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    山东省部分学校2024-2025学年高一上学期10月学情诊断联合考试生物试卷(解析版)

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    山东省部分学校2024-2025学年高一上学期10月学情诊断联合考试生物试卷(解析版)

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    这是一份山东省部分学校2024-2025学年高一上学期10月学情诊断联合考试生物试卷(解析版),共24页。试卷主要包含了选择题的作答, 人体中的促红细胞生成素等内容,欢迎下载使用。
    注意事项:
    1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
    2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
    3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
    一、单项选择题(共30分,每题2分)
    1. “几处早莺争暖树,谁家新燕啄春泥。乱花渐欲迷人眼,浅草才能没马蹄。”这首《钱塘江春行》描绘了一幅美妙的生命画卷。下列有关叙述错误的是( )
    A. 暖树与新燕所具有的生命系统结构层次是不完全相同的
    B. 钱塘江中的蓝藻既是生命系统的细胞层次,也是个体层次
    C. 诗中提到的所有生物,共同组成了生命系统中的一个群落
    D. 钱塘江中的所有生物和它们所生活的无机环境构成一个生态系统
    【答案】C
    【分析】一定区域内同种生物的所有个体是种群;一定区域内的所有生物是群落。
    【详解】A、植物没有系统层次,因此暖树与新燕所具有的生命系统结构层次不完全相同,A正确;
    B、蓝藻等单细胞生物既是生命系统的细胞层次,也是个体层次,B正确;
    C、群落是指一定区域内的所有生物,诗中提到了植物、动物,没有提到微生物,不能组成群落,C错误;
    D、钱塘江中的所有生物和它们所生活的无机环境构成一个生态系统,D正确。
    故选C。
    2. 寨卡病毒为RNA病毒,通过蚊虫传播,感染者常见症状有低热、斑丘疹、关节疼痛,目前没有药物能有效治疗。下列有关寨卡病毒的叙述正确的是( )
    ①寨卡病毒含有DNA和RNA两种遗传物质
    ②该病毒的遗传物质可直接整合到宿主细胞的染色体中
    ③构成寨卡病毒大分子物质的单体有氨基酸和核糖核苷酸
    ④寨卡病毒虽然不含细胞结构,但却是比细胞还小的生命系统
    ⑤为了研究寨卡病毒的致病机理,可用含有各种营养物质的普通培养基大量培养
    A. ③B. ③⑤C. ①②④D. ①②④⑤
    【答案】A
    【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物,只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成,不能独立的生活和繁殖,只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖,一旦离开了活细胞,病毒就无法进行生命活动。
    【详解】①寨卡病毒为RNA病毒,只含RNA一种核酸,为其遗传物质,①错误;
    ②该病毒的遗传物质为RNA,需经逆转录形成DNA后,才能整合到宿主细胞的染色体中,②错误;
    ③构成寨卡病毒大分子物质的单体有氨基酸(蛋白质的单体)和核糖核苷酸(RNA的单体),③正确;
    ④病毒不属于生命系统,④错误;
    ⑤病毒无细胞结构,不能直接用培养基培养,必需寄生在活细胞内才能完成正常的生命活动,⑤错误。
    综上,③正确。
    故选A。
    3. 用显微镜的一个目镜分别与4个物镜组合来观察某一细胞装片。当成像清晰时,每一物镜与载玻片的距离如图甲所示。图乙是图甲中d条件下观察到的视野,如果不改变载玻片位置、光圈及反光镜,下列说法正确的是( )
    A. b条件下比c条件下看到的细胞数多
    B. a条件下视野的亮度比d条件下大
    C. 由d条件下转变为c条件下观察时,应先将装片向左下方移动
    D. 若乙图中的细胞正沿着视野边缘顺时针移动,实际中细胞也在顺时针移动
    【答案】D
    【分析】甲图表示物镜与载玻片之间的距离,物镜的镜头越长,其放大倍数越大,与玻片的距离也越近,反之则越远,显微镜的放大倍数越大,视野中看的细胞数目越少。
    图乙是甲图中d条件下观察到的视野,细胞位于视野的右上方。
    【详解】A、物镜与载玻片的距离越近,且显微镜的放大倍数越大,视野中观察到的细胞数目越少,因此b条件下比c条件下看到的细胞数少,A错误;
    B、物镜的镜头越长,其放大倍数越大,物镜与载玻片的距离越近,且显微镜的放大倍数越大,视野越暗,因此a条件下视野的亮度比d条件下小,B错误;
    CD、由d条件转变为c条件下观察时,应先将细胞移到视野的中央,由于显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像,乙图细胞位于视野的右上方,因此要想将其移到视野的中央,还应向右上方移动,若乙图中的细胞正沿着视野边缘顺时针移动,实际中细胞也在顺时针移动,C错误,D正确。
    故选D。
    4. 结核杆菌是引起结核病的病原菌,活的结核杆菌进入肺泡即被其中的吞噬细胞吞噬,由于该菌有大量脂质,可抵抗溶菌酶而在吞噬细胞内继续繁殖。使吞噬细胞遭受破坏,释放出的大量菌体在肺泡内引起炎症。以下有关该病菌的叙述中,正确的是( )
    A. 结核杆菌和酵母菌的本质区别是没有生物膜系统
    B. 结核杆菌有细胞壁,能抑制纤维素形成的药物可用于治疗结核病
    C. 结核杆菌进入吞噬细胞后,利用吞噬细胞中的核糖体合成自身蛋白质
    D. 结核杆菌有细胞壁、细胞膜和细胞质,所含DNA分子中没有游离的磷酸基团
    【答案】D
    【分析】结核杆菌是原核生物,原核生物具有唯一的细胞器核糖体,其与真核生物最本质的区别在于有无核膜包被的细胞核。
    【详解】A、生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜,结核杆菌是原核生物,无生物膜系统,酵母菌是真核生物,有生物膜系统,但二者本质区别是有无核膜包被的细胞核,A错误;
    B、结核杆菌有细胞壁,其主要成分是肽聚糖,能抑制纤维素形成的药物不能用于治疗结核病,B错误;
    C、结核杆菌进入吞噬细胞后,利用自身核糖体合成自身蛋白质,C错误;
    D、结核杆菌有细胞壁、细胞膜和细胞质,所含DNA分子(为环状DNA分子)中没有游离的磷酸基团,D正确。
    故选D。
    5. “糖不甩”是一种粤菜甜点,其做法是先把糯米粉煮熟,揉搓成粉丸,再加入滚热的糖浆,最后撒上碾碎的炒花生和切丝的煎鸡蛋,口感酥滑香甜。下列叙述正确的是( )
    A. “糖不甩”中含有淀粉、脂肪、蛋白质等大分子有机物
    B. “糖不甩”的炒花生中储存的脂肪大多含有不饱和脂肪酸
    C. “糖不甩”消化后的产物中含有麦芽糖,可被小肠直接吸收
    D. 煎鸡蛋时高温使蛋白质的肽键断裂,空间结构遭到破坏
    【答案】B
    【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。
    【详解】A、脂肪不属于大分子有机物,A错误;
    B、花生中储存的脂肪大多是不饱和脂肪酸,B正确:
    C、麦芽糖属于二糖,不能被小肠直接吸收,C错误;
    D、高温只是破坏蛋白质空间结构,不破坏肽键,故煎鸡蛋时肽键并未断裂,D错误。
    故选B。
    6. 在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜.下面图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。现取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉进行研磨,分别加入等量的蒸馏水中制成两种提取液.然后在a、b试管中各加5mL第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL第y天的提取液(图B)下列说法不正确的是( )
    A. 在a、c试管中各加入等量碘液后,两管均呈蓝色,但c管颜色较浅
    B. 图A中表示淀粉含量变化的曲线是Ⅰ,表示还原糖含量变化的曲线是Ⅱ
    C. 图A中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质的组成元素都是C、H、O
    D. 在b、d试管中各加入等量斐林试剂后,两管均呈砖红色,d管颜色较深
    【答案】D
    【分析】分析图A曲线,在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物(淀粉)不断代谢转化,香蕉逐渐变甜,即淀粉逐渐水解成可溶性还原糖,故Ⅰ是淀粉含量的变化,Ⅱ是还原糖的变化。
    分析题图B,碘液是用来检验淀粉的存在的,斐林试剂是用来检验可溶性还原糖的存在的,因此a、c是检测淀粉的含量,b、d是检测还原糖的含量。
    【详解】A、与a管相比,c管内的淀粉含量下降,所以加入等量碘液后,两管均呈蓝色,但是c管颜色较浅,A正确;
    B、据图分析已知,Ⅰ是香蕉成熟过程中淀粉含量的变化,Ⅱ是还原糖的变化,B正确;
    C、I、Ⅱ曲线所表示的物质分别是淀粉和还原糖,组成元素都是C、H、O,C正确;
    D、b管还原糖较少,d管还原糖较多,b、d试管中各加入等量斐林试剂后,并且水浴加热后,两管均呈砖红色,d管颜色较深,D错误。
    故选D。
    7. 某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个,现脱掉其中的丙氨酸相应位置如图所示得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是( )
    A. 该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽增加了8个氧原子
    B. 若将得到的5个氨基酸缩合成五肽,则有5种不同的氨基酸序列
    C. 若将新生成的4条多肽链,重新连接成一条长链,将脱去4个H2O分子
    D. 新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
    【答案】C
    【分析】分析题图:该五十肽是由50个氨基酸形成的,其中4个丙氨酸分别位于21号、27号、35号和49号,如果脱掉其中的4个丙氨酸,共需要要断裂8个肽键、消耗8分子水(每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水),得到的产物是4条多肽链和5个氨基酸(4个丙氨酸和1个50肽中的第50号氨基酸)。
    【详解】A、该五十肽水解脱掉4个丙氨酸应该水解掉8个肽键,形成的有机物中氧原子增加8个,A正确;
    B、若将得到的5个氨基酸缩合成五肽,由于有4个丙氨酸,所以可有5种不同的氨基酸序列,B正确;
    C、若将新生成的4条多肽链连接成一条长链,则将脱去3个H2O,C错误;
    D、每条肽链至少含有1个氨基和1个羧基,所以新生成的4条肽链至少含有4个游离的氨基和4个游离的羧基,D正确。
    故选C。
    8. 研究发现,生物膜融合存在以下机制:不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白,使磷脂分子失去稳定进而重排形成融合孔,最后实现生物膜的相互融合,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
    A. 蛋白质是生物膜的基本支架
    B. 膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化
    C. 抑制小鼠腺泡细胞融合孔的形成,不会影响其分泌消化酶
    D. 生物膜融合的过程能体现生物膜的功能特性
    【答案】B
    【分析】细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜,膜厚7~8nm,对于动物细胞来说,其膜外侧与外界环境相接触。其主要功能是选择性地交换物质,吸收营养物质,排出代谢废物,分泌与运输蛋白质。
    【详解】A、磷脂双分子层是生物膜的基本支架,A错误;
    B、据图可知,膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化,B正确;
    C、消化酶分泌过程中发生生物膜的融合,若抑制腺泡细胞融合孔的形成,可能会抑制消化酶的分泌,C错误;
    D、生物膜融合的过程能体现生物膜具有流动性的结构特性,D错误。
    故选B。
    9. 研究人员在果蝇细胞内发现了一种微小的膜结构。当磷酸盐充足时,该结构可以储存磷酸盐,此时细胞分裂加快;当缺乏磷酸盐时,该结构分解并将储存的磷酸盐释放到细胞中,此时细胞分裂速度减慢,这表明它们的功能就像磷酸盐储存库。下列推测错误的是( )
    A. 新细胞的构成需要许多膜结构,细胞通常在磷酸盐充足的条件下分裂
    B. 该结构获取信息与其他细胞器融合体现了细胞膜进行细胞间信息交流功能
    C. 该结构属于细胞生物膜系统的组成部分之一
    D. 该结构储存的磷酸盐不仅用于构建生物膜的磷脂双分子层
    【答案】B
    【分析】细胞中的细胞器膜和细胞膜、核膜,共同构成了细胞的生物膜系统。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和配合。生物膜系统均是以磷脂双分子层作为基本支架。
    【详解】A、根据题干信息,磷酸盐充足细胞分裂加快,由于新细胞的构成需要许多膜结构,而新的生物膜的合成需要磷脂,故细胞通常在磷酸盐充足的条件下分裂,A正确;
    B、该结构与其他细胞器融合不能体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能,因为不是在细胞间发生的过程,B错误;
    C、该结构具有生物膜,且在细胞质中属于细胞生物膜系统的组成部分之一,C正确;
    D、各种膜结构需要磷脂,需要果蝇吸收的磷酸盐,而参与构成核糖体的成分中有RNA,也需要磷元素,因此也参与构成核糖体,因此该结构储存的磷酸盐不仅用于构建生物膜的磷脂双分子层,D正确。
    故选B。
    10. 人体中的促红细胞生成素(EPO)是由肾脏和肝脏分泌的一种激素类物质,能够促进红细胞生成。人体缺氧时,EPO生成增加,并使红细胞增生。人工合成的EPO兴奋剂能够增强机体对氧的结合、运输和供应能力,从而使肌肉更有力量、工作时间更长。下列推测错误的是( )
    A. EPO能够刺激骨髓的造血功能,从而提高血液的携氧能力
    B. 长期违禁使用EPO兴奋剂的运动员,停药后更容易出现贫血症状
    C. 运动员通过高原拉练提升体能时,体内EPO合成量会增加
    D. EPO可以通过提高成熟红细胞中血红蛋白的含量来提高输氧能力
    【答案】D
    【分析】分析题意,EPO能刺激骨髓生成新的红细胞,故能提升肌肉力量,可增强运动员的训练耐力和训练负荷,让运动员在高速奔跑中坚持的时间更久。
    【详解】A、人体中的促红细胞生成素(EPO)能够促进红细胞生成,红细胞能够运输氧气,故EPO能够刺激骨髓的造血功能,从而提高血液的携氧能力,A正确;
    B、EPO兴奋剂是人工合成的,它能促进红细胞生成,从而提升肌肉力量,使运动员的训练耐力和训练负荷增强,但由于负反馈机制,长期违禁使用EPO兴奋剂的运动员体内正常的EPO减少,红细胞减少,故停药后更容易出现贫血症状,B正确;
    C、人体缺氧时,EPO生成增加,并使红细胞增生,高原拉练时氧气含量低,体内EPO合成量会增加,C正确;
    D、EPO通过促进红细胞生成来提高输氧能力,成熟红细胞不含任何细胞器,不含核糖体,故不能合成血红蛋白,D错误。
    故选D。
    11. 肌红蛋白(Mb)是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质,含有C、H、O、N、Fe五种元素,由一条肽链和一个血红素辅基构成。Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面,而非极性的侧链基团则被埋在分子内部。含有Fe2+的血红素辅基位于Mb表面内陷的疏水洞穴中,避免了Fe2+被氧化。下列说法错误的是( )
    A. Mb表面极性侧链基团可以与水分子结合,故Mb可溶于水
    B. Mb中的疏水洞穴保证了血红素的储氧能力
    C. 组成Mb的肽链中氧原子数一定多于氨基酸数
    D. Mb复杂结构的形成与不同部位氨基酸之间形成的氢键和二硫键有关
    【答案】D
    【分析】分析题意可知,Mb的极性侧链分布在分子表面,能与水结合,非极性侧链基团位于分子内部,含有Fe2+的血红素辅基位于Mb表面内陷的疏水洞穴中,能够避免与水溶液中的氧自由基等接触,避免了Fe2+被氧化,保证了Fe2+能与氧结合,即Mb的储氧功能。
    【详解】A、Mb表面含有极性侧链基团,可溶于水,A正确;
    B、由分析可知,Mb中的疏水洞穴能避免血红素辅基中Fe2+被氧化,保证了Mb的储氧能力,B正确;
    C、由题意可知,Mb含有一条肽链,肽链中的氨基酸通过脱水缩合形成肽键,一个肽键含有一个氧原子,肽键数=氨基酸数-1,肽链的末端的羧基含有两个氧原子,若不考虑侧链基团中的氧原子,则肽链中氧原子数=肽键数+2=氨基酸数+1,C正确;
    D、Mb含有C、H、O、N、Fe五种元素,不会形成二硫键,D错误。
    故选D。
    12. 用高浓度的尿素溶液处理从细胞中分离纯化的蛋白质,可使其失去天然构象变为松散肽链(称为“变性”);除去尿素后,蛋白质又可以恢复原来的空间结构(称为“复性”),且蛋白质分子越小复性效果越好。下列相关叙述正确的是( )
    A. 高浓度的尿素溶液使蛋白质变性的原因是蛋白质的溶解度降低
    B. 高浓度尿素溶液会使蛋白质活性丧失,除去尿素后蛋白质活性恢复
    C. 蛋白质经高浓度尿素溶液处理后肽键会发生断裂
    D. 氨基酸数量对蛋白质空间结构没有影响
    【答案】B
    【分析】蛋白质的变性:高温、强酸、强碱、重金属盐等会使蛋白质发生变性,失去其生理活性,会使蛋白质的空间结构发生改变,但其中的肽键没有断裂。
    【详解】A、高浓度的尿素溶液使蛋白质变性的原因是蛋白质的空间结构发生改变,A错误;
    B、除去尿素后,蛋白质可以恢复原来的空间结构,由此可知,除去尿素,蛋白质的活性及功能可恢复,B正确;
    C、蛋白质经高浓度尿素溶液处理后,空间结构发生改变,肽键没有发生断裂,C错误;
    D、蛋白质的结构层次由小到大的顺序是:C、H、O、N等元素→氨基酸→肽链→蛋白质,氨基酸的种类、数量和排列顺序都与蛋白质结构有关,D错误。
    故选B。
    13. 酵母菌API蛋白是一种进入液泡后才能成熟的蛋白质,其进入液泡有两种途径。途径甲是在饥饿条件下,形成较大的双层膜包被的自噬小泡,自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合,以单层膜泡进入液泡;途径乙是在营养充足条件下,形成体积较小的Cvt小泡,该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合。下列叙述错误的是( )
    A. 自噬小泡的内膜与液泡膜融合后,API进入液泡
    B. 衰老的线粒体可通过类似途径甲的过程进入液泡
    C. 自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关
    D. 无论是饥饿状况下还是营养充足情况下,液泡中都可以检测到成熟的API蛋白
    【答案】A
    【分析】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,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、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。细胞自噬是指在一定条件下,细胞内受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解再利用。此外,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。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。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
    【详解】A、自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合,以单层膜泡进入液泡,自噬小泡的外膜与液泡膜融合后,API进入液泡,A错误;
    B、途径甲是在饥饿条件下发生的,衰老的线粒体进行细胞呼吸二、三阶段的代谢能力较弱,饥饿条件下为了更高效利用细胞内物质,可通过类似途径甲的过程进入液泡,B正确;
    C、细胞骨架不仅能够作为细胞支架,还参与细胞器转运、细胞分裂、细胞运动等,可推知自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关,C正确;
    D、API蛋白是通过生物膜包被的小泡进入液泡的,在饥饿条件下,即营养不足时较大的双层膜包被的自噬小泡携带着API蛋白及细胞质中其他物质与液泡膜融合,而营养充足时酵母菌中会形成体积较小的Cvt小泡,该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合,均可在液泡中检测到成熟的API蛋白,D正确。
    故选A。
    14. 一般情况下,内质网和溶酶体几乎不接触,而当溶酶体发生膜损伤时,外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶,从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使内质网广泛包裹受损溶酶体,并介导PS转移进溶酶体。与此同时,PI4P还可以招募OSBP,将胆固醇转运到受损溶酶体。而PS的积累会激活ATG2将大量脂质运送到溶酶体,修复溶酶体膜。若该机制中的关键酶缺失,会导致严重的神经退行性疾病和早衰。下列说法错误的是( )
    A. OSBP可以提高溶酶体膜的胆固醇含量以提高膜的稳定性
    B. PI4K2A激酶的基因缺失可能导致神经细胞的过度凋亡
    C. 内质网包裹受损的溶酶体体现了膜的功能特点
    D. 组成溶酶体膜、内质网膜的磷脂分子可以侧向自由移动
    【答案】C
    【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时起重要作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。细胞膜上的糖类和蛋白质结合形成糖蛋白,也叫糖被,具有保护和润滑作用,还与细胞识别作用有密切关系。
    【详解】A、PI4P招募OSBP将胆固醇转运到受损溶酶体,由此可知,OSBP可以提高溶酶体膜的胆固醇含量以提高膜的稳定性,A正确;
    B、若该机制中的PI4K2A激酶缺失,会导致严重的神经退行性疾病和早衰,由此可推断PI4K2A激酶的基因缺失可能导致神经细胞的过度凋亡,B正确;
    C、内质网包裹受损的溶酶体体现了膜的结构特点,即细胞膜具有一定的流动性,C错误;
    D、由细胞膜的流动镶嵌模型内容可知,构成生物膜(溶酶体膜、内质网膜)的磷脂分子可以侧向自由移动,D正确。
    故选C。
    15. 荧光漂白恢复(FPR)技术是使用荧光分子,如荧光素、绿色荧光蛋白等与相应分子偶联,检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率。FPR技术的原理是:利用高能激光束照射细胞的某一特定区域,使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭,这一区域称光漂白区。一段时间后,光漂白区荧光强度的变化如图所示。下列说法错误的是( )
    A. 荧光恢复的速度可反映荧光标记分子的运动速率
    B. FPR技术只能用于检测活体细胞膜蛋白的动态变化
    C. 图中曲线上升是由周围非漂白区的荧光分子迁移所致
    D. 在适当范围内提高温度可以缩短光漂白区荧光恢复的时间
    【答案】B
    【分析】分析题意可知,高能量的激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭,一段时间后检测发现该区域荧光强度逐渐恢复,由此判断细胞膜上的荧光发生了移动,说明细胞膜具有流动性。
    【详解】A、荧光的恢复速度可以反映荧光标记分子的运动速率,A正确;
    B、荧光漂白恢复技术(FPR)是使用亲脂性或亲水性的荧光分子,如荧光素,绿色荧光蛋白等与蛋白或脂质耦联,用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率,B错误;
    C、 图中曲线的上升是由于膜上的脂质在运动,非漂白区的荧光分子迁移,才使原本淬灭的区域恢复荧光,C正确;
    D、适当范围内升高温度,加快细胞膜上分子的移动速率,进而缩短荧光恢复时间,D正确。
    故选B。
    二、不定项选择题(共15分,每题3分,选不全得1分,错选不得分)
    16. 科研人员在研究叶肉细胞中的某物质时,发现它是一种由两条肽链组成的化合物,在生成ATP的过程中起着重要作用,分子式为CxHyOzNw。下列关于该物质的说法不正确的是( )
    A. 最多含有肽键(w-2)个
    B. 可能是一种酶
    C. 两条肽链都是由氨基酸分子脱水缩合而成的
    D. 该化合物由w个氨基酸组成
    【答案】D
    【详解】ATP的合成需要酶的催化,由题干分析可知,该物质可能是一种酶,其最多含有肽键(w-2)个,两条肽链都是由氨基酸分子脱水缩合而成的,ABC正确;该化合物由两条肽链组成,若组成该化合物的氨基酸都只含有1个氨基,则该化合物由w个氨基酸组成,否则不成立,D错误。
    17. 人体细胞清除废物时,细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(“分子垃圾袋”)形成,随后囊泡将生物膜表面受损的蛋白质带到内部“回收利用工厂”降解,产生的“组件”可重新利用。下列相关叙述,正确的是( )
    A. “分子垃圾袋”的组成成分及结构与细胞膜的相似
    B. 细胞膜塑形蛋白合成、加工过程不消耗能量
    C. 囊泡将蛋白质带回“回收利用工厂”依赖于生物膜的流动性
    D. “回收利用工厂”可能是溶酶体,“组件”可能是核苷酸
    【答案】AC
    【分析】在细胞膜塑形蛋白的作用下,使细胞膜向内拉回,凹陷、缢裂,在细胞内部形成囊泡。
    【详解】A、“分子垃圾袋”是细胞膜凹陷形成的,所以其成分及结构与细胞膜相似,A正确;
    B、蛋白质的合成首先是氨基酸脱水缩合形成肽链,之后肽链盘曲折叠成为具有一定空间结构的蛋白质,这些过程都消耗能量,B错误;
    C、囊泡将蛋白质带回“回收利用工厂”,即囊泡与溶酶体融合,依赖细胞膜的结构特性--流动性,C正确;
    D、“回收利用工厂”是溶酶体,其内部的水解酶可将蛋白质水解,“组件”是指蛋白质的水解产物氨基酸,D错误。
    故选AC。
    18. 糖脂普遍存在于细胞膜上,不同的细胞中糖脂的种类不同,下面是人红细胞表面的ABO血型糖脂的结构示意图,据图判断下列有关叙述正确的是( )
    A. 糖脂与细胞间的信息传递密切相关
    B. 糖脂在细胞膜上的自由移动,决定了细胞膜具有一定的流动性
    C. 细胞膜上的糖类分子与脂质或蛋白质结合形成的复合物被称为糖被
    D. 红细胞ABO血型的不同在于组成糖脂中的糖的种类、数量和排列顺序
    【答案】AD
    【分析】糖脂,属脂类化合物,广泛存在于各种生物体中,由题图信息分析可知,决定ABO血型的物质为糖脂中糖的种类和排列顺序。
    【详解】A、糖蛋白、糖脂通常分布在细胞膜的外侧,与细胞间的信息传递有关,A正确;
    B、细胞膜上磷脂分子可以侧向自由移动,而膜中的蛋白质大多也能运动,因此细胞膜具有一定的流动性,糖脂可以移动,但不能自由移动,B错误;
    C、糖被是细胞膜表面的糖类分子,它和蛋白质分子结合形成糖蛋白,或与脂质分子结合形成糖脂,C错误;
    D、由题图信息分析可知,红细胞ABO血型的不同在于组成糖脂中的糖的种类、数量和排列顺序,D正确。
    故选AD。
    19. 植原体是指能侵染并引发植物生长异常的一类支原体。正常情况下,植物细胞内的错误折叠蛋白被添加泛素标记后,由蛋白酶体上的泛素受体识别并降解为多个短肽,这是植物体降解错误折叠蛋白的途径之一。植原体释放的蛋白质 P05,会与植物细胞的正常调控蛋白结合,并劫持蛋白酶体上的泛素受体,引起调控蛋白降解,进而引发细胞代谢异常。下列说法错误的是( )
    A. 用肽聚糖水解酶可除去植原体的细胞壁
    B. 蛋白酶体催化了错误折叠蛋白所有肽键的水解
    C. P05引起正常调控蛋白在蛋白酶体的降解不需要泛素的参与
    D. 感染植原体后错误折叠蛋白都不会被降解而引发代谢异常
    【答案】ABD
    【分析】据题意可知,正常情况下,植物细胞内的错误折叠蛋白被添加泛素标记后,由蛋白酶体上的泛素受体识别并降解为多个短肽,但植原体感染植物后,释放的蛋白质 P05,会与植物细胞的正常调控蛋白结合,并劫持蛋白酶体上的泛素受体,引起调控蛋白降解,进而引发细胞代谢异常。
    【详解】A、植原体是指能侵染并引发植物生长异常的一类支原体,支原体是一类没有细胞壁的原核生物,A错误;
    B、据题意可知,蛋白酶体能将错误折叠蛋白降解为多个短肽,而不是都形成了氨基酸,说明蛋白酶体并非催化了错误折叠蛋白所有肽键的水解,B错误;
    C、据题意可知,植原体释放的蛋白质 P05,会与植物细胞的正常调控蛋白结合,并劫持蛋白酶体上的泛素受体,引起调控蛋白降解,因此P05引起正常调控蛋白在蛋白酶体的降解不需要泛素的参与,C正确;
    D、感染植原体后引发细胞代谢异常原因是植原体释放的蛋白质 P05,会与植物细胞的正常调控蛋白结合,并劫持蛋白酶体上的泛素受体,引起调控蛋白降解,D错误。
    故选ABD。
    20. 线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程。MEx常作为线粒体受损的重要指标。为研究D蛋白和K蛋白在MEx中的作用,用红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作,操作及结果如图1和2。下列说法正确的是( )
    A. MEx过程体现了生物膜具有一定的流动性
    B. 药物C使线粒体受损,此时K蛋白可以显著促进MEx
    C. 在MEx过程中,D蛋白和K蛋白的功能具有协同作用
    D. MEx过程中迁移体的移动与细胞骨架有关
    【答案】ACD
    【分析】据题图可知,未敲除K基因并用药物C处理时,荧光相对值大,而敲除该基因并用药物C处理时,相对值小,说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐;敲除D基因,即D蛋白缺失时会导致与药物C处理相同情况,故D蛋白的作用是:有K蛋白时,D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用。
    【详解】A、线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程,体现了生物膜具有一定的流动性的特点,A正确;
    B、分析题图可知,未敲除K基因并用药物C处理时,荧光相对值大,而敲除该基因并处理时,相对值降低不明显,说明药物C使线粒体受损,K蛋白促进正常细胞MEx不明显,B错误;
    C、敲除D基因,即D蛋白缺失时会导致与药物C处理相同情况,故D蛋白的作用是,有K蛋白时,D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用,说明在MEx过程中D蛋白和K蛋白的功能具有协同作用,C正确;
    D、真核细胞内的细胞骨架的作用是锚定并支撑着细胞器,与细胞器在细胞内的运输有关,因此MEx过程中迁移体的移动与细胞骨架有关,D正确。
    故选ACD。
    三、非选择题(共55分)
    21. 下表中各元素的数据代表该元素占原子总量的百分比。请据表回答问题。
    (1)组成人体的化学元素在元素周期表上都有,它普遍存在于非生物界,生物体内不包含特殊的“生命元素”,这个事实说明______。
    (2)生物从非生物环境中获得的那些元素与环境中的这些元素的比例相差甚远。如岩石圈中,氢、碳、氮加在一起占总原子数不到1%,而在生物体中占总原子数的74%左右。这个事实说明______。
    (3)构成人体活细胞的化学元素中O含量最多的原因是______。N含量也较多的原因是______。
    (4)人体中的钙在骨和牙齿中以_______的形式存在,钙在血液中主要以_______形式存在,如果含量太低会出现______现象。
    (5)人体内的镁主要从蔬菜中的什么器官获得?为什么?_______。
    【答案】(1)生物界和非生物界具有统一性
    (2)生物界与非生物界具有差异性
    (3)①. 构成细胞的化合物中含量最多的是H2O ②. 蛋白质和核酸中都含N,特别是蛋白质是占细胞干重最多的化合物
    (4)①. 碳酸钙 ②. 离子 ③. 抽搐
    (5)体内的镁主要从蔬菜中的叶片中获得,因为Mg是叶绿素的组成成分,叶绿素主要存在于叶片中
    【分析】组成生物体的化学元素在无机环境中都能找到,没有一种是元素是生物特有的,这说明生物界和非生物界具有统一性;组成生物体的元素的含量与无机环境中元素的含量差异很大,这说明生物界与非生物界具有差异性。生物体的无机盐主要的存在形式是离子,有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分,如Fe是血红蛋白的组成成分,Mg是叶绿素的组成成分等。
    (1)分析表格信息可知,组成人体的化学元素普遍存在于非生物界,生物体内不包含特殊的“生命元素”,这个事实说明生物界和非生物界具有统一性。
    (2)从非生物环境中获得的那些元素与人体中的这些元素的比例相差甚远,这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。
    (3)构成人体的化学元素中O含量最多的原因主要是构成细胞的化合物中含量最多的是H2O;人体中N含量也较多的原因是蛋白质和核酸中都含N,特别是蛋白质是占细胞干重最多的化合物。
    (4)人体中的钙在骨和牙齿中以碳酸钙的形式存在,儿童缺少钙会患佝偻病,成年人缺少时会患骨质疏松症。钙在血液中主要以离子形式存在,如果含量太低会出现抽搐现象。
    (5)Mg是叶绿素的组成成分,体内的镁主要从蔬菜中的叶片中获得。
    22. 青少年学生的身体发育需要充足的营养,一份营养丰富且均衡的餐食应包含主食(米饭或面食)、蔬菜、肉类、奶制品和水果等,这些食物能提供人体所需的各种营养物质。下表是某中学食堂贴出的某天的菜谱。
    (1)个别中学生经常有挑食或不吃主食的习惯,长期不吃主食可能引起低血糖症状,原因是______。以下同学们的午餐中的物质属于糖类的是____(编号选填)。
    ①咖哩大排饭中的淀粉
    ②零卡雪碧中的木糖醇(C5H12O5)
    ③鲜牛奶中的维生素
    ④香酥鸭腿中的油脂
    (2)低血糖患者补充能量时往往采取静脉注射葡萄糖溶液的方式而非蔗糖溶液,试从细胞吸收的角度解释原因______。
    (3)劣质奶粉中含有大量还原糖,需要用斐林试剂鉴定,预计水浴加热过程中试管内混合液的颜色变化是______。从氨基酸的角度分析,评价奶粉营养价值高低的主要标准是看______。
    (4)赖氨酸是人体的必需氨基酸,一旦缺乏就会影响体内蛋白质的合成,出现营养不良。某生物兴趣小组以大鼠为实验对象,选择下列材料和用具就此问题进行了探究,请完善实验步骤。
    材料用具:20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、组成蛋白质的21种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的普通食物、高蛋白食物、秤、天平等。
    实验步骤:①将20只正常幼年大鼠随机分成甲、乙两组,分别称量其体重。
    ②甲组喂食______,乙组喂食______,其他饲养条件相同且适宜。
    ③一段时间后,______。
    实验结果及结论:______。
    【答案】(1)①. 长期不吃主食,从食物中摄入的糖不足,细胞中储存的糖原消耗过多,脂肪等转化成糖的量不足,导致机体无法维持血糖稳态,出现低血糖症状 ②. ①
    (2)蔗糖是二糖,必须要水解成单糖才能被细胞吸收;而葡萄糖是单糖,可以直接被细胞吸收
    (3)①. 蓝色→棕色→砖红色 ②. 奶粉中必需氨基酸的种类和数量
    (4)①. 一定量加入了21种氨基酸的普通食物 ②. 等量加入除赖氨酸外其它20种氨基酸的普通食物 ③. 称量并计算两组大鼠饲喂之后体重的增加量 ④. 若两组大鼠体重增加量基本相同,则赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸;若乙组大鼠营养不良,体重增加缓慢,甲组大鼠正常,则赖氨酸是大鼠的必需氨基酸
    【分析】细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外,多余的部分可以合成糖原储存起来;但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
    组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其中有8种是人体细胞不能合成的,这些氨基酸必须从外界环境中获取,因此,被称为必需氨基酸。另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的,叫作非必需氨基酸。
    (1)主食的主要成分是淀粉,消化后形成葡萄糖被吸收,进入细胞后在细胞中分三个去路:大部分参与氧化分解,一部分在细胞中形成肝糖原和肌糖原储存,还有一部分转化成脂肪储存。由于长期不吃主食,从食物中摄入的糖不足,细胞中储存的糖原消耗过多,细胞中脂肪等非糖物质转化成糖也不足,无法及时向血液补充糖,导致机体无法维持血糖稳态,近而出现低血糖症状。
    ①淀粉属于糖类中的多糖,①符合题意;
    ②木糖醇属于醇,不属于糖类,②不符合题意;
    ③糖类包括单糖、二糖和多糖,维生素不属于糖类,③不符合题意;
    ④油脂属于脂质,不属于糖类,④不符合题意。
    故选①。
    (2)由于蔗糖是二糖,必须要水解成单糖才能被细胞吸收;而葡萄糖是单糖,可以直接被细胞吸收。因此,低血糖患者补充能量时往往采取静脉注射葡萄糖溶液的方式而非蔗糖溶液。
    (3)鉴定还原糖要用斐林试剂,与待测样液在试管中混合均匀后,还必须经过水浴加热处理,试管中混合液的颜色变化是由蓝色变成砖红色(沉淀)。必需氨基酸是动物体不能合成,只能从食物中获得的氨基酸;当动物缺乏必需氨基酸时,就会影响体内蛋白质的合成,出现营养不良、体重增加缓慢等特征,所以评价奶粉营养价值高低的主要标准是看必需氨基酸的种类和含量。
    (4)依题意,实验的目的是探究赖氨酸对大鼠生长发育的影响,自变量为是否含有赖氨酸。根据实验必须遵循的对照原则和单一变量原则,实验步骤为:
    ①将20只正常幼年大鼠随机分成甲、乙两组,分别称量其体重。
    ②甲组喂食一定量加入了21种氨基酸的普通食物,乙组喂食等量加入除赖氨酸外其它20种氨基酸的普通食物,其他饲养条件相同且适宜。
    ③一段时间后,称量并计算两组大鼠饲喂之后体重的增加量。
    实验结果及结论:
    若两组大鼠体重增加量基本相同,则赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸;若乙组大鼠营养不良,体重增加缓慢,甲组大鼠正常,则赖氨酸是大鼠的必需氨基酸
    23. 线粒体在细胞内是高度动态变化的,在细胞内不断分裂、融合,这一过程是由多种蛋白质精确调控完成的。
    (1)线粒体是_____的主要场所,其结构与功能相适应的表现是______。
    (2)真核细胞中线粒体的数目与其代谢强度成正比,一些衰老的线粒体也会被______消化消除,所以线粒体的分裂在真核细胞内经常发生。
    (3)马达蛋白是一类由能量驱动的可以定向运动的蛋白,可介导的“货物”定向运输。研究发现,内质网与线粒体的分裂有关,过程如下图所示。
    ①研究发现,细胞内Ca2+主要储存在内质网中,在细胞质基质中浓度较低,而马达蛋白表面有Ca2+结合位点。据此推测,由Ca2+介导的线粒体向内质网运动的机制是:受到调控信号的刺激后,内质网_____,使细胞质基质中Ca2+浓度增高,Ca2+与_____结合,使马达蛋白牵引着线粒体沿着_____运输到内质网。
    ②由图可知,_____形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时募集细胞质中游离的_____,在收缩部位形成蛋白复合物,不断收缩进而使线粒体断开。
    【答案】(1)①. 有氧呼吸##呼吸作用 ②. 内膜向内折叠形成嵴,增大膜面积
    (2)溶酶体 (3)①. 释放Ca2+离子 ②. 马达蛋白 ③. 细胞骨架 ④. 内质网##内质网摸 ⑤. M蛋白与D蛋白
    【分析】真核细胞中的线粒体是有氧呼吸的主要场所,其结构包括双层膜、嵴和基质。据图分析,内质网膜形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,分裂形成两个线粒体。
    (1)线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜向内折叠形成嵴,从而增大膜面积,有利于与有氧呼吸有关酶的附着。
    (2)细胞中衰老的线粒体会被溶酶体中的水解酶分解。
    (3)①根据题意分析,细胞内Ca2+主要储存在内质网中,在细胞质基质中浓度较低,受到调控信号的刺激后,内质网释放Ca2+离子,使细胞质基质内Ca2+离子浓度升高,Ca2+离子与马达蛋白结合进而使线粒体沿着细胞骨架运输到内质网。
    ③由图可知,内质网膜形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时募集细胞质中游离的M蛋白与D蛋白,在收缩部位形成蛋白复合物,不断收缩使线粒体断开。
    24. 下图是发生在高尔基体 TGN 区的三条蛋白质分选途径,据图回答以下问题:
    (1)为了研究蛋白质的分选过程,常采用_____法,可调节性分泌过程(途径 2)主要体现了细胞膜的_____功能。
    (2)高尔基体的顺面通常会形成很多褶皱,从膜的转移角度解释其原因是_____。进入高尔基体的部分蛋白质会在S酶的作用下形成M6P标志,与高尔基体膜上的M6P受体识别,带有M6P标志的蛋白质会转化为溶酶体酶。若S酶功能丧失,细胞中会出现_____的现象。
    (3)可调节性分泌(途径 2)小泡离开高尔基体后暂时聚集在细胞膜附近,待相关“信号”刺激影响时再分泌到细胞外;组成型分泌(途径 3)中运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞膜。据此分析,细胞膜蛋白的形成过程属于_____(选填“途径 2”或“途径 3”)类型的分泌。引起组成型分泌和可调节性分泌的机制不相同,不同点在于_____。
    (4)为探究胰岛B细胞分泌胰岛素的方式,实验设计如下:
    实验思路:甲组在葡萄糖浓度为1.5g/L的培养液中加入一定量的蛋白质合成抑制剂(生理盐水配制),再加入胰岛B细胞;乙组在葡萄糖浓度为1.5g/L的培养液中加入等量的_____,再加入等量的胰岛B细胞,适宜条件下培养合适时间,检测甲、乙两组培养液中胰岛素的含量。若甲、乙两组胰岛素含量相等,说明胰岛素的分泌方式为_____;若途径2和途径3并存,则实验结果为_____。
    【答案】(1)①. 同位素标记法##同位素示踪法 ②. 信息交流
    (2)①. 高尔基体的顺面接收来自于内质网的囊泡并进行融合 ②. 衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在细胞内积累
    (3)①. 途径 3 ②. 可调节性分泌需要有细胞外信号分子的刺激而组成型分泌不需要
    (4)①. 生理盐水 ②. 可调节性分泌途径##途径2 ③. 甲组检测到较少胰岛素,乙组检测到较多胰岛素
    【分析】图示表示高尔基体定向转运不同蛋白质时的不同机制,从图中可以看出,从高尔基体分泌出来的蛋白质有三条途径,1、在M6P受体的作用下,进入溶酶体成为溶酶体酶;2、可调节性分泌途径分泌小泡离开高尔基体后聚集在细胞膜附近,当外界葡萄糖浓度高时,葡萄糖分子(信号分子)与细胞膜上的受体蛋白结合时,与细胞膜融合将内容物释放到细胞外;3、组成型分泌途径中分泌小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞膜,此过程不需要信号的触发。
    (1)常采用同位素标记法研究蛋白质的分选过程,可调节性分泌过程(途径 2)需要信号分子刺激才能完成,体现了细胞膜具有信息交流的功能。
    (2)高尔基体的顺面接收来自于内质网的囊泡并进行融合,所以其顺面会出现很多褶皱。由题图信息分析可知,S酶功能丧失的细胞中,某些蛋白质上就不能形成M6P标志,此类蛋白质就不能转化为溶酶体酶,故细胞中会出现衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在细胞内积累的现象。
    (3)由题意可知,途径2的蛋白质最终是要分泌到细胞外的,途径3的蛋白质最终是运送到细胞膜,所以细胞膜蛋白的形成过程属于途径3。两种不同分泌方式的机制差异在于可调节性分泌需要有细胞外信号分子的刺激而组成型分泌不需要。
    (4)该实验目的是探究胰岛素的分泌途径,胰岛素是分泌蛋白,分泌蛋白的组成型分泌途径影响细胞膜上的受体蛋白的数量;可调节性分泌途径需要借助细胞膜上信号分子(受体蛋白),并且受血糖浓度升高的刺激才能分泌,培养液中的葡萄糖浓度为外界刺激,因此实验的自变量为蛋白质合成抑制剂的有无,甲组加入的是蛋白质合成抑制剂,为实验组,则乙组为对照组,应该加入等量生理盐水。实验因变量是胰岛素的含量,若胰岛素只存在可调节性分泌途径,则一定时间内两组培养液都检测出相同量胰岛素;若胰岛素只存在组成型分泌途径,只在乙组培养液检测出胰岛素;若胰岛素存在两种分泌途径,甲组检测到较少胰岛素,乙组检测到较多胰岛素。
    25. 甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,不仅广泛存在于空气中,也是所有生物细胞代谢的产物,生物体内检测到的甲醛称为“内源甲醛”。内源甲醛在神经细胞内的过度积累,会抑制细胞的活力,使之萎缩变圆,进而造成神经细胞不断损害和丢失,导致神经退行性疾病,如阿尔茨海默症(AD)。
    (1)为检测甲醛在细胞中的分布,体外培养小鼠脑微血管内皮细胞株,采用甲醛荧光探针(红色)分别检测细胞中溶酶体和线粒体(均用绿色荧光标记)。甲醛探针的红色荧光与溶酶体的绿色荧光几乎完全重合,而不与线粒体的绿色荧光重合,说明_____。预测在细胞培养液内加入0.1 mml/L的甲醛,可以观察溶酶体内的甲醛红色荧光强度_____。
    (2)近年来的研究发现,AD患者脑细胞的胞质内存在大量溶酶体水解酶,预示溶酶体功能的损害与AD早期进展有关。为检测AD的发生是否与溶酶体内甲醛代谢异常有关,研究者进行了以下实验:
    ①对大鼠进行双侧颈动脉不完全结扎手术用来构建脑部氧化应激损伤(会引起AD)动物模型,然后测定溶酶体和胞质内甲醛含量,结果如下图所示。对照组1不做任何处理。对照组2的处理是_____,设置这组的目的是_____。
    测定结果显示:_____。
    说明:_____。
    ②正常情况下甲醛会被转运出神经细胞,以减少对细胞的伤害。为了探究甲醛的转运方式,研究人员用药物L破坏了溶酶体膜,一段时间后,检测实验组与对照组细胞内和培养液中的甲醛浓度,若_____,则表明溶酶体参与了甲醛的运出。
    (3)综合上述研究,请你针对甲醛代谢异常导致的神经退行性疾病提出治疗思路_____。
    【答案】(1)①. 内源甲醛在细胞中溶酶体有分布,在细胞中线粒体无分布 ②. 增强
    (2)①. 除不结扎双侧颈动脉外, 其余过程与实验组相同 ②. 排除手术对实验结果的干扰 ③. 实验组的甲醛浓度显著高于对照组1和对照组2,且溶酶体内甲醛浓度显著高于细胞内 ④. 内源甲醛主要分布于溶酶体 ⑤. 实验组的细胞内甲醛荧光强度显著高于对照组,而培养液内甲醛浓度显著低于对照组
    (3)可通过注射一定浓度的甲醛消除剂来降低体内甲醛浓度,从而缓解甲醛代谢异常导致的神经退行性疾病
    【分析】由题意可知,内源甲醛主要分布于细胞中的溶酶体,此外溶酶体还具有转运甲醛的功能,如果溶酶体结构被破坏后,从溶酶体中释放出的甲醛无法有效地运送到细胞外,导致甲醛在细胞内蓄积,会抑制细胞的活力,使之萎缩变圆,进而造成神经细胞不断损害和丢失,导致神经退行性疾病。
    (1)甲醛探针的红色荧光与溶酶体的绿色荧光几乎完全重合,而不与线粒体的绿色荧光重合,说明内源甲醛在细胞中溶酶体有分布,在细胞中线粒体无分布。在细胞培养液内加入0.1mml/L的甲醛,甲醛进入溶酶体内,导致溶酶体内的甲醛浓度增大,因此可以观察到溶酶体内的甲醛红色荧光强度增强。
    (2)溶酶体是细胞内具有单层膜包被的小泡,内含多种酸性水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵细胞的病毒或病菌。
    ①为了排除手术对实验结果的干扰,可增设一组假手术处理作为对照组2,即除不结扎双侧颈动脉外,其余过程与实验组相同。由题图可知,实验组(手术组)的甲醛浓度显著高于对照组1和对照组2(假手术组),且溶酶体内甲醛浓度显著高于细胞内,说明内源甲醛主要分布于溶酶体。
    ②药物处理后,甲醛释放到溶酶体外,且溶酶体结构被破坏后,从溶酶体中释放出的甲醛无法有效地运送到细胞外,导致甲醛在细胞内蓄积。因此,与对照组相比,实验组的细胞内甲醛荧光强度显著高于对照组,而培养液内甲醛浓度显著低于对照组。
    (3)综合上述研究可知,溶酶体具有储存和转运甲醛的功能,如果溶酶体出现结构与功能的异常,会导致甲醛代谢失调,造成认知损害。可通过注射一定浓度的甲醛消除剂来降低体内甲醛浓度,从而缓解甲醛代谢异常导致的神经退行性疾病。
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