内容正文:
专题二 细胞的结构和物质运输
(知高频命题、练能力提升)
· 高频命题点01使用光学显微镜观察各种细胞
· 高频命题点02细胞学说、原核细胞和真核细胞
· 高频命题点03细胞核的结构和功能
· 高频命题点04细胞膜的结构和功能
· 高频命题点05细胞器的结构和功能
· 高频命题点06分泌蛋白的合成、运输与分泌
· 高频命题点07细胞的生物膜系统
· 高频命题点08通过模拟实验探究膜的透性
· 高频命题点09观察植物细胞的质壁分离和复原
· 高频命题点10被动运输与主动运输
· 高频命题点11胞吞与胞吐
· 高频命题点12 影响物质运输的因素
▉命题点1使用光学显微镜观察各种细胞
【例】1.对下图所示的有关生物学实验的叙述,错误的是( )
A.若图①表示将显微镜镜头由a转换成b,则视野中观察到的细胞数目减少
B.若要观察图②C处细胞的结构特点,则需向右平移装片再转到高倍镜观察
C.若图③是在显微镜下观察细胞质流动时的图像,发现细胞质的流动方向是顺时针,则细胞质的实际流动方向还是顺时针
D.图①中,镜头由a转换为b后,可通过调节细准焦螺旋使物像更清晰
【例】2.某兴趣小组将黑藻放在适宜光照、温度等条件下培养一段时间后进行“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验,某同学绘制的观察结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.选择黑藻作为观察材料的原因是其叶片薄,含有体积较大的叶绿体
B.视野中可观察到叶绿体围绕着液泡随细胞质流动
C.图中被标注的叶绿体实际位于液泡的左边,细胞质实际流动方向为顺时针
D.若在放大50倍的视野中均匀分布有20个细胞,则换用100倍后,视野中的细胞数目约为5个
▉命题点2细胞学说、原核细胞和真核细胞
【例】1.下列关于细胞学说的相关叙述正确的是( )
A.19世纪末创立,揭示了生物体结构的统一性和多样性
B.细胞是一个有机体,一切生物都是由细胞发育而来的
C.细胞既有自己的生命又对与其他细胞共同组成的生命起作用
D.通过观察部分动植物细胞,运用不完全归纳法得出的结论并不可信
【例】2.下图为多种生物(或细胞)结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.衣藻有叶绿体,有眼点和能运动的鞭毛,所以衣藻是异养型真核生物
B.图示所有细胞或生物都含有DNA和RNA,共有的细胞器是核糖体
C.哺乳动物成熟红细胞、植物成熟筛管细胞和蓝细菌没有细胞核,都是原核细胞
D.蓝细菌和乳酸菌、醋酸菌、大肠杆菌、肺炎支原体都是原核生物
【例】3.《科学》杂志报道,生物学家们发现了一种无需借助显微镜就能用肉眼看到的细菌,名为华丽硫珠菌,它也是有史以来人类发现的最大的细菌(如图)。该菌细胞中含有两个膜囊,膜囊甲包含所有遗传物质;膜囊乙充满了水,占细菌总体积的73%,紧贴细胞壁。下列相关叙述正确的是( )
A.该菌细胞内含有遗传物质RNA和DNA
B.推测该菌的出现弥补了生物进化过程中由原核生物向真核生物过渡的空白
C.该菌和蓝细菌一样,具有藻蓝素、叶绿体,能进行光合作用
D.该菌具有核膜为界限的细胞核,与真核细胞较为相似
【例】4.肺炎支原体可引起支原体肺炎,其结构如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.肺炎支原体只有核糖体一种无膜结构的细胞器
B.肺炎支原体可通过核孔进行核质间的信息交流
C.肺炎支原体以有丝分裂或无丝分裂方式进行增殖
D.可用青霉素(抑制细胞壁的形成)来治疗支原体肺炎
▉命题点3细胞核的结构和功能
【例】1.细胞核控制细胞的代谢和遗传,与其结构密不可分。下图表示某生物细胞中细胞核及其周围结构,下列相关叙述正确的是( )
A.细胞核内合成的蛋白质可通过核孔进入内质网进行加工
B.内质网膜与核膜、高尔基体膜直接相连,有利于物质的运输
C.核纤层起支架作用,可能与细胞核的形态大小的维持有关
D.人成熟红细胞核孔复合体的数量较少导致红细胞代谢较弱
【例】2.核孔结构复杂,至少由50种蛋白质构成,称为核孔复合体,是核内外物质转运的通道,结构如图所示。大分子物质与核孔复合体中的中央运输蛋白上的受体结合,从而实现“主动运输”过程。错误的是( )
A.大分子物质进出核孔需要消耗能量
B.核仁是产生核糖体、RNA和合成蛋白质的场所
C.若中央运输蛋白的空间结构发生改变,可能会影响RNA运出细胞核
D.大分子物质与中央运输蛋白的识别与转运,体现了核孔控制物质进出的选择性
【例】3.如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图,下列叙述错误的是( )
A.①和⑤的连通,体现了生物膜结构的直接联系
B.②为核孔,可实现核质间物质交换和信息交流
C.③与染色体是不同物质在不同时期的两种状态
D.④被破坏,细胞中蛋白质合成将不能正常进行
▉命题点4细胞膜的结构和功能
【例】1.下列对生物膜结构探索历程的叙述错误的是( )
A.溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜,据此推测细胞膜由脂质组成
B.以人体红细胞为实验材料,推导细胞膜磷脂分子排列为连续两层
C.科学家观察到暗—亮—暗三层结构,推测生物膜由脂质—蛋白质—脂质构成
D.辛格和尼科尔森在观察和实验证据的基础上提出了流动镶嵌模型
【例】2.如图1为细胞膜的流动锻嵌模型示意图。图2是磷脂分子构成的脂质体,可作为药物①②的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用,下列相关叙述错误的是( )
A.动物细胞膜中的脂质除了图1中的②还有胆固醇
B.细胞膜的功能主要与图1中②的种类和数量有关
C.图2中药物①是水溶性药物,药物②是脂溶性药物
D.图2中所示的脂质体到达细胞后可与细胞膜发生融合
【例】3.科学家设计的仅1纳米宽的分子转子,与特定的靶细胞结合后,该转子可由紫外光驱动,能以每秒200~300万的转速进行旋转,从而在单个细胞的膜上钻孔。下列分析错误的是( )
A.将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开一层生物膜
B.钻孔后才能运送治疗试剂,说明了细胞膜能控制物质进出
C.细胞质基质和线粒体能为分子转子的驱动提供必须的能量
D.一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与表面的糖蛋白有关
【例】4.流感病毒入侵人体过程中,病毒表面上的HA蛋白会与细胞膜上的受体结合,“诱骗”细胞,使细胞膜凹陷,使病毒被吞入细胞中,下列有关该过程的叙述,错误的是( )
A.该过程中人体细胞的细胞膜发生凹陷,体现了细胞膜具有一定流动性
B.HA与细胞膜上受体的结合体现了细胞膜能实现细胞间信息交流
C.该过程支持辛格和尼克尔森提出的细胞膜模型
D.人体细胞的细胞膜具有识别功能,这与其外表面的糖被有关
▉命题点5细胞器的结构和功能
【例】1.液泡和溶酶体均含有水解酶,二者的形成与内质网和高尔基体有关。下列有关叙述错误的是( )
A.液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器
B.内质网上附着的核糖体,其组成蛋白在细胞核内合成
C.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体
D.核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体
【例】2.图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是( )
A.①~④构成细胞完整的生物膜系统
B.溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C.③的膜具有一定的流动性
D.④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
【例】3.下图为线粒体与溶酶体之间的三种相互作用示意图。相关叙述正确的是( )
A.溶酶体中的水解酶在游离的核糖体中合成,线粒体可以为该过程提供能量
B.溶酶体水解大分子得到的葡萄糖等产物可进入线粒体,为有氧呼吸提供原料
C.溶酶体可为线粒体的分裂标记裂变位点,该过程是与细胞分裂同步进行的
D.功能失调的线粒体产生氧自由基导致细胞衰老,并主要以自噬方式被清除
【例】4.下图为动物细胞和植物细胞的结构示意图,下列叙述错误的是( )
A.动物细胞的②外面没有①的结构,植物细胞必须有①才能存活
B.动物细胞④⑤中可合成ATP,植物细胞内④⑤⑥中都可合成ATP
C.动物细胞合成蛋白质的场所有③④⑤,植物细胞的⑥内也能合成蛋白质
D.植物细胞②外面有①,细胞分裂末期细胞质分裂的方式与动物细胞不同
▉命题点6分泌蛋白的合成、运输与分泌
【例】1.科学家用3H标记的亮氨酸进行了“分泌蛋白的合成和运输”实验,计算放射性的分泌蛋白颗粒数百分比,结果如下表。下列相关叙述,正确的是( )
第3分钟时
第10分钟时
第20分钟时
第30分钟时
第40分钟时
内质网
100%
50%
0
0
0
高尔基体
0
25%
75%
75%
25%
分泌小泡
0
0
0
25%
75%
备注:放射性颗粒数百分比=某细胞结构中的放射性颗粒数/整个细胞中的放射性颗粒数╳100%
A.呼吸氧化酶、消化酶、抗体都是分泌蛋白
B.改用肺炎链球菌为实验材料也可得到相似结果
C.分泌小泡指的是内质网形成的包裹蛋白质的囊泡
D.第10分钟时放射性颗粒可存在于内质网向高尔基体运输的囊泡中
【例】2.高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的方式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与蛋白质的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶、胰岛素和抗体不属于该类蛋白
B.错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网的过程需要消耗能量
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS受体的功能缺失可能会使高尔基体内含RS的蛋白含量增加
【例】3.囊泡转运是指物质在进出细胞及细胞内转运过程中由膜包裹、形成囊泡、与膜融合或断裂来完成的过程,如图1所示。图2是图1的局部放大,不同囊泡介导不同途径的运输,图1中①-⑤表示不同的细胞结构。据图分析,下列说法正确的是( )
A.囊泡膜的主要成分是脂质和糖类,若Y内的“货物”为水解酶,则结构⑤为溶酶体
B.若X内的“货物”为消化酶,在其合成分和泌过程中,④的膜面积基本保持不变,但膜的成分发生更新
C.蛋白质A和蛋白质B的结合是特异的,能够保证囊泡内“货物”精确运输,细胞内生物大分子的运输都依赖囊泡介导
D.①中存在DNA和蛋白质复合物,原核细胞的拟核中没有DNA和蛋白质复合物
▉命题点7细胞的生物膜系统
【例】1.细胞内膜系统是真核细胞的细胞质中,在结构和功能上相互联系的一系列膜称,包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。下列有关叙述错误的( )
A.线粒体内膜上存在催化ATP合成的酶
B.蓝细菌的内膜系统保证了光合作用的正常进行
C.液泡中含多种水解酶,与动物细胞溶酶体有类似的功能
D.叶绿体类囊体膜的蛋白质种类和数量多于叶绿体内膜
【例】2.研究者在果蝇的肠吸收细胞中发现了一种新的细胞器——PXo小体。该细胞器具有多层膜,膜的结构与细胞膜相似。当饮食中磷酸盐不足时,PXo小体膜层数减少,最终被降解。下列相关叙述不合理的是( )
A.PXo小体膜参与构成果蝇细胞的生物膜系统
B.PXo小体的结构和功能与粗面内质网非常相似
C.PXo小体增加膜层数可能需要线粒体提供能量
D.PXo小体动态解体利于维持胞内磷酸盐稳态
【例】3.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,下列有关说法正确的是( )
A.细胞器a、b、c、d膜的化学组成与结构均相同
B.细胞骨架是由蛋白质和纤维素组成的网架结构,维持着细胞的形态
C.a、b、c、d分别为高尔基体、刚形成的溶酶体、内质网、衰老或受损的线粒体
D.f表示b与e正在融合,这种融合过程反映了生物膜具有选择透过性的特点
▉命题点8通过模拟实验探究膜的透性
【例】1.保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
A.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
B.将保卫细胞放入等渗溶液中,会发生渗透现象
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
▉命题点9观察植物细胞的质壁分离和复原
【例】1.(多选)某兴趣小组以匐灯藓(一种苔藓植物)和30%蔗糖溶液为材料做质壁分离实验,结果如下图,相关叙述正确的有( )
A.匐灯藓叶细胞中有较多叶绿体,有利于实验的观察
B.用刀片在匐灯藓叶上划一方框,用镊子撕取下表皮制作临时装片
C.从盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流
D.细胞的大小不同导致细胞质壁分离的程度不同
【例】2.某研究小组用浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol⋅L-1的蔗糖溶液分别处理同种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述不正确的是( )
A.实验所用细胞不可能是洋葱根尖分生区细胞
B.图中B点时细胞壁与原生质层之间充满了蔗糖溶液
C.图中A、B、D三点的细胞液浓度最大的是A点
D.图中AC过程中乙二醇以自由扩散的方式进入细胞
▉命题点10被动运输与主动运输
【例】1.人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如下图甲所示,①~⑤表示相关过程,图中Na+和K+的运输都需要消耗ATP。图乙中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列叙述正确的是( )
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是O2和CO2
B.甲中①②与④⑤跨膜运输方式分别与图乙中的a及b相对应
C.甲中③表示的物质跨膜运输方式与该细胞内的O2含量密切相关
D.成熟红细胞吸收葡萄糖的方式与小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式相同
【例】2.图甲为有关Na+和氨基酸进出肾小管上皮细胞的示意图,图乙为甲状腺滤泡上皮细胞物质跨膜运输示意图(已知甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度是血液中I-浓度的30倍),下列相关叙述正确的是( )
A.同种物质进出细胞的跨膜运输方式可能不同,且主动运输一定需要ATP直接提供能量
B.一种载体只能运输一种物质,且小分子物质进出细胞都需要转运蛋白的协助
C.离子通过钠碘同向转运体和钠钾泵进出细胞的跨膜运输方式均为主动运输
D.低温会影响物质进出细胞的速率,且钠碘同向转运体转运物质时具有专一性
▉命题点11 胞吞与胞吐
【例】1.如图为巨噬细胞将细菌吞噬的过程以及细胞中的溶酶体发挥作用,下列相关叙述正确的是( )
A.细菌以胞吞形式进入细胞,细菌的细胞膜与巨噬细胞的膜发生了融合
B.溶酶体与吞噬体的融合体现了生物膜具有流动性
C.巨噬细胞吞噬的过程中既不需要载体蛋白,也不需要能量
D.胞吞的过程中细菌共穿过了两层生物膜
【例】2.下图是细胞生物膜系统及囊泡运输机制的示意图。图中COPⅠ和COPⅡ是两种被膜小泡。下列相关叙述正确的是( )
A.图示细菌侵入细胞的方式需要能量和载体蛋白的协助
B.溶酶体内合成的水解酶用于杀死侵入细胞的细菌
C.COPⅡ被膜小泡主要介导蛋白质从内质网到高尔基体
D.被膜小泡与细胞器的融合体现了生物膜的选择透过性
▉命题点12影响物质运输的因素
【例】1.液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器,液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输,从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是( )
A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于主动运输
B.载体蛋白CAX不具有特异性,既能运输H+也能运输Ca2+
C.加入H+焦磷酸酶抑制剂,Ca2+通过CAX的运输速率变慢
D.H+-焦磷酸酶和载体蛋白CAX在转运时均需改变自身的空间结构
【例】2.(多选)如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2+和的吸收情况。下列有关叙述正确的是( )
A.影响水稻根细胞吸收Ca2+和的因素仅是氧气浓度
B.A与C对照,说明根细胞膜上的载体比Ca2+载体多
C.A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度
D.B点以后及时松土透气,有利于提高两种离子的吸收量
【例】3.图1表示物质跨膜运输示意图,其中通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道,允许相应的物质或离子通过,①②③④代表不同的运输方式。图2表示物质通过膜的运输速率随 O2浓度变化的情况。下列叙述错误的是( )
A.①代表自由扩散,其运输速率取决于膜两侧的浓度差
B.②通道蛋白介导的运输速率较快可能是因为该过程消耗的能量较多
C.④代表的物质运输方式与图2的物质运输方式一致
D.曲线中M点和N点的主要影响因素分别能量、转运蛋白数量
限时:75分钟
一、单选题
1.采集某湿地水样进行显微观察,看到衣藻、草履虫若干,如图所示是在显微镜下观察到的不同视野,下列有关叙述正确的是( )
A.若将视野1换成视野2,必须将大光圈换成小光圈
B.使用光学显微镜观察时,可以清晰观察到衣藻的核糖体
C.若使如高倍镜观察视野1中左上角的草履虫、则需向右上角移动装片
D.视野中的草履虫和衣藻可以同时属于两个不同的生命系统结构层次
2.近年来科学家发现了一种长达2cm的独特细菌—华丽硫珠菌,其遗传物质均由膜结构包被,含有遗传物质的场所称为膜囊,膜囊中还含有核糖体。下列说法错误的是( )
A.华丽硫珠菌的膜囊与真核细胞中的线粒体结构接近
B.华丽硫珠菌的蛋白质是在核糖体上合成的
C.华丽硫珠菌可能是原核生物向真核生物进化的过渡
D.华丽硫珠菌的遗传物质主要是DNA
3.下列有关细胞结构、功能的描述,正确的是( )
A.核仁是核糖体装配的重要场所,细胞中核糖体的合成离不开核仁
B.细胞膜流动性的特点与细胞膜控制物质进出细胞的功能密切相关
C.由于液泡膜具有选择透过性,所以细胞液中没有大分子有机物
D.由纤维素交错连接形成的细胞骨架,维持着细胞的形态,锚定多种细胞器
4.我国学者研究发现细胞在迁移过程中,细胞尾部收缩丝的尖端或分叉处会产生膜性囊泡状细胞器,命名为迁移体(如下图箭头所指)。敲除斑马鱼迁移体形成所必需的一系列基因,发现鱼的胚胎中迁移体的数量减少,且出现了器官形成缺陷。下列有关迁移体的说法错误的是( )
A.迁移体膜的主要成分为脂质和蛋白质
B.迁移体形成说明细胞膜具选择透过性
C.迁移体的形成需要细胞骨架等的参与
D.迁移体可能对细胞间信息传递具有作用
5.下列叙述与生物科学史不相符合的是( )
A.欧文顿对植物细胞的通透性进行研究,推测出细胞膜由脂质组成
B.罗伯特森利用光学显微镜观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构
C.人鼠细胞融合实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性
D.辛格和尼科尔森提出的细胞膜的流动镶嵌模型为大多数学者接受
6.下图是中性粒细胞吞噬和消化细菌的示意图,相关叙述正确的是( )
A.结构①是线粒体,彻底氧化分解葡萄糖为该细胞供能
B.结构③是细胞膜,具有一定的流动性,参与残渣的排出
C.结构④是高尔基体,参与⑤中水解酶的合成、加工和运输
D.结构①②③④⑤构成细胞的生物膜系统
7.多数分泌蛋白的分泌需要信号肽序列,通过内质网-高尔基体(ER-Golgi)途径分泌到细胞外,该途径称为经典分泌途径;但真核生物中少数分泌蛋白并不依赖ER-Golgi途径,称为非经典分泌途径(如图)。相关叙述错误的是( )
A.参与经典分泌途径的细胞结构有核糖体、线粒体、细胞膜等
B.非经典分泌途径蛋白质的分泌可能不需要信号肽序列
C.经典分泌和非经典分泌的过程中都伴随着生物膜的转化
D.非经典分泌途径的存在是对经典分泌途径的必要和有益补充
8.核孔复合体(NPC)是镶嵌在内、外核膜上的篮状复合体结构,是物质跨核膜运输的双向通道。施一公团队经过数年的努力解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,再一次震撼了结构生物学领域。下列说法错误的是( )
A.NPC的数量变化可调节放线菌核质间物质交换的频率
B.NPC控制物质双向进出细胞核具有选择透过性
C.构建NPC近原子分辨率结构模型属于物理模型
D.有丝分裂过程中,NPC会出现周期性的消失和重建
9.图甲为渗透装置,半透膜袋内有 50mL 质量浓度为0.3g/mL 的蔗糖溶液。图乙为放置在某溶液中植物细胞失水量的变化情况,下列说法正确的是( )
A.图甲玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终半透膜两侧溶液浓度相等
B.若将图甲蔗糖溶液换为0.3g/mL 淀粉溶液,则玻璃管液面与清水液面的高度差变大
C.图乙中a 点植物细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强
D.图乙中细胞在 10min内发生质壁分离,b点后开始自动复原
10.植物细胞急性膨胀后,通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小(RVD)。研究发现RVD过程中Cl-、K+通过相应的通道蛋白流出均增加。酪氨酸激酶抑制剂对RVD影响的实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.实验0~1min,细胞内渗透压低于外界溶液
B.实验1~6min,低渗溶液中细胞发生质壁分离复原过程
C.过表达酪氨酸激酶基因会提高细胞RVD过程中对Cl-、K+的吸收
D.实验1~2min,实验组和对照组细胞的细胞壁对原生质体均有一定的压力
11.黑藻是多年生沉水草本植物,叶片小而薄,叶绿体大,是生物实验的理想材料。下图表示利用黑藻进行“探究植物细胞的吸水和失水”的部分实验步骤和观察结果。下列分析正确的是( )
A.黑藻不同部位的细胞用同一浓度的外界溶液处理后质壁分离程度相同
B.图中B处溶液是蔗糖,观察到A处的颜色是绿色
C.若观察到细胞正处于质壁分离状态,说明细胞正在失水
D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤
12.拟南芥液泡膜上存在Na+-H+逆向转运蛋白,可将Na+逆浓度运进液泡内,部分物质跨液泡膜转运过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.细胞质基质的pH大于细胞液 B.Cl-和H2O跨液泡膜的转运方式为被动运输
C.Na+在液泡中积累可增强细胞吸水能力 D.减少载体蛋白1的表达量有助于提高拟南芥的耐盐性
13.盐碱地中过量的钠盐会对水稻的生存造成威胁,由我国农业科学家陈日胜培育的“海稻86”具有良好的抗盐碱能力。如图为“海稻86”抗盐碱相关的生理过程示意图,相关说法错误的是( )
A.水分子主要是以图中方式②进入根细胞的,这与细胞膜的结构有关
B.“海稻86”将根细胞细胞质基质中的Na+转运储存在液泡中,有利于根系从外界吸水
C.SOS1和NHX对Na+的转运速率不受细胞呼吸强度影响
D.根细胞将Na+和H+排出细胞外的运输方式相同
14.细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换。图1中①~⑤表示物质进出细胞方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构,图2为蔗糖分子进入某植物细胞的过程示意图。下列相关说法错误的是( )
A.若图1中戊为药物的运载体,则药物A属于水溶性分子
B.图2中H+出细胞的方式为主动运输,蔗糖进细胞的方式为协助扩散
C.低温处理法对左图中物质进出细胞方式都有影响,细胞呼吸抑制法则对④⑤方式有影响
D.除一些不带电荷的小分子可以左图中甲方式进出细胞外,离子的跨膜运输须借助于膜蛋白
15.图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是( )
A.若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度
B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A侧液面与B侧液面一样高
C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小
D.图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma>MA
二、多选题
16.真核细胞中的蛋白质从初始合成部位转运到发挥功能部位的过程叫蛋白质分选,分选依赖肽链自身的信号序列(一小段特殊氨基酸序列,分为内质网定向信号序列和靶向序列两种),如图表示蛋白质分选的基本途径。下列说法正确的是( )
A.溶酶体中的水解酶和细胞核内蛋白的合成均始于游离核糖体
B.蛋白质经①过程还是④过程分选由自身的氨基酸序列决定
C.无氧呼吸的酶和光合作用的酶的分选均不需要经过①、②过程
D.经⑤⑥⑦过程分选的蛋白质均穿过了2层生物膜
17.研究发现,生物膜融合存在以下机制:不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白,使磷脂分子失去稳定进而重排形成融合孔,最后实现生物膜的相互融合,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.生物膜融合的基础是膜上的磷脂分子和蛋白质分子可运动
B.研究包膜病毒与细胞膜融合的机制,能为抗包膜病毒药物的研发提供一种新思路
C.胰岛素或乙酰胆碱可通过囊泡与细胞膜融合进入细胞,从而传递信息
D.重排后的磷脂分子仍排成连续的两层与其具有亲水性的尾部有关
18.下图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图,下图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况,图丙中A为1mol/L的葡萄糖溶液,B为1mol/L的乳酸溶液,下列说法正确的是( )
A.磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部,图甲人工膜在水中磷脂分子排列成双层
B.若图乙所示细胞放在无氧环境中,乳酸的跨膜运输会受到影响
C.若用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜,当液面不再变化时,左侧液面等于右侧液面
D.图丁中①为信号分子,与靶细胞细胞膜上的② 特异性结合,体现了细胞膜的信息交流功能
19.内质网是细胞内蛋白质和脂质的合成基地,如图为利用细胞质基质中的原料在光面内质网上合成细胞中最主要的磷脂——磷脂酰胆碱的过程。下列叙述正确的是( )
A.内质网合成的磷脂通过胆碱磷酸转移酶转移至高尔基体
B.磷脂合成的原料之一是3-磷酸甘油,磷脂合成过程中有磷酸生成
C.细胞质基质一侧合成的磷脂分子可以转运到内质网腔一侧
D.内质网膜上与磷脂合成相关的酶均为跨膜蛋白质
三、非选择题
20.如图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ绘出了各自区别于其他生物的标志结构,请据图分析:(“[ ]”内填序号,“横线”上填文字)
(1)Ⅲ代表的细胞类型为 ,图中I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共同具有的细胞器是 。
(2)V与I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的区别在于V ,V合成蛋白质的场所是 ,V的遗传物质是 。
(3)图中能进行光合作用的细胞有 ,它们光合作用的场所 (填“相同”“不完全相同”或“完全不同”)。
(4)图中I、Ⅱ共有的双层膜细胞器是[ ] ,其增大膜面积的方式是 。
(5)如果I细胞能合成并分泌消化酶,则其合成和分泌的途径是:核糖体→ [ ] → [ ] →细胞膜。
21.蛋白质的降解是细胞不可或缺的生理过程。泛素是一种小分子蛋白质,在膜蛋白和胞内基质蛋白降解过程中发挥重要作用,主要过程如下图。其中蛋白酶体是一种蛋白质复合体,也是一种细胞器,能识别与待降解蛋白结合的泛素。请回答下列问题。
(1)内质网、高尔基体可对 (“膜蛋白”或“胞内基质蛋白”)进一步加工、分类、包装,该过程离不开细胞的生物膜系统。图中不属于生物膜系统的细胞器有 。
(2)膜蛋白被泛素结合后会内吞并形成早期内体, (细胞结构)可为此过程提供能量。早期内体会对蛋白质进行分选,未去泛素化的蛋白质则会通过一系列转变并经过晚期内体最终被运输到 进行降解,这体现了生物膜具有 的结构特点。
(3)胞内基质蛋白的降解过程中,泛素的作用是 。待降解胞内基质蛋白进入蛋白酶体前,泛素会与其分离,其意义是 。
(4)科研人员根据蛋白质降解过程原理研发新型药物,如利用蛋白酶体抑制剂类药物可以治疗多发性骨髓瘤。多发性骨髓瘤细胞起源于浆细胞,会合成大量错误折叠的蛋白质。据此推测,该药物主要的作用机制是 。
22.图1表示细胞生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPI、COPⅡ是具膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。图2表示某细胞质膜结构,图中A、B、C、D、E、F表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。请据图回答问题。
(1)图1所示的真核细胞一般通过 完成蛋白质等大分子以及部分颗粒性物质的运输。当细胞摄取大分子时首先是大分子与细胞膜上的 结合,从而引起细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,然后形成 。
(2)分析图1可推测溶酶体的形成直接与 (填“甲”或“乙”)有关,若甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图中的具膜小泡 (填“COPⅠ”或“COPⅡ”)可以帮助这些蛋白质完成回收。图中的囊泡能与细胞膜融合将“货物”分泌到细胞外,此过程体现了细胞膜的结构特点是 。
(3)图2中a、b、c、d过程主要体现了细胞膜的 功能,图中D物质化学本质是 。若图2是小肠上皮细胞的细胞膜,该细胞吸收葡萄糖的方式可用图中 (填字母)表示。若图2为胃黏膜上皮细胞的细胞膜,人在饮酒时,与酒精吸收方式相符合的是 。
A、B、 C、 D、
23.生物学知识的获得离不开相关实验的探究过程。请分析回答下列实验问题:
(1)某同学利用洋葱新生根尖进行观察植物细胞的有丝分裂实验。相关实验结果如图所示。
①图1所示视野中,应选择区域 的细胞进一步高倍镜观察细胞的有丝分裂;换用高倍物镜前,需将装片向 方移动。
②据图2分析,如果加入DNA合成抑制剂,会使 组细胞相对数目增多。
(2)按图3步骤进行植物细胞吸水和失水的探究实验,甲、乙两个研究性兴趣小组分别利用洋葱鳞片叶内表皮和外表皮细胞进行实验。图1、图2是兴趣小组观察到的实验现象。请回答下列问题:
①图1、图2植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是 ,原生质层包括细胞膜、液泡膜以及 。
②甲组将伊红(伊红是植物细胞不吸收的红色染料)加入到一定浓度的蔗糖溶液中进行实验,观察到的实验现象最可能的是图 (填图中数字),这体现了细胞膜的功能特性 。
③将洋葱鳞片叶内表皮细胞置于一定浓度的k+溶液中,发现其体积变化趋势如图曲线ABCD所示。据图所给信息回答下列问题:
与图中过程发生相关的具膜细胞器有 。
能发生图示过程一定浓度的外界溶液的溶质有 。
A麦芽糖 B.尿素 C. 淀粉 D.甘油
若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶内表皮细胞滴加清水后,液泡逐渐变大,此过程中细胞的吸水能力 。
24.胃是人体的消化器官,胃壁细胞分泌的胃酸在食物消化过程中起重要作用,下图表示胃壁细胞分泌胃酸的机制,其中质子泵((H+-K+-ATP酶)位于胃壁细胞,能通过催化ATP水解完成H+/K+的跨膜转运,对胃酸的分泌有重要的生理意义。若胃酸分泌过多,则会引起胃溃疡。图中数字表示物质转运过程。请回答下列问题。
(1)①过程中CO2通过细胞膜进入细胞的运输方式为 ,影响CO2运输速率的CO2因素是 。
(2)②过程Cl-进入胃壁细胞的运输方式为 ,判断的依据是 。
(3)参与③过程的质子泵具有 功能。
(4)药物奥美拉唑是一种质子泵活性抑制剂,通常被用来治疗胃酸过多导致的胃溃疡。推测它的作用机理是 。请你再尝试提出一种治疗胃酸过多的方案 。
(5)胃黏膜 (填:属于/不属于)生物膜系统,理由是 。
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专题二 细胞的结构和物质运输
(知高频命题、练能力提升)
· 高频命题点01使用光学显微镜观察各种细胞
· 高频命题点02细胞学说、原核细胞和真核细胞
· 高频命题点03细胞核的结构和功能
· 高频命题点04细胞膜的结构和功能
· 高频命题点05细胞器的结构和功能
· 高频命题点06分泌蛋白的合成、运输与分泌
· 高频命题点07细胞的生物膜系统
· 高频命题点08通过模拟实验探究膜的透性
· 高频命题点09观察植物细胞的质壁分离和复原
· 高频命题点10被动运输与主动运输
· 高频命题点11胞吞与胞吐
· 高频命题点12 影响物质运输的因素
▉命题点1使用光学显微镜观察各种细胞
【例】1.对下图所示的有关生物学实验的叙述,错误的是( )
A.若图①表示将显微镜镜头由a转换成b,则视野中观察到的细胞数目减少
B.若要观察图②C处细胞的结构特点,则需向右平移装片再转到高倍镜观察
C.若图③是在显微镜下观察细胞质流动时的图像,发现细胞质的流动方向是顺时针,则细胞质的实际流动方向还是顺时针
D.图①中,镜头由a转换为b后,可通过调节细准焦螺旋使物像更清晰
【答案】B
【分析】显微镜成像的特点:显微镜成像是倒立的虚像,即上下相反,左右相反,物像的移动方向与标本的移动方向相反,若在视野中看到细胞质顺时针流动,则实际上细胞质就是顺时针流动。
【详解】A、据图观察可知,图①的镜头带有螺纹是物镜,物镜镜头越长,放大倍数越大,与载玻片的距离 越近,若将显微镜镜头由 a(低倍镜)转换成 b(高倍镜),则视野中观察到的细胞数目减少,视野会变暗,A正确;
B、显微镜下观察到的是物体的倒像,若要观察图②C 细胞的结构特点,由于其位于左方,故则需 向左方平移装片再转到高倍镜观察,B错误;
C、显微镜下观察到的是物体的倒像,若图③是在显微镜下观察细胞质流动时的图像,发现细胞质 的流动方向是顺时针,则细胞质的实际流动方向还是顺时针,C正确;
D、图①中,镜头由a转换为b是由低倍镜换为高倍镜,可通过调节细准焦螺旋使物像更清晰,D正确。
故选B。
【例】2.某兴趣小组将黑藻放在适宜光照、温度等条件下培养一段时间后进行“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验,某同学绘制的观察结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.选择黑藻作为观察材料的原因是其叶片薄,含有体积较大的叶绿体
B.视野中可观察到叶绿体围绕着液泡随细胞质流动
C.图中被标注的叶绿体实际位于液泡的左边,细胞质实际流动方向为顺时针
D.若在放大50倍的视野中均匀分布有20个细胞,则换用100倍后,视野中的细胞数目约为5个
【答案】C
【分析】黑藻叶肉细胞中的叶绿体,呈绿色、扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可以在高倍显微镜下观察它的形态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
【详解】A、选择黑藻幼嫩小叶作为观察材料的原因是其叶片薄,含有体积较大的叶绿体,便于实验现象观察,A正确;
B、活细胞中细胞质是流动的,细胞器是运动的,且叶绿体是观察细胞质流动的指标,因此视野中可观察到叶绿体围绕着液泡随细胞质流动,B正确;
C、物体经过显微镜的物镜后成倒立的放大的虚像,图中叶绿体在液泡的右边,实际叶绿体在左边,图中细胞质环流方向为逆时针,转动180度后依然是逆时针,C错误;
D、若在50×的视野中均匀分布有20个细胞,则换用100×后,比原来放大了100÷50=2倍,显微镜放大的是边长,面积放大了
▉命题点2细胞学说、原核细胞和真核细胞
【例】1.下列关于细胞学说的相关叙述正确的是( )
A.19世纪末创立,揭示了生物体结构的统一性和多样性
B.细胞是一个有机体,一切生物都是由细胞发育而来的
C.细胞既有自己的生命又对与其他细胞共同组成的生命起作用
D.通过观察部分动植物细胞,运用不完全归纳法得出的结论并不可信
【答案】C
【分析】细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。
【详解】A、细胞学说认为细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。因此揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,没有说明生物体结构的多样性,A错误;
B、细胞学说指出细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成,病毒没有细胞结构,B错误;
C、细胞学说认为细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用,C正确;
D、通过观察部分动植物细胞,总结了动植物细胞结构的统一性特点,运用了不完全归纳法,由不完全归纳得出的结论很可能是可信的,因此可以用来预测和判断,不过,也需要注意存在例外的可能,D错误。
故选C。
【例】2.下图为多种生物(或细胞)结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.衣藻有叶绿体,有眼点和能运动的鞭毛,所以衣藻是异养型真核生物
B.图示所有细胞或生物都含有DNA和RNA,共有的细胞器是核糖体
C.哺乳动物成熟红细胞、植物成熟筛管细胞和蓝细菌没有细胞核,都是原核细胞
D.蓝细菌和乳酸菌、醋酸菌、大肠杆菌、肺炎支原体都是原核生物
【答案】D
【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);原核生物没有复杂的细胞器,只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸(DNA和RNA)和蛋白质等物质。
【详解】A、衣藻有叶绿体,能够进行光合作用,是自养型生物,A错误;
B、图中的SARS病毒只有RNA没有DNA,也没有核糖体,B错误;
C、哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞是真核生物体内的细胞,仍属于真核细胞,C错误;
D、蓝细菌和乳酸菌、醋酸杆菌、大肠杆菌、肺炎支原体都没有被核膜包被的成形的细胞核,都是原核生物,D正确。
故选D。
【例】3.《科学》杂志报道,生物学家们发现了一种无需借助显微镜就能用肉眼看到的细菌,名为华丽硫珠菌,它也是有史以来人类发现的最大的细菌(如图)。该菌细胞中含有两个膜囊,膜囊甲包含所有遗传物质;膜囊乙充满了水,占细菌总体积的73%,紧贴细胞壁。下列相关叙述正确的是( )
A.该菌细胞内含有遗传物质RNA和DNA
B.推测该菌的出现弥补了生物进化过程中由原核生物向真核生物过渡的空白
C.该菌和蓝细菌一样,具有藻蓝素、叶绿体,能进行光合作用
D.该菌具有核膜为界限的细胞核,与真核细胞较为相似
【答案】B
【分析】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。原核细胞和真核细胞最主要的区别就是原核细胞没有核膜包被的典型的细胞核;它们的共同点是均具有细胞膜、细胞质、核糖体和遗传物质DNA。
【详解】A、该菌细胞内含DNA和RNA,但遗传物质是DNA,A错误;
B、据题意可知,该菌细胞中含有两个膜囊,膜囊甲包含所有遗传物质,与一般的细菌不同,而与真核细胞较为相似,可推测该菌的出现弥补了生物进化过程中由原核生物向真核生物过渡的空白,B正确;
CD、该菌是原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,除核糖体以外没有其他细胞器,CD错误。
故选B。
【例】4.肺炎支原体可引起支原体肺炎,其结构如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.肺炎支原体只有核糖体一种无膜结构的细胞器
B.肺炎支原体可通过核孔进行核质间的信息交流
C.肺炎支原体以有丝分裂或无丝分裂方式进行增殖
D.可用青霉素(抑制细胞壁的形成)来治疗支原体肺炎
【答案】A
【分析】肺炎支原体是由原核细胞构成的原核生物,没有细胞核与细胞壁。
【详解】A、肺炎支原体由原核细胞构成的原核生物,原核细胞只有核糖体一种无膜结构的细胞器,A正确;
B、组成肺炎支原体的原核细胞没有细胞核,因而没有核孔,B错误;
C、组成肺炎支原体的原核细胞通过二分裂的方式进行增殖,有丝分裂和无丝分裂都是真核细胞进行增殖的方式,C错误;
D、组成肺炎支原体的原核细胞没有细胞壁,不能用青霉素(抑制细胞壁的形成)治疗支原体肺炎,D错误;
故选A。
▉命题点3细胞核的结构和功能
【例】1.细胞核控制细胞的代谢和遗传,与其结构密不可分。下图表示某生物细胞中细胞核及其周围结构,下列相关叙述正确的是( )
A.细胞核内合成的蛋白质可通过核孔进入内质网进行加工
B.内质网膜与核膜、高尔基体膜直接相连,有利于物质的运输
C.核纤层起支架作用,可能与细胞核的形态大小的维持有关
D.人成熟红细胞核孔复合体的数量较少导致红细胞代谢较弱
【答案】C
【分析】细胞核的结构:(1)核膜结构:核膜是双层膜,其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。(2)核膜功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开;控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。(3)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关.在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。(4)染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是DNA和蛋白质。
【详解】A、蛋白质在核糖体上合成,A错误;
B、内质网膜与核膜、细胞膜直接相连,有利于物质的运输,B错误;
C、据图分析,核纤层起支架作用,可能与细胞核的形态大小的维持有关,C正确;
D、人成熟红细胞没有细胞核,D错误。
故选C。
【例】2.核孔结构复杂,至少由50种蛋白质构成,称为核孔复合体,是核内外物质转运的通道,结构如图所示。大分子物质与核孔复合体中的中央运输蛋白上的受体结合,从而实现“主动运输”过程。错误的是( )
A.大分子物质进出核孔需要消耗能量
B.核仁是产生核糖体、RNA和合成蛋白质的场所
C.若中央运输蛋白的空间结构发生改变,可能会影响RNA运出细胞核
D.大分子物质与中央运输蛋白的识别与转运,体现了核孔控制物质进出的选择性
【答案】B
【分析】细胞核的结构:(1)核膜(双层膜),可将核内物质与细胞质分开;(2)核孔:实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流;(3)核仁:与某种RNA的合成及核糖体的形成有关;(4)染色质(染色体):主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质DNA的主要载体。
【详解】A、核孔是一种选择透过性结构,大分子物质进出核孔需要消耗能量,A正确;
B、核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关,合成蛋白质的场所为核糖体,B错误;
C、结构决定功能,中央运输蛋白的空间结构发生改变,会影响其功能,因此可能会影响RNA运出细胞核,C正确;
D、核孔复合体中的中央运输蛋白上的受体具有特异性,大分子物质与中央运输蛋白的识别与转运,体现了核孔控制物质进出的选择性,D正确。
故选B。
【例】3.如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图,下列叙述错误的是( )
A.①和⑤的连通,体现了生物膜结构的直接联系
B.②为核孔,可实现核质间物质交换和信息交流
C.③与染色体是不同物质在不同时期的两种状态
D.④被破坏,细胞中蛋白质合成将不能正常进行
【答案】C
【分析】分析题图可知,①是内质网,②是核孔,③是染色质,④是核仁,⑤是核膜。
【详解】A、内质网内与核膜相连,使细胞质和核内物质的联系更为紧密,体现了生物膜结构的直接联系,A正确;
B、核孔是细胞核与细胞质之间物质交换和信息交流的重要通道,主要运输大分子物质,核孔运输物质具有选择性,B正确;
C、③是染色质,与染色体是同种物质在不同时期的两种状态,C错误;
D、④是核仁,与核糖体的形成有关,而核糖体是蛋白质合成的场所,如被破坏,细胞中蛋白质合成将不能正常进行,D正确。
故选C。
▉命题点4细胞膜的结构和功能
【例】1.下列对生物膜结构探索历程的叙述错误的是( )
A.溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜,据此推测细胞膜由脂质组成
B.以人体红细胞为实验材料,推导细胞膜磷脂分子排列为连续两层
C.科学家观察到暗—亮—暗三层结构,推测生物膜由脂质—蛋白质—脂质构成
D.辛格和尼科尔森在观察和实验证据的基础上提出了流动镶嵌模型
【答案】C
【分析】生物膜结构的探索历程:
1、19世纪末,欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出:膜是由脂质组成的。
2、20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气一水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4、1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构,并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子,他把生物膜描述为静态的统一结构。
5、1970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。
6、1972年,辛格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
【详解】A、欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出:膜是由脂质组成的,A正确;
B、两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气--水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层,B正确;
C、电镜下细胞膜呈清晰的暗一亮一暗三层结构,罗伯特森认为生物膜由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成,C错误;
D、1972年辛格和尼科尔森在新的观察和实验证据的基础上,提出了关于细胞膜的分子结构模型,即流动镶嵌模型,D正确。
故选C。
【例】2.如图1为细胞膜的流动锻嵌模型示意图。图2是磷脂分子构成的脂质体,可作为药物①②的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用,下列相关叙述错误的是( )
A.动物细胞膜中的脂质除了图1中的②还有胆固醇
B.细胞膜的功能主要与图1中②的种类和数量有关
C.图2中药物①是水溶性药物,药物②是脂溶性药物
D.图2中所示的脂质体到达细胞后可与细胞膜发生融合
【答案】B
【分析】构成细胞膜的磷脂双分子层,其中磷脂分子的“头”部是亲水的,“尾”部是疏水的。
【详解】A、动物细胞膜中的脂质有②磷脂双分子层和胆固醇,A正确;
B、细胞膜的功能主要与③蛋白质的种类和数量有关,B错误;
C、药物①处于磷脂头部包围的水溶性环境,药物②处于磷脂尾部包围的脂溶性环境,因此药物①是水溶性药物,药物②是脂溶性药物,C正确;
D、脂质体膜也具有与细胞膜相同的结构特点,即一定的流动性,可以与细胞膜发生融合,D正确。
故选B。
【例】3.科学家设计的仅1纳米宽的分子转子,与特定的靶细胞结合后,该转子可由紫外光驱动,能以每秒200~300万的转速进行旋转,从而在单个细胞的膜上钻孔。下列分析错误的是( )
A.将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开一层生物膜
B.钻孔后才能运送治疗试剂,说明了细胞膜能控制物质进出
C.细胞质基质和线粒体能为分子转子的驱动提供必须的能量
D.一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与表面的糖蛋白有关
【答案】C
【分析】细胞膜的三个功能:
(1)将细胞与外界环境分隔开。
(2)控制物质进出细胞。细胞膜的控制作用是相对的,环境中一些对细胞有害的物质有可能进入;有些病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体患病。
(3)进行细胞间的信息交流。
【详解】A、细胞膜是单层膜,因此将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开一层生物膜,A正确;
B、钻孔前治疗试剂不能通过细胞膜进入细胞,说明细胞膜能控制物质进出,B正确;
C、由题意可知,分子转子的驱动所需要的能量来自紫外光,并不是由细胞质基质和线粒体提供的,C错误;
D、糖蛋白与细胞识别有关,所以一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与其表面的糖蛋白有关,D正确。
故选C。
【例】4.流感病毒入侵人体过程中,病毒表面上的HA蛋白会与细胞膜上的受体结合,“诱骗”细胞,使细胞膜凹陷,使病毒被吞入细胞中,下列有关该过程的叙述,错误的是( )
A.该过程中人体细胞的细胞膜发生凹陷,体现了细胞膜具有一定流动性
B.HA与细胞膜上受体的结合体现了细胞膜能实现细胞间信息交流
C.该过程支持辛格和尼克尔森提出的细胞膜模型
D.人体细胞的细胞膜具有识别功能,这与其外表面的糖被有关
【答案】B
【分析】病毒是非细胞生物,只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体;根据遗传物质来分,分为DNA病毒和RNA病毒;病毒由核酸和蛋白质组成。
【详解】A、人体细胞的细胞膜发生凹陷,体现了细胞膜具有一定流动性,A正确;
B、病毒没有细胞结构,故病毒表面上的HA蛋白会与细胞膜上的受体结合不能体现细胞间的信息交流,B错误;
C、人体细胞的细胞膜发生凹陷,体现了细胞膜具有一定流动性,支持辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型,C正确;
D、细胞膜外表面的糖类分子,和蛋白结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被,与细胞膜表现的识别有关,D正确。
故选B。
▉命题点5细胞器的结构和功能
【例】1.液泡和溶酶体均含有水解酶,二者的形成与内质网和高尔基体有关。下列有关叙述错误的是( )
A.液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器
B.内质网上附着的核糖体,其组成蛋白在细胞核内合成
C.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体
D.核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体
【答案】B
【分析】液泡和溶酶体是细胞中的细胞器,具有不同的功能。液泡主要调节细胞内的环境,溶酶体则与细胞内的消化和分解有关。内质网是蛋白质合成和加工的场所,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工和分类。
【详解】A、液泡和溶酶体都由单层膜包裹,因此泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器,A正确;
B、内质网上附着的核糖体的组成蛋白在游离核糖体合成的,B错误;
C、内质网的膜可以以囊泡的形式转移到高尔基体,这是细胞内物质运输和膜转化的常见方式,C正确;
D、液泡有类似溶酶体的功能,故二者中均有水解酶,核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入溶酶体或液泡,D正确。
故选B。
【例】2.图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是( )
A.①~④构成细胞完整的生物膜系统
B.溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C.③的膜具有一定的流动性
D.④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
【答案】A
【分析】图中①是线粒体,②是内质网,③是高尔基体,④是囊泡。
【详解】A、完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,而图中①是线粒体,②是内质网,③是高尔基体,④是囊泡,故①~④不能构成细胞完整的生物膜系统,A错误;
B、溶酶体能够清除衰老、受损的细胞器,所以能够清除衰老或损伤的①②③,B正确;
C、③高尔基体能够产生囊泡,膜具有一定的流动性,C正确;
D、细胞骨架与物质运输有关,所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关,D正确。
故选A。
【例】3.下图为线粒体与溶酶体之间的三种相互作用示意图。相关叙述正确的是( )
A.溶酶体中的水解酶在游离的核糖体中合成,线粒体可以为该过程提供能量
B.溶酶体水解大分子得到的葡萄糖等产物可进入线粒体,为有氧呼吸提供原料
C.溶酶体可为线粒体的分裂标记裂变位点,该过程是与细胞分裂同步进行的
D.功能失调的线粒体产生氧自由基导致细胞衰老,并主要以自噬方式被清除
【答案】D
【分析】溶酶体是消化车间,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与病菌。被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。
【详解】A、溶酶体中的水解酶先在游离的核糖体中合成一段肽链,这时肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成,细胞质基质和线粒体均可为该过程提供能量,A错误;
B、葡萄糖不能进入线粒体进行有氧呼吸,有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质,葡萄糖形成两分子丙酮酸,丙酮酸在进入线粒体开始进行有氧呼吸的第二阶段,B错误;
C、细胞分裂涉及到染色体的数目行为变化,线粒体无染色体,因此线粒体的分裂与细胞分裂不能同步进行,C错误;
D、细胞自噬指的是在一定条件下,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若线粒体功能失调会被溶酶体降解,D正确。故选D。
【例】4.下图为动物细胞和植物细胞的结构示意图,下列叙述错误的是( )
A.动物细胞的②外面没有①的结构,植物细胞必须有①才能存活
B.动物细胞④⑤中可合成ATP,植物细胞内④⑤⑥中都可合成ATP
C.动物细胞合成蛋白质的场所有③④⑤,植物细胞的⑥内也能合成蛋白质
D.植物细胞②外面有①,细胞分裂末期细胞质分裂的方式与动物细胞不同
【答案】A
【分析】据图分析,左图为动物细胞,右图为植物细胞。图中①为细胞壁,②为细胞膜,③为内质网(附着核糖体),④为线粒体,⑤为细胞质基质,⑥为叶绿体。
【详解】A、动物细胞的②细胞膜外面没有①细胞壁的结构,但细胞壁不是植物细胞的活性物质,去除细胞壁以后的原生质体仍能存活,A错误;
B、动物细胞④线粒体和⑤细胞质基质中可合成ATP,植物细胞内④线粒体、⑤细胞质基质、⑥叶绿体中都可合成ATP,B正确;
C、细胞合成蛋白质的场所是核糖体,③内质网上的核糖体、④线粒体、⑤细胞质基质、⑥叶绿体中都含有核糖体,都能合成蛋白质,C正确;
D、植物细胞②细胞膜外面有①细胞壁,细胞分裂末期通过形成细胞板将细胞质一分为二,而动物细胞则是细胞膜凹陷缢裂将细胞质分裂,所以不同,D正确。
故选A。
▉命题点6分泌蛋白的合成、运输与分泌
【例】1.科学家用3H标记的亮氨酸进行了“分泌蛋白的合成和运输”实验,计算放射性的分泌蛋白颗粒数百分比,结果如下表。下列相关叙述,正确的是( )
第3分钟时
第10分钟时
第20分钟时
第30分钟时
第40分钟时
内质网
100%
50%
0
0
0
高尔基体
0
25%
75%
75%
25%
分泌小泡
0
0
0
25%
75%
备注:放射性颗粒数百分比=某细胞结构中的放射性颗粒数/整个细胞中的放射性颗粒数╳100%
A.呼吸氧化酶、消化酶、抗体都是分泌蛋白
B.改用肺炎链球菌为实验材料也可得到相似结果
C.分泌小泡指的是内质网形成的包裹蛋白质的囊泡
D.第10分钟时放射性颗粒可存在于内质网向高尔基体运输的囊泡中
【答案】D
【分析】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,再到高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡分泌到细胞外,该过程消耗的能量主要由线粒体提供。
【详解】A、呼吸氧化酶是胞内蛋白,A错误;
B、肺炎链球菌为原核生物,没有内质网和高尔基体等细胞器,因此改用肺炎链球菌为实验材料不能得到相似的结果,B错误;
C、根据表格数据可知,第30分钟-40分钟高尔基体的放射性减弱,而分泌小泡中放射性增强,因此可知分泌小泡指的是高尔基体形成的包裹蛋白质的囊泡,C错误;
D、第10分钟时内质网中的放射性减小,而高尔基体出现放射性,说明内质网中形成的蛋白质转移到了高尔基体,因此可判断第10分钟时放射性颗粒可存在于内质网向高尔基体运输的囊泡中,D正确。
故选D。
【例】2.高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的方式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与蛋白质的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶、胰岛素和抗体不属于该类蛋白
B.错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网的过程需要消耗能量
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS受体的功能缺失可能会使高尔基体内含RS的蛋白含量增加
【答案】C
【分析】根据题干信息“高尔基体膜上的 RS受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”,说明RS 受体和含有短肽序列 RS的蛋白质结合,将其从高尔基体运回内质网,且RS受体与蛋白质的结合能力随pH升高而减弱。
【详解】A、根据题干信息可知,高尔基体产生的囊泡可以将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,而消化酶、胰岛素和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体加工并运送至细胞外,所以消化酶、胰岛素和抗体不属于该类蛋白,A正确;
B、细胞通过囊泡运输需要消耗能量,B正确;
C、根据题干信息可知,若高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高,则结合能力较弱,所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低,C错误;
D、通过题干可以得出结论,若RS受体的功能缺失,则不能与错误转运到高尔基体的蛋白质结合,并将其运回内质网,因此会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。
故选C。
【例】3.囊泡转运是指物质在进出细胞及细胞内转运过程中由膜包裹、形成囊泡、与膜融合或断裂来完成的过程,如图1所示。图2是图1的局部放大,不同囊泡介导不同途径的运输,图1中①-⑤表示不同的细胞结构。据图分析,下列说法正确的是( )
A.囊泡膜的主要成分是脂质和糖类,若Y内的“货物”为水解酶,则结构⑤为溶酶体
B.若X内的“货物”为消化酶,在其合成分和泌过程中,④的膜面积基本保持不变,但膜的成分发生更新
C.蛋白质A和蛋白质B的结合是特异的,能够保证囊泡内“货物”精确运输,细胞内生物大分子的运输都依赖囊泡介导
D.①中存在DNA和蛋白质复合物,原核细胞的拟核中没有DNA和蛋白质复合物
【答案】B
【分析】分析题图,①为细胞核,②为细胞质基质,③为内质网,④为高尔基体,⑤为溶酶体。X、Y为囊泡内容物细胞“货物”。
【详解】A、囊泡膜的主要成分是脂质和蛋白质,A错误;
B、若X内的“货物”为消化酶,在其合成和分泌过程中,④高尔基体的膜面积基本保持不变,但膜的成分发生更新,B正确;
C、蛋白质A和蛋白质B的结合是特异的,能够保证囊泡内“货物”精确运输,细胞内生物大分子的运输不都需要这种机制,C错误;
D、①中存在DNA和蛋白质复合物,原核细胞中也会有此类复合物,如拟核DNA转录时也会与RNA聚合酶结合,D错误。
故选B。
▉命题点7细胞的生物膜系统
【例】1.细胞内膜系统是真核细胞的细胞质中,在结构和功能上相互联系的一系列膜称,包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。下列有关叙述错误的( )
A.线粒体内膜上存在催化ATP合成的酶
B.蓝细菌的内膜系统保证了光合作用的正常进行
C.液泡中含多种水解酶,与动物细胞溶酶体有类似的功能
D.叶绿体类囊体膜的蛋白质种类和数量多于叶绿体内膜
【答案】B
【分析】细胞内膜系统的相关知识点:
1、概念:细胞内膜系统是指细胞质中在结构与功能上相互联系的一系列膜性细胞器的总称,广义上内膜系统包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等膜性结构。
2、功能:细胞内膜系统极大的扩大了细胞内膜的表面积,为多种酶提供附着位点,有利于代谢反应的进行;细胞内膜系统将细胞质区域化与功能化,使相互区别的代谢反应能够同时进行,以满足细胞不同部位的需求。
3、性质:内膜系统具有动态性质。虽然内膜系统中各细胞器是一个个封闭的区室,并各具一套独特的酶系,有着各自的功能,在分布上有各自的空间。实际上,内膜系统中的结构是不断变化的,此为内膜系统的最大特点。
【详解】A、线粒体内膜为有氧呼吸第三阶段的场所,故其上存在催化ATP合成的酶,A正确;
B、蓝细菌为原核生物,只有核糖体一种细胞器,没有核膜,不存在内膜系统,B错误;
C、液泡中含多种水解酶,可以分解衰老损伤的细胞器,因此其与动物细胞溶酶体有类似的功能,C正确;
D、叶绿体类囊体膜为光合作用光反应的场所,其上存在与光合作用有关的酶,蛋白质种类和数量多于叶绿体内膜,D正确。
故选B。
【例】2.研究者在果蝇的肠吸收细胞中发现了一种新的细胞器——PXo小体。该细胞器具有多层膜,膜的结构与细胞膜相似。当饮食中磷酸盐不足时,PXo小体膜层数减少,最终被降解。下列相关叙述不合理的是( )
A.PXo小体膜参与构成果蝇细胞的生物膜系统
B.PXo小体的结构和功能与粗面内质网非常相似
C.PXo小体增加膜层数可能需要线粒体提供能量
D.PXo小体动态解体利于维持胞内磷酸盐稳态
【答案】B
【分析】据题意可知,当食物中磷酸盐过多时,PXo小体可能会将Pi转化为膜的主要成分磷脂进行储存。当食物中的磷酸盐不足时,PXo 小体中的膜成分显著减少,最终PXo 小体被降解、释放出磷酸盐供细胞使用。
【详解】A、细胞器PXo小体具有多层膜,膜的结构与细胞膜相似,说明PXo小体膜参与构成果蝇细胞的生物膜系统,A正确;
B、粗面内质网的功能为合成蛋白质大分子,并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位,PXo小体的功能主要是维持胞内磷酸盐稳态,两者功能不相同,B错误;
C、PXo小体增加膜层数可能需要能量,细胞内的能量主要由线粒体提供,C正确;
D、PXo小体动态解体可在磷酸盐充足时将其储存,磷酸盐不足时放出磷酸盐供细胞使用,利于维持胞内磷酸盐稳态,D正确。
故选B。
【例】3.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,下列有关说法正确的是( )
A.细胞器a、b、c、d膜的化学组成与结构均相同
B.细胞骨架是由蛋白质和纤维素组成的网架结构,维持着细胞的形态
C.a、b、c、d分别为高尔基体、刚形成的溶酶体、内质网、衰老或受损的线粒体
D.f表示b与e正在融合,这种融合过程反映了生物膜具有选择透过性的特点
【答案】C
【分析】分析题图:图中a是高尔基体,b是刚形成的溶酶体,c是内质网,d是线粒体,e是包裹线粒体的小泡,f表示溶酶体与小泡融合,g表示溶酶体中的水解酶水解衰老的细胞器。
【详解】A、细胞器a、b、c、d膜的化学组成与结构均相似,A错误;
B、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构,维持着细胞的形态,B错误;
C、a、b、c、d分别为高尔基体、刚形成的溶酶体、内质网、衰老或受损的线粒体,C正确;
D、f表示b与e正在融合,这种融合过程反映了生物膜具有流动性的结构特点,D错误。
故选C。
▉命题点8通过模拟实验探究膜的透性
【例】1.保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
A.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
B.将保卫细胞放入等渗溶液中,会发生渗透现象
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
【答案】B
【分析】气孔是由两两相对而生的保卫细胞围成的空腔,它的奇妙之处在于能够自动的开闭。气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”。气孔的张开和闭合受保卫细胞的控制。
【详解】A、分析题图可知,在滴加②后,气孔关闭,意味着细胞处于失水状态,即质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中,A正确;
B、渗透现象需要在半透膜两侧存在浓度差,故将保卫细胞放入等渗溶液中,不会发生渗透现象,B错误;
C、滴加③后细胞大量吸水,故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞,C正确;
D、分析图示:滴加蔗糖溶液①后一段时间,保卫细胞气孔张开一定程度,说明保卫细胞在蔗糖溶液①中吸收一定水分;滴加蔗糖溶液②后一段时间,保卫细胞气孔关闭,说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分,滴加蔗糖溶液③后一段时间,保卫细胞气孔张开程度较大,说明保卫细胞在蔗糖溶液③中吸收水分多,且多于蔗糖溶液①,由此推断三种蔗糖溶液浓度大小为:②>①>③,D正确。
故选B。
▉命题点9观察植物细胞的质壁分离和复原
【例】1.(多选)某兴趣小组以匐灯藓(一种苔藓植物)和30%蔗糖溶液为材料做质壁分离实验,结果如下图,相关叙述正确的有( )
A.匐灯藓叶细胞中有较多叶绿体,有利于实验的观察
B.用刀片在匐灯藓叶上划一方框,用镊子撕取下表皮制作临时装片
C.从盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流
D.细胞的大小不同导致细胞质壁分离的程度不同
【答案】AC
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中,液泡逐渐变大,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,即发生了质壁分离复原。
【详解】A、匐灯藓叶细胞中含有较多的叶绿体,这些叶绿体在显微镜下呈现绿色,使得细胞轮廓更加清晰,有利于实验的观察,A正确;
B、在质壁分离实验中,我们通常选择观察的是植物细胞的表皮细胞,特别是那些具有大液泡的细胞。然而,苔藓植物的叶片结构并不包含像高等植物那样的下表皮,而是由一层细胞直接构成。因此,我们不能像处理高等植物叶片那样,用刀片划取并撕取下表皮来制作装片。实际上,对于苔藓植物,我们可以直接取整个小叶来制作临时装片,B错误;
C、在进行质壁分离实验时,为了使蔗糖溶液能够迅速且均匀地渗透到细胞中,我们需要从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液,并在盖玻片的另一侧用吸水纸引流。这样可以形成一定的压力差,促使蔗糖溶液进入细胞间隙并最终进入细胞内部,C正确;
D、细胞质壁分离的程度主要取决于细胞液的浓度与外界溶液的浓度差。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞会失水并发生质壁分离。然而,细胞的大小并不是决定质壁分离程度的主要因素。在同一实验条件下(即外界溶液浓度相同),不同大小的细胞可能会因为细胞液的浓度不同而表现出不同的质壁分离程度,D错误。
故选AC。
【例】2.某研究小组用浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol⋅L-1的蔗糖溶液分别处理同种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述不正确的是( )
A.实验所用细胞不可能是洋葱根尖分生区细胞
B.图中B点时细胞壁与原生质层之间充满了蔗糖溶液
C.图中A、B、D三点的细胞液浓度最大的是A点
D.图中AC过程中乙二醇以自由扩散的方式进入细胞
【答案】C
【分析】题图分析,某种植物细胞处于乙二醇溶液中外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,原生质体体积变小,细胞液浓度增大;随后乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞,细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原。某种植物细胞处于蔗糖溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小;又由于蔗糖溶液浓度较大,细胞会失水过多而死亡。
【详解】A、实验所用细胞不可能是洋葱根尖分生区细胞,因为该细胞不具有中央大液泡,无法发生质壁分离现象,A正确;
B、图中B点时细胞质壁分离明显,此时细胞壁和原生质层之间是蔗糖溶液,因为细胞壁是全透性的,B正确;
C、图中AB段,细胞失水导致细胞液浓度增大,BD段保持动态平衡,故图中A、B、D三点的细胞液浓度最大的是B或D点,C错误;
D、乙二醇是脂溶性物质,且图中AC过程中发生了质壁分离后自动复原,图中AC过程中乙二醇以自由扩散的方式进入细胞,D正确。
故选C。
▉命题点10被动运输与主动运输
【例】1.人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如下图甲所示,①~⑤表示相关过程,图中Na+和K+的运输都需要消耗ATP。图乙中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列叙述正确的是( )
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是O2和CO2
B.甲中①②与④⑤跨膜运输方式分别与图乙中的a及b相对应
C.甲中③表示的物质跨膜运输方式与该细胞内的O2含量密切相关
D.成熟红细胞吸收葡萄糖的方式与小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式相同
【答案】B
【分析】1、被动运输:简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度,是最简单的跨膜运输方式,不需能量。被动运输又分为两种方式:自由扩散:不需要载体蛋白协助,如:氧气,二氧化碳,脂肪,协助扩散:需要载体蛋白协助,如:氨基酸,核苷酸。
2、主动运输:小分子物质从低浓度运输到高浓度,如:矿物质离子,葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。
3、胞吞胞吐:大分子物质的跨膜运输,需能量。
【详解】A、肌肉细胞需要从血液中吸收氧气,同时产生CO2进入到血液中,因此甲图中进入红细胞的气体A为CO2,气体B为氧气,即氧气流出,进入肌肉细胞,A错误;
B、甲中①②(自由扩散)表示的物质跨膜运输方式与图乙中的a相对应,④⑤(协助扩散)表示的物质跨膜运输方式与图乙中的b相对应,B正确;
C、甲中③表示的物质跨膜运输方式消耗能量(ATP)与载体蛋白,但红细胞进行的是无氧呼吸,与细胞内的O2含量无关,C错误;
D、成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式可以为主动运输,D错误。
故选B。
【例】2.图甲为有关Na+和氨基酸进出肾小管上皮细胞的示意图,图乙为甲状腺滤泡上皮细胞物质跨膜运输示意图(已知甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度是血液中I-浓度的30倍),下列相关叙述正确的是( )
A.同种物质进出细胞的跨膜运输方式可能不同,且主动运输一定需要ATP直接提供能量
B.一种载体只能运输一种物质,且小分子物质进出细胞都需要转运蛋白的协助
C.离子通过钠碘同向转运体和钠钾泵进出细胞的跨膜运输方式均为主动运输
D.低温会影响物质进出细胞的速率,且钠碘同向转运体转运物质时具有专一性
【答案】D
【分析】1、在图甲中,氨基酸进入肾小管上皮细胞和Na+排出肾小管上皮细胞都是逆浓度梯度(从低浓度向高浓度一侧)运输,均属于主动运输,但前者并没有直接消耗ATP;氨基酸排出肾小管上皮细胞和Na+进入肾小管上皮细胞都是顺浓度梯度(从高浓度向低浓度一侧)运输,均属于协助扩散。
2、在图乙中,Na+和I- 借助Na+钠碘同向转运体进入甲状腺滤泡上皮,其中I- 是逆浓度梯度运输,Na+是顺浓度梯度运输,分别属于主动运输、协助扩散。借助钠钾泵,K+运入甲状腺滤泡上皮细胞和Na+运出甲状腺滤泡上皮细胞都需要消耗ATP,均属于主动运输。
【详解】A、同种物质进出细胞的跨膜运输方式可能不同,例如肾小管上皮细胞吸收 Na+属于协助扩散,而 Na+运出肾小管上皮细胞则属于主动运输,但是主动运输并不一定需要 ATP 直接提供能量,例如肾小管上皮细胞主动吸收氨基酸是由 Na+的浓度梯度产生的势能供能,A 错误;
B、一种载体不一定只能运输一种物质,如协助氨基酸和Na+进入肾小管上皮细胞的载体是同一种,小分子物质进出细胞并不一定都需要转运蛋白的协助,如以自由扩散的方式进出细胞的小分子物质不需要转运蛋白的协助,B 错误;
C、Na+ 通过钠碘同向转运体进入甲状腺滤泡上皮细胞属于协助扩散,离子通过钠钾泵进出细胞的跨膜运输方式消耗能量,均为主动运输,C错误;
D、温度低,物质的扩散速度慢,同时酶的活性降低,产生的 ATP 量减少,因此低温会影响物质进出细胞的速率,钠碘同向转运体转运物质时具有专一性,D 正确。
故选D。
▉命题点11 胞吞与胞吐
【例】1.如图为巨噬细胞将细菌吞噬的过程以及细胞中的溶酶体发挥作用,下列相关叙述正确的是( )
A.细菌以胞吞形式进入细胞,细菌的细胞膜与巨噬细胞的膜发生了融合
B.溶酶体与吞噬体的融合体现了生物膜具有流动性
C.巨噬细胞吞噬的过程中既不需要载体蛋白,也不需要能量
D.胞吞的过程中细菌共穿过了两层生物膜
【答案】B
【分析】据图示可知,细菌以胞吞方式进入细胞,需要消耗能量,该过程体现了细胞膜的流动性。
【详解】A、细菌以胞吞形式进入细胞,该过程依赖细胞膜的流动性,根据图示可知,两者的细胞膜未发生融合,A错误;
B、溶酶体与吞噬体的融合依赖膜的流动性,B正确;
C、巨噬细胞吞噬的过程中不需要载体蛋白,但需要能量,C错误;
D、由图可知,胞吞的过程中细菌并未穿过生物膜,而是被细胞膜包裹进入细胞内,D错误。
故选B。
【例】2.下图是细胞生物膜系统及囊泡运输机制的示意图。图中COPⅠ和COPⅡ是两种被膜小泡。下列相关叙述正确的是( )
A.图示细菌侵入细胞的方式需要能量和载体蛋白的协助
B.溶酶体内合成的水解酶用于杀死侵入细胞的细菌
C.COPⅡ被膜小泡主要介导蛋白质从内质网到高尔基体
D.被膜小泡与细胞器的融合体现了生物膜的选择透过性
【答案】C
【分析】分析题图:图示表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系,其中COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡,可以介导蛋白质在内质网与高尔基体之间的运输。
【详解】A、细菌侵入细胞的方式为胞吞,胞吞不需要载体蛋白协助,A错误;
B、水解酶的合成场所是核糖体,溶酶体不能合成水解酶,B错误;
C、由题意可知,COPⅠ被膜小泡主要介导蛋白质从高尔基体返回内质网,而COPⅡ被膜小泡主要介导蛋白质从内质网到高尔基体,C正确;
D、被膜小泡与细胞器的融合体现了生物膜的流动性,而不是选择透过性,D错误。
故选C。
▉命题点12影响物质运输的因素
【例】1.液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器,液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输,从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是( )
A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于主动运输
B.载体蛋白CAX不具有特异性,既能运输H+也能运输Ca2+
C.加入H+焦磷酸酶抑制剂,Ca2+通过CAX的运输速率变慢
D.H+-焦磷酸酶和载体蛋白CAX在转运时均需改变自身的空间结构
【答案】B
【分析】由题干信息可知,H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输,且该过程需要借助无机焦磷酸释放的能量,故H+跨膜运输的方式为主动运输; Ca2+通过 CAX 进行进入液泡并储存的方式为主动运输(反向协助扩散)。
【详解】A、Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式为主动运输,所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供,A正确;
B、载体蛋白CAX能运输Ca2+和H+,但两者与载体蛋白CAX结合的部位不同,因此载体蛋白CAX具有特异性,B错误;
C、加入 H+焦磷酸酶抑制剂,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的 H+浓度梯度差减小,为Ca2+通过 CAX 的运输提供的能量减少,Ca2+通过CAX的运输速率变慢,C正确;
D、载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,H+焦磷酸酶能将H+运进液泡,起到了转运蛋白的作用,故H+焦磷酸酶和载体蛋白CAX在转运时均需改变自身的空间结构,D正确。故选B。
【例】2.(多选)如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2+和的吸收情况。下列有关叙述正确的是( )
A.影响水稻根细胞吸收Ca2+和的因素仅是氧气浓度
B.A与C对照,说明根细胞膜上的载体比Ca2+载体多
C.A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度
D.B点以后及时松土透气,有利于提高两种离子的吸收量
【答案】BC
【分析】分析题图:在一定氧气浓度范围内,随着氧气浓度的增加,Ca2+和SiO44-的吸收量逐渐增加,之后两种离子的吸收量不再随氧气浓度的增加而增大,两种离子吸收的方式是主动运输,需要载体蛋白的协助以及消耗能量。
【详解】A、影响水稻根细胞吸收Ca2+和SiO44-的因素是氧气浓度和载体蛋白的数量,A错误;
B、A与C对照,相同氧气浓度条件下,SiOO44-比Ca2+吸收的多,说明根细胞膜上SiOO44-载体比Ca2+载体多,B正确;
C、由曲线图可知,A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度,C正确;
D、B点以后,两种离子的吸收量不再随氧气浓度的增加而增大,因此B点以后及时中耕松土,不能提高两种离子的吸收量,D错误。
故选BC。
【例】3.图1表示物质跨膜运输示意图,其中通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道,允许相应的物质或离子通过,①②③④代表不同的运输方式。图2表示物质通过膜的运输速率随 O2浓度变化的情况。下列叙述错误的是( )
A.①代表自由扩散,其运输速率取决于膜两侧的浓度差
B.②通道蛋白介导的运输速率较快可能是因为该过程消耗的能量较多
C.④代表的物质运输方式与图2的物质运输方式一致
D.曲线中M点和N点的主要影响因素分别能量、转运蛋白数量
【答案】B
【分析】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,代表主动运输方式。图2中曲线的自变量为氧气浓度,与能量供应有关,所示运输方式为主动运输。
【详解】A、①不需要载体蛋白的协助,代表自由扩散,其运输速率取决于膜两侧的浓度差,A正确;
B、②需要载体蛋白协助,且不消耗能量,代表协助扩散,B错误;
C、图2代表主动运输,而②过程代表协助扩散,④需要载体蛋白的协助并消耗能量,代表主动运输方式,所以④代表的物质运输方式与图2的物质运输方式一致,C正确;
D、图2曲线表示主动运输,A~B两点之间随氧浓度不同,物质运输速率不同,所以M点的主要影响因素主要是因为能量供应有差别;B~C两点之间的M点主要影响因素是离子的载体蛋白数目有差别,D正确。
故选B。
限时:75分钟
一、单选题
1.采集某湿地水样进行显微观察,看到衣藻、草履虫若干,如图所示是在显微镜下观察到的不同视野,下列有关叙述正确的是( )
A.若将视野1换成视野2,必须将大光圈换成小光圈
B.使用光学显微镜观察时,可以清晰观察到衣藻的核糖体
C.若使如高倍镜观察视野1中左上角的草履虫、则需向右上角移动装片
D.视野中的草履虫和衣藻可以同时属于两个不同的生命系统结构层次
【答案】D
【分析】高倍显微镜的操作流程:在低倍镜下观察清楚,找到物像→将物像移到视野中央→转动转换器换用高倍镜观察→调节反光镜或光圈使视野变亮,同时转动细准焦螺旋直到物像清晰可见。
【详解】A、若将视野1换成视野2,即低倍镜转换为高倍镜,高倍镜下视野较暗,必须将小光圈换成大光圈,A错误;
B、光学显微镜观察不到衣藻的核糖体,B错误;
C、由于显微镜成像为倒像,要想将物像移至视野中央,就向哪个方向移动装片,因此若使如高倍镜观察视野1中左上角的草履虫、则需向左上角移动装片,C错误;
D、草履虫和衣藻是单细胞生物,既属于个体层次,也属于细胞层次,D正确。
故选D。
2.近年来科学家发现了一种长达2cm的独特细菌—华丽硫珠菌,其遗传物质均由膜结构包被,含有遗传物质的场所称为膜囊,膜囊中还含有核糖体。下列说法错误的是( )
A.华丽硫珠菌的膜囊与真核细胞中的线粒体结构接近
B.华丽硫珠菌的蛋白质是在核糖体上合成的
C.华丽硫珠菌可能是原核生物向真核生物进化的过渡
D.华丽硫珠菌的遗传物质主要是DNA
【答案】D
【分析】华丽硫珠菌属于原核生物,没有成形的细胞核,细胞质中只有核糖体一种细胞器,其细胞壁的主要成分是肽聚糖。
【详解】A、华丽硫珠菌的膜囊中含有遗传物质,含有核糖体,与真核细胞中的线粒体结构最接近,A正确;
B、核糖体是蛋白质的合成车间,华丽硫珠菌的蛋白质是在核糖体上合成的,B正确;
C、原核细胞和真核细胞在结构上最大的区别是原核细胞没有核膜包被的成形的细胞核,而华丽硫珠菌包含遗传物质的膜囊类似真核细胞的核膜,可能是原核生物向真核生物进化的过渡,C正确;
D、华丽硫珠菌的遗传物质就是DNA,只有一种,不是主要是DNA,D错误。
故选D。
3.下列有关细胞结构、功能的描述,正确的是( )
A.核仁是核糖体装配的重要场所,细胞中核糖体的合成离不开核仁
B.细胞膜流动性的特点与细胞膜控制物质进出细胞的功能密切相关
C.由于液泡膜具有选择透过性,所以细胞液中没有大分子有机物
D.由纤维素交错连接形成的细胞骨架,维持着细胞的形态,锚定多种细胞器
【答案】B
【分析】1、细胞膜的流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架;蛋白质分子有的镶嵌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,有的横跨整个磷脂双分子层。
(2)细胞膜上的磷脂和绝大多数蛋白质是可以流动的,因此膜的结构成分不是静止的,而是动态的,具有流动性。
(3)细胞膜的外表面分布有糖被,具有识别功能。
2、核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
【详解】A、真核细胞的核仁与核糖体形成有关,而原核细胞无细胞核,所以原核细胞的核糖体合成与核仁结构无关,A错误;
B、细胞膜流动性的特点与细胞膜控制物质进出细胞的功能密切相关,B正确;
C、液泡膜具有选择透过性不能说明细胞液中没有大分子有机物,细胞液中的大分子有机物可通过胞吞进入,C错误;
D、细胞骨架是由蛋白质纤维组成,D错误。故选B。
4.我国学者研究发现细胞在迁移过程中,细胞尾部收缩丝的尖端或分叉处会产生膜性囊泡状细胞器,命名为迁移体(如下图箭头所指)。敲除斑马鱼迁移体形成所必需的一系列基因,发现鱼的胚胎中迁移体的数量减少,且出现了器官形成缺陷。下列有关迁移体的说法错误的是( )
A.迁移体膜的主要成分为脂质和蛋白质
B.迁移体形成说明细胞膜具选择透过性
C.迁移体的形成需要细胞骨架等的参与
D.迁移体可能对细胞间信息传递具有作用
【答案】B
【分析】据题意可知,迁移体是细胞向外释放的一种囊泡结构,迁移体能起到细胞间物质传递的作用,细胞在迁移的过程中,迁移体发挥着重要作用。
【详解】A、迁移体是细胞尾部收缩丝的尖端或分叉处会产生膜性囊泡状的细胞器,其膜的主要成分为脂质(磷脂)和蛋白质,A正确;
B、迁移体是一种细胞尾部收缩丝的尖端或分叉处会产生膜性囊泡状的细胞器,故迁移体的形成说明细胞膜具有一定的流动性,B错误;
C、由图可知,在细胞迁移过程中,细胞通过收缩纤维的管道,持续把一些胞内物质运输到迁移体中,迁移体的形成与细胞骨架有关,C正确;
D、敲除斑马鱼迁移体形成所必需的一系列基因,发现鱼的胚胎中迁移体的数量减少,且出现了器官形成缺陷,可说明迁移体可能对细胞间信息传递具有作用,D正确。故选B。
5.下列叙述与生物科学史不相符合的是( )
A.欧文顿对植物细胞的通透性进行研究,推测出细胞膜由脂质组成
B.罗伯特森利用光学显微镜观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构
C.人鼠细胞融合实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性
D.辛格和尼科尔森提出的细胞膜的流动镶嵌模型为大多数学者接受
【答案】B
【分析】对细胞膜成分的探索:(1)1895年,欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样: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。据此推测:细胞膜是由脂质组成的。(2)1925 年,两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此推断:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。(3)1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低,因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。
【详解】A、1895年,欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样: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。据此推测:细胞膜是由脂质组成的;故欧文顿对植物细胞的通透性进行研究,推测:细胞膜是由脂质组成的,A正确;
B、1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构,B错误;
C、1970年,科学家将小鼠细胞和人细胞融合,并用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子,这一实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性,C正确;
D、1972年,辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受,D正确。故选B。
6.下图是中性粒细胞吞噬和消化细菌的示意图,相关叙述正确的是( )
A.结构①是线粒体,彻底氧化分解葡萄糖为该细胞供能
B.结构③是细胞膜,具有一定的流动性,参与残渣的排出
C.结构④是高尔基体,参与⑤中水解酶的合成、加工和运输
D.结构①②③④⑤构成细胞的生物膜系统
【答案】B
【分析】据图可知,①为线粒体,②为内质网,③为细胞膜,④为高尔基体,⑤为溶酶体。
【详解】A、结构①是线粒体,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,但线粒体不能直接分解葡萄糖,只能利用细胞质基质分解葡萄糖后的产物丙酮酸,A错误;
B、结构③为细胞膜,可通过胞吐方式排出残渣,体现其具有一定的流动性,B正确;
C、结构⑤是溶酶体,其中含有多种水解酶,结构④是高尔基体,高尔基体不能合成水解酶,水解酶是由核糖体合成的,C错误;
D、细胞的生物膜系统包括细胞膜、核膜和各种细胞器膜等,结构①线粒体、②内质网、④高尔基体、⑤溶酶体都是具膜细胞器,③为细胞膜,均属于细胞的生物膜系统,但仅有五者不能构成生物膜系统,D错误。
故选B。
7.多数分泌蛋白的分泌需要信号肽序列,通过内质网-高尔基体(ER-Golgi)途径分泌到细胞外,该途径称为经典分泌途径;但真核生物中少数分泌蛋白并不依赖ER-Golgi途径,称为非经典分泌途径(如图)。相关叙述错误的是( )
A.参与经典分泌途径的细胞结构有核糖体、线粒体、细胞膜等
B.非经典分泌途径蛋白质的分泌可能不需要信号肽序列
C.经典分泌和非经典分泌的过程中都伴随着生物膜的转化
D.非经典分泌途径的存在是对经典分泌途径的必要和有益补充
【答案】C
【分析】分析图可知,图中①途径表示通过溶酶体途径分泌蛋白质分子,②表示蛋白质分子直接跨膜运输蛋白质,③表示蛋白质通过外泌体将蛋白质运出细胞,④表示通过质膜出泡方式将蛋白质运出细胞外。
【详解】A、经典分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量,即参与经典分泌途径的细胞结构有核糖体、线粒体、细胞膜等,A正确;
B、多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网一高尔基体(ER-Golgi)途径分泌到细胞外,非经典分泌途径分泌的蛋白质的肽链中没有信号肽序列,不经内质网和高尔基体的加工,B正确;
C、经典分泌途径需要内质网加工,然后形成囊泡,囊泡膜和高尔基体融合,高尔基体进行进一步的加工,然后形成囊泡,囊泡膜和细胞膜融合,将物质分泌到细胞外,该过程伴随着生物膜的转化,非经典分泌途径②直接跨膜出去,不涉及膜的转化,C错误;
D、非经典分泌途径的存在,能够使一些特殊结构的蛋白质易于分泌,非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充,是生物长期进化的结果,D正确。
故选C。
8.核孔复合体(NPC)是镶嵌在内、外核膜上的篮状复合体结构,是物质跨核膜运输的双向通道。施一公团队经过数年的努力解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,再一次震撼了结构生物学领域。下列说法错误的是( )
A.NPC的数量变化可调节放线菌核质间物质交换的频率
B.NPC控制物质双向进出细胞核具有选择透过性
C.构建NPC近原子分辨率结构模型属于物理模型
D.有丝分裂过程中,NPC会出现周期性的消失和重建
【答案】A
【分析】细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,是由核膜、核仁、染色质、核孔构成,核膜是双层膜,外与内质网相连;核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关;核孔是核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道。
【详解】A、放线菌属于原核生物,没有细胞核,A错误;
B、核孔复合体(NPC)是镶嵌在内、外核膜上的篮状复合体结构,是物质跨核膜运输的双向通道,但如DNA分子不能通过,说明NPC控制物质双向进出细胞核具有选择透过性,B正确;
C、构建NPC的结构模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,属于物理模型,C正确;
D、有丝分裂过程中,NPC会在前期消失,末期重建,所以会出现周期性的消失和重建,D正确。
故选A。
9.图甲为渗透装置,半透膜袋内有 50mL 质量浓度为0.3g/mL 的蔗糖溶液。图乙为放置在某溶液中植物细胞失水量的变化情况,下列说法正确的是( )
A.图甲玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终半透膜两侧溶液浓度相等
B.若将图甲蔗糖溶液换为0.3g/mL 淀粉溶液,则玻璃管液面与清水液面的高度差变大
C.图乙中a 点植物细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强
D.图乙中细胞在 10min内发生质壁分离,b点后开始自动复原
【答案】C
【分析】据图甲分析,漏斗内为0.3g/mL的蔗糖溶液,而烧杯内为清水,由于两侧存在浓度差,装置发生渗透作用,导致漏斗内液面上升;图乙表示放置在溶液M中的植物细胞失水量的变化情况,植物细胞在M溶液中先失水,一定时间后又吸水。
【详解】A、随着水进入半透膜袋,半透膜袋两侧的浓度差缩小,蔗糖溶液的吸水能力下降,另外,不断高出的液柱也会进一步阻止水进入半透膜袋,因此,图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升;当处于渗透平衡时,半透膜两侧溶液浓度仍不相等,A错误;
B、蔗糖是二糖,淀粉是多糖,若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.3g/mL淀粉溶液,则摩尔浓度下降,会导致漏斗内溶液的渗透压下降,玻璃管内的液面高度会下降,即玻璃管液面与清水液面的高度差变小,B错误;
C、图乙中a点植物细胞失水量最大,此时植物细胞的细胞液浓度最大,细胞的吸水能力最强,C正确;
D、从图乙信息可知,a点后细胞失水量减少,即开始吸水,开始自动质壁分离复原,D错误。
故选C。
10.植物细胞急性膨胀后,通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小(RVD)。研究发现RVD过程中Cl-、K+通过相应的通道蛋白流出均增加。酪氨酸激酶抑制剂对RVD影响的实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.实验0~1min,细胞内渗透压低于外界溶液
B.实验1~6min,低渗溶液中细胞发生质壁分离复原过程
C.过表达酪氨酸激酶基因会提高细胞RVD过程中对Cl-、K+的吸收
D.实验1~2min,实验组和对照组细胞的细胞壁对原生质体均有一定的压力
【答案】D
【分析】细胞的吸水和失水的原因与细胞内外的渗透压有关。
【详解】A、实验0~1min时,细胞体积的相对值均大于1,说明细胞吸水,反映了细胞内渗透压高于外界溶液,A错误;
B、1~6min虽然细胞体积的相对值减小,但仍大于1,处于吸水状态,不是质壁分离过程,B错误;
C、据图可知,在低渗溶液中加入酪氨酸酶抑制剂(实验组),细胞体积的相对值大于对照组低渗溶液的一组(对照组),说明实验组细胞内渗透压与外界溶液渗透压的差值大于对照组,据此可推知,当加入酪氨酸酶抑制剂时,可以提高RVD过程中对Cl-、K+的吸收,反之过表达酪氨酸激酶基因会降低细胞RVD过程中对Cl-、K+的吸收,C错误;
D、实验1~2min,实验组和对照组的细胞体积的相对值均大于1,说明实验组和对照组的细胞仍处于吸水状态,细胞壁伸缩性较小,对原生质体具有支持和保护作用,即对原生质体均有一定的压力,D正确。
故选D。
11.黑藻是多年生沉水草本植物,叶片小而薄,叶绿体大,是生物实验的理想材料。下图表示利用黑藻进行“探究植物细胞的吸水和失水”的部分实验步骤和观察结果。下列分析正确的是( )
A.黑藻不同部位的细胞用同一浓度的外界溶液处理后质壁分离程度相同
B.图中B处溶液是蔗糖,观察到A处的颜色是绿色
C.若观察到细胞正处于质壁分离状态,说明细胞正在失水
D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤
【答案】B
【分析】题图为观察黑藻叶肉细胞的质壁分离现象的实验步骤和观察结果,①为观察正常的细胞,②为用引流法使叶肉细胞浸在0.3g/mL蔗糖溶液中,③观察叶肉细胞发生质壁分离,图中A是原生质,B为蔗糖溶液。
【详解】A、黑藻不同部位的细胞,细胞液浓度不同,用同一浓度的外界溶液处理后质壁分离程度一般不同,A错误;
B、由图可知,A是原生质层,内含叶绿体,颜色是绿色,B为蔗糖溶液,B正确;
C、若观察到细胞正处于质壁分离状态,此时细胞可能正在失水,也有可能处于动态平衡,C错误;
D、第一次观察正常的细胞,作为对照不能省略,D错误。
故选B。
12.拟南芥液泡膜上存在Na+-H+逆向转运蛋白,可将Na+逆浓度运进液泡内,部分物质跨液泡膜转运过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.细胞质基质的pH大于细胞液 B.Cl-和H2O跨液泡膜的转运方式为被动运输
C.Na+在液泡中积累可增强细胞吸水能力 D.减少载体蛋白1的表达量有助于提高拟南芥的耐盐性
【答案】D
【分析】由图可知,H+进入液泡需要消耗能量,也需要载体蛋白,故跨膜方式为主动运输,则液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞质基质,说明H+运出液泡是顺浓度梯度,因此方式是协助扩散;液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+转运到液泡内,说明Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,因此该过程Na+的进入液泡的方式为主动转运。
【详解】A、钠离子-氢离子逆向转运蛋白可将钠离子逆浓度运进液泡内,同时氢离子顺浓度梯度运出液泡,说明细胞质基质的pH大于细胞液,A正确;
B、氯离子和水跨液泡膜的转运方式都是顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确;
C、钠离子在液泡中积累,导致细胞液浓度升高,可增强细胞吸水能力,C正确;
D、减少载体蛋白1的表达量,会导致氢离子运出液泡减少,细胞质基质的pH降低,不利于钠离子运进液泡,会降低拟南芥的耐盐性,D错误。
故选D。
13.盐碱地中过量的钠盐会对水稻的生存造成威胁,由我国农业科学家陈日胜培育的“海稻86”具有良好的抗盐碱能力。如图为“海稻86”抗盐碱相关的生理过程示意图,相关说法错误的是( )
A.水分子主要是以图中方式②进入根细胞的,这与细胞膜的结构有关
B.“海稻86”将根细胞细胞质基质中的Na+转运储存在液泡中,有利于根系从外界吸水
C.SOS1和NHX对Na+的转运速率不受细胞呼吸强度影响
D.根细胞将Na+和H+排出细胞外的运输方式相同
【答案】C
【分析】不同物质跨膜运输的方式不同,包括主动运输、被动运输和胞吞、胞吐,其中被动运输包括协助扩散和自由扩散。(1)主动运输的特点:①消耗能量(来自于 ATP水解或离子电化学势能),②需要转运蛋白协助,③逆浓度梯度进行。(2)协助扩散的特点:①不消耗能量,②需要转运蛋白协助,③顺浓度梯度进行。(3)自由扩散的特点:①不消耗能量,②不需要转运蛋白协助,③顺浓度梯度进行。
【详解】A、水进入海水稻的运输方式有自由扩散(方式①)和协助扩散(方式②)两种,水更多的是以方式②进入根细胞的,这与细胞膜上的水通道蛋白有关,A正确;
B、海水稻通过液泡吸收Na⁺是从低浓度到高浓度,为主动运输,导致细胞液浓度增大,有利于根细胞吸水,B正确;
C、SOS1将Na+由细胞质基质转运到细胞外,NHX将Na+由细胞质基质转运到液泡的细胞液中,这两种运输都是逆浓度梯度的运输,都是主动运输,直接利用的是势能,由H+的浓度差维持,不直接受O2浓度的影响,但H+的转运受O2浓度的影响,C错误;
D、海水稻将 Na⁺ 排出细胞外是从低浓度到高浓度,为主动运输,H+排出细胞外需要消耗ATP,也为主动运输,两者运输方式相同,D正确。
故选C。
14.细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换。图1中①~⑤表示物质进出细胞方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构,图2为蔗糖分子进入某植物细胞的过程示意图。下列相关说法错误的是( )
A.若图1中戊为药物的运载体,则药物A属于水溶性分子
B.图2中H+出细胞的方式为主动运输,蔗糖进细胞的方式为协助扩散
C.低温处理法对左图中物质进出细胞方式都有影响,细胞呼吸抑制法则对④⑤方式有影响
D.除一些不带电荷的小分子可以左图中甲方式进出细胞外,离子的跨膜运输须借助于膜蛋白
【答案】B
【分析】题图分析:图中①~⑤分别表示自由扩散、协助扩散、协助扩散、主动运输、胞吞(胞吐)。
【详解】A、若图1中戊为药物的运载体,则药物A属于水溶性分子,因为磷脂分子的头部具有亲水性,A正确;
B、图2中H+出细胞的方式为主动运输,因为有能量和转运蛋白的参与,蔗糖进细胞的方式为主动运输,能量来自H+的浓度差,B错误;
C、低温处理法会影响膜的流动性,进而对左图中物质进出细胞方式都有影响,④⑤的运输方式都需要细胞呼吸提供能量,所以细胞呼吸抑制法则对④⑤方式有影响,C正确;
D、除一些不带电荷的小分子可以左图中甲方式进出细胞外,离子的跨膜运输须借助于膜蛋白,D正确。
故选B。
15.图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是( )
A.若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度
B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A侧液面与B侧液面一样高
C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小
D.图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma>MA
【答案】A
【分析】题图分析:图1中为细胞处于质壁分离状态;图2和3中半透膜可以让水分子自由通过,而蔗糖分子不能透过。
【详解】A、若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,由于不知道该细胞是正在继续发生质壁分离还是复原,还是达到了动态平衡,因此不能确定此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系,细胞液浓度大于、小于或等于外界溶液浓度都有可能,A错误;
B、图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,由于葡萄糖分子能透过半透膜,则液面会出现左侧先升高,然后右侧液面升高,最后两侧液面相平,B正确;
C、图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,则半透膜两侧的浓度差会逐渐减少,随着时间的推移,h将会越来越小,C正确;
D、图3中开始时漏斗内液面上升,可推测Ma>MA,但由于漏斗内液柱压力的作用,当液面不再上升时,由于浓度差和液柱压力的作用相等,水分进出平衡,因此MA小于Ma,D正确。
故选A。
二、多选题
16.真核细胞中的蛋白质从初始合成部位转运到发挥功能部位的过程叫蛋白质分选,分选依赖肽链自身的信号序列(一小段特殊氨基酸序列,分为内质网定向信号序列和靶向序列两种),如图表示蛋白质分选的基本途径。下列说法正确的是( )
A.溶酶体中的水解酶和细胞核内蛋白的合成均始于游离核糖体
B.蛋白质经①过程还是④过程分选由自身的氨基酸序列决定
C.无氧呼吸的酶和光合作用的酶的分选均不需要经过①、②过程
D.经⑤⑥⑦过程分选的蛋白质均穿过了2层生物膜
【答案】ABC
【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程大致是:首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成,当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡,囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量,这些能量主要来自线粒体。2、蛋白质是生物大分子,依赖于膜的流动性跨膜。
【详解】A、胞外蛋白和胞内蛋白的合成均起始于游离核糖体,A正确;
B、由题干信息可知,蛋白质的分选依赖于肽链自身的信号序列,即一小段氨基酸序列,所以蛋白质经①过程还是④过程分选由自身的氨基酸序列决定,B正确;
C、无氧呼吸的酶和光合作用的酶其分选依赖靶向序列,无需经过内质网和高尔基体加工,所以不需要经过①、②过程,C正确;
D、蛋白质属于大分子物质,⑤⑥过程依赖于膜的流动性,⑦过程通过核孔进入细胞核,未穿过生物膜,D错误。故选ABC。
17.研究发现,生物膜融合存在以下机制:不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白,使磷脂分子失去稳定进而重排形成融合孔,最后实现生物膜的相互融合,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.生物膜融合的基础是膜上的磷脂分子和蛋白质分子可运动
B.研究包膜病毒与细胞膜融合的机制,能为抗包膜病毒药物的研发提供一种新思路
C.胰岛素或乙酰胆碱可通过囊泡与细胞膜融合进入细胞,从而传递信息
D.重排后的磷脂分子仍排成连续的两层与其具有亲水性的尾部有关
【答案】AB
【分析】细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜,膜厚7~8nm,对于动物细胞来说,其膜外侧与外界环境相接触。其主要功能是选择性地交换物质,吸收营养物质,排出代谢废物,分泌与运输蛋白质。
【详解】A 、生物膜具有流动性,其基础是膜上的磷脂分子和蛋白质分子可运动,A 正确;
B 、研究包膜病毒与细胞膜融合的机制,可以通过影响病毒和细胞的融合,阻止病毒的感染,能为抗包膜病毒药物的研发提供一种新思路,B正确。
C 、 胰岛素通过囊泡与细胞膜融合进入细胞,但乙酰胆碱是通过与细胞膜上的受体结合来传递信息,而不是通过囊泡与细胞膜融合,C 错误;
D、磷脂分子排成连续的两层与其头部具有亲水性、尾部具有疏水性有关,D 错误。
故选AB。
18.下图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图,下图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况,图丙中A为1mol/L的葡萄糖溶液,B为1mol/L的乳酸溶液,下列说法正确的是( )
A.磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部,图甲人工膜在水中磷脂分子排列成双层
B.若图乙所示细胞放在无氧环境中,乳酸的跨膜运输会受到影响
C.若用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜,当液面不再变化时,左侧液面等于右侧液面
D.图丁中①为信号分子,与靶细胞细胞膜上的② 特异性结合,体现了细胞膜的信息交流功能
【答案】ACD
【分析】据图分析,甲表示磷脂双分子层;乙图中葡萄糖的运输方式是协助扩散,运输方向是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,乳酸的运输方式是主动运输,需要载体和能量;图丙代表渗透作用的装置,水分的运输方向是低浓度运输到高浓度。
【详解】A、磷脂分子有亲水性的头部和疏水的尾部,因此在水中呈两层排列,A正确;
B、从图乙可知乳酸进入细胞的方式为主动运输,需要载体和能量,但哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸,因此当细胞处在无氧环境时,细胞产生的能量没有变化,B错误;
C、若用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜,在单位体积的1mol/L。的葡萄糖溶液和1mol/L的乳酸溶液中,溶质分子数相等,当液面不再变化时,左侧液面等于右侧液面,C正确;
D、图丁中① 为信号分子,信号分子① 与靶细胞细胞膜上的② 特异性结合,体现了细胞膜的信息交流功能,D正确。
故选ACD。
19.内质网是细胞内蛋白质和脂质的合成基地,如图为利用细胞质基质中的原料在光面内质网上合成细胞中最主要的磷脂——磷脂酰胆碱的过程。下列叙述正确的是( )
A.内质网合成的磷脂通过胆碱磷酸转移酶转移至高尔基体
B.磷脂合成的原料之一是3-磷酸甘油,磷脂合成过程中有磷酸生成
C.细胞质基质一侧合成的磷脂分子可以转运到内质网腔一侧
D.内质网膜上与磷脂合成相关的酶均为跨膜蛋白质
【答案】BC
【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇,磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,也参与脂质在血液中的运输。
【详解】A、图示的内质网是光面内质网,其合成的磷脂从内质网转移至高尔基体需要经过囊泡,而不是胆碱磷酸转移酶,A错误;
B、由题图可知,3-磷酸甘油是酰基转移酶的底物之一,是磷脂合成的原料之一,图中在磷酸酶的作用下产生磷酸,B正确;
C、细胞质基质是细胞代谢的主要场所,据此可知,最初合成的磷脂酰胆碱分布在内质网膜的细胞质基质面,再通过转位酶的作用有选择性的转向内质网腔面,C正确;
D、磷脂酰胆碱合成的4种酶均位于内质网膜上,但并非都是跨膜蛋白质,如磷酸酶只有部分嵌入磷脂双分子中,D错误。
故选BC。
三、非选择题
20.如图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ绘出了各自区别于其他生物的标志结构,请据图分析:(“[ ]”内填序号,“横线”上填文字)
(1)Ⅲ代表的细胞类型为 ,图中I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共同具有的细胞器是 。
(2)V与I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的区别在于V ,V合成蛋白质的场所是 ,V的遗传物质是 。
(3)图中能进行光合作用的细胞有 ,它们光合作用的场所 (填“相同”“不完全相同”或“完全不同”)。
(4)图中I、Ⅱ共有的双层膜细胞器是[ ] ,其增大膜面积的方式是 。
(5)如果I细胞能合成并分泌消化酶,则其合成和分泌的途径是:核糖体→ [ ] → [ ] →细胞膜。
【答案】(1) 低等植物细胞 核糖体
(2) 没有细胞结构 宿主细胞中的核糖体 DNA或RNA
(3) Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 不完全相同
(4) ②线粒体 内膜折叠形成嵴
(5) ③内质网 ④高尔基体
【分析】分泌蛋白的合成过程:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成一段肽链,这段肽链再与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,多肽链经内质网和高尔基体加工后,形成具有一点过空间结构的成熟蛋白质,最后经细胞膜分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量,这些能量主要来自线粒体。
【详解】(1)分析题图可知,Ⅲ代表的细胞有细胞壁、叶绿体和中心体,故Ⅲ代表的细胞类型为低等植物细胞;Ⅰ代表的细胞为动物细胞、Ⅱ代表的细胞为高等植物细胞,Ⅳ代表的细胞为蓝细菌,I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共同具有的细胞器是核糖体。
(2)分析题图可知,Ⅴ为病毒,病毒与I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的区别在于病毒没有细胞结构,必须依赖活细胞才能生存,合成蛋白质的场所是宿主细胞中的核糖体,病毒可分为DNA病毒和RNA病毒,DNA病毒的遗传物质为DNA,RNA病毒的遗传物质为RNA。
(3)图中能进行光合作用的细胞有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,其中Ⅱ、Ⅲ光合作用的场所为叶绿体,Ⅳ为原核生物,没有叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,在细胞质中进行光合作用,故Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ进行光合作用的场所不完全相同。
(4)具有双层膜的细胞器为叶绿体和线粒体,图中I、Ⅱ共有的双层膜细胞器是线粒体,线粒体内膜折叠形成嵴,以增大膜面积。
(5)消化酶为分泌蛋白,其合成和分泌途径为:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成一段肽链,这段肽链再与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,多肽链经内质网和高尔基体加工后,形成具有一点过空间结构的成熟蛋白质,最后经细胞膜分泌到细胞外。
21.蛋白质的降解是细胞不可或缺的生理过程。泛素是一种小分子蛋白质,在膜蛋白和胞内基质蛋白降解过程中发挥重要作用,主要过程如下图。其中蛋白酶体是一种蛋白质复合体,也是一种细胞器,能识别与待降解蛋白结合的泛素。请回答下列问题。
(1)内质网、高尔基体可对 (“膜蛋白”或“胞内基质蛋白”)进一步加工、分类、包装,该过程离不开细胞的生物膜系统。图中不属于生物膜系统的细胞器有 。
(2)膜蛋白被泛素结合后会内吞并形成早期内体, (细胞结构)可为此过程提供能量。早期内体会对蛋白质进行分选,未去泛素化的蛋白质则会通过一系列转变并经过晚期内体最终被运输到 进行降解,这体现了生物膜具有 的结构特点。
(3)胞内基质蛋白的降解过程中,泛素的作用是 。待降解胞内基质蛋白进入蛋白酶体前,泛素会与其分离,其意义是 。
(4)科研人员根据蛋白质降解过程原理研发新型药物,如利用蛋白酶体抑制剂类药物可以治疗多发性骨髓瘤。多发性骨髓瘤细胞起源于浆细胞,会合成大量错误折叠的蛋白质。据此推测,该药物主要的作用机制是 。
【答案】(1) 膜蛋白 核糖体、蛋白酶体
(2) 线粒体 溶酶体 流动性
(3) 识别并标记待降解蛋白,并被蛋白酶体识别 有利于泛素循环利用
(4)抑制蛋白酶体活性,导致错误折叠的蛋白质不能被降解,使得多发性骨髓瘤细胞不能正常的进行生命活动。
【分析】由图可知,膜蛋白被泛素结合后会内吞并形成早期内体,早期内体会对蛋白质进行分选,去泛素化的膜蛋白可以重新运输到细胞膜上,未去泛素化的蛋白质则会通过一系列转变并经过晚期内体最终被运输到溶酶体进行降解。胞内基质蛋白被泛素识别并结合后,会被蛋白酶体降解。
【详解】(1)内质网和高尔基体可对某些蛋白质进行加工、分类和包装,如膜蛋白、分泌蛋白和溶酶体内的水解酶等。细胞膜、细胞器膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,核糖体和蛋白酶体无膜结构,不属于生物膜系统。
(2)线粒体是有氧呼吸的主要场所,可为细胞内的生命活动提供能量。膜蛋白被泛素结合后会内吞并形成早期内体,该过程由线粒体提供能量。由图可知,早期内体会对蛋白质进行分选,未去泛素化的蛋白质则会通过一系列转变并经过晚期内体最终被运输到溶酶体进行降解,这体现了生物膜具有流动性的结构特点。
(3)由图可知,泛素能识别并结合待降解的胞内基质蛋白,蛋白酶体能识别与待降解蛋白结合的泛素,从而将蛋白质降解。待降解胞内基质蛋白进入蛋白酶体前,泛素会与其分离,其意义是有利于循环使用。
(4)多发性骨髓瘤细胞起源于浆细胞,会合成大量错误折叠的蛋白质,这些蛋白质会借助蛋白酶体进行降解,从而促进肿瘤生成。利用蛋白酶体抑制剂类药物可以抑制蛋白酶体活性,导致错误折叠的蛋白质不能被降解,使得多发性骨髓瘤细胞不能正常的进行生命活动。
22.图1表示细胞生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPI、COPⅡ是具膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。图2表示某细胞质膜结构,图中A、B、C、D、E、F表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。请据图回答问题。
(1)图1所示的真核细胞一般通过 完成蛋白质等大分子以及部分颗粒性物质的运输。当细胞摄取大分子时首先是大分子与细胞膜上的 结合,从而引起细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,然后形成 。
(2)分析图1可推测溶酶体的形成直接与 (填“甲”或“乙”)有关,若甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图中的具膜小泡 (填“COPⅠ”或“COPⅡ”)可以帮助这些蛋白质完成回收。图中的囊泡能与细胞膜融合将“货物”分泌到细胞外,此过程体现了细胞膜的结构特点是 。
(3)图2中a、b、c、d过程主要体现了细胞膜的 功能,图中D物质化学本质是 。若图2是小肠上皮细胞的细胞膜,该细胞吸收葡萄糖的方式可用图中 (填字母)表示。若图2为胃黏膜上皮细胞的细胞膜,人在饮酒时,与酒精吸收方式相符合的是 。
A、B、 C、 D、
【答案】(1) 胞吞胞吐(内吞外排) 蛋白质(受体) 囊泡
(2) 乙 COPⅠ 一定的流动性
(3) 控制物质进出细胞 糖蛋白 a A、C
【分析】图1中,甲是内质网,乙是高尔基体;图2中,a、d的运输方式为主动运输,b、c的运输方式为自由扩散。
【详解】(1)由图1可知,蛋白质等大分子以及部分颗粒性物质的运输一般通过胞吞胞吐(内吞外排)完成,当细胞摄取大分子时首先是大分子与细胞膜上的受体结合,受体的本质是蛋白质。从而引起细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,小囊从细胞膜上分离,然后形成囊泡。
(2)由图1可知,溶酶体来自高尔基体,溶酶体的形成直接与乙有关,若甲(内质网)中的某些蛋白质偶然掺入到乙(高尔基体)中,COPI可以帮助这些蛋白质完成回收。图中的囊泡能与细胞膜融合将“货物”分泌到细胞外,此过程体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
(3)图2中,a、d的运输方式为主动运输,b、c的运输方式为自由扩散,物质跨膜运输体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能。图中的D的化学本质为糖蛋白,a、d的运输方式为主动运输,但a是将物质运进细胞,所以小肠上皮细胞的细胞吸收葡萄糖的方式可用图中a。酒精跨膜运输的方式是自由扩散,浓度差越大,运输速率越大,自由扩散不需要能量,所以运输速率不受氧气的影响,故选AC。
23.生物学知识的获得离不开相关实验的探究过程。请分析回答下列实验问题:
(1)某同学利用洋葱新生根尖进行观察植物细胞的有丝分裂实验。相关实验结果如图所示。
①图1所示视野中,应选择区域 的细胞进一步高倍镜观察细胞的有丝分裂;换用高倍物镜前,需将装片向 方移动。
②据图2分析,如果加入DNA合成抑制剂,会使 组细胞相对数目增多。
(2)按图3步骤进行植物细胞吸水和失水的探究实验,甲、乙两个研究性兴趣小组分别利用洋葱鳞片叶内表皮和外表皮细胞进行实验。图1、图2是兴趣小组观察到的实验现象。请回答下列问题:
①图1、图2植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是 ,原生质层包括细胞膜、液泡膜以及 。
②甲组将伊红(伊红是植物细胞不吸收的红色染料)加入到一定浓度的蔗糖溶液中进行实验,观察到的实验现象最可能的是图 (填图中数字),这体现了细胞膜的功能特性 。
③将洋葱鳞片叶内表皮细胞置于一定浓度的k+溶液中,发现其体积变化趋势如图曲线ABCD所示。据图所给信息回答下列问题:
与图中过程发生相关的具膜细胞器有 。
能发生图示过程一定浓度的外界溶液的溶质有 。
A麦芽糖 B.尿素 C. 淀粉 D.甘油
若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶内表皮细胞滴加清水后,液泡逐渐变大,此过程中细胞的吸水能力 。
【答案】(1) 3 右 a
(2) 外界溶液的浓度大于细胞液的浓度 二者之间的细胞质 1 选择透过性 液泡、线粒体 BD 逐渐减小
【分析】把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中,当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中,使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中,发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
【详解】(1)观察有丝分裂应该选择分裂能力强的细胞,3为正方形是分生区细胞;根据显微镜下的成像规律,观察右侧的分生区细胞需要将装片向右方移动;DNA合成抑制剂会影响DNA复制,使a组细胞相对数目增多。
(2)植物细胞要发生质壁分离的外在条件是外界溶液浓度要大于细胞液浓度。质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离,原生质层包括细胞膜、液泡膜及二者之间的细胞质。甲组将伊红(伊红是植物细胞不吸收的红色染料)加入到一定浓度的蔗糖溶液中进行实验,观察到的实验现象最可能的是图1,因为此时液泡中是无色的,而细胞壁与原生质层之间是红色的。这体现了细胞膜的选择透过性,即不能让伊红进入到细胞内。洋葱鳞片叶内表皮细胞置于一定浓度的k+溶液中时,其体积变化趋势为先减小后增大,这时完成了质壁分离及其复原,图中过程发生相关的具膜细胞器有液泡和线粒体。能发生质壁分离复原意味着细胞可以吸收溶质,例如尿素与甘油。在质壁分离复原的过程中液泡逐渐吸水增大,渗透压减小,此过程中细胞的吸水能力逐渐减小。
24.胃是人体的消化器官,胃壁细胞分泌的胃酸在食物消化过程中起重要作用,下图表示胃壁细胞分泌胃酸的机制,其中质子泵((H+-K+-ATP酶)位于胃壁细胞,能通过催化ATP水解完成H+/K+的跨膜转运,对胃酸的分泌有重要的生理意义。若胃酸分泌过多,则会引起胃溃疡。图中数字表示物质转运过程。请回答下列问题。
(1)①过程中CO2通过细胞膜进入细胞的运输方式为 ,影响CO2运输速率的CO2因素是 。
(2)②过程Cl-进入胃壁细胞的运输方式为 ,判断的依据是 。
(3)参与③过程的质子泵具有 功能。
(4)药物奥美拉唑是一种质子泵活性抑制剂,通常被用来治疗胃酸过多导致的胃溃疡。推测它的作用机理是 。请你再尝试提出一种治疗胃酸过多的方案 。
(5)胃黏膜 (填:属于/不属于)生物膜系统,理由是 。
【答案】(1) 自由扩散 胃壁细胞膜两侧的CO2浓度差
(2) 主动运输 需要载体蛋白协助,还利用了细胞内外势能差
(3)催化和运输
(4) 抑制了H+-K+-ATP酶的活性,减少了胃酸的分泌 服用碱性药物,中和胃酸
(5) 不属于 生物膜系统是指细胞内的细胞膜、细胞器膜和核膜构成的系统,而胃粘膜则是由胃壁细胞构成的单层细胞结构
【分析】细胞膜的功能:控制物质进出细胞,进行细胞间的信息交流,将细胞与外界环境分隔开。主动运输:逆浓度梯度,需要能量,需要载体蛋白的协助。生物膜系统是指细胞内的细胞膜、细胞器膜和核膜构成的系统。
【详解】(1)CO2属于气体分子,通过细胞膜进入细胞的运输方式为自由扩散,不需要转运蛋白,不消耗能量,只与膜内外浓度差有关,影响CO2运输速率的CO2有关因素是胃壁细胞膜两侧的CO2浓度差;
(2)②过程Cl-进入胃壁细胞的运输方式为主动运输,判断的依据是通过了细胞膜上的载体蛋白,还利用了细胞内外 HCO3- 势能差,来提供能量;
(3)图示参与③过程的质子泵可以作为一种转运蛋白,有运输功能,例如运输氢离子,同时可以作为ATP水解酶,催化ATP的水解;
(4)H+通过主动运输被转运到细胞外,药物奥美拉唑可以抑制H+-K+-ATP酶的活性,使氢离子的主动运输受到抑制,减少胃壁细胞分泌胃酸,达到治疗的目的。其他治疗胃酸过多的方案可以考虑胃酸是酸性物质,可以用碱性物质中和,例如服用碱性药物,来中和胃酸;
(5)胃黏膜不属于生物膜系统,理由是生物膜系统是指细胞内的细胞膜、细胞器膜和核膜构成的系统,而胃粘膜则是由胃壁细胞构成的单层细胞结构,不符合生物膜系统的定义。
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