内容正文:
课时作业(5) 细胞器之间的分工合作
一、选择题
1.(2025·吉林长春模拟)细胞器是细胞质中具有特定形态、结构和功能的微器官,也称为拟器官或亚结构。某些较大的细胞器可通过光学显微镜分辨。下列关于细胞内不同“微器官”的叙述,正确的是( )
A.能产生水的反应只发生于膜包围的“微器官”中
B.可用光学显微镜观察到溶酶体参与细胞自噬的过程
C.中心体随动物细胞或高等植物细胞的分裂而复制一次
D.植物细胞分裂的末期,高尔基体活动增强与细胞壁的形成有关
D 解析:核糖体上能进行脱水缩合产生水,核糖体属于无膜包围的“微器官”,A错误;溶酶体属于亚显微结构,在电子显微镜下能观察到,在光学显微镜下观察不到,B错误;高等植物细胞没有中心体,C错误;植物细胞分裂的末期,赤道板的位置会形成细胞板,细胞板向四周扩散形成新的细胞壁,这一过程与高尔基体有关,D正确。
2.研究人员在果蝇细胞内发现了一种微小的膜结构。当磷酸盐充足时,该结构可以储存磷酸盐,此时细胞分裂加快;当缺乏磷酸盐时,该结构分解并将储存的磷酸盐释放到细胞中,此时细胞分裂速度减慢,这表明它们的功能就像磷酸盐储存库。下列推测错误的是( )
A.新细胞的构成需要许多膜结构,细胞通常在磷酸盐充足的条件下分裂
B.该结构获取信息与其他细胞器融合,体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能
C.该结构属于细胞生物膜系统的组成部分之一
D.该结构储存的磷酸盐不仅用于构建生物膜的磷脂双分子层
B 解析:根据题干信息,磷酸盐充足时细胞分裂加快,由于新细胞的构成需要许多膜结构,而新的生物膜的合成需要磷脂,故细胞通常在磷酸盐充足的条件下分裂,A正确;该结构与其他细胞器融合,不能体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能,因为不是在细胞间发生的过程,B错误;该结构具有生物膜,且属于细胞生物膜系统的组成部分之一,C正确;各种膜结构都需要磷脂,需要果蝇吸收的磷酸盐,而参与构成核糖体的成分中有RNA,也需要磷元素,因此也参与构成核糖体,因此该结构储存的磷酸盐不仅用于构建生物膜的磷脂双分子层,D正确。
3.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)如图为某动物细胞内部蛋白质合成及转运的示意图。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.内质网对加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位
B.图示过程中,核糖体上合成的多肽通过囊泡运输到内质网进行加工
C.细胞膜上糖蛋白的形成经内质网和高尔基体的加工
D.分泌蛋白合成与分泌过程中内质网膜面积相对减少,高尔基体膜面积相对增加
C 解析:由图可知,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装,再转运到胞内、胞外、细胞膜上,A错误。核糖体无膜结构,不能形成囊泡,B错误。由图可知,细胞膜上的膜蛋白的形成也需要经内质网和高尔基体的加工,C正确。在分泌蛋白合成与分泌过程中,内质网粗加工后“出芽”形成囊泡,囊泡与高尔基体膜融合,这样内质网膜转化为高尔基体膜;高尔基体再加工后,也“出芽”形成囊泡,囊泡与细胞膜融合,这样高尔基体膜就转化为细胞膜。所以分泌蛋白合成与分泌过程中,内质网膜面积相对减少,细胞膜面积相对增多,高尔基体膜面积几乎不变,D错误。
4.(2025·河北衡水模拟)在电子显微镜下发现细胞膜下的溶胶层中含有丰富的细胞骨架纤维(如微丝等),这些骨架纤维通过膜骨架与细胞膜相连,参与维持细胞膜的形状并协助细胞膜完成多种生理功能。下列有关叙述正确的是( )
A.在电子显微镜下,能观察到新冠病毒和酵母菌的细胞骨架结构
B.细胞骨架是由纤维素组成的网架结构,能维持细胞的形态
C.细胞骨架只可协助细胞膜完成物质运输、能量转化的生命活动
D.细胞骨架的作用还体现在锚定并支撑着许多细胞器
D 解析:病毒没有细胞结构,酵母菌属于真核生物,故在电子显微镜下,能观察到酵母菌的细胞骨架结构,不能观察到新冠病毒的细胞骨架结构,A错误;细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网架结构,能够维持细胞形态,承受外力,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,B、C错误;细胞骨架的作用还体现在锚定并支撑着许多细胞器,维持了细胞内部结构的有序性,D正确。
5.(2025·辽宁沈阳模拟)科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列说法错误的是( )
A.微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分
B.内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
C.SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网腔
D.经囊泡包裹离开内质网的蛋白质,可能需要高尔基体的进一步加工
C 解析:微粒体上有核糖体结合,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP),且两者结合能引导多肽链进入内质网,据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分,A正确;经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含信号肽(SP),说明在内质网腔内“信号肽”被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),B正确;SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白不会聚集在内质网腔中,C错误;经囊泡包裹离开内质网的蛋白质需要经高尔基体进一步加工成熟后,具备一定的空间结构,才能具有生物活性,D正确。
6.(2025·浙江金华模拟)中心体由两个中心粒和一些周围物质组成,中心粒是中心体的核心部分,能够吸引和组装微管,而微管是细胞骨架的一部分。下列相关叙述正确的是( )
A.真核细胞组装微管的机理不止一种
B.能进行有丝分裂的细胞都具有中心体
C.中心体和核糖体都不含磷脂和核酸
D.细胞骨架与细胞增殖有关,与细胞分化无关
A 解析:真核细胞都有细胞骨架,已知中心体与组装微管有关,但高等植物细胞也有细胞骨架、无中心体,说明高等植物细胞有另一种组装微管的机理,A正确;高等植物细胞能进行有丝分裂,但高等植物细胞没有中心体,B错误;核糖体由蛋白质和RNA构成,RNA为一种核酸,C错误;细胞骨架与细胞增殖、细胞分化均有关,D错误。
7.(2025·广东广州模拟)如图表示某哺乳动物体细胞几种生物膜主要成分的相对含量。下列叙述错误的是( )
A.组成以上生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
B.高尔基体膜与内质网膜各物质相对含量相似,与两者之间的物质交换有关
C.成熟红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.线粒体内膜蛋白质相对含量最高,与其参与有氧呼吸有关
C 解析:图中的生物膜具有类似的组成成分和结构,即主要由脂质和蛋白质组成,且其中的磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的,因此这些生物膜具有流动性,A正确;高尔基体膜与内质网膜各物质相对含量相似,与高尔基体和内质网之间不断进行物质交换有关,同时说明这些生物膜具有结构上的统一性,B正确;哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体,C错误;功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类和数量越多,由图可知,线粒体内膜的蛋白质相对含量最高,与其参与有氧呼吸有关,D正确。
8.在水稻籽粒细胞内,高尔基体出芽的囊泡在其膜上蛋白质的作用下定位至液泡膜并融合,从而将囊泡中的蛋白质运输至细胞液中。下列叙述正确的是( )
A.囊泡①②中蛋白质的空间结构完全相同
B.囊泡运输过程不需要ATP提供能量
C.囊泡的定向运输依赖信号分子和细胞骨架
D.囊泡的形成和融合依赖于生物膜的选择透过性
C 解析:囊泡①由内质网出芽,囊泡②由高尔基体出芽,囊泡①②中的蛋白质空间结构不完全相同,A错误;囊泡运输过程需要ATP提供能量,B错误;根据题干信息“囊泡在其膜上蛋白质的作用下定位到液泡膜并融合”可知,囊泡的定向运输依赖信号分子,且细胞骨架和囊泡的运输有关,C正确;囊泡的形成和融合,依赖于生物膜的流动性,D错误。
9.(2025·福建三明模拟)科研人员在果蝇肠道细胞内发现了一种具有多层膜的新型结构。该结构膜上的PXO蛋白可以将磷酸盐运入其中,进入该细胞结构的磷酸盐被转化为磷脂储存:当该结构中缺乏磷酸盐时,该结构会裂解释放出磷脂并触发新细胞生成的信号。下列相关叙述错误的是( )
A.组成该细胞结构的主要成分是脂质和蛋白质
B.磷酸盐既可用于构成生物膜还能参与构成核糖体
C.抑制PXO蛋白合成,果蝇肠道细胞数量可能减少
D.该细胞结构有利于保持果蝇机体磷含量相对稳定
C 解析:该细胞结构为膜结构,主要成分是脂质和蛋白质,A正确;磷酸盐可转化为磷脂储存,可用于构成生物膜,核糖体含有磷元素,磷酸盐也参与构成核糖体,B正确;根据题干信息分析可知,抑制PXO蛋白的合成,导致磷酸盐不能进入该结构,该结构中因缺乏磷酸盐而触发了新细胞生成的信号,最终导致果蝇肠道细胞数量可能会增加,C错误;该结构是磷元素的“储蓄站”,能调节果蝇体内磷酸盐水平,有利于保持磷含量的相对稳定,D正确。
10.(不定项)(2025·湖南怀化模拟)定位在内质网腔的可溶性蛋白(如蛋白二硫键异构酶)均具有一段典型的KDEL信号序列,高尔基体膜上的KDEL受体可识别并结合该信号序列,介导这些逃逸到高尔基体的蛋白质再次回到内质网的过程。下列说法正确的是( )
A.葡萄糖转运蛋白不含有KDEL信号序列
B.蛋白二硫键异构酶可能参与内质网中多肽链的初步加工
C.逃逸的蛋白质在高尔基体中通过出芽形成囊泡,被运回内质网
D.形成溶酶体的囊泡中可以检测到含有KDEL信号序列的蛋白质
ABC 解析:葡萄糖转运蛋白是典型的膜蛋白,其主要位于细胞膜上,而不是定位在内质网腔内,A正确;蛋白二硫键异构酶是定位在内质网腔的可溶性蛋白,内质网的功能是对多肽链进行初步加工,B正确;高尔基体膜上的KDEL受体可识别并结合该信号序列,通过形成囊泡,介导这些逃逸到高尔基体的蛋白质再次回到内质网,C正确;定位在内质网腔的可溶性蛋白均具有KDEL信号序列,而溶酶体起源于高尔基体,不含有KDEL信号序列,D错误。
11.(不定项)胞间连丝是穿过植物细胞壁的管状结构,一般在细胞分裂末期形成。胞间连丝中央是压缩内质网,由光面内质网膜紧密贴合而成。压缩内质网与细胞膜之间的空间称胞质环,中部略有扩张,两端变窄形成颈区。如下图所示。下列说法错误的是( )
A.胞间连丝形成时,高尔基体、线粒体会比较活跃
B.压缩内质网上有核糖体的附着
C.胞质环颈区可能对物质的运输有一定的控制作用
D.细胞壁的存在使胞间连丝成为植物细胞间信息交流的唯一途径
BD 解析:胞间连丝也是一种蛋白质,其形成时高尔基体、线粒体会比较活跃,A正确;压缩内质网,由光面内质网膜紧密贴合而成,其上没有核糖体的附着,B错误;胞质环中部略有扩张,两端变窄形成颈区,可能对物质的运输有一定的控制作用,C正确;植物细胞间的信息交流还可以通过植物激素进行,D错误。
12.(不定项)线粒体中的部分蛋白质由核基因编码,先在线粒体外合成前体蛋白,然后在信号序列的引导下,进入线粒体加工为成熟蛋白质,过程如图所示。下列推测正确的是( )
A.前体蛋白进入线粒体时,空间结构没有发生改变
B.前体蛋白在线粒体内加工成熟的过程需要酶的参与
C.线粒体外的蛋白质分子直径小于转运通道直径,就可进入线粒体
D.前体蛋白信号序列与受体识别的过程体现了细胞膜的信息交流功能
B 解析:前体蛋白进行跨膜运送之前需要解折叠为松散结构,有利于跨膜运送,据图可知,其空间结构发生了变化,A错误;前体蛋白在线粒体内加工成熟的过程需要相关蛋白酶水解,并切除其信号序列,B正确;核基因控制合成的蛋白质选择性地进入线粒体中,不是直径小于转运通道直径就可进入线粒体,C错误;前体蛋白信号序列与受体识别的过程体现了生物膜的信息交流功能,D错误。
二、非选择题
13.(2025·江苏南通模拟)世界上第一台电子显微镜诞生于1931年,下图是用电子显微镜观察到的5种细胞结构的亚显微图,请回答下列问题。
(1)利用电子显微镜拍摄的照片________(填“属于”或“不属于”)物理模型。结构A~E并不是漂浮于细胞质基质中,而是由________(填结构名称)支持着,可用__________法分离结构A。
(2)具有双层膜结构的是________,其中酵母菌具有的是________。(填字母)
(3)睾丸细胞中含丰富的B,有利于________合成。心肌细胞中含有丰富的A,有利于其________。
(4)溶酶体直接来源于图中的________(填字母),参与溶酶体酶合成、加工的细胞结构除图中所示外还有________。
(5)结构E中的4是________。下图是物质出入该结构的三种方式,解旋酶通过该结构的方式属于______(填“甲”“乙”或“丙”),图示表明不同物质通过该结构的方式取决于________。
答案:(1)不属于 细胞骨架 差速离心
(2)A、C、E A、E
(3)(雄)性激素 为(节律性)收缩提供能量
(4)D 核糖体
(5)核孔 丙 物质的分子大小和结构
解析:(1)物理模型是指以实物或画图形式直观地表达认识对象特征的模型,如DNA双螺旋结构模型。利用电子显微镜拍摄的照片属于实物图,不属于物理模型。由题图可知,结构A是线粒体,结构B是内质网,结构C是叶绿体,结构D是高尔基体,结构E是细胞核,这些结构并不是漂浮于细胞质基质中,而是由细胞骨架支撑着。不同细胞器的密度不同,常用差速离心法来分离各种细胞器。(2)具有双层膜的细胞结构是A(线粒体)、C(叶绿体)和E(细胞核)。酵母菌属于真核生物,其含有的双层膜结构是A(线粒体)、E(细胞核),不含叶绿体。(3)内质网能合成脂质类激素。睾丸细胞中含有丰富的B(内质网),有利于雄性激素的合成。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,能为各项生命活动提供能量。心肌细胞中含有丰富的A(线粒体),有利于其为节律性收缩提供能量。(4)溶酶体由高尔基体分泌的小泡形成,即溶酶体直接来源于图中的D(高尔基体)。溶酶体酶的化学本质是蛋白质,与其合成、加工相关的结构为核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,即除图示结构外还有核糖体。(5)分析结构E可知,4是核孔。甲为小分子物质直接进出核孔,不需要中央栓蛋白的转运,不消耗能量,为自由扩散;乙为离子和一些小分子物质借助中央栓蛋白进出核孔,不消耗能量,属于协助扩散;丙为大分子物质先与核蛋白受体结合,然后借助中央栓蛋白进出核孔,需要消耗能量,为主动运输。解旋酶通过核孔时需要与核运输蛋白结合,消耗能量,属于主动运输,因此属于图中的丙。图示表明不同物质通过核孔的方式取决于物质的分子大小和结构。
14.(2025·重庆模拟)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。维持蛋白质稳态对于人体的正常生理功能至关重要。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)分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体上合成,后依次经过________________折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
(2)ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的__________________,溶酶体膜和自噬体膜能相互融合的原因是________________________________________________________________
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(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:_______________________________________________
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(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是不是溶酶体中的酸性水解酶。________(填“是”或“不是”)。理由是________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________。
答案:(1)内质网、高尔基体
(2)专一性 两种膜的组成成分和结构相似
(3)ATTEC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
(4)促进 不是 降解反应的最适pH为8.0,呈碱性,溶酶体中的酸性水解酶会失活
解析:(1)分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体上合成,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)ATTEC能将自噬标记物LC3和空间结构改变的异常蛋白黏在一起,形成黏附物,由此可知,ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的专一性。溶酶体膜和自噬体膜的组成成分和结构相似,故这两种膜能够相互融合。(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后蛋白质降解率显著提高,说明ATP能够促进蛋白质的降解。据图可知,pH为8.0时呈碱性,此时蛋白质降解率最高。反应中的酶如果是溶酶体中的酸性水解酶,在pH=8时则会失活,所以溶酶体中的酸性水解酶不参与蛋白质降解。
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