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适用于新高考新教材2024版高考生物二轮复习专题突破练1细胞的分子组成结构与物质运输课件
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这是一份适用于新高考新教材2024版高考生物二轮复习专题突破练1细胞的分子组成结构与物质运输课件，共52页。PPT课件主要包含了A组基础对点练，B组能力提升练，C组专项命题培优练等内容，欢迎下载使用。
考点1 细胞的分子组成1.(2023·湖南高三联考)水和无机盐是组成细胞的必要成分,对生物体的生命活动具有重要意义。下列相关叙述错误的是( )A.适时适量地灌溉是农作物高产、稳产的保障B.植物的抗逆性与植物细胞中结合水的比例有关C.微量元素对生物体必不可少,如缺Fe会导致镰状细胞贫血D.水分子可作为反应物直接参与光合作用、细胞呼吸等代谢过程
解析 在农业生产中,根据作物的发育阶段和需水情况合理灌溉,可保证作物对水分的需求,是农作物高产、稳产的保障,A项正确;植物细胞中结合水比例高,植物的抗逆性强,B项正确;缺Fe会引起贫血,镰状细胞贫血的病因是基因突变,C项错误;光合作用的光反应阶段进行水的光解,水作为反应物参与光合作用,在细胞呼吸的第二阶段,水作为反应物参与丙酮酸的分解,D项正确。
2.《氾胜之书》中记载道:“凡耕之本,在于趣时和土,务粪泽,早锄早获。春冻解,地气始通,土一和解。夏至,天气始暑,阴气始盛,土复解。夏至后九十日,昼夜分,天地气和。以此时耕田,一而当五,名曰膏泽,皆得时功。”下列对应原理错误的是( )A.“务粪泽”——适当施肥和灌溉能提高土壤中矿质元素的含量,有利于植物生长B.“早锄”——农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和营养物质而产生的竞争C.“春冻解,地气始通”——春天温度升高,植物细胞内自由水与结合水的比值下降D.“以此时耕田”——中耕松土使土壤含氧量升高,有利于根系吸收矿质元素
解析 植物的生长需要水和无机盐,因此适当施肥和灌溉能提高土壤中矿质元素的含量,有利于植物生长,A项正确;杂草和农作物形成竞争关系,因此“早锄”的原理是农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和营养物质而产生的竞争,B项正确;春天温度升高,植物细胞内的结合水转化成自由水,故自由水与结合水的比值上升,C项错误;中耕松土、及时排涝,提高了根部的氧气含量,促进了根部细胞的细胞呼吸,有利于根系吸收矿质元素,D项正确。
3.(2023·广西二模)研究组成细胞的分子,实际上就是在探寻生命的物质基础,阐明生命现象的规律。下列关于组成细胞的分子的叙述,正确的是( )A.纤维素属于糖类,是植物和蓝细菌的细胞壁的主要成分B.在植物细胞中,脂肪主要起保护作用C.水和一些无机盐参与人体血浆中pH缓冲体系的形成D.蛋白质、脂质、核酸等生物大分子,构成了细胞的生命“大厦”
解析 蓝细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,A项错误;在植物细胞中,脂肪的主要作用是储存能量,B项错误;人体的pH可以维持相对稳定,与血浆中含有 等无机盐离子有关,无机盐离子溶解在水中,故水和一些无机盐参与人体血浆中pH缓冲体系的形成,C项正确;脂质不属于生物大分子,D项错误。
4.(2023·广东模拟预测)研究发现,脂肪的过度堆积会使脂肪组织中维生素D的浓度降低且活性减弱。低浓度的维生素D会导致脂肪组织中的甲状旁腺激素(PTH)和钙含量升高,从而刺激脂肪生成,抑制脂肪分解,加剧肥胖。在肥胖人群中,维生素D缺乏者的高胰岛素发生率、胰岛素抵抗指数均偏高。下列说法错误的是( )A.维生素D和PTH都属于固醇类物质B.维生素D的浓度和活性与肥胖程度呈负相关C.在肥胖人群中,维生素D缺乏可能会引起糖尿病D.低浓度的维生素D水平可能会引起肥胖
解析 维生素D是固醇类物质,PTH属于蛋白质,A项错误;由题意可知,低浓度的维生素D会导致脂肪组织中的PTH和钙含量升高,从而刺激脂肪生成,抑制脂肪分解,加剧肥胖,在这一过程中,维生素D的浓度和活性与肥胖程度呈负相关,因此,低浓度的维生素D水平可能会引起肥胖,B、D两项正确;由题意可知,在肥胖人群中,维生素D缺乏者的高胰岛素发生率、胰岛素抵抗指数均偏高,故维生素D缺乏可能会引起糖尿病,C项正确。
5.(2023·浙江统考)牛胰核糖核酸酶是一种能催化核糖核酸降解的蛋白质分子,而物质X会导致该酶去折叠而失去活性,当去除物质X后,它又会重新折叠恢复活性。下列叙述正确的是( )A.组成牛胰核糖核酸酶和核糖核酸的元素相同B.牛胰核糖核酸酶和核糖核酸均是由其单体连接成的多聚体C.物质X可能破坏了牛胰核糖核酸酶中的肽键,从而使其失去活性D.该实例表明高温下变性失活的蛋白质通过一定处理也能恢复活性
解析 牛胰核糖核酸酶属于蛋白质分子,至少含有C、H、O、N四种元素,而核糖核酸的元素组成为 C、H、O、N、P,元素组成不完全相同,A项错误;牛胰核糖核酸酶和核糖核酸分别是由氨基酸、核糖核苷酸连接成的生物大分子,B项正确;物质X可能破坏了牛胰核糖核酸酶中肽链的空间结构,从而使其失去活性,C项错误;该实例表明物质X导致的蛋白质的变性失活在去除物质X后也能恢复活性,D项错误。
6.核酸通常与蛋白质结合,以“核酸—蛋白质”复合体的形式存在。以下叙述错误的是( )A.T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体B.紫外线、酒精消杀病毒时,分别破坏复合体中的核酸和蛋白质C.原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体就是“核糖体RNA—蛋白质”复合体D.在真核细胞内遗传信息的传递过程中,可出现核酸与相应的酶形成的复合体
解析 T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体,A项正确;紫外线、酒精消杀病毒时,分别破坏复合体中的核酸和蛋白质, B项正确;原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体不仅仅是“核糖体RNA—蛋白质”复合体,如DNA复制时,DNA聚合酶与DNA结合形成“DNA—蛋白质”复合体,C项错误;在真核细胞内遗传信息的传递过程中,可出现核酸与相应的酶形成的复合体,D项正确。
考点2 细胞的结构7.(2023·河北石家庄模拟)2021年11月,我国首次实现从CO到蛋白质的合成。以钢厂尾气中的CO为碳源,以氨水为氮源,经优化的乙醇梭菌(芽孢杆菌科)厌氧发酵工艺,22秒就可转化出乙醇和乙醇梭菌蛋白,该蛋白可用于饲料生产。下列叙述正确的是( )A.乙醇梭菌与硝化细菌具有相同的代谢类型和呼吸类型B.乙醇梭菌蛋白的合成过程中需要核糖体、内质网、高尔基体等参与C.氨水中的氮元素经反应后,主要分布在乙醇梭菌蛋白的氨基中D.饲料煮熟后,由于蛋白质的空间结构被破坏,更易被动物消化吸收
解析 乙醇梭菌是自养厌氧型,硝化细菌是自养需氧型,它们的呼吸类型不同,A项错误;乙醇梭菌是原核生物,其细胞中不含内质网、高尔基体等细胞器,因此乙醇梭菌蛋白的合成过程中不需要内质网、高尔基体等参与,B项错误;氨水中的氮元素经反应后,主要分布在乙醇梭菌蛋白的“—NH—CO—”结构中,C项错误;饲料煮熟后,由于蛋白质的空间结构被破坏,易被蛋白酶分解,更易被动物消化吸收,D项正确。
8.(2023·河北模拟)下列关于组成细胞的物质及细胞的结构与功能的说法,正确的是( )A.在细胞质基质、叶绿体基质和线粒体基质中都含有RNAB.细胞之间的信息交流必须依赖于细胞膜上的特异性受体C.细胞中的糖类都能为细胞提供能量,因此糖类是主要能源物质D.细胞骨架是由纤维素构成的网架结构,维持着细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器
解析 在细胞质基质的核糖体、叶绿体基质和线粒体基质中都含有RNA,A项正确。性激素的受体存在于细胞内,不在细胞膜上;高等植物细胞之间可通过胞间连丝在相邻的两细胞间形成通道传递信息,B项错误。纤维素不能为细胞提供能量,C项错误。细胞骨架是由蛋白纤维构成的网架结构,维持着细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器,D项错误。
9.(2023·河南新乡二模)生物膜的结构与功能之间存在密切联系。下列有关生物膜的结构与功能的叙述,正确的是( )A.核膜上分布着核孔,蛋白质通过核孔自由进出细胞核B.高尔基体膜上附着有核糖体,有利于加工和包装蛋白质C.细菌的细胞膜上分布有转运葡萄糖和离子的载体蛋白D.催化葡萄糖氧化分解的酶分布在线粒体的内膜上
解析 核膜上分布着核孔,蛋白质通过核孔进出细胞核,但核孔具有选择性,蛋白质不能自由通过,A项错误;核糖体附着在内质网上,有利于加工蛋白质,B项错误;细菌需要从外界环境吸收营养物质,吸收营养物质可能需要载体蛋白的协助,所以细菌的细胞膜上分布有转运葡萄糖和离子的载体蛋白,C项正确;葡萄糖氧化分解是在细胞质基质中完成的,所以催化葡萄糖氧化分解的酶分布在细胞质基质中,D项错误。
10.(2023·广东湛江模拟)细胞的生物膜系统是由细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜共同构成的。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。下列有关真核细胞生物膜系统的叙述,错误的是( )A.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质等B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶只参与ATP水解C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解D.利用葡萄糖的有氧呼吸过程中,水的生成发生在线粒体内膜上
解析 叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质(相关酶)等,是光反应进行的场所,A项正确;细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白,既参与ATP水解又参与物质运输,B项错误;溶酶体中有很多水解酶,溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解,C项正确;以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中,水的生成发生在有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,D项正确。
11.(2023·山东聊城一模)溶酶体作为细胞内重要的细胞器,其含量及溶酶体pH的较大波动与癌症、炎症等疾病密切相关。准确测定细胞内溶酶体的含量及pH具有重要的医学参考价值。氟化硼二吡咯(BODIPY)类荧光染料对pH不敏感,具有良好的光学和化学稳定性,以BODIPY为母体结构,以哌嗪环为溶酶体定位基团,可以设计成溶酶体荧光探针。该探针在中性和碱性环境下荧光较弱,与H+结合后,荧光强度急剧升高。下列叙述错误的是( )A.溶酶体参与细胞自噬,将细胞内受损或功能退化的细胞结构清除B.溶酶体内的水解酶是由内质网和高尔基体合成和加工的C.溶酶体荧光探针荧光强度升高可说明溶酶体内pH下降D.癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞
解析 溶酶体中有水解酶,能将细胞内受损或功能退化的细胞结构清除,A项正确;溶酶体内的水解酶是在核糖体上合成的,需要经过内质网和高尔基体加工,B项错误;溶酶体荧光探针在中性和碱性环境下荧光较弱,与H+结合后,荧光强度急剧升高,若荧光探针荧光强度升高可说明溶酶体内pH下降, C项正确;由题意可知,溶酶体含量及溶酶体pH的较大波动与癌症有关,所以癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞, D项正确。
12.(2023·山东枣庄期末)分子伴侣是帮助其他蛋白质装配、转运、降解,但自身不成为最后功能结构中的组分的一类蛋白质。有些分子伴侣可以先与ATP分子结合,然后介导蛋白质定向进入细胞核、细胞器、细胞膜,也可以介导噬菌体蛋白的正确组装。通过囊泡运输的蛋白质一般不含分子伴侣。下列叙述正确的是( )A.分子伴侣是广泛存在于真核细胞中的蛋白质,原核细胞内没有B.消化酶在无分子伴侣的参与下可发挥降低反应活化能的作用C.细胞核中合成的分子伴侣可参与核仁中核糖体蛋白的组装D.被定向运输进内质网和高尔基体的蛋白质均含有分子伴侣
解析 有些分子伴侣可以先与ATP分子结合,可以介导噬菌体蛋白的正确组装,而噬菌体是寄生在细菌内的病毒,因此可说明原核细胞内可能也含有分子伴侣,A项错误;由题意可知,通过囊泡运输的蛋白质一般不含分子伴侣,而消化酶属于分泌蛋白,经内质网加工后通过囊泡运输到高尔基体,高尔基体组装完成通过囊泡运输到细胞膜,因此消化酶的合成和分泌不需要分子伴侣,即消化酶在无分子伴侣的参与下可发挥降低反应活化能的作用,B项正确;分子伴侣是一类蛋白质,合成场所是细胞质中的核糖体,C项错误;通过囊泡运输的蛋白质一般不含分子伴侣,因此被定向运输进内质网和高尔基体的蛋白质不一定都含有分子伴侣,D项错误。
13.(2023·山东济南一模改编)过氧化物酶体是存在于所有动物细胞和大部分植物细胞中的一种细胞器,其中常含有两种酶,一种是氧化酶,能催化O2氧化有机物(如甲醇、乙醇、脂肪酸),但氧化过程中不产生ATP,产生H2O2;另一种是过氧化氢酶,能将H2O2分解为H2O和O2。过氧化物酶体能通过自我分裂产生,也能通过内质网出芽形成的囊泡转化形成,下列说法错误的是( )A.过氧化物酶体能分解有害物质,具有解毒的功能B.人体细胞中能自我复制的细胞器有线粒体、过氧化物酶体、中心体C.过氧化物酶体氧化有机物可为细胞提供热能D.O2进入猪肝细胞后只在线粒体内膜上被利用
解析 过氧化物酶体中的氧化酶能催化O2氧化对人体有害的有机物,产生H2O2,过氧化氢酶能将H2O2分解为H2O和O2,A项正确;人体细胞中能自我复制的细胞器有线粒体、过氧化物酶体、中心体,B项正确;过氧化物酶体中的氧化酶能催化O2氧化有机物,但该过程不产生ATP,由此推测过氧化物酶体氧化有机物能将有机物中的能量转化为热能,可为细胞提供热能,C项正确;根据题意可知,O2还可以在过氧化物酶体中被利用,D项错误。
考点3 物质进出细胞的实例和方式14.(2023·河南郑州二模)某同学在探究植物细胞吸水和失水的原理时,尝试将临时装片中的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在一定浓度的硫酸铜溶液中,观察到视野中有很多紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞变为黄色或橘黄色,并出现轻度质壁分离现象。下列相关叙述不合理的是( )A.质壁分离的细胞发生了渗透作用失水,该过程中细胞的吸水能力不断增强B.实验中细胞颜色改变说明有溶质分子通过主动运输的方式进入细胞C.细胞发生质壁分离的前提是细胞的原生质层结构完整,外界溶液的浓度大于细胞液的浓度D.实验中细胞轻度质壁分离后可能很快会发生质壁分离的自动复原现象
解析 质壁分离的细胞发生了渗透作用失水,该过程中细胞液不断失水,细胞液浓度增大,细胞的吸水能力不断增强,A项正确;实验中细胞颜色改变说明有溶质分子进入细胞,但是仅凭题干无法推断出溶质分子是通过主动运输进入细胞的,B项错误;植物细胞的原生质层相当于一层半透膜(由细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质组成),细胞发生质壁分离的前提是细胞的原生质层结构完整,外界溶液的浓度大于细胞液的浓度,C项正确;实验中细胞轻度质壁分离,且有溶质分子进入,则实验中细胞轻度质壁分离后可能很快会发生质壁分离的自动复原现象,D项正确。
15.(2023·广州天河月考)为探究主动运输的特点,科研人员进行了如下表所示的四组实验,其中HgCl2是一种ATP水解抑制剂。结果发现,实验前、后溶液中磷酸盐浓度差为甲组>乙组>丙组>丁组。
下列叙述错误的是( )A.由实验结果可知,在实验前、后需分别测定溶液中磷酸盐的浓度B.甲、乙两组实验结果表明,细胞主动运输吸收磷酸盐需要消耗能量C.丙组吸收磷酸盐少于甲组的原因可能是幼嫩组织细胞膜上的载体蛋白数量较少D.该实验的无关变量是温度、pH、起始溶液的量以及胡萝卜片的成熟程度等
解析 据题意可知,本实验的因变量为实验前、后溶液中磷酸盐浓度差,因此在实验前、后需分别测定溶液中磷酸盐的浓度,A项正确;乙组用HgCl2处理,HgCl2是一种ATP水解抑制剂,实验结果是实验前、后溶液中磷酸盐浓度差为甲组>乙组,说明乙组细胞吸收磷酸盐较少,细胞主动运输吸收磷酸盐需要消耗能量,B项正确;磷酸盐的吸收过程属于主动运输,需要消耗能量和载体蛋白,甲组与丙组的区别是胡萝卜片的成熟程度,丙组吸收磷酸盐少于甲组的原因可能是幼嫩组织细胞膜上的载体蛋白数量较少,C项正确;该实验的无关变量是温度、pH、起始溶液的量等,胡萝卜片的成熟程度属于自变量,D项错误。
16.(2023·山东泰安一模)植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成,而后进入细胞质基质,再通过液泡膜上的转运蛋白进入液泡;当液泡中有机酸浓度达到一定水平,会被运出液泡进入降解途径(如图)。下列叙述错误的是( )A.H+进入液泡的方式属于主动运输B.有机酸的产生部位是线粒体内膜C.柠檬酸进出液泡的运输方式不同D.液泡可以调节植物细胞内的环境
解析 H+进入液泡需要ATP水解提供能量,属于主动运输,A项正确;植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成,有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质,B项错误;转运柠檬酸进出液泡的转运蛋白不同,运出液泡利用H+的浓度梯度提供能量,属于主动运输,进入液泡属于协助扩散,C项正确;液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可以调节植物细胞内的环境, D项正确。
17.(2023·湖南师大附中模拟)下图所示为载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差完成相应物质的运输过程。下列叙述错误的是( )A.图中所示过程体现了细胞膜具有选择透过性的功能特点B.图中细胞对C6H12O6和K+的吸收方式属于主动运输C.图中细胞的胞外pH高于胞内pHD.图中载体蛋白有的具有催化剂的功能
解析 图中所示物质的运输依靠特定的载体完成,说明细胞膜的功能特点是具有选择透过性,A项正确;图中细胞对C6H12O6的吸收方式属于主动运输,动力依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差,K+的吸收方式也属于主动运输,能量来源于ATP水解,B项正确;图中H+的运输方式是主动运输,动力依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差,说明细胞外H+浓度高,则胞外pH低于胞内pH,C项错误;Na+—K+泵具有ATP酶活性,所以Na+—K+泵既有运输功能,又有催化功能,D项正确。
1.(2023·山东菏泽一模)我国生物学家在某些细胞中发现了一种新的丝状结构——细胞蛇。细胞蛇只由蛋白质组成,用以催化细胞中重要物质的合成。这种新发现的细胞结构形态和数量在细胞中是不恒定的,在相关物质合成迅速时,细胞蛇也变得更为发达。以下说法错误的是( )A.细胞蛇形态和数量变化与功能相适应B.细胞蛇可以降低化学反应的活化能C.细胞蛇的发现揭示了细胞的统一性D.细胞蛇彻底水解后的产物只有氨基酸
解析 细胞蛇的形态和数量在细胞中是不恒定的,在相关物质合成迅速时,细胞蛇也变得更为发达,体现了细胞蛇形态和数量变化与功能相适应,A项正确;细胞蛇可以催化细胞中重要物质的合成,降低化学反应的活化能,B项正确;细胞蛇是某些细胞中的一种细胞结构,并非所有细胞中都存在,不能揭示细胞的统一性,C项错误;细胞蛇只由蛋白质组成,彻底水解后的产物只有氨基酸,D项正确。
2.(2023·江苏南京二模改编)溶酶体作为细胞中的“回收站”,内部含有的酸性水解酶能将蛋白质等物质降解。其内部偏酸的环境(pH约为4.6)既能保障溶酶体功能,又能防止酸性水解酶泄露后破坏正常结构(细胞质基质中的pH约为7.2),V型质子泵(V-ATPase)在溶酶体内部维持pH的稳态中发挥了重要功能,作用机制如下图所示。下列有关叙述正确的是( )A.V型质子泵可将细胞质基质中的H+顺浓度梯度转运进溶酶体B.据图1推测,H+通过H+通道运出溶酶体的方式是协助扩散C.当pH大于4.6时,H+通过V型质子泵运入溶酶体的数量减少D.若溶酶体内pH为3.5,膜内向膜外运输的H+数量将减少
解析 由于细胞质基质的pH约为7.2,而溶酶体内部的pH约为4.6,细胞质基质中的H+浓度低于溶酶体,所以V型质子泵通过主动运输的方式将细胞质基质中的H+逆浓度梯度转运进溶酶体,A项错误。据图1推测,H+通过H+通道运出溶酶体是从高浓度运输至低浓度,其运输方式是协助扩散,B项正确。由题干可知,V型质子泵的作用是维持溶酶体内部pH的稳态,当pH>4.6时,需要增加溶酶体内H+浓度来降低pH,因此H+通过V型质子泵运入溶酶体的数量增加;若溶酶体内pH为3.5,需要向细胞质基质中运出H+,以增大溶酶体的pH,因此膜内向膜外运输的H+数量增加,故C、D两项错误。
3.(2023·广东广州模拟)液泡是一种酸性细胞器,定位在液泡膜上的ATP水解酶使液泡酸化(H+浓度高)。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一,具体机制如下图所示(Cys为半胱氨酸)。下列叙述错误的是( )A.H+以主动运输的方式从细胞质基质进入液泡B.抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常C.O2在线粒体基质中与[H]结合形成水,同时释放出大量能量D.图示过程说明液泡和线粒体之间既有分工也有合作
解析 液泡是一种酸性细胞器,其内部H+浓度高,细胞质基质中的H+在ATP水解酶的协助下逆浓度梯度进入液泡,属于主动运输,A项正确;由题意可知,线粒体功能异常的原因之一是液泡酸化消失,H+不能顺浓度梯度运出液泡,Cys不能借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡,导致细胞质基质中Cys的浓度增大,抑制Fe进入线粒体发挥作用,进而导致线粒体功能异常,由此推测,抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常,B项正确;O2在线粒体内膜上与[H]结合形成水,C项错误;题图所示过程中液泡酸化消失,线粒体功能异常,体现了液泡和线粒体之间既有分工也有合作,D项正确。
1.[细胞骨架]细胞内的叶绿体是一种动态的细胞器,随光照强度的变化,其分布和位置也会发生改变,该过程为叶绿体定位。研究发现,叶绿体定位至少需要两个条件,即叶绿体的移动和新位置上的锚定。
下列相关叙述不正确的是( )A.绿色植物叶肉细胞的光合色素可吸收、传递、转化光能,并将转化的能量储存在ATP、NADPH中B.由图1结果可知,弱光条件下,叶绿体会汇集到细胞顶面,使其能最大限度地吸收光能C.若化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后,叶绿体定位异常,推测叶绿体是沿着微丝蛋白进行移动的D.由图2结果推测,叶绿体是通过CHUP1蛋白锚定在微丝蛋白上,而CHUP1蛋白应该位于叶绿体的内膜
解析 光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,光合色素将吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,用于暗反应中C3的还原,A项正确;据图1结果可知,弱光条件下,叶绿体会汇集到细胞顶面,能最大限度地吸收光能,保证高效率的光合作用,B项正确;研究发现,叶绿体定位至少需要两个条件,即叶绿体的移动和新位置上的锚定。化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后,叶绿体定位异常,推测叶绿体是沿着微丝蛋白(细胞骨架)进行移动的,C项正确;由图2结果推测,去除叶绿体的CHUP1蛋白后,叶绿体定位异常,故叶绿体是通过CHUP1蛋白锚定在微丝蛋白上的,而CHUP1蛋白应该位于叶绿体外膜表面,D项错误。
2.[蛋白质分选](2023·山东济南一模)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途径的重要环节。多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网—高尔基体(ER—Glgi)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ER—Glgi途径,称为非经典分泌途径(如下图)。下列相关叙述不正确的是( )A.在生物体中,蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节B.经典的蛋白分泌途径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
解析 细胞间信息交流可以通过蛋白质与靶细胞上的特异性受体实现,所以蛋白分泌是重要环节,A项正确;经典的蛋白分泌途径需要通过囊泡来实现,体现了细胞膜的流动性,B项正确;非经典分泌是经典分泌的补充,不是所有细胞都具有,C项错误;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项正确。
3.[协同运输](2023·山东济宁一模)甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞有共质体途径和质外体途径,分别如图中①②所示。下列叙述错误的是 ( )A.质外体pH因H+-ATP酶的作用而逐步降低B.图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流C.图中转运蛋白在行使功能时空间结构发生可逆性改变D.H+化学势能可驱动蔗糖—H+同向运输器转运蔗糖
考点1 细胞的分子组成1.(2023·湖南高三联考)水和无机盐是组成细胞的必要成分,对生物体的生命活动具有重要意义。下列相关叙述错误的是( )A.适时适量地灌溉是农作物高产、稳产的保障B.植物的抗逆性与植物细胞中结合水的比例有关C.微量元素对生物体必不可少,如缺Fe会导致镰状细胞贫血D.水分子可作为反应物直接参与光合作用、细胞呼吸等代谢过程
解析 在农业生产中,根据作物的发育阶段和需水情况合理灌溉,可保证作物对水分的需求,是农作物高产、稳产的保障,A项正确;植物细胞中结合水比例高,植物的抗逆性强,B项正确;缺Fe会引起贫血,镰状细胞贫血的病因是基因突变,C项错误;光合作用的光反应阶段进行水的光解,水作为反应物参与光合作用,在细胞呼吸的第二阶段,水作为反应物参与丙酮酸的分解,D项正确。
2.《氾胜之书》中记载道:“凡耕之本,在于趣时和土,务粪泽,早锄早获。春冻解,地气始通,土一和解。夏至,天气始暑,阴气始盛,土复解。夏至后九十日,昼夜分,天地气和。以此时耕田,一而当五,名曰膏泽,皆得时功。”下列对应原理错误的是( )A.“务粪泽”——适当施肥和灌溉能提高土壤中矿质元素的含量,有利于植物生长B.“早锄”——农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和营养物质而产生的竞争C.“春冻解,地气始通”——春天温度升高,植物细胞内自由水与结合水的比值下降D.“以此时耕田”——中耕松土使土壤含氧量升高,有利于根系吸收矿质元素
解析 植物的生长需要水和无机盐,因此适当施肥和灌溉能提高土壤中矿质元素的含量,有利于植物生长,A项正确;杂草和农作物形成竞争关系,因此“早锄”的原理是农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和营养物质而产生的竞争,B项正确;春天温度升高,植物细胞内的结合水转化成自由水,故自由水与结合水的比值上升,C项错误;中耕松土、及时排涝,提高了根部的氧气含量,促进了根部细胞的细胞呼吸,有利于根系吸收矿质元素,D项正确。
3.(2023·广西二模)研究组成细胞的分子,实际上就是在探寻生命的物质基础,阐明生命现象的规律。下列关于组成细胞的分子的叙述,正确的是( )A.纤维素属于糖类,是植物和蓝细菌的细胞壁的主要成分B.在植物细胞中,脂肪主要起保护作用C.水和一些无机盐参与人体血浆中pH缓冲体系的形成D.蛋白质、脂质、核酸等生物大分子,构成了细胞的生命“大厦”
解析 蓝细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,A项错误;在植物细胞中,脂肪的主要作用是储存能量,B项错误;人体的pH可以维持相对稳定,与血浆中含有 等无机盐离子有关,无机盐离子溶解在水中,故水和一些无机盐参与人体血浆中pH缓冲体系的形成,C项正确;脂质不属于生物大分子,D项错误。
4.(2023·广东模拟预测)研究发现,脂肪的过度堆积会使脂肪组织中维生素D的浓度降低且活性减弱。低浓度的维生素D会导致脂肪组织中的甲状旁腺激素(PTH)和钙含量升高,从而刺激脂肪生成,抑制脂肪分解,加剧肥胖。在肥胖人群中,维生素D缺乏者的高胰岛素发生率、胰岛素抵抗指数均偏高。下列说法错误的是( )A.维生素D和PTH都属于固醇类物质B.维生素D的浓度和活性与肥胖程度呈负相关C.在肥胖人群中,维生素D缺乏可能会引起糖尿病D.低浓度的维生素D水平可能会引起肥胖
解析 维生素D是固醇类物质,PTH属于蛋白质,A项错误;由题意可知,低浓度的维生素D会导致脂肪组织中的PTH和钙含量升高,从而刺激脂肪生成,抑制脂肪分解,加剧肥胖,在这一过程中,维生素D的浓度和活性与肥胖程度呈负相关,因此,低浓度的维生素D水平可能会引起肥胖,B、D两项正确;由题意可知,在肥胖人群中,维生素D缺乏者的高胰岛素发生率、胰岛素抵抗指数均偏高,故维生素D缺乏可能会引起糖尿病,C项正确。
5.(2023·浙江统考)牛胰核糖核酸酶是一种能催化核糖核酸降解的蛋白质分子,而物质X会导致该酶去折叠而失去活性,当去除物质X后,它又会重新折叠恢复活性。下列叙述正确的是( )A.组成牛胰核糖核酸酶和核糖核酸的元素相同B.牛胰核糖核酸酶和核糖核酸均是由其单体连接成的多聚体C.物质X可能破坏了牛胰核糖核酸酶中的肽键,从而使其失去活性D.该实例表明高温下变性失活的蛋白质通过一定处理也能恢复活性
解析 牛胰核糖核酸酶属于蛋白质分子,至少含有C、H、O、N四种元素,而核糖核酸的元素组成为 C、H、O、N、P,元素组成不完全相同,A项错误;牛胰核糖核酸酶和核糖核酸分别是由氨基酸、核糖核苷酸连接成的生物大分子,B项正确;物质X可能破坏了牛胰核糖核酸酶中肽链的空间结构,从而使其失去活性,C项错误;该实例表明物质X导致的蛋白质的变性失活在去除物质X后也能恢复活性,D项错误。
6.核酸通常与蛋白质结合,以“核酸—蛋白质”复合体的形式存在。以下叙述错误的是( )A.T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体B.紫外线、酒精消杀病毒时,分别破坏复合体中的核酸和蛋白质C.原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体就是“核糖体RNA—蛋白质”复合体D.在真核细胞内遗传信息的传递过程中,可出现核酸与相应的酶形成的复合体
解析 T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体,A项正确;紫外线、酒精消杀病毒时,分别破坏复合体中的核酸和蛋白质, B项正确;原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体不仅仅是“核糖体RNA—蛋白质”复合体,如DNA复制时,DNA聚合酶与DNA结合形成“DNA—蛋白质”复合体,C项错误;在真核细胞内遗传信息的传递过程中,可出现核酸与相应的酶形成的复合体,D项正确。
考点2 细胞的结构7.(2023·河北石家庄模拟)2021年11月,我国首次实现从CO到蛋白质的合成。以钢厂尾气中的CO为碳源,以氨水为氮源,经优化的乙醇梭菌(芽孢杆菌科)厌氧发酵工艺,22秒就可转化出乙醇和乙醇梭菌蛋白,该蛋白可用于饲料生产。下列叙述正确的是( )A.乙醇梭菌与硝化细菌具有相同的代谢类型和呼吸类型B.乙醇梭菌蛋白的合成过程中需要核糖体、内质网、高尔基体等参与C.氨水中的氮元素经反应后,主要分布在乙醇梭菌蛋白的氨基中D.饲料煮熟后,由于蛋白质的空间结构被破坏,更易被动物消化吸收
解析 乙醇梭菌是自养厌氧型,硝化细菌是自养需氧型,它们的呼吸类型不同,A项错误;乙醇梭菌是原核生物,其细胞中不含内质网、高尔基体等细胞器,因此乙醇梭菌蛋白的合成过程中不需要内质网、高尔基体等参与,B项错误;氨水中的氮元素经反应后,主要分布在乙醇梭菌蛋白的“—NH—CO—”结构中,C项错误;饲料煮熟后,由于蛋白质的空间结构被破坏,易被蛋白酶分解,更易被动物消化吸收,D项正确。
8.(2023·河北模拟)下列关于组成细胞的物质及细胞的结构与功能的说法,正确的是( )A.在细胞质基质、叶绿体基质和线粒体基质中都含有RNAB.细胞之间的信息交流必须依赖于细胞膜上的特异性受体C.细胞中的糖类都能为细胞提供能量,因此糖类是主要能源物质D.细胞骨架是由纤维素构成的网架结构,维持着细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器
解析 在细胞质基质的核糖体、叶绿体基质和线粒体基质中都含有RNA,A项正确。性激素的受体存在于细胞内,不在细胞膜上;高等植物细胞之间可通过胞间连丝在相邻的两细胞间形成通道传递信息,B项错误。纤维素不能为细胞提供能量,C项错误。细胞骨架是由蛋白纤维构成的网架结构,维持着细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器,D项错误。
9.(2023·河南新乡二模)生物膜的结构与功能之间存在密切联系。下列有关生物膜的结构与功能的叙述,正确的是( )A.核膜上分布着核孔,蛋白质通过核孔自由进出细胞核B.高尔基体膜上附着有核糖体,有利于加工和包装蛋白质C.细菌的细胞膜上分布有转运葡萄糖和离子的载体蛋白D.催化葡萄糖氧化分解的酶分布在线粒体的内膜上
解析 核膜上分布着核孔,蛋白质通过核孔进出细胞核,但核孔具有选择性,蛋白质不能自由通过,A项错误;核糖体附着在内质网上,有利于加工蛋白质,B项错误;细菌需要从外界环境吸收营养物质,吸收营养物质可能需要载体蛋白的协助,所以细菌的细胞膜上分布有转运葡萄糖和离子的载体蛋白,C项正确;葡萄糖氧化分解是在细胞质基质中完成的,所以催化葡萄糖氧化分解的酶分布在细胞质基质中,D项错误。
10.(2023·广东湛江模拟)细胞的生物膜系统是由细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜共同构成的。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。下列有关真核细胞生物膜系统的叙述,错误的是( )A.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质等B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶只参与ATP水解C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解D.利用葡萄糖的有氧呼吸过程中,水的生成发生在线粒体内膜上
解析 叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质(相关酶)等,是光反应进行的场所,A项正确;细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白,既参与ATP水解又参与物质运输,B项错误;溶酶体中有很多水解酶,溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解,C项正确;以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中,水的生成发生在有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,D项正确。
11.(2023·山东聊城一模)溶酶体作为细胞内重要的细胞器,其含量及溶酶体pH的较大波动与癌症、炎症等疾病密切相关。准确测定细胞内溶酶体的含量及pH具有重要的医学参考价值。氟化硼二吡咯(BODIPY)类荧光染料对pH不敏感,具有良好的光学和化学稳定性,以BODIPY为母体结构,以哌嗪环为溶酶体定位基团,可以设计成溶酶体荧光探针。该探针在中性和碱性环境下荧光较弱,与H+结合后,荧光强度急剧升高。下列叙述错误的是( )A.溶酶体参与细胞自噬,将细胞内受损或功能退化的细胞结构清除B.溶酶体内的水解酶是由内质网和高尔基体合成和加工的C.溶酶体荧光探针荧光强度升高可说明溶酶体内pH下降D.癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞
解析 溶酶体中有水解酶,能将细胞内受损或功能退化的细胞结构清除,A项正确;溶酶体内的水解酶是在核糖体上合成的,需要经过内质网和高尔基体加工,B项错误;溶酶体荧光探针在中性和碱性环境下荧光较弱,与H+结合后,荧光强度急剧升高,若荧光探针荧光强度升高可说明溶酶体内pH下降, C项正确;由题意可知,溶酶体含量及溶酶体pH的较大波动与癌症有关,所以癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞, D项正确。
12.(2023·山东枣庄期末)分子伴侣是帮助其他蛋白质装配、转运、降解,但自身不成为最后功能结构中的组分的一类蛋白质。有些分子伴侣可以先与ATP分子结合,然后介导蛋白质定向进入细胞核、细胞器、细胞膜,也可以介导噬菌体蛋白的正确组装。通过囊泡运输的蛋白质一般不含分子伴侣。下列叙述正确的是( )A.分子伴侣是广泛存在于真核细胞中的蛋白质,原核细胞内没有B.消化酶在无分子伴侣的参与下可发挥降低反应活化能的作用C.细胞核中合成的分子伴侣可参与核仁中核糖体蛋白的组装D.被定向运输进内质网和高尔基体的蛋白质均含有分子伴侣
解析 有些分子伴侣可以先与ATP分子结合,可以介导噬菌体蛋白的正确组装,而噬菌体是寄生在细菌内的病毒,因此可说明原核细胞内可能也含有分子伴侣,A项错误;由题意可知,通过囊泡运输的蛋白质一般不含分子伴侣,而消化酶属于分泌蛋白,经内质网加工后通过囊泡运输到高尔基体,高尔基体组装完成通过囊泡运输到细胞膜,因此消化酶的合成和分泌不需要分子伴侣,即消化酶在无分子伴侣的参与下可发挥降低反应活化能的作用,B项正确;分子伴侣是一类蛋白质,合成场所是细胞质中的核糖体,C项错误;通过囊泡运输的蛋白质一般不含分子伴侣,因此被定向运输进内质网和高尔基体的蛋白质不一定都含有分子伴侣,D项错误。
13.(2023·山东济南一模改编)过氧化物酶体是存在于所有动物细胞和大部分植物细胞中的一种细胞器,其中常含有两种酶,一种是氧化酶,能催化O2氧化有机物(如甲醇、乙醇、脂肪酸),但氧化过程中不产生ATP,产生H2O2;另一种是过氧化氢酶,能将H2O2分解为H2O和O2。过氧化物酶体能通过自我分裂产生,也能通过内质网出芽形成的囊泡转化形成,下列说法错误的是( )A.过氧化物酶体能分解有害物质,具有解毒的功能B.人体细胞中能自我复制的细胞器有线粒体、过氧化物酶体、中心体C.过氧化物酶体氧化有机物可为细胞提供热能D.O2进入猪肝细胞后只在线粒体内膜上被利用
解析 过氧化物酶体中的氧化酶能催化O2氧化对人体有害的有机物,产生H2O2,过氧化氢酶能将H2O2分解为H2O和O2,A项正确;人体细胞中能自我复制的细胞器有线粒体、过氧化物酶体、中心体,B项正确;过氧化物酶体中的氧化酶能催化O2氧化有机物,但该过程不产生ATP,由此推测过氧化物酶体氧化有机物能将有机物中的能量转化为热能,可为细胞提供热能,C项正确;根据题意可知,O2还可以在过氧化物酶体中被利用,D项错误。
考点3 物质进出细胞的实例和方式14.(2023·河南郑州二模)某同学在探究植物细胞吸水和失水的原理时,尝试将临时装片中的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在一定浓度的硫酸铜溶液中,观察到视野中有很多紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞变为黄色或橘黄色,并出现轻度质壁分离现象。下列相关叙述不合理的是( )A.质壁分离的细胞发生了渗透作用失水,该过程中细胞的吸水能力不断增强B.实验中细胞颜色改变说明有溶质分子通过主动运输的方式进入细胞C.细胞发生质壁分离的前提是细胞的原生质层结构完整,外界溶液的浓度大于细胞液的浓度D.实验中细胞轻度质壁分离后可能很快会发生质壁分离的自动复原现象
解析 质壁分离的细胞发生了渗透作用失水,该过程中细胞液不断失水,细胞液浓度增大,细胞的吸水能力不断增强,A项正确;实验中细胞颜色改变说明有溶质分子进入细胞,但是仅凭题干无法推断出溶质分子是通过主动运输进入细胞的,B项错误;植物细胞的原生质层相当于一层半透膜(由细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质组成),细胞发生质壁分离的前提是细胞的原生质层结构完整,外界溶液的浓度大于细胞液的浓度,C项正确;实验中细胞轻度质壁分离,且有溶质分子进入,则实验中细胞轻度质壁分离后可能很快会发生质壁分离的自动复原现象,D项正确。
15.(2023·广州天河月考)为探究主动运输的特点,科研人员进行了如下表所示的四组实验,其中HgCl2是一种ATP水解抑制剂。结果发现,实验前、后溶液中磷酸盐浓度差为甲组>乙组>丙组>丁组。
下列叙述错误的是( )A.由实验结果可知,在实验前、后需分别测定溶液中磷酸盐的浓度B.甲、乙两组实验结果表明,细胞主动运输吸收磷酸盐需要消耗能量C.丙组吸收磷酸盐少于甲组的原因可能是幼嫩组织细胞膜上的载体蛋白数量较少D.该实验的无关变量是温度、pH、起始溶液的量以及胡萝卜片的成熟程度等
解析 据题意可知,本实验的因变量为实验前、后溶液中磷酸盐浓度差,因此在实验前、后需分别测定溶液中磷酸盐的浓度,A项正确;乙组用HgCl2处理,HgCl2是一种ATP水解抑制剂,实验结果是实验前、后溶液中磷酸盐浓度差为甲组>乙组,说明乙组细胞吸收磷酸盐较少,细胞主动运输吸收磷酸盐需要消耗能量,B项正确;磷酸盐的吸收过程属于主动运输,需要消耗能量和载体蛋白,甲组与丙组的区别是胡萝卜片的成熟程度,丙组吸收磷酸盐少于甲组的原因可能是幼嫩组织细胞膜上的载体蛋白数量较少,C项正确;该实验的无关变量是温度、pH、起始溶液的量等,胡萝卜片的成熟程度属于自变量,D项错误。
16.(2023·山东泰安一模)植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成,而后进入细胞质基质,再通过液泡膜上的转运蛋白进入液泡;当液泡中有机酸浓度达到一定水平,会被运出液泡进入降解途径(如图)。下列叙述错误的是( )A.H+进入液泡的方式属于主动运输B.有机酸的产生部位是线粒体内膜C.柠檬酸进出液泡的运输方式不同D.液泡可以调节植物细胞内的环境
解析 H+进入液泡需要ATP水解提供能量,属于主动运输,A项正确;植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成,有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质,B项错误;转运柠檬酸进出液泡的转运蛋白不同,运出液泡利用H+的浓度梯度提供能量,属于主动运输,进入液泡属于协助扩散,C项正确;液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可以调节植物细胞内的环境, D项正确。
17.(2023·湖南师大附中模拟)下图所示为载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差完成相应物质的运输过程。下列叙述错误的是( )A.图中所示过程体现了细胞膜具有选择透过性的功能特点B.图中细胞对C6H12O6和K+的吸收方式属于主动运输C.图中细胞的胞外pH高于胞内pHD.图中载体蛋白有的具有催化剂的功能
解析 图中所示物质的运输依靠特定的载体完成,说明细胞膜的功能特点是具有选择透过性,A项正确;图中细胞对C6H12O6的吸收方式属于主动运输,动力依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差,K+的吸收方式也属于主动运输,能量来源于ATP水解,B项正确;图中H+的运输方式是主动运输,动力依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差,说明细胞外H+浓度高,则胞外pH低于胞内pH,C项错误;Na+—K+泵具有ATP酶活性,所以Na+—K+泵既有运输功能,又有催化功能,D项正确。
1.(2023·山东菏泽一模)我国生物学家在某些细胞中发现了一种新的丝状结构——细胞蛇。细胞蛇只由蛋白质组成,用以催化细胞中重要物质的合成。这种新发现的细胞结构形态和数量在细胞中是不恒定的,在相关物质合成迅速时,细胞蛇也变得更为发达。以下说法错误的是( )A.细胞蛇形态和数量变化与功能相适应B.细胞蛇可以降低化学反应的活化能C.细胞蛇的发现揭示了细胞的统一性D.细胞蛇彻底水解后的产物只有氨基酸
解析 细胞蛇的形态和数量在细胞中是不恒定的,在相关物质合成迅速时,细胞蛇也变得更为发达,体现了细胞蛇形态和数量变化与功能相适应,A项正确;细胞蛇可以催化细胞中重要物质的合成,降低化学反应的活化能,B项正确;细胞蛇是某些细胞中的一种细胞结构,并非所有细胞中都存在,不能揭示细胞的统一性,C项错误;细胞蛇只由蛋白质组成,彻底水解后的产物只有氨基酸,D项正确。
2.(2023·江苏南京二模改编)溶酶体作为细胞中的“回收站”,内部含有的酸性水解酶能将蛋白质等物质降解。其内部偏酸的环境(pH约为4.6)既能保障溶酶体功能,又能防止酸性水解酶泄露后破坏正常结构(细胞质基质中的pH约为7.2),V型质子泵(V-ATPase)在溶酶体内部维持pH的稳态中发挥了重要功能,作用机制如下图所示。下列有关叙述正确的是( )A.V型质子泵可将细胞质基质中的H+顺浓度梯度转运进溶酶体B.据图1推测,H+通过H+通道运出溶酶体的方式是协助扩散C.当pH大于4.6时,H+通过V型质子泵运入溶酶体的数量减少D.若溶酶体内pH为3.5,膜内向膜外运输的H+数量将减少
解析 由于细胞质基质的pH约为7.2,而溶酶体内部的pH约为4.6,细胞质基质中的H+浓度低于溶酶体,所以V型质子泵通过主动运输的方式将细胞质基质中的H+逆浓度梯度转运进溶酶体,A项错误。据图1推测,H+通过H+通道运出溶酶体是从高浓度运输至低浓度,其运输方式是协助扩散,B项正确。由题干可知,V型质子泵的作用是维持溶酶体内部pH的稳态,当pH>4.6时,需要增加溶酶体内H+浓度来降低pH,因此H+通过V型质子泵运入溶酶体的数量增加;若溶酶体内pH为3.5,需要向细胞质基质中运出H+,以增大溶酶体的pH,因此膜内向膜外运输的H+数量增加,故C、D两项错误。
3.(2023·广东广州模拟)液泡是一种酸性细胞器,定位在液泡膜上的ATP水解酶使液泡酸化(H+浓度高)。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一,具体机制如下图所示(Cys为半胱氨酸)。下列叙述错误的是( )A.H+以主动运输的方式从细胞质基质进入液泡B.抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常C.O2在线粒体基质中与[H]结合形成水,同时释放出大量能量D.图示过程说明液泡和线粒体之间既有分工也有合作
解析 液泡是一种酸性细胞器,其内部H+浓度高,细胞质基质中的H+在ATP水解酶的协助下逆浓度梯度进入液泡,属于主动运输,A项正确;由题意可知,线粒体功能异常的原因之一是液泡酸化消失,H+不能顺浓度梯度运出液泡,Cys不能借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡,导致细胞质基质中Cys的浓度增大,抑制Fe进入线粒体发挥作用,进而导致线粒体功能异常,由此推测,抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常,B项正确;O2在线粒体内膜上与[H]结合形成水,C项错误;题图所示过程中液泡酸化消失,线粒体功能异常,体现了液泡和线粒体之间既有分工也有合作,D项正确。
1.[细胞骨架]细胞内的叶绿体是一种动态的细胞器,随光照强度的变化,其分布和位置也会发生改变,该过程为叶绿体定位。研究发现,叶绿体定位至少需要两个条件,即叶绿体的移动和新位置上的锚定。
下列相关叙述不正确的是( )A.绿色植物叶肉细胞的光合色素可吸收、传递、转化光能,并将转化的能量储存在ATP、NADPH中B.由图1结果可知,弱光条件下,叶绿体会汇集到细胞顶面,使其能最大限度地吸收光能C.若化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后,叶绿体定位异常,推测叶绿体是沿着微丝蛋白进行移动的D.由图2结果推测,叶绿体是通过CHUP1蛋白锚定在微丝蛋白上,而CHUP1蛋白应该位于叶绿体的内膜
解析 光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,光合色素将吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,用于暗反应中C3的还原,A项正确;据图1结果可知,弱光条件下,叶绿体会汇集到细胞顶面,能最大限度地吸收光能,保证高效率的光合作用,B项正确;研究发现,叶绿体定位至少需要两个条件,即叶绿体的移动和新位置上的锚定。化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后,叶绿体定位异常,推测叶绿体是沿着微丝蛋白(细胞骨架)进行移动的,C项正确;由图2结果推测,去除叶绿体的CHUP1蛋白后,叶绿体定位异常,故叶绿体是通过CHUP1蛋白锚定在微丝蛋白上的,而CHUP1蛋白应该位于叶绿体外膜表面,D项错误。
2.[蛋白质分选](2023·山东济南一模)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途径的重要环节。多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网—高尔基体(ER—Glgi)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ER—Glgi途径,称为非经典分泌途径(如下图)。下列相关叙述不正确的是( )A.在生物体中,蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节B.经典的蛋白分泌途径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
解析 细胞间信息交流可以通过蛋白质与靶细胞上的特异性受体实现,所以蛋白分泌是重要环节,A项正确;经典的蛋白分泌途径需要通过囊泡来实现,体现了细胞膜的流动性,B项正确;非经典分泌是经典分泌的补充,不是所有细胞都具有,C项错误;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项正确。
3.[协同运输](2023·山东济宁一模)甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞有共质体途径和质外体途径,分别如图中①②所示。下列叙述错误的是 ( )A.质外体pH因H+-ATP酶的作用而逐步降低B.图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流C.图中转运蛋白在行使功能时空间结构发生可逆性改变D.H+化学势能可驱动蔗糖—H+同向运输器转运蔗糖
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