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专题05 细胞的结构和功能(原卷版)
一、单选题
1.(23-24高二下·山东青岛·期末)科学家推测,游离核糖体合成的新生肽上的一段信号序列,可被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,后与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,进而引导核糖体附着于内质网上,继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说,其过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.图示过程合成的蛋白质最终会被分泌到细胞外
B.内质网上既可以有水的生成,又会发生水的消耗
C.若加入SRP结构类似物,会导致新生肽在内质网内错误折叠
D.SRP受体合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会在内质网腔中聚集
2.(23-24高二下·山东青岛·期末)为研究胞质环流与细胞骨架的关系,科研人员用不同浓度的APM(植物微管解聚剂)处理白色紫露草的雄蕊毛细胞后,测定胞质环流的速度,结果如图。下列说法正确的是( )
A.可用雄蕊毛细胞细胞质基质中叶绿体的运动作为高倍镜下观察的标志
B.APM是一种纤维素酶,能够改变雄蕊毛细胞的形态
C.一定范围内,APM的浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显
D.可用高倍镜直接观察雄蕊毛细胞中的胞质环流现象
3.(23-24高二下·山东青岛·期末)迁移体是清华大学研究团队发现的一种新型细胞器,是细胞迁移过程中尾部收缩丝的交叉点或末端形成的囊泡(如图所示),内含损伤的线粒体、mRNA、蛋白质等。随着细胞的迁移,该囊泡从收缩丝的末端脱落下来形成独立的细胞外囊泡,释放到细胞外或被邻近细胞吞噬。下列说法正确的是( )
A.迁移体、线粒体和中心体的膜都属于细胞的生物膜系统
B.迁移体内受损的线粒体可以被内质网中的酸性水解酶降解
C.人的成熟红细胞中线粒体损伤时,迁移体数量可能会增多
D.迁移体中的mRNA被其他细胞摄取后可能在受体细胞内继续发挥作用
4.(23-24高二下·山东青岛·期末)银杏是第四纪冰川运动后遗留下来的最古老的孑遗植物,与其同纲目的其他植物都已经纷纷灭绝,它见证了地球几亿年的发展历程。下列说法正确的是( )
A.一片银杏林属于生命系统结构层次中的群落层次
B.银杏枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖
C.银杏叶中叶绿素分子式是C55HXOYN4Mg,包含大量元素和微量元素
D.无机盐在银杏细胞中大多数以化合物形式存在,少数以离子形式存在
5.(23-24高二下·山东枣庄·期末)溶酶体内pH为4.6左右,溶酶体膜上存在两种H+转运蛋白,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白1、2在转运H+时,可能都不需要与H+结合
B.水分子进出细胞更多是借助细胞膜上的转运蛋白来完成的
C.溶酶体主要分布在动物细胞中,内部含有多种水解酶
D.若使用细胞呼吸抑制剂作用于细胞,可能会影响溶酶体的功能
6.(23-24高二下·山东枣庄·期末)在多细胞生物体内,各个细胞之间的协调要依赖信息交流。下列关于信息交流的说法正确的是( )
A.细胞间的信息交流,都与细胞膜上的受体有关
B.精子与卵细胞之间的识别与结合不需要信号分子参与
C.仅依赖细胞间的信息交流,多细胞生物细胞间功能的协调便可以实现
D.细胞膜表面的糖蛋白和糖脂与细胞间的信息传递功能有密切关系
7.(23-24高二下·山东潍坊·期末)真核细胞中内质网膜可在胞质侧(朝向细胞质基质的一侧)合成多种不同磷脂分 子,形成磷脂单分子层,在翻转酶的作用下某些特定种类的磷脂分子翻转至对侧, 形成磷脂双分子层。磷脂双分子层通过囊泡转运至高尔基体,在高尔基体中部分磷脂分子被糖基化,随后通过囊泡转运至细胞膜等靶膜。整个过程中磷脂双分子层的 胞质面总是暴露在胞质侧。下列说法错误的是( )
A.内质网是由膜围成的连续的内腔相通的管道系统
B.翻转酶的特性可导致磷脂双分子层中磷脂分子不对称排布
C.催化磷脂分子糖基化的酶分布于高尔基体的胞质侧
D.囊泡转运可实现高尔基体膜、细胞膜中磷脂分子的更新
8.(23-24高二下·山东潍坊·期末)实验发现,伞藻长出帽状体前将位于假根的细胞核取出,其帽状体不再形成。若晚 些时候去除细胞核,则只有一小部分藻体长出完整的但非常小的帽状体,而大部分 藻体不长伞帽或长得不完全;且去核的时间越晚,帽状体形成的概率就越大长得也 越完全。下列哪项不是该实验的推论( )
A.假根中的细胞核是控制伞藻帽状体能否形成的根本原因
B.晚些时候去除细胞核再移入另一种帽形伞藻的细胞核,藻体长出后者的帽状体
C.细胞核在特定时期合成某些物质并运往细胞质发挥作用
D.去核时间越晚,伞柄中含有的与帽状体合成相关的物质越多
9.(23-24高二下·山东潍坊·期末)带状疱疹病毒(VZV)由双链 DNA、核衣壳蛋白及来自于宿主细胞膜的包膜组成,该病毒感染人体会引起水痘。阿昔洛韦可与鸟嘌呤脱氧核苷酸竞争靶位,抑制病毒 DNA 合成,临床上常用做VZV 感染的辅助治疗。下列说法正确的是( )
A.VZV 属于生命系统最基本的结构层次
B.VZV 中的P 元素只存在于DNA中
C.VZV 的遗传物质彻底水解后得到4种产物
D.服用阿昔洛韦治疗水痘期间不宜大量食用高嘌呤食物
10.(23-24高二下·山东东营·期末)图为蓝细菌特殊的CO2 浓缩机制,其中光合片层是其进行光合作用的场所,羧化体具 有致密性很强的蛋白质外壳。光补偿点是指光合速率和呼吸速率相等时的光照强度。下列叙述正确的是( )
A.据图可知CO2通过光合片层膜的方式为自由扩散
B.蓝细菌的叶绿素和类胡萝卜素分布在光合片层膜上
C.蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中CO2浓度,其蛋白质外壳能够限制CO2的扩散
D.若将蓝细菌的CO2浓缩相关基因转入烟草并成功表达和发挥作用,转基因烟草的光补偿点会升高
11.(23-24高二下·山东济南·期末)ERGIC 中间体是位于内质网和高尔基体之间的中间膜区室。ERGIC 能将被内质网加工完善的蛋白质通过囊泡顺向运输至高尔基体,再输送到特定的区域。如果被内质网加工不完善的蛋白质运输至ERGIC,ERGIC会产生反向运输的囊泡将其运回至内质网。下列有关叙述错误的是( )
A.抗体和细胞膜蛋白属于被加工完善的蛋白质
B.内质网的膜面积可以先减少后增加
C.ERGIC 可以对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
D.上述运输过程的完成,与内质网膜和高尔基体膜的流动性有密切关系
12.(23-24高二下·山东济南·期末)肺炎支原体和流感病毒都是能引起人的呼吸道感染的病原体,都能在宿主细胞内寄生增殖,肺炎支原体中的DNA为环状并均匀的散布在细胞内。红霉素(一种抗生素)能够用于治疗支原体肺炎。下列说法正确的是( )
A.肺炎支原体没有核膜和核仁等结构,但有拟核和细胞膜
B.流感病毒和肺炎支原体中都含有 RNA
C.流感病毒和肺炎支原体都是利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质
D.破坏支原体的细胞壁,是红霉素能够用于治疗支原体肺炎的原因
13.(23-24高二下·山东烟台·期末)膜接触位点(MCS)是内质网与细胞膜、线粒体、核膜等细胞结构某些区域高度重叠的部位,重叠部位通过蛋白质相互连接,但未发生膜融合。MCS 能够接受信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,调控细胞内的代谢。下列说法错误的是( )
A.MCS 既存在受体蛋白,又存在转运蛋白
B.内质网合成的磷脂分子可通过MCS 运输参与线粒体膜的构建
C.MCS 的存在意味着内质网膜和线粒体膜之间可以相互转化
D.核膜、细胞器膜、细胞膜等结构,共同构成了细胞的生物膜系统
14.(23-24高二下·山东烟台·期末)下列关于酵母菌、颤蓝细菌、新型冠状病毒的叙述,正确的是( )
A.酵母菌、颤蓝细菌、新型冠状病毒中既有DNA 又有 RNA
B.酵母菌只有在缺氧的条件下,其细胞质基质中才能合成ATP
C.颤蓝细菌的核糖体呈游离状态或附着在内质网上
D.新冠病毒中的蛋白质由寄主细胞中的核糖体合成
15.(23-24高二下·山东德州·期末)UCYN-A 是一种固氮蓝细菌,其与贝氏布拉藻存在内共生现象。近期科研人员发现UCYN-A的进化已经超越了内共生阶段,表现为其不能独立生活,必须依赖宿主细胞提供的蛋白质生存,且可随宿主细胞传给子代,因此UCYN-A 被认定为贝氏布拉藻体内的一种新型固氮细胞器。下列说法不能作为支持上述观点的证据的是( )
A.培养含 UCYN-A的贝氏布拉藻无需添加碳源和氮源
B.UCYN-A失去了部分光合作用的关键基因
C.UCYN-A 能产生约一半生存所需的蛋白质
D.UCYN-A会随贝氏布拉藻细胞的分裂而分裂
二、多选题
16.(23-24高二下·山东聊城·期末)研究发现,Ca2+通过细胞膜缺损处大量进入细胞质,导致局部Ca2+浓度激增,大量Ca2+同钙结合蛋白相结合,诱导相关蛋白、细胞器或囊泡聚集在损伤部位,参与细胞膜修复。下列说法正确的是( )
A.细胞外Ca2+通过细胞膜缺损处进入细胞的方式属于协助扩散
B.细胞膜破损可能会影响细胞膜的选择透过性,从而扰乱细胞内物质成分的稳定
C.相关蛋白、细胞器或囊泡定向参与细胞膜的修复,离不开信号的传递
D.据题目信息推测,内质网和高尔基体数量的多少会影响细胞膜的修复效率
17.(23-24高二下·山东临沂·期末)关于乳酸菌和酵母菌的呼吸作用,下列说法错误的是( )
A.乳酸菌细胞与酵母菌细胞中均存在 NAD⁺向 NADH 转化的过程
B.过期酸奶出现涨袋现象是由乳酸菌无氧呼吸造成的
C.O2不充足条件下,酵母菌的NADH 可在细胞质基质、线粒体内膜被利用
D.消耗等量的葡萄糖,酵母菌有氧呼吸产生 CO2的量是无氧呼吸的3倍
18.(23-24高二下·山东烟台·期末)研究发现,信号肽能够介导核糖体附着于内质网使新生肽链穿过内质网膜发生转移。分泌蛋白在核糖体上合成至约80个氨基酸后,N端的信号肽序列识别颗粒蛋白(SRP)并与之结合,经转运后进入内质网腔中。具体过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.核糖体与SRP 的结合发生在细胞质基质,与生物膜功能有关
B.SRP-核糖体复合体使肽链延伸暂停能够防止新生肽链损伤或折叠
C.SRP 在内质网膜上与SRP 受体分离可实现SRP 的反复利用
D.进入内质网腔的多肽需经囊泡上的载体蛋白运输到高尔基体内进行再加工
三、解答题
19.(23-24高二下·山东聊城·期末)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥发现的介导盐胁迫下细胞介导外排Na+,是维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如图所示。回答下列问题:
(1)细胞膜的某本支架是 ,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为 起调节作用。
(2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,判断的理由是 ,主动运输方式对于细胞的意义是 。
(3)盐胁迫条件下,磷酸化的SCaBP8导致细胞中K+浓度 (填“增大”或“减小”),判断理由是 。从结构方面分析,细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是 。
20.(23-24高二下·山东临沂·期末)下图为细胞内某些生理过程示意图,1~6表示结构,①~⑨表示生理过程。回答下列问题:
(1)图中5的主要成分是 ,6与细胞分裂过程中 有关。图中各种细胞器并不是漂浮在细胞质中,支持和锚定它们的结构是 。
(2)由图可知新形成的溶酶体来源于 (填序号),其形成过程还与 (至少写出两种细胞器)等有关。
(3)图中L物质以 方式进入细胞后,被溶酶体中水解酶降解。过程⑥→⑨说明溶酶体具有 的功能。降解后的产物,若对细胞有用,则可以再利用,若无用则被排出细胞外。当养分不足时,细胞的⑥~⑨过程会 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(4)溶酶体内的水解酶溢出后,对细胞自身结构并没有大的破坏,原因可能是 。
21.(23-24高二下·山东日照·期末)在高盐环境中,植物细胞质基质中积累过多的会抑制胞质酶的活性,从而导致植物生长受阻,这种现象称为盐胁迫。冰叶日中花是一种耐盐性极强的盐生植物,其茎、叶表面有盐囊细胞,盐囊细胞中几种离子的转运方式如下图。
(1)图中盐囊细胞膜上的载体蛋白具有 功能,磷酸化后导致 发生改变,实现了跨膜运输。
(2)通过CLC转运进入液泡的运输方式是 。盐囊细胞膜对离子的转运体现了细胞膜具有 功能。
(3)图中NHX将从细胞质基质运输到细胞膜外和液泡内,这种机制有利于提高冰叶日中花的耐盐性,原因可能是 (答出2点)。
22.(23-24高二下·山东日照·期末)研究人员将大鼠肝组织置于搅拌器中研磨,获得肝组织匀浆,然后检测搅拌器处理不同时长后肝组织匀浆中两种酸性水解酶的活性,结果如图1。用不同浓度的蔗糖溶液作为提取液,检测肝组织匀浆中两种酸性水解酶的活性,结果如图2。根据实验结果,研究人员推测这些水解酶位于一种具膜小泡内。(注:相对酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比,可以作为溶液中酶量的反应指标)
(1)图1中,在一定范围内,随着搅拌器处理时间的延长,相对酶活性逐渐增强,推测其原因是搅拌导致 破裂的数量增多,与反应物接触的酶量增多。
(2)图2中,用蔗糖密度梯度离心来进行细胞组分分离,避免了细胞器分离过程中的涨破现象。图中与蔗糖浓度为0mol/L作为提取液时相比,0.25mol/L时相对酶活性较低,推测其原因是 。
(3)进一步的实验证实该种具膜小泡为溶酶体,能够对其中的酸性水解酶进行加工的细胞器有 。细胞中溶酶体的功能是 (答出1点即可)。
23.(23-24高二下·山东菏泽·期末)细胞可维持正确折叠蛋白质的稳定性,同时降解错误折叠蛋白质,从而实现蛋白质稳态。错误折叠的异常蛋白会导致疾病的发生。我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物 LC3 和错误折叠的异常蛋白黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。其过程如图1 所示。
(1)真核细胞中分泌蛋白在游离的核糖体中开始合成,再依次经过 折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
(2)图中异常蛋白与 结合形成黏附物,黏附物由内质网包裹形成自噬体,该自噬体由 层磷脂分子组成。
(3)研究发现,在亨廷顿舞蹈症(HD)患者的大脑中,突变后的mHTT 蛋白会使得纹状体神经退行,造成神经元的大量死亡,最终表现为运动障碍、认知障碍等症状。研究表明, ATTEC 可有效治疗HD,试分析其作用机制 。
(4)网织红细胞是哺乳动物红细胞成熟过程中的一个阶段,细胞内存在大量血红蛋白,若某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构,则它们会被一种特殊的途径所降解。科研人员检测了该细胞在不同条件下错误折叠蛋白质的降解率,结果如图2.据图2 结果分析:ATP 能够 (填“促进”或“抑制”)蛋白质的降解;你认为参与蛋白质降解的酶 (填“是”或“不是”)溶酶体中的酸性水解酶,理由是 。
24.(23-24高二下·山东青岛·期末)泛素广泛存在于真核细胞中,是由76个氨基酸组成的小分子蛋白质。泛素第1位氨基酸是甘氨酸,第48位氨基酸是赖氨酸,结构式如图1。图2为泛素蛋白与细胞中需降解蛋白质结合并将其降解的过程。
(1)泛素的合成场所是 ,其合成过程中直接的供能物质是 。
(2)研究表明,泛素蛋白第1个氨基酸的羧基是与需降解蛋白质的某个赖氨酸侧链基团上的氨基脱水缩合,完成第一个泛素蛋白与需降解蛋白质的结合。然后其他泛素蛋白第1位氨基酸的羧基也与已连接泛素蛋白的第48位赖氨酸侧链基团上的氨基脱水缩合,按照这种连接方式进行,如图2所示,需降解蛋白质连接4个泛素蛋白需脱去 个水分子,形成的泛素-蛋白质复合体(泛素和需降解蛋白质均为一条肽链构成的蛋白质)至少含有 个游离的氨基。
(3)某种溶菌酶与细胞提取液混合后会通过泛素降解途径降解。研究小组进行以下实验,实验组:放射性同位素标记的溶菌酶与含泛素的细胞提分子量取液混合。对照组:放射性同位素标记的溶菌酶与不含细胞提取物的缓冲液混合。反应适宜的时间后,进行蛋白质电泳,放射性自显影显示含有放射性同位素的蛋白质条带如图3所示。
①据图分析,泛素蛋白的分子量约是 道尔顿。
②图3结果不足以证明图2所示的降解过程。在上述实验组和对照组设置不变的情况下,请设计观测实验结果的思路,以证明图2所示的降解过程(要求写出简要思路,不必分析实验结果)。 。
25.(23-24高二下·山东东营·期末)如图表示巨噬细胞甲摄取和处理病原体并呈递抗原的过程,①~⑦表示细胞的某些结构,MHC-II分子可存在于巨噬细胞表面,主要功能是呈递外源性抗原给乙细胞,从而激活乙细胞的免疫应答。回答下列问题。
(1)MHC-Ⅱ分子合成起始于某细胞器,该细胞器的组成成分有 。在MHC-II分子的运输过程中,起交通枢纽作用的细胞器是 (填序号)。
(2)⑤中含有水解酶,其在细胞中的作用,除图中所示外,还有 。⑥和③的融合体现生物膜的流动性,该特性主要表现为 。
(3)不同个体细胞表面的 MHC-Ⅱ结构不同,从MHC-Ⅱ分子基本组成单位的角度分析直接原因是 。
(4)图中细胞摄取病原体的方式是 ,该方式 (填“需要”或“不需要”) 蛋白质参与,⑦将内容物运至细胞膜的过程 (填“需要”或“不需要”)蛋白质参与。
26.(23-24高二下·山东济南·期末)种子萌发是植物生命的开端,此过程需要多糖、蛋白质、脂肪等多种贮藏物质来提供营养及能量。图1为种子萌发期不同阶段的相关物质结构变化。回答下列问题:
(1)在阶段Ⅰ,干种子从外界吸收的水分主要与 等物质结合,进而增加结合水的含量。结合水失去 ,成为细胞结构的组成成分。
(2)参与线粒体的合成和修复的有机小分子有 ,线粒体通过 方式进行增殖。
(3)萌发种子的胚根长出后,整个种子内DNA的含量会增多,原因是 。
(4)已知某油料作物的种子中脂肪含量高达种子干重的70%,将种子置于蒸馏水和黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重,结果如图2所示:
AB段表示种子干重增加,导致种子干重增加的主要元素是 (填“C”、“N”或“O”),判断的依据是 。BC段种子干重下降的原因是 。
一、单选题
1.(23-24高二下·山东泰安·期末)线粒体起源的内共生学说认为,原始真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原始细菌,它们之间逐渐形成了互利共生关系,最终原始细菌演变成线粒体。根据该学说,下列相关叙述不相符的是( )
A.线粒体中具有的环状双链DNA与细菌的不相似
B.线粒体的外膜和内膜在原始来源上是不相同的
C.线粒体内含有DNA、RNA和核糖体,具有相对独立的遗传表达系统
D.线粒体RNA聚合酶可被原核细胞RNA聚合酶的抑制剂所抑制
2.(23-24高二下·山东泰安·期末)下图为细胞外的葡萄糖调节胰岛B细胞分泌胰岛素的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.葡萄糖进入红细胞与进入胰岛B细胞方式均为协助扩散
B.与胰岛素合成相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
C.胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐,该过程不需要能量
D.ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化,蛋白质空间结构改变使K+外流受阻
3.(23-24高二下·山东泰安·期末)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。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列相关叙述错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量减少
4.(23-24高二下·山东临沂·期末)在流动镶嵌模型的基础上,研究人员又建构出“脂筏模型”(如下图所示):在生物膜上,胆固醇和磷脂富集区域形成脂筏,其上载有执行特定生物学功能的各种膜蛋白。下列说法正确的是( )
A.图中“脂筏模型”是一种概念模型
B.根据成分可知,脂筏参与细胞间的信息交流
C.脂筏模型表明流动性较低的脂质分子在膜上的分布是均匀的
D.糖蛋白和糖脂中的糖类分子统称为糖被
5.(23-24高二下·山东日照·期末)核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层蛋白是紧贴内核膜的一层蛋白网络结构,向外与内核膜上的蛋白结合,向内与染色质的特定区段结合。当细胞进行有丝分裂时,核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解,去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。下列叙述正确的是( )
A.核孔复合体是核质之间运输DNA、蛋白质等物质的通道
B.核纤层位于内外核膜之间,与细胞核的崩解与重建密切相关
C.核纤层蛋白的磷酸化过程中,染色质可能会发生高度螺旋化
D.抑制核纤层蛋白去磷酸化会将细胞分裂阻断在有丝分裂后期
6.(23-24高二下·山东日照·期末)位于内质网膜上的易位子是信号序列的受体蛋白,其中心有一个椭圆状转运通道,能识别信号序列,并靶向新生肽链进入内质网腔。若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列叙述正确的是( )
A.新生肽链的信号序列是由粗面内质网上的核糖体合成的
B.多肽链经易位子识别后以协助扩散的方式进入内质网腔
C.在内质网腔中正确折叠的多肽链通过易位子运往高尔基体
D.若内质网膜上的易位子结构异常,会影响分泌蛋白的加工
7.(23-24高二下·山东日照·期末)受活性氧损伤的叶绿体蛋白泛素化后可被CDC48复合物识别并运出叶绿体,最终被蛋白酶体降解,过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.CDC48与蛋白酶体功能不同的根本原因是基因的选择性表达
B.受损的叶绿体蛋白穿过叶绿体内、外膜需要膜上的蛋白质协助
C.蛋白酶体结合泛素化的受损蛋白,催化肽键断裂导致其降解
D.CDC48相关基因缺失会导致受活性氧损伤的叶绿体蛋白积累
8.(23-24高二下·山东日照·期末)脂肪细胞是动物体内以储存脂质为主要功能的细胞,按照形态一般分为单泡脂肪细胞和多泡脂肪细胞,两种脂肪细胞部分结构如下图所示(脂滴由膜包裹脂质形成)。研究表明,适当的运动、寒冷刺激等可促进机体内的单泡脂肪细胞向多泡脂肪细胞转化。下列叙述正确的是( )
A.脂肪和糖原都是以碳链为骨架的生物大分子
B.包裹脂质形成脂滴的膜由两层磷脂分子构成
C.体型肥胖者体内多泡脂肪细胞的比例相对较高
D.多泡脂肪细胞比单泡脂肪细胞有机物氧化分解能力强
9.(23-24高二下·山东日照·期末)支原体是目前发现的最小、最简单的单细胞生物。科学家将支原体中原有的遗传物质摧毁,导入人工合成的DNA,制造出基因组完全由人工设计的细胞,这样的人工合成细胞具有进行基本生命活动的能力和繁殖能力。下列叙述错误的是( )
A.人工合成细胞作为生命系统,其边界为细胞膜
B.人工合成细胞需要用活细胞为培养基进行培养
C.人工合成细胞无核仁,但可以独立形成核糖体
D.利用该人工合成细胞可以研究某些基因的功能
10.(23-24高二下·山东菏泽·期末)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC 的结构及其发挥作用的机理如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C.ADC以胞吞的方式进入肿瘤细胞,这体现了细胞膜的功能特点具有一定的流动性
D.ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解,释放药物,使肿瘤细胞死亡
二、多选题
11.(23-24高二下·山东滨州·期末)线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程。MEx常作为线粒体受损的重要指标。为研究D蛋白和K蛋白在MEx中的作用,用红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作,操作及结果如图1和2。下列说法正确的是( )
A.MEx过程体现了生物膜具有一定的流动性
B.药物C使线粒体受损,K蛋白可以显著促进正常细胞的MEx
C.在MEx过程中D蛋白和K蛋白的功能具有对抗作用
D.MEx过程中迁移体的移动与细胞骨架有关
12.(23-24高二下·山东济南·期末)信号学说认为,分泌蛋白的合成是从游离核糖体开始,先合成一段叫做信号肽的氨基酸序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP,一种蛋白质)识别后,肽链延伸终止,SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合引导核糖体附着到内质网上,SRP脱离信号肽后肽链继续合成并进入内质网修饰加工。不能合成信号肽的游离核糖体,仍散布于细胞质中,合成细胞内的蛋白质。下列相关推论正确的是( )
A.附着核糖体的形成与肽链中是否含有信号肽有关
B.信号肽需借助DP 和SRP 的识别结合才能转移至内质网膜中
C.核糖体合成SRP 的过程需要先合成一段信号肽
D.信号肽合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网中
13.(23-24高二下·山东聊城·期末)图1为某高等生物细胞结构局部示意图,图中①~⑩表示细胞中的不同结构,图2表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程,a、b、c表示三种细胞器。下列说法正确的是( )
A.骨骼肌细胞的细胞结构可用图1表示
B.植物细胞都不含图1中的细胞结构⑥
C.图2中的b对应图1中的③,参与细胞内蛋白质、脂质等生物大分子的合成
D.生物大分子如蛋白质、RNA可通过图1中的⑧进出细胞核
14.(23-24高二下·山东日照·期末)化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段,线粒体内膜上发生电子传递,形成跨线粒体内膜的H⁺浓度差,内膜两侧形成的浓度差可驱动ATP的合成。为了证明H⁺浓度差的产生和NADH的氧化有关,科学家将分离得到的完整线粒体置于含NADH的无氧溶液中,测得溶液中浓度变化如下图,已知可自由通过线粒体外膜。下列叙述错误的是( )
A.有氧呼吸过程中消耗的NADH来自细胞质基质与线粒体基质
B.由实验结果可知,线粒体基质中的浓度应高于内外膜间隙
C.电子传递过程中产生的电能直接为ATP的合成提供能量
D.若实验材料为碎片化的线粒体,也能得到相似的实验结果
15.(23-24高二下·山东青岛·期末)蛋白质在细胞中的定位是由新生肽链上一端的特定氨基酸序列 (定位信号)决定的。定位信号包括靶向序列和信号肽,靶向序列指导蛋白质进入细胞核、线粒体等,信号肽与细胞质基质中的信号识别颗粒 (SRP)识别并结合,引导蛋白质进入分泌途径。下列说法正确的是( )
A.信号肽在附着于内质网上的核糖体上合成
B.核糖体在细胞中的位置会因其“使命”不同而发生改变
C.解旋酶、DNA 聚合酶、水通道蛋白等蛋白质的新生肽链含靶向序列
D.若新生肽链不含定位信号,这些蛋白质可能停留在细胞质基质
16.(23-24高二下·山东枣庄·期末)内质网可分为粗面内质网和光面内质网,其中粗面内质网主要负责膜蛋白与分泌蛋白的合成和加工,只有正确、充分折叠的蛋白质才能被输送到相应部位,错误折叠的蛋白质被内质网包裹后产生囊泡与某种细胞器融合而被降解。下列相关叙述正确的是( )
A.光面内质网与粗面内质网的蛋白质成分有差异
B.分泌蛋白最初形成肽链的过程是在游离的核糖体上完成的
C.蛋白质被内质网形成的囊泡包裹后,运输的过程中不消耗能量
D.囊泡不是细胞器,虽然具有膜结构但是不属于生物膜系统
17.(23-24高二下·山东潍坊·期末)研究人员用寡霉素和DNP两种呼吸抑制剂对离体的线粒体分别进行处理,检测线 粒体的耗氧量变化,结果如图所示(加入的底物充足)。检测发现,阶段5 ATP的合成速率大大下降。下列说法正确的是( )
A.线粒体内膜比外膜上蛋白质的种类更多
B.图中加入的底物可能是葡萄糖
C.寡霉素可能会抑制ATP合成酶的活性
D.加入DNP后,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所的占比例变小
三、解答题
18.(23-24高二下·山东潍坊·期末)外源性抗原能被APC摄入细胞并加工形成外源性抗原肽;内源性抗 原在细胞内合成并被加工形成内源性抗原肽。MHCⅡ 位于 APC细胞膜上,功能是将外源性抗原肽呈递给辅助性T 细胞。外源性抗原加工及MHCⅡ发挥作用的过程如图。
(1)图示过程能体现细胞膜与内质网膜之间存在 (填“直接”或“间 接”)联系,外源性抗原加工和提呈在不同的区室内完成,这体现了生物膜系统的作用是 。
(2)氨基酸合成为MHCⅡ和恒定链的起始场所是 。部分病毒感染时可同 时形成结构相似的内外源性抗原肽,据图分析在内质网中恒定链与MHCⅡ结合的意义是 。
(3)溶酶体中的蛋白酶需要在酸性条件下才能活化,将外源性蛋白抗原降解。溶 酶体膜中的蛋白质却不会被自身蛋白酶水解,可能原因是 。
(4)HLA-DM分子可协助恒定链与MHCII解离 ,HLA-DM 缺失会导致病毒发生 免疫逃逸,据图推测逃逸机制可能是 。
19.(23-24高二下·山东德州·期末)内质网是真核细胞中由膜围成的连续的管道系统,与细胞中多种物质的形成有关。
(1)粗面内质网的功能是 。当错误折叠蛋白在内质网腔内积聚时,会引发内质网应激(ERS)。正常状态下,内质网上的膜蛋白 IREl与Bip结合,IREl处于失活状态。当错误折叠蛋白引发ERS时,IREl就会被活化,据图1分析其原因是 。活化的IRE1一方面可促进HacⅠ蛋白的合成,该蛋白通过 (填“促进”或“抑制”)Bip 基因的表达,使错误折叠蛋白在 Bip的协助下运出内质网。另一方面,活化的 IRE1还可通过切割rRNA影响核糖体的装配,进而减少 以缓解 ERS。
(2)光面内质网是磷脂的合成场所,新合成的磷脂通过多种方式转移到其他结构中。研究发现,在内质网膜与线粒体外膜之间,通过多种蛋白质相互作用形成接触位点(MAMs),如图2所示。当破坏MAMs中的某蛋白时,磷脂会在 MAMs的内质网侧积累,这说明线粒体获得磷脂的途径为 。若在内质网与高尔基体之间没有类似MAMs的结构,推测内质网合成的磷脂转运到高尔基体的方式最可能是 。
(3)内质网是细胞的“钙库”,已知一定浓度的Ca²⁺可以提高有氧呼吸酶的活性。当ERS发生时,线粒体有助于内质网恢复稳态,据图2分析其机理是 。
四、实验题
20.(23-24高二下·山东菏泽·期末)在许多植物中,花的开放对于成功授粉至关重要,部分植物的花能够反复开合,主要是相关细胞膨压(原生质体对细胞壁的压力)变化引起的。龙胆花在处于低温(16℃)下30min内发生闭合,而在转移至正常生长温度(22℃)、光照条件下30min内重新开放,这与花冠近轴表皮细胞膨压变化有关,其相关机理如下图所示。
(1)水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的运输方式有 。
(2)龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中花冠近轴表皮细胞膨压逐渐 ,该过程可以体现出细胞膜的功能是 。
(3)据图分析,蛋白激酶 GsCPK16使水通道蛋白磷酸化 (填“会”或“不会”)引起水通道蛋白构象的改变,龙胆花由低温转正常温度、光照条件下重新开放的机理是 。
(4)若要验证蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化,促进了光照下龙胆花的重新开放。补充完善下面的实验设计思路。(水通道蛋白磷酸化水平可测)实验设计思路:一组为若干野生型龙胆,另一组为等量的GsCPK16基因敲除的龙胆, 。
21.(23-24高二下·山东青岛·期末)非酒精性脂肪肝病 (NAFLD)是我国第一慢性肝病,其特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。研究发现肝细胞内存在脂质自噬的过程可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积。图1 表示脂质自噬的方式及过程。
图3
(1)非酒精性脂肪性肝炎是糖脂摄入过量,糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子所致。研究人员发现患者血液中谷丙转氨酶(肝细胞内蛋白质)含量明显上升,分析其原因是 。
(2)图 1中方式①和②自噬溶酶体的形成与膜的流动性有关,该特点在分子水平上主要表现为 。方式③中脂滴膜蛋白 PLIN2 经分子伴侣 Hsc70 识别后与溶酶体膜上的LAMP2A 受体结合进入溶酶体发生降解,据此推测 PLIN2 蛋白具有 (填“促进”或“抑制”)脂质自噬的作用。
(3)非酒精性脂肪性肝炎患者血液中甘油三酯和胆固醇偏高。为探究药剂 Exendin-4 在脂质代谢中的作用,科研人员设计以下实验:
a.将非酒精性脂肪性肝炎模型小鼠均分为甲、乙、丙三组。
b.甲组给予 作为对照;乙、丙两组均给予高脂饮食,乙组腹腔注射生理盐水,丙组腹腔 。
c.注射一周后检测三组小鼠血液中的甘油三酯和胆固醇含量,结果如图2。
图2
根据实验结果可判断,Exendin-4对非酒精性脂肪性肝炎小鼠血脂的作用效果是: 。
22.(23-24高二下·山东青岛·期末)柽柳等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,如图是其根细胞参与抵抗盐胁迫的部分结构示意图,其根细胞生物膜两侧H+形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了重要作用。
(1)细胞膜和液泡膜等生物膜结构的基本支架是 ,耐盐植物具有耐盐性状的根本原因是 。
(2)据图分析,盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是 ,该过程所消耗的能量来源是 。液泡中H+浓度与细胞质基质中H+浓度差主要由液泡膜上H+-ATP泵来维持,该结构的作用是 。
(3)进一步研究发现,在盐胁迫下大量的Na+持续进入植物根部细胞,会抑制K+进入细胞,导致细胞中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。图中H+的分布差异使Na+在NHX的作用下进入液泡,其意义是 。(答出2点)
(4)某研究小组提出:脯氨酸可通过调节柽柳细胞内Na+和K+浓度来增强其应对盐胁迫的能力。据此完善相关实验进行验证。
材料选择:对照组(略);实验组应选取的植株 (填序号)。
①野生型柽柳植株②脯氨酸转运蛋白基因敲除的突变体柽柳植株培养环境:用一定浓度的NaCl溶液模拟盐胁迫环境。检测指标: 。
实验结果及结论:对照组与实验组的检测结果存在明显差异。
试卷第1页,共3页
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专题05 细胞的结构和功能(解析版)
一、单选题
1.(23-24高二下·山东青岛·期末)科学家推测,游离核糖体合成的新生肽上的一段信号序列,可被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,后与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,进而引导核糖体附着于内质网上,继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说,其过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.图示过程合成的蛋白质最终会被分泌到细胞外
B.内质网上既可以有水的生成,又会发生水的消耗
C.若加入SRP结构类似物,会导致新生肽在内质网内错误折叠
D.SRP受体合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会在内质网腔中聚集
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】细胞器之间的协调配合
【分析】无论是原核生物还是真核生物,肽链(即多肽链)的合成都是通过核糖体实现的。核糖体是细胞内一种重要的细胞器,由复杂的rRNA骨架和许多蛋白质组成的复合物,由大小两个亚基组成。在核糖体上,氨基酸通过脱水缩合反应逐个连接成肽链。
【详解】A、图示过程合成的有些蛋白质可能在内质网中被保留下来,执行如内质网驻留蛋白等特定功能,A错误;
B、内质网上水的生成主要与大分子的合成过程有关,特别是糖、蛋白质和脂质的合成,这些过程往往伴随着脱水缩合反应的发生,从而生成水分子,内质网上水的消耗则主要与大分子的修饰、加工和转运过程有关,B正确;
C、SRP结构类似物会与SRP竞争性地结合信号肽或SRP受体(DP),导致核糖体无法附着在内质网上,不会导致新生肽在内质网内错误折叠,C错误;
D、SRP受体合成缺陷的细胞中,肽链不能进入内质网,不会形成分泌蛋白,即分泌蛋白不会在内质网腔中聚集,D错误。
故选B。
2.(23-24高二下·山东青岛·期末)为研究胞质环流与细胞骨架的关系,科研人员用不同浓度的APM(植物微管解聚剂)处理白色紫露草的雄蕊毛细胞后,测定胞质环流的速度,结果如图。下列说法正确的是( )
A.可用雄蕊毛细胞细胞质基质中叶绿体的运动作为高倍镜下观察的标志
B.APM是一种纤维素酶,能够改变雄蕊毛细胞的形态
C.一定范围内,APM的浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显
D.可用高倍镜直接观察雄蕊毛细胞中的胞质环流现象
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】细胞骨架、观察叶绿体、线粒体和细胞质流动实验(旧)
【分析】细胞骨架是细胞生命活动中不可缺少的细胞结构,其形成的复杂网络体系对细胞形态的改变和维持、细胞的分裂与分化、细胞内物质运输、细胞信息传递等均具有重要意义。
【详解】A、白色紫露草雄蕊毛细胞无叶绿体,无法以其细胞质中的叶绿体的运动作为标志观察胞质环流,A错误;
B、APM是植物微管解聚剂,微管是构成细胞骨架的重要成分,细胞骨架是由蛋白质纤维构成的,因此APM是一种蛋白酶,B错误;
C、由图中数据可知,一定范围内APM浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显,C正确;
D、使用显微镜时,先用低倍镜找到雄蕊毛细胞再换高倍镜观察,D错误。
故选C。
3.(23-24高二下·山东青岛·期末)迁移体是清华大学研究团队发现的一种新型细胞器,是细胞迁移过程中尾部收缩丝的交叉点或末端形成的囊泡(如图所示),内含损伤的线粒体、mRNA、蛋白质等。随着细胞的迁移,该囊泡从收缩丝的末端脱落下来形成独立的细胞外囊泡,释放到细胞外或被邻近细胞吞噬。下列说法正确的是( )
A.迁移体、线粒体和中心体的膜都属于细胞的生物膜系统
B.迁移体内受损的线粒体可以被内质网中的酸性水解酶降解
C.人的成熟红细胞中线粒体损伤时,迁移体数量可能会增多
D.迁移体中的mRNA被其他细胞摄取后可能在受体细胞内继续发挥作用
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】生物膜系统的组成、功能及应用、细胞器的结构、功能及分离方法
【分析】迁移体是清华大学研究团队发现的一种新型细胞器,是细胞迁移过程中尾部收缩丝的交叉点或末端形成的囊泡(如图所示),内含损伤的线粒体、mRNA、蛋白质等。据此分析作答。
【详解】A、中心体是无膜的细胞器,不属于细胞的生物膜系统,A错误;
B、迁移体清理受损线粒体,是通过胞吐将受损的细胞器运到细胞外或被邻近细胞吞噬,受损线粒体可被吞噬细胞内的溶酶体内的酶水解,B错误;
C、人的成熟红细胞不含细胞核和线粒体等细胞器,C错误;
D、由题意“迁移体内含mRNA等,随着细胞的迁移,该囊泡从收缩丝的末端脱落下来形成独立的细胞外囊泡,或被邻近细胞摄取”可推测,迁移体中的mRNA被其他细胞摄取后可能在受体细胞内继续发挥作用,D正确。
故选D。
4.(23-24高二下·山东青岛·期末)银杏是第四纪冰川运动后遗留下来的最古老的孑遗植物,与其同纲目的其他植物都已经纷纷灭绝,它见证了地球几亿年的发展历程。下列说法正确的是( )
A.一片银杏林属于生命系统结构层次中的群落层次
B.银杏枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖
C.银杏叶中叶绿素分子式是C55HXOYN4Mg,包含大量元素和微量元素
D.无机盐在银杏细胞中大多数以化合物形式存在,少数以离子形式存在
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】糖类的种类及分布、细胞是基本的生命系统、细胞中的无机盐、组成细胞的元素
【分析】生物体内的无机盐主要以离子的形式存在,有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分,许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要的功能。
【详解】A、一片银杏林包括所有生物和无机环境,属于生命系统结构层次中的生态系统层次,A错误;
B、纤维素是由葡萄糖聚合形成的多糖,因此银杏枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖,B正确;
C、银杏叶中叶绿素分子式是C55HXOYN4Mg,所包含的C、H、O、N、Mg均为大量元素,C错误;
D、无机盐在银杏细胞中大多数以离子形式存在,少数以化合物的形式存在,D错误。
故选B。
5.(23-24高二下·山东枣庄·期末)溶酶体内pH为4.6左右,溶酶体膜上存在两种H+转运蛋白,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白1、2在转运H+时,可能都不需要与H+结合
B.水分子进出细胞更多是借助细胞膜上的转运蛋白来完成的
C.溶酶体主要分布在动物细胞中,内部含有多种水解酶
D.若使用细胞呼吸抑制剂作用于细胞,可能会影响溶酶体的功能
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、主动运输、细胞呼吸的实质及意义、协助扩散
【分析】溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的本质是蛋白质),能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。溶酶体属于生物膜系统,由高尔基体出芽形成。分离细胞器的方法是差速离心法。
【详解】A、题图可知,H+进入溶酶体是低浓度到高浓度,H+出溶酶体是高浓度到低浓度,可见转运蛋白1转运H+是主动转运,转运蛋白2转运H+是协助扩散,转运蛋白1在转运H+时,需要与H+结合,A错误;
B、过去人们普遍认为,水分子都是通过自由扩散进出细 胞的,但后来的研究表明,水分子更多的是借助细胞膜上 的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的,可见水分子进出细胞更多是借助细胞膜上的转运蛋白来完成的,B正确;
C、溶酶体主要分布在 动物细胞中,是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的 细胞器,吞噬并杀死侵入细 胞的病毒或细菌,C正确;
D、由A项分析可知,H+进入溶酶体是主动转运,需要消耗能量,可见若使用细胞呼吸抑制剂作用于细胞,可能会影响溶酶体的功能,D正确。
故选A。
6.(23-24高二下·山东枣庄·期末)在多细胞生物体内,各个细胞之间的协调要依赖信息交流。下列关于信息交流的说法正确的是( )
A.细胞间的信息交流,都与细胞膜上的受体有关
B.精子与卵细胞之间的识别与结合不需要信号分子参与
C.仅依赖细胞间的信息交流,多细胞生物细胞间功能的协调便可以实现
D.细胞膜表面的糖蛋白和糖脂与细胞间的信息传递功能有密切关系
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】细胞膜的功能
【分析】1、细胞膜的功能:
(1)将细胞与外界环境分开;
(2)控制物质进出细胞;
(3)进行细胞间的物质交流;
2、细胞间的信息交流主要有三种方式:
(1)通过化学物质来传递信息;
(2)通过细胞膜直接接触传递信息;
(3)通过细胞通道来传递信息,如高等植物细胞之间通过胞间连丝。
【详解】A、细胞间的信息交流不一定都需要受体,如高等植物细胞通过胞间连丝进行信息交流时,不需要依赖细胞膜上的受体,A错误;
B、精子与卵细胞之间的识别与结合需要细胞膜上的信号分子和识别信号分子的受体,B错误;
C、在多细胞生物体内,各个细胞之间都维持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于信息的交流,也有赖于物质和能量的交换,C错误;
D、细胞膜的外表面的糖蛋白和糖脂,称作糖被,它们与细胞表面的识别、细胞间的信息传递有密切关系,D正确。
故选D。
7.(23-24高二下·山东潍坊·期末)真核细胞中内质网膜可在胞质侧(朝向细胞质基质的一侧)合成多种不同磷脂分 子,形成磷脂单分子层,在翻转酶的作用下某些特定种类的磷脂分子翻转至对侧, 形成磷脂双分子层。磷脂双分子层通过囊泡转运至高尔基体,在高尔基体中部分磷脂分子被糖基化,随后通过囊泡转运至细胞膜等靶膜。整个过程中磷脂双分子层的 胞质面总是暴露在胞质侧。下列说法错误的是( )
A.内质网是由膜围成的连续的内腔相通的管道系统
B.翻转酶的特性可导致磷脂双分子层中磷脂分子不对称排布
C.催化磷脂分子糖基化的酶分布于高尔基体的胞质侧
D.囊泡转运可实现高尔基体膜、细胞膜中磷脂分子的更新
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、生物膜系统的组成、功能及应用
【分析】内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统有些内质网上有核糖体附着,叫粗面内质网;有些内质网上不含有核糖体,叫光面内质网。
【详解】A、 内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统,A正确;
B、在翻转酶的作用下某些特定种类的磷脂分子翻转至对侧, 可导致磷脂双分子层中磷脂分子不对称排布,B正确;
C、磷脂双分子层通过囊泡转运至高尔基体,在高尔基体中部分磷脂分子被糖基化,故催化磷脂分子糖基化的酶分布于高尔基体的膜内侧,C错误;
D、据题意可知,细胞膜可通过囊泡转化为高尔基体膜,高尔基体中部分磷脂分子可通过囊泡转运至细胞膜,因此囊泡转运可实现高尔基体膜、细胞膜中磷脂分子的更新,D正确。
故选C。
8.(23-24高二下·山东潍坊·期末)实验发现,伞藻长出帽状体前将位于假根的细胞核取出,其帽状体不再形成。若晚 些时候去除细胞核,则只有一小部分藻体长出完整的但非常小的帽状体,而大部分 藻体不长伞帽或长得不完全;且去核的时间越晚,帽状体形成的概率就越大长得也 越完全。下列哪项不是该实验的推论( )
A.假根中的细胞核是控制伞藻帽状体能否形成的根本原因
B.晚些时候去除细胞核再移入另一种帽形伞藻的细胞核,藻体长出后者的帽状体
C.细胞核在特定时期合成某些物质并运往细胞质发挥作用
D.去核时间越晚,伞柄中含有的与帽状体合成相关的物质越多
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】细胞核的功能及有关的实验探究
【分析】细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心;生物性状主要由细胞核决定。
【详解】A、细胞核控制伞帽的形状,A正确;
B、晚些时候去除细胞核再移入另一种帽形伞藻的细胞核,藻体可能长出前者的帽状体,B错误;
C、根据题干信息,帽状体属于伞藻的细胞质,细胞核控制帽状体的形状,说明细胞核在特定时期合成某些物质并运往细胞质发挥作用,C正确;
D、去核时间越晚,伞柄中含有的与帽状体合成相关的物质越多,帽状体形成的概率就越大长得也 越完全,D正确。
故选B
9.(23-24高二下·山东潍坊·期末)带状疱疹病毒(VZV)由双链 DNA、核衣壳蛋白及来自于宿主细胞膜的包膜组成,该病毒感染人体会引起水痘。阿昔洛韦可与鸟嘌呤脱氧核苷酸竞争靶位,抑制病毒 DNA 合成,临床上常用做VZV 感染的辅助治疗。下列说法正确的是( )
A.VZV 属于生命系统最基本的结构层次
B.VZV 中的P 元素只存在于DNA中
C.VZV 的遗传物质彻底水解后得到4种产物
D.服用阿昔洛韦治疗水痘期间不宜大量食用高嘌呤食物
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】细胞是基本的生命系统、细胞膜的成分、核酸的元素组成及基本单位
【分析】病毒没有细胞结构不能独立生存,必须寄生在活细胞中才能繁殖。
【详解】A、生命系统最基本的结构层次是细胞,病毒没有细胞结构,不属于生命系统结构层次,A错误;
B、VZV 由双链 DNA、核衣壳蛋白及来自于宿主细胞膜的包膜组成,细胞膜的基本支架为磷脂双分子层,因此P可存在于DNA和包膜中,B错误;
C、VZV 的遗传物质为DNA,彻底水解产物有6种,分别是4种含氮碱基、磷酸和脱氧核糖,C错误;
D、阿昔洛韦可与鸟嘌呤脱氧核苷酸竞争靶位,抑制病毒 DNA 合成,服用阿昔洛韦治疗水痘期间不宜大量食用高嘌呤食物,否则会降低药效,D正确。
故选D。
10.(23-24高二下·山东东营·期末)图为蓝细菌特殊的CO2 浓缩机制,其中光合片层是其进行光合作用的场所,羧化体具 有致密性很强的蛋白质外壳。光补偿点是指光合速率和呼吸速率相等时的光照强度。下列叙述正确的是( )
A.据图可知CO2通过光合片层膜的方式为自由扩散
B.蓝细菌的叶绿素和类胡萝卜素分布在光合片层膜上
C.蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中CO2浓度,其蛋白质外壳能够限制CO2的扩散
D.若将蓝细菌的CO2浓缩相关基因转入烟草并成功表达和发挥作用,转基因烟草的光补偿点会升高
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】真核细胞与原核细胞、光反应、暗(碳)反应的物质变化和能量变化
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】A、据图可知,CO2通过光合片层膜时需要载体蛋白的协助,还消耗能量,是逆浓度梯度,属于主动运输,A错误;
B、蓝细菌的叶绿素和藻蓝素分布在光合片层膜上,B错误;
C、分析题意及题图可知,CO2浓缩的具体机制为:细胞膜上含有HCO3−转运蛋白,并通过主动运输的方式吸收HCO3−,HCO3−在羧化体内可转变为CO2;光合片层膜上含有CO2转运蛋白,并通过主动运输的方式吸收CO2;羧化体具有蛋白质外壳,可限制CO2气体扩散等,C正确;
D、若将蓝细菌的CO2浓缩相关基因转入烟草并成功表达和发挥作用,有助于提高羧化体中CO2浓度,从而提高转基因植株的暗反应水平,暗反应水平提高,可为光反应提供更多的NADP+和ADP等,进而会提高光反应水平,所以转基因烟草的光补偿点会降低,D错误。
故选C。
11.(23-24高二下·山东济南·期末)ERGIC 中间体是位于内质网和高尔基体之间的中间膜区室。ERGIC 能将被内质网加工完善的蛋白质通过囊泡顺向运输至高尔基体,再输送到特定的区域。如果被内质网加工不完善的蛋白质运输至ERGIC,ERGIC会产生反向运输的囊泡将其运回至内质网。下列有关叙述错误的是( )
A.抗体和细胞膜蛋白属于被加工完善的蛋白质
B.内质网的膜面积可以先减少后增加
C.ERGIC 可以对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
D.上述运输过程的完成,与内质网膜和高尔基体膜的流动性有密切关系
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、细胞器之间的协调配合、生物膜系统的组成、功能及应用
【分析】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。内质网可以出芽,也就是鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,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,高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中,需要消耗能量,这些能量的供给来自线粒体。在细胞内,许多由膜形成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙着运输着货物,而高尔基体在其中起重要的交通枢纽作用
【详解】A、抗体和细胞膜蛋白都是由内质网和高尔基体加工形成的蛋白质,因此抗体和细胞膜蛋白属于被加工完善的蛋白质,A正确;
B、内质网形成的蛋白质形成囊泡运输到高尔基体,因此内质网的膜面积可以先减少,而如果被内质网加工不完善的蛋白质运输至ERGIC,ERGIC会产生反向运输的囊泡将其运回至内质网,则内质网的膜面积会增加,B正确;
C、根据题意,ERGIC 能将被内质网加工完善的蛋白质通过囊泡顺向运输至高尔基体,再输送到特定的区域,而且有的酶是胞内蛋白,胞内蛋白的合成、加工、运输过程不一定都需要ERGIC ,此外对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装应该是高尔基体,C错误;
D、上述运输过程的完成,都需要内质网和高尔基形成囊泡,因此与内质网膜和高尔基体膜的流动性有密切关系,D正确。
故选C。
12.(23-24高二下·山东济南·期末)肺炎支原体和流感病毒都是能引起人的呼吸道感染的病原体,都能在宿主细胞内寄生增殖,肺炎支原体中的DNA为环状并均匀的散布在细胞内。红霉素(一种抗生素)能够用于治疗支原体肺炎。下列说法正确的是( )
A.肺炎支原体没有核膜和核仁等结构,但有拟核和细胞膜
B.流感病毒和肺炎支原体中都含有 RNA
C.流感病毒和肺炎支原体都是利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质
D.破坏支原体的细胞壁,是红霉素能够用于治疗支原体肺炎的原因
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】细胞是基本的生命系统、真核细胞与原核细胞、核酸的元素组成及基本单位
【分析】根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类,原核细胞是组成原核生物的细胞,这类细胞主要特征是没有以核膜为界限的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核。常见的原核生物有蓝细菌、细菌、支原体、放线菌等。
【详解】A、肺炎支原体中大型的DNA散布在细胞内各区域,没有拟核区,A错误;
B、流感病毒含有RNA、不含DNA,肺炎支原体含有DNA和RNA,B正确;
C、流感病毒为非细胞生物,利用宿主细胞的核糖体进行蛋白质合成,C错误;
D、支原体没有细胞壁,D错误。
故选B。
13.(23-24高二下·山东烟台·期末)膜接触位点(MCS)是内质网与细胞膜、线粒体、核膜等细胞结构某些区域高度重叠的部位,重叠部位通过蛋白质相互连接,但未发生膜融合。MCS 能够接受信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,调控细胞内的代谢。下列说法错误的是( )
A.MCS 既存在受体蛋白,又存在转运蛋白
B.内质网合成的磷脂分子可通过MCS 运输参与线粒体膜的构建
C.MCS 的存在意味着内质网膜和线粒体膜之间可以相互转化
D.核膜、细胞器膜、细胞膜等结构,共同构成了细胞的生物膜系统
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】细胞器之间的协调配合、生物膜系统的组成、功能及应用
【分析】内质网是由一层单位膜所形成的囊状、泡状和管状结构,并形成一个连续的网膜系统。内质网向内与核膜相连,向外与细胞膜相连,在代谢旺盛的细胞中还与线粒体相连。膜蛋白具有信息交流.物质运输的功能等
【详解】A、MCS能够接受信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,因此MCS既存在受体蛋白,又存在转运蛋白,A 正确;
B、内质网与线粒体之间存在膜接触位点(MCS),而MCS 能够接受信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,所以内质网合成的磷脂分子可通过MCS 运输参与线粒体膜的构建,B正确;
C、MCS 能够接受信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,MCS 的存在意味着细胞结构的某些区域之间可进行信息交流和物质运输,但不能说明内质网膜和线粒体膜之间可以相互转化,C错误;
D、细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,D正确。
故选C。
14.(23-24高二下·山东烟台·期末)下列关于酵母菌、颤蓝细菌、新型冠状病毒的叙述,正确的是( )
A.酵母菌、颤蓝细菌、新型冠状病毒中既有DNA 又有 RNA
B.酵母菌只有在缺氧的条件下,其细胞质基质中才能合成ATP
C.颤蓝细菌的核糖体呈游离状态或附着在内质网上
D.新冠病毒中的蛋白质由寄主细胞中的核糖体合成
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】真核细胞与原核细胞、有氧呼吸过程、无氧呼吸过程、新型冠状病毒及相关
【分析】病毒没有细胞结构,只含有一种核酸:DNA或RNA,营寄生生活,不能独立生存,它必须靠自己的遗传物质中贮存的遗传信息,利用寄主细胞提供的原料、能量、酶和物质合成场所,才能进行增殖活动。颤蓝细菌是由原核细胞构成的原核生物,酵母菌是由真核细胞构成的真核生物。原核细胞和真核细胞的统一性表现在:都有相似的细胞膜、细胞质,唯一共有的细胞器是核糖体,遗传物质都是DNA分子。
【详解】A、酵母菌和颤蓝细菌都是单细胞生物,都含有两种核酸,即DNA 和RNA,新型冠状病毒只含有RNA这一种核酸,A错误;
B、酵母菌为兼性厌氧菌,在缺氧和有氧的条件下,在其细胞质基质中都能将葡萄糖分解为丙酮酸,此过程释放的能量有一部分用于合成ATP,B错误;
C、颤蓝细菌是由原核细胞构成的原核生物,原核细胞中没有内质网,但有核糖体,C错误;
D、新冠病毒没有细胞结构,营寄生生活,新冠病毒中的蛋白质由寄主细胞中的核糖体合成,D正确。
故选D。
15.(23-24高二下·山东德州·期末)UCYN-A 是一种固氮蓝细菌,其与贝氏布拉藻存在内共生现象。近期科研人员发现UCYN-A的进化已经超越了内共生阶段,表现为其不能独立生活,必须依赖宿主细胞提供的蛋白质生存,且可随宿主细胞传给子代,因此UCYN-A 被认定为贝氏布拉藻体内的一种新型固氮细胞器。下列说法不能作为支持上述观点的证据的是( )
A.培养含 UCYN-A的贝氏布拉藻无需添加碳源和氮源
B.UCYN-A失去了部分光合作用的关键基因
C.UCYN-A 能产生约一半生存所需的蛋白质
D.UCYN-A会随贝氏布拉藻细胞的分裂而分裂
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】生物的基本特征及病毒(旧)、细胞器的结构、功能及分离方法
【分析】题干中阐述了 UCYN-A 与贝氏布拉藻的关系以及其不能独立生活且依赖宿主等特点,要找出不能支持其被认定为新型固氮细胞器观点的证据。
【详解】A 、 培养含 UCYN-A 的贝氏布拉藻无需添加碳源和氮源,说明 UCYN-A 能进行固氮作用,为贝氏布拉藻提供氮源,可作为支持观点的证据,A 正确;
B、 UCYN-A 失去了部分光合作用的关键基因,进一步说明它不能独立生活,依赖宿主,可作为支持观点的证据,B正确;
C 、UCYN-A 只能产生约一半生存所需的蛋白质,还是需要依赖宿主细胞提供其他蛋白质,说明它不能完全独立,可作为支持观点的证据,C 正确;
D 、 UCYN-A 会随贝氏布拉藻细胞的分裂而分裂,只能说明它与宿主细胞的一种关联,但不能直接表明它是一种新型固氮细胞器,不能作为有力的支持证据,D 错误。
故选D。
二、多选题
16.(23-24高二下·山东聊城·期末)研究发现,Ca2+通过细胞膜缺损处大量进入细胞质,导致局部Ca2+浓度激增,大量Ca2+同钙结合蛋白相结合,诱导相关蛋白、细胞器或囊泡聚集在损伤部位,参与细胞膜修复。下列说法正确的是( )
A.细胞外Ca2+通过细胞膜缺损处进入细胞的方式属于协助扩散
B.细胞膜破损可能会影响细胞膜的选择透过性,从而扰乱细胞内物质成分的稳定
C.相关蛋白、细胞器或囊泡定向参与细胞膜的修复,离不开信号的传递
D.据题目信息推测,内质网和高尔基体数量的多少会影响细胞膜的修复效率
【答案】BCD
【难度】0.85
【知识点】细胞膜的功能、细胞器的结构、功能及分离方法、生物膜的功能特性、协助扩散
【分析】细胞膜主要成分为磷脂和蛋白质,含有少量的糖类;胆固醇是构成动物细胞膜的成分之一。细胞膜功能的复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关。
【详解】A、当细胞膜破损时,细胞外Ca2+通过细胞膜缺损处进入细胞的方式属于物质的扩散作用,不属于跨膜运输,A错误;
B、细胞膜的功能特性是选择透过性,当细胞膜破损后可能会影响细胞膜的选择透过性,物质进出细胞的功能受到影响,从而扰乱细胞内物质成分的稳定,B正确;
C、由题干信息可知,当细胞膜破损时,大量Ca2+同钙结合蛋白相结合,诱导相关蛋白、细胞器或囊泡聚集在损伤部位,参与细胞膜修复,离不开信号的传递,C正确;
D、由题干信息可知,相关蛋白、细胞器或囊泡聚集在损伤部位,参与细胞膜修复,蛋白质的加工以及囊泡的形成都与高尔基体有关,所以高尔基体数量的多少会影响细胞膜的修复效率,D正确。
故选BCD。
17.(23-24高二下·山东临沂·期末)关于乳酸菌和酵母菌的呼吸作用,下列说法错误的是( )
A.乳酸菌细胞与酵母菌细胞中均存在 NAD⁺向 NADH 转化的过程
B.过期酸奶出现涨袋现象是由乳酸菌无氧呼吸造成的
C.O2不充足条件下,酵母菌的NADH 可在细胞质基质、线粒体内膜被利用
D.消耗等量的葡萄糖,酵母菌有氧呼吸产生 CO2的量是无氧呼吸的3倍
【答案】BC
【难度】0.85
【知识点】真核细胞与原核细胞、有氧呼吸过程、无氧呼吸过程
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
【详解】A 、乳酸菌细胞进行无氧呼吸,酵母菌细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸,在呼吸作用的过程中均存在 NAD⁺向 NADH 转化的过程,A正确;
B、过期酸奶出现涨袋现象是由酵母菌等微生物无氧呼吸产生二氧化碳造成的,乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸,不产生二氧化碳,不会造成涨袋,B错误;
C、O₂不充足条件下,酵母菌进行无氧呼吸,NADH 在细胞质基质中被利用;O₂充足时,酵母菌进行有氧呼吸,NADH 在线粒体内膜被利用,C错误;
D、酵母菌有氧呼吸时,1 分子葡萄糖产生 6 分子 CO₂;无氧呼吸时,1 分子葡萄糖产生 2 分子 CO₂。所以消耗等量的葡萄糖,酵母菌有氧呼吸产生 CO₂的量是无氧呼吸的 3 倍,D正确。
故选BC。
18.(23-24高二下·山东烟台·期末)研究发现,信号肽能够介导核糖体附着于内质网使新生肽链穿过内质网膜发生转移。分泌蛋白在核糖体上合成至约80个氨基酸后,N端的信号肽序列识别颗粒蛋白(SRP)并与之结合,经转运后进入内质网腔中。具体过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.核糖体与SRP 的结合发生在细胞质基质,与生物膜功能有关
B.SRP-核糖体复合体使肽链延伸暂停能够防止新生肽链损伤或折叠
C.SRP 在内质网膜上与SRP 受体分离可实现SRP 的反复利用
D.进入内质网腔的多肽需经囊泡上的载体蛋白运输到高尔基体内进行再加工
【答案】AD
【难度】0.85
【知识点】细胞器之间的协调配合
【分析】根据题图信息可知,分泌蛋白先在游离的核糖体合成,形成一段多肽链后,信号识别颗粒(SRP)识别信号,再与内质网上信号识别受体结合,将核糖体-肽引导至内质网,SRP脱离,信号引导肽链进入内质网,形成折叠的蛋白质,随后,核糖体脱落。
【详解】A、翻译的场所在很核糖体,核糖体没有膜结构,所以核糖体与SRP的结合发生在细胞质基质,与生物膜的功能无关,A错误;
B、由图可知,SRP-核糖体复合体使肽链延伸暂停,能够防止新生肽N-端损伤及成熟前折叠装配,B正确;
C、由图可知,SRP在内质网膜上与SRP受体分离可实现SRP的反复利用,C正确;
D、进入内质网腔的多肽需经囊泡,通过囊泡与高尔基体膜融合,在高尔基体内进行再加工,不需要载体蛋白,D错误。
故选AD。
三、解答题
19.(23-24高二下·山东聊城·期末)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥发现的介导盐胁迫下细胞介导外排Na+,是维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如图所示。回答下列问题:
(1)细胞膜的某本支架是 ,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为 起调节作用。
(2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,判断的理由是 ,主动运输方式对于细胞的意义是 。
(3)盐胁迫条件下,磷酸化的SCaBP8导致细胞中K+浓度 (填“增大”或“减小”),判断理由是 。从结构方面分析,细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是 。
【答案】(1) 磷脂双分子层 信号分子
(2) 盐胁迫条件下,转运蛋白SOS1将细胞外的H+运输到细胞内的同时把Na+以主动运输的方式运出细胞,说明Na+的主动运输消耗的能量来自H+浓度差形成的化学势能 细胞通过主动运输这种方式来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要
(3) 增大 磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,使得细胞内K+浓度增大 细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种类(和数量)不同,导致细胞膜对无机盐离子具有选择透过性
【难度】0.65
【知识点】生物膜的流动镶嵌模型、生物膜的功能特性、物质出入细胞的方式综合
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要载体蛋白协助,不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。
【详解】(1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,根据题意,盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化,该过程中PA作为信号分子起调节作用。
(2)识图分析可知,盐胁迫条件下,转运蛋白SOS1将细胞外的H+运输到细胞内的同时把Na+以主动运输的方式运出细胞,说明Na+的主动运输消耗的能量来自H+浓度差形成的化学势能,主动运输方式对于细胞的意义是:细胞通过主动运输这种方式来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。
(3)磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,使得细胞内K+浓度增大,Na+/K+比值降低。从结构方面分析,细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种类(和数量)不同,导致细胞膜对无机盐离子具有选择透过性。
20.(23-24高二下·山东临沂·期末)下图为细胞内某些生理过程示意图,1~6表示结构,①~⑨表示生理过程。回答下列问题:
(1)图中5的主要成分是 ,6与细胞分裂过程中 有关。图中各种细胞器并不是漂浮在细胞质中,支持和锚定它们的结构是 。
(2)由图可知新形成的溶酶体来源于 (填序号),其形成过程还与 (至少写出两种细胞器)等有关。
(3)图中L物质以 方式进入细胞后,被溶酶体中水解酶降解。过程⑥→⑨说明溶酶体具有 的功能。降解后的产物,若对细胞有用,则可以再利用,若无用则被排出细胞外。当养分不足时,细胞的⑥~⑨过程会 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(4)溶酶体内的水解酶溢出后,对细胞自身结构并没有大的破坏,原因可能是 。
【答案】(1) 磷脂和蛋白质 纺锤体的形成 细胞骨架
(2) 4 核糖体、内质网、线粒体
(3) 胞吞 分解衰老、损伤的细胞器 增强
(4)水解酶进入细胞质基质后,酶活性因pH等环境条件变化而大大降低
【难度】0.65
【知识点】细胞的结构和功能综合、细胞器的结构、功能及分离方法、细胞器之间的协调配合
【分析】溶酶体是分解蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的细胞器。溶酶体具单层膜,形状多种多样,是0.025~0.8微米的泡状结构,内含许多水解酶,溶酶体在细胞中的功能,是分解从外界进入到细胞内的物质,也可消化细胞自身的局部细胞质或细胞器,当细胞衰老时,其溶酶体破裂,释放出水解酶,消化整个细胞而使其死亡。
【详解】(1)图中5是细胞膜,主要成分是磷脂和蛋白质,6是中心体,与细胞分裂中纺锤体的形成有关,支持和锚定细胞器的结构是细胞骨架。
(2)由图可知,新形成的溶酶体来源于4高尔基体,溶酶体内含有多种水解酶,水解酶的化学本质是蛋白质,水解酶在核糖体上合成,经内质网、高尔基体进行加工,而线粒体为以上所有的生理活动提供能量,因此溶酶体的形成过程还与核糖体、内质网、线粒体等相关。
(3)图中L物质以胞吞的方式进入细胞,被溶酶体水解。过程⑥→⑨是衰老的线粒体被内质网包裹,最终被溶酶体水解的过程,说明溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器,根据题意,细胞器降解后的产物,若对细胞有用,则可以再利用,因此当养分不足时,细胞的⑥~⑨过程会加强,以充分利用衰老的细胞器。
(4)溶酶体内的水解酶溢出后,对细胞自身结构并没有大的破坏,原因可能是溶酶体中的酶活性只有在溶酶体内特定的条件下才有活性,水解酶进入细胞质基质后,酶活性因pH等环境条件变化而大大降低。
21.(23-24高二下·山东日照·期末)在高盐环境中,植物细胞质基质中积累过多的会抑制胞质酶的活性,从而导致植物生长受阻,这种现象称为盐胁迫。冰叶日中花是一种耐盐性极强的盐生植物,其茎、叶表面有盐囊细胞,盐囊细胞中几种离子的转运方式如下图。
(1)图中盐囊细胞膜上的载体蛋白具有 功能,磷酸化后导致 发生改变,实现了跨膜运输。
(2)通过CLC转运进入液泡的运输方式是 。盐囊细胞膜对离子的转运体现了细胞膜具有 功能。
(3)图中NHX将从细胞质基质运输到细胞膜外和液泡内,这种机制有利于提高冰叶日中花的耐盐性,原因可能是 (答出2点)。
【答案】(1) 催化和运输 空间结构
(2) 主动运输 控制物质进出细胞
(3)将过多的Na⁺运输到细胞外,减少了细胞质基质中Na⁺的积累,降低了对胞质酶活性的抑制;将Na⁺运输到液泡中储存,以提高细胞液浓度,增强其吸水能力
【难度】0.65
【知识点】细胞膜的功能、主动运输、ATP的功能及利用、协助扩散
【分析】在这道题中,我们主要涉及到植物细胞中离子的转运方式以及相关的细胞膜功能。首先,了解一些基本概念,细胞膜上的载体蛋白能够协助离子进行跨膜运输,其功能的实现往往与蛋白质的结构和能量的供应有关。对于离子的转运方式,有主动运输和被动运输等。主动运输需要消耗能量,通常是逆浓度梯度进行运输;被动运输则不消耗能量,一般是顺浓度梯度运输。
【详解】(1)图中盐囊细胞膜上的载体蛋白 H +- ATPase 具有催化 ATP 水解的功能,因此图中盐囊细胞膜上的载体蛋白 H+ - ATPase 具有催化和运输功能。H +- ATPase 磷酸化后导致空间结构发生改变,实现了H⁺跨膜运输。
(2)仔细观察图,氯离子是从低浓度一侧向高浓度一侧运输,通过CLC转运的,这种逆浓度梯度需要消耗能量,所以是主动运输。盐囊细胞膜对离子的转运体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
(3)图中NHX将Na⁺从细胞质基质运输到细胞膜外和液泡内,这种机制有利于提高冰叶日中花的耐盐性,原因可能是:将过多的 Na⁺运输到细胞外,减少了细胞质基质中 Na⁺的积累,降低了对胞质酶活性的抑制;将 Na⁺运输到液泡中储存,以提高细胞液浓度,增强吸水能力。
22.(23-24高二下·山东日照·期末)研究人员将大鼠肝组织置于搅拌器中研磨,获得肝组织匀浆,然后检测搅拌器处理不同时长后肝组织匀浆中两种酸性水解酶的活性,结果如图1。用不同浓度的蔗糖溶液作为提取液,检测肝组织匀浆中两种酸性水解酶的活性,结果如图2。根据实验结果,研究人员推测这些水解酶位于一种具膜小泡内。(注:相对酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比,可以作为溶液中酶量的反应指标)
(1)图1中,在一定范围内,随着搅拌器处理时间的延长,相对酶活性逐渐增强,推测其原因是搅拌导致 破裂的数量增多,与反应物接触的酶量增多。
(2)图2中,用蔗糖密度梯度离心来进行细胞组分分离,避免了细胞器分离过程中的涨破现象。图中与蔗糖浓度为0mol/L作为提取液时相比,0.25mol/L时相对酶活性较低,推测其原因是 。
(3)进一步的实验证实该种具膜小泡为溶酶体,能够对其中的酸性水解酶进行加工的细胞器有 。细胞中溶酶体的功能是 (答出1点即可)。
【答案】(1)溶酶体
(2)当蔗糖浓度为0mol·L-1和较低浓度时,溶酶体因吸水使膜破裂,释放的酶多,0.25mol/L时释放的酶少
(3) 内质网和高尔基体 能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法
【分析】1、细胞的生物膜系统:细胞器膜、核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。其功能有:(1)保证内环境的相对稳定,对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用;(2)为多种酶提供附着位点,是许多生物化学反应的场所;(3)分隔细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
2、差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器;密度梯度离心法是在密度梯度介质(如蔗糖)中进行的依密度而分离的离心法,细胞各组分会依其密度分布在与其自身密度相同的液层中,从而进行细胞组分的分离。
【详解】(1)图1中,随着搅拌处理时长的增加,两种酸性水解酶的活性先增加后趋于平衡,说明搅拌会导致溶酶体破裂释放酸性水解酶,与溶液中反应物的接触量增加,导致酶活性增加,即酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比。
(2)图2显示,随着蔗糖溶液浓度增加,两种酸性水解酶的相对活性降低,因为酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比,说明当蔗糖溶液浓度为0mol/L 时,溶酶体膜破裂,酶溢出,与反应物接触的酶量最多。而蔗糖浓度为0.25mol/L 时,接近溶酶体内浓度,酶溢出量极低,与反应物的接触量最少。
(3)溶酶体内的酸性水解酶需要内质网和高尔基体的加工。溶酶体中含有多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。
23.(23-24高二下·山东菏泽·期末)细胞可维持正确折叠蛋白质的稳定性,同时降解错误折叠蛋白质,从而实现蛋白质稳态。错误折叠的异常蛋白会导致疾病的发生。我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物 LC3 和错误折叠的异常蛋白黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。其过程如图1 所示。
(1)真核细胞中分泌蛋白在游离的核糖体中开始合成,再依次经过 折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
(2)图中异常蛋白与 结合形成黏附物,黏附物由内质网包裹形成自噬体,该自噬体由 层磷脂分子组成。
(3)研究发现,在亨廷顿舞蹈症(HD)患者的大脑中,突变后的mHTT 蛋白会使得纹状体神经退行,造成神经元的大量死亡,最终表现为运动障碍、认知障碍等症状。研究表明, ATTEC 可有效治疗HD,试分析其作用机制 。
(4)网织红细胞是哺乳动物红细胞成熟过程中的一个阶段,细胞内存在大量血红蛋白,若某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构,则它们会被一种特殊的途径所降解。科研人员检测了该细胞在不同条件下错误折叠蛋白质的降解率,结果如图2.据图2 结果分析:ATP 能够 (填“促进”或“抑制”)蛋白质的降解;你认为参与蛋白质降解的酶 (填“是”或“不是”)溶酶体中的酸性水解酶,理由是 。
【答案】(1)内质网、高尔基体
(2) ATTEφS LC3 4
(3)ATTE将大脑神经元细胞中突变后的mHT蛋白与LC3 黏在一起,形成黏附物后被包裹形成自噬体最终被降解
(4) 促进 不是 降解反应的最适pH为8.0 ,呈碱性
【难度】0.65
【知识点】实验与探究综合、细胞的结构和功能综合、细胞器之间的协调配合
【分析】由图1可知,ATTEC可以和LC3结合到异常蛋白,而不能和正常蛋白结合,结合异常蛋白后会被内质网包围形成自噬体,自噬体与溶酶体结合,通过溶酶体中的酶将异常蛋白降解。
【详解】(1)分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体内合成,后依次经过内质网和高尔基体折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
(2)题干信息知,我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物 LC3 和错误折叠的异常蛋白黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。
由图一可知该自噬体是由内质网的双层膜包裹而成,每层膜含有2层磷脂分子,故该自噬体是双层膜由4层磷脂分子组成。
(3)突变后的mHTT蛋白为异常蛋白,ATTEC能将大脑神经元细胞中突变后的mHTT蛋白与LC3黏在一起,形成黏附物后被包裹形成自噬体最终被降解,因此ATTEC可有效治疗HD。
(4)图2中加入ATP后蛋白质降解速率提高,说明ATP能够促进蛋白质的降解。据图可知,pH为8.0时,蛋白质降解速率最高,呈碱性。反应中的酶如果是溶酶体中的酸性水解酶,则会失活,所以该酶不是溶酶体中的酸性水解酶。
24.(23-24高二下·山东青岛·期末)泛素广泛存在于真核细胞中,是由76个氨基酸组成的小分子蛋白质。泛素第1位氨基酸是甘氨酸,第48位氨基酸是赖氨酸,结构式如图1。图2为泛素蛋白与细胞中需降解蛋白质结合并将其降解的过程。
(1)泛素的合成场所是 ,其合成过程中直接的供能物质是 。
(2)研究表明,泛素蛋白第1个氨基酸的羧基是与需降解蛋白质的某个赖氨酸侧链基团上的氨基脱水缩合,完成第一个泛素蛋白与需降解蛋白质的结合。然后其他泛素蛋白第1位氨基酸的羧基也与已连接泛素蛋白的第48位赖氨酸侧链基团上的氨基脱水缩合,按照这种连接方式进行,如图2所示,需降解蛋白质连接4个泛素蛋白需脱去 个水分子,形成的泛素-蛋白质复合体(泛素和需降解蛋白质均为一条肽链构成的蛋白质)至少含有 个游离的氨基。
(3)某种溶菌酶与细胞提取液混合后会通过泛素降解途径降解。研究小组进行以下实验,实验组:放射性同位素标记的溶菌酶与含泛素的细胞提分子量取液混合。对照组:放射性同位素标记的溶菌酶与不含细胞提取物的缓冲液混合。反应适宜的时间后,进行蛋白质电泳,放射性自显影显示含有放射性同位素的蛋白质条带如图3所示。
①据图分析,泛素蛋白的分子量约是 道尔顿。
②图3结果不足以证明图2所示的降解过程。在上述实验组和对照组设置不变的情况下,请设计观测实验结果的思路,以证明图2所示的降解过程(要求写出简要思路,不必分析实验结果)。 。
【答案】(1) 核糖体 ATP
(2) 4 6
(3) 8500 让两组实验继续进行,直至泛素和需降解的蛋白均完全被水解,再进行蛋白质电泳,让前后两次结果进行对比即可证明图2所示的降解过程
【难度】0.65
【知识点】ATP的功能及利用、细胞器的结构、功能及分离方法、与蛋白质相关的计算、蛋白质的结构及多样性
【分析】蛋白质的合成场所为核糖体。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:有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;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;有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
【详解】(1)核糖体是合成蛋白质的场所,泛素的化学本质是蛋白质,因此泛素的合成场所是核糖体。ATP是生物体内直接的能源物质,因此其合成过程中直接的供能物质是ATP。
(2)结合图示可知,需降解蛋白质上连接4个泛素蛋白,需形成4个肽键,因而需脱去4个水分子。图中的泛素-蛋白质复合体包括泛素和需降解蛋白质,泛素和需降解的蛋白质均由一条肽链构成,泛素蛋白第1个氨基酸的羧基与需降解蛋白质中某个赖氨酸侧链基团上的氨基脱水缩合(泛素中游离氨基),完成第一个泛素蛋白与需降解蛋白质的结合。然后另一个泛素蛋白第1个氨基酸的羧基与已连接泛素蛋白第48位赖氨酸侧链基团上的氨基脱水缩合,完成第二个泛素蛋白的结合,依次连接上的泛素,且最终泛素都包含游离其一端的氨基,可见形成的泛素-蛋白质复合体至少有4+2=6个游离的氨基,即包含了4个泛素中4个游离的氨基和最有一个泛素中赖氨酸中的R基中的氨基,同时还包括了需降解蛋白中的游离氨基。
(3)①溶菌酶与细胞提取液混合后会通过泛素降解途径降解,如果泛素没有被降解,放射性自显影显示含有放射性同位素的蛋白质分子量为48500道尔顿,如果降解出一个泛素蛋白,分子量为40000达尔顿,降解出2个泛素蛋白,放射性自显影显示含有放射性同位素的蛋白质分子量变为31500道尔顿,据此推测,泛素蛋白的分子量约是48500-40000=8500达尔顿。②让两组实验继续进行,直至泛素和需降解的蛋白均完全被水解,再进行蛋白质电泳,让前后两次结果进行对比即可证明图2所示的降解过程。
25.(23-24高二下·山东东营·期末)如图表示巨噬细胞甲摄取和处理病原体并呈递抗原的过程,①~⑦表示细胞的某些结构,MHC-II分子可存在于巨噬细胞表面,主要功能是呈递外源性抗原给乙细胞,从而激活乙细胞的免疫应答。回答下列问题。
(1)MHC-Ⅱ分子合成起始于某细胞器,该细胞器的组成成分有 。在MHC-II分子的运输过程中,起交通枢纽作用的细胞器是 (填序号)。
(2)⑤中含有水解酶,其在细胞中的作用,除图中所示外,还有 。⑥和③的融合体现生物膜的流动性,该特性主要表现为 。
(3)不同个体细胞表面的 MHC-Ⅱ结构不同,从MHC-Ⅱ分子基本组成单位的角度分析直接原因是 。
(4)图中细胞摄取病原体的方式是 ,该方式 (填“需要”或“不需要”) 蛋白质参与,⑦将内容物运至细胞膜的过程 (填“需要”或“不需要”)蛋白质参与。
【答案】(1) rRNA和蛋白质 ④
(2) 分解衰老、损伤的细胞器 构成生物膜的分子(磷脂和蛋白质)大多是可以运动的
(3)不同MHC-Ⅱ氨基酸的排列顺序不同
(4) 胞吞 需要 需要
【难度】0.65
【知识点】蛋白质的结构及多样性、细胞器的结构、功能及分离方法、胞吞和胞吐、生物膜的结构特点
【分析】分析题图可知:图示为核糖体所合成的蛋白质在内质网加工后形成囊泡 ,运输到高尔基体加工后的分类转运,该过程利用生物膜的流动性;②为囊泡、④为高尔基体。
【详解】(1)由题意可知,MHC-II分子本质是蛋白质,其合成起始于核糖体,核糖体的组成成分是rRNA和蛋白质,在分泌蛋白或膜蛋白的运输过程中,起交通枢纽作用的细胞器是④高尔基体。
(2)溶酶体含有多种水解酶,⑤中含有水解病原体的酶,故⑤可能是溶酶体,除图中所示外(吞噬丙消化病原体),还有分解衰老、损伤的细胞器等功能。生物膜的流动性主要表现为构成生物膜的分子(磷脂和蛋白质)大多是可以运动的。
(3)不同个体细胞表面的 MHC-Ⅱ结构不同,即蛋白质结构不同,从MHC-Ⅱ分子基本组成单位的角度分析,其直接原因是氨基酸的排列顺序不同,根本原因是基因的碱基序列不同。
(4)图中细胞摄取病原体的方式是胞吞,该过程需要蛋白质识别相应的病原体。⑦囊泡将内容物运至细胞膜的过程,该过程涉及到信号分子与受体结合,因此需要蛋白质的参与。
26.(23-24高二下·山东济南·期末)种子萌发是植物生命的开端,此过程需要多糖、蛋白质、脂肪等多种贮藏物质来提供营养及能量。图1为种子萌发期不同阶段的相关物质结构变化。回答下列问题:
(1)在阶段Ⅰ,干种子从外界吸收的水分主要与 等物质结合,进而增加结合水的含量。结合水失去 ,成为细胞结构的组成成分。
(2)参与线粒体的合成和修复的有机小分子有 ,线粒体通过 方式进行增殖。
(3)萌发种子的胚根长出后,整个种子内DNA的含量会增多,原因是 。
(4)已知某油料作物的种子中脂肪含量高达种子干重的70%,将种子置于蒸馏水和黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重,结果如图2所示:
AB段表示种子干重增加,导致种子干重增加的主要元素是 (填“C”、“N”或“O”),判断的依据是 。BC段种子干重下降的原因是 。
【答案】(1) 多糖、蛋白质 溶解性和流动性
(2) 磷脂、氨基酸、核苷酸 分裂
(3)细胞不断分裂使胚根生长,种子胚细胞的DNA复制
(4) O 脂肪中C、H含量高而O含量低,当大量脂肪转化为糖类等氧含量高的有机物时需要添加O,会导致有机物重量增加 随着脂肪利用率增大,余下的脂肪减少,用于氧化分解供能的脂肪所占比率下降,脂肪的转化率降低,该油料作物种子无光萌发后期的干重逐渐下降,没有有机物的补充。
【难度】0.65
【知识点】细胞中的水、细胞器的结构、功能及分离方法、植物细胞的有丝分裂、糖类的元素组成
【分析】脂肪中C、H含量占比比糖类高,而O元素含量偏低。糖类的氧元素含量高。
【详解】(1)干种子从外界吸收的水分主要与多糖、蛋白质等物质结合形成结合水,结合水不会流动,失去流动性和溶解性,成为细胞结构的组成成分。
(2)线粒体中含有蛋白质和核酸等大分子物质,其合成需要小分子物质氨基酸和核苷酸,同时线粒体还具有膜结构,线粒体膜的基本支架是磷脂双分子层,所以还需要磷脂分子,线粒体的增殖方式是分裂增殖。
(3)萌发种子的胚根长出后,细胞开始增殖使胚根生长,且增殖过程中会发生DNA的复制,导致DNA含量增多。
(4)干重增加应该是种子萌发早期,大量脂肪转变成糖类,糖类比脂肪中的氧含量高,故导致萌发种子干重增加的主要元素是氧。BC段种子干重下降的原因是随着脂肪利用率增大,余下的脂肪减少,用于氧化分解供能的脂肪所占比率下降,脂肪的转化率降低,该油料作物种子无光萌发后期的干重逐渐下降,没有有机物的补充。
一、单选题
1.(23-24高二下·山东泰安·期末)线粒体起源的内共生学说认为,原始真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原始细菌,它们之间逐渐形成了互利共生关系,最终原始细菌演变成线粒体。根据该学说,下列相关叙述不相符的是( )
A.线粒体中具有的环状双链DNA与细菌的不相似
B.线粒体的外膜和内膜在原始来源上是不相同的
C.线粒体内含有DNA、RNA和核糖体,具有相对独立的遗传表达系统
D.线粒体RNA聚合酶可被原核细胞RNA聚合酶的抑制剂所抑制
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】真核细胞与原核细胞、细胞器的结构、功能及分离方法
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,由内外两层膜构成,线粒体是半自主细胞器,能进行DNA的复制、基因的表达等。
【详解】A、线粒体中具有环状双链DNA,细菌的拟核区的DNA也为环状,线粒体中具有的环状双链DNA与细菌的相似,A错误;
B、原始真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原始细菌,线粒体的外膜来源于原始真核细胞,线粒体的内膜来源于能进行有氧呼吸的原始细菌,所以线粒体的外膜和内膜在原始来源上是不相同的,B正确;
C、线粒体内含有DNA、RNA和核糖体,具有相对独立的遗传表达系统,能进行DNA的复制、表达等,C正确;
D、线粒体RNA聚合酶是蛋白质,可被原核细胞RNA聚合酶的抑制剂所抑制,D正确。
故选A。
2.(23-24高二下·山东泰安·期末)下图为细胞外的葡萄糖调节胰岛B细胞分泌胰岛素的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.葡萄糖进入红细胞与进入胰岛B细胞方式均为协助扩散
B.与胰岛素合成相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
C.胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐,该过程不需要能量
D.ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化,蛋白质空间结构改变使K+外流受阻
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】细胞器之间的协调配合、胞吞和胞吐、协助扩散
【分析】当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡进入细胞内部,这种现象叫作胞吞。与细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫作胞吐。
【详解】A、葡萄糖进入红细胞属于协助扩散,据图可知,葡萄糖进入胰岛B细胞是顺浓度梯度进行的,且需要载体蛋白协助,故属于协助扩散,A正确;
B、胰岛素属于分泌蛋白,核糖体是蛋白质的合成场所,内质网和高尔基体是对蛋白质进行加工,线粒体为蛋白质合成和加工提供能量,即与胰岛素合成相关的细胞器为核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,B正确;
C、胰岛素属于大分子物质,胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐,该过程需要能量,C错误;
D、蛋白质的空间结构决定其功能,ATP水解释放的磷酸基团使K+通道蛋白磷酸化,蛋白质空间结构改变,K+通道关闭,K+外流受阻,D正确;
故选C。
3.(23-24高二下·山东泰安·期末)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。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列相关叙述错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量减少
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、细胞器之间的协调配合
【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 pH 升高结合的能力减弱。
【详解】A、根据题干信息可以得出结论,高尔基体产生的囊泡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,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并发送至细胞外,所以消化酶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ATP,B正确;
C、根据题干信息“RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱”,如果高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高,则结合能力减弱,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正确;
D、通过题干可以得出结论“RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,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”,因此可以得出结论,如果RS 功能的缺失,则受体不能和错误的蛋白质结合,并运回内质网,因此能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D错误。
故选D。
4.(23-24高二下·山东临沂·期末)在流动镶嵌模型的基础上,研究人员又建构出“脂筏模型”(如下图所示):在生物膜上,胆固醇和磷脂富集区域形成脂筏,其上载有执行特定生物学功能的各种膜蛋白。下列说法正确的是( )
A.图中“脂筏模型”是一种概念模型
B.根据成分可知,脂筏参与细胞间的信息交流
C.脂筏模型表明流动性较低的脂质分子在膜上的分布是均匀的
D.糖蛋白和糖脂中的糖类分子统称为糖被
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】生物膜的流动镶嵌模型、真核细胞的三维结构模型
【分析】①概念模型:指以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的规律和机理进行描述、阐明。②物理模型:根据相似原理,把真实事物按比例放大或缩小制成的模型,其状态变化和原事物基本相同,可以模拟客观事物的某些功能和性质。③数学模型:用来定性或定量表述生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等。
【详解】A、图中“脂筏模型”是一种物理模型,A错误;
B、由题意可知,脂筏的成分为胆固醇和磷脂,说明脂筏不参与细胞间的信息交流,B错误;
C、据图可知,脂质分子在膜上的分布不均匀的,C错误;
D、糖蛋白和糖脂中的糖类分子统称为糖被,D正确。
故选D。
5.(23-24高二下·山东日照·期末)核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层蛋白是紧贴内核膜的一层蛋白网络结构,向外与内核膜上的蛋白结合,向内与染色质的特定区段结合。当细胞进行有丝分裂时,核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解,去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。下列叙述正确的是( )
A.核孔复合体是核质之间运输DNA、蛋白质等物质的通道
B.核纤层位于内外核膜之间,与细胞核的崩解与重建密切相关
C.核纤层蛋白的磷酸化过程中,染色质可能会发生高度螺旋化
D.抑制核纤层蛋白去磷酸化会将细胞分裂阻断在有丝分裂后期
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】细胞核的结构和功能综合
【分析】细胞核的结构
1、核膜:(1)结构:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;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)化学成分:主要是脂质分子和蛋白质分子。(3)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。
2、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。
3、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、核孔复合体具有选择性,DNA不能通过核孔复合体,A错误;
B、核纤层蛋白位于内核膜与染色质之间,B错误;
C、核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解,细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大变成染色体,C正确;
D、核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体,在后期核纤层去磷酸化促进核膜重建和染色体解螺旋形成染色质,D错误。
故选C。
6.(23-24高二下·山东日照·期末)位于内质网膜上的易位子是信号序列的受体蛋白,其中心有一个椭圆状转运通道,能识别信号序列,并靶向新生肽链进入内质网腔。若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列叙述正确的是( )
A.新生肽链的信号序列是由粗面内质网上的核糖体合成的
B.多肽链经易位子识别后以协助扩散的方式进入内质网腔
C.在内质网腔中正确折叠的多肽链通过易位子运往高尔基体
D.若内质网膜上的易位子结构异常,会影响分泌蛋白的加工
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、细胞器之间的协调配合
【分析】内质网对核糖体所合成的肽链进行加工,肽链经盘曲、折叠等形成一定的空间结构。通过一定的机制保证肽链正确折叠或对错误折叠的进行修正。
【详解】A、新生肽链的信号序列是在游离核糖体上合成的,由内质网上的易位子识别并靶向新生肽链进入内质网腔,A错误;
B、易位子能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网,但不是以协助扩散的方式进入内质网腔,B错误;
C、若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质,C错误;
D、易位子蛋白是受体蛋白,若易位子蛋白功能异常可能会导致新生肽链上信号序列不能被识别,新生肽链不能进入内质网加工,因此会影响真核细胞内分泌蛋白的加工和运输,D正确。
故选D。
7.(23-24高二下·山东日照·期末)受活性氧损伤的叶绿体蛋白泛素化后可被CDC48复合物识别并运出叶绿体,最终被蛋白酶体降解,过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.CDC48与蛋白酶体功能不同的根本原因是基因的选择性表达
B.受损的叶绿体蛋白穿过叶绿体内、外膜需要膜上的蛋白质协助
C.蛋白酶体结合泛素化的受损蛋白,催化肽键断裂导致其降解
D.CDC48相关基因缺失会导致受活性氧损伤的叶绿体蛋白积累
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、细胞的分化
【分析】叶绿体由双层膜包被,内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成,这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。基粒与基粒之间充满了基质。 每个基粒都含有两个以上的类囊体,多的可达100个以上。叶绿体内有如此众多的基粒和类囊体,极大地扩展了受光面积。
【详解】A、CDC48与蛋白酶体功能不同的根本原因是基因不同,A错误;
B、大分子物质进入叶绿体内、外膜需要膜上的蛋白质协助,B正确;
C、在蛋白酶体参与下,受损伤蛋白质被降解,受损伤蛋白质的肽键断裂,C正确;
D、依题意,蛋白质复合体CDC48参与叶绿体内蛋白质降解,结合图示,若CDC48相关基因缺失,则细胞中蛋白质复合体CDC48缺失,导致受损伤蛋白积累,D正确。
故选A。
8.(23-24高二下·山东日照·期末)脂肪细胞是动物体内以储存脂质为主要功能的细胞,按照形态一般分为单泡脂肪细胞和多泡脂肪细胞,两种脂肪细胞部分结构如下图所示(脂滴由膜包裹脂质形成)。研究表明,适当的运动、寒冷刺激等可促进机体内的单泡脂肪细胞向多泡脂肪细胞转化。下列叙述正确的是( )
A.脂肪和糖原都是以碳链为骨架的生物大分子
B.包裹脂质形成脂滴的膜由两层磷脂分子构成
C.体型肥胖者体内多泡脂肪细胞的比例相对较高
D.多泡脂肪细胞比单泡脂肪细胞有机物氧化分解能力强
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】生物膜的流动镶嵌模型、细胞器的结构、功能及分离方法、糖类的种类及分布、脂质的种类及功能
【分析】脂质是人体需要的重要营养素之一,是小分子,供给机体所需的能量、提供机体所需的必需脂肪酸,是人体细胞组织的组成成分。脂质包括脂肪、磷脂和固醇,是一类生物小分子。
【详解】A、脂肪是小分子,A错误;
B、脂滴是由膜包裹脂质形成,结合题图信息以及磷脂分子的特点推测,脂滴膜外侧细胞质主要成分是水,而内侧包裹的主要成分是脂质,由于磷脂分子头部亲水,尾部疏水,所以磷脂分子头部朝向细胞质尾部朝向脂滴内,构成紧密的单层分子的膜结构即可稳定存在于细胞中,故包裹脂质形成脂滴的膜由单层磷脂分子构成,B错误;
C、适当的运动、寒冷刺激等可促进机体内的单泡脂肪细胞向多泡脂肪细胞转化,故推测体型肥胖者体内多泡脂肪细胞的比例相对较低,C错误;
D、据图分析,多泡脂肪细胞与单泡脂肪细胞相比,线粒体更多,故多泡脂肪细胞比单泡脂肪细胞有机物氧化分解能力强,D正确。
故选D。
9.(23-24高二下·山东日照·期末)支原体是目前发现的最小、最简单的单细胞生物。科学家将支原体中原有的遗传物质摧毁,导入人工合成的DNA,制造出基因组完全由人工设计的细胞,这样的人工合成细胞具有进行基本生命活动的能力和繁殖能力。下列叙述错误的是( )
A.人工合成细胞作为生命系统,其边界为细胞膜
B.人工合成细胞需要用活细胞为培养基进行培养
C.人工合成细胞无核仁,但可以独立形成核糖体
D.利用该人工合成细胞可以研究某些基因的功能
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】真核细胞与原核细胞、细胞膜的功能、细胞核的功能及有关的实验探究
【分析】1、支原体属于原核细胞,细胞中无核膜包被的细胞核,无细胞壁,是最小、最简单的细胞。细胞质中只有核糖体一种细胞器,拟核中有一个大型环状的DNA分子,细胞膜与真核细胞的细胞膜组成和结构相似。
2、核酸包括DNA和RNA,二者的组成单位都是核苷酸,其中DNA是由4种脱氧核苷酸连接而成的,RNA是由核糖核苷酸连接而成。
【详解】A、细胞膜是细胞的边界,A正确;
B、人工合成细胞具有进行基本生命活动的能力和繁殖能力,则不需要用活细胞为培养基进行培养,B错误;
C、根据题意,科学家将支原体中原有的遗传物质摧毁,导入人工合成的DNA,制造出基因组完全由人工设计的细胞,则该细胞为原核细胞,没有细胞核,没有核仁,但是有核糖体可以自己合成蛋白质,C正确;
D、细胞是基本的生命系统,制造出基因组完全由人工设计的细胞,可以研究某些基因的功能,D正确。
故选B。
10.(23-24高二下·山东菏泽·期末)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC 的结构及其发挥作用的机理如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C.ADC以胞吞的方式进入肿瘤细胞,这体现了细胞膜的功能特点具有一定的流动性
D.ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解,释放药物,使肿瘤细胞死亡
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】胞吞和胞吐、动物细胞融合与单克隆抗体的制备、生物膜的结构特点
【分析】分析题图,抗体药物偶联物(ADC) 通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞特异性识别,通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,导致溶酶体裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、B淋巴细胞能够分泌抗体,但是不具有增殖能力,而骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力,因此利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,利用该细胞制备单克隆抗体,A正确;
B、单克隆抗体制备过程中至少经过两次筛选,一次是用特定的选择培养基进行筛选,获得杂交瘤细胞,杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,即用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,就可获得既能无限增殖,又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、ADC以胞吞的方式进入肿瘤细胞,这体现了细胞膜的结构特点具有一定的流动性,C错误;
D、ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,溶酶体使其裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,D正确。
故选C。
二、多选题
11.(23-24高二下·山东滨州·期末)线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程。MEx常作为线粒体受损的重要指标。为研究D蛋白和K蛋白在MEx中的作用,用红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作,操作及结果如图1和2。下列说法正确的是( )
A.MEx过程体现了生物膜具有一定的流动性
B.药物C使线粒体受损,K蛋白可以显著促进正常细胞的MEx
C.在MEx过程中D蛋白和K蛋白的功能具有对抗作用
D.MEx过程中迁移体的移动与细胞骨架有关
【答案】AD
【难度】0.4
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、细胞器之间的协调配合、生物膜的结构特点
【分析】据题图可知,未敲除K基因并用药物C处理时,荧光相对值大,而敲除该基因并用药物C处理时,相对值小,说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐;敲除D基因,即D蛋白缺失时会导致与药物C处理相同情况,故D蛋白的作用是:有K蛋白时,D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用。
【详解】A线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程,体现了生物膜具有一定的流动性的特点,A正确;
B、分析题图可知,未敲除K基因并用药物C处理时,荧光相对值大,而敲除该基因并处理时,相对值降低不明显,说明药物C使线粒体受损,K蛋白促进正常细胞MEx不明显,B错误;
C、敲除D基因,即D蛋白缺失时会导致与药物C处理相同情况,故D蛋白的作用是,有K蛋白时,D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用,二者之间不是对抗关系,C错误;
D、真核细胞内的细胞骨架的作用是锚定并支撑着细胞器,与细胞器在细胞内的运输有关,因此MEx过程中迁移体的移动与细胞骨架有关,D正确。
故选AD。
12.(23-24高二下·山东济南·期末)信号学说认为,分泌蛋白的合成是从游离核糖体开始,先合成一段叫做信号肽的氨基酸序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP,一种蛋白质)识别后,肽链延伸终止,SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合引导核糖体附着到内质网上,SRP脱离信号肽后肽链继续合成并进入内质网修饰加工。不能合成信号肽的游离核糖体,仍散布于细胞质中,合成细胞内的蛋白质。下列相关推论正确的是( )
A.附着核糖体的形成与肽链中是否含有信号肽有关
B.信号肽需借助DP 和SRP 的识别结合才能转移至内质网膜中
C.核糖体合成SRP 的过程需要先合成一段信号肽
D.信号肽合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网中
【答案】AB
【难度】0.4
【知识点】细胞器之间的协调配合、生物膜系统的组成、功能及应用
【分析】分析题意可知,信号肽是核糖体上合成的多肽链,信号肽借助DP和SRP的识别结合,可以穿过内质网膜,进入内质网腔,由信号肽酶切将信号肽切下,多肽链通过信号肽的诱导进行内质网腔内,在内质网中进行加工。
【详解】A、能合成信号肽的核糖体将成为附着型核糖体,与内质网结合,故附着核糖体的形成与信号肽的合成有关,A正确;
B、由题图可知,信号肽需借助DP和SRP的识别结合,引导核糖体附着于内质网上,才能转移至内质网膜中,B正确;
C、由题意可知,核糖体合成SRP的过程不需要先合成一段信号肽,因为SRP是位于细胞质基质中的信号识别颗粒,能与信号肽结合,C错误;
D、由题意可知,信号肽需借助DP和SRP的识别结合,引导核糖体附着于内质网上,才能转移至内质网膜上,肽链才能进入内质网,因此信号肽合成缺陷的细胞中,肽链不能进入内质网,不会形成分泌蛋白,即分泌蛋白不会在内质网腔中聚集,D错误。
故选AB。
13.(23-24高二下·山东聊城·期末)图1为某高等生物细胞结构局部示意图,图中①~⑩表示细胞中的不同结构,图2表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程,a、b、c表示三种细胞器。下列说法正确的是( )
A.骨骼肌细胞的细胞结构可用图1表示
B.植物细胞都不含图1中的细胞结构⑥
C.图2中的b对应图1中的③,参与细胞内蛋白质、脂质等生物大分子的合成
D.生物大分子如蛋白质、RNA可通过图1中的⑧进出细胞核
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、细胞核的结构、脂质的种类及功能
【分析】图1中①为线粒体,②为核膜,③为内质网,④为核糖体,⑤为细胞膜,⑥为中心体,⑦为高尔基体,⑧为核孔,⑨为细胞质基质。图2中物质X表示氨基酸,a表示核糖体,b表示内质网,c表示高尔基体。
【详解】A、图1中①为线粒体,因线粒体数量较多,可以产生更多的能量,因而骨骼肌细胞的细胞结构可以用图1表示,A正确;
B、⑥为中心体,除动物细胞外,低等植物细胞中也含有,B错误;
C、图2中b为内质网,对应图1中的③,且参与蛋白质和脂质的合成,但脂质不属于生物大分子,C错误;
D、⑧为核孔,生物大分子如蛋白质、RNA可通过图1中的⑧进出细胞核,D正确。
故选AD。
14.(23-24高二下·山东日照·期末)化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段,线粒体内膜上发生电子传递,形成跨线粒体内膜的H⁺浓度差,内膜两侧形成的浓度差可驱动ATP的合成。为了证明H⁺浓度差的产生和NADH的氧化有关,科学家将分离得到的完整线粒体置于含NADH的无氧溶液中,测得溶液中浓度变化如下图,已知可自由通过线粒体外膜。下列叙述错误的是( )
A.有氧呼吸过程中消耗的NADH来自细胞质基质与线粒体基质
B.由实验结果可知,线粒体基质中的浓度应高于内外膜间隙
C.电子传递过程中产生的电能直接为ATP的合成提供能量
D.若实验材料为碎片化的线粒体,也能得到相似的实验结果
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、有氧呼吸过程、物质出入细胞的方式综合
【分析】图1为实验装置图,图2为利用图1装置所做实验的结果。由图2所示结果可知,当向装置中通入O2后溶液的氢离子浓度立即上升,说明通入O2后,质子立即从内膜向内外膜间隙转运,由此可证明线粒体内外膜间质子梯度差的产生和NADH的氧化有关。
【详解】A、有氧呼吸的第一阶段(场所:细胞质基质)和第二阶段(线粒体基质)都产生NADH,A正确;
B、加入氧气后,溶液中氢离子浓度立即增加,说明质子在跨内膜运输合成ATP,则可推测出线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙,B错误;
C、内膜两侧形成的 H+ 浓度差可驱动ATP的合成,C错误;
D、需要完整的线粒体才具备正常的功能,D错误。
故选BCD。
15.(23-24高二下·山东青岛·期末)蛋白质在细胞中的定位是由新生肽链上一端的特定氨基酸序列 (定位信号)决定的。定位信号包括靶向序列和信号肽,靶向序列指导蛋白质进入细胞核、线粒体等,信号肽与细胞质基质中的信号识别颗粒 (SRP)识别并结合,引导蛋白质进入分泌途径。下列说法正确的是( )
A.信号肽在附着于内质网上的核糖体上合成
B.核糖体在细胞中的位置会因其“使命”不同而发生改变
C.解旋酶、DNA 聚合酶、水通道蛋白等蛋白质的新生肽链含靶向序列
D.若新生肽链不含定位信号,这些蛋白质可能停留在细胞质基质
【答案】BD
【难度】0.65
【知识点】细胞器之间的协调配合
【分析】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、运输和分泌过程需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体、细胞膜等结构的参与。
【详解】A、信号肽为胞内蛋白,在游离的核糖体上合成,A错误;
B、核糖体是合成蛋白质的场所,分为游离型和附着型,游离型合成的是胞内蛋白,而附着在内质网上的核糖体参与分泌蛋白的合成,因此核糖体在细胞中的位置会因其“使命”不同发生改变,B正确;
C、信号肽与细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别并结合,引导蛋白质进入分泌途径,解旋酶、RNA聚合酶均为胞内蛋白,解旋酶和RNA聚合酶的新生肽链不含靶向序列,C错误;
D、若新生肽链不含定位信号,这些蛋白质可能停留在细胞质基质,无法进入细胞核、线粒体和分泌出细胞,D正确。
故选BD。
16.(23-24高二下·山东枣庄·期末)内质网可分为粗面内质网和光面内质网,其中粗面内质网主要负责膜蛋白与分泌蛋白的合成和加工,只有正确、充分折叠的蛋白质才能被输送到相应部位,错误折叠的蛋白质被内质网包裹后产生囊泡与某种细胞器融合而被降解。下列相关叙述正确的是( )
A.光面内质网与粗面内质网的蛋白质成分有差异
B.分泌蛋白最初形成肽链的过程是在游离的核糖体上完成的
C.蛋白质被内质网形成的囊泡包裹后,运输的过程中不消耗能量
D.囊泡不是细胞器,虽然具有膜结构但是不属于生物膜系统
【答案】AB
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、生物膜系统的组成、功能及应用
【分析】内质网是由膜构成的网状结构,分为粗面内质网和光面内质网,光面内质网:脂质合成车间,粗面内质网:蛋白质加工场所。内质网内连核膜,外连细胞膜,与细胞膜和核膜构成直接联系,并且内质网上能够形成囊泡,该囊泡会与高尔基体融合,与高尔基体形成间接联系。
【详解】A、粗面内质网与光面内质网的功能不同,说明两种内质网的蛋白质组成不同,A正确;
B、分泌蛋白的初期合成过程:先在游离核糖体中以氨基酸为原料合成多肽链,当合成了一段肽链后,该肽链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,B正确;
C、蛋白质被内质网形成的囊泡包裹后,运输的过程中需要消耗能量,C错误;
D、生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜,其中细胞器膜包括叶绿体膜、线粒体膜、高尔基体膜、内质网膜和溶酶体膜等,囊泡也属于生物膜系统,D错误。
故选AB。
17.(23-24高二下·山东潍坊·期末)研究人员用寡霉素和DNP两种呼吸抑制剂对离体的线粒体分别进行处理,检测线 粒体的耗氧量变化,结果如图所示(加入的底物充足)。检测发现,阶段5 ATP的合成速率大大下降。下列说法正确的是( )
A.线粒体内膜比外膜上蛋白质的种类更多
B.图中加入的底物可能是葡萄糖
C.寡霉素可能会抑制ATP合成酶的活性
D.加入DNP后,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所的占比例变小
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、有氧呼吸过程、影响细胞呼吸的因素、验证性实验与探究性实验
【分析】有氧呼吸得场所是细胞质基质和线粒体,有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质,一分子葡萄糖可分解成两分子丙酮酸,4个[H]以及释放少量能量,释放得能量一部分以热能形式散失,一部分以化学能得形式储存在ATP中;第二阶段的场所为线粒体基质,丙酮酸和水形成二氧化碳和[H],以及释放少量能量,释放得能量一部分以热能形式散失,一部分以化学能得形式储存在ATP中;第三阶段的场所是线粒体内膜,一二阶段形成的[H]和氧气反应形成水并释放大量能量,释放得能量一部分以热能形式散失,一部分以化学能得形式储存在ATP中。
【详解】A、功能越复杂的生物膜,其上的蛋白质种类与含量则越多,故线粒体内膜比外膜上蛋白质的种类更多,A正确;
B、葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H],然后丙酮酸进入线粒体进一步被氧化分解,故图中加入的底物是丙酮酸,B错误;
C、由图分析,加入寡霉素后,氧浓度下降速率变缓,再加入ADP后也无影响,故寡霉素可能会抑制ATP合成酶的活性,C正确;
D、由图分析,加入DNP后,耗氧量增加,但ATP的合成速率却大大下降,说明更多的能量以热能的形式释放,D错误。
故选AC。
三、解答题
18.(23-24高二下·山东潍坊·期末)外源性抗原能被APC摄入细胞并加工形成外源性抗原肽;内源性抗 原在细胞内合成并被加工形成内源性抗原肽。MHCⅡ 位于 APC细胞膜上,功能是将外源性抗原肽呈递给辅助性T 细胞。外源性抗原加工及MHCⅡ发挥作用的过程如图。
(1)图示过程能体现细胞膜与内质网膜之间存在 (填“直接”或“间 接”)联系,外源性抗原加工和提呈在不同的区室内完成,这体现了生物膜系统的作用是 。
(2)氨基酸合成为MHCⅡ和恒定链的起始场所是 。部分病毒感染时可同 时形成结构相似的内外源性抗原肽,据图分析在内质网中恒定链与MHCⅡ结合的意义是 。
(3)溶酶体中的蛋白酶需要在酸性条件下才能活化,将外源性蛋白抗原降解。溶 酶体膜中的蛋白质却不会被自身蛋白酶水解,可能原因是 。
(4)HLA-DM分子可协助恒定链与MHCII解离 ,HLA-DM 缺失会导致病毒发生 免疫逃逸,据图推测逃逸机制可能是 。
【答案】(1) 间接 具有把各种细胞器分隔开,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效有序地进行
(2) 核糖体 使恒定链MHCⅡ既能识别内源性抗原肽,有能识别外源性抗原肽,从而形成抗原肽-MHCⅢ,保证免疫的准确性。
(3)膜周围的PH不为酸性,导致膜周围的蛋白酶未活化,因而溶酶体膜中的蛋白质不会被自身蛋白酶水解。
(4)HLA-DM缺失,使恒定链与MHCII不能解离,无法形成抗原肽-MHCⅢ,导致APC无法将抗原信息传递给辅助性T细胞,从而无法激活体液免疫和细胞免疫,导致病毒逃逸。
【难度】0.4
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、生物膜系统的组成、功能及应用、体液免疫、细胞免疫
【分析】1、生物膜系统在细胞的生命活动中作用 极为重要。第一,细胞膜不仅使细胞具有 一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与 外部环境进行物质运输、能量转化和信息 传递的过程中起着决定性的作用。第二, 许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。 第 三, 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
2、人体的免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。免疫细胞包括吞噬细胞和淋巴细胞,淋巴细胞又分为B细胞和T细胞。B细胞和T细胞都来自骨髓的造血干细胞,B细胞在骨髓中成熟,T细胞迁移到胸腺中成熟。
3、人体的三道防线:非特异性免疫,包括第一道防线和第二道防线。第一道防线:皮肤,黏膜等;第二道防线:体液中的杀菌物质(溶菌酶)、吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)。特异性免疫,也即第三道防线:体液免疫和细胞免疫。
【详解】(1)由图分析,在内质网中加工、合成的蛋白质通过囊泡发送至高尔基体进行进一步加工、包装,然后通过囊泡发送至细胞膜上,该过程体现了细胞膜与内质网膜之间存在间接联系,外源性抗原加工和提呈在不同的区室内完成,这体现了生物膜系统都作用是具有把各种细胞器分隔开,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效有序地进行。
(2)氨基酸合成为MHCⅡ和恒定链的起始场所是核糖体,部分病毒感染时可同 时形成结构相似的内外源性抗原肽,据图分析在内质网中恒定链与MHCⅡ结合的意义是使恒定链MHCⅡ既能识别内源性抗原肽,有能识别外源性抗原肽,从而形成抗原肽-MHCⅢ,保证免疫的准确性。
(3)溶酶体中的蛋白酶需要在酸性条件下才能活化,将外源性蛋白抗原降解,而溶酶体膜中的蛋白质却不会被自身蛋白酶水解,可能原因是膜周围的PH不为酸性,导致膜周围的蛋白酶未活化,因而溶酶体膜中的蛋白质不会被自身蛋白酶水解。
(4)HLA-DM 分子可协助恒定链与MHCII解离 ,HLA-DM 缺失会导致病毒发生免疫逃逸,据图推测逃逸机制可能是HLA-DM缺失,使恒定链与MHCII不能解离,无法形成抗原肽-MHCⅢ,导致APC无法将抗原信息传递给辅助性T细胞,从而无法激活体液免疫和细胞免疫,导致病毒逃逸。
19.(23-24高二下·山东德州·期末)内质网是真核细胞中由膜围成的连续的管道系统,与细胞中多种物质的形成有关。
(1)粗面内质网的功能是 。当错误折叠蛋白在内质网腔内积聚时,会引发内质网应激(ERS)。正常状态下,内质网上的膜蛋白 IREl与Bip结合,IREl处于失活状态。当错误折叠蛋白引发ERS时,IREl就会被活化,据图1分析其原因是 。活化的IRE1一方面可促进HacⅠ蛋白的合成,该蛋白通过 (填“促进”或“抑制”)Bip 基因的表达,使错误折叠蛋白在 Bip的协助下运出内质网。另一方面,活化的 IRE1还可通过切割rRNA影响核糖体的装配,进而减少 以缓解 ERS。
(2)光面内质网是磷脂的合成场所,新合成的磷脂通过多种方式转移到其他结构中。研究发现,在内质网膜与线粒体外膜之间,通过多种蛋白质相互作用形成接触位点(MAMs),如图2所示。当破坏MAMs中的某蛋白时,磷脂会在 MAMs的内质网侧积累,这说明线粒体获得磷脂的途径为 。若在内质网与高尔基体之间没有类似MAMs的结构,推测内质网合成的磷脂转运到高尔基体的方式最可能是 。
(3)内质网是细胞的“钙库”,已知一定浓度的Ca²⁺可以提高有氧呼吸酶的活性。当ERS发生时,线粒体有助于内质网恢复稳态,据图2分析其机理是 。
【答案】(1) 粗面内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 减少错误折叠的蛋白质在内质网腔内积累 促进 错误折叠蛋白的合成
(2) MAMs中的某蛋白 以囊泡的形式将磷脂转运到高尔基体
(3)线粒体的有氧呼吸可以为错误折叠蛋白的运输提供能量,从而是内质网腔内的错误折叠蛋白减少,有利于内质网恢复稳态
【难度】0.4
【知识点】细胞器之间的协调配合、生物膜系统的组成、功能及应用、遗传信息的翻译
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程: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.生物膜系统概念:内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统.
【详解】(1)粗面内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,据图判断,IREl就会被活化后,可以通过HacⅠ蛋白促进Bip 基因的表达,使错误折叠蛋白在 Bip的协助下运出内质网,也可以切割rRNA影响核糖体的装配,核糖体是蛋白质合成的场所,当核糖体的装配受影响时,就会减少错误折叠的蛋白质额合成,最终减少错误折叠的蛋白质在内质网腔内的积累。
(2)据题意破坏MAMs中的某蛋白时,磷脂会在 MAMs的内质网侧积累,无法运输到线粒体,说明线粒体获得磷脂的关键就是MAMs中的某蛋白。它们形成接触位点之后就可以把磷脂转运到线粒体。若在内质网与高尔基体之间没有类似MAMs的结构,推测内质网合成的磷脂转运到高尔基体的方式最可能是以囊泡的形式将磷脂转运到高尔基体。,因为在物质运输过程中,内质网形成的囊泡膜可以转化成高尔基体膜。
(3)线粒体的有氧呼吸可以为错误折叠蛋白的运输提供能量,从而使内质网腔内的错误折叠蛋白减少,有利于内质网恢复稳态。
四、实验题
20.(23-24高二下·山东菏泽·期末)在许多植物中,花的开放对于成功授粉至关重要,部分植物的花能够反复开合,主要是相关细胞膨压(原生质体对细胞壁的压力)变化引起的。龙胆花在处于低温(16℃)下30min内发生闭合,而在转移至正常生长温度(22℃)、光照条件下30min内重新开放,这与花冠近轴表皮细胞膨压变化有关,其相关机理如下图所示。
(1)水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的运输方式有 。
(2)龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中花冠近轴表皮细胞膨压逐渐 ,该过程可以体现出细胞膜的功能是 。
(3)据图分析,蛋白激酶 GsCPK16使水通道蛋白磷酸化 (填“会”或“不会”)引起水通道蛋白构象的改变,龙胆花由低温转正常温度、光照条件下重新开放的机理是 。
(4)若要验证蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化,促进了光照下龙胆花的重新开放。补充完善下面的实验设计思路。(水通道蛋白磷酸化水平可测)实验设计思路:一组为若干野生型龙胆,另一组为等量的GsCPK16基因敲除的龙胆, 。
【答案】(1)自由扩散和协助扩散
(2) 增大 控制物质进出细胞
(3) 会 温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜;光照促进Ca2+运输至细胞内,激活蛋白激酶GsCPK16,使水通道蛋白磷酸化,运输水的能力增强,膨压增大
(4)在相同光照条件下培养一段时间后,测定两组植株细胞中水通道蛋白的磷酸化水平
【难度】0.65
【知识点】细胞膜的功能、自由扩散、协助扩散
【分析】物质跨膜运输的方式:
(1)自由扩散:物质从高浓度到低浓度,不需要载体,不耗能,例如气体、小分子脂质;
(2)协助扩散:物质高浓度到低浓度,需要膜转运蛋白的协助,不耗能,如葡萄糖进入红细胞;
(3)主动运输:物质从低浓度到高浓度,需要载体蛋白的协助,耗能,如离子、氨基酸、葡萄糖等。
【详解】(1)由图可知,水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的方式有两种,一种需要水通道蛋白,这种运输方式为协助扩散,另一种不需要水通道蛋白,这种运输方式为自由扩散。
(2)龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下,水分子通过自由扩散和协助扩散进入花冠近轴表皮细胞中,导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐增大,引起龙胆花重新开放。该过程可以体现出细胞膜的功能是控制物质进出细胞。
(3)磷酸化会造成蛋白质空间构象发生改变,故蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白构象的改变。龙胆花由低温转正常温度、光照条件下,一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜,另一方面光照促进Ca2+运输至细胞内,激活蛋白激酶GsCPK16,使水通道蛋白磷酸化,运输水的活性增强。
(4)该实验的自变量为有无蛋白激酶GsCPK16,因变量为水通道蛋白的磷酸化水平,实验步骤为:取若干野生型龙胆为1组,等量的GsCPK16基因敲除的龙胆为2组,在相同光照条件下测定两组植株细胞中水通道蛋白的磷酸化水平。
21.(23-24高二下·山东青岛·期末)非酒精性脂肪肝病 (NAFLD)是我国第一慢性肝病,其特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。研究发现肝细胞内存在脂质自噬的过程可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积。图1 表示脂质自噬的方式及过程。
图3
(1)非酒精性脂肪性肝炎是糖脂摄入过量,糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子所致。研究人员发现患者血液中谷丙转氨酶(肝细胞内蛋白质)含量明显上升,分析其原因是 。
(2)图 1中方式①和②自噬溶酶体的形成与膜的流动性有关,该特点在分子水平上主要表现为 。方式③中脂滴膜蛋白 PLIN2 经分子伴侣 Hsc70 识别后与溶酶体膜上的LAMP2A 受体结合进入溶酶体发生降解,据此推测 PLIN2 蛋白具有 (填“促进”或“抑制”)脂质自噬的作用。
(3)非酒精性脂肪性肝炎患者血液中甘油三酯和胆固醇偏高。为探究药剂 Exendin-4 在脂质代谢中的作用,科研人员设计以下实验:
a.将非酒精性脂肪性肝炎模型小鼠均分为甲、乙、丙三组。
b.甲组给予 作为对照;乙、丙两组均给予高脂饮食,乙组腹腔注射生理盐水,丙组腹腔 。
c.注射一周后检测三组小鼠血液中的甘油三酯和胆固醇含量,结果如图2。
图2
根据实验结果可判断,Exendin-4对非酒精性脂肪性肝炎小鼠血脂的作用效果是: 。
【答案】(1)糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子,导致肝细胞细胞膜受损,细胞膜的控制物质进出细胞功能丧失
(2) 构成膜的磷脂分子是可以侧向移动的,其中的蛋白质大多也是可以移动的 促进
(3) 正常饮食 等量的Exendin-4 有效降低糖尿病小鼠的甘油三酯,不能有效降低胆固醇
【难度】0.65
【知识点】生物膜的结构特点、血脂代谢及其调节、糖类、脂质和蛋白质的代谢过程及与生活的关系
【分析】生物膜的结构特性是具有一定的流动性,功能特性是选择透过性。
【详解】(1)丙转氨酶在细胞中,糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子,导致肝细胞细胞膜受损,细胞膜的控制物质进出细胞功能丧失,因此血液谷丙转氨酶含量升高。
(2)方式①和②过程中,出现了细胞融合、胞吞等现象,说明自噬溶酶体形成的结构基础是细胞膜具有一定流动性,该特点在分子水平上主要表现为构成膜的磷脂分子是可以侧向移动的,其中的蛋白质大多也是可以移动的。方式③中分子伴侣-底物复合物形成后,将与溶酶体膜上的受体结合,说明该种自噬方式具有一定的专一性(特异性)。PLN2蛋白与分子伴侣 Hsc70结合后,再与溶酶体膜上的LAMP2A受体结合进入溶酶体形成自噬溶酶体,方式③有助于自噬溶酶体的形成,说明PLIN2蛋白具有促进脂质自噬的作用。
(3)为探究药剂Exendin-4在脂质代谢中的作用,实验自变量是有无Exendin-4,因变量可以测定血液中甘油三酯和胆固醇。b、将小鼠分为三组,甲组正常饮食作为空白对照,乙、丙两组均给予高脂饮食。乙组腹腔注射生理盐水,丙组腹腔注射等量的Exendin-4。c、相比乙组,丙组甘油三酯和胆固醇含量降低,甘油三酯含量下降更多,所以Exendin-4对非酒精性脂肪性肝炎小鼠血脂的作用效果是有效降低糖尿病小鼠的甘油三酯,不能有效降低胆固醇。
22.(23-24高二下·山东青岛·期末)柽柳等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,如图是其根细胞参与抵抗盐胁迫的部分结构示意图,其根细胞生物膜两侧H+形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了重要作用。
(1)细胞膜和液泡膜等生物膜结构的基本支架是 ,耐盐植物具有耐盐性状的根本原因是 。
(2)据图分析,盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是 ,该过程所消耗的能量来源是 。液泡中H+浓度与细胞质基质中H+浓度差主要由液泡膜上H+-ATP泵来维持,该结构的作用是 。
(3)进一步研究发现,在盐胁迫下大量的Na+持续进入植物根部细胞,会抑制K+进入细胞,导致细胞中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。图中H+的分布差异使Na+在NHX的作用下进入液泡,其意义是 。(答出2点)
(4)某研究小组提出:脯氨酸可通过调节柽柳细胞内Na+和K+浓度来增强其应对盐胁迫的能力。据此完善相关实验进行验证。
材料选择:对照组(略);实验组应选取的植株 (填序号)。
①野生型柽柳植株②脯氨酸转运蛋白基因敲除的突变体柽柳植株培养环境:用一定浓度的NaCl溶液模拟盐胁迫环境。检测指标: 。
实验结果及结论:对照组与实验组的检测结果存在明显差异。
【答案】(1) 磷脂双分子层 具有耐盐的相关基因
(2) 主动运输 H+浓度差 催化ATP水解提供能量和作为转运蛋白协助运输H+
(3)降低细胞质基质中Na+的浓度,降低其对细胞的伤害,同时还能提高细胞液的渗透压,增加细胞对水的吸收
(4) ② 两组细胞中细胞内Na+和K+浓度
【难度】0.65
【知识点】细胞中的无机盐、主动运输、生物膜的流动镶嵌模型
【分析】分析题图,SOS1将H+运进细胞质基质的同时,将Na+排出细胞。NHX将H+运入细胞质基质的同时,将Na+运输到液泡内。
【详解】(1)生物膜的基本支架是磷脂双分子层。耐盐植物具有耐盐性状的根本原因是具有耐盐的相关基因。
(2)分析题图,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞需要转运蛋白协助,需要H+的浓度差提供能量,属于主动运输。液泡中H+浓度与细胞质基质中H+浓度差主要由液泡膜上H+-ATP泵来维持,该结构的作用是催化ATP水解提供能量和作为转运蛋白协助运输H+。
(3)将Na+转运到液泡内的意义是降低细胞质基质中Na+的浓度,降低其对细胞的伤害,同时还能提高细胞液的渗透压,增加细胞对水的吸收。
(4)要验证脯氨酸可通过调节柽柳细胞内Na+和K+浓度来增强其应对盐胁迫的能力,自变量应该为植株是否含有脯氨酸,因变量为细胞中细胞内Na+和K+浓度,外界环境为盐胁迫环境。所以实验组选择②脯氨酸转运蛋白基因敲除的突变体柽柳植株,对照组选择①野生型柽柳植株,在相同盐胁迫条件下培养,检测两组细胞中细胞内Na+和K+浓度。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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