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2023届高考生物二轮复习细胞的分子组成与基本结构作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习细胞的分子组成与基本结构作业含答案,共22页。试卷主要包含了选择题,综合题等内容,欢迎下载使用。
题过关测试卷1 细胞的分子组成与基本结构
一、选择题(共15题,1~3题每小题2分,4~15题每小题2.5分,共36分)
1.(2022·云南昆明模拟)细胞是由多种元素和化合物构成,下列有关叙述正确的是( )
A.叶绿素、胆固醇、磷脂共有的组成元素是C、H、O、N
B.相同质量的糖原比脂肪彻底氧化分解释放出的能量多
C.叶肉细胞光反应阶段产生的NADPH可与O2结合生成H2O
D.真核细胞中大部分的DNA、RNA主要在细胞核内合成
【解析】 胆固醇的组成元素只有C、H、O,A错误;与糖类相比,脂肪中的H元素含量高,O元素含量少,故相同质量的脂肪彻底氧化分解比糖原消耗更多氧气,释放更多能量,B错误;叶肉细胞光反应阶段产生的NADPH和ATP可将C3还原成C5和(CH2O),C错误;在真核细胞中,DNA主要分布于细胞核,故DNA的复制和RNA的转录主要在细胞核中完成,所以大部分的DNA、RNA主要在细胞核内合成,D正确。
【答案】 D
2.(2022·贵州安顺市阶段练习)分析下图多肽的结构,下列说法正确的是( )
A.该化合物有5个游离氨基、4个游离羧基
B.该多肽中含有5个肽键、4个侧链基团
C.假定一个由n个氨基酸构成的含m条肽链的蛋白质分子,氨基酸平均相对分子质量为a,那么,这个蛋白质分子的相对分子质量为na-18(n-m)
D.组成该化合物的氨基酸有5种
【解析】 题图中该多肽的R基中均不含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH),所以该化合物中含有游离的氨基数=肽链数=1个,含有游离的羧基数=肽链数=1个,A错误;该多肽中含有5个侧链基团,即5个氨基酸脱水缩合而成,含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=5-1=4个,B错误;根据蛋白质的相对分子质量计算公式,一个由n个氨基酸构成的含m条肽链的蛋白质分子,氨基酸平均相对分子质量为a,则这个蛋白质分子的相对分子质量表达式是na-18(n-m),C正确;氨基酸的种类由R基决定,图中有5个R基,但有两个R基均是—H,因此组成该化合物的氨基酸有4种,D错误。
【答案】 C
3.(2022·四川凉山二模)运动能促进肌细胞合成FDNC5蛋白,FDNC5被酶剪切后形成多肽激素——鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞,被激活的脂肪细胞能快速消耗葡萄糖和脂肪。下列有关叙述正确的是( )
A.脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅳ染成橘黄色
B.葡萄糖和脂肪都是机体内的主要贮能物质
C.鸢尾素通过体液定向运输到白色脂肪细胞
D.酶剪切FDNC5过程中有水参与其化学反应
【解析】 脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,A错误;葡萄糖是细胞中生命的燃料,为细胞中主要能源物质,而脂肪是机体内的主要贮能物质,B错误;鸢尾素通过体液运输作用于脂肪细胞,促进脂肪细胞的能量代谢,但其可随着体液传送到达全身各处,而不是定向运输,C错误;FDNC5蛋白被酶切后形成多肽激素——鸢尾素,该过程中发生了肽键的断裂过程,而肽键断裂过程需要水的参与,D正确。
【答案】 D
4.(2022·四川成都七中模拟)塑料是一类高分子聚合物的统称,其形成的“白色污染”给全球带来严重的环境污染和生态破坏。中科院海洋研究所的科研团队成功发现一种能有效降解塑料垃圾的细菌,并从这个菌群筛查出能明显降解聚乙烯塑料的多个酶,下列说法正确的是( )
A.该细菌合成能降解塑料的酶至少需要核糖体—内质网—高尔基体
B.这种细菌的遗传物质主要是DNA
C.若提取该细菌内的所有核酸进行彻底水解,会得到8种产物
D.若将这种酶进行高温处理,则这种酶会被水解成为多种氨基酸
【解析】 细菌是原核生物,仅有核糖体一种细胞器,A错误;细菌的遗传物质为DNA,遗传物质主要是DNA是因为生物界中还有RNA病毒以RNA为遗传物质,并不是所有生物都以DNA为遗传物质,B错误;该细菌中含有DNA与RNA 2种核酸,彻底水解后可获得磷酸、脱氧核糖、核糖及五种碱基,共8种产物,C正确;高温会使酶的空间结构被破坏、发生变性,水解需要水解酶的催化,D错误。
【答案】 C
5.(2022·宁夏三模)水痘是由水痘—带状疱疹病毒(VZV,一种双链DNA病毒)初次感染引起的急性传染病,人类是该病毒的唯一自然宿主。下列有关VZV的叙述,正确的是( )
A.VZV的遗传物质彻底水解后得到4种脱氧核苷酸
B.VZV属于生命系统结构层次的最低层次,能通过分裂繁殖后代
C.VZV与它的宿主能发生的可遗传变异类型相同
D.VZV离开活细胞后将不能完成其生命活动
【解析】 VZV的遗传物质是DNA,初步水解后得到4种脱氧核苷酸,彻底水解后形成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基,A错误;VZV是病毒,没有细胞结构,不属于生命系统的结构层次,而生命系统结构层次的最低层次是细胞,B错误;VZV是病毒,只能发生基因突变,而人的可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,C错误;VZV没有细胞结构,离开活细胞后将不能完成其生命活动,D正确。
【答案】 D
6.(2022·新疆一模)某含乳饮料的配料有水、白砂糖、全脂奶粉、食用香精、甜味剂、碳酸钙、维生素A、维生素D等。成分检测结果显示该含乳饮料的蛋白质和脂肪含量约为牛奶的三分之一,糖含量约为牛奶的两倍,下列叙述正确的是( )
A.含乳饮料和牛奶均能与双缩脲试剂反应产生砖红色沉淀
B.含乳饮料中脂肪含量较少,儿童大量饮用不会引起肥胖
C.含乳饮料中的维生素D可以促进肠道对钙和磷的吸收
D.含乳饮料为青少年提供的营养更多更全面,能替代牛奶
【解析】 牛奶中含有蛋白质,与双缩脲试剂反应产生紫色,A错误;含乳饮料中脂肪含量较多,长期大量饮用使得糖类过剩,也会转化为脂肪,从而导致肥胖,儿童大量饮用会引起肥胖,B错误;维生素D的生理作用是促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,C正确;含乳饮料含有白砂糖、食用香精、甜味剂、糖类蛋白质含量不高,不能替换牛奶,D错误。
【答案】 C
7.(2022·河南信阳模拟)萌发的某种子中的酶有两个来源:一是由干种子中的酶活化而来,二是种子萌发时重新合成。研究发现,当种子萌发时,新的RNA在种子吸水后12 h才会开始合成,而蛋白质的合成则在种子吸水后15~20 min便可以开始。下列相关叙述正确的是( )
A.种子萌发过程中有机物的含量和种类均减少
B.干种子中没有自由水,但含有一定量的结合水
C.种子萌发时消耗的能量的根本来源是母体的光合作用
D.种子吸水后20 min~12 h,其细胞中不进行基因的转录,也不存在翻译过程
【解析】 种子萌发时,有机物分解,获得的有机物的种类增加,A错误;干燥的种子有自由水和结合水,只不过自由水的含量比鲜种子低,B错误;种子萌发时消耗的有机物根本上来源于母体的光合作用,C正确;根据题干信息可知:当种子萌发时,新的RNA在种子吸水后12 h才会开始合成,而蛋白质的合成则在种子吸水后15~20 min便可以开始。可见种子吸水后20 min~12 h,其细胞中不进行基因的转录,但存在翻译过程,D错误。
【答案】 C
8.(2022·湖北荆门龙泉中学一模)下图为真核生物体内不同化学元素组成化合物的示意图,下列说法正确的是( )
A.若①是大分子化合物,则①不可能具有物质运输功能
B.若③是黑藻的遗传物质,则③彻底水解产物有6种
C.若②为储能物质,则②可能是固醇、淀粉、糖原
D.若①③可共同构成的结构为染色体,则③只分布在细胞核中
【解析】 ①可以是蛋白质,如载体蛋白具有物质运输功能,A错误;③是脱氧核糖核酸,彻底水解产物有6种,分别为:磷酸、脱氧核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶,B正确;若②为储能物质,固醇不属于储能物质,C错误;若①③共同构成的结构为染色体,则①是蛋白质,③是脱氧核糖核酸DNA,主要分布在细胞核中,线粒体和叶绿体半自主性细胞器中也有DNA,D错误。
【答案】 B
9.(2022·江西二模)变形虫是一类可以改变自身形状的单细胞真核原生生物。其主要食物是细菌。但嗜肺军团菌能生存于变形虫体内,增殖后逸出,并导致宿主细胞死亡。嗜肺军团菌也能入侵人类肺泡吞噬细胞,导致人类军团病。下列有关叙述错误的是( )
A.细菌细胞结构不含染色体、线粒体、叶绿体、溶酶体、高尔基体等结构
B.嗜肺军团菌寄生于变形虫中,利用变形虫转录翻译体系合成自身蛋白质
C.变形虫、嗜肺军团菌和人均属于生态系统成分中的消费者
D.变形虫、嗜肺军团菌和人的遗传物质均是DNA,均以ATP为直接能源物质
【解析】 细菌为原核细胞,不含染色体、线粒体、叶绿体、溶酶体、高尔基体等结构,A正确;嗜肺军团菌不属于病毒,嗜肺军团菌寄生于变形虫中,利用自身细胞内的转录翻译体系合成自身蛋白质,B错误;依据题意可知变形虫、嗜肺军团菌和人一样,均为异养型生物,都从其他生物体摄取有机营养而生存,都属于消费者,C正确;变形虫、嗜肺军团菌和人均属于细胞结构生物,遗传物质均是DNA,均以ATP为直接能源物质,D正确。
【答案】 B
10.(2022·江西兴国中学模拟)如图表示细胞的部分结构和生理过程。有关说法错误的是( )
A.图中mRNA的起始密码在A端,一个mRNA上的多个核糖体能合成多种肽链
B.图中的8可以是DNA聚合酶、RNA聚合酶或组成染色体的蛋白质
C.图中6、7过程分别为线粒体、叶绿体提供了部分蛋白质或酶
D.图中4a可能是受体蛋白、通道蛋白、载体蛋白,4b可能是水解酶
【解析】 由图可知,核糖体在mRNA上的移动方向为从左到右,因此图中mRNA的起始密码在A端,但是一个mRNA上的多个核糖体能合成一种肽链,而不是多种,因为模板是同一条mRNA,A错误;核孔是大分子进出细胞核的通道,且DNA聚合酶、RNA聚合酶或者是组成染色体的蛋白质都在细胞核中发挥作用,因此图中的8可以是DNA聚合酶、RNA聚合酶或组成染色体的蛋白质,B正确;图中6、7过程分别为线粒体、叶绿体提供了部分蛋白质或酶,线粒体和叶绿体所需的蛋白质还有一部分是在细胞质基因(叶绿体基因或线粒体基因)的指导下合成的,C正确;4a表示蛋白质流向了细胞膜,而细胞膜上有受体蛋白、通道蛋白、载体蛋白,4b表示蛋白质流向溶酶体,可能是水解酶,因为溶酶体中储存了大量的水解酶,D正确。
【答案】 A
11.(2022·山西吕梁一模)质子泵是具有ATP水解酶活性的一种载体蛋白。胃液pH的正常范围是0.9~1.5,是因为胃黏膜上皮细胞的细胞膜上有质子泵。进食之前,位于细胞内的小泡膜上;进食之后,整合到细胞膜上(如图所示)。下列叙述不正确的是( )
A.质子泵具有运输和催化的功能
B.小泡膜可能来自高尔基体
C.H+分泌到胃内的跨膜运输方式为协助扩散
D.开发特异性抑制质子泵活动的药物,可治疗胃酸分泌过多引起的疾病
【解析】 质子泵可以协助H+运输,且可将ATP水解为ADP和Pi,故质子泵具有运输和催化功能,A正确;小囊泡是往返细胞膜与高尔基体、内质网之间的运输工具,高尔基体在其运输过程中是交通枢纽,故小泡膜可能来自高尔基体,B正确;氢离子通过质子泵向细胞膜外的运输需要消耗能量,属于主动运输,C错误;“进食之前,位于细胞内的小泡膜上;进食之后,整合到细胞膜上”,故可开发特异性抑制质子泵活动的药物,可以治疗胃酸分泌过多引起的疾病,D正确。
【答案】 C
12.(2022·山西吕梁二模)如图表示小肠上皮细胞对消化液中3种单糖的吸收过程,下列叙述正确的是( )
A.神经细胞受到刺激时Na+进入细胞的方式与小肠上皮细胞吸收Na+的方式不同
B.小肠上皮细胞吸收半乳糖和葡萄糖的方式与成熟红细胞吸收葡萄糖的方式相同
C.当消化液中半乳糖含量增加时,小肠上皮细胞对葡萄糖的运输速率会降低
D.小肠上皮细胞运输果糖的速率与细胞外果糖的浓度呈正相关
【解析】 神经细胞受到刺激时Na+进入细胞的方式为协助扩散,据图分析,Na+进入小肠上皮细胞的方式也是协助扩散,A错误;小肠上皮细胞吸收半乳糖和葡萄糖的过程是逆浓度梯度,为主动运输,成熟红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖,B错误;由图可知,葡萄糖和半乳糖与载体的结合部位相同,故当消化液中半乳糖含量增加时,其与载体的结合概率更高,此时小肠上皮细胞对葡萄糖的运输速率会降低,C正确;由图可知,小肠上皮细胞运输果糖的过程属于协助扩散,运输速率与果糖浓度和转运蛋白数量有关。在一定范围内转运速率与细胞外果糖的浓度呈正相关,超过一定范围将不随细胞外果糖浓度的增加而增加,D错误。
【答案】 C
13.(2022·甘肃玉门期中)核孔是具有选择性的核质交换通道,亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。如图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验,下列相关叙述正确的是( )
A.亲核蛋白进入细胞核由头部决定
B.亲核蛋白进入细胞核不需要载体
C.亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量
D.亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞的方式相同
【解析】 从图中可知,放射性头部没有进入细胞核,放射性尾部全部进入细胞核,可见亲核蛋白进入细胞核由尾部决定,A错误;亲核蛋白是大分子,头部没有进入而尾部进入一定是尾部有特异性识别,核孔是具有选择性的物质交换通道,故需要载体体现它的选择性,B错误;亲核蛋白进入细胞核,不是自由扩散,通过核孔进入细胞核需要消耗能量,C正确;葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,而亲核蛋白进入细胞核的方式是主动运输,D错误。
【答案】 C
14.(2022·河北高三阶段练习)植物细胞膜上的质子泵可以利用ATP分解释放的能量驱动细胞内的H+向细胞外逆浓度梯度转运,细胞外高浓度的H+可以驱动磷酸转运蛋白变构,将细胞外的H2PO转运到细胞中,过程如图所示。2,4—DNP是一种细胞膜氢离子通透剂,壳梭孢菌素是一种质子泵激活剂。下列叙述错误的是( )
A.呼吸抑制剂处理可以减少细胞对H2PO的吸收
B.壳梭孢菌素处理可以促进植物细胞吸收H2PO
C.使用2,4—DNP可增强跨膜H+浓度梯度,利于植物吸收H2PO
D.缺磷时,磷酸转运蛋白数量会增加、活性增强,提高细胞的磷吸收效率
【解析】 呼吸抑制剂能够影响ATP的产生,影响质子泵功能,减少细胞对H2PO的吸收,A正确;壳梭孢菌素是一种质子泵激活剂,可以促进植物细胞吸收H2PO,B正确;使用细胞膜氢离子通透剂2,4—DNP可使细胞外H+进入细胞内,降低跨膜H+浓度梯度,加重植物的磷缺乏症状,C错误;缺磷时,磷酸转运蛋白表达量增加以及活性增强可以增加磷吸收效率,D正确。
【答案】 C
15.(2022·湖南雅礼中学二模)如图表示一段时间内同一细胞的线粒体膜、液泡膜对相关物质的相对吸收速率曲线,下列有关叙述不正确的是( )
A.线粒体膜与液泡膜对O2吸收速率的不同与两者膜上的载体蛋白种类和数量有关
B.两种膜对甘油的相对吸收速率相同,推测甘油进入两种细胞器的方式应该相同
C.线粒体膜、液泡膜对K+、Na+的吸收速率都有差异,与膜的选择透过性有关
D.液泡膜吸收H2O的相对速率比线粒体膜快,可能与两种膜上水通道蛋白的数量有关
【解析】 O2跨膜的方式为自由扩散,与载体蛋白无关,但线粒体膜与液泡膜对O2吸收速率不同,是因为两者的需求不同,A错误;两种膜对甘油的相对吸收速率相同,推测两者吸收甘油的方式相同,都为自由扩散,且两种细胞器对甘油无特殊需求,B正确;K+和Na+进入两种细胞器的方式都为主动运输,但线粒体膜、液泡膜对K+和Na+的吸收速率有差异,可能是两种细胞器对这两种离子的需求不同,体现了膜的选择透过性,C正确;水进入不同的膜可能有自由扩散和协助扩散两种方式,所以导致两种膜吸收水的相对速率不同,D正确。
【答案】 A
二、综合题(共5题,共54分)
16.(11分)(2022·宁夏银川一中模拟)回答下列与蛋白质相关的问题:
(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是________________________________。
在细胞中合成蛋白质时,肽键是在__________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白,如______________(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是____________________________________________。
(2)通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构,某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是___________________________________________。
(3)如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变,其原因可能是____________________________________。
【解析】 (1)生物体中组成蛋白质的基本单位是氨基酸;在细胞中合成蛋白质时,在核糖体上mRNA的密码子翻译成氨基酸,氨基酸之间脱水缩合形成肽键;胃蛋白酶是胞外酶,属于分泌蛋白,逆转录酶和酪氨酸酶属于胞内酶;分泌蛋白从合成至分泌到细胞外还需要内质网加工,再经过高尔基体的进一步加工、分类、包装,最后形成分泌小泡转运至细胞膜,通过胞吐的方式分泌出去。(2)细胞内的蛋白质都有特定的氨基酸数目、种类和排列序列以及由肽链盘曲、折叠形成的一定的空间结构;某些物理或化学因素可以使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,肽键暴露,易与蛋白酶接触,使蛋白质被水解。(3)编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,改变后的密码子翻译的氨基酸还是原来的氨基酸,这是密码子的简并性,所以不会引起血红蛋白中基酸序列的改变。
【答案】 (1)氨基酸 核糖体 胃蛋白酶 对蛋白质进行加工、分类和包装
(2)空间 蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解
(3)遗传密码具有简并性
17.(12分)(2022·江苏泰州模拟)研究发现,过量的胆固醇吸收或合成会导致高胆固醇血症,进而诱发动脉粥样硬化等心血管疾病,严重威胁人类健康。下图示意小肠上皮细胞吸收胆固醇的主要方式,请回答下列问题:
(1)胆固醇是构成______________的成分之一,同时也是一些生物活性分子的前体,与磷脂相比,其缺少的元素有________。
(2)据图可知,胆固醇被小肠吸收首先要被小肠上皮细胞膜上的NPC1L1识别,通过内吞进入细胞,以__________形式运输,这体现了细胞膜的特点是
______________________。
(3)胆固醇合成的主要场所是____________(填细胞器名称),转录因子SREBPs能够激活胆固醇合成所需要基因的表达,其中的SREBP1a、SREBP1c是由同一个基因控制合成的,出现差异的原因可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)细胞内胆固醇水平高时,SREBPs与某些蛋白结合形成复合结构,被锚定在细胞质中,无法通过________进入细胞核,同时细胞会通过SCFFBW7(一种泛素连接酶复合体)对SREBPs进行泛素化修饰,在蛋白酶的作用下,SREBPs被________,导致胞内胆固醇的合成受限制,这是一种________调节机制。
(5)研究表明胆固醇可快速从内质网转运到质膜上,但阻碍胆固醇从质膜到内质网的运输后,并不影响胆固醇从内质网运输到质膜,这说明_____________________________________________________________。
【解析】 (1)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,同时也是一些生物活性分子的前体,磷脂的组成元素是C、H、O、N、P,而胆固醇的组成元素只有C、H、O,显然,与磷脂相比,其缺少的元素有N、P。(2)据图可知,胆固醇被小肠吸收的过程为:首先要被小肠上皮细胞膜上的NPC1L1识别,通过内吞进入细胞,以囊泡的形式运输,这体现了细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。(3)胆固醇属于脂质,其合成的主要场所是内质网,转录因子SREBPs能够激活胆固醇合成所需要基因的表达,其中的SREBP1a、SREBP1c是由同一个基因控制合成的,根据基因表达的过程包括转录和翻译可推测,它们不同的原因应该是mRNA中的碱基序列有差别,同一基因可以有不同的转录起始位点,也可能是RNA的剪接方式不同。(4)细胞内胆固醇水平高时,SREBPs与某些蛋白结合形成复合结构,被锚定在细胞质中,无法通过核孔进入细胞核,同时细胞会通过SCFFBW7(一种泛素连接酶复合体)对SREBPs进行泛素化修饰,在蛋白酶的作用下,SREBPs被降解,而SREBPs能够激活胆固醇合成所需要基因的表达,因此,胞内胆固醇的合成受限制,从而使细胞内胆固醇含量处于相对稳定状态,这是一种负反馈调节机制。(5)研究表明胆固醇可快速从内质网转运到质膜上,但阻碍胆固醇从质膜到内质网的运输后,并不影响胆固醇从内质网运输到质膜,可能是因为胆固醇从内质网到质膜与从质膜到内质网的运输采用了不同途径,因而不能同时被阻止。
【答案】 (1)动物细胞膜 N、P
(2)囊泡 具有一定的流动性
(3)内质网 同一基因可以有不同的转录起始位点;RNA的剪接方式不同
(4)核孔 降解 负反馈
(5)胆固醇从内质网到质膜与从质膜到内质网的运输采用了不同途径
18.(9分)(2022·河南模拟)高尔基体在细胞内物质的运输中起着重要枢纽作用,分泌蛋白、细胞膜上的膜蛋白以及溶酶体中的酸性水解酶等蛋白质的定向转运过程都是通过高尔基体完成的。下图表示高尔基体定向转运不同蛋白质时的不同机制,其一是激素合成后随即被释放到细胞外,称为组成型分泌途径;其二是激素合成后暂时储存在细胞内,受到细胞外信号刺激时再释放到细胞外,称为可调节型分泌途径。请回答:
(1)分泌蛋白、细胞膜上的膜蛋白以及溶酶体中的酸性水解酶的合成、加工和转运过程,需要__________________和高尔基体等细胞器的参与,这体现了细胞中各种细胞器之间的______________关系。
(2)溶酶体酶包装时,酸性水解酶先与M6P受体结合,然后高尔基体以出芽的形式形成囊泡。若________(填“促进”或“抑制”)M6P受体基因的表达,则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累。
(3)为探究胰岛素的分泌途径,某研究小组进行如下实验。请完成下表(培养液中葡萄糖浓度均为1.5 g/L)。
实验处理
预测实验结果
推出结论
甲组:培养液+胰岛B细胞+X物质(蛋白质合成抑制剂,用生理盐水配制)
乙组:培养液+胰岛B细胞+_______________________________________________________________________________
一定时间内两组培养液都检测出相同量胰岛素
胰岛素只存在可调节型分泌途径
只在乙组培养液检测出胰岛素
胰岛素只存在组成型分泌途径
________________________________________________________________________
________________________
胰岛素存在两
种分泌途径
【解析】 (1)分泌蛋白、细胞膜上的膜蛋白以及溶酶体中的酸性水解酶的合成、加工和转运过程均需要经过内质网与高尔基体的加工、包装与运输,并需要线粒体提供能量,这体现了细胞器之间的分工与合作。(2)溶酶体内部含有多种水解酶,作用是分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。从图中可知,在M6P受体的作用下,来自高尔基体的蛋白质成为溶酶体酶,若要使衰老和损伤的细胞器在细胞内积累,需要减少溶酶体酶的数量,因此可通过抑制M6P受体基因的表达来实现。(3)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;可调节型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型分泌途径,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,则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,则甲组检测到较少胰岛素,乙组检测到较多胰岛素。
【答案】 (1)核糖体、内质网、线粒体 分工与合作(协调配合)
(2)抑制
(3)等量生理盐水 甲组检测到较少胰岛素,乙组检测到较多胰岛素
19.(13分)(2022·四川雅安中学期中)科学家在研究物质跨膜运输时发现,甘油、脂肪酸分子能够透过人工制作的无蛋白质的脂双层,而氨基酸则不能透过。回答下列问题:
(1)根据上述实例推测,甘油、脂肪酸进入细胞的方式为______________。若降低上述实验温度,甘油、脂肪酸透过脂双层的速率________。
(2)氨基酸不能通过无蛋白质的脂双层,而细胞膜却能够运输氨基酸,说明其运输离不开____________________,也说明氨基酸运输方式可能为主动运输或协助扩散。
(3)现提供动物组织细胞(可培养)、动物细胞培养液(含有氨基酸)、氮气、氧气、茚三酮(氨基酸与茚三酮反应,溶液发生蓝色到紫色的颜色变化及沉淀,氨基酸越多溶液颜色越接近紫色)等,设计实验探究动物细胞吸收氨基酸的方式是主动运输还是协助扩散。写出实验设计思路并预期结果和结论。
注:①实验中所用试剂对细胞均无伤害作用;②不考虑动物细胞无氧呼吸产生能量对氨基酸吸收的影响。
设计思路:_______________________________________________________________________。
预期结果与结论:_________________________________________________________________。
【解析】 (1)甘油、脂肪酸分子能够透过人工制作的无蛋白质的脂双层,可推测出甘油、脂肪酸进入细胞的方式为自由扩散,自由扩散速率与分子运动有关,分子运动速率随温度的降低而减慢,若降低上述实验温度,甘油、脂肪酸透过脂双层的速率会降低。(2)氨基酸不能通过无蛋白质的脂双层,而细胞膜却能够运输氨基酸,说明其运输离不开载体蛋白,据此可知,氨基酸运输方式可能为主动运输或协助扩散。(3)实验目的为探究动物细胞吸收氨基酸的方式是主动运输还是协助扩散,这两种方式的区别在于是否需要能量供应,因此实验设计中的自变量为是否有充足的能量供应,这里利用气体供应种类作为自变量,因变量是培养液中溶液颜色的变化。具体实验思路为:可将动物组织细胞均分为甲、乙两组,均用适量且等量的动物细胞培养液培养,甲组通入氧气、乙组通入等量的氮气;一段时间后加入茚三酮观察并比较两组培养液的颜色;若甲组的颜色偏向蓝色(其中氨基酸较少),乙组偏向紫色(其中氨基酸较多),说明甲组溶液中的氨基酸较多被转运需要消耗能量,其吸收方式为主动运输;若两组的颜色相近似(细胞溶液中的氨基酸含量基本无差别),则说明氨基酸转运不需要能量,其为协助扩散。
【答案】 (1)自由扩散 降低
(2)载体蛋白
(3)将动物组织细胞均分为甲、乙两组,均用适量且等量的动物细胞培养液培养,甲组通入氧气、乙组通入等量的氮气;一段时间后加入茚三酮观察并比较两组培养液的颜色 若甲组的颜色偏向蓝色,乙组偏向紫色,说明氨基酸的吸收方式为主动运输;若两组的颜色相近似,则说明其为协助扩散
20.(9分)(2022·湖北阶段练习)根据下列有关哺乳动物成熟红细胞的研究,回答相关问题:
(1)当人的红细胞缺乏ATP时,会导致Na+进入多于K+排出,Ca2+无法正常排出,红细胞会因__________升高吸水过多而膨大成球状甚至破裂。
(2)人体细胞膜上分布有葡萄糖转运家族(简称G,包括G1、G2、G3等多种转运载体)。研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富;G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。如图所示为不同细胞摄入葡萄糖速率随细胞外葡萄糖浓度的变化情况。当葡萄糖浓度为10 mmol/L时,影响红细胞摄入速率增加的内在因素是______________;影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有________________、____________(答出两点)。
(3)人体成熟的红细胞经过几个阶段发育而来,各阶段细胞特征如下表。
阶段
阶段1
阶段2
阶段3
阶段4
细胞特征
无血红蛋白,有较强的分裂能力
核糖体丰富,开始合成血红蛋白,有分裂能力
核糖体等细胞器逐渐减少,分裂能力减弱
无细胞核、核糖体等细胞器,血红蛋白含量高,无分裂能力
①阶段1至阶段4是____________过程,细胞特征发生变化的根本原因是________________________________。
②依据资料分析,红细胞成熟过程核糖体增多的好处是________________________。在皮肤损伤修复和再生过程中,人体会分泌生长因子等激活休眠干细胞,使其增殖分化为功能细胞,加速死皮细胞的脱落,促进角质层细胞的更新。
【解析】 (1)当红细胞缺乏ATP时,会导致Na+进入多于K+排出,Ca2+无法正常排出,红细胞内溶物增多,细胞内渗透压升高,会导致红细胞吸水过多而膨大成球状甚至破裂。(2)红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,由图可知,当葡萄糖浓度为10 mmol/L时,红细胞摄入速率不再随葡萄糖浓度的增大而增大,说明G1载体的数量限制了葡萄糖的运输速率;肝脏细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,由图可知,当葡萄糖浓度为10 mmol/L时,肝脏细胞摄入速率没有达到最大,所以影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有G2载体的数量和能量。当细胞膜上缺少G蛋白时,血液中的葡萄糖不能及时转运进入细胞,可能会导致血糖浓度升高。(3)①阶段1至阶段4细胞特征发生改变,所以是细胞分化的过程;细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。②血红蛋白的合成场所是核糖体,核糖体增多有利于红细胞大量合成血红蛋白。
【答案】 (1)渗透压
(2)G1载体数量 G2载体的数量 能量
(3)①细胞分化 基因选择性表达 ②有利于红细胞大量合成血红蛋白
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