内容正文:
课时作业(六) 细胞器与生物膜系统 (限时:30分钟)
题组一 细胞器的结构和功能
1.[2025·湖北八校三模] 运用“结构与功能相适应”观点对细胞的结构和功能进行分析与评价。下列叙述正确的是 ( )
A.细胞壁是植物细胞的系统边界,可以控制物质进出细胞
B.溶酶体中能合成多种水解酶,分解衰老和损伤的细胞器
C.胰岛A细胞中高尔基体比较发达,有利于胰岛素的合成
D.细胞骨架由蛋白质纤维组成,锚定并支撑着许多细胞器
2.[2025·安徽马鞍山模拟] 细胞作为最基本的生命系统,其结构复杂而精密。下列关于真核细胞结构与功能的叙述,错误的是 ( )
A.中心体分布在动物和低等植物细胞中,与有丝分裂有关
B.高尔基体在细胞的物质运输中起重要的交通枢纽作用
C.生物膜功能的复杂程度与膜上的蛋白质种类和数量有关
D.在以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中水的生成发生在线粒体基质
3.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.内质网分泌的囊泡移向高尔基体
C.染色体的着丝粒分裂
D.叶绿体在细胞质基质中的运动
4.下图为线粒体与溶酶体之间的三种相互作用示意图。下列叙述正确的是 ( )
A.溶酶体中的水解酶在游离的核糖体中合成,该过程所需能量全部来自线粒体
B.溶酶体水解大分子得到的葡萄糖等产物可进入线粒体,为有氧呼吸提供原料
C.溶酶体可为线粒体的分裂标记裂变位点,该过程一定是与细胞分裂同步进行的
D.功能失调的线粒体主要以细胞自噬方式被清除
5.[2025·山西晋中三模] 新型膜性细胞器——迁移体内含许多50~100 nm的微小囊泡,是细胞迁移过程中向外传递生物信息的重要载体,不同迁移体的微小囊泡内含有蛋白质、RNA等不同的物质。下列相关推测不合理的是 ( )
A.图示迁移体中的微小囊泡可能来自高尔基体
B.常用密度梯度离心法分离迁移体等各种细胞器
C.微小囊泡被包装到迁移体的过程依赖细胞骨架
D.迁移体的功能可能由其所携带的“货物”决定
6.微粒体是细胞在匀浆破碎过程中,内膜系统的膜结构破裂后自己重新封闭起来形成的近似球形的囊泡状结构,包含内质网膜和核糖体两种基本成分,在体外实验中具有蛋白质合成、蛋白质糖基化和脂类合成等与内质网类似的基本功能。下列说法正确的是 ( )
A.微粒体的膜主要由蛋白质和糖类组成
B.微粒体的形成依赖于生物膜的功能特性
C.微粒体可能具有初步加工肽链的功能
D.破碎苏云金芽孢杆菌的菌体也可得到微粒体
7.科学家发现了一种被称为UCYN⁃A的蓝细菌,它不仅与海洋单细胞藻类形成共生关系,更进化成为单细胞藻类早期的固氮细胞器——“硝化质体”,并保留了完整的固氮基因。下列有关叙述正确的是 ( )
A.UCYN⁃A不仅能固定氮,还能利用叶绿体进行光合作用
B.通过放射性同位素示踪技术,可以研究UCYN⁃A固定的15N的转移途径
C.在藻类细胞中,推测“硝化质体”是一种具膜细胞器,自身不能合成蛋白质
D.“硝化质体”的发现有助于促进对植物的改造,设计出能够自行固氮的作物
题组二 细胞器之间的协调配合及生物膜系统
8.真核细胞中的细胞膜、核膜和各种细胞器膜共同组成生物膜系统。下列有关叙述正确的是 ( )
A.线粒体内膜面积的增大可为与丙酮酸的氧化分解有关的酶提供更多的附着位点
B.高尔基体的稳定性依赖于其双层膜结构
C.叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
9.[2025·福建福州三模] 囊泡运输是细胞内重要的物质运输方式,没有囊泡运输的精确运行,细胞将陷入混乱状态。下列说法正确的是 ( )
A.囊泡可来自核糖体、内质网和高尔基体等细胞器
B.囊泡的定向运输需要信号分子和细胞骨架的参与
C.囊泡运输过程中内质网起到承前启后的枢纽作用
D.囊泡和细胞膜的融合依赖于细胞膜的选择透过性
10.将3H标记的亮氨酸注射到胰腺腺泡细胞中用以合成某种消化酶,该消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如下图所示,若高尔基体膜上某种蛋白质异常,导致高尔基体膜不能缢裂形成囊泡,从而使该消化酶的分泌异常。下列分析中合理的是 ( )
A.该消化酶的合成会立刻受阻
B.内质网脱离下来的囊泡与高尔基体膜无法融合
C.质膜外侧附近会检测到较强的放射性
D.内质网中的放射性强度增强到一定程度后稳定
11.[2025·山东聊城一模] 内质网质量控制(ERQC)机制可防止前体蛋白错误折叠、累积,必要时通过启动自噬通路清除错误蛋白。下列叙述错误的是 ( )
A.ERQC机制的启动需要的能量主要来自于线粒体
B.动物细胞中错误蛋白的清除需要溶酶体的参与
C.错误蛋白在细胞内的移动离不开细胞骨架
D.将15N标记的氨基酸注射到细胞后,通过检测放射性可追踪错误蛋白的去向
12.图 Ⅰ 表示某细胞在电子显微镜视野下的亚显微结构示意图,1~7表示细胞结构;图 Ⅱ 表示该细胞的甲、乙、丙三种细胞器中三种有机物的含量。下列叙述错误的是 ( )
A.图 Ⅱ 中的乙可对应图 Ⅰ 中的5
B.图 Ⅱ 中的丙是图 Ⅰ 所示细胞和大肠杆菌细胞共有的唯一细胞器
C.图 Ⅱ 中的甲对应图 Ⅰ 细胞中的6,无此结构的细胞无法进行有氧呼吸
D.分泌蛋白的形成过程中囊泡膜来自4、5,该过程中4的膜面积会减小
13.[2025·湖南长沙一模] 细胞核基因控制合成的蛋白质以非折叠状态进入线粒体,其具体过程如下图所示。下列叙述中错误的是 ( )
注:图中的“扩散”指受体蛋白沿膜的扩散。
A.前体蛋白质由游离型核糖体合成后通过蛋白转运体穿过线粒体内、外膜
B.非折叠状态的蛋白质进入线粒体的过程需要利用膜的流动性这一特性
C.信号序列引导前体蛋白质与受体蛋白结合与受体蛋白的特异性识别有关
D.线粒体的生长除了需要新合成的蛋白质,还需高尔基体合成的脂质
综合应用练
14.研究证实,细胞器互作网络的紊乱与多种疾病的发生发展密切相关,例如非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)。线粒体是细胞中糖类、脂肪等最终氧化分解释放能量的场所。研究发现线粒体可以与多种细胞器相互作用,部分关系如下图。脂滴是一种具有脂质中心的细胞器。NAFLD的发病机理与线粒体和脂滴异常密切相关,请分析下列问题。
(1)图中除线粒体和内质网外的细胞器有 ,细胞器之间相互作用与运动依赖于完整的由微管蛋白纤维组成的 。
(2)肝细胞中异常增多的脂滴是NAFLD的特征性病理表现:
①脂滴的核心是由中性脂肪组成,在脂肪鉴定实验中要使用体积分数为50%的酒精溶液,目的是 。
②脂滴生成过程会出现膜桥结构(由连续的内质网膜与脂滴膜共同组成),脂滴从内质网上分离体现了膜的 ,根据磷脂分子的特性与脂滴的组成,推测脂滴的膜是由 层磷脂分子组成。Seipin蛋白是促进膜桥结构稳定的关键蛋白,NAFLD患者肝细胞中Seipin蛋白异常导致脂质异常积累。
(3)线粒体功能障碍是NAFLD发病重要原因:
①线粒体通过 扩大膜面积,其产生的直接能源物质结构简式是 。线粒体与过氧化物酶体、内质网等多种细胞器相互作用,在脂质代谢中发挥重要作用,可保护肝细胞免于脂中毒。
②肝细胞中线粒体与内质网及脂滴间通过膜接触位点实现连接,这些膜接触位点的化学本质是 ,可能具有 的功能。研究表明,NAFLD患者肝脏细胞内线粒体—内质网接触位点构成的结构是不完整的。
(4)肝脏中,脂滴与溶酶体相互作用形成自噬小体,其内 能催化中性脂肪分解,其产物参与能量代谢。该过程异常往往会诱发NAFLD。
(5)综合以上信息,可从
方向研发治疗NAFLD的药物。
15.[2026·陕西宝鸡一模] 图甲为人细胞膜上的一种跨膜蛋白,该蛋白可分为三段(设A区、B区、C区)。图乙为该膜蛋白在合成过程中随核糖体转移到粗面内质网的过程。请回答下列问题:
(1)根据图甲可知,该跨膜蛋白的 区具有疏水性。
(2)图乙中的核糖体上发生氨基酸的 反应。核糖体的主要成分是 。核糖体小亚基和大亚基是在 (细胞结构)形成的。
(3)游离在细胞质基质中的核糖体先合成一段氨基酸序列作为信号序列。信号序列被细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,携带肽链和核糖体的SRP与内质网膜上的 结合,并介导核糖体附着于内质网的转运体上,随后肽链通过转运体进入内质网腔继续合成。若要研究此类蛋白的合成与运输途径,最好选用同位素 (填“15N”或“18O”)标记其基本单位。对于需要进入细胞核的蛋白质,推测其经过 (细胞核结构)运输进入细胞核, 可用于
(写出两点)。
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课时作业(六) 细胞器与生物膜系统
1.D [解析] 植物细胞的边界是细胞膜,可以控制物质进出细胞,细胞壁是全透性的,不是细胞边界,A错误;溶酶体中含有多种水解酶,这些酶的本质是蛋白质,合成场所是核糖体,B错误;胰岛B细胞合成胰岛素,C错误;细胞骨架由蛋白质纤维组成,锚定并支撑着许多细胞器,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,D正确。
2.D [解析] 中心体分布在动物和低等植物细胞中,与有丝分裂有关,A正确;高尔基体可以对来自内质网的蛋白质进行加工、修饰,在细胞的物质运输中起重要的交通枢纽作用,B正确;生物膜的主要成分是脂质和蛋白质,生物膜的复杂程度主要与膜上蛋白质的种类和数量有关,C正确;真核细胞中,水的产生发生在有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,D错误。
3.C [解析] 同源染色体的联会配对(染色体运动)需要细胞骨架的参与,A不符合题意;内质网分泌的囊泡向高尔基体定向移动是沿着细胞骨架进行的,B不符合题意;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,C符合题意;细胞器的运动与细胞骨架有关,D不符合题意。
4.D [解析] 溶酶体中的水解酶先在游离的核糖体中合成一段肽链,这时肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成,细胞质基质和线粒体均可为该过程提供能量,A错误;葡萄糖不能进入线粒体,B错误;在细胞生长或代谢需求增加时,线粒体可独立于细胞分裂而进行分裂,两者的分裂不一定同步,C错误;细胞自噬指的是在一定条件下,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,若线粒体功能失调通常会被溶酶体降解,D正确。
5.B [解析] 高尔基体在细胞中具有对蛋白质等物质进行加工、分类和包装,形成囊泡的功能。 迁移体中的微小囊泡包含蛋白质、RNA等物质,从高尔基体的功能特点分析,微小囊泡有可能来自高尔基体,A正确。分离细胞器常用差速离心法,B错误。细胞骨架具有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性以及参与细胞运动、物质运输等功能。 微小囊泡被包装到迁移体的过程属于细胞内的物质运输活动,依赖细胞骨架的协助,C正确。迁移体是细胞迁移过程中向外传递生物信息的重要载体,其携带的蛋白质、RNA等不同“货物”具有不同的功能和信息,所以迁移体的功能很可能由其所携带的“货物”决定,D正确。
6.C [解析] 微粒体的膜属于细胞的生物膜系统,生物膜的主要成分是蛋白质和脂质,A错误;微粒体的形成依赖于生物膜的结构特性,即具有一定的流动性,B错误;内质网可对核糖体合成的多肽进一步加工,由于微粒体包含内质网膜和核糖体两种基本成分,因此微粒体可能具有对核糖体合成的肽链进行初步加工的功能,C正确;苏云金芽孢杆菌属于原核生物,无具膜细胞器,破碎其菌体不可能得到微粒体,D错误。
7.D [解析] UCYN⁃A是一种固氮蓝细菌,是原核生物,没有叶绿体,A错误;15N没有放射性,是稳定同位素,B错误;UCYN⁃A是一种蓝细菌,具有细胞膜和核糖体等结构,推测其进入藻类细胞进化为一种具膜细胞器后,依然含有核糖体,且含有完整的固氮基因,会表达出相关蛋白质,C错误;“硝化质体”的发现有助于促进对植物的基因工程改造,设计出能够自行固氮的作物,从而提高作物产量,减少对化肥的需求,D正确。
8.D [解析] 丙酮酸的氧化分解发生在线粒体基质中,而非线粒体内膜,线粒体内膜主要参与有氧呼吸第三阶段([H]与氧气反应生成水),相关酶附着于内膜,A错误;高尔基体为单层膜结构,其稳定性与膜成分及细胞骨架有关,B错误;叶绿体中水的分解发生在类囊体膜上(光反应场所),而非叶绿体内膜,C错误;细胞膜与高尔基体膜通过囊泡运输进行膜成分的交流,例如分泌蛋白的合成与分泌过程,D正确。
9.B [解析] 核糖体无膜结构,不形成囊泡,A错误;细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构,与物质运输等活动有关,囊泡的定向运输需要信号分子和细胞骨架的参与,B正确;高尔基体在囊泡运输过程中起到承前启后的枢纽作用,C错误;囊泡和细胞膜的融合依赖于细胞膜的流动性,D错误。
10.D [解析] 消化酶的合成发生在核糖体,内质网负责初步加工,高尔基体负责进一步加工。题干中高尔基体的异常是“不能缢裂形成囊泡”,不会立刻影响蛋白质的合成环节,因此该消化酶的合成不会立刻受阻,A错误。内质网脱下来的囊泡与高尔基体膜的融合,属于“内质网→高尔基体”的运输环节,而题干中高尔基体的异常是“自身膜不能缢裂形成囊泡(即高尔基体→细胞膜的运输环节受阻)”,二者属于物质运输过程的不同阶段,B错误。质膜外侧检测到放射性,依赖于“高尔基体形成囊泡→囊泡与细胞膜融合→消化酶分泌到细胞外”,但题干中高尔基体膜无法缢裂形成囊泡,消化酶无法通过囊泡运输到细胞膜外,因此质膜外侧附近不会检测到较强放射性,C错误。放射性标记的亮氨酸参与消化酶合成,会随流程依次进入核糖体→内质网→高尔基体,当高尔基体不能形成囊泡时,消化酶会积累在高尔基体中,当内质网中“待运输的消化酶”达到饱和后,放射性强度就会稳定(不再继续增加),D正确。
11.D [解析] 线粒体是细胞的“动力车间”,ERQC机制的启动需要的能量主要来自于线粒体,A正确;溶酶体是细胞中的“消化车间”,动物细胞中错误蛋白的清除需要溶酶体的参与,B正确;细胞骨架与细胞中物质运输、能量转化和信息传递有关,错误蛋白在细胞内的移动离不开细胞骨架,C正确;15N是稳定同位素,不具有放射性,D错误。
12.C [解析] 分析题图,图 Ⅱ 中乙含有蛋白质、脂质,无核酸,可对应图 Ⅰ 中的5(高尔基体),A正确;图 Ⅱ 中丙含有蛋白质、核酸,不含脂质,说明没有膜结构,丙可能为核糖体,图 Ⅰ 所示的真核细胞和原核细胞(如大肠杆菌)共有的唯一细胞器是核糖体,B正确;图 Ⅱ 中的甲含有蛋白质、核酸、脂质,说明甲可能为线粒体,对应图 Ⅰ 细胞中的6,无此结构的细胞也可以进行有氧呼吸,如好氧细菌,不含线粒体,但含有与有氧呼吸相关的酶,依然可以进行有氧呼吸,C错误;分泌蛋白形成过程中,囊泡膜来自4(内质网)、5(高尔基体),内质网会形成囊泡将蛋白质运输到高尔基体,所以4(内质网)的膜面积会减小,D正确。
13.D [解析] 核基因编码的线粒体蛋白,合成场所是细胞质中游离的核糖体,前体蛋白质需通过线粒体外膜和内膜的转运体通道,跨越两层膜进入线粒体基质,A正确;非折叠状态的蛋白质穿过膜的过程,受体蛋白会扩散,利用了膜的流动性,B正确;前体蛋白的信号序列(如线粒体靶向序列)是 “身份标签”,线粒体外膜的受体蛋白可特异性识别该序列,介导前体蛋白质与转运体结合,C正确;线粒体膜的脂质主要由内质网合成,高尔基体不参与脂质的合成,D错误。
14.(1)高尔基体、脂滴和溶酶体 细胞骨架
(2)洗去浮色 流动性 单
(3)内膜向内折叠形成嵴 A-P~P~P 蛋白质 信息交流
(4)脂肪酶
(5)促进线粒体功能恢复;调节脂滴生成与分解;抑制肝细胞内脂质积累;改善线粒体-内质网接触位点结构
[解析] (1)题图中除线粒体和内质网外的细胞器有高尔基体、溶酶体、脂滴;细胞器之间相互作用与运动依赖于完整的由微管蛋白纤维组成的细胞骨架。(2)①在脂肪鉴定实验中,使用体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色;②脂滴生成过程会出现膜桥结构(由连续的内质网膜与脂滴膜共同组成),脂滴从内质网上分离体现了膜的流动性。根据磷脂分子的特性与脂滴的组成,推测脂滴的膜由单层磷脂分子组成。(3)①线粒体通过内膜向内折叠形成嵴扩大膜面积,其产生的直接能源物质是ATP,ATP的结构简式是A-P~P~P;②肝细胞中线粒体与内质网及脂滴间的膜接触位点的化学本质是蛋白质,可能具有信息交流的功能。(4)肝脏中,脂滴与溶酶体相互作用形成自噬小体,其内脂肪酶能催化中性脂肪分解,其产物参与能量代谢。(5)综合以上信息,可以从以下方向研发治疗NAFLD的药物:①促进线粒体功能恢复的药物;②调节脂滴生成与分解的药物;③抑制肝细胞内脂质积累的药物;④改善线粒体-内质网接触位点结构的药物。这些药物的研发需基于对NAFLD病理机制的深入研究,以期为临床治疗提供新的手段。
15.(1)B
(2)脱水缩合 rRNA和蛋白质 核仁
(3)SRP受体(或DP) 15N 核孔 染色质形成、核糖体大亚基和小亚基的形成
[解析] (1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,其内部是磷脂分子的疏水端,故推测该跨膜蛋白插入磷脂双分子层内部的B区具有疏水性。(2)核糖体的主要成分是rRNA和蛋白质;核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。核糖体上发生氨基酸的脱水缩合反应。核糖体小亚基和大亚基均由rRNA和蛋白质组成,rRNA在细胞核内合成,蛋白质在细胞质合成,合成的蛋白质经过核孔进入细胞核,随后rRNA和蛋白质在核仁形成大亚基和小亚基。(3)据图乙可知,携带肽链和核糖体的SRP与内质网膜上的SRP受体(或DP)结合,并介导核糖体附着于内质网的转运体上,随后肽链通过转运体进入内质网腔继续合成。氨基酸的羧基(—COOH)含有O,氨基(—NH2)含有N,而氨基酸脱水缩合时羧基提供—OH,氨基提供—H,若用18O标记氨基酸,发生脱水缩合会导致失去部分标记的氧原子,故若要研究此类蛋白的合成与运输途径,最好选用同位素15N标记其基本单位。蛋白质属于生物大分子物质,其经过核孔运输进入细胞核,可用于染色质(主要由DNA和蛋白质组成)的形成、核糖体大亚基和小亚基(rRNA和蛋白质组成)的形成。
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