专题01 细胞的分子组成(期末真题汇编,北京专用)高三生物上学期
2025-11-20
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 组成细胞的分子 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.10 MB |
| 发布时间 | 2025-11-20 |
| 更新时间 | 2025-12-03 |
| 作者 | 科学小匠人 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-11-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55004393.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题01 细胞的分子组成
3大高频考点概览
考点01 蛋白质的结构和功能
考点02 糖类和脂质的结构和功能
考点03 细胞中的无机物与核酸的功能
地 城
考点01
蛋白质的结构和功能
一、选择题
1.(24-25高三上·北京西城·期末)剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用,形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述,错误的是( )
A.组成元素有C、H、O、N、P等
B.组成单体包括氨基酸和核苷酸
C.由以碳链为骨架的大分子组成
D.发挥剪接作用的场所为核糖体
【答案】D
【分析】由题意可知,剪接体由多种蛋白质和小RNA组成,所以其元素组成为C、H、O、N、P,组成单体为氨基酸和核苷酸。
【解析】AB、由题意可知,剪接体由多种蛋白质和小RNA组成,前者含C、H、O、N,后者含C、H、O、N、P,所以剪接体元素组成为C、H、O、N、P,蛋白质的单体是氨基酸,RNA的单体是核苷酸,AB正确;
C、蛋白质和RNA都是以碳链为骨架的大分子,C正确;
D、核糖体是翻译的场所,不是RNA剪接的场所,D错误。
故选D。
2.(24-25高三上·北京朝阳·期末)对野生蘑菇中的毒素进行成分鉴定能够为急诊救治提供依据。某种蘑菇毒素——毒伞素的结构如图。据图可知,毒伞素是一种( )
A.多肽 B.核酸 C.多糖 D.脂质
【答案】A
【分析】蛋白质(多肽)的基本单位是氨基酸,元素组成是C、H、O、N。
【解析】根据毒伞素的结构式可知,该物质是由氨基酸脱水缩合形成的,化学本质是一种多肽,A正确。
故选A。
3.(23-24高三上·北京房山·期末)蛋白质是生命活动的主要承担者,其功能具有多样性。下列不属于膜蛋白功能的是( )
A.催化化学反应 B.协助物质运输
C.储存遗传信息 D.参与信息传递
【答案】C
【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者,有的蛋白质是细胞和生物体的重要组成成分,有的蛋白质具有催化功能,有的蛋白质具有运输功能,有的蛋白质具有调节机体生命活动的功能,有的蛋白质具有免疫功能等。
【解析】A、催化功能是蛋白质的功能之一,例如主动运输中的蛋白质是ATP酶,可以催化ATP的水解,A正确;
B、运输功能是蛋白质的功能之一,例如主动运输和协助扩散中起作用的蛋白质,B正确;
C、具有储存遗传信息功能的物质是核酸,不是蛋白质,C错误;
D、传递某种信息,调节机体的新陈代谢,是蛋白质的功能之一,D正确。
故选C。
4.(23-24高三上·北京大兴·期末)肺炎支原体是一种单细胞原核生物。关于支原体的叙述,下列不正确的是( )
A.由蛋白质承担生命活动
B.无磷脂双分子层
C.遗传信息储存在DNA上
D.可以进行细胞呼吸
【答案】B
【分析】支原体是原核生物,无成形的细胞核,有细胞膜、细胞质、核糖体、遗传物质是DNA。
【解析】A、蛋白质是生命活动的主要承担者,支原体中也是由蛋白质承担各种生命活动,A正确;
B、支原体是原核生物,有细胞结构,因此细胞膜由磷脂双分子层构成,B错误;
C、支原体是原核生物,遗传物质是DNA,遗传信息储存在DNA上,C正确;
D、支原体也要细胞呼吸为细胞供能,所以支原体也可以进行细胞呼吸,D正确。
故选B。
5.(22-23高三上·北京东城·期末)核酸和蛋白质都属于生物大分子,关于两者的叙述错误的是( )
A.都以碳链为骨架 B.都具有结构多样性
C.都是由许多单体构成的多聚体 D.都是遗传信息的携带者
【答案】D
【分析】白质的基本组成单位是氨基酸;核酸的基本组成单位是核苷酸。
【解析】A、蛋白质和核酸都是生物大分子,两者都以碳链为骨架,A正确;
B、蛋白质和核酸都具有结构多样性,其中蛋白质的结构多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序等有关,而核酸的结构多样性与核苷酸的排列顺序等有关,B正确;
C、蛋白质是由单体氨基酸经脱水缩合而成,而核酸是由核苷酸经脱水缩合而成,两者都是多聚体,C正确;
D、遗传信息的携带者是核酸而非蛋白质,D错误。
故选D。
二、非选择题
6.(24-25高三上·北京丰台·期末)芳樟醇是一种特殊香味的单萜,被广泛应用于食品调料、化妆品以及药物。在酿酒酵母中,通过引入外源芳樟醇合成酶催化前体牛儿基焦磷酸(GPP)合成芳樟醇。
(1)芳樟醇合成酶化学本质是蛋白质,其单体的结构通式为 。
(2)为提高芳樟醇合成酶催化GPP的效率,科研人员对该酶的关键氨基酸残基(即多肽中的氨基酸单位)进行分析,结果如图1。推测芳樟醇合成酶F447残基具有疏水性及较大的空间位阻,可能阻碍GPP与芳樟醇合成酶活性位点的结合。支持以上推测的证据有_______。
A.芳樟醇合成酶在高温下空间结构容易改变
B.F447具有较大的空间结构
C.F447位于酶和底物结合处
D.GPP具有较好的亲水性
(3)为证实上述推测,科研人员设计实验,相应技术流程如下:
①设计需要更替的氨基酸:选择 (填“含有小的侧链或亲水性的残基”或“具有更大侧链的残基”)取代F447以提高该反应速率,用另一类残基取代F447以进一步评估合理性;②依据上述设计,定点突变从而获得 ;③构建芳樟醇合成酶突变基因表达载体;④基因表达载体的筛选与扩增;⑤ ;⑥提取培养液,检测芳樟醇的产量。
(4)依据上述程序进行实验,部分结果如图2。科研人员选择F447A和F447E取代F447进行下一步研究,依据是 。对相应酶与底物结合情况进行分析,结果如图3。请结合(2)分别推测F447A和F447E能够提高芳樟醇产量的原因 。
(5)芳樟醇的积累对酿酒酵母具有一定的毒性,请据此为高产芳樟醇酿酒酵母突变体应用于工业化生产提出进一步研究方向 。
【答案】(1)
(2)BCD
(3) 含有小的侧链或亲水性的残基 目的基因 将基因表达载体导入酿酒酵母
(4) F447A和F447E取代F447后芳樟醇产量明显提高 F447A的替换使得空间位阻减小;F447E疏水性降低
(5)研究突变体对芳樟醇的耐受性
【分析】1.酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA;
2.酶的特性:
①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;
②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;
③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
【解析】(1)芳樟醇合成酶的化学本质是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式为:
(2)A、芳樟醇合成酶在高温下空间结构容易改变,这句话自身正确,但不能支持上述推测,A错误;
B、F447具有较大的空间结构,就会具有较大的空间阻力,支持上述推测,B正确;
C、由于F447位于酶和底物结合处,所以可能会阻碍GPP与芳樟醇合成酶活性位点的结合,支持上述推测,C正确;
D、GPP具有较好的亲水性,而芳樟醇合成酶F447残基具有疏水性,所以可能就会阻碍GPP与芳樟醇合成酶活性位点的结合,支持上述推测,D正确。
故选BCD。
(3)结合第二小问,可知,具有更大侧链残基的氨基酸,可能阻碍GPP与芳樟醇合成酶活性位点的结合,所以:①设计需要更替的氨基酸:应选择含有小的侧链或亲水性的残基取代F447以提高该反应速率,用另一类残基取代F447以进一步评估合理性;②通过定点诱变,以获得目的基因;③构建芳樟醇合成酶突变基因表达载体;④基因表达载体的筛选与扩增;⑤将基因表达载体导入酿酒酵母(受体细胞);⑥提取培养液,检测芳樟醇的产量。
(4)依据图2可知,F447A和F447E取代F447后芳香醇产量明显提高,所以应选择F447A和F447E取代F447进行下一步研究。结合(2)和图3可知,F447A和F447E之所以能够提高芳樟醇产量,是由于:①F447A的替换使得空间位阻减小;F447A的替换使得空间位阻减小;②F447E疏水性降低。
(5)由于芳樟醇的积累对酿酒酵母具有一定的毒性,所以在高产芳樟醇酿酒酵母突变体应用于工业化生产前,还应对突变体对芳香醇的耐受性进行研究。
7.(22-23高三上·北京房山·期末) 乳蛋白含量是牛乳品质的重要评价指标。研究发现,异亮氨酸能够调节乳蛋白合成过程,科研人员对其分子机制进行了相应研究。
(1)乳蛋白是以 原料,在细胞的 上合成。
(2)T 蛋白是一种能够催化乳蛋白合成的酶,为研究异亮氨酸对 T 蛋白的作用,科研人员在含有不同浓度异亮氨酸的培养液中培养乳腺上皮细胞,检测其中 T 蛋白的磷酸化程度(与 T 蛋白活性呈正相关),结果如图 1,据图可知, 。
(3)已知 B 蛋白与 T 基因的启动子结合而调控其表达。为进一步研究 B 蛋白的调控机制,科研人员将 B 基因激活载体转入乳腺细胞中,检测 T 基因转录的 mRNA 量,结果如图 2,可知 。
(4)研究人员用异亮氨酸及 AKT 抑制剂处理乳腺上皮细胞。结果如图 3。
①β-actin 属于细胞骨架蛋白, 在细胞中 ,在实验中可作为标准物质,以校准和消除细胞培养操作、细胞取样量和点样量等无关变量对实验结果的影响。
②AKT 是一种能够促进 T 基因表达的酶。请综合上述所有信息,完善异亮氨酸调节乳蛋白合成的分子机制 。
【横线处选填“B 蛋白”或“AKT 蛋白”,在( )中选填“+”或“-”(+促进,-抑制)】
(5)综合以上信息,请提出增加牛乳品质的一种可行措施 。
【答案】(1) 氨基酸 核糖体
(2)随着异亮氨酸浓度的升高,磷酸化T蛋白的含量先增加后降低
(3)B基因能够促进T基因的表达
(4) 稳定表达
(5)喂食异亮氨酸含量高的食物
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸经脱水缩合形成蛋白质;核糖体是蛋白质合成的场所。
【解析】(1)乳蛋白的原料是氨基酸,蛋白质的合成场所是核糖体。
(2)据图可知,横坐标表示异亮氨酸的浓度,纵坐标是磷酸化T蛋白,图示结果显示随着异亮氨酸浓度的升高,磷酸化T蛋白的含量先增加后降低。
(3)分析题意,本实验目的是进一步研究 B 蛋白的调控机制,据图可知,实验的自变量是载体中B基因的有无,图示结果显示,与空白对照相比,空载体的T基因mRNA转录量减少,而基因激活载体的T基因mRNA含量增加,说明B基因能够促进T基因的表达。
(4)①分析题意,β-actin是一种细胞骨架蛋白,细胞骨架在所有动物细胞(真核细胞)中存在,说明β-actin基因在各细胞内稳定表达,因此可以在实验中作为参考标准,以校准和消除细胞培养操作、细胞取样量和点样量等无关变量对实验结果的影响。
②结合题意,AKT 是一种能够促进 T 基因表达的酶,而B基因表达的蛋白质也可促进T基因表达,据图3可知,加入AKT抑制剂后,与细胞骨架蛋白相比,AKT和B蛋白的含量均降低,综合上述所有信息,异亮氨酸调节乳蛋白合成的分子机制如下:
。
(5)综合以上信息,可通过喂食异亮氨酸含量多的食物增加乳蛋白含量,进而提高牛乳品质。
地 城
考点02
糖类和脂质
一、选择题
1.(24-25高三上·北京顺义·期末)图为磷脂分子构成的脂质体,可作为运载体将药物运送至细胞发挥作用,相关叙述正确的是( )
A.构成脂质体的磷脂分子属于脂肪
B.脂质体膜与细胞膜的成分相同
C.乙代表水溶性的药物
D.脂质体可与细胞膜融合
【答案】D
【分析】细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类。组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,磷脂构成了细胞膜的基本骨架。蛋白质在细胞膜行使功能方面起重要作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
【解析】A、构成脂质体的磷脂分子属于脂质,脂肪也属于脂质,磷脂不属于脂肪,A错误;
B、细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质组成,除此之外,还含有糖类分子,脂质体膜的成分是磷脂分子,所以脂质体膜与细胞膜的成分不完全相同,B错误;
C、磷脂分子的头部亲水,尾部疏水,所以脂质体内部是亲水性的,即药物甲为水溶性药物,药物乙为脂溶性药物,C错误;
D、脂质体膜的成分是磷脂分子,细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质组成,依据相似相溶原理,脂质体可与细胞膜融合,D正确。
故选D。
2.(24-25高三上·北京顺义·期末)用含32P磷酸盐的营养液培养植物,一段时间后叶肉细胞中不带放射性的物质或结构是( )
A.ATP B.核糖体 C.脱氧核糖 D.叶绿体
【答案】C
【分析】细胞吸收的磷酸盐用于合成含有P的物质或结构,因此用含32P的磷酸盐的营养液培养细胞,一段时间后,含有P的物质或结构都可能出现放射性。
【解析】A、ATP的元素组成是C、H、O、N、P,含有P元素,因此可能会出现放射性,A不符合题意;
B、核糖体的组成成分是蛋白质、RNA,RNA含有P元素,B不符合题意;
C、脱氧核糖属于糖类,元素组成为C、H、O,不含有P元素,因此不可能含有放射性,C符合题意;
D、叶绿体含有DNA、RNA、ATP、ADP等含有P元素的化合物,因此可能会出现放射性,D不符合题意。
故选C。
3.(23-24高三上·北京丰台·期末)下列有关豌豆叶肉细胞的说法错误的是( )
A.叶肉细胞中的核酸有DNA和RNA两种
B.叶肉细胞中的多糖有淀粉和纤维素
C.叶肉细胞中光反应吸收的光能全部储存在ATP中
D.叶肉细胞中有参与有氧呼吸和无氧呼吸酶的基因
【答案】C
【分析】1、核酸是遗传信息的携带者,是一切生物的遗传物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用,细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖糖和一分子含氮碱基形成,每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基形成;
2、脱氧核苷酸和核糖核苷酸在组成上的差异有:①五碳糖不同,脱氧核苷酸中的五碳糖是脱氧核糖,核糖核苷酸中的五碳糖是核糖;②碱基不完全相同,脱氧核苷酸中的碱基是A、T、G、C,核糖核苷酸中的碱基是A、U、G、C;
3、细胞生物(包括原核生物和真核生物)的细胞中含有DNA和RNA两种核酸、其中DNA是遗传物质,非细胞生物(病毒)中含有DNA或RNA一种核酸、其遗传物质是DNA或RNA。
【解析】A、细胞生物的细胞中含有DNA和RNA两种核酸分子,A正确;
B、叶肉细胞可以进行光合作用产生淀粉,叶肉细胞具有细胞壁,细胞壁的成分是纤维素和果胶,B正确;
C、叶肉细胞中光反应吸收的光能储存在ATP和NADPH中,C错误;
D、叶肉细胞中有参与有氧呼吸和无氧呼吸酶的基因,在不同的情况下(如氧气条件的差异)进行表达,D正确。
故选C。
4.(23-24高三上·北京东城·期末)下列与生物学相关的说法中科学合理的是( )
A.不能根据果实大小判断植物是否为转基因
B.有血缘关系的人进行器官移植不会产生排斥
C.食用乙烯利催熟的香蕉会导致儿童性早熟
D.标有“零蔗糖”的酸奶中一定不含糖
【答案】A
【分析】乙烯 合成部位:植物体各个部位。主要作用:促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落。
【解析】A、不能根据果实大小判断植物是否为转基因,若发生基因突变也可能出现果实大小有较大差异,A正确;
B、有血缘关系的人进行器官移植仍会产生排斥,只是较于没有血缘关系的人的排斥性更弱,B错误;
C、乙烯和乙烯利都要与相应的受体结合来发挥作用,人体内没有乙烯和乙烯利的受体,“激素水果”不会引起儿童性早熟,C错误;
D、标有“零蔗糖”的酸奶中不一定不含糖,只是说没有蔗糖,而蔗糖只是糖类中二糖的一种,D错误。
故选A。
5.(22-23高三上·北京昌平·期末)酶复合物把葡萄糖转运过膜,并添加到纤维素糖链附着在细胞膜上的一端。随着酶复合物在细胞膜上移动,纤维素糖链在膜外不断延伸(如图)。下列叙述错误的是( )
A.纤维素糖链在细胞膜上合成
B.酶复合物移动体现细胞膜的流动性
C.蔗糖合酶可催化生成UDP-葡萄糖
D.图示过程也可发生在动物细胞
【答案】D
【分析】糖类一般由C、H、O三种元素组成,分为单糖、二糖和多糖,是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖。植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。
【解析】A、根据题意“葡萄糖添加到纤维素糖链附着在细胞膜上的一端。随着酶复合物在细胞膜上移动,纤维素糖链在膜外不断延伸”可知,纤维素糖链在细胞膜上合成,A正确;
B、酶复合物能在细胞膜上移动,体现了细胞膜的流动性,B正确;
C、由图可知,蔗糖在蔗糖合酶的作用下分解为果糖和葡萄糖,葡萄糖进一步合成UDP-葡萄糖,C正确;
D、纤维素只存在于植物细胞中,动物细胞中不含纤维素,D错误。
故选D。
6.(22-23高三上·北京海淀·期末)科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”,而之前已知的糖修饰的生物分子是糖蛋白和糖脂。糖RNA与糖蛋白两类分子的共性是( )
A.都由C、H、O、N和S元素组成 B.都在内质网和高尔基体合成
C.都携带并传递细胞中的遗传信息 D.都是以碳链为骨架的生物大分子
【答案】D
【分析】RNA的组成元素是C、H、O、N、P;蛋白质元素组成是C、H、O、N,S、Fe等;脂质组成元素是C、H、O,个别有N和P;糖类一般由C、H、O三种元素组成,几丁质含有N元素。
【解析】A、糖RNA元素组成为C、H、O、N、P等。糖蛋白元素组成为C、H、O、N,S、Fe等,A错误;
B、RNA在细胞核等中合成,不在内质网和高尔基体上合成。蛋白质在核糖体上合成,B错误;
C、细胞中的DNA和RNA可携带遗传信息,蛋白质和糖类不携带遗传信息,C错误;
D、蛋白质和RNA是以碳链为骨架的生物大分子,故糖RNA和糖蛋白是以碳链为骨架的生物大分子,D正确。
故选D。
7.(22-23高三上·四川眉山·阶段练习)下列关于元素和化合物的叙述,错误的是( )
A.用32P作标记可以检测出人细胞膜中的胆固醇成分
B.叶绿体、线粒体和核糖体中都含有RNA和蛋白质
C.C、H、O、N等化学元素是构成细胞中主要化合物的基础
D.糖类、脂质、蛋白质、核酸等化合物构成细胞的基本框架
【答案】A
【分析】1、碳元素具有4个共价键,易形成碳链,是构成细胞中所有有机化合物的基本骨架。
2、糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物以碳链为骨架的有机化合物,构成细胞生命大厦的基本框架。
【解析】A、胆固醇的组成元素是C、H、O,故不能用32P作标记可以检测出人细胞膜中的胆固醇成分,A错误;
B、叶绿体和线粒体中含有DNA、RNA和蛋白质,核糖体由rRNA和蛋白质组成,故叶绿体、线粒体和核糖体中都含有RNA和蛋白质,B正确;
C、C、H、O、N四种元素是细胞中基本元素,这些化学元素是构成细胞中主要化合物的基础,C正确;
D、糖类、脂质、蛋白质、核酸等化合物均是以碳链为骨架的有机化合物,是构成细胞生命大厦的基本框架,D正确.。
故选A。
二、非选择题
8.(24-25高三上·北京朝阳·期末)血浆胆固醇含量过高易诱发心脑血管疾病。血浆胆固醇有食物和肝细胞合成两个来源,当摄入胆固醇量增加时,肝细胞合成胆固醇量减少。H因子是由小肠细胞分泌的蛋白质类激素,研究者对H因子在血浆胆固醇含量调节中的作用机制进行了探索。
(1)H因子被分泌后,经 运输作用于靶细胞。
(2)以野生型小鼠(WT)和H因子基因敲除小鼠(KO)为材料,饲喂正常食物、高胆固醇食物,获得图1、图2所示结果。
①图1结果显示,摄入胆固醇量增加导致 ,推测高胆固醇食物能促进H因子的分泌。
②由图1和图2可知,H因子能够 。
(3)饲喂高胆固醇食物后,KO小鼠肝脏胆固醇合成量高于WT小鼠,导致前者血浆胆固醇浓度较高,据此推测肝脏是H因子作用的靶器官,并开展图3所示实验寻找H因子受体。
①突变前的细胞与H因子和GST的结合能力分别为 。
②研究者对分出的两组细胞分别进行DNA测序,进行序列比对,从 中找到
编码H因子受体的基因——GPR146基因。
(4)GPR146蛋白是细胞膜上的一种受体蛋白,与特定信号分子结合后,促进胆固醇合成相关基因的表达。研究者推测H因子通过作用于GPR146蛋白实现对胆固醇合成的抑制。通过给不同组别小鼠饲喂高胆固醇食物,检测肝脏中的胆固醇浓度,证实了推测。请补全图4实验处理与实验结果 。
【答案】(1)体液
(2) 血浆H因子浓度增加 抑制高胆固醇食物引发的血浆胆固醇浓度升高
(3) 有、无 二者的差异序列(发荧光细胞彼此都相同,但不发荧光细胞与前者都不同的序列)
(4)
【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D,与糖类相比,脂肪分子中的氢含量多,氧含量少,氧化分解时产生的能量多,因此是良好的储能物质,磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,也参与脂质在血液中的运输。
【解析】(1)H因子被分泌后,经体液运输作用于靶细胞,H因子会随着体液传送运输到各个部位,但只在靶细胞起作用。
(2)①图1结果显示,摄入胆固醇量增加会导致血浆H因子浓度增加,据此可推测高胆固醇食物能促进H因子的分泌。
②图2结果显示,小鼠(KO)摄入高胆固醇食物后血浆中胆固醇比野生型小鼠更高,因而可推测H因子能够抑制高胆固醇食物引发的血浆胆固醇浓度升高。
(3)①题意显示,肝脏是H因子作用的靶器官,因此,突变前的细胞与H因子具有结合能力,而与GST没有结合能力。
②研究者对分出的两组细胞,即发荧光细胞和不发荧光细胞,这里的不发荧光细胞H因子受体基因发生了基因突变,因而不能与GST-H融合蛋白结合,进而不能被抗GST抗体检测,因此对两类细胞的DNA分别进行DNA测序,进行序列比对,从二者的差异序列(或发荧光细胞彼此都相同,但不发荧光细胞与前者都不同的序列)中找到编码H因子受体的基因——GPR146基因。
(4)GPR146蛋白是细胞膜上的一种受体蛋白,与特定信号分子结合后,促进胆固醇合成相关基因的表达。研究者推测H因子通过作用于GPR146蛋白实现对胆固醇合成的抑制。即本实验的目的是验证H因子通过作用于GPR146蛋白实现对胆固醇合成的抑制,因此实验的自变量为是否含有GPR146蛋白,因变量为肝脏胆固醇浓度的变化,无关变量的控制应该是相同且适宜,即实验的操作应该为通过给不同组别小鼠饲喂高胆固醇食物,检测肝脏中的胆固醇浓度来实现,则实验设计中为了增强说服力,还需要增加转入空质粒的对照,相关的实验结果如下图:
9.(23-24高三上·北京海淀·期末)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
水稻抗褐飞虱研究——虫高一尺稻高一丈
水稻是我国重要的粮食作物。褐飞虱是专食水稻的害虫,它将针管状的口器刺入水稻,可直达韧皮部的筛管吸食汁液(图1)。取食过程中褐飞虱分泌唾液,唾液中降解细胞壁的酶类使得口针更容易穿刺,此外,唾液中的α-淀粉酶和麦芽糖酶可以促进淀粉水解。
B蛋白是褐飞虱唾液中的一种蛋白质,随褐飞虱取食进入水稻体内,可抑制易感水稻的基础防御反应。水稻也有相应机制来抵抗褐飞虱。抗虫水稻中存在N基因,其编码免疫应答受体N蛋白。N蛋白可识别并能与B蛋白结合形成复合体进入细胞核,从而调控下游基因的表达,引发防御反应。例如,通过调节胼胝质合成酶基因与筛管中胼胝质水解酶基因的表达,控制筛板上筛孔(图2)边缘胼胝质的合成,从而抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液。
研究发现利用转基因技术在抗虫水稻中持续高表达B蛋白可提高转基因水稻的抗虫性,但植株矮小,产量低。自然界中,抗虫水稻可及时清除B蛋白以避免过度的抗虫反应。B蛋白进入水稻细胞被N蛋白识别后,除激活抗虫信号通路之外,也激活了细胞自噬。细胞自噬是一种依赖溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。B蛋白可与细胞自噬受体结合,且N蛋白促进二者的结合,自噬受体可与自噬体结合,最终将B蛋白拖入液泡并将其降解。由于B蛋白-N蛋白-自噬受体三者互作激活细胞自噬,降解B蛋白,水稻细胞内B蛋白的量被严格控制在适当的水平。当褐飞虱取食终止时,水稻细胞中已无残留的B蛋白,故可快速恢复正常生长发育。
目前水稻育种中已获得应用的抗褐飞虱基因非常少,因此发掘和利用水稻中多种不同抗性机制的基因,将它们聚合利用,是形成抗褐飞虱的长效机制。
(1)褐飞虱唾液中的 酶可以水解植物细胞壁,便于口针穿刺植物组织,同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉分解为 进而吸收。
(2)水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解酶的表达(如下图),是对抗褐飞虱的有效策略。
褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为 (选填选项前字母)。
a.促进 b.抑制 c.上升 d.下降 e.阻塞 f.畅通
(3)根据文中信息,下列关于B蛋白在植物体内作用的叙述,正确的是 。
a.将B基因转入抗虫水稻并持续表达,可提高转基因水稻抗虫性
b.水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应,利于植株生长
c.B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应相同
d.抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白
(4)从稳态与平衡的角度,分析抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间平衡的机制 。
(5)虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害,但在水稻育种中单一应用此机制可能有失效的风险。请结合文中信息,推测存在这种风险的原因 。
【答案】(1) 纤维素酶和果胶 葡萄糖
(2)abce
(3)ad
(4)褐飞虱取食水稻时,B蛋白与N蛋白结合,调控胼胝质合成酶与水解酶等下游基因表达,引发防御反应;过量B蛋白引发细胞自噬,及时清除B蛋白,水稻恢复正常生长发育
(5)褐飞虱群体中部分个体B基因突变,产生对水稻防御机制的抗性,经抗虫水稻的选择后,突变B基因频率上升,使水稻对褐飞虱的防御失效
【分析】植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,需用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。
淀粉彻底水解的产物为葡萄糖,葡萄糖为单糖,可被细胞直接吸收利用。
【解析】(1)植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,褐飞虱唾液中的纤维素酶和果胶酶可以水解植物细胞壁,便于口针穿刺植物组织,同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉分解为葡萄糖这一单糖进而吸收。
(2)筛板上筛孔(图2)边缘胼胝质的合成有利于抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液,而水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解酶的表达,是对抗褐飞虱的有效策略,分析题图可知,褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为促进(胼胝质合成酶合成增多)、抑制(胼胝质水解酶合成减少)均有利于胼胝质含量上升,筛管运输受阻,从而达到对抗褐飞虱,减少其对筛管中汁液的吸食,故褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为abce。
(3)a、根据题文信息可知:将B基因转入抗虫水稻并持续表达,可提高转基因水稻抗虫性,a正确;
b、水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应,但是B蛋白持续存在会导致植株矮小,产量低,不利于植株生长,b错误;
c、B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应不相同,前者可抑制易感水稻的基础防御反应,后者引发防御反应,c错误;
d、抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白,水稻细胞内B蛋白的量被严格控制在适当的水平,d正确。
故选ad。
(4)综合题文信息可知,褐飞虱取食水稻时,B蛋白与N蛋白结合,调控胼胝质合成酶与水解酶等下游基因表达,引发防御反应;过量B蛋白引发细胞自噬,及时清除B蛋白,水稻恢复正常生长发育,从而使得抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间的平衡。
(5)虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害,但是褐飞虱群体中部分个体B基因突变,产生对水稻防御机制的抗性,经抗虫水稻的选择后,突变B基因频率上升,使水稻对褐飞虱的防御失效 。
地 城
考点03
细胞中的无机物与核酸的功能
一、选择题
1.(24-25高三上·北京丰台·期末)腹泻时,人体内水分和无机盐(主要是钠盐)大量丢失。下列叙述不正确的是( )
A.腹泻时肾上腺皮质分泌的醛固酮增加
B.严重腹泻会导致机体内环境稳态失衡
C.水和钠离子吸收进入细胞的方式相同
D.腹泻后补充含盐饮料可维持水盐平衡
【答案】C
【分析】水盐平衡的调节中枢在下丘脑,但产生渴觉的部位在大脑皮层,水盐平衡调节的重要激素是抗利尿激素。当机体缺水或摄食食物过咸时,细胞外液渗透压升高,会刺激下丘脑渗透压感受器,一方面引起下丘脑分泌抗利尿激素并运输至垂体后叶储存,需要时由垂体释放,另一方面将兴奋传至大脑皮层产生渴觉,引起主动饮水。
【解析】A、腹泻时,水分和钠盐含量降低,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,以维持血钠含量的平衡,A正确;
B、严重腹泻时,会超出人体自身的调节能力,进而导致机体内环境稳态失衡,B正确;
C、水进入细胞的方式主要是通过水通道蛋白的协助扩散,钠离子进入细胞的方式是协助扩散,C错误;
D、腹泻会导致钠盐的丢失,所以腹泻后补充含盐饮料可维持水盐平衡,D正确。
故选C。
2.(24-25高三上·北京丰台·期末)为探究施氮量对羊草光合特性的影响,科研人员检测不同施氮量下羊草的相关指标,数据如下表。下列叙述正确的是( )
处理
净光合速率μmol(m2·s)
气孔导度mmol(m2·s)
蒸腾速率mmol(m2·s)
胞间CO2浓度μmol/mol
不施氮
11.15
71.38
2.03
288.28
施氮(kg/hm2)
75
15.40
82.73
2.65
361.08
150
19.67
87.45
3.17
388.85
225
14.63
77.93
2.55
341.02
300
8.33
61.82
1.83
248.15
A.羊草吸收的氮元素可用于合成叶绿素等有机物
B.净光合速率的变化与施加氮元素的量成正相关
C.施氮量增加导致气孔导度随蒸腾速率升高而升高
D.高氮环境下呼吸速率升高从而降低胞间CO2浓度
【答案】A
【分析】依题意,实验的目的是探究施氮量对羊草光合特性的影响。据题中表格数据可知:本实验的自变量是不同施氮量,其中不额外施加氮肥为对照组。因变量有净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间二氧化碳浓度。分析表格数据可知,施氮量为75kg/hm2、150kg/hm2及225kg/hm2时,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间二氧化碳浓度都比不施氮组高,且随着氮的浓度增大而先增大后减小;施氮量为300kg/hm2时,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间二氧化碳浓度都比对照组小。
【解析】A、羊草吸收的氮元素用于细胞中含有N元素的化合物的合成,叶绿素含有N元素,因此,羊草吸收的氮元素可用于合成叶绿素等有机物,A正确;
B、据表格数据可知,施氮量在0~150kg/hm2时,施氮量增加,净光合速率增大;施氮量在150~300kg/hm2时,施氮量增加,净光合速率减小,B错误;
C、据表中数据可知,当施氮量为300kg/hm2时,气孔导度及蒸腾速率都比施氮量为225kg/hm2时低,因此,施氮量增加导致气孔导度随蒸腾速率升高而升高的说法不对,C错误;
D、呼吸速率升高,向细胞外释放二氧化碳,会使胞间二氧化碳浓度升高,D错误。
故选A。
3.(24-25高三上·北京石景山·期末)DNA条形码技术可利用细胞内一段特定的DNA序列鉴定物种。下列有关叙述正确的是( )
A.不同物种的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列不同是因为其碱基排列顺序不同
C.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
D.DNA条形码序列仅存在于细胞核中
【答案】B
【分析】细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,它们含有C、H、O、N、P五种元素。
【解析】A、DNA的基本组成元素是C、H、O、N、P,并不含S元素,A错误;
B、不同的DNA条形码序列,其碱基排列顺序不同,这是DNA多样性的原因之一,所以DNA条形码序列不同是因为碱基排列顺序不同,B正确;
C、DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成,而核糖核苷酸是构成RNA的基本单位,C错误;
D、DNA主要存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中也含有少量DNA,所以DNA条形码序列并非仅存在于细胞核中,D错误。
故选B。
4.(24-25高三上·北京西城·期末)剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用,形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述,错误的是( )
A.组成元素有C、H、O、N、P等
B.组成单体包括氨基酸和核苷酸
C.由以碳链为骨架的大分子组成
D.发挥剪接作用的场所为核糖体
【答案】D
【分析】由题意可知,剪接体由多种蛋白质和小RNA组成,所以其元素组成为C、H、O、N、P,组成单体为氨基酸和核苷酸。
【解析】AB、由题意可知,剪接体由多种蛋白质和小RNA组成,前者含C、H、O、N,后者含C、H、O、N、P,所以剪接体元素组成为C、H、O、N、P,蛋白质的单体是氨基酸,RNA的单体是核苷酸,AB正确;
C、蛋白质和RNA都是以碳链为骨架的大分子,C正确;
D、核糖体是翻译的场所,不是RNA剪接的场所,D错误。
故选D。
5.(24-25高三上·北京东城·期末)贝氏布拉藻具有叶绿体和硝基体,硝基体是双层膜结构的细胞器,具有固氮功能。科学家推测硝基体是由藻类内吞的细菌UCYN-A演化而来。下列说法不正确的是( )
A.贝氏布拉藻的遗传物质主要存在于细胞核中
B.贝氏布拉藻的叶绿体也具有双层膜结构
C.UCYN-A具有内质网等多种具膜的细胞器
D.硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜
【答案】C
【分析】1、真核生物具有细胞核和众多细胞器,核糖体是合成蛋白质的场所。线粒体和叶绿体都具有一定的自主性,其起源与内共生学说有关。原核生物没有以核膜为界限的细胞核,细胞器只有一种核糖体。
2、当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从面引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围大分子。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞。
【解析】A、根据题意,贝氏布拉藻具有叶绿体和硝基体等细胞器,说明贝氏布拉藻为真核生物,其遗传物质是DNA,因此其遗传物质主要存在于细胞核中,A正确;
B、叶绿体是具有双层膜的细胞器,能够进行光合作用,故贝氏布拉藻的叶绿体也具有双层膜结构,B正确;
C、细菌UCYN-A属于原核生物,原核生物细胞内只有一种细胞器核糖体,C错误;
D、根据题意,科学家推测硝基体是由藻类内吞的细菌UCYN-A演化而来,那么内吞过程中细胞膜形成囊泡包裹细菌UCYN-A,因此推测硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜,D正确。
故选C。
6.(23-24高三上·北京丰台·期末)下列有关豌豆叶肉细胞的说法错误的是( )
A.叶肉细胞中的核酸有DNA和RNA两种
B.叶肉细胞中的多糖有淀粉和纤维素
C.叶肉细胞中光反应吸收的光能全部储存在ATP中
D.叶肉细胞中有参与有氧呼吸和无氧呼吸酶的基因
【答案】C
【分析】1、核酸是遗传信息的携带者,是一切生物的遗传物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用,细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖糖和一分子含氮碱基形成,每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基形成;
2、脱氧核苷酸和核糖核苷酸在组成上的差异有:①五碳糖不同,脱氧核苷酸中的五碳糖是脱氧核糖,核糖核苷酸中的五碳糖是核糖;②碱基不完全相同,脱氧核苷酸中的碱基是A、T、G、C,核糖核苷酸中的碱基是A、U、G、C;
3、细胞生物(包括原核生物和真核生物)的细胞中含有DNA和RNA两种核酸、其中DNA是遗传物质,非细胞生物(病毒)中含有DNA或RNA一种核酸、其遗传物质是DNA或RNA。
【解析】A、细胞生物的细胞中含有DNA和RNA两种核酸分子,A正确;
B、叶肉细胞可以进行光合作用产生淀粉,叶肉细胞具有细胞壁,细胞壁的成分是纤维素和果胶,B正确;
C、叶肉细胞中光反应吸收的光能储存在ATP和NADPH中,C错误;
D、叶肉细胞中有参与有氧呼吸和无氧呼吸酶的基因,在不同的情况下(如氧气条件的差异)进行表达,D正确。
故选C。
7.(23-24高三上·北京石景山·期末)科研人员发现了一种长链非编码RNA(lncRNA)。在真核细胞中,lncRNA能与DNA通过碱基互补形成稳定的三螺旋复合物,调控靶基因的表达。下列叙述不正确的是( )
A.lncRNA的合成需要RNA聚合酶的催化
B.三螺旋复合物中最多含5种碱基,8种核苷酸
C.三螺旋复合物中嘌呤和嘧啶的数量一定相等
D.lncRNA可通过影响转录过程调控基因表达
【答案】C
【分析】在双链结构中,由于碱基遵循互补配对原则,双链中的嘌呤和嘧啶的数量相等。
【解析】A、lncRNA的化学本质是RNA,是由DNA转录而来的,其合成需要RNA聚合酶的催化,A正确;
B、三螺旋复合物中既有DNA又有RNA,DNA有4种核苷酸,RNA也有4种核苷酸,DNA和RNA碱基共5种(A、U、G、C、T),B正确;
C、由于稳定的三螺旋复合物存在三条链,因此该复合物中嘌呤和嘧啶的数量不一定相等,C错误;
D、结合题干“lncRNA能和DNA通过碱基互补形成稳定的三螺旋复合物”,可推测该结构较为稳定,难以解旋暴露模板链从而影响基因的转录过程调控基因的表达,D正确。
故选C。
8.(22-23高三上·北京丰台·期末)核酸是遗传信息的携带者。下列关于核酸的叙述错误的是( )
A.是含C、H、O、N、P元素的生物大分子
B.是由脱氧核糖核苷酸连接而成的长链
C.在细胞内合成时需要模板、能量和酶
D.在细胞的蛋白质合成中具有重要作用
【答案】B
【分析】核酸的基本单位是核苷酸。核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
【解析】A、核酸是以核苷酸为基本单位的生物大分子,组成元素为C、H、O、N、P,A正确;
B、核酸包括DNA和RNA,DNA是由脱氧核糖核苷酸连接而成的长链,RNA是有核糖核苷酸连接而成的长链,B错误;
C、在细胞内不管是DNA复制还是转录过程,都需要模板、能量和酶,C正确;
D、在基因控制蛋白质的合成中,DNA作为转录的模板,mRNA作为翻译的模板,D错误。
故选B。
9.(22-23高三上·北京东城·期末)核酸和蛋白质都属于生物大分子,关于两者的叙述错误的是( )
A.都以碳链为骨架 B.都具有结构多样性
C.都是由许多单体构成的多聚体 D.都是遗传信息的携带者
【答案】D
【分析】白质的基本组成单位是氨基酸;核酸的基本组成单位是核苷酸。
【解析】A、蛋白质和核酸都是生物大分子,两者都以碳链为骨架,A正确;
B、蛋白质和核酸都具有结构多样性,其中蛋白质的结构多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序等有关,而核酸的结构多样性与核苷酸的排列顺序等有关,B正确;
C、蛋白质是由单体氨基酸经脱水缩合而成,而核酸是由核苷酸经脱水缩合而成,两者都是多聚体,C正确;
D、遗传信息的携带者是核酸而非蛋白质,D错误。
故选D。
10.(22-23高三上·北京海淀·期末)下列高中生物学实验中,可用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定 B.观察细胞的有丝分裂
C.探究细胞的吸水和失水 D.显微镜观察细胞质流动
【答案】C
【分析】哺乳动物成熟红细胞无细胞核与多余的细胞器,由骨髓造血干细胞分化而来。
【解析】A、哺乳动物成熟红细胞无细胞核,无法进行DNA提取与鉴定,A错误;
B、红细胞由骨髓造血干细胞分化而来无法分裂,B错误;
C、红细胞吸水膨胀,失水皱缩,C正确;
D、哺乳动物红细胞无多余细胞器,缺少观察细胞质流动的参照物,D错误;
故选C。
11.(22-23高三上·北京海淀·期末)科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”,而之前已知的糖修饰的生物分子是糖蛋白和糖脂。糖RNA与糖蛋白两类分子的共性是( )
A.都由C、H、O、N和S元素组成 B.都在内质网和高尔基体合成
C.都携带并传递细胞中的遗传信息 D.都是以碳链为骨架的生物大分子
【答案】D
【分析】RNA的组成元素是C、H、O、N、P;蛋白质元素组成是C、H、O、N,S、Fe等;脂质组成元素是C、H、O,个别有N和P;糖类一般由C、H、O三种元素组成,几丁质含有N元素。
【解析】A、糖RNA元素组成为C、H、O、N、P等。糖蛋白元素组成为C、H、O、N,S、Fe等,A错误;
B、RNA在细胞核等中合成,不在内质网和高尔基体上合成。蛋白质在核糖体上合成,B错误;
C、细胞中的DNA和RNA可携带遗传信息,蛋白质和糖类不携带遗传信息,C错误;
D、蛋白质和RNA是以碳链为骨架的生物大分子,故糖RNA和糖蛋白是以碳链为骨架的生物大分子,D正确。
故选D。
12.(22-23高三上·北京房山·期末)酵母菌的 DNA 中 C 约占 18%,关于酵母菌核酸的叙述不正确的是( )
A.DNA 复制后 C 约占 18%
B.DNA 中(A+T)/(C+G)=1
C.DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸
D.酵母菌的核酸含有五种碱基
【答案】B
【分析】1、DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖,一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、T、C、G。
2、DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期,随着染色体的复制而完成的。
【解析】A、由于DNA是半保留复制,遵循碱基互补配对原则,所以DNA 复制后 C 约占 18%,A正确;
B、根据碱基互补配对原则可知,(A+C)/(T+G)=1,但(A+T)/(C+G)不一定等于1,B错误;
C、DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖,一分子含氮碱基组成,C正确;
D、酵母菌是真核生物,含有DNA和RNA两种核酸,所以核酸含有五种碱基(A、T、C、G、U),D正确。
故选B。
13.(22-23高三上·北京通州·期末)糖类常常与脂质和蛋白质分子结合,形成糖脂和糖蛋白。近期《细胞》杂志发表了一项重要研究:来自斯坦福德科研团队发现了一种全新的糖基化分子---糖RNA,它广泛存在于生物体的细胞膜上,并很可能在自身免疫病的发展中具有重要作用。下列叙述错误的是( )
A.糖RNA的分布说明RNA可参与细胞结构的构成
B.细胞膜上的糖类构成糖被,与细胞间的信息传递相关
C.除细胞膜上,RNA在细胞质和细胞核部位也有分布
D.糖RNA的发现可为艾滋病的治疗提供思路
【答案】D
【分析】1、细胞膜的主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类;
2、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的物质交流。
【解析】A、据题干信息可知,糖RNA广泛存在于生物体的细胞膜上,所以糖RNA的分布说明RNA可参与细胞结构的构成,A正确;
B、细胞膜上的糖类构成糖被,糖被参与细胞表面的识别、细胞间的信息传递,B正确;
C、除细胞膜上,RNA在细胞质和细胞核部位也有分布,主要分布在细胞质中,C正确;
D、糖RNA可能在自身免疫病的发展中具有重要作用,但艾滋病不属于自身免疫病,故糖RNA的发现不能为艾滋病的治疗提供思路,D错误。
故选D。
二、非选择题
14.(22-23高三上·北京东城·期末)氮是植物生长发育不可缺少的元素之一,提高植物对氮元素的利用效率有利于农业的可持续发展和环境保护。
(1)植物从土壤中吸收硝酸盐可用于在细胞中生成 等含氮的生物大分子。不同浓度的硝酸盐能够诱导相关基因表达,从而调控自身代谢和生长,可知硝酸盐也是调节植物生命活动的 。
(2)CHL1是植物细胞膜上的硝酸盐转运蛋白,NLP是硝酸盐受体,NLP发生磷酸化后会与硝酸盐响应基因的启动子结合激活转录。研究人员将上述两种蛋白功能缺失突变体chl1和nlp与野生型(WT)拟南芥种子分别栽种在含硝酸盐的培养基中,检测幼苗生长情况,结果如图1。实验结果显示 ,推测NLP发挥更主要的作用。
(3)为检验NLP的N端与C端区域的功能,进行了蛋白质截断实验。实验方案及结果如图2所示,利用报告基因分别与6组不同类型的目的基因制备转基因拟南芥,分别置于含KCl或KNO3的培养基中培养。
根据实验结果可以得出的结论是 。
(4)研究者推测硝酸盐结合NLP后会引起空间结构改变,使N端与C端相互结合后发挥功能。为直观了解硝酸盐对NLP的作用,将黄色荧光蛋白基因m分为两部分,分别连接到 ,利用改造的基因制备转基因拟南芥,分别置于含KCl或KNO3的培养基中培养,实验在5分钟即可观察到 ,证实推测成立。
(5)已有研究显示,当环境中存在硝酸盐时野生型拟南芥细胞内Ca2+浓度会迅速提高,而突变体chl1无此现象,当用钙离子通道阻滞剂处理细胞后,响应硝酸盐的基因表达被显著抑制,去除细胞中的Ca2+,磷酸化的NLP含量下降。综合上述实验结果,在图3中用箭头表示出植物感受硝酸盐后的信号作用途径 。
【答案】(1) 蛋白质、DNA 信息分子
(2)chl1 和 WT幼苗鲜重无显著差异,而nlp 幼鲜重明显低于chl1 和 WT
(3)NLP的C端具有激活硝酸盐响应基因启动子的作用,N端会抑制此作用,硝酸盐能够解除抑制作用
(4) NLP基因的N端和C端 含KNO3的培养基中可观察到黄色荧光,而含KCl的培养基中不能观察到黄色荧光
(5)
【分析】基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型的生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做DNA重组技术。基因工程的基本工具包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶以及运载体等;基因工程的步骤包括目的基因的获取(从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因以及化学方法人工合成)、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【解析】(1)硝酸盐含有N元素,进入细胞后,可以参与合成蛋白质、核酸等含氮的生物大分子。硝酸盐能调节植物生命活动,是一种信息分子。
(2)据图1,和WT相比,chl1鲜重降低量较少,而nlp鲜重减少量较大,可知NLP发挥更主要的作用。
(3)实验目的是检验NLP的N端和C端功能,蛋白质截断实验如图,1组是完整的NLP,2组是保留N端的NLP,3组是保留C端的NLP,4组是被L基因替换,5组是C端被L基因替换一部分,6组是N端被L基因替换一部分,根据实验结果,1组在KNO3中启动子活性较高,2组中活性较低,而3、4、6组在KCl、KNO3中活性都较高,不能识别硝酸盐。则NLP的C端激活启动子转录,N端会抑制此作用,硝酸盐能够解除抑制作用 。
(4)为了直观了解硝酸盐对NLP的作用,可将黄色荧光蛋白基因m分为两部分,分别连接到NLP基因的N端和C端,在KNO3的培养基中,N端和C端相互结合,荧光蛋白相互结合后显示出黄色荧光,而在KCl溶液中不出现该现象。
(5)据图,硝酸盐和CHL1结合,运输进细胞内,和NLP结合,NLP发生磷酸化后会与硝酸盐响应基因的启动子结合激活转录,钙离子通达打开,钙离子内流,使细胞内Ca2+浓度迅速升高。
【点睛】通过对硝酸盐受体研究,考查基因工程的应用、对细胞图的识别分析能力。
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专题01 细胞的分子组成
3大高频考点概览
考点01 蛋白质的结构和功能
考点02 糖类和脂质的结构和功能
考点03 细胞中的无机物和核酸的功能
地 城
考点01
蛋白质的结构和功能
一、选择题
1.(24-25高三上·北京西城·期末)剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用,形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述,错误的是( )
A.组成元素有C、H、O、N、P等
B.组成单体包括氨基酸和核苷酸
C.由以碳链为骨架的大分子组成
D.发挥剪接作用的场所为核糖体
2.(24-25高三上·北京朝阳·期末)对野生蘑菇中的毒素进行成分鉴定能够为急诊救治提供依据。某种蘑菇毒素——毒伞素的结构如图。据图可知,毒伞素是一种( )
A.多肽 B.核酸 C.多糖 D.脂质
3.(23-24高三上·北京房山·期末)蛋白质是生命活动的主要承担者,其功能具有多样性。下列不属于膜蛋白功能的是( )
A.催化化学反应 B.协助物质运输
C.储存遗传信息 D.参与信息传递
4.(23-24高三上·北京大兴·期末)肺炎支原体是一种单细胞原核生物。关于支原体的叙述,下列不正确的是( )
A.由蛋白质承担生命活动
B.无磷脂双分子层
C.遗传信息储存在DNA上
D.可以进行细胞呼吸
5.(22-23高三上·北京东城·期末)核酸和蛋白质都属于生物大分子,关于两者的叙述错误的是( )
A.都以碳链为骨架 B.都具有结构多样性
C.都是由许多单体构成的多聚体 D.都是遗传信息的携带者
二、非选择题
6.(24-25高三上·北京丰台·期末)芳樟醇是一种特殊香味的单萜,被广泛应用于食品调料、化妆品以及药物。在酿酒酵母中,通过引入外源芳樟醇合成酶催化前体牛儿基焦磷酸(GPP)合成芳樟醇。
(1)芳樟醇合成酶化学本质是蛋白质,其单体的结构通式为 。
(2)为提高芳樟醇合成酶催化GPP的效率,科研人员对该酶的关键氨基酸残基(即多肽中的氨基酸单位)进行分析,结果如图1。推测芳樟醇合成酶F447残基具有疏水性及较大的空间位阻,可能阻碍GPP与芳樟醇合成酶活性位点的结合。支持以上推测的证据有_______。
A.芳樟醇合成酶在高温下空间结构容易改变
B.F447具有较大的空间结构
C.F447位于酶和底物结合处
D.GPP具有较好的亲水性
(3)为证实上述推测,科研人员设计实验,相应技术流程如下:
①设计需要更替的氨基酸:选择 (填“含有小的侧链或亲水性的残基”或“具有更大侧链的残基”)取代F447以提高该反应速率,用另一类残基取代F447以进一步评估合理性;②依据上述设计,定点突变从而获得 ;③构建芳樟醇合成酶突变基因表达载体;④基因表达载体的筛选与扩增;⑤ ;⑥提取培养液,检测芳樟醇的产量。
(4)依据上述程序进行实验,部分结果如图2。科研人员选择F447A和F447E取代F447进行下一步研究,依据是 。对相应酶与底物结合情况进行分析,结果如图3。请结合(2)分别推测F447A和F447E能够提高芳樟醇产量的原因 。
(5)芳樟醇的积累对酿酒酵母具有一定的毒性,请据此为高产芳樟醇酿酒酵母突变体应用于工业化生产提出进一步研究方向 。
7.(22-23高三上·北京房山·期末) 乳蛋白含量是牛乳品质的重要评价指标。研究发现,异亮氨酸能够调节乳蛋白合成过程,科研人员对其分子机制进行了相应研究。
(1)乳蛋白是以 原料,在细胞的 上合成。
(2)T 蛋白是一种能够催化乳蛋白合成的酶,为研究异亮氨酸对 T 蛋白的作用,科研人员在含有不同浓度异亮氨酸的培养液中培养乳腺上皮细胞,检测其中 T 蛋白的磷酸化程度(与 T 蛋白活性呈正相关),结果如图 1,据图可知, 。
(3)已知 B 蛋白与 T 基因的启动子结合而调控其表达。为进一步研究 B 蛋白的调控机制,科研人员将 B 基因激活载体转入乳腺细胞中,检测 T 基因转录的 mRNA 量,结果如图 2,可知 。
(4)研究人员用异亮氨酸及 AKT 抑制剂处理乳腺上皮细胞。结果如图 3。
①β-actin 属于细胞骨架蛋白, 在细胞中 ,在实验中可作为标准物质,以校准和消除细胞培养操作、细胞取样量和点样量等无关变量对实验结果的影响。
②AKT 是一种能够促进 T 基因表达的酶。请综合上述所有信息,完善异亮氨酸调节乳蛋白合成的分子机制 。
【横线处选填“B 蛋白”或“AKT 蛋白”,在( )中选填“+”或“-”(+促进,-抑制)】
(5)综合以上信息,请提出增加牛乳品质的一种可行措施 。
地 城
考点02
糖类和脂质
一、选择题
1.(24-25高三上·北京顺义·期末)图为磷脂分子构成的脂质体,可作为运载体将药物运送至细胞发挥作用,相关叙述正确的是( )
A.构成脂质体的磷脂分子属于脂肪
B.脂质体膜与细胞膜的成分相同
C.乙代表水溶性的药物
D.脂质体可与细胞膜融合
2.(24-25高三上·北京顺义·期末)用含32P磷酸盐的营养液培养植物,一段时间后叶肉细胞中不带放射性的物质或结构是( )
A.ATP B.核糖体 C.脱氧核糖 D.叶绿体
3.(23-24高三上·北京丰台·期末)下列有关豌豆叶肉细胞的说法错误的是( )
A.叶肉细胞中的核酸有DNA和RNA两种
B.叶肉细胞中的多糖有淀粉和纤维素
C.叶肉细胞中光反应吸收的光能全部储存在ATP中
D.叶肉细胞中有参与有氧呼吸和无氧呼吸酶的基因
4.(23-24高三上·北京东城·期末)下列与生物学相关的说法中科学合理的是( )
A.不能根据果实大小判断植物是否为转基因
B.有血缘关系的人进行器官移植不会产生排斥
C.食用乙烯利催熟的香蕉会导致儿童性早熟
D.标有“零蔗糖”的酸奶中一定不含糖
5.(22-23高三上·北京昌平·期末)酶复合物把葡萄糖转运过膜,并添加到纤维素糖链附着在细胞膜上的一端。随着酶复合物在细胞膜上移动,纤维素糖链在膜外不断延伸(如图)。下列叙述错误的是( )
A.纤维素糖链在细胞膜上合成
B.酶复合物移动体现细胞膜的流动性
C.蔗糖合酶可催化生成UDP-葡萄糖
D.图示过程也可发生在动物细胞
6.(22-23高三上·北京海淀·期末)科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”,而之前已知的糖修饰的生物分子是糖蛋白和糖脂。糖RNA与糖蛋白两类分子的共性是( )
A.都由C、H、O、N和S元素组成 B.都在内质网和高尔基体合成
C.都携带并传递细胞中的遗传信息 D.都是以碳链为骨架的生物大分子
7.(22-23高三上·四川眉山·阶段练习)下列关于元素和化合物的叙述,错误的是( )
A.用32P作标记可以检测出人细胞膜中的胆固醇成分
B.叶绿体、线粒体和核糖体中都含有RNA和蛋白质
C.C、H、O、N等化学元素是构成细胞中主要化合物的基础
D.糖类、脂质、蛋白质、核酸等化合物构成细胞的基本框架
二、非选择题
8.(24-25高三上·北京朝阳·期末)血浆胆固醇含量过高易诱发心脑血管疾病。血浆胆固醇有食物和肝细胞合成两个来源,当摄入胆固醇量增加时,肝细胞合成胆固醇量减少。H因子是由小肠细胞分泌的蛋白质类激素,研究者对H因子在血浆胆固醇含量调节中的作用机制进行了探索。
(1)H因子被分泌后,经 运输作用于靶细胞。
(2)以野生型小鼠(WT)和H因子基因敲除小鼠(KO)为材料,饲喂正常食物、高胆固醇食物,获得图1、图2所示结果。
①图1结果显示,摄入胆固醇量增加导致 ,推测高胆固醇食物能促进H因子的分泌。
②由图1和图2可知,H因子能够 。
(3)饲喂高胆固醇食物后,KO小鼠肝脏胆固醇合成量高于WT小鼠,导致前者血浆胆固醇浓度较高,据此推测肝脏是H因子作用的靶器官,并开展图3所示实验寻找H因子受体。
①突变前的细胞与H因子和GST的结合能力分别为 。
②研究者对分出的两组细胞分别进行DNA测序,进行序列比对,从 中找到
编码H因子受体的基因——GPR146基因。
(4)GPR146蛋白是细胞膜上的一种受体蛋白,与特定信号分子结合后,促进胆固醇合成相关基因的表达。研究者推测H因子通过作用于GPR146蛋白实现对胆固醇合成的抑制。通过给不同组别小鼠饲喂高胆固醇食物,检测肝脏中的胆固醇浓度,证实了推测。请补全图4实验处理与实验结果 。
9.(23-24高三上·北京海淀·期末)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
水稻抗褐飞虱研究——虫高一尺稻高一丈
水稻是我国重要的粮食作物。褐飞虱是专食水稻的害虫,它将针管状的口器刺入水稻,可直达韧皮部的筛管吸食汁液(图1)。取食过程中褐飞虱分泌唾液,唾液中降解细胞壁的酶类使得口针更容易穿刺,此外,唾液中的α-淀粉酶和麦芽糖酶可以促进淀粉水解。
B蛋白是褐飞虱唾液中的一种蛋白质,随褐飞虱取食进入水稻体内,可抑制易感水稻的基础防御反应。水稻也有相应机制来抵抗褐飞虱。抗虫水稻中存在N基因,其编码免疫应答受体N蛋白。N蛋白可识别并能与B蛋白结合形成复合体进入细胞核,从而调控下游基因的表达,引发防御反应。例如,通过调节胼胝质合成酶基因与筛管中胼胝质水解酶基因的表达,控制筛板上筛孔(图2)边缘胼胝质的合成,从而抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液。
研究发现利用转基因技术在抗虫水稻中持续高表达B蛋白可提高转基因水稻的抗虫性,但植株矮小,产量低。自然界中,抗虫水稻可及时清除B蛋白以避免过度的抗虫反应。B蛋白进入水稻细胞被N蛋白识别后,除激活抗虫信号通路之外,也激活了细胞自噬。细胞自噬是一种依赖溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。B蛋白可与细胞自噬受体结合,且N蛋白促进二者的结合,自噬受体可与自噬体结合,最终将B蛋白拖入液泡并将其降解。由于B蛋白-N蛋白-自噬受体三者互作激活细胞自噬,降解B蛋白,水稻细胞内B蛋白的量被严格控制在适当的水平。当褐飞虱取食终止时,水稻细胞中已无残留的B蛋白,故可快速恢复正常生长发育。
目前水稻育种中已获得应用的抗褐飞虱基因非常少,因此发掘和利用水稻中多种不同抗性机制的基因,将它们聚合利用,是形成抗褐飞虱的长效机制。
(1)褐飞虱唾液中的 酶可以水解植物细胞壁,便于口针穿刺植物组织,同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉分解为 进而吸收。
(2)水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解酶的表达(如下图),是对抗褐飞虱的有效策略。
褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为 (选填选项前字母)。
a.促进 b.抑制 c.上升 d.下降 e.阻塞 f.畅通
(3)根据文中信息,下列关于B蛋白在植物体内作用的叙述,正确的是 。
a.将B基因转入抗虫水稻并持续表达,可提高转基因水稻抗虫性
b.水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应,利于植株生长
c.B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应相同
d.抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白
(4)从稳态与平衡的角度,分析抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间平衡的机制 。
(5)虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害,但在水稻育种中单一应用此机制可能有失效的风险。请结合文中信息,推测存在这种风险的原因 。地 城
考点03
细胞中的无机物与核酸的功能
一、选择题
1.(24-25高三上·北京丰台·期末)腹泻时,人体内水分和无机盐(主要是钠盐)大量丢失。下列叙述不正确的是( )
A.腹泻时肾上腺皮质分泌的醛固酮增加
B.严重腹泻会导致机体内环境稳态失衡
C.水和钠离子吸收进入细胞的方式相同
D.腹泻后补充含盐饮料可维持水盐平衡
2.(24-25高三上·北京丰台·期末)为探究施氮量对羊草光合特性的影响,科研人员检测不同施氮量下羊草的相关指标,数据如下表。下列叙述正确的是( )
处理
净光合速率μmol(m2·s)
气孔导度mmol(m2·s)
蒸腾速率mmol(m2·s)
胞间CO2浓度μmol/mol
不施氮
11.15
71.38
2.03
288.28
施氮(kg/hm2)
75
15.40
82.73
2.65
361.08
150
19.67
87.45
3.17
388.85
225
14.63
77.93
2.55
341.02
300
8.33
61.82
1.83
248.15
A.羊草吸收的氮元素可用于合成叶绿素等有机物
B.净光合速率的变化与施加氮元素的量成正相关
C.施氮量增加导致气孔导度随蒸腾速率升高而升高
D.高氮环境下呼吸速率升高从而降低胞间CO2浓度
3.(24-25高三上·北京石景山·期末)DNA条形码技术可利用细胞内一段特定的DNA序列鉴定物种。下列有关叙述正确的是( )
A.不同物种的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列不同是因为其碱基排列顺序不同
C.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
D.DNA条形码序列仅存在于细胞核中
4.(24-25高三上·北京西城·期末)剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用,形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述,错误的是( )
A.组成元素有C、H、O、N、P等
B.组成单体包括氨基酸和核苷酸
C.由以碳链为骨架的大分子组成
D.发挥剪接作用的场所为核糖体
5.(24-25高三上·北京东城·期末)贝氏布拉藻具有叶绿体和硝基体,硝基体是双层膜结构的细胞器,具有固氮功能。科学家推测硝基体是由藻类内吞的细菌UCYN-A演化而来。下列说法不正确的是( )
A.贝氏布拉藻的遗传物质主要存在于细胞核中
B.贝氏布拉藻的叶绿体也具有双层膜结构
C.UCYN-A具有内质网等多种具膜的细胞器
D.硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜
6.(23-24高三上·北京丰台·期末)下列有关豌豆叶肉细胞的说法错误的是( )
A.叶肉细胞中的核酸有DNA和RNA两种
B.叶肉细胞中的多糖有淀粉和纤维素
C.叶肉细胞中光反应吸收的光能全部储存在ATP中
D.叶肉细胞中有参与有氧呼吸和无氧呼吸酶的基因
7.(23-24高三上·北京石景山·期末)科研人员发现了一种长链非编码RNA(lncRNA)。在真核细胞中,lncRNA能与DNA通过碱基互补形成稳定的三螺旋复合物,调控靶基因的表达。下列叙述不正确的是( )
A.lncRNA的合成需要RNA聚合酶的催化
B.三螺旋复合物中最多含5种碱基,8种核苷酸
C.三螺旋复合物中嘌呤和嘧啶的数量一定相等
D.lncRNA可通过影响转录过程调控基因表达
8.(22-23高三上·北京丰台·期末)核酸是遗传信息的携带者。下列关于核酸的叙述错误的是( )
A.是含C、H、O、N、P元素的生物大分子
B.是由脱氧核糖核苷酸连接而成的长链
C.在细胞内合成时需要模板、能量和酶
D.在细胞的蛋白质合成中具有重要作用
9.(22-23高三上·北京东城·期末)核酸和蛋白质都属于生物大分子,关于两者的叙述错误的是( )
A.都以碳链为骨架 B.都具有结构多样性
C.都是由许多单体构成的多聚体 D.都是遗传信息的携带者
10.(22-23高三上·北京海淀·期末)下列高中生物学实验中,可用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定 B.观察细胞的有丝分裂
C.探究细胞的吸水和失水 D.显微镜观察细胞质流动
11.(22-23高三上·北京海淀·期末)科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”,而之前已知的糖修饰的生物分子是糖蛋白和糖脂。糖RNA与糖蛋白两类分子的共性是( )
A.都由C、H、O、N和S元素组成 B.都在内质网和高尔基体合成
C.都携带并传递细胞中的遗传信息 D.都是以碳链为骨架的生物大分子
12.(22-23高三上·北京房山·期末)酵母菌的 DNA 中 C 约占 18%,关于酵母菌核酸的叙述不正确的是( )
A.DNA 复制后 C 约占 18%
B.DNA 中(A+T)/(C+G)=1
C.DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸
D.酵母菌的核酸含有五种碱基
13.(22-23高三上·北京通州·期末)糖类常常与脂质和蛋白质分子结合,形成糖脂和糖蛋白。近期《细胞》杂志发表了一项重要研究:来自斯坦福德科研团队发现了一种全新的糖基化分子---糖RNA,它广泛存在于生物体的细胞膜上,并很可能在自身免疫病的发展中具有重要作用。下列叙述错误的是( )
A.糖RNA的分布说明RNA可参与细胞结构的构成
B.细胞膜上的糖类构成糖被,与细胞间的信息传递相关
C.除细胞膜上,RNA在细胞质和细胞核部位也有分布
D.糖RNA的发现可为艾滋病的治疗提供思路
二、非选择题
14.(22-23高三上·北京东城·期末)氮是植物生长发育不可缺少的元素之一,提高植物对氮元素的利用效率有利于农业的可持续发展和环境保护。
(1)植物从土壤中吸收硝酸盐可用于在细胞中生成 等含氮的生物大分子。不同浓度的硝酸盐能够诱导相关基因表达,从而调控自身代谢和生长,可知硝酸盐也是调节植物生命活动的 。
(2)CHL1是植物细胞膜上的硝酸盐转运蛋白,NLP是硝酸盐受体,NLP发生磷酸化后会与硝酸盐响应基因的启动子结合激活转录。研究人员将上述两种蛋白功能缺失突变体chl1和nlp与野生型(WT)拟南芥种子分别栽种在含硝酸盐的培养基中,检测幼苗生长情况,结果如图1。实验结果显示 ,推测NLP发挥更主要的作用。
(3)为检验NLP的N端与C端区域的功能,进行了蛋白质截断实验。实验方案及结果如图2所示,利用报告基因分别与6组不同类型的目的基因制备转基因拟南芥,分别置于含KCl或KNO3的培养基中培养。
根据实验结果可以得出的结论是 。
(4)研究者推测硝酸盐结合NLP后会引起空间结构改变,使N端与C端相互结合后发挥功能。为直观了解硝酸盐对NLP的作用,将黄色荧光蛋白基因m分为两部分,分别连接到 ,利用改造的基因制备转基因拟南芥,分别置于含KCl或KNO3的培养基中培养,实验在5分钟即可观察到 ,证实推测成立。
(5)已有研究显示,当环境中存在硝酸盐时野生型拟南芥细胞内Ca2+浓度会迅速提高,而突变体chl1无此现象,当用钙离子通道阻滞剂处理细胞后,响应硝酸盐的基因表达被显著抑制,去除细胞中的Ca2+,磷酸化的NLP含量下降。综合上述实验结果,在图3中用箭头表示出植物感受硝酸盐后的信号作用途径 。
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