避免诱导细胞癌变
D.溶酶体具有识别功能,并参与细胞衰老和凋亡过程
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知:图示表示细胞通过“自噬作用”及时清除受损线粒体及其释放的信号蛋白的过程.首先图示受损的线粒体及信号蛋白形成自噬体;其次自噬体与溶酶体融合,其中的水解酶开始分解线粒体.
【解答】解:A、内质网能增大细胞内的膜面积,由于自噬体具有2层膜,所以由4层磷脂分子构成,A正确;
B、及时清除受损的线粒体及信号蛋白的过程发生在细胞内,因而能维持细胞内部环境的稳定,B正确;
C、自噬体内的物质被水解后,其产物有的可以被细胞重新利用,不能被利用的则排到细胞外,C错误;
D、溶酶体只有识别自噬体后才能与其融合,可见,溶酶体具有识别功能,参与细胞衰老和凋亡过程,D正确。
故选:C。
【点评】本题结合细胞通过“自噬作用”及时清除受损线粒体及其释放的信号蛋白的过程图解,考查细胞结构和功能,要求考生识记细胞中各种细胞器的结构和功能,能结合图中信息准确判断各选项.
二.填空题(共7小题)
17.回答有关生命的物质基础和结构基础的问题.
图中A~E表示5种细胞器,①~④表示从细胞中提取出来的4种有机物(①、④只表示某有机物的局部),甲~丁表示细胞结构中发生的化学反应.回答下列问题(在“[]”中填写数字或编号,在“ ”上填写文字).
(1)能够合成③物质的细胞器有[ A、C ](请填写相关字母).
(2)具有物质①的细胞器是[ C ](请填写相关字母),E与 细胞的有丝分裂 有关.
(3)④一般含有而③肯定不含的化学元素是 硫
(4)丙反应和丁反应两者都参与细胞的能量代谢.丙反应中产生的[H]的去向是 参与暗反应中三碳化合物的还原 .
(5)请写出与丁反应相关的整个反应完整的反应式 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:A线粒体、B高尔基体、C叶绿体、D内质网、E是中心体;①叶绿素、②转运RNA、③ATP、④蛋白质;
甲是内质网:加工肽链;乙是高尔基体:形成纤维素,用于合成细胞壁;丙是类囊体薄膜:光反应的场所,包括水的光解和ATP的合成;丁是线粒体内膜,是有氧呼吸的第三阶段的场所.
【解答】解:(1)能够合成ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质,所以能合成③物质的细胞器有A线粒体、C叶绿体.
(2)物质①是叶绿体,只分布在C叶绿体的类囊体膜上;E是中心体,与细胞的有丝分裂有关.
(3)物质③是ATP,其组成元素是C、H、O、N、P,而物质④多肽链,其组成元素是C、H、O、N、S,可见两者在化学元素组成上的区别是③含磷,不含硫;④含硫,不含磷.
(4)丙是光合作用光反应的场所,该反应中产生的[H]将参与暗反应中三碳化合物的还原.
(5)丁反应进行的为有氧呼吸,有氧呼吸的反应式是:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量.
故答案为:
(1)[A、C]
(2)[C]细胞的有丝分裂
(3)硫
(4)参与暗反应中三碳化合物的还原
(5)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
【点评】本题综合性较强,涉及的知识点较多,综合考查了细胞结构和功能、细胞中的化合物、光合作用和呼吸作用等知识点,需要学生识记的内容较多.本题题图也较多,要求学生能根据所学知识准确判断各结构或物质的名称,特别是物质①②③的名称,因为这三种图在题中涉及较少,学生比较陌生,容易出错.
18.如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。请据图回答以下问题。
(1)溶酶体起源于乙 高尔基体 (细胞器名称)。溶酶体含有多种 水解 酶。
(2)为了研究某分泌蛋白的合成,向细胞中注射3H标记的亮氨酸,放射性依次出现在核糖体→[甲] 内质网 →[乙]→ 囊泡 → 细胞膜 及分泌物中。若3H标记的氨基酸缩合产生了3H2O,那么水中的O可能来自于氨基酸的 ﹣COOH (填写基团)。
(3)甲中物质运输到细胞外的过程中一共穿过 0 层磷脂双分子层,能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是 内质网 。
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有 一定流动性 特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的 受体 (化学本质是 蛋白质 )结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有 进行细胞间信息交流 的功能。
【答案】见试题解答内容
【分析】图中:甲表示内质网,乙表示高尔基体;溶酶体来源于高尔基体,其中含有多种水解酶,能吞噬并杀死进入细胞的病菌。
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。
【解答】解:(1)溶酶体起源于乙高尔基体,溶酶体含有多种水解酶。
(2)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。因此放射性依次出现在核糖体→[甲]内质网→[乙]→囊泡→细胞膜及分泌物中。在氨基酸脱水缩合的过程中,产生的水中的氢来自于氨基和羧基,其中的氧来自于羧基。
(3)甲中物质运输到细胞外的过程中都是通过膜的融合,最终通过胞吐的方式运出细胞,因此不需要穿过磷脂双分子层,能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是内质网。
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有一定流动性特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的(化学本质是蛋白质)结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
故答案为:
(1)高尔基体 水解
(2)内质网 囊泡 细胞膜﹣COOH
(3)0 内质网
(4)一定流动性 受体 蛋白质 进行细胞间信息交流
【点评】本题以诺贝尔生理学或医学奖为背景,结合图解,考查细胞膜的成分及特点、细胞器之间的协调配合,要求考生识记细胞膜的成分及结构特点;识记细胞中各细胞器的图象及功能,能准确判断图中各结构的名称,再结合图解答题。
19.根据所学生物学知识回答以下问题:
(1)一分子二氧化碳从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来,进入一相邻细胞的叶绿体基质,共穿越的生物膜层数是 6 层.
(2)如图是植物细胞部分膜结构示意图,它们分别属于哪部分,按①②③④顺序依次是 叶绿体膜、液泡膜(或溶酶体膜或细胞膜)、线粒体膜、核膜
(3)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成.该蛋白质至少有氧原子的个数是 n+m
(4)从生命系统的结构层次来分析,下列结构属于器官层次的有 ②③④
①受精卵 ②树叶 ③心脏 ④一块骨骼肌 ⑤血液 ⑥筛管 ⑦一个酵母菌 ⑧池塘中的所有金鱼 ⑨某山上的所有生物 ⑩一片森林 一个池塘 一只小白鼠 某农场的所有水稻 市场上卖的一个西瓜
(5)某50肽中有丙氨酸(NH2CHCH3COOH)2个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图乙)得到几种不同有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在.该过程产生的全部有机物中氧原子数目增加 4 个.
【答案】见试题解答内容
【分析】细胞结构分类:双层膜:线粒体、叶绿体、核膜;
单层膜:高尔基体、内质网、液泡、溶酶体、细胞膜;
无膜:核糖体、中心体.
氨基酸脱水缩合过程中的有关计算:
(1)脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸个数n﹣链数条数m;
(2)蛋白质分子量=氨基酸分子量×氨基酸个数﹣水的个数×18;
(3)蛋白质含氧原子个数=各氨基酸中氧原子总数﹣脱去水分子数.
【解答】解:(1)一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来,进入一相邻细胞的叶绿体基质内,需经过线粒体内膜→线粒体外膜→细胞膜→细胞膜→叶绿体外膜→叶绿体内膜,共穿越过的生物膜层数6层
(2)①结构具有双层膜,且内膜光滑,属于叶绿体膜;②结构具有单层膜,最可能是液泡膜或细胞膜;③结构具有双层膜,且内膜向内折叠,属于线粒体膜;④结构具有双层膜,且膜上有孔,属于核膜.
(3)根据氨基酸的结构通式可知:每个氨基酸至少含一个羧基(﹣COOH),所以n个氨基酸至少含2n个氧原子;m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质,在脱水缩合过程中脱去水分子数=氨基酸数目﹣肽链数=n﹣m,每分子水含1个O;蛋白质含氧原子个数=各氨基酸中氧原子总数﹣脱去水分子数=2n﹣(n﹣m)=n+m.
(4)①受精卵为一个细胞 ②树叶为植物的器官 ③心脏属于器官 ④一块骨骼肌属于器官 ⑤血液属于结缔组织 ⑥筛管属于细胞 ⑦一个酵母菌属于细胞和个体层次 ⑧池塘中的所有金鱼属于一个种群 ⑨某山上的所有生物属于生物群落 ⑩一片森林属于一个生态系统 一个池塘属于一个生态系统 一只小白鼠属于个体 某农场的所有水稻属于种群 市场上卖的一个西瓜属于器官
故属于器官的有:②③④
(5)该多肽水解需要水解4个肽键;水解四个肽键,就需要4个水分子参加,会形成4个氨基和4个羧基,同时氢原子数目增加8个,氧原子数目增加4个.
故答案为:
(1)6
(2)叶绿体膜、液泡膜(或溶酶体膜或细胞膜)、线粒体膜、核膜
(3)n+m
(4)②③④
(5)4
【点评】本题综合考查了细胞的结构、生命系统的结构层次、氨基酸脱水缩合形成蛋白质过程中的相关计算,意在考查考生理解所学知识要点的能力;能运用所学知识,对生物学问题作出准确的判断;能用文字及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容.
20.在生物学中常常要根据“结构与功能观”理解细胞生命活动的过程,请参照表中内容完成下表。
结构名称 细胞膜 溶酶体 (1) 囊泡 细胞骨架 核糖体
功能 控制物质进出细胞等 分解衰老损伤的细胞器,(2) 吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,运输“货物” 维持细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器 (3) 生产蛋白质的机器
成分或结构 膜的主要成分都是(4) 脂质和蛋白质 是由(5) 蛋白质纤维 组成的网架结构
功能举例 参与K+进入细胞等 分解进入肺泡上皮细胞的结核杆菌 参与分泌蛋白的分泌等 承受外力,保持细胞内部结构的有序性
【答案】(1)囊泡
(2)吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
(3)生产蛋白质的机器
(4)脂质和蛋白质
(5)蛋白质纤维
【分析】1、叶绿体是具有双层膜的细胞器,在内膜内有类囊体薄膜,分布着色素,是光合作用的场所。
2、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的动力车间,细胞所需要的能量大部分来自线粒体。
3、内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”。
4、高尔基体可以对蛋白质进行加工和转运,蛋白质的加工厂,植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关,与动物细胞分泌物的合成有关。
5、核糖体是“生产蛋白质的机器”,有的依附在内质网上称为附着核糖体,有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。
6、液泡是植物细胞之中的泡状结构,液泡内有细胞液,其中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,对细胞内的环境起着调节作用,保持一定渗透压。
7、中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关,由两个相互垂直的中心粒构成。
8、溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的本质是蛋白质),能够分解很多物质以及衰老、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”“消化车间”。
【解答】解:(1)在细胞内,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。
(2)溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
(3)核糖体有的附于粗面内质网上,有的游离在细胞质基质中,是“生产蛋白质的机器”。
(4)对细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外,还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总质量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%~10%。
(5)细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,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。
故答案为:
(1)囊泡
(2)吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
(3)生产蛋白质的机器
(4)脂质和蛋白质
(5)蛋白质纤维
【点评】本题考查细胞结构的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
21.从某腺体的细胞中,提取出附着有核糖体的内质网,放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中.培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件.很快连续取样,并分离核糖体和内质网.测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况,结果如图所示.
请回答:
(1)该实验是研究该腺体细胞的 分泌蛋白的合成和分泌 过程(填生理活动).
(2)放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积,最可能的解释是 核糖体是合成蛋白质的场所
(3)放射性氨基酸既在核糖体上积累之后,在内质网中也出现,且数量不断增多,最可能的解释是 蛋白质进入内质网中加工
(4)实验中,培养液相当于细胞中的 细胞质基质 .
(5)为该细胞供能的细胞器是 线粒体 .
【答案】见试题解答内容
【分析】1、分泌蛋白其合成与分泌过程为: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,放射性首先出现在核糖体上,然后依次是内质网和高尔基体、细胞膜.
2、本题的考查生物膜系统在结构和功能上的联系.分析题图可知,将附着有核糖体的内质网,放入含有放射性标记的氨基酸的培养液,放射性首先出现在核糖体上,然后再内质网中的放射性逐渐升高.
【解答】解:(1)该实验是研究该腺体细胞的分泌蛋白的合成和加工过程.
(2)氨基酸是合成蛋白质的原料,蛋白质合成的场所是核糖体,所以放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积.
(3)由题意可知,将附着有核糖体的内质网来自某腺体的细胞,腺体细胞具有分泌功能,因此内质网上的核糖体合成的蛋白质可能是分泌蛋白,分泌蛋白在内质网上的核糖体上合成后,要进入内质网进行加工,所以放射性氨基酸继在核糖体上积累之后,在内质网中也出现,且数量不断增多.
(4)实验中,培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件,相当于细胞中的细胞质基质.
(5)为该细胞供能的细胞器是线粒体.
故答案应为:
(1)分泌蛋白的合成和分泌
(2)核糖体是合成蛋白质的场所
(3)蛋白质进入内质网中加工
(4)细胞质基质
(5)线粒体
【点评】本题考查了细胞结构和功能以及分泌蛋白合成有关的知识,意在考查考生的分析能力和识记能力,难度适中.考生要能识记与分泌蛋白形成有关的细胞器及其分泌和加工过程.
22.科学家用同位素标记法研究分泌蛋白的合成及分泌时,做过下列实验:
(1)选用豚鼠的胰腺细胞作为实验材料,是因为该细胞具有 分泌蛋白质 的功能.
(2)本实验需在培养液中加入标记物,可供选择的物质有:(A)被3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸、(B)3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸、(C)3H标记的亮氨酸及(D)3H标记的葡萄糖.该实验应选择 C (填字母序号)作标记物.细胞培养3分钟后,需向培养液中加入 未标记的亮氨酸 ,以降低标记物连续渗入对实验结果的影响.
(3)随着时间的变化测定细胞各组成的放射性,结果如图所示.
据图可知,分泌蛋白是在 附着于内质网上的核糖体 中合成的,并沿着 内质网→高尔基体→分泌小泡→细胞膜 (用文字和箭头表示)途径向细胞外分泌.
【答案】见试题解答内容
【分析】1、分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工后形成有一定空间结构的蛋白质,由内质网形成的囊泡包裹着到达到高尔基体,高尔基体对其进行进一不加工,然后形成囊泡到达细胞膜而分泌到细胞外.
2、放射性探测技术:用放射性核素取代化合物分子的一种或几种原子而使它能被识别并可用作示踪剂的化合物.它与未标记的相应化合物具有相同的化学及生物学性质,不同的只是它带有放射性,因而可利用放射性探测技术来追踪.
【解答】解:(1)选用豚鼠的胰腺细胞作实验材料,是因为该细胞具有分泌激素和消化酶等多种分泌蛋白的功能.
(2)因该实验中为分泌蛋白,故应选择3H标记的亮氨酸做标记物,氨基酸从培养液进入细胞的方式是主动运输.细胞培养3分钟后,需向培养液中加入未标记的亮氨酸,以降低标记物连续渗入对实验结果的影响.
(4)分泌蛋白是在附着于内质网上的核糖体中合成的,据图可知,随着追踪时间的先后,放射性物质在不同的结构中的比例发生变化,可以确定分泌蛋白的转移途径为:核糖体→内质网→高尔基体→分泌小泡→细胞膜.
故答案为:
(1)分泌蛋白质
(2)C 未标记的亮氨酸
(3)附着于内质网上的核糖体 内质网→高尔基体→分泌小泡→细胞膜
【点评】本题考查分泌蛋白相关知识,意在考查考生识记所列知识点,并能运用所学知识做出合理的判断或得出正确的结论的能力.
23.据图回答下列问题:
(1)物质A是 蛋白质 ,物质B是 磷脂 .
(2)图中具有双层E的结构是 ①② (填写序号);动植物细胞都有,但是功能不同的是 ④高尔基体 .
(3)除了上述6种细胞器外,细胞内具有E结构的还有 细胞膜和核膜 .
【答案】见试题解答内容
【分析】由图可知,根据元素组成,A为蛋白质,B为磷脂,它们构成E生物膜,由生物膜构成的细胞器①②③④⑤⑥分别是叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体.
【解答】解:(1)根据元素组成可知物质A是蛋白质,物质B是磷脂.
(2)图中具有双层生物膜的结构是①叶绿体、②线粒体;动植物细胞都有,但是功能不同的是④高尔基体,在动物细胞中与分泌蛋白的分泌有关,在植物细胞中与植物细胞壁的形成有关.
(3)细胞中除了上述6种细胞器外,细胞内具有生物膜结构的还有细胞膜和核膜.
故答案为:(1)蛋白质 磷脂
(2)①②④高尔基体
(3)细胞膜和核膜
【点评】本题考查了细胞内的生物膜系统的相关知识,意在考查考生理解所学的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络的能力.
三.实验题(共4小题)
24.生物学是建立在科学实验基础上的自然科学.科学实验显得十分重要,回答以下问题:
(1)实验原理,如: 健那绿染液 是将活细胞中线粒体染色的专一染料,可以使活细胞的线粒体呈现 蓝绿色 ,而细胞质接近无色.
(2)实验材料的选择:甘蔗茎呈白色,富含糖类,却不能用于还原糖鉴定,原因是 所含蔗糖是非还原糖 ;紫色洋葱外表皮细胞不能用于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验,原因是 自身紫色,会干扰实验结果颜色 ;制备较纯净细胞膜选择哺乳动物成熟红细胞,理由是 无核膜和细胞器膜(或只有细胞膜) ,分离提纯时采用的方法是 差速离心法 .
(3)实验试剂的应用与使用方法:脂肪的鉴定在实验中50%的酒精的作用是 洗去浮色 ,理由是 苏丹Ⅲ(Ⅳ)易溶于有机溶剂,不溶于水 ;“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验,0.9%的生理盐水的作用是 维持细胞正常的形态 ;鉴定还原糖实验时留取部分组织样液的目的是 作为对照 .
(4)探究活动:蛋清中的主要成分是蛋白质,在碱性溶液中,蛋白质与CuSO4反应能产生颜色反应,请根据这一反应特征,利用下列材料,设计一个实验探究E物质是不是蛋白质.
材料用具:0.1g/mL NaOH溶液、0.01g/mL CuSO4溶液、稀释蛋清液、E物质溶液、蒸馏水、试管
实验步骤:
①取3支试管,编号1、2、3.
②1号试管加入2mL蛋清液,2号试管加入 加入2mlE物质溶液 ,3号试管加入2ml清水
③然后在3支试管中各加入1ml0.1g/mL的NaOH溶液振荡.再向3支试管中加入3﹣4滴0.01g/mL的CuSO4溶液,振荡
④观察 3支试管中溶液颜色的变化 .
实验结果预测:
①如果 1、2号试管中均出现紫色物质,3号不出现紫色物质 ,则说明E物质是蛋白质
②如果 1号试管中均出现紫色物质,2、3号不出现紫色物质 ,则说明E物质不是蛋白质.
【答案】见试题解答内容
【分析】1、鉴定蛋白质的方法是:双缩脲试剂使用时,先加入NaOH溶液(2mL),振荡摇匀,造成碱性的反应环境,然后再加入3~4滴CuSO4溶液,振荡摇匀后观察现象.
双缩脲试剂是由双缩脲试剂A(NaOH)和双缩脲试剂B(CuSO4)两种试剂组成.双缩脲试剂中溶液NaOH(双缩脲试剂A)的浓度为0.1g/ml,溶液CuSO4(双缩脲试剂B)的浓度为0.01g/ml.
2、健那绿染液可以将活细胞中线粒体染成蓝绿色.
3、制备较纯净细胞膜选择哺乳动物成熟红细胞,理由是无核膜和细胞器膜.
4、0.9%的生理盐水是人体细胞的等渗溶液,可以维持细胞正常的形态
【解答】解:(1)健那绿染液可以将活细胞中线粒体染成蓝绿色,而细胞质接近无色.
(2)甘蔗所含蔗糖是非还原糖,不能用于还原糖鉴定.紫色洋葱外表皮细胞不能用于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验原因是:自身紫色,会干扰实验结果颜色的观察,哺乳动物成熟红细胞无核膜和细胞器膜(或只有细胞膜),可以用于较纯净细胞膜,分离提纯时采用的方法是差速离心法.
(3)脂肪的鉴定在实验中50%的酒精洗去浮色,理由是苏丹Ⅲ(Ⅳ)易溶于有机溶剂,不溶于水,;“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验,0.9%的生理盐水的作用是
维持细胞正常的形态,鉴定还原糖实验时留取部分组织样液作为对照.
(4)蛋清中的主要成分是蛋白质,在碱性溶液中,蛋白质与CuSO4反应能产生紫色物质.
探究E物质是不是蛋白质的实验步骤:
①取三支试管编号1、2、3;
②在1、2、3号试管中分别加入2ml稀释蛋清液、E溶液、清水;
③然后在三支试管中各加入1ml0.1g/ml的NaOH溶液,振荡.再向三支试管中加入4滴0.01 g/ml CuSO4的溶液,振荡;
④观察三支试管中的溶液颜色变化.
实验结果预测:①1、2号试管中均出现紫色物质,3号试管中不出现紫色物质.则说明E物质是蛋白质
②1号试管中均出现紫色物质,2、3号不出现紫色物质,则说明E物质不是蛋白质.
故答案为:
(1)健那绿染液 蓝绿色
(2)所含蔗糖是非还原糖 自身紫色,会干扰实验结果颜色 无核膜和细胞器膜(或只有细胞膜)
差速离心法
(3)洗去浮色 苏丹Ⅲ(Ⅳ)易溶于有机溶剂,不溶于水 维持细胞正常的形态 作为对照
(4)实验步骤:②:加入2ml E物质溶液 ④:3支试管中溶液颜色的变化
实验结果预测:
①1、2号试管中均出现紫色物质,3号不出现紫色物质
②1号试管中均出现紫色物质,2、3号不出现紫色物质
【点评】本题考查了脂肪、还原糖、蛋白质的鉴定,意在考查考生把握实验目的,掌握实验步骤的能力,难度适中.
25.内质网应激是指细胞中内质网生理功能发生紊乱的一种细胞器病理状态,为研究2型糖尿病与内质网应激和蛋白质TRIB3之间的关系,研究人员对正常人和糖尿病患者相关蛋白质含量进行检测,结果如图1。
(1)2型糖尿病患者分泌的胰岛素不足,血糖较高。胰岛素等蛋白质常被叫做分泌蛋白,依据是 在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用 。在分泌蛋白合成和分泌过程中,高尔基体的作用是 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装 。
(2)内质网膜面积广阔,其生理学意义是 广阔的膜面积为酶提供了大量的附着点,利于细胞内化学反应的进行 。若要研究细胞中内质网生理功能发生紊乱是否与内质网的结构发生变化有关,可采用 差速离心 的方法将细胞中各种细胞器分开,获取内质网进行观测。
(3)研究人员分析图1认为TRIB3介导了内质网的应激反应,做出此判断的依据是 CHOP为内质网应激反应标准蛋白,TRIB3的变化与CHOP基本一致 。为进一步研究上述三者之间的关系,研究人员继续进行了相关实验,结果如图2,该实验结果说明 TRIB3介导的内质网应激反应会引发胰岛B细胞凋亡,从而导致II型糖尿病的发生 。
【答案】(1)在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
(2)广阔的膜面积为酶提供了大量的附着点,利于细胞内化学反应的进行 差速离心
(3)CHOP为内质网应激反应标准蛋白,TRIB3的变化与CHOP基本一致 TRIB3介导的内质网应激反应会引发胰岛B细胞凋亡,从而导致2型糖尿病的发生
【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、在血糖平衡的调节过程中,胰岛素具有促进细胞摄取、利用、储存和转化葡萄糖的作用,是人体内唯一降低血糖的激素,胰高血糖素主要作用是促进血糖
的来路,即促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,提高血糖浓度,而具 有拮抗作用;肾上腺素在血糖平衡的调节过程中,与胰高血糖素具有协同作用,而共同作用使血糖升高。
【解答】解:(1)胰岛素等蛋白质由于在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,被叫做分泌蛋白。在分泌蛋白合成和分泌过程中,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加 工、分类和包装,形成成熟的蛋白质。
(2)内质网广阔的膜面积为酶提供了大量的附着点,利于细胞内化学反应的进 行。常采用差速离心法,将细胞中各种细胞器分开。
(3)CHOP为内质网应激反应标准蛋白,TRIB3的变化与CHOP基本一致。因此认为TRIB3介导了内质网的应激反应。根据图2结果说明TRIB3介导的内质网应激反应会引发胰岛B细胞凋亡,从而导致2型糖尿病的发生。
故答案为:
(1)在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
(2)广阔的膜面积为酶提供了大量的附着点,利于细胞内化学反应的进行 差速离心
(3)CHOP为内质网应激反应标准蛋白,TRIB3的变化与CHOP基本一致 TRIB3介导的内质网应激反应会引发胰岛B细胞凋亡,从而导致2型糖尿病的发生
【点评】本题结合图示图示,考查分泌蛋白的合成与分泌过程、内质网的结构和功能、血糖调节过程,意在考查考生能运用所学知识与观点,对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。
26.细胞膜具有控制物质进出的功能,已知15%的盐酸会破坏细胞膜的功能。请利用以下材料和用具,验证细胞膜的以上功能。
(1)材料用具:新鲜红色月季花瓣、烧杯、记号笔、质量分数15%的盐酸、清水、量筒。
(2)方法步骤:
①选两只大小相同的烧杯,分别用记号笔标上A、B。
②在A烧杯中加入 适量清水 ,在B烧杯中加入 等量的15%的盐酸溶液 。
③选等量的 红色月季花瓣 ,分别放入A、B两只烧杯中,经过相同时间后观察并记录实验结果。
(3)实验结果: A中花瓣仍为红色,水呈无色,B中水变成红色,花瓣红色变浅 。
(4)请解释盐酸溶液中出现的实验结果的原因: 质量分数为15%的盐酸杀死细胞,使细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,细胞内的色素分子进入溶液中 。
【答案】见试题解答内容
【分析】细胞膜的功能有作为细胞的边界将细胞与外界环境隔开,细胞膜具有控制物质进出的功能和进行细胞间信息传递功能。
【解答】解:(2)分析题干可知,该实验的目的是验证细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,而死细胞膜不具有这一功能,实验的自变量是细胞是死细胞还是活细胞,死细胞可以同质量分数为15%的盐酸处理控制,用清水处理是活细胞,与用盐酸处理对照,因变量是玫瑰花和溶液的颜色变化,溶液的用量、玫瑰红的量属于无关变量,按照实验设计的对照原则和单一变量原则,实验步骤如下:
第一步:选两只大小相同的烧杯,分别贴上标签A和B。
第二步:在A、B两只烧杯中,分别加入等体积的清水和质量分数为15%的盐酸溶液
第三步:在A、B烧杯中放入等量的新鲜的红色玫瑰花瓣
(3)结果与结论:
A中花瓣仍为红色,水呈无色,B中水变成红色,花瓣红色变浅,则说明活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能,死细胞膜不具有这一功能。
(4)实验分析:由于质量分数为15%的盐酸杀死细胞,因此细胞膜失去了控制物质进出的功能。
故答案为:
(1)适量清水 等量的15%的盐酸溶液
(2)红色月季花瓣
(3)A中花瓣仍为红色,水呈无色,B中水变成红色,花瓣红色变浅
(4)质量分数为15%的盐酸杀死细胞,使细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,细胞内的色素分子进入溶液中
【点评】根据实验目的分析实验的自变量、因变量和无关变量是解题的突破口,对于变量的控制及对实验设计的对照原则和单一变量原则的理解应用是解题的关键。
27.生物体细胞内的膜具有一定选择透性,即水分子可以自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他离子、小分子和大分子则不能通过.请根据以下所提供的条件探究细胞内膜的选择透性.
实验材料和用具:①新鲜的红色康乃馨,②烧杯,③玻璃铅笔,④质量分数为15%的盐酸,⑤清水,⑥量筒.
(1)水分子跨膜运输的方式为 自由扩散 .
(2)完善下列实验设计,验证膜具有选择透性.(提示:康乃馨的红色部分是指具有膜结构的液泡)
第一步:选两只大小相同的烧杯,用玻璃铅笔标上A和B.
第二步:在A、B两只烧杯中, 分别加入等量的质量分数为15%的盐酸和清水 .
第三步:选 等量的 的红色康乃馨花瓣,分别放入A、B两只烧杯中, 过一段时间后观察 .
结果预测: B烧杯(水)中的花瓣仍为红色,水无色;A烧杯(盐酸)中的花瓣颜色变浅,盐酸溶液变红 .
原因分析:在酸性环境中, 细胞膜 和 液泡膜 失去 选择透过性 ,液泡中的大分子色素进入盐酸中.
【答案】见试题解答内容
【分析】1、细胞膜的成分:脂质、蛋白质和少量的糖类.细胞膜可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过,因此细胞膜是一种选择透过性膜,主要取决于膜上的载体.
2、实验探究“验证膜具有选择透过性”,则分别用质量分数为15%的盐酸和清水处理康乃馨花瓣,在盐酸中细胞膜失去选择透过性,花瓣颜色变淡,盐酸变红,清水中不变.
【解答】解:(1)水分子跨膜运输方式是自由扩散,特点是从高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要载体,不需要消耗能量.
(2)验证膜具有选择透过性,设立对照实验,单一变量是质量分数为15%的盐酸和清水:
第一步(取材编号):选择两只大小相同的烧杯,用记号笔标记A和B;
第二步(分别作不同的处理):在A、B两只烧杯中,分别加入等量的质量分数为15%的盐酸和清水;
第三步(观察实验结果):选等量的新鲜的红色康乃馨花瓣,分别放入A、B两只烧杯中,过一段时间后观察.
结果预测:B烧杯(水)中的花瓣仍为红色,水无色;A烧杯(盐酸)中的花瓣颜色变浅,盐酸溶液变红.
原因分析:盐酸对活细胞具有很强的伤害作用,将细胞杀死而使其细胞膜和液泡膜失去选择透过性.
故答案为:
(1)自由扩散
(2)分别加入等量的质量分数为15%的盐酸和清水 等量的 过一段时间后观察
结果预测:B烧杯(水)中的花瓣仍为红色,水无色;A 烧杯(盐酸)中的 花瓣颜色变浅,盐酸溶液变红
原因分析:盐酸对活细胞具有很强的伤害作用,将细胞杀死而使其细胞膜和液泡膜失去选择透过性
【点评】本题考查细胞膜的成分、蛋白质的鉴定、对照实验设计等相关知识,难度不大,实验设计需要注意单一变量和对照原则.
四.解答题(共4小题)
28.请完成下列实验设计并分析有关问题.
(1)为获得纯净的细胞膜,应选取上述材料中的 A 做实验.选用该材料的原因是它 没有细胞核和众多的细胞器 .
A.人的成熟红细胞 B.人的口腔上皮细胞 C.蛙的红细胞 D.鸡肝研磨液
(2)将选取的上述材料放入 蒸馏水(清水) 中,一段时间后细胞将吸水破裂.再用 离心
方法分离得到纯净的细胞膜.
(3)通过有关方法,测得多种膜的化学成分,如下表.
物质种类 膜的类别 蛋白质(%) 脂质(%)主要是磷脂 糖类(%)
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
人红细胞膜 49 43 8
线粒体内膜 76 24 0
菠菜叶绿体片层膜 70 30 0
注:线粒体、叶绿体都是细胞器
上表数据显示,细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是 主要由蛋白质和脂质组成 ;主要区别是 细胞器膜蛋白质含量较高,脂质含量较低(或蛋白质和脂质的比例不同;或细胞膜都含糖,而细胞器膜不含糖) .
(4)细胞膜功能的复杂程度与细胞膜上 蛋白质的种类与数量 有关.
【答案】见试题解答内容
【分析】制备细胞膜实验:
1、实验材料:哺乳动物成熟的红细胞.
(1)动物细胞没有细胞壁,不但省去了去除细胞壁的麻烦,而且无细胞壁的支持、保护,细胞易吸水涨破.
(2)哺乳动物和人成熟的红细胞,没有细胞核和具有膜结构的细胞器,易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜.
2、实验原理:将红细胞放入清水中,细胞吸水涨破.
3、实验过程:选材(0.9%生理盐水稀释)→制备临时装片(用滴管吸一滴红细胞稀释液滴在载玻片上盖上盖玻片)→观察→滴清水(在载玻片一侧滴加蒸馏水,在另一侧用吸水纸吸引)→观察.
【解答】解:(1)哺乳动物成熟的红细胞不含细胞核和细胞器,没有核膜和细胞器膜的干扰,是制备细胞膜的适宜材料.
(2)将选取的动物细胞放入蒸馏水中,一段时间后,由于渗透作用,细胞将吸水涨破,再通过离心法获得纯净的细胞膜.
(3)由表中数据可知,构成细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是:都有磷脂和蛋白质;化学物质组成的主要区别有:细胞膜含有少量的糖类,而线粒体膜和叶绿体膜没有糖类.
(4)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.
故答案为:
(1)A 没有细胞核和众多的细胞器
(2)蒸馏水(清水) 离心
(3)主要由蛋白质和脂质组成 细胞器膜蛋白质含量较高,脂质含量较低(或蛋白质和脂质的比例不同;或细胞膜都含糖,而细胞器膜不含糖)
(4)蛋白质的种类与数量
【点评】本题考查细胞膜的相关知识,要求考生识记细胞膜的组成成分及特点;掌握细胞膜制备的原理及过程,能结合表中信息准确答题,属于考纲识记和理解层次的考查.
29.细胞是一个开放的系统,每时每刻都要经过细胞膜与环境进行物质交换。图是动物细胞膜的结构及几种物质通过细胞膜的运输方式模式图,请据图回答:
(1)图中所示的细胞膜结构中,A、B、C分别代表 磷脂双分子层 、 蛋白质分子 、 糖蛋白 。
(2)从功能上来说,细胞膜是一层 选择透过性膜 。
(3)细胞吸水膨胀时A的厚度变小,这说明A具有 流动性(或一定的流动性) ,大多数的B 可以运动 ,结构C与细胞表面的 识别 作用有密切关系。
(4)如果图中的细胞膜是人的红细胞膜,则氧气、葡萄糖、K+进入红细胞的方式依次是([]内填序号,横线上填文字)[ ① ] 自由扩散 、[ ③ ] 协助扩散 、[ ② ] 主动运输 。
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:图示为几种物质经过细胞膜的运输方式,其中A为磷脂双分子层,B为蛋白质;C是糖蛋白;①方式顺浓度梯度进入细胞,不需载体和能量,为自由扩散;②逆浓度梯度进入细胞,需载体蛋白协助并消耗能量,运输方式为主动运输;③方式顺浓度梯度进入细胞,需载体蛋白协助,不消耗能量,为协助扩散。
【解答】解:(1)图中所示的细胞膜结构中,A、B、C分别代表磷脂双分子层、蛋白质、糖蛋白。
(2)从功能上来说,细胞膜是一层选择透过性膜。
(3)细胞吸水膨胀时A的厚度变小,这说明A具有流动性(或一定的流动性),大多数的B蛋白质可以运动,结构C糖蛋白与细胞表面的识别作用有密切关系。
(4)如果图中的细胞膜是人的红细胞膜,则氧气、葡萄糖、K+进入红细胞的方式依次是①自由扩散、③协助扩散、②主动运输。
故答案为:
(1)磷脂双分子层 蛋白质分子 糖蛋白
(2)选择透过性膜
(3)流动性(或一定的流动性) 可以运动 识别
(4)①自由扩散 ③协助扩散 ②主动运输
【点评】本题考查细胞膜的结构和功能、物质跨膜运输方式,要求考生识记细胞膜的结构,能准确判断图中各结构的名称;识记3种小分子物质跨膜运输方式的特点,能准确判断图中各运输方式的名称,再结合所学的知识准确答题即可。
30.生物膜系统从结构和功能上看都是一个统一的整体.根据图中所给信息,回答下列问题:
(1)研究图1所示的生理过程,一般采用的方法是 同位素标记法 .从图中可以看出溶酶体起源于 高尔基体 ,并具有分解侵入机体的细菌的功能.
(2)囊性纤维病病人生物膜系统结构受损,导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变,图2显示了细胞膜的 流动镶嵌 模型,所展示的两类载体蛋白中,氯离子跨膜运输的正常进行是由 功能正常的CFTR蛋白 决定的.
(3)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下通过 主动运输 方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,水分子向膜外扩散的速度 加快 ,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释.
【答案】见试题解答内容
【分析】图1表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系,即甲是内质网,乙是高尔基体,COPI、COPII是被膜小泡,可以介导蛋白质在内质网甲与高尔基体乙之间的运输.
图2示表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用.功能正常的CFTR蛋白能协助氯离子转运至细胞外,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释;功能异常的CFTR蛋白不能协助氯离子转运至细胞外,导致肺部细胞表面的黏液不断积累.据此答题.
【解答】解:(1)研究生物膜系统的结构和功能一般采用同位素标记法.图中可以看出溶酶体起源于高尔基体,并具有分解侵入机体的细菌的功能.
(2)图示为细胞膜的流动镶嵌模型,其基本支架是磷脂双分子层.由图可知,功能正常的CFTR蛋白能协助氯离子进行跨膜运输,而功能异常的CFTR蛋白不能协助氯离子进行跨膜运输,可见,氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上功能正常的CFTR蛋白决定的.
(3)氯离子的跨膜运输需要功能正常的CFTR蛋白协助,还需要消耗能量,属于主动运输.随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,细胞外液浓度升高,渗透压增大,水分子向膜外扩散的速度加快,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释.
故答案为:
(1)同位素标记法 高尔基体
(2)流动镶嵌 功能正常的CFTR蛋白
(3)主动运输 加快
【点评】对于细胞膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式、蛋白质多样性与功能多样性的理解并把握知识点间的内在联系是解题的关键.
31.作为一个生命系统,细胞内部的各种结构及其功能既相对独立又彼此联系.实验中用被3H标记的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线(如图中图甲所示),以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网的膜面积的变化曲线(如下图乙所示).请结合图示回答下列问题.
(1)请判断图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次是 核糖体、内质网、高尔基体 .高尔基体在此过程中所起的作用是 对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡 .
(2)请判断图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜所属的细胞结构依次是 内质网膜、细胞膜、高尔基体膜 .
(3)导致f曲线先增加后减少的原因是 内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体,囊泡与高尔基体膜融合,导致高尔基体膜面积增加;被高尔基体进一步修饰加工的蛋白质,再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜,导致高尔基体膜面积减少 .
【答案】见试题解答内容
【分析】图甲:在分泌蛋白的形成过程中,氨基酸首先在核糖体上被利用,然后进入内质网中进行初步加工,形成具有一定空间结构的蛋白质,再到达高尔基体中进一步加工为成熟的蛋白质,故图甲中a、b、c依次是核糖体、内质网和高尔基体;
图乙:在分泌蛋白的合成与分泌过程中,内质网的膜面积减小、细胞膜的膜面积增大,高尔基体的膜面积基本不变(先增大后减小),因此图乙中d、e、f曲线所代表的结构依次为内质网、细胞膜、高尔基体.
【解答】解:(1)根据分析甲图中的a,b,c曲线所指代的细胞器依次分别是核糖体,内质网,高尔基体.高尔基体在此过程中所起的作用是对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡.
(2)根据分析乙图中的d,e,f曲线所指代的生物膜所属的细胞结构依次分别是:内质网,细胞膜,高尔基体.
(3)导致曲线f先增加后减少的原因是:内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体,囊泡与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加;被进一步修饰加工的蛋白质,再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜,导致高尔基体膜面积减少.
故答案为:
(1)核糖体、内质网、高尔基体 对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡
(2)内质网膜、细胞膜、高尔基体膜
(3)内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体,囊泡与高尔基体膜融合,导致高尔基体膜面积增加;被高尔基体进一步修饰加工的蛋白质,再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜,导致高尔基体膜面积减少
【点评】本题主要考查细胞的生物膜系统、细胞器之间的协调配合,分析题图获取信息是解题的突破口,意在考查学生分析分泌蛋白合成相关的细胞器和相关生物膜系统膜面积的变化,难度不大.
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