内容正文:
第05讲 细胞膜和细胞核
目录
01 课标达标练
【题型一】细胞膜成分、结构的探索
【题型二】细胞膜的结构与功能
【题型三】细胞核的结构和功能
02 能力突破练 (新考法+新情境+新角度+新思维)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
题型一 细胞膜成分、结构的探索
1.胆固醇与磷脂参与构成细胞膜和脂质体,脂质体可作为药物的运载体,如下图。下列叙述错误的是( )
A.脂溶性药物存在于甲处 B.脂质体可通过膜融合方式将药物运入细胞
C.组成胆固醇和磷脂的化学元素均有C、H、O D.脂质体表面连接的抗体可提高其靶向性
2.细胞膜磷脂分子的运动主要包括侧向移动和内外翻动两种形式。胆固醇分子与磷脂分子的结合程度、 磷脂分子中脂肪酸链的不饱和度都是影响磷脂分子侧向移动的因素; 而位于磷脂双分子层间的磷脂转 运酶可通过水解 ATP, 将具有特定头部基团的磷脂分子从胞外侧转移到胞质侧, 完成内外翻动, 实现 膜弯曲或分子重排 。下列叙述正确的是( )
A.温度变化通过直接影响磷脂分子的内外翻动影响膜的流动性
B.细胞膜的不对称性仅与膜两侧蛋白质的不均匀分布有关
C.磷脂转运酶发挥作用可使磷脂分子头部在膜内, 尾部在膜外
D.抑制磷脂转运酶基因的表达, 可能会降低浆细胞分泌抗体的功能
3.不同生物细胞的细胞膜都可以用“流动镶嵌模型”进行描述,当细胞所处温度降低到一定程度,细胞膜会发生相变,从流动的液晶状态变为固化的凝胶状态。科学家发现细胞膜中的脂肪酸链不饱和程度越高,细胞膜的相变温度越低。下列叙述正确的是( )
A.细胞膜中的脂肪酸链主要位于脂肪分子中
B.维持流动的液晶状态是实现细胞膜功能的必要前提
C.细胞膜中的不饱和脂肪酸含量越高,耐寒性越弱
D.由题干信息可知,细胞膜的功能主要通过脂肪酸链来实现
4.戈特和格伦德尔用丙酮提取人类红细胞膜的脂质成分,并利用朗缪尔和布洛杰特发明的实验装置,将其铺展在水面形成单分子层,经过测量发现,单分子层的面积是红细胞总表面积的2倍。欲在实验室重做该实验并得到预期结果,下列相关叙述错误的是( )
A.可用酵母菌替代人类成熟红细胞作为实验材料
B.可用其他适合的有机溶剂替代丙酮作为提取液
C.单分子层中脂质分子排列的紧密程度是实验的误差来源之一
D.准确测量单分子层面积和红细胞总表面积是实验成功的关键
5.下列关于细胞膜成分和功能的叙述,正确的是( )
A.罗伯特森提出的细胞膜的“暗—亮—暗”的三层结构模型是一种动态模型
B.常用台盼蓝染色法鉴别细胞是否死亡,死细胞不会被染色
C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响物质运输
D.所有细胞膜的组成成分中都含有胆固醇
6.荧光漂白恢复(FPR)技术是使用荧光分子,如荧光素、绿色荧光蛋白等与相应分子偶联,检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率的技术,利用高能激光束照射细胞的某一特定区域,使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭,这一区域称为光漂白区。一段时间后,光漂白区荧光强度的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.FPR技术可对分泌蛋白的分泌过程进行示踪
B.荧光恢复的速度可反映荧光标记分子的运动速率
C.图中曲线上升是周围非漂白区的荧光分子迁移所致
D.在适当范围内提高温度可以缩短光漂白区荧光恢复的时间
7.细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧。下列关于细胞的说法,合理的是( )
A.信号分子必须与细胞膜表面受体结合,才能完成细胞间信息交流
B.乳酸菌中的细胞骨架锚定并支撑细胞器,与其细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关
C.叶绿体内堆叠着大量类囊体,有利于二氧化碳在膜上的吸收利用
D.链霉菌和支原体都是原核生物,两者所含有的细胞器中都不含磷脂成分
题型二 细胞膜的结构与功能
8.基于对细胞膜的结构与功能的理解,下列叙述正确的是( )
A.细胞膜作为细胞的边界,一切有害物质都不能通过
B.细胞间的信息交流都与细胞膜上的蛋白质直接相关
C.细胞膜外表面的糖被与细胞间的信息传递相关
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的动态结构模型
9.中国科学院成都生物研究所李家堂课题组在我国四川省汶川县与理县发现一新物种——汶川滑蜥。下列相关叙述正确的是( )
A.所有对汶川滑蜥有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞内
B.汶川滑蜥的细胞膜由两层磷脂分子为基本支架,该骨架内部表现为疏水性
C.构成汶川滑蜥细胞膜的蛋白质能运动,而膜中的磷脂分子不运动
D.汶川滑蜥体内不同细胞控制不同物质的进出主要与其细胞膜上磷脂分子有关
10.下图为细胞膜的亚显微结构模式图,下列说法正确的是( )
A.人—鼠细胞融合实验中,利用荧光标记人细胞表面的③,证明了细胞膜具有流动性
B.细胞膜表面存在糖蛋白和糖脂,称为糖被
C.细胞膜的功能特性与④有关,膜的功能越复杂,④的种类和含量越多
D.病毒能够入侵入细胞说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出的能力
【题型三】细胞核的结构和功能
11.细胞核的结构如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞核结构模型属于数学模型
B.结构②与RNA的合成以及核糖体的形成无关
C.结构③处不含磷脂,蛋白质等可以自由通过
D.C、H、O、N、P是④中DNA的组成元素
12.细胞的遗传信息通过核孔传递到细胞外。核孔并不是一个简单的孔洞,而是一个复杂的结构,称为核孔复合体,主要由蛋白质构成。下列相关叙述正确的是( )
A.代谢旺盛的真核细胞中核孔复合体较少
B.核孔复合体能够对物质的运输具有一定的选择性
C.人体成熟的红细胞有少量核孔参与核质间的信息传递
D.DNA和RNA等大分子物质都能通过核孔复合体进出细胞核
13.伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻,由“帽”、柄和假根三部分构成,细胞核在基部。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(见下图)。下列相关叙述错误的是( )
A.图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止
B.图2中的③与图1中的①的帽形相同
C.图1中①②的帽形因嫁接而改变
D.上述实验说明生物体形态结构的形成主要与细胞核有关
14.下列关于细胞核的实验的说法正确的是( )
A.将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈去核的卵细胞中,该卵细胞发育成白色美西螈
B.将受精卵用头发横缢为有核和无核的两半,两半都能分裂
C.将变形虫切成两半,一半有核,一半无核,无核的一半对外界刺激不再发生反应
D.将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接,将长成菊花形帽伞藻
15.生物科学的发展离不开技术的支持和科学方法的运用,下列相关叙述正确的是( )
A.利用密度梯度离心方法分离酵母菌细胞中的细胞器
B.制作真核细胞的三维结构模型利用了建构数学模型的方法
C.还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下由无色逐渐变化为砖红色沉淀
D.细胞膜结构模型的探索过程,反映了提出假说这一科学方法的作用
1.生物膜上的脂类有三种类型:磷脂、糖脂和胆固醇。磷脂分子的排列通常呈连续的双层,具有伸缩性,其性质影响生物膜的功能。下列叙述错误的是( )
A.流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层是膜的基本支架
B.细胞膜上的磷脂和胆固醇可用苏丹Ⅲ染液进行鉴定
C.胆固醇是构成动物细胞生物膜的重要成分
D.糖脂与细胞间的信息传递等功能有密切关系
2.单纯的磷脂分子在水中可以形成双层磷脂分子构成的球形脂质体(如图),它载入药物后可以将药物送入靶细胞内部。下列关于脂质体的叙述,正确的是( )
A.在a处嵌入脂溶性药物,利用它的选择透过性将药物送入细胞
B.在b处嵌入脂溶性药物,利用它的选择透过性将药物送入细胞
C.在a处嵌入水溶性药物,利用它可能会与细胞膜融合的特点将药物送入细胞
3.通过冷冻技术,细胞膜通常从某个部位断裂分开,结构如图所示。据图分析不能得出( )
A.图中b侧为细胞质基质 B.磷脂双分子层疏水端断裂
C.细胞膜具有一定的流动性 D.膜蛋白的分布存在不对称
4.核孔是核质间进行物质交换和信息交流的通道,亲核蛋白须通过核孔进入细胞核发挥功能。非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.核孔具有选择透过性,代谢旺盛的细胞的核孔数量多
B.核膜为双层膜结构,其主要组成成分为蛋白质和脂质
C.放射性的亲核蛋白及RNA不能通过核孔进入细胞核
D.亲核蛋白是否能进入细胞核由尾部决定,仅有头部不能进入
5.对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程,下列说法正确的是( )
A.19世纪末,欧文顿通过对红细胞细胞膜化学成分的分析,得出细胞膜的成分是脂质和蛋白质
B.1925年,戈特和格伦德尔用丙酮提取鸡红细胞的脂质,在空气一水界面上铺成单层,测得单层分子的面积是其红细胞表面积的两倍
C.丹尼利和戴维森发现,细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力,由此推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质
D.罗伯特森用光学显微镜观察到了细胞膜暗一亮一暗的三层结构,提出所有的细胞膜都是由脂质一蛋白质一脂质三层结构构成
6.关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B.核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C.线粒体内膜的膜面积和酶含量均高于外膜
D.中心体只分布于动物细胞中,与细胞的有丝分裂有关
7.核孔复合体由多种蛋白质组合而成。较大的蛋白质需要与核转运体(伴侣蛋白)结合在一起,才能通过核孔复合体。某研究团队发现,HIV可以在没有伴侣蛋白的情况下通过核孔进入细胞核,且HIV进入细胞核后不破坏细胞核。下列相关叙述正确的是( )
A.大肠杆菌的mRNA可由核孔进入细胞质
B.蛋白质与核转运体的结合体现了细胞间的信息交流功能
C.HIV会通过劫持宿主的伴侣蛋白来进入细胞核
D.此发现为如何将药物分子送入细胞核提供了新思路
8.(不定项)脂筏模型被认为是对细胞膜流动镶嵌模型的重要补充:脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,其中的胆固醇就像胶水一样,对鞘磷脂亲和力很高,并特异吸收或排出某些蛋白质(如某些跨膜蛋白质、酶等),形成一些特异蛋白聚集的区域。推测下列叙述错误的是( )
A.图中脂筏跨膜蛋白可能代表运输物质的蛋白质,其跨膜区段的氨基酸具有较强的亲水性
B.“脂筏模型”比“流动镶嵌模型”更能代表生物膜的特性
C.脂筏模型表明脂质和蛋白质在膜上的分布是不均匀的
D.脂筏区域在动植物细胞中都有广泛分布
9.(不定项)核孔复合物(NPC)结构是细胞核的重要结构,近日施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,取得了突破性进展,通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞核能选择性地进出物质,与核膜上附着的NPC密切相关
B.附着NPC的核膜为双层膜结构,且核膜的外膜与内质网膜紧密联系
C.哺乳动物成熟红细胞中NPC数量较其他体细胞略少,因此代谢稍弱
D.非洲爪蟾NPC是核质交换通道,其数目、分布与细胞代谢活性有关
10.胆固醇是人体内一种重要的脂质,既可在细胞内以乙酰CoA为原料合成,也可以LDL(一种脂蛋白)的形式进入细胞后水解形成.如图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程.
请分析并回答:
(1)胆固醇是构成 的重要成分,其在细胞中合成的场所是 。
(2)血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合,以 方式进入细胞。
(3)由图可知,当细胞内胆固醇含量过高时,会抑制LDL受体蛋白基因表达以及 ,从而使游离胆固醇含量维持在正常水平。
(4)下图是胆固醇对人工膜微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线:
据图分析胆固醇对人工膜流动性的影响是:在温度较高时,胆固醇可以 。
11.哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影。结果如下表: (“+”表示有,“-”表示无)
(1)构成红细胞膜的基本支架是 。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的 功能有关。A和G蛋白均与跨膜运输有关,G主要功能是利用红细胞 呼吸产生的 ATP供能,通过 方式排出Na+吸收K+,从而维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度。
(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于 中,使细胞膜破裂释放出内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是 。
实验处理
蛋白质种类
处理后红细胞影的形状
A
B
C
D
E
F
试剂甲处理后
+
+
+
+
-
-
变得不规则
试剂乙处理后
-
-
+
+
+
+
还能保持
(3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的 (填细胞器), 其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上,细胞膜 性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了As斑块的生长。
(4)细胞学研究常用“染色排除法”鉴别细胞的生命力。例如,用台盼蓝染液处理动物细胞时,活细胞不着色,死细胞则被染成蓝色。“染色排除法”依据的原理是 。
12.图1为细胞膜的流动镶嵌模型,图2为细胞核结构模式图。回答下列问题:
(1)图1的模型属于 (填“物理模型”“概念模型”或“数学模型”)。实验室一般选用哺乳动物成熟的红细胞放置在蒸馏水中来获取细胞膜,选用哺乳动物成熟的红细胞的原因是 。
(2)图1中①的组成元素是 ,③的名称是 。
(3)研究细胞生物膜有重要的应用价值,科学家将磷脂制成包裹药物的小球,通过小球膜与细胞膜的融合,将药物送入细胞,该过程体现了细胞膜具有 的结构特点。
(4)细胞核是遗传信息库,是细胞 的控制中心,这些功能主要与图2中 (填数字)有关,图2中结构②的作用是 。
1.(2025·广东·高考真题)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
2.(2025·江苏·高考真题)关于蛋白质、磷脂和淀粉,下列叙述正确的是( )
A.三者组成元素都有C、H、O、N
B.蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分
C.蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质
D.磷脂和淀粉都是生物大分子
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( )
A.错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B.合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C.UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D.阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
4.(2024·广西·高考真题)科研工作者以烟草悬浮细胞为材料,研究不同质量浓度的聚乙二醇(PEG)对细胞膜通透性的影响,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.高浓度PEG使细胞活力显著下降
B.随着PEG浓度增加,eATP和iATP总量持续增加
C.iATP相对水平越高,说明细胞膜的通透性越小
D.在PEG胁迫下,eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关
5.(2024·湖南·高考真题)细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是( )
A.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸
B.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性
C.糖脂可以参与细胞表面识别
D.磷脂是构成细胞膜的重要成分
6.(2023·江苏·高考真题)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C.③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质
D.植物细胞必须具备①、②和③才能存活
7.(2022·河北·高考真题)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
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第05讲 细胞膜和细胞核
目录
01 课标达标练
【题型一】细胞膜成分、结构的探索
【题型二】细胞膜的结构与功能
【题型三】细胞核的结构和功能
02 能力突破练 (新考法+新情境+新角度+新思维)
03 高考溯源练 (含2025高考真题)
题型一 细胞膜成分、结构的探索
1.胆固醇与磷脂参与构成细胞膜和脂质体,脂质体可作为药物的运载体,如下图。下列叙述错误的是( )
A.脂溶性药物存在于甲处 B.脂质体可通过膜融合方式将药物运入细胞
C.组成胆固醇和磷脂的化学元素均有C、H、O D.脂质体表面连接的抗体可提高其靶向性
【答案】A
【分析】构成细胞膜的磷脂双分子层,其中磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子,磷酸“头"部是亲水的,脂肪酸“尾”部是疏水的。
【详解】A、磷脂分子尾部疏水,因此脂溶性药物被包裹在两层磷脂分子之间,A错误;
B、脂质体可通过膜融合方式将药物运入细胞,B正确;
C、胆固醇和磷脂属于脂质,组成二者的化学元素均有C、H、O,C正确;
D、抗体可特异性识别抗原,故脂质体表面连接的抗体可提高其靶向性,D正确。
故选A。
2.细胞膜磷脂分子的运动主要包括侧向移动和内外翻动两种形式。胆固醇分子与磷脂分子的结合程度、 磷脂分子中脂肪酸链的不饱和度都是影响磷脂分子侧向移动的因素; 而位于磷脂双分子层间的磷脂转 运酶可通过水解 ATP, 将具有特定头部基团的磷脂分子从胞外侧转移到胞质侧, 完成内外翻动, 实现 膜弯曲或分子重排 。下列叙述正确的是( )
A.温度变化通过直接影响磷脂分子的内外翻动影响膜的流动性
B.细胞膜的不对称性仅与膜两侧蛋白质的不均匀分布有关
C.磷脂转运酶发挥作用可使磷脂分子头部在膜内, 尾部在膜外
D.抑制磷脂转运酶基因的表达, 可能会降低浆细胞分泌抗体的功能
【答案】D
【分析】细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类。组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,磷脂构成了细胞膜的基本骨架。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
【详解】A、温度变化主要影响磷脂分子的侧向移动,A错误;
B、由题意可知,细胞膜的不对称性不仅与蛋白质的不均匀分布有关,还与磷脂分子的分布有关,B错误;
C、磷脂转运酶的作用是将磷脂分子从胞外侧转移到胞质侧,而不是使磷脂分子头部在膜内,尾部在膜外,C错误;
D、磷脂转运酶在膜弯曲和分子重排中起重要作用,抑制其基因表达可能会影响膜的功能,从而降低浆细胞分泌抗体的功能。D正确。
故选D。
3.不同生物细胞的细胞膜都可以用“流动镶嵌模型”进行描述,当细胞所处温度降低到一定程度,细胞膜会发生相变,从流动的液晶状态变为固化的凝胶状态。科学家发现细胞膜中的脂肪酸链不饱和程度越高,细胞膜的相变温度越低。下列叙述正确的是( )
A.细胞膜中的脂肪酸链主要位于脂肪分子中
B.维持流动的液晶状态是实现细胞膜功能的必要前提
C.细胞膜中的不饱和脂肪酸含量越高,耐寒性越弱
D.由题干信息可知,细胞膜的功能主要通过脂肪酸链来实现
【答案】B
【分析】细胞膜的特点:磷脂双分子层构成基本骨架,具有流动性,蛋白质分子镶嵌其中。
【详解】A、脂肪酸链主要位于磷脂分子的尾部,故细胞膜中的脂肪酸链主要位于磷脂分子中,细胞膜中不含脂肪,A错误;
B、细胞膜的磷脂双分子层具有液晶态的特性,它既具有晶体分子排列的有序性,又有液体的流动性,在此基础上完成膜的各项功能,因此维持流动的液晶状态是实现细胞膜功能的必要前提,B正确;
C、细胞膜中脂肪酸链的不饱和程度越高,其相变温度越低,植物耐寒性越强,C错误;
D、不同细胞膜中脂肪酸链的饱和程度有差异,这主要与细胞膜的流动性等有关,而细胞膜的功能主要通过蛋白质来实现,并非脂肪酸链,D错误。
故选B。
4.戈特和格伦德尔用丙酮提取人类红细胞膜的脂质成分,并利用朗缪尔和布洛杰特发明的实验装置,将其铺展在水面形成单分子层,经过测量发现,单分子层的面积是红细胞总表面积的2倍。欲在实验室重做该实验并得到预期结果,下列相关叙述错误的是( )
A.可用酵母菌替代人类成熟红细胞作为实验材料
B.可用其他适合的有机溶剂替代丙酮作为提取液
C.单分子层中脂质分子排列的紧密程度是实验的误差来源之一
D.准确测量单分子层面积和红细胞总表面积是实验成功的关键
【答案】A
【分析】生物膜由磷脂双分子层构成基本支架,原核细胞的生物膜只有细胞膜,真核细胞的生物膜包括细胞膜、核膜和细胞器膜。将一个细胞中的所有磷脂提取出来,铺成单分子层的面积是细胞膜表面积的2倍,说明该细胞中除了细胞膜外,没有其它的膜结构。
【详解】A、人类成熟红细胞没有细胞器膜和核膜,而酵母菌含有细胞膜、细胞器膜和核膜等多种生物膜,不能用酵母菌替代人类成熟红细胞作为实验材料,A错误;
B、脂质溶于有机溶剂,故可以用其他合适的有机溶剂代替丙酮酸作为提取液,B正确;
C、单分子层中脂质分子排列的紧密程度会影响单分子层的面积,因此单分子层中脂质分子排列的紧密程度是实验的误差来源之一,C正确;
D、科学家通过测量发现单分子层的面积是红细胞膜总表面积的2倍,若测量不准确,会影响实验结果,因此准确测量单分子层面积和红细胞总表面积是实验成功的关键,D正确。
故选A。
5.下列关于细胞膜成分和功能的叙述,正确的是( )
A.罗伯特森提出的细胞膜的“暗—亮—暗”的三层结构模型是一种动态模型
B.常用台盼蓝染色法鉴别细胞是否死亡,死细胞不会被染色
C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响物质运输
D.所有细胞膜的组成成分中都含有胆固醇
【答案】C
【分析】细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂,还含有少量糖类,细胞膜具有一定的流动性和选择透过性。细胞膜上的物质运输可能与膜上的转运蛋白有关,故若改变细胞膜上转运蛋白的结构,可能会影响细胞的物质运输。
【详解】A、罗伯特森提出的细胞膜的“暗—亮—暗”的三层结构模型是一种静态模型,A错误;
B、台盼蓝染色剂是活细胞不需要的物质,一般情况下,不能通过活细胞的细胞膜进入细胞,因此活细胞不会被染色,而死细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能,台盼蓝染色剂能够进入死细胞,使其被染成蓝色,B错误;
C、细胞膜上的物质运输可能与膜上的转运蛋白有关,故若改变细胞膜上转运蛋白的结构,可能会影响细胞的物质运输,C正确;
D、动物细胞膜的组成成分中都含有胆固醇,D错误。
故选C。
6.荧光漂白恢复(FPR)技术是使用荧光分子,如荧光素、绿色荧光蛋白等与相应分子偶联,检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率的技术,利用高能激光束照射细胞的某一特定区域,使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭,这一区域称为光漂白区。一段时间后,光漂白区荧光强度的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.FPR技术可对分泌蛋白的分泌过程进行示踪
B.荧光恢复的速度可反映荧光标记分子的运动速率
C.图中曲线上升是周围非漂白区的荧光分子迁移所致
D.在适当范围内提高温度可以缩短光漂白区荧光恢复的时间
【答案】A
【分析】分析题意可知,高能量的激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭,一段时间后检测发现该区域荧光强度逐渐恢复,由此判断细胞膜上的荧光发生了移动,说明细胞膜具有流动性。
【详解】A、荧光漂白恢复技术(FPR)是使用亲脂性或亲水性的荧光分子,如荧光素,绿色荧光蛋白等与蛋白或脂质耦联,用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率,A错误;
B、荧光的恢复速度可以反映荧光标记分子的运动速率,B正确;
C、图中曲线的上升是由于膜上的脂质在运动,非漂白区的荧光分子迁移,才使原本淬灭的区域恢复荧光,C正确;
D、适当范围内升高温度,加快细胞膜上分子的移动速率,进而缩短荧光恢复时间,D正确。
故选A。
7.细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧。下列关于细胞的说法,合理的是( )
A.信号分子必须与细胞膜表面受体结合,才能完成细胞间信息交流
B.乳酸菌中的细胞骨架锚定并支撑细胞器,与其细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关
C.叶绿体内堆叠着大量类囊体,有利于二氧化碳在膜上的吸收利用
D.链霉菌和支原体都是原核生物,两者所含有的细胞器中都不含磷脂成分
【答案】D
【分析】细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构。细胞骨架由蛋白质纤维组成,细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、信号分子的受体也可以在细胞内,A错误;
B、乳酸菌是单细胞生物,细胞分化是多细胞生物才有的概念,B错误;
C、叶绿体内堆叠着大量类囊体,扩大膜面积,为酶提供更多的附着为位点,有利于光反应的进行,CO2的吸收利用在叶绿体基质,C错误;
D、链霉菌和支原体都是原核生物,两者所含有的细胞器都是核糖体,没有膜结构,都不含磷脂成分,D正确。
故选D。
题型二 细胞膜的结构与功能
8.基于对细胞膜的结构与功能的理解,下列叙述正确的是( )
A.细胞膜作为细胞的边界,一切有害物质都不能通过
B.细胞间的信息交流都与细胞膜上的蛋白质直接相关
C.细胞膜外表面的糖被与细胞间的信息传递相关
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的动态结构模型
【答案】C
【分析】1、细胞膜的主要组成成分是蛋白质和脂质,脂质中主要是磷脂,磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,蛋白质分子或覆盖、或镶嵌、或横跨整个磷脂双分子层;蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞膜的功能复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关。
2、细胞膜的功能特点是具有选择透过性,物质跨膜运输包括自由扩散、协助扩散和主动运输,协助扩散和主动运输都需要载体蛋白的协助。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
【详解】A、细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的,并非一切有害物质都不能透过细胞膜,A错误;
B、细胞间的信息交流并非都与细胞膜上的蛋白质直接相关,如性激素通过自由扩散进入细胞,其受体位于细胞内,而非细胞膜上,此过程与细胞膜上的蛋白质并未直接相关,B错误;
C、细胞膜外表面的糖被与细胞间的信息传递相关,C正确;
D、细胞的生长现象支持细胞膜的动态结构模型,D错误。
故选C。
9.中国科学院成都生物研究所李家堂课题组在我国四川省汶川县与理县发现一新物种——汶川滑蜥。下列相关叙述正确的是( )
A.所有对汶川滑蜥有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞内
B.汶川滑蜥的细胞膜由两层磷脂分子为基本支架,该骨架内部表现为疏水性
C.构成汶川滑蜥细胞膜的蛋白质能运动,而膜中的磷脂分子不运动
D.汶川滑蜥体内不同细胞控制不同物质的进出主要与其细胞膜上磷脂分子有关
【答案】B
【分析】生物膜包括由细胞膜、细胞器膜和核膜,生物膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,生物膜的基本骨架是由磷脂双分子层构成的,细胞膜的外侧还有多糖与蛋白质结合形成的糖蛋白。
【详解】A、细胞膜对进出细胞的物质具有选择性,但是这种选择透过性是相对的,某些情况下对细胞有害的物质能进入细胞,A错误;
B、细胞膜由两层磷脂分子作为基本支架,其内部表现为疏水性,B正确;
C、构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而膜中的蛋白质大多也是能运动的,所以细胞膜具有一定的流动性,C错误;
D、汶川滑蜥不同细胞控制不同物质的进出主要与其细胞膜上蛋白质的种类和数量有关,D错误。
故选B。
10.下图为细胞膜的亚显微结构模式图,下列说法正确的是( )
A.人—鼠细胞融合实验中,利用荧光标记人细胞表面的③,证明了细胞膜具有流动性
B.细胞膜表面存在糖蛋白和糖脂,称为糖被
C.细胞膜的功能特性与④有关,膜的功能越复杂,④的种类和含量越多
D.病毒能够入侵入细胞说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出的能力
【答案】C
【分析】细胞膜结构特点具有一定的流动性,功能特点是选择透过性。
【详解】A、 在人—鼠细胞融合实验中,利用荧光标记人细胞表面的蛋白质(图中的②),随着时间的推移,两种荧光标记的蛋白均匀分布,证明了细胞膜具有流动性,A错误;
B、 细胞膜表面存在糖蛋白和糖脂,其上的糖类分子称为糖被,糖被有识别、保护等多种功能,B错误;
C、 细胞膜的功能特性是选择透过性,与膜上的蛋白质(图中的④)有关,膜的功能越复杂,④蛋白质的种类和含量越多,C正确;
D、 病毒能够入侵入细胞并不能说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出的能力,因为细胞膜的控制作用是相对的,D错误。
故选C。
【题型三】细胞核的结构和功能
11.细胞核的结构如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞核结构模型属于数学模型
B.结构②与RNA的合成以及核糖体的形成无关
C.结构③处不含磷脂,蛋白质等可以自由通过
D.C、H、O、N、P是④中DNA的组成元素
【答案】D
【分析】细胞核的结构和功能:
核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开;
核仁:与某种RNA(rRNA)合成及核糖体形成有关;
核孔:实现核质之间频繁物质交换和信息交流,具有选择性,并非所有物质自由通过;
染色质:主要由DNA和蛋白质组成,DNA组成元素为C、H、O、N、P 。
【详解】A、该细胞核结构模型属于物理模型,物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型,此细胞核结构示意图就是以图画形式呈现细胞核结构,而数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,A错误;
B、结构②是核仁,核仁与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,B错误;
C、结构③是核孔,核孔具有选择性,并不是所有蛋白质等都可以自由通过,它可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,C错误;
D、④是染色质,主要由DNA和蛋白质组成,DNA的组成元素是C、H、O、N、P,D正确。
故选D。
12.细胞的遗传信息通过核孔传递到细胞外。核孔并不是一个简单的孔洞,而是一个复杂的结构,称为核孔复合体,主要由蛋白质构成。下列相关叙述正确的是( )
A.代谢旺盛的真核细胞中核孔复合体较少
B.核孔复合体能够对物质的运输具有一定的选择性
C.人体成熟的红细胞有少量核孔参与核质间的信息传递
D.DNA和RNA等大分子物质都能通过核孔复合体进出细胞核
【答案】B
【分析】核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,核孔的数目、分布和密度与细胞代谢活性有关,核质与细胞质之间物质交换旺盛的细胞核膜孔数目多,通过核孔的运输具有选择性,核孔在调节核与细胞质的物质交换中有一定的作用。
【详解】A、核孔复合体对核质之间物质的交流起重要作用,代谢旺盛的真核细胞中核孔复合体数量较多,A错误;
B、核孔复合体是具有选择性的输送机制的结构,因此核孔也具有选择性,B正确;
C、人体成熟的红细胞中没有细胞核,C错误;
D、核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道,如RNA和蛋白质,核酸中的DNA不能出细胞核,D错误。
故选B。
13.伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻,由“帽”、柄和假根三部分构成,细胞核在基部。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(见下图)。下列相关叙述错误的是( )
A.图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止
B.图2中的③与图1中的①的帽形相同
C.图1中①②的帽形因嫁接而改变
D.上述实验说明生物体形态结构的形成主要与细胞核有关
【答案】C
【分析】实验结果分析:菊花形的伞柄嫁接到帽型的假根上,长出帽型的伞帽,帽形的伞柄嫁接到菊花型的假根上,长出菊花形型的伞帽,因此伞藻的形态是由假根决定的。
【详解】A、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,故移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止,A正确;
B、图2中的③与图1中的①的细胞核相同,故两者都是菊花形帽,B正确;
C、图1中①②嫁接的是柄,属于细胞的细胞质部分,故不会引起帽形的改变,C错误;
D、嫁接实验及核移植实验可说明生物体形态结构的形成主要与细胞核有关,D正确。
故选C。
14.下列关于细胞核的实验的说法正确的是( )
A.将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈去核的卵细胞中,该卵细胞发育成白色美西螈
B.将受精卵用头发横缢为有核和无核的两半,两半都能分裂
C.将变形虫切成两半,一半有核,一半无核,无核的一半对外界刺激不再发生反应
D.将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接,将长成菊花形帽伞藻
【答案】C
【分析】伞藻是一类大型的单细胞海生绿藻,细胞核位于基部的假根内,成熟后,伞藻的顶部长出一个伞帽,伞帽的形状因伞藻的种类不同而异。
【详解】A、将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中,结果发育成的美西螈是黑色的,A错误;
B、无核的一半不能分裂,B错误;
C、将变形虫切成两半,一半有核,一半无核,无核的一半对外界刺激不再发生反应,说明细胞核与细胞的正常生命活动密切相关,C正确;
D、伞藻是一类大型的单细胞海生绿藻,细胞核位于基部的假根内,将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接,将长成伞形帽伞藻,D错误。
故选C。
15.生物科学的发展离不开技术的支持和科学方法的运用,下列相关叙述正确的是( )
A.利用密度梯度离心方法分离酵母菌细胞中的细胞器
B.制作真核细胞的三维结构模型利用了建构数学模型的方法
C.还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下由无色逐渐变化为砖红色沉淀
D.细胞膜结构模型的探索过程,反映了提出假说这一科学方法的作用
【答案】D
【分析】1、模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的。形式包括物理模型、概念模型、数学模型等。
2、在分离细胞中的细胞器时,将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速率离心上清液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。
【详解】A、酵母菌是真核细胞,细胞中有各种复杂的细胞器,分离细胞器的方法为差速离心法,A错误;
B、制作真核细胞的三维结构模型利用了建构物理模型的方法,B错误;
C、还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下由蓝色逐渐变化为砖红色沉淀,C错误;
D、对细胞膜成分和结构的探索过程,科学家们都是先提出假说,再通过观察和实验进一步验证和完善假说,反映了提出假说这一科学方法的作用,D正确。
故选D。
1.生物膜上的脂类有三种类型:磷脂、糖脂和胆固醇。磷脂分子的排列通常呈连续的双层,具有伸缩性,其性质影响生物膜的功能。下列叙述错误的是( )
A.流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层是膜的基本支架
B.细胞膜上的磷脂和胆固醇可用苏丹Ⅲ染液进行鉴定
C.胆固醇是构成动物细胞生物膜的重要成分
D.糖脂与细胞间的信息传递等功能有密切关系
【答案】B
【分析】脂质的种类与作用:脂肪:储能、维持体温;磷脂:构成膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)结构的重要成分;固醇:维持新陈代谢和生殖起重要调节作用,分为胆固醇、性激素和维生素D。
【详解】A、由生物膜的流动镶嵌模型可知,磷脂双分子层是膜的基本支架,A正确;
B、脂质是一类物质,包括磷脂、脂肪、固醇类等,可用苏丹Ⅲ染液对细胞中是否存在脂肪进行鉴定,B错误;
C、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,C正确;
D、糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等都有关,因此在细胞的生命活动中具有重要作用,D正确。
故选B。
2.单纯的磷脂分子在水中可以形成双层磷脂分子构成的球形脂质体(如图),它载入药物后可以将药物送入靶细胞内部。下列关于脂质体的叙述,正确的是( )
A.在a处嵌入脂溶性药物,利用它的选择透过性将药物送入细胞
B.在b处嵌入脂溶性药物,利用它的选择透过性将药物送入细胞
C.在a处嵌入水溶性药物,利用它可能会与细胞膜融合的特点将药物送入细胞
D.在b处嵌入水溶性药物,利用它可能会与细胞膜融合的特点将药物送入细胞
【答案】C
【分析】构成细胞膜的磷脂双分子层,其中磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子,磷酸“头”部是亲水的,脂肪酸“尾”部是疏水的,所以a是亲水性的物质,b是疏水性的脂溶性的物质。
【详解】球形脂质体的双层脂分子的亲水端朝外,疏水端朝内,所以图中 a 处可嵌入水溶性物质,b 处可嵌入脂溶性物质;细胞膜是由磷脂双分子层构成的,也是脂质,图中利用脂质体可以和细胞膜融合的特点,将药物送入靶细胞内部。ABD错误,C正确。
故选C。
3.通过冷冻技术,细胞膜通常从某个部位断裂分开,结构如图所示。据图分析不能得出( )
A.图中b侧为细胞质基质 B.磷脂双分子层疏水端断裂
C.细胞膜具有一定的流动性 D.膜蛋白的分布存在不对称
【答案】C
【分析】分析题图:通过冷冻技术,细胞膜通常从磷脂双分子层疏水端断裂,a侧具有糖蛋白,为细胞膜的外侧,b侧为细胞质基质,图中看不出细胞膜具有一定的流动性,但是能看出膜蛋白的分布不对称。
【详解】A、由图可知,a侧有糖蛋白,为细胞膜的外侧,b侧为细胞质基质,A不符合题意;
B、由图可知,是磷脂双分子层(脂双层)的疏水端发生了断裂,B不符合题意;
C、据图不能得出细胞膜具有一定的流动性,C符合题意;
D、由图可知,膜蛋白的分布存在不对称性,D不符合题意。
故选C。
4.核孔是核质间进行物质交换和信息交流的通道,亲核蛋白须通过核孔进入细胞核发挥功能。非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.核孔具有选择透过性,代谢旺盛的细胞的核孔数量多
B.核膜为双层膜结构,其主要组成成分为蛋白质和脂质
C.放射性的亲核蛋白及RNA不能通过核孔进入细胞核
D.亲核蛋白是否能进入细胞核由尾部决定,仅有头部不能进入
【答案】C
【分析】细胞核的结构:(1)核膜:双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;(2)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;(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、核孔是核、质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道,核孔具有选择透过性,代谢旺盛的细胞的核孔数量多,A正确;
B、核膜为双层膜结构,属于生物膜,其主要组成成分为蛋白质和脂质(主要是磷脂),B正确;
C、据图可知,放射性标记的亲核蛋白能通过核孔从细胞质进入细胞核,C错误;
D、分析题图,放射性尾部能从细胞质通过核孔进入细胞核中,但放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中,说明亲核蛋白进入细胞核由尾部决定,仅有头部不能进入,D正确。
故选C。
5.对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程,下列说法正确的是( )
A.19世纪末,欧文顿通过对红细胞细胞膜化学成分的分析,得出细胞膜的成分是脂质和蛋白质
B.1925年,戈特和格伦德尔用丙酮提取鸡红细胞的脂质,在空气一水界面上铺成单层,测得单层分子的面积是其红细胞表面积的两倍
C.丹尼利和戴维森发现,细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力,由此推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质
D.罗伯特森用光学显微镜观察到了细胞膜暗一亮一暗的三层结构,提出所有的细胞膜都是由脂质一蛋白质一脂质三层结构构成
【答案】C
【分析】对细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外,还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总质量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%~10%。在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
【详解】A、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实验,发现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,A错误:
B、戈特和格伦德尔用丙酮提取人的红细胞的脂质,在空气—水界面上铺成单层,测得单层分子的面积是其红细胞表面积的两倍,B错误;
C、丹尼利和戴维森发现,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,由此推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质,C正确;
D、罗伯特森用电子显微镜观察到了细胞膜暗一亮一暗的三层结构,提出所有的细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,D错误。
故选C。
6.关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B.核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C.线粒体内膜的膜面积和酶含量均高于外膜
D.中心体只分布于动物细胞中,与细胞的有丝分裂有关
【答案】D
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架具有锚定支撑细胞器及维持细胞形态的功能,细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【详解】A、细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关,故细胞骨架破坏会影响到这些生命活动的正常进行,A正确;
B、核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,B正确;
C、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,内膜向内凹陷成嵴,能增大膜面积,为酶提供附着位点,因此内膜的膜面积和酶含量均高于外膜,C正确;
D、中心体分布于动物细胞和低等植物细胞中,D错误。
故选D。
7.核孔复合体由多种蛋白质组合而成。较大的蛋白质需要与核转运体(伴侣蛋白)结合在一起,才能通过核孔复合体。某研究团队发现,HIV可以在没有伴侣蛋白的情况下通过核孔进入细胞核,且HIV进入细胞核后不破坏细胞核。下列相关叙述正确的是( )
A.大肠杆菌的mRNA可由核孔进入细胞质
B.蛋白质与核转运体的结合体现了细胞间的信息交流功能
C.HIV会通过劫持宿主的伴侣蛋白来进入细胞核
D.此发现为如何将药物分子送入细胞核提供了新思路
【答案】D
【分析】核孔是大分子物质的通道,但是依旧是具有选择透过性的,允许RNA和蛋白质通过,但DNA不能通过。
【详解】A、大肠杆菌是原核细胞,没有细胞核,没有核孔,A错误;
B、蛋白质与核转运体的结合是细胞内分子之间的结合,不能体现细胞间的信息交流,B错误;
C、HIV可以在没有伴侣蛋白的情况下通过核孔进入细胞核,因此HIV不需要伴侣蛋白的协助即可通过核孔进入细胞核,C错误;
D、核孔复合体由多种蛋白质组合而成,较大的蛋白质需要与核转运体(伴侣蛋白)结合在一起,才能通过核孔复合体。因此该发现为如何将药物分子送入细胞核提供了新思路,D正确。
故选D。
8.(不定项)脂筏模型被认为是对细胞膜流动镶嵌模型的重要补充:脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,其中的胆固醇就像胶水一样,对鞘磷脂亲和力很高,并特异吸收或排出某些蛋白质(如某些跨膜蛋白质、酶等),形成一些特异蛋白聚集的区域。推测下列叙述错误的是( )
A.图中脂筏跨膜蛋白可能代表运输物质的蛋白质,其跨膜区段的氨基酸具有较强的亲水性
B.“脂筏模型”比“流动镶嵌模型”更能代表生物膜的特性
C.脂筏模型表明脂质和蛋白质在膜上的分布是不均匀的
D.脂筏区域在动植物细胞中都有广泛分布
【答案】ABD
【分析】细胞膜的流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的;
(2)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。大多数蛋白质也是可以流动的;
(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白。除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
【详解】A、图中脂筏跨膜蛋白可能代表运输物质的通道蛋白,其跨膜区段的氨基酸与磷脂分子的疏水段接触,说明其具有较强的疏水性,A错误;
B、由题意可知,脂筏模型认为膜的部分区域流动性因含有大量胆固醇而降低,“流动镶嵌模型”更能代表所有生物膜的特性,B错误;
C、脂筏是富含胆固醇和鞘磷脂区域,还能特异聚集某些蛋白质,表明脂质和蛋白质在膜上分布不均匀,C正确;
D、由题意可知,脂筏区域富含胆固醇,胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,植物细胞膜不含胆固醇,因此脂筏区域在动物细胞中广泛分布,而植物细胞中不含胆固醇,D错误。
故选ABD。
9.(不定项)核孔复合物(NPC)结构是细胞核的重要结构,近日施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,取得了突破性进展,通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞核能选择性地进出物质,与核膜上附着的NPC密切相关
B.附着NPC的核膜为双层膜结构,且核膜的外膜与内质网膜紧密联系
C.哺乳动物成熟红细胞中NPC数量较其他体细胞略少,因此代谢稍弱
D.非洲爪蟾NPC是核质交换通道,其数目、分布与细胞代谢活性有关
【答案】ABD
【分析】细胞核包括:核膜(双层膜,上面有孔是蛋白质和RNA通过的地方)、核仁(与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关)、染色质;功能: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。核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
【详解】A、核孔复合物(NPC)结构是细胞核的重要结构,NPC是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道,而DNA不能通过,故其控制物质的进出具有选择性,即细胞核能选择性地进出物质,与核膜上附着的NPC密切相关,A正确;
B、附着NPC的核膜为双层膜结构,且核膜的外膜与内质网膜紧密联系,有利于物质的转运,B正确;
C、哺乳动物成熟红细胞没有细胞核,因此不含NPC,C错误;
D、核孔复合物(NPC)可实现核质间双向物质交流,其数目多少及分布位置与细胞代谢活性有关,D正确。
故选ABD。
10.胆固醇是人体内一种重要的脂质,既可在细胞内以乙酰CoA为原料合成,也可以LDL(一种脂蛋白)的形式进入细胞后水解形成.如图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程.
请分析并回答:
(1)胆固醇是构成 的重要成分,其在细胞中合成的场所是 。
(2)血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合,以 方式进入细胞。
(3)由图可知,当细胞内胆固醇含量过高时,会抑制LDL受体蛋白基因表达以及 ,从而使游离胆固醇含量维持在正常水平。
(4)下图是胆固醇对人工膜微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线:
据图分析胆固醇对人工膜流动性的影响是:在温度较高时,胆固醇可以 。
【答案】 动物细胞膜 内质网 胞吞 抑制乙酰CoA还原酶的活性 ,促进胆固醇的储存 降低膜的流动性
【分析】胆固醇:构成细胞膜的重要成分,参与血液中脂质的运输。内质网:单层膜折叠体,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的车间。
题图分析,血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合,以胞吞的方式进入细胞,被溶酶体分解;细胞内过多的胆固醇,抑制LDL受体的合成(转录和翻译),抑制乙酰CoA合成胆固醇,促进胆固醇以胆固醇酯的形式储存,减少来源来源,增加其去路。
【详解】(1)胆固醇属于脂质,其合成的场所是内质网,是构动物细胞膜的重要成分。
(2)据图分析,血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合后,以胞吞方式进入细胞;这体现了细胞膜的流动性。
(3)据图分析,当细胞内胆固醇含量过高时,会抑制LDL受体蛋白基因表达并抑制乙酰CoA酶的活还原酶的活性,从而减少了细胞内胆固醇的来源,同时促进胆固醇的储存,增加胆固醇的去路,从而使游离胆固醇含量维持在正常水平。
(4)根据图中的实验结果可知,自变量为不同温度和人工膜的类型(是否含胆固醇),因变量为人工膜微粘度,已知人工膜微粘度与流动性负相关。在温度较高时,含胆固醇的人工膜微粘度高于不含胆固醇的人工膜,即流动性低,说明胆固醇可以降低膜的流动性。
【点睛】熟知脂质的种类和功能是解答本题的关键,能正确解读题中的相关信息是解答本题的前提,能根据题中的相关信息进行合理的分析从而得出正确的结论是解答本题的另一关键。
11.哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影。结果如下表: (“+”表示有,“-”表示无)
(1)构成红细胞膜的基本支架是 。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的 功能有关。A和G蛋白均与跨膜运输有关,G主要功能是利用红细胞 呼吸产生的 ATP供能,通过 方式排出Na+吸收K+,从而维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度。
(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于 中,使细胞膜破裂释放出内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是 。
实验处理
蛋白质种类
处理后红细胞影的形状
A
B
C
D
E
F
试剂甲处理后
+
+
+
+
-
-
变得不规则
试剂乙处理后
-
-
+
+
+
+
还能保持
(3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的 (填细胞器), 其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上,细胞膜 性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了As斑块的生长。
(4)细胞学研究常用“染色排除法”鉴别细胞的生命力。例如,用台盼蓝染液处理动物细胞时,活细胞不着色,死细胞则被染成蓝色。“染色排除法”依据的原理是 。
【答案】 磷脂双分子层 信息交流 无氧 主动运输 蒸馏水或低渗溶液 E、F 内质网 流动 活细胞的细胞膜具有选择透过性
【分析】1、流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的;
(2)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。大多数蛋白质也是可以流动的;
(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白。除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
2、细胞膜的功能是:作为细胞的边界,将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出;进行细胞间信息交流。
【详解】(1)构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的信息交流功能有关。A和G蛋白均与跨膜运输有关,G主要功能是利用红细胞无氧呼吸产生的ATP供能,通过主动运输方式排出Na+吸收K+,从而维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度。
(2)在制备细胞膜时,将红细胞置于蒸馏水中,使细胞膜破裂释放出内容物。由表中结果可知,试剂甲处理后由于缺少E、F蛋白质,红细胞影变得不规则,因此判断E、F对维持红细胞影的形状起重要作用。
(3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的内质网,其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上,细胞膜流动性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了As 斑块的生长。
(4)“染色排除法”依据的原理是活细胞的细胞膜具有选择透过性,所以活细胞不着色,死细胞则被染成蓝色。
【点睛】本题考查生物膜的制备和结构功能等相关知识,意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。
12.图1为细胞膜的流动镶嵌模型,图2为细胞核结构模式图。回答下列问题:
(1)图1的模型属于 (填“物理模型”“概念模型”或“数学模型”)。实验室一般选用哺乳动物成熟的红细胞放置在蒸馏水中来获取细胞膜,选用哺乳动物成熟的红细胞的原因是 。
(2)图1中①的组成元素是 ,③的名称是 。
(3)研究细胞生物膜有重要的应用价值,科学家将磷脂制成包裹药物的小球,通过小球膜与细胞膜的融合,将药物送入细胞,该过程体现了细胞膜具有 的结构特点。
(4)细胞核是遗传信息库,是细胞 的控制中心,这些功能主要与图2中 (填数字)有关,图2中结构②的作用是 。
【答案】(1) 物理模型 只有细胞膜,没有核膜和细胞器膜
(2) C、H、O 磷脂双分子层
(3)一定的流动性
(4) 代谢和遗传 ① 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
【分析】图1为细胞膜的流动镶嵌模型,①表示糖类,②表示糖蛋白,③表示磷脂双分子层,④表示蛋白质。图2为细胞核结构模式图,①表示染色质,②表示核仁,③表示核膜,④表示内质网。
【详解】(1)以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型,图1的模型属于物理模型。实验室一般选用哺乳动物成熟的红细胞放置在蒸馏水中来获取细胞膜,是因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器,没有核膜和细胞器膜,只含有细胞膜这个膜结构。
(2)图1中①表示糖类,糖类的组成元素是C、H、O,③的名称是磷脂双分子层,是流动镶嵌模型的基本支架,上面分布有蛋白质。
(3)科学家将磷脂制成包裹药物的小球,通过小球膜与细胞膜的融合,将药物送入细胞,该过程发生了膜的融合,涉及磷脂分子的运动,体现了细胞膜具有一定的流动性。
(4)细胞核含有遗传物质,是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。遗传物质的载体主要是染色体,即图2中①染色质,可见细胞核的功能与①染色质有关。图2中结构②核仁的作用是与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,代谢越旺盛,核仁越大。
1.(2025·广东·高考真题)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
【答案】D
【分析】有关生物膜的探索历程:①19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。②1925年,两位荷兰科学家通过对脂 质进行提取和测定得出结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。③1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。分析细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力,因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质外,可能还附有蛋白质。④1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型。流动镶嵌模型指出,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。⑤1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性。⑥1972年,桑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、化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,A不符合题意;
B、1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,B不符合题意;
C、1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,C不符合题意;
D、1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性,该结论在罗伯特森用电镜观察之后,不属于该模型提出的基础,D符合题意。
故选D。
2.(2025·江苏·高考真题)关于蛋白质、磷脂和淀粉,下列叙述正确的是( )
A.三者组成元素都有C、H、O、N
B.蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分
C.蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质
D.磷脂和淀粉都是生物大分子
【答案】B
【详解】蛋白质的基本单位是氨基酸,磷脂属于脂质,淀粉属于多糖。
【分析】A、蛋白质的组成元素为C、H、O、N(可能含S),磷脂含C、H、O、P,淀粉仅含C、H、O,淀粉不含N元素,A错误;
B、生物膜的主要成分是磷脂(构成基本支架)和蛋白质(承担膜功能),B正确;
C、植物的储能物质为淀粉和脂肪,动物的储能物质为糖原和脂肪,蛋白质不是主要储能物质,C错误;
D、淀粉是多糖,属于生物大分子;磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成,属于小分子,D错误;
故选B。
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( )
A.错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B.合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C.UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D.阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
【答案】C
【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积,其外连细胞膜,内连核膜,将细胞中的各种结构连成一个整体,具有承担细胞内物质运输的作用。蛋白质的合成、加工通常需要核糖体、内质网和高尔基体、线粒体的共同参与。
【详解】A、错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与,对于植物细胞而言,液泡具有类似动物溶酶体的功能,可以对这些蛋白进行降解,A错误;
B、合成分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供(ATP来自细胞呼吸),而非全部由线粒体提供,B错误;
C、UPR过程中,分子伴侣蛋白的合成需细胞核控制基因表达(转录)、核糖体合成蛋白质、内质网进行加工,三者协作完成,C正确;
D、阻碍UPR会导致内质网功能无法恢复,加剧高温胁迫对细胞的损伤,降低耐受性,D错误。
故选C。
4.(2024·广西·高考真题)科研工作者以烟草悬浮细胞为材料,研究不同质量浓度的聚乙二醇(PEG)对细胞膜通透性的影响,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.高浓度PEG使细胞活力显著下降
B.随着PEG浓度增加,eATP和iATP总量持续增加
C.iATP相对水平越高,说明细胞膜的通透性越小
D.在PEG胁迫下,eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关
【答案】B
【分析】细胞膜的功能:作为细胞边界,将细胞与外界环境分开,保持细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息传递。
【详解】A、分析题意,吸光值OD值越小,表示细胞膜通透性越小,由图可知,高浓度PEG时,OD值增大,即细胞膜通透性增大,细胞活力下降,A正确;
B、据图可知,随着PEG浓度增加,iATP减小,故eATP和iATP总量并非持续增加,B错误;
C、吸光值OD值越小,表示细胞膜通透性越小,由图示可知,iATP相对水平越高,OD值越小,说明细胞膜通透性越小,C正确;
D、从图中可观察到在PEG胁迫下,eATP相对水平升高,而iATP相对水平降低,故二者呈负相关,D正确。
故选B。
5.(2024·湖南·高考真题)细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是( )
A.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸
B.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性
C.糖脂可以参与细胞表面识别
D.磷脂是构成细胞膜的重要成分
【答案】A
【分析】脂质可以分为脂肪(储能物质,减压缓冲,保温作用)、磷脂(构成生物膜的主要成分)、固醇类物质包括胆固醇(动物细胞膜的成分,参与血液中脂质的运输)、性激素(促进性器官的发育和生殖细胞的产生)和维生素D(促进小肠对钙磷的吸收)。
【详解】A、饱和脂肪酸的熔点较高,容易凝固,耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸,A错误;
B、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,其对于调节膜的流动性具有重要作用,B正确;
C、细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂,糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关,C正确;
D、磷脂是构成细胞膜的重要成分,磷脂双分子层构成生物膜的基本支架,D正确。
故选A。
6.(2023·江苏·高考真题)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C.③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质
D.植物细胞必须具备①、②和③才能存活
【答案】D
【分析】分析图片,可知①是染色质,②是细胞膜,③是细胞壁。
【详解】A、分析图片,可知①是染色质,是由DNA 和蛋白质组成的,只存在于植物细胞的细胞核中,A正确;
B、分析图片,②是细胞膜,主要由磷脂双分子层构成,核膜和细胞器膜的基本结构和细胞膜相似,但各种膜上的蛋白质等成分有差异,功能也各不相同,B正确;
C、分析图片,③是细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,其中纤维素是多糖,此外细胞壁含多种蛋白质,C正确;
D、部分植物细胞并没有细胞核,即并不具有①染色质,也可以成活,例如植物的筛管细胞,D错误。
故选D。
7.(2022·河北·高考真题)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
【答案】C
【分析】细胞膜的组成成分:主要是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂,动物细胞膜中的脂质还有胆固醇;细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂,膜蛋白的种类和数量越多。
【详解】A、在分泌蛋白的合成和分泌过程中,高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中,此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流,A正确;
B、载体蛋白具有专一性,所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输,B正确;
C、膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的,或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层,C错误;
D、细胞膜上多种蛋白质与糖类结合,形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系,参与细胞间的信息交流,D正确。
故选C。
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