备战2025届高考生物一轮总复习第2单元细胞的基本结构及物质运输课时规范练6细胞器与生物膜系统

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考点一 主要细胞器的结构和功能
1.将鼠的肝细胞磨碎,进行差速离心(即将细胞匀浆放在离心管中,先进行低速离心,使较大颗粒形成沉淀P1;再用高速离心沉淀上清液中的小颗粒物质,从而将细胞不同的结构逐级分开),结果如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.遗传物质主要分布在P1
B.合成蛋白质的场所分布于S1、S2、S3、P4中
C.P4中有不含磷脂分子的细胞器
D.图中含有线粒体的组分是P2
2.下列有关细胞结构及其生理功能的叙述,正确的是( )
A.人的成熟红细胞、高等植物的成熟筛管细胞无细胞核,属于原核细胞
B.线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体的类囊体堆叠形成基粒
C.细胞骨架是由纤维素组成的网架结构,可维持细胞的形态
D.哺乳动物的成熟红细胞内富含血红蛋白,有利于该细胞运输氧气和有氧呼吸
3.“结构与功能相适应”的原则是生物学的基本观点之一,下列与该原则相符的是( )
A.溶酶体可以合成大量的酸性水解酶,得以分解衰老、损伤的细胞器
B.叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积,有利于化学反应的高效进行
C.细胞壁是植物细胞系统的边界,具有控制物质进出细胞的功能
D.细胞骨架是由纤维素组成的网架结构,与细胞的运动、分裂等有关
4.细胞中特定的结构必然有与之相对应的功能存在,且其功能的实现也需要以特定的结构作为基础。下列叙述正确的是( )
A.细胞膜具有一定的流动性,有助于完成物质运输、细胞分裂等功能
B.溶酶体合成的多种水解酶,能分解外界吞入的颗粒和自身衰老、损伤的细胞器
C.细胞质内的纤维素交错连接构成细胞骨架,有利于维持细胞形态和进行胞内运输
D.细胞核中的核仁是核糖体装配的重要场所,细胞中核糖体的合成离不开核仁结构
5.(2023·山东日照一模)研究表明,癌细胞溶酶体中的pH低于正常细胞。BODIPY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,设计成溶酶体荧光探针。该探针与H+结合后,荧光强度升高。下列说法错误的是( )
A.溶酶体内的酸性环境有利于其分解衰老、损伤的细胞器
B.若某区域的荧光强度较强,则该区域的细胞可能是癌细胞
C.由题意可知,可用溶酶体荧光探针来定位癌细胞在体内的位置
D.荧光探针能靶向进入癌细胞的溶酶体,是因为其pH相对较低
6.(2023·广东深圳二模)科学家利用电镜在成纤维细胞中观察到一些形态和大小略有不同的网状结构,并集中在内质中,因此将这些结构称为内质网。下列关于内质网的叙述,正确的是( )
A.是蛋白质的合成、加工场所以及运输通道
B.由双层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构
C.是一个不连续的内腔分隔的膜性管道系统
D.外膜向外折叠形成凸起的称为粗面内质网
考点二 实验:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
7.(2024·福建三明模拟)下表是不同温度条件下黑藻叶片细胞质叶绿体流动一圈所用的时间。0 ℃和40 ℃水中细胞质内的叶绿体基本不流动,细胞形状无明显变化,但其叶绿体由集中分布在细胞膜周围变为均匀分布于细胞中。据表分析,下列叙述正确的是( )
不同温度条件下黑藻叶片细胞质叶绿体流动一圈的时间
A.低温时胞质流动速率低,细胞代谢速率降低
B.胞质流动最快的温度是27 ℃,此温度下细胞代谢最活跃
C.0 ℃时由于低温引起胞内结冰,细胞破裂,胞质基本不流动
D.用洋葱鳞片叶外表皮细胞代替黑藻叶片细胞能观察到相同的生理现象
考点三 细胞器之间的协调配合与生物膜系统
8.(2023·河北石家庄模拟)细胞内各种不同的细胞器类似于不同的零件,每个零件有自己独特的功能,大家分工合作,共同完成细胞的生命活动。下列关于细胞结构的叙述,正确的是( )
A.高等植物除叶肉细胞外,其他细胞均不含有叶绿体
B.在同一个体的不同细胞中,细胞器的含量和种类不一定相同
C.细胞膜把各种细胞器分隔开,使细胞内部区域化
D.所有分泌蛋白的修饰加工都需要内质网和高尔基体的参与
9.细胞的生物膜系统破裂后,具膜细胞器的膜碎片结合各自成分融合成的囊泡称为微粒体,具有与活细胞相同的生物活性和功能。将含各种微粒体的胰岛B细胞匀浆进行低速离心,除去含细胞核、线粒体、溶酶体等微粒体的沉淀物后,再将上清液进行高速离心,分离出表面光滑的光面微粒体和表面附着核糖体的粗面微粒体。SRP和DP是分别存在于细胞质基质和内质网膜上的蛋白质,为探究SRP、DP和内质网在胰岛素合成过程中的作用,在含有核糖体、tRNA、酶类、氨基酸等无细胞翻译体系中,分别加入不同成分进行如下实验。
注:“+”和“-”分别表示“存在”和“不存在”。
(1)根据实验结果分析:胰岛素合成过程中,首先在 上合成一段含有约70个氨基酸残基的肽链,这段肽链一端的信号肽与SRP结合,后者通过与内质网上的DP结合,将核糖体—新生肽引导至内质网。该过程中,翻译过程的暂停开始于 与 (两空顺序可颠倒)的结合,翻译过程的继续开始于 与 (两空顺序可颠倒)的结合。
(2)第4组实验中生成的胰岛素原没有生物活性,但胰岛B细胞分泌的胰岛素却具有生物活性。导致二者差别的生理过程是 。
(3)若向无细胞翻译体系中加入胰岛素mRNA、SRP和粗面微粒体,推测翻译的产物是 。
(4)实验中利用含各种微粒体的胰岛B细胞匀浆,获得光面微粒体和粗面微粒体的方法是 ,能够形成光面微粒体的细胞器有 。
关键能力提升练
1.(2023·山东烟台二模)内质网中任何生命活动发生异常均会引发内质网的保护机制——内质网应激。最典型的就是未折叠蛋白反应:未折叠蛋白聚集在内质网诱导细胞减少蛋白质的合成;同时激活自噬信号通路形成自噬小体包裹受损内质网,运送至溶酶体进行降解,这一过程被称为内质网自噬。下列说法错误的是( )
A.内质网是合成、加工和运输蛋白质等物质的膜性管状系统
B.未折叠蛋白反应能增大内质网的压力
C.内质网自噬有利于保证内质网的正常代谢
D.溶酶体酶的形成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关
2.马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白质。目前普遍认为细胞质流动是由马达蛋白介导的“货物”定向运输引起的。下图为马达蛋白运输叶绿体的示意图。下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架参与细胞内物质或结构的运输
B.观察细胞质的流动可用叶绿体的运动作为参照
C.该细胞中马达蛋白介导叶绿体朝不同的方向运输
D.马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
3.(2024·安徽师大附中模拟)下图是细胞内囊泡运输过程示意图,囊泡上的V-SNARE蛋白与靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡膜和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。下列叙述正确的是( )
A.图中T-SNARE与V-SNARE的结合依赖于膜上的载体蛋白
B.囊泡膜、细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统
C.核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜依次参与RNA聚合酶的合成与运输过程
D.分泌蛋白的合成运输过程中高尔基体的膜面积先减后增
4.(2024·湖南益阳模拟)某些两亲性分子(如磷脂),分散于水中时会自发形成一类具有封闭双层结构的有序组合体,称为囊泡(包括图中的内吞泡和分泌小泡)。在一些细胞中囊泡有储存、运输和消化等功能。下图表示某细胞部分结构和功能示意图。下列说法正确的是( )
A.磷脂分子分散于水中时会形成封闭双层结构的有序组合体,与磷脂分子尾部亲水和头部疏水有关
B.利用囊泡来输送药物,对异常细胞进行靶向干预,可在囊泡膜上加上一些转运蛋白
C.处理衰老、损伤的细胞器可用图中所示过程,即溶酶体与之结合利用水解酶把它分解
D.细菌被内吞后,细菌中的核糖体、线粒体等也会被分解为小分子物质
5.(2024·广东联考)利什曼原虫(引起利什曼病的寄生虫)的亲水性酰化表面蛋白B(HASPB)是通过细胞质中的游离核糖体合成的一类脂蛋白。利什曼原虫分泌的HASPB结合于细胞膜外侧,与宿主细胞的感染密切相关。HASPB在细胞膜内某个区域积累,当达到一定浓度时,诱导细胞膜外翻、泡化、脱落,从而将包裹在其中的HASPB释放到细胞外。下列有关叙述错误的是( )
A.HASPB的分泌是某些细胞间信息传递的重要环节
B.HASPB的分泌过程中伴随着生物膜之间的转化
C.HASPB的分泌不需要内质网和高尔基体的参与
D.HASPB可能成为开发治疗利什曼病药物的靶标
6.(2023·江苏扬州模拟)人体内胆固醇合成后以低密度脂蛋白(LDL)形式进入血液,细胞需要时LDL与细胞膜上的受体结合成LDL-受体复合物进入细胞。下图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图。请据图回答下列问题。
(1)核仁的体积与代谢强度密切相关,代谢活跃的细胞中核仁体积将 ,该细胞含有核酸的细胞器有 (至少写出两个)。
(2)胆固醇是人体所必需的物质,但血液中胆固醇含量 时,可能引发心脑血管疾病。胆固醇合成后以低密度脂蛋白(LDL)的形式进入血液,细胞需要时LDL与其受体结合成复合物以 方式运输进入细胞。
(3)溶酶体中的多种水解酶是在 上合成的,水解酶从合成到进入溶酶体的途径是: →溶酶体(用数字和箭头表示)。
(4)图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有 的功能,溶酶体的功能说明其膜的结构特点是 。被溶酶体降解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。由此推测,当细胞养分不足时,细胞这种“自噬作用”会 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(5)研究表明,若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小,说明在肝癌发展期,细胞自噬会 (填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生,结合图中自噬过程,推测其原因可能是 。
答案：
必备知识基础练
1.D 解析 遗传物质主要分布于细胞核中,即P1中,A项正确;蛋白质在核糖体上合成,核糖体分布于S1、S2、S3、P4中,B项正确;P4中有核糖体,不具有膜结构,是不含磷脂分子的细胞器,C项正确;图中含有线粒体的组分是P2和S1,D项错误。
2.B 解析 人的成熟红细胞、高等植物的成熟筛管细胞无细胞核,但属于真核细胞,A项错误;线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体的类囊体堆叠形成基粒,都扩大了膜面积,B项正确;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,可维持细胞的形态,C项错误;哺乳动物的成熟红细胞不含线粒体,只能进行无氧呼吸,D项错误。
3.B 解析 酸性水解酶的化学本质是蛋白质,在核糖体内合成,A项不符合题意;叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积,前者以类囊体形成基粒的方式增大膜面积,后者以内膜折叠形成嵴的方式增大膜面积,有利于化学反应的高效进行,B项符合题意;植物细胞系统的边界是细胞膜,C项不符合题意;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂和分化等有关,D项不符合题意。
4.A 解析 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,有助于完成物质运输、细胞分裂等功能,A项正确;溶酶体内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,水解酶在核糖体合成,B项错误;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的,C项错误;原核细胞的核糖体合成与核仁结构无关,D项错误。
5.D 解析 溶酶体内有酸性水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,其内的酸性环境有利于其分解衰老、损伤的细胞器,A项正确;根据题干信息,“癌细胞溶酶体中的pH低于正常细胞”,“该探针与H+结合后,荧光强度升高”可知,癌细胞溶酶体内H+含量高于正常细胞,若某区域的荧光强度较强,则该区域的细胞可能是癌细胞,可用溶酶体荧光探针来定位癌细胞在体内的位置,B、C两项正确;荧光探针并不能靶向进入癌细胞的溶酶体,只是荧光探针能与H+结合,从而定位癌细胞,D项错误。
6.A 解析 内质网外连细胞膜,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,是蛋白质的合成、加工场所以及运输通道,A项正确;内质网是单层膜结构的细胞器,B项错误;内质网是一个连续的内腔相通的膜性管道系统,C项错误;内质网是单层膜结构的细胞器,有些内质网上有核糖体附着,叫粗面内质网,D项错误。
7.A 解析 温度会影响分子运动,低温时胞质流动速率低,细胞代谢速率降低,A项正确;要想探究胞质流动最快的温度,还需进一步缩小温度梯度,B项错误;0℃时细胞不会破裂(有细胞壁的存在),C项错误;洋葱鳞片叶外表皮细胞无叶绿体,不能观察到叶绿体的流动,D项错误。
8.B 解析 高等植物除叶肉细胞外,其幼茎皮层细胞等呈绿色部分的细胞也含有叶绿体,A项错误;由于不同细胞的功能不同,在同一个体的不同细胞中,细胞器的含量和种类不一定相同,如胰腺细胞中的高尔基体较为发达,心肌细胞中线粒体的数量较多,B项正确;生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内部区域化,C项错误;原核细胞中不含内质网和高尔基体,但原核细胞也可产生分泌蛋白,故原核细胞产生的分泌蛋白的修饰加工不需要内质网和高尔基体的参与,D项错误。
9.答案 (1)游离核糖体 信号肽 SRP SRP DP
(2)胰岛素原在高尔基体中进一步加工
(3)含86个氨基酸残基的胰岛素原(不含信号肽)
(4)差速离心法 高尔基体、光面内质网
解析 (1)分泌蛋白首先在游离的核糖体上合成,然后核糖体—新生肽会附着至内质网;对比表格中的实验组1和实验组2,SRP的存在会使肽链延伸停止,即SRP与信号肽结合后会导致翻译过程停止,故翻译过程的暂停开始于信号肽与SRP的结合;对比1、2、3组可知,当DP参与后,多肽链可继续合成,故翻译过程的继续开始于SRP与DP的结合。
(2)胰岛素属于分泌蛋白,第4组实验中生成的胰岛素原没有生物活性,导致二者差别的生理过程是胰岛素原需在高尔基体中进一步加工。
(3)结合表格可知,若向无细胞翻译体系中加入胰岛素mRNA、SRP和粗面微粒体(含有DP),推测翻译的产物是含86个氨基酸残基的胰岛素原(不含信号肽)。
(4)由于各种细胞器的密度不同,故可通过差速离心法获得光面微粒体和粗面微粒体;结合题中微粒体的相关叙述可知,能够形成光面微粒体的细胞器有高尔基体、光面内质网。
关键能力提升练
1.B 解析 内质网具有单层膜,是合成、加工和运输蛋白质等物质的膜性管状系统,A项正确;未折叠蛋白反应会减少蛋白质的合成,能减小内质网的压力,B项错误;由题干可知,内质网自噬能清除受损的内质网,有利于保证内质网的正常代谢,C项正确;溶酶体酶属于蛋白质,其形成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关,D项正确。
2.C 解析 细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维聚合而成的三维的纤维状网架体系,细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等许多生命活动中都具有非常重要的作用,A项正确;细胞质基质是不断流动的,悬浮在基质中的细胞器也会随之运动,所以叶绿体等位置的改变证明了细胞质是流动的,由于细胞质流动的速度慢,无标志物难以察觉,而选择体积较大的、有颜色的细胞器如叶绿体等作为标志物有利于观察,B项正确;马达蛋白是一类利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动的蛋白质,不能介导叶绿体朝不同的方向运输,C项错误;由题图可知,马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域,D项正确。
3.B 解析 囊泡上有一个特殊的V-SNARE蛋白,它与靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡膜和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点,故图中T-SNARE与V-SNARE的结合存在特异性,该结合过程依赖于膜的信息交流功能,与糖蛋白有关,与载体蛋白无关,A项错误;细胞内所有的膜组成了细胞的生物膜系统,显然,囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统,B项正确;RNA聚合酶是胞内蛋白,在细胞核中起作用,由游离的核糖体合成,不需要内质网、高尔基体和细胞膜参与运输,C项错误;分泌蛋白的运输需要囊泡的参与,该过程中高尔基体的膜面积先增大后减小,D项错误。
4.C 解析 磷脂分子分散于水中时,磷脂分子的内外两侧均是水环境时,磷脂分子的“尾部”疏水,相对排列在内侧,“头部”亲水,则分别朝向两侧的水环境,会形成封闭双层结构的有序组合体,A项错误;大分子物质进入细胞时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,该蛋白属于受体蛋白,因此利用囊泡来输送药物,对异常细胞进行靶向干预,可在囊泡膜上加上一些受体蛋白,不是转运蛋白,B项错误;溶酶体中含有多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,因此处理衰老、损伤的细胞器可用图中所示过程,即溶酶体与之结合利用水解酶把它分解,C项正确;细菌属于原核生物,只有核糖体一种细胞器,不含线粒体,D项错误。
5.B 解析 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,而分泌蛋白(如HASPB)可以作为信息分子,实现某些细胞间信息传递,A项正确;HASPB在细胞膜内某个区域积累,当达到一定浓度时,诱导细胞膜外翻、泡化、脱落,从而将包裹在其中的HASPB释放到细胞外,说明HASPB的分泌过程仅有细胞膜的脱落,没有伴随着生物膜之间的转化,不需要内质网和高尔基体的参与,B项错误,C项正确;HASPB结合于细胞膜外侧,与宿主细胞的感染密切相关,故HASPB可能成为开发治疗利什曼病药物的靶标,D项正确。
6.答案 (1)变大 线粒体和核糖体
(2)过高 胞吞
(3)核糖体 3→2→1→4
(4)分解衰老、损伤的细胞器 具有一定的流动性 增强
(5)促进 癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料,以满足其持续增殖和生长的需要
解析 (1)核仁的体积与代谢强度密切相关,代谢活跃的细胞中核仁体积将变大,该细胞含有核酸的细胞器有核糖体和线粒体。
(2)胆固醇是人体所必需的物质,但血液中胆固醇含量过高时,可能引发心脑血管疾病。胆固醇合成后以低密度脂蛋白(LDL)形式进入血液,细胞需要时LDL与其受体结合成复合物以胞吞方式运输进入细胞。
(3)溶酶体中的多种水解酶是在核糖体上合成的,结合图示可知,水解酶从合成到进入溶酶体的途径是3→2→1→4→溶酶体。
(4)图中过程⑥→⑨为衰老的线粒体被溶酶体分解的过程,该过程体现了溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的功能,溶酶体行使其功能的过程中,实现了细胞内膜成分的转化与更新,说明生物膜具有一定的流动性的结构特点。被溶酶体降解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。由此推测,当细胞养分不足时,细胞这种“自噬作用”会增强以满足自身对养分的需求。
(5)若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小,说明在肝癌发展期,细胞通过自噬作用满足细胞增殖过程中对养分的需求,据此可推测,细胞自噬会促进肿瘤的发生,即因为癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料,从而满足了自身持续增殖和生长的营养需求。0
15 ℃
20 ℃
25 ℃
27 ℃
30 ℃
32 ℃
35 ℃
40 ℃
/
182 s
133 s
116 s
90 s
118 s
129 s
132 s
/
实验
组别
胰岛素
mRNA
SRP
DP
粗面
微粒体
产物
1
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-
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-
含105个氨基酸残基的前胰岛素原(含信号肽)
2
+
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-
-
含有约70个氨基酸残基的肽链(含信号肽)
3
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-
含105个氨基酸残基的前胰岛素原(含信号肽)
4
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+
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含86个氨基酸残基的胰岛素原(不含信号肽)