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第二单元 细胞的结构、功能和物质运输
时间:75分钟 分值:100分
一、选择题(每题2分,共40分)
1.科学家发现了第一种能固氮的真核生物—贝氏布拉藻,其固氮功能由硝质体完成。硝质体是贝氏布拉藻吞噬某种固氮蓝细菌后形成的一种与线粒体类似的细胞器。下列说法正确的是( )
A.硝质体具有单层膜结构 B.硝质体含有核糖体
C.固氮蓝细菌中含有线粒体 D.固氮蓝细菌是异养生物
【答案】B
【详解】A、硝质体由贝氏布拉藻吞噬固氮蓝细菌形成,类似于线粒体(双层膜结构),因此硝质体应为双层膜结构,而非单层膜,A错误;
B、硝质体来源于固氮蓝细菌,而蓝细菌作为原核生物含有核糖体,被吞噬后其核糖体可能保留在硝质体中,B正确;
C、固氮蓝细菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体,C错误;
D、固氮蓝细菌含有光合色素(如叶绿素和藻蓝素),能够进行光合作自养,属于自养生物,D错误。
故选B。
2.非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成为慢性肝病的主要病因,其发病机理与肝细胞中的线粒体功能障碍、脂滴异常增多等密切相关。研究发现,线粒体通过膜接触位点与多种细胞器相互作用,部分过程如下图所示。已知溶酶体能分解脂质,下列叙述错误的是( )
A.由脂质的特性可以推测,脂滴的膜由磷脂单分子层组成
B.促进肝细胞内脂滴与溶酶体融合会诱发NAFLD
C.线粒体与内质网相互作用可能与脂质代谢有关
D.脂滴从内质网的分离体现了生物膜的结构特性
【答案】B
【详解】A、由于磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部,细胞中的磷脂双分子层是由于两层磷脂分子的亲水头部向外,疏水尾部向内排列形成的。而脂滴内部为疏水性的脂质,所以脂滴的膜由磷脂单分子层组成(磷脂分子的疏水尾部朝向脂滴内部,亲水头部朝向细胞质基质),A正确;
B、NAFLD与脂滴异常增多有关,溶酶体能分解脂质,抑制肝细胞内脂滴与溶酶体融合可能会诱发NAFLD,B错误;
C、从图中可以看到内质网生成脂质,线粒体为脂质代谢提供 ATP,二者相互作用,在脂质代谢中发挥重要作用,C正确;
D、脂滴由磷脂分子包裹脂质组成,磷脂分子为细胞膜的成分,脂滴从内质网上分离体现了膜的流动性,D正确。
故选B。
3.研究发现,抗P-钙粘蛋白抗体可与癌细胞表面P-钙粘蛋白结合,改变P-钙粘蛋白嵌合于细胞膜中的方式,使其形成十字形的X-二聚体,引发细胞膜结构改变,进而激活细胞内的凋亡相关基因,导致溶酶体降解癌细胞。下列叙述正确的是( )
A.处于凋亡过程中的细胞,仍然存在新的蛋白质合成
B.溶酶体降解癌细胞内容物后,降解产物不可以供其他细胞再利用
C.X-二聚体的形成与细胞膜的结构特性无关
D.抗P-钙粘蛋白抗体进入细胞后,激活细胞内的凋亡相关基因导致癌细胞凋亡
【答案】A
【详解】A、细胞凋亡是由基因调控的主动过程,凋亡相关基因的表达需要合成新的蛋白质(如水解酶),因此凋亡过程中仍存在蛋白质合成,A正确;
B、溶酶体降解后的产物(如氨基酸、核苷酸等小分子)可通过细胞膜释放到细胞外,供其他细胞利用,B错误;
C、X-二聚体的形成涉及细胞膜中蛋白质的移动和重组,依赖细胞膜的流动性(结构特性),因此与结构特性有关,C错误;
D、抗体作为大分子物质无法直接进入细胞,其作用是通过与细胞膜表面的P-钙粘蛋白结合传递信号,而非进入细胞内部激活基因,D错误。
故选A。
4.细胞是生物体结构和功能的基本单位,下列关于组成细胞的分子和结构,说法错误的有( )项
①原核细胞都有细胞壁,细胞质,核糖体,且都主要以DNA作为遗传物质,体现了原核细胞的统一性。
②细胞自噬可通过溶酶体合成的水解酶清除受损的细胞器来维持内环境的稳定。
③水能为光合作用生成的还原性辅酶Ⅰ(NADH)提供氢。
④高尔基体可作为细胞膜与细胞核之间物质交流的“桥梁”。
⑤老年人头发变白是由于酪氨酸酶基因异常导致黑色素合成减少所致。
⑥研究生物进化最直接、最可靠的证据是化石。
⑦不饱和脂肪酸仅存在于植物细胞,熔点较低,不易凝固,在室温下通常呈液态,耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。
⑧种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
A.8项 B.6项 C.3项 D.0项
【答案】B
【详解】①原核细胞并非都有细胞壁(如支原体无细胞壁);原核细胞的遗传物质就是DNA,①错误;
②溶酶体中的水解酶由核糖体合成,溶酶体仅负责储存和释放,②错误;
③光合作用中生成的还原性辅酶是NADPH(还原型辅酶 Ⅱ),而非NADH(还原型辅酶Ⅰ),③错误;
④高尔基体的功能是加工、分类和运输蛋白质,主要连接内质网与细胞膜,无法作为细胞膜与细胞核之间物质交流的 “桥梁”(细胞核与细胞质的物质交流主要通过核孔),④错误;
⑤老年人头发变白是由于酪氨酸酶基因异常,导致酪氨酸酶活性降低,黑色素减少,⑤正确;
⑥化石是保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹,是研究生物进化最直接、最可靠的证据,⑥正确;
⑦不饱和脂肪酸并非仅存在于植物细胞(动物细胞膜磷脂、鱼油中均含);耐极端低温的细菌需维持膜流动性,其膜脂应富含不饱和脂肪酸(熔点低,低温下不易凝固),而饱和脂肪酸熔点高,多见于耐高温生物膜中,⑦错误;
⑧种子萌发时,储存的大分子有机物(淀粉、脂肪等)分解为小分子(葡萄糖、氨基酸等),有机物含量减少,但种类增加(如淀粉→葡萄糖,新增小分子种类),⑧错误。
综上所述,①②③④⑦⑧错误,⑤⑥正确。
故选B。
5.真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的主要区别是( )
A.基本组成元素不同 B.单体连接方式不同
C.肽链空间结构不同 D.合成加工场所不同
【答案】C
【详解】A、蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸的基本元素是C、H、O、N,真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的基本组成元素相同,A错误;
B、单体连接方式相同,均是氨基酸之间脱水缩合形成肽键连接,B错误;
C、不同的蛋白质功能不同,功能与结构相适应,因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空间结构不同,C正确;
D、真核生物核孔蛋白质均属于胞内蛋白,合成加工场所相同,均在细胞质,D错误。
故选C。
6.“结构与功能相适应”是生命科学的基本观点之一,某同学运用该观点对细胞的结构和功能进行分析与评价。下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架可以支撑细胞质中诸多的线粒体,有利于其定向运动
B.哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和细胞器,有利于提高氧气运输效率
C.胰腺腺泡细胞中高尔基体发达,有利于加工、转运分泌蛋白
D.细胞核都位于细胞的正中央,有利于其控制细胞代谢和遗传
【答案】D
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转化等生命活动密切相关。细胞骨架可以支撑细胞质中诸多的线粒体,有利于其定向运动,A正确;
B、哺乳动物成熟的红细胞为了便于携带更多的氧气,在成熟过程中细胞核逐渐退化消失,同时细胞器也退化消失。这样细胞内就腾出了更多的空间来容纳血红蛋白,血红蛋白是运输氧气的载体,更多的血红蛋白可以结合更多的氧气,从而有利于提高氧气运输效率,B正确;
C、胰腺腺泡细胞需要合成和分泌大量的分泌蛋白,所以其中高尔基体发达,有利于对分泌蛋白进行加工和转运,C正确;
D、细胞核是细胞的控制中心,这是因为细胞核中含有遗传物质DNA,它可以控制细胞的代谢和遗传。但是细胞核不一定都位于细胞的正中央,D错误。
故选D。
7.以下有关科学方法的叙述错误的是( )
A.同位素标记法是用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,如用3H标记非必需氨基酸来研究分泌蛋白的合成与运输过程
B.差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法,如可用此方法来分离真核细胞中的各种细胞器
C.模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述既可以是定性的也可以是定量的
D.设计对照实验需要严格控制变量,除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素叫作无关变量
【答案】A
【详解】A、在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子为同位素。同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物化学性质相同。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。研究分泌蛋白的合成与运输过程应该用3H标记某种必需氨基酸,如亮氨酸来进行研究,A错误;
B、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,B正确;
C、模型有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等,可以是定性的,也可以是定量的,C正确;
D、实验过程中的变化因素称为变量,其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量,因自变量改变而变化的变量叫作因变量,除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素,叫作无关变量,D正确。
故选A。
8.细胞骨架中的微管起源于核膜周围的微管组织中心,决定着细胞内几乎所有物质及某些结构的运输,微管网络上的马达蛋白能够介导细胞器、囊泡、蛋白质复合物的运输,还参与细胞分裂等细胞生命活动的调控。如纺锤丝由微管组成,微管会在马达蛋白与微管相关蛋白的作用下发生解聚和聚合。下列叙述错误的是( )
A.真核细胞分泌蛋白的胞内转运需要生物膜系统,而不需要细胞骨架的参与
B.细胞骨架与细胞的形态维持、物质运输及能量转化等活动密切相关
C.微管相关蛋白的作用在有丝分裂的前期与末期时显著增强
D.神经递质及激素等信息分子的分泌过程也需要微管网络的参与
【答案】A
【详解】A、真核细胞分泌蛋白的胞内转运需要内质网、高尔基体等生物膜系统参与,同时也需要细胞骨架参与,因为细胞骨架决定着细胞内几乎所有物质及某些结构的运输,分泌蛋白的运输也在其范畴内,A错误;
B、从题干可知细胞骨架决定物质运输,且参与细胞生命活动调控,与细胞的形态维持、物质运输及能量转化等活动密切相关,B正确;
C、有丝分裂前期纺锤体形成,末期纺锤体消失,而纺锤丝由微管组成,微管在马达蛋白与微管相关蛋白的作用下发生解聚和聚合,所以微管相关蛋白的作用在有丝分裂的前期与末期时显著增强,C正确 ;
D、神经递质及激素等信息分子的分泌过程涉及囊泡运输,而微管网络上的马达蛋白能够介导囊泡运输,所以该分泌过程需要微管网络的参与,D正确。
故选A。
9.高等植物细胞中与信息交流无关的物质或结构是( )
A.细胞骨架 B.纤维素 C.胞间连丝 D.核孔
【答案】B
【详解】A、细胞骨架由微管、微丝和中间纤维组成,除了维持细胞形态和支持细胞运动外,还参与细胞内的信号传导过程,A正确;
B、纤维素是植物细胞壁的组成成分,与信息交流无关,B错误;
C、高等植物细胞可以通过胞间连丝进行信息交流,C正确;
D、核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,是蛋白质和RNA通过的部位,D正确。
故选B。
10.下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换,为胚胎早期发育提供所需养料
B.线粒体内膜折叠形成嵴,使得附着与丙酮酸分解有关酶的膜面积大大增加
C.胰蛋白酶的分泌过程能够说明内质网膜与高尔基体膜组成成分和结构具有相似性
D.从分泌蛋白合成、加工和分泌过程来看,内质网是不同生物膜之间转化的枢纽
【答案】C
【详解】A、卵细胞体积较大是为了储存更多营养物质,供胚胎早期发育所需,但其表面积与体积比小,物质交换效率较低,A错误;
B、丙酮酸的分解发生在线粒体基质中,而线粒体内膜上的酶参与的是有氧呼吸第三阶段(与ATP合成相关),B错误;
C、胰蛋白酶的分泌通过囊泡运输,内质网膜形成囊泡转移至高尔基体,说明两者膜成分和结构相似,C正确;
D、分泌蛋白的加工运输中,高尔基体是不同生物膜(内质网、细胞膜)间转化的枢纽,而非内质网,D错误。
故选C。
11.下列关于细胞结构及组成细胞化合物的叙述,正确的是( )
A.核仁主要与mRNA的合成及核糖体的形成有关
B.细胞间的信息交流都依赖细胞膜上的糖蛋白
C.干旱时,农作物中运输营养物质的结合水会减少
D.磷脂分子中含有磷酸及脂肪酸,可能含N元素
【答案】D
【详解】A、核仁主要与rRNA(核糖体RNA)的合成及核糖体的形成有关,而不是mRNA,A错误;
B、细胞间的信息交流不都依赖细胞膜上的糖蛋白,例如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,B错误;
C、干旱时,农作物中运输营养物质的是自由水,自由水会减少,而不是结合水,C错误;
D、磷脂分子由甘油、脂肪酸、磷酸等组成,可能含N元素,D正确。
故选D。
12.青蒿素是从黄花蒿茎叶中提取的无色针状晶体,可用有机溶剂(如无水乙醇、乙醚)进行提取。它的抗疟机理主要在于其活化产生的自由基可攻击疟原虫的生物膜结构。以下说法正确的是( )
A.青蒿素属于脂溶性物质
B.青蒿素不会影响疟原虫物质运输和信息交流等功能
C.黄花蒿细胞和疟原虫细胞的边界是不同的
D.黄花蒿的结构层次是:细胞→组织→器官→系统→植物体
【答案】A
【详解】A、根据题干中“可用有机溶剂(如无水乙醇、乙醚)进行提取”可知,青蒿素属于脂溶性物质,A正确;
B、根据题干中“青蒿素抗疟机理主要在于其活化产生的自由基攻击疟原虫的生物膜结构,使其生物膜系统遭到破坏”可知,青蒿素可以裂解疟原虫,破坏疟原虫细胞的完整性,生物膜系统与物质运输、能量转换、信息交流等功能密切相关,青蒿素破坏疟原虫生物膜,会影响其对应功能,B错误;
C、细胞膜能控制物质进出,因此不论是植物细胞(如黄花蒿细胞)还是动物细胞(如疟原虫细胞),其细胞边界都是细胞膜,C错误;
D、黄花蒿属于植物,植物没有系统,因此黄花蒿的结构层次应为:细胞→组织→器官→植物体,D错误。
故选A。
13.下列各项中,细胞结构所含的主要组分及其基本单位对应正确的是( )
A.细胞骨架:蛋白质-氨基酸 B.染色体:DNA-核糖核苷酸
C.细胞壁:纤维素-蔗糖 D.细胞膜:磷脂-ATP和脂肪酸
【答案】A
【详解】A、细胞骨架由蛋白质纤维(如微管蛋白、肌动蛋白等)构成,蛋白质的基本单位是氨基酸,S正确;
B、染色体主要由DNA和蛋白质组成。DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸(由脱氧核糖、含氮碱基和磷酸组成),而核糖核苷酸是RNA的基本单位,B错误;
C、植物细胞壁的主要成分是纤维素,但纤维素是一种多糖,其基本单位是葡萄糖(单糖)。蔗糖是二糖(由葡萄糖和果糖组成),不是纤维素的基本单位,C错误;
D、细胞膜的主要组分包括磷脂(构成脂质双层)。磷脂分子的基本单位包括甘油、脂肪酸和磷酸基团等,但并非直接对应到ATP(腺苷三磷酸,一种核苷酸)和脂肪酸(仅为磷脂的一部分)。ATP与磷脂合成无关,脂肪酸是磷脂的组成成分之一,但表述不完整且混淆了概念,D错误。
故选A。
14.如图为细胞核结构模式图,下列有关叙述正确的是( )
A.①是拟核,是环状的DNA存在的场所
B.②核仁,与核糖体及rRNA的形成有关
C.核孔对物质的运输不具有选择性
D.核膜由两层磷脂分子组成,RNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核
【答案】B
【详解】A、分析图形可知①是染色质,主要由DNA和蛋白质组成,不是拟核,A错误;
B、②是核仁,与核糖体及rRNA的形成有关,B正确;
C、③是核孔,允许某些大分子物质进出,但不允许DNA进出,因此核孔对物质的运输具有选择性,C错误;
D、核膜是由两层膜,4层磷酸分子组成的,D错误。
故选B。
15.细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。当细胞面临代谢压力时,可降解自身大分子或细胞器为生存提供能量。下图表示细胞自噬的信号调控过程,AKT和mTor是两种关键蛋白激酶。下列说法正确的是( )
A.图一中AKT被激活是胰岛素进入细胞中作用的结果
B.细胞自噬过程与细胞中溶酶体产生的水解酶有关
C.细胞自噬可能是由基因决定的程序性死亡过程
D.图二可推测有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡
【答案】D
【详解】A、由图一可知,胰岛素与细胞表面的胰岛素受体结合后激活AKT,胰岛素不能进入细胞中,A错误;
B、水解酶是在核糖体合成的,B错误;
C、细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制,不是由基因决定的程序性死亡过程,C错误;
D、由图二可知,当胰岛素缺乏时,AKT失活,导致mTor失活,对细胞自噬抑制解除,细胞自噬启动,可能诱导细胞凋亡,D正确。
故选D。
16.秀丽隐杆线虫的精细胞不含溶酶体,但成熟精子中的线粒体数量明显低于精细胞。我国科学家在秀丽隐杆线虫体内首次鉴定到一种能特异性包裹线粒体的细胞外囊泡,并命名为“线粒体囊”。研究表明,生殖腺内的蛋白酶可以作为发育信号,依赖细胞内的SPE-12和SPE-8等酶的作用,触发精细胞释放线粒体囊,过程如图所示。下列推测中不合理的是( )
A.精细胞中线粒体的清除过程中没有细胞自噬的参与
B.蛋白酶和胞内酶SPE-12从合成到发挥作用经过的细胞器类型不同
C.线粒体的数量可能和精子的运动能力与可育性有关
D.蛋白质构成的细胞骨架可参与物质的定向运输
【答案】A
【详解】A、细胞自噬是通过形成自噬体包裹受损或多余的细胞器(如线粒体)并降解的过程。题干中精细胞释放“线粒体囊”包裹线粒体并清除,该过程与细胞自噬的机制类似(均涉及细胞器的包裹与清除),因此推测可能存在自噬参与,A错误;
B、蛋白酶若为分泌蛋白,需经核糖体合成、内质网和高尔基体加工后分泌到细胞外发挥作用;而胞内酶SPE-12在细胞内起作用,合成后无需分泌,可能仅需核糖体合成,不经内质网和高尔基体加工。因此二者经过的细胞器类型不同,B正确;
C、线粒体是细胞的“动力工厂”,为精子运动(如尾部摆动)提供能量。成熟精子中线粒体数量减少可能通过减少能量消耗或优化结构,维持其运动能力和受精能力,故线粒体数量与可育性相关,C正确;
D、细胞骨架(由微管、微丝等蛋白质构成)参与细胞内物质运输,如囊泡的移动。“线粒体囊”的释放和运输可能依赖细胞骨架的定向牵引作用,D正确。
故选A。
17.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①方式进出细胞外,离子的跨膜运输须借助于膜蛋白
【答案】B
【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。
18.细胞进行主动运输需要载体蛋白的协助,下列有关载体蛋白的叙述正确的是( )
A.载体蛋白的运输速率不受细胞内外pH的影响
B.动物CO中毒会降低载体蛋白的主动运输速率
C.大分子有机物需借助载体蛋白的协助进入细胞内
D.缺氧会导致人成熟红细胞膜上载体蛋白运输速率降低
【答案】B
【详解】A、载体蛋白的活性可能受pH影响,因为pH变化会导致蛋白质结构改变,从而影响运输速率,A错误;
B、动物CO中毒会阻碍血红蛋白运输氧气,导致细胞有氧呼吸受阻,ATP生成减少,而主动运输需要消耗ATP,因此会降低主动运输速率,B正确;
C、大分子有机物通过胞吞作用进入细胞,依赖细胞膜的流动性,不需要载体蛋白协助,C错误;
D、人成熟红细胞依赖无氧呼吸供能,缺氧不会影响其ATP生成,因此主动运输速率不会降低,D错误;
故选B。
19.小肠绒毛上皮细胞上存在与葡萄糖运输密切相关的载体蛋白,其中SGLTI利用Na+的浓度差将肠腔中的Na+和葡萄糖吸收入细胞;GLUT2既可以从肠腔中以协助扩散的方式吸收葡萄糖,又可以将小肠绒毛上皮细胞中的葡萄糖运入组织液;Na+-K+泵消耗ATP维持细胞内低Na+浓度的状态。下列说法错误的是( )
A.ATP间接驱动SGLT1发挥作用
B.葡萄糖从在肠腔中被吸收到被组织细胞利用共穿过7层生物膜
C.与SGLT1不同,GLUT2转运葡萄糖时不需与葡萄糖分子结合
D.上述三种转运蛋白质运输过程中构象均发生改变
【答案】C
【详解】A、SGLT1利用Na+的浓度差,而Na+的浓度差由Na+-K+泵消耗ATP维持,说明ATP间接驱动SGLT1发挥作用,A正确;
B、葡萄糖从肠腔进入上皮细胞(1层膜),运出到组织液(1层膜),进入毛细血管需穿过毛细血管壁细胞(2层膜),运输到组织细胞时再穿过毛细血管壁细胞(2层膜),最后进入组织细胞(1层膜),共7层生物膜,B正确;
C、GLUT2作为载体蛋白,无论协助扩散还是主动运输,均需与葡萄糖结合并改变构象,C错误;
D、SGLT1、GLUT2和Na⁺-K⁺泵均为载体蛋白,运输时均发生构象改变,D正确。
故选C。
20.气孔由保卫细胞组成,当保卫细胞吸水时,细胞膨胀从而使气孔开放。下图是保卫细胞中的物质交换示意图,下列叙述错误的是( )
A.H+-ATPase具有催化和运输功能
B.K+进入保卫细胞不直接由ATP供能
C.CO2在PEP羧化酶的作用下通过协助扩散进入液泡
D.可溶性糖进入液泡,使液泡的渗透压升高
【答案】C
【详解】A、H+-ATPase可转运H+和催化ATP水解,体现了蛋白质的运输以及催化功能,A正确;
B、K+进入保卫细胞的动力是H+浓度差形成的电化学梯度,而不是ATP水解释放的能量,B正确;
C、CO2进入液泡属于自由扩散,C错误;
D、可溶性糖进入液泡,使液泡的物质的量浓度提高,导致液泡渗透压提高,进而使液泡的吸水能力提高,D正确。
故选C。
二、非选择题题(共5小题,共60分)
21.(10分,除标明外,每空1分)溶酶体的形成过程复杂,需要多种结构参与。在内质网的核糖体上合成溶酶体酶前体,经内质网加工后进入高尔基体cis膜囊,在其中磷酸化后形成甘露糖-6-磷酸(M6P),转移至高尔基体TGN膜,该膜上存在M6P的受体;正常情况下,TGN膜上M6P的受体与M6P结合后包裹进入膜内,最后继而通过运输小泡,再系列过程形成前溶酶体以及溶酶体;在前溶酶体的酸性环境中,M6P受体与M6P分离,并返回高尔基体。其部分过程如图所示。
回答下列问题。
(1)溶酶体是一种单层膜的细胞器,主要存在于 (选填“植物”或“动物”)细胞中,其合成过程中需要 (答出3点即可,3分)等多种结构参与。
(2)M6P受体还有少量存在质膜上,其意义是 (2分)。
(3)由图可知,高尔基体产生囊泡的一侧膜上主要加工 ;另一侧存在M6P受体蛋白,接收来自cis膜囊磷酸化的溶酶体酶。高尔基体cis膜囊对溶酶体酶磷酸化的意义是 (2分)。
(4)与前溶酶体相比,高尔基体的PH (选填“大于”“小于”或“等于”)前溶酶体。
【答案】(1)动物 核糖体、内质网、高尔基体、小泡、线粒体(合理即可,3分)
(2)回收偶尔(错误)分泌到细胞外的磷酸化的溶酶体酶(2分)
(3)分泌蛋白 作为M6P受体识别的信号,只有被磷酸化的溶酶体酶才会形成前溶酶体(2分)
(4)大于
【详解】(1)溶酶体主要存在于动物细胞中。由图可知,溶酶体合成过程中,核糖体合成溶酶体酶前体,内质网加工,高尔基体进一步修饰、分类和包装,线粒体提供能量,即溶酶体合成过程中需要核糖体、内质网、高尔基体、小泡、线粒体等多种结构参与;
(2)质膜上存在少量M6P受体,能识别细胞外的溶酶体酶(或含溶酶体酶的囊泡),将其摄入细胞内,维持细胞内溶酶体酶含量稳定;
(3)由图可知,高尔基体产生囊泡的一侧膜上主要加工分泌蛋白。高尔基体cis膜囊对溶酶体酶磷酸化的意义是使溶酶体酶形成M6P,M6P作为M6P受体识别的信号,只有被磷酸化的溶酶体酶才会形成前溶酶体;
(4)在前溶酶体的酸性环境中,M6P受体与M6P分离,说明前溶酶体的酸性更强,pH更小,所以与前溶酶体相比,高尔基体的pH大于前溶酶体。
22.(11分,每空1分)如图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。请据图回答下列问题:
(1)溶酶体起源于乙 (填细胞器名称)。
(2)为了研究某分泌蛋白的合成,向细胞中注射3H标记的亮氨酸,放射性依次出现在 → →高尔基体→细胞膜及分泌物中。若3H标记的氨基酸综合产生了3H2O,那么水中的O 可能来自氨基酸的 (填基团)。
(3)能够大大增加细胞内膜面积的是 (填细胞器名称),它是细胞内蛋白质加工和运输以及 合成的车间。细胞器膜、 以及细胞膜等共同构成了细胞的生物膜系统。
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有 的特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的 结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。囊泡与细胞膜的融合 (是/不是)随机的,该过程需要多种信号分子和 的参与。
【答案】(1)高尔基体
(2)核糖体 内质网 -COOH
(3)内质网 脂质 核膜
(4)一定的流动性/流动性 受体 不是 细胞骨架
【详解】(1) 分析题图可知,图中溶酶体起源于乙高尔基体。
(2)为了研究某分泌蛋白的合成,向细胞中注射3H标记的亮氧酸,放射性依次出现在核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜及分泌物中。若3H标记的氨基酸综合产生了3H2O,那么水中的O 可能来自氨基酸的—COOH(羧基)。
(3)能够大大增加细胞内膜面积的是内质网,它是细胞内蛋白质合成和加工以及脂质合成的车间。细胞器膜、核膜以及细胞膜共同构成了细胞的生物膜系统。
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有一定流动性特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。细胞骨架能维持细胞的形态,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,因此囊泡与细胞膜的融合不是随机的,该过程需要多种信号分子和细胞骨架的参与。
23.(14分,除标明外,每空2分)真核细胞合成的多种蛋白质,依赖其是否含有信号序列以及信号序列的差异,进而完成准确分选和运输,如图1所示。细胞内的生物膜在结构和功能上是紧密联系的,其部分联系如图2所示。请回答下列问题:
(1)图1中,某些蛋白质经过程⑦通过某结构进入细胞核 (填“具有”或“不具有”)选择性,该结构的作用是 。结合图2阐述细胞内蛋白质定向运输至内质网的可能机制 (3分)。
(2)图3中的溶酶体内部含有多种酸性水解酶,其作用是 。COPI、COPII是被膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图中的 可以帮助实现这些蛋白质的回收。
(3)图3中的结构乙靠近细胞核的一面称为形成面,面向细胞膜的一面称为成熟面。从形成面到成熟面,膜的厚度和化学成分逐渐发生改变,下列有关结构乙叙述正确的有__________(3分)。
A.在细胞的囊泡运输中,高尔基体起着重要的交通枢纽作用
B.与口腔上皮细胞相比,唾液腺细胞中高尔基体的数量可能较多
C.高尔基体可直接接收来自游离核糖体的蛋白质,并准确分选和运输
D.形成面膜的厚度和化学成分可能与内质网膜相似,而成熟面可能与细胞膜相似
【答案】(1)具有 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 核糖体上合成的蛋白质带有特定信号序列,该信号序列与内质网上的受体特异性识别,引导蛋白质进入内质网(3分)
(2)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等 COPI
(3)ABD(3分)
【详解】(1)图1中某些蛋白质经过程⑦通过核孔进入细胞核,核孔具有选择性。核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。结合图2可知,细胞内蛋白质定向运输至内质网的可能机制是:核糖体上合成的蛋白质带有特定信号序列,该信号序列与内质网上的受体特异性识别,从而引导蛋白质进入内质网。
(2)溶酶体内部含有多种酸性水解酶,其作用是能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等。已知COPI、COPII是被膜小泡,甲是内质网,乙是高尔基体,若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,图中的COPI可以帮助实现这些蛋白质的回收。
(3)A、在细胞的囊泡运输中,高尔基体起着重要的交通枢纽作用,它可以接收来自内质网的囊泡,对蛋白质进行加工、分类和包装,再形成囊泡运输到细胞的不同部位,A正确;
B、唾液腺细胞能分泌多种分泌蛋白,而高尔基体与分泌蛋白的加工和运输有关,口腔上皮细胞主要起保护等作用,分泌蛋白较少,所以与口腔上皮细胞相比,唾液腺细胞中高尔基体的数量可能较多,B正确;
C、游离核糖体合成的蛋白质是胞内蛋白,一般不进入高尔基体,高尔基体接收的是附着在内质网上的核糖体合成后经内质网加工的蛋白质,并准确分选和运输,C错误;
D、高尔基体形成面主要接受内质网的囊泡,所以形成面膜的厚度和化学成分可能与内质网膜相似,成熟面形成囊泡与细胞膜融合,所以成熟面可能与细胞膜相似,D正确。
故选ABD。
24.(11分,除标明外,每空1分)海水稻是耐盐碱水稻的俗称,可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植生产。相关研究表明,渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗逆性相关的生理过程示意图如下,回答下列问题。
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质
(1)水分子主要通过 方式进入海水稻根细胞,与水的另一种运输方式相比,其具有的特点是 。
(2)水分子是 ,故可以作为细胞中的良好溶剂;渗透胁迫下,可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的 。
(3)由图可知,SOS1和NHX均可以运输两种物质, (填“能”或“不能”)体现转运蛋白的专一性。
(4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性,影响膜表面糖蛋白的合成,从而影响其细胞 (2分)的功能。据图分析,海水稻根细胞解决上述问题的机制是 (2分)。
(5)除耐盐碱性外,海水稻还具有 (2分)的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
【答案】(1)协助扩散 需要蛋白质的协助
(2)极性分子 渗透压
(3)能
(4)表面识别、信息传递(2分) 通过 NHX 蛋白将细胞质基质中的 Na+逆浓度梯度运入液泡或通过 SOS1 蛋白逆浓度梯度将 Na+运到细胞膜外(2分)
(5)抗病菌(2分)
【详解】(1)水分子可以自由扩散和协助扩散的方式进入细胞,主要以协助扩散的方式进入海水稻根细胞。与自由扩散相比,协助扩散具有的特点是需要蛋白质的协助。
(2)水分子是极性分子,故可以作为细胞中的良好溶剂;渗透胁迫下,可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的渗透压。
(3)由图可知,SOS1 和 NHX 均可以运输两种物质,但不能运输其他物质,因此能体现转运蛋白的专一性。
(4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性,影响膜表面糖蛋白的合成,进而影响其细胞表面识别与细胞间的信息传递的功能。据题图可知,海水稻根细胞解决上述问题的机制是通过 NHX 将细胞质基质中的 Na+逆浓度梯度运入液泡或通过 SOS1 蛋白逆浓度梯度将 Na+运到细胞膜外。
(5)由题图可知,海水稻除耐盐碱性外,还能产生抗菌蛋白,具有抗病菌的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
25.(14分,除标明外,每空2分)细胞具有一套调控“自身质量”的生理过程,以确保自身生命活动在相对稳定的环境中进行。回答下列问题:
(1)蛋白质是生命活动的主要承担者,其单体是氨基酸。若干单体形成的肽链在 内加工、折叠,由囊泡运输到 进一步修饰。若折叠过程发生错误,则蛋白质无法从该处运出,进而导致在细胞内堆积。
(2)错误折叠的蛋白质聚集会影响细胞的功能,另外细胞内损伤的线粒体等细胞器也会影响细胞的功能。研究发现,细胞通过如图所示的自噬机制进行调控。
线粒体的结构决定其功能,线粒体内膜向内折叠形成嵴的意义 。受损伤的线粒体会被泛素标记,然后泛素与 结合,接着一起被包裹进吞噬泡,最后融入溶酶体中被水解酶降解。除此之外,溶酶体还具有 的功能。
(3)迁移体是我国科学家发现的一种可以释放至细胞外的单层膜的细胞器。迁移体可以在细胞间横向转移mRNA和蛋白质,调控下一个细胞的生理状态。由此推测,迁移体可能具有 的功能。科研人员推测受损线粒体还可通过进入迁移体而被释放到细胞外,即“线粒体胞吐”。为此,科研人员利用绿色荧光标记迁移体,红色荧光标记线粒体,用药物C处理细胞使线粒体受损,若观察到 ,则可初步验证上述推测。
【答案】(1)内质网 高尔基体
(2)增大了内膜的表面积,为有氧呼吸相关酶提供了更多的附着位点,有利于有氧呼吸的进行 自噬受体 吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
(3)细胞间信息交流 绿色荧光和红色荧光重叠
【分析】1、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。
2、溶酶体内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。水解酶的化学本质是蛋白质,强酸、强碱、重金属盐等均可使蛋白质发生变性,而失去生理活性。
【详解】(1)蛋白质的合成过程中,若干单体(氨基酸)形成的肽链在内质网腔内加工、折叠,由囊泡运输到高尔基体进一步修饰。
(2)线粒体内膜向内折叠形成嵴的意义是增大了内膜的表面积,为有氧呼吸相关酶提供了更多的附着位点,有利于有氧呼吸的进行。受损伤的线粒体会被泛素标记,然后泛素与自噬受体结合,接着一起被包裹进吞噬泡,最后融入溶酶体中被水解酶降解。说明溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器,除此之外,溶酶体还具有吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等功能。
(3)迁移体可以在细胞间横向转移mRNA(信使RNA)和蛋白质,调控下一个细胞的生理状态。由此推测迁移体可能具有细胞间信息交流的功能。科研人员利用绿色荧光标记迁移体,红色荧光标记线粒体,用药物C处理细胞使线粒体受损,若观察到绿色荧光和红色荧光重叠,可以说明线粒体进入迁移体内,则可初步验证上述推测。
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第二单元 细胞的结构、功能和物质运输
时间:75分钟 分值:100分
一、选择题(每题2分,共40分)
1.科学家发现了第一种能固氮的真核生物—贝氏布拉藻,其固氮功能由硝质体完成。硝质体是贝氏布拉藻吞噬某种固氮蓝细菌后形成的一种与线粒体类似的细胞器。下列说法正确的是( )
A.硝质体具有单层膜结构 B.硝质体含有核糖体
C.固氮蓝细菌中含有线粒体 D.固氮蓝细菌是异养生物
2.非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成为慢性肝病的主要病因,其发病机理与肝细胞中的线粒体功能障碍、脂滴异常增多等密切相关。研究发现,线粒体通过膜接触位点与多种细胞器相互作用,部分过程如下图所示。已知溶酶体能分解脂质,下列叙述错误的是( )
A.由脂质的特性可以推测,脂滴的膜由磷脂单分子层组成
B.促进肝细胞内脂滴与溶酶体融合会诱发NAFLD
C.线粒体与内质网相互作用可能与脂质代谢有关
D.脂滴从内质网的分离体现了生物膜的结构特性
3.研究发现,抗P-钙粘蛋白抗体可与癌细胞表面P-钙粘蛋白结合,改变P-钙粘蛋白嵌合于细胞膜中的方式,使其形成十字形的X-二聚体,引发细胞膜结构改变,进而激活细胞内的凋亡相关基因,导致溶酶体降解癌细胞。下列叙述正确的是( )
A.处于凋亡过程中的细胞,仍然存在新的蛋白质合成
B.溶酶体降解癌细胞内容物后,降解产物不可以供其他细胞再利用
C.X-二聚体的形成与细胞膜的结构特性无关
D.抗P-钙粘蛋白抗体进入细胞后,激活细胞内的凋亡相关基因导致癌细胞凋亡
4.细胞是生物体结构和功能的基本单位,下列关于组成细胞的分子和结构,说法错误的有( )项
①原核细胞都有细胞壁,细胞质,核糖体,且都主要以DNA作为遗传物质,体现了原核细胞的统一性。
②细胞自噬可通过溶酶体合成的水解酶清除受损的细胞器来维持内环境的稳定。
③水能为光合作用生成的还原性辅酶Ⅰ(NADH)提供氢。
④高尔基体可作为细胞膜与细胞核之间物质交流的“桥梁”。
⑤老年人头发变白是由于酪氨酸酶基因异常导致黑色素合成减少所致。
⑥研究生物进化最直接、最可靠的证据是化石。
⑦不饱和脂肪酸仅存在于植物细胞,熔点较低,不易凝固,在室温下通常呈液态,耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。
⑧种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
A.8项 B.6项 C.3项 D.0项
5.真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的主要区别是( )
A.基本组成元素不同 B.单体连接方式不同
C.肽链空间结构不同 D.合成加工场所不同
6.“结构与功能相适应”是生命科学的基本观点之一,某同学运用该观点对细胞的结构和功能进行分析与评价。下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架可以支撑细胞质中诸多的线粒体,有利于其定向运动
B.哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和细胞器,有利于提高氧气运输效率
C.胰腺腺泡细胞中高尔基体发达,有利于加工、转运分泌蛋白
D.细胞核都位于细胞的正中央,有利于其控制细胞代谢和遗传
7.以下有关科学方法的叙述错误的是( )
A.同位素标记法是用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,如用3H标记非必需氨基酸来研究分泌蛋白的合成与运输过程
B.差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法,如可用此方法来分离真核细胞中的各种细胞器
C.模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述既可以是定性的也可以是定量的
D.设计对照实验需要严格控制变量,除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素叫作无关变量
8.细胞骨架中的微管起源于核膜周围的微管组织中心,决定着细胞内几乎所有物质及某些结构的运输,微管网络上的马达蛋白能够介导细胞器、囊泡、蛋白质复合物的运输,还参与细胞分裂等细胞生命活动的调控。如纺锤丝由微管组成,微管会在马达蛋白与微管相关蛋白的作用下发生解聚和聚合。下列叙述错误的是( )
A.真核细胞分泌蛋白的胞内转运需要生物膜系统,而不需要细胞骨架的参与
B.细胞骨架与细胞的形态维持、物质运输及能量转化等活动密切相关
C.微管相关蛋白的作用在有丝分裂的前期与末期时显著增强
D.神经递质及激素等信息分子的分泌过程也需要微管网络的参与
9.高等植物细胞中与信息交流无关的物质或结构是( )
A.细胞骨架 B.纤维素 C.胞间连丝 D.核孔
10.下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换,为胚胎早期发育提供所需养料
B.线粒体内膜折叠形成嵴,使得附着与丙酮酸分解有关酶的膜面积大大增加
C.胰蛋白酶的分泌过程能够说明内质网膜与高尔基体膜组成成分和结构具有相似性
D.从分泌蛋白合成、加工和分泌过程来看,内质网是不同生物膜之间转化的枢纽
11.下列关于细胞结构及组成细胞化合物的叙述,正确的是( )
A.核仁主要与mRNA的合成及核糖体的形成有关
B.细胞间的信息交流都依赖细胞膜上的糖蛋白
C.干旱时,农作物中运输营养物质的结合水会减少
D.磷脂分子中含有磷酸及脂肪酸,可能含N元素
12.青蒿素是从黄花蒿茎叶中提取的无色针状晶体,可用有机溶剂(如无水乙醇、乙醚)进行提取。它的抗疟机理主要在于其活化产生的自由基可攻击疟原虫的生物膜结构。以下说法正确的是( )
A.青蒿素属于脂溶性物质
B.青蒿素不会影响疟原虫物质运输和信息交流等功能
C.黄花蒿细胞和疟原虫细胞的边界是不同的
D.黄花蒿的结构层次是:细胞→组织→器官→系统→植物体
13.下列各项中,细胞结构所含的主要组分及其基本单位对应正确的是( )
A.细胞骨架:蛋白质-氨基酸 B.染色体:DNA-核糖核苷酸
C.细胞壁:纤维素-蔗糖 D.细胞膜:磷脂-ATP和脂肪酸
14.如图为细胞核结构模式图,下列有关叙述正确的是( )
A.①是拟核,是环状的DNA存在的场所
B.②核仁,与核糖体及rRNA的形成有关
C.核孔对物质的运输不具有选择性
D.核膜由两层磷脂分子组成,RNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核
15.细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。当细胞面临代谢压力时,可降解自身大分子或细胞器为生存提供能量。下图表示细胞自噬的信号调控过程,AKT和mTor是两种关键蛋白激酶。下列说法正确的是( )
A.图一中AKT被激活是胰岛素进入细胞中作用的结果
B.细胞自噬过程与细胞中溶酶体产生的水解酶有关
C.细胞自噬可能是由基因决定的程序性死亡过程
D.图二可推测有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡
16.秀丽隐杆线虫的精细胞不含溶酶体,但成熟精子中的线粒体数量明显低于精细胞。我国科学家在秀丽隐杆线虫体内首次鉴定到一种能特异性包裹线粒体的细胞外囊泡,并命名为“线粒体囊”。研究表明,生殖腺内的蛋白酶可以作为发育信号,依赖细胞内的SPE-12和SPE-8等酶的作用,触发精细胞释放线粒体囊,过程如图所示。下列推测中不合理的是( )
A.精细胞中线粒体的清除过程中没有细胞自噬的参与
B.蛋白酶和胞内酶SPE-12从合成到发挥作用经过的细胞器类型不同
C.线粒体的数量可能和精子的运动能力与可育性有关
D.蛋白质构成的细胞骨架可参与物质的定向运输
17.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①方式进出细胞外,离子的跨膜运输须借助于膜蛋白
18.细胞进行主动运输需要载体蛋白的协助,下列有关载体蛋白的叙述正确的是( )
A.载体蛋白的运输速率不受细胞内外pH的影响
B.动物CO中毒会降低载体蛋白的主动运输速率
C.大分子有机物需借助载体蛋白的协助进入细胞内
D.缺氧会导致人成熟红细胞膜上载体蛋白运输速率降低
19.小肠绒毛上皮细胞上存在与葡萄糖运输密切相关的载体蛋白,其中SGLTI利用Na+的浓度差将肠腔中的Na+和葡萄糖吸收入细胞;GLUT2既可以从肠腔中以协助扩散的方式吸收葡萄糖,又可以将小肠绒毛上皮细胞中的葡萄糖运入组织液;Na+-K+泵消耗ATP维持细胞内低Na+浓度的状态。下列说法错误的是( )
A.ATP间接驱动SGLT1发挥作用
B.葡萄糖从在肠腔中被吸收到被组织细胞利用共穿过7层生物膜
C.与SGLT1不同,GLUT2转运葡萄糖时不需与葡萄糖分子结合
D.上述三种转运蛋白质运输过程中构象均发生改变
20.气孔由保卫细胞组成,当保卫细胞吸水时,细胞膨胀从而使气孔开放。下图是保卫细胞中的物质交换示意图,下列叙述错误的是( )
A.H+-ATPase具有催化和运输功能
B.K+进入保卫细胞不直接由ATP供能
C.CO2在PEP羧化酶的作用下通过协助扩散进入液泡
D.可溶性糖进入液泡,使液泡的渗透压升高
二、非选择题题(共5小题,共60分)
21.(10分,除标明外,每空1分)溶酶体的形成过程复杂,需要多种结构参与。在内质网的核糖体上合成溶酶体酶前体,经内质网加工后进入高尔基体cis膜囊,在其中磷酸化后形成甘露糖-6-磷酸(M6P),转移至高尔基体TGN膜,该膜上存在M6P的受体;正常情况下,TGN膜上M6P的受体与M6P结合后包裹进入膜内,最后继而通过运输小泡,再系列过程形成前溶酶体以及溶酶体;在前溶酶体的酸性环境中,M6P受体与M6P分离,并返回高尔基体。其部分过程如图所示。
回答下列问题。
(1)溶酶体是一种单层膜的细胞器,主要存在于 (选填“植物”或“动物”)细胞中,其合成过程中需要 (答出3点即可,3分)等多种结构参与。
(2)M6P受体还有少量存在质膜上,其意义是 (2分)。
(3)由图可知,高尔基体产生囊泡的一侧膜上主要加工 ;另一侧存在M6P受体蛋白,接收来自cis膜囊磷酸化的溶酶体酶。高尔基体cis膜囊对溶酶体酶磷酸化的意义是 (2分)。
(4)与前溶酶体相比,高尔基体的PH (选填“大于”“小于”或“等于”)前溶酶体。
22.(11分,每空1分)如图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。请据图回答下列问题:
(1)溶酶体起源于乙 (填细胞器名称)。
(2)为了研究某分泌蛋白的合成,向细胞中注射3H标记的亮氨酸,放射性依次出现在 → →高尔基体→细胞膜及分泌物中。若3H标记的氨基酸综合产生了3H2O,那么水中的O 可能来自氨基酸的 (填基团)。
(3)能够大大增加细胞内膜面积的是 (填细胞器名称),它是细胞内蛋白质加工和运输以及 合成的车间。细胞器膜、 以及细胞膜等共同构成了细胞的生物膜系统。
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有 的特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的 结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。囊泡与细胞膜的融合 (是/不是)随机的,该过程需要多种信号分子和 的参与。
23.(14分,除标明外,每空2分)真核细胞合成的多种蛋白质,依赖其是否含有信号序列以及信号序列的差异,进而完成准确分选和运输,如图1所示。细胞内的生物膜在结构和功能上是紧密联系的,其部分联系如图2所示。请回答下列问题:
(1)图1中,某些蛋白质经过程⑦通过某结构进入细胞核 (填“具有”或“不具有”)选择性,该结构的作用是 。结合图2阐述细胞内蛋白质定向运输至内质网的可能机制 (3分)。
(2)图3中的溶酶体内部含有多种酸性水解酶,其作用是 。COPI、COPII是被膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图中的 可以帮助实现这些蛋白质的回收。
(3)图3中的结构乙靠近细胞核的一面称为形成面,面向细胞膜的一面称为成熟面。从形成面到成熟面,膜的厚度和化学成分逐渐发生改变,下列有关结构乙叙述正确的有__________(3分)。
A.在细胞的囊泡运输中,高尔基体起着重要的交通枢纽作用
B.与口腔上皮细胞相比,唾液腺细胞中高尔基体的数量可能较多
C.高尔基体可直接接收来自游离核糖体的蛋白质,并准确分选和运输
D.形成面膜的厚度和化学成分可能与内质网膜相似,而成熟面可能与细胞膜相似
24.(11分,除标明外,每空1分)海水稻是耐盐碱水稻的俗称,可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植生产。相关研究表明,渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗逆性相关的生理过程示意图如下,回答下列问题。
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质
(1)水分子主要通过 方式进入海水稻根细胞,与水的另一种运输方式相比,其具有的特点是 。
(2)水分子是 ,故可以作为细胞中的良好溶剂;渗透胁迫下,可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的 。
(3)由图可知,SOS1和NHX均可以运输两种物质, (填“能”或“不能”)体现转运蛋白的专一性。
(4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性,影响膜表面糖蛋白的合成,从而影响其细胞 (2分)的功能。据图分析,海水稻根细胞解决上述问题的机制是 (2分)。
(5)除耐盐碱性外,海水稻还具有 (2分)的特点,因此与普通水稻相比产量更高。
25.(14分,除标明外,每空2分)细胞具有一套调控“自身质量”的生理过程,以确保自身生命活动在相对稳定的环境中进行。回答下列问题:
(1)蛋白质是生命活动的主要承担者,其单体是氨基酸。若干单体形成的肽链在 内加工、折叠,由囊泡运输到 进一步修饰。若折叠过程发生错误,则蛋白质无法从该处运出,进而导致在细胞内堆积。
(2)错误折叠的蛋白质聚集会影响细胞的功能,另外细胞内损伤的线粒体等细胞器也会影响细胞的功能。研究发现,细胞通过如图所示的自噬机制进行调控。
线粒体的结构决定其功能,线粒体内膜向内折叠形成嵴的意义 。受损伤的线粒体会被泛素标记,然后泛素与 结合,接着一起被包裹进吞噬泡,最后融入溶酶体中被水解酶降解。除此之外,溶酶体还具有 的功能。
(3)迁移体是我国科学家发现的一种可以释放至细胞外的单层膜的细胞器。迁移体可以在细胞间横向转移mRNA和蛋白质,调控下一个细胞的生理状态。由此推测,迁移体可能具有 的功能。科研人员推测受损线粒体还可通过进入迁移体而被释放到细胞外,即“线粒体胞吐”。为此,科研人员利用绿色荧光标记迁移体,红色荧光标记线粒体,用药物C处理细胞使线粒体受损,若观察到 ,则可初步验证上述推测。
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