内容正文:
课时跟踪练(5) 细胞器之间的分工合作
一、选择题
1.下列关于细胞质基质的叙述,不正确的是 ( )
A.细胞质基质中有多种酶
B.细胞质基质能与细胞器间进行物质交换
C.细胞质基质的主要成分是蛋白质
D.细胞质基质是细胞质中除细胞器外的液体部分
C 解析:细胞质基质是多种代谢活动的场所,含有与代谢活动相关的多种酶,A正确;细胞质基质能与细胞器间进行物质交换,B正确;细胞质基质的主要成分是水,C错误;细胞质基质是细胞质中除细胞器外的液态基质(溶胶状),D正确。
2.细胞中线粒体功能受损时可“自动”与溶酶体融合并被其分解清除,该现象称为线粒体自噬,该过程受阻可引发如帕金森病等多种疾病。下列有关叙述错误的是 ( )
A.溶酶体能合成和分泌多种水解酶参与线粒体自噬
B.受损线粒体和溶酶体融合与生物膜的流动性有关
C.线粒体自噬可对细胞中的某些物质进行回收利用
D.适当增强线粒体自噬水平有利于帕金森病的治疗
A 解析:溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的,再依次经过内质网和高尔基体的加工,不是溶酶体合成和分泌的,A错误;受损的线粒体和溶酶体融合形成“自噬体”,该过程与生物膜的流动性有关,B正确;线粒体自噬后的水解产物,如氨基酸、核苷酸等物质可以进行回收利用,C正确;由题意可知,线粒体自噬过程受阻可引发帕金森病,故适当增强线粒体自噬水平有利于帕金森病的治疗,D正确。
3.(2025·河北邯郸模拟)最早被发现的细胞器是1769年科学家在草履虫细胞内观察到的颗粒样结构——刺丝泡。当草履虫受到外界刺激时,刺丝泡尖端的膜与细胞膜发生融合,随后刺丝泡内物质发射至体外抵御捕食者。下列有关说法错误的是 ( )
A.刺丝泡中的蛋白质由核糖体合成
B.草履虫是原核生物,无以核膜为界限的细胞核
C.刺丝泡膜与细胞膜、线粒体膜成分基本一致
D.刺丝泡膜与细胞膜的融合体现了生物膜的结构特点
B 解析:核糖体是合成蛋白质的场所,刺丝泡中的蛋白质是由核糖体合成的,A正确;草履虫是单细胞的真核生物,B错误;刺丝泡膜与细胞膜、线粒体膜的成分基本一致,主要含有脂质和蛋白质,C正确;刺丝泡膜与细胞膜的融合与细胞膜具有流动性有关,细胞膜具有流动性属于生物膜的结构特点,D正确。
4.易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体,其中心有一个直径大约2 nm的通道,能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网,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。下列说法正确的是 ( )
A.若多肽链在内质网中正确折叠,则会通过易位子运往高尔基体
B.附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质不都是分泌蛋白
C.用3H标记亮氨酸的羧基可追踪分泌蛋白的合成和运输过程
D.易位子进行物质运输时具有识别能力,体现了内质网膜的流动性
B 解析:若多肽链在内质网中正确折叠,则会通过囊泡运往高尔基体,A错误;附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质不都是分泌蛋白,也可能是溶酶体中的水解酶等,B正确;脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分子水,因此不能用3H标记亮氨酸的羧基,否则在脱水缩合过程中3H会脱去形成水,C错误;分析题意可知,易位子能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网,说明易位子具有识别能力,体现了内质网膜的选择透过性,D错误。
5.细胞的结构与功能是相适应的,下列有关叙述错误的是 ( )
A.某些核糖体附着在内质网膜上,有利于对合成的肽链进行加工运输
B.线粒体内膜向内腔折叠增大膜面积,有利于有氧呼吸第三阶段的进行
C.吞噬细胞的溶酶体内含有多种水解酶,有利于处理、暴露病原体抗原
D.叶绿体中类囊体堆叠可以增大固定CO2和三碳化合物还原场所的面积
D 解析:核糖体是蛋白质合成的场所,内质网可以对蛋白质进行加工和运输,所以某些核糖体附着在内质网膜上,有利于对合成的肽链进行加工运输,A正确;线粒体内膜向内腔折叠形成嵴,增大膜面积,有利于附着更多的酶,有利于有氧呼吸第三阶段的进行,B正确;吞噬细胞是抗原呈递细胞,其溶酶体内含有多种水解酶,有利于处理、暴露病原体抗原,C正确;CO2的固定和三碳化合物的还原属于暗反应,其场所为叶绿体基质,D错误。
6.(2025·云南保山模拟)在血清饥饿胁迫条件下,线粒体会转化形成Swell和Donut两种形态。Swell线粒体丢失膜电势并表达部分基因,从而促进其自噬降解;而Donut线粒体保持膜电势从而抵抗线粒体自噬,即便使用化学药物使Donut线粒体丢失膜电势,虽不能供能但仍能抵抗自噬。胁迫条件解除后,Donut线粒体能恢复正常状态。下列推测错误的是 ( )
A.受胁迫时,衰老、受损或供能不足的线粒体会转化成Swell线粒体
B.参与线粒体自噬过程的细胞器只有内质网
C.线粒体膜电势的维持是线粒体供能的必要条件
D.线粒体形态结构改变有利于选择性控制线粒体的质量和数量
B 解析:受胁迫时,衰老、受损或供能不足的线粒体会转化成Swell线粒体,从而促进其自噬降解,A正确;参与线粒体自噬过程的细胞器除了内质网,还有溶酶体等,B错误;由题干可知,使用化学药物使Donut线粒体丢失膜电势则不能供能,故线粒体膜电势的维持是线粒体供能的必要条件,C正确;线粒体形态结构改变有利于选择性控制线粒体的质量和数量,D正确。
7.在液泡发达的植物细胞中,细胞质成薄层沿着细胞膜以一定的速度和方向循环流动,这种不断地循环流动称为细胞质环流。下列关于细胞质环流的叙述,正确的是 ( )
A.细胞质环流能使细胞内各种营养物质在细胞质基质中均匀分布
B.显微镜下观察到的细胞质环流方向与实际环流方向相反
C.同一植物的衰老细胞和幼嫩细胞细胞质环流的速度相同
D.用黑藻观察细胞质环流时,若流动缓慢,说明细胞已经失活
A 解析:细胞质环流能加快细胞内物质的运输速度,使细胞内各种营养物质在细胞质基质中均匀分布,A正确;显微镜下观察到的细胞质环流方向与实际环流方向相同,B错误;同一植物的衰老细胞细胞质环流的速度一般小于幼嫩细胞细胞质环流的速度,C错误;用黑藻观察细胞质环流时,若流动缓慢,说明细胞没有失活,D错误。
8.(2025·安徽宿州模拟)蓖麻毒素是一种分泌蛋白,它能使真核生物的核糖体失去活性。细胞分泌蓖麻毒素过程中通过高尔基体以囊泡形式运输至液泡,在液泡中加工成成熟的蓖麻毒素,再分泌至细胞外。下列有关此过程的叙述,错误的是 ( )
A.蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质
B.蓖麻毒素的加工需要内质网、高尔基体、液泡的参与
C.成熟的蓖麻毒素可独立穿出液泡膜进而分泌至胞外
D.蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体
C 解析:蛋白质的合成场所是核糖体,蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质,A正确;根据题意可知,蓖麻毒素是一种分泌蛋白,其加工需要内质网、高尔基体和液泡的参与,B正确;蓖麻毒素是一种分泌蛋白,其需要借助囊泡以胞吐的方式分泌到细胞外,C错误;蓖麻毒素能使真核生物的核糖体失去活性,故蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体,D正确。
9.细胞膜塑形蛋白促进囊泡形成的机制揭示,为了将细胞内的废物清除,细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(分子垃圾袋)形成,将细胞受损的蛋白质运到“回收利用工厂”,在那里将废物降解,使“组件”被重新利用。下列相关叙述错误的是 ( )
A.囊泡的形成主要与中心体有关
B.细胞膜塑形蛋白的形成与核糖体有关
C.“分子垃圾袋”主要由磷脂和蛋白质构成,具有流动性
D.“回收利用工厂”可能是溶酶体,“组件”可能是氨基酸
A 解析:囊泡的形成与中心体无关,A错误;蛋白质合成的场所是核糖体,故细胞膜塑形蛋白的形成与核糖体有关,B正确;“分子垃圾袋”是细胞膜形成的囊泡,主要由磷脂和蛋白质构成,具有流动性,C正确;“回收利用工厂”能降解废物,应该是溶酶体,“回收利用工厂”将受损的蛋白质降解,因此形成的“组件”可能是氨基酸,能被细胞重新利用合成蛋白质,D正确。
10.(2025·云南昭通模拟)小窝是细胞膜上呈多种形态的凹陷结构,参与胞吞、胞内运输以及多种途径的信号转导等。小窝蛋白是小窝的标志蛋白,其肽链中段位于磷脂双分子层中,首尾两段均位于细胞质基质中。下列相关叙述正确的是 ( )
A.小窝蛋白的中段和磷脂分子的尾部都具有亲水性
B.借助高倍光学显微镜可以清晰地观察到细胞膜上的小窝
C.小窝蛋白是在核糖体上通过转录和翻译过程合成的
D.内质网和高尔基体都参与了小窝蛋白的加工与转运
D 解析:小窝蛋白的中段位于磷脂双分子层中,而磷脂分子的尾部具有疏水性,故小窝蛋白的中段也具有疏水性,A错误;细胞膜上的小窝属于亚显微结构,亚显微结构需要在电子显微镜下才能观察到,B错误;小窝蛋白的本质为蛋白质,是经过转录和翻译过程形成的,其中转录的场所是细胞核,而翻译的场所是核糖体,C错误;小窝蛋白属于膜蛋白,膜蛋白首先在核糖体上合成,后经内质网和高尔基体加工后再转移到膜上,故内质网和高尔基体都参与了小窝蛋白的加工与转运,D正确。
二、非选择题
11.下图为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a~f表示相应的细胞结构,①~⑧表示相应的生理过程,请据图回答问题:
(1)膜泡是细胞中的一种重要结构,能包裹蛋白质形成囊泡,由于其结构不固定,因而不能称之为细胞器。图示动物细胞中,能产生膜泡的细胞器一般有________________(填细胞器名称),组成生物膜系统的结构有________________(填字母)。
(2)①②途径合成的蛋白质可通过________进入b,通过⑤⑥途径合成的蛋白质除⑦⑧去向外,请再列举一个去向:____________。
(3)某些细胞在分裂间期,细胞中结构c的数目增多,其增多的方式有3种假说:
Ⅰ .细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;
Ⅱ .细胞利用其他生物膜装配形成;
Ⅲ .结构c分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,每完成一个细胞周期进行取样,检测结构c的放射性,结果如下表所示。试分析:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是________________________
_______________________________________________________________。
②实验结果初步支持假说________(填“ Ⅰ ”“ Ⅱ ”或“ Ⅲ ”),依据是____________
________________________________________________________________________。
答案:(1)内质网、高尔基体 b、c、d、e、f
(2)核孔 进入溶酶体
(3)①成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有被3H标记 ② Ⅲ 结构c为线粒体,线粒体随细胞增殖而增殖,且测得的相对放射性随标记后细胞增殖的代数的增加而逐代减半
解析:(1)分泌蛋白的分泌过程中,内质网可形成包裹蛋白质的囊泡,将蛋白质运输到高尔基体,高尔基体也可形成包裹蛋白质的囊泡,将蛋白质运送到细胞膜,所以动物细胞中能产生膜泡的细胞器一般有内质网和高尔基体。细胞器膜、细胞膜和核膜等结构共同构成生物膜系统,所以动物细胞中参与细胞生物膜系统组成的结构有b细胞核、c线粒体、d内质网、e高尔基体、f细胞膜。(2)细胞核的核膜上有核孔,核孔具有选择透过性,细胞质中的蛋白质可以通过核孔进入b细胞核。分泌蛋白首先在核糖体上合成,先后经过内质网、高尔基体的加工,最后通过细胞膜分泌到细胞外;溶酶体中含有大量的水解酶,也是通过⑤⑥途径合成的蛋白质。(3)①实验设计应遵循对照与单一变量原则,故实验中所用的“另一种培养基”成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有被3H标记,以形成对照。②结构c为线粒体,线粒体随细胞增殖而增殖,且测得的相对放射性随标记后细胞增殖的代数的增加而逐代减半,故初步判断3种假设中成立的是 Ⅲ (结构c分裂增殖形成)。
12.抗蛇毒血清的生产过程是将减毒处理的蛇毒注射至马的体内,重复几次后,从马的血清中获得“抗蛇毒血清”,中和蛇毒的物质主要是抗体。图1为免疫细胞内“抗蛇毒血清”抗体的合成及分泌过程,图2为免疫细胞内损伤的线粒体和错误折叠的蛋白质降解过程。回答下列问题:
(1)抗蛇毒血清中的抗体化学本质是______,该类物质可用________试剂鉴定。抗体合成和分泌依次经过的细胞结构有核糖体→____________(用序号和箭头表示)。
(2)由图1可知,细胞内存在丰富的膜结构,共同构成细胞的____________,细胞内各组分间可以通过________相互转化,体现了生物膜的结构特点:____________________。抗体从④处分泌到细胞外________(填“需要”或“不需要”)转运蛋白的协助。
(3)据图2分析,损伤的线粒体和错误折叠的蛋白质会被________包裹,该结构再与溶酶体融合,溶酶体中的________将吞噬泡中的物质降解。细胞在溶酶体的参与下降解自身物质的过程称为自噬。自噬体内物质被降解后,可为细胞维持生存提供基本原料和能量,由此推测当细胞内养分不足时,细胞的“自噬作用”会________(填“增强”或“减弱”)。
答案:(1)蛋白质(或免疫球蛋白) 双缩脲 ①→②→④
(2)生物膜系统 囊泡 具有一定的流动性 不需要
(3)吞噬泡 水解酶 增强
解析:(1)抗体是由浆细胞产生并分泌的蛋白质(免疫球蛋白),蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应。抗体首先在核糖体上合成,形成的肽链进入内质网中进行初步加工,然后再通过囊泡转移到高尔基体进一步加工,最后被囊泡包裹与细胞膜融合,通过胞吐的方式分泌到胞外,整个过程中需要线粒体提供能量。综上所述可知,抗体合成和分泌依次经过核糖体→①(内质网)→②(高尔基体)→④(细胞膜)。(2)图1为真核细胞,真核细胞内的核膜、细胞器膜和细胞膜等结构统称为生物膜系统,各组分间(如内质网和高尔基体之间)可通过囊泡相互转化,该过程发生膜的融合,体现了生物膜具有一定的流动性。抗体分泌到细胞外属于胞吐,胞吐过程需要消耗能量,但不需要转运蛋白协助。(3)错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体会被泛素标记,被标记的物质或结构与自噬受体结合并被吞噬泡包裹,吞噬泡与溶酶体融合,溶酶体中含有多种水解酶,可将吞噬泡内错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体降解。当细胞内养分不足时,细胞的“自噬作用”会增强,以补充细胞维持生存所需的基本原料。
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