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第3章 细胞的基本结构
一.选择题(共18小题)
1.下图展示了四种细胞器的电镜照片,关于这四种细胞器的说法错误的是
( )
A.②和④分别是高尔基体和内质网,它们之间的膜可以通过囊泡进行转化
B.①为线粒体是细胞的“动力车间”,所有细胞的生命活动都离不开它
C.④可与核膜直接相连,与细胞中其它膜结构共同构成生物膜系统
D.③是光合作用的场所,是细胞内“养料制造车间”、“能量转换站”
2.有关细胞结构正确的是( )
A.并非所有的蛋白质在生物膜上都是运动的
B.核糖体是蛋白质合成和加工的场所
C.细胞壁的形成都与高尔基体有关
D.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出,DNA则不能
3.下列有关细胞的叙述不正确的是( )
A.生物膜是细胞内所有膜结构的统称
B.细胞骨架由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、能量转换等生命活动密切相关
C.矿工中常见的“硅肺”是由于肺泡细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶引起的
D.拍摄的洋葱片叶表皮细胞的显微照片不属于细胞的物理模型
4.下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是( )
A.细胞膜—蛋白质、糖类—控制物质进出的
B.染色体—蛋白质、核糖核酸—遗传信息的载体
C.细胞骨架—蛋白质—锚定各种细胞器
D.中心体—蛋白质、脂质—发出星射线形成纺锤体
5.烟草叶肉组织发育初期,胞间连丝呈管状结构,能允许相对分子质量达5万的蛋白质通过,而发育成熟后,胞间连丝呈分支状,只能允许相对分子质量小于400的物质通过。烟草花叶病毒依靠自身的p30运动蛋白,调节烟草细胞间胞间连丝的孔径,进而侵染相邻细胞并从一个细胞进入到另一个细胞。下列叙述正确的是( )
A.动植物细胞间的胞间连丝能起到细胞间物质运输的作用
B.烟草花叶病毒无细胞结构,其核酸中含磷酸、脱氧核糖以及4种含氮碱基
C.烟草叶肉组织在发育过程中,能通过改变胞间连丝的结构来调节运输物质的速率
D.烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体可能会失去侵染相邻烟草细胞的能力
6.伞藻是一种单细胞生物,由伞帽、伞柄和假根三部分构成,其细胞核位于假根内。科学家以伞形帽和菊花形帽的两种伞藻为材料,做嫁接实验,如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.嫁接后的伞藻含有两种细胞的成分
B.该实验说明伞帽的形态结构与假根有关
C.该嫁接实验充分说明细胞核控制伞帽形状
D.该实验探究过程进行了相互对照
7.成熟巨核细胞膜表面形成许多凹陷,相邻凹陷的细胞膜在深部融合,使巨核细胞的一部分脱离,形成数量众多的血小板。这一过程体现了细胞膜( )
A.能够控制物质进出细胞
B.具有一定的流动性
C.与细胞间的信息交流有关
D.分隔细胞内外环境
8.内共生学说认为,线粒体起源于一种名叫革兰氏阴性菌的好氧细菌,细菌入侵宿主细胞后没有被吞噬掉,两者反而演化成了共生关系,并最终演化出线粒体。下列关于内共生学说中线粒体演化的叙述,错误的是( )
A.线粒体DNA与核DNA可能存在差异,而与细菌的DNA相似
B.线粒体内膜与好氧细菌质膜相似,支持线粒体起源于细菌的观点
C.好氧细菌有氧呼吸第三阶段的场所在细胞膜上不支持线粒体起源于细菌
D.宿主细胞为好氧细菌提供养分,好氧细菌分解有机物产生能量提供给宿主
9.细胞骨架维持着细胞特有形态和细胞内部结构的有序性。细胞骨架的化学成分是( )
A.蛋白质 B.纤维素 C.磷脂 D.碳链
10.疟疾是由疟原虫(一种单细胞动物)感染红细胞引起的疾病,中国科学家屠呦呦在青蒿中提取的青蒿素可以有效治疗疟疾。如图是疟原虫细胞亚显微结构示意图,下列说法错误的是( )
A.依据细胞具有⑨,判断疟原虫属于真核生物
B.疟原虫特异性识别红细胞与②上物质有关
C.在含3H﹣异亮氨酸的培养液中培养,放射性最先出现在⑦
D.青蒿素可抑制疟原虫ATP的供应,推测可能影响了⑥的功能
11.在语文课本的名篇《如梦令 昨夜雨疏风骤》中用“知否知否,应是绿肥红瘦”来形容海棠花的叶片和花,成为不朽名句。在这句诗词中“绿”、“红”相关的色素分别位于植物细胞的哪个结构( )
A.叶绿体和液泡 B.细胞核和液泡
C.叶绿体和线粒体 D.液泡和内质网
12.2025年,科学家发现哺乳动物细胞会释放有封闭膜结构、体积异常大的囊泡结构——起泡体(如图箭头所示),其中包含线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等多种细胞器,在正常细胞和癌细胞中都存在。癌细胞的起泡体中包含大量免疫抑制性蛋白。下列说法错误的是( )
A.起泡体可能通过有氧呼吸提供能量
B.起泡体的释放体现了细胞膜的结构特性,与细胞间信息交流有关
C.起泡体分布于内环境中,其膜及内部各细胞器膜不属于生物膜系统
D.癌细胞的起泡体可以帮助其躲避免疫检查,可作为癌症药物研发靶点
13.某同学用剪刀将菠菜叶片剪碎后用研钵研磨,然后用离心机多次按步骤离心分离细胞结构,步骤如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.这种获取细胞结构的方法是差速离心法
B.P2中的细胞结构是含DNA的双层膜结构
C.图中各沉淀物的质量:P1>P2>P3>P4
D.蛋白质合成的场所是核糖体,只位于图中的P4中
14.下列有关细胞结构及其主要成分和部分功能的叙述,正确的是( )
选项 结构名称 主要成分 功能
A 高尔基体 脂质和蛋白质 与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
B 中心体 蛋白质 与动物细胞有丝分裂过程中DNA的复制有关
C 核仁 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
D 核孔 蛋白质复合物 是蛋白质、DNA等大分子物质进出细胞核的通道
A.A B.B C.C D.D
15.某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中,构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞。下列结构中,这种细胞一定含有的是( )
A.核糖体 B.线粒体 C.中心体 D.溶酶体
16.《细胞生物学杂志》2025年最新研究发现,药物Y处理后的胰岛B细胞中,分泌囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,高尔基体结构碎片化,且细胞膜表面胰岛素释放量显著下降。下列推测中最合理的是( )
A.药物Y破坏了核糖体结构,导致胰岛素合成受阻
B.药物Y抑制了线粒体功能,使分泌过程能量不足
C.药物Y干扰了高尔基体形成囊泡的能力,阻断分泌囊泡运输
D.药物Y增强了溶酶体酶活性,加速分泌囊泡的分解
17.细胞自噬是细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制,其过程如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.真核细胞和原核细胞中均存在图示自噬过程
B.细胞自噬过程与溶酶体合成的多种水解酶有关
C.细胞自噬过程体现了细胞间的信息交流和生物膜的流动性
D.营养缺乏时,细胞可通过自噬获取物质和能量
18.胞间连丝是两个相邻植物细胞进行物质运输和信息交流的重要通道。如图为某高等植物中蔗糖从叶肉细胞运输到筛管伴胞复合体(SE﹣CC)的示意图,下列叙述错误的是( )
A.植物分生区细胞内高尔基体含量较多,有利于细胞壁的形成
B.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,结构上具有流动性
C.细胞间的信息交流不都需要信号分子和细胞膜受体
D.蔗糖通过胞间连丝从叶肉细胞进入维管束细胞,体现了细胞膜的信息交流功能
二.填空题(共6小题)
19.回答细胞膜的相关问题:
为获得较纯净的细胞膜,以研究其结构与功能,最好选取人体的 细胞做实验,选择的原因是这种细胞内没有细胞核及众多膜质细胞器。
20.细胞膜上的蛋白质统称为 。也有 部分和 部分。通常细胞的功能越多,其膜蛋白的 就越多。有些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,这类膜蛋白称为 。小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解,这些膜蛋白起 作用。同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白 在一起。某些膜蛋白接收外界 ,激活细胞内相应 反应,在细胞与外界的 和 中发挥重要作用。细胞膜的功能主要通过 来实现。
21.科学家通过向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,在不同时间间隔检测带有放射性标记的物质出现的位置,来研究胰蛋白酶(一种分泌蛋白)的合成和分泌。据图回答下列问题:
(1)科学家采用 法研究胰蛋白酶的合成和分泌。
(2)追踪检测放射性物质,依次经过细胞器的顺序是 (用图中序号和箭头表示)。过程中还需要[ ] 提供能量,该细胞器是真核生物 的主要场所。
(3)整个过程体现了细胞内的各种膜在结构和功能上是紧密联系的统一整体,共同构成了细胞的 系统。根据图乙中胰蛋白酶分泌前3种膜面积的示意图,补充画出分泌后几种膜面积的变化情况 。
(4)上述胰蛋白酶合成和分泌过程不可能在原核细胞中进行,因为 。
22.细胞核能够控制细胞的代谢和遗传,是与细胞结构分不开的。下列叙述正确的是 。
①核仁与中心体的形成有关
②核孔的数量与细胞代谢呈正相关
③染色质中有细胞生命活动的“蓝图”
④原核细胞不存在控制细胞代谢的结构
⑤染色质与染色体之间的转换对于生命活动没有意义
⑥细胞失去细胞核之后,会立即停止生命活动
23.如图为电镜下线粒体结构图,请据图回答下列问题:
(1)图中A的成分主要是 、 。
(2)图中B向内折叠形成嵴,其意义是 。
(3)除线粒体外,细胞内还有很多具有膜结构的细胞器,例如 (至少写出3种)。
(4)线粒体具有一定的自主性,是因为其基质中含有少量的 和核糖体,能够自主合成一部分自身需要的蛋白质。
24.内质网有两种类型,即光面内质网和 内质网。光面内质网是运输 和合成 的重要场所。粗面内质网多呈扁囊状,表面附着的许多小颗粒称为 ,由核糖体合成的蛋白质进入内质网,进一步被 。
三.实验题(共4小题)
25.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.
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.为探讨薄荷挥发油(简称薄荷油)作为天然的皮肤促透剂的作用机理,科研人员以人永生皮肤角质形成细胞(H细胞)为实验材料进行了相关实验.
(1)研究人员将使用完全培养基培养了24h的H细胞等量分组,设置为空白组、对照组和加入用DMSO溶解的一定浓度薄荷油的处理组,其中对照组的培养基中应加入 .将各组置于不同条件下进行孵育后,采用一定的技术测定了相关数据,结果如表.
组别 实验结果 空白组 对照组 薄荷油处理组
荧光恢复率(%) 45.53 51.80 81.12
细胞内荧光探针荧光强度值 28478 27673 30115
细胞内Ca2+荧光强度值 7132 6900 8108
细胞内Ca2+﹣ATP酶活性(U/mg) 1.18 1.13 0.93
①用绿色荧光染料标记H细胞膜上的蛋白质,待荧光分布较为均匀后,在细胞膜上选定需进行漂白的部位,用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变,从而使此部位的荧光消失.一段时间后,漂白部位荧光会有一定程度的恢复.此现象说明细胞膜具有 .根据漂白区域内荧光漂白前后的荧光强度值计算细胞膜荧光恢复率,还可推算出膜中蛋白质分子的 .由表中结果可知,薄荷油能显著提高H细胞膜的荧光恢复率.
②H细胞静息状态下,细胞膜内外电位呈 ,从而形成电位差(即膜电位).本实验使用阴离子荧光染料D作为探针检测膜电位.当细胞内负电荷减少时,荧光染料D就会进入细胞内,由此可知,细胞内的荧光强度值 ,表明细胞膜内外电位差越小.实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著性差异,而薄荷油可 H细胞的膜电位.
(2)由上述实验结果推知,薄荷油可 Ca2+﹣ATP酶活性、 H细胞内Ca2+浓度,从而通过改变细胞内外Ca2+平衡而影响细胞膜流动性及膜电位的改变,因此降低了皮肤屏障作用,促进药物经由皮肤吸收进入机体.
28.细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。但细胞膜非常薄,即使在高倍显微镜下依然难以看清它的真面目,人们对细胞膜的化学成分与结构的认识经历了很长的过程。请回答下列有关细胞膜的成分及结构的探究或鉴定的问题:
(1)请说出一个事例或实验以说明细胞膜中有脂质成分 。
(2)将细胞膜中的磷脂分子提取出来,铺在空气—水界面上,测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍,则可说明 。
(3)为了探究温度对细胞膜流动性的影响,有人做了下述实验:分别用红色和绿色荧光物质标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37℃条件下融合,发现40 min后,融合细胞膜上的红色和绿色荧光物质均匀相间分布。
请指出该探究实验中设计不足之处并完善实验设计思路。
不足之处: 。
实验思路: 。
四.解答题(共3小题)
29.绿眼虫是一种小梭形单细胞生物,生活在池沼中,因细胞内含有叶绿体而体呈绿色。体前端有一胞口,从胞口中伸出一条鞭毛,虫体可借鞭毛的摆动而运动。绿眼虫生活在有阳光处,能进行光合作用。在黑暗的环境中则叶绿素消失,靠体表的渗透作用来摄取营养,当回到阳光下又能重新恢复正常生活。结合已学知识,据图回答下列问题:
(1)绿眼虫和蓝细菌都能进行光合作用,它们共有的细胞器是 。绿眼虫在刚被发现时,植物学家认为它是植物,依据是 (从细胞代谢的角度回答):动物学家认为它是动物,依据是 (从细胞结构的角度回答)。研究发现绿眼虫鞭毛的外部结构是细胞膜,内部结构由微管构成,推测鞭毛的物质组成主要是 。
(2)绿眼虫依靠细胞膜上的载体蛋白从外界吸收营养物质,该蛋白在细胞内合成之后到最终定位到细胞膜上,需经过 的加工,共穿过 层磷脂分子。
30.如图表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图,请据图回答下列问题:
(1)图中存在能水解二糖的膜蛋白D,说明膜蛋白具有 功能。膜蛋白A在执行相应功能时需要消耗能量,该细胞中产生能量的结构主要是 (填图中编号)。
(2)不同细胞膜的功能不同,主要由 决定。图中四种膜蛋白功能的差异是由结构差异造成的,导致结构差异的直接原因是 。
(3)构成生物膜系统的结构有 。该细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛,组成该微绒毛膜的基本骨架是 。
(4)作为系统的边界,细胞膜不仅把细胞内外分隔开,控制物质进出,它还具有 和 的功能。
31.已知高浓度的葡萄糖会损害人体的胰岛B细胞。VDAC1是一种主要分布于线粒体外膜的转运蛋白,其主要功能是调节线粒体的体积、从线粒体里往外转运ATP等代谢产物。
(1)线粒体外膜的主要成分是 ,线粒体产生ATP的场所是 。胰岛素降血糖的机理是 (答两点)。
(2)研究发现,高血糖调节VDAC1基因的表达与表观遗传有关,机制如图1所示。分析图1可知,高血糖水平通过促进组蛋白乙酰化影响 的螺旋化程度, (填“有”或“没有”)改变VDAC1基因的碱基序列。
(3)进一步研究发现,高血糖水平损害胰岛B细胞的部分机制如图2所示。其中琥珀酸为有氧呼吸的中间代谢产物。分析图2可知,高血糖水平导致患者胰岛B细胞中VDAC1表达量 (填“增加”或“减少”)且大部分转移到 上,导致细胞内产生的ATP和丙酮酸等代谢产物流失,细胞生命活动所需能量供不应求;能量不足导致 减少,血糖进一步上升,葡萄糖毒性增强,最终导致胰岛B细胞因缺少能量而凋亡。
第3章 细胞的基本结构
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.下图展示了四种细胞器的电镜照片,关于这四种细胞器的说法错误的是
( )
A.②和④分别是高尔基体和内质网,它们之间的膜可以通过囊泡进行转化
B.①为线粒体是细胞的“动力车间”,所有细胞的生命活动都离不开它
C.④可与核膜直接相连,与细胞中其它膜结构共同构成生物膜系统
D.③是光合作用的场所,是细胞内“养料制造车间”、“能量转换站”
【答案】B
【分析】分析题图:图中①为线粒体,②为高尔基体,③为叶绿体,④为内质网。
【解答】解:A、②和④分别是高尔基体和内质网,它们之间的膜可以通过囊泡进行转化,A正确;
B、①为线粒体,是细胞的“动力车间”,但并不是所有的细胞都含有线粒体,因此并不是所有细胞的生命活动都离不开它,B错误;
C、④为内质网,其可与核膜直接相连,与细胞中其它膜结构共同构成生物膜系统,C正确;
D、③是叶绿体,是光合作用的场所,是细胞内“养料制造车间”、“能量转换站”,D正确。
故选:B。
【点评】本题结合模式图,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,能结合所学的知识准确答题。
2.有关细胞结构正确的是( )
A.并非所有的蛋白质在生物膜上都是运动的
B.核糖体是蛋白质合成和加工的场所
C.细胞壁的形成都与高尔基体有关
D.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出,DNA则不能
【答案】A
【分析】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:A、细胞膜上的磷脂和大多数蛋白质都是运动的,体现了细胞膜的流动性,利于物质的跨膜运输,A正确;
B、核糖体是合成蛋白质的场所,蛋白质加工的场所是内质网和高尔基体,B错误;
C、植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成有关,而大多数原核细胞虽然有细胞壁,但无高尔基体,C错误;
D、核膜上的核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核的通道,但并不是自由出入,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查细胞膜的结构特点、蛋白质的合成、细胞壁的形成、细胞核的结构,旨在考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系并形成知识网络的能力.
3.下列有关细胞的叙述不正确的是( )
A.生物膜是细胞内所有膜结构的统称
B.细胞骨架由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、能量转换等生命活动密切相关
C.矿工中常见的“硅肺”是由于肺泡细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶引起的
D.拍摄的洋葱片叶表皮细胞的显微照片不属于细胞的物理模型
【答案】C
【分析】1、溶酶体: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病菌。
2、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,其与细胞运动、能量转换等生命活动密切相关。
3、拍摄的照片不是物理模型。
【解答】解:A、生物膜是细胞内所有膜结构的统称,A正确;
B、真核细胞的细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,其与细胞运动、能量转换等生命活动密切相关,B正确;
C、由于吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶,当硅尘大量进入肺后,硅尘不能分解会引起硅肺病,C错误;
D、拍摄的洋葱片叶表皮细胞的显微照片不属于细胞的物理模型,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系形成知识网络的能力,并利用相关知识对某些生物学问题进行解释、推理、判断的能力。
4.下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是( )
A.细胞膜—蛋白质、糖类—控制物质进出的
B.染色体—蛋白质、核糖核酸—遗传信息的载体
C.细胞骨架—蛋白质—锚定各种细胞器
D.中心体—蛋白质、脂质—发出星射线形成纺锤体
【答案】C
【分析】细胞膜的主要组成成分的蛋白质和磷脂,其次还含有少量糖类;染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA,细胞骨架的成分是蛋白质。
【解答】解:A、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还含少量的糖类,细胞膜具有控制物质进出的功能,A错误;
B、染色体主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成,是遗传信息的载体,B错误;
C、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,C正确;
D、中心体由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,主要成分是蛋白质,在细胞分裂时发出星射线形成纺锤体,不含有脂质,D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了细胞的结构与功能等相关知识点,意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
5.烟草叶肉组织发育初期,胞间连丝呈管状结构,能允许相对分子质量达5万的蛋白质通过,而发育成熟后,胞间连丝呈分支状,只能允许相对分子质量小于400的物质通过。烟草花叶病毒依靠自身的p30运动蛋白,调节烟草细胞间胞间连丝的孔径,进而侵染相邻细胞并从一个细胞进入到另一个细胞。下列叙述正确的是( )
A.动植物细胞间的胞间连丝能起到细胞间物质运输的作用
B.烟草花叶病毒无细胞结构,其核酸中含磷酸、脱氧核糖以及4种含氮碱基
C.烟草叶肉组织在发育过程中,能通过改变胞间连丝的结构来调节运输物质的速率
D.烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体可能会失去侵染相邻烟草细胞的能力
【答案】D
【分析】1、烟草花叶病毒是RNA病毒,其遗传物质为RNA。
2、细胞间的信息交流主要有三种方式:
(1)通过化学物质来传递信息;
(2)通过细胞膜直接接触传递信息;
(3)通过细胞通道来传递信息,如高等植物细胞之间通过胞间连丝。
【解答】解:A、植物细胞间的胞间连丝能起到细胞间的信息交流作用,动物细胞间没有胞间连丝,A错误;
B、烟草花叶病毒的核酸是RNA,RNA中的糖为核糖而非脱氧核糖,B错误;
C、由题中信息可知,烟草叶肉组织在发育过程中,是通过改变胞间连丝的形状(初期呈管状结构,成熟后呈分支状)来调节运输物质的大小(初期能允许相对分子质量达 5 万的蛋白质通过,成熟后只能允许相对分子质量小于400 的物质通过),而不是调节运输物质的速率,C错误;
D、烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体可能会失去侵染相邻烟草细胞的能力,p30蛋白负责调节胞间连丝孔径以利于病毒移动,若其突变导致功能丧失,病毒无法进入相邻细胞,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了病毒、胞间连丝等相关知识点,意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
6.伞藻是一种单细胞生物,由伞帽、伞柄和假根三部分构成,其细胞核位于假根内。科学家以伞形帽和菊花形帽的两种伞藻为材料,做嫁接实验,如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.嫁接后的伞藻含有两种细胞的成分
B.该实验说明伞帽的形态结构与假根有关
C.该嫁接实验充分说明细胞核控制伞帽形状
D.该实验探究过程进行了相互对照
【答案】C
【分析】1、细胞核是细胞中的遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
2、分析图示:菊花形的伞柄嫁接到伞形的假根上,长出伞形帽,伞形的伞柄嫁接到菊花形的假根上,长出菊花形的伞帽。
【解答】解:A、菊花形的伞柄嫁接到伞形的假根上,长出伞形帽,伞形的伞柄嫁接到菊花形的假根上,长出菊花形的伞帽。嫁接后的伞藻含有两种细胞的成分,假根和伞帽是一种成分,伞柄属于另一种成分,A正确;
B、图示为伞藻的嫁接实验,菊花形的伞柄嫁接到伞形的假根上,长出伞形帽,伞形的伞柄嫁接到菊花形的假根上,长出菊花形的伞帽。实验结果说明伞帽形态结构与假根有关,B正确;
C、该嫁接实验说明伞帽形状的形态结构与假根有关,但是假根中除了细胞核还含有细胞质部分,因此不能充分说明细胞核控制伞帽形状,还需要伞藻的核移植实验才能证明,C错误;
D、该实验将菊花形的伞柄嫁接到伞形的假根上,长出伞形帽,伞形的伞柄嫁接到菊花形的假根上,长出菊花形的伞帽,探究过程进行了相互对照,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查了细胞核的结构与功能等相关知识点,意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
7.成熟巨核细胞膜表面形成许多凹陷,相邻凹陷的细胞膜在深部融合,使巨核细胞的一部分脱离,形成数量众多的血小板。这一过程体现了细胞膜( )
A.能够控制物质进出细胞
B.具有一定的流动性
C.与细胞间的信息交流有关
D.分隔细胞内外环境
【答案】B
【分析】细胞膜的结构特点是具有流动性,功能特点是选择透过性。
【解答】解:根据题意,相邻凹陷的细胞膜在深部融合,即细胞膜发生融合,这体现了细胞膜的流动性,B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题主考查细胞膜的结构特点,意在考查学生分析问题和解决问题的能力。
8.内共生学说认为,线粒体起源于一种名叫革兰氏阴性菌的好氧细菌,细菌入侵宿主细胞后没有被吞噬掉,两者反而演化成了共生关系,并最终演化出线粒体。下列关于内共生学说中线粒体演化的叙述,错误的是( )
A.线粒体DNA与核DNA可能存在差异,而与细菌的DNA相似
B.线粒体内膜与好氧细菌质膜相似,支持线粒体起源于细菌的观点
C.好氧细菌有氧呼吸第三阶段的场所在细胞膜上不支持线粒体起源于细菌
D.宿主细胞为好氧细菌提供养分,好氧细菌分解有机物产生能量提供给宿主
【答案】C
【分析】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”,细胞生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体。线粒体内膜向内折叠形成嵴,嵴的存在大大增加了内膜的表面积,线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
【解答】解:AB、由题意可知:革兰氏阴性菌的好氧细菌入侵原始真核细胞(宿主细胞)后没有被吞噬掉,最终演化出线粒体,因此体线粒体DNA与核DNA可能存在差异,而与细菌的DNA相似,线粒体内膜与好氧细菌质膜相似,支持线粒体起源于细菌的观点,AB正确;
C、好氧细菌有氧呼吸第三阶段的场所在细胞膜上,而真核细胞有氧呼吸第三阶段的场所在线粒体内膜上,因此该事实支持线粒体起源于细菌,C错误;
D、革兰氏阴性菌的好氧细菌入侵宿主细胞后,两者演化成了共生关系,宿主细胞为好氧细菌提供养分,好氧细菌分解有机物产生能量提供给宿主,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查各类细胞器的结构和功能、原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同等相关知识,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。
9.细胞骨架维持着细胞特有形态和细胞内部结构的有序性。细胞骨架的化学成分是( )
A.蛋白质 B.纤维素 C.磷脂 D.碳链
【答案】A
【分析】细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,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。
【解答】解:ABCD、细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架,细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,BCD错误,A正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查各类细胞器的结构和功能等相关知识,要求考生识记相关内容,再结合所学知识准确判断各选项,难度不大。
10.疟疾是由疟原虫(一种单细胞动物)感染红细胞引起的疾病,中国科学家屠呦呦在青蒿中提取的青蒿素可以有效治疗疟疾。如图是疟原虫细胞亚显微结构示意图,下列说法错误的是( )
A.依据细胞具有⑨,判断疟原虫属于真核生物
B.疟原虫特异性识别红细胞与②上物质有关
C.在含3H﹣异亮氨酸的培养液中培养,放射性最先出现在⑦
D.青蒿素可抑制疟原虫ATP的供应,推测可能影响了⑥的功能
【答案】C
【分析】图甲中①为核糖体,②为细胞膜,③为中心体,④为内质网,⑤为溶酶体,⑥为线粒体,⑦为高尔基体,⑧为核仁,⑨为核膜。
【解答】解:A、由图可知,疟原虫具有⑨核膜和众多的细胞器,因此属于真核生物,A正确;
B、疟原虫转移性侵染红细胞,是因为红细胞的膜蛋白与疟原虫的膜即②表面蛋白相互识别与结合,B正确;
C、在含3H﹣异亮氨酸的培养液中培养,首先在核糖体进行脱水缩合,放射性最先出现在核糖体①,C错误;
D、青蒿素可抑制疟原虫ATP的供应,而线粒体可产生ATP,因此推测可能影响了⑥线粒体的功能,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了细胞器的结构与功能,需要学生掌握真核细胞和原核细胞的结构差异,以及核糖体、线粒体等细胞器的结构与功能。
11.在语文课本的名篇《如梦令 昨夜雨疏风骤》中用“知否知否,应是绿肥红瘦”来形容海棠花的叶片和花,成为不朽名句。在这句诗词中“绿”、“红”相关的色素分别位于植物细胞的哪个结构( )
A.叶绿体和液泡 B.细胞核和液泡
C.叶绿体和线粒体 D.液泡和内质网
【答案】A
【分析】液泡中的色素和叶绿体的色素大多是不相同的:叶绿体中有叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶黄素,这些色素主要是吸收光能,参与光合作用;液泡中含花青素,很多果肉(西瓜、葡萄等)的颜色、花的颜色都由它决定。
【解答】解:“红”是指海棠花,使海棠花呈现红色的是花青素,花青素分布在液泡中;“绿”的指海棠的叶子,与“绿”相关的色素是叶绿素,分布在叶肉细胞的叶绿体内,A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了液泡、叶绿体等细胞器的相关知识,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。
12.2025年,科学家发现哺乳动物细胞会释放有封闭膜结构、体积异常大的囊泡结构——起泡体(如图箭头所示),其中包含线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等多种细胞器,在正常细胞和癌细胞中都存在。癌细胞的起泡体中包含大量免疫抑制性蛋白。下列说法错误的是( )
A.起泡体可能通过有氧呼吸提供能量
B.起泡体的释放体现了细胞膜的结构特性,与细胞间信息交流有关
C.起泡体分布于内环境中,其膜及内部各细胞器膜不属于生物膜系统
D.癌细胞的起泡体可以帮助其躲避免疫检查,可作为癌症药物研发靶点
【答案】C
【分析】生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和细胞核膜等结构。
【解答】解:A、据题意可知,起泡体含线粒体,可通过有氧呼吸提供能量,A正确;
B、起泡体的释放依赖细胞膜的结构特性—流动性,B正确;
C、生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等,起泡体中包含线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等多种细胞器。起泡体的膜及内部细胞器膜均属于生物膜系统,C错误;
D、癌细胞的起泡体含免疫抑制性蛋白,可躲避免疫系统,作为药物靶点,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了细胞器及生物膜系统,考查考生的识记和判断能力,难度适中。
13.某同学用剪刀将菠菜叶片剪碎后用研钵研磨,然后用离心机多次按步骤离心分离细胞结构,步骤如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.这种获取细胞结构的方法是差速离心法
B.P2中的细胞结构是含DNA的双层膜结构
C.图中各沉淀物的质量:P1>P2>P3>P4
D.蛋白质合成的场所是核糖体,只位于图中的P4中
【答案】D
【分析】分离各种细胞器的方法,研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能,需要将这些细胞器分离出来,常用的方法是差速离心法,将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,用高速离心机在不同的转速下进行离心,利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开。
【解答】解:A、分离各种细胞器的方法,研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能,需要将这些细胞器分离出来,常用的方法是差速离心法,A正确;
B、P2中的细胞结构呈椭圆形、球形微粒,光照时有氧气产生,即P2中的细胞结构是叶绿体,该细胞器是一种含DNA的双层膜结构,B正确;
C、差速离心法最早被离心出来的是质量最大的,所以图中各沉淀物的质量:P1>P2>P3>P4,C正确;
D、分析题图,P4粒状小体为核糖体,则S1、S2、S3和P4中含有核糖体,D错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查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。
14.下列有关细胞结构及其主要成分和部分功能的叙述,正确的是( )
选项 结构名称 主要成分 功能
A 高尔基体 脂质和蛋白质 与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
B 中心体 蛋白质 与动物细胞有丝分裂过程中DNA的复制有关
C 核仁 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
D 核孔 蛋白质复合物 是蛋白质、DNA等大分子物质进出细胞核的通道
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】细胞核的结构:
(1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。
(2)染色质:主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。
(3)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(4)核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
【解答】解:A、核糖体是合成蛋白质的场所,是“生产蛋白质的机器”,分泌蛋白的合成场所在核糖体,A错误;
B、中心体是无膜细胞器,存在于动物和低等植物中,与动物细胞有丝分裂中纺锤体形成有关,B错误;
C、核仁无膜结构,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,C正确;
D、核孔是蛋白质复合物,具有选择性,DNA不能进出核孔,D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查各类细胞器的结构和功能以及细胞核的结构和功能等相关知识,要求考生识记相关内容,再结合所学知识准确判断各选项,难度不大。
15.某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中,构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞。下列结构中,这种细胞一定含有的是( )
A.核糖体 B.线粒体 C.中心体 D.溶酶体
【答案】A
【分析】1、原核细胞只含有一种细胞器—核糖体。
2、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”。
3、中心体与纺锤体的形成有关。
4、溶酶体:内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
【解答】解:支原体是原核细胞,原核细胞内没有线粒体、中心体、溶酶体等细胞器,只具有核糖体一种细胞器,A正确。BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了细胞器的结构和功能的相关知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力,难度适中。
16.《细胞生物学杂志》2025年最新研究发现,药物Y处理后的胰岛B细胞中,分泌囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,高尔基体结构碎片化,且细胞膜表面胰岛素释放量显著下降。下列推测中最合理的是( )
A.药物Y破坏了核糖体结构,导致胰岛素合成受阻
B.药物Y抑制了线粒体功能,使分泌过程能量不足
C.药物Y干扰了高尔基体形成囊泡的能力,阻断分泌囊泡运输
D.药物Y增强了溶酶体酶活性,加速分泌囊泡的分解
【答案】C
【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,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。
【解答】解:A、药物Y处理后的胰岛B细胞中,分泌囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,高尔基体结构碎片化,说明胰岛素合成没有受阻,分泌受影响了,因此核糖体没有受破坏,A错误;
B、药物Y处理后的胰岛B细胞中,分泌囊泡(储存胰岛素)大量堆积,说明药物Y没有影响胰岛素的合成以及内质网产生囊泡,这些过程都需要能量,因此药物Y没有抑制线粒体功能,B错误;
C、高尔基体结构碎片化和分泌囊泡堆积,表明药物Y可能干扰了高尔基体形成囊泡和运输的能力,C正确;
D、由题干可知,分泌囊泡大量堆积在细胞质基质中,说明分泌囊泡没有被溶酶体酶分解,故药物Y没有增强溶酶体酶活性,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了高尔基体等细胞器的功能,需要学生掌握高尔基体的功能并结合题干信息答题。
17.细胞自噬是细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制,其过程如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.真核细胞和原核细胞中均存在图示自噬过程
B.细胞自噬过程与溶酶体合成的多种水解酶有关
C.细胞自噬过程体现了细胞间的信息交流和生物膜的流动性
D.营养缺乏时,细胞可通过自噬获取物质和能量
【答案】D
【分析】细胞自噬的基本过程: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。损坏的蛋白或细胞器可通过细胞自噬进行降解并得以循环利用,故营养缺乏条件下,细胞可通过细胞自噬获得所需的物质,进而通过新陈代谢获得能量。
【解答】解:A、图示自噬过程需要溶酶体参与,原核细胞没有溶酶体,不存在自噬过程,A错误;
B、水解酶的化学本质是蛋白质,因此在核糖体上合成,B错误;
C、自噬过程发生在细胞内,不能体现细胞间的信息交流,C错误;
D、细胞营养缺乏时,可通过自噬分解受损细胞器、错误折叠蛋白质等,获取所需的营养物质和能量,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了溶酶体的功能,需要学生掌握水解酶的合成以及细胞膜的功能。
18.胞间连丝是两个相邻植物细胞进行物质运输和信息交流的重要通道。如图为某高等植物中蔗糖从叶肉细胞运输到筛管伴胞复合体(SE﹣CC)的示意图,下列叙述错误的是( )
A.植物分生区细胞内高尔基体含量较多,有利于细胞壁的形成
B.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,结构上具有流动性
C.细胞间的信息交流不都需要信号分子和细胞膜受体
D.蔗糖通过胞间连丝从叶肉细胞进入维管束细胞,体现了细胞膜的信息交流功能
【答案】D
【分析】细胞膜的成分及其含量和作用
成分 所占比例 在细胞膜构成中作用
脂质 约50% 其中磷脂是构成细胞膜的重要成分
蛋白质 约40% 蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞膜的功能主要由其上的蛋白质来行使
糖类 约2%~10% 与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂,分布在细胞膜的外表面
【解答】解:A、植物分生区细胞分裂旺盛,需要不断形成新的细胞壁,所以细胞内高尔基体含量较多,有利于细胞壁的形成,A正确;
B、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外还有少量的糖类。构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,所以细胞膜在结构上具有流动性,B正确;
C、通过胞间连丝进行的交流就不需要信号分子和细胞膜受体,因此细胞间的信息交流不都需要信号分子和细胞膜受体,C正确;
D、蔗糖通过胞间连丝从叶肉细胞进入维管束细胞,体现的是细胞膜控制物质进出功能,而不是信息交流功能,D错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查细胞结构,要求考生识记细胞膜、细胞器的结构和功能,能结合题干信息分析作答。
二.填空题(共6小题)
19.回答细胞膜的相关问题:
为获得较纯净的细胞膜,以研究其结构与功能,最好选取人体的 成熟红 细胞做实验,选择的原因是这种细胞内没有细胞核及众多膜质细胞器。
【答案】成熟红
【分析】制备细胞膜时选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料是因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器,提取的生物膜只有细胞膜.
【解答】人体成熟的红细胞,没有细胞核和众多的细胞器,是获得较纯净的细胞膜的好材料。
故答案为:
成熟红
【点评】本题旨在考查学生对细胞膜的结构和功能的理解和掌握,难度适中。
20.细胞膜上的蛋白质统称为 膜蛋白 。也有 水溶性 部分和 脂溶性 部分。通常细胞的功能越多,其膜蛋白的 种类和数量 就越多。有些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,这类膜蛋白称为 转运蛋白 。小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解,这些膜蛋白起 催化 作用。同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白 紧密 在一起。某些膜蛋白接收外界 信息或刺激 ,激活细胞内相应 生理生化 反应,在细胞与外界的 信息交流 和 细胞识别 中发挥重要作用。细胞膜的功能主要通过 膜蛋白 来实现。
【答案】膜蛋白 水溶性 脂溶性 种类和数量 转运蛋白 催化 紧密 信息或刺激 生理生化 信息交流 细胞识别 膜蛋白
【分析】细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类.组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,磷脂构成了细胞膜的基本骨架。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:细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。也有水溶性部分和脂溶性部分。通常细胞的功能越多,其膜蛋白的种类和数量就越多。有些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,这类膜蛋白称为转运蛋白。小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解,这些膜蛋白起催化作用。同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密在一起。某些膜蛋白接收外界信息或刺激,激活细胞内相应生理生化反应,在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用。细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现。
故答案为:
膜蛋白 水溶性 脂溶性 种类和数量 转运蛋白 催化 紧密 信息或刺激 生理生化 信息交流 细胞识别 膜蛋白
【点评】本题考查细胞膜的成分和功能,意在考查学生的识记能力和判断能力,难度不大。
21.科学家通过向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,在不同时间间隔检测带有放射性标记的物质出现的位置,来研究胰蛋白酶(一种分泌蛋白)的合成和分泌。据图回答下列问题:
(1)科学家采用 同位素标记 法研究胰蛋白酶的合成和分泌。
(2)追踪检测放射性物质,依次经过细胞器的顺序是 ③→④→② (用图中序号和箭头表示)。过程中还需要[ ⑥ ] 线粒体 提供能量,该细胞器是真核生物 有氧呼吸 的主要场所。
(3)整个过程体现了细胞内的各种膜在结构和功能上是紧密联系的统一整体,共同构成了细胞的 生物膜 系统。根据图乙中胰蛋白酶分泌前3种膜面积的示意图,补充画出分泌后几种膜面积的变化情况 。
(4)上述胰蛋白酶合成和分泌过程不可能在原核细胞中进行,因为 原核细胞中只有核糖体一种细胞器,无内质网,高尔基体等 。
【答案】(1)同位素标记
(2)③→④→②;⑥线粒体;有氧呼吸
(3)生物膜
(4)原核细胞中只有核糖体一种细胞器,无内质网,高尔基体等
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程: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:(1)科学家向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,3H是具有放射性的同位素,可用于追踪亮氨酸所参与合成、加工蛋白质的过程,该方法叫作同位素标记法。
(2)分泌蛋白的合成与分泌过程: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,追踪检测放射性物质,依次经过细胞器的顺序是③核糖体→④内质网→②高尔基体;该过程中还需要⑥线粒体提供能量;线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所。
(3)图示过程中细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成了细胞的生物膜系统;该过程中内质网膜有所减小,高尔基体膜先增大后减小,最后基本不变,细胞膜有所增加,故可绘制图形如下:。
(4)上述胰蛋白酶合成和分泌过程需要内质网和高尔基体等细胞器的加工,而原核细胞只有核糖体一种细胞器,无内质网,高尔基体等,故上述胰蛋白酶合成和分泌过程不可能在原核细胞中进行。
故答案为:
(1)同位素标记
(2)③→④→②;⑥线粒体;有氧呼吸
(3)生物膜
(4)原核细胞中只有核糖体一种细胞器,无内质网,高尔基体等
【点评】本题考查细胞结构和功能、细胞器间的分工和合作的知识,考生识记识记细胞中各种结构的图象和功能,明确分泌蛋白的合成和分泌过程,能准确判断图中各结构的名称是解题的关键。
22.细胞核能够控制细胞的代谢和遗传,是与细胞结构分不开的。下列叙述正确的是 ②③ 。
①核仁与中心体的形成有关
②核孔的数量与细胞代谢呈正相关
③染色质中有细胞生命活动的“蓝图”
④原核细胞不存在控制细胞代谢的结构
⑤染色质与染色体之间的转换对于生命活动没有意义
⑥细胞失去细胞核之后,会立即停止生命活动
【答案】见试题解答内容
【分析】1、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);
2、核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,核孔的数目、分布和密度与细胞代谢活性有关,核质与细胞质之间物质交换旺盛的细胞核膜孔数目多,通过核孔的运输具有选择性,核孔在调节核与细胞质的物质交换中有一定的作用;
3、原核细胞中具有拟核结构,由DNA和蛋白质构成,可以控制细胞的结构和代谢过程。
【解答】解:①、核仁与核糖体的形成有关,与中心体的形成无关,①错误;
②、细胞代谢旺盛,核质之间的物质交换与信息交流频繁,需要更多核孔,②正确;
③、染色质含有DNA,DNA中的遗传信息就是细胞生命活动的“蓝图”,③正确;
④、原核细胞虽然没有核膜,但有拟核,该区域有一个大型的环状的裸露的DNA分子,原核细胞就是通过它来控制细胞代谢的,④错误;
⑤、染色质与染色体之间的转换对于生命活动是有积极意义的,⑤错误;
⑥、细胞失去细胞核后,因为承担生命活动的物质还在,还能进行短暂的生命活动,⑥错误。
故答案为:②③。
【点评】本题考查细胞核的结构和功能,意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力。
23.如图为电镜下线粒体结构图,请据图回答下列问题:
(1)图中A的成分主要是 蛋白质 、 磷脂 。
(2)图中B向内折叠形成嵴,其意义是 增大膜的面积,为酶提供附着位点,有利于代谢的进行 。
(3)除线粒体外,细胞内还有很多具有膜结构的细胞器,例如 叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体、液泡 (至少写出3种)。
(4)线粒体具有一定的自主性,是因为其基质中含有少量的 DNA 和核糖体,能够自主合成一部分自身需要的蛋白质。
【答案】(1)蛋白质 磷脂
(2)增大膜的面积,为酶提供附着位点,有利于代谢的进行
(3)叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体、液泡
(4)DNA
【分析】分析题图:该图是线粒体的亚显微结构,A是线粒体外膜,B是线粒体内膜,内膜向内凹陷形成嵴增大膜面积;线粒体是有氧呼吸的主要场所,进行有氧呼吸的第二、第三阶段。
【解答】解:(1)A是线粒体外膜,其主要成分是蛋白质、磷脂。
(2)B是线粒体内膜,其向内凹陷形成嵴,这样可以增大膜面积,为酶提供附着位点,有利于代谢的进行。
(3)具膜结构的细胞器包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体等。
(4)线粒体具有一定的自主性,是因为其基质中含有少量的DNA和核糖体,能够自主合成一部分自身需要的蛋白质。
故答案为:
(1)蛋白质 磷脂
(2)增大膜的面积,为酶提供附着位点,有利于代谢的进行
(3)叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体、液泡
(4)DNA
【点评】本题旨在考查学生理解并掌握各种细胞器的结构和结构特点,理解并掌握线粒体的结构和功能,认同结构与功能相适应的生物学观点。
24.内质网有两种类型,即光面内质网和 粗面 内质网。光面内质网是运输 蛋白质 和合成 脂质 的重要场所。粗面内质网多呈扁囊状,表面附着的许多小颗粒称为 核糖体 ,由核糖体合成的蛋白质进入内质网,进一步被 加工和运输 。
【答案】粗面 蛋白质 脂质 核糖体 加工和运输
【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:内质网是细胞中分布最广泛的细胞器,有光面内质网和粗内质网两种。光面内质网是运输蛋白质和合成脂质的重要场所。粗面内质网多呈扁囊状,表面附着的许多小颗粒称为核糖体,由核糖体合成的蛋白质进入内质网,进一步被加工和运输。
故答案为:
粗面 蛋白质 脂质 核糖体 加工和运输
【点评】本题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,能结合所学的知识准确作答。
三.实验题(共4小题)
25.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.
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.为探讨薄荷挥发油(简称薄荷油)作为天然的皮肤促透剂的作用机理,科研人员以人永生皮肤角质形成细胞(H细胞)为实验材料进行了相关实验.
(1)研究人员将使用完全培养基培养了24h的H细胞等量分组,设置为空白组、对照组和加入用DMSO溶解的一定浓度薄荷油的处理组,其中对照组的培养基中应加入 DMSO .将各组置于不同条件下进行孵育后,采用一定的技术测定了相关数据,结果如表.
组别 实验结果 空白组 对照组 薄荷油处理组
荧光恢复率(%) 45.53 51.80 81.12
细胞内荧光探针荧光强度值 28478 27673 30115
细胞内Ca2+荧光强度值 7132 6900 8108
细胞内Ca2+﹣ATP酶活性(U/mg) 1.18 1.13 0.93
①用绿色荧光染料标记H细胞膜上的蛋白质,待荧光分布较为均匀后,在细胞膜上选定需进行漂白的部位,用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变,从而使此部位的荧光消失.一段时间后,漂白部位荧光会有一定程度的恢复.此现象说明细胞膜具有 流动性 .根据漂白区域内荧光漂白前后的荧光强度值计算细胞膜荧光恢复率,还可推算出膜中蛋白质分子的 运动速率 .由表中结果可知,薄荷油能显著提高H细胞膜的荧光恢复率.
②H细胞静息状态下,细胞膜内外电位呈 外正内负 ,从而形成电位差(即膜电位).本实验使用阴离子荧光染料D作为探针检测膜电位.当细胞内负电荷减少时,荧光染料D就会进入细胞内,由此可知,细胞内的荧光强度值 越大 ,表明细胞膜内外电位差越小.实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著性差异,而薄荷油可 降低 H细胞的膜电位.
(2)由上述实验结果推知,薄荷油可 降低 Ca2+﹣ATP酶活性、 增加 H细胞内Ca2+浓度,从而通过改变细胞内外Ca2+平衡而影响细胞膜流动性及膜电位的改变,因此降低了皮肤屏障作用,促进药物经由皮肤吸收进入机体.
【答案】见试题解答内容
【分析】由表中数据可知,薄荷油能显著提高H细胞膜的荧光恢复率;薄荷油可降低Ca2+﹣ATP酶活性、增加H细胞内Ca2+浓度.实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著性差异,而薄荷油可降低H细胞的膜电位.
【解答】解:(1)研究人员将使用完全培养基培养了24h的H细胞等量分组,设置为空白组、对照组和加入用DMSO溶解的一定浓度薄荷油的处理组,其中对照组的培养基中应加入DMSO.
①用绿色荧光染料标记H细胞膜上的蛋白质,待荧光分布较为均匀后,在细胞膜上选定需进行漂白的部位,用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变,从而使此部位的荧光消失.一段时间后,漂白部位荧光会有一定程度的恢复.此现象说明细胞膜具有流动性.根据漂白区域内荧光漂白前后的荧光强度值计算细胞膜荧光恢复率,还可推算出膜中蛋白质分子的运动速率.
②静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位.当细胞内负电荷减少时,荧光染料D就会进入细胞内,由此可知,细胞内的荧光强度值越大,表明细胞膜内外电位差越小.实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著性差异,而薄荷油可降低H细胞的膜电位.
(2)由上述实验结果推知,薄荷油可降低Ca2+﹣ATP酶活性、增加H细胞内Ca2+浓度.
故答案为:
(1)DMSO ①流动性 运动速率 ②外正内负 越大 降低
(2)降低 增加
【点评】本题结合表格数据,考查细胞膜的结构和功能特点、神经冲动的产生和传导,意在考查考生能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法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能力.
28.细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。但细胞膜非常薄,即使在高倍显微镜下依然难以看清它的真面目,人们对细胞膜的化学成分与结构的认识经历了很长的过程。请回答下列有关细胞膜的成分及结构的探究或鉴定的问题:
(1)请说出一个事例或实验以说明细胞膜中有脂质成分 用溶解脂质的溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解 。
(2)将细胞膜中的磷脂分子提取出来,铺在空气—水界面上,测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍,则可说明 细胞膜中的磷脂分子为双层 。
(3)为了探究温度对细胞膜流动性的影响,有人做了下述实验:分别用红色和绿色荧光物质标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37℃条件下融合,发现40 min后,融合细胞膜上的红色和绿色荧光物质均匀相间分布。
请指出该探究实验中设计不足之处并完善实验设计思路。
不足之处: 缺少对照实验 。
实验思路: 设置三个不同的温度梯度(如17℃、37℃、57℃),让三组细胞分别在不同的温度条件下融合并培养,观察并记录融合的细胞膜上红色、绿色荧光物质分布均匀所用的时间 。
【答案】(1)用溶解脂质的溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解
(2)细胞膜中的磷脂分子为双层
(3)缺少对照实验 实验思路:
设置三个不同的温度梯度(如17℃、37℃、57℃),让三组细胞分别在不同的温度条件下融合并培养,观察并记录融合的细胞膜上红色、绿色荧光物质分布均匀所用的时间
【分析】细胞膜主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成;
流动镶嵌模型:磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架;蛋白质有的镶嵌在膜的内或外表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层,有的贯穿于整个磷脂双分子层;细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白。
【解答】解:(1)19世纪末、欧顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,由此欧文顿提出:膜是由脂质组成的。
(2)铺在空气—水界面上,通过测量发现磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍,说明细胞膜中的磷脂是双层的。
(3)不足之处在于缺少对照实验,因为该实验的自变量是温度,现有操作中只有正常体温37° 条件下的一组,缺少低于和高于正常体温的操作。
该实验的自变量是温度,设置三个不同的温度梯度(如17℃、37℃、57℃),让三组细胞分别在不同的温度条件下融合并培养,观察并记录融合的细胞膜上红色、绿色荧光物质分布均匀所用的时间。(或经相同时间后观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况)
故答案为:
(1)用溶解脂质的溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解
(2)细胞膜中的磷脂分子为双层
(3)缺少对照实验 实验思路:
设置三个不同的温度梯度(如17℃、37℃、57℃),让三组细胞分别在不同的温度条件下融合并培养,观察并记录融合的细胞膜上红色、绿色荧光物质分布均匀所用的时间
【点评】本题考查细胞膜成分和结构的相关知识,结合实验探究的方式,要求学生具有实验探究的能力。
四.解答题(共3小题)
29.绿眼虫是一种小梭形单细胞生物,生活在池沼中,因细胞内含有叶绿体而体呈绿色。体前端有一胞口,从胞口中伸出一条鞭毛,虫体可借鞭毛的摆动而运动。绿眼虫生活在有阳光处,能进行光合作用。在黑暗的环境中则叶绿素消失,靠体表的渗透作用来摄取营养,当回到阳光下又能重新恢复正常生活。结合已学知识,据图回答下列问题:
(1)绿眼虫和蓝细菌都能进行光合作用,它们共有的细胞器是 核糖体 。绿眼虫在刚被发现时,植物学家认为它是植物,依据是 绿眼虫能进行光合作用合成有机物 (从细胞代谢的角度回答):动物学家认为它是动物,依据是 绿眼虫不具有细胞壁 (从细胞结构的角度回答)。研究发现绿眼虫鞭毛的外部结构是细胞膜,内部结构由微管构成,推测鞭毛的物质组成主要是 磷脂和蛋白质 。
(2)绿眼虫依靠细胞膜上的载体蛋白从外界吸收营养物质,该蛋白在细胞内合成之后到最终定位到细胞膜上,需经过 内质网和高尔基体 的加工,共穿过 0 层磷脂分子。
【答案】(1)核糖体 绿眼虫能进行光合作用合成有机物 绿眼虫不具有细胞壁 磷脂和蛋白质
(2)内质网和高尔基体 0
【分析】绿眼虫是单细胞真核生物,蓝细菌是原核生物,二者都具有细胞结构,且共有的细胞器为核糖体;不同的是:绿眼虫有以核膜为界限的细胞核、众多细胞器(如叶绿体、线粒体、内质网等),能进行更复杂的生命活动(含叶绿体可光合,有内质网、高尔基体加工蛋白);蓝细菌无核膜包被细胞核,只有核糖体一种细胞器。绿眼虫因具叶绿体被植物学家认为是植物(能进行光合作用),而又因无细胞壁被动物学家认为是动物,体现真核生物结构和功能的复杂性,也反映真核细胞与原核细胞在结构、代谢等方面的差异与联系。
【解答】解:(1)绿眼虫是单细胞真核生物,蓝细菌是原核生物,它们共有的细胞器是核糖体。植物细胞因含有叶绿体,故而能进行光合作用制造有机物,绿眼虫细胞内也含有叶绿体,也能进行光合作用合成有机物,从细胞代谢角度看符合植物细胞特征。动物细胞一般不具有细胞壁,绿眼虫不具有细胞壁,从细胞结构角度符合动物细胞特征。由题知,鞭毛外部结构是细胞膜(主要成分磷脂和蛋白质),内部结构由微管构成(微管含蛋白质),所以推测鞭毛的物质组成主要是磷脂和蛋白质。
(2)细胞膜上的载体蛋白属于膜蛋白,蛋白质在核糖体合成后,需要经过内质网的加工和运输,再经过高尔基体的进一步加工、修饰、分类和包装,才能形成具有生物学功能的蛋白质,所以需经过内质网和高尔基体的加工。载体蛋白从合成到细胞膜,是通过囊泡运输,以膜融合的方式到达细胞膜,此过程没有穿过磷脂分子层,所以共穿过0层磷脂分子。
故答案为:
(1)核糖体 绿眼虫能进行光合作用合成有机物 绿眼虫不具有细胞壁 磷脂和蛋白质
(2)内质网和高尔基体 0
【点评】本题主要考查原核细胞和真核细胞的异同、分泌蛋白的分泌过程以及细胞的结构等相关知识点,要求学生识记并理解知识点,综合所学知识分析和解决问题的能力。
30.如图表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图,请据图回答下列问题:
(1)图中存在能水解二糖的膜蛋白D,说明膜蛋白具有 催化 功能。膜蛋白A在执行相应功能时需要消耗能量,该细胞中产生能量的结构主要是 6 (填图中编号)。
(2)不同细胞膜的功能不同,主要由 膜上蛋白质的种类和数量 决定。图中四种膜蛋白功能的差异是由结构差异造成的,导致结构差异的直接原因是 氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同 。
(3)构成生物膜系统的结构有 细胞膜、细胞器膜、核膜 。该细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛,组成该微绒毛膜的基本骨架是 磷脂双分子层 。
(4)作为系统的边界,细胞膜不仅把细胞内外分隔开,控制物质进出,它还具有 控制物质进出 和 进行细胞间的信息交流 的功能。
【答案】(1)催化 6
(2)膜上蛋白质的种类和数量 氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同
(3)细胞膜、细胞器膜、核膜 磷脂双分子层
(4)控制物质进出 进行细胞间的信息交流
【分析】流动镶嵌模型的基本内容:(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性。(2)蛋白质分子镶嵌或贯穿磷脂双分子层,大多数蛋白质分子可以运动。(3)细胞膜上的一些蛋白和糖类结合形成糖蛋白,叫做糖被,糖蛋白具有润滑、保护和细胞表面的识别作用。细胞膜表面还含有糖类和脂质分子结合成的糖脂。和识别功能有关的,是细胞膜外侧的糖蛋白和糖脂,能特异性识别物质。
【解答】解:(1)膜蛋白D能水解二糖,促进化学反应发生,是催化功能。细胞中能量主要来自于6线粒体,其是有氧呼吸的主要场所。
(2)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,磷脂双分子层构成膜的基本支架,不同细胞膜的功能不同,主要是由膜蛋白的种类和数量决定的。导致蛋白质结构差异的直接原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同。
(3)构成生物膜系统的结构包括细胞膜、细胞器膜、核膜等结构。微绒毛是细胞膜的突起,其基本骨架是磷脂双分子层。
(4)细胞膜的功能有将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出、进行细胞间信息交流。
故答案为:
(1)催化 6
(2)膜上蛋白质的种类和数量 氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同
(3)细胞膜、细胞器膜、核膜 磷脂双分子层
(4)控制物质进出 进行细胞间的信息交流
【点评】本题考查生物膜系统的相关知识,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。
31.已知高浓度的葡萄糖会损害人体的胰岛B细胞。VDAC1是一种主要分布于线粒体外膜的转运蛋白,其主要功能是调节线粒体的体积、从线粒体里往外转运ATP等代谢产物。
(1)线粒体外膜的主要成分是 磷脂和蛋白质 ,线粒体产生ATP的场所是 线粒体基质、线粒体内膜 。胰岛素降血糖的机理是 促进血糖进入组织细胞进行氧化分解;进入肝、肌肉并合成糖原;进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖 (答两点)。
(2)研究发现,高血糖调节VDAC1基因的表达与表观遗传有关,机制如图1所示。分析图1可知,高血糖水平通过促进组蛋白乙酰化影响 染色质 的螺旋化程度, 没有 (填“有”或“没有”)改变VDAC1基因的碱基序列。
(3)进一步研究发现,高血糖水平损害胰岛B细胞的部分机制如图2所示。其中琥珀酸为有氧呼吸的中间代谢产物。分析图2可知,高血糖水平导致患者胰岛B细胞中VDAC1表达量 增加 (填“增加”或“减少”)且大部分转移到 细胞膜 上,导致细胞内产生的ATP和丙酮酸等代谢产物流失,细胞生命活动所需能量供不应求;能量不足导致 胰岛素合成和分泌 减少,血糖进一步上升,葡萄糖毒性增强,最终导致胰岛B细胞因缺少能量而凋亡。
【答案】(1)磷脂和蛋白质;线粒体基质、线粒体内膜;促进血糖进入组织细胞进行氧化分解;进入肝、肌肉并合成糖原;进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖(2)染色质;没有
(3)增加;细胞膜;胰岛素合成和分泌
【分析】本题关键知识点总结
1、线粒体相关知识:线粒体外膜由磷脂和蛋白质组成,线粒体产生ATP的场所是线粒体基质和线粒体内膜。
2、胰岛素降血糖机理:促进血糖进入组织细胞氧化分解、合成糖原、转化为甘油三酯等,同时抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖。
3、高血糖与VDAC1基因表达:高血糖通过促进组蛋白乙酰化影响染色质螺旋化程度,表观遗传调控VDAC1基因表达,不改变其碱基序列。
4、高血糖损害胰岛B细胞机制:高血糖使胰岛B细胞中VDAC1表达量增加且转移到细胞膜,导致ATP和丙酮酸等代谢产物流失,能量不足,胰岛素合成和分泌减少,血糖上 升,最终胰岛B细胞因能量缺乏而凋亡。
【解答】解:(1)细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质,第三阶段发生在线粒体内膜,且第二阶段和第三阶段都会释放能量并合成ATP。胰岛素一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。
(2)分析图1可知,高血糖激活组蛋白乙酰转移酶,使组蛋白乙酰化,组蛋白乙酰化会影响染色质的螺旋化程度,使其结构变得松散,有利于基因的表达,但是并没有改变VDAC1基因的遗传信息,表观遗传不改变基因的碱基序列。
(3)分析图2可知,健康人正常表达的VDACI蛋白主要分布在线粒体外膜上,高血糖环境导致患者胰岛B细胞中VDACI表达量增多且大部分转移到细胞膜上,导致细胞内产生的ATP和丙酮酸(与琥珀酸)等代谢产物流失;丙酮酸、琥珀酸等产物流失使细胞内ATP产生量减少,加上ATP流失,导致细胞生命活动所需能量供不应求;能量不足导致胰岛素合成与分泌量减少,血糖进一步上升,葡萄糖毒性增强,最终导致胰岛B细胞因缺少能量而凋亡。
故答案为:
(1)磷脂和蛋白质;线粒体基质、线粒体内膜;促进血糖进入组织细胞进行氧化分解;进入肝、肌肉并合成糖原;进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖(2)染色质;没有
(3)增加;细胞膜;胰岛素合成和分泌
【点评】本题以高血糖对胰岛B细胞的损伤机制为背景,综合考查细胞结构、细胞代谢、基因表达调控和血糖调节等核心知识,体现了生命观念、科学思维等学科素养,是一道典型的综合性题目。学生要将细胞结构、代谢、基因表达、稳态调节等模块知识串联,例如:线粒体功能异常如何影响细胞代谢,进而导致疾病(如糖尿病);多练习从图表中提取信息、分析因果关系的题目,例如基因表达调控、信号转导通路等。
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