内容正文:
专题02 细胞的结构与功能
一、选择题
1.下列有关细胞的物质输入和输出的叙述,正确的是( )
A.抑制细胞膜中转运蛋白的活性一定不会影响水和乙醇的吸收
B.蛋白质、多糖等大分子进出细胞的过程需要膜上蛋白质的参与
C.物质自由扩散进出细胞的速率只与浓度梯度有关,与分子大小无关
D.胞吞、胞吐体现细胞膜具有流动性的功能,小分子也可以通过胞吞、胞吐的方式进出细胞
答案:B
解析:水分子可借助细胞膜上的水通道蛋白(即转运蛋白)以协助扩散方式进出细胞,抑制细胞膜中转运蛋白的活性会影响水的吸收,A错误;当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,因此蛋白质、多糖等大分子进出细胞的过程需要膜上蛋白质的参与,B正确;自由扩散的动力是浓度差,物质自由扩散进出细胞的速率既与浓度梯度有关,也与分子大小有关(需要穿过磷脂双分子层之间的空隙),C错误;胞吞、胞吐体现细胞膜具有流动性的结构特点,细胞膜流动性不是细胞膜的功能,D错误。
2.(2025·湖南岳阳三模)津液代谢失常可使脏腑功能异常进而出现多种疾病,而中医药在津液代谢失常类疾病的治疗上效果显著。水通道蛋白作为转运水分子的通道蛋白,是机体津液代谢的重要环节,在各系统细胞膜上均有表达,可以介导水分子在细胞内外转运,使细胞内外环境稳态得以平衡。下列有关推断正确的是( )
A.人参二醇皂苷能减轻肺水肿,其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量
B.人体吸收中药中有效成分时,与细胞膜上的蛋白质有关而与磷脂分子无关
C.通道蛋白在介导物质跨膜运输时不与被转运的物质结合,对被转运物质不具有选择性
D.津液代谢时水分子总是从渗透压低的一侧向高的一侧转运,直到两侧浓度相等
答案:A
解析:分析题意,水通道蛋白作为转运水分子的蛋白通道,是机体津液代谢的重要环节,人参二醇皂苷能减轻肺水肿,其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量,使水分子的运输加快,A正确;细胞膜控制物质进出的功能与膜上的蛋白质和磷脂都有关系,即人体吸收中药中有效成分时,与细胞膜上的蛋白质有关,也与磷脂分子(磷脂双分子层构成生物膜基本支架)有关,B错误;通道蛋白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,不与被转运物质结合,但对被转运物质具有选择性,C错误;水分子的转运是双向的,从渗透压低的一侧向高的一侧转运,速率大于从高的一侧向低的一侧的,但最终达到的是渗透平衡,两侧浓度不一定相等,D错误。
3.(2025·山东青岛二模)研究表明,在保卫细胞中,液泡膜Cl-转运蛋白高表达,促进液泡中Cl-积累以调节细胞渗透压。保卫细胞失水皱缩会使植物气孔关闭。下列叙述正确的是( )
A.保卫细胞中Cl-进入液泡的运输方式属于协助扩散
B.保卫细胞的液泡吸收Cl-时植物的气孔是张开的
C.液泡膜Cl-转运蛋白高表达更容易观察到质壁分离
D.液泡膜Cl-转运蛋白高表达有利于植物对CO2的吸收
答案:D
解析:Cl-转运蛋白促进液泡中Cl-积累以调节细胞渗透压,所以Cl-进入液泡是逆浓度梯度进行的,运输方式属于主动运输,A错误;液泡吸收Cl-时植物的气孔是关闭的,B错误;液泡膜Cl-转运蛋白高表达更不容易观察到质壁分离,C错误;液泡膜Cl-转运蛋白高表达促进Cl-进入液泡,从而使细胞的渗透压升高,保卫细胞更容易吸水膨胀,导致气孔开放,有利于植物通过气孔吸收CO2,D正确。
4.(2025·广东深圳二模)SOS1和NHX均可以同时反向运输Na+和H+,两者分别位于细胞膜和液泡膜上。柽柳通过这两种转运蛋白将Na+运输至细胞外或液泡中,减少其在细胞质基质中的积累,保证生命活动的正常进行,从而适应高盐环境,上述过程均依赖于H+的顺浓度梯度运输。下列叙述错误的是( )
A.运输过程中,Na+需要与SOS1和NHX结合
B.推测细胞外的H+浓度低于细胞质基质的
C.上述Na+的运输过程不会直接消耗ATP
D.促进与SOS1合成相关基因的表达有助于提高柽柳的抗盐胁迫能力
答案:B
解析:SOS1和NHX均可以同时反向运输Na+和H+,依赖于H+的顺浓度梯度运输,所以SOS1和NHX属于载体蛋白,运输过程中,Na+需要与SOS1和NHX结合,A正确;SOS1进行反向运输Na+和H+,其位于细胞膜上,可以将Na+运输至细胞外,且该过程依赖于H+的顺浓度梯度,可推知细胞外的H+浓度高于细胞质基质,B错误;上述Na+的运输过程均依赖于H+的顺浓度梯度运输所产生的电化学势能,所以不会直接消耗ATP,C正确;SOS1将Na+运输至细胞外,减少其在细胞质基质中的积累,保证生命活动的正常进行,从而适应高盐环境,所以促进与SOS1合成相关基因的表达有助于提高柽柳的抗盐胁迫能力,D正确。
5.(2025·辽宁沈阳二模)衣藻受光刺激后通过改变眼点和鞭毛部位细胞膜的内向光电流,进而移向光源,内向光电流主要由Ca2+和质子经通道蛋白视紫红质内流形成。下列叙述错误的是( )
A.光既能作为信号调节衣藻运动,也能为其代谢提供能量
B.视紫红质容许直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的离子通过
C.Ca2+和质子通过视紫红质时不消耗ATP
D.若衣藻细胞内Ca2+浓度升高则趋光性增强
答案:D
解析:衣藻受光刺激后会通过改变相关部位细胞膜的内向光电流进而移向光源,体现了光作为信号调节衣藻运动的作用,衣藻含有叶绿体,能将光能转变为化学能用于细胞代谢,A正确;通道蛋白具有特异性,视紫红质作为一种通道蛋白,容许直径和形状相适配、大小和电荷适宜的离子通过,B正确;因为Ca2+和质子经通道蛋白视紫红质内流形成内向光电流,离子经通道蛋白的运输方式属于协助扩散,协助扩散不消耗ATP,C正确;内向光电流主要由Ca2+和质子经通道蛋白视紫红质内流形成,若衣藻细胞内Ca2+浓度升高则趋光性降低,D错误。
6.(2025·河南周口二模)肠腔中的葡萄糖经小肠上皮细胞膜上的SGLT1转运蛋白逆浓度梯度进入细胞,随后通过GLUT2转运蛋白顺浓度梯度进入组织液。当肠腔中葡萄糖浓度较高时,小肠上皮细胞吸收和输出葡萄糖主要由GLUT2参与转运。下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白SGLT1在介导葡萄糖转运过程中会发生构象改变
B.转运蛋白GLUT2参与的葡萄糖跨膜转运方式是协助扩散
C.小肠上皮细胞从肠腔中吸收葡萄糖的过程不都需要消耗能量
D.通过SGLT1和GLUT2的作用都会降低膜两侧葡萄糖的浓度差
答案:D
解析:SGLT1转运蛋白能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转运进入细胞,它在介导葡萄糖转运过程中会与葡萄糖结合并发生构象变化,以实现物质的跨膜运输,A正确。协助扩散的特点是物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输,需要转运蛋白的协助,但不消耗能量。已知GLUT2转运蛋白能使葡萄糖顺浓度梯度从细胞进入组织液,并且需要该转运蛋白的参与,符合协助扩散的特点,B正确。当肠腔中葡萄糖浓度较低时,需要通过SGLT1转运蛋白逆浓度梯度吸收葡萄糖,此过程是主动运输,需要消耗能量;当肠腔中葡萄糖浓度较高时,小肠上皮细胞吸收葡萄糖主要由GLUT2参与转运,GLUT2介导的是顺浓度梯度的运输,不消耗能量,C正确。SGLT1转运蛋白将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转运进入细胞,会使细胞内葡萄糖浓度升高,膜两侧葡萄糖的浓度差增大;GLUT2转运蛋白将细胞内的葡萄糖顺浓度梯度转运到组织液,会使膜两侧葡萄糖的浓度差减小,D错误。
7.如图为胃壁细胞分泌胃酸(主要成分是HCl)到胃腔的过程示意图(局部),图中K+和Cl-通过相应的离子通道释放。下列叙述错误的是( )
A.胃壁细胞膜上的质子泵将H+排到胃腔需消耗ATP
B.图示过程可体现细胞膜具有控制物质进出的功能
C.K+从胃壁细胞进入胃腔的过程不需要与K+通道蛋白结合
D.质子泵可同时运输K+和H+,不能体现载体蛋白的专一性
答案:D
解析:由题图可知,胃壁细胞膜上的质子泵负责将H+排到胃腔中,这个过程需消耗ATP,A正确;题图中H+、K+和Cl-等在细胞膜的控制下进出细胞,因而可体现细胞膜具有控制物质进出的功能,B正确;K+进入胃腔的过程中不需要与K+通道蛋白结合,C正确;质子泵可同时运输K+和H+,不能运输其他物质,能体现载体蛋白的专一性,D错误。
8.(2025·安徽合肥二模)水势(ΨW)可用于表示单位体积溶液中水的能量状态,与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液ΨW=-0.7 Mpa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是( )
A.t0时刻前,该细胞内外不发生水分子的交换
B.t0时刻后,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
C.随水势增加,细胞内外溶液的浓度差在减小
D.水势不再增加时,细胞液的渗透压降低到0
答案:C
解析:细胞时刻都与外界发生水分子的交换,A错误;水势与溶液的吸水能力呈负相关,t0时刻后,水势增强,说明该细胞的吸水能力减弱,因此该细胞质壁分离的程度逐渐减小,B错误;随水势增加,细胞的吸水能力下降,说明细胞内外溶液的浓度差在减小,C正确;水势不再增加时,细胞液对水的吸引力与细胞壁对细胞的膨压相等,细胞液的渗透压不会降低到0,D错误。
9.(2025·湖南长沙二模)骨骼肌钙池由肌细胞中特化的光面内质网形成,其主要作用是通过对Ca2+的储存、释放和再储存,触发和终止肌细胞的收缩。静息状态下,骨骼肌中Ca2+主要分布在钙池中,骨骼肌细胞中Ca2+的主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是( )
A.钙池膜表面的蛋白质种类与粗面内质网有所不同
B.Ca2+转运进细胞质基质时会发生蛋白质磷酸化与去磷酸化
C.骨骼肌细胞兴奋可能是Ca2+跨细胞膜内流引起的
D.钙泵既具有物质转运功能,也具有催化功能
答案:B
解析:钙池膜由光面内质网特化形成,其功能与粗面内质网不同,膜表面的蛋白质种类也会有所不同,A正确;由题图可知,Ca2+是通过通道蛋白转运进细胞质基质的,不发生蛋白质磷酸化与去磷酸化,B错误;由题意“骨骼肌钙池的主要作用是通过对Ca2+的储存、释放和再储存,触发和终止肌细胞的收缩”可知,骨骼肌细胞兴奋可能是Ca2+跨细胞膜内流引起的,C正确;钙泵能转运Ca2+,同时也具有催化ATP水解的功能,故钙泵既具有物质转运功能,也具有催化功能,D正确。
10.(2025·甘肃·高考真题)地达菜又称地木耳,是由念珠蓝细菌形成的胶质群体。关于地达菜的细胞,下列叙述错误的是( )
A.没有叶绿体,但是能够进行光合作用
B.没有中心体,细胞不会进行有丝分裂
C.含有核糖体,能合成细胞所需蛋白质
D.有细胞骨架,有助于维持细胞的形态
【答案】D
【分析】真核细胞和原核细胞的区别:
(1)原核细胞没有核膜包被的细胞核,真核细胞有细胞核;
(2)原核细胞没有染色体,真核细胞含有染色体;
(3)原核细胞只具有一种细胞器—核糖体,真核细胞含有多种类型的细胞器(核糖体、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等)。
【详解】A、念珠蓝细菌没有叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,能够进行光合作用,A正确;
B、中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中,念珠蓝细菌是原核生物,没有中心体,原核细胞进行二分裂,而不是有丝分裂,有丝分裂是真核细胞的分裂方式,B正确;
C、原核细胞含有核糖体,核糖体是合成蛋白质的场所,所以能合成细胞所需蛋白质,C正确;
D、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,原核细胞没有细胞骨架,D错误。
故选D。
11.(2025·云南·高考真题)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如图。
下列说法错误的是( )
A.缓冲液可以用蒸馏水代替 B.匀浆的目的是释放线粒体
C.差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D.该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
【答案】A
【分析】差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时,将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速率离心上清液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。
【详解】A、缓冲液的作用是维持溶液的pH稳定,保持线粒体的正常结构和功能,蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡,导致线粒体吸水涨破,所以缓冲液不可以用蒸馏水代替,A错误;
B、匀浆是通过机械等手段破坏橘子果肉细胞的结构,使细胞破裂,从而将细胞内的线粒体等细胞器释放出来,所以匀浆的目的是释放线粒体,B正确;
C、差速离心法是根据不同颗粒的质量、大小等差异,在不同转速下进行离心,从而将不同大小的颗粒分开,C正确;
D、线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所,丙酮酸的氧化分解发生在线粒体中,所以该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解,D正确。
故选A。
12.(2025·四川·高考真题)通俗地说,细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶
B.线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量
C.细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质合成
D.细胞自噬“吃掉”细胞器不利于维持细胞内部环境稳定
【答案】D
【分析】细胞自噬:通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、溶酶体含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器等,可作为 “消化车间” 为细胞自噬提供水解酶,A正确;
B、线粒体是有氧呼吸主要场所,能为细胞生命活动(包括细胞自噬 )提供能量(ATP),B正确;
C、细胞自噬分解衰老细胞器等产生氨基酸,氨基酸可作为原料参与蛋白质合成,实现物质再利用,C正确;
D、细胞自噬 “吃掉” 衰老、损伤的细胞器,能维持细胞内部环境稳定,利于细胞正常代谢,D错误。
故选D。
13.(2025·河南·高考真题)某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中,构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞。下列结构中,这种细胞一定含有的是( )
A.核糖体 B.线粒体 C.中心体 D.溶酶体
【答案】A
【分析】原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体;原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
【详解】某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中,构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞,导入的合成的必需基因具体作用未知的前提下,由于支原体属于原核生物,一定含有核糖体一种细胞器,A正确。
故选A。
14.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( )
A.错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B.合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C.UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D.阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
【答案】C
【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积,其外连细胞膜,内连核膜,将细胞中的各种结构连成一个整体,具有承担细胞内物质运输的作用。蛋白质的合成、加工通常需要核糖体、内质网和高尔基体、线粒体的共同参与。
【详解】A、错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与,对于植物细胞而言,液泡具有类似动物溶酶体的功能,可以对这些蛋白进行降解,A错误;
B、合成分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供(ATP来自细胞呼吸),而非全部由线粒体提供,B错误;
C、UPR过程中,分子伴侣蛋白的合成需细胞核控制基因表达(转录)、核糖体合成蛋白质、内质网进行加工,三者协作完成,C正确;
D、阻碍UPR会导致内质网功能无法恢复,加剧高温胁迫对细胞的损伤,降低耐受性,D错误。
故选C。
15.(2025·山东·高考真题)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
【分析】细胞器的分类:①具有双层膜结构的细胞器有:叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。膜结构是由磷脂双分子层构成。
【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。
16.(2025·浙江·高考真题)某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后,继续进行“质壁分离”实验,示意图如下。
下列叙述正确的是( )
A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态
B.①与②的分离,与①的选择透过性无关
C.与图甲相比,图乙细胞吸水能力更强
D.与图甲相比,图乙细胞体积明显变小
【答案】C
【分析】在逐渐发生质壁分离的过程中,细胞液的浓度增加,细胞液的渗透压升高,细胞的吸水能力逐渐增强。
【详解】A、“观察叶绿体和细胞质流动”和“观察质壁分离”,均需保持细胞活性,A错误;
B、①与②的分离,与①的选择透过性有关,其原因就是因为蔗糖可通过全透性的细胞壁,但不能通过具有选择透过性的细胞膜,B错误;
C、与图甲相比,图乙细胞处于失水状态,细胞液渗透压升高,吸水能力更强,C正确;
D、与图甲相比,图乙细胞体积几乎不变(植物细胞体积是看细胞壁),D错误。
故选C。
17.(2025·广东·高考真题)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
【答案】D
【分析】有关生物膜的探索历程:①19世纪末,欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出:膜是由脂质组成的。②1925年,两位荷兰科学家通过对脂 质进行提取和测定得出结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。③1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。分析细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力,因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质外,可能还附有蛋白质。④1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型。流动镶嵌模型指出,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。⑤1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性。⑥1972年,桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
【详解】A、化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,A不符合题意;
B、1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,B不符合题意;
C、1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,C不符合题意;
D、1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性,该结论在罗伯特森用电镜观察之后,不属于该模型提出的基础,D符合题意。
故选D。
18.(2025·江苏·高考真题)(不定项)研究小组开展了Cl-胁迫下,添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验,机理如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.Cl-通过自由扩散进入植物细胞
B.转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C.ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D.细胞质膜发挥了物质运输、信息交流的功能
【答案】ABC
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体蛋白和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、由图可知,Cl-借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入植物细胞,属于协助扩散,A错误;
B、转运蛋白甲是协助Cl-顺浓度梯度进入植物细胞,转运蛋白乙(载体蛋白)协助Cl-逆浓度排出植物细胞,两者的结构和功能不同,B错误;
C、由图可知,ABA与细胞质膜上的受体结合,没有进入细胞,通过信号转导促进细胞核相关基因的表达,C错误;
D、细胞质膜实现了跨膜运输Cl-及接受ABA的信息分子,发挥了物质运输、信息交流的功能,D正确。
故选ABC。
19.(2025·浙江·高考真题)近年报道了多起猴痘病毒感染病例,人体感染猴痘病毒后会产生一系列的免疫应答。下列叙述正确的是( )
A.猴痘病毒的增殖发生在血浆内
B.注射猴痘病毒疫苗属于人工被动免疫
C.体内的各种B淋巴细胞都能识别猴痘病毒
D.在抵抗猴痘病毒过程中,辅助性T细胞既参与体液免疫也参与细胞免疫
【答案】D
【分析】1、病毒只能寄生在活细胞内,没有细胞结构。
2、树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取病原体,而后对抗原进行处理,呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号。
【详解】A、病毒只能寄生在活细胞内,因此猴痘病毒的增殖发生在细胞内,A错误;
B、注射猴痘病毒疫苗会引起人体免疫反应产生相关的抗体等,属于人工主动免疫,B错误;
C、B淋巴细胞的识别具有特异性,C错误;
D、在抵抗猴痘病毒过程中,辅助性T细胞体液免疫过程中作为第二信号,且分泌细胞因子促进B细胞的增殖分化,在细胞免疫过程中,辅助性T细胞分泌细胞因子促进细胞毒性T细胞的增殖分化,D正确。
故选D。
20.(2025·湖南·高考真题)被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是( )
A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内
B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
【答案】C
【分析】中心法则:
(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;
(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
【详解】A、噬菌体侵染细菌时,会将自身的核酸注入细菌内,而蛋白质外壳留在外面,这是噬菌体侵染细菌的特点,A正确;
B、细菌有核糖体,蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质,所以在细菌的核糖体中合成,B正确;
C、在转录过程中,以DNA的一条链为模板合成mRNA,进而指导蛋白质的合成,而不是双链DNA的两条链都作为模板指导蛋白Neo合成,C错误;
D、因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo,说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子,若有终止密码子就会提前终止翻译,不能形成含多个串联重复肽段的蛋白,D正确。
故选C。
二、非选择题
21.(11分)(2025·安徽蚌埠二模)液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器,Ca2+进入液泡的机理如图1所示。取某一植物的两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得液泡直径的变化如图2。回答下列问题。
(1)图1中载体蛋白CAX既能运输H+也能运输Ca2+,则载体蛋白CAX (填“具有”或“不具有”)特异性,生物体内的蛋白质除了具有上述功能以外,还具有 (答出2点即可)。
(2)液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。若加入H+焦磷酸酶抑制剂,则Ca2+通过CAX跨膜运输的速率将会 ,原因是 。
(3)由图1可知,H+进出液泡的跨膜运输方式分别是 和 。
(4)图2中0~4分钟细胞的吸水能力逐渐 。造成两曲线差异的原因最可能是 ,
这体现了原生质层具有 。
答案:(1)具有 催化、调节、免疫和信息传递等功能
(2)变慢 液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,为Ca2+通过CAX运输提供的能量减少
(3)主动运输 协助扩散
(4)增强 甲、乙两种溶液的溶质不同 选择透过性
解析:(1)图1中载体蛋白CAX既能运输H+也能运输Ca2+,但是结合H+和Ca2+的部位不同,因此载体蛋白CAX具有特异性;生物体内的蛋白质除了具有上述功能外,还具有催化、调节、免疫和信息传递等功能。
(2)Ca2+通过CAX的跨膜运输方式为主动运输,所需要的能量由H+顺浓度梯度运输产生的势能提供,加入H+焦磷酸酶抑制剂,影响H+通过主动运输进入液泡,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,为Ca2+通过CAX运输提供的能量减少,Ca2+通过CAX的运输速率会变慢。
(3)由图1可知,H+进入液泡为逆浓度梯度运输,需要能量和载体蛋白,为主动运输,运出液泡不需要能量但需要载体蛋白,为协助扩散。
(4)由图2可知,0~4分钟液泡的直径逐渐变小,细胞液浓度逐渐增大,其吸水能力逐渐增强。Ⅰ曲线液泡先变小后恢复到原有水平,Ⅱ曲线液泡先变小后维持不变,其原因可能是甲、乙两种溶液的溶质不同,即乙溶液可以让植物细胞发生质壁分离,不能自动复原,而甲溶液可以让植物细胞发生质壁分离后自动复原,体现了原生质层具有选择透过性。
22.(2025·湖北·高考真题)某种昆虫病毒的遗传物质为双链环状DNA.该病毒具有包膜结构,包膜上的蛋白A与宿主细胞膜上的受体结合后,两者的膜发生融合,从而使病毒DNA进入细胞内进行自我复制。回答下列问题:
(1)要清楚观察病毒的形态结构需要使用的显微镜类型是 。
(2)体外培养的梭形昆虫细胞,被上述病毒感染后会转变为圆球形,原因是病毒感染引起了昆虫细胞内 (填细胞结构名称)的改变。
(3)这类病毒的基因组中通常含有抗细胞凋亡的基因,这类基因对病毒的生物学意义是: 。
(4)该病毒DNA能在宿主细胞中自我复制,却无法在大肠杆菌中复制。为解决这一问题,可在该病毒的DNA中插入 序列,以实现利用大肠杆菌扩增该病毒DNA的目的。
(5)用该病毒感染哺乳动物细胞,可以在细胞内检测到该病毒完整的基因组DNA,但无对应的转录产物。推测其无法转录的原因是: 。
(6)采用脂溶剂处理该病毒颗粒可使病毒失去对宿主细胞的感染性,其原因是: 。
【答案】(1)电子显微镜
(2)细胞骨架
(3)抑制宿主细胞的凋亡,为病毒的复制和繁殖提供更多的时间和场所
(4)大肠杆菌复制原点
(5)病毒基因组没有在哺乳动物细胞中表达的启动子
(6)蛋白镶嵌或贯穿于膜上,脂溶剂处理该病毒颗粒使得包膜溶解,包膜上的蛋白A游离,蛋白A与细胞膜受体结合不能使病毒DNA进入细胞内
【分析】病毒的结构较为简单,无细胞结构,主要由核酸(DNA 或 RNA)和蛋白质外壳组成。有些病毒在核衣壳之外还有包膜结构。核酸是病毒的遗传物质,储存着病毒的遗传信息,控制着病毒的繁殖、变异等生命活动。蛋白质外壳则起到保护核酸的作用,同时还能介导病毒与宿主细胞的识别与结合。具有包膜的病毒,其包膜一般来源于宿主细胞膜或核膜,包膜上镶嵌着一些糖蛋白刺突,这些刺突有助于病毒吸附和侵入宿主细胞。
【详解】(1)病毒个体极其微小,普通光学显微镜无法清晰观察其形态结构,需要使用电子显微镜才能清楚观察病毒的形态结构。
(2)细胞骨架对于维持细胞的形态具有重要作用,体外培养的梭形昆虫细胞被病毒感染后转变为圆球形,很可能是病毒感染引起了昆虫细胞内细胞骨架的改变。
(3)病毒需要在宿主细胞内进行生存和繁殖,细胞凋亡会导致宿主细胞死亡,不利于病毒的生存和繁殖。病毒基因组中含有的抗细胞凋亡基因可以抑制宿主细胞的凋亡,为病毒的复制和繁殖提供更多的时间和场所 。
(4)要使病毒 DNA 能在大肠杆菌中复制,需要在病毒 DNA 中插入大肠杆菌复制原点序列,这样才能利用大肠杆菌细胞内的复制系统进行复制。
(5)转录需要特定的酶等条件,该病毒 DNA 能进入哺乳动物细胞,但无对应的转录产物,可能是因为病毒基因组没有在哺乳动物细胞中表达的启动子。
(6)该病毒具有包膜结构,包膜的主要成分是脂质等,脂溶剂可以溶解病毒的包膜,蛋白镶嵌或贯穿于膜上,脂溶剂处理该病毒颗粒使得包膜溶解,包膜上的蛋白A游离,蛋白A与细胞膜受体结合不能使病毒DNA进入细胞内。
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