第二单元 细胞的结构、功能和物质运输（综合训练）（北京专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第二单元 细胞的结构、功能和物质运输 时间：90分钟 分值：100分 一、选择题，该部分总共15题，每题2分，共30分。 1．大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是（    ） A．制备时需用纤维素酶和果胶酶 B．膜具有选择透过性 C．可再生出细胞壁 D．失去细胞全能性 【答案】D 【详解】A、大豆叶片细胞是植物细胞，具有细胞壁，其细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需用纤维素酶和果胶酶进行处理，A正确； B、生物膜的功能特点是具有选择透过性，所以膜具有选择透过性，B正确； C、原生质体可以再生出新的细胞壁，C正确； D、分离出的原生质体具有全能性，可用于植物体细胞杂交，为杂种植株的获得提供了理论基础，D错误。 故选D。 2．蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体，参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解，从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是（　　） A．去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量 B．去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动 C．抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量 D．去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解 【答案】C 【详解】A、胞吞过程是一个耗能过程，需要消耗能量，去唾液酸糖蛋白的胞吞也不例外，A正确； B、胞吞过程中细胞膜会发生形态的改变，这依赖于膜脂的流动性，所以去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动，B正确； C、已知蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关，蛋白R参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解从而调节胆固醇代谢，那么抑制蛋白R合成，会使蛋白R减少，可能导致血液中胆固醇水平降低，而不是增加，C错误； D、溶酶体中含有多种水解酶，能够分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等，去唾液酸糖蛋白被胞吞后可以在溶酶体中被降解，D正确。 故选C。 3．在细胞的生命活动中，下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是（    ） A．高尔基体 B．溶酶体 C．核糖体 D．端粒 【答案】A 【详解】A、高尔基体自身的结构和主要功能不涉及核酸。它既不像线粒体、叶绿体那样含有自己的DNA和RNA，也不像核糖体那样由RNA构成。因此，高尔基体中一般不会出现核酸分子，A符合题意； B、当溶酶体分解衰老的线粒体、叶绿体或核糖体时，会分解其中的DNA和RNA。当它消化病毒或细菌时，也会分解其核酸。因此，在溶酶体的“工作”过程中，其内部是会出现核酸分子的（作为被水解的底物），B不符合题意； C、核糖体本身就是由核糖体RNA（rRNA）和蛋白质构成的。rRNA是核酸的一种。此外，在翻译过程中，信使RNA（mRNA）作为模板，转运RNA（tRNA）负责运载氨基酸，它们也都会与核糖体结合。所以核糖体必然含有核酸，C不符合题意； D、端粒的化学本质是DNA—蛋白质复合体。DNA本身就是脱氧核糖核酸，是核酸的一种。所以端粒中会出现核酸，D不符合题意。 故选A。 4．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。 5．胞间连丝是贯穿两个相邻植物细胞的管状结构，如下图。下列关于胞间连丝的推测，错误的是（　　） A．有助于多细胞生物形成有序的细胞“社会” B．①②为高尔基体，连通相邻细胞的生物膜系统 C．是相邻细胞间进行信息交流的通道 D．可能成为病毒在细胞间传播的通道 【答案】B 【详解】A、胞间连丝通过物质交换和信号传递，协调相邻细胞的生命活动，是多细胞植物细胞间协同作用的重要结构，符合“细胞社会”的有序性，A正确； B、胞间连丝的核心结构是内质网衍生的管状结构，穿过细胞壁，连接相邻细胞的细胞质，而非高尔基体，B错误； C、胞间连丝可传递RNA、蛋白质等信号分子，是植物细胞间信息交流的重要途径，C正确； D、某些植物病毒（如烟草花叶病毒）可通过胞间连丝在细胞间扩散，甚至通过修饰胞间连丝的孔径扩大传播效率，D正确。 故选B。 6．白色念珠菌是一种常见的真菌病原体，其Ⅴ型质子泵通过调控液泡内pH影响生理和毒性。V型质子泵结构如图所示，其中亚基具有真菌特异性。相关叙述错误的是（    ） A．白色念珠菌具有成形的细胞核 B．V型质子泵既水解ATP又转运 C．若V型质子泵无法工作，液泡内pH下降 D．亚基可作为抗白色念珠菌感染的靶点 【答案】C 【详解】A、白色念珠菌是一种常见的真菌病原体，为真核生物，具有成形的细胞核，A正确； B、由图可知，V型质子泵介导H+由膜外转运到膜内，伴随着ATP水解，B正确； C、Ⅴ型质子泵是液泡膜上的转运蛋白，将细胞质基质中的H+转运到液泡内，若V型质子泵无法工作，液泡内H+减少，pH上升，C错误； D、V0C亚基具有真菌特异性,可作为抗白色念珠菌感染的靶点，D正确。 故选C。 7．CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道，由M、N和R5部分组成（如图）。当胞内Cl-浓度升高时，R被磷酸化，使N结合ATP，通道打开，Cl-外流。CFTR异常会导致支气管腔中黏液不能被稀释，患囊性纤维病（CF）。相关叙述错误的是（    ） A．M中与磷脂尾部接触的部分具有疏水特性 B．CFTR正常发挥功能有利于水分进入细胞 C．CFTR功能缺陷或无法定位到质膜均可导致CF D．促进ATP与N结合的药物能缓解某些CF患者症状 【答案】B 【详解】A、磷脂的尾部是疏水的，故M中与磷脂尾部接触的部分具有疏水特性，A正确； B、CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道，CFTR正常发挥功能有利于水分出细胞将支气管腔中黏液稀释，B错误； C、CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道，其功能的发挥需要正确定位，故CFTR功能缺陷或无法定位到质膜均可导致CF，C正确； D、结合图示可知，促进ATP与N结合的药物可促进使N结合ATP，通道打开，能缓解某些CF患者症状，D正确。 故选B。 8．支原体肺炎是一种常见的传染病，其病原体是单细胞微生物——肺炎支原体，结构如图。下列相关叙述，正确的是（    ） A．通过细胞膜控制物质进出 B．通过核糖体合成加工蛋白质 C．通过核仁合成核糖体蛋白 D．通过线粒体进行有氧呼吸 【详解】A、分析题可知，支原体存在细胞膜，能够通过细胞膜控制物质进出，A正确； B、支原体通过核糖体合成蛋白质，B错误； C、支原体为原核生物，不具有核仁，C错误； D、支原体为原核生物，不具有线粒体，D错误。 故选A。 9．细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体，其内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后，其中的mRNA翻译形成蛋白质，进而改变该细胞的行为。关于迁移体的推断正确的是（    ） A．包含四层磷脂分子 B．其膜不属于生物膜系统 C．可能参与细胞间的信息交流 D．其被吞噬依赖于细胞膜的选择透过性 【答案】C 【详解】A、细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体，其膜结构包括两层磷脂分子，A错误； B、迁移体外侧有膜包被，是一种单层膜结构的细胞器，而生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等，可见，迁移体的膜结构属于细胞的生物膜系统，B错误； C、迁移体内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后，其中的mRNA翻译形成蛋白质，进而改变该细胞的行为，这说明迁移体可能参与细胞间的信息交流，C正确； D、当迁移体可被周围细胞吞噬，该过程属于胞吞过程，胞吞过程不依赖于细胞膜的选择透过性实现，D错误。 故选C。 10．为探究茉莉酸对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移到不同的培养液中继续培养3天，结果如下表。下列叙述错误的是（    ） 组别 培养液中另添加的成分 结果 NaCl 茉莉酸 ① + - 部分细胞质壁分离 ② + + 细胞正常，无质壁分离 ③ - - 细胞正常，无质壁分离 注：“+”表示有添加，添加后NaCl浓度为100mmol·L-1、茉莉酸浓度为10-3mg·L-1；“-”表示无添加。 A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水 B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小 C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量 D．荣莉酸对胡杨细胞质壁分离有抑制作用 【答案】C 【详解】A、成熟胡杨细胞具备发生渗透作用的条件，可通过渗透作用吸水和失水，A正确； B、质壁分离过程中，细胞失水，液泡体积变小，B正确； C、本实验的自变量是否加入NaCl和茉莉酸，因变量是细胞是否发生质壁分离，C错误； D、①与③对比，说明一定浓度的NaCl溶液可引起细胞的质壁分离；②与①对比，说明茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用，D正确。 故选C。 11．盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存，同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响其正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图。下列叙述错误的是（　　） A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞 B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染 C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境 D．H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞 【答案】D 【详解】A、水进出细胞的方式有自由扩散和协助扩散，A正确； B、图中海水稻细胞可形成囊泡运输抗菌蛋白，通过胞吐方式分泌，B正确； C、图中液泡从低浓度到高浓度吸收Na+，增大细胞液的浓度以适应高浓度环境，防止其在高浓度的环境下失水，C正确； D、图中液泡内和细胞膜外的pH≈5.5，细胞质基质pH≈7.5，因此H+从细胞质基质运入液泡和运出细胞是逆浓度梯度，需要消耗能量，方式为主动运输，D错误。 故选D。 12．研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质，其中组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，其形成的突触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是（　　） A．伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应 B．两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放 C．两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合 D．感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度 【答案】C 【详解】A、根据题意可知，组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，则伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应，A正确； B、据图分析可知，神经递质以胞吐形式通过突触前膜释放到突触间隙，B正确； C、据图分析可知，组胺可以与突触后膜和突触前膜上的受体结合，乙酰胆碱可以与突触后膜上的受体结合，C错误； D、据图分析可知，感光细胞释放的组胺，作用于后膜上的视神经元上的受体，又通过作用于前膜上的受体来抑制感光细胞释放组胺，说明感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度，D正确。 故选C。 13．神经胶质细胞广泛分布于神经元之间，它们通过改变胞浆内Ca2+浓度，从而对神经递质、激素和机械刺激等多种外界刺激作出响应，最终影响神经功能。神经胶质细胞主要通过细胞质膜和细胞器膜上的Ca2+通道、Ca2+转运蛋白共同调节细胞内的钙水平，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体可为神经胶质细胞对外界刺激作出响应提供能量 B．钠钙交换体存在两种工作模式，分别为正向工作模式和反向工作模式 C．磷脂酶C被G蛋白偶联受体激活时，可形成三磷酸肌醇 D．据图可知，神经胶质细胞有五条途径以胞吞的方式从外界吸收Ca2+ 【答案】D 【详解】A、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的 “动力车间”，可为神经胶质细胞对外界刺激作出响应提供能量，A正确； B、由图可知，钠钙交换体存在两种工作模式，即正向工作模式（3Na+进入，1Ca2+排出）和反向工作模式（3Na+排出，1Ca2+进入），B正确； C、从图中信息可得，磷脂酶 C 被 G - 蛋白偶联受体激活时，可形成三磷酸肌醇，C正确； D、据图可知，神经胶质细胞是通过细胞质膜和细胞器膜上的Ca2+通道、Ca2+转运蛋白来调节细胞内钙水平的，并没有以胞吞的方式从外界吸收Ca2+，D 错误。 故选D。 14．出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶(V-ATPase)可使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示(Cys为半胱氨酸，Fe-S表示电子传递链中的铁硫蛋白)。下列叙述正确的是（    ） A．加入ATP水解酶抑制剂，不会影响Cys进入液泡 B．正常情况下，液泡中Cys的浓度低于细胞质基质 C．线粒体功能异常又会加剧液泡酸化消失 D．液泡酸化消失将导致O₂消耗减少，CO₂释放增加 【答案】C 【详解】A、由题意可知，定位在液泡膜上的ATP水解酶（V-ATPase）可使液泡酸化，且从图中可看出，Cys进入液泡需要借助液泡膜上的载体，同时与液泡内的H+浓度有关，而V-ATPase水解ATP可维持液泡内的H+浓度梯度。加入ATP水解酶抑制剂，会抑制V-ATPase水解ATP，从而影响液泡内H+浓度梯度，进而影响Cys进入液泡，A错误； B、正常情况下，Cys进入液泡是逆浓度梯度运输（需要借助载体且与液泡内H+浓度有关，类似主动运输），说明液泡中Cys的浓度高于细胞质基质，B错误； C、从图中可以看到，线粒体功能异常时，释放出Fe，Fe会抑制Cys进入液泡，使得液泡内Cys浓度降低，从而影响V -ATPase的功能，加剧液泡酸化消失，C正确； D、液泡酸化消失导致线粒体功能异常，线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体功能异常会使有氧呼吸减弱，O2消耗减少，CO2释放也减少，D错误。 故选C。 15．光合产物蔗糖可通过图1中的过程①和过程②两种途径，从叶肉细胞进入筛管—伴胞复合体（SE-CC）。过程②中，蔗糖可顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间，然后蔗糖通过图2所示方式进入SE-CC。下列叙述正确的是（　　） A．过程①中运输蔗糖的方式为自由扩散，蔗糖穿过了2层膜 B．通过过程①②，SE-CC中的蔗糖浓度可能高于叶肉细胞中的蔗糖浓度 C．抑制H+泵功能，则SU载体催化ATP水解的功能及运输蔗糖的速率降低 D．SU功能增强型突变体吸收14CO2后，叶肉细胞会积累更多含14C的蔗糖 【答案】B 【详解】A、过程①中，蔗糖由叶肉细胞运输到SE-CC是通过胞间连丝来完成的，该过程不属于自由扩散，不需要穿过生物膜，A错误； B、叶肉细胞中的蔗糖可通过胞间连丝进入SE-CC，且SE-CC可通过主动运输从细胞外空间吸收蔗糖，这可能使SE-CC中的蔗糖浓度高于叶肉细胞中的蔗糖浓度，B正确； C、抑制H+泵的功能，则SE-CC内外H+浓度差会降低，导致SU载体向SE-CC内主动运输蔗糖的速率降低，但SU载体没有催化ATP水解的功能，C错误； D、叶肉细胞吸收14CO2后，生成14C标记的蔗糖，SU功能增强型突变体的SU载体功能增强，导致14C标记的蔗糖被大量运输到SE-CC，故叶肉细胞积累的含14C标记的蔗糖会减少，D错误。 故选B。 二、非选择题题，共5小题，共70分 16．学习下列材料，回答（1）~（4）题。 植物应对细胞壁损伤的关键防御机制 液泡可占成熟植物细胞体积的80%，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，它还可以调节植物细胞内部环境。若细胞壁受损引发液泡破裂，内容物流出则可能导致细胞质基质pH发生改变，导致细胞内部代谢发生一系列变化，甚至导致细胞死亡。那么，细胞如何避免因细胞壁损伤引发液泡破裂所带来的不良后果？如何维持液泡的完整性？ 研究表明，细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，最终有利于隔离损伤区域、调控膜张力、招募修复因子。 正常条件下，细胞内几乎没有自噬小体。用抑制剂抑制纤维素合成过程以模拟细胞壁损伤，会导致自噬小体数目增加，且ATG8能够定位于液泡。然而，用果胶酶抑制剂处理植物细胞，细胞壁硬度增加，自噬小体数量会增加，但ATG8不定位于液泡膜上。 进一步发现，在拟南芥中模拟细胞壁损伤，发现ATP酶在液泡膜上组装，液泡内部pH升高。为探究ATP酶与ATG8之间是否存在调控关系，研究人员使用莫能菌素进行实验。莫能菌素可作为质子-钠转运体，增加液泡pH，同时可促进ATP酶的组装。莫能菌素处理后，ATG8会在更短的时间内结合到液泡膜上。 上述机制在陆生植物中是高度保守的，这为提高植物抗逆性和适应性的研究开拓了新的思路。 (1)植物液泡膜的主要成分为 ，液泡膜等其他细胞器膜与 等结构共同构成生物膜系统。 (2)根据文中信息，下列推测合理的是_________。 A．自噬小体的形成有利于液泡维持结构完整性 B．液泡中的内容物流出会导致细胞内的pH升高 C．ATG8合成和酰化分别发生在细胞核和核糖体 D．改变细胞壁硬度一定引起ATG8定位在液泡膜上 (3)已知真菌感染会引发细胞壁损伤，莫能菌素能够提高植物抗真菌感染能力，请用箭头方框及文字完善下方机制 。 (4)从结构与功能、稳态与平衡的角度，分析植物细胞壁损伤后修复的机制对于细胞代谢正常进行的意义 。 【答案】(1) 脂质（磷脂）和蛋白质 核膜、细胞膜 (2)A (3)   (4)植物细胞壁损伤后修复的机制有利于及时修复细胞壁损伤，防止液泡破裂，有利于维持细胞稳态。 【详解】（1）细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质（磷脂），液泡膜等其他细胞器膜与核膜、细胞膜等结构共同构成生物膜系统。 （2）A、细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，有利于液泡维持结构完整性，A正确； B、液泡内液体呈酸性，内容物流出会导致细胞内的pH降低，B错误； C、由题意可知，细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，未明确说明ATG8酰化发生在核糖体，C错误； D、由题意可知，用果胶酶抑制剂处理植物细胞，细胞壁硬度增加，自噬小体数量会增加，但ATG8不定位于液泡膜上，D错误。 故选A。 （3）根据题意：在拟南芥中模拟细胞壁损伤，发现ATP酶在液泡膜上组装，液泡内部pH升高，而莫能菌素可作为质子-钠转运体，也可以增加液泡pH，同时可促进ATP酶的组装，进而诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，最终有利于隔离损伤区域、调控膜张力、招募修复因子，提高植物抗真菌感染能力。 （4）细胞壁本身有支撑和保护作用，细胞壁损伤易引发液泡破裂，内容物流出导致细胞质基质pH发生改变，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，还可以调节植物细胞内部环境。植物细胞壁损伤后修复的机制有利于及时修复细胞壁损伤，防止液泡破裂，有利于维持细胞稳态。 17．稻瘟病菌分泌的非经典分泌蛋白M会导致水稻患稻瘟病，严重威胁粮食安全。 (1)M是在稻瘟病菌细胞内，以 为原料，通过 反应形成肽链，再盘曲、折叠形成的有特定功能的非经典分泌蛋白。 (2)为探究M对稻瘟病菌细胞壁完整性的影响，及其在稻瘟病菌氧化损伤中所起的作用，研究人员做了以下两组实验： ①选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM),检测几丁质（稻瘟病菌细胞壁的主要成分)合成相关酶和抗氧化相关酶的活性，图1结果显示，在M基因缺失突变菌株中， 。 ②选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM-2、△M-6)以及M基因恢复突变菌株(AM-c),置于不同浓度的H2O2环境中，图2结果表明 ，且随着H2O2浓度的增加，菌株的抗氧化损伤能力下降。 (3)为研究M在水稻细胞中作用部位，用红色荧光染料将水稻的线粒体标记为红色，将构建的M基因与绿色荧光蛋白基因融合表达载体导入水稻细胞。结果显示绿色荧光与红色荧光重叠，形成黄色或橙色区域。由此推测，M的作用部位可能是水稻细胞的 。 (4)结合上述研究，提出一个能够增强水稻抗稻瘟病能力的设想 。 【答案】(1) 氨基酸 脱水缩合 (2) 几丁质合成相关酶和抗氧化相关酶的相对酶活性下降 M可降低H2O2对稻瘟病菌的氧化损伤 (3)线粒体 (4)将抑制M功能的基因导入水稻细胞，干扰M发挥作用 【详解】（1）蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，所以 M 是以氨基酸为原料，通过脱水缩合反应形成肽链，再盘曲、折叠形成的有特定功能的非经典分泌蛋白。 （2）①分析图 1，与野生型相比，M 基因缺失突变菌株（△M）中几丁质合成相关酶和抗氧化相关酶的活性均明显降低，所以在 M 基因缺失突变菌株中，几丁质合成相关酶和抗氧化相关酶的活性均明显降低。 ②分析图 2，在相同浓度的H2O2环境中，野生型菌株的抑制率最小，M 基因缺失突变菌株（△M-2、△M-6）的抑制率较大，M 基因恢复突变菌株（△M-c）的抑制率介于野生型和 M 基因缺失突变菌株之间，由于抑制率大小反映菌株氧化损伤程度大小，所以图 2 结果表明野生型菌株的抗氧化损伤能力最强，M 基因缺失突变菌株的抗氧化损伤能力最弱，M 基因恢复突变菌株的抗氧化损伤能力介于野生型和 M 基因缺失突变菌株之间，且随着H2O2浓度的增加，菌株的抗氧化损伤能力下降。 （3）线粒体被标记为红色，M 基因与绿色荧光蛋白基因融合表达载体导入水稻细胞后，绿色荧光与红色荧光重叠形成黄色或橙色区域，这表明 M 基因表达产物的位置与线粒体的位置重合，所以可以推测 M 的作用部位可能是水稻细胞的线粒体。 （4）从研究角度来看，可从基因层面设想，比如利用转基因技术将抗稻瘟病的基因导入水稻细胞中，使水稻获得抗稻瘟病的能力；也可以从环境调控方面设想，例如研究出一种特殊的肥料或者生长调节剂，能增强水稻自身的免疫力，从而增强其抗稻瘟病能力；还可以从生物防治角度，引入一些与稻瘟病菌有拮抗作用的微生物，抑制稻瘟病菌的生长，以此增强水稻抗稻瘟病能力。 18．学习以下材料，回答下面问题。 调控植物细胞活性氧产生机制的新发现，能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。 在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。 (1)叶绿体通过 作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分 。 (2)结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是： ，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。 (3)请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路： 。 ①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m③鉴定相关基因④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株 (4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明 。 【答案】(1) 光合 脂肪酸 (2)M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH 消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH 含量升高，导致A 酸合成过多 (3)②④①③ (4)线粒体与叶绿体之间通过A 酸-B 酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态 【详解】（1）叶绿体通过光合作用将CO2转化为糖。由于M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。 （2）据图可知，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH 消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH 含量升高，导致A 酸合成过多。 （3）为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡（不出现叶片黄斑），但仍保留m基因的突变株（叶绿体中脂肪酸含量减低），通过对所获一系列突变体的详细解析，进而①确定相应蛋白的细胞定位和功能，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程，最后③鉴定相关基因，正确顺序为②④①③。 （4）结合题意和图文，叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要，叶绿体和线体协调配合，维持细胞的稳态与平衡：线粒体与叶绿体之间通过A 酸-B 酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态。 19．金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。 (1)SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因 而死亡。 (2)检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较 。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。 (3)为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。 ①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是 。 ②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B 。      (4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果 。 ①SA菌株  ②P1-P2-菌株  ③A+基因  ④B+基因  ⑤高浓度甲氧西林  ⑥不用甲氧西林 【答案】(1) 拟核 吸水涨破 (2)低 (3) 相对繁殖速率：甲与对照组无差异，乙远大于对照组；丙远大于甲，和乙差异不大 可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁 (4)甲组：①③④⑤（或②③④⑥） 乙组：①④⑤（或②④⑥） 预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂 【详解】（1）细菌为原核生物，细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 拟核原核生物无成形细胞核，拟核是遗传物质储存的主要区域）。P1、P2 抑制相关活性，新壁出现孔洞，低渗环境中细胞会因 吸水涨破（细胞内渗透压高于外界，水分大量进入细胞导致破裂）而死亡。 （2）检测发现 MRSA 有额外 A+基因，实验表明 P2a 对甲氧西林 亲和力低（若亲和力高，含 A+基因的 SA 新壁不会出现对甲氧西林耐受的情况）。在高浓度甲氧西林培养基中，只有含 A’基因的 SA 新壁有 致密网状结构（A’基因使肽聚糖交联方式改变，形成抗甲氧西林的结构）。 （3）分析相对繁殖速率数据：导入B+基因的乙组P-相对繁殖速率显著高于对照组P-和只导入A+的甲组，和丙组没有明显差异，说明P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用。由图3可知，有诱导物时，即P1基因表达，新细胞壁会形成同心环结构；无诱导物时，P1基因不表达，缺乏P1，新细胞壁呈致密网状结构。可以说明，P1缺乏时，B+可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁。 （4）研究人员推测MRSA的B*发挥作用需依赖于A+。则实验的自变量为是否有A+基因，因变量为细胞是否正常分裂，无关变量保持相同且适宜。本实验为验证实验，则含有A+基因，则细胞分裂，则实验设计和预期结果如下： 甲组：①③④⑤（或②③④⑥） 乙组：①④⑤（或②④⑥） 预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂。 20．精准标记和追踪活细胞表面和内部的有机物，是认识生命现象的基础。2022年诺贝尔化学奖授予3位科学家，表彰他们在点击化学和正交生物学方面的贡献。其中，正交生物学在活细胞标记实验中有很高的应用价值。 (1)点击化学的代表反应为铜催化的叠氮-炔基环加成反应，铜作为无机催化剂，其催化动力极高，但该方法不能直接应用于活细胞，原因是 。 (2)经过研究，科学家发现环辛炔和叠氮化合物之间可以在适合的生理条件下实现快速环加成反应，且无需催化剂进行催化。将纯化的糖蛋白进行叠氮修饰，在缓冲体系中溶解、保温孵育过夜，蛋白印迹可检测环辛炔与糖蛋白的结合情况，酶标抗体可用于检测体系中存在的糖蛋白，检测如图1。 ①第1组反应物应为 ，起对照作用。 ②据图1推测，CuSO4存在会导致 。 ③上述实验的结论是 。 (3)为进一步证实环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能可靠性，科学家将带荧光基团的环辛炔与带有叠氮化合物的活细胞混合，一段时间后检测反应体系中的荧光量，结果如图2。 科学家认为，据图2可以确定带荧光基团的环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能是可靠的，作出判断的依据是 。这种标记活细胞中特定有机物的方法，称为正交生物学。 (4)科学家利用正交生物学原理标记活性。在25℃下进行标记和孵育，在1小时内先后从实验体系中定时提取单个细胞，观察I~M时间点时细胞表面和细胞内部的荧光标记结果，如图3。 据图3细胞表面和细胞内部白色箭头指示的荧光区域范围的变化，带有荧光标记的细胞结构包括 。 (5)除了可以避免活细胞标记时带入过多的铜离子，你认为正交生物学应用于活细胞标记的优势还包括 。 【答案】(1)铜是人体必需的微量元素，但不能过量摄入。铜对活细胞毒害作用较大，产生毒性氧自由基，引起线粒体代谢反应异常、启动细胞凋亡等 (2) 纯化糖蛋白溶解在不含环辛炔和CuSO4的等体积缓冲液中 降低糖蛋白的识别作用 带有叠氮化合物修饰的糖蛋白可以与环辛炔结合，产生条带 (3)有叠氮化合物时，随环辛炔浓度和时间增加，荧光量上升，说明带荧光的环辛炔可与叠氮化合物结合；无叠氮化合物时，无荧光量，说明带荧光的环辛炔不能直接结合到细胞表面 (4)糖被/糖蛋白、粗面内质网、高尔基体（带寡糖、聚糖的结构） (5)反应迅速、灵敏；不干扰其他生化反应过程；带有荧光便于观察检测；化合物有半衰期，在活细胞中代谢后减小毒害积累 【详解】（1）铜是人体必需的微量元素，但不能过量摄入。铜对活细胞毒害作用较大，产生毒性氧自由基，引起线粒体代谢反应异常、启动细胞凋亡等，因此该方法不能直接应用于活细胞。 （2）①蛋白印迹可检测环辛炔与糖蛋白的结合情况，酶标抗体可用于检测体系中存在的糖蛋白，第1组无蛋白质印记检测条带，而有酶标抗体检测条带，因此反应物应为纯化糖蛋白溶解在不含环辛炔和CuSO4的等体积缓冲液中。②第3组加入环辛炔和CuSO4的酶标抗体检测无条带，而其它均有条带，说明CuSO4存在会降低糖蛋白的识别作用。③将纯化的糖蛋白进行叠氮修饰，加环辛炔出现蛋白质印记条带，说明带有叠氮化合物修饰的糖蛋白可以与环辛炔结合，产生条带。 （3）结合图2可知，有叠氮化合物时，随环辛炔浓度和时间增加，荧光量上升，说明带荧光的环辛炔可与叠氮化合物结合；无叠氮化合物时，无荧光量，说明带荧光的环辛炔不能直接结合到细胞表面，可以确定带荧光基团的环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能是可靠的。 （4）三个氮相连的叠氮化合物与含有碳碳三键的环辛炔之间无需催化剂催化，即可快速连接在一起。据此可以将细胞表面的寡糖链进行叠氮修饰，将荧光基团与含有碳碳三键的环辛炔连接，利用叠氮化合物与环辛炔之间连接即可用荧光基团标记细胞。糖蛋白分布在细胞膜表面，需要内质网和高尔基体的加工，因此能在光学显微镜下观察到荧光的结构有糖被/糖蛋白（细胞膜）、粗面内质网、高尔基体。 （5）正交生物学应用于活细胞标记的优势还包括反应迅速、灵敏；不干扰其他生化反应过程；带有荧光便于观察检测；化合物有半衰期，在活细胞中代谢后减小毒害积累。 21．氮素是植物需求量最大的矿质元素，也是植物生长发育的主要限制因子之一。NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，二者的相关转运机制如图所示。当NH4+作为主要氮源时，会引起细胞内NH4+积累和细胞外酸化，进而抑制植物生长，这种现象被称为铵毒。已知 AMTs、H⁺泵、NRT1.1和SLAH3是膜上的转运蛋白。 (1)由图分析，NO3-通过NRT1.1进入细胞的方式是 。H+泵属于 （填“通道蛋白”或“载体蛋白”），在运输）H+时 （填“需要”或“不需要”）与之结合。 (2)研究发现，拟南芥 NRT1.1 和SLAH3参与了解铵毒的过程，据图可知其解铵毒的机制是：一方面，当过量NH4+的吸收造成了植物根周围的显著酸化，植物感知这种胁迫信号后， ，缓解了铵毒。另一方面，由于外界NO3-浓度较低，植物抑制根周围酸化的能力很有限。此时植物调用SLAH3，使其介导 NO3-的外流，在胞外维持一定浓度的NO3-以供NRT1.1继续转运，从而使NO3-发生持续的跨膜流动，进而达到解铵毒的作用。 (3)现有拟南芥的NRT1.1基因单突变体、SLAH3 基因单突变体，NRT1.1SLAH3 基因双突变体及正常的拟南芥若干，请设计实验证明在解铵毒的过程中，NRT1.1和SLAH3共同起作用，缺一不可。要求简要写出实验思路并预期实验结果。 实验思路： 。 实验结果： 。 【答案】(1) 主动运输/主动转运 通道蛋白 不需要 (2)调用NRT1.1来加速对胞外NO3-/H+的同向转运，从而降低了胞外H+浓度，缓解了铵毒 (3) 取相同数量、生理状态一致的拟南芥的NRT1.1基因单突变体、SLAH3基因单突变体、NRT1.1-SLAH3基因双突变体分成3组，分别培养到过量施用NH4+造成酸化的土壤中，一段时间后，观察三组拟南芥的生长情况 NRT1.1-SLAH3基因双突变体组拟南芥的生长抑制最严重 【详解】（1）据图可知，NO3-通过NRT1.1进入细胞需要借助H＋的势能，方式是主动运输；据图可知，H+泵只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，属于通道蛋白，在运输H+时不需要与之结合。 （2）分析图示可知，拟南芥解铵毒的机制：过量NH4+的吸收造成了植物根周围的显著酸化，植物感知这种胁迫信号并调用NRT1.1来加速对胞外NO3-/H+的同向转运，从而降低了胞外H+浓度，缓解了铵毒。然而，由于外界NO3-浓度较低，植物抑制根周围酸化的能力很有限。此时植物调用SLAH3，使其介导NO3-的外流，在胞外维持一定浓度的NO3-以供NRT1.1继续转运，从而使NO3-发生持续的跨膜流动，达到解铵毒的作用。 （3）由（3）可知，拟南芥NRT1.1和SLAH3参与解铵毒的过程，则NRT1.1和SLAH3基因突变体拟南芥因影响解毒，而生长受抑制。要证明在解铵毒的过程中，NRT1.1和SLAH3共同起作用，缺一不可。其实验思路：取相同数量、生理状态一致的拟南芥的NRT1.1基因单突变体、SLAH3基因单突变体、NRT1.1-SLAH3基因双突变体分成3组，分别培养到过量施用NH4+造成酸化的土壤中，一段时间后，观察三组拟南芥的生长情况。 NRT1.1和SLAH3共同起作用，缺一不可，故实验结果为：NRT1.1-SLAH3基因双突变体组拟南芥的生长抑制最严重。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元 细胞的结构、功能和物质运输 时间：90分钟 分值：100分 一、选择题，该部分总共15题，每题2分，共30分。 1．大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是（    ） A．制备时需用纤维素酶和果胶酶 B．膜具有选择透过性 C．可再生出细胞壁 D．失去细胞全能性 2．蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体，参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解，从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是（　　） A．去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量 B．去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动 C．抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量 D．去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解 3．在细胞的生命活动中，下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是（    ） A．高尔基体 B．溶酶体 C．核糖体 D．端粒 4．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 5．胞间连丝是贯穿两个相邻植物细胞的管状结构，如下图。下列关于胞间连丝的推测，错误的是（　　） A．有助于多细胞生物形成有序的细胞“社会” B．①②为高尔基体，连通相邻细胞的生物膜系统 C．是相邻细胞间进行信息交流的通道 D．可能成为病毒在细胞间传播的通道 6．白色念珠菌是一种常见的真菌病原体，其Ⅴ型质子泵通过调控液泡内pH影响生理和毒性。V型质子泵结构如图所示，其中亚基具有真菌特异性。相关叙述错误的是（    ） A．白色念珠菌具有成形的细胞核 B．V型质子泵既水解ATP又转运 C．若V型质子泵无法工作，液泡内pH下降 D．亚基可作为抗白色念珠菌感染的靶点 7．CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道，由M、N和R5部分组成（如图）。当胞内Cl-浓度升高时，R被磷酸化，使N结合ATP，通道打开，Cl-外流。CFTR异常会导致支气管腔中黏液不能被稀释，患囊性纤维病（CF）。相关叙述错误的是（    ） A．M中与磷脂尾部接触的部分具有疏水特性 B．CFTR正常发挥功能有利于水分进入细胞 C．CFTR功能缺陷或无法定位到质膜均可导致CF D．促进ATP与N结合的药物能缓解某些CF患者症状 8．支原体肺炎是一种常见的传染病，其病原体是单细胞微生物——肺炎支原体，结构如图。下列相关叙述，正确的是（    ） A．通过细胞膜控制物质进出 B．通过核糖体合成加工蛋白质 C．通过核仁合成核糖体蛋白 D．通过线粒体进行有氧呼吸 9．细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体，其内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后，其中的mRNA翻译形成蛋白质，进而改变该细胞的行为。关于迁移体的推断正确的是（    ） A．包含四层磷脂分子 B．其膜不属于生物膜系统 C．可能参与细胞间的信息交流 D．其被吞噬依赖于细胞膜的选择透过性 10．为探究茉莉酸对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移到不同的培养液中继续培养3天，结果如下表。下列叙述错误的是（    ） 组别 培养液中另添加的成分 结果 NaCl 茉莉酸 ① + - 部分细胞质壁分离 ② + + 细胞正常，无质壁分离 ③ - - 细胞正常，无质壁分离 注：“+”表示有添加，添加后NaCl浓度为100mmol·L-1、茉莉酸浓度为10-3mg·L-1；“-”表示无添加。 A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水 B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小 C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量 D．荣莉酸对胡杨细胞质壁分离有抑制作用 11．盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存，同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响其正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图。下列叙述错误的是（　　） A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞 B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染 C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境 D．H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞 12．研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质，其中组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，其形成的突触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是（　　） A．伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应 B．两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放 C．两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合 D．感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度 13．神经胶质细胞广泛分布于神经元之间，它们通过改变胞浆内Ca2+浓度，从而对神经递质、激素和机械刺激等多种外界刺激作出响应，最终影响神经功能。神经胶质细胞主要通过细胞质膜和细胞器膜上的Ca2+通道、Ca2+转运蛋白共同调节细胞内的钙水平，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体可为神经胶质细胞对外界刺激作出响应提供能量 B．钠钙交换体存在两种工作模式，分别为正向工作模式和反向工作模式 C．磷脂酶C被G蛋白偶联受体激活时，可形成三磷酸肌醇 D．据图可知，神经胶质细胞有五条途径以胞吞的方式从外界吸收Ca2+ 14．出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶(V-ATPase)可使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示(Cys为半胱氨酸，Fe-S表示电子传递链中的铁硫蛋白)。下列叙述正确的是（    ） A．加入ATP水解酶抑制剂，不会影响Cys进入液泡 B．正常情况下，液泡中Cys的浓度低于细胞质基质 C．线粒体功能异常又会加剧液泡酸化消失 D．液泡酸化消失将导致O₂消耗减少，CO₂释放增加 15．光合产物蔗糖可通过图1中的过程①和过程②两种途径，从叶肉细胞进入筛管—伴胞复合体（SE-CC）。过程②中，蔗糖可顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间，然后蔗糖通过图2所示方式进入SE-CC。下列叙述正确的是（　　） A．过程①中运输蔗糖的方式为自由扩散，蔗糖穿过了2层膜 B．通过过程①②，SE-CC中的蔗糖浓度可能高于叶肉细胞中的蔗糖浓度 C．抑制H+泵功能，则SU载体催化ATP水解的功能及运输蔗糖的速率降低 D．SU功能增强型突变体吸收14CO2后，叶肉细胞会积累更多含14C的蔗糖 二、非选择题题，共5小题，共70分 16．学习下列材料，回答（1）~（4）题。 植物应对细胞壁损伤的关键防御机制 液泡可占成熟植物细胞体积的80%，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，它还可以调节植物细胞内部环境。若细胞壁受损引发液泡破裂，内容物流出则可能导致细胞质基质pH发生改变，导致细胞内部代谢发生一系列变化，甚至导致细胞死亡。那么，细胞如何避免因细胞壁损伤引发液泡破裂所带来的不良后果？如何维持液泡的完整性？ 研究表明，细胞壁受损会诱导ATG8酰化，酰化后的ATG8可从细胞质基质中转移定位到液泡膜上，进而促进液泡膜损伤部位形成自噬小体，将损伤区域脱离液泡，最终有利于隔离损伤区域、调控膜张力、招募修复因子。 正常条件下，细胞内几乎没有自噬小体。用抑制剂抑制纤维素合成过程以模拟细胞壁损伤，会导致自噬小体数目增加，且ATG8能够定位于液泡。然而，用果胶酶抑制剂处理植物细胞，细胞壁硬度增加，自噬小体数量会增加，但ATG8不定位于液泡膜上。 进一步发现，在拟南芥中模拟细胞壁损伤，发现ATP酶在液泡膜上组装，液泡内部pH升高。为探究ATP酶与ATG8之间是否存在调控关系，研究人员使用莫能菌素进行实验。莫能菌素可作为质子-钠转运体，增加液泡pH，同时可促进ATP酶的组装。莫能菌素处理后，ATG8会在更短的时间内结合到液泡膜上。 上述机制在陆生植物中是高度保守的，这为提高植物抗逆性和适应性的研究开拓了新的思路。 (1)植物液泡膜的主要成分为 ，液泡膜等其他细胞器膜与 等结构共同构成生物膜系统。 (2)根据文中信息，下列推测合理的是_________。 A．自噬小体的形成有利于液泡维持结构完整性 B．液泡中的内容物流出会导致细胞内的pH升高 C．ATG8合成和酰化分别发生在细胞核和核糖体 D．改变细胞壁硬度一定引起ATG8定位在液泡膜上 (3)已知真菌感染会引发细胞壁损伤，莫能菌素能够提高植物抗真菌感染能力，请用箭头方框及文字完善下方机制 。 (4)从结构与功能、稳态与平衡的角度，分析植物细胞壁损伤后修复的机制对于细胞代谢正常进行的意义 。 17．稻瘟病菌分泌的非经典分泌蛋白M会导致水稻患稻瘟病，严重威胁粮食安全。 (1)M是在稻瘟病菌细胞内，以 为原料，通过 反应形成肽链，再盘曲、折叠形成的有特定功能的非经典分泌蛋白。 (2)为探究M对稻瘟病菌细胞壁完整性的影响，及其在稻瘟病菌氧化损伤中所起的作用，研究人员做了以下两组实验： ①选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM),检测几丁质（稻瘟病菌细胞壁的主要成分)合成相关酶和抗氧化相关酶的活性，图1结果显示，在M基因缺失突变菌株中， 。 ②选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM-2、△M-6)以及M基因恢复突变菌株(AM-c),置于不同浓度的H2O2环境中，图2结果表明 ，且随着H2O2浓度的增加，菌株的抗氧化损伤能力下降。 (3)为研究M在水稻细胞中作用部位，用红色荧光染料将水稻的线粒体标记为红色，将构建的M基因与绿色荧光蛋白基因融合表达载体导入水稻细胞。结果显示绿色荧光与红色荧光重叠，形成黄色或橙色区域。由此推测，M的作用部位可能是水稻细胞的 。 (4)结合上述研究，提出一个能够增强水稻抗稻瘟病能力的设想 。 18．学习以下材料，回答下面问题。 调控植物细胞活性氧产生机制的新发现，能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。 在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。 (1)叶绿体通过 作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分 。 (2)结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是： ，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。 (3)请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路： 。 ①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m③鉴定相关基因④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株 (4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明 。 19．金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。 (1)SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因 而死亡。 (2)检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较 。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。 (3)为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。 ①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是 。 ②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B 。      (4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果 。 ①SA菌株  ②P1-P2-菌株  ③A+基因  ④B+基因  ⑤高浓度甲氧西林  ⑥不用甲氧西林 20．精准标记和追踪活细胞表面和内部的有机物，是认识生命现象的基础。2022年诺贝尔化学奖授予3位科学家，表彰他们在点击化学和正交生物学方面的贡献。其中，正交生物学在活细胞标记实验中有很高的应用价值。 (1)点击化学的代表反应为铜催化的叠氮-炔基环加成反应，铜作为无机催化剂，其催化动力极高，但该方法不能直接应用于活细胞，原因是 。 (2)经过研究，科学家发现环辛炔和叠氮化合物之间可以在适合的生理条件下实现快速环加成反应，且无需催化剂进行催化。将纯化的糖蛋白进行叠氮修饰，在缓冲体系中溶解、保温孵育过夜，蛋白印迹可检测环辛炔与糖蛋白的结合情况，酶标抗体可用于检测体系中存在的糖蛋白，检测如图1。 ①第1组反应物应为 ，起对照作用。 ②据图1推测，CuSO4存在会导致 。 ③上述实验的结论是 。 (3)为进一步证实环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能可靠性，科学家将带荧光基团的环辛炔与带有叠氮化合物的活细胞混合，一段时间后检测反应体系中的荧光量，结果如图2。 科学家认为，据图2可以确定带荧光基团的环辛炔和叠氮化合物在活细胞标记中的功能是可靠的，作出判断的依据是 。这种标记活细胞中特定有机物的方法，称为正交生物学。 (4)科学家利用正交生物学原理标记活性。在25℃下进行标记和孵育，在1小时内先后从实验体系中定时提取单个细胞，观察I~M时间点时细胞表面和细胞内部的荧光标记结果，如图3。 据图3细胞表面和细胞内部白色箭头指示的荧光区域范围的变化，带有荧光标记的细胞结构包括 。 (5)除了可以避免活细胞标记时带入过多的铜离子，你认为正交生物学应用于活细胞标记的优势还包括 。 21．氮素是植物需求量最大的矿质元素，也是植物生长发育的主要限制因子之一。NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，二者的相关转运机制如图所示。当NH4+作为主要氮源时，会引起细胞内NH4+积累和细胞外酸化，进而抑制植物生长，这种现象被称为铵毒。已知 AMTs、H⁺泵、NRT1.1和SLAH3是膜上的转运蛋白。 (1)由图分析，NO3-通过NRT1.1进入细胞的方式是 。H+泵属于 （填“通道蛋白”或“载体蛋白”），在运输）H+时 （填“需要”或“不需要”）与之结合。 (2)研究发现，拟南芥 NRT1.1 和SLAH3参与了解铵毒的过程，据图可知其解铵毒的机制是：一方面，当过量NH4+的吸收造成了植物根周围的显著酸化，植物感知这种胁迫信号后， ，缓解了铵毒。另一方面，由于外界NO3-浓度较低，植物抑制根周围酸化的能力很有限。此时植物调用SLAH3，使其介导 NO3-的外流，在胞外维持一定浓度的NO3-以供NRT1.1继续转运，从而使NO3-发生持续的跨膜流动，进而达到解铵毒的作用。 (3)现有拟南芥的NRT1.1基因单突变体、SLAH3 基因单突变体，NRT1.1SLAH3 基因双突变体及正常的拟南芥若干，请设计实验证明在解铵毒的过程中，NRT1.1和SLAH3共同起作用，缺一不可。要求简要写出实验思路并预期实验结果。 实验思路： 。 实验结果： 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$