内容正文:
2025高考一轮复习 定制初高中、生物竞赛资料等生物资料
专题二 细胞的结构和功能
(考试时间90分钟 满分100分)
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2024·北京·模拟预测)支原体肺炎是一种常见的传染病,其病原体是单细胞微生物——肺炎支原体,结构如图。下列相关叙述,正确的是( )
A.通过细胞膜控制物质进出
B.通过核糖体合成加工蛋白质
C.通过核仁合成核糖体蛋白
D.通过线粒体进行有氧呼吸
2.(2024·北京丰台·二模)绿叶海天牛是一种软体动物,大量捕食滨海无隔藻(红藻)后,将藻类的叶绿体贮存并加以利用,余生无需进食。下列叙述错误的是( )
A.两种生物都以DNA为遗传物质
B.两种生物的细胞边界都是细胞膜
C.两种生物之间的关系是互利共生
D.不含叶绿体的绿叶海天牛可合成ATP
3.(2024·北京东城·二模)生物膜的出现保证了细胞生命活动高效、有序进行。下列结构具有生物膜的是( )
A.溶酶体 B.中心体 C.染色体 D.核糖体
4.(2024·北京海淀·二模)百日咳是一种由百日咳杆菌感染引起的呼吸道传染病。下列关于百日咳杆菌的叙述,正确的是( )
A.通过有丝分裂增殖
B.遗传物质彻底水解可产生8种碱基
C.可引发机体产生特异性免疫
D.通过线粒体进行有氧呼吸
5.(2024·北京朝阳·二模)细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体,其内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后,其中的mRNA翻译形成蛋白质,进而改变该细胞的行为。关于迁移体的推断正确的是( )
A.包含四层磷脂分子
B.其膜不属于生物膜系统
C.可能参与细胞间的信息交流
D.其被吞噬依赖于细胞膜的选择透过性
6.(2024·北京顺义·一模)洗面奶、沐浴露、纺织品中的微塑料(聚乙烯、聚酯等)会随生活污水排入土壤,对土壤微生物造成影响,如破坏蛋白质和磷脂的结构,干扰DNA和蛋白质合成,促进H2O2等活性氧的产生。下列有关微塑料对细胞的影响错误的是( )
A.会改变细胞中元素的种类
B.会改变细胞膜的通透性
C.会改变某些酶的催化效率
D.会影响某些基因的表达
7.(2024·北京门头沟·一模)衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述正确的是( )
A.都以DNA作为遗传物质 B.都能通过有丝分裂的方式增殖
C.都有叶绿体,能进行光合作用 D.都有线粒体,能进行细胞呼吸
8.(2024·北京门头沟·一模)下列关于细胞结构与功能叙述错误的是( )
A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2的场所
C.溶酶体内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器
D.内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的加工场所和运输通道
9.(2024·北京海淀·一模)乳酸菌、黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞虽形态各异, 但它们也有共同之处, 表现在( )
A.有细胞膜和核膜 B.可进行有丝分裂
C.以 DNA 作为遗传物质 D.线粒体中进行能量转换
10.(2024·北京丰台·一模)流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。以下关于两种病原体的说法正确的是( )
A.二者都含有蛋白质和核酸
B.二者都是独立的生命系统
C.流感病毒在呼吸道细胞内通过分裂增殖
D.治疗支原体的抗生素也能治疗流感病毒
11.(2024·北京石景山·一模)咽峡炎链球菌是某些胃部疾病的潜在病原体,可利用表面蛋白TMPC定植于胃黏膜。下列叙述不正确的是( )
A.该菌无核膜包被的细胞核
B.TMPC可特异性识别胃黏膜上皮细胞
C.该菌对酸性条件有较强适应性
D.该菌的核酸彻底水解的产物有6种
12.(2024·北京石景山·一模)过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,其中过氧化氢酶是其标志酶,可分解细胞代谢产生的过氧化氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述不正确的是( )
A.过氧化物酶体具有单层膜结构
B.过氧化物酶体的形成与生物膜的流动性有关
C.基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构
D.过氧化氢酶是探究酶最适温度的理想实验材料
13.(2024·北京密云·模拟预测)研究发现,内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时,LC3-Ⅰ蛋白形成LC3-Ⅱ蛋白,促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解。科研人员选取大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组。训练一段时间后,检测大鼠腓肠肌细胞LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量,结果如下图。下列叙述不正确的是( )
A.自噬体与溶酶体的融合依赖于膜的流动性
B.LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值随运动强度增大而增大
C.溶酶体内的水解酶能分解衰老、损伤的线粒体
D.运动可以抑制大鼠腓肠肌细胞的线粒体自噬
14.(2023·北京顺义·模拟预测)大分子物质可与相应受体结合,并通过核孔中的中央栓蛋白入核或出核,实现定向转运,过程如图。相关叙述错误的是( )
A.核孔实现了细胞与细胞间的信息交流
B.核孔控制物质进出具有一定的选择性
C.核输出受体空间结构的改变可能影响mRNA出核
D.核输入受体通过核孔返回细胞质避免物质和能量的浪费
15.(22-23高三上·北京朝阳·期中)如图是浆细胞的电镜图,下列描述错误的是( )
A.1具有单层膜包被,在浆细胞中大量存在
B.2所示细胞器的内膜上可消耗氧气生成水
C.3与细胞器膜、细胞膜在结构和功能上紧密联系
D.抗体从合成到分泌,依次经过核糖体、1、2和细胞膜
二、非选择题:本部分6道题,总分70分。
16.(21-22高三上·北京·开学考试)关于线粒体的起源有多种观点,内共生起源学说(如图3所示)已被越来越多的人所接受。能够支持这一假说的有力证据有很多,请结合所学知识和图3作答。
(1)“内共生起源”学说认为真核细胞中的线粒体是由侵入细胞或被细胞吞入的某种原核细胞经过漫长的岁月演变而来的,请问图3中乙所示的过程体现了细胞膜具有的结构特点是 。研究发现,线粒体的内、外膜的化学成分和功能是不同的,据图分析最可能的原因是 。
(2)线粒体内部含有 (填物质)和 (填结构),能够自主地指导蛋白质的合成,因而在遗传方面体现出一定的自主性。
(3)根据上面的理论依据,真核细胞中同样可以用“内共生起源”学说解释其起源的细胞器是 。
(4)随着进化,现在需氧型的真核细胞中的线粒体已不能像需氧型的原核细胞一样独立的完成有氧呼吸,对此,同学们展开讨论,提出了下列两个观点:
观点1:细胞质基质只为线粒体完成有氧呼吸提供必要的场所
观点2:线粒体只能将丙酮酸进一步氧化分解,而丙酮酸的产生依赖细胞质基质
请完成下列实验设计,探究哪一个观点正确。
实验试剂和用品:锥形瓶、酵母菌破碎后经离心处理得到只含有细胞质基质的上清液(试剂1)、只含有酵母菌线粒体的沉淀物(试剂2)、质量分数5%的葡萄糖溶液(试剂3)、质量分数5%的丙酮酸溶液(试剂4)、蒸馏水、橡皮管夹若干、其他常用器材和试剂。
实验步骤:①取锥形瓶等连接成如下装置三套,依次编号为A、B、C。
②每组装置中按下表添加相应的试剂,并向装置通气一段时间,观察三组装置中 3号瓶澄清石灰水的是否变浑浊。
锥形瓶
组别
1
2
3
A
10%的NaOH
10ml试剂1+10ml试剂2+10ml试剂3
澄清的石灰水
B
10%的NaOH
澄清的石灰水
C
10%的NaOH
10ml蒸馏水+10ml试剂2+10ml试剂4
澄清的石灰水
1号瓶中NaOHR溶液的作用 。
补充完表格中空白地方 。
实验结果及结论:
若 ,则观点1正确;
若 ,则观点2正确。
17.(23-24高三上·北京·开学考试)外泌体是细胞产生的一种释放到细胞外的具膜小泡,在细胞间信息交流中发挥重要作用。研究发现来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合。
(1)外泌体膜的主要成分是 ,它能与靶细胞膜融合,将其携带的miRNA等物质释放到靶细胞内。
(2)研究者用 冲洗脂肪组织获得来源于脂肪干细胞的外泌体悬液,将其注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下,对照组注射等体积PBS缓冲液,结果如图1。
结果显示来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合,依据是 。
已知皮肤创面愈合与人皮肤成纤维细胞(HSF)的迁移增殖有关。结合实验结果可以推测来源于脂肪干细胞的外泌体促进皮肤创面愈合是因为 。
(3)研究证实外泌体内的miR-486-5p(miRNA的一种)会影响HSF的迁移增殖。为探究其作用机制,研究者进行实验,结果如图2。
GAPDH蛋白作为 ,可排除 等对实验结果的干扰。除已设置空白对照组外,甲组至丁组分别用 、miR-486-5p、miR-486-5p的抑制剂、 处理HSF。
(4)综合(2)(3)实验结果,推测脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合的机理是 。
18.(23-24高三上·北京朝阳·期中)为探究线粒体的断裂在骨细胞形成过程(骨祖细胞→成骨细胞→骨细胞)中的生理意义,研究者进行了相关研究。
(1)线粒体是 的主要场所,线粒体内膜 扩大了膜面积利于其完成复杂功能。
(2)成骨细胞诱导分化后显微观察线粒体形态、数量变化,结果如图1.
断裂线粒体数量占比在诱导分化第 天达到峰值。研究人员追踪溶酶体的活动,发现溶酶体在第 14 天后的活动增强,并与线粒体在细胞中处于相同位置。请解释第21天小于0.5μm的线粒体比例变小的原因。
(3)电镜进一步观察发现,成骨细胞中断裂后的线粒体隆起形成囊泡(MDVs),并以出芽的方式分泌到细胞外,如图2,据图可知外泌MDVs具有 层生物膜。为检测外泌MDVs的功能,研究人员使用 法分离外泌 MDVs并添加至颅骨骨祖细胞培养基中,检测显示骨祖细胞发生分化、促骨成熟基因的表达显著升高,表明外泌MDVs对骨细胞形成具有 作用。
(4)研究证实线粒体的断裂过程受断裂基因 Fis1的调控。基于上述信息和研究,请提出一个以成骨细胞为实验材料治疗骨损伤的思路。
19.(2024·北京丰台·二模)学习以下材料,回答下面题。
病毒的“逃逸”,植物病毒主要侵染植物细胞,它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而,这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下,植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。
自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播,这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用,过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径,在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒(SDV)进入白背飞虱(介体昆虫)的肠道上皮细胞,通过血液循环到达其唾液腺,白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制,如图2。
SDV侵染白背飞虱后,促进Atgs基因的表达激活了自噬,其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合,参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒,且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作,操纵白背飞虱自噬,使SDV逃过防御,促进其持久传播。
这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播,同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。
(1)自噬体具有双层膜结构,白背飞虱中具有双层膜的结构还有 。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有 的结构特点。
(2)写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程 (用文字和箭头表示)。
(3)依据文中信息,下列叙述正确的是( )(多选)
A.SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞
B.自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所
C.Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降
D.介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播
(4)综合文中信息,概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策 。
20.(2023·北京西城·二模)运动后肌肉的损伤修复对于机体恢复正常的运动能力十分重要,最新研究发现了依赖于肌肉干细胞的肌肉损伤修复机制。
(1)骨骼肌细胞呈细长的圆柱状,细胞内往往含有多个细胞核,以实现对骨骼肌细胞的 作用。
(2)在成人骨骼肌中,肌肉干细胞一般处于静止状态。在运动损伤后,肌肉干细胞可以 为成肌细胞,成肌细胞融合并发育为骨骼肌细胞。
(3)对成年小鼠进行偏心运动,并对肌细胞进行Hsp27(肌节损伤的标记物)染色,结果如下图(箭头所指部位为损伤的肌节,其他发光的结构为细胞核)。
由实验结果推测,肌细胞的损伤修复与细胞核迁移有关,依据是 。
(4)肌细胞的损伤修复需要多种蛋白质参与。在肌细胞损伤修复中,细胞核迁移的作用可能是 。
(5)为验证肌肉损伤通过激活Ca2+-Cdc42信号通路(已知Ca2+促进Cdc42表达)引起肌细胞核迁移,请选择实验材料和处理,设计实验方案并预期实验结果 。
组别
材料
处理
预期结果
1
2
3
…
…
材料:Ⅰ.肌细胞 Ⅱ.表达钙报告基因的肌细胞
处理:a.不处理 b.激光损伤肌节 c.注入Cdc42抑制剂 d.局部激活Cdc42
21.(2023·北京东城·一模)吸烟是导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)的首要发病因素。银杏叶提取物(GBE)对COPD具有一定的治疗效果,科研人员对此机制进行研究。
(1)科研人员将构建的COPD模型大鼠分为两组,其中GBE组连续多日腹腔注射GBE进行治疗。六周后,显微镜下观察各组大鼠支气管结构,如下图1。
图1结果说明GBE 。
(2)自噬是一种真核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,在巨噬细胞吞噬、调节免疫应答等过程中起重要作用。自噬过程如下图2,自噬体与溶酶体融合后形成自噬性溶酶体,溶酶体内含有 ,可降解受损的细胞器。
COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活,但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻,导致受损细胞器降解受阻而异常堆积,影响细胞正常代谢。电镜结果显示,与COPD模型组相比较,GBE组细胞中自噬体数量 ,自噬性溶酶体数量 ,推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬。
(3)已知PI3K蛋白的表达水平下降,会导致自噬程度增强。为验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬。设计实验如下表,请对下表中不合理之处进行修正 。
组别
实验材料
检测指标
预期结果
对照组
正常组大鼠肺泡巨噬细胞
PI3K蛋白含量
实验组高于对照组
实验组
GBE组大鼠肺泡巨噬细胞
(4)基于上述信息,请提出一个可以进一步研究的问题,以完善GBE的作用机制 。
10
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$$2025高考一轮复习 定制初高中、生物竞赛资料等生物资料
专题二 细胞的结构和功能
(考试时间90分钟 满分100分)
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2024·北京·模拟预测)支原体肺炎是一种常见的传染病,其病原体是单细胞微生物——肺炎支原体,结构如图。下列相关叙述,正确的是( )
A.通过细胞膜控制物质进出
B.通过核糖体合成加工蛋白质
C.通过核仁合成核糖体蛋白
D.通过线粒体进行有氧呼吸
【答案】A
【分析】原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核(没有核膜、核仁和染色体);原核细胞只有核糖体一种细胞器,但部分原核生物也能进行光合作用和有氧呼吸。
【详解】A、分析题可知,支原体存在细胞膜,能够通过细胞膜控制物质进出,A正确;
B、支原体通过核糖体合成蛋白质,B错误;
C、支原体为原核生物,不具有核仁,C错误;
D、支原体为原核生物,不具有线粒体,D错误。
故选A。
2.(2024·北京丰台·二模)绿叶海天牛是一种软体动物,大量捕食滨海无隔藻(红藻)后,将藻类的叶绿体贮存并加以利用,余生无需进食。下列叙述错误的是( )
A.两种生物都以DNA为遗传物质
B.两种生物的细胞边界都是细胞膜
C.两种生物之间的关系是互利共生
D.不含叶绿体的绿叶海天牛可合成ATP
【答案】C
【分析】细胞生物的遗传物质均为DNA,细胞的边界均为细胞膜。
【详解】A、两种生物均为细胞生物,均以DNA为遗传物质,A正确;
B、细胞边界都是细胞膜,B正确;
C、两种生物之间的关系是捕食关系,C错误;
D、不含叶绿体的绿叶海天牛可通过呼吸作用合成ATP,D正确。
故选C。
3.(2024·北京东城·二模)生物膜的出现保证了细胞生命活动高效、有序进行。下列结构具有生物膜的是( )
A.溶酶体 B.中心体 C.染色体 D.核糖体
【答案】A
【分析】细胞器中,中心体和核糖体无膜结构,线粒体和叶绿体为双层膜结构,其余为单层膜结构。
【详解】A、溶酶体为单层膜细胞器,具有生物膜,A正确;
B、中心体为无膜细胞器,不具有生物膜,B错误;
C、染色体由DNA和蛋白质组成,不具有生物膜,C错误;
D、核糖体为无膜细胞器,不具有生物膜,D错误。
故选A。
4.(2024·北京海淀·二模)百日咳是一种由百日咳杆菌感染引起的呼吸道传染病。下列关于百日咳杆菌的叙述,正确的是( )
A.通过有丝分裂增殖
B.遗传物质彻底水解可产生8种碱基
C.可引发机体产生特异性免疫
D.通过线粒体进行有氧呼吸
【答案】C
【分析】1、核酸是遗传信息的携带者,包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),细胞的遗传物质为DNA。
【详解】A、百日咳杆菌为细菌,通过二分裂增殖,A错误;
B、百日咳杆菌遗传物质是DNA,DNA彻底水解可产生4种碱基,B错误;
C、百日咳杆菌侵染到细胞内,会引发细胞免疫,未侵入细胞前和被裂解后释放出来后会引发体液免疫,C正确;
D、百日咳杆菌为细菌,体内没有线粒体,D错误。
故选C。
5.(2024·北京朝阳·二模)细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体,其内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后,其中的mRNA翻译形成蛋白质,进而改变该细胞的行为。关于迁移体的推断正确的是( )
A.包含四层磷脂分子
B.其膜不属于生物膜系统
C.可能参与细胞间的信息交流
D.其被吞噬依赖于细胞膜的选择透过性
【答案】C
【分析】1、生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。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与配合。
2、细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质。细胞膜的功能有:将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特点是具有选择透过性。
【详解】A、细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体,其膜结构包括两层磷脂分子,A错误;
B、迁移体外侧有膜包被,是一种单层膜结构的细胞器,而生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等,可见,迁移体的膜结构属于细胞的生物膜系统,B错误;
C、迁移体内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后,其中的mRNA翻译形成蛋白质,进而改变该细胞的行为,这说明迁移体可能参与细胞间的信息交流,C正确;
D、当迁移体可被周围细胞吞噬,该过程属于胞吞过程,胞吞过程不依赖于细胞膜的选择透过性实现,D错误。
故选C。
6.(2024·北京顺义·一模)洗面奶、沐浴露、纺织品中的微塑料(聚乙烯、聚酯等)会随生活污水排入土壤,对土壤微生物造成影响,如破坏蛋白质和磷脂的结构,干扰DNA和蛋白质合成,促进H2O2等活性氧的产生。下列有关微塑料对细胞的影响错误的是( )
A.会改变细胞中元素的种类
B.会改变细胞膜的通透性
C.会改变某些酶的催化效率
D.会影响某些基因的表达
【答案】A
【分析】微塑料(聚乙烯、聚酯等)会随生活污水排入土壤,对土壤微生物造成影响,如破坏蛋白质和磷脂的结构,干扰DNA和蛋白质合成。
【详解】A、根据题干,微塑料不会改变元素的种类,细胞中元素的种类不会改变,A错误;
B、微塑料破坏蛋白质和磷脂的结构,细胞膜的主要成分就是磷脂和蛋白质,会改变细胞膜的通透性,B正确;
CD、微塑料干扰DNA和蛋白质合成,因此会改变某些基因的表达,酶的本质大部分是蛋白质,因此可能会改变某些酶的催化效率,CD正确。
故选A。
7.(2024·北京门头沟·一模)衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述正确的是( )
A.都以DNA作为遗传物质 B.都能通过有丝分裂的方式增殖
C.都有叶绿体,能进行光合作用 D.都有线粒体,能进行细胞呼吸
【答案】A
【分析】1、原核细胞与真核细胞的区别有:原核细胞体积小,无核膜、核仁,DNA上无蛋白质,除核糖体外,无其他细胞器。真核细胞体积较大,有核膜、核仁,DNA 与蛋白质形成染色质(染色体),细胞器的种类多,结构复杂。其中最主要的区别是:有无核膜包围的细胞核;
2、生物包括细胞生物和非细胞生物,非细胞生物是指病毒类生物,而细胞生物分为原核生物和真核生物.其中原核生物包括:细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体等;真核生物包括:动物、植物、原生动物、低等植物、真菌等。
【详解】A、衣藻和大肠杆菌是细胞生物,遗传物质都是DNA,A正确;
B、有丝分裂是真核生物的分裂方式,大肠杆菌的分裂方式是二分裂,B错误;
C、大肠杆菌是原核生物,没有叶绿体,也不能进行光合作用,C错误;
D、大肠杆菌是原核生物,不含线粒体,D错误。
故选A。
8.(2024·北京门头沟·一模)下列关于细胞结构与功能叙述错误的是( )
A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2的场所
C.溶酶体内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器
D.内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的加工场所和运输通道
【答案】B
【分析】1、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。细胞骨架具有锚定支撑细胞器及维持细胞形态的功能,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。
2、有氧呼吸的全过程十分复杂,可以概括地分为三个阶段,每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。第一个阶段是,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是,上述两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
【详解】A、细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关,故细胞骨架破坏会影响到这些生命活动的正常进行,A正确;
B、有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质,B错误;
C、溶酶体内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,C正确;
D、内质网是由膜连接而成的网状结构,是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道,D正确。
故选B。
9.(2024·北京海淀·一模)乳酸菌、黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞虽形态各异, 但它们也有共同之处, 表现在( )
A.有细胞膜和核膜 B.可进行有丝分裂
C.以 DNA 作为遗传物质 D.线粒体中进行能量转换
【答案】C
【分析】1、动物细胞与植物细胞相比,动物细胞中特有的细胞结构为中心体,植物细胞中特有的结构为:细胞壁、叶绿体、液泡。
2、原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体;原核细胞只有核糖体一种细胞器,但部分原核细胞也能进行有氧呼吸和光合作用,如蓝细菌;
3、细胞类生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质均为DNA。
【详解】A、乳酸菌是原核生物,没有核膜、核仁,但具有细胞膜,A错误;
B、乳酸菌是原核生物,进行的是二分裂,黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞是高度分化的细胞,不进行有丝分裂,B错误;
C、乳酸菌、黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞都含有DNA和RNA,都已DNA作为遗传物质,C正确;
D、乳酸菌是原核生物,没有线粒体,D错误。
故选C。
10.(2024·北京丰台·一模)流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。以下关于两种病原体的说法正确的是( )
A.二者都含有蛋白质和核酸
B.二者都是独立的生命系统
C.流感病毒在呼吸道细胞内通过分裂增殖
D.治疗支原体的抗生素也能治疗流感病毒
【答案】A
【分析】1、病毒结构简单,没有细胞结构,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质组成,不能独立生活,只能寄生在活细胞中。病毒的增殖方式,以T2噬菌体为例,包括吸附、注入、合成、组装、释放等过程。
2、常见的原核生物:衣原体、支原体、放线菌、细菌、蓝细菌等
【详解】A、肺炎支原体属于原核生物,细胞中含有核酸和蛋白质,病毒一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质组成,A正确;
B、病毒没有细胞结构,不能独立生活,只能寄生在活细胞中,B错误。
C、病毒不能通过分裂增殖,C错误;
D、抗生素只能用于治疗细菌感染,不能治疗病毒引发的感染,D错误。
故选A。
11.(2024·北京石景山·一模)咽峡炎链球菌是某些胃部疾病的潜在病原体,可利用表面蛋白TMPC定植于胃黏膜。下列叙述不正确的是( )
A.该菌无核膜包被的细胞核
B.TMPC可特异性识别胃黏膜上皮细胞
C.该菌对酸性条件有较强适应性
D.该菌的核酸彻底水解的产物有6种
【答案】D
【分析】原核生物与真核生物的区别:原核生物没有以核膜为界限的细胞核,原核生物只有核糖体一种细胞器。
【详解】A、咽峡炎链球菌属于原核生物,该菌无核膜包被的细胞核,A正确;
B、由题干信息可知,咽峡炎链球菌,可利用表面蛋白TMPC定植于胃黏膜,所以TMPC可特异性识别胃黏膜上皮细胞,B正确;
C、咽峡炎链球菌可利用表面蛋白TMPC定植于胃黏膜,而胃里含有胃酸,所以该菌对酸性条件有较强适应性,C正确;
D、咽峡炎链球菌属于原核生物,含有的核酸有DNA和RNA两种,所以该菌的核酸彻底水解的产物有8种,包括5种碱基,一种磷酸和2种五碳糖,D错误。
故选D。
12.(2024·北京石景山·一模)过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,其中过氧化氢酶是其标志酶,可分解细胞代谢产生的过氧化氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述不正确的是( )
A.过氧化物酶体具有单层膜结构
B.过氧化物酶体的形成与生物膜的流动性有关
C.基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构
D.过氧化氢酶是探究酶最适温度的理想实验材料
【答案】D
【分析】根据题干信息分析可知,过氧化物酶体是一种细胞器,广泛存在于于真核细胞中;过氧化物酶体可由内质网出芽生成,从细胞质溶液中摄取特异蛋白质及脂质促进过氧化物酶体生长;过氧化物酶体也可分裂形成多个过氧化物酶体。
【详解】A、过氧化物酶体可由内质网出芽生成,为单层膜结构的细胞器,A正确;
B、过氧化物酶体可由内质网出芽生成,这过程与细胞膜的流动性有关,B正确;
C、基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构及生物学功能,C正确;
D、过氧化氢受热易分解,则不适宜用过氧化氢酶作为探究酶最适温度的实验材料,D错误。
故选D。
13.(2024·北京密云·模拟预测)研究发现,内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时,LC3-Ⅰ蛋白形成LC3-Ⅱ蛋白,促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解。科研人员选取大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组。训练一段时间后,检测大鼠腓肠肌细胞LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量,结果如下图。下列叙述不正确的是( )
A.自噬体与溶酶体的融合依赖于膜的流动性
B.LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值随运动强度增大而增大
C.溶酶体内的水解酶能分解衰老、损伤的线粒体
D.运动可以抑制大鼠腓肠肌细胞的线粒体自噬
【答案】D
【分析】分析题图可知:LC3-II蛋白促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解,实验数据显示随运动强度增大,LC3-II的含量增加。
【详解】A、内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体,与溶酶体融合依赖膜的流动性,A正确;
B、根据柱形图分析,运动强度增大,LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ蛋白,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值增大,B正确;
C、溶酶体内的水解酶,能分解衰老、损伤的线粒体,C正确;
D、运动LC3-Ⅱ蛋白增加,可以促进大鼠细胞的线粒体自噬,D错误。
故选D。
14.(2023·北京顺义·模拟预测)大分子物质可与相应受体结合,并通过核孔中的中央栓蛋白入核或出核,实现定向转运,过程如图。相关叙述错误的是( )
A.核孔实现了细胞与细胞间的信息交流
B.核孔控制物质进出具有一定的选择性
C.核输出受体空间结构的改变可能影响mRNA出核
D.核输入受体通过核孔返回细胞质避免物质和能量的浪费
【答案】A
【分析】由图可知,大分子物质可与核输入受体(或核输出受体)结合,通过核孔中的中央栓蛋白大分子物质入核(或出核),从而实现定向转运。
【详解】A、核孔实现了细胞核与细胞质间的物质交换和信息交流,A错误;
B、由图可知,大分子物质可与核输入受体(或核输出受体)结合,通过核孔中的中央栓蛋白大分子物质入核(或出核),故核孔控制物质的进出具有一定的选择性,B正确;
C、在细胞核中转录形成的mRNA与相应的核输出受体识别、结合后才能出核,若其核输出受体空间结构的改变可能影响mRNA出核,C正确;
D、由图可知,核输入受体完成物质入核后,其又通过核孔返回细胞质,继续完成物质的入核转运,即避免了物质和能量的浪费,D正确。
故选A。
15.(22-23高三上·北京朝阳·期中)如图是浆细胞的电镜图,下列描述错误的是( )
A.1具有单层膜包被,在浆细胞中大量存在
B.2所示细胞器的内膜上可消耗氧气生成水
C.3与细胞器膜、细胞膜在结构和功能上紧密联系
D.抗体从合成到分泌,依次经过核糖体、1、2和细胞膜
【答案】D
【分析】图示为浆细胞结构模型图,1为内质网,单层膜结构;2为线粒体,双层膜结构。细胞核由核膜、染色质、核仁等结构组成,是遗传信息库,也是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】A、1为内质网,单层膜结构,在浆细胞中大量存在,A正确;
B、2为线粒体,有氧呼吸第三阶段发生的场所为线粒体内膜,需要氧的参与,与[H]结合生成水,释放能量,B正确;
C、细胞核由核膜、染色质、核仁等结构组成,是遗传信息库,也是细胞代谢和遗传的控制中心;细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通,核膜与内质网膜、细胞膜等相互连接构成细胞完整的“生物膜系统”,C正确;
D、抗体是以突触小泡的形式分泌到细胞外的,依次经过核糖体,内质网,高尔基体,细胞膜,D错误。
故选D
二、非选择题:本部分6道题,总分70分。
16.(21-22高三上·北京·开学考试)关于线粒体的起源有多种观点,内共生起源学说(如图3所示)已被越来越多的人所接受。能够支持这一假说的有力证据有很多,请结合所学知识和图3作答。
(1)“内共生起源”学说认为真核细胞中的线粒体是由侵入细胞或被细胞吞入的某种原核细胞经过漫长的岁月演变而来的,请问图3中乙所示的过程体现了细胞膜具有的结构特点是 。研究发现,线粒体的内、外膜的化学成分和功能是不同的,据图分析最可能的原因是 。
(2)线粒体内部含有 (填物质)和 (填结构),能够自主地指导蛋白质的合成,因而在遗传方面体现出一定的自主性。
(3)根据上面的理论依据,真核细胞中同样可以用“内共生起源”学说解释其起源的细胞器是 。
(4)随着进化,现在需氧型的真核细胞中的线粒体已不能像需氧型的原核细胞一样独立的完成有氧呼吸,对此,同学们展开讨论,提出了下列两个观点:
观点1:细胞质基质只为线粒体完成有氧呼吸提供必要的场所
观点2:线粒体只能将丙酮酸进一步氧化分解,而丙酮酸的产生依赖细胞质基质
请完成下列实验设计,探究哪一个观点正确。
实验试剂和用品:锥形瓶、酵母菌破碎后经离心处理得到只含有细胞质基质的上清液(试剂1)、只含有酵母菌线粒体的沉淀物(试剂2)、质量分数5%的葡萄糖溶液(试剂3)、质量分数5%的丙酮酸溶液(试剂4)、蒸馏水、橡皮管夹若干、其他常用器材和试剂。
实验步骤:①取锥形瓶等连接成如下装置三套,依次编号为A、B、C。
②每组装置中按下表添加相应的试剂,并向装置通气一段时间,观察三组装置中 3号瓶澄清石灰水的是否变浑浊。
锥形瓶
组别
1
2
3
A
10%的NaOH
10ml试剂1+10ml试剂2+10ml试剂3
澄清的石灰水
B
10%的NaOH
澄清的石灰水
C
10%的NaOH
10ml蒸馏水+10ml试剂2+10ml试剂4
澄清的石灰水
1号瓶中NaOHR溶液的作用 。
补充完表格中空白地方 。
实验结果及结论:
若 ,则观点1正确;
若 ,则观点2正确。
【答案】(1) 细胞膜具有一定的流动性 内外膜的来源不相同
(2) DNA 核糖体
(3)叶绿体
(4) 吸收空气中的二氧化碳 10ml蒸馏水+10ml试剂2+10ml试剂3 只有A组装置中澄清的石灰水变浑浊 AC组装置中澄清的石灰水变浑浊,B组不变浑浊
【分析】酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸产生二氧化碳和水,进行有氧呼吸的场所是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜;也能进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精,场所是细胞质基质。
【详解】(1)细胞的吞噬作用体现膜的结构特点:具有一定的流动性,"内共生学说"中线粒体的内膜来源于细菌,线粒体外膜来源于真核,所以线粒体的内、外膜的化学成分和功能是不同的。
(2)线粒体的来源于细菌,细菌有 DNA 和核糖体。
(3)叶绿体也具有两层膜,结构上和线粒体相类似,所以叶绿体的演化过程可以是叶绿体的起源是被原始的前真核生物吞噬的光合细菌,这种细菌和前真核生物共生,在长期的共生过程中演化成了叶绿体。
(4)1号瓶中 NaOH 溶液的作用是:吸收空气中的CO2,本实验的目的是探究“线粒体只能将丙酮酸进一步的氧化分解,而丙酮酸的产生依赖于细胞质基质”,缺乏只有线粒体、葡萄糖的实验,所以 B 锥形瓶中应该加入线粒体、葡萄糖,变量只能是单一变量,所以还要加入10ml的蒸馏水。
A和C相比较变量是否含有细胞质基质,如果 A 产生二氧化碳, C 不产生说明细胞质基质只为线粒体完成有氧呼吸提供必要的场所; B 和 C 相比较,说明线粒体能分解丙酮酸,不能分解葡萄糖, A 和 C 组比较,只有细胞质基质就可以将葡萄糖分解为丙酮酸,综合比较说明线粒体只能将丙酮酸进一步的氧化分解,而丙酮酸的产生依赖于细胞质基质。
17.(23-24高三上·北京·开学考试)外泌体是细胞产生的一种释放到细胞外的具膜小泡,在细胞间信息交流中发挥重要作用。研究发现来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合。
(1)外泌体膜的主要成分是 ,它能与靶细胞膜融合,将其携带的miRNA等物质释放到靶细胞内。
(2)研究者用 冲洗脂肪组织获得来源于脂肪干细胞的外泌体悬液,将其注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下,对照组注射等体积PBS缓冲液,结果如图1。
结果显示来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合,依据是 。
已知皮肤创面愈合与人皮肤成纤维细胞(HSF)的迁移增殖有关。结合实验结果可以推测来源于脂肪干细胞的外泌体促进皮肤创面愈合是因为 。
(3)研究证实外泌体内的miR-486-5p(miRNA的一种)会影响HSF的迁移增殖。为探究其作用机制,研究者进行实验,结果如图2。
GAPDH蛋白作为 ,可排除 等对实验结果的干扰。除已设置空白对照组外,甲组至丁组分别用 、miR-486-5p、miR-486-5p的抑制剂、 处理HSF。
(4)综合(2)(3)实验结果,推测脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合的机理是 。
【答案】(1)蛋白质和脂质
(2) PBS缓冲液 注射外泌体组的小鼠皮肤创面愈合较快,注射PBS缓冲液的对照组愈合较慢 外泌体促进HSF的迁移增殖
(3) 对照 细胞培养操作、细胞取样量、蛋白质检测方法 与miR-486-5p碱基种类、数目相同但序列不同的miRNA miR-486-5p及其抑制剂
(4)外泌体可通过miR-486-5p抑制人皮肤成纤维细胞Sp5蛋白的表达,进而促进人皮肤成纤维细胞的迁移增殖
【分析】题图分析:由图1可知,注射含有脂肪干细胞的外泌体悬液的实验组比注射等体积PBS缓冲液的对照组伤口愈合速度快,这说明脂肪干细胞的外泌体可以促进伤口愈合。
由图2电泳图可知,乙组用miR-486-5p处理HSF,其Sp5 蛋白的表达量最少,说明miR-486-5p抑制人皮肤成纤维细胞Sp5 蛋白的表达。
【详解】(1)外泌体膜为生物膜,生物膜的主要成分是脂质和蛋白质。
(2)实验应遵循单一变量原则,对照组注射等体积PBS缓冲液,所以用PBS缓冲液冲洗脂肪组织获得来源于脂肪干细胞的外泌体悬液,将其注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下。结果显示来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合,依据是注射外泌体组的小鼠皮肤创面愈合较快,注射PBS缓冲液的对照组愈合较慢。结合实验结果可以推测来源于脂肪干细胞的外泌体促进皮肤创面愈合是因为外泌体促进HSF的迁移增殖。
(3)剧图分析,GAPDH蛋白作为对照,可排除细胞培养操作、细胞取样量、蛋白质检测方法等对实验结果的干扰。除已设置空白对照组外,甲组至丁组分别用与miR-486-5p碱基种类、数目相同但序列不同的miRNA、miR-486-5p、miR-486-5p的抑制剂、miR-486-5p及其抑制剂处理HSF。
(4)综合(2)(3)实验结果,推测脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合的机理是外泌体可通过miR-486-5p抑制人皮肤成纤维细胞Sp5蛋白的表达,进而促进人皮肤成纤维细胞的迁移增殖。
18.(23-24高三上·北京朝阳·期中)为探究线粒体的断裂在骨细胞形成过程(骨祖细胞→成骨细胞→骨细胞)中的生理意义,研究者进行了相关研究。
(1)线粒体是 的主要场所,线粒体内膜 扩大了膜面积利于其完成复杂功能。
(2)成骨细胞诱导分化后显微观察线粒体形态、数量变化,结果如图1.
断裂线粒体数量占比在诱导分化第 天达到峰值。研究人员追踪溶酶体的活动,发现溶酶体在第 14 天后的活动增强,并与线粒体在细胞中处于相同位置。请解释第21天小于0.5μm的线粒体比例变小的原因。
(3)电镜进一步观察发现,成骨细胞中断裂后的线粒体隆起形成囊泡(MDVs),并以出芽的方式分泌到细胞外,如图2,据图可知外泌MDVs具有 层生物膜。为检测外泌MDVs的功能,研究人员使用 法分离外泌 MDVs并添加至颅骨骨祖细胞培养基中,检测显示骨祖细胞发生分化、促骨成熟基因的表达显著升高,表明外泌MDVs对骨细胞形成具有 作用。
(4)研究证实线粒体的断裂过程受断裂基因 Fis1的调控。基于上述信息和研究,请提出一个以成骨细胞为实验材料治疗骨损伤的思路。
【答案】(1) 有氧呼吸 向内折叠(形成嵴)
(2) 7 断裂的线粒体被溶酶体吞噬并清除
(3) 3 差速离心 促进
(4)在成骨细胞中过表达断裂基因 Fis1,并将该细胞移植到骨损伤部位
【分析】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。
【详解】(1)线粒体是具有双层膜的细胞器,是有氧呼吸的主要场所,线粒体内膜向内折叠形成了嵴,增大了膜面积,为酶的附着提供了位点。
(2)根据图示信息,断裂线粒体数量占比在诱导分化第7天达到了峰值;酶体在第 14 天后的活动增强,并与线粒体在细胞中处于相同位置,断裂的线粒体被溶酶体吞噬并清除,故第21天小于0.5μm的线粒体比例变小。
(3)外泌MDVs包括一层细胞膜,两层线粒体膜,共3层生物膜;差速离心法可分离得到细胞器或细胞结构,可用于分离外泌 MDVs。外泌 MDVs并添加至颅骨骨祖细胞培养基中,骨祖细胞发生分化、促骨成熟基因的表达显著升高,表明外泌MDVs对骨细胞形成具有促进作用。
(4)外泌MDVs对骨细胞形成具有促进作用,线粒体的断裂过程受断裂基因 Fis1的调控,且能产生外泌MDVs,故可在成骨细胞中过表达断裂基因 Fis1,并将该细胞移植到骨损伤部位,提高外泌MDVs的量,达到治疗骨损伤的目的。
19.(2024·北京丰台·二模)学习以下材料,回答下面题。
病毒的“逃逸”,植物病毒主要侵染植物细胞,它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而,这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下,植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。
自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播,这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用,过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径,在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒(SDV)进入白背飞虱(介体昆虫)的肠道上皮细胞,通过血液循环到达其唾液腺,白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制,如图2。
SDV侵染白背飞虱后,促进Atgs基因的表达激活了自噬,其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合,参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒,且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作,操纵白背飞虱自噬,使SDV逃过防御,促进其持久传播。
这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播,同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。
(1)自噬体具有双层膜结构,白背飞虱中具有双层膜的结构还有 。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有 的结构特点。
(2)写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程 (用文字和箭头表示)。
(3)依据文中信息,下列叙述正确的是( )(多选)
A.SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞
B.自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所
C.Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降
D.介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播
(4)综合文中信息,概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策 。
【答案】(1) 线粒体、细胞核 流动性
(2)
(3)BD
(4)病毒利用未与溶酶体融合的自噬体进行组装和大量积累;病毒通过阻断自噬体与溶酶体融合,使病毒避免被介体昆虫自噬降解
【分析】1、真核细胞最典型的特征是具有双层生物膜构成的核膜为界限的细胞核。真核细胞细胞质中有众多复杂的细胞器,其中叶绿体和线粒体是双层膜的细胞器,内质网、高尔基体、溶酶体以及液泡是单层膜的细胞器,中心体和核糖体为无膜的细胞器。
2、病毒无细胞结构,只能在宿主细胞中完成病毒的增殖,病毒的生活史:吸附、注入、合成、组装、释放。
【详解】(1)白背飞虱属于真核生物,真核动物细胞中具有双层膜的结构有线粒体和细胞核;自噬体与溶酶体融合的过程依赖于生物膜的结构特点,具有一定的流动性。
(2)由图2可知,SDV属于RNA病毒,侵入白背飞虱的肠道上皮细胞后,在细胞中进行RNA复制合成子代RNA,并且以病毒的RNA为翻译模板合成蛋白质,即SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程为。
(3)A、由图2可知,SDV与ITGB3结合后以胞吞的方式进入细胞,A错误;
B、由图2可知,病毒的P10蛋白合成中主要集中与自噬体膜上,即自噬体膜为P10蛋白提供了聚集场所,B正确;
C、自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒,Atg8Ⅱ蛋白参与早期自噬体的延伸,即Atg8Ⅱ蛋白能增大自噬体的膜面积,病毒颗粒提供更多的附着位点,有助于SDV病毒量的上升,C错误;
D、根据题意,介体昆虫细胞自噬,使SDV逃过防御,有利于SDV的增殖和传播,D正确。
故选BD。
(4)由图2可知,SDV在介质细胞中进行RNA复制和相关蛋白质合成后,附着于介体细胞中未成形的自噬体上,进行组装和病毒的大量积累,同时阻断自噬体与溶酶体的融合,避免病毒被介体昆虫自噬降解,细胞同时通过指导合成的病毒外壳蛋白P10与溶酶体膜上的LAMP1互作,操纵白背飞虱自噬,使SDV逃过防御,促进其持久传播。
20.(2023·北京西城·二模)运动后肌肉的损伤修复对于机体恢复正常的运动能力十分重要,最新研究发现了依赖于肌肉干细胞的肌肉损伤修复机制。
(1)骨骼肌细胞呈细长的圆柱状,细胞内往往含有多个细胞核,以实现对骨骼肌细胞的 作用。
(2)在成人骨骼肌中,肌肉干细胞一般处于静止状态。在运动损伤后,肌肉干细胞可以 为成肌细胞,成肌细胞融合并发育为骨骼肌细胞。
(3)对成年小鼠进行偏心运动,并对肌细胞进行Hsp27(肌节损伤的标记物)染色,结果如下图(箭头所指部位为损伤的肌节,其他发光的结构为细胞核)。
由实验结果推测,肌细胞的损伤修复与细胞核迁移有关,依据是 。
(4)肌细胞的损伤修复需要多种蛋白质参与。在肌细胞损伤修复中,细胞核迁移的作用可能是 。
(5)为验证肌肉损伤通过激活Ca2+-Cdc42信号通路(已知Ca2+促进Cdc42表达)引起肌细胞核迁移,请选择实验材料和处理,设计实验方案并预期实验结果 。
组别
材料
处理
预期结果
1
2
3
…
…
材料:Ⅰ.肌细胞 Ⅱ.表达钙报告基因的肌细胞
处理:a.不处理 b.激光损伤肌节 c.注入Cdc42抑制剂 d.局部激活Cdc42
【答案】(1)控制
(2)分裂和分化
(3)运动后5小时出现Hsp27,运动后24小时Hsp27减少且细胞核聚集在损伤区域
(4)更快地为损伤部位提供足够的mRNA,以便于合成修复所需蛋白
(5)
组别
材料
处理
预期结果
1
Ⅱ
a
钙报告基因表达量低,未出现肌细胞核迁移
2
Ⅱ
b
钙报告基因表达量明显高于第1组,肌细胞核迁移逐渐聚集在损伤部位
3
Ⅱ
ad
钙报告基因表达量低,肌细胞核迁移逐渐聚集在损伤部位
4
Ⅱ
bc
钙报告基因表达量明显高于第1组,未出现肌细胞核迁移
【分析】1.细胞核是遗传信息库,是细胞遗传与代谢的调控中心。
2.细胞核内染色体上的基因进行表达产生蛋白质,影响细胞内很多的代谢活动。基因的表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行。
3.干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,包括胚胎干细胞和成体干细胞等,有着自我更新能力及分化潜能,干细胞分为全能干细胞(如胚胎干细胞)、多能干细胞(如造血干细胞)和专能干细胞(如骨髓瘤细胞),干细胞通过分离和分化,形成成特定的细胞或组织。
【详解】(1)细胞核是遗传信息库,是细胞遗传与代谢的调控中心。骨骼肌细胞含有多个细胞核,以实现对骨骼肌细胞的控制作用。
(2)肌肉干细胞是一种专能干细胞,具备分裂和分化的能力,成为肌细胞,可融合并发育为骨骼肌细胞。
(3)据图箭头所指部位为损伤的肌节,其他发光的结构为细胞核,根据图2,运动后5小时出现Hsp27(肌节损伤的标记物),根据图3,运动后24小时Hsp27减少且细胞核聚集在损伤区域,可推测,肌细胞的损伤修复与细胞核迁移有关。
(4)肌细胞的损伤修复需要多种蛋白质参与,蛋白质是基因表达的产物,基因的表达包括转录和翻译两个过程,在真核细胞内分布发生在细胞核和细胞质中。在肌细胞损伤修复中,细胞核迁移的作用可能是为更快进行转录,更快地为损伤部位提供足够的mRNA,以便于合成修复所需蛋白。
(5)根据实验目的:为验证肌肉损伤通过激活Ca2+-Cdc42信号通路(已知Ca2+促进Cdc42表达)引起肌细胞核迁移,两种材料中选择表达钙报告基因的肌细胞比肌细胞更好达成实验目的,为了形成对照实验的自变量1是有无处理肌细胞形成肌肉损伤,自变量2是Ca2+-Cdc42信号通路有无激活,可通过注入Cdc42抑制剂 和局部激活Cdc42来控制,因变量是有无肌细胞核迁移。
第一组要用到材料Ⅱ表达钙报告基因的肌细胞,不处理,钙报告基因表达量低,未出现肌细胞核迁移,这一组作为对照;
第二组用材料Ⅱ表达钙报告基因的肌细胞,激光损伤肌节,钙报告基因表达量明显高于第1组,出现有肌细胞核迁移,说明肌细胞核迁移与Ca2+的关系有关;
第三组用材料Ⅱ表达钙报告基因的肌细胞,没有激光损伤肌节,但是局部激活Cdc42,钙报告基因表达量低,出现有肌细胞核迁移,
第四组用材料Ⅱ表达钙报告基因的肌细胞,激光损伤肌节,注入Cdc42抑制剂,钙报告基因表达量明显高于第1组,未出现肌细胞核迁移。
21.(2023·北京东城·一模)吸烟是导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)的首要发病因素。银杏叶提取物(GBE)对COPD具有一定的治疗效果,科研人员对此机制进行研究。
(1)科研人员将构建的COPD模型大鼠分为两组,其中GBE组连续多日腹腔注射GBE进行治疗。六周后,显微镜下观察各组大鼠支气管结构,如下图1。
图1结果说明GBE 。
(2)自噬是一种真核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,在巨噬细胞吞噬、调节免疫应答等过程中起重要作用。自噬过程如下图2,自噬体与溶酶体融合后形成自噬性溶酶体,溶酶体内含有 ,可降解受损的细胞器。
COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活,但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻,导致受损细胞器降解受阻而异常堆积,影响细胞正常代谢。电镜结果显示,与COPD模型组相比较,GBE组细胞中自噬体数量 ,自噬性溶酶体数量 ,推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬。
(3)已知PI3K蛋白的表达水平下降,会导致自噬程度增强。为验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬。设计实验如下表,请对下表中不合理之处进行修正 。
组别
实验材料
检测指标
预期结果
对照组
正常组大鼠肺泡巨噬细胞
PI3K蛋白含量
实验组高于对照组
实验组
GBE组大鼠肺泡巨噬细胞
(4)基于上述信息,请提出一个可以进一步研究的问题,以完善GBE的作用机制 。
【答案】(1)可以缓解COPD导致的支气管管腔狭窄等症状
(2) 多种水解酶 减少 增多
(3)对照组应选用COPD组大鼠肺泡巨噬细胞;预期结果应为实验组低于对照组
(4)GBE如何参与PI3K蛋白的调控;PI3K蛋白调节细胞自噬的机制;GBE促进自噬体与溶酶体融合的机制
【分析】溶酶体中含有多种水解酶,在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬,可以获得维持生存所需的物质和能量,在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持内部环境的稳定。
【详解】(1)对比正常组和COPD模型组的支气管结构,COPD模型组支气管比对照组狭窄,对比GBE组和COPD模型组的支气管结构,GBE组支气管比COPD模型组的支气管扩大,但仍小于正常组的支气管直径,说明GBE可以缓解COPD导致的支气管管腔狭窄等症状。
(2)溶酶体内含有多种水解酶,可降解受损的细胞器。
由题干“COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活,但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻”及“推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬”可以推知,GBE组细胞内自噬体可以和溶酶体正常融合,因此GBE组细胞中自噬体数量减少,自噬性溶酶体数量增加。
(3)该实验目的是验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬,因此自变量为对COPD模型鼠是否进行GBE处理,因此实验材料对照组也需要选择COPD模型鼠肺泡巨噬细胞,根据题干信息推测,GBE可以通过减少PI3K蛋白含量来促进细胞自噬,因此预期结果应为实验组PI3K蛋白含量低于对照组。
(4)根据以上信息,要想进一步完善GEB的作用机理,需要在以下几个方面入手进行研究:①GBE如何参与PI3K蛋白的调控②PI3K蛋白调节细胞自噬的机制③GBE促进自噬体与溶酶体融合的机制等。
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