重难点02 细胞的“工厂布局”与生产线(期末真题汇编)高一生物上学期人教版
2025-11-07
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内容正文:
重难点02 细胞的“工厂布局”与生产线
一、单选题
1.(24-25高一上·山东德州·期末)PXo小体是果蝇肠吸收细胞中的一种具有多层膜的细胞器,其膜上的PXo蛋白可以将磷酸盐运入其中,用于合成磷脂。当果蝇摄入磷酸盐不足时,PXo小体会裂解释放出磷脂并触发新细胞生成的信号。下列说法正确的是( )
A.核糖体是肠吸收细胞中唯一不含磷脂的细胞器
B.PXo蛋白在PXo小体中合成后转移到膜上运输磷酸盐
C.PXo小体可能通过增加膜的层数来储存磷脂
D.PXo蛋白含量降低时肠吸收细胞数量会减少
2.(24-25高一上·贵州毕节织金县·期末)联系内质网(ER)与高尔基体之间物质运输的小泡表面具有由蛋白质构成的笼状衣被,衣被小泡主要有COPⅡ衣被小泡和COPⅠ衣被小泡两种类型。COPⅡ衣被小泡介导物质从内质网到高尔基体的顺向运输;COPⅠ衣被小泡介导从高尔基体将可循环的或错误修饰的物质运回内质网的逆向运输。下列相关叙述错误的是( )
A.大肠杆菌中不发生衣被小泡的顺向运输和逆向运输
B.衣被小泡在内质网和高尔基体间运输表明两者存在结构上的直接联系
C.COPⅠ衣被小泡介导的逆向运输有助于维持ER自身膜蛋白质含量的稳定
D.推测顺向运输和逆向运输都与衣被小泡膜蛋白的识别功能有关
3.(24-25高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)细胞骨架主要由三类蛋白纤维构成,即微管、微丝和中间纤维,与细胞运动、分裂等生命活动密切相关。为研究细胞骨架与细胞质流动的关系,科研人员用不同浓度的APM(植物微管解聚剂)处理紫露草雄蕊毛细胞后,测定细胞质流动的速率,结果如下图。相关叙述错误的是( )
A.APM使植物细胞中微管解聚,从而破坏细胞骨架
B.该实验的自变量为不同浓度的APM和时间
C.一定范围内APM浓度越大对细胞质流动的抑制作用越明显
D.可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志
4.(24-25高一上·山东聊城·期末)“分子伴侣”是细胞内普遍存在的一类蛋白质,它可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽正确折叠、组装或转运,但其本身不参与组成最终产物。下列叙述错误的是( )
A.构成“分子伴侣”的单体是氨基酸,氨基酸都含有C、H、O、N元素
B.被“分子伴侣”修饰前的多肽也可以与双缩脲试剂发生紫色反应
C.“分子伴侣”的合成与加工一定需要内质网和高尔基体的参与
D.酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网或高尔基体
5.(24-25高一上·山东聊城·期末)关于真核细胞叶绿体的起源,科学家提出了一种假说:约十几亿年前,有一种原始真核生物吞噬了蓝细菌,有些未被消化的蓝细菌能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,逐渐进化为叶绿体。下列叙述正确的是( )
A.原始真核生物为蓝细菌提供的“生活废物”主要是糖类
B.原始真核生物和蓝细菌的遗传物质均以染色体的形式存在
C.原始真核生物吞噬且未消化的蓝细菌的细胞膜将演化为叶绿体内膜
D.据此假说推测线粒体可能是原始真核生物吞噬某种厌氧型细菌形成的
6.(24-25高一上·安徽合肥第一中学·期末)过氧化物酶体是一种由单层膜包裹的细胞器,含有多种酶,过氧化氢酶是其标志酶。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。相关叙述错误的是( )
A.肝脏细胞中可能富含过氧化物酶体
B.过氧化物酶体的功能可能与溶酶体相似
C.基质蛋白和膜蛋白最初在游离的核糖体上合成
D.过氧化氢酶属于分泌蛋白需要内质网和高尔基体的加工
7.(24-25高一上·山东聊城·期末)最新研究表明,内质网膜与线粒体膜、高尔基体膜等膜结构之间存在紧密连接的结构,称为膜接触位点(MCS)。MCS 能够接收信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,以此调控细胞的代谢。下列叙述正确的是( )
A.内质网与核糖体和中心体之间也存在 MCS
B.相邻植物细胞之间建立联系一定需要形成 MCS
C.内质网和高尔基体进行信息交流和物质交换必须经过 MCS
D.组成线粒体膜的脂质分子可能由内质网合成后经过 MCS 运输而来
8.(24-25高一上·河北石家庄第二中学·期末)信号肽假说认为,在分泌蛋白合成过程中,游离核糖体最初合成的一段多肽序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别、结合,进而引导核糖体附着于内质网上继续蛋白质的合成,信号肽最终在内质网中被切除,具体过程如图所示。科学家构建了体外反应体系,证明了该假说。实验分组及结果见下表。据图表分析,下列叙述正确的是( )
实验组别
核糖体
信号识别颗粒(SRP)
内质网
实验结果
1
+
-
-
合成的肽链比正常肽链多一段
2
+
+
-
合成的肽链比正常肽链少一段
3
+
+
+
合成的肽链与正常肽链一致
注:“+”和“-”分别代表反应体系中存在和不存在该结构
A.结合图示,对比组别2和3的实验结果可知,只有SRP和DP识别后,肽链延伸才会继续
B.折叠的蛋白质经过内质网后,会继续利用囊泡依次被运往高尔基体、细胞膜等细胞器
C.折叠的蛋白质最终分泌到细胞外发挥作用,这一过程依赖于细胞膜的功能特性
D.结合图示,分析组别2和3的实验结果可知,组别2中缺少的一段是被切除的信号序列
9.(24-25高一上·辽宁锦州·期末)近年来研究发现,原核细胞也存在细胞骨架,人们已经在细菌中发现了FtsZ、MreB和CreS这3种重要的细胞骨架蛋白。下列有关说法错误的是( )
A.细菌合成FtsZ、MreB和CreS时直接在细胞质基质中对蛋白质进行加工
B.FtsZ、MreB和CreS等蛋白锚定并支撑着线粒体、核糖体等多种细胞器
C.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
D.细胞骨架与物质运输、能量转化、信息传递、细胞分裂等生命活动密切相关
10.(24-25高一上·河南濮阳·期末)构成高尔基体的膜囊有顺面、中间和反面三部分。顺面接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面参与溶酶体酶(具有M6P标记)等蛋白质的分类和包装。图示为发生在高尔基体反面的3条分选途径。下列叙述错误的是( )
A.3条分选途径均可体现出细胞膜具有一定的流动性
B.如果高尔基体反面膜囊M6P受体减少,细胞自噬能力则会降低
C.图中的细胞膜和细胞器膜均属于生物膜系统,生物膜系统仅存在于真核细胞
D.可调节性分泌途径需要某些信号分子参与才能发生
11.(24-25高一上·山东泰安新泰一中老校区(新泰中学)·期末)为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成,研究人员将标记的亮氨酸注射入细胞后,测得与分泌蛋白的合成和分泌相关的一些细胞器上放射性的变化,其相关结构如图。则下列有关说法正确的是( )
A.使用3H标记的亮氨酸可探究到呼吸酶存在类似形成的过程
B.在分泌蛋白的合成与分泌过程中②的膜面积减少,④的膜面积基本不变
C.该实验中,研究人员也可以用15N标记亮氨酸
D.用3H仅标记亮氨酸的羧基不能追踪上述分泌蛋白的合成和运输过程
12.(24-25高一上·广东广州第二中学·期末)甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.若含18O的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了H218O,那么水中的18O最可能来自于氨基酸的—COOH
B.与下图中③不直接相通,但膜成分最为相似的是高尔基体
C.与c过程有关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体
D.用含3H标记的氨基酸注射到该细胞中,则出现3H的部位依次为③①②⑥④
13.(24-25高一上·云南昆明云南师大附中·期末)高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法正确的是( )
A.内质网膜和高尔基体膜的结构和成分相同
B.高尔基体参与该类蛋白的合成和加工
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS受体功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
14.(24-25高一上·重庆南开中学·期末)研究发现,辣椒素可使人产生灼烧感,这与细胞膜上一种名叫Piezo的受体有关。Piezo受体是由三个相同的Piezo蛋白组成的“螺旋桨状”三聚体,它能直接响应细胞膜上的机械力刺激并介导阳离子进入细胞(见如图)。下列叙述错误的是( )
A.Piezo受体参与细胞膜的信息交流
B.Piezo蛋白是一种跨膜蛋白,含有亲水性部分和疏水性部分
C.Piezo蛋白不是分泌蛋白,故不需要内质网和高尔基体的加工
D.据图分析,Piezo受体介导阳离子进入细胞不直接消耗细胞内的化学反应产生的能量
15.(24-25高一上·广东深圳宝安区·期末)溶酶体是细胞内的“消化车间”,下图是溶酶体的形成过程及行驶“消化”功能的示意图。叙述错误的是( )
A.溶酶体的形成体现了生物膜的流动性
B.溶酶体可以合成多种水解酶,分解衰老损伤的细胞器
C.溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新
D.溶酶体“消化”后的一些产物可以作为原料被细胞再次利用
二、多选题
16.(24-25高一上·山东泰安宁阳县复圣中学·期末)研究发现,细胞可以通过回收机制使细胞器的驻留蛋白质返回到正常驻留部位。正常驻留在内质网的蛋白质(内质网驻留蛋白)的羧基端有一段特殊的序列KDEL,如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合其KDEL,将它们回收回内质网。据此下列说法错误的是( )
A.由图可知附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白
B.能识别KDEL信号序列的受体仅存在于COPI和高尔基体的顺面膜囊上
C.pH相对较低时,KDEL和其受体的亲和力更高
D.缺乏KDEL序列的蛋白质只能被分泌到细胞外
17.(24-25高一上·山西部分地·期末)研究发现,驻留内质网的可溶性蛋白质羧基端有KDEL序列,若该蛋白质进入转运囊泡,就会逃逸到高尔基体,此时高尔基体上的KDEL受体会识别并结合KDEL序列,使它们回收至内质网,其机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.KDEL受体缺失不可能导致高尔基体积累内质网驻留蛋白
B.KDEL受体缺失可能导致内质网驻留蛋白被转运至溶酶体
C.转运囊泡膜不含有KDEL受体
D.若COPI囊泡蛋白发生变异,逃逸蛋白可能被分泌到细胞外
18.(24-25高一上·江西抚州·期末)细胞中进入内质网加工的蛋白质含有相应的信号序列,不进入内质网的蛋白质不含信号序列。某科研小组除去内质网蛋白的信号序列后,将该信号序列和细胞质基质蛋白重组,重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.合成的蛋白质能否进入内质网取决于其是否有相应的信号序列
B.进入内质网的信号序列并非对所有蛋白质发挥生物功能都是必需的
C.进行胃蛋白酶的前期合成时的肽链不含有进入内质网的信号序列
D.研究分泌蛋白的合成与分泌过程,可采用同位素标记法
19.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)在生物体中,细胞间的信息传递是细胞生长、增殖、分化、凋亡等生命活动正常进行的条件之一,而蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递的重要环节。多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网——高尔基体途径分泌到细胞外,被称为经典分泌途径;但研究表明,真核生物中少数分泌蛋白并不依赖内质网——高尔基体途径,称为非经典分泌途径(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.两种途径分泌的蛋白质均在核糖体上合成,部分蛋白质没有信号肽序列
B.蛋白质的经典分泌途径与非经典分泌途径都伴随着生物膜的转化,体现了膜的流动性
C.所有细胞都具备如图所示的4种非经典分泌途径和经典分泌途径
D.非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充
20.(24-25高一上·江西上饶·期末)研究发现,分泌蛋白的合成起始于细胞质中游离的核糖体,合成的初始序列为信号序列,当它露出核糖体后,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SPR)识别,并引导核糖体附着于内质网上,信号序列穿过内质网的膜,并在内质网腔中将信号序列切除;合成结束后,核糖体与内质网分离,重新进入细胞质基质。基于以上事实,相关推测正确的是( )
A.将信号序列切除过程需要消耗水
B.分泌蛋白的分泌过程依赖膜的结构特点
C.分泌到细胞外的蛋白质中不存在信号序列
D.信号序列的作用是引导核糖体进入内质网
三、解答题
21.(24-25高一上·北京中国人民大学附属中学·期末)黏蛋白肾病(MKD)是一种遗传病,患者细胞内M蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常。
(1)分泌蛋白首先合成为多肽链,然后相继在 (填细胞器名称)中进行加工,形成蛋白质。
(2)如图1所示,正常情况下,错误折叠蛋白会被含有T9受体的囊泡运输到溶酶体中被 水解,从而维持细胞正常生命活动。由图2可知,T9受体会被异常M蛋结合,难以分离,导致错误折叠蛋白降解过程受阻,表现为 。
(3)细胞凋亡(一种细胞死亡方式)程度与MKD强度正相关。研究人员利用相关细胞进行实验,发现药物B对MKD具有明显疗效,请选填字母到表格中,完善实验方案和结果。
实验材料和处理方法
实验结果
对照组1
实验组细胞凋亡程度
对照组2
a.d
实验组
a.正常细胞 b.MKD患者细胞 c.药物B d.生理盐水 e.高于对照组1 f.低于对照组1 g.接近对照组2 h.低于对照组2
22.(24-25高一上·陕西渭南·期末)变形虫是一种真核的单细胞生物。回答下列问题:
(1)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的合成和分解,该纤维网架结构称为 ,具维持细胞形态、变形运动等作用,该纤维网架结构的化学本质是 。
(2)变形虫摄取的食物通过 方式进入细胞,该过程依赖于细胞膜具有一定的 。
(3)变形虫摄食后释放食物残渣的过程如图所示。图中的囊泡能精确地将细胞“货物”(食物残渣)运送到细胞膜,据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的 特异性识别并结合,此过程体现了细胞膜具有 的功能。
(4)变形虫合成蛋白质A的过程需要多种细胞器的参与。多肽链在核糖体上合成后,需要在内质网、 (细胞器)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质A,整个过程需要线粒体提供能量。从细胞的结构与功能分析,上述现象说明了什么? 。
23.(24-25高一上·河南漯河·期末)乳腺上皮细胞是乳腺中具有分泌功能的细胞,能够分泌乳汁,乳汁中含有酪蛋白、乳糖、脂肪等丰富的营养。下图为乳腺上皮细胞的部分结构图,请据图回答下列问题:
(1)细胞的边界是 (填标号)。乳腺上皮细胞分泌乳汁的过程体现的细胞膜功能是 。乳腺上皮细胞的细胞膜面积比较大,但却不适合做制备细胞膜的实验材料,原因是 。
(2)要分离乳腺上皮细胞中的各种细胞器,常采用的方法是 。图中细胞器1的功能是 。细胞器并非是漂浮于细胞质中的,有着支持它们的细胞骨架,细胞骨架是由 组成的网架结构。
(3)经研究发现细胞的分泌活动分为两种类型:组成型分泌和调节型分泌。组成型分泌途径中运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞膜;调节型分泌小泡离开高尔基体后暂时聚集在细胞膜附近。根据图中信息回答下列问题:
据图分析高尔基体在细胞的分泌活动中起 作用;引起组成型分泌和调节型分泌的机制不相同,判断的依据是 。
24.(24-25高一上·辽宁锦州·期末)藜麦叶片的表皮有许多细胞,其中体积是普通表皮细胞100倍以上的、高度液泡化的盐泡细胞,能够吸收植物体内的Na+和Cl-等盐分(如下图所示),然后再分泌出体外。因此,藜麦能在盐碱地生长。回答下列问题:
(1)从细胞结构角度分析普通表皮细胞和盐泡细胞的不同点:一是盐泡细胞中没有叶绿体,不能生产有机物供能,普通表皮细胞含有叶绿体,可以进行光合作用产生有机物;二是 。
(2)藜麦籽粒中的脂肪含有较多的 (填“饱和”或“不饱和”)脂肪酸,在室温下呈液态。藜麦籽粒中富含蛋白质,其营养价值高的原因是 。
(3)盐泡细胞没有叶绿体,但其细胞代谢时仍需消耗有机物。研究发现,盐泡细胞的细胞膜葡萄糖转运蛋白的量比叶肉细胞的细胞膜葡萄糖转运蛋白的量高,其可能的原因是 。
(4)据图推测,藜麦的耐盐作用机制是 ,从而避免高盐对其他细胞的毒害作用。
25.(24-25高一上·湖南益阳普通高中质量检测·期末)液泡在种子形成阶段的主要功能是储存蛋白质。研究发现,正常水稻的糊粉层细胞内高尔基体能出芽产生囊泡,该囊泡膜上的GPA3蛋白能和液泡膜上的蛋白质特异性识别,从而将谷蛋白靶向运输到液泡中进行储存。下图1为谷蛋白在糊粉层细胞内合成和运输的过程示意图,回答下列问题:
(1)糊粉层细胞合成谷蛋白的细胞器是 。
(2)分析图示过程,糊粉层细胞产生谷蛋白的过程中,结构③的膜面积变化过程为 。(填“先增大后减小”或“不变”或“先减小后增大”)。
(3)现发现了一株异常水稻,该水稻胚乳出现萎缩、粉化,粒重减少了30%,研究人员对此做出了两种推测:
推测一:谷蛋白的合成受阻;
推测二:谷蛋白的运输发生障碍。
为了探究异常水稻粒重减少的原因,科研小组用 法追踪谷蛋白的合成过程,并检测相应部位的放射性相对强度,结果如图2所示。
①实验结果不支持推测 (填“一”或“二”),理由是 。
②进一步研究发现,异常的GPA3蛋白具有诱发膜融合的功能,据此推测异常植株的细胞壁附近聚集了大量放射性物质的原因可能是 。
四、实验题
26.(24-25高一上·北京延庆区·期末)黏蛋白肾病(MKD)是一种遗传病,患者细胞内M蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常。
(1)分泌蛋白的合成过程首先以 为原料,通过 的方式合成多肽链,然后相继在 (填细胞器名称)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质。
(2)如下面图1所示,正常情况下,错误折叠蛋白会被含有T9受体的囊泡运输到溶酶体中被 水解,从而维持细胞正常生命活动。由图2可知,T9受体会被异常M蛋白结合,难以分离,导致错误折叠蛋白降解过程受阻,表现为错误折叠的蛋白会堆积在 之间。
(3)细胞凋亡程度通常被用作MKD毒性强弱的指标,为研究新型药物B对MKD的治疗效果,利用某细胞进行实验,请选填下列字母到表格中,完善实验方案。
实验材料和处理方法
实验结果
对照组1
①
实验组细胞凋亡程度③
对照组2
a、d
实验组
②
a.正常细胞b.MKD患者细胞 c.药物Bd.生理盐水 e.高于对照组1f.低于对照组1g.接近对照组2h.低于对照组2
27.(24-25高一上·湖南娄底新化县·期末)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过 作用分泌到细胞膜外,该过程 (需要/不需要)能量。
(2)用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。
据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后,sec1胞外P酶呈现 的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃培养1h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进 的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是 。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是:突变体__________。
A.蛋白分泌受阻,在细胞内积累
B.与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C.细胞分裂停止,逐渐死亡
28.(24-25高一上·广东广州第六中学·期末)黏蛋白肾病QMKD是一种患者细胞内M 蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常的疾病。
(1)分泌蛋白的合成过程首先在核糖体上合成,通过 的方式合成多肽链,然后相继在 (填细胞器名称)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质。
(2)研究分泌蛋白合成与运输的过程,通常采用 方法。𢞵泡在分泌蛋白运输中有重要作用,囊泡膜的基本支架是 。细胞器并不是漂浮于细胞质中的,是因为细胞质中有着支持它们的 (结构)。
(3)如图1 所示,正常情况下,错误折叠蛋白会被含有 T9 受体的囊泡运输到溶酶体中被水解,从而维持细胞正常生命活动。据图2分析,MKD患者的患病原因: 。
(4)细胞凋亡程度与 MKD 毒性强弱成正比,为研究新型药物B对MKD的治疗效果,利用某细胞进行实验,请选填下列字母到表格中,完善实验方案。
a.正常细胞 b. MKD 患者细胞 c. 药物B d.生理盐水
实验材料和处理方法
预期实验结果及结论
对照组1
b、d
若实验组细胞凋亡程度③ 对照组 1(填写“高于”或“低于”),接近对照组2,则证明新型药物B对MKD有良好的治疗效果。
对照组2
①
实验组
②
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重难点02 细胞的“工厂布局”与生产线
一、单选题
1.(24-25高一上·山东德州·期末)PXo小体是果蝇肠吸收细胞中的一种具有多层膜的细胞器,其膜上的PXo蛋白可以将磷酸盐运入其中,用于合成磷脂。当果蝇摄入磷酸盐不足时,PXo小体会裂解释放出磷脂并触发新细胞生成的信号。下列说法正确的是( )
A.核糖体是肠吸收细胞中唯一不含磷脂的细胞器
B.PXo蛋白在PXo小体中合成后转移到膜上运输磷酸盐
C.PXo小体可能通过增加膜的层数来储存磷脂
D.PXo蛋白含量降低时肠吸收细胞数量会减少
【答案】C
【分析】据题意可知,当食物中磷酸盐过多时,PXo蛋白分布在PXo小体膜上,可将Pi转运进入PXo小体后,再将Pi转化为膜的主要成分磷脂进行储存。当食物中的磷酸盐不足时,PXo 小体中的膜成分显著减少,最终PXo 小体被降解、释放出磷酸盐供细胞使用。
【详解】A、核糖体和中心体都是无膜结构的细胞器,都不含磷脂,动物细胞含核糖体、中心体等细胞器,所以核糖体不是肠吸收细胞中唯一不含磷脂的细胞器,A错误;
B、蛋白质的合成场所是核糖体,PXo蛋白应在核糖体上合成,而不是在PXo小体中合成,B错误;
C、由题可知PXo小体是具有多层膜的细胞器,且能储存用于合成磷脂的磷酸盐,膜的主要成分是磷脂,所以推测PXo小体可能通过增加膜的层数来储存磷脂,C正确;
D、由题意可知,给果蝇喂食磷酸盐含量较低的食物时,果蝇肠吸收细胞数量会激增,PXo蛋白能将磷酸盐运入该类细胞器,进入该细胞器的磷酸盐会转化为磷脂;当果蝇细胞缺乏磷酸盐时,该类细胞器就会裂解并将储存的磷脂释放,进而触发了新细胞生成的信号,所以PXo蛋白含量降低时,导致磷元素不能进入该细胞器,细胞质基质中的磷元素过多,触发了新细胞生成的信号,最终导致果蝇肠吸收细胞数量可能会增加,D错误。
故选C。
2.(24-25高一上·贵州毕节织金县·期末)联系内质网(ER)与高尔基体之间物质运输的小泡表面具有由蛋白质构成的笼状衣被,衣被小泡主要有COPⅡ衣被小泡和COPⅠ衣被小泡两种类型。COPⅡ衣被小泡介导物质从内质网到高尔基体的顺向运输;COPⅠ衣被小泡介导从高尔基体将可循环的或错误修饰的物质运回内质网的逆向运输。下列相关叙述错误的是( )
A.大肠杆菌中不发生衣被小泡的顺向运输和逆向运输
B.衣被小泡在内质网和高尔基体间运输表明两者存在结构上的直接联系
C.COPⅠ衣被小泡介导的逆向运输有助于维持ER自身膜蛋白质含量的稳定
D.推测顺向运输和逆向运输都与衣被小泡膜蛋白的识别功能有关
【答案】B
【详解】A、大肠杆菌为原核生物,无内质网和高尔基体,因此不发生衣被小泡的顺向或逆向运输,A正确;
B、衣被小泡通过囊泡运输物质,属于间接联系,而直接联系需结构直接相连(如内质网与核膜),B错误;
C、COPⅠ将高尔基体物质运回内质网,可回收错误蛋白或维持内质网膜蛋白稳定,C正确;
D、衣被小泡需识别目标膜的特异性信号分子(如SNARE蛋白),故顺向和逆向运输均依赖膜蛋白识别,D正确。
故选B。
3.(24-25高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)细胞骨架主要由三类蛋白纤维构成,即微管、微丝和中间纤维,与细胞运动、分裂等生命活动密切相关。为研究细胞骨架与细胞质流动的关系,科研人员用不同浓度的APM(植物微管解聚剂)处理紫露草雄蕊毛细胞后,测定细胞质流动的速率,结果如下图。相关叙述错误的是( )
A.APM使植物细胞中微管解聚,从而破坏细胞骨架
B.该实验的自变量为不同浓度的APM和时间
C.一定范围内APM浓度越大对细胞质流动的抑制作用越明显
D.可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志
【答案】D
【详解】A、APM是植物微管解聚剂,微管是构成细胞骨架的重要成分,APM可使植物细胞中微管解聚从而破坏细胞骨架,A正确;
B、由图可知该实验用不同浓度的APM以及不同时间处理紫露草雄蕊毛细胞,自变量为不同浓度的APM和时间,B正确;
C、由图中数据可知,一定范围内 APM浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显,C正确;
D、紫露草雄蕊毛细胞无叶绿体,无法以其细胞质中的叶绿体的运动作为标志观察胞质环流,D错误。
故选D。
4.(24-25高一上·山东聊城·期末)“分子伴侣”是细胞内普遍存在的一类蛋白质,它可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽正确折叠、组装或转运,但其本身不参与组成最终产物。下列叙述错误的是( )
A.构成“分子伴侣”的单体是氨基酸,氨基酸都含有C、H、O、N元素
B.被“分子伴侣”修饰前的多肽也可以与双缩脲试剂发生紫色反应
C.“分子伴侣”的合成与加工一定需要内质网和高尔基体的参与
D.酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网或高尔基体
【答案】C
【分析】氨基酸在核糖体上发生脱水缩合反应合成多肽链;多肽链在内质网上进行初步加工,形成具有一定空间结构的蛋白质;继续在高尔基体上进行进一步加工后成熟。
【详解】A、根据题干信息可知:“分子伴侣”化学本质是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸都含有C、H、O、N元素,A正确;
B、双缩脲试剂检测的是肽键,被“分子伴侣”修饰前的多肽含有肽键,也可以与双缩脲试剂发生紫色反应,B正确;
C、“分子伴侣”的合成与加工不一定需要内质网和高尔基体的参与,原核生物没有内质网和高尔基体,C错误;
D、“分子伴侣”作用是帮助多肽正确折叠、组装或转运,而内质网和高尔基体具有折叠、组装或转运蛋白质的功能,因此酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网或高尔基体,D正确。
故选C。
5.(24-25高一上·山东聊城·期末)关于真核细胞叶绿体的起源,科学家提出了一种假说:约十几亿年前,有一种原始真核生物吞噬了蓝细菌,有些未被消化的蓝细菌能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,逐渐进化为叶绿体。下列叙述正确的是( )
A.原始真核生物为蓝细菌提供的“生活废物”主要是糖类
B.原始真核生物和蓝细菌的遗传物质均以染色体的形式存在
C.原始真核生物吞噬且未消化的蓝细菌的细胞膜将演化为叶绿体内膜
D.据此假说推测线粒体可能是原始真核生物吞噬某种厌氧型细菌形成的
【答案】C
【分析】叶绿体是进行光合作用的场所,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,叶绿体和线粒体均具有双层膜结构。
【详解】A、有些未被消化的蓝细菌能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,说明原始真核生物为蓝细菌提供的“生活废物”主要是二氧化碳,A错误;
B、蓝细菌是原核生物,没有染色体,B错误;
C、原始真核生物吞噬蓝细菌的方式为胞吞,叶绿体的内膜起源于最初的被吞噬而未被消化的蓝细菌的细胞膜,而外膜则来源于原始真核生物,C正确;
D、线粒体是需氧呼吸的场所,据此假说推测线粒体可能是原始真核生物吞噬某种需氧型细菌形成的,D错误。
故选C。
6.(24-25高一上·安徽合肥第一中学·期末)过氧化物酶体是一种由单层膜包裹的细胞器,含有多种酶,过氧化氢酶是其标志酶。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。相关叙述错误的是( )
A.肝脏细胞中可能富含过氧化物酶体
B.过氧化物酶体的功能可能与溶酶体相似
C.基质蛋白和膜蛋白最初在游离的核糖体上合成
D.过氧化氢酶属于分泌蛋白需要内质网和高尔基体的加工
【答案】D
【分析】根据题干信息分析可知,过氧化物酶体是一种细胞器,广泛存在于于真核细胞中;过氧化物酶体可由内质网出芽生成,从细胞质溶液中摄取特异蛋白质及脂质促进过氧化物酶体生长;过氧化物酶体也可分裂形成多个过氧化物酶体。
【详解】A.肝脏细胞中富含过氧化物酶体,含有过氧化氢酶,具有解毒作用,A正确;
B.过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,溶酶体中也含有多种水解酶,过氧化物酶体的功能可能与溶酶体相似,B正确;
C.任何蛋白质最初都在游离的核糖体上合成,C正确;
D.过氧化氢酶不属于分泌蛋白,D错误。
故选D。
7.(24-25高一上·山东聊城·期末)最新研究表明,内质网膜与线粒体膜、高尔基体膜等膜结构之间存在紧密连接的结构,称为膜接触位点(MCS)。MCS 能够接收信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,以此调控细胞的代谢。下列叙述正确的是( )
A.内质网与核糖体和中心体之间也存在 MCS
B.相邻植物细胞之间建立联系一定需要形成 MCS
C.内质网和高尔基体进行信息交流和物质交换必须经过 MCS
D.组成线粒体膜的脂质分子可能由内质网合成后经过 MCS 运输而来
【答案】D
【分析】内质网是细胞内范围最广的细胞器,向内与核膜相连,向外与质膜相连。内质网产生的囊泡运输给高尔基体,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分拣、运输。
【详解】A、核糖体和中心体没有膜,而MCS为膜接触位点,因此内质网与核糖体和中心体之间不存在 MCS,A错误;
B、相邻植物细胞之间建立联系可以通过胞间连丝,不一定需要形成 MCS,B错误;
C、内质网和高尔基体进行信息交流和物质交换也可以通过囊泡形式进行,不一定经过MCS,C错误;
D、MCS 能够接收信息并为脂质、Ca²⁺等物质提供运输的位点,因此推测组成线粒体膜的脂质分子可能由内质网合成后经过 MCS 运输而来,D正确。
故选D。
8.(24-25高一上·河北石家庄第二中学·期末)信号肽假说认为,在分泌蛋白合成过程中,游离核糖体最初合成的一段多肽序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别、结合,进而引导核糖体附着于内质网上继续蛋白质的合成,信号肽最终在内质网中被切除,具体过程如图所示。科学家构建了体外反应体系,证明了该假说。实验分组及结果见下表。据图表分析,下列叙述正确的是( )
实验组别
核糖体
信号识别颗粒(SRP)
内质网
实验结果
1
+
-
-
合成的肽链比正常肽链多一段
2
+
+
-
合成的肽链比正常肽链少一段
3
+
+
+
合成的肽链与正常肽链一致
注:“+”和“-”分别代表反应体系中存在和不存在该结构
A.结合图示,对比组别2和3的实验结果可知,只有SRP和DP识别后,肽链延伸才会继续
B.折叠的蛋白质经过内质网后,会继续利用囊泡依次被运往高尔基体、细胞膜等细胞器
C.折叠的蛋白质最终分泌到细胞外发挥作用,这一过程依赖于细胞膜的功能特性
D.结合图示,分析组别2和3的实验结果可知,组别2中缺少的一段是被切除的信号序列
【答案】A
【分析】据图分析,图示为信号肽假说,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,然后与内质网上的SRP受体结合,引导核糖体附着于内质网上,再将信号肽序列切除,最后肽链折叠形成正常的肽链。根据表格分析,组1没有SRP和内质网,合成的多肽链比正常多一段;组2没有内质网,合成的多肽链比正常少一段;与组1、组2相比,组3说明合成正常的肽链需要SRP和内质网的参与。
【详解】A、组别2和3的区别在于组别3含有内质网膜上的DP受体,结果合成的肽链和正产肽链一致,而组2没有内质网的DP,则合成的肽链比正常肽链少一段,由此可知,只有SRP和DP识别后,肽链延伸才会继续,A正确;
B、折叠的蛋白质经过内质网后,会通过囊泡依次被运往高尔基体、细胞膜等,细胞膜不属于细胞器,B错误;
C、折叠的蛋白质最终分泌到细胞外发挥作用,这一过程依赖于细胞膜的流动性,这是细胞膜的结构特性,而不是功能特性(选择透过性),C错误;
D、组别2中有核糖体和信号识别颗粒(SRP),但没有内质网,合成的肽链比正常肽链少一段;组别3有核糖体、信号识别颗粒(SRP)和内质网,合成的肽链与正常肽链一致。信号肽最终在内质网中被切除,组别2合成的肽链还有信号肽,缺少的是在内质网中继续合成的肽链,D错误。
故选A。
9.(24-25高一上·辽宁锦州·期末)近年来研究发现,原核细胞也存在细胞骨架,人们已经在细菌中发现了FtsZ、MreB和CreS这3种重要的细胞骨架蛋白。下列有关说法错误的是( )
A.细菌合成FtsZ、MreB和CreS时直接在细胞质基质中对蛋白质进行加工
B.FtsZ、MreB和CreS等蛋白锚定并支撑着线粒体、核糖体等多种细胞器
C.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
D.细胞骨架与物质运输、能量转化、信息传递、细胞分裂等生命活动密切相关
【答案】B
【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、细菌属于原核生物,原核生物没有复杂的细胞器,只有核糖体这一种细胞器。 所以细菌合成FtsZ、MreB和CreS时直接在细胞质基质中对蛋白质进行加工,A正确;
B、细菌是原核生物,原核生物没有线粒体等具膜细胞器,只有核糖体这一种细胞器。 因此FtsZ、MreB和CreS等蛋白不可能锚定并支撑线粒体,B错误;
C、细胞骨架能维持细胞形态,细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,C正确;
D、细胞骨架和很多生命活动密切相关,如物质运输、能量转化、信息传递、细胞分裂等,D正确。
故选B。
10.(24-25高一上·河南濮阳·期末)构成高尔基体的膜囊有顺面、中间和反面三部分。顺面接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面参与溶酶体酶(具有M6P标记)等蛋白质的分类和包装。图示为发生在高尔基体反面的3条分选途径。下列叙述错误的是( )
A.3条分选途径均可体现出细胞膜具有一定的流动性
B.如果高尔基体反面膜囊M6P受体减少,细胞自噬能力则会降低
C.图中的细胞膜和细胞器膜均属于生物膜系统,生物膜系统仅存在于真核细胞
D.可调节性分泌途径需要某些信号分子参与才能发生
【答案】A
【分析】1、高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,在动植物细胞中的功能不完全同,在动物细胞中与细胞分泌物的形成有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关。
2、分泌蛋白在核糖体上合成之后,在内质网上初步加工,然后转移至高尔基体做进一步加工、分类和包装,经细胞膜排出。整个过程主要由线粒体功能。
【详解】A、溶酶体酶最终在溶酶体内发挥作用,所以无需通过细胞膜分泌到细胞外,故溶酶体酶的包装和分选过程不能体现出细胞膜具有一定的流动性,A错误;
B、溶酶体酶的分选需要M6P标记与高尔基体反面膜囊上的M6P受体结合,如果M6P受体减少则溶酶体酶不能包装和分选,细胞自噬需要溶酶体酶发挥水解作用,如果溶酶体酶不能包装和分选,则细胞自噬能力会降低,B正确;
C、图中的细胞器是高尔基体和溶酶体,它们都具有生物膜,和细胞膜一样都属于生物膜系统,生物膜系统只存在于真核细胞中,C正确;
D、据图可知,可调节性分泌途径需要某些信号分子参与才能发生,D正确。
故选A。
11.(24-25高一上·山东泰安新泰一中老校区(新泰中学)·期末)为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成,研究人员将标记的亮氨酸注射入细胞后,测得与分泌蛋白的合成和分泌相关的一些细胞器上放射性的变化,其相关结构如图。则下列有关说法正确的是( )
A.使用3H标记的亮氨酸可探究到呼吸酶存在类似形成的过程
B.在分泌蛋白的合成与分泌过程中②的膜面积减少,④的膜面积基本不变
C.该实验中,研究人员也可以用15N标记亮氨酸
D.用3H仅标记亮氨酸的羧基不能追踪上述分泌蛋白的合成和运输过程
【答案】D
【分析】分析题图可知:①为游离的核糖体,②为附着在内质网上的核糖体,③为内质网,④为高尔基体。
【详解】A、图中为分泌蛋白的合成和分泌过程,呼吸酶不属于分泌蛋白,而是属于胞内蛋白,在①所示的游离的核糖体中合成,因此使用3H标记的亮氨酸不能探究呼吸酶形成的过程,A错误;
B、在分泌蛋白的合成与分泌过程中,②是附着在内质网上的核糖体,核糖体没有膜结构,④所示的高尔基体的膜面积基本不变,B错误;
C、该实验是通过检测与分泌蛋白的合成和分泌相关的一些细胞器上放射性的变化来追踪分泌蛋白的合成和分泌途径,15N是稳定同位素,不具有放射性,因此不能用15N标记亮氨酸,C错误;
D、用³H仅标记亮氨酸的羧基,在脱水缩合反应中,羧基中的³H会被脱去进入H2O中,因此用³H仅标记亮氨酸的羧基不能追踪上述分泌蛋白的合成和运输过程,D正确。
故选D。
12.(24-25高一上·广东广州第二中学·期末)甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.若含18O的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了H218O,那么水中的18O最可能来自于氨基酸的—COOH
B.与下图中③不直接相通,但膜成分最为相似的是高尔基体
C.与c过程有关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体
D.用含3H标记的氨基酸注射到该细胞中,则出现3H的部位依次为③①②⑥④
【答案】D
【分析】1、分析左图:a表示碘离子通过主动运输方式进入细胞;b表示氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程,c表示蛋白质的加工、修饰和分泌过程。
2、分析右图:①核糖体,无膜;②高尔基体,与分泌物的分泌有关;③内质网,能对蛋白质进行加工;④细胞膜;⑤是线粒体,为生命活动提供能量;⑥囊泡;⑦细胞核,是遗传和代谢的控制中心。
【详解】A、氨基酸脱水缩合水中的氧来自羧基,A正确;
B、②是高尔基体,③是内质网,高尔基体虽与内质网不直接相通,但二者的膜成分相似,B正确;
C、c过程是分泌蛋白分泌,与内质网、高尔基体、线粒体有关,C正确;
C、含3H标记氨基酸注射到细胞中,出现3H部位依次为:①核糖体,③内质网,②高尔基体,⑥囊泡,④细胞外,D错误。
故选D。
13.(24-25高一上·云南昆明云南师大附中·期末)高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法正确的是( )
A.内质网膜和高尔基体膜的结构和成分相同
B.高尔基体参与该类蛋白的合成和加工
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS受体功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
【答案】D
【分析】根据题干可知,高尔基体膜上的RS受体将含RS短肽序列的蛋白质以囊泡的形式运回内质网,而受体结合能力会随外界pH的改变而发生变化。
【详解】A、高尔基体膜与内质网膜的组成成分相似,都主要是磷脂和蛋白质,但由于两者的功能不同,蛋白质的种类和含量不同,因此质网膜和高尔基体膜的成分不完全相同,A错误;
B、蛋白质的合成在核糖体,不在高尔基体,高尔基体能参与该类蛋白的加工,B错误;
C、高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,并能将错误运输到高尔基体的该类蛋白在内质网释放,说明在内质网中RS受体与RS的蛋白质结合能力弱,根据题干可知,RS受体与RS结合能力随pH的升高而减弱,因此,高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网低,C错误;
D、RS受体功能的缺失,会使高尔基体内该类蛋白无法运会内质网,导致高尔基体内该类蛋白质含量增加,D正确。
故选D。
14.(24-25高一上·重庆南开中学·期末)研究发现,辣椒素可使人产生灼烧感,这与细胞膜上一种名叫Piezo的受体有关。Piezo受体是由三个相同的Piezo蛋白组成的“螺旋桨状”三聚体,它能直接响应细胞膜上的机械力刺激并介导阳离子进入细胞(见如图)。下列叙述错误的是( )
A.Piezo受体参与细胞膜的信息交流
B.Piezo蛋白是一种跨膜蛋白,含有亲水性部分和疏水性部分
C.Piezo蛋白不是分泌蛋白,故不需要内质网和高尔基体的加工
D.据图分析,Piezo受体介导阳离子进入细胞不直接消耗细胞内的化学反应产生的能量
【答案】C
【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、Piezo受体能直接响应细胞膜上的机械力刺激并介导阳离子进入细胞,具有信息交流和识别功能,蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,Piezo受体的化学本质是蛋白质,可用双缩脲试剂检测,A正确;
B、细胞膜的表面为亲水,内部为疏水,Piezo蛋白是一种跨膜蛋白,其两端应该是亲水性部分,中间是亲脂性部分,B正确;
C、Piezo蛋白属于膜蛋白,需要在核糖体上合成,并在内质网和高尔基体加工后运输至细胞膜,C错误;
D、Piezo蛋白是一种跨膜蛋白,蛋白质的基本单位是氨基酸,一定含有元素C、H、O、N,在机械力刺激下导致Piezo蛋白构象改变、中央孔打开,离子内流,故Piezo蛋白介导阳离子进入细胞,不直接消耗ATP,D正确。
故选C。
15.(24-25高一上·广东深圳宝安区·期末)溶酶体是细胞内的“消化车间”,下图是溶酶体的形成过程及行驶“消化”功能的示意图。叙述错误的是( )
A.溶酶体的形成体现了生物膜的流动性
B.溶酶体可以合成多种水解酶,分解衰老损伤的细胞器
C.溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新
D.溶酶体“消化”后的一些产物可以作为原料被细胞再次利用
【答案】B
【分析】溶酶体中含有多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。溶酶体属于生物膜系统,由高尔基体出芽形成。
【详解】A、由图分析知溶酶体由高尔基体出芽形成,与高尔基体膜有关,体现了生物膜的流动性,A正确;
B、溶酶体含有单层膜,属于生物膜系统,溶酶体内的水解酶的化学本质是蛋白质,是由核糖体合成的,不是自身合成,B错误;
C、溶酶体属于生物膜系统,在消化细胞内的物质时要形成具有消化作用的小泡,所以溶酶体执行功能时要发生膜成分的更新,C正确;
D、溶酶体内含有多种水解酶,是细胞中的消化车间,能消化分解衰老或损伤的细胞器等,之后的一些产物可以作为原料被细胞再次利用,D正确。
故选B。
二、多选题
16.(24-25高一上·山东泰安宁阳县复圣中学·期末)研究发现,细胞可以通过回收机制使细胞器的驻留蛋白质返回到正常驻留部位。正常驻留在内质网的蛋白质(内质网驻留蛋白)的羧基端有一段特殊的序列KDEL,如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合其KDEL,将它们回收回内质网。据此下列说法错误的是( )
A.由图可知附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白
B.能识别KDEL信号序列的受体仅存在于COPI和高尔基体的顺面膜囊上
C.pH相对较低时,KDEL和其受体的亲和力更高
D.缺乏KDEL序列的蛋白质只能被分泌到细胞外
【答案】BD
【分析】题图分析,COPⅡ膜泡介导从内质网到高尔基体顺面膜囊的物质运输,COPⅠ膜泡负责从高尔基体顺面网状区到内质网的膜泡运输,回收内质网驻留膜蛋白和内质网逃逸蛋白返回内质网。
【详解】A、从图中可以看出,附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白,A正确;
B、根据题意可知,能识别KDEL信号序列的受体存在于COPI和高尔基体的顺面膜囊上,内质网中也存在KDEL信号序列的受体,B错误;
C、pH相对较低时,KDEL和其受体的亲和力更高,因而可以形成COPI囊泡,实现KDEL的转运,C正确;
D、缺乏KDEL序列的蛋白质可以分泌到细胞膜上、溶酶体中和细胞外,D错误。
故选BD。
17.(24-25高一上·山西部分地·期末)研究发现,驻留内质网的可溶性蛋白质羧基端有KDEL序列,若该蛋白质进入转运囊泡,就会逃逸到高尔基体,此时高尔基体上的KDEL受体会识别并结合KDEL序列,使它们回收至内质网,其机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.KDEL受体缺失不可能导致高尔基体积累内质网驻留蛋白
B.KDEL受体缺失可能导致内质网驻留蛋白被转运至溶酶体
C.转运囊泡膜不含有KDEL受体
D.若COPI囊泡蛋白发生变异,逃逸蛋白可能被分泌到细胞外
【答案】AC
【分析】题图分析,COPⅡ膜泡介导从内质网到高尔基体顺面膜囊的物质运输,COPⅠ膜泡负责从高尔基体顺面网状区到内质网的膜泡运输,回收内质网驻留膜蛋白和内质网逃逸蛋白返回内质网。
【详解】AB、由题意可知,高尔基体膜上的KDEL受体缺失会导致内质网驻留蛋白不能被运回内质网,可能导致高尔基体积累内质网驻留蛋白,也可能被囊泡转运至溶酶体中,A错误,B正确;
C、通过题干信息可知,驻留蛋白的羧基端有一段特殊的KDEL序列,驻留蛋白意外地包装进入转运囊泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,高尔基体膜内侧的KDEL受体就会识别并结合KDEL将它们回收到内质网,转运囊泡膜有KDEL受体,C错误;
D、驻留蛋白的羧基端含有一段回收信号肽序列,若驻留蛋白被意外包装进入COPⅡ转运囊泡,会从内质网逃逸到高尔基体,此时形成COPI转运囊泡将它们返回内质网,若COPI囊泡蛋白发生变异,逃逸蛋白就不能及时被返回内质网而留在高尔基体处,随后通过囊泡可能被分泌到细胞外,D正确。
故选AC。
18.(24-25高一上·江西抚州·期末)细胞中进入内质网加工的蛋白质含有相应的信号序列,不进入内质网的蛋白质不含信号序列。某科研小组除去内质网蛋白的信号序列后,将该信号序列和细胞质基质蛋白重组,重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.合成的蛋白质能否进入内质网取决于其是否有相应的信号序列
B.进入内质网的信号序列并非对所有蛋白质发挥生物功能都是必需的
C.进行胃蛋白酶的前期合成时的肽链不含有进入内质网的信号序列
D.研究分泌蛋白的合成与分泌过程,可采用同位素标记法
【答案】ABD
【分析】在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子为同位素,如16O与18O,12C与14C。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。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。
【详解】A、合成的蛋白质能否进入内质网取决于其是否有相应的信号序列,含有信号序列的蛋白质可进入内质网,A正确;
B、含有信号序列的蛋白质可进入内质网,但部分蛋白质不需要进入内质网,如细胞质基质蛋白、线粒体蛋白等,B正确;
C、胃蛋白酶属于分泌蛋白,需要内质网和高尔基体的加工,故进行胃蛋白酶的前期合成时的肽链含有进入内质网的信号序列,C错误;
D、研究分泌蛋白的合成与分泌过程,可采用同位素标记法,一般用3H标记氨基酸,观察放射性存在的部位,D正确。
故选ABD。
19.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)在生物体中,细胞间的信息传递是细胞生长、增殖、分化、凋亡等生命活动正常进行的条件之一,而蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递的重要环节。多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网——高尔基体途径分泌到细胞外,被称为经典分泌途径;但研究表明,真核生物中少数分泌蛋白并不依赖内质网——高尔基体途径,称为非经典分泌途径(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.两种途径分泌的蛋白质均在核糖体上合成,部分蛋白质没有信号肽序列
B.蛋白质的经典分泌途径与非经典分泌途径都伴随着生物膜的转化,体现了膜的流动性
C.所有细胞都具备如图所示的4种非经典分泌途径和经典分泌途径
D.非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充
【答案】BC
【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,在到高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量主要由线粒体提供。
【详解】A、核糖体是合成蛋白质的场所,经典分泌和非经典分泌的蛋白质都是在核糖体上合成的,非经典分泌途径分泌的蛋白质的肽链中没有信号肽序列,不能引导蛋白质进入内质网,A正确;
B、由题图可知,非经典分泌途径中的方式b直接跨膜,没有生物膜的转化,B错误;
C、非经典分泌是经典分泌的补充,存在于真核细胞内,不是所有细胞都具有图所示的4种非经典分泌途径,如原核细胞没有,C错误;
D、非经典分泌是一种不同于经典分泌的方式,是经典分泌的必要和有益补充,D正确。
故选BC。
20.(24-25高一上·江西上饶·期末)研究发现,分泌蛋白的合成起始于细胞质中游离的核糖体,合成的初始序列为信号序列,当它露出核糖体后,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SPR)识别,并引导核糖体附着于内质网上,信号序列穿过内质网的膜,并在内质网腔中将信号序列切除;合成结束后,核糖体与内质网分离,重新进入细胞质基质。基于以上事实,相关推测正确的是( )
A.将信号序列切除过程需要消耗水
B.分泌蛋白的分泌过程依赖膜的结构特点
C.分泌到细胞外的蛋白质中不存在信号序列
D.信号序列的作用是引导核糖体进入内质网
【答案】ABC
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程: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。
【详解】A、信号序列在内质网腔中被切除,信号序列是多肽链的一部分,通过肽键与非信号序列部分连接,因此,将信号序列切除过程需要消耗水,A正确;
B、分泌蛋白的分泌过程中,通过囊泡运输,囊泡膜与细胞膜融合将分泌蛋白分泌到细胞外,这依赖膜的流动性这一结构特点,B正确;
C、信号序列在内质网腔中被切除,所以分泌到细胞外的蛋白质中不存在信号序列,所以分泌到细胞外的蛋白质中不存在信号序列,C正确;
D、题意显示,“分泌蛋白的合成起始于细胞质中游离的核糖体,合成的初始序列为信号序列,当它露出核糖体后,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SPR)识别,并引导核糖体附着于内质网上,即信号序列的作用是引导核糖体附着在内质网上,D错误。
故选ABC。
三、解答题
21.(24-25高一上·北京中国人民大学附属中学·期末)黏蛋白肾病(MKD)是一种遗传病,患者细胞内M蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常。
(1)分泌蛋白首先合成为多肽链,然后相继在 (填细胞器名称)中进行加工,形成蛋白质。
(2)如图1所示,正常情况下,错误折叠蛋白会被含有T9受体的囊泡运输到溶酶体中被 水解,从而维持细胞正常生命活动。由图2可知,T9受体会被异常M蛋结合,难以分离,导致错误折叠蛋白降解过程受阻,表现为 。
(3)细胞凋亡(一种细胞死亡方式)程度与MKD强度正相关。研究人员利用相关细胞进行实验,发现药物B对MKD具有明显疗效,请选填字母到表格中,完善实验方案和结果。
实验材料和处理方法
实验结果
对照组1
实验组细胞凋亡程度
对照组2
a.d
实验组
a.正常细胞 b.MKD患者细胞 c.药物B d.生理盐水 e.高于对照组1 f.低于对照组1 g.接近对照组2 h.低于对照组2
【答案】(1)内质网和高尔基体
(2) (蛋白)水解酶/蛋白酶 错误折叠的蛋白会堆积在内质网和高尔基体之间
(3) 对照组1:b、d 实验结果:f、g 实验组:b、c
【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)分泌蛋白首先合成多肽链,然后依次在内质网和高尔基体中进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质。
(2)正常情况下,错误折叠蛋白会被含有T9的囊泡运输到溶酶体中的(蛋白)水解酶/蛋白酶被水解,从而维持细胞正常生命活动。从图1可知,T9会与错误折叠蛋白结合,难以分离,导致错误折叠蛋白降解过程受阻,表现为错误折叠的蛋白会堆积在内质网和高尔基体之间。
(3)题干信息可知,蛋白肾病(MKD)患者细胞内M 蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常。本实验的目的是探究新型药物B 对MKD 的治疗效果。
自变量为是否使用新型药物B,因变量为细胞凋亡程度。则实验设计与结果:对照组2为a、d正常细胞和生理盐水,因此对照组1应为b、d:MKD 患者细胞和生理盐水,实验组为b、c:MKD 患者细胞和药物B。新型药物B 对MKD有治疗效果,则实验结果为实验组细胞凋亡程度低于对照组1,接近对照组2,即f、g。
22.(24-25高一上·陕西渭南·期末)变形虫是一种真核的单细胞生物。回答下列问题:
(1)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的合成和分解,该纤维网架结构称为 ,具维持细胞形态、变形运动等作用,该纤维网架结构的化学本质是 。
(2)变形虫摄取的食物通过 方式进入细胞,该过程依赖于细胞膜具有一定的 。
(3)变形虫摄食后释放食物残渣的过程如图所示。图中的囊泡能精确地将细胞“货物”(食物残渣)运送到细胞膜,据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的 特异性识别并结合,此过程体现了细胞膜具有 的功能。
(4)变形虫合成蛋白质A的过程需要多种细胞器的参与。多肽链在核糖体上合成后,需要在内质网、 (细胞器)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质A,整个过程需要线粒体提供能量。从细胞的结构与功能分析,上述现象说明了什么? 。
【答案】(1) 细胞骨架 蛋白质
(2) 胞吞 一定的流动性
(3) 蛋白质B 细胞识别、控制物质进出、信息交流
(4) 高尔基体 细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动
【分析】细胞骨架是由蛋白质与蛋白质搭建起的骨架网络结构,包括细胞质骨架和细胞核骨架,其中细胞骨架的主要作用是维持细胞的一定形态。细胞骨架对于细胞内物质运输和细胞器的移动来说又起交通动脉的作用;细胞骨架还将细胞内基质区域化;此外,细胞骨架还具有帮助细胞移动行走的功能。细胞骨架的主要成分是微管、微丝和中间纤维。
【详解】(1)变形虫中维持细胞形态、支撑变形运动的纤维网架结构是细胞骨架;细胞骨架由蛋白质纤维组成,故化学本质为蛋白质。
(2)变形虫摄取食物时,细胞膜包裹食物形成囊泡进入细胞,属于胞吞 ;胞吞过程中细胞膜的形态变化(包裹、融合),依赖其一定的流动性。
(3)囊泡膜上的蛋白A与细胞膜上的蛋白质B特异性识别结合(图中对应受体-配体关系);该过程通过膜蛋白传递信息,体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能(支撑囊泡精准运输)。
(4)多肽链经核糖体合成后,需内质网和高尔基体加工(高尔基体是后续加工场所);核糖体、内质网、高尔基体分工,线粒体供能,说明细胞内 结构间协作联系,协调完成生命活动。
23.(24-25高一上·河南漯河·期末)乳腺上皮细胞是乳腺中具有分泌功能的细胞,能够分泌乳汁,乳汁中含有酪蛋白、乳糖、脂肪等丰富的营养。下图为乳腺上皮细胞的部分结构图,请据图回答下列问题:
(1)细胞的边界是 (填标号)。乳腺上皮细胞分泌乳汁的过程体现的细胞膜功能是 。乳腺上皮细胞的细胞膜面积比较大,但却不适合做制备细胞膜的实验材料,原因是 。
(2)要分离乳腺上皮细胞中的各种细胞器,常采用的方法是 。图中细胞器1的功能是 。细胞器并非是漂浮于细胞质中的,有着支持它们的细胞骨架,细胞骨架是由 组成的网架结构。
(3)经研究发现细胞的分泌活动分为两种类型:组成型分泌和调节型分泌。组成型分泌途径中运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞膜;调节型分泌小泡离开高尔基体后暂时聚集在细胞膜附近。根据图中信息回答下列问题:
据图分析高尔基体在细胞的分泌活动中起 作用;引起组成型分泌和调节型分泌的机制不相同,判断的依据是 。
【答案】(1) 5 控制物质进出细胞 有核膜和细胞器膜,不易提取纯净细胞膜
(2) 差速离心法 有氧呼吸的主要场所 蛋白质纤维
(3) 对来自内质网的蛋白质进行加工,分类,包装 调节型分泌需要有细胞外信号分子的刺激,组成型分泌不需要
【分析】分析图1,1为线粒体,2为细胞核,3为内质网,4为核糖体,5为细胞膜,6为中心体,7为高尔基体。
【详解】(1)细胞的边界是5细胞膜,它将细胞与外界环境分隔开,控制物质进出细胞,进行细胞间的信息交流等。 乳腺上皮细胞分泌乳汁的过程是胞吐过程,体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点,同时也体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能,即细胞可以通过细胞膜将合成的乳汁分泌到细胞外。 乳腺上皮细胞不适合做制备细胞膜实验材料的原因:制备细胞膜通常选用哺乳动物成熟的红细胞,是因为其没有细胞核和众多的细胞器,容易得到纯净的细胞膜。而乳腺上皮细胞有核膜和细胞器膜,不易提取纯净细胞膜。
(2)要分离乳腺上皮细胞中的各种细胞器,常采用的方法是差速离心法。差速离心法是利用不同的离心速度所产生的不同离心力,将各种细胞器分离开。图中细胞器1是线粒体,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为“动力车间”,能为细胞的生命活动提供能量。 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,它对细胞起到支持、保护和运动等作用,还与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
(3)据图分析,在组成型分泌和调节型分泌过程中,高尔基体都能形成运输小泡,将物质运输到细胞膜,所以高尔基体在细胞的分泌活动中起对来自内质网的蛋白质进行加工,分类,包装的作用。调节型分泌需要有细胞外信号分子的刺激,组成型分泌不需要,故引起组成型分泌和调节型分泌的机制不相同。
24.(24-25高一上·辽宁锦州·期末)藜麦叶片的表皮有许多细胞,其中体积是普通表皮细胞100倍以上的、高度液泡化的盐泡细胞,能够吸收植物体内的Na+和Cl-等盐分(如下图所示),然后再分泌出体外。因此,藜麦能在盐碱地生长。回答下列问题:
(1)从细胞结构角度分析普通表皮细胞和盐泡细胞的不同点:一是盐泡细胞中没有叶绿体,不能生产有机物供能,普通表皮细胞含有叶绿体,可以进行光合作用产生有机物;二是 。
(2)藜麦籽粒中的脂肪含有较多的 (填“饱和”或“不饱和”)脂肪酸,在室温下呈液态。藜麦籽粒中富含蛋白质,其营养价值高的原因是 。
(3)盐泡细胞没有叶绿体,但其细胞代谢时仍需消耗有机物。研究发现,盐泡细胞的细胞膜葡萄糖转运蛋白的量比叶肉细胞的细胞膜葡萄糖转运蛋白的量高,其可能的原因是 。
(4)据图推测,藜麦的耐盐作用机制是 ,从而避免高盐对其他细胞的毒害作用。
【答案】(1)盐泡细胞高度液泡化,普通表皮细胞可能液泡化程度低或者没有那么大的液泡
(2) 不饱和 藜麦能提供较为全面且比例合适的必需氨基酸
(3)盐泡细胞中没有叶绿体,不能生产有机物供能,细胞所需能量只能通过其他细胞转运的葡萄糖分解提供,因此葡萄糖转运蛋白需要量也较高
(4)通过主动运输的方式,将Na+和Cl-运送到表皮盐泡细胞的液泡中储存起来
【分析】物质跨膜运输的方式包括自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散不需要载体和能量;协助扩散需要载体,但不需要能量;主动运输需要载体,也需要能量;自由扩散和协助扩散是由高浓度向低浓度运输,是被动运输。
【详解】(1)从细胞结构角度来看一来盐泡细胞中没有叶绿体,不能生产有机物供能,普通表皮细胞含有叶绿体,可以进行光合作用产生有机物;二来盐泡细胞高度液泡化,普通表皮细胞可能液泡化程度低或者没有那么大的液泡;
(2)不饱和脂肪酸在室温下通常呈液态,藜麦籽粒中的脂肪在室温下呈液态,所以藜麦籽粒中的脂肪含有较多的不饱和脂肪酸;藜麦籽粒中富含蛋白质,其营养价值高的原因在于它所含的必需氨基酸种类齐全且比例合理,人体自身不能合成必需氨基酸,需要从食物中获取,藜麦能提供较为全面且比例合适的必需氨基酸,所以营养价值高。
(3)盐泡细胞中没有叶绿体,不能生产有机物供能,细胞所需能量只能通过其他细胞转运的葡萄糖分解提供,因此葡萄糖转运蛋白需要量也较高,葡萄糖载体蛋白的相对表达量高。
(4) 据图推测,藜麦的耐盐作用机制是通过主动运输的方式,将Na+和Cl-运送到表皮盐泡细胞的液泡中储存起来,从而避免高盐对其他细胞的影响。
25.(24-25高一上·湖南益阳普通高中质量检测·期末)液泡在种子形成阶段的主要功能是储存蛋白质。研究发现,正常水稻的糊粉层细胞内高尔基体能出芽产生囊泡,该囊泡膜上的GPA3蛋白能和液泡膜上的蛋白质特异性识别,从而将谷蛋白靶向运输到液泡中进行储存。下图1为谷蛋白在糊粉层细胞内合成和运输的过程示意图,回答下列问题:
(1)糊粉层细胞合成谷蛋白的细胞器是 。
(2)分析图示过程,糊粉层细胞产生谷蛋白的过程中,结构③的膜面积变化过程为 。(填“先增大后减小”或“不变”或“先减小后增大”)。
(3)现发现了一株异常水稻,该水稻胚乳出现萎缩、粉化,粒重减少了30%,研究人员对此做出了两种推测:
推测一:谷蛋白的合成受阻;
推测二:谷蛋白的运输发生障碍。
为了探究异常水稻粒重减少的原因,科研小组用 法追踪谷蛋白的合成过程,并检测相应部位的放射性相对强度,结果如图2所示。
①实验结果不支持推测 (填“一”或“二”),理由是 。
②进一步研究发现,异常的GPA3蛋白具有诱发膜融合的功能,据此推测异常植株的细胞壁附近聚集了大量放射性物质的原因可能是 。
【答案】(1)核糖体
(2)先增大后减小
(3) 同位素标记(同位素示踪) 一 检测到正常水稻细胞和异常水稻细胞的高尔基体中放射性相同,而正常水稻细胞液泡中放射性远高于异常水稻液泡中的放射性,说明不是谷蛋白的合成受阻,而是高尔基体的囊泡在靶向运输GPA3蛋白到液泡的过程中发生了异常 来自高尔基体的囊泡膜上异常的GPA3蛋白诱发了囊泡与细胞膜的融合,从而将谷蛋白错误运输到细胞壁附近聚集
【分析】分泌蛋白的合成过程大致是: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。高尔基体还能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。因此在分泌蛋白合成、加工和运输过程中,内质网的膜面积减少,高尔基体的膜面积几乎不变,细胞膜的膜面积增加。
【详解】(1)蛋白质的合成场所为核糖体。
(2)分析图1过程,图中②为来自内质网的囊泡,囊泡属于生物膜系统,因此构成②的膜的基本支架是磷脂双分子层。谷蛋白的产生和运输过程类似分泌蛋白,图中③是高尔基体,在谷蛋白的合成过程中,高尔基体接受了来自内质网的囊泡,然后高尔基体又出芽产生囊泡,包裹蛋白质运输到细胞膜,因此③高尔基体的膜面积变化过程为先增加后减少。
(3)用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。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。
①根据题意,该实验的目的是探究异常水稻粒重减少的原因是谷蛋白的合成受阻还是谷蛋白的运输发生障碍,由于谷蛋白最后经高尔基体形成的囊泡包裹,通过该囊泡膜上的GPA3蛋白能和液泡膜上的蛋白质特异性识别,从而将谷蛋白靶向运输到液泡中进行储存。根据实验结果可知,检测到正常水稻细胞和异常水稻细胞的高尔基体中放射性相同,说明谷蛋白在正常水稻和异常水稻细胞的高尔基体中含量相同,因此排除了谷蛋白的合成受阻的推测,而检测到正常水稻细胞液泡中放射性远高于异常水稻液泡中的放射性,说明高尔基体的囊泡在靶向运输GPA3蛋白到液泡的过程中异常。
②进一步研究发现,异常的GPA3蛋白具有诱发膜融合的功能,推测异常水稻来自高尔基体的囊泡上异常的GPA3蛋白和液泡膜上的蛋白质特异性识别能力降低,导致该囊泡上异常的GPA3蛋白诱发了囊泡与细胞膜的融合,从而将谷蛋白错误运输到细胞壁附近聚集。
四、实验题
26.(24-25高一上·北京延庆区·期末)黏蛋白肾病(MKD)是一种遗传病,患者细胞内M蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常。
(1)分泌蛋白的合成过程首先以 为原料,通过 的方式合成多肽链,然后相继在 (填细胞器名称)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质。
(2)如下面图1所示,正常情况下,错误折叠蛋白会被含有T9受体的囊泡运输到溶酶体中被 水解,从而维持细胞正常生命活动。由图2可知,T9受体会被异常M蛋白结合,难以分离,导致错误折叠蛋白降解过程受阻,表现为错误折叠的蛋白会堆积在 之间。
(3)细胞凋亡程度通常被用作MKD毒性强弱的指标,为研究新型药物B对MKD的治疗效果,利用某细胞进行实验,请选填下列字母到表格中,完善实验方案。
实验材料和处理方法
实验结果
对照组1
①
实验组细胞凋亡程度③
对照组2
a、d
实验组
②
a.正常细胞b.MKD患者细胞 c.药物Bd.生理盐水 e.高于对照组1f.低于对照组1g.接近对照组2h.低于对照组2
【答案】(1) 氨基酸 脱水缩合 内质网和高尔基体
(2) 水解酶 内质网和高尔基体
(3) b、d f、g b、c
【分析】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。
【详解】(1)分泌蛋白的合成过程首先以氨基酸为原料,通过脱水缩合的方式合成多肽链,然后相继在内质网和高尔基体中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质。
(2)错误折叠蛋白会被含有T9受体的囊泡运输到溶酶体中被水解酶水解。由图2可知,T9受体会被异常M蛋白结合,难以分离,导致错误折叠蛋白降解过程受阻,错误折叠的蛋白会堆积在内质网和高尔基体之间。
(3)据题干信息可知,蛋白肾病(MKD)患者细胞内M 蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常。本实验的目的是探究新型药物B对MKD 的治疗效果。自变量为是否使用新型药物B,因变量为细胞凋亡程度。对照组2为a、d正常细胞和生理盐水,因此对照组1应为b、d:MKD 患者细胞和生理盐水,实验组为b、c:MKD 患者细胞和药物B。新型药物B对MKD有治疗效果,则实验结果为实验组细胞凋亡程度低于对照组1,接近对照组2,即f、g。
27.(24-25高一上·湖南娄底新化县·期末)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过 作用分泌到细胞膜外,该过程 (需要/不需要)能量。
(2)用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。
据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后,sec1胞外P酶呈现 的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃培养1h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进 的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是 。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是:突变体__________。
A.蛋白分泌受阻,在细胞内积累
B.与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C.细胞分裂停止,逐渐死亡
【答案】(1) 胞吐 需要
(2)先上升后下降
(3)分泌泡与细胞膜
(4)积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外
(5)B
【分析】分泌蛋白通过胞吐作用分泌到细胞外,此过程依赖囊泡运输和细胞膜融合,需要消耗能量(ATP),其次分析题图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强,转入37℃后,sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1,再下降至10U.mg-1。
【详解】(1)分泌蛋白通过胞吐作用分泌到细胞外,此过程依赖囊泡运输和细胞膜融合,需要消耗能量(ATP)。
(2)图中显示,在37℃条件下,sec1突变株的胞外P酶活性显著下降,说明其分泌能力受阻,呈现减少趋势。
(3)sec1突变株在37℃时分泌泡在细胞质中积累,表明Sec1基因在高温下功能缺失导致分泌泡无法与细胞膜融合,其功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。
(4)转回24℃后,sec1分泌功能恢复,但加入蛋白合成抑制剂后新蛋白无法合成。此时胞外P酶增加的原因只能是细胞内已积累的分泌泡释放P酶(因新蛋白合成被阻断,排除新分泌的可能)。
(5)若突变基因影响特定分泌阶段(如囊泡形成、运输或融合),相应胞内结构(如内质网、高尔基体、分泌泡)的形态或数量会异常,可作为鉴定指标。故选B。
28.(24-25高一上·广东广州第六中学·期末)黏蛋白肾病QMKD是一种患者细胞内M 蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常的疾病。
(1)分泌蛋白的合成过程首先在核糖体上合成,通过 的方式合成多肽链,然后相继在 (填细胞器名称)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质。
(2)研究分泌蛋白合成与运输的过程,通常采用 方法。𢞵泡在分泌蛋白运输中有重要作用,囊泡膜的基本支架是 。细胞器并不是漂浮于细胞质中的,是因为细胞质中有着支持它们的 (结构)。
(3)如图1 所示,正常情况下,错误折叠蛋白会被含有 T9 受体的囊泡运输到溶酶体中被水解,从而维持细胞正常生命活动。据图2分析,MKD患者的患病原因: 。
(4)细胞凋亡程度与 MKD 毒性强弱成正比,为研究新型药物B对MKD的治疗效果,利用某细胞进行实验,请选填下列字母到表格中,完善实验方案。
a.正常细胞 b. MKD 患者细胞 c. 药物B d.生理盐水
实验材料和处理方法
预期实验结果及结论
对照组1
b、d
若实验组细胞凋亡程度③ 对照组 1(填写“高于”或“低于”),接近对照组2,则证明新型药物B对MKD有良好的治疗效果。
对照组2
①
实验组
②
【答案】(1) 脱水缩合 内质网和高尔基体
(2) 同位素标记法 磷脂双分子层 细胞骨架
(3)T9蛋白和M蛋白异常结合,使得囊泡无法运输,堆积在内质网和高尔基体之间
(4) a、d b、c(或b、c、d) 低于
【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) 泌蛋白的合成过程首先以氨基酸为原料,通过脱水缩合的方式合成多肽链,该过程发生在核糖体上,然后相继在内质网和高尔基体中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质,最后由囊泡包裹以胞吐方式释放出来。
(2) 研究分泌蛋白合成与运输的过程,通常采用同位素标记法,可用3H标记的亮氨酸为原料区研究分泌蛋白的合成和运输途径,在该过程中𢞵泡起着运输作用,囊泡膜可来自内质网和高尔基体,也可与细胞融合,因此囊泡膜与细胞中其他生物膜的结构是具有相似性的,因此组成囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层,细胞器并不是漂浮于细胞质中的,细胞骨架的功能支持并锚定各种细胞器,与细胞的分裂分化有关,即细胞质中的细胞器由细胞骨架支持着。
(3)如图1 所示,错误折叠蛋白会被含有T9 受体的囊泡运输到溶酶体中被水解酶水解。由图2可知,T9 受体会被异常M 蛋白结合,难以分离,导致错误折叠蛋白降解过程受阻,错误折叠的蛋白会堆积在内质网和高尔基体之间,表现为患病。
(4)题意显示,蛋白肾病(MKD)患者细胞内M 蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常。本实验的目的是探究新型药物B 对MKD 的治疗效果。自变量为是否使用新型药物B,因变量为细胞凋亡程度。表格中对照组1应为b、d,即MKD 患者细胞和生理盐水,因此,对照组2为a、d正常细胞和生理盐水,实验组为b、c:MKD 患者细胞和药物B。新型药物B 对MKD有治疗效果,则实验结果为实验组细胞凋亡程度低于对照组1,接近对照组2,该结果能得出的实验结论为新型药物B对MKD有良好的治疗效果。
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