第3章 细胞的基本结构(单元培优)-2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞 人教版(2019)
2025-08-20
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内容正文:
细胞的基本结构
一.选择题(共15小题)
1.(2025春•温州期中)细胞核是细胞的控制中心。有关如图细胞核结构的叙述,正确的是( )
A.DNA和蛋白质等生物大分子通过①进出细胞核
B.结构②是DNA分子,能控制细胞遗传与代谢
C.破坏③会影响细胞中蛋白质的合成
D.结构④有2层磷脂分子,也有选择透过性
2.(2025春•历下区校级期中)真核细胞线粒体的起源可追溯到十几亿年前,原始需氧细菌被真核细胞吞噬后与宿主细胞共同生存,并进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。下列推测不正确的是( )
A.线粒体和醋酸杆菌的DNA都是环状的
B.被吞噬的细菌可从宿主细胞中获取有机物
C.原始需氧细菌和真核细胞都具有生物膜系统
D.线粒体的内膜可能来源于原始需氧细菌的细胞膜
3.(2025春•杭州期中)真核细胞中生物膜把各种细胞器分隔开来,如同一个个小的区室。各区室之间物质的输送通常是以膜泡的方式进行。下列叙述正确的是( )
A.膜泡的移动与细胞骨架有关
B.内质网断裂的膜泡可形成溶酶体
C.动物细胞中核膜解体形成的小泡参与新细胞壁合成
D.核糖体通过膜泡将蛋白质运输至内质网
4.(2025•大连一模)在细胞中,错误折叠的蛋白质会被泛素化修饰(在相关酶的催化下与泛素连接),泛素化蛋白质会被送入溶酶体,过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.泛素可作为分子标签介导目标蛋白质进入降解途径
B.泛素化蛋白质能运入溶酶体体现了生物膜具有选择透过性
C.溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬
D.泛素化蛋白质在溶酶体中降解后的产物可被细胞利用
5.(2025•滁州模拟)黑枸杞被称为“软黄金”,其果实呈深黑色,含有对人体有益的微量元素和丰富的游离氨基酸。下列有关叙述正确的是( )
A.Mg、Fe、Zn、B等微量元素归根结底来自无机环境,没有一种是细胞所特有
B.黑枸杞果实呈深黑色与液泡中水溶性色素有关,液泡中可储存糖类等养料
C.黑枸杞细胞代谢的主要场所在细胞核,中心体与细胞的有丝分裂密切相关
D.离体的叶绿体在一定条件下释放氧气,体现了细胞是生命活动的基本单位
6.(2025•红桥区一模)下列活动没有细胞骨架参与的是( )
A.同源染色体的联会配对
B.高尔基体分泌的囊泡移向细胞膜
C.叶绿体在细胞质基质中的运动
D.染色体的着丝粒分裂
7.(2025春•番禺区校级期中)溶酶体所含的水解酶是由附着型核糖体合成的。当细胞处于“饥饿”状态时,溶酶体吞噬消化分解一部分细胞器来获取能量,该现象为细胞自噬;休克时,机体细胞溶酶体内的酶向组织内外释放,多在肝和肠系膜等处,引起细胞和组织自溶。下列说法正确的是( )
A.细胞自噬后的产物均以代谢废物的形式排出细胞外
B.溶酶体是高尔基体出芽形成的,其膜蛋白的含量和种类与高尔基体膜的相同
C.休克时,测定血液中溶酶体水解酶的含量高低,可作为细胞损伤轻重程度的定量指标
D.自噬体和溶酶体的融合不能说明了生物膜在结构上具有一定的流动性
8.(2025春•江苏校级期中)如图为某动物细胞亚显微结构示意图,相关叙述正确的是( )
A.结构①的内膜向内折叠形成嵴,为葡萄糖的分解提供更广阔的膜面积
B.结构②能控制物质进出细胞,细胞不需要的物质或颗粒一定不能通过
C.结构③具有双层膜结构,是遗传信息库,控制细胞的代谢和遗传
D.结构④参与细胞生物膜系统的组成,其膜结构能与结构③直接发生交换
9.(2025春•乐平市校级期中)酵母菌的线粒体在饥饿、光照、自由基的攻击等条件下会损伤,进而出现“自噬”现象。“自噬”过程中线粒体外会被双层膜包裹而成为“自噬体”,进而与溶酶体结合形成“自噬溶酶体”。下列关于线粒体自噬过程的叙述,错误的是( )
A.“自噬体”和溶酶体结合形成“自噬溶酶体”的过程,体现了生物膜的结构特性
B.线粒体自噬后形成的产物全部被排放至细胞外,避免对细胞造成损伤
C.引起线粒体自噬的自由基若攻击蛋白质可导致其活性下降,攻击DNA可引起基因突变
D.若酵母菌所有线粒体均已完全“自噬”,则酵母菌细胞呼吸产物的积累会对其造成毒害
10.(2025•江西模拟)活细胞内的线粒体不断进行着分裂与融合,如图所示。线粒体分裂与融合的动态平衡与线粒体功能的调节密切相关。下列叙述错误的是( )
A.细胞分裂时,线粒体平均分配至两个子代细胞中
B.线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求
C.正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能
D.线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力
11.(2025春•城中区校级期中)GLUT4是一种存在于脂肪细胞中的葡萄糖转运蛋白。在胰岛素的刺激下,GLUT4会从脂肪细胞内的囊泡膜转移至细胞膜上,进而将葡萄糖转运至细胞内。下列叙述正确的是( )
A.参与GLUT4加工和运输的细胞器有内质网和高尔基体
B.GLUT4加工和运输过程中,所需能量全部来自于线粒体
C.GLUT4转运葡萄糖的过程中由于发生了形变而失去活性
D.转运至脂肪细胞内的所有葡萄糖,只能用于氧化分解供能
12.(2025•芜湖校级模拟)尿素是有机态氮肥,不能直接被植物根系吸收。在尿素分解细菌产生的脲酶作用下,尿素被水解成碳酸铵或碳酸氢铵,进而可被农作物吸收利用。下列叙述正确的是( )
A.尿素分解细菌和农作物的遗传物质经彻底水解后均可得到8种产物
B.脲酶经尿素分解细菌的内质网和高尔基体加工、运输后才能分泌到细胞外
C.碳酸铵或碳酸氢铵被农作物吸收后进入细胞可参与核酸和蛋白质的合成
D.水和无机盐在细胞中含量都很少,但都对植物体的生命活动有重要作用
13.(2025•河东区二模)某地果园的苹果树近年频繁出现果实发育不良现象。研究人员发现,病株叶片细胞中一种细胞器内积累了大量未折叠的蛋白质,导致细胞无法正常分泌生长调节物质。进一步检测表明,该细胞器的膜结构严重受损。据此推测,病变最可能直接影响了下列哪种细胞结构的功能( )
A.高尔基体 B.线粒体 C.内质网 D.溶酶体
14.(2025春•湖南期中)科学家发现某种毒素能破坏细胞膜中某种成分的功能,导致细胞无法识别外界信号分子。据此推测,毒素最可能破坏了细胞膜的什么成分( )
A.胆固醇 B.糖蛋白 C.磷脂分子 D.贯穿蛋白
15.(2025春•邹城市期中)迁移体是我国科学家发现的一种新的细胞器,是细胞迁移过程中由尾部收缩丝的尖端或交叉点产生的膜性细胞器,能在细胞之间传递。线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体被释放到细胞外的过程。实验小组为了研究MEx以及K蛋白在MEx中的作用,设计了相关实验,实验结果如表所示。下列叙述错误的是( )
组别
A
B
C
D
药物CCCP
﹣
+
﹣
+
敲除K基因
﹣
﹣
+
+
迁移体中线粒体的相对含量
10
80
10
11
注:药物CCCP能诱导线粒体受损,“+”表示进行相关操作,“﹣”表示不进行相关操作。
A.磷脂双分子层构成了迁移体膜的基本支架
B.迁移体可能具有介导细胞之间的信息交流的功能
C.MEx常作为线粒体受损的重要指标
D.K蛋白的作用可能是抑制需要胞吐的线粒体进入迁移体中
二.解答题(共5小题)
16.(2025春•武汉期中)吸烟是导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)的首要发病因素。银杏叶提取物(GBE)对COPD具有一定的治疗效果,科研人员对此机制进行研究。
(1)将构建的COPD模型大鼠分为两组,其中GBE组连续多日腹腔注射GBE进行治疗。六周后,显微镜下观察各组大鼠支气管管腔大小,如图1。
图1结果显示 ,说明GBE对COPD导致的支气管症状有一定缓解作用。
(2)自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制,在维持细胞正常功能的过程中起重要作用。自噬过程如图2,错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记,进而会与 结合,并被包进吞噬泡,最后融入 中被水解酶降解。降解产物一部分以代谢废物的形式排出细胞外,一部分 。
(3)COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活,但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻,导致受损细胞器降解受阻而异常堆积,影响细胞正常代谢。结合图1、2可知,与COPD模型组相比较,GBE组细胞中自噬体数量 ,自噬性溶酶体数量 ,推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬。
(4)已知PI3K蛋白表达水平下降会导致自噬程度增强。为验证GBE能够通过PI3K蛋白来促进细胞自噬。设计实验如下表,请对下表中不合理之处进行修正 。
组别
实验材料
检测指标
预期结果
对照组
未施加GBE的正常大鼠肺泡巨噬细胞
PI3K蛋白含量
实验组低于对照组
实验组
施加GBE的患病大鼠肺泡巨噬细胞
17.(2025春•邹城市期中)蛋白质是生命活动的承担者,不同蛋白质起作用的部位不同。回答下面的相关问题。
(1)如图1为某种胰岛素的结构示意图。假设21种氨基酸的平均相对分子质量为128,由51个氨基酸组成的胰岛素的相对分子质量约为 。胰岛素的生理作用体现了蛋白质能够 机体的生命活动。
(2)科学家为了研究某些蛋白质是否能进入细胞核,选取了一种病毒蛋白A(该蛋白由708个氨基酸构成,能够进入到宿主细胞的细胞核内)进行了如下实验:将蛋白A上某些氨基酸删除后,检测蛋白A在细胞内的位置。实验结果如图2:
蛋白A可以通过 (结构)进入细胞核内,采用 法能够定位蛋白A在细胞内的位置。根据上述实验结果,推测蛋白A中负责细胞核定位的序列为 。为验证上述推测,需要在上述实验结果的基础上,进一步补充完成下列实验设计。
第一步:选择一种 (填“细胞质蛋白X”或“细胞核蛋白X”)。
第二步:向选取的蛋白质添加上述实验结果推测的蛋白A中负责细胞核定位的序列。
第三步:检测蛋白X在细胞内的定位。
若实验结果为 ,则推测成立。
18.(2025春•邹城市期中)蛋白质分选有两条途径,如图1所示。途径1是在细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转运至细胞核、细胞质基质的特定部位以及线粒体、过氧化物酶体(一种单层膜细胞器)。图1中字母表示各类蛋白质,甲、乙、丙代表细胞器。途径2涉及囊泡的融合过程,囊泡膜上v﹣SNARE与靶膜上t﹣SNARE结合形成SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合,如图2。回答下列问题:
(1)若d类蛋白质与DNA结合才发挥作用,该类蛋白质可能是 (答出3种)。图1中,乙、丙分别代表 。图2过程体现了生物膜具有 功能。
(2)真核细胞合成分泌蛋白的过程中,能产生囊泡的细胞器有 ,囊泡的转运需要依托细胞质基质中特殊的网架结构为 。
(3)生物膜不能自发地融合,只有除去亲水膜表面的水分子使膜之间的距离近至1.5mm时才可能发生膜的融合,据图2分析发挥此作用的蛋白质主要是 。
(4)据图分析,蛋白质存在分选途径的意义是 。
19.(2025春•虹口区期中)研究表明,动脉粥样硬化会引发心肌梗死(简称“心梗”),早期心梗患者体内的免疫活性物质IL﹣1β的含量显著升高,睡眠时间延长,部分反应如图4所示。其中,谷氨酸能神经元被激活后,会释放促睡眠分子“腺苷”;Ly6CHigh是一类促进炎症反应的巨噬细胞,会加剧心脏损伤;小胶质细胞释放的CCL2,Ly6CHigh释放的CCL3和TNF,以及交感神经释放的儿茶酚胺均为信号分子。CCL2和CCL3分别促进Ly6CHigh进入相应组织。此外,IL﹣1β还能促进吞噬细胞、B淋巴细胞和T淋巴细胞的免疫功能。
(1)人体内Ly6CHigh的最初来源是 。(单选)
A.骨髓
B.胸腺
C.肝脏
D.脾脏
(2)交感神经释放的儿茶酚胺能促进脂肪细胞产热。据已学知识判断,人体内与儿茶酚胺作用协同的激素有 。(编号选填)
①肾上腺素
②抗利尿激素
③甲状腺激素
④胰高血糖素
⑤促甲状腺激素释放激素
(3)据如图判断,心梗患者体内能被免疫细胞识别为“异己”的是 。(编号选填)
①TNF
②IL﹣1β
③DAMPs
④腺苷
⑤儿茶酚胺
⑥受损细胞的MHC分子
(4)如图及相关信息推断,心梗患者体内IL﹣1β的功能有 。(多选)
A.参与Ly6CHigh进入下丘脑
B.促进抗体发挥细胞免疫功能
C.增强树突状细胞抗原呈递的功能
D.促进辅助性T细胞参与体液免疫
(5)据如图及相关信息推断,当心梗患者体内腺苷含量升高后,随之发生的生命活动可能有 。(多选)
A.心率加快
B.瞳孔收缩
C.肝糖原水解
D.分泌消化液
(6)据如图及相关信息推测,心梗患者睡眠时间延长的原因可能有 。(编号选填并排序)
①心脏释放CCL3抑制交感神经兴奋
②谷氨酸能神经元释放促进睡眠的分子
③Ly6CHigh释放抑制谷氨酸能神经元的TNF
④受损的心肌细胞释放IL﹣1β作用于小胶质细胞
⑤小胶质细胞释放CCL2促进Ly6CHigh进入脑组织
(7)据图4及相关信息,简述早期心梗患者内环境稳态的调节机制。
20.(2025春•上海校级期中)美国科学家罗斯曼、谢克曼以及德国科学家苏德霍夫因发现了囊泡准确转运物质的调控机制而共同获得了2013年诺贝尔生理学或医学奖。囊泡在细胞内主要是指由磷脂分子有序组成的密闭双分子层的球形或椭球形结构,如图中的各种小球形结构。
(1)写出下列序号所标注的细胞结构名称。①: ;②: ;③: ;④: 。
(2)囊泡是一种细胞结构,但由于其结构不固定,不能称之为细胞器。图中所示细胞中,能产生囊泡的结构是 。
A.细胞核
B.核糖体
C.内质网
D.高尔基体
(3)下列选项中,与囊泡的运输有关的细胞结构有 。
A.线粒体
B.叶绿体
C.细胞骨架
D.核糖体
(4)结合图中信息和所学知识,请用文字和箭头的形式,表示蛋白质从合成到分泌所经历的细胞结构: 。
(5)某同学用光学显微镜观察人小肠上皮细胞,她 看到囊泡结构。
A.能
B.不能
细胞的基本结构
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2025春•温州期中)细胞核是细胞的控制中心。有关如图细胞核结构的叙述,正确的是( )
A.DNA和蛋白质等生物大分子通过①进出细胞核
B.结构②是DNA分子,能控制细胞遗传与代谢
C.破坏③会影响细胞中蛋白质的合成
D.结构④有2层磷脂分子,也有选择透过性
【考点】细胞核的结构和功能.
【专题】模式图;细胞核;理解能力.
【答案】C
【分析】分析题图:图中①是核孔,②是染色质,③是核仁,④是核膜。
【解答】解:A、RNA和蛋白质等生物大分子通过①核孔进出细胞核,但核孔具有选择透过性,如DNA不能通过细胞核,A错误;
B、结构②是染色质,主要成分是DNA和蛋白质,其中DNA是遗传物质,因此染色质能控制细胞遗传与代谢,B错误;
C、核仁和核糖体的形成有关,蛋白质的合成在核糖体上,破坏③核仁会影响核糖体的形成,进而影响细胞中蛋白质的合成,C正确;
D、结构④是核膜,核膜有2层膜,共有4层磷脂分子,也有选择透过性,D错误。
故选:C。
【点评】本题结合图解,考查细胞核的结构和功能,要求考生识记细胞核的结构组成,掌握各组成结构的功能,能正确分析题图,再结合所学的知识准确答题。
2.(2025春•历下区校级期中)真核细胞线粒体的起源可追溯到十几亿年前,原始需氧细菌被真核细胞吞噬后与宿主细胞共同生存,并进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。下列推测不正确的是( )
A.线粒体和醋酸杆菌的DNA都是环状的
B.被吞噬的细菌可从宿主细胞中获取有机物
C.原始需氧细菌和真核细胞都具有生物膜系统
D.线粒体的内膜可能来源于原始需氧细菌的细胞膜
【考点】各类细胞器的结构和功能;原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同.
【专题】正推法;细胞器;真核细胞和原核细胞;理解能力.
【答案】C
【分析】关于真核细胞线粒体的起源,科学家提出了一种解释:约十几亿年前,有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌,被吞噬的细菌不仅没有被消化分解,反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸,宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中,需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
【解答】解:A、线粒体具有环状DNA,醋酸杆菌是细菌,细菌的拟核DNA通常是环状的。所以线粒体和醋酸杆菌的DNA都是环状的,A正确;
B、被吞噬的细菌进入宿主细胞后,可从宿主细胞中获取有机物等营养物质,B正确;
C、生物膜系统是由细胞膜、核膜以及细胞器膜等结构共同构成的。原始需氧细菌只有细胞膜,没有核膜和众多细胞器膜,不具有生物膜系统,C错误;
D、根据线粒体起源的共生学说,原始需氧细菌被真核细胞吞噬后,进化为线粒体,其细胞膜有可能演变为线粒体的内膜,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查原核细胞和真核细胞的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
3.(2025春•杭州期中)真核细胞中生物膜把各种细胞器分隔开来,如同一个个小的区室。各区室之间物质的输送通常是以膜泡的方式进行。下列叙述正确的是( )
A.膜泡的移动与细胞骨架有关
B.内质网断裂的膜泡可形成溶酶体
C.动物细胞中核膜解体形成的小泡参与新细胞壁合成
D.核糖体通过膜泡将蛋白质运输至内质网
【考点】各类细胞器的结构和功能;细胞生物膜系统的组成及功能.
【专题】正推法;细胞器;理解能力.
【答案】A
【分析】细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【解答】解:A、微丝和微管是构成细胞骨架的重要结构,大部分微管是一种暂时性的结构,可以快速解体和重排,在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用,如内质网形成的囊泡就是沿细胞骨架移动的,即膜泡的移动与细胞骨架有关,A正确;
B、内质网断裂的囊泡会与高尔基体膜融合,高尔基体形成的囊泡可形成溶酶体,B错误;
C、动物细胞没有细胞壁,不会形成细胞壁,C错误;
D、核糖体是没有膜的结构,不能形成膜泡,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查细胞结构和功能的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
4.(2025•大连一模)在细胞中,错误折叠的蛋白质会被泛素化修饰(在相关酶的催化下与泛素连接),泛素化蛋白质会被送入溶酶体,过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.泛素可作为分子标签介导目标蛋白质进入降解途径
B.泛素化蛋白质能运入溶酶体体现了生物膜具有选择透过性
C.溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬
D.泛素化蛋白质在溶酶体中降解后的产物可被细胞利用
【考点】各类细胞器的结构和功能.
【专题】模式图;细胞器;理解能力.
【答案】B
【分析】溶酶体:
形态:内含有多种水解酶;膜上有许多糖,防止本身的膜被水解;
作用: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。
【解答】解:A、泛素标记错误折叠蛋白质,作为分子标签引导其进入溶酶体降解途径,A正确;
B、泛素化蛋白质通过自噬体与溶酶体融合进入溶酶体,体现的是生物膜的流动性,而非选择透过性(选择透过性多与跨膜运输中的主动运输、协助扩散等有关),B错误;
C、溶酶体降解细胞内错误折叠的蛋白质,属于细胞自噬过程,C正确;
D、溶酶体降解产物中有用的物质(如氨基酸等)可被细胞重新利用,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查细胞结构和功能,重点考查细胞器的相关知识,要求考生识记细胞中各种细胞器的结构、分布和功能,能结合题干信息准确判断各选项。
5.(2025•滁州模拟)黑枸杞被称为“软黄金”,其果实呈深黑色,含有对人体有益的微量元素和丰富的游离氨基酸。下列有关叙述正确的是( )
A.Mg、Fe、Zn、B等微量元素归根结底来自无机环境,没有一种是细胞所特有
B.黑枸杞果实呈深黑色与液泡中水溶性色素有关,液泡中可储存糖类等养料
C.黑枸杞细胞代谢的主要场所在细胞核,中心体与细胞的有丝分裂密切相关
D.离体的叶绿体在一定条件下释放氧气,体现了细胞是生命活动的基本单位
【考点】各类细胞器的结构和功能;组成细胞的元素种类.
【专题】正推法;细胞器;理解能力.
【答案】B
【分析】1、组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这说明生物界和非生物界具有统一性。组成生物体的化学元素在生物体内和在无机自然界中的含量差异很大,这说明生物界和非生物界具有差异性。
2、液泡是植物细胞具有的细胞器,内有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,其中的色素与花、果实的颜色有关,液泡与植物细胞的吸水和失水有关。
【解答】解:A、细胞中的化学元素都直接或间接来自无机环境,没有一种是细胞所特有,Mg属于大量元素,A错误;
B、黑枸杞果实呈深黑色与液泡中水溶性色素有关,液泡中可储存糖类等养料,因而细胞有一定的渗透压,B正确;
C、黑枸杞细胞代谢的主要场所在细胞质基质,细胞核是新陈代谢的控制中心,中心体与细胞的有丝分裂密切相关,中心体发出星射线构成纺锤体,C错误;
D、离体的叶绿体在一定条件下释放氧气,该事实不能说明细胞是生命活动的基本单位,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了生物界和非生物界的统一性、细胞器等相关内容,考查考生理解和判断能力,难度适中。
6.(2025•红桥区一模)下列活动没有细胞骨架参与的是( )
A.同源染色体的联会配对
B.高尔基体分泌的囊泡移向细胞膜
C.叶绿体在细胞质基质中的运动
D.染色体的着丝粒分裂
【考点】各类细胞器的结构和功能.
【专题】正推法;细胞器;理解能力.
【答案】D
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【解答】解:A、同源染色体的联会配对需要细胞骨架的迁移,A不符合题意;
B、高尔基体分泌的囊泡沿着细胞质基质中的细胞骨架结构向细胞膜移动,细胞骨架为囊泡运输提供了轨道和动力。因此高尔基体分泌的囊泡移向细胞膜有细胞骨架参与,B不符合题意;
C、叶绿体在细胞质基质中的运动依赖于细胞质的流动,而细胞质流动是依靠微丝的肌动蛋白和肌球蛋白聚合体之间的滑动来实现的,微丝是细胞骨架的组成部分。所以叶绿体在细胞质基质中的运动有细胞骨架参与,C不符合题意;
D、染色体的着丝粒分裂与细胞骨架无关,而着丝粒分裂后,染色体移向两极与细胞骨架有关,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题以细胞骨架的功能为核心,结合具体生理过程设计选项,考查学生对细胞骨架作用机制的理解及知识迁移能力。题目难度中等,但需仔细辨析选项中的细节。
7.(2025春•番禺区校级期中)溶酶体所含的水解酶是由附着型核糖体合成的。当细胞处于“饥饿”状态时,溶酶体吞噬消化分解一部分细胞器来获取能量,该现象为细胞自噬;休克时,机体细胞溶酶体内的酶向组织内外释放,多在肝和肠系膜等处,引起细胞和组织自溶。下列说法正确的是( )
A.细胞自噬后的产物均以代谢废物的形式排出细胞外
B.溶酶体是高尔基体出芽形成的,其膜蛋白的含量和种类与高尔基体膜的相同
C.休克时,测定血液中溶酶体水解酶的含量高低,可作为细胞损伤轻重程度的定量指标
D.自噬体和溶酶体的融合不能说明了生物膜在结构上具有一定的流动性
【考点】各类细胞器的结构和功能;细胞死亡;细胞膜的功能.
【专题】正推法;细胞器.
【答案】C
【分析】1、溶酶体内含有多种水解酶,是细胞内的“消化车间”。
2、细胞膜的功能与膜蛋白的种类和数量有关。
3、生物膜功能特性是选择透过性,结构特性是流动性。
【解答】解:A、细胞自噬后的产物,一部分以代谢废物的形式排出细胞外,另一部分被细胞再利用,A错误;
B、溶酶体是高尔基体出芽形成的,膜功能主要与膜蛋白的含量和种类有关,溶酶体膜与高尔基体膜功能不一样,膜蛋白的种类和含量就有差异,B错误;
C、休克时,机体细胞溶酶体内的酶向组织内外释放,所以测定血液中溶酶体水解酶的含量高低,可作为细胞损伤轻重程度的定量指标,C正确;
D、自噬体和溶酶体的融合体现了生物膜在结构上具有一定的流动性,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查各种细胞器的结构和功能的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
8.(2025春•江苏校级期中)如图为某动物细胞亚显微结构示意图,相关叙述正确的是( )
A.结构①的内膜向内折叠形成嵴,为葡萄糖的分解提供更广阔的膜面积
B.结构②能控制物质进出细胞,细胞不需要的物质或颗粒一定不能通过
C.结构③具有双层膜结构,是遗传信息库,控制细胞的代谢和遗传
D.结构④参与细胞生物膜系统的组成,其膜结构能与结构③直接发生交换
【考点】细胞核的结构和功能;细胞膜的功能;各类细胞器的结构和功能.
【专题】模式图;生物膜系统;细胞器;细胞核.
【答案】C
【分析】分析题图:图中是某动物细胞亚显微结构示意图,其中①为线粒体,②为细胞膜,③为细胞核,④为高尔基体。
【解答】解:A、结构①为线粒体,其内膜向内折叠形成嵴,为[H]和氧气的结合提供更广阔的膜面积,葡萄糖的分解发生在细胞质基质,A错误;
B、结构②能控制物质进出细胞,但具有相对性,细胞不需要的物质或颗粒也有可能通过,如病毒,B错误;
C、结构③为细胞核,是遗传信息库,控制细胞的代谢和遗传,C正确;
D、结构④为高尔基体,参与细胞生物膜系统的组成,其膜结构不能与结构③直接发生交换,D错误。
故选:C。
【点评】本题结合图解,考查细胞结构和功能,要求考生识记细胞中各种细胞器的结构、分布和功能;识记细胞核的结构组成,掌握各组成结构的功能,能结合所学的知识准确答题。
9.(2025春•乐平市校级期中)酵母菌的线粒体在饥饿、光照、自由基的攻击等条件下会损伤,进而出现“自噬”现象。“自噬”过程中线粒体外会被双层膜包裹而成为“自噬体”,进而与溶酶体结合形成“自噬溶酶体”。下列关于线粒体自噬过程的叙述,错误的是( )
A.“自噬体”和溶酶体结合形成“自噬溶酶体”的过程,体现了生物膜的结构特性
B.线粒体自噬后形成的产物全部被排放至细胞外,避免对细胞造成损伤
C.引起线粒体自噬的自由基若攻击蛋白质可导致其活性下降,攻击DNA可引起基因突变
D.若酵母菌所有线粒体均已完全“自噬”,则酵母菌细胞呼吸产物的积累会对其造成毒害
【考点】各类细胞器的结构和功能.
【专题】模式图;细胞器.
【答案】B
【分析】阅读题干和题图可知,本题是线粒体的结构和功能及线粒体在在饥饿和光照等条件发生的“自噬”现象,先分析题图,了解“自噬”现象的过程,然后根据问题涉及的具体内容分析综合进行解答。
【解答】解:A、“自噬体”和溶酶体结合形成“自噬溶酶体”的过程,体现了生物膜的结构特性﹣﹣具有一定的流动性,A正确;
B、线粒体自噬后形成的产物,有用的可以留在细胞内,没用的全部被排放至细胞外,避免对细胞造成损伤,B错误;
C、引起线粒体自噬的自由基若攻击蛋白质可导致其活性下降,攻击DNA可引起基因突变,C正确;
D、若酵母菌所有线粒体均已完全“自噬”,则酵母菌细胞呼吸产物﹣﹣﹣酒精的积累会对其造成毒害,D正确。
故选:B。
【点评】本题的知识点是线粒体是有氧呼吸的主要场所,生物膜的结构及结构特点,主要考查学生的识图能力和运用所学的知识综合解题的能力。
10.(2025•江西模拟)活细胞内的线粒体不断进行着分裂与融合,如图所示。线粒体分裂与融合的动态平衡与线粒体功能的调节密切相关。下列叙述错误的是( )
A.细胞分裂时,线粒体平均分配至两个子代细胞中
B.线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求
C.正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能
D.线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力
【考点】各类细胞器的结构和功能.
【专题】模式图;细胞器;理解能力.
【答案】A
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,进行有氧呼吸的第二、第三阶段。
【解答】解:A、细胞分裂时,线粒体分配至两个子代细胞中是不平均的,两个子细胞的质遗传物质不完全相同,A错误;
B、线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求,在耗能较大的地方分布较多,B正确;
C、正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能,保证生命活动的正常进行,C正确;
D、线粒体融合后线粒体嵴的数量增加,其上附着大量有氧呼吸相关的酶,会提高单个线粒体有氧呼吸的能力,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查细胞器的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
11.(2025春•城中区校级期中)GLUT4是一种存在于脂肪细胞中的葡萄糖转运蛋白。在胰岛素的刺激下,GLUT4会从脂肪细胞内的囊泡膜转移至细胞膜上,进而将葡萄糖转运至细胞内。下列叙述正确的是( )
A.参与GLUT4加工和运输的细胞器有内质网和高尔基体
B.GLUT4加工和运输过程中,所需能量全部来自于线粒体
C.GLUT4转运葡萄糖的过程中由于发生了形变而失去活性
D.转运至脂肪细胞内的所有葡萄糖,只能用于氧化分解供能
【考点】细胞器之间的协调配合.
【专题】正推法;细胞器;理解能力.
【答案】A
【分析】1、内质网功能:分为粗面内质网和滑面内质网。粗面内质网上附着有核糖体,主要与蛋白质合成、加工及运输有关,能对核糖体合成的肽链进行折叠、糖基化等修饰。滑面内质网则主要参与脂质合成,像磷脂、性激素等,还参与解毒等过程,比如肝脏细胞中的滑面内质网能分解酒精等有害物质。
2、高尔基体功能:对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包装。在植物细胞中,与细胞壁的形成有关,能合成和运输构成细胞壁的纤维素等物质。在动物细胞中,与细胞分泌物的形成有关,比如将细胞合成的分泌蛋白进行加工后,形成囊泡分泌到细胞外。
3、线粒体功能:细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为“动力车间”。细胞生命活动所需能量的大部分(约95%)都来自线粒体,通过有氧呼吸将有机物氧化分解,释放能量,生成大量的ATP,为细胞的各种生命活动如物质运输、细胞分裂等提供能量。
【解答】解:A、GLUT4是一种蛋白质,在细胞内,参与蛋白质加工和运输的细胞器有内质网和高尔基体,A正确;
B、GLUT4加工和运输过程中,所需能量主要来自线粒体,但细胞质基质也能提供少量能量,并非全部来自线粒体,B错误;
C、GLUT4转运葡萄糖的过程中发生形变是其正常的转运机制,不会失去活性,C错误;
D、转运至脂肪细胞内的葡萄糖,除了用于氧化分解供能,还可以转化为脂肪等物质储存起来,D错误。
故选:A。
【点评】本题围绕GLUT4这一葡萄糖转运蛋白展开,综合考查蛋白质的加工运输、细胞供能场所、转运蛋白的作用机制以及葡萄糖在细胞内的去向等多个知识点,要求学生对细胞的物质运输、能量代谢以及蛋白质相关知识有系统掌握。解答此类题目,学生要准确记忆各细胞器功能及相关生理过程,不能模糊。要仔细分析题干信息,结合所学知识严谨推理,比如根据GLUT4是蛋白质,合理推出加工运输涉及的细胞器。同时,对每个选项都要深入思考,不能放过任何一个细节,防止因思维定式或粗心大意而误选。
12.(2025•芜湖校级模拟)尿素是有机态氮肥,不能直接被植物根系吸收。在尿素分解细菌产生的脲酶作用下,尿素被水解成碳酸铵或碳酸氢铵,进而可被农作物吸收利用。下列叙述正确的是( )
A.尿素分解细菌和农作物的遗传物质经彻底水解后均可得到8种产物
B.脲酶经尿素分解细菌的内质网和高尔基体加工、运输后才能分泌到细胞外
C.碳酸铵或碳酸氢铵被农作物吸收后进入细胞可参与核酸和蛋白质的合成
D.水和无机盐在细胞中含量都很少,但都对植物体的生命活动有重要作用
【考点】各类细胞器的结构和功能;水在细胞中的存在形式和作用;无机盐的主要存在形式和作用;核酸的基本组成单位.
【专题】正推法;细胞器;水和无机盐的作用;理解能力.
【答案】C
【分析】水在细胞中的含量是最多的化合物,而不是含量很少。水在细胞中有自由水和结合水两种存在形式,自由水参与细胞内的许多化学反应、物质运输等,结合水是细胞结构的重要组成成分,对植物体的生命活动有重要作用。无机盐在细胞中的含量虽然很少,但对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
【解答】解:A、尿素分解细菌和农作物的遗传物质都是DNA,DNA彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基(A、T、C、G),共6种产物,A错误;
B、尿素分解细菌是原核生物,只有核糖体一种细胞器,B错误;
C、核酸的组成元素有C、H、O、N、P,蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N等,碳酸铵或碳酸氢铵被农作物吸收后,其中的氮元素是合成核酸和蛋白质的重要原料,C正确;
D、水在细胞中的含量是最多的化合物,水在细胞中有自由水和结合水两种存在形式,自由水参与细胞内的许多化学反应、物质运输等,结合水是细胞结构的重要组成成分,对植物体的生命活动有重要作用。无机盐在细胞中的含量虽然很少,但对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,如维持细胞的酸碱平衡、渗透压等,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查尿素分解菌的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
13.(2025•河东区二模)某地果园的苹果树近年频繁出现果实发育不良现象。研究人员发现,病株叶片细胞中一种细胞器内积累了大量未折叠的蛋白质,导致细胞无法正常分泌生长调节物质。进一步检测表明,该细胞器的膜结构严重受损。据此推测,病变最可能直接影响了下列哪种细胞结构的功能( )
A.高尔基体 B.线粒体 C.内质网 D.溶酶体
【考点】各类细胞器的结构和功能.
【专题】归纳推理;细胞器;理解能力.
【答案】C
【分析】1、内质网:
结构:由膜结构连接而成的网状、囊状结构,与细胞核靠近,附着多种酶。
作用:某些大分子物质的运输通道;加工蛋白质;与糖类、脂质的合成有关。
分布:植物、动物细胞。
2、高尔基体:
结构:单层膜结构,与内质网相同。
分布:动物、植物细胞中。
3、溶酶体:
形态:内含有多种水解酶;膜上有许多糖,防止本身的膜被水解。
作用: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。
4、线粒体:
形态:大多椭球形,外膜、内膜、嵴、基粒、基质。
作用:有氧呼吸的主要场所,“动力车间”。
【解答】解:据题干可知,病株叶片细胞中一种细胞器内积累了大量未折叠的蛋白质,导致细胞无法正常分泌生长调节物质。而蛋白质的折叠加工发生在内质网,而
A、高尔基体与植物细胞壁的形成有关,不参与蛋白质的合成,A不符合题意;
B、线粒体是细胞的动力车间,与蛋白质的折叠加工无关,B不符合题意;
C、据题干可知,病株叶片细胞中一种细胞器内积累了大量未折叠的蛋白质,导致细胞无法正常分泌生长调节物质。而蛋白质的折叠加工发生在内质网,C符合题意;
D、溶酶体含有大量水解酶,与蛋白质的折叠无关,D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了细胞器的结构与功能,需要学生掌握内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体的结构与功能答题。
14.(2025春•湖南期中)科学家发现某种毒素能破坏细胞膜中某种成分的功能,导致细胞无法识别外界信号分子。据此推测,毒素最可能破坏了细胞膜的什么成分( )
A.胆固醇 B.糖蛋白 C.磷脂分子 D.贯穿蛋白
【考点】细胞膜的成分.
【专题】正推法;生物膜系统.
【答案】B
【分析】细胞膜的成分主要为蛋白质和脂质,也含有少量的糖类,脂质中的胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分。
【解答】解:细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。B正确。
故选:B。
【点评】本题考查细胞膜的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
15.(2025春•邹城市期中)迁移体是我国科学家发现的一种新的细胞器,是细胞迁移过程中由尾部收缩丝的尖端或交叉点产生的膜性细胞器,能在细胞之间传递。线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体被释放到细胞外的过程。实验小组为了研究MEx以及K蛋白在MEx中的作用,设计了相关实验,实验结果如表所示。下列叙述错误的是( )
组别
A
B
C
D
药物CCCP
﹣
+
﹣
+
敲除K基因
﹣
﹣
+
+
迁移体中线粒体的相对含量
10
80
10
11
注:药物CCCP能诱导线粒体受损,“+”表示进行相关操作,“﹣”表示不进行相关操作。
A.磷脂双分子层构成了迁移体膜的基本支架
B.迁移体可能具有介导细胞之间的信息交流的功能
C.MEx常作为线粒体受损的重要指标
D.K蛋白的作用可能是抑制需要胞吐的线粒体进入迁移体中
【考点】各类细胞器的结构和功能.
【专题】正推法;细胞器;理解能力.
【答案】D
【分析】细胞膜的主要组成成分是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类;脂质中主要是磷脂,磷脂双分子层构成膜的基本骨架;蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者,细胞膜的功能复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂的细胞,蛋白质的种类和数量越多。
【解答】解:A、迁移体是膜性细胞器,生物膜的基本支架都是磷脂双分子层,所以磷脂双分子层构成了迁移体膜的基本支架,A正确;
B、带有荧光的迁移体能在不同细胞之间传递,说明迁移体可能具有介导细胞之间信息交流的功能,B正确;
C、当线粒体受损时,迁移体中含有更多的线粒体,说明迁移体释放的主要是受损的线粒体,其意义在于维持细胞内部环境的相对稳定,所以线粒体胞吐(MEx)常作为线粒体受损的重要指标,C正确;
D、对比B组和D组可知,敲除K基因后,迁移体中线粒体的数量减少,说明K蛋白的作用可能是促使受损线粒体进入迁移体中,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查细胞器的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
二.解答题(共5小题)
16.(2025春•武汉期中)吸烟是导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)的首要发病因素。银杏叶提取物(GBE)对COPD具有一定的治疗效果,科研人员对此机制进行研究。
(1)将构建的COPD模型大鼠分为两组,其中GBE组连续多日腹腔注射GBE进行治疗。六周后,显微镜下观察各组大鼠支气管管腔大小,如图1。
图1结果显示 GBE组支气管管腔大于COPD模型组但小于正常组 ,说明GBE对COPD导致的支气管症状有一定缓解作用。
(2)自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制,在维持细胞正常功能的过程中起重要作用。自噬过程如图2,错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记,进而会与 自噬受体 结合,并被包进吞噬泡,最后融入 溶酶体 中被水解酶降解。降解产物一部分以代谢废物的形式排出细胞外,一部分 被细胞再利用 。
(3)COPD模型组大鼠肺泡巨噬细胞自噬被激活,但细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻,导致受损细胞器降解受阻而异常堆积,影响细胞正常代谢。结合图1、2可知,与COPD模型组相比较,GBE组细胞中自噬体数量 减少 ,自噬性溶酶体数量 增多 ,推测GBE可通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬。
(4)已知PI3K蛋白表达水平下降会导致自噬程度增强。为验证GBE能够通过PI3K蛋白来促进细胞自噬。设计实验如下表,请对下表中不合理之处进行修正 对照组应选用未施加GBE的患病大鼠肺泡巨噬细胞 。
组别
实验材料
检测指标
预期结果
对照组
未施加GBE的正常大鼠肺泡巨噬细胞
PI3K蛋白含量
实验组低于对照组
实验组
施加GBE的患病大鼠肺泡巨噬细胞
【考点】各类细胞器的结构和功能.
【专题】模式图;正推法;细胞器;理解能力.
【答案】(1)GBE组支气管管腔大于COPD模型组但小于正常组
(2)自噬受体 溶酶体 被细胞再利用
(3)减少 增多
(4)对照组应选用未施加GBE的患病大鼠肺泡巨噬细胞
【分析】题图分析:比较图1正常组、COPD模型组和GBE组可知,COPD模型组支气管管腔狭窄,而GBE可以缓解COPD导致的支气管管腔狭窄等症状。
图2表示细胞通过“自噬作用”及时清除受损线粒体的过程。首先图示受损的线粒体形成自噬体;其次自噬体与溶酶体融合,其中的水解酶开始分解线粒体。
【解答】解:(1)由图1看出,GBE组连续多日腹腔注射GBE进行治疗,与COPD模型组相比,支气管管腔狭窄程度明显减缓,说明GBE可以缓解COPD导致的支气管管腔狭窄等症状。
(2)分析题图可知:错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记,被标记的蛋白质会与自噬受体结合,并被包里进吞噬泡,最后融入溶酶体中被水解酶降解。降解产物,一部分以代谢废物的形式排出细胞外,一部分被细胞再利用。
(3)研究表明,COPD模型组大鼠由于细胞内自噬体和溶酶体正常融合受阻,导致受损细胞器降解受阻而异常堆积,影响细胞正常代谢;与COPD模型组相比较,GBE组细胞中自噬体数量减少,自噬性溶酶体数量增多,据此推测,GBE可能是通过促进自噬体和溶酶体正常融合进一步促进自噬。
(4)本实验目的是验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬,因此对照组应选用COPD组大鼠的大鼠肺泡巨噬细胞,预期结果应为实验组低于对照组。
故答案为:
(1)GBE组支气管管腔大于COPD模型组但小于正常组
(2)自噬受体 溶酶体 被细胞再利用
(3)减少 增多
(4)对照组应选用未施加GBE的患病大鼠肺泡巨噬细胞
【点评】本题以图形为信息的载体,综合考查蛋白质的功能、细胞器的功能等相关知识,意在考查考生的识记能力、分析图文信息能力和理解应用能力。
17.(2025春•邹城市期中)蛋白质是生命活动的承担者,不同蛋白质起作用的部位不同。回答下面的相关问题。
(1)如图1为某种胰岛素的结构示意图。假设21种氨基酸的平均相对分子质量为128,由51个氨基酸组成的胰岛素的相对分子质量约为 5640 。胰岛素的生理作用体现了蛋白质能够 调节 机体的生命活动。
(2)科学家为了研究某些蛋白质是否能进入细胞核,选取了一种病毒蛋白A(该蛋白由708个氨基酸构成,能够进入到宿主细胞的细胞核内)进行了如下实验:将蛋白A上某些氨基酸删除后,检测蛋白A在细胞内的位置。实验结果如图2:
蛋白A可以通过 核孔 (结构)进入细胞核内,采用 荧光标记(或同位素标记) 法能够定位蛋白A在细胞内的位置。根据上述实验结果,推测蛋白A中负责细胞核定位的序列为 第127﹣133位氨基酸序列 。为验证上述推测,需要在上述实验结果的基础上,进一步补充完成下列实验设计。
第一步:选择一种 细胞质蛋白X (填“细胞质蛋白X”或“细胞核蛋白X”)。
第二步:向选取的蛋白质添加上述实验结果推测的蛋白A中负责细胞核定位的序列。
第三步:检测蛋白X在细胞内的定位。
若实验结果为 蛋白X定位到细胞核内 ,则推测成立。
【考点】细胞核的结构和功能;蛋白质在生命活动中的主要功能;蛋白质(多肽)的相关计算.
【专题】氨基酸、蛋白质的相关计算;正推法;蛋白质 核酸的结构与功能;细胞核;理解能力;解决问题能力.
【答案】(1)5640;调节
(2)核孔;荧光标记(或同位素标记);第127﹣133位氨基酸序列;细胞质蛋白X;蛋白X定位到细胞核内
【分析】1、肽键数=失去水分子的数目=氨基酸数﹣肽链数(不包括环状)。
2、n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链时,共脱去(n﹣m)个水分子,形成(n﹣m)个肽键。
3、蛋白质总的分子量=组成蛋白质的氨基酸总分子量﹣脱水缩合反应脱去的水的总分子量(不考虑二硫键 )。
4、环状肽链:氨基酸数目=脱水数目=肽键数目。
5、链接两条肽链之间的键为二硫键(大多数),有些为肽键,连接位置为两个氨基酸的R基。
6、﹣﹣SH SH﹣﹣转变﹣﹣S﹣﹣S﹣﹣(二硫键)去掉两个H。
【解答】解:(1)氨基酸形成蛋白质的过程中,要脱去水并形成二硫键。51个氨基酸形成胰岛素(由两条肽链组成),脱去的水分子数为51﹣2═49个。从图中可知胰岛素分子中有3个二硫键,形成一个二硫键脱去2个H。已知21种氨基酸的平均相对分子质量为128,根据蛋白质相对分子质量═氨基酸总相对分子质量﹣脱去水的总相对分子质量﹣形成二硫键脱去H的总相对分子质量,得出胰岛素的相对分子质量约为51×128﹣49×18﹣3×2═5640。胰岛素能调节血糖浓度,体现了蛋白质能够调节机体的生命活动。
(2)核孔是大分子物质进出细胞核的通道,蛋白A可以通过核孔进入细胞核内。采用荧光标记法(或同位素标记)能够定位蛋白A在细胞内的位置。据图可知,删除第1﹣126位氨基酸序列或删除第136﹣708位氨基酸序列,蛋白A定位在细胞核内,删除第127﹣133位氨基酸序列,蛋白A定位在细胞核外,可推测蛋白A中负责细胞核定位的序列为127﹣133位氨基酸序列。
验证推测的实验设计:
第一步:选择一种细胞质蛋白X。因为要验证该序列是否能使蛋白质定位到细胞核,所以选择原本不在细胞核内的细胞质蛋白。第二步:向选取的蛋白质添加上述实验结果推测的蛋白A中负责细胞核定位的序列。
第三步:检测蛋白X在细胞内的定位。若实验结果为蛋白X定位到细胞核内,则推测成立。
故答案为:
(1)5640;调节
(2)核孔;荧光标记(或同位素标记);第127﹣133位氨基酸序列;细胞质蛋白X;蛋白X定位到细胞核内
【点评】本题既考查了蛋白质相对分子质量计算这一基础的化学与生物学交叉知识点,又涉及胰岛素生理功能所体现的蛋白质功能,还深入到蛋白质在细胞内运输与定位的相关知识,涵盖蛋白质多个方面内容。对于蛋白质相关知识,学生要建立知识网络,能将氨基酸脱水缩合计算、蛋白质功能、细胞结构等知识综合起来解决问题,如计算胰岛素相对分子质量时要考虑多方面因素;设计验证实验时,要明确实验目的,选择合适的实验材料(如选择细胞质蛋白X),遵循实验设计的基本原则,确保实验设计合理且能够验证推测。
18.(2025春•邹城市期中)蛋白质分选有两条途径,如图1所示。途径1是在细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转运至细胞核、细胞质基质的特定部位以及线粒体、过氧化物酶体(一种单层膜细胞器)。图1中字母表示各类蛋白质,甲、乙、丙代表细胞器。途径2涉及囊泡的融合过程,囊泡膜上v﹣SNARE与靶膜上t﹣SNARE结合形成SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合,如图2。回答下列问题:
(1)若d类蛋白质与DNA结合才发挥作用,该类蛋白质可能是 解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、DNA连接酶、组蛋白 (答出3种)。图1中,乙、丙分别代表 过氧化物酶体、溶酶体 。图2过程体现了生物膜具有 进行细胞间信息交流 功能。
(2)真核细胞合成分泌蛋白的过程中,能产生囊泡的细胞器有 内质网和高尔基体 ,囊泡的转运需要依托细胞质基质中特殊的网架结构为 细胞骨架 。
(3)生物膜不能自发地融合,只有除去亲水膜表面的水分子使膜之间的距离近至1.5mm时才可能发生膜的融合,据图2分析发挥此作用的蛋白质主要是 SNAPs 。
(4)据图分析,蛋白质存在分选途径的意义是 使蛋白质准确到达细胞内或细胞外的特定部位,保证细胞生命活动的有序进行 。
【考点】细胞生物膜系统的组成及功能;细胞器之间的协调配合.
【专题】图文信息类简答题;生物膜系统;细胞器;理解能力.
【答案】(1)解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白(答出3种即可);过氧化物酶体、溶酶体;进行细胞间信息交流。
(2)内质网和高尔基体;细胞骨架
(3)SNAPs
(4)使蛋白质准确到达细胞内或细胞外的特定部位,保证细胞生命活动的有序进行
【分析】细胞膜和细胞膜系统的对比分析:
【解答】解:(1)若d类蛋白质与DNA结合才发挥作用,解旋酶在DNA复制和转录时与DNA结合解开双链;DNA聚合酶在DNA复制时与DNA结合催化脱氧核苷酸聚合;RNA聚合酶在转录时与DNA结合催化核糖核苷酸聚合;组蛋白可以与DNA结合形成染色质,所以该类蛋白质可能是解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白。根据途径1中蛋白质的转运方向和细胞器的特点,乙为过氧化物酶体,丙为溶酶体。图2中囊泡膜与靶膜的识别和融合过程体现了生物膜具有进行细胞间信息交流的功能。
(2)在真核细胞合成分泌蛋白的过程中,内质网对蛋白质进行加工后以囊泡的形式运输到高尔基体,高尔基体对蛋白质进一步加工后再以囊泡的形式运输到细胞膜,所以能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,囊泡的转运需要依托细胞质基质中的细胞骨架。
(3)由题干可知生物膜不能自发融合,需要除去亲水膜表面的水分子使膜距离近至一定程度才行,观察图2,SNAPs参与了囊泡与靶膜融合的最后阶段,所以发挥此作用的蛋白质主要是SNAPs。
(4)从图中可以看到蛋白质通过不同的分选途径到达细胞内或细胞外的特定部位,这样可以保证细胞内各种生命活动在相应的部位有序进行。
故答案为:
(1)解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白(答出3种即可);过氧化物酶体、溶酶体;进行细胞间信息交流。
(2)内质网和高尔基体;细胞骨架
(3)SNAPs
(4)使蛋白质准确到达细胞内或细胞外的特定部位,保证细胞生命活动的有序进行
【点评】围绕蛋白质分选这一核心,综合考查了蛋白质功能、细胞器结构与功能、生物膜功能以及细胞骨架等多个知识点,涵盖细胞生物学的多个层面,检验学生对知识的整合与运用能力。对于各类与DNA结合的蛋白质,如解旋酶、DNA聚合酶等的功能,以及不同细胞器的结构、功能和分布等基础知识点学生要准确记忆,避免混淆;认识到细胞内各结构和生理过程是相互联系的整体,如合成分泌蛋白过程中内质网、高尔基体与囊泡形成的关系,将不同知识点串联起来解题。
19.(2025春•虹口区期中)研究表明,动脉粥样硬化会引发心肌梗死(简称“心梗”),早期心梗患者体内的免疫活性物质IL﹣1β的含量显著升高,睡眠时间延长,部分反应如图4所示。其中,谷氨酸能神经元被激活后,会释放促睡眠分子“腺苷”;Ly6CHigh是一类促进炎症反应的巨噬细胞,会加剧心脏损伤;小胶质细胞释放的CCL2,Ly6CHigh释放的CCL3和TNF,以及交感神经释放的儿茶酚胺均为信号分子。CCL2和CCL3分别促进Ly6CHigh进入相应组织。此外,IL﹣1β还能促进吞噬细胞、B淋巴细胞和T淋巴细胞的免疫功能。
(1)人体内Ly6CHigh的最初来源是 A 。(单选)
A.骨髓
B.胸腺
C.肝脏
D.脾脏
(2)交感神经释放的儿茶酚胺能促进脂肪细胞产热。据已学知识判断,人体内与儿茶酚胺作用协同的激素有 ①③ 。(编号选填)
①肾上腺素
②抗利尿激素
③甲状腺激素
④胰高血糖素
⑤促甲状腺激素释放激素
(3)据如图判断,心梗患者体内能被免疫细胞识别为“异己”的是 ③ 。(编号选填)
①TNF
②IL﹣1β
③DAMPs
④腺苷
⑤儿茶酚胺
⑥受损细胞的MHC分子
(4)如图及相关信息推断,心梗患者体内IL﹣1β的功能有 ACD 。(多选)
A.参与Ly6CHigh进入下丘脑
B.促进抗体发挥细胞免疫功能
C.增强树突状细胞抗原呈递的功能
D.促进辅助性T细胞参与体液免疫
(5)据如图及相关信息推断,当心梗患者体内腺苷含量升高后,随之发生的生命活动可能有 BD 。(多选)
A.心率加快
B.瞳孔收缩
C.肝糖原水解
D.分泌消化液
(6)据如图及相关信息推测,心梗患者睡眠时间延长的原因可能有 ④⑤② 。(编号选填并排序)
①心脏释放CCL3抑制交感神经兴奋
②谷氨酸能神经元释放促进睡眠的分子
③Ly6CHigh释放抑制谷氨酸能神经元的TNF
④受损的心肌细胞释放IL﹣1β作用于小胶质细胞
⑤小胶质细胞释放CCL2促进Ly6CHigh进入脑组织
(7)据图4及相关信息,简述早期心梗患者内环境稳态的调节机制。 一方面,早期心梗小鼠心脏释放 IL﹣1β促进小胶质细胞释放CCL2促进Ly6CHigh进入下丘脑,释放TNF促进谷氨酸能神经元释放腺苷,睡眠时间延长,通过抑制交感神经释放儿茶酚胺,抑制心肌细胞中Ly6CHigh释放CCL3,减少Ly6CHigh进入心肌组织,降低炎症反应对心肌造成损伤。另一方面,IL﹣1β促进免疫细胞的功能,吞噬细胞识别受损的心肌细胞通过释放DAMPs,将抗原呈递至T淋巴细胞,促进T淋巴细胞增殖分化产生细胞毒性T和辅助性T细胞。细胞毒性T识别并清除受损的心肌细胞,辅助性T细胞促进B淋巴细胞增殖分化产生浆细胞产生抗体,帮助吞噬细胞吞噬清除DAMPs等抗原。
【考点】各类细胞器的结构和功能;神经系统的结构;反射弧各部分组成及功能;兴奋在神经纤维上的传导;兴奋在神经元之间的传递.
【专题】图文信息类简答题;正推法;细胞器;神经调节与体液调节.
【答案】(1)A
(2)①③
(3)③
(4)ACD
(5)BD
(6)④⑤②
(7)一方面,早期心梗小鼠心脏释放 IL﹣1β促进小胶质细胞释放CCL2促进Ly6CHigh进入下丘脑,释放TNF促进谷氨酸能神经元释放腺苷,睡眠时间延长,通过抑制交感神经释放儿茶酚胺,抑制心肌细胞中Ly6CHigh释放CCL3,减少Ly6CHigh进入心肌组织,降低炎症反应对心肌造成损伤。另一方面,IL﹣1β促进免疫细胞的功能,吞噬细胞识别受损的心肌细胞通过释放DAMPs,将抗原呈递至T淋巴细胞,促进T淋巴细胞增殖分化产生细胞毒性T和辅助性T细胞。细胞毒性T识别并清除受损的心肌细胞,辅助性T细胞促进B淋巴细胞增殖分化产生浆细胞产生抗体,帮助吞噬细胞吞噬清除DAMPs等抗原。
【分析】反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成:
1、感受器:是感觉神经末梢的特殊装置,能接受内、外环境的刺激并将其转变为神经冲动。比如皮肤中的温度感受器,能感受温度变化。
2、传入神经:将感受器产生的神经冲动,以神经冲动的形式沿神经纤维传导到神经中枢。例如,手部皮肤受到刺激产生的冲动,通过传入神经传至脊髓或脑。
3、神经中枢:在脑和脊髓的灰质中,功能相同的神经元细胞体汇集在一起,调节人体的某一项相应的生理活动。如脊髓中的膝跳反射中枢,可控制膝跳反射;大脑皮层的高级神经中枢能进行复杂的反射活动调节。
4、传出神经:把神经中枢产生的神经冲动传导到效应器。
5、效应器:是运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等,能接受传出神经传来的神经冲动,并产生相应的反应,如肌肉收缩、腺体分泌等。
【解答】解:(1)巨噬细胞等免疫细胞是由造血干细胞分化而来的,而造血干细胞起源于骨髓。在人体的免疫细胞生成过程中,骨髓是重要的造血器官,为各种免疫细胞的产生提供源头。胸腺主要是 T 淋巴细胞成熟的场所;肝脏主要参与代谢、解毒等多种生理功能;脾脏是人体重要的免疫器官,但不是免疫细胞最初的来源地。
故选:A。
(2)协同作用是指不同激素对同一生理效应都发挥作用,从而达到增强效应的结果。儿茶酚胺能促进脂肪细胞产热,肾上腺素能促进肝糖原分解,提高血糖浓度,加速新陈代谢,增加产热,与儿茶酚胺作用协同;甲状腺激素能促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性,增加产热,与儿茶酚胺作用协同。抗利尿激素主要作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收,与产热无关;胰高血糖素主要作用是升高血糖,不是促进产热;促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素,不直接参与产热过程。
故选:①③。
(3)①TNF:肿瘤坏死因子(TNF)是人体内正常存在的具有多种生物学功能的细胞因子,一般情况下不是被免疫细胞识别为“异己”的物质,①错误。②IL﹣1β:白细胞介素﹣1β(IL﹣1β)也是人体内参与免疫调节等生理过程的细胞因子,并非典型被免疫细胞识别为“异己”的成分,②错误。
③DAMPs:损伤相关模式分子(DAMPs),在组织细胞受损时释放,能够被免疫细胞识别为“异己”信号,启动免疫反应,③正确。
④腺苷:腺苷是人体内广泛存在的一种内源性核苷,参与多种生理过程,不是被免疫细胞识别为“异己”的物质,④错误。
⑤儿茶酚胺:儿茶酚胺是体内的神经递质和激素,如肾上腺素等,主要参与调节心血管活动等生理功能,不是免疫细胞识别的“异己”,⑤错误。
⑥受损细胞的MHC分子:主要组织相容性复合体(MHC)分子,正常情况下用于呈递抗原,但受损细胞的MHC分子本身一般不被直接识别为“异己”,而是通过呈递的抗原被识别,⑥错误。
故选:③。
(4)A、题干虽未明确提及具体过程,但从选项信息及免疫学知识的逻辑来看,若有相关研究表明在心梗相关生理过程中,IL﹣1β参与了Ly6CHigh进入下丘脑这一过程,从信息推断角度,是有可能的,A正确。
B、抗体发挥的是体液免疫功能,而不是细胞免疫功能。细胞免疫主要由效应T细胞等发挥作用,抗体与抗原特异性结合来清除抗原是体液免疫的关键环节。所以说“促进抗体发挥细胞免疫功能”表述错误,B错误。
C、在免疫调节过程中,树突状细胞具有摄取、加工处理和呈递抗原的功能。IL﹣1β作为一种细胞因子,在一些生理和病理状态下,有可能增强树突状细胞抗原呈递的功能,以促进免疫应答,从免疫学原理和信息推断角度,C正确。
D、辅助性T细胞在体液免疫中起着重要作用,它可以分泌细胞因子等,促进B细胞的活化、增殖和分化。IL﹣1β作为细胞因子,有可能促进辅助性T细胞参与体液免疫,增强体液免疫的强度,从免疫学原理和信息推断角度,D正确。
故选:ACD。
(5)A、腺苷具有抑制神经兴奋的作用,一般不会使心率加快,A错误。B、腺苷含量升高,可能会使瞳孔收缩,B正确。
C、肝糖原水解会使血糖升高,通常是在血糖较低或机体需要能量时发生,腺苷含量升高与肝糖原水解关系不大,C错误。
D、腺苷含量升高可能会影响消化腺的分泌活动,促进分泌消化液,D正确。
故选:BD。
(6)心梗会导致心肌细胞受损,这是整个过程的起始点。受损的心肌细胞会释放IL﹣1β,对应④,所以④排在第一步。IL﹣1β作用于小胶质细胞,促使小胶质细胞释放CCL2,对应⑤。这是在受损心肌细胞释放IL﹣1β之后引发的后续反应,所以⑤排在第二步。小胶质细胞释放的CCL2促进Ly6CHigh进入脑组织,随后Ly6CHigh释放抑制谷氨酸能神经元的TNF这种情况被打破(因为题干最终结果是睡眠时间延长,意味着是促进睡眠的机制起作用),使得谷氨酸能神经元能够释放促进睡眠的分子,对应②。所以②排在第三步。而①心脏释放CCL3抑制交感神经兴奋,题干中并没有信息表明该过程与心梗患者睡眠时间延长存在直接关联。
故选:④⑤②。
(7)早期心梗患者内环境稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节共同作用的结果。神经调节方面:早期心梗小鼠心脏释放的IL﹣1β经一系列作用,最终使睡眠时间延长。睡眠延长可抑制交感神经释放儿茶酚胺,儿茶酚胺减少又抑制心肌细胞中Ly6CHigh释放CCL3,进而减少Ly6CHigh进入心肌组织,降低炎症反应对心肌的损伤。这体现了神经调节通过影响激素释放等途径对心梗后的内环境进行调节。免疫调节方面:IL﹣1β促进免疫细胞的功能。吞噬细胞识别受损的心肌细胞,通过释放DAMPs将抗原呈递至T淋巴细胞。T淋巴细胞增殖分化产生细胞毒性T细胞和辅助性T细胞。细胞毒性T细胞识别并清除受损的心肌细胞;辅助性T细胞促进B淋巴细胞增殖分化产生浆细胞,浆细胞产生抗体,帮助吞噬细胞吞噬清除DAMPs等抗原。免疫调节通过免疫细胞之间的相互作用以及对受损细胞和抗原的处理,维持内环境稳态。
故答案为:
(1)A
(2)①③
(3)③
(4)ACD
(5)BD
(6)④⑤②
(7)一方面,早期心梗小鼠心脏释放 IL﹣1β促进小胶质细胞释放CCL2促进Ly6CHigh进入下丘脑,释放TNF促进谷氨酸能神经元释放腺苷,睡眠时间延长,通过抑制交感神经释放儿茶酚胺,抑制心肌细胞中Ly6CHigh释放CCL3,减少Ly6CHigh进入心肌组织,降低炎症反应对心肌造成损伤。另一方面,IL﹣1β促进免疫细胞的功能,吞噬细胞识别受损的心肌细胞通过释放DAMPs,将抗原呈递至T淋巴细胞,促进T淋巴细胞增殖分化产生细胞毒性T和辅助性T细胞。细胞毒性T识别并清除受损的心肌细胞,辅助性T细胞促进B淋巴细胞增殖分化产生浆细胞产生抗体,帮助吞噬细胞吞噬清除DAMPs等抗原。
【点评】本题考查了学生对神经—体液—免疫调节网络的理解,以及该调节网络如何在早期心梗情况下维持内环境稳态,还考查了细胞间信息传递和免疫细胞功能。学生要认识到内环境稳态调节是一个复杂的整体过程,涉及神经、体液、免疫调节等多个方面。例如本题中,从心脏释放物质影响免疫细胞,再到免疫细胞对心肌细胞的作用,各环节相互关联。需准确把握各调节方式间如何协同作用,不能孤立看待。
20.(2025春•上海校级期中)美国科学家罗斯曼、谢克曼以及德国科学家苏德霍夫因发现了囊泡准确转运物质的调控机制而共同获得了2013年诺贝尔生理学或医学奖。囊泡在细胞内主要是指由磷脂分子有序组成的密闭双分子层的球形或椭球形结构,如图中的各种小球形结构。
(1)写出下列序号所标注的细胞结构名称。①: 细胞核 ;②: 内质网 ;③: 高尔基体 ;④: 细胞膜 。
(2)囊泡是一种细胞结构,但由于其结构不固定,不能称之为细胞器。图中所示细胞中,能产生囊泡的结构是 CD 。
A.细胞核
B.核糖体
C.内质网
D.高尔基体
(3)下列选项中,与囊泡的运输有关的细胞结构有 AC 。
A.线粒体
B.叶绿体
C.细胞骨架
D.核糖体
(4)结合图中信息和所学知识,请用文字和箭头的形式,表示蛋白质从合成到分泌所经历的细胞结构: 核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜 。
(5)某同学用光学显微镜观察人小肠上皮细胞,她 B 看到囊泡结构。
A.能
B.不能
【考点】细胞生物膜系统的组成及功能;细胞器之间的协调配合.
【专题】图文信息类简答题;生物膜系统;细胞器;解决问题能力.
【答案】(1)细胞核 内质网 高尔基体 细胞膜
(2)CD
(3)AC
(4)核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜
(5)B
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程大致是:首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成,当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡,囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量,这些能量主要来自线粒体。
【解答】解:(1)据图可知,①表示细胞核,②表示内质网,③表示高尔基体,④表示细胞膜(细胞质膜)。
(2)内质网、高尔基体都可以出芽形成囊泡,内吞过程中,细胞膜也能形成囊泡,因此图中所示细胞中,能产生囊泡的结构是内质网,高尔基体。
故选:CD。
(3)细胞骨架与细胞中的物质运输、能量转换和信息传递有关,据此可推测囊泡在细胞内的定向运输可能与细胞骨架有关,而线粒体可为囊泡的运输提供能量。
故选:AC。
(4)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,因此蛋白质从合成到分泌所经历的细胞结构为:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜。
(5)光学显微镜不能看到囊泡结构。
故选:B。
故答案为:
(1)细胞核 内质网 高尔基体 细胞膜
(2)CD
(3)AC
(4)核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜
(5)B
【点评】本题考查生物膜系统的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
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