内容正文:
课时跟踪练(4) 细胞膜和细胞核
一、选择题
1.膜脂是生物膜的基本组成成分,主要包括磷脂、糖脂和固醇三种基本类型。下列相关叙述正确的是 ( )
A.膜脂在细胞进行胞吞和胞吐时发挥重要作用
B.胆固醇在动物细胞膜中的含量高于磷脂
C.膜脂主要是由细胞中的高尔基体合成的
D.磷脂分子不具有疏水性,容易形成磷脂双分子层
A 解析:膜脂中的磷脂分子具有流动性,在细胞进行胞吞和胞吐时发挥重要作用,A正确;磷脂构成生物膜的基本支架,在细胞膜中的含量高于胆固醇,B错误;膜脂的合成场所主要是内质网,C错误;磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部,可以形成磷脂双分子层,D错误。
2.细胞核的结构与功能有密切的联系。下列说法错误的是 ( )
A.控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令,主要通过核孔从细胞核送到细胞质
B.细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关
C.染色质和染色体是同一种物质
D.DNA和蛋白质都可以通过核孔自由进出细胞核
D 解析:核孔是核质之间进行物质交换和信息交流的通道,控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令,主要通过核孔从细胞核送到细胞质,A正确;染色质的成分主要是DNA和蛋白质,细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关,B正确;染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态,C正确;核孔具有选择透过性,DNA不能通过核孔出细胞核,D错误。
3.磷脂分子是组成生物膜的主要成分,它有一个“头”部和两个“尾”部,利用丙酮将生物膜中的磷脂分子提取出来,可在空气—水界面上铺展成单分子层。下列说法错误的是 ( )
A.在空气—水界面上磷脂分子的“头”部朝向空气
B.组成磷脂分子的化学元素有C、H、O、N、P
C.在生物膜的内部形成了一个相对疏水的环境
D.人的成熟红细胞中全部磷脂分子铺成单分子层后的面积约为红细胞表面积的2倍
A 解析:磷脂分子的“头”部和“尾”部分别是亲水和疏水的,在空气—水界面上磷脂分子的“头”部与水接触,“尾”部朝向空气,A错误;组成磷脂分子的化学元素有C、H、O、N、P,B正确;在生物膜中两层磷脂分子的“尾”部相对排列,在生物膜的内部形成了一个相对疏水的环境,C正确;人的成熟红细胞中只有细胞膜,没有其他的生物膜,因此其全部磷脂分子铺成单分子层后的面积约为红细胞表面积的2倍,D正确。
4.MTT法是一种检测细胞是否存活的方法,MTT是一种接受氢离子的染料,活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是 ( )
A.MTT是一种可以通过细胞膜的染料
B.检测MTT结晶的量一般可以间接反映活细胞的数量
C.MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同
D.MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活
C 解析:由题意“活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞无此功能”可知,MTT是一种可以通过细胞膜的染料,A正确;活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,故检测MTT结晶的量一般可以间接反映活细胞的数量,B正确;用台盼蓝染色,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色,MTT法则是活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞不变色,故两者检测细胞是否存活的原理不同,C错误;哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体,不能用MTT法检测哺乳动物成熟红细胞是否存活,D正确。
5.(2025·云南曲靖模拟)下图为细胞核结构模式图,下列相关叙述错误的是 ( )
A.①是遗传物质的载体,能被碱性染料染成深色
B.②储存着大量遗传信息,是细胞代谢和遗传的控制中心
C.③主要由磷脂和蛋白质组成,在细胞分裂中会消失和重建
D.酶和RNA通过核孔出入细胞核时需要消耗能量
B 解析:①为染色质,能被碱性染料染成深色,A正确;②是核仁,它不是细胞代谢和遗传的控制中心,B错误;③是核膜,主要由磷脂和蛋白质组成,在细胞分裂中会消失和重建,C正确;酶的化学本质主要为蛋白质,少数为RNA,由图可知,蛋白质和RNA通过核孔进出细胞核时需消耗能量,故酶和RNA通过核孔出入细胞核时需要消耗能量,D正确。
6.(2025·湖北武汉模拟)研究人员从疟原虫体内分离出一种称为VAR2CSA的蛋白质(疟疾蛋白),通过对VAR2CSA进行结构改造并添加细胞毒性药物,制成了重组蛋白。这种重组蛋白能够与癌细胞识别、结合,融入癌细胞并释放毒素,导致癌细胞死亡。下列有关叙述错误的是 ( )
A.通常利用32P标记疟疾蛋白,以用于癌症治疗的研究
B.结构改造后的疟疾蛋白可与双缩脲试剂发生紫色反应
C.重组蛋白能够与癌细胞识别离不开细胞膜上糖被等物质
D.重组蛋白融入癌细胞,需要借助细胞膜的流动性且消耗能量
A 解析:蛋白质主要含有C、H、O、N四种元素,有的还含有P、S,P不是蛋白质特有的元素,因此一般不用于标记蛋白质,A错误。
7.为探究细胞核的功能,科学家进行了以下实验(见图):①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,中间只是很少的细胞质相连,结果无核的一半(a)停止分裂,有核的一半(b)能继续分裂;②b部分分裂到16~32个细胞时,将一部分细胞核挤入到不能分裂的a部分,结果a部分开始分裂、分化,发育成正常的胚胎。下列叙述错误的是 ( )
A.实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
B.实验①中,a部分属于对照组,b部分属于实验组
C.实验②中,a部分的操作与实验①中a部分的操作形成对照
D.该实验不能说明细胞核与细胞的寿命有关系
B 解析:有核或植入核的部分能分裂、分化,无核的部分则停止分裂,说明细胞核与细胞的分裂、分化有关,A正确;实验①中,a部分无核不分裂,b部分有核继续分裂,因此b部分是对照组,B错误;实验②中,a部分植入核后开始分裂、分化,与实验①中a部分无核停止分裂形成自身前后对照,C正确;整个实验并没有涉及细胞的寿命,不能说明细胞核与细胞寿命的关系,D正确。
8.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态和大小的结构称为红细胞影,其部分结构如下图所示。下列有关叙述错误的是 ( )
A.构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,其具有流动性
B.红细胞膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,与控制物质进出有关
C.膜上G蛋白与跨膜运输有关,同时兼有催化功能
D.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,使细胞膜的流动性降低
B 解析:构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,其具有流动性,A正确;红细胞膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合形成糖蛋白,与细胞间信息交流有关,B错误;分析题图可知,红细胞通过G蛋白排出Na+吸收K+,维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度,同时G蛋白可以催化ATP水解,C正确;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,使细胞膜的流动性降低,D正确。
9.(2025·山西太原模拟)科研人员解析了来自非洲爪蟾的核孔复合体(NPC)的近原子分辨率结构。他们通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在核膜上,控制着核质之间的物质交换。下列说法错误的是 ( )
A.附着NPC的核膜为双层膜结构且与内质网膜相联系
B.NPC实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流
C.核膜上NPC的数量与细胞代谢强度有关
D.大分子物质通过NPC进出细胞核时不消耗能量
D 解析:大分子物质通过NPC进出细胞核时需要消耗能量,D错误。
10.观察3H标记核膜的变形虫,发现分裂期形成许多带放射性的单层小囊泡。分裂形成的子细胞核大小与母细胞核相近,每个子细胞核放射性强度基本相同。下列叙述正确的是 ( )
A.核膜的解体与重建有利于遗传物质的平均分配
B.核膜在分裂间期裂解为许多小囊泡
C.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的中心
D.核膜上具有核孔,能够实现细胞之间频繁的物质交换和信息交流
A 解析:核膜的解体与重建有利于遗传物质的平均分配,A正确;核膜在分裂前期裂解为许多小囊泡,B错误;细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,C错误;核膜上具有核孔,能够实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,D错误。
二、非选择题
11.一系列实验证明细胞膜具有流动性。某生物兴趣小组欲通过实验来探究温度对细胞膜的流动性是否有影响,进行了如下实验设计。将小鼠细胞和人细胞融合并分别用红色和绿色荧光剂标记人和小鼠细胞膜上的蛋白质,然后在37 ℃下培养,发现融合细胞膜上的红色和绿色荧光物质均匀相间分布所用时间为40 min。
(1)请分析实验的严谨性后进行补充。
将小鼠细胞和人细胞融合并分别用红色和绿色荧光剂标记人和小鼠细胞膜上的蛋白质,然后均分为两组,分别____________________________________,观察并记录____
___________________________________________________________________的时间。
(2)实验预测及分析:
上表中①②③应分别为①______;②______;③________。(填“大于”“小于”或“等于”)
结论:A.④___________________________________________________________________;
B.⑤________________________________________________________________________。
该实验最可能的结论是________(填字母)。
(3)该实验除通过荧光物质分布均匀所用的时间比较来判断结论外,还可用________________________________________来判断。根据该方法预测,40 min后在10 ℃下融合细胞中荧光物质的分布情况是________________________。
答案:(1)在10 ℃、40 ℃条件下培养 融合的细胞膜上红色、绿色荧光物质分布均匀所用
(2)小于 等于 大于 升高温度,细胞膜的流动性增强 温度变化对细胞膜的流动性无影响 A
(3)相同时间内荧光物质在细胞膜上的分布情况 分布不均匀
解析:(1)由实验预测分析可知,本实验设置10 ℃、37 ℃、40 ℃三组实验,且其中37 ℃的实验结果是已知的,所以实验方案为将小鼠细胞和人细胞融合并标记,然后均分为两组,分别在10 ℃、40 ℃条件下培养,观察并记录融合的细胞膜上红色和绿色荧光物质均匀分布所用的时间。(2)本实验的目的是探究温度对细胞膜的流动性是否有影响,属于探究性试验,实验的结果和结论不是唯一的,所以10 ℃和40 ℃条件下的结果都有三种,结论分别是升高温度,细胞膜流动性增强;温度变化对细胞膜的流动性无影响;升高温度,细胞膜流动性减弱。实验最可能的结论是升高温度,细胞膜的流动性增强。(3)除用荧光物质分布均匀所用的时间来判断结论外,还可以用相同时间内荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断。10 ℃下融合的细胞,细胞膜的流动性可能较慢,40 min后荧光物质的分布情况最可能是分布不均匀。
12.下图是某种新型的抗肿瘤药物分子进入细胞核的过程。请回答问题:
(1)肿瘤细胞核内储存着遗传信息,是细胞____________的控制中心。核膜上的核孔实现了____________________________的功能。
(2)图1显示,药物分子依赖于细胞膜具有____________的结构特点进入细胞,有的在____________被直接降解,有的则在溶酶体中被降解。
(3)科研人员发现亲核蛋白可以进入细胞核内,为研究其进入细胞核的机理,设计了有关实验,操作与实验结果如图2所示。实验处理后,研究者检测了各组的__________________。综合上述研究,提高该新型抗肿瘤药物作用效果是将抗肿瘤药物与亲核蛋白的________(填“头部”或“尾部”)组合,促进药物分子快速入核。
答案:(1)代谢和遗传 核质之间频繁的物质交换和信息交流
(2)(一定的)流动性 细胞质基质
(3)放射性出现的位置 尾部
解析:(1)DNA中的碱基排列顺序代表遗传信息,细胞核是遗传物质的主要储存场所,是细胞代谢和遗传的控制中心。核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道,实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流的功能。(2)由图可知,药物分子依赖于细胞膜的流动性进入细胞,部分进入细胞的药物在细胞质基质中可被分解。(3)用放射性物质标记亲核蛋白的头部和尾部,并对亲核蛋白进行有限水解,使之分散为头部和尾部,然后注射进爪蟾卵母细胞的细胞质,检测放射性是否会出现在细胞核中,从而判断亲核蛋白进入细胞核的机理。据图可知,注射具放射性的尾部时,放射性可在细胞核中出现,因此将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部组合,可促进药物分子快速入核。
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