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专题 2
细胞的基本结构与物质输入和输出
第1讲 细胞膜和细胞核
1.下列关于细胞间信息交流的说法中,正确的是( )
A.细胞间的信息交流均依赖于细胞膜上的受体
B.细胞毒性T细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,信息就从一个细胞传
送给另一个细胞
C.性腺分泌的性激素随血液到达全身各处,与靶细胞细胞膜上受体结合
D.突触前膜释放的神经递质进入突触后膜,从而实现两个神经元之间的信
息交流
一、单项选择题
B
【解析】B 细胞间的信息交流并不全依赖于细胞膜上的受体,如高等植物细胞间可以通过胞间连丝进行信息交流,A错误;细胞毒性T细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,信息就从一个细胞传递给另一个细胞,B正确;性激素为固醇类物质,属于脂质,其受体一般在细胞内,并不在细胞膜上,C错误;突触前膜释放的神经递质一般不进入后膜,D错误。
2.(2024·湖南雅礼中学月考)脂筏是动物细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂(磷脂的一种)的微结构域,脂筏就像一个蛋白质停泊的平台,该结构区域相对稳定、分子排列较紧密、流动性较低。下列叙述错误的是( )
A.脂筏模型表明脂质和蛋白质在膜上的分布是不均匀的
B.脂筏区域流动性较低可能与其富含胆固醇有关
C.据图推测,脂筏与物质的跨膜运输、细胞间的信息交流等有密切的关系
D.脂筏在核糖体上合成,最终转移到细胞膜上
答案:D
【解析】D 根据“脂筏是动物细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂(磷脂的一种)的微结构域”可知,脂筏包含有多种成分,其中脂质的合成场所不在核糖体上,D错误。
3.下列有关细胞膜结构和功能的说法,正确的是( )
A.动物细胞的边界是细胞膜,植物细胞的边界是细胞壁
B.细胞膜的内部是磷脂分子的疏水端, 水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的流动性与磷脂分子的侧向自由移动及大多蛋白质分子的运动有关
D.细胞膜可控制细胞内外物质的进出,细胞不需要的物质不能进入细胞
C
【解析】C 植物细胞的细胞壁具有全透性,不是细胞的边界,植物细胞的边界也是细胞膜,A错误;细胞膜的内部是磷脂分子的疏水端,但细胞膜上有水通道蛋白,且水分子极小,可以通过磷脂分子的间隙,所以水分子能通过细胞膜,B错误;细胞膜的流动性与磷脂分子的侧向自由移动及大多蛋白质分子的运动有关,C正确;细胞膜控制物质进出的能力是有限的,细胞不需要的物质也有可能进入细胞,例如有些病毒、细菌、重金属等,D错误。
4.(2024·安徽百校联考)如图为细胞的一部分结构模式图,下列叙述错误的是( )
A.①具有物质运输的功能,同时能为多种酶提供附着位点
B.②和⑤控制细胞的物质运输,⑤控制细胞间的信息交流
C.③与某种RNA以及核糖体的形成有关,细胞代谢越旺盛,③的体积越大
D.④上的物质携带细胞的遗传信息,控制细胞的遗传和代谢
答案:B
【解析】B ①是内质网,具有物质运输的功能,同时其膜可为多种酶提供附着位点,A正确;②是核膜,⑤是核孔,②能进行物质运输,⑤是细胞质与细胞核内进行物质交换和信息交流的通道,但不是控制信息交流的结构,B错误;③是核仁,与某种RNA的合成及核糖体的形成有关,细胞代谢越旺盛,核仁的体积也越大,C正确;④是染色质,其上含有DNA,是遗传信息的携带者,控制细胞的遗传和代谢,D正确。
5.(2024·河北月考)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是( )
A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核
B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形
C.Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力
D.Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
A
【解析】A 核孔具有选择性,肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,并且肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin-1的介导,A错误;编码Cofilin-1的基因不表达,Cofilin-1缺失,可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,B正确;根据题意,Cofilin-1缺失可导致细胞核变形,从而使细胞核功能异常,可能会导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力,C正确;Cofilin-1缺失会导致染色质功能异常,染色质上含有控制细胞代谢的基因,从而影响细胞核控制细胞代谢的能力,D正确。
6.(2024·黑龙江月考改编)德国藻类学家哈姆林用帽状体为伞形的伞藻进行了实验,实验过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.伞藻是一种多细胞藻类,属于真核生物
B.实验说明帽状体的形成与细胞核产生的某种物质有关
C.早期的细胞核产生与了帽状体形成的相关物质
D.实验说明伞藻的帽状体不由细胞核控制
答案:B
【解析】B 伞藻是单细胞藻类,属于真核生物,A错误;题述实验能说明帽状体的形态建成与细胞核有关,B正确;早期取出细胞核,则伞藻不能长出帽状体,说明早期的细胞核未产生与帽状体形成的相关物质,C错误;实验的自变量是取出细胞核的时间,晚取出能长出小而不完全的帽状体,说明帽状体的形成与细胞核有关,D错误。
7.(2024·河北模拟预测)下列关于细胞膜成分及结构探索的说法,正确的是( )
A.最初对细胞膜成分的认识,是通过对细胞膜成分的提取获得的
B.磷脂分子在水中自发形成的是头部朝外、尾部朝内的单层结构
C.被同位素标记的人鼠细胞融合实验,说明细胞膜具有流动性
D.辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型建立在观察和实验的基础上
D
【解析】D 最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析获得的,A错误;磷脂分子在水中能形成头部朝向水的一侧、尾部朝内的双层结构,B错误;人鼠细胞融合实验没有使用同位素标记法,用的是荧光标记技术,C错误;在观察和实验的基础上,辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型,D正确。
二、不定项选择题
8.(2024·河南联考)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,该漂白区域荧光逐渐恢复(如图甲)。图乙是该区域荧光强度随时间变化得到的荧光漂白恢复曲线。下列相关叙述错误的是( )
A.被荧光染料标记的分子可能是蛋白质分子
B.该实验体现了细胞膜具有一定的流动性
C.300 s后“漂白”区荧光强度低于漂白前的强度
D.实验温度是该实验的无关变量,不会影响实验结果
答案:D
【解析】D 荧光染料标记的可能是蛋白质分子,A正确;荧光区域逐渐恢复说明膜上蛋白质分子可以运动,证明了细胞膜具有一定的流动性,B正确;从图乙中可以看出,300 s后的荧光强度只有约0.7,比漂白前要低,C正确;温度会影响蛋白质分子运动的速率,所以温度会影响该实验的结果,D错误。
9.(2024·江西阶段考)下图为生物膜的结构模式图,蛋白A、B、C均为膜上蛋白质,以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中。下列叙述正确的是( )
A.将鸡红细胞的磷脂分子全部提取出来并铺展成单层,其面积等于细胞表
面积的2倍
B.构成生物膜的磷脂分子是可以流动的,蛋白质大多是可以运动的
C.蛋白A、B既有疏水性又有亲水性,蛋白C镶在磷脂分子层表面,具有亲
水性
D.若蛋白A具有信息交流功能,则多糖常与其相结合且分布在细胞膜的内、
外表面
答案:BC
【解析】BC 鸡红细胞除含有细胞膜外,还有核膜以及多种细胞器膜,则将鸡红细胞的磷脂分子全部提取出来并铺展成单层,其面积大于细胞表面积的2倍,A错误;组成生物膜的磷脂分子是可以运动的,蛋白质分子大多是可以运动的,B正确;磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部,膜内外均为水环境,根据蛋白A和蛋白B的分布可知,蛋白A、B既有疏水性又有亲水性,蛋白C镶在磷脂分子层表面,具有亲水性,C正确;多糖与蛋白质结合形成糖蛋白,分布在细胞膜外侧,D错误。
10.(2024·辽宁二模改编)细胞核在细胞增殖时发生消失与重建。重建细胞核时,膜小泡聚集在单个染色体周围,形成核膜小泡,最终核膜小泡融合形成细胞核,部分过程如图所示。下列相关说法不正确的是( )
A.细胞核是遗传信息库,也是细胞代谢的中心
B.染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
C.膜小泡聚集在染色体周围可能与膜融合蛋白有关,核膜有4层磷脂分子
D.膜小泡的主要成分是蛋白质、核酸和脂质
答案:AD
【解析】AD 细胞核是遗传和代谢的控制中心,并不是代谢中心,细胞代谢的主要场所在细胞质基质,A错误;染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态,B正确;根据图示可知,膜小泡聚集在染色体周围可能与膜融合蛋白有关,核膜是双层膜,有4层磷脂分子,C正确;膜小泡的主要成分应该是脂质和蛋白质,无核酸,D错误。
三、非选择题
11.小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图1),与细胞的信息传递等相关。请据图分析回答下列问题:
(1)小窝的主要成分是蛋白质和 ;其中的蛋白质是小窝蛋白。小窝蛋白在 上合成,然后由 加工,通过囊泡转运到细胞膜上,成为膜蛋白,这一过程体现了细胞膜具有______________的结构特点。
(2)据图分析,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。
脂质(或磷脂)
核糖体
内质网和高尔基体
一定的流动性
疏水性
细胞质基质
(3)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2,据此分析,胆固醇与肽段的结合情况是_________________________________________________________________________________________________________。
(4)当小窝中结合的胆固醇过少时,小窝蛋白的 改变,小窝会变扁平,影响细胞的信息传递功能。
胆固醇与肽段1中的氨基酸结合,而不与肽段2中的结合(结合位点在82~101位氨基酸,而不在101~126位氨基酸)
结构
【解析】(1)题干信息中提到小窝来自细胞膜内陷,故成分与细胞膜相同,加工场所、结构特点也一致。(2)依图可知,小窝蛋白中间段位于磷脂双分子层内,不与水分子接触,因此应为疏水性;小窝蛋白的其余两段位于细胞内,即细胞质基质中。(3)肽段与胆固醇结合后,结构发生改变,基于结构与功能相适应的观点,推测荧光强度应会发生变化。因此肽段1应与胆固醇发生了结合,肽段2没有。(4)由细胞信息传递功能变化可推测小窝蛋白结构发生变化。
12.(2024·重庆质检)肿瘤细胞的无限增殖和抗药性的产生与核DNA有关。某种新型的抗肿瘤药物可通过作用于核DNA抑制肿瘤细胞的恶性增殖,逆转肿瘤细胞的耐药性。该药物分子进入细胞核的过程如下图。请回答问题:
(1)在真核细胞中,细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,原因是___________________________________________________________________。核孔的功能是________________________________________。
(2)分析图1可知,药物分子进入细胞后,被降解的途径有两种,一种是在
_______________中被直接降解,另一种是在溶酶体中被降解。未被降解的药物分子通过核孔进入细胞核,积累后发挥作用。由此可以推测,该药物分子在细胞质中停留时间越 (填“长”或“短”),其抗肿瘤的效果就越好。
细胞代谢和遗传是由DNA中的遗传信息决定的,DNA主要存在于细胞核中
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
细胞质基质
短
(3)科研人员发现亲核蛋白可以运输至细胞核内,为研究其运输机理,设计了有关实验,操作与实验结果如图2所示。实验处理后,研究者检测了各组的 。结果表明______________________________。
(4)综合上述研究结果,请你设计一个提高该新型抗肿瘤药物作用效果的研发思路:________________________________________________________。
放射性出现的位置
亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部
将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部组合,促进药物分子快速入核