专练01 分子与细胞综合题100题(1)-【尖子生创造营】2025年高考生物总复习高频考点必刷800题(广东专用)
2024-08-26
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 分子与细胞 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.93 MB |
| 发布时间 | 2024-08-26 |
| 更新时间 | 2025-08-14 |
| 作者 | 粤源yd |
| 品牌系列 | 其它·其它 |
| 审核时间 | 2024-08-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47003562.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025年高考生物总复习高频考点必刷800题(广东专用版)
专练01 分子与细胞(综合题)100题(1)
高频考点预览
考点一 组成细胞的分子(20题)
考点二 细胞的结构和功能(20题)
考点三 物质运输(10题)
1、 组成细胞的分子
1.(2023·全国·高考真题)为了研究蛋白质的结构与功能,常需要从生物材料中分离纯化蛋白质。某同学用凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3种蛋白质,并对纯化得到的3种蛋白质进行SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳,结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知甲的相对分子质量是乙的2倍,且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。
(1)图中甲、乙、丙在进行SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳时,迁移的方向是_____(填“从上向下”或“从下向上”)。
(2)图中丙在凝胶电泳时出现2个条带,其原因是_____。
(3)凝胶色谱法可以根据蛋白质_____的差异来分离蛋白质。据图判断,甲、乙、丙3种蛋白质中最先从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是_____,最后从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是_____。
(4)假设甲、乙、丙为3种酶,为了减少保存过程中酶活性的损失,应在_____(答出1点即可)条件下保存。
2.(2022·北京·高考真题)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过______________作用分泌到细胞膜外。
(2)用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后,sec1胞外P酶呈现________的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃培养1h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进______________的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是_____________。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是:突变体______________。
A.蛋白分泌受阻,在细胞内积累
B.与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C.细胞分裂停止,逐渐死亡
3.(2020·全国·高考真题)给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激 ,产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳;同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素,进而促进乳腺排乳。回答下列问题:
(1)在完成一个反射的过程中,一个神经元和另个神经元之间的信息传递是通过_______这一结构来完成的。
(2)上述排乳调节过程中,存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内,这两种调节方式之间的关系是_______。
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等,组成乳糖的2种单糖是_______。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸,必需氨基酸是指_______。
4.(2020·全国·高考真题)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3,并对其进行了研究。回答下列问题:
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可检测淀粉的减少,检测应采用的试剂是_________,也可采用斐林试剂检测________的增加。
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度,通常会在凝胶中添加SDS,SDS的作用是___________________和___________________。
(3)本实验中,研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统,结果如图所示。某同学据图判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响,其判断依据是______________。
(4)在制备A3的固定化酶时,一般不宜采用包埋法,原因是___________________________ (答出1 点即可)。
5.(2024·江西·高考真题)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度,会出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料,测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率,变化趋势如图。回答下列问题:
(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的 ,其释放的能量一部分用于生成 ,另一部分以 的形式散失。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,这体现了乙烯产生的调节方式为 。
(3)据图推测,菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是 。
为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程:
① ;
②分别制作匀浆,取等量匀浆液;
③ ;
④分别在沸水浴中加热;
⑤ 。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,其原因是 。
6.艾滋病是一种免疫缺陷病,是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的。这种病于1981年首次被发现,现已在全世界传播蔓延。请回答下列问题。
(1)HIV在结构上与大肠杆菌最显著的差异是 。
(2)病毒虽然结构简单,但属于生物。其原因是它能在宿主细胞中 。
(3)病毒与细胞在起源上的关系是人们很感兴趣的问题,目前主要存在两种观点:
①病毒→生物大分子→细胞;
②生物大分子→细胞→病毒。
结合所学知识,说说你支持哪种观点并阐明理由。 。
7.如图是几种生物的基本结构单位,请根据图回答:
(1)图中不能称为一个生命系统是 (填字母),它必须依赖 才能生活,它的遗传物质是 。从生命系统的结构层次来看,D对应的层次是 和 。
(2)科学家根据细胞内有无 把细胞分为原核细胞和真核细胞,它们共有的细胞器是 。图中属原核细胞的是 (填字母)。
(3)图中能进行光合作用的是 (填字母),它们完成此生理过程的物质基础是都含有 。
8.如图是几种生物的基本结构单位,请据图回答:
(1)上述结构中最有可能属于病毒的是 ,其在结构上不同于其他三种图示的显著特点是 。
(2)图中属于原核细胞的是 ,它在结构上不同于真核细胞的最显著特点是 。原核细胞与真核细胞的细胞壁的组成成分分别是 和 。
(3)图中能进行光合作用的是 ,能完成此生理过程的物质基础是因为其含有 。
(4)生活在湖水中的B,当水质富营养化时会形成 现象。
9.甲、乙两图分别表示某植物种子在吸水萌发过程中重量(干重与鲜重)、O2和CO2的变化示意图。据图回答下列问题:
(1)图甲表示萌发种子干重变化曲线的是_______(填“①”或“②”)。
(2)图乙表示O2吸收量变化曲线的是_______(填序号),另一条曲线纵坐标表示____________。
(3)图甲中曲线A→C变化涉及的主要生理过程是__________;曲线C→D变化的主要原因是种子萌发形成幼苗后,光合作用________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用。
(4)图乙中e点以前,曲线④低于③的原因是__________________________________________
_________________________________________________________________,e点以后两曲线重合,表明此时种子细胞呼吸的方式是____________(底物只考虑葡萄糖)。
10..抗利尿激素是一种多肽化合物,可作用于肾小管,激活肾小管上皮细胞内一系列反应,促进水通道蛋白插入肾小管上皮细胞膜(管腔面)(如下图所示)。回答下列问题:
(1)当人吃的食物过咸或饮水过少的情况下,______________感受器兴奋,________释放的抗利尿激素增多。该激素的合成部分是在神经系统的________(填器官)。
(2)肾小管上皮细胞中水通道蛋白的合成及加工过程与分泌蛋白相似,只是不分泌到细胞外,而是转移至细胞膜上,与水通道蛋白的合成及加工过程直接相关的细胞器有________。
(3)据图分析,抗利尿激素促进肾小管细胞对水的重吸收的机制:一方面改变细胞中某些酶的活性,促进____________的合成,另一方面促进储存水通道蛋白的囊泡与细胞膜________,从而增加细胞膜上水通道蛋白的数量。
(4)尿量超过3 L/d称尿崩。假设尿崩症仅与抗利尿激素有关,说出引起尿崩的两个原因:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
11.下图中A、B、C表示生物大分子,请分析推断并回答有关问题:
(1)请依次写出上图中X、Y所代表的元素:X为______________,Y为________________。
(2)图中大分子物质A的中文名称是______________________,其彻底水解产物是______________________________。
(3)B具有多样性,从b分析是由于__________________________________________________。
(4)细胞结构Ⅱ的名称是__________,在细胞膜中的存在部位是_________________________。
(5)同一个人的肝细胞与骨骼肌细胞相比,A、B是否相同?____________________。为什么?_______________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
12.根据下列图中的化学式回答问题:
(1)如图所示,这是由 个氨基酸组成的化合物,该化合物的名称是 ;氨基酸形成该化合物的反应叫做 。
(2)氨基酸的结构通式是 ,图中含有 种氨基酸。
(3)图中含有的氨基和羧基的数目分别为 、 。
(4)某蛋白质是由152个氨基酸组成的3条多肽链折叠盘曲而成,该蛋白质包含的肽键数目为 。形成该蛋白质时相对分子质量减少了 。(列出等式即可)
13.某细胞组成如图,据图回答问题:
(1)A是指 。组成D的元素有 ,除此之外,脂类还包括另外两类,分别是 、 ,其中,维生素D属于 。
(2)G是指 ,种类一共有 种,其中构成它们的碱基T表示 (中文名)。
14.生物体的生命活动都有共同的物质基础,如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物及其作用,a、b、c、d代表不同的小分子物质,A、B、C1、C2代表不同的生物大分子,请据图回答下列问题:
(1)在人体细胞内C1是 的载体,C2主要分布在 。
(2)由b合成B的场所为 ,该细胞器在真核细胞中的形成与 (结构)有关。
(3)物质a是 ,在动物细胞内与物质A功能相似的物质是 ;与A相比,等质量的脂肪氧化分解释放的能量更多,原因是 。
15.在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜。图中两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中葡萄糖和淀粉两种物质含量的变化趋势。请据图回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ表示香蕉果实成熟过程中 (物质)含量的变化趋势。
(2)请设计实验来验证(1)中的判断:
实验器材:成熟到第x天和第y天的香蕉果肉、磨浆机、试管若干、大烧杯、量筒、酒精灯、碘—碘化钾溶液、新配制的斐林试剂试剂等。
实验原理: ,其颜色深浅与淀粉含量成正比; ,其颜色深浅与葡萄糖含量成正比。
(3)实验步骤:
①取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉置于两个相同烧杯中,分别加入等量的蒸馏水制成提取液。然后在 a、b试管中各加入5mL第x天的提取液,在 c、d 试管中各加入 5mL第y天的提取液。
②a、c试管中加入 ;b、d试管中加入 。
③观察实验现象并比较 a、c 试管中和 b、d 试管中颜色变化,记录实验结果。
实验现象:a、c试管呈 色,且a试管颜色比c试管颜色 (深或浅);
16.抗体是由2条相同的H链和2条相同的L链通过链间二硫键连接而成的蛋白质。整个抗体分子可分为恒定区(C)和可变区(V)两部分(如图所示)。在同一个物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。请回答:
(1)合成此抗体时,脱水缩合产生的水来自于氨基酸的 。若某种抗体的一条H链有550个氨基酸,一条L链有242个氨基酸,则该抗体中含有 个肽键。
(2)蛋白质结构具有多样性的原因是 。蛋白质功能具有多样性,除免疫功能外,还有 、 、 、 。
(3)从血清中分离出所需抗体后,若加入酒精处理,则抗体 (填“有”或“无”)活性。加热会使蛋白质变性,但在变性过程中肽键不会断裂。请设计实验进行验证。简要写出实验设计思路和实验结果 。
17.材料:大多数植物种子的贮藏物质以脂肪(油)为主,并储存在细胞中,种子萌发时,脂肪水解生成脂肪酸和甘油,然后脂肪酸和甘油分别形成葡萄糖,最后转变成蔗糖,并转运至胚轴供给胚生长和发育。请回答下列问题:
(1)植物脂肪大多含有 脂肪酸(这种脂肪酸的熔点较低),脂肪酸长链中存在 键, 因此在室温时呈 态。
(2)脂质包括脂肪 脂质与糖类不同,其分子中 (填元素)的含远远低于糖类,而 (填元素)的含更高。
(3)动物体在糖类供应充足的情况下,可以 (填“大量”或“少量”)转化为脂肪;脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起 不足时,才会分解,并 (填“大量”或“少量”)转化为糖类。
18.用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下:
肽化合物名称
①
②
③
④
⑤
⑥
催产素
牛加压素
血管
舒张素
平滑肌
舒张素
猪促黑色素
细胞激素
人促黑色素
细胞激素
氨基酸数目
9个
9个
9个
10个
13个
22个
(1)表中①②③的氨基酸数目虽然相同,但其生理作用彼此不同,这是因为它们的 不同。
(2)表中的③与④、⑤与⑥虽然功能相似,但各具专一性,它们之间的差异取决于 。
(3)在不知血管舒张素肽的具体结构情况下,推知这种肽类化合物至少有 个氨基和 个羧基,这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置? 。
19.下图为细胞中四类有机化合物的组成,请分析回答:
(1)E在动物体内是指 ,其基本单位A是指 。
(2)F是指 ,它是由B(脂肪酸和甘油)形成的,除此之外,脂质还包括 和 。
(3)C是指 ,生物体中约有 种,其结构通式是 ,由两分子C形成G时,相对分子质量会 。有些C人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取,这些C叫做 。
(4)D是形成 (填中文名称)的单体。H通常由 条链构成,主要分布在 内。
20.为验证“X是植物生活的必需元素”,三位同学进行了实验设计,下列是实验的的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的,为什么?再写出你的设计思路。
(1)实验一:取生长状况一致的玉米幼苗,用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水,实验组盛有用蒸馏水配制的X盐溶液,两组置于相同的适宜条件下培养,并对溶液通气,观察比较两组植物的生长发育情况。
(2)实验二:取生长状况一致的玉米幼苗,栽培在盛有砂性基质(不含矿质元素)的玻璃容器中,对照组浇以自来水,实验组浇以自来水配制的X盐溶液,两组置于相同的适宜条件下培养,观察两组植物的生长发育情况。
(3)下面你进行实验设计,请写出你的设计思路。 。
二、细胞的结构和功能
21.(2023·北京·高考真题)学习以下材料,回答下面问题。
调控植物细胞活性氧产生机制的新发现,能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生,活性氧可以调控细胞代谢,并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m(M基因突变为m基因),在受到长时间连续光照时,植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比,突变体m中M酶活性下降,脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,研究人员以诱变剂处理突变体m,筛选不表现细胞凋亡,但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析,发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I(催化有氧呼吸第三阶段的酶)等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径(如图):A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
在上述研究中,科学家从拟南芥突变体m入手,揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究,将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。
(1)叶绿体通过___________作用将CO2转化为糖。从文中可知,叶绿体也可以合成脂肪的组分___________。
(2)结合文中图示分析,M基因突变为m后,植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是:_____,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)请将下列各项的序号排序,以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路:___________。
①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m③鉴定相关基因④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株
(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容,请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明___________。
22.(2023·全国·高考真题)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是_____(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布_____上,其中类胡萝卜素主要吸收_____(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖,原因是_____。
(3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。_____
23.真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。
结构名称
突触
高尔基体
(1)_________
叶绿体的类囊体膜
功能
(2)_________
(3)_________
控制物质进出细胞
作为能量转换的场所
膜的主要成分
(4)_________
功能举例
在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递
参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程
参与K+从土壤进入植物根细胞的过程
(5)_________
24.下图1是细胞膜内陷形成的囊状结构即小窝,小窝与细胞的信息传递等相关;下图2表示小窝蛋白在某细胞内合成及被转运到细胞膜上的过程,其中①~⑥表示细胞结构。据图回答下列问题:
(1)原核细胞和图示细胞最本质的区别是_______________。用磷脂酶处理,图2中功能不受影响的细胞器有_______________(填序号)。
(2)图1中小窝蛋白分为三段,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。
(3)图2中小窝蛋白合成及被转运到细胞膜上依次经过的细胞器有_______________(填序号),该过程需要的能量主要由_______________(填名称)提供。若破坏了该细胞的核仁,则小窝蛋白的合成将不能正常进行,原因是_______________。
25.冬春之交甲流病毒盛行,而预防甲流的最有效措施是注射甲流疫苗。如图甲为某人接种甲流疫苗后体内某细胞分泌甲流病毒抗体(免疫球蛋白)的过程,图乙为该细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请回答下列问题:
(1)原核细胞与甲细胞最根本的区别是原核细胞没有图中 (填序号)包被的细胞结构。
(2)图甲细胞中合成抗体的结构是【 】 (填序号和名称),与抗体的加工和分泌有关的具膜结构有 (填序号)。细胞中各种细胞器膜、细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的 ,构成这些膜结构的基本骨架是 。
(3)科学家采用放射性同位素示踪的方法研究抗体的合成和分泌路径(图甲)。用放射性同位素3H标记的 培养该细胞,含有放射性的标记物以 方式被细胞吸收并利用。通过在不同的时间获得细胞并置于特定的环境下观察细胞中 ,发现在细胞内的很多结构中都能观察到。从细胞的结构和功能来看,抗体的合成及分泌过程说明了什么? 。
(4)据图乙分析,在抗体的分泌过程中, (填细胞器名称)形成的囊泡能定向、精确地转移到膜上的特定部位,其原因是囊泡膜上的 (填图乙中的名称)具有特异性识别能力。图乙中囊泡与膜的融合依赖于生物膜的 。
26.图1是某真核生物部分细胞结构模型,图2为人体细胞内部分蛋白的合成及转运的示意图,请回答下列问题:
(1)应在 显微镜下才能观察到图1所示的结构,该图中细胞是 (“动物”或“植物”)细胞,理由是 ;该细胞与原核细胞的本质区别 。
(2)从细胞中分离各种细胞器的方法是先将细胞膜破坏后,获得各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,再用 的方法获得各种细胞器,该细胞有氧呼吸的主要场所是 。
(3)研究发现,线粒体和叶绿体中都能各自独立地合成一部分蛋白质,推测它们结构中必有的一种细胞器是 ,它的形成与细胞结构 密切相关。
(4)图2细胞质膜上的膜蛋白的形成经过 的加工,并通过 (结构)运输转移到细胞质膜上。
(5)图1中不属于生物膜系统的细胞器是 。若该细胞为水稻的根尖分生区细胞(未分化成熟),则图中多了 。
27.四川盐源的“冰糖心苹果”酸甜爽口,在果实成熟的过程中(7~10月),果实甜度逐渐提高。为研究该过程果实中的物质变化,某研究小组进行了以下实验。
(1)实验步骤及预测结果:
第一步:在7月取适量苹果果肉制成匀浆,加入试管, 。
第二步:在当年10月取同株苹果相同部位 制成匀浆,加入试管,编号为B。
第三步:①若需确定甜度提高是否与还原糖含量增加有关,应分别向A、B试管中加入适量 ,并在 保温一段时间,分别记录实验现象。
预测实验结果:若 ,则说明果实甜度提高与还原糖含量增加有关。
②若已确定果实甜度提高是由还原糖含量增加引起,但对还原糖的来源存在两种不同的假设。
假设1:果实中的淀粉转化为还原糖;
假设2:果实中的其他物质转化为还原糖。
为检验假设,需分别向A、B试管中加入适量 ,并记录实验现象。
预测实验结果:若 ,则说明假设1成立。
(2) 苹果果实在成熟过程中硬度逐渐下降,这主要与细胞中的 (结构)变化有关,该结构的组成成分是 。
28.某科研人员对乳酸菌、大豆、小白鼠、HIV等生物样品进行化学成分和结构的分析,结果忘记了贴标签,请你帮他判断并回答相关问题:
(1)含有水、DNA、RNA、糖原和蛋白质等成分的生物是 。
(2)属于自养生物的是 ,含有染色体的生物是 。
(3)含有水、DNA、RNA、蛋白质和细胞壁等成分或结构的生物是 。
(4)从上述分析中可以得出生物体都含有 两种成分。
(5)乳酸菌与大豆细胞相比,其细胞结构的最大特点是 。
(6)经鉴定完毕,科研人员想提取纯净的细胞膜研究细胞膜的结构和功能。选取材料为小白鼠的红细胞,理由� �。
(7)经分析,细胞膜的主要成分是 和 。
29.图为动物、植物细胞二合一亚显微结构模式图。请据图回答:
(1)细胞内有遗传物质DNA的结构有 (填结构的名称)。
(2)具有色素的细胞器是 (填序号)。
(3)如果B图为洋葱的根类成熟区细胞,则应该没有 。
(4)若将B图的植物细胞改成A图的动物细胞,应去掉B图中的细胞结构有 (填序号)。
(5)若图A细胞能分泌抗体,此物质从开始合成到分泌出细胞,经过的细胞器顺序是 (填序号)。
(6)A图和B图中的所有序号所示的结构中,不属于生物膜系统的结构除了3、6和10外,还有 (填序号)
30.图1的A细胞表示能分泌胰岛素的胰岛B细胞,B细胞是桐的叶肉细胞;用被3H标记的氨基酸来培养胰岛B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2所示,以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜的膜面积的变化曲线如图3所示;在适宜的条件下,研碎叶肉细胞,放入离心管中并依次按如图4所示操作处理。回答下列相关问题:
(1)图1中与⑧形成有关的细胞器是B细胞的 (填数字),在A、B细胞的细胞质中维持细胞形态、锚定并支持着许多细胞器的结构是 。
(2)研究3H在A细胞的a、b、c中的出现顺序及强度变化状况的科学研究方法称为 ,图1中A细胞的数字与图2、图3的字母的对应关系正确的是
A.⑤-e B.③-a C.⑦-c-f D.②-b-d
(3)图4中分离细胞器的方法是 ,P2、P3、P4用B细胞的数字表示依次为 。
31.图是某种细胞的结构模式图,据图回答下列问题:
(1)图是细胞的 (填“显微”或“亚显微”)结构模式图,该细胞是 (填“动物”或“植物”)细胞,作出此判断的依据是此细胞具有 等细胞器。
(2)该细胞与大肠杆菌相比,结构上最主要的区别是 。但该细胞与大肠杆菌也具有一些相同的结构,如都有 (列举两点),这说明真核细胞与原核细胞具有统一性。
(3)该细胞进行生命活动所需能量主要由[ ] 提供。若要观察该结构,可用 染液对适宜的活细胞进行染色。该图所示的细胞 (填“适合”或“不适合”)作为观察该结构的实验材料,原因是 。
32.下图是一个细胞的亚显微结构图,请仔细观察后回答下面的问题:
(1)该细胞是 细胞,做出此判断的依据是:此细胞具有[1] 、[6] 和[9] 等结构。
(2)细胞进行有氧呼吸的主要场所是[2] 。
33.下图为高等植物细胞亚显微结构模式图。请据图回答:(示例[①]高尔基体)
(1)细胞中的“养料制造车间”是[ ]叶绿体。
(2)既可以调节细胞内的环境,又可以使细胞保持坚挺的细胞器是[⑥] 。
(3)细胞代谢和遗传的控制中心是[⑦] 。
(4)细胞的边界是[ ]细胞膜。
(5)分离各种细胞器常用的方法是 。
34.图甲是动物细胞的亚显微结构示意图;图乙表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程。请据图作答:
(1)图甲所示应通过 才能观察,图乙属于 模型。
(2)图甲中含有DNA的结构是 (填编号)。
(3)图乙a、b、c三种细胞器分别对应于图甲中的 (填图中编号)。欲分离这三种细胞器应使用 法。为了研究图乙所示生理过程,一般采用 法。
(4)用台盼蓝对图甲所示细胞进行染色,发现死细胞被染成蓝色,而活细胞不着色,这一现象说明细胞膜具有 的功能。
(5)构成细胞的化合物中,随着年龄增长明显减少的主要是 ,存在两种形式 和 。
35.下图为细胞膜结构模型示意图。
请回答问题:
(1)图中2表示 ,它构成膜的基本支架,人、鼠细胞融合实验表明了生物膜具有 的结构特点。生物膜具有该特点的原因是 。
(2)与细胞相互识别有关的是图中的[ ] ;若此细胞为植物细胞,则细胞壁位于图中的 (填“A侧”或“B侧”)
(3)膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中[ ] 的种类和数量。
36.如图甲、乙分别是两类高等生物细胞的亚显微结构模式图,请据图回答:
(1)若图甲表示洋葱根细胞,则图中不应该出现的细胞器是 (填 编号)。蓝藻与甲在结构上最主要的区别是 。
(2)图乙中具有双层膜的结构有 (填编号),结构①的主要成分是 。
(3)若图乙所示的细胞为胰岛 B 细胞,可产生胰岛素,将3H 标记的氨基酸注入该细胞, 在该细胞结构中,3H 出现的先后顺序是 (用箭头和编号表 示)。胰岛素分泌过程中通过囊泡在不同细胞器之间进行运输,而 (填编 号)在其中起着重要的交通枢纽作用。胰岛素由胰岛 B 细胞细胞产生后在人体内被运 输到靶细胞时,与靶细胞膜上的受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。这体现了细胞膜具有 的功能。
37.下列A,B两图是细胞的亚显微结构图,请据图回答下列问题。
(1)图A是 (填“植物”或“动物”)细胞,其主要依据是无 、 、 。
(2)图A中⑥所指的是 ,它是细胞合成 的场所。
(3)图B中②的功能是 。
(4)图B中⑤是 ,它是细胞进行 的主要场所。
(5)若图B是紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的一部分,则色素主要存在于[ ] 中。
(6)图A中⑤是
38.细胞器、蛋白质在真核细胞的生命活动中具有重要作用,若细胞内堆积错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器,就会影响细胞的正常功能。研究发现,细胞通过下图所示的机制进行相应调控。回答下列问题:
(1)图中的吞噬泡是一种囊泡,囊泡的结构不固定,不能称之为细胞器,但对细胞的生命活动至关重要。动物细胞能产生囊泡的结构很多,如高尔基体、 (列出两例)等。
(2)蛋白质结构和功能具有多样性。在细胞内的 (填一种细胞器)上,氨基酸经过脱水缩合形成多肽链,多肽链只有折叠成正确的空间结构,才具有正常的生物学功能。内质网腔内错误折叠的蛋白质一般不会运输到 (填一种细胞器)进行进一步的修饰加工。
(3)图示显示,错误折叠的蛋白质会被 标记,被标记的蛋白会与自噬受体结合,被包裹进吞噬泡,最后融入溶酶体中,二者的融合体现了生物膜具有的结构特点是 。
(4)科学上鉴别死细胞和活细胞,常用台盼蓝染色法,其中被染色的细胞是 细胞,所利用的是细胞膜的 功能。
39.图甲、乙是细胞亚显微结构模式图,①~⑩表示细胞的各结构。请据图分析:
(1)图中的乙半图是 细胞,理由是 。
(2)能将光能转化为化学能,并合成有机物的细胞器是【 】 。
(3)不属于细胞生物膜系统的细胞器有 (填序号)
(4)若甲图表示人的胰岛B细胞,除了线粒体提供能量外,与胰岛素的合成、加工、分泌直接有关的细胞器依次是 (填序号)。
40.2013 年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家,因为他们解开了调控运输物在正确时间投递到细胞中正确位置的分子原理,也就是细胞通过囊泡精确地释放被运输的物质。甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程,乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①—⑤表示不同的细胞结构,请分析回答以下问题:
(1)核孔的作用是 。
(2)甲图中囊泡 X 由 (填名称)“出芽”形成,到达 (填名称)并与之融合。研究表明,Y 囊泡内的“货物”为多种水解酶,这些酶会储存在结构⑤中,由此推测结构⑤是 ,其在细胞中的主要功能是 。
(3)乙图中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细胞外,据图推测可能的原因是 ,此过程体现了生物膜具有 的功能。
(4)囊泡运输与 S 基因控制合成的蛋白质密切相关。科学家筛选了酵母菌 S 基因异常个体,与正常酵母菌对比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,从而影响该细胞的正常分泌功能,据此推测,S 基因控制合成的蛋白质的具体功能是 。
(5)分泌蛋白的合成与运输过程受① 的控制,原因是 。
三、物质运输
41.(2021年北京高考真题)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管,高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管-伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于_________。由H+泵形成的_________有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过_________这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有_________。
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的__________功能。
42.(2021年全国甲卷真题)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题:
(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是_______。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由_______复合物构成的,其运输的特点是_______(答出1点即可)。
(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是_______。
43.(2022·全国乙卷·高考真题)农业生产中,农作物生长所需的氮素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是______。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收速率不再增加,推测其原因是______。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时,作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙,判断依据是______。
(4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物对的吸收利用,可以采取的措施是______。
44.如图1是细胞膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中组成离子通道的通道蛋白是跨越生物膜的蛋白质,其只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,图中①②③④代表不同的运输方式。图 2 表示物质运输速率随O2浓度变化的情况。请仔细观察图示并回答有关问题。
(1)若图1中的A侧有糖被,则A 侧为细胞的 (“内侧”/“外侧”),其中甲表示 ,其构成了细胞膜的基本支架
(2)据图分析,④的运输方式为 ,K+以②的形式通过特定的离子通道进入细胞,则其运输方式为 ,脂溶性物质通过细胞膜的运输方式是 (填数字)
(3)图 2 与图 1 中的 ( 填序号)代表的物质运输方式一致,N点时为该运输过程供能的呼吸方式为 ; N-P段影响物质运输速率的因素是 ,P点后影响物质运输速率的因素是
45.下图1是小肠上皮细胞吸收亚铁离子的示意图,图2表示物质跨膜运输时被转运分子的浓度和转运速率的关系,a、b代表不同的运输方式。
(1)蛋白1运输亚铁血红素的动力是 。蛋白2具有 功能。蛋白3运输Fe2+的方式属于 。
(2)该细胞膜两侧的H+始终保持一定的浓度差,试结合图1分析可能的原因是 。
(3)图2所示,a代表 ,b代表 。限制b方式转运速率进一步提高(处于图中虚线位置)的因素是 。
(4)某同学取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞,放入适宜浓度的含有一定量葡萄糖的培养液中,甲组细胞给予正常的呼吸条件,乙组细胞加入呼吸抑制剂,一段时间后测定溶液中葡萄糖的量。该实验的目的是 。
46.人体某种细胞膜上存在一种钠钾泵,每个钠钾泵由4条肽链组成。Na+与钠钾泵在膜内侧结合后,ATP分子末端的磷酸基团会脱离下来与钠钾泵结合,导致钠钾泵发生磷酸化而使其构象发生变化,于是与Na+结合的部位转向膜外侧。这种磷酸化的钠钾泵对Na+的亲和力低,对K+的亲和力高,因而在膜外侧释放Na+,与K+结合,具体过程如图1和图2所示。回答下列问题:
(1)钠钾泵的分子结构中至少有 个游离的羧基。由上述材料可知,钠钾泵是膜的组成成分,除了具有运输功能之外,可能还具有 的功能。
(2)图2表示钠钾泵发生磷酸化后与K+结合,其构象恢复原状,于是与K+结合的部位转向膜内侧。此时钠钾泵与K+的亲和力降低,在膜内侧释放K+,并与Na+结合。该过程实质上发生了 化。
(3)图中所示细胞排钠的跨膜运输方式是 ,人体神经细胞产生兴奋时吸钠的跨膜运输方式是 ,这体现了细胞膜具有 的功能。
47.土壤盐化是目前的主要环境问题之一。在盐化土壤中,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力。其主要机制如下图:
盐胁迫下耐盐植物细胞内的离子跨膜运输示意图
(注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。)
请回答:
(1)在盐胁迫下,Na+进入细胞的运输方式是 。
(2)若使用ATP抑制剂处理细胞,Na+的排出量会明显减少,其原因是 。
(3)据图分析,在高盐胁迫下,根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能,如胞外Ca2+ (选填“抑制”、“促进”)转运蛋白A,胞内Ca2+ (选填“抑制”、“促进”)转运蛋白C,从而 细胞内Na+浓度。
48.图1中的a,b,c表示几种物质跨膜运输的方式,图2表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况。
(1)b运输方式是 ,体现细胞膜具有 功能。
(2)图2表示的植物细胞可能发生了 的过程。A点时细胞失水量 ,此时细胞的吸水能力 ,原因是 。
(3)若温度降低,对图1中的 (填字母)物质跨膜运输方式都会造成影响。某种药物抑制图1中的c,而对a无影响,说明该药物抑制了c运输过程中 的作用。
49.如图 1 是物质出入细胞的几种方式示意图。请回答下列问题:
(1)图中属于被动运输方式的是 (填序号)。
(2)人体红细胞从血浆中吸收葡萄糖的方式对应于图中的 (填序号),从血浆中吸收 K+的方式 对应于图中的 (填序号)。
(3)图 2 是细胞外某物质浓度与细胞吸收该物质速率之间的关系曲线。细胞吸收该物质的方式对应于 上图中的 (填序号)图 2 中 A 点之后曲线不再上升的原因是 。
50.新生儿通过消耗能量物质,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。回答下列有关问题。
(1)免疫球蛋白有助于新生儿提高免疫力。小肠上皮细胞吸收免疫球蛋白的方式是 ,通过这种方式进入细胞的一般都是 物质。
(2)小肠上皮细胞吸收半乳糖的方式是 。这种运输方式需要能量使发生变化,使物质能进行 梯度的跨膜运输。
(3)小肠上皮细胞膜位于肠腔的一侧形成突起,称为微绒毛。微绒毛可以提高半乳糖的吸收效率,原因是 。
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2025年高考生物总复习高频考点必刷800题(广东专用版)
专练01 分子与细胞(综合题)100题(1)
高频考点预览
考点一 组成细胞的分子(20题)
考点二 细胞的结构和功能(20题)
考点三 物质运输(10题)
1、 组成细胞的分子
1.(2023·全国·高考真题)为了研究蛋白质的结构与功能,常需要从生物材料中分离纯化蛋白质。某同学用凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3种蛋白质,并对纯化得到的3种蛋白质进行SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳,结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知甲的相对分子质量是乙的2倍,且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。
(1)图中甲、乙、丙在进行SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳时,迁移的方向是_____(填“从上向下”或“从下向上”)。
(2)图中丙在凝胶电泳时出现2个条带,其原因是_____。
(3)凝胶色谱法可以根据蛋白质_____的差异来分离蛋白质。据图判断,甲、乙、丙3种蛋白质中最先从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是_____,最后从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是_____。
(4)假设甲、乙、丙为3种酶,为了减少保存过程中酶活性的损失,应在_____(答出1点即可)条件下保存。
【答案】(1)从上向下 (2)丙由两种相对分子质量不同的肽链组成
(3) 相对分子质量 丙 乙 (4)低温
【详解】(1)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。电泳时,分子质量越大,迁移距离越小,根据题中给出甲蛋白质的分子质量是乙的2倍,故甲的迁移距离相对乙较小,可判断出迁移方向是从上到下。
(2)题中给出甲、乙均由一条肽链构成,图示凝胶电泳时甲、乙分别出现1个条带,故丙出现2个条带,说明丙是由2种相对分子质量不同的肽链构成。
(3)凝胶色谱法主要根据蛋白质的相对分子质量差异来分离蛋白质,相对分子质量大的蛋白质只能进入孔径较大的凝胶孔隙内,故移动距离较短,会先被洗脱出来,分子质量较小的蛋白质进入较多的凝胶颗粒内,移动距离较长,会后被洗脱出来。据图判断,丙的分子质量最大,最先被洗脱出来,乙的分子质量最小,最后被洗脱出来。
(4)为了减少保存过程中酶活性的损失,应在酶的保存在低温条件下进行。
2.(2022·北京·高考真题)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过______________作用分泌到细胞膜外。
(2)用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后,sec1胞外P酶呈现________的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃培养1h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进______________的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是_____________。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是:突变体______________。
A.蛋白分泌受阻,在细胞内积累
B.与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C.细胞分裂停止,逐渐死亡
【答案】(1)胞吐 (2)先上升后下降 (3)分泌泡与细胞膜 (4)积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外 (5)B
【分析】1、大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。分泌蛋白是大分子物质,分泌到细胞膜外的方式是胞吐。
2、分析题图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强,转入37℃后,sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1,再下降至10U.mg-1。
【详解】(1)大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,分泌蛋白属于大分子,分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。
(2)据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强,转入37℃后,sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1,再下降至10U.mg-1,呈现先上升后下降的趋势。
(3)分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外,但在37℃培养1h后sec1中的分泌泡却在细胞质中大量积累,突变株(sec1)在37℃的情况下,分泌泡与细胞膜不能融合,故由此推测Sec1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。
(4)37℃培养1h后sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累,sec1是一种温度敏感型突变株,由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,此时不能形成新的蛋白质,但sec1胞外P酶却重新增加,最合理解释是积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外。
(5)若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可检测突变体中与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量是否发生改变,哪一阶段与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变,即影响蛋白分泌的哪一阶段,B正确。
故选B。
3.(2020·全国·高考真题)给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激 ,产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳;同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素,进而促进乳腺排乳。回答下列问题:
(1)在完成一个反射的过程中,一个神经元和另个神经元之间的信息传递是通过_______这一结构来完成的。
(2)上述排乳调节过程中,存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内,这两种调节方式之间的关系是_______。
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等,组成乳糖的2种单糖是_______。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸,必需氨基酸是指_______。
【答案】(1)突触 (2) 有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节;内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能 (3)葡萄糖和半乳糖 人体细胞自身不能合成,必须从食物中获取的氨基酸
【详解】(1)兴奋在神经元之间需要通过突触(突触前膜、突触后膜和突触间隙)这个结构传递信息。
(2)神经调节和体液调节之间的关系是:一方面,大多数内分泌腺本身直接或间接的受中枢神经系统的控制,体液调节可以看成是神经调节的一个环节;另一方面,内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。
(3)组成乳糖的单糖是葡萄糖和半乳糖;必需氨基酸是指人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取的氨基酸。
4.(2020·全国·高考真题)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3,并对其进行了研究。回答下列问题:
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可检测淀粉的减少,检测应采用的试剂是_________,也可采用斐林试剂检测________的增加。
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度,通常会在凝胶中添加SDS,SDS的作用是___________________和___________________。
(3)本实验中,研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统,结果如图所示。某同学据图判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响,其判断依据是______________。
(4)在制备A3的固定化酶时,一般不宜采用包埋法,原因是___________________________ (答出1 点即可)。
【答案】(1碘液 还原糖(或答:葡萄糖) (2) 消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响 使蛋白质发生变性 (3)在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同 (3) 酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理:在离子强度低时,主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合,生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷,复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷,这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形,棒的长度与蛋白质亚基分子量有关,所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别,利用这一点可将不同的蛋白质分开 (分子筛效应),因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
【详解】(1)测定酶活性时,可以通过检测单位时间内反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性,所以可以用碘液检测淀粉的减少,也可用斐林试剂检测还原糖(或葡萄糖)的增加。
(2)鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法,凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响,并使蛋白质发生变性。
(3)分析题中曲线可知,在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同,可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。
(4)由于酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出,所以固定化酶时,一般不采用包埋法。
5.(2024·江西·高考真题)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度,会出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料,测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率,变化趋势如图。回答下列问题:
(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的 ,其释放的能量一部分用于生成 ,另一部分以 的形式散失。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,这体现了乙烯产生的调节方式为 。
(3)据图推测,菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是 。
为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程:
① ;
②分别制作匀浆,取等量匀浆液;
③ ;
④分别在沸水浴中加热;
⑤ 。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,其原因是 。
【答案】(1) 内膜 ATP 热能 (2)正反馈调节 (3) 逐渐上升而后相对稳定 将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组,编号为①、②、③、④、⑤、⑥ 在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀 在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录 (4)乙烯具有催熟作用,且乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
【分析】生物组织中化合物的鉴定:斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀).斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉);植物激素,是在植物的生命活动中起调节作用的微量有机物。
【详解】(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的内膜,即消耗氧气的阶段是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,其释放的能量一部分用于生成ATP,另一部分以热能的形式散失,其中转移到ATP中的能量可以用于耗能的生命活动。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,进而加速了果实的成熟,这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。
(3)图中显示,菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率迅速上升而后下降,同时乙烯的产生量也表现出先上升后下降的趋势,据此推测,该过程中可溶性糖的含量变化趋势是逐渐上升而后相对稳定。为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等,本实验的目的是检测葡萄糖含量的变化,利用的原理是颜色反应,颜色的深浅代表葡萄糖含量的多少,据此简要描述实验过程:
①分组编号,将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组,编号为①、②、③、④、⑤,⑥,实验中保证采摘后用于实验的菠萝蜜生长状态一致;
②分别取等量的5组菠萝蜜制作匀浆,取等量(1毫升)匀浆液分别置于5支干净的试管中;
③在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀;
④分别在沸水浴中加热;
⑤在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录。分析实验结果得出相应的结论。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,这是因为乙烯具有催熟作用,但乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
6.艾滋病是一种免疫缺陷病,是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的。这种病于1981年首次被发现,现已在全世界传播蔓延。请回答下列问题。
(1)HIV在结构上与大肠杆菌最显著的差异是 。
(2)病毒虽然结构简单,但属于生物。其原因是它能在宿主细胞中 。
(3)病毒与细胞在起源上的关系是人们很感兴趣的问题,目前主要存在两种观点:
①病毒→生物大分子→细胞;
②生物大分子→细胞→病毒。
结合所学知识,说说你支持哪种观点并阐明理由。 。
【答案】(1)HIV没有细胞结构 (2)增殖 (3)支持第②种观点,因为病毒全部营寄生生活,必须依靠活细胞才能增殖
【分析】病毒属于非细胞生物,不具细胞结构,结构简单,主要由蛋白质和核酸构成,遗传物质是DNA或RNA,营寄生生活,离开活细胞不能进行生命活动。
【详解】(1)HIV属于RNA病毒,大肠杆菌为原核生物,HIV在结构上与大肠杆菌最显著的差异是HIV没有细胞结构。
(2)病毒虽然结构简单,但属于生物,其原因是它能在宿主细胞中利用宿主细胞的酶、核苷酸等合成自身结构物质,进行增殖。
(3)病毒与细胞在起源上的关系是人们很感兴趣的问题,由于病毒全部营寄生生活,必须依靠活细胞才能增殖,离开活细胞不能进行生命活动,因此更支持②生物大分子→细胞→病毒这一起源顺序。
7.如图是几种生物的基本结构单位,请根据图回答:
(1)图中不能称为一个生命系统是 (填字母),它必须依赖 才能生活,它的遗传物质是 。从生命系统的结构层次来看,D对应的层次是 和 。
(2)科学家根据细胞内有无 把细胞分为原核细胞和真核细胞,它们共有的细胞器是 。图中属原核细胞的是 (填字母)。
(3)图中能进行光合作用的是 (填字母),它们完成此生理过程的物质基础是都含有 。
【答案】(1) E 活细胞 RNA 个体 细胞 (2) 以核膜为界限的细胞核(“核膜包被的细胞核”) 核糖体 C、D (3) A、D 光合色素或叶绿素
【分析】分析题图:A细胞有被核膜包被的成形的细胞核,有细胞壁和大液泡,属于植物细胞;B细胞有被核膜包被的成形的细胞核,无细胞壁属于动物细胞;C没有核膜包被的细胞核,有鞭毛,属于细菌细胞;D不含有成形的细胞核,属于蓝藻;E无细胞结构,属于病毒。
【详解】(1)图中不能称为一个生命系统是E病毒,它必须依赖活细胞个体才能生活,图中可以得出该病毒的遗传物质是RNA。D为蓝藻,属于单细胞生物,在生命系统的结构层次中既属于细胞层次,有属于个体层次。
(2)科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核把细胞分为原核细胞和真核细胞,它们共有的细胞器是核糖体。C细菌和D蓝藻均不含有成型的细胞核,属于原核细胞。
(3)图中A含有叶绿体,叶绿体内含有光合色素,能进行光合作用;D蓝藻不含叶绿体,但含有光合色素(叶绿素、藻蓝素),也能进行光合作用,因此它们完成此生理过程的物质基础是都含有光合色素。
8.如图是几种生物的基本结构单位,请据图回答:
(1)上述结构中最有可能属于病毒的是 ,其在结构上不同于其他三种图示的显著特点是 。
(2)图中属于原核细胞的是 ,它在结构上不同于真核细胞的最显著特点是 。原核细胞与真核细胞的细胞壁的组成成分分别是 和 。
(3)图中能进行光合作用的是 ,能完成此生理过程的物质基础是因为其含有 。
(4)生活在湖水中的B,当水质富营养化时会形成 现象。
【答案】(1) C 无细胞结构 (2) A和B 没有核膜(或没有以核膜包被的细胞核) 肽聚糖 纤维素和果胶或几丁质 (3) B 藻蓝素和叶绿素 (4) 水华
【分析】分析题图:A细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,属于原核细胞(细菌细胞);B细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,属于原核细胞(蓝藻细胞);C没有细胞结构,为病毒;D含有成形的细胞核,属于真核细胞。
【详解】(1)图中C没有细胞结构,最有可能属于病毒;它区别于其他有细胞结构的生物来说最显著的差异就是无细胞结构。
(2)AB生物属于原核生物,它们在结构上不同于真核细胞的最显著特点是原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。原核细胞的细胞壁的主要成分是肽聚糖,真核细胞中植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞的细胞壁的主要成分是几丁质。
(3)图中B蓝藻含有叶绿素和藻蓝素及与光合作用有关的酶,因此能进行光合作用。
(4)当蓝藻在淡水水域过度繁殖时,会出现水华现象。
9.甲、乙两图分别表示某植物种子在吸水萌发过程中重量(干重与鲜重)、O2和CO2的变化示意图。据图回答下列问题:
(1)图甲表示萌发种子干重变化曲线的是_______(填“①”或“②”)。
(2)图乙表示O2吸收量变化曲线的是_______(填序号),另一条曲线纵坐标表示____________。
(3)图甲中曲线A→C变化涉及的主要生理过程是__________;曲线C→D变化的主要原因是种子萌发形成幼苗后,光合作用________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用。
(4)图乙中e点以前,曲线④低于③的原因是__________________________________________
_________________________________________________________________,e点以后两曲线重合,表明此时种子细胞呼吸的方式是____________(底物只考虑葡萄糖)。
【答案】(1)② (2)④ CO2释放量 (3)细胞呼吸 大于
(4)种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,无氧呼吸不吸收O2,但释放CO2 有氧呼吸
【解析】 (1)种子萌发过程中吸水,鲜重增加,鲜重大于干重,分析题图甲可知,曲线①表示种子萌发过程中鲜重的变化,曲线②表示干重的变化。(2)种子萌发过程中有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是酒精和CO2,图乙中③、④表示种子萌发过程中O2吸收量和CO2释放量,由于③刚开始高于④,后来与④重合,因此③是CO2释放量,④是O2吸收量。(3)图甲中A→C段,由于种子进行细胞呼吸消耗有机物,使干重减少;C→D段,种子萌发形成幼苗后,幼苗进行光合作用,光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物,干重增加。(4)图乙中e点以前,CO2释放量多于O2吸收量,底物只考虑葡萄糖,此时细胞既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,无氧呼吸不吸收O2,但释放CO2;e点之后CO2释放量与O2吸收量相等,表明此时细胞只进行有氧呼吸。
10..抗利尿激素是一种多肽化合物,可作用于肾小管,激活肾小管上皮细胞内一系列反应,促进水通道蛋白插入肾小管上皮细胞膜(管腔面)(如下图所示)。回答下列问题:
(1)当人吃的食物过咸或饮水过少的情况下,______________感受器兴奋,________释放的抗利尿激素增多。该激素的合成部分是在神经系统的________(填器官)。
(2)肾小管上皮细胞中水通道蛋白的合成及加工过程与分泌蛋白相似,只是不分泌到细胞外,而是转移至细胞膜上,与水通道蛋白的合成及加工过程直接相关的细胞器有________。
(3)据图分析,抗利尿激素促进肾小管细胞对水的重吸收的机制:一方面改变细胞中某些酶的活性,促进____________的合成,另一方面促进储存水通道蛋白的囊泡与细胞膜________,从而增加细胞膜上水通道蛋白的数量。
(4)尿量超过3 L/d称尿崩。假设尿崩症仅与抗利尿激素有关,说出引起尿崩的两个原因:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
【答案】(1)下丘脑渗透压 垂体 下丘脑 (2)核糖体、内质网、高尔基体 (3)水通道蛋白 融合 (4)抗利尿激素分泌量不足 肾小管上皮细胞表面缺乏抗利尿激素受体,从而使抗利尿激素不能发挥作用
【解析】(1)当人吃的食物过咸或饮水过少时,细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器兴奋,下丘脑合成分泌、垂体释放的抗利尿激素增多。(2)肾小管上皮细胞中水通道蛋白在核糖体上合成,经内质网、高尔基体加工、包装并转移至细胞膜上,因此,与水通道蛋白合成及加工过程直接相关的细胞器有核糖体、内质网和高尔基体。(3)结合题图分析可知,抗利尿激素作用于肾小管细胞,通过对细胞中某些酶的影响,促进水通道蛋白的合成,同时促进储存水通道蛋白的囊泡与细胞膜融合,从而增加细胞膜上水通道蛋白的数量,最终促进肾小管上皮细胞对水的重吸收。(4)抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水分的重吸收。若尿崩症仅与抗利尿激素有关,则其原因可能是抗利尿激素分泌量不足,或肾小管细胞表面缺乏相应受体而使抗利尿激素不能发挥作用。
11.下图中A、B、C表示生物大分子,请分析推断并回答有关问题:
(1)请依次写出上图中X、Y所代表的元素:X为______________,Y为________________。
(2)图中大分子物质A的中文名称是______________________,其彻底水解产物是______________________________。
(3)B具有多样性,从b分析是由于__________________________________________________。
(4)细胞结构Ⅱ的名称是__________,在细胞膜中的存在部位是_________________________。
(5)同一个人的肝细胞与骨骼肌细胞相比,A、B是否相同?____________________。为什么?_______________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
【答案】(1)N、P N (2)脱氧核糖核酸 磷酸、脱氧核糖、碱基 (3)b的种类、数目、排列顺序不同 (4)糖蛋白 细胞膜的外侧 (5)A相同而B不同 因为同一个人的肝细胞与骨骼肌细胞来源于同一个受精卵,所以核DNA未改变但生命活动的体现者——蛋白质已发生改变(基因的选择性表达)
【解析】 (1)由图解分析知:X为“N、P”,Y为“N”。(2)A的中文名称为“脱氧核糖核酸”,其彻底水解产物为“磷酸、脱氧核糖、碱基”。(3)若只从b分析,B具有多样性的原因只有3点,即组成B的氨基酸(b)种类、数目和排列顺序不同。(4)细胞膜上的糖蛋白分布于细胞膜外侧。(5)同一个人的肝细胞和骨骼肌细胞不同的根本原因是基因的选择性表达,但核DNA相同,所以A相同,而B不相同。
12.根据下列图中的化学式回答问题:
(1)如图所示,这是由 个氨基酸组成的化合物,该化合物的名称是 ;氨基酸形成该化合物的反应叫做 。
(2)氨基酸的结构通式是 ,图中含有 种氨基酸。
(3)图中含有的氨基和羧基的数目分别为 、 。
(4)某蛋白质是由152个氨基酸组成的3条多肽链折叠盘曲而成,该蛋白质包含的肽键数目为 。形成该蛋白质时相对分子质量减少了 。(列出等式即可)
【答案】(1) 4 四肽/多肽 脱水缩合
(2) 4
(3) 1 3 (4) 149 (152-3)×18
【分析】据图分析,A是氨基,B是肽键,C是羧基;图示多肽含有3个肽键,是由4个氨基酸脱水缩合而成的四肽。
(1)结合分析可知,图示多肽是由4个氨基酸脱水缩合而成,该化合物名称为四肽。
(2)构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,其结构通式是 ;据图分析,图中的四种氨基酸R基分别是-CH2-COOH、-(CH2)2-COOH、-CH2-SH、-CH3,各不相同,故含有4种氨基酸。
(3)据图可知,图中含有的氨基-NH2数目为1个,羧基(-COOH)数目为3个。
(4)多肽中含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=152-3=149个;形成该蛋白质时相对分子质量减少量=脱去的水分子数=(152-3)×18。
13.某细胞组成如图,据图回答问题:
(1)A是指 。组成D的元素有 ,除此之外,脂类还包括另外两类,分别是 、 ,其中,维生素D属于 。
(2)G是指 ,种类一共有 种,其中构成它们的碱基T表示 (中文名)。
【答案】(1)单糖(葡萄糖) C.H.O 磷脂 固醇 固醇 (2)脱氧核苷酸 4 胸腺嘧啶
【分析】糖类是能源物质,脂肪是储能物质,蛋白质是结构物质,核酸是遗传物质,所以B是多糖,A是葡萄糖,D是脂肪,C是甘油和脂肪酸,F是蛋白质,E是氨基酸,H是核酸,由于DNA是细胞中的遗传物质,所以H是DNA,G是脱氧核苷酸。
【详解】(1)由分析可知,A是指单糖(葡萄糖);D是脂肪,组成元素是C、H、O;脂类还包括另外两类,分别是磷脂 ,维生素D,其中维生素D属于固醇。
(2)由分析可知,G是脱氧核苷酸,共有4种,其中构成它们的碱基T表示胸腺嘧啶。
14.生物体的生命活动都有共同的物质基础,如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物及其作用,a、b、c、d代表不同的小分子物质,A、B、C1、C2代表不同的生物大分子,请据图回答下列问题:
(1)在人体细胞内C1是 的载体,C2主要分布在 。
(2)由b合成B的场所为 ,该细胞器在真核细胞中的形成与 (结构)有关。
(3)物质a是 ,在动物细胞内与物质A功能相似的物质是 ;与A相比,等质量的脂肪氧化分解释放的能量更多,原因是 。
【答案】(1) 遗传信息 细胞质 (2) 核糖体 核仁 (3) 葡萄糖 糖原 脂肪中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多
【分析】分析题图可知,A是植物细胞的储能物质,且是大分子,A是淀粉,组成淀粉的小分子a是葡萄糖,染色体主要由蛋白质和DNA组成,组成蛋白质的元素主要由C、H、O、N,组成DNA的元素由C、H、O、N、P,因此B是蛋白质,组成蛋白质的小分子b是氨基酸,C1是DNA,核糖体由蛋白质和RNA组成,故C2是RNA,c是核苷酸;雄性激素能促进生殖器官的发育和维持雄性动物的第二性征,故d是雄性激素。
(1)由分析可知,C1是DNA,在人体细胞内C1是遗传信息的载体,C2是RNA,C2主要分布在细胞质。
(2)由分析可知,b是氨基酸,B是蛋白质,由b氨基酸合成B蛋白质的场所为核糖体,核糖体在真核细胞中的形成与核仁有关。
(3)由分析可知,物质a是葡萄糖,在植物细胞内物质A是淀粉,与A相比,等质量的脂肪由于氢占的比例高,氧占的含量低,所以氧化分解时需氧多,产生的水多,释放的能量更多。
15.在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜。图中两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中葡萄糖和淀粉两种物质含量的变化趋势。请据图回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ表示香蕉果实成熟过程中 (物质)含量的变化趋势。
(2)请设计实验来验证(1)中的判断:
实验器材:成熟到第x天和第y天的香蕉果肉、磨浆机、试管若干、大烧杯、量筒、酒精灯、碘—碘化钾溶液、新配制的斐林试剂试剂等。
实验原理: ,其颜色深浅与淀粉含量成正比; ,其颜色深浅与葡萄糖含量成正比。
(3)实验步骤:
①取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉置于两个相同烧杯中,分别加入等量的蒸馏水制成提取液。然后在 a、b试管中各加入5mL第x天的提取液,在 c、d 试管中各加入 5mL第y天的提取液。
②a、c试管中加入 ;b、d试管中加入 。
③观察实验现象并比较 a、c 试管中和 b、d 试管中颜色变化,记录实验结果。
实验现象:a、c试管呈 色,且a试管颜色比c试管颜色 (深或浅);
【答案】(1)淀粉 淀粉遇到碘—碘化钾变蓝 葡萄糖与斐林试剂混合水浴加热生成砖红色沉淀 (2)碘—碘化钾 斐林试剂 蓝色 (3)深 b、d试管水浴后出现砖红色 ,d的颜色更深
【分析】根据题意可知,题干指出“在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜”,因此可以很容易的分析出淀粉类物质转化成了还原糖,即Ⅰ为淀粉,Ⅱ为葡萄糖。碘液可用来检验淀粉的存在,新配制的斐林试剂可用来检验可溶性还原糖的存在。
【详解】(1)曲线Ⅰ表示香蕉果实成熟过程中淀粉含量的变化趋势,曲线Ⅱ表示香蕉果实成熟过程中葡萄糖含量的变化趋势。
(2)可设计实验来验证曲线Ⅰ表示香蕉果实成熟过程中淀粉含量的变化趋势:实验原理:淀粉遇碘−碘化钾溶液变蓝,其颜色深浅与淀粉含量成正比,淀粉含量越多,颜色越深;斐林试剂与葡萄糖混合,水浴加热有砖红色沉淀生成,其颜色深浅与葡萄糖含量成正比,葡萄糖含量越多,颜色越深。
(3)实验步骤:①取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉置于两个相同烧杯中,分别加入等量的蒸馏水制成提取液。然在a、b试管中各加入5mL第x天的提取液,在c、d试管中各加入5mL第y天的提取液。②在a、c试管中各加入等量的碘−碘化钾溶液,检测淀粉的含量,在b、d试管中各加入等量的新配制的斐林试剂并进行水浴加热,检测葡萄糖的含量。③观察实验现象并比较a、c试管中和b、d试管中颜色变化,记录实验结果。实验现象:a、c试管中呈蓝色,且a试管颜色深于c试管;b、d试管中呈砖红色,且d试管颜色深于b试管。
16.抗体是由2条相同的H链和2条相同的L链通过链间二硫键连接而成的蛋白质。整个抗体分子可分为恒定区(C)和可变区(V)两部分(如图所示)。在同一个物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。请回答:
(1)合成此抗体时,脱水缩合产生的水来自于氨基酸的 。若某种抗体的一条H链有550个氨基酸,一条L链有242个氨基酸,则该抗体中含有 个肽键。
(2)蛋白质结构具有多样性的原因是 。蛋白质功能具有多样性,除免疫功能外,还有 、 、 、 。
(3)从血清中分离出所需抗体后,若加入酒精处理,则抗体 (填“有”或“无”)活性。加热会使蛋白质变性,但在变性过程中肽键不会断裂。请设计实验进行验证。简要写出实验设计思路和实验结果 。
【答案】(1) 氨基和羧基 1580 (2) 组成蛋白质的氨基酸种类、 排列顺序和多肽形成的空间结构不同 催化 运输 信息传递 组成细胞结构 (3) 无 设计思路:分别取等量的经过加热处理的蛋白质和未经过加热处理的蛋白质,各加入等量的双缩脲试剂,摇匀后进行颜色对比;实验结果:两组均出现紫色
【分析】1、蛋白质结构多样性的直接原因:构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、 排列顺序和肽链的空间结构千差万别;
2、蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样:①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;②有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;③有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;④有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;⑤有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
【详解】(1)抗体的化学本质是蛋白质,蛋白质在核糖体上经过脱水缩合方式完成,据此可推测合成此抗体时,脱水缩合产生的水来自于氨基酸的氨基和羧基;若某种抗体的一条H链有550个氨基酸,一条L链有242个氨基酸,图中的抗体有两条H链和两条L链,则该抗体中含有(550+242)×2-4=1580个肽键。
(2)蛋白质结构多样性的原因与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同有关。蛋白质功能具有多样性,除免疫外,还有催化、传递信息、运输、组成细胞结构等功能,
(3)从血清中分离出所需抗体后,若加入酒精处理,酒精会导致蛋白质变性,因此抗体无活性;加热会使蛋白质变性,但在变性过程中肽键不会断裂,为了证明该结论设计如下实验,实验原理是蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应(作用部位是肽键),因此加热与否都会出现紫色发应,设计思路为:分别取等量的经过加热处理的蛋白质和未经过加热处理的蛋白质,各加入等量的双缩脲试剂, 摇匀后进行颜色对比,结果是两组均出现紫色。
17.材料:大多数植物种子的贮藏物质以脂肪(油)为主,并储存在细胞中,种子萌发时,脂肪水解生成脂肪酸和甘油,然后脂肪酸和甘油分别形成葡萄糖,最后转变成蔗糖,并转运至胚轴供给胚生长和发育。请回答下列问题:
(1)植物脂肪大多含有 脂肪酸(这种脂肪酸的熔点较低),脂肪酸长链中存在 键, 因此在室温时呈 态。
(2)脂质包括脂肪 脂质与糖类不同,其分子中 (填元素)的含远远低于糖类,而 (填元素)的含更高。
(3)动物体在糖类供应充足的情况下,可以 (填“大量”或“少量”)转化为脂肪;脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起 不足时,才会分解,并 (填“大量”或“少量”)转化为糖类。
【答案】(1) 不饱和 双 液 (2) 磷脂和固醇 氧元素 氢元素
(3) 大量 供能 少量
【分析】脂肪和糖类都只含C、H、O三种元素,但脂肪中C和H的比例比同等质量的糖类高,相同质量的脂肪彻底氧化分解释放出的能量比糖类多,因此脂肪是更好的储能物质。
【详解】(1)植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸(这种脂肪酸的熔点较低),脂肪酸长链中存在双键,因此在室温时呈液态。
(2)脂质包括脂肪、磷脂和固醇。脂质与糖类不同,其分子中氧元素的含远远低于糖类,而氢元素的含更高。
(3)动物体在糖类供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解,并少量转化为糖类。
18.用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下:
肽化合物名称
①
②
③
④
⑤
⑥
催产素
牛加压素
血管
舒张素
平滑肌
舒张素
猪促黑色素
细胞激素
人促黑色素
细胞激素
氨基酸数目
9个
9个
9个
10个
13个
22个
(1)表中①②③的氨基酸数目虽然相同,但其生理作用彼此不同,这是因为它们的 不同。
(2)表中的③与④、⑤与⑥虽然功能相似,但各具专一性,它们之间的差异取决于 。
(3)在不知血管舒张素肽的具体结构情况下,推知这种肽类化合物至少有 个氨基和 个羧基,这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置? 。
【答案】(1)氨基酸的种类和排列顺序 (2)氨基酸的种类、数量和排列顺序不同 (3) 1 1 分别位于肽链的两端
【分析】1、组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,组成蛋白质的氨基酸根据R基不同分为20种;
2、蛋白质结构的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关,蛋白质结构的多样性决定功能多样性;
3、蛋白质(或多肽)中游离氨基或羧基数═肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
【详解】(1)构成①②③三种肽类的氨基酸数目尽管相同,但氨基酸的种类和排列顺序不一定相同,因此形成的多肽生理作用彼此不同;
(2)结构决定功能,表中③与④、⑤与⑥而言,均为肽类物质,虽然功能相似,但因构成它们氨基酸的种类、数量、排列顺序的不同导致它们的功能各具专一性;
(3)蛋白质(或多肽)中游离氨基或羧基数═肽链数+R基中含有的氨基或羧基数,当构成多肽各氨基酸的R基中无氨基或羧基时,该多肽中游离氨基或羧基数═肽链数═1,这些氨基和羧基分别位于肽链的两端。
19.下图为细胞中四类有机化合物的组成,请分析回答:
(1)E在动物体内是指 ,其基本单位A是指 。
(2)F是指 ,它是由B(脂肪酸和甘油)形成的,除此之外,脂质还包括 和 。
(3)C是指 ,生物体中约有 种,其结构通式是 ,由两分子C形成G时,相对分子质量会 。有些C人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取,这些C叫做 。
(4)D是形成 (填中文名称)的单体。H通常由 条链构成,主要分布在 内。
【答案】(1) 糖原 葡萄糖 (2) 脂肪 固醇 # 磷脂 磷脂 # 固醇
(3) 氨基酸 20 减少 必需氨基酸
(4) 脱氧核糖核酸 2 细胞核
【分析】分析题图:图中E是能源物质,主要是多糖,所以A是葡萄糖;F是储能物质,主要是脂肪,所以B为甘油和脂肪酸;G为结构物质,主要是蛋白质,所以C是氨基酸;H是细胞中的遗传物质,是DNA,所以D为脱氧核苷酸。
(1)由于糖类是主要的能源物质,因此E表示多糖,动物体内是指糖原,其基本单位A为葡萄糖。
(2)F是脂肪,脂质还包括磷脂和固醇等。
(3)C是蛋白质的基本组成单位氨基酸。组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,因而氨基酸的结构通式为。由于R基团的不同,因而构成蛋白质的氨基酸约有20种;2个氨基酸经过脱水缩合反应脱去1分子水,两条氨基酸残基由肽键连接,因此相对分子质量减少18。有些氨基酸C人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取,这些氨基酸C叫做必需氨基酸。
(4)细胞中的遗传物质H是脱氧核糖核酸,其基本单位D是脱氧核糖核苷酸,H是DNA,通常是2条链,主要分布在细胞核内。
20.为验证“X是植物生活的必需元素”,三位同学进行了实验设计,下列是实验的的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的,为什么?再写出你的设计思路。
(1)实验一:取生长状况一致的玉米幼苗,用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水,实验组盛有用蒸馏水配制的X盐溶液,两组置于相同的适宜条件下培养,并对溶液通气,观察比较两组植物的生长发育情况。
(2)实验二:取生长状况一致的玉米幼苗,栽培在盛有砂性基质(不含矿质元素)的玻璃容器中,对照组浇以自来水,实验组浇以自来水配制的X盐溶液,两组置于相同的适宜条件下培养,观察两组植物的生长发育情况。
(3)下面你进行实验设计,请写出你的设计思路。 。
【答案】(1)不能。②因为实验组和对照组均缺乏植物必需的矿质元素,两组植物生长均不正常 (2)不能。②因为对照组和实验组都可能含有X离子 (3)取生长状况一致的玉米幼苗,用符合实验要求的容器。②对照组盛有植物必需的各种矿质元素的完全培养液,实验组盛有不含X离子的完全培养液,③两组置于相同的适宜条件下培养,并对溶液通气。④观察比较两组植物生长发育情况
【分析】该题考查了实验分析和实验设计能力。植物是否需要某种矿质元素可以通过“溶液培养法”进行测定,具体地说,就是在人工配制的营养液中除去某一种矿质元素,然后观察植物在营养液中生长发育的状况。如果除去某一矿质元素后,植物的生长发育仍然正常,就说明这种矿质元素不是植物必需的矿质元素;如果除去某一种元素后,植物的生长发育不正常了,而补充这种元素后,植物的生长发育又恢复正常状态,就说明这种矿质元素是植物必需的矿质元素。
【详解】(1)实验一中置于蒸馏水和镁盐溶液中的两组植物均缺乏植物必需的矿质元素而表现为生长发育不正常,故不能达到实验目的。
(2)实验二中对照组和实验组均给予自来水,这样两组中都可能含有X离子,而导致不能达到实验目的。
(3)由分析可知,为了达到实验目的,本实验的操作如下设计:取生长状况一致的玉米幼苗随机分成两组,并用符合实验要求的容器。②对照组幼苗置于盛有植物必需的各种矿质元素的完全培养液中,实验组置于盛有不含X离子的完全培养液中,③两组置于相同的适宜条件下培养,并对溶液通气。④观察比较两组植物生长发育情况。最后根据实验结果得出相应的结论。
二、细胞的结构和功能
21.(2023·北京·高考真题)学习以下材料,回答下面问题。
调控植物细胞活性氧产生机制的新发现,能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生,活性氧可以调控细胞代谢,并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m(M基因突变为m基因),在受到长时间连续光照时,植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比,突变体m中M酶活性下降,脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,研究人员以诱变剂处理突变体m,筛选不表现细胞凋亡,但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析,发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I(催化有氧呼吸第三阶段的酶)等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径(如图):A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
在上述研究中,科学家从拟南芥突变体m入手,揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究,将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。
(1)叶绿体通过___________作用将CO2转化为糖。从文中可知,叶绿体也可以合成脂肪的组分___________。
(2)结合文中图示分析,M基因突变为m后,植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是:_____,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)请将下列各项的序号排序,以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路:___________。
①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m③鉴定相关基因④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株
(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容,请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明___________。
【答案】(1)光合 脂肪酸 (2)长时间光照促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸 (3)②④①③ (4)叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体,线粒体代谢产生的B酸,又通过载体蛋白返回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡
【分析】本实验为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,由此揭示A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。
【详解】(1)叶绿体通过光合作用将CO2转化为糖。由于M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。
(2)M基因突变为m后,植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是:长时间光照促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路:②用诱变剂处理突变体m,④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株,①确定相应蛋白的细胞定位和功能,③鉴定相关基因,正确顺序为②④①③。
(4)细胞器间协作以维持稳态与平衡的过程:叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体,线粒体代谢产生的B酸,又通过载体蛋白返回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。
22.(2023·全国·高考真题)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是_____(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布_____上,其中类胡萝卜素主要吸收_____(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖,原因是_____。
(3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。_____
【答案】(1)差速离心 类囊体(薄)膜 蓝紫光 (2)悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶,但黑暗条件下,光反应无法进行,暗反应没有光反应提供的原料ATP和NADPH,所以无法形成糖类。 (3)思路:将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组,两组植物应均进行饥饿处理(置于黑暗中一段时间消耗有机物),甲组放置在有光条件下,乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下,一段时间后,用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体,脱绿后制作成匀浆,分别加入碘液后观察。结果:甲组匀浆出现蓝色,有淀粉产生;乙组无蓝色出现,无淀粉产生。
【分析】叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上,光合色素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收红光。
【详解】(1)植物细胞器的分离方法可用差速离心法,叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上,光合色素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
(2)光合作用光反应和暗反应同时进行,黑暗条件下无光,光反应不能进行,无法为暗反应提供原料ATP和NADPH,暗反应无法进行,产物不能生成。
(3)要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉,需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组,先进行饥饿处理,排除原有淀粉的干扰。之后甲组放置在有光条件下,乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下,一段时间后,用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体,需要脱绿处理,制作成匀浆,分别加入碘液后观察。
预期的结果:甲组匀浆出现蓝色,有淀粉产生;乙组无蓝色出现,无淀粉产生。
23.真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。
结构名称
突触
高尔基体
(1)_________
叶绿体的类囊体膜
功能
(2)_________
(3)_________
控制物质进出细胞
作为能量转换的场所
膜的主要成分
(4)_________
功能举例
在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递
参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程
参与K+从土壤进入植物根细胞的过程
(5)_________
【答案】(1)细胞膜 (2)参与信息传递 (3)对蛋白质进行加工修饰 (4)脂质和蛋白质 (5)叶肉细胞进行光合作用时,光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上
【分析】1、生物膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类和数量越多。
2、细胞膜的功能:①将细胞与外界环境分隔开;②控制物质进出;③进行细胞间的信息交流。
3、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。
【详解】(1)K+进入植物根细胞的过程为主动运输,体现了细胞膜控制物质进出的功能。
(2)兴奋在神经元之间是通过突触传递的,当兴奋传递到突触小体时,突触前膜释放神经递质进入突触间隙,与突触后膜上的受体结合,使突触后膜发生兴奋或抑制,该过程体现了细胞膜参与信息传递的功能。
(3)由分析可知,在分泌蛋白的合成和分泌过程中,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工修饰后,“出芽”形成囊泡,最终将蛋白质分泌到细胞外。
(4)由分析可知生物膜的主要成分是脂质和蛋白质。
(5)类囊体薄膜上分布着光合色素和多种酶,是绿色植物进行光反应的场所,可以将光能转化为化学能。
24.下图1是细胞膜内陷形成的囊状结构即小窝,小窝与细胞的信息传递等相关;下图2表示小窝蛋白在某细胞内合成及被转运到细胞膜上的过程,其中①~⑥表示细胞结构。据图回答下列问题:
(1)原核细胞和图示细胞最本质的区别是_______________。用磷脂酶处理,图2中功能不受影响的细胞器有_______________(填序号)。
(2)图1中小窝蛋白分为三段,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。
(3)图2中小窝蛋白合成及被转运到细胞膜上依次经过的细胞器有_______________(填序号),该过程需要的能量主要由_______________(填名称)提供。若破坏了该细胞的核仁,则小窝蛋白的合成将不能正常进行,原因是_______________。
【答案】(1) 无核膜包被的细胞核 ①⑥ (2) 疏水性 细胞质基质(3) ①②③ 线粒体 核糖体中的RNA来自核仁,核仁被破坏,影响核糖体的功能
【详解】
1、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。
2、分析图形:图中①为核糖体;②为内质网;③为高尔基体;④线粒体;⑤细胞核;⑥为中心体。
(1)图示细胞为真核细胞,原核细胞与之相比,本质区别为原核细胞无核膜包被的细胞核。图2中①为核糖体,⑥为中心体,它们没有膜结构,磷脂酶处理不受影响其功能。
(2)小窝蛋白分为三段,中间区段位于磷脂双分子层内,磷脂双分子层疏水性的尾部位于内侧,据此可推测小窝蛋白的中间区段是具有亲水性的氨基酸残基组成,结合图示可知其余两段均位于图1细胞的细胞质基质中。
(3)根据分泌蛋白的分泌过程可知,图2中小窝蛋白合成及被转运到质膜上依次经过细胞器有核糖体、内质网、高尔基体,即图中的①②③,该过程需要消耗细胞内的能量,能量主要由线粒体,即图中的④提供。若破坏了该细胞的核仁,核糖体中的RNA来自核仁,核仁被破坏,影响核糖体的功能,而核糖体是蛋白质的合成车间,据此可推测小窝蛋白的合成将不能正常进行。
25.冬春之交甲流病毒盛行,而预防甲流的最有效措施是注射甲流疫苗。如图甲为某人接种甲流疫苗后体内某细胞分泌甲流病毒抗体(免疫球蛋白)的过程,图乙为该细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请回答下列问题:
(1)原核细胞与甲细胞最根本的区别是原核细胞没有图中 (填序号)包被的细胞结构。
(2)图甲细胞中合成抗体的结构是【 】 (填序号和名称),与抗体的加工和分泌有关的具膜结构有 (填序号)。细胞中各种细胞器膜、细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的 ,构成这些膜结构的基本骨架是 。
(3)科学家采用放射性同位素示踪的方法研究抗体的合成和分泌路径(图甲)。用放射性同位素3H标记的 培养该细胞,含有放射性的标记物以 方式被细胞吸收并利用。通过在不同的时间获得细胞并置于特定的环境下观察细胞中 ,发现在细胞内的很多结构中都能观察到。从细胞的结构和功能来看,抗体的合成及分泌过程说明了什么? 。
(4)据图乙分析,在抗体的分泌过程中, (填细胞器名称)形成的囊泡能定向、精确地转移到膜上的特定部位,其原因是囊泡膜上的 (填图乙中的名称)具有特异性识别能力。图乙中囊泡与膜的融合依赖于生物膜的 。
【答案】(1)⑥ (2) ② 核糖体 ①③④⑦ 生物膜系统 磷脂双分子层 (3)氨基酸 主动转运(主动运输) 放射性出现的位置 细胞内各结构共同协调配合完成生命活动,细胞在结构和功能上是一个统一的整体 (4)高尔基体 蛋白质A 流动性
【分析】分析图甲:甲表示抗体的合成及分泌过程,①表示细胞膜,②表示核糖体,③表示内质网,④表示高尔基体,⑤表示中心体,⑥表示核膜,⑦表示线粒体。
分析图乙:乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,据图推测其原因是囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B特异性结合。
【详解】(1)甲细胞为真核细胞,原核细胞与真核细胞最根本的区别是原核细胞没有核膜包被的细胞核,⑥为核膜。
(2)甲细胞中能合成抗体的结构是核糖体,序号②。抗体的加工和分泌相关的有膜结构有③内质网、④高尔基体、⑦线粒体和①细胞膜。细胞中各种细胞器膜、细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的基本骨架是磷脂双分子层。
(3)抗体是蛋白质,所以需用放射性同位素3H标记的氨基酸培养细胞,氨基酸以主动转运方式被细胞吸收并利用。可在特定的环境下,观察细胞中放射性出现的位置,来跟踪抗体的合成和分泌路径。从细胞的结构和功能来看,抗体的合成及分泌过程说明了细胞内各结构共同协调配合,完成生命活动,细胞在结构和功能上是一个统一的整体。
(4)图乙是囊泡和细胞膜的融合过程,在抗体的分泌中,高尔基体形成的囊泡运输到质膜上,而囊泡膜上的蛋白质A具有识别能力,可与质膜上的蛋白质B特异性结合,然后完成胞吐过程,这依赖于膜的流动性这一结构特点。
26.图1是某真核生物部分细胞结构模型,图2为人体细胞内部分蛋白的合成及转运的示意图,请回答下列问题:
(1)应在 显微镜下才能观察到图1所示的结构,该图中细胞是 (“动物”或“植物”)细胞,理由是 ;该细胞与原核细胞的本质区别 。
(2)从细胞中分离各种细胞器的方法是先将细胞膜破坏后,获得各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,再用 的方法获得各种细胞器,该细胞有氧呼吸的主要场所是 。
(3)研究发现,线粒体和叶绿体中都能各自独立地合成一部分蛋白质,推测它们结构中必有的一种细胞器是 ,它的形成与细胞结构 密切相关。
(4)图2细胞质膜上的膜蛋白的形成经过 的加工,并通过 (结构)运输转移到细胞质膜上。
(5)图1中不属于生物膜系统的细胞器是 。若该细胞为水稻的根尖分生区细胞(未分化成熟),则图中多了 。
【答案】(1)电子 植物 含有液泡和中心体 有以核膜为界的细胞核 (2)差速离心法 线粒体 (3)核糖体 核仁 (4)内质网和高尔基体 囊泡 (5)核糖体 液泡
【分析】1、科学家根据细胞中有、无核膜包被的细胞核把细胞分为原核细胞和真核细胞。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。
【详解】(1)图1所示结构为电子显微镜观察到的亚显微结构。图1中细胞含有含有液泡、细胞壁,因此是植物细胞。该细胞与原核细胞的本质区别是有以核膜为界限的细胞核。
(2)分离细胞器所用的方法是差速离心法。线粒体是细胞需氧呼吸的主要场所。
(3)蛋白质的合成场所是核糖体,推测线粒体和叶绿体中必有的一种细胞器是核糖体,核仁与某种RNA及核糖体的形成有关。
(4)细胞膜上的蛋白质首先是在核糖体上合成多肽链,然后在内质网中进行初步的加工,内质网出芽形成囊泡运输到高尔基体进一步加工,最后高尔基体出芽形成囊泡运输到细胞膜。
(5)图1中的核糖体为无膜结构,不属于生物膜系统。水稻根尖分生区细胞不含有大液泡。
27.四川盐源的“冰糖心苹果”酸甜爽口,在果实成熟的过程中(7~10月),果实甜度逐渐提高。为研究该过程果实中的物质变化,某研究小组进行了以下实验。
(1)实验步骤及预测结果:
第一步:在7月取适量苹果果肉制成匀浆,加入试管, 。
第二步:在当年10月取同株苹果相同部位 制成匀浆,加入试管,编号为B。
第三步:①若需确定甜度提高是否与还原糖含量增加有关,应分别向A、B试管中加入适量 ,并在 保温一段时间,分别记录实验现象。
预测实验结果:若 ,则说明果实甜度提高与还原糖含量增加有关。
②若已确定果实甜度提高是由还原糖含量增加引起,但对还原糖的来源存在两种不同的假设。
假设1:果实中的淀粉转化为还原糖;
假设2:果实中的其他物质转化为还原糖。
为检验假设,需分别向A、B试管中加入适量 ,并记录实验现象。
预测实验结果:若 ,则说明假设1成立。
(2) 苹果果实在成熟过程中硬度逐渐下降,这主要与细胞中的 (结构)变化有关,该结构的组成成分是 。
【答案】(1)编号为A 等量果肉 斐林试剂 50~65℃温水中 B比A的砖红色深 碘液 A比B的蓝色深 (2)细胞壁 纤维素和果胶
【分析】1、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉、蔗糖)。
2、还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀,还原糖越多,砖红色沉淀越深。
3、碘遇淀粉变蓝,蓝色越深说明淀粉越多。
(1)由于本实验的目的是研究果实成熟过程中物质变化规律,故实验自变量是不同时间,因变量是果实中的物质变化,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故实验设计如下:
第一步:在7月取适量苹果果肉制成匀浆,加入试管,编号为A。
第二步:在当年10月取同株苹果相同部位等量果肉制成匀浆,加入试管,编号为B。
第三步:①若需确定甜度提高是否与还原糖含量增加有关,应分别向A、B试管中加入适量斐林试剂,并在50~65℃温水中保温一段时间,分别记录实验现象。
还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀,还原糖越多,砖红色沉淀越深。预测实验结果:若B比A的砖红色沉淀深,则说明果实甜度提高与还原糖含量增加有关。
②若已确定果实甜度提高是由还原糖含量增加引起,但对还原糖的来源存在两种不同的假设。
假设1:果实中的淀粉转化为还原糖;假设2:果实中的其他物质转化为还原糖。
碘遇淀粉变蓝,蓝色越深说明淀粉越多。为检验假设,需分别向A、B试管中加入适量碘液,并记录实验现象。
预测实验结果:若A比B的蓝色深,则说明假设1成立。(若A与B的蓝色深度相同,则说明假设2成立)
(2)植物细胞壁具有支持和保护的作用,苹果果实在成熟过程中硬度逐渐下降,这主要与细胞中的细胞壁变化有关;植物细胞壁的组成成分主要是纤维素和果胶。
28.某科研人员对乳酸菌、大豆、小白鼠、HIV等生物样品进行化学成分和结构的分析,结果忘记了贴标签,请你帮他判断并回答相关问题:
(1)含有水、DNA、RNA、糖原和蛋白质等成分的生物是 。
(2)属于自养生物的是 ,含有染色体的生物是 。
(3)含有水、DNA、RNA、蛋白质和细胞壁等成分或结构的生物是 。
(4)从上述分析中可以得出生物体都含有 两种成分。
(5)乳酸菌与大豆细胞相比,其细胞结构的最大特点是 。
(6)经鉴定完毕,科研人员想提取纯净的细胞膜研究细胞膜的结构和功能。选取材料为小白鼠的红细胞,理由� �。
(7)经分析,细胞膜的主要成分是 和 。
【答案】(1) 小白鼠 (2)大豆 大豆、小白鼠 (3)乳酸菌、大豆 (4)核酸和蛋白质 (5) 无以核膜为界限的细胞核 (6)小白鼠的红细胞没有细胞核和众多细胞器 (7)脂质 蛋白质
【详解】试题分析:1、植物组织中特有的多糖是淀粉和纤维素,纤维素是植物细胞壁的组成成分;动物细胞中特有的多糖是糖原;
2、病毒不具细胞结构,其组成成分只有蛋白质和核酸;
3、乳酸菌属于原核生物,具有细胞壁,但细胞壁中无纤维素;
4、核酸分DNA和RNA,具有细胞结构的生物既含有DNA,也含有RNA;病毒的核酸只有一种,DNA或者RNA.
解:(1)糖原是动物细胞的储能物质,存在于动物细胞中,因此含有水、DNA、RNA、糖原和蛋白质等成分的生物是小白鼠。
(2)题中所涉及生物中属于自养生物的只有大豆;含有染色体的生物是真核生物,包括大豆和小白鼠。
(3)植物细胞和原核细胞具有细胞壁,因此含有水、DNA、RNA、蛋白质和细胞壁等成分或结构的生物是大豆和乳酸菌。
(4)生物体都含有核酸和蛋白质这两种成分。
(5)乳酸菌细胞属于原核细胞,大豆细胞属于真核细胞,原核细胞与真核细胞相比,最大的特点是无以核膜为界限的细胞核。
(6)小白鼠的红细胞没有细胞核和众多细胞器,没有内膜系统的干扰,用此细胞作为实验材料能获得较纯净的细胞膜。
(7)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。
29.图为动物、植物细胞二合一亚显微结构模式图。请据图回答:
(1)细胞内有遗传物质DNA的结构有 (填结构的名称)。
(2)具有色素的细胞器是 (填序号)。
(3)如果B图为洋葱的根类成熟区细胞,则应该没有 。
(4)若将B图的植物细胞改成A图的动物细胞,应去掉B图中的细胞结构有 (填序号)。
(5)若图A细胞能分泌抗体,此物质从开始合成到分泌出细胞,经过的细胞器顺序是 (填序号)。
(6)A图和B图中的所有序号所示的结构中,不属于生物膜系统的结构除了3、6和10外,还有 (填序号)
【答案】(1) 细胞核、叶绿体、线粒体 (2) 2和4 (3)叶绿体 (4) 2、4 和7 (5) 11、8、5 (6)7、11、13
【详解】解:(1)DNA主要存在于细胞核,线粒体和叶绿体中也有少量DNA。
(2)具有色素的细胞器是叶绿体和液泡,即4和2。
(3)洋葱的根类成熟区细胞没有叶绿体。
(4)B图的植物细胞改成A图的动物细胞,应去掉液泡、细胞壁和叶绿体,即2、7和4。
(5)若图A细胞能分泌抗体,抗体的化学本质是蛋白质,在核糖体中合成,经过内质网、高尔基体的加工,最终运输到细胞膜,分泌到细胞外,依次经过的细胞器有11、8、5。
(6)A图和B图中的所有序号所示的结构中,不属于生物膜系统的结构除了3、6和10外,还有7细胞壁、11核糖体、13中心体。
30.图1的A细胞表示能分泌胰岛素的胰岛B细胞,B细胞是桐的叶肉细胞;用被3H标记的氨基酸来培养胰岛B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2所示,以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜的膜面积的变化曲线如图3所示;在适宜的条件下,研碎叶肉细胞,放入离心管中并依次按如图4所示操作处理。回答下列相关问题:
(1)图1中与⑧形成有关的细胞器是B细胞的 (填数字),在A、B细胞的细胞质中维持细胞形态、锚定并支持着许多细胞器的结构是 。
(2)研究3H在A细胞的a、b、c中的出现顺序及强度变化状况的科学研究方法称为 ,图1中A细胞的数字与图2、图3的字母的对应关系正确的是
A.⑤-e B.③-a C.⑦-c-f D.②-b-d
(3)图4中分离细胞器的方法是 ,P2、P3、P4用B细胞的数字表示依次为 。
【答案】(1) ⑦ 细胞骨架 (2)同位素标记法 ABCD (3)差速离心法 ⑩⑥③
【分析】图1中数字①-⑩依次为中心体、内质网、核糖体、细胞核、细胞膜、线粒体、高尔基体、细胞壁、液泡、叶绿体:图2、图3中的a、b、c、d、e、f依次为核糖体、内质网、高尔基体、内质网、细胞膜、高尔基体;图4中P2、P3、P4依次为叶绿体、线粒体、核糖体。
【详解】(1)⑧是细胞壁,与细胞壁形成有关的是⑦高尔基体;A、B细胞的细胞质中维持细胞形态、锚定并支持着许多细胞器的结构是细胞骨架,细胞骨架是由蛋白质纤维组成的。
(2)研究3H在A细胞的a、b、c中的出现顺序及强度变化状况的科学研究方法称为同位素标记法,该方法可以用于追踪物质运行和变化的规律;图1中的①-⑩依次为中心体、内质网、核糖体、细胞核、细胞膜、线粒体、高尔基体、细胞壁、液泡、叶绿体,图2、图3中的a、b、c、d、e、f依次为核糖体、内质网、高尔基体、内质网、细胞膜、高尔基体,故图1中A细胞的数字与图2、图3的字母的对应关系正确的是⑤-e 、③-a 、⑦-c-f 、②-b-d。故选ABCD。
(3)由于各种细胞器的密度不同,故可用差速离心法分离各种细胞器;图4中P2、P3、P4依次为叶绿体、线粒体、核糖体,用B细胞的数字表示依次为⑩⑥③。
31.图是某种细胞的结构模式图,据图回答下列问题:
(1)图是细胞的 (填“显微”或“亚显微”)结构模式图,该细胞是 (填“动物”或“植物”)细胞,作出此判断的依据是此细胞具有 等细胞器。
(2)该细胞与大肠杆菌相比,结构上最主要的区别是 。但该细胞与大肠杆菌也具有一些相同的结构,如都有 (列举两点),这说明真核细胞与原核细胞具有统一性。
(3)该细胞进行生命活动所需能量主要由[ ] 提供。若要观察该结构,可用 染液对适宜的活细胞进行染色。该图所示的细胞 (填“适合”或“不适合”)作为观察该结构的实验材料,原因是 。
【答案】(1)亚显微 植物 叶绿体和(中央大)液泡 (2)具有成形的细胞核 核糖体、细胞膜、细胞质等 (3) 3线粒体 健那绿 不适合 线粒体被健那绿染成蓝绿色,细胞中叶绿体也为绿色,两者颜色非常相近互相干扰
【分析】分析题图:图示细胞具有细胞壁、叶绿体、液泡等结构,是植物细胞亚显微结构模式图,其中1是细胞壁,2是高尔基体,3是线粒体,4是叶绿体,5是细胞质,6是液泡,7是核糖体,8是细胞膜,9是内质网。
【详解】(1)图示细胞具有叶绿体、液泡等细胞器,可判断其是植物细胞亚显微结构模式图。
(2)该细胞为真核细胞,与大肠杆菌相比,结构上最主要的区别是其具有成形的细胞核。真核细胞与原核细胞都共有核糖体、细胞膜、细胞质等,这说明真核细胞与原核细胞具有统一性。
(3)该细胞进行生命活动所需能量主要由3线粒体提供。若要观察该结构,可用健那绿对线粒体进行染色后观察。线粒体被健那绿染成蓝绿色,细胞中叶绿体也为绿色,两者颜色非常相近互相干扰,故该图所示的细胞不适合作为观察线粒体的实验材料。
32.下图是一个细胞的亚显微结构图,请仔细观察后回答下面的问题:
(1)该细胞是 细胞,做出此判断的依据是:此细胞具有[1] 、[6] 和[9] 等结构。
(2)细胞进行有氧呼吸的主要场所是[2] 。
【答案】(1)植物 叶绿体 细胞壁 液泡 (2)线粒体
【分析】图式细胞结构中1是叶绿体、2是线粒体、3是细胞核、4是高尔基体、5是细胞膜、6是细胞壁、7是细胞质、8是核糖体、9是液泡、10是内质网。
(1)该细胞含有1叶绿体、6细胞壁和9大液泡,因此是植物细胞。
(2)细胞进行有氧呼吸的主要场所是2线粒体,线粒体是细胞的动力工厂。
33.下图为高等植物细胞亚显微结构模式图。请据图回答:(示例[①]高尔基体)
(1)细胞中的“养料制造车间”是[ ]叶绿体。
(2)既可以调节细胞内的环境,又可以使细胞保持坚挺的细胞器是[⑥] 。
(3)细胞代谢和遗传的控制中心是[⑦] 。
(4)细胞的边界是[ ]细胞膜。
(5)分离各种细胞器常用的方法是 。
【答案】(1)⑤ (2)液泡 (3)细胞核 (4)④ (5)差速离心法
【分析】题图分析:图中①表示高尔基体;②表示线粒体;③表示细胞壁;④表示细胞膜;⑤表示叶绿体;⑥表示液泡;⑦表示细胞核;⑧是内质网。
【详解】(1)叶绿体是光合作用的场所,被称为细胞中的“养料制造车间”,即为图中的⑤叶绿体。
(2)⑥液泡可以调节细胞内的环境,又可以使细胞保持坚挺,液泡与植物细胞的吸水和失水有关。
(3)细胞核是细胞的遗传信息库,控制着细胞的代谢和遗传,故细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核,即图中的⑦。
(4)细胞膜是系统的边界,细胞是最基本的生命系统,故细胞的边界是细胞膜,即图中的④。
(5)为了研究细胞器,首先要获得细胞器,通常分离各种细胞器常用的方法是差速离心法。
34.图甲是动物细胞的亚显微结构示意图;图乙表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程。请据图作答:
(1)图甲所示应通过 才能观察,图乙属于 模型。
(2)图甲中含有DNA的结构是 (填编号)。
(3)图乙a、b、c三种细胞器分别对应于图甲中的 (填图中编号)。欲分离这三种细胞器应使用 法。为了研究图乙所示生理过程,一般采用 法。
(4)用台盼蓝对图甲所示细胞进行染色,发现死细胞被染成蓝色,而活细胞不着色,这一现象说明细胞膜具有 的功能。
(5)构成细胞的化合物中,随着年龄增长明显减少的主要是 ,存在两种形式 和 。
【答案】(1) 电子显微镜 概念模型 (2)⑥#⑧ (3) ①#④#⑦ 差速离心 同位素示踪 (4)控制物质进出细胞 (5)水 自由水 结合水
【分析】分析题图甲:①是核糖体、②是细胞膜、③是中心体、④是粗面内质网、⑤是细胞质基质、⑥是线粒体、⑦是高尔基体、⑧是细胞核;
分析图乙:分泌蛋白的形成过程:在核糖体上翻译出的肽链进入内质网腔后,还要经过一些加工,如折叠、组装、加上一些糖基团等,才能成为比较成熟的蛋白质.然后,由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡,包裹着蛋白质转移到高尔基体,把较成熟的蛋白质输送到高尔基体腔内,做进一步的加工,成为成熟的蛋白质.接着,高尔基体边缘突起形成小泡,把蛋白质包裹在小泡里,运输到细胞膜,小泡与细胞膜融合,把蛋白质释放到细胞外.故a是核糖体,b是内质网,c是高尔基体。
(1)图甲能看到高尔基体、内质网等细微结构,是通过电子显微镜才能观察,图乙属于概念模型。
(2)图甲中含有DNA的结构是⑥线粒体和⑧细胞核。
(3)根据分泌蛋白的形成过程,图乙a、b、c三种细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体,对应于图甲中的①④⑦,分离这三种细胞器应使用差速离心法,为了研究图乙所示生理过程,一般采用同位素示踪法。
(4)用台盼蓝对图甲所示细胞进行染色,发现死细胞被染成蓝色,而活细胞不着色,这一现象说明细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
(5)随着年龄增长明显减少的化合物主要是水,水有自由水和结合水两种形式。
35.下图为细胞膜结构模型示意图。
请回答问题:
(1)图中2表示 ,它构成膜的基本支架,人、鼠细胞融合实验表明了生物膜具有 的结构特点。生物膜具有该特点的原因是 。
(2)与细胞相互识别有关的是图中的[ ] ;若此细胞为植物细胞,则细胞壁位于图中的 (填“A侧”或“B侧”)
(3)膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中[ ] 的种类和数量。
【答案】(1) 磷脂双分子层 流动性 构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,大多数蛋白质也能运动 (2) 3糖蛋白 A侧 (3)1蛋白质
【分析】分析图示可知,1是蛋白质,2是磷脂双分子层,3是糖蛋白,A侧是细胞膜外侧,B是细胞膜内侧。
【详解】(1)图中2表示磷脂双分子层,可构成膜的基本支架,人、鼠细胞融合实验表明了生物膜具有一定的流动性。由于构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,大多数蛋白质也能运动,因此细胞膜具有流动性。
(2)细胞膜上的3糖蛋白具有识别作用。糖蛋白分布在细胞膜外侧,因此A侧是细胞膜外侧,植物的细胞壁位于图中的A侧。
(3)膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中1蛋白质的种类和数量。
36.如图甲、乙分别是两类高等生物细胞的亚显微结构模式图,请据图回答:
(1)若图甲表示洋葱根细胞,则图中不应该出现的细胞器是 (填 编号)。蓝藻与甲在结构上最主要的区别是 。
(2)图乙中具有双层膜的结构有 (填编号),结构①的主要成分是 。
(3)若图乙所示的细胞为胰岛 B 细胞,可产生胰岛素,将3H 标记的氨基酸注入该细胞, 在该细胞结构中,3H 出现的先后顺序是 (用箭头和编号表 示)。胰岛素分泌过程中通过囊泡在不同细胞器之间进行运输,而 (填编 号)在其中起着重要的交通枢纽作用。胰岛素由胰岛 B 细胞细胞产生后在人体内被运 输到靶细胞时,与靶细胞膜上的受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。这体现了细胞膜具有 的功能。
【答案】(1) ⑨ 蓝藻无有核膜包被(成形)的细胞核 (2)③④ 脂质(磷脂)和蛋白质 (3) ⑦→⑤→②→① ② 信息交流
【分析】分析题图:甲细胞为植物细胞结构示意图,乙细胞为动物细胞结构示意图,甲细胞中结构①~⑨依次为细胞膜、高尔基体、细胞核、线粒体、内质网、细胞质基质、核糖体、液泡、叶绿体,乙细胞中①~⑧依次为细胞膜、高尔基体、细胞核、线粒体、内质网、细胞质基质、核糖体、中心体。
(1)若图甲表示洋葱根细胞,则途中不应该出现的细胞器是⑨叶绿体。蓝藻是原核生物,甲是植物细胞,与甲在结构上最主要的区别是蓝藻无核膜为界限的细胞核。
(2)图乙是动物细胞,其中具有双层膜的结构有③细胞核、④线粒体;结构①是细胞膜,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,其主要成分是脂质(磷脂)和蛋白质。
(3)3H 标记的氨基酸是蛋白质合成的原料,胰岛 B 细胞产生胰岛素(分泌蛋白),分泌蛋白合成与分泌过程:附着在内质网上的⑦核糖体合成蛋白质→⑤内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→②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→①细胞膜。该分泌的过程中囊泡在不同细胞器之间进行物质运输,而②高尔基体在其中起重要的交通枢纽作用。胰岛素由胰岛 B 细胞细胞产生后在人体内被运 输到靶细胞时,与靶细胞膜上的受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化,这体现了细胞膜具有信息交流的功能。
37.下列A,B两图是细胞的亚显微结构图,请据图回答下列问题。
(1)图A是 (填“植物”或“动物”)细胞,其主要依据是无 、 、 。
(2)图A中⑥所指的是 ,它是细胞合成 的场所。
(3)图B中②的功能是 。
(4)图B中⑤是 ,它是细胞进行 的主要场所。
(5)若图B是紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的一部分,则色素主要存在于[ ] 中。
(6)图A中⑤是
【答案】(1) 动物 细胞壁 液泡 叶绿体 (2) 核糖体 蛋白质 (3)与植物细胞壁的形成有关 (4)线粒体 有氧呼吸 (5)⑥液泡 (6)中心体
【分析】分析题图:A为动物细胞,其中结构①~⑨为细胞膜、线粒体、高尔基体、染色质、中心体、核糖体、核膜、核仁、内质网;B为植物细胞,其中结构①~⑦为细胞壁、高尔基体、细胞核、核糖体、线粒体、液泡、叶绿体。
(1)图A没有细胞壁、液泡、叶绿体这些结构,可以判断为动物细胞。
(2)图A中⑥所指的是核糖体,是合成蛋白质的场所。
(3)图B中②是高尔基体,它的功能是与植物细胞壁的形成有关。
(4)图B中⑤是线粒体,它是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
(5)若图B是紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的一部分,则色素主要存在于⑥液泡中。
(6)图A中⑤由两个互相垂直的中心粒构成,是中心体。
38.细胞器、蛋白质在真核细胞的生命活动中具有重要作用,若细胞内堆积错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器,就会影响细胞的正常功能。研究发现,细胞通过下图所示的机制进行相应调控。回答下列问题:
(1)图中的吞噬泡是一种囊泡,囊泡的结构不固定,不能称之为细胞器,但对细胞的生命活动至关重要。动物细胞能产生囊泡的结构很多,如高尔基体、 (列出两例)等。
(2)蛋白质结构和功能具有多样性。在细胞内的 (填一种细胞器)上,氨基酸经过脱水缩合形成多肽链,多肽链只有折叠成正确的空间结构,才具有正常的生物学功能。内质网腔内错误折叠的蛋白质一般不会运输到 (填一种细胞器)进行进一步的修饰加工。
(3)图示显示,错误折叠的蛋白质会被 标记,被标记的蛋白会与自噬受体结合,被包裹进吞噬泡,最后融入溶酶体中,二者的融合体现了生物膜具有的结构特点是 。
(4)科学上鉴别死细胞和活细胞,常用台盼蓝染色法,其中被染色的细胞是 细胞,所利用的是细胞膜的 功能。
【答案】(1)内质网、细胞膜 (2)核糖体 高尔基体 (3) 泛素 流动性 (4)死 控制物质进出
【分析】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。水解酶的化学本质是蛋白质,强酸、强碱、重金属盐等均可使蛋白质发生变性,而失去生理活性。
【详解】(1)囊泡也属于生物膜系统,动物细胞能产生囊泡的结构很多,如高尔基体、内质网,细胞膜等。
(2)核糖体是合成蛋白质的场所,在细胞内的核糖体上,氨基酸经过脱水缩合形成多肽链,内质网腔内错误折叠的蛋白质一般不会运输到高尔基体进行进一步的修饰加工。
(3)图示显示,错误折叠的蛋白质会被泛素标记;吞噬泡与溶酶体融合体现了生物膜具有的结构特点是流动性。
(4)由于细胞膜能够控制物质进出,故可用台盼蓝染色法进行染色,其中被染色的是死细胞,不被染色的是活细胞。
39.图甲、乙是细胞亚显微结构模式图,①~⑩表示细胞的各结构。请据图分析:
(1)图中的乙半图是 细胞,理由是 。
(2)能将光能转化为化学能,并合成有机物的细胞器是【 】 。
(3)不属于细胞生物膜系统的细胞器有 (填序号)
(4)若甲图表示人的胰岛B细胞,除了线粒体提供能量外,与胰岛素的合成、加工、分泌直接有关的细胞器依次是 (填序号)。
【答案】(1)(高等)植物 具有细胞壁、叶绿体和液泡且不含有中心体 (2)⑩叶绿体 (3)③、⑤ (4)核糖体、内质网、高尔基体
【分析】1、分析甲、乙图,甲表示动物细胞,乙表示高等植物细胞,①表示线粒体,②表示细胞质基质,③表示中心体,④表示细胞核,⑤表示核糖体,⑥表示内质网,⑦表示细胞膜,⑧表示液泡,⑨表示高尔基体,⑩表示叶绿体。
2、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。
(1)图中的乙半图是高等植物细胞,理由是判断依据是乙中含有⑧大液泡、⑩叶绿体、细胞壁,且不含有中心体。
(2)叶绿体是光合作用的场所,能将光能转化为化学能,并合成有机物的细胞器是【 ⑩】叶绿体。
(3)③表示中心体,⑤表示核糖体,两者都不具有膜结构,不属于细胞生物膜系统的细胞器有③、⑤。
(4)胰岛素等分泌蛋白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;若甲图表示人的胰岛B细胞,除了线粒体提供能量外,与胰岛素的合成、加工、分泌直接有关的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体。
40.2013 年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家,因为他们解开了调控运输物在正确时间投递到细胞中正确位置的分子原理,也就是细胞通过囊泡精确地释放被运输的物质。甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程,乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①—⑤表示不同的细胞结构,请分析回答以下问题:
(1)核孔的作用是 。
(2)甲图中囊泡 X 由 (填名称)“出芽”形成,到达 (填名称)并与之融合。研究表明,Y 囊泡内的“货物”为多种水解酶,这些酶会储存在结构⑤中,由此推测结构⑤是 ,其在细胞中的主要功能是 。
(3)乙图中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细胞外,据图推测可能的原因是 ,此过程体现了生物膜具有 的功能。
(4)囊泡运输与 S 基因控制合成的蛋白质密切相关。科学家筛选了酵母菌 S 基因异常个体,与正常酵母菌对比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,从而影响该细胞的正常分泌功能,据此推测,S 基因控制合成的蛋白质的具体功能是 。
(5)分泌蛋白的合成与运输过程受① 的控制,原因是 。
【答案】(1)实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 (2) 内质网 高尔基体 溶酶体 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) 囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B特异性结合 控制物质进出细胞(信息交流) (4)促进囊泡与高尔基体的融合 (5) 细胞核 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
【分析】分析题图,图甲中①是细胞核,②是细胞质,③是内质网,④是高尔基体,⑤是溶酶体;图乙表示囊泡精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外的机制。
【详解】(1)由图甲可知,①是细胞核,细胞核是细胞的遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
(2)由图甲可知,囊泡X由③内质网“出芽”形成,囊泡包裹着蛋白质,到达④高尔基体,囊泡膜与高尔基体膜融合,蛋白质进入高尔基体。由题干可知,囊泡Y内的“货物”为多种水解酶,这些酶会储存在结构⑤中,由此推测,⑤为溶酶体,溶酶体的作用是分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
(3)由图乙可知,囊泡上具有蛋白质A,细胞膜上具有蛋白质B,两种蛋白质结合后,囊泡膜与细胞膜融合,将“货物”运出细胞,故乙图表明囊泡能将“货物”精确运出,主要依赖囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B的特异性结合,此过程体现了细胞膜具有信息交流的功能。
(4)由题干可知,囊泡运输与S基因控制合成的蛋白质密切相关,酵母菌S基因异常个体与正常解母菌对比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,说明内质网形成的囊泡不能与高尔基体正常融合,故S基因控制合成的蛋白质的具体功能是参与囊泡与高尔基体的融合。
(5)由图甲可知,①是细胞核,细胞核是细胞的遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,故分泌蛋白的合成与运输过程受细胞核的控制。
三、物质运输
41.(2021年北京高考真题)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管,高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管-伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于_________。由H+泵形成的_________有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过_________这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有_________。
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的__________功能。
【答案】(1) 协助扩散/易化扩散 (跨膜)H+浓度差 (2)胞间连丝 (3)ABD (4)信息传递
【分析】分析题意可知,光合产物进入筛管的方式主要有两种:甲方式是通过胞间连丝的形式进行;乙方式共分为三个阶段,采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。结合物质跨膜运输的特点分析作答。
(1)结合题意分析,在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外过程中,运输需要载体蛋白,且由题意“韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运”可知运输方向为顺浓度梯度,故方式为协助扩散/易化扩散;“胞内HT通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度”,故由H+泵形成的跨膜H+浓度差有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)结合题意可知,乙方式的跨膜运输需要浓度差和载体蛋白等协助,与其相比,甲方式“叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC”,即甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过胞间连丝这一结构完成的。
(3)A、叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中,说明物质是蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输的,符合乙运输方式,A正确;
B、用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低,说明物质运输方式需要载体蛋白协助,符合乙中的②过程,B正确;
C、将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光,推测叶肉细胞中的蔗糖可能通过不同细胞间的胞间连丝进入SE-CC,即可能是甲方式,C错误;
D、与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉,说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC中的重要载体,符合乙方式中的③过程,D正确。
故选ABD。
(4)结合题意"叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加"可知,蔗糖能调节SU载体的含量,即蔗糖可以调节一些生命活动,体现了蔗糖的信息传递功能。
42.(2021年全国甲卷真题)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题:
(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是_______。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由_______复合物构成的,其运输的特点是_______(答出1点即可)。
(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是_______。
【答案】 (1)具有一定的流动性 (2)蛋白质 顺浓度梯度运输或不消耗能量 (3) 细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程,需要能量,呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能,故使细胞主动运输速率降低
【详解】(1)生物膜的结构特点是具有一定的流动性。
(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,通过离子通道的运输相当于协助扩散,其运输特点是顺浓度梯度运输或不消耗能量。
(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。可知是主动运输过程,主动运输需要消耗能量,而细胞中的能量由细胞呼吸提供,因此呼吸抑制剂会影响细胞对K+的吸收速率。
43.(2022·全国乙卷·高考真题)农业生产中,农作物生长所需的氮素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是______。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收速率不再增加,推测其原因是______。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时,作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙,判断依据是______。
(4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物对的吸收利用,可以采取的措施是______。
【答案】(1)主动运输需要呼吸作用提供能量,O2浓度小于a点,根细胞对NO3-的吸收速率与O2浓度呈正相关 (2)主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白数量达到饱和 (3)甲的NO3-最大吸收速率大于乙,甲需要能量多,消耗O2多 (4)定期松土
【分析】根据物质运输的方向以及运输过程中是否需要能量,将物质跨膜运输分为被动运输和主动运输,其中主动运输为逆浓度方向运输,需要载体蛋白和能量的供应。曲线图分析,当氧气浓度小于a时,影响根细胞吸收NO3-的因素是能量,当氧气浓度大于a时,影响根细胞吸收NO3-的因素是载体蛋白的数量。
(1)主动运输是低浓度向高浓度运输,需要能量的供应、需要载体蛋白协助,由图可知,当氧气浓度小于a点时,随着O2浓度的增加,根细胞对NO3- 的吸收速率也增加,说明根细胞吸收NO3-需要能量的供应,为主动运输。
(2)主动运输需要能量和载体蛋白,呼吸作用可以为主动运输提供能量,O2浓度大于a时作物乙吸收NO3-的速率不再增加,能量不再是限制因素,此时影响根细胞吸收NO3-速率的因素是载体蛋白的数量,此时载体蛋白数量达到饱和。
(3)曲线图分析,当甲和乙根细胞均达到最大的NO3-的吸收速率时,甲的NO3-最大吸收速率大于乙,说明甲需要能量多,消耗O2多,甲根部细胞的呼吸速率大于作物乙。
(4)在农业生产中,为了促进根细胞对矿质元素的吸收,需要定期松土,增加土壤中的含氧量,促进根细胞的有氧呼吸,为主动运输吸收矿质元素提供能量。
44.如图1是细胞膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中组成离子通道的通道蛋白是跨越生物膜的蛋白质,其只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,图中①②③④代表不同的运输方式。图 2 表示物质运输速率随O2浓度变化的情况。请仔细观察图示并回答有关问题。
(1)若图1中的A侧有糖被,则A 侧为细胞的 (“内侧”/“外侧”),其中甲表示 ,其构成了细胞膜的基本支架
(2)据图分析,④的运输方式为 ,K+以②的形式通过特定的离子通道进入细胞,则其运输方式为 ,脂溶性物质通过细胞膜的运输方式是 (填数字)
(3)图 2 与图 1 中的 ( 填序号)代表的物质运输方式一致,N点时为该运输过程供能的呼吸方式为 ; N-P段影响物质运输速率的因素是 ,P点后影响物质运输速率的因素是
【答案】(1)外侧 磷脂双分子层 (2)主动运输 协助扩散 ① (3)④ 无氧呼吸 O2浓度或能量 膜上的载体蛋白数量有限
【分析】分析题图:图1中①不需要载体蛋白的协助,代表自由扩散,②③需要载体蛋白协助,且不消耗能量,代表协助扩散,④需要载体蛋白的协助并消耗能量,代表主动运输。
【详解】(1)糖被只位于细胞膜的外侧,所以若图1中的A侧有糖被,则A 侧为细胞的外侧,图中甲为磷脂双分子层,构成了细胞膜的基本支架。
(2)图中④的运输需要消耗能量,需要载体蛋白的协助,则属于主动运输,通过离子通道进行的运输属于协助扩散,所以若K+以②的形式通过特定的离子通道进入细胞,则其运输方式为协助扩散。
(3)图2中的物质运输方式一定范围内与氧气浓度成正比,应为主动运输,与图一中的④代表的物质运输方式一致;N点时没有氧气,则为该运输过程供能的呼吸方式为无氧呼吸,N-P段随着O2浓度的上升运输速率也上升,所以N-P段影响物质运输速率的因素是O2浓度(或能量)。P点以后增加O2的浓度主动运输的速率不在增加,说明O2不是运输速率的限制因素,则P点之后运输速率不再增加的原因是载体蛋白数量有限。
45.下图1是小肠上皮细胞吸收亚铁离子的示意图,图2表示物质跨膜运输时被转运分子的浓度和转运速率的关系,a、b代表不同的运输方式。
(1)蛋白1运输亚铁血红素的动力是 。蛋白2具有 功能。蛋白3运输Fe2+的方式属于 。
(2)该细胞膜两侧的H+始终保持一定的浓度差,试结合图1分析可能的原因是 。
(3)图2所示,a代表 ,b代表 。限制b方式转运速率进一步提高(处于图中虚线位置)的因素是 。
(4)某同学取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞,放入适宜浓度的含有一定量葡萄糖的培养液中,甲组细胞给予正常的呼吸条件,乙组细胞加入呼吸抑制剂,一段时间后测定溶液中葡萄糖的量。该实验的目的是 。
【答案】(1) 亚铁血红素的浓度差 催化 主动运输 (2)该细胞膜上有另一种H+的载体蛋白将H+逆浓度梯度运出细胞 (3)自由扩散 协助扩散或主动运输 载体的数目或能量的多少 (4)探究小肠上皮细胞是否以主动运输的方式吸收葡萄糖(或运输葡萄糖是否需要能量)
【分析】主动运输是从低浓度向高浓度运输,需要消耗能量,需要载体蛋白协助。协助扩散需要载体蛋白,但不消耗能量。
(1)蛋白1运输亚铁血红素是从高浓度向低浓度运输,因此动力是亚铁血红素的浓度差。蛋白2能将三价铁离子催化为二价铁离子,因此具有催化功能。蛋白3运输Fe2+是从低浓度向高浓度运输,依赖膜两侧氢离子的浓度差产生的势能,因此其运输Fe2+的方式属于主动运输。
(2)据图可知,该细胞膜上有另一种H+的载体蛋白将H+逆浓度梯度运出细胞,因此该细胞膜两侧的H+始终保持一定的浓度差。
(3)根据图2可知,a的运输速率只与被转运分子的浓度有关,说明其为自由扩散。b的运输在一定的物质浓度时,运输速率不在发生变化,说明其可能受载体蛋白数量或能量的限制,因此其运输方式为协助扩散或主动运输。即限制b方式转运速率进一步提高(处于图中虚线位置)的因素是载体的数目或能量的多少。
(4)甲乙两组的自变量是能量是否正常供应,因此该实验的目的是探究小肠上皮细胞是否以主动运输的方式吸收葡萄糖(或运输葡萄糖是否需要能量)。
46.人体某种细胞膜上存在一种钠钾泵,每个钠钾泵由4条肽链组成。Na+与钠钾泵在膜内侧结合后,ATP分子末端的磷酸基团会脱离下来与钠钾泵结合,导致钠钾泵发生磷酸化而使其构象发生变化,于是与Na+结合的部位转向膜外侧。这种磷酸化的钠钾泵对Na+的亲和力低,对K+的亲和力高,因而在膜外侧释放Na+,与K+结合,具体过程如图1和图2所示。回答下列问题:
(1)钠钾泵的分子结构中至少有 个游离的羧基。由上述材料可知,钠钾泵是膜的组成成分,除了具有运输功能之外,可能还具有 的功能。
(2)图2表示钠钾泵发生磷酸化后与K+结合,其构象恢复原状,于是与K+结合的部位转向膜内侧。此时钠钾泵与K+的亲和力降低,在膜内侧释放K+,并与Na+结合。该过程实质上发生了 化。
(3)图中所示细胞排钠的跨膜运输方式是 ,人体神经细胞产生兴奋时吸钠的跨膜运输方式是 ,这体现了细胞膜具有 的功能。
【答案】(1) 4 催化 (2)去磷酸 (3) 主动运输 协助扩散 控制物质进出细胞
【分析】1.钠钾泵(也称钠钾转运体、钠钾ATP酶),为蛋白质分子,进行钠离子和钾离子之间的交换。每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。保持膜内高钾、膜外高钠的不均匀离子分布。
2.一般认为钠钾泵首先在膜内侧与细胞内的钠结合,ATP酶活性被激活后,由ATP水解释放的能量使“泵“本身构象改变,将钠输出细胞;与此同时,“泵”与细胞膜外侧的钾结合,发生去磷酸化后构象再次改变,将钾输入细胞内。研究表明,每消耗1个ATP分子,可使细胞内减少3个钠并增加2个钾。
题图分析:ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵上,导致钠钾泵的空间结构变化,Na+被排出,此过程需要ATP提供能量,运输方式是主动运输;然后,胞外的K+结合上去,其结合能导致磷酸基团释放,恢复钠钾泵的空间结构,如此循环重复。
【详解】(1)题意显示,人体某种细胞膜上存在一种钠钾泵,每个钠钾泵由4条肽链组成,因此,钠钾泵的分子结构中至少有4个游离的羧基;结合材料可知,细胞膜上的钠钾泵的化学本质是蛋白质,除了具有组成膜的成分的功能外,还具有运输和催化功能。
(2)由图示可知,钠钾泵通过磷酸化和去磷酸化过程实现空间结构的变化,导致与Na+、K+的亲和力发生变化。图2显示钠钾泵发生磷酸化后与K+结合,并同时磷酸脱落,其构象恢复原状,于是与K+结合的部位转向膜内侧。此时钠钾泵与K+的亲和力降低,在膜内侧释放K+,该过程中发生了去磷酸化。
(3)图中所示细胞吸钾排钠的跨膜运输方式都是逆浓度梯度进行的,且需要载体蛋白,消耗能量,因此属于主动运输。而人体神经细胞产生兴奋时钠离子 大量内流,此时钠离子的转运是顺浓度梯度进行的,并且需要载体,为协助扩散方式,这些过程能体现细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
47.土壤盐化是目前的主要环境问题之一。在盐化土壤中,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力。其主要机制如下图:
盐胁迫下耐盐植物细胞内的离子跨膜运输示意图
(注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。)
请回答:
(1)在盐胁迫下,Na+进入细胞的运输方式是 。
(2)若使用ATP抑制剂处理细胞,Na+的排出量会明显减少,其原因是 。
(3)据图分析,在高盐胁迫下,根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能,如胞外Ca2+ (选填“抑制”、“促进”)转运蛋白A,胞内Ca2+ (选填“抑制”、“促进”)转运蛋白C,从而 细胞内Na+浓度。
【答案】(1)协助扩散 (2)使用ATP抑制剂处理导致ATP合成量减少,排出H+量减少,膜内外H+浓度梯度降低,使得转运蛋白C排出Na+量减少 (3)抑制 促进 降低
【分析】题图分析:H+泵出细胞的过程中需要载体蛋白协助并消耗能量,属于主动运输;膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外过程,Na+排出细胞的过程消耗氢离子电化学势能并需要转运蛋白协助,属于主动运输;在盐胁迫下,盐化土壤中大量Na+会迅速流入细胞形成胁迫,即顺浓度梯度进行,Na+进入细胞时需要载体蛋白协助,故其运输方式是协助扩散。
【详解】(1)据图分析可知:在盐胁迫下,盐化土壤中大量 Na+会迅速流入细胞形成胁迫,即顺浓度梯度进行,Na+进入细胞时需要载体蛋白协助,故其运输方式是协助扩散。
(2)若使用ATP抑制剂处理细胞,使用ATP抑制剂处理导致ATP合成量减少,排出H+量减少,膜内外H+浓度梯度降低,使得转运蛋白C排出Na+量减少(或使用ATP抑制剂处理导致ATP合成量减少,经H+泵动运输到胞外的H+量减少,由此胞外H+顺浓度经转运蛋白C流入胞内的量减少;其驱动Na+经转运蛋白C外流的Na+量减少;或ATP抑制剂导致ATP含量减少,Na+转运到细胞外需要消耗能量),故Na+的排出量会明显减少。
(3)据图分析可知:Ca2+调控植物抗盐胁迫的两条途径:Ⅰ胞外Ca2+抑制转运蛋白A转运Na+进入细胞内;Ⅱ胞外Na+与受体结合促进胞内H2O2浓度上升,促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,胞内Ca2+促进转运蛋白C将Na+转运出细胞;通过减少Na+进入、增加Na+排出从而降低细胞内Na+浓度,来抵抗盐胁迫。
48.图1中的a,b,c表示几种物质跨膜运输的方式,图2表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况。
(1)b运输方式是 ,体现细胞膜具有 功能。
(2)图2表示的植物细胞可能发生了 的过程。A点时细胞失水量 ,此时细胞的吸水能力 ,原因是 。
(3)若温度降低,对图1中的 (填字母)物质跨膜运输方式都会造成影响。某种药物抑制图1中的c,而对a无影响,说明该药物抑制了c运输过程中 的作用。
【答案】(1)主动运输 控制物质进出细胞 (2)质壁分离和质壁分离的复原 最大(最多) 最强 细胞与外界溶液浓度差 (3) a,b,c 载体/载体蛋白
【分析】据图分析:图1中,a方式顺浓度梯度进入细胞,不需载体和能量,为自由扩散;b方式逆浓度梯度进入细胞,需载体蛋白协助,需要消耗能量,表示主动运输;c方式是顺浓度梯度进入细胞,需载体蛋白协助,但不消耗能量,表示协助扩散。
图2中,细胞的失水量先增加后减少,最后还会吸收少量水分,表明该细胞可能先发生质壁分离,后发生质壁分离的自动复原,该溶液可能为硝酸钾溶液。
【详解】(1)图1中b物质逆浓度梯度进入细胞,有载体蛋白协助,消耗能量,表示主动运输;体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,这种功能主要与载体蛋白有关。
(2)图2细胞失水量先增大后减小以至吸水,说明发生了质壁分离和复原过程。图2中A点失水量最大,细胞与外界溶液浓度差最大,吸水能力最强。
(3)温度能影响分子运动,所以a、b、c过程都会受到影响。图1中c是协助扩散,a是自由扩散,药物抑制c而对a无影响,可能是抑制了c的载体的运输作用。
49.如图 1 是物质出入细胞的几种方式示意图。请回答下列问题:
(1)图中属于被动运输方式的是 (填序号)。
(2)人体红细胞从血浆中吸收葡萄糖的方式对应于图中的 (填序号),从血浆中吸收 K+的方式 对应于图中的 (填序号)。
(3)图 2 是细胞外某物质浓度与细胞吸收该物质速率之间的关系曲线。细胞吸收该物质的方式对应于 上图中的 (填序号)图 2 中 A 点之后曲线不再上升的原因是 。
【答案】(1)①② (2) ① ③ (3) ①③ 载体的数量是有限的
【分析】物质跨膜运输的方式是自由扩散、协助扩散、主动运输,自由扩散是由高浓度向低浓度运输,不需要载体和能量;协助扩散是从高浓度向低浓度运输,需要载体、不需要能量;主动运输是由低浓度向高浓度运输,需要载体和能量;自由扩散和协助扩散统称为被动运输。
(1)分析题图可知:①是顺浓度梯度运输,需要载体、不需要能量,是协助扩散;②是顺浓度梯度运输,不需要载体、不需要能量,是自由扩散;③是逆浓度梯度运输,需要载体、需要能量,是主动运输,自由扩散和协助扩散都属于被动运输,因此图中属于被动运输方式的是①②。
(2)人体红细胞从血浆中吸收葡萄糖的方式是协助扩散,即①。从血浆中吸收 K+的方式 属于主动运输,即③。
(3)图 2 是在一定的细胞外液浓度范围内,随着细胞外液浓度的提高,物质吸收速率升高,超过一定范围,物质吸收速率不变,说明该物质运输与载体蛋白有关,可能是协助扩散或者主动运输,即①③。图 2 中 A 点之后曲线不再上升的原因不再是细胞外浓度,而是载体蛋白的数量有限。
50.新生儿通过消耗能量物质,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。回答下列有关问题。
(1)免疫球蛋白有助于新生儿提高免疫力。小肠上皮细胞吸收免疫球蛋白的方式是 ,通过这种方式进入细胞的一般都是 物质。
(2)小肠上皮细胞吸收半乳糖的方式是 。这种运输方式需要能量使发生变化,使物质能进行 梯度的跨膜运输。
(3)小肠上皮细胞膜位于肠腔的一侧形成突起,称为微绒毛。微绒毛可以提高半乳糖的吸收效率,原因是 。
【答案】(1) 胞吞 生物大分子 (2)主动运输 逆浓度 (3)增加膜面积,增加细胞膜上载体蛋白(转运蛋白)数量
【分析】小分子的物质运输方式包括主动运输和被动运输,其中被动运输又包括自由扩散和协助扩散;大分子物质运输方式是胞吐(内吞)和胞吐(外排),依赖于膜的流动性,需要消耗能量。
【详解】(1)免疫球蛋白属于生物大分子,小肠上皮细胞通过胞吞方式吸收免疫球蛋白。胞吞的物质一般是生物大分子物质。(2)小肠上皮细胞吸收半乳糖的方式是主动运输。主动运输为逆浓度梯度运输,需要消耗能量。(3)肠上皮细胞吸收半乳糖需要载体蛋白的协助,小肠上皮细胞膜位于肠腔的一侧形成突起,能增加膜面积,有利于为载体蛋白提供更多的附着位点,从而提高半乳糖的吸收效率。
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