第04讲 细胞的基本结构- 2025年高考生物一轮复习回归教材考点一遍过
2024-08-19
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内容正文:
第04讲 细胞的基本结构
一、教材重要结论性语言
二、典型图解
(1)细胞间信息交流的方式举例P41
①生物体内细胞间信息交流的意义。
②图中A、B、C所表示的细胞夹交流方式具体内容分别是什么?
③受体是细胞间信息交流所必需的结构吗?所有信号分子的受体都在细胞膜上?请举例说明。
(2)荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图 P43
①有人认为生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成的静态结构,请列举细胞膜静态结构不能解释的现象。
②诱导动物细胞融合的方法用哪些?该实验说明什么问题。
(3)细胞膜的结构模型示意图 P45
①说出细胞膜的物质构成及分布特点。
②构成细胞膜的磷脂分子的特点。
③构成细胞膜的蛋白质分子的分布特点和类型。
④细胞膜的结构特点和功能特点
(4)植物细胞和动物细胞亚显微结构模式图 P48、49
①列表比较动植物各种细胞器的分布、形态、结构和功能。
(5)细胞骨架 P50
①细胞骨架的结构
②细胞骨架的功能
(6)豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图 P51
①分泌蛋白合成的场所。
②分泌蛋白质从合成至分泌到细胞外,经过哪些细胞器和细胞结构。
③分泌蛋白合成和分泌过程中消耗的能量由什么结构提供。
(7)分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图 P52
①分泌蛋白的合成过程
②分泌蛋白的合成、加工、运输过程中消耗的能量主要来自什么结构?
(8)细胞核的结构模式图 P56
①核膜的功能。
②核仁与哪种RNA的合成有关,这种RNA的功能是什么?
③怎样理解染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态?
④核孔的作用是什么?
⑤核孔数量、核仁大小与细胞代谢有什么关系?
三、教材科学方法
(1)提出假说 P44
(2)分离细胞器的方法——差速离心法 P47
细胞器分离的一般过程
(3)同位素标记法 51
①同位素标记与荧光标记
②稳定同位素和放射性同位素
③同位素在生物学研究中的应用实验
(4)建构模型
①与建构模型相关知识
②思维建模
四、教材重要习题
(1)P46练习与应用,拓展应用,2
下图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将其运送到特定的细胞 发挥作用。在脂质体中,能在水中结晶的药物被包在双分子层中,脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同?
(2)请推测:脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用?
(2)P53练习与应用,拓展应用
溶酶体内含有多种水解酶,为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?尝试提出一种假说,解释这种现象。如有可能,通过查阅资料验证你的假说。
(3)P58练习与应用,拓展应用1、2
1.染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义?
2.有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核,从而使后代的遗传物质同亲代相比,既有继承,又有变化。从这个角度看,你能找出不支持克隆人的论据吗?你还能说出其他论据吗?
(4)P60复习与提高 非选择题1、2
1.请将下列动物细胞的结构和功能概念图补充完整。
2.细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工,又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图,回答下列问题。
(1)b是刚形成的溶酶体,它来源于细胞器a;e是包裹着衰老细胞器d的小泡,而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断:a、c、d分别是 _____。
(2)f表示b与e正在融合,这种融合过程反映了生物膜在结构上具有 ______ 特点。
(3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是 _____ 等。
(4)细胞器膜、_____ 等结构,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛 的应用价值,如可以模拟细胞膜的功能对海水进行淡化处理。
【链接高考真题】
1.(2022·河北卷,1)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
2.(2024·甘肃·高考真题)高原大气中氧含量较低,长期居住在低海拔地区的人进入高原后,血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力。此过程主要与一种激素——促红细胞生成素(EPO)有关,该激素是一种糖蛋白。下列叙述错误的是( )
A.低氧刺激可以增加人体内EPO的生成,进而增强造血功能
B.EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达并促进红细胞成熟
C.EPO是构成红细胞膜的重要成分,能增强膜对氧的通透性
D.EPO能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导
3.(2024·浙江·高考真题)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔,继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是( )
A.SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性
B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
一、单项选择题
1.膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用,下列相关叙述错误的是( )
A.肝细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白
B.肾小管上皮细胞的细胞膜上具有主动运输水分子的转运蛋白
C.甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白
D.肺部细胞的细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白
2.脂蛋白是一种富含胆固醇的特殊大分子,表面由胆固醇及磷脂包裹,嵌有亲水性载脂蛋白,可以进入并沉积在血管壁上促进动脉粥样硬化。右图是脂蛋白的结构模式图。下列相关叙述正确的是( )
A.位于脂蛋白核心的a是水分子,在细胞中有结合水和自由水两种存在形式
B.b表示蛋白质,基本组成单位是氨基酸,脂蛋白与苏丹Ⅲ结合形成橘黄色颗粒
C.c表示磷脂分子,由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,在空气—水界面铺展成单分子层
D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,由于氢含量比糖高是细胞内良好的储能物质
3.下列关于细胞膜成分和功能的叙述,正确的是( )
A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定
B.科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开
C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流
D.细胞膜外侧的糖类只可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白,具有保护和润滑作用
4.生物界细胞的形态、结构和功能是多样的,但其结构与功能总是相适应的,下列观点正确的是( )
A.小肠绒毛细胞上具有很多微绒毛,其膜表面积与体积的比值增大有利于提高物质交换的效率
B.核糖体是“生产蛋白质的机器”,只在真核细胞中存在
C.癌细胞分裂异常旺盛,故其游离的核糖体较少
D.哺乳动物成熟的红细胞运输O2的能力强,线粒体含量相对多
5.如图为真核细胞中的四种细胞器的结构模式图,下列有关叙述正确的是( )
A.用高倍显微镜观察这四种细胞器均需要对其染色
B.四种结构均有生物膜,甲、乙结构均能增加生物膜面积
C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要甲、丙的参与
D.甲中含有分解葡萄糖的酶,乙、丁中含有光合作用相关的色素
6.下列关于细胞器的结构和功能的说法,正确的是( )
A.四种结构中均可以发生A—U配对现象
B.a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量
C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c的参与
D.a、c、d都具有双层膜结构
7.用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.细胞器甲是线粒体,其能完成的生理过程是葡萄糖的氧化分解
B.细胞器乙含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,一定与分泌蛋白的合成和加工有关
C.细胞器丙中进行的生理过程产生水,该细胞器不一定只存在动物细胞中
D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙
8.黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物,分布广泛、易于取材,可用作生物学实验材料。下列说法正确的是( )
A.黑藻细胞叶绿体较大,用高倍光学显微镜可观察到叶绿体的双层膜结构
B.黑藻细胞分裂时,中心体会在间期复制,前期发出星射线形成纺锤体
C.黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时,则显微镜下观察到的流动方向为逆时针
D.黑藻叶片是进行质壁分离以及质壁分离复原实验的良好材料
9.如图所示,在显微镜下看到的细胞质流动方向为逆时针。下列说法正确的是( )
A.装片中细胞内细胞质的实际流动方向为逆时针
B.观察细胞质流动的实验操作过程:取黑藻幼嫩小叶→染色→制片→观察
C.图中叶绿体绕细胞核进行定向循环流动
D.观察细胞质流动时,应以液泡的运动作为参照物
10.某些两亲性分子(如磷脂),分散于水中时会自发形成一类具有封闭双层结构的有序组合体,称为囊泡(包括图中的内吞泡和分泌小泡)。在一些细胞中囊泡用来储存、运输和消化细胞产品和废物。如图表示某细胞部分结构和功能示意图。下列说法正确的是( )
A.囊泡甲中产生的物质都通过胞吐分泌到细胞外
B.内吞泡和分泌小泡的形成都要消耗细胞呼吸产生的能量
C.核膜是双层膜结构,物质进出细胞核都是通过核孔进行的
D.囊泡能否将物质准确运输到目的位置取决于膜的流动性
11.如图是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表示细胞结构,①~⑧表示生理过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图示结构中,除a外其他均属于细胞的生物膜系统
B.过程①中多个结构a附着于mRNA上,可提高蛋白质合成速率
C.生长激素的合成和转运途径是⑤→⑥→⑧
D.结构c中的蛋白质均依赖①→④过程转运
12.凝血酶原是由肝细胞合成的重要凝血蛋白因子,其活性可用凝血酶原时间(PT)反映。PT是指在缺乏血小板的血浆中加入过量的Ca2+和组织凝血活酶,凝血酶原转化为凝血酶,导致血浆凝固所需的时间。下列叙述错误的是( )
A.凝血酶原的加工与肝细胞中的内质网和高尔基体等细胞器有关
B.凝血酶原以胞吐的形式进入内环境,该过程不需要膜蛋白参与
C.若肝细胞损伤严重,PT将延长
D.PT可作为临床诊断肝炎的重要指标
13.细胞生命活动依赖于胞内运输系统。运输系统将大量需要运输的物质分拣、包装到囊泡中,利用动力蛋白水解ATP驱动囊泡在细胞骨架上移动,高效精确地将物质运输到相应结构中发挥功能。下列叙述正确的是( )
A.血红蛋白可通过囊泡分泌到细胞外
B.核糖体可出芽形成囊泡将肽链运往内质网进行加工
C.在胞内运输过程中,内质网起到重要的交通枢纽作用
D.动力蛋白驱动囊泡在细胞骨架上的移动伴随着能量代谢
14.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
红细胞质膜
神经鞘细胞质膜
高尔基体膜
内质网膜
线粒体内膜
蛋白质(%)
49
18
64
62
78
脂质(%)
43
79
26
28
22
糖类(%)
8
3
10
10
少
下列有关叙述错误的是( )
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
15.囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行,细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是
A.囊泡的运输依赖于细胞骨架
B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
16.性腺细胞的内质网是合成性激素的场所。在一定条件下,部分内质网被包裹后与细胞器X融合而被降解,从而调节了性激素的分泌量。细胞器X是( )
A.溶酶体 B.中心体 C.线粒体 D.高尔基体
17.变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是( )
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
18.某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合,引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别。下列说法正确的是( )
A.蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网
B.蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性
C.提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为碱性
D.病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,不能体现受体识别的专一性
19.核孔复合体位于核孔上,主要由核孔蛋白构成,是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病,最新研究表明,其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列有关说法错误的是( )
A.核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同发生改变
B.核孔复合体从功能上来说具有双向性,表现在既介导蛋白质的入核运输,又介导RNA等的出核运输
C.核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变所致
D.核膜由两层磷脂分子组成,房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
20.真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是( )
A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子
B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞
C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体,在分裂末期重建
D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
二、多项选择题
21.美、英研究人员相继宣布,“敲除排斥基因”的猪已经降生。人们可望利用这种猪大量“生产”适用于移植手术的器官。在此之前,如果把猪器官移植给人体,人类的免疫系统能识别猪细胞上的某种物质,从而发生强烈的排异反应。下列关于该物质所处的位置和化学成分的叙述错误是( )
A.细胞膜、胆固醇
B.细胞膜、糖与蛋白质的复合物
C.细胞质、蛋白质
D.细胞核、脱氧核糖核酸
22.李斯特氏菌是一种致死食源性细菌,当它侵入人体后,该菌的一种名为InIC的蛋白可通过阻碍人类细胞中的Tuba蛋白的活性,使细胞膜更易变形而有利于细菌在人类细胞之间快速转移,使人患脑膜炎。下列叙述错误的是( )
A.InIC蛋白在李斯特氏菌的核糖体上合成,该过程需要线粒体提供能量
B.Tuba蛋白和InIC蛋白的结构不同,这是基因选择性表达的结果
C.该菌能在人类细胞之间快速转移依赖于细胞膜的选择透过性
D.细胞膜控制物质进出的能力是有限的
23.下列关于细胞膜成分和功能的叙述,正确的是( )
A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定
B.科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开
C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流
D.细胞膜外侧的糖类可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白,具有保护和润滑
作用
24.研究表明,真核细胞中线粒体出现一些“异常”时,线粒体会在分裂过程中,把末端的一部分分裂出去,顺便把“异常”带走(如图所示)。有关分析错误的是( )
A.有氧呼吸三个阶段的反应都发生在线粒体中
B.线粒体是根尖分生区细胞中含有的双层膜细胞器
C.线粒体分裂出现的“异常”部分不会被溶酶体清除
D.线粒体的这种分裂有利于维持其结构和功能的稳定
25.溶酶体内的pH约为5.5,细胞质基质的pH约为7.2,如图是溶酶体参与细胞吞噬作用和自噬作用的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.溶酶体参与细胞的吞噬作用和自噬作用的过程中均发生了膜的融合
B.自噬溶酶体和异噬溶酶体中的水解酶可催化分解大分子物质
C.当细胞缺乏营养物质时,其自噬作用可能会加强
D.细胞内少量溶酶体破裂会造成大部分细胞结构受损
三、非选择题
26.细胞是水稻的基本组成单位。细胞有许多部分,每个部分都有不同的功能。其中一些被称为细胞器的部分是在细胞内执行某些任务的特殊结构。请回答下面有关细胞结构的问题。
(1)根据细胞器的大小和结构,将细胞匀浆放入离心管中,逐渐提高离心速率,线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序是:______________________________。
(2)溶酶体内的水解酶不分解溶酶体膜的可能原因是
①________________________________________________________________;
②_________________________________________________________________。
(3)关于真核细胞叶绿体的起源,科学家依据证据提出了一种解释:约十几亿年前,有一种原始真核生物吞噬了原始的蓝细菌,有些未被消化的蓝细菌,能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,逐渐进化为叶绿体,演变过程如下图。
①按照这一推测,叶绿体的外膜和内膜的来源分别是什么?
________________________________________________________________。
②进一步推测,线粒体的形成过程是什么?
_________________________________________________________________。
27.蛋白质是生命活动的主要承担者,所有的蛋白质都是在细胞内合成的。细胞合成的蛋白质有胞内蛋白和分泌性蛋白两大类。胞内蛋白是细胞内的蛋白,在细胞内被合成后不需要运输到细胞外,只在细胞内起作用,如DNA解旋酶和DNA聚合酶等。 分泌蛋白在细胞内被合成后,需要被运输到细胞外,在细胞外发挥作用,如胃蛋白酶、消化酶和唾液淀粉酶等。回答下面的问题。
(1)科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是同位素标记法,如果以人的口腔上皮细胞为实验材料可以吗?为什么?
(2)在分泌蛋白合成和分泌的过程中,膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体,原因是_________________________________________________________。
(3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,推测其原因可能是_________________________________________。
28.自身信号序列是蛋白质分选的依据。正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。而高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面区参与蛋白质的分类和包装。下图表示高尔基体的结构及发生在其反面区的3条分选途径。
(1)根据图示,胰岛素属于________型分泌,该过程体现了细胞膜具有________________的功能。
(2)进入高尔基体的部分蛋白质会在S酶的作用下形成M6P标志,与图中所示的高尔基体膜上的M6P受体识别,带有M6P标志的蛋白质会转化为溶酶体酶。若S酶功能丧失,细胞中会出现__________________________________________的现象。
(3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,推测其原因是______________________________________________。
(4)核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列。为了验证上述结论,请简要写出你的实验思路:_____________________________。
29..细胞可维持正确折叠蛋白质的稳定性,同时降解错误折叠蛋白质,从而实现蛋白质稳态。错误折叠的异常蛋白会导致疾病的发生。我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物 LC3 和错误折叠的异常蛋白黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。其过程如图1 所示。
(1)真核细胞中分泌蛋白在游离的核糖体中开始合成,再依次经过 折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
(2)图中异常蛋白与 结合形成黏附物,黏附物由内质网包裹形成自噬体,该自噬体由 层磷脂分子组成。
(3)研究发现,在亨廷顿舞蹈症(HD)患者的大脑中,突变后的mHTT 蛋白会使得纹状体神经退行,造成神经元的大量死亡,最终表现为运动障碍、认知障碍等症状。研究表明, ATTEC 可有效治疗HD,试分析其作用机制 。
(4)网织红细胞是哺乳动物红细胞成熟过程中的一个阶段,细胞内存在大量血红蛋白,若某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构,则它们会被一种特殊的途径所降解。科研人员检测了该细胞在不同条件下错误折叠蛋白质的降解率,结果如图2.据图2 结果分析:ATP 能够 (填“促进”或“抑制”)蛋白质的降解;你认为参与蛋白质降解的酶 (填“是”或“不是”)溶酶体中的酸性水解酶,理由是 。
30.细胞核是细胞中非常重要的结构,其结构与功能相适应,是一个精密的仪器。细胞核核膜上分布着核糖体,核膜与内质网膜相连接,其模式图如图1所示。核膜有两层,核膜上有核孔复合体,核孔复合体能控制物质进出细胞核,如图2所示。回答下列问题:
(1)细胞核的功能是 。
(2)核纤层是位于细胞核核内膜下的纤维蛋白片层或纤维网络。观察发现,在有丝分裂前期,核纤层解聚,在有丝分裂末期,核纤层重新装配。由此可以推测,核纤层与有丝分裂过程中 有关。
(3)中央运输蛋白位于核孔复合体中心,Nup62蛋白是一种单链中央运输蛋白质,由522个氨基酸组成。Nup62蛋白的合成需要核糖体和内质网的参与,其中核糖体上主要完成 以形成肽链,形成的肽链含有 个肽键。然后肽链转移到内质网上进一步完成加工形成Nup62蛋白。Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白,但它们的功能有所不同,从两者的结构上分析,原因是 。
(4)核孔是核质双向性的亲水性核质交换通道,一般10nm的分子可以被动转运的方式自由出入核孔复合体。有的分子含有信号序列或者与其他分子结合成大分子,再由核孔复合体来介导该类物质的核输入及核输出,例如可以介导RNA聚合酶的 以及介导mRNA的 。核孔复合体的存在可以说明核膜具有 性。
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第04讲 细胞的基本结构
一、教材结论性语句
二、典型图解
(1)细胞间信息交流的方式举例P41
①生物体内细胞间信息交流的意义。
多细胞生物体内,细胞之间通过细胞间的信息交流保持功能的协调,从而保证生物体健康地生存。
②图中A、B、C所表示的细胞夹交流方式具体内容分别是什么?
A表示人体内胰岛素的作用过程,B表示精子和卵细胞之间的识别和结合,C表示植物细胞间的胞间连丝。
③受体是细胞间信息交流所必需的结构吗?所有信号分子的受体都在细胞膜上?请举例说明。
不是,如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要细胞膜上的受体。不是。有些受体位于细胞膜上,而有些受体位于细胞质内或细胞核内,如甲状腺激素受体位于细胞核中。蛋白质类激素(生长激素,胰岛素,肾上腺素,抗利尿激素,多种促激素释放激素,促激素等)不容易穿过细胞膜,其受体在靶细胞的细胞膜上,受体负责把细胞外信号转化为细胞内信号,从而改变细胞的代谢情况。甲状腺激素和固醇类激素(性激素)很容易穿过细胞膜,其信号受体在细胞质或细胞核中。激素和受体结合后,连接到DNA上,调控基因的转录,控制相关蛋白质的合成(例如某些酶)。
(2)荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图 P43
①有人认为生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成的静态结构,请列举细胞膜静态结构不能解释的现象。
细胞的生长、分裂、变形虫的变形运动等。
②诱导动物细胞融合的方法用哪些?该实验说明什么问题。
聚乙二醇、电融合法和灭活的病毒诱导法等。细胞膜具有流动性,且细胞膜的流动性受温度影响。
(3)细胞膜的结构模型示意图 P45
①说出细胞膜的物质构成及分布特点。
细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成,动物细胞膜还有少量的胆固醇。磷脂脂双层构成细胞膜的基本骨架,其内部疏水,导致水溶性分子或离子不能自由通过;蛋白质分子镶嵌、嵌入、贯穿于脂双层中。构成细胞膜的磷脂分子可以运动,大多数蛋白质也是可以运动的。细胞膜中还有少量的糖类分子,糖类分子和蛋白质结合形成糖蛋白,有些糖分子与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被,糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递有密切关系。
②构成细胞膜的磷脂分子的特点。
磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子,磷酸“头部”是亲水的,两个脂肪酸一端为疏水的“尾”部。由于细胞生活的环境是水环境,细胞膜内部的细胞质是水溶液,所以,磷脂在细胞膜中排列为磷脂双分子层。
③构成细胞膜的蛋白质分子的分布特点和类型。
构成细胞膜的蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,且分布是不对称的,这些蛋白质分子大多可以运动。细胞膜上的蛋白质有多种,最主要的有具有识别作用的糖蛋白,分布在膜的外侧;具有转运作用的转运蛋白(包括载体蛋白和通道蛋白),贯穿与磷脂双分子层;具有催化作用的酶,如一些细菌与有氧呼吸有关的酶,ATP水解酶等。
④细胞膜的结构特点和功能特点
细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。细胞膜的流动性受温度影响,一定范围内,温度升高,膜流动性加快;细胞膜的功能特点是具有选择透过性,影响选择透过性的因素包括生物膜(如细胞膜)上载体的种类和数量,温度、O2浓度、pH等影响呼吸作用的因素。利用细胞膜的选择透过性特点,常用台盼蓝染色法判断是活细胞还是死细胞。
(4)植物细胞和动物细胞亚显微结构模式图 P48、49
①列表比较动植物各种细胞器的分布、形态、结构和功能。
名称
核糖体
线粒体
内质网
高尔基体
叶绿体
液泡
溶酶体
中心体
分布
原核细胞、真核细胞
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
植物细胞
植物细胞
动物细胞
动物和低等植物细胞
形态
颗粒状
多形性
管状、泡状或扁平囊状
大小不一、形态多变
球形或椭球形
圆形小泡
小球状
两组相互垂直的中心粒
结构
无膜,由大、小两个亚基组成
双层膜,内膜向内腔折叠形成嵴
单层膜,膜性管道系统
单层膜的囊泡体系
双层膜,内有许多基粒
单层膜,内含细胞液
单层膜,内含多种水解酶
无膜,由两个相互垂直的中心粒组成
功能
生产蛋白质
有氧呼吸的主要场所
蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道
蛋白质加工、分类和包装
光合作用的场所
调节植物细胞内的环境,保持细胞形态
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
与细胞的有丝分裂有关
(5)细胞骨架 P50
①细胞骨架的结构
由蛋白质纤维组成的网架结构
②细胞骨架的功能
A.锚定并支撑细胞器
B.维持细胞形态
C.参与细胞运动、分裂、分化
D.与物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关
(6)豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图 P51
①分泌蛋白合成的场所。
分泌蛋白在核糖体中合成。
②分泌蛋白质从合成至分泌到细胞外,经过哪些细胞器和细胞结构。
核糖体(分泌蛋白合成)→内质网(加工)→高尔基体(进一步加工)→细胞膜→细胞外
③分泌蛋白合成和分泌过程中消耗的能量由什么结构提供。
线粒体的有氧呼吸。
(7)分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图 P52
①分泌蛋白的合成过程
氨基酸→游离核糖体(多肽链合成)→多肽链与核糖体→转移到粗面内质网上(继续多肽链合成)→边合成边转移→内质网腔(加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质)→内质网膜鼓出→囊泡(包裹着蛋白质)→高尔基体→与高尔基体膜融合→高尔基体(对蛋白质进一步修饰加工)→高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡→细胞膜→与细胞膜融合→蛋白质分泌到细胞外
②分泌蛋白的合成、加工、运输过程中消耗的能量主要来自什么结构?
线粒体
(8)细胞核的结构模式图 P56
①核膜的功能。
核膜的功能是把核内物质与细胞质分开。小分子物质通过核膜进出细胞核。
②核仁与哪种RNA的合成有关,这种RNA的功能是什么?
核仁与rRNA的合成有关,rRNA是核糖体的组成成分。
③怎样理解染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态?
染色质和染色体都是由DNA和蛋白质组成的,在分裂间期螺旋化程度较低,呈细丝状,称染色质,有利于DNA复制、转录等生命活动;在细胞分裂期,染色质高度螺旋化,呈柱状、棒状和粒状,称染色体。
④核孔的作用是什么?
核孔是细胞核和细胞质之间物质交换和信息交流的通道。RNA和蛋白质通过核孔出入细胞核,DNA不能通过核孔,RNA和蛋白质通过核孔出入细胞核时并不穿过核膜。
⑤核孔数量、核仁大小与细胞代谢有什么关系?
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中,核孔数量多,核仁较大;代谢较弱、蛋白质合成量小的细胞中,核孔数量少,核仁较小。
三、教材科学方法
(1)提出假说 P44
细胞膜结构模型的探索过程,反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说,再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
项目
已有知识和信息
提出假说
进一步观察与实验
细胞膜是由脂质组成的
溶于脂质的物质容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
①脂溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解;
②磷脂酶处理,细胞膜被破坏。
细胞膜可能附有蛋白质
细胞的表面张力明显低于油—水洁面的表面张力
细胞膜可能附有蛋白质
蛋白酶处理细胞膜,细胞膜被破坏
(2)分离细胞器的方法——差速离心法 P47
细胞器分离的一般过程
①通过细胞培养获取细胞,
②利用高速打碎机器,或超声波等方法获得细胞匀浆等渗溶液
③通过差速离心分离细胞器
(3)同位素标记法 51
①同位素标记与荧光标记
同位素标记法用的某个元素的同位素作为标记,荧光标记法使用荧光蛋白等荧光物质作为标记。如果再进一步,我们可以说前者多为原子水平的标记,后者多是分子水平的标记。
②稳定同位素和放射性同位素
同位素分两类,稳定性同位素和放射性同位素。区别在于稳定性同位素几乎测不到放射性,因此不能用放射性来检测,实际操作中多使用质量变化的方法来检测。放射性同位素如14C、32P、3H、35S等,稳定性同位素如15N、18O等。
③同位素在生物学研究中的应用实验
实验名称
所用同位素
实验手段
分泌蛋白的合成和分泌
3H
观察放射性在不同细胞器中出现的时间,来观察不同细胞器在分泌蛋白中的作用。
光合作用中氧气的来源
18O
进行两组对比实验:一组提供H2O和C18O2,另一组提供H218O和CO2。
光合作用中碳原子转移途径
14C
把单细胞的小球藻短暂暴露在含14C的CO2里,然后把细胞磨碎,分析14C出现在哪些化合物中。
噬菌体侵染细菌实验
32P和35S
用32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌,分析沉淀和上清液的放射性
DNA分子的复制方式
14N和15N
用含15N的培养基培养大肠杆菌,使之变成“重”细菌,再把它放在含14N的培养基中继续培养。在不同时间取样,并提取DNA进行密度梯度离心。
DNA分子杂交
含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记,以此为探针使之与基因组DNA杂交
DNA分子和RNA分子杂交
含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记,以此为探针使之与受体细胞提取的mRNA杂交。
(4)建构模型
①与建构模型相关知识
项目
表现形式
表达内容
示例
物理模型
实物或图片
直观地表达认识对象的特征
亚显微结构模式图、DNA双螺旋结构模型、流动镶嵌模型
概念模型
文字或符号
突出表达对象的主要特征和联系
光合作用和呼吸作用、血糖平衡、体温调节图解
数学模型
数学表达式,表格,数学曲线
描述一个系统或它的性质
种群J型增长的数学表达式:Nt=N0•λt,J”形曲线、“S”形曲线
②思维建模
判断内容
判断方法
显微结构和亚显微结构
①显微结构:细胞壁、细胞核、染色体、液泡、叶绿体、线粒体等;②亚显微结构:叶绿体的具体结构、线粒体的具体结构、细胞膜、内质网、高尔基体、核膜、核糖体、细胞骨架等
原核细胞和真核细胞
①有无核膜(主要方法);②有无多种细胞器;③有无染色体
植物细胞和动物细胞
①有无细胞壁(主要方法);②有无中央大液泡;③有无叶绿体
(注:植物细胞一定有细胞壁,但不一定有中央大液泡和叶绿体)
4.教材重要习题
(1)P46练习与应用,拓展应用,2
下图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将其运送到特定的细胞 发挥作用。在脂质体中,能在水中结晶的药物被包在双分子层中,脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同?
(2)请推测:脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用?
(1)由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。
(2)由于脂质体是磷脂双分子层构成的,到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合,也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞,从而使药物在细胞内发挥作用。
(2)P53练习与应用,拓展应用
溶酶体内含有多种水解酶,为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?尝试提出一种假说,解释这种现象。如有可能,通过查阅资料验证你的假说。
溶酶体中含有多种水解酶,但溶酶体膜却不会被水解。根据这一事实,可以作出多种合理假说,例如,膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用;溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身;可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用;等等。
(3)P58练习与应用,拓展应用1、2
1.染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义?
2.有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核,从而使后代的遗传物质同亲代相比,既有继承,又有变化。从这个角度看,你能找出不支持克隆人的论据吗?你还能说出其他论据吗?
1.染色体呈高度螺旋状态,这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去,而染色质处于细丝状,有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
2.有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息,在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合,从而大大增加了生物变异,增加了适应多变环境的能力,也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物,克隆人与亲代相比,遗传物质是一样的,没有什么变化,因而降低了适应环境的能力。还有,如果克隆人对某种疾病具有易感性,就可能带来灾难性的后果;在社会学意义上,克隆人是没有传统意义上的父亲和母亲,这可能会冲击原有的家庭和社会观念,等等。
(4)P60复习与提高 非选择题1、2
1.请将下列动物细胞的结构和功能概念图补充完整。
2.细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工,又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图,回答下列问题。
(1)b是刚形成的溶酶体,它来源于细胞器a;e是包裹着衰老细胞器d的小泡,而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断:a、c、d分别是 _____。
(2)f表示b与e正在融合,这种融合过程反映了生物膜在结构上具有 ______ 特点。
(3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是 _____ 等。
(4)细胞器膜、_____ 等结构,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛 的应用价值,如可以模拟细胞膜的功能对海水进行淡化处理。
1.从上到下,从左到右依次为:细胞质 细胞质基质 细胞器 内质网 与细胞有丝分裂相关 合成蛋白质
2.(1)高尔基体、内质网、线粒体 (2)一定流动性 (3)蛋白质与脂质 (4)细胞膜与核膜控制物质出入细胞的功能。
【链接高考真题】
1.(2022·河北卷,1)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
【解析】C 在分泌蛋白的合成和分泌过程中,高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中,此过程中细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流,A正确;载体蛋白具有专一性,所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输,B正确;膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的,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,有的贯穿于整个磷脂双分子层,C错误;细胞膜上多种蛋白质与糖类结合,形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系,参与细胞间的信息交流,D正确。
2.(2024·甘肃·高考真题)高原大气中氧含量较低,长期居住在低海拔地区的人进入高原后,血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力。此过程主要与一种激素——促红细胞生成素(EPO)有关,该激素是一种糖蛋白。下列叙述错误的是( )
A.低氧刺激可以增加人体内EPO的生成,进而增强造血功能
B.EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达并促进红细胞成熟
C.EPO是构成红细胞膜的重要成分,能增强膜对氧的通透性
D.EPO能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导
【解析】C 分析题意,人体缺氧时,EPO生成增加,并使血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力,A正确;长期居住在低海拔地区的人进入高原后,血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力,据此推测,该过程中EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达,使血红蛋白增多,并促进红细胞成熟,使红细胞数目增加,B正确;EPO是一种激素,激素不参与构成细胞膜,C错误;EPO是一种激素,其作为信号分子能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导,进而引发靶细胞生理活动改变,D正确。
3.(2024·浙江·高考真题)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔,继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是( )
A.SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性
B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
【解析】A SRP 参与抗体等分泌蛋白的合成,呼吸酶等胞内蛋白无需SRP参与,所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性,A正确;SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链,如呼吸酶等,B错误;核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链,同时核糖体是无膜细胞器不能形成囊泡,C错误;生长激素通过此途径合成并分泌,性激素属于固醇,不需要通过该途径合成并分泌,D错误。
一、单项选择题
1.膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用,下列相关叙述错误的是( )
A.肝细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白
B.肾小管上皮细胞的细胞膜上具有主动运输水分子的转运蛋白
C.甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白
D.肺部细胞的细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白
【解析】B 胰高血糖素可催化肝糖原水解为葡萄糖,说明肝细胞的细胞膜上有其相应的受体蛋白,A正确;水分子的跨膜运输属于被动运输,B错误;促甲状腺激素的靶细胞是甲状腺细胞,甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白,C正确;新冠病毒主要攻击人的肺部,肺部细胞是其靶细胞,其细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白,D正确。
2.脂蛋白是一种富含胆固醇的特殊大分子,表面由胆固醇及磷脂包裹,嵌有亲水性载脂蛋白,可以进入并沉积在血管壁上促进动脉粥样硬化。右图是脂蛋白的结构模式图。下列相关叙述正确的是( )
A.位于脂蛋白核心的a是水分子,在细胞中有结合水和自由水两种存在形式
B.b表示蛋白质,基本组成单位是氨基酸,脂蛋白与苏丹Ⅲ结合形成橘黄色颗粒
C.c表示磷脂分子,由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,在空气—水界面铺展成单分子层
D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,由于氢含量比糖高是细胞内良好的储能物质
【解析】C 脂蛋白核心是疏水的尾部构成的,所以位于脂蛋白核心的a是脂质,A错误;b表示蛋白质,基本组成单位是氨基酸,脂肪与苏丹Ⅲ结合形成橘黄色颗粒,脂蛋白不能用苏丹Ⅲ染色,B错误;c表示磷脂分子,由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,磷脂的“头部”是亲水的,“尾部”是疏水的,在水—空气界面上头部向下,尾部在空气中,铺成单分子层,C正确;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,不是细胞内良好的储能物质,脂肪是细胞内良好的储能物质,D错误。
3.下列关于细胞膜成分和功能的叙述,正确的是( )
A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定
B.科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开
C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流
D.细胞膜外侧的糖类只可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白,具有保护和润滑作用
【解析】C 细胞膜的成分主要是磷脂和蛋白质,磷脂不能用苏丹Ⅲ染液进行鉴定,A错误;科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为活细胞的细胞膜可以控制物质进出细胞,B错误;改变细胞膜上某种蛋白质的结构,如糖蛋白,可能会影响细胞间的信息交流,C正确;细胞膜外侧的糖类也可与细胞膜上的脂质结合形成糖脂,D错误。
4.生物界细胞的形态、结构和功能是多样的,但其结构与功能总是相适应的,下列观点正确的是( )
A.小肠绒毛细胞上具有很多微绒毛,其膜表面积与体积的比值增大有利于提高物质交换的效率
B.核糖体是“生产蛋白质的机器”,只在真核细胞中存在
C.癌细胞分裂异常旺盛,故其游离的核糖体较少
D.哺乳动物成熟的红细胞运输O2的能力强,线粒体含量相对多
【解析】A 小肠绒毛细胞上具有很多微绒毛,有利于增大相对表面积,从而提高物质交换效率,A正确;核糖体是合成蛋白质的场所,是真核细胞和原核细胞共有的细胞器,B错误;癌细胞分裂异常旺盛,需要合成大量蛋白质,故其游离的核糖体较多,C错误;哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体,D错误。
5.如图为真核细胞中的四种细胞器的结构模式图,下列有关叙述正确的是( )
A.用高倍显微镜观察这四种细胞器均需要对其染色
B.四种结构均有生物膜,甲、乙结构均能增加生物膜面积
C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要甲、丙的参与
D.甲中含有分解葡萄糖的酶,乙、丁中含有光合作用相关的色素
【解析】C 乙(叶绿体)中含有色素,液泡中也可能含有色素,因此观察时可以不用染色,A错误;丙为核糖体,无膜结构,B错误;葡萄糖在细胞质基质中分解,甲(线粒体)中无分解葡萄糖的酶,与光合作用相关的色素分布在叶绿体中,液泡中无光合作用相关的色素,D错误。
6.下列关于细胞器的结构和功能的说法,正确的是( )
A.四种结构中均可以发生A—U配对现象
B.a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量
C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c的参与
D.a、c、d都具有双层膜结构
【解析】C 题图所示的a、b、c、d四种细胞器分别是叶绿体、核糖体、线粒体、液泡。A—U的碱基互补配对发生在转录或翻译过程中,a(叶绿体)和c(线粒体)中能发生转录和翻译过程,b(核糖体)中能发生翻译过程,但在d(液泡)中不能发生转录或翻译过程,A错误;a(叶绿体)进行光合作用不需要c(线粒体)提供能量,d(液泡)进行的渗透失水和吸水也不需要c(线粒体)提供能量,B错误;与分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,C正确;a(叶绿体)和c(线粒体)是具有双层膜的细胞器,而d(液泡)是具有单层膜的细胞器,D错误。
7.用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.细胞器甲是线粒体,其能完成的生理过程是葡萄糖的氧化分解
B.细胞器乙含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,一定与分泌蛋白的合成和加工有关
C.细胞器丙中进行的生理过程产生水,该细胞器不一定只存在动物细胞中
D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙
【解析】C 由于该细胞为动物细胞且细胞器甲有蛋白质和脂质,说明细胞器甲有膜结构,又因其含有少量核酸,则细胞器甲为线粒体,其能完成的生理过程是丙酮酸的氧化分解,葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解,A错误;细胞器乙只含有蛋白质和脂质,应具有膜结构,可能是高尔基体、内质网、溶酶体,而溶酶体与分泌蛋白的合成和加工无关,B错误;发菜细胞与此细胞共有的细胞器只有丙(核糖体),蛋白质的合成在核糖体上进行,该过程产生水,C正确,D错误。
8.黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物,分布广泛、易于取材,可用作生物学实验材料。下列说法正确的是( )
A.黑藻细胞叶绿体较大,用高倍光学显微镜可观察到叶绿体的双层膜结构
B.黑藻细胞分裂时,中心体会在间期复制,前期发出星射线形成纺锤体
C.黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时,则显微镜下观察到的流动方向为逆时针
D.黑藻叶片是进行质壁分离以及质壁分离复原实验的良好材料
【解析】D 黑藻细胞叶绿体的双层膜结构需要在电子显微镜下才能看到,A错误;黑藻属于高等植物,没有中心体,B错误;黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时,显微镜下观察到的流动方向也为顺时针,C错误;黑藻叶片是进行质壁分离以及质壁分离复原实验的良好材料,叶绿体位于原生质层中,可作为原生质层收缩的标志,D正确。
9.如图所示,在显微镜下看到的细胞质流动方向为逆时针。下列说法正确的是( )
A.装片中细胞内细胞质的实际流动方向为逆时针
B.观察细胞质流动的实验操作过程:取黑藻幼嫩小叶→染色→制片→观察
C.图中叶绿体绕细胞核进行定向循环流动
D.观察细胞质流动时,应以液泡的运动作为参照物
【解析】A 显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的物像,在显微镜下看到的细胞质流动方向为逆时针,则装片中细胞内细胞质的实际流动方向也为逆时针,A正确;用黑藻幼嫩小叶观察细胞质流动时,因为细胞内含有便于观察的叶绿体,故不需要进行染色,B错误;图中叶绿体绕液泡进行定向循环流动,C错误;观察细胞质流动时,应以易观察的叶绿体的运动作为参照物,D错误。
10.某些两亲性分子(如磷脂),分散于水中时会自发形成一类具有封闭双层结构的有序组合体,称为囊泡(包括图中的内吞泡和分泌小泡)。在一些细胞中囊泡用来储存、运输和消化细胞产品和废物。如图表示某细胞部分结构和功能示意图。下列说法正确的是( )
A.囊泡甲中产生的物质都通过胞吐分泌到细胞外
B.内吞泡和分泌小泡的形成都要消耗细胞呼吸产生的能量
C.核膜是双层膜结构,物质进出细胞核都是通过核孔进行的
D.囊泡能否将物质准确运输到目的位置取决于膜的流动性
【解析】B 囊泡甲中产生的氨基酸、核苷酸等有机小分子可被细胞利用,毒素等异物可通过胞吐分泌到细胞外,A错误;内吞泡和分泌小泡的形成是一个耗能过程,都需消耗细胞呼吸产生的能量,B正确;核膜为双层膜结构,核膜与核孔都具有选择性,RNA、蛋白质通过核孔出入,小分子可通过核膜进出细胞核,C错误;囊泡将物质准确运输到目的位置取决于膜上的蛋白质,不是取决于膜的流动性,D错误。
11.如图是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表示细胞结构,①~⑧表示生理过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图示结构中,除a外其他均属于细胞的生物膜系统
B.过程①中多个结构a附着于mRNA上,可提高蛋白质合成速率
C.生长激素的合成和转运途径是⑤→⑥→⑧
D.结构c中的蛋白质均依赖①→④过程转运
【解析】D 图示结构中,a为核糖体、b为细胞核、c为线粒体、d为内质网、e为高尔基体、f为细胞膜,除a没有膜结构外,其他均有生物膜,都属于细胞的生物膜系统,A正确;过程①表示翻译,在翻译过程中多个核糖体附着于mRNA上,形成多聚核糖体,可加快细胞内蛋白质的合成,B正确;生长激素的化学本质是蛋白质,属于分泌蛋白,其合成和转运途径是⑤→⑥→⑧,C正确;c(线粒体)内的蛋白质,可以来源于核基因控制合成,即依赖①→④过程转运,也可以来源于自身DNA的转录和翻译,D错误。
12.凝血酶原是由肝细胞合成的重要凝血蛋白因子,其活性可用凝血酶原时间(PT)反映。PT是指在缺乏血小板的血浆中加入过量的Ca2+和组织凝血活酶,凝血酶原转化为凝血酶,导致血浆凝固所需的时间。下列叙述错误的是( )
A.凝血酶原的加工与肝细胞中的内质网和高尔基体等细胞器有关
B.凝血酶原以胞吐的形式进入内环境,该过程不需要膜蛋白参与
C.若肝细胞损伤严重,PT将延长
D.PT可作为临床诊断肝炎的重要指标
【解析】B 凝血酶原是血浆中的重要凝血蛋白因子,属于分泌蛋白,其加工与肝细胞中的内质网和高尔基体等细胞器有关,A正确;凝血酶原以胞吐的形式进入内环境,该过程需要膜蛋白参与,B错误;若肝细胞损伤严重,合成的凝血酶原减少,凝血酶减少,血浆凝固所需的时间(PT)将延长,故PT可作为临床诊断肝炎的重要指标,C、D正确。
13.细胞生命活动依赖于胞内运输系统。运输系统将大量需要运输的物质分拣、包装到囊泡中,利用动力蛋白水解ATP驱动囊泡在细胞骨架上移动,高效精确地将物质运输到相应结构中发挥功能。下列叙述正确的是( )
A.血红蛋白可通过囊泡分泌到细胞外
B.核糖体可出芽形成囊泡将肽链运往内质网进行加工
C.在胞内运输过程中,内质网起到重要的交通枢纽作用
D.动力蛋白驱动囊泡在细胞骨架上的移动伴随着能量代谢
【解析】D 分泌蛋白通过囊泡分泌到细胞外,血红蛋白为胞内蛋白,A错误;核糖体是无膜结构的细胞器,无法出芽形成囊泡,附着在内质网上的核糖体合成肽链后直接进入内质网进行加工,B错误;在胞内运输过程中,高尔基体起着重要的交通枢纽的作用,一方面接受内质网形成的囊泡,一方面自身形成新的囊泡运输蛋白质到细胞膜,C错误;根据题干信息可知,动力蛋白水解ATP驱动囊泡在细胞骨架上移动,因此,动力蛋白驱动囊泡在细胞骨架上的移动伴随着能量代谢,D正确。
14.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
红细胞质膜
神经鞘细胞质膜
高尔基体膜
内质网膜
线粒体内膜
蛋白质(%)
49
18
64
62
78
脂质(%)
43
79
26
28
22
糖类(%)
8
3
10
10
少
下列有关叙述错误的是( )
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
【解析】C 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的,大多数蛋白质也是可以流动的,因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性,A正确;糖蛋白与细胞识别作用有密切关系,因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关,B正确;哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体,C错误;功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,由表格内容可知,线粒体内膜的蛋白质最高,其功能最复杂,神经鞘细胞质膜的蛋白质最少,其功能最简单,D正确。
15.囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行,细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是
A.囊泡的运输依赖于细胞骨架
B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
【解析】A 细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构,与物质运输等活动有关,囊泡运输依赖于细胞骨架,A正确;核糖体是无膜细胞器,不能产生囊泡,B错误;囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性,即具有一定的流动性,C错误;囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化,并不能将细胞内所有结构形成统一的整体,D错误。
16.性腺细胞的内质网是合成性激素的场所。在一定条件下,部分内质网被包裹后与细胞器X融合而被降解,从而调节了性激素的分泌量。细胞器X是( )
A.溶酶体 B.中心体 C.线粒体 D.高尔基体
【解析】A 溶酶体内含有多种水解酶;中心体与细胞有丝分裂有关;线粒体是有氧呼吸的主要场所,与能量转换有关;高尔基体与动物细胞分泌蛋白的加工和运输有关,与植物细胞的细胞壁形成有关。根据题意“部分内质网被包裹后与细胞器X融合而被降解”,可推测细胞器X内含有水解酶,是细胞内的消化车间,故可知细胞器X是溶酶体,A正确,BCD错误。
17.变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是( )
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
【解析】A 科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关,A正确;摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别,C错误;变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。
18.某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合,引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别。下列说法正确的是( )
A.蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网
B.蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性
C.提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为碱性
D.病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,不能体现受体识别的专一性
【解析】B 核糖体没有膜结构,不是通过囊泡从核糖体向内质网转移,A错误;蛋白P被排出细胞的过程为胞吐,依赖细胞膜的流动性,B正确;由题意,碱性会导致蛋白P空间结构改变,提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为酸性,C错误;病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,即受体结构改变后即不能识别,能体现受体识别的专一性,D错误。
19.核孔复合体位于核孔上,主要由核孔蛋白构成,是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病,最新研究表明,其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列有关说法错误的是( )
A.核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同发生改变
B.核孔复合体从功能上来说具有双向性,表现在既介导蛋白质的入核运输,又介导RNA等的出核运输
C.核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变所致
D.核膜由两层磷脂分子组成,房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
【解析】D 核孔是大分子物质进出细胞核的通道,能够控制物质进出,核孔的数量因细胞种类及代谢状况不同而有差别,A正确;核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变,导致核孔复合体不能正常形成或功能异常,C正确;核膜是双层膜,由四层磷脂分子组成,D错误。
20.真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是( )
A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子
B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞
C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体,在分裂末期重建
D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
【解析】B 液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子,A错误;水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞,B正确;根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体,在分裂末期重建,C错误;[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体内膜上,D错误。
二、多项选择题
21.美、英研究人员相继宣布,“敲除排斥基因”的猪已经降生。人们可望利用这种猪大量“生产”适用于移植手术的器官。在此之前,如果把猪器官移植给人体,人类的免疫系统能识别猪细胞上的某种物质,从而发生强烈的排异反应。下列关于该物质所处的位置和化学成分的叙述错误是( )
A.细胞膜、胆固醇
B.细胞膜、糖与蛋白质的复合物
C.细胞质、蛋白质
D.细胞核、脱氧核糖核酸
【解析】ACD 由题干可知该物质是抗原性物质,引起免疫反应,起识别作用,应该分布在细胞膜上,很可能是糖蛋白,B正确、ACD错误。
22.李斯特氏菌是一种致死食源性细菌,当它侵入人体后,该菌的一种名为InIC的蛋白可通过阻碍人类细胞中的Tuba蛋白的活性,使细胞膜更易变形而有利于细菌在人类细胞之间快速转移,使人患脑膜炎。下列叙述错误的是( )
A.InIC蛋白在李斯特氏菌的核糖体上合成,该过程需要线粒体提供能量
B.Tuba蛋白和InIC蛋白的结构不同,这是基因选择性表达的结果
C.该菌能在人类细胞之间快速转移依赖于细胞膜的选择透过性
D.细胞膜控制物质进出的能力是有限的
【解析】ABC 李斯特氏菌属于原核生物,只含有核糖体一种细胞器,无线粒体,A错误;Tuba蛋白和InIC蛋白是不同生物体内的蛋白质,其结构不同是因为控制这两种蛋白质合成的基因不同,B错误;该菌能在人类细胞之间快速转移依赖于细胞膜的流动性,C错误。
23.下列关于细胞膜成分和功能的叙述,正确的是( )
A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定
B.科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开
C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流
D.细胞膜外侧的糖类可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白,具有保护和润滑
作用
【解析】CD 细胞膜的成分主要是磷脂和蛋白质,磷脂不能用苏丹Ⅲ染液进行鉴定,A错误;科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为活细胞的细胞膜可以控制物质进出细胞,B错误;改变细胞膜上某种蛋白质的结构,如糖蛋白,会影响细胞间的信息交流,C正确。
24.研究表明,真核细胞中线粒体出现一些“异常”时,线粒体会在分裂过程中,把末端的一部分分裂出去,顺便把“异常”带走(如图所示)。有关分析错误的是( )
A.有氧呼吸三个阶段的反应都发生在线粒体中
B.线粒体是根尖分生区细胞中含有的双层膜细胞器
C.线粒体分裂出现的“异常”部分不会被溶酶体清除
D.线粒体的这种分裂有利于维持其结构和功能的稳定
【解析】AC 有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中,第二和第三阶段发生在线粒体中,A错误;植物根尖分生区细胞中没有叶绿体,具有双层膜的细胞器是线粒体,B正确;溶酶体可以清除细胞内异常的细胞器,C错误;线粒体通过这种分裂,恢复为正常的线粒体,有利于维持其结构和功能的稳定,D正确。
25.溶酶体内的pH约为5.5,细胞质基质的pH约为7.2,如图是溶酶体参与细胞吞噬作用和自噬作用的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.溶酶体参与细胞的吞噬作用和自噬作用的过程中均发生了膜的融合
B.自噬溶酶体和异噬溶酶体中的水解酶可催化分解大分子物质
C.当细胞缺乏营养物质时,其自噬作用可能会加强
D.细胞内少量溶酶体破裂会造成大部分细胞结构受损
【解析】ABC 溶酶体参与细胞的吞噬作用和自噬作用的过程中均发生了膜的融合,A正确;由图可知,溶酶体中的水解酶可催化分解病原体和衰老线粒体中的大分子物质,B正确;被溶酶体分解后的产物可以被细胞再利用,当细胞缺乏营养物质时,其自噬作用可能会加强,C正确;溶酶体中的水解酶在细胞质基质中活性较低,少量溶酶体破裂不会造成大部分细胞结构受损,D错误。
三、非选择题
26.细胞是水稻的基本组成单位。细胞有许多部分,每个部分都有不同的功能。其中一些被称为细胞器的部分是在细胞内执行某些任务的特殊结构。请回答下面有关细胞结构的问题。
(1)根据细胞器的大小和结构,将细胞匀浆放入离心管中,逐渐提高离心速率,线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序是:______________________________。
(2)溶酶体内的水解酶不分解溶酶体膜的可能原因是
①________________________________________________________________;
②_________________________________________________________________。
(3)关于真核细胞叶绿体的起源,科学家依据证据提出了一种解释:约十几亿年前,有一种原始真核生物吞噬了原始的蓝细菌,有些未被消化的蓝细菌,能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,逐渐进化为叶绿体,演变过程如下图。
①按照这一推测,叶绿体的外膜和内膜的来源分别是什么?
________________________________________________________________。
②进一步推测,线粒体的形成过程是什么?
_________________________________________________________________。
【答案】
(1)最先沉降的是叶绿体,随后是线粒体,最后是核糖体
(2)①溶酶体膜的成分经过修饰,不被这些水解酶识别
②溶酶体内的酶大多在酸性条件下才能发挥作用,而溶酶体膜生活的环境为中性
(3)①原始真核细胞的细胞膜和蓝细菌的细胞膜
②是原始真核生物吞噬需氧细菌形成的
27.蛋白质是生命活动的主要承担者,所有的蛋白质都是在细胞内合成的。细胞合成的蛋白质有胞内蛋白和分泌性蛋白两大类。胞内蛋白是细胞内的蛋白,在细胞内被合成后不需要运输到细胞外,只在细胞内起作用,如DNA解旋酶和DNA聚合酶等。 分泌蛋白在细胞内被合成后,需要被运输到细胞外,在细胞外发挥作用,如胃蛋白酶、消化酶和唾液淀粉酶等。回答下面的问题。
(1)科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是同位素标记法,如果以人的口腔上皮细胞为实验材料可以吗?为什么?
(2)在分泌蛋白合成和分泌的过程中,膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体,原因是_________________________________________________________。
(3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,推测其原因可能是_________________________________________。
【答案】
(1)不可以,因为口腔上皮细胞不能产生分泌蛋白。
(2)内质网膜鼓出形成的囊泡与高尔基体膜融合,使其膜面积增大;高尔基体膜产生的囊泡与之脱离,又使其膜面积减小。
(3)分泌蛋白的信号序列在内质网中被切掉了
28.自身信号序列是蛋白质分选的依据。正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。而高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面区参与蛋白质的分类和包装。下图表示高尔基体的结构及发生在其反面区的3条分选途径。
(1)根据图示,胰岛素属于________型分泌,该过程体现了细胞膜具有________________的功能。
(2)进入高尔基体的部分蛋白质会在S酶的作用下形成M6P标志,与图中所示的高尔基体膜上的M6P受体识别,带有M6P标志的蛋白质会转化为溶酶体酶。若S酶功能丧失,细胞中会出现__________________________________________的现象。
(3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,推测其原因是______________________________________________。
(4)核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列。为了验证上述结论,请简要写出你的实验思路:_____________________________。
【解析】(2)S酶功能丧失的细胞中,某些蛋白质上就不能形成M6P标志,此类蛋白质就不能转化为溶酶体酶,造成衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在细胞内积累。(4)要验证核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列,则实验的自变量是信号序列的有无。
【答案】(1)调节 进行细胞间信息交流
(2)衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
(3)分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉 (4)除去进入内质网的蛋白质的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网
29..细胞可维持正确折叠蛋白质的稳定性,同时降解错误折叠蛋白质,从而实现蛋白质稳态。错误折叠的异常蛋白会导致疾病的发生。我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物 LC3 和错误折叠的异常蛋白黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。其过程如图1 所示。
(1)真核细胞中分泌蛋白在游离的核糖体中开始合成,再依次经过 折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
(2)图中异常蛋白与 结合形成黏附物,黏附物由内质网包裹形成自噬体,该自噬体由 层磷脂分子组成。
(3)研究发现,在亨廷顿舞蹈症(HD)患者的大脑中,突变后的mHTT 蛋白会使得纹状体神经退行,造成神经元的大量死亡,最终表现为运动障碍、认知障碍等症状。研究表明, ATTEC 可有效治疗HD,试分析其作用机制 。
(4)网织红细胞是哺乳动物红细胞成熟过程中的一个阶段,细胞内存在大量血红蛋白,若某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构,则它们会被一种特殊的途径所降解。科研人员检测了该细胞在不同条件下错误折叠蛋白质的降解率,结果如图2.据图2 结果分析:ATP 能够 (填“促进”或“抑制”)蛋白质的降解;你认为参与蛋白质降解的酶 (填“是”或“不是”)溶酶体中的酸性水解酶,理由是 。
【解析】(1)分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体内合成,后依次经过内质网和高尔基体折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
(2)题干信息知,我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物 LC3 和错误折叠的异常蛋白黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。由图一可知该自噬体是由内质网的双层膜包裹而成,每层膜含有2层磷脂分子,故该自噬体是双层膜由4层磷脂分子组成。
(3)突变后的mHTT蛋白为异常蛋白,ATTEC能将大脑神经元细胞中突变后的mHTT蛋白与LC3黏在一起,形成黏附物后被包裹形成自噬体最终被降解,因此ATTEC可有效治疗HD。
(4)图2中加入ATP后蛋白质降解速率提高,说明ATP能够促进蛋白质的降解。据图可知,pH为8.0时,蛋白质降解速率最高,呈碱性。反应中的酶如果是溶酶体中的酸性水解酶,则会失活,所以该酶不是溶酶体中的酸性水解酶。
【答案】(1)内质网、高尔基体 (2) ATTEφS LC3 4
(3)ATTE将大脑神经元细胞中突变后的mHT蛋白与LC3 黏在一起,形成黏附物后被包裹形成自噬体最终被降解
(4) 促进 不是 降解反应的最适pH为8.0 ,呈碱性
30.细胞核是细胞中非常重要的结构,其结构与功能相适应,是一个精密的仪器。细胞核核膜上分布着核糖体,核膜与内质网膜相连接,其模式图如图1所示。核膜有两层,核膜上有核孔复合体,核孔复合体能控制物质进出细胞核,如图2所示。回答下列问题:
(1)细胞核的功能是 。
(2)核纤层是位于细胞核核内膜下的纤维蛋白片层或纤维网络。观察发现,在有丝分裂前期,核纤层解聚,在有丝分裂末期,核纤层重新装配。由此可以推测,核纤层与有丝分裂过程中 有关。
(3)中央运输蛋白位于核孔复合体中心,Nup62蛋白是一种单链中央运输蛋白质,由522个氨基酸组成。Nup62蛋白的合成需要核糖体和内质网的参与,其中核糖体上主要完成 以形成肽链,形成的肽链含有 个肽键。然后肽链转移到内质网上进一步完成加工形成Nup62蛋白。Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白,但它们的功能有所不同,从两者的结构上分析,原因是 。
(4)核孔是核质双向性的亲水性核质交换通道,一般10nm的分子可以被动转运的方式自由出入核孔复合体。有的分子含有信号序列或者与其他分子结合成大分子,再由核孔复合体来介导该类物质的核输入及核输出,例如可以介导RNA聚合酶的 以及介导mRNA的 。核孔复合体的存在可以说明核膜具有 性。
【解析】(1)细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是遗传信息库,是细胞遗传和代谢的控制中心。
(2)由题意可知,核纤层与有丝分裂过程中核膜的裂解和重建有关。
(3)核糖体是蛋白质的合成场所,在核糖体上主要完成搭配脱水缩合以形成肽链,形成的肽链含有的肽键数为522-1=521个;Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白,但它们的功能有所不同,从两者的结构上分析,原因是构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同,蛋白质的空间结构不同。
(4)RNA聚合酶在细胞核中催化RNA的合成,从细胞质进入细胞核;而mRNA在细胞核中合成后通过核孔进入细胞质与核糖体结合,指导蛋白质的合成,因此核孔可以介导RNA聚合酶的核输入以及介导mRNA的核输出,核孔复合体的存在可以说明核膜具有选择透过性。
【答案】(1)作为遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
(2)核膜的裂解与重建
(3) 氨基酸的脱水缩合 521 构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同,蛋白质的空间结构不同
(4) 核输入 核输出 选择透过
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