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2019版二轮复习生物江苏专版讲义:第一部分专题一细胞
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[理清——知识联系]
[记清——主干术语]
1.化合物含量之最:占细胞鲜重最多的化合物是水;占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
2.水不仅是细胞代谢所需的原料,也是细胞代谢的产物,如有氧呼吸、光合作用、蛋白质和DNA的合成等过程中都有水的生成。
3.脱水缩合过程中重要的数量关系:肽键数=脱掉水分子数=氨基酸数-肽链数(链状肽链);肽键数=脱掉水分子数=氨基酸数(环状肽链)。
4.蛋白质结构多样性的直接原因:组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。蛋白质结构多样性的根本原因:DNA分子具有多样性。
5.细胞内的核酸、核苷酸和碱基
(1)细胞内核酸有DNA和RNA 2种。核苷酸有8种:腺(鸟)嘌呤脱氧核苷酸,胞(胸腺)嘧啶脱氧核苷酸;腺(鸟)嘌呤核糖核苷酸,胞(尿)嘧啶核糖核苷酸。
(2)细胞内的碱基有5种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)。
6.葡萄糖是细胞中主要的能源物质;单糖、麦芽糖等还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀;纤维素是组成植物细胞壁的重要成分。
7.脂质的元素组成及合成场所
(1)脂肪和固醇类的元素组成是C、H、O。
(2)磷脂的元素组成是C、H、O、N、P。
(3)脂质在细胞内的合成场所是光面内质网。
8.病毒的特殊性
(1)病毒是生物,但不属于生命系统层次。
(2)病毒只能用活细胞培养,不能用培养基培养。
9.细胞膜结构和功能的3个“三”
(1)三种成分:脂质、蛋白质、糖类。
(2)三种功能:将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。
(3)信息交流的三种形式:通过分泌的化学物质(物质传递)、通过细胞膜的直接接触(接触传递)、通过细胞间的通道(通道传递)。
10.细胞核结构和功能的“二、二、四”:二场所——遗传物质的储存和复制场所;二中心——细胞代谢和遗传的控制中心;四结构——核膜、核孔、核仁、染色质。
11.与分泌蛋白的合成、加工和运输密切相关的6种细胞结构:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡、细胞膜。细胞内的能量转换器是叶绿体和线粒体。与细胞分裂相关的细胞器有:线粒体、核糖体、高尔基体(植物)、中心体(动物、低等植物)。
12.有丝分裂过程中有关物质的计数
(1)染色体的数目=着丝点的数目。
(2)DNA的计数分两种情况:
①当染色体不含姐妹染色单体时,一条染色体上只含有一个DNA分子。
②当染色体含有姐妹染色单体时,一条染色体上含有两个DNA分子。
(3)染色单体数:
①不存在染色单体:染色体复制之前、着丝点分裂之后,染色单体数=。
②存在染色单体:染色单体数=染色体数×2=核DNA分子数。
13.减数第一次分裂过程中的四个特殊现象
(1)同源染色体联会形成四分体。
(2)前期:同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。
(3)中期:同源染色体分布于赤道板两侧。
(4)后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
14.细胞分化的实质:基因的选择性表达。细胞具有全能性的原因是细胞内含有本物种个体发育所需要的全部遗传物质。
15.衰老细胞的5个特征:①水分减少,细胞新陈代谢的速率减慢;②酶的活性降低;③色素积累、增多;④呼吸速率减慢,细胞核的体积变大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;⑤细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
16.癌细胞的3个特征:①能够无限增殖;②形态结构发生显著变化;③易在体内分散和转移。
17.细胞凋亡的4点作用:①清除多余、无用的细胞;②清除完成正常使命的衰老细胞;③清除体内有害细胞;④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。
18.细胞分化、衰老、癌变过程中,细胞的形态、结构均发生改变。
[澄清——思维误区]
关注点1 误认为自由水的作用比结合水作用大
[澄清] 自由水、结合水的作用都非常大,两种水在不同时期的作用各有所侧重。
关注点2 误认为多肽就是蛋白质
[澄清] 翻译的直接产物是多肽,多肽必须经加工形成一定的空间结构才称为蛋白质;蛋白质可由一条或多条肽链形成。
关注点3 不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因
[澄清] (1)不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的不同。
(2)同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同,根本原因是“基因的选择性表达”。
关注点4 对“环状肽”和“链状肽”区分不清
[澄清] 一般情况下,多肽呈链状,故又叫肽链,它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基;环状肽首尾相接,只有R基上可能有游离的氨基和羧基。环状肽的肽键数=脱水数=氨基酸数。
关注点5 不清楚RNA与ATP的关系
[澄清] (1)元素组成都是C、H、O、N、P。
(2)ATP水解掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸。
关注点6 对脂肪与脂质、脂质与磷脂、固醇与胆固醇区分不清
[澄清] (1)脂肪只是脂质中的一类物质,脂质除脂肪以外,还包括磷脂和固醇。
(2)磷脂是构成生物膜的主要成分,是脂质的一种。
(3)固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。
关注点7 不了解病毒的特殊性
[澄清] 病毒单独存在时不能独立进行新陈代谢,必须寄生在活细胞内才能生存。病毒体内只含有一种核酸,即DNA或RNA。
关注点8 误认为能进行光合作用的生物一定存在叶绿体
[澄清] 蓝藻、光合细菌等没有叶绿体,也能进行光合作用,但能进行光合作用的生物一定存在与光合作用有关的色素和酶。
关注点9 误认为能进行有氧呼吸的生物一定存在线粒体
[澄清] 醋酸杆菌能进行有氧呼吸,但醋酸杆菌属于原核生物,没有线粒体,因此能进行有氧呼吸的生物一定含有与有氧呼吸有关的酶,但不一定有线粒体。
关注点10 误以为细胞壁的成分都是纤维素和果胶
[澄清] 植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,细菌细胞壁主要成分是肽聚糖,真菌细胞壁主要成分是几丁质、纤维素、葡聚糖等。
关注点11 误以为原核细胞进行无丝分裂,真核细胞进行有丝分裂
[澄清] 原核细胞常进行二分裂,真核细胞的三种增殖方式为有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
关注点12 误以为植物细胞中均有细胞壁、叶绿体和大液泡
[澄清] 叶绿体主要存在于叶肉细胞,大液泡存在于成熟植物细胞中。
3个主攻点之(一) 细胞的分子组成
右图表示细胞内某些化合物的元素组成及其相互关系,其中X、Y代表元素,A、B、C、D、E代表不同的有机物,a~g表示小分子物质。图中G表示由c形成的某种C的结构,其由三条多肽链形成,共含有271个c。请分析回答下列问题:
[串知设计]
(1)元素X代表的是N、P,Y代表的是,它们被植物以无机盐离子形式从土壤中吸收。
(2)a、b、c在生物体内的种类数依次为4、4、20种。
(3)大分子物质D包括淀粉、纤维素和糖原三大类,其中糖原是动物体内重要的储能物质,纤维素参与形成的细胞壁具有支持和保护植物细胞的功能。单体d能和斐林试剂发生颜色反应。
(4)物质E是脂肪,是一种重要的储能物质,E氧化释放的能量比相同质量的D氧化释放的能量要(填“多”或“少”)。
(5)物质g的名称是三磷酸腺苷,它是生物体内的直接能源物质。物质[C]蛋白质和物质[f]磷脂是细胞膜的重要组成成分。
(6)控制细胞遗传性状的物质是(填字母),构成它的单体是[a]脱氧核苷酸。HIV病毒的遗传物质彻底水解后的产物为核糖、磷酸、含氮碱基(A、G、C、U)。
(7)图中A和C是组成染色体的主要成分,B和C是组成核糖体的成分,A和C是组成噬菌体的成分。(填字母)
(8)在A和C的一条链中连接两个a和两个c之间的化学键分别是磷酸二酯键和肽键。若C是由n个单位c脱水缩合形成的,则相应的A片段中至少有3n个碱基对。
(9)G中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。
①氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4_832。
②该分子至少含有个游离的氨基。
③该物质遇到双缩脲试剂会变为色。
(10)细胞中的a与b相比,a所特有的是脱氧核糖、胸腺嘧啶。A的特异性主要取决于碱基对的排列顺序。
(11)h参与光合作用时其作用是光反应的原料、运输物质等(答出两点)。细胞内产生h的细胞器有核糖体、线粒体等(举两例)。图中①②过程发生的部位分别是线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜,能为Ⅵ过程提供能量的过程是(填写序号)。
考向(一) 蛋白质的结构和功能
[真题导向]
1.(2018·江苏高考)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是( )
A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
解析:选D 分析题中激素的结构简式可知,激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的,故为六肽环;氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基;肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸的R基上氨基数目有关;分析题中激素的结构简式可知,两种激素间有2个氨基酸种类不同,故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的。
2.(2017·江苏高考)下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是( )
A.α鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8个肽键
B.蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的
C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的
D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
解析:选A α鹅膏蕈碱是环状八肽,是由8个氨基酸脱去8分子水形成的,因而肽键的数目和脱去的水分子数目相同;蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的,可能由1条肽链构成,也可能由多条肽链构成;蛋白质变性主要是由其空间结构被破坏造成的,肽键并不一定断裂;变性蛋白质中仍含有肽键,能与双缩脲试剂发生反应。
3.(2016·江苏高考)蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质
B.氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自氨基和羧基
C.细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与
D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关,而且也与功能基团相关
解析:选A 细胞膜上转运氨基酸的载体是蛋白质,但细胞质基质中负责转运氨基酸的是tRNA,tRNA属于核酸;氨基酸脱水缩合生成的H2O中,氢分别来自氨基和羧基;细胞内蛋白质的水解通常需要蛋白酶的催化,而蛋白酶的化学本质是蛋白质;蛋白质的结构决定其功能,蛋白质的结构与碳骨架和功能基团都有关。
[过关练习]
1.(2018·全国卷Ⅱ)下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是( )
A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输
D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
解析:选C 浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合;肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程;Fe2+参与构成血红蛋白,血红蛋白具有运输O2的功能;细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。
2.(2018·南京二模)下列有关蛋白质分子的叙述,错误的是( )
A.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
B.细胞中运输K+、氨基酸的物质都是蛋白质
C.变性蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.蛋白质的基本性质与其组成及空间结构有关
解析:选B 唾液淀粉酶和胰淀粉酶的化学本质均是蛋白质,二者的结构不同,但它们却具有相似的功能,都能催化淀粉水解;细胞中运输K+的物质是载体蛋白,运输氨基酸的物质可能是载体蛋白或tRNA;变性蛋白质中肽键没有被破坏,仍然能够与双缩脲试剂发生紫色反应;蛋白质的基本性质与其组成及空间结构有关。
3.(2018·南通考前卷)α鹅膏蕈碱是一种环状八肽,下列相关判断正确的是( )
A.该分子中含有8种氨基酸
B.该分子中含有7个肽键
C.该分子至少含有一个游离的氨基
D.该物质能与双缩脲试剂发生紫色反应
解析:选D α鹅膏蕈碱是一种环状八肽,说明其分子是由8个氨基酸脱水缩合而成的,但不一定含有8种氨基酸;环状八肽中含有8个肽键,可能不含游离的氨基;因该物质中含有肽键,所以能与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。
考向(二) 糖类、脂质的种类和功能
[真题导向]
1.(2018·江苏高考)下列关于糖类的叙述,正确的是( )
A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关
D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析:选D 单糖是糖类水解形成的最终产物,不可以再水解;构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖;细胞膜上糖蛋白的糖链起着接受信息分子的作用;按干重计,糖类占植物体的85%~90%,故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类。
2.(2018·江苏高考)脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是( )
A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用
B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血
C.摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险
D.胆固醇既是细胞膜的重要组分,又参与血液中脂质的运输
解析:选B 脂肪具有缓冲、减压的作用;蛇毒中的磷脂酶能水解红细胞膜磷脂双分子层而导致溶血;反式脂肪酸是一类对人体健康不利的脂肪酸,人摄入过多会增加动脉硬化的风险;动物细胞的细胞膜中含少量胆固醇,人体内的胆固醇还能参与血液中脂质的运输。
3.(2017·江苏高考)下列关于糖类化合物的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一
解析:选B 葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖,都具有还原性,而糖类的元素组成只有C、H、O三种。糖原、纤维素和淀粉都是多糖,三者的基本单位都是葡萄糖。蔗糖、麦芽糖、乳糖都是二糖,但是蔗糖没有还原性,不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。蔗糖不是淀粉的水解产物,麦芽糖不是纤维素的水解产物。
项目
解释
能源物质(糖类、脂肪、蛋白质)
糖类、脂肪、蛋白质中都储存着化学能,被氧化分解时都能释放能量,供生命活动利用。因此,糖类、脂肪和蛋白质都是能源物质。
供能顺序:开始主要是糖类氧化分解供能;当糖类供应不足时,依次由脂肪、蛋白质氧化分解供能
主要能源物质(糖类)
生物体内70%的能量是由糖类供给的,因此,糖类是主要的能源物质
主要储能物质(脂肪)
①植物细胞的储能物质:淀粉、脂肪;②动物细胞的储能物质:糖原、脂肪;③不论动物细胞还是植物细胞,主要的储能物质:脂肪
直接能源物质(ATP)
糖类、脂肪、蛋白质中储存的化学能,需经氧化分解释放出来后转移到ATP中,再由ATP直接给细胞的生命活动提供能量
[过关练习]
1.(2019届高三·苏州调研)下列有关糖类的叙述,正确的是( )
A.生物组织中的糖类都可用斐林试剂检测
B.相同质量的糖类储存的能量比脂肪的多
C.淀粉和糖原的单体都是葡萄糖
D.大肠杆菌细胞中,糖类是通过化能合成作用合成的
解析:选C 糖类分为还原糖和非还原糖,只有还原糖可用斐林试剂检测;1 g糖原氧化分解释放出约17 kJ的能量,1 g脂肪可以放出约39 kJ的能量,所以相同质量的糖类储存的能量比脂肪的少;淀粉和糖原的单体都是葡萄糖;大肠杆菌属于异养型生物,不能进行化能合成作用。
2.关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述,错误的是( )
A.固醇在动物体内可转化成性激素
B.C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素
C.脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质
D.胆固醇是细胞膜的组分,也参与血脂运输
解析:选B 胆固醇是构成高等动物细胞的重要组分,它与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆脂蛋白(参与血脂运输)及细胞膜的重要组分;胆固醇是动物组织中其他固醇类化合物如胆汁醇、性激素、肾上腺皮质激素、维生素D3等的前体。糖原属于糖类,只有C、H、O三种元素组成。脂肪与糖原都属于储能物质。
考向(三) 综合考查组成细胞的化合物
[真题导向]
1.(2015·江苏高考)下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述,正确的是( )
A.都能被相应的酶水解
B.都是水溶性物质
C.都含C、H、O、N这4种元素
D.都是人体细胞中的能源物质
解析:选A 淀粉、脂肪、蛋白质和核酸都是细胞内的有机物,都可以被相应的酶水解成小分子物质。脂肪是脂溶性物质,不溶于水。淀粉和脂肪只含有C、H、O三种元素,蛋白质含有C、H、O、N等元素,核酸含有C、H、O、N、P。核酸不能为人体生命活动提供能量,淀粉、脂肪和蛋白质都可以为人体生命活动提供能量。
2.(2014·江苏高考)下列关于细胞中化合物及其化学键的叙述,正确的是( )
A.tRNA分子中含有一定数量的氢键
B.每个ADP分子中含有两个高能磷酸键
C.血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接
D.DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接
解析:选A tRNA分子为“三叶草”形,单链RNA在某些区域折叠形成局部双链,双链中含有氢键;每个ADP分子中含一个高能磷酸键;血红蛋白的不同肽链之间可通过二硫键连接;DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接。
(1)DNA分子中含有磷酸二酯键和氢键;
(2)RNA分子中含有磷酸二酯键,tRNA分子中还含有氢键;
(3)蛋白质分子中含有肽键,有的蛋白质分子中还含有二硫键和氢键;
(4)ATP和ADP中分别含有两个和一个高能磷酸键。
[过关练习]
1.(2018·无锡调研)下列关于生物体内化合物的叙述,错误的是( )
A.ATP的含量在细胞中相对稳定,能为生命活动直接供能
B.淀粉、肝糖原、纤维素彻底水解后,得到的产物相同
C.肽链在核糖体中合成后都需经内质网和高尔基体加工才具备特定功能
D.RNA具有信息传递、催化反应、物质转运等功能
解析:选C 分泌蛋白在核糖体中合成后需经内质网和高尔基体加工才具备特定功能,但一些胞内蛋白如呼吸酶不需要内质网和高尔基体的加工。
2.下列有关糖类、脂质和核酸的叙述,正确的是( )
A.组成麦芽糖、蔗糖、纤维素、糖原的单体都是葡萄糖
B.脂质分子中氢的含量少于糖类,而氧的含量更多
C.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中
D.糖类、脂质和核酸都是生物大分子,都是由许多单体连接而成的
解析:选C 组成麦芽糖、纤维素、糖原的单体都是葡萄糖,而1分子蔗糖由1分子果糖和1分子葡萄糖组成;脂质与糖类相比,C、H比例大,O比例小;真核生物的DNA主要分布在细胞核中,在线粒体和叶绿体中也有少量分布,而RNA主要分布在细胞质中;糖类包括单糖、二糖和多糖,单糖和二糖都不是生物大分子,且单糖不含有单体,另外脂质也不都是大分子,如性激素等。
3.(2018·苏锡常镇四市模考)下列关于构成细胞化合物的叙述,正确的是( )
A.淀粉的功能与淀粉分子中单糖的种类和数量密切相关
B.脂肪的功能与脂肪分子中组成元素的种类与数量密切相关
C.DNA分子的稳定性主要与DNA分子中脱氧核苷酸的空间结构密切相关
D.蛋白质分子结构的稳定性与蛋白质分子中氨基酸种类、数量及排列顺序密切相关
解析:选D 淀粉的组成成分中只有葡萄糖一种单糖,因此淀粉的功能与单糖的种类无关;脂肪由C、H、O组成,其功能与元素的含量有关;DNA分子的稳定性主要与其独特的双螺旋结构、基本骨架和碱基互补配对原则等有关;蛋白质分子结构的稳定性与蛋白质分子中氨基酸种类、数量及排列顺序密切相关。
一、选择题
1.(2018·全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是( )
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
解析:选C 风干种子细胞中含水量少,细胞呼吸作用的强度低,有机物的消耗慢;并且微生物不易在其上生长繁殖。风干种子细胞中自由水的含量相对少,结合水与自由水的比值大。
2.关于真核细胞的叙述,错误的是( )
A.线粒体的内膜上有酶的分布
B.细胞核中含有DNA和蛋白质
C.核膜主要由脂质和蛋白质组成
D.叶肉细胞的细胞膜含有纤维素
解析:选D 细胞膜主要由脂质、蛋白质和糖类组成,不含纤维素。纤维素是组成植物细胞壁的主要成分。
3.下列关于检测生物组织中蛋白质、还原糖、脂肪和淀粉实验的叙述,正确的是( )
A.用于检测蛋白质的斐林试剂A液与B液要混合均匀后,再加入含样品的试管中,且必须现混现用
B.甘蔗茎含有较多的糖且近于白色,因此可以用于进行还原糖检测的实验
C.用苏丹Ⅲ染色花生子叶,需要使用显微镜观察,结果呈橘黄色
D.为检测某奶粉中是否添加淀粉,样液中添加碘液,结果呈现蓝色,可知该奶粉含有淀粉,不含有蛋白质
解析:选C 蛋白质检测所用试剂为双缩脲试剂,应先加A液,后加B液;甘蔗茎中含有的蔗糖属于非还原糖,不能用斐林试剂检测;检测脂肪需要使用苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)染色,用酒精洗去浮色后在显微镜下观察,可以观察到橘黄色(红色)的脂肪颗粒;淀粉遇碘液变蓝,某奶粉用碘液检测后出现蓝色,说明该奶粉中含有淀粉,但不能说明该奶粉中不含蛋白质。
4.(2019届高三·南通诊断卷)科学家发现蛋白质合成用到的供能物质有鸟苷三磷酸(GTP),GTP与ATP类似。如图为与基因表达相关的三种分子示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙的组分中均有糖
B.乙的水解产物中含有丙
C.丙可为乙的合成提供原料
D.甲、乙共由8种核苷酸组成
解析:选B 据图分析,甲是DNA的片段,含有脱氧核糖;乙是RNA的片段,含有核糖;丙是鸟苷三磷酸(GTP),含有核糖。乙的水解产物中含有鸟嘌呤核糖核苷酸,与丙水解产生的G-P分子的组成相同,因此丙水解的产物可以作为合成乙的原料。图中甲含有4种脱氧核苷酸,乙含有4种核糖核苷酸。
5.有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是( )
A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失
D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
解析:选C 蛋白质的功能与蛋白质的化学组成和空间结构有关;氨基酸的种类、数量和排列顺序决定了蛋白质分子的化学结构;抗体(蛋白质)在NaCl溶液中会发生盐析(溶解度的改变)现象,但不改变抗体的结构和功能;氨基酸序列相同的多肽链,即化学组成相同,但可折叠成不同的空间结构,具有不同的功能。
6.(2018·苏北四市高三联考)下列关于细胞化学成分的叙述,正确的是( )
A.乳糖和纤维素水解产物都为葡萄糖
B.脂肪、磷脂、维生素D都难溶于水
C.DNA多样性主要与其空间结构有关
D.氨基酸脱水缩合形成的肽键结构式为CO—NH
解析:选B 乳糖的水解产物是半乳糖和葡萄糖,纤维素的水解产物为葡萄糖;DNA多样性主要与脱氧核苷酸的排列顺序有关;氨基酸脱水缩合形成的肽键结构式为—CO—NH—。
7.在生物体内,某些重要化合物的元素组成和功能关系如下图所示。其中a、b、c代表小分子,甲、乙、丙是生物大分子。据图分析下列说法错误的是( )
A.人体中,小分子b的种类有4种
B.导致生物多种多样的根本原因是甲具有多样性
C.遵循碱基互补配对原则的过程只是图中的①②
D.图中甲和丙是组成染色体的主要成分
解析:选C 据元素组成及各物质之间的关系分析可知,a、b、c分别表示脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,甲、乙、丙分别表示DNA、mRNA、蛋白质,①②③分别表示DNA复制、转录、翻译过程。人体中,小分子b——核糖核苷酸的种类有4种;导致生物多种多样的根本原因是DNA具有多样性;图中的①②③过程都遵循碱基互补配对原则;染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。
8.下列有关动植物体内糖类、脂质的概念图,表达正确的是( )
解析:选A 乳糖、糖原属于动物细胞的糖类,麦芽糖、淀粉、纤维素属于植物细胞的糖类,核糖、脱氧核糖、葡萄糖是动植物细胞共有的糖类;蔗糖不属于还原糖,葡萄糖、果糖是单糖;脂肪和固醇属于平行关系,都属于脂质;固醇不是生物大分子。
9.下列关于细胞共性的叙述,错误的是( )
A.组成的主要元素有C、H、O、N、P、S等
B.都以DNA或RNA作为遗传物质
C.遗传信息表达过程中共用一套遗传密码
D.存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制
解析:选B 细胞中既有DNA又有RNA,但只能以DNA作为遗传物质,只有RNA病毒的遗传物质是RNA。
10.某50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),得到4条多肽链和5个氨基酸。下列有关叙述错误的是( )
A.该50肽水解得到的全部有机物相对分子质量比原50肽多了144
B.如果得到的某条多肽链有2个氨基,则有一个氨基在R基上
C.如果将得到的5个氨基酸合成一条肽链,则有4种不同的氨基酸序列
D.如果将得到的4条肽链重新连接成一条多肽链,则会脱去3个水分子
解析:选C 据图可知,去掉4个丙氨酸需水解8个肽键,因此水解该多肽时,需要8个水分子,水解后的全部有机物比原50肽多了8个水分子的相对分子质量,即18×8=144;多肽链的两端分别有一个游离的氨基和羧基,则多余的氨基或羧基一定位于R基中;水解得到4个丙氨酸和1个其他氨基酸,若将这5个氨基酸合成一条肽链,则有5种不同的氨基酸序列;两条肽链合成一条肽链时脱掉1个水分子,因此4条肽链重新连接成一条多肽链需脱掉3个水分子。
11.(2018·如东段考,多选)如图表示糖类的化学组成和种类,则相关叙述错误的是( )
A.①②③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解
B.①②均属还原糖,在水浴加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀
C.④⑤分别为纤维素、肌糖原,二者均贮存能量,可作为储能物质
D.④是组成植物细胞壁的主要成分
解析:选ABC 据图可知,①②③分别代表单糖、二糖、多糖,其中二糖和多糖可以水解,单糖不能进行水解;②中的蔗糖不是还原糖;④代表纤维素,⑤代表肌糖原,纤维素作为植物细胞壁的成分,是结构物质,不是储能物质。
12.(2019届高三·苏北四市联考,多选)下列有关细胞内物质含量比值大小的比较,正确的是( )
A.种子细胞内自由水/结合水:萌发时>休眠时
B.人体细胞内O2/CO2:线粒体内>细胞质基质内
C.细胞中RNA/核DNA:生长旺盛细胞>衰老细胞
D.叶绿体中C3/C5:有光照时>暂停光照时
解析:选AC 种子萌发时,自由水含量上升。线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸时线粒体内消耗氧产生CO2,因此人体细胞内O2/CO2的值线粒体内<细胞质基质内。细胞生长旺盛时,基因转录产生RNA增多,合成蛋白质增加,而核DNA不变。有光照时,叶绿体产生[H]、ATP,C3被还原产生C5;光照停止后,[H]、ATP减少,C3的还原减弱,产生C5减少,所以叶绿体中C3/C5:有光照时<暂停光照时。
二、非选择题
13.如图表示细胞中几种大分子物质的元素组成及形成过程,①~⑤表示过程,其中单体1是细胞生命活动所需要的主要能源物质。请根据图中的信息结合你所学的知识回答下列问题:
(1)单体1、单体2、单体3分别是________________________;组成大分子物质4的元素有______________。
(2)过程①②③都是________过程。其中过程②在________(一种细胞器)上进行,它与过程______(填“④”或“⑤”)可表示同一个过程。过程④和⑤合称________。
(3)构成植物细胞壁的属于____________(填图中的某种大分子物质),细胞壁的合成与____________(一种细胞器)有关。
解析:(1)根据图示可知,大分子物质1、大分子物质2、大分子物质3分别是多糖、蛋白质和DNA。过程④⑤分别是转录、翻译,这两个过程合称为基因表达;大分子物质4是转录的产物mRNA,它的组成元素与大分子物质3的组成元素相同。(2)单体形成大分子物质的过程叫做聚合,②过程是在核糖体上完成的。(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素,细胞壁的形成与高尔基体有关。
答案:(1)葡萄糖、氨基酸、脱氧核苷酸 C、H、O、N、P (2)聚合 核糖体 ⑤ 基因表达 (3)大分子物质1 高尔基体
14.图1表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况(1表示可溶性糖,2表示淀粉,3表示含氮化合物,4表示脂肪)。图2表示小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄
糖、淀粉的含量和淀粉磷酸化酶(催化淀粉的生物合成)活性的变化。回答下列问题:
(1)油菜种子在成熟过程中,________含量不断提高,而可溶性糖和淀粉含量不断下降,这说明______________________________________________而来。
(2)图2中曲线③表示______________。在小麦种子成熟过程中,种子的干重将________。
(3)将小麦开花后第10 d和第20 d的种子分别制成组织样液,各取等量样液分别加入A、B两试管中,再各加入等量的__________,适温水浴加热后,A试管出现______________,并且比B试管颜色更________,两试管中被检测的物质可以用图2中的曲线________表示。
解析:(1)由图1中曲线可知,脂肪含量不断上升,而可溶性糖和淀粉含量不断下降,说明脂肪由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化而来。(2)由图2可知,小麦种子成熟过程中,葡萄糖的含量下降,淀粉含量上升,淀粉磷酸化酶活性先上升,后下降。此过程中,自由水的含量逐渐下降,种子的干重逐渐增加。(3)葡萄糖是还原糖,淀粉是非还原糖。第10 d与第20 d的种子相比,葡萄糖的含量更高,因此与斐林试剂反应后,颜色更深。
答案:(1)脂肪 脂肪由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化
(2)淀粉磷酸化酶 增加 (3)斐林试剂 砖红色沉淀 深 ①
3个主攻点之(二) 细胞的结构与功能
如图甲是四类细胞的亚显微结构模式图,图乙为真核细胞的结构及细胞内物质转运的示意图。请据图回答下列问题:
[串知设计]
(1)图甲中,从结构上看,没有以核膜为界限的细胞核,而且只有一种细胞器,就是核糖体。
(2)图乙中由双层膜包被的细胞器有④⑤(填图中序号)。
(3)图甲中结构③表示中心体,其作用主要是在有丝分裂和减数分裂时形成纺锤丝牵引着染色体向两极移动;因为Ⅳ既含有③又含有叶绿体和细胞壁,所以确定Ⅳ是低等植物细胞。
(4)图甲中四类细胞共有的细胞器是核糖体,四类细胞与周围环境进行信息交流均依赖于细胞膜。
(5)图甲中能够进行光合作用的细胞是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,其中以叶绿体为光合作用场所的细胞是Ⅱ、Ⅳ。
(6)图乙中若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶,推测该酶将被转运到(填图中序号)发挥作用。
(7)图甲中的可代表人体的胰岛B细胞,图乙中新转录产生的mRNA经一系列加工后穿过细胞核上的核孔转运到细胞质中,该结构对转运的物质具有选择性。
(8)若图乙细胞为人的浆细胞,细胞内抗体蛋白的合成场所有①②(填图中序号),合成后通过囊泡运输到(填图中序号)中进一步加工。
(9)用纤维素酶处理图甲中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ细胞的外层结构,则外层结构会遭到破坏的细胞是Ⅱ、Ⅳ。
考向(一) 细胞膜及生物膜系统的结构与功能
[真题导向]
1.(2017·江苏高考,多选)如图为某细胞结构示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.①②④属于生物膜系统
B.结构③能增大细胞膜的面积
C.⑤具有选择透过性,而⑥具有全透性
D.细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异
解析:选BD ①为内质网,②为细胞膜,都属于生物膜系统;④为中心体,无膜结构,不属于细胞的生物膜系统。结构③为细胞膜的凸起,增大了细胞膜的表面积。⑤为核膜,具有选择透过性;⑥为核孔,是大分子物质进出细胞核的通道,也具有选择透过性。细胞膜不同部位的功能不同,化学成分也有差异。
2.(2016·江苏高考)下列关于生物膜透性的叙述,正确的是( )
A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜
B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体
C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性
D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞
解析:选C 核糖体合成的分泌蛋白首先进入内质网腔中加工,然后经过囊泡运输进入高尔基体;在细胞质中的核糖体上合成的光合作用相关蛋白不需要经内质网的加工即可输入叶绿体;子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜属于生物膜,具有选择透性;超氧化物歧化酶属于大分子物质,应通过胞吞方式进入细胞。
3.(2014·江苏高考)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。下图1~3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题:
(1)图1表示的生理过程是____________,其主要的生理意义在于________________________。
(2)图2中存在3种信号分子,但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明______________________;若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素,那么靶器官是________。
(3)图3中ATP参与的主要生理过程是____________。
(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图____________(填图序号)中的膜结构。
(5)图1~3中生物膜的功能不同,从生物膜的组成成分分析,其主要原因是________________________________________________________________________。
(6)图1~3说明生物膜具有的功能有__________________________________________________(写出3项)。
解析:(1)图1中生物膜上[H]与O2结合生成H2O且有ATP的生成,可以推测此过程为有氧呼吸第三阶段,此阶段可产生大量ATP,为生命活动提供能量。(2)图2体现了生物膜上的受体蛋白能与相应的信号分子特异性结合。促甲状腺激素释放激素能够刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素,故其靶器官是垂体。(3)图3表示光合作用的光反应阶段,光反应产生的ATP将在叶绿体基质中参与暗反应,用于三碳化合物的还原。(4)图1、图2、图3可分别表示线粒体内膜、细胞膜、类囊体薄膜,叶肉细胞和人体肝脏细胞都具有的是图1、2所示的膜结构。(5)生物膜的功能与其所含蛋白质的种类和数量有关。(6)图1和图3都可以体现出H+的跨膜运输过程及能量转换过程,图2体现出细胞膜具有识别信息分子的功能。
答案:(1)有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 (2)受体蛋白具有特异性 垂体 (3)暗反应 (4)1、2 (5)含有的蛋白质不同 (6)跨膜运输、信息交流、能量转换等
[过关练习]
1.(2018·全国卷Ⅰ)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是( )
A.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C.细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道
D.线粒体DNA位于线粒体外膜上,编码参与呼吸作用的酶
解析:选D 叶绿体的类囊体膜是进行光反应的场所,光反应过程会合成ATP,所以叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶;溶酶体中含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,溶酶体膜破裂后水解酶释放出来,会破坏部分细胞结构;细胞的核膜是双层膜结构,其上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道;线粒体DNA位于线粒体中,而不是在线粒体外膜上,其可编码参与呼吸作用的酶。
2.(2018·南京一模)如图为生物膜的结构模式图。下列有关叙述错误的是( )
A.磷脂双分子层构成该结构的基本骨架
B.构成该结构的蛋白质和磷脂分子大多数可以运动
C.如果蛋白A具有信息交流功能,则其常与多糖相结合
D.如果蛋白B具有运输功能,则其发挥作用时需要消耗ATP
解析:选D 协助扩散和主动运输都需要载体蛋白参与,但协助扩散不消耗ATP。
3.下列有关生物膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质
B.细胞的信息交流都是通过细胞膜上的受体完成的
C.核膜上的核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道
D.生物膜的蛋白质种类和数量越多,其功能越复杂
解析:选B 细胞的信息交流不都是通过细胞膜上的受体完成的,如高等植物细胞之间形成胞间连丝进行信息交流。
考向(二) 细胞器结构和功能及细胞的综合考查
[真题导向]
1.(2015·江苏高考)下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是( )
A.内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B.白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C.黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D.白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
解析:选D 细胞膜上的糖蛋白与细胞识别有关。白细胞通过变形在血管内黏着、迁移,需要ATP供应能量。黏着、迁移是白细胞具有的特定功能,具有特定形态、功能的细胞的产生是基因选择性表达的结果。白细胞利用细胞膜的流动性经过细胞间隙穿过血管壁进入炎症组织。
2.(2018·江苏高考)如图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:
(1)甲的名称为________,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有________(在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与________(填序号)的形成直接有关。
①内质网 ②高尔基体 ③中心体 ④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过________(用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的________提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是________________________________________________________________________。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是
________________________________________________________________________。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是________(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
解析:(1)根据甲中有核仁、核孔,可以判断甲为细胞核。洋葱根尖细胞没有叶绿体,处于有丝分裂中期时也没有细胞核,所以只含有乙(线粒体)。(2)结构c为核仁,它与核糖体的形成有关。核糖体是合成蛋白质的场所,所以蛋白质合成活跃的细胞中核仁较大。(3)乙(线粒体)通过e(内膜)向内腔折叠形成嵴,扩大了膜面积;丙(叶绿体)通过h(类囊体)叠合形成基粒,扩大了膜面积。细胞器中的生物膜为反应需要的酶提供了附着场所。(4)①胆碱是磷脂合成的前体,通过标记胆碱,利用链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱的特点,研究线粒体增多的模式。②本实验的自变量是胆碱是否使用3H标记,所以在设置对照组时,培养基的成分应与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记。③通过实验数据可知,标记后的细胞每增殖一代,测得的相对放射性都会减少一半,说明线粒体的增多方式为Ⅲ。
答案:(1)细胞核 乙 (2)④ (3)e、h 酶 (4)①自身不能合成胆碱 ②成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记 ③Ⅲ
(1)能进行光合作用的生物,不一定有叶绿体,但绿色植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。
(2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体,但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。
(3)一切生物蛋白质合成场所一定是核糖体。
(4)有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。
(5)高尔基体经膜泡分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白一定经高尔基体加工。
[过关练习]
1.哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛,下列细胞结构与对应功能表述有误的是( )
A.细胞核:遗传物质储存与基因转录
B.线粒体:丙酮酸氧化与ATP合成
C.高尔基体:分泌蛋白的合成与加工
D.溶酶体:降解失去功能的细胞组分
解析:选C 细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心;线粒体是有氧呼吸的主要场所,在有氧呼吸第二阶段,丙酮酸在线粒体基质中彻底氧化分解,并产生ATP;分泌蛋白由核糖体合成,在内质网和高尔基体中进行加工;溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
2.(2019届高三·无锡月考)某高等动物线粒体的形态、数量以及在细胞内的分布经常发生变化,线粒体的“融合/分裂率”能精确地调控细胞内线粒体的数目和形态。请回答下列问题:
(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜折叠形成嵴,从而可以____________,有利于酶的附着。
(2)代谢旺盛的肌细胞内存在由大量变形的线粒体组成的肌质体,其生理意义是________________________。其细胞内一些衰老的线粒体会被__________(填细胞器名)消化清除。
(3)科学家在研究线粒体组成成分时,先涨破线粒体外膜,后将外膜与内膜包裹的基质分开,再进行如图实验:
①据图分析,在适宜溶液中,含F0F1内膜小泡能完成有氧呼吸第__________阶段的反应。
②线粒体内膜上的F0F1颗粒物是ATP合成酶。为了研究ATP合成酶的结构与合成ATP的关系,用尿素破坏内膜小泡将F1颗粒与小泡分开,检测处理前后ATP的合成。若处理之前,含________颗粒内膜小泡能合成ATP,处理后含__________颗粒内膜小泡不能合成ATP,说明F1颗粒的功能是催化ATP的合成。
(4)研究发现,内质网与线粒体的分裂有关,过程如图所示:
由图可知,________形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时利用细胞质中游离的______________,在收缩部位形成蛋白复合物,从而使线粒体断开。
解析:(1)线粒体的内膜折叠形成嵴,从而可以增大膜面积,有利于酶的附着。(2)代谢旺盛的肌细胞消耗的能量多,与此功能相适应,该肌细胞内存在由大量变形的线粒体组成的肌质体,可为肌肉细胞提供大量能量。溶酶体能够分解衰老、损伤的细胞器,细胞内一些衰老的线粒体会被溶酶体消化清除。(3)①有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成的,可见线粒体含F0F1颗粒内膜小泡能完成有氧呼吸第三阶段的反应。②若F1颗粒的功能是催化ATP的合成,则用尿素破坏内膜小泡将F1颗粒与小泡分开前,含F0F1颗粒内膜小泡能合成ATP,处理后含F0颗粒内膜小泡不能合成ATP。(4)题图显示:内质网形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时利用细胞质中游离的D蛋白和M蛋白,在收缩部位形成蛋白复合物,从而使线粒体断开。
答案:(1)增大膜面积 (2)为肌肉细胞提供大量能量 溶酶体 (3)①三 ②F0F1 F0 (4)内质网 D蛋白和M蛋白
3.图甲是动物细胞的亚显微结构示意图;图乙表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程。请据图回答下列问题:
(1)图甲所示应通过____________才能观察,图乙属于________(填“物理”或“概念”)模型。
(2)图甲中含有DNA的结构是________(填标号),含有RNA的结构是________(填标号)。
(3)图乙中a、b、c三种细胞器分别对应图甲中的________(填标号)。欲分离这三种细胞器应使用________法。为了研究图乙所示生理过程,一般采用__________法。
(4)用台盼蓝对图甲所示细胞进行染色,发现死细胞被染成蓝色,而活细胞不着色,这一现象说明细胞膜具有________________________的功能。
解析:(1)图甲是动物细胞的亚显微结构示意图,通过电子显微镜才能观察。概念模型是指以文字信息表述来抽象概括出事物本质特征的模型,故图乙属于概念模型。(2)图甲中含有DNA的结构是线粒体(⑥)和细胞核(⑧),含有RNA的结构是核糖体(①)、细胞质基质(⑤)、线粒体(⑥)和细胞核(⑧)。(3)图乙中a、b、c分别是核糖体、内质网、高尔基体,对应图甲中的①④⑦。分离细胞器用差速离心法。研究分泌蛋白的合成和分泌过程采用同位素标记法。(4)细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,活细胞的细胞膜具有选择透过性,所以台盼蓝不能进入活细胞。
答案:(1)电子显微镜 概念 (2)⑥⑧ ①⑤⑥⑧
(3)①④⑦ 差速离心 同位素标记 (4)控制物质进出细胞
一、选择题
1.在电子显微镜下,放线菌和霉菌中都能观察到的结构是( )
A.核糖体和质膜 B.线粒体和内质网
C.核糖体和拟核 D.线粒体和高尔基体
解析:选A 放线菌属于原核生物,霉菌属于真核生物,二者共有的结构是核糖体和质膜;原核细胞不含具有膜结构的细胞器,如线粒体、内质网、高尔基体等;拟核是原核细胞特有的结构。
2.(2015·江苏高考)如图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是( )
A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同
B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
解析:选C 人体不同组织的体细胞中核DNA含量相等,但是细胞质中的DNA含量不一定相同,卵细胞和精子中的核DNA减半。同一人体不同体细胞中携带的核基因相同,但基因的选择性表达(细胞分化)导致不同细胞的形态和功能不同。活细胞中含量最多的化合物都是水。人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不同,有协助扩散和主动运输两种方式。
3.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于( )
A.血液运输,突触传递
B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞间直接接触
解析:选D 雌激素由卵巢分泌后,随血液运输到达全身各处,可作用于乳腺细胞的受体,将信息传递给乳腺细胞;而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合,精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞。
4.下列有关细胞中“一定”的说法,正确的是( )
①光合作用一定在叶绿体中进行 ②有氧呼吸一定在线粒体中进行,有H2O生成一定不是无氧呼吸,产生CO2一定不是无氧呼吸产生乳酸的过程 ③没有细胞结构的生物一定是原核生物 ④以RNA为遗传物质的生物一定是原核生物 ⑤所有生物的蛋白质一定是在核糖体上合成 ⑥有中心体的生物一定不是高等植物
A.①③⑤⑥ B.②④⑥
C.④⑤ D.⑤⑥
解析:选D 原核生物没有叶绿体,但有的也能进行光合作用,①错误。原核生物没有线粒体,但有的也能进行有氧呼吸,②错误。病毒没有细胞结构,但不是原核生物,③错误。原核生物的遗传物质是DNA,④错误。所有生物的蛋白质一定在核糖体上合成(病毒的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成),⑤正确。动物和低等植物细胞中有中心体,高等植物细胞中没有中心体,⑥正确。
5.下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是( )
A.遗传信息翻译的场所 B.组成成分中含mRNA
C.全部游离在细胞质基质中 D.能识别基因的启动子
解析:选A 核糖体是遗传信息翻译的场所;核糖体主要由蛋白质和核糖体RNA(rRNA)组成;有的核糖体游离在细胞质基质中,有的附着在内质网上,另外线粒体和叶绿体中也有核糖体;能识别基因启动子的是RNA聚合酶,而不是核糖体。
6.叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是( )
A.O2的产生 B.H2O的生成
C.[H]的消耗 D.ATP的合成
解析:选A 叶肉细胞中O2的产生只能发生在叶绿体的类囊体薄膜上;叶肉细胞中H2O的产生可以发生在线粒体内膜、核糖体、高尔基体等处;叶肉细胞中[H]的消耗可以发生在线粒体内膜、叶绿体基质等处;叶肉细胞中ATP的合成可以发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上。
7.如图是五种细胞器的结构模式图,据图判断下列说法错误的是( )
A.图中属于生物膜系统的有①②④⑤
B.具有双层膜的细胞器是①④,③与细胞的有丝分裂有关
C.在分泌蛋白的加工和运输过程中,⑤出芽形成小泡与②融合
D.蓝藻细胞、骨髓干细胞和小麦根尖分生区细胞中含有③结构
解析:选D ①~⑤分别是线粒体、高尔基体、中心体、叶绿体和内质网。除了中心体无膜外,其他几种细胞器膜均属于生物膜系统。线粒体和叶绿体都具有双层膜,③(中心体)与细胞的有丝分裂有关。分泌蛋白在核糖体上合成以后,首先在内质网中进行初步加工,然后由内质网出芽形成囊泡运输至高尔基体。某些低等植物细胞和动物细胞中含有中心体,而小麦属于高等植物,蓝藻属于原核生物,所以它们的细胞中无中心体。
8.(2019届高三·泰州四校联考)如图为内质网与细胞核和高尔基复合体的相对位置关系图,箭头表示分泌物的合成及其分泌方向,下列叙述正确的是( )
A.细胞中的生物膜结构、成分完全相同
B.图中箭头方向是指经内质网加工的所有物质运输的方向
C.在动、植物细胞中高尔基复合体的功能是一样的
D.此图中的内质网加工的蛋白质有可能是胃蛋白酶
解析:选D 细胞中的生物膜结构、成分相似,而不是完全相同;图中的箭头方向是指经内质网加工的部分物质运输的方向,有些物质不会被运出细胞,如呼吸酶等;在动、植物细胞中高尔基复合体的功能是不同的,在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与分泌物的形成有关;此图中的内质网加工的蛋白质可能属于分泌蛋白,有可能是胃蛋白酶。
9.如图为真核细胞部分结构示意图,相关叙述正确的是( )
A.结构①②参与组成生物膜系统
B.结构①的形成与结构③密切相关
C.所有物质都能自由穿越结构④
D.组成⑤的主要成分是RNA和蛋白质
解析:选B 结构①表示核糖体,核糖体无膜结构,不参与构成生物膜系统;结构③表示核仁,核仁与某种RNA的合成和核糖体的形成有关;结构④表示核孔,核孔对物质进出细胞核具有选择性;⑤表示染色质,染色质主要由DNA和蛋白质组成。
10.如图为变形虫摄食、消化过程的示意图,以下叙述正确的是( )
A.食物泡与溶酶体的融合以生物膜的选择透过性为基础
B.溶酶体既能消化食物,也能分解衰老、损伤的细胞器
C.细胞膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统
D.细胞内各种结构之间的协调配合,是在高尔基体的控制下完成的
解析:选B 食物泡与溶酶体的融合以生物膜的流动性为基础;溶酶体内含多种水解酶,既能消化食物,也能分解衰老、损伤的细胞器;细胞膜、核膜和细胞器膜等共同构成细胞的生物膜系统;细胞核是细胞代谢的控制中心,细胞内各种结构之间的协调配合是在细胞核的控制下完成的。
11.(2019届高三·淮安调研,多选)如图分别为两种细胞器的部分结构示意图,相关分析正确的是( )
A.图1表示线粒体,与有氧呼吸有关的酶存在于内膜上和基质中
B.图2表示叶绿体,光合色素位于类囊体薄膜上
C.两种细胞器所含DNA不同,但酶的种类相同
D.两种细胞器都与能量转换有关,并可共存于同一个细胞内
解析:选ABD 图1中内膜向内腔折叠形成嵴,为线粒体。图2中类囊体堆叠形成基粒,为叶绿体。有氧呼吸的第二、三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜上完成,因此线粒体中与有氧呼吸有关的酶也分布在线粒体基质和内膜上;叶绿体的类囊体薄膜上有与光合作用相关的色素和酶,是光反应的场所;线粒体和叶绿体中都含有少量DNA,但遗传信息不同,所含的酶的种类也不同;植物叶肉细胞中既有叶绿体也有线粒体,叶绿体能够将光能转变成有机物中的化学能,线粒体能够将有机物中的化学能转变成热能和ATP中活跃的化学能。
12.(2018·苏锡常镇二模,多选)日本生物学家大隅良典通过对酵母菌饥饿处理激活了细胞的自噬作用,发现了细胞自噬机制,获得了2016年诺贝尔生理学奖。细胞自噬是将细胞内受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器运输到溶酶体内并降解的过程(如下图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A.酵母菌在饥饿时能生存,说明细胞自噬可为其提供能量
B.图中“X”代表溶酶体内的多种水解酶
C.自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的功能特性
D.细胞自噬维持在一定水平,以实现细胞内的稳态
解析:选ABD 酵母细胞饥饿处理后激活了细胞的自噬作用,说明细胞自噬可为其提供能量;图中“X”是溶酶体内的多种水解酶;自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的结构特点,即具有一定的流动性;通过细胞自噬,受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器被及时清除,可以维持细胞内的稳态。
二、非选择题
13.膜泡是细胞中一种重要的细胞结构,但由于其结构不固定,因而不能称之为细胞器。细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡具有准确的转运物质的调控机制,它能在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的目的地。
(1)膜泡的形成,充分体现了生物膜的结构特点是具有____________,膜泡是由单层膜所包裹的膜性结构,其基本支架是____________,动物细胞中能产生膜泡的结构一般有________________________。
(2)囊泡上有一个特殊的VSNARE蛋白,它与靶膜上的受体蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点,这说明膜融合具有________性,该过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(3)如果囊泡转运系统受到干扰,则会对有机体产生有害影响,并导致如糖尿病等疾病的发生,这种类型糖尿病发病的机理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为了确定参与膜泡运输的基因(sec基因),科学家筛选了两种酵母突变体,这两种突变体与野生型酵母电镜照片差异如下:
酵母突变体
与野生型酵母电镜照片的差异
sec12基因突变体
突变体细胞内的内质网特别大
sec17基因突变体
突变体细胞内积累大量的未融合小泡
据此推测,sec12基因编码的蛋白质的功能是与________________________的形成有关。sec17基因编码的蛋白质的功能是________________________________________________________________________。
解析:(1)膜泡是由单层膜所包裹的膜性结构,它的形成体现了生物膜具有一定的流动性,膜泡等生物膜的基本支架是磷脂双分子层,动物细胞中的内质网、高尔基体、细胞膜在形成分泌蛋白或胞吞、胞吐时能产生膜泡。(2)囊泡上的VSNARE蛋白需要与靶膜上的特异性受体蛋白结合,说明膜融合具有特异性,膜融合的过程需要消耗能量。(3)如果胰岛素合成过程中囊泡转运系统受到干扰,囊泡运输出现障碍或者胰岛素不能准确释放到目的位置,则会导致糖尿病的发生。(4)由表中sec12基因突变体细胞内的内质网特别大可以推测,sec12基因编码的蛋白质与内质网小泡的形成有关。由表中sec17基因突变体细胞内积累大量的未融合小泡可以推测,sec17基因编码的蛋白质参与膜泡的融合。
答案:(1)一定的流动性 磷脂双分子层 内质网、高尔基体、细胞膜 (2)特异 需要 (3)胰岛素合成过程中囊泡运输出现障碍或者不能准确释放到目的位置
(4)内质网小泡 参与膜泡的融合
14.甲图为酵母菌细胞部分结构示意图,乙图是甲图局部放大。请回答下列问题:
(1)酵母菌细胞与菠菜叶肉细胞相比,在结构上最主要的区别是无____________。
(2)甲图中能发生碱基互补配对的细胞器有________,能产生CO2的场所是________。(填序号)
(3)在无氧环境中,酵母菌也会逆浓度梯度吸收葡萄糖,为此过程提供载体蛋白和能量的细胞结构分别是[ ]________和[ ]________。
(4)在酵母菌的无性繁殖过程中,乙图中的结构[ ]________和[ ]________有消失与重建过程。
(5)⑧彻底水解可得到的物质主要是__________________________________________。
(6)丙图中⑪⑫⑬均代表细胞的某种结构,它们依次是________、________和________;⑭代表某种物质,它是________。分泌蛋白从合成到排出细胞的过程,体现了生物膜结构具有________________的特点。
解析:(1)酵母菌和菠菜均为真核生物,酵母菌细胞与菠菜叶肉细胞相比,在结构上最主要区别是没有叶绿体。(2)酵母菌细胞中能发生碱基互补配对的细胞器是核糖体(④)和线粒体(⑥),能产生CO2的场所是细胞质基质(⑦)和线粒体(⑥)。(3)提供载体蛋白的细胞结构是核糖体,无氧环境中酵母菌进行无氧呼吸提供能量,无氧呼吸的场所是细胞质基质。(4)酵母菌进行无性繁殖的过程为有丝分裂过程。(5)⑧代表染色质,主要是由蛋白质和DNA等组成的,这两种物质彻底水解的产物分别是氨基酸和磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。(6)丙图中⑪为内质网,⑫为高尔基体,⑬为囊泡,⑭为ATP。分泌蛋白以胞吐的方式排出细胞,体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。
答案:(1)叶绿体 (2)④⑥ ⑥⑦ (3)[④]核糖体 [⑦]细胞质基质 (4)[⑨]核仁 [⑩]核膜 (5)氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 (6)内质网 高尔基体 囊泡 ATP(或三磷酸腺苷) 一定的流动性
15.下图1为某生物体内细胞模式图的一部分,图2中a~h为细胞器或细胞的某一结构。图2中各结构放大比例不同。请据图回答有关问题:
(1)图2中具有双层膜的结构是________;具有色素的结构是________;具有核酸的结构是________;控制物质进出的细胞结构是[ ]________,研究表明,结构h的功能越复杂,其上的________种类和数量就越多。从结构h上提取了某种物质,用非酶解法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林试剂并加热,出现砖红色沉淀,则说明该物质是________。
(2)若图1是胰腺腺泡细胞,其分泌物分泌过程中体现出h的结构特点是____________________。
(3)g表示细胞分裂的________期,若此时细胞中包含24条染色体,则在图1时期细胞中有________条染色体,若图1细胞具有明显的b结构,则该细胞会出现g的现象吗?________,原因是______________________________________。
(4)若图1是根尖细胞,则没有图2中的[ ]________和[ ]________,f在植物细胞中的作用是______________,将该细胞培养成个体,可运用________________技术实现。
(5)用差速离心法分离动物细胞结构时必须首先破坏细胞膜,破坏细胞膜最简便的方法是________________。
解析:(1)图2中具有双层膜的结构是线粒体和叶绿体;具有色素的结构是叶绿体和液泡;具有核酸的结构是叶绿体、核糖体、线粒体、染色体;控制物质进出的细胞结构是细胞膜,其功能越复杂,其上的蛋白质种类和数量就越多。(2)分泌物分泌过程中体现出膜具有一定的流动性。(3)g表示细胞分裂的后期;高度分化的细胞不具有细胞分裂的能力。(4)根尖细胞无叶绿体和中心体;高尔基体在植物细胞中参与细胞壁的形成;将单个植物细胞培养成个体可用植物组织培养技术。(5)破坏动物细胞膜最简便的方法是吸水涨破法。
答案:(1)a、e a、b a、c、e、g [h]细胞膜 蛋白质 糖蛋白 (2)具有一定的流动性 (3)后 12 不会 高度分化的细胞不具有细胞分裂的能力 (4)[a]叶绿体 [d]中心体 参与细胞壁的形成 植物组织培养 (5)吸水涨破法
3个主攻点之(三) 细胞的生命历程
右图1中A表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某雌性动物的体细胞,B、C分别表示该动物处于不同分裂状态的细胞图像;图2为该动物部分组织切片的显微图像;图3表示该动物体内细胞在分裂过程中某比值h的变化曲线,F代表细胞分裂刚好结束。请据图回答下列问题:
[串知设计]
(1)细胞周期中进行了RNA和蛋白质的合成,细胞中活动旺盛的细胞器有核糖体、线粒体。
(2)图1中数字分别表示不同的生理过程,它们分别是:①有丝分裂,②减数第一次分裂。
(3)C细胞的名称是次级卵母细胞或第一极体,它含有同源染色体对。
(4)通常情况下,该动物的基因A和a的分离发生在(用图中数字表示)分裂过程中。1个B图细胞最终分裂结束后,一般情况下,可以形成种生殖细胞,其基因型是AB或Ab或aB或ab。
(5)按分裂过程判断,图2中标号的先后顺序应该是甲→丙→乙。
(6)图3若为有丝分裂,则CD段中,细胞内有同源染色体对;EF段中,细胞内有同源染色体对。
(7)图3若为减数分裂,在CD段既具有含同源染色体的细胞,又具有不含同源染色体的细胞,基因的分离和自由组合都发生在CD段。
(8)CD段时,h的值为1/2。此时,细胞内的此值会比h值(填“大”“小”或“相等”)。
(9)若对某二倍体生物镜检时发现体细胞中有29条染色体,你认为下列分析有道理的是①②⑤。(填编号)
①亲代细胞在减数分裂形成配子时多了一条染色体
②亲代细胞在减数分裂形成配子时少了一条染色体
③亲代细胞在减数分裂时没有形成纺锤体
④亲代细胞在减数分裂时,着丝点没有分裂
⑤该生物受精卵分裂时,有一组姐妹染色单体移向同一极
⑥该生物受精卵分裂时,没有形成纺锤体
考向(一) 综合考查细胞分裂图像、曲线、染色体行为
[真题导向]
1.(2017·江苏高考)假如右图是某生物体(2n=4)正常的细胞分裂示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.该细胞处于减数第二次分裂后期
B.若染色体①有基因A,则④有基因A或a
C.若图中的②表示X染色体,则③表示Y染色体
D.该细胞产生的子细胞中有2对同源染色体
解析:选A 该生物体的正常体细胞中有4条染色体,图示细胞中有8条染色体,故该细胞处于有丝分裂后期;染色体①和④是同源染色体,若①上有基因A,则④上有基因A或a;染色体③和②是同源染色体,若②表示X染色体,则③表示Y染色体;该细胞产生的子细胞中有4条染色体,2对同源染色体。
2.(2014·江苏高考)右图为动物细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B.乙和丙在组成成分上差异很大
C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍
D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
解析:选B 题图为动物细胞分裂的中期图像。甲为中心体,在分裂间期倍增,前期移向细胞两极。乙为染色体,组成成分为DNA和蛋白质,丙为纺锤丝,组成成分主要是蛋白质,可见两者在组成成分上的差异很大。题图如果为有丝分裂中期,细胞中染色体数与体细胞染色体数相同,如果为减数第二次分裂中期,细胞中染色体数是体细胞染色体数的一半。该时期核膜解体、核仁消失,无细胞核,故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。
3.(2016·江苏高考)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析,图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体),图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是______________,它属于图2中类型________的细胞。
(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称是________________。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是________。
(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有________。
(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有________________(用图中字母表述)。
(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。现有3组实验:用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是______________________________________,
理由是________________________________________________________________________
________________________。
解析:(1)图1中细胞发生了着丝点分裂,且含有同源染色体,故细胞分裂的方式和时期是有丝分裂后期,细胞中染色体数和核DNA数均为4n,因此它属于图2中类型a的细胞。(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,则其可能为处于减数第二次分裂后期的细胞,该细胞的名称是次级精母细胞。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,b处于减数第一次分裂,d处于减数第二次分裂着丝点分裂之前,e处于减数第二次分裂结束时,那么三者出现的先后顺序是b、d、e。(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型为a和b,c可能表示未复制的体细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞,不一定含有同源染色体,d是处于减数第二次分裂着丝点分裂前的细胞,e是减数第二次分裂结束后的细胞,d、e肯定不含同源染色体。(5)b类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数不变,形成a类型的细胞。d类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数目不变,形成c类型的细胞。(6)细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体的形成,其功能类似于秋水仙素。用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂(减数第一次分裂同源染色体未分离,减数第二次分裂正常进行)、减数第二次分裂(减数第一次分裂正常,减数第二次分裂着丝点分开后移向同一极)时形成的是染色体数加倍的配子,但是处理受精卵(2n)的第一次卵裂(有丝分裂)时形成的是四倍体,故阻滞受精卵的第一次卵裂后三倍体出现率最低。
答案:(1)有丝分裂后期 a (2)次级精母细胞 (3)b、d、e (4)a、b (5)b→a;d→c (6)阻滞第一次卵裂 受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的个体是四倍体而不是三倍体
[过关练习]
1.(2018·扬州一模)下列与细胞分裂有关的叙述,错误的是( )
A.甲图细胞中的着丝点分裂,染色体数目加倍,核DNA数目不变
B.乙图所示细胞可能处于有丝分裂前期、有丝分裂中期、减数第一次分裂后期
C.有丝分裂和减数分裂过程中每条染色体的DNA含量变化均可用图丙表示
D.图甲、图乙所示细胞可分别处于图丙的BC段、DE段
解析:选D 图甲所示细胞没有染色单体,处于图丙的DE段,图乙所示细胞有染色单体,处于图丙的BC段。
2.(2018·盐城三模)图1表示某二倍体动物的一个性原细胞经减数分裂过程传递基因的情况;图2、图3分别表示该动物的性原细胞在正常分裂过程中,每条染色体上DNA含量和细胞中染色体组变化情况;图4是一同学绘制的该生物体内不同时期细胞分裂图像。请据图回答下列问题:
(1)图1、2、3中,可表示有丝分裂过程的是________。
(2)图1中,只位于图2中BC段的细胞是__________。图3中,与图2中BC段对应的区段最可能是________。
(3)只考虑染色体变异,与形成图1中生殖细胞基因组成异常的分裂时期是__________________,与之同时产生的另外三个细胞的基因组成是________。
(4)图3中,与图2中CD段的变化原因相同的区段是________。
(5)图1中,次级性母细胞含有的染色体组数是________。
(6)图4甲~丙中,有明显错误的是________。
解析:(1)图1产生了生殖细胞,表示减数分裂。图2、图3可表示有丝分裂过程中的曲线图。(2)图1表示减数分裂,图2为每条染色体上DNA含量变化曲线,如表示减数分裂,则BC段表示每条染色体上有两个DNA,图1中性原细胞未进行DNA的复制,初级性母细胞完成了DNA的复制,每条染色体上有两个DNA。次级性母细胞的前期、中期每条染色体上有两个DNA,次级性母细胞的后期每条染色体上有一个DNA,生殖细胞每条染色体上有一个DNA,因此图1中,只位于图2中BC段的细胞是初级性母细胞。图3表示有丝分裂细胞中染色体组变化曲线,若图2表示有丝分裂每条染色体上DNA含量变化曲线,则BC段表示有丝分裂间期的G2期,前期、中期;图3中HJ段表示有丝分裂后期,因此图3中,与图2中BC段对应的区段最可能是FG段。(3)图1中的生殖细胞含有B、b基因,而B、b基因所在的染色体为同源染色体,应该在减数第一次分裂后期分离,则与形成图1中生殖细胞基因组成异常的分裂时期是减数第一次分裂后期。由于减数第一次分裂后期,B、b所在的染色体未分离,导致减数第一次分裂形成了基因组成为AABBbb和aa的次级性母细胞,然后进行减数第二次分裂,形成了ABb、ABb、a、a的生殖细胞。则与之同时产生的另外三个细胞的基因组成是ABb、a、a。(4)图2中CD段的变化原因是姐妹染色单体分离,图3中发生姐妹染色单体分离的区段为GH段。(5)图1中,初级性母细胞进行减数第一次分裂,发生同源染色体的分离,导致次级性母细胞在前期、中期只含一个染色体组;进入后期,姐妹染色单体分离,此时变为两个染色体组,则次级性母细胞含有的染色体组数是1或2。(6)图4中,甲图为有丝分裂过程图,应该为均等分裂;乙图为有丝分裂中期,正确;丙图为减数第一次分裂后期,正确。
答案:(1)图2、3 (2)初级性母细胞 FG (3)减数第一次分裂后期 ABb、a、a (4)GH (5)1或2 (6)甲
考向(二) 细胞分裂实验
[真题导向]
1.(2017·江苏高考)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料,开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题:
(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8羟基喹啉溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的________期细胞的比例,便于染色体观察、计数。
(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,目的是__________________。再用低浓度的KCl处理一段时间,使细胞适度膨胀,便于细胞内的________更好地分散,但处理时间不能过长,以防细胞____________。
(3)图1是________细胞的染色体,判断的主要依据是____________________。
(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的________进行人工配对;根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有________(填下列序号)。
①基因突变 ②单体 ③基因重组 ④三体
解析:(1)观察细胞中染色体的最佳时期是分裂中期,用8羟基喹啉溶液处理可以提高芹菜根尖细胞中有丝分裂中期细胞的比例。(2)用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,能去除其细胞壁,使细胞相互分离;在低浓度的KCl溶液中,去壁后的根尖、花粉母细胞吸收水分,使细胞适度膨胀,便于细胞内染色体更好地分散,但若处理时间过长,则没有细胞壁的细胞会吸水涨破。(3)图1应是进行减数分裂的花粉母细胞的染色体核型图,判断的主要依据是图1中有同源染色体联会现象。(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的同源染色体进行人工配对;由于光学显微镜下能观察到染色体变异,无法观察到基因突变和基因重组,故不能确定该品种细胞中是否发生了基因突变和基因重组。根据图1、图2可以确定该品种细胞中染色体数目正常,没有出现单体或三体。
答案:(1)中 (2)去除细胞壁(使细胞分离) 染色体 吸水涨破 (3)花粉母 同源染色体联会 (4)同源染色体 ②④
2.(2015·江苏高考)中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)是传统观赏花卉,由于其高度不育,只能进行无性繁殖,因而品种稀少。为了探究中国水仙只开花不结实的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验,先制作了临时装片进行镜检、拍照,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列,主要步骤如下:
→→→→→→
→
请回答下列问题:
(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是___________________________________。
(2)实验过程中用1 mol·L-1 HCl解离的目的是________________________________。
(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有________(填序号)。
①双缩脲试剂 ②醋酸洋红液 ③龙胆紫溶液 ④秋水仙素溶液
(4)镜检时,应不断移动装片,以寻找处于________期且染色体________的细胞进行拍照。
(5)由下图核型分析结果,得出推论:中国水仙只开花不结实的原因是____________
________________________________________________________________________。
(6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用________(填序号)作为实验材料进行显微观察。
①花萼 ②花瓣 ③雌蕊 ④花药 ⑤花芽
解析:(1)本实验研究的是水仙细胞的染色体核型,最好选择处于分裂中期的细胞进行染色体观察,实验材料选取水仙新生根尖,是因为新生根尖分生区细胞分裂旺盛。(2)实验过程中需要制作水仙新生根尖的临时装片,用1 mol·L-1 HCl解离的目的是使组织细胞相互分离。(3)制作临时装片过程中,染色的目的是使染色体(或染色质)着色,常用染色液除卡宝品红外,还有龙胆紫溶液和醋酸洋红液。(4)光学显微镜下观察细胞中的染色体形态和数目的最佳时期是有丝分裂中期。视野中观察到的细胞数量有限,而且处于有丝分裂中期的细胞较少,因此,镜检时要不断移动装片,根据有丝分裂中期细胞的特点,从中挑选染色体分散良好的中期细胞进行拍照。(5)从图中水仙染色体核型可以看出,水仙的体细胞中含有三个染色体组,应属于三倍体(3N=30)植物。水仙在开花期间进行减数分裂的过程中出现同源染色体联会紊乱现象,极难产生含有完整染色体组的可育配子,所以中国水仙只开花不结实。(6)通过直接显微观察能进行减数分裂的生物材料,可以进一步验证上述推论。在提供的生物材料中,花萼、花瓣、花芽都不能进行减数分裂,雌蕊子房里的胚珠内与雄蕊的花药内都有减数分裂发生。观察减数分裂使用的材料最好是雄性生殖器官(雄蕊),因为其雄配子多,容易观察。植物雌蕊进行减数分裂的细胞数目很少,用它们作为实验材料,不容易找到正在进行减数分裂的细胞。
答案:(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛 (2)使组织细胞相互分离 (3)②③ (4)中 分散良好 (5)中国水仙是三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖细胞 (6)④
(1)在显微镜下观察到间期的细胞数目最多,因为间期历时最长。
(2)不能观察某细胞有丝分裂过程的动态变化,因为解离过程中细胞已经死亡。如果要找到各个分裂时期的细胞,就要不断移动装片,在不同的视野中寻找。
(3)利于细胞分散开的操作措施有:①解离;②镊子尖弄碎根尖;③拇指按压载玻片。
(4)在利用显微镜观察装片时,装片的移动方向与物像的移动方向相反。
[过关练习]
1.(2019届高三·泰州诊断卷,多选)如图为显微镜下观察某二倍体植物的体细胞制作的临时装片结果,下列说法正确的是( )
A.细胞甲中染色体形态、数目清晰,细胞中有两个染色体组
B.细胞乙中主要完成DNA的复制,结果导致染色体数目加倍
C.细胞丙中染色体分离是相关酶催化染色体着丝点分裂的结果
D.细胞丁的中央会出现赤道板,最终拓展形成细胞壁
解析:选AC 细胞甲处于有丝分裂中期,细胞中的染色体形态、数目清晰,且含有两个染色体组;细胞乙处于有丝分裂间期,主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,结果导致DNA数目加倍;细胞丙处于有丝分裂后期,染色体分离是相关酶催化染色体的着丝点分裂的结果;细胞丁处于有丝分裂末期,在细胞的中央会出现细胞板,最终拓展形成细胞壁。
2.(2018·南通考前卷)每年6~7月是广西某品种甘蔗的快速生长期,为研究其细胞分裂情况,某科研人员进行了如下实验:
[实验步骤]
①选取在实验种植区(与大田生产条件基本一致)处于快速生长期的大小、长势一致的甘蔗植株,每隔10 d左右定时(每天上午10:00)取样3个茎尖并固定。
②制作茎尖细胞分裂临时装片:切取茎尖→用卡诺溶液固定5~24 h,再转入体积分数为70%的酒精保存→解离→步骤A→用改良苯酚品红染液处理8~16 min→压片。
③制作装片,观察、统计细胞总数及处于分裂中期的细胞数,并计算细胞分裂指数(有丝分裂中期细胞数与细胞总数的比值)。
[实验结果]
观察指标
6月9日
6月17日
6月30日
7月11日
7月21日
观察细胞
总数(个)
815
703
879
899
731
细胞分裂
指数(%)
1.10
0.28
1.25
2.00
0.96
请回答下列问题:
(1)实验中,取茎尖作为观察材料的原因是__________________________________。实验中,每次要取3个茎尖的原因是________________________________。
(2)在制作临时装片时,“步骤A”的操作是______________________,使用“改良苯酚品红染液”的目的是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)本实验不直接比较分裂中期细胞数,而是以分裂指数相比较,这是因为_________
___________________。
(4)根据实验结果分析,影响该品种甘蔗有丝分裂指数的因素除了材料自身因素(如生长时期)外,还与日周期、____________________等多种因素有关。
(5)若要探究该甘蔗细胞有丝分裂的日周期(或日节律)变化,请简要说出实验设计思路。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)实验中,取茎尖作为观察材料的原因是茎尖有分生区(或生长点),该组织细胞分裂旺盛。实验中,每次要取3个茎尖的原因是重复实验,以保证实验结果的准确、可靠。(2)在制作临时装片时,“步骤A”的操作是:将茎尖置于清水中漂洗几分钟。使用“改良苯酚品红染液”的目的是使细胞中染色体(质)着色,便于观察、鉴定细胞分裂时期。(3)由于不同次的观察中,观察到的细胞总数不同,所以本实验不直接比较分裂中期细胞数,而是以分裂指数相比较。(4)不同天气的温度和光照强度存在差异,据此结合表中信息可知:影响该品种甘蔗有丝分裂指数的因素除了材料自身因素(如生长时期)外,还与日周期、气温、阳光等多种因素有关。(5)若要探究该甘蔗细胞有丝分裂的日周期(或日节律)变化,自变量是每日时段的不同,因变量是细胞分裂指数,因此,依据实验设计应遵循的原则,该实验设计思路为:在某一天每隔2 h(一段时间)切取该品种甘蔗的茎尖,制作临时装片,并在显微镜下观察(按相同步骤进行实验);统计各材料的细胞分裂指数。
答案:(1)茎尖有分生区(或生长点),该组织细胞分裂旺盛 重复实验,以保证实验结果的准确、可靠 (2)将茎尖置于清水中漂洗几分钟 使细胞中染色体(质)着色,便于观察鉴定细胞分裂时期 (3)不同次观察中,观察到的细胞总数不同 (4)气温、阳光 (5)在某一天每隔2 h(一段时间)切取该品种甘蔗的茎尖,制作临时装片,并在显微镜下观察(按相同步骤进行实验);统计各材料的细胞分裂指数
考向(三) 细胞分化、衰老、凋亡和癌变的综合考查
[真题导向]
1.(2018·江苏高考,多选)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),下图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图,下列叙述错误的是( )
A.组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同
B.MSC不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老
C.MSC中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡
D.不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞
解析:选ABC 组织细胞中的核DNA与MSC中的相同,由于组织细胞和MSC中的基因进行选择性表达,所以两者的RNA不完全相同;细胞会随着分裂次数的增多而逐渐衰老,组织细胞是MSC分裂、分化后形成的,所以组织细胞更容易衰老;组织细胞中的凋亡基因表达,细胞才开始凋亡;MSC在不同诱导因素的作用下,可分化形成不同类型的细胞。
2.(2017·江苏高考)下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述,错误的是( )
A.细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱
B.衰老细胞中各种酶的活性显著降低
C.细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定
D.癌细胞无接触抑制特征
解析:选B 细胞分裂能力会随细胞分化程度的提高而减弱;衰老细胞中多种酶的活性显著降低,但有些酶的活性会提高;细胞凋亡有利于清除多余的、受损的细胞,有助于机体维持自身的稳定;癌细胞的细胞膜由于糖蛋白减少,失去了接触抑制特征。
3.(2016·江苏高考)下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是( )
A.线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞衰老死亡的结果
B.恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性,所以不易被化疗药物杀死
C.人的造血干细胞是全能干细胞,可以分化为多种细胞
D.体外培养时,儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞
解析:选D 线虫发育过程中细胞数量减少是细胞凋亡的结果;不同的化疗药物作用机理不同,或者将恶性肿瘤细胞杀死,或者抑制癌细胞的增殖与扩散;人的造血干细胞是多能干细胞,可分化为各类血细胞;人的体细胞一般能够分裂50~60次,儿童的成纤维细胞在体内分裂的次数少于成人的,故体外培养时儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞。
1.理清细胞分化、分裂、癌变、坏死及凋亡的关系
2.把握细胞生命历程中遗传物质的变化
项目
结果
遗传物质变化
细胞
分裂
单细胞生物完成增殖,多细胞生物产生新细胞
遗传物质复制后均分
细胞
分化
形成不同组织和器官
遗传物质不发生改变
细胞
癌变
变成无限增殖的癌细胞
遗传物质发生改变
细胞
衰老
细胞正常死亡
遗传物质可能发生改变
细胞
凋亡
细胞正常死亡
遗传物质不发生改变
[过关练习]
1.下列关于人体细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是( )
A.细胞的分化程度越高,全能性越强
B.癌细胞具有细胞增殖失控的特点
C.正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡
D.幼年个体生长需细胞增殖,成年后不需细胞增殖
解析:选B 细胞的分化程度越高,其全能性越难以表达。癌细胞具有易分散转移和无限增殖的特点。正常人体内都有细胞的衰老和凋亡,包括幼儿也是如此,因此,正常细胞的衰老凋亡不一定使个体衰老死亡,但个体衰老一定是由细胞衰老引起的。成年个体内仍然有细胞增殖现象,如造血干细胞终生具有分裂与分化能力,可不断产生血细胞。
2.(2018·南通一模)下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.细胞生长导致细胞与环境的物质交换效率增强
B.细胞分化导致细胞中mRNA种类不完全相同
C.衰老的细胞中细胞核体积减小,染色质收缩
D.癌变的细胞中酶活性降低,细胞代谢减慢
解析:选B 细胞生长导致细胞相对表面积变小,物质交换效率降低;衰老细胞的体积变小,细胞核体积变大;癌细胞代谢旺盛,酶活性不会降低。
3.(2018·苏锡常镇高三联考)下列有关细胞分化、衰老、凋亡及坏死的叙述,错误的是( )
A.细胞分化意味着不同细胞内蛋白质的种类和含量有所不同
B.细胞衰老会出现线粒体减少、部分酶活性降低的现象
C.被病原体侵染的细胞在免疫系统的作用下死亡属细胞坏死
D.细胞衰老与动物个体的衰老一般不完全同步
解析:选C 细胞分化是基因选择性表达的结果,最终细胞内蛋白质的种类和含量产生差异;衰老细胞会出现很多变化,如水分减少、细胞体积变小、部分酶活性降低、线粒体减少等;被病原体侵染的细胞在免疫系统的作用下裂解死亡属于细胞凋亡;多细胞生物个体的衰老与细胞衰老一般不完全同步,个体衰老是绝大多数细胞普遍衰老的结果。
一、选择题
1.下列与细胞周期有关的叙述,正确的是( )
A.等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期
B.在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期
C.细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制
D.肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长
解析:选C 等位基因的分离发生在减数分裂过程中,减数分裂没有细胞周期;纺锤丝出现在有丝分裂前期;DNA复制需要解螺旋,染色体高度螺旋化,难以解旋;染色体存在于分裂期,分裂期的时间远小于分裂间期。
2.洋葱根尖细胞和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是( )
A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板
解析:选B 解离洋葱根尖组织时需要用到盐酸溶液,盐酸可使细胞相互分离开来,杀死细胞;分离小鼠骨髓细胞则需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。观察细胞有丝分裂装片时,需要先用低倍镜观察,找到分裂细胞,然后再换用高倍镜仔细观察。在有丝分裂后期,姐妹染色单体分开,可观察到染色体数目加倍。植物细胞在有丝分裂末期形成细胞板,动物细胞不形成细胞板,而是细胞膜从细胞中部向内凹陷。
3.如图表示某动物细胞分裂过程中部分细胞的分裂图像以及分裂过程中DNA含量的变化。下列叙述正确的是( )
A.图甲所示细胞的时期中,含有4对同源染色体,4个染色体组,8条染色单体
B.丁图BC段可以用来表示图乙所示细胞中DNA的含量
C.使用高倍显微镜观察丙图细胞,可以观察到正在分离的一对性染色体X和Y
D.丙图所示细胞分裂完成产生的成熟生殖细胞,其细胞呼吸和物质合成进行得都比较缓慢
解析:选D 有丝分裂后期着丝点分裂,染色单体消失,所以图甲所示细胞的时期中,含有4对同源染色体,4个染色体组,0条染色单体;丁图BC段DNA含量加倍,说明同源染色体没有分开,所以不可以用来表示图乙所示细胞中DNA的含量;丙图中的细胞质不均等分裂,说明是初级卵母细胞,因此不含有Y染色体;丙图所示细胞分裂完成后,产生的成熟生殖细胞是卵细胞,在没有受精时,其细胞呼吸和物质合成进行得都比较缓慢。
4.某二倍体动物细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化的曲线如图所示,下列相关分析正确的是( )
选项
分裂方式
相应结果
A
有丝分裂
e~f时期的细胞都含有两个染色体组
B
有丝分裂
赤道板和纺锤体都出现于d~e时期
C
减数分裂
c~d时期的细胞都有同源染色体
D
减数分裂
解析:选D 每条染色体上含有两条染色单体时含有两个DNA分子,此时可能处于有丝分裂的前期和中期、减数第一次分裂及减数第二次分裂的前期和中期;姐妹染色单体分离后,每条染色体含有一个DNA分子,对应的时期是有丝分裂的后期和末期以及减数第二次分裂的后期和末期。若为有丝分裂,e~f时期的细胞可能有四个染色体组(后期),纺锤体出现在有丝分裂前期(c~d),赤道板不是一个真实存在的结构;若为减数分裂,c~d时期的细胞可能含同源染色体,也可能不含同源染色体,基因重组发生在减数第一次分裂后期或前期,即c~d时期。
5.(2019届高三·扬州联考)图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数与核DNA数比的变化;图2、图3分别是某高等植物细胞有丝分裂的部分示意图。下列说法正确的是( )
A.图1中BC段DNA易出现碱基对增添、缺失或替换,DE段发生了同源染色体的分离
B.图2细胞所处时期,细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数等于1∶0∶1
C.图3细胞中结构H为赤道板,是形成细胞壁的结构基础
D.图2、图3细胞所处时期分别位于图1中的CD、EF段
解析:选D 图1中BC段表示分裂间期DNA复制,此时DNA分子的稳定性较差,易出现碱基对增添、缺失或替换,DE段形成的原因是着丝点分裂,有丝分裂不存在同源染色体的分离现象。图2细胞处于有丝分裂的中期,该时期细胞中存在姐妹染色单体,细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2。图3细胞中结构H为细胞板,细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。图2细胞处于有丝分裂中期,每条染色体中含有2个DNA分子,位于图1中的CD段,图3细胞处于有丝分裂末期,每条染色体中含有1个DNA分子,位于图1中的EF段。
6.下面左图为某二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线,右图表示该动物的一个细胞分裂示意图。下列叙述错误的是( )
A.CD段含有4个染色体组,12个核DNA分子
B.FG段可发生基因重组
C.若染色体②上有基因B,⑤的相同位点上有基因b,则其原因是在AB段发生了基因突变
D.右图中细胞是次级精母细胞,处于曲线图的HI段
解析:选C 坐标曲线图表示二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化,CD段表示有丝分裂后期,此时着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数量加倍,染色体组有4个,由分裂示意图可以看出,此动物体细胞中含有6条染色体,故CD段含有12个核DNA分子;FG段表示减数第一次分裂,此过程中可以发生基因重组;若染色体②上有基因B,⑤的相同位点上有基因b,则其原因可能是发生了基因突变,也可能是由于减数第一次分裂前期染色体片段的交叉互换造成的;右图表示减数第二次分裂,此时的细胞是次级精母细胞,不存在同源染色体。
7.下图表示某二倍体生物体内进行的三个连续生理过程中某细胞内染色体组数的变化,有关分析错误的是( )
A.图中Ⅰ过程产生的细胞若能发育成个体,则该个体属于单倍体
B.图中Ⅱ过程可体现细胞膜具有信息交流的功能
C.图中bc、ef段细胞内染色体数与核DNA分子数之比为1∶1
D.图中b、d、e点时染色体组数加倍的原因相同
解析:选D 题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次表示减数分裂、受精作用和有丝分裂。Ⅰ过程产生的细胞为生殖细胞,由其发育来的个体为单倍体;在受精作用过程中,精卵细胞的识别与结合体现了细胞膜具有信息交流的功能;bc、ef段分别是减数第二次分裂后期和有丝分裂后期,这两个时期细胞内无染色单体,故染色体数与核DNA分子数之比为1∶1;b、e点时染色体组数加倍的原因是着丝点分裂,而d点时染色体组数加倍的原因是受精作用。
8.将某一细胞中的一条染色体用14C充分标记,其同源染色体用32P充分标记,置于不含放射性的培养液中培养,经过连续两次细胞分裂(不考虑交叉互换),下列叙述正确的是( )
A.若进行减数分裂,则四个细胞中均含有14C和32P
B.若进行有丝分裂,某一细胞中含14C的染色体可能是含32P染色体的两倍
C.若进行有丝分裂,则四个细胞中可能三个有放射性,一个没有放射性
D.若进行减数分裂,则四个细胞中可能两个有放射性,两个没有放射性
解析:选C 根据题干信息分析,该细胞可能是进行了两次有丝分裂或一次减数分裂。DNA的复制具有半保留复制的特点,减数分裂过程中,复制后的一条染色体上的两条姐妹染色单体都具有放射性,因此经过减数第一次分裂和第二次分裂,产生的每个子细胞染色体数目减半,四个子细胞中都有放射性,其中两个细胞中均含有14C,两个细胞中均含有32P;由于只有一对同源染色体分别被标记,且原料没有被标记,因此两种放射性之间不可能一方是另一方的两倍;经过第一次有丝分裂产生的子细胞中两条染色体分别含有14C和32P,但是都是一条链含有放射性,另一条链没有放射性,第二次有丝分裂DNA复制后每条染色体上的两条姐妹染色单体中的一条含有放射性,另一条没有,则产生的四个子细胞中可能两个含有放射性、两个不含有放射性,可能四个都含有放射性,也可能三个有放射性,一个没有放射性。
9.(2018·南京二模)研究表明myoD基因在黄颡鱼雌雄成体的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达,在肌肉组织中表达量最高。下列分析正确的是( )
A.myoD基因在肌肉组织中表达量最高,说明肌肉细胞的分化程度最高
B.心、脑、肌肉细胞中DNA和RNA相同,但蛋白质种类不一定相同
C.myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体出现生长差异
D.通过检测组织细胞的myoD基因和呼吸酶基因是否表达,可确定细胞是否分化
解析:选C 不同细胞中基因是选择性表达的,myoD基因在肌肉组织中表达量最高,不能说明该细胞分化程度最高;心、脑、肌肉细胞中核DNA相同,但是RNA和蛋白质不完全相同;myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体生长出现差异;所有细胞中呼吸酶基因都表达,因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达来确定细胞是否分化。
10.如图所示为部分人体细胞的生命历程。Ⅰ~Ⅳ代表细胞的生命现象,细胞1具有水分减少、代谢减慢的特征,细胞2可以无限增殖。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ~Ⅳ过程中,遗传物质没有发生改变的是Ⅰ、Ⅲ
B.成体干细胞能够分化成浆细胞、肝细胞等,体现了细胞核的全能性
C.细胞2与正常肝细胞相比代谢旺盛,DNA聚合酶和RNA聚合酶活性更高
D.效应T细胞作用于细胞1和细胞2使其坏死,此过程属于细胞免疫
解析:选C 据图可知,过程Ⅰ表示细胞分化,过程Ⅱ表示细胞衰老,过程Ⅲ表示细胞癌变。细胞分化遗传物质没有发生改变,但细胞癌变遗传物质发生了改变;全能性是指发育成完整个体,而浆细胞、干细胞不是完整个体;癌细胞代谢旺盛,DNA复制和基因表达旺盛,因此DNA聚合酶和RNA聚合酶活性高;衰老、损伤的细胞被效应T细胞的清除属于细胞凋亡,不是细胞坏死。
11.(2018·海安中学段考,多选)如图为洋葱根尖结构示意图。相关叙述正确的是( )
A.在观察植物细胞有丝分裂的实验中,需用盐酸和酒精处理使细胞分散开
B.观察细胞质壁分离现象的最佳区域是①
C.经低温处理后,③处可出现染色体数目改变的细胞
D.增加根尖细胞数目的主要区域是②
解析:选ABC 图中①②③④分别表示根毛区、伸长区、分生区、根冠。盐酸和酒精混合液(1∶1)能使根尖分生区细胞分散开。观察质壁分离选择成熟的植物细胞,根毛区为成熟的植物细胞。分生区进行细胞分裂,故增加细胞数目的主要区域是③;低温处理分生区的细胞,会抑制细胞中纺锤体的形成,导致细胞中染色体数目加倍。
12.(多选)图甲表示一个基因型为AaBb的动物某两个细胞分裂图,图乙表示该动物细胞分裂过程中不同时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。下列有关叙述错误的是( )
A.图甲细胞所示的变异均发生在减数第一次分裂的后期
B.图甲的右图细胞中含有2个染色体组
C.图甲细胞发生在图乙对应的E~F段的某一时期
D.图乙只能表示减数分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化
解析:选AD 图甲的左图细胞中A、a产生的原因是基因突变或交叉互换,发生在减数第一次分裂前的间期或前期,右图细胞中所示的变异发生在减数第二次分裂的后期;图甲的右图细胞中含有4条染色体,2个染色体组;图甲细胞中着丝点已经分裂,图乙中DE过程中发生着丝点分裂,所以图甲细胞发生在图乙对应的E~F段的某一时期;有丝分裂和减数分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化均可以用图乙表示。
13.(多选)下列有关细胞生命历程的说法,正确的是( )
A.细胞分化时核DNA和mRNA都发生改变
B.细胞凋亡是基因选择性表达的结果
C.细胞癌变时细胞膜上的糖蛋白减少,多个基因发生突变
D.细胞分裂都会出现纺锤体和遗传物质的复制
解析:选BC 细胞分化时核DNA不变,mRNA发生变化;细胞凋亡是由基因控制的,是基因选择性表达的结果;细胞癌变是多个基因突变的累积效应;无丝分裂过程中不产生纺锤体,但有遗传物质的复制。
二、非选择题
14.(2018·南京二模)细胞周期按时间顺序可分为四个时期:G1、S、G2和M期,如图甲所示;各时期所发生的主要生理变化及部分调控因子如下表。请回答下列问题:
时期
主要生理变化
部分调控因子
G1
为遗传物质DNA的合成作准备
CDK4、CDK2(G1/S转换)
S
DNA合成
CDK2
G2
主要完成蛋白质的合成,为进入分裂期作准备
CDK1(G2/M转换)
M
核膜消失,染色体等发生变化
CDK1
G0
静息状态,细胞不生长,也不分化
(1)DNA聚合酶作用于细胞周期的__________(填字母)期,纺锤体形成于__________(填字母)期,调控因子__________的表达量增多,促进细胞周期从G1期向S期过渡。
(2)G1期如果缺少某些必需的营养成分(如必需氨基酸),细胞会终止其G1期的进程,进入________(填字母)期,一旦补充了所缺少的成分后,细胞将回到G1期,这种调节的意义是可以避免________________________________。
(3)若图甲中的1、2、3、4为一个细胞周期中的部分检查点,在DNA发生损伤时有阻滞细胞周期的作用。当DNA损伤出现在__________(填字母)期时,CDK1形成的复合物滞留在细胞质中,不能进入细胞核内发挥作用,阻止细胞进入下一时期,可以推测检查点最可能是图甲中的________(填数字)。
(4)胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化,若G1、S、G2、M期依次为10 h、7 h、
3 h、1 h,经过一次阻断,S期细胞立刻被抑制,其余细胞最终停留在G1/S交界处;洗去TdR可恢复正常的细胞周期,若要是所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后________h到________h进行。
解析:(1)DNA聚合酶催化DNA复制的过程,因此其作用于分裂间期中的S期;纺锤体形成于有丝分裂前期,即M期;根据表格分析可知细胞周期从G1期向S期过渡时,调控因子CDK2的表达量增多。(2)G1期如果缺少某些必需的营养成分(如必需氨基酸),细胞会终止其G1期的进程,则将不能进入S期,而是变成静息状态,细胞不生长,也不分化的G0期细胞;一旦补充了所缺少的成分后,细胞将回到G1期,这种调节可以避免物质和能量的浪费。
(3)根据表格分析可知,CDK1出现于G2期,主要是促进G2期向M期转换,若DNA损伤导致CDK1形成的复合物滞留在细胞质中,不能进入细胞核内发挥作用,阻止细胞进入下一时期,说明DNA损伤发生在G2期,应该在3处进行检测。(4)根据题意分析,经过一次阻断,S期细胞立刻被抑制,则细胞至少停留在G1/S交界处,至多停留在S/G2交界处,前者经过7 h达到后者,后者经过3+1+10=14(h)到达下一个周期的前者,因此若要是所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后7 h到14 h进行。
答案:(1)S M CDK2 (2)G0 物质和能量的浪费 (3)G2 3 (4)7 14
15.下列甲、乙、丙图分别是基因型为AaBB的某生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。请据图回答问题:
(1)图甲中细胞④的名称是____________,该图中同时出现B、b的原因是________。
(2)图甲中细胞①处于图乙________段,图甲中处于图乙HI段的是________(填数字)。
(3)图丙a、b、c中表示DNA分子的是________,图甲中对应图丙Ⅱ时期的细胞是________,图丙中Ⅱ→Ⅰ完成图乙中的________段的变化。
(4)现有某药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则使用此药物后,细胞的分裂将停留在图乙中________段。如果用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度,请写出简单的设计思路:____________________________________
____________________________________。
解析:(1)图甲中,根据细胞②的细胞质不均等分裂可知,该生物的性别为雌性。细胞④处于减数第二次分裂后期,且细胞质均等分裂,应为第一极体,该生物的基因型为AaBB,因此图中同时出现B、b的原因是基因突变。(2)图甲中细胞①处于有丝分裂中期,对应于图乙中的AB段;图乙HI段表示减数第二次分裂,对应于图甲中的③④。(3)结合图甲可知,该生物体细胞中有4条染色体,故图丙a、b、c中表示DNA分子的是c,a代表染色体,b代表染色单体;图丙Ⅱ时期可代表有丝分裂前、中期或减数第一次分裂全过程,因此图甲中细胞①②对应图丙Ⅱ时期;图丙中Ⅱ→Ⅰ表示有丝分裂后期,着丝点分裂,染色单体消失,染色体数目加倍,对应于图乙中的BC段变化。(4)有丝分裂后期,纺锤丝能牵引染色体移向两极,若某药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则使用此药物后,细胞的分裂将停留在图乙中CD段。用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度时,应设置不同浓度梯度的药物溶液,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成装片观察并比较染色体数目的变化。
答案:(1)(第一)极体 基因突变 (2)AB ③④ (3)c ①② BC (4)CD 设置不同浓度梯度的药物溶液,分别对洋葱根尖细胞进行处理,培养一段时间后制成装片观察并比较染色体数目的变化
_____________________________________________________
A卷——基础保分练
一、选择题
1.(2018·南通考前卷)下列有关细胞内蛋白质的叙述,错误的是( )
A.细胞中各种蛋白质的组成元素都有C、H、O、N
B.基因控制蛋白质合成的两个阶段均需蛋白质参与
C.可以利用斐林试剂的甲液和乙液检验组织中的蛋白质
D.细胞内的蛋白质都可为生命活动提供能量
解析:选D 蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N四种;基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段,转录需要化学本质为蛋白质的RNA聚合酶参与催化,翻译的场所是核糖体,核糖体主要由蛋白质和rRNA组成;斐林试剂的甲液和检测蛋白质的双缩脲试剂A液都是0.1 g/mL NaOH溶液,斐林试剂的乙液为0.05 g/mL CuSO4溶液,将其进行适当的稀释,使其浓度降为0.01 g/mL就变成检测蛋白质的双缩脲试剂B液,因此可以利用斐林试剂的甲液和乙液检验组织中的蛋白质;细胞内的绝大多数酶是蛋白质,酶具有催化作用,但不能为生命活动提供能量。
2.(2019届高三·扬州四校联考)下图①~④表示由不同化学元素组成的化合物,有关说法错误的是( )
A.若①为某种酶的基本单位,则①最可能是氨基酸
B.若②为细胞中重要的储能物质,则②一定是脂肪
C.若③为原核细胞的遗传物质,则③一定是DNA
D.若④为依赖高尔基体合成的结构物质,则④可能是纤维素
解析:选B 酶的化学本质是蛋白质或RNA,①的元素组成为C、H、O、N,则该酶是蛋白质,所以其基本单位是氨基酸;脂肪是细胞中良好的储能物质,淀粉和糖原也可作为细胞中的储能物质;原核细胞的遗传物质只能是DNA;植物细胞壁的形成与高尔基体有关,纤维素是植物细胞壁的主要成分之一,纤维素的元素组成是C、H、O。
3.(2018·泰州中学二模)下列关于细胞内有机物的叙述,正确的是( )
A.蛋白质分子只有在细胞内才能发挥功能
B.核糖通过氧化分解为细胞的生命活动提供主要能量
C.脂肪分子中含氧比例小于糖类,是细胞内良好的储能物质
D.DNA空间结构为双螺旋结构,是一切生物的遗传物质
解析:选C 有的蛋白质分子可以在细胞外发挥作用,如蛋白酶可以在消化道发挥作用;核糖是五碳糖,是组成RNA的成分之一,不能通过氧化分解为生命活动提供能量;脂肪分子中含氧比例小于糖类,是细胞内良好的储能物质;某些病毒以RNA为遗传物质。
4.下列与真核生物中核酸有关的叙述,错误的是( )
A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子
B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量
C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键
D.转录时有DNA双链解开和恢复的过程
解析:选B 合成核酸(如DNA分子复制)的过程中需要消耗能量(ATP)。
5.下列与细胞相关的叙述,正确的是( )
A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器
B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸
C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
解析:选B 核糖体不具有膜结构,溶酶体具有膜结构。酵母菌是真核生物,其细胞核内含有DNA,是遗传物质,在细胞核内可转录形成RNA。蓝藻属于原核生物,细胞内只有核糖体一种细胞器,无线粒体。叶绿体内进行的光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,光反应过程中能合成ATP,暗反应过程中进行CO2的固定。
6.下列有关细胞膜的叙述,正确的是( )
A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的
B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同
C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
解析:选C 细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的。蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质不同。分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等,这些过程与膜脂的流动性有关。膜中的磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,不含胆固醇。
7.如图为细胞核结构模式图,下列有关叙述错误的是( )
A.①在衰老的细胞中将收缩、染色加深
B.②与rRNA合成有关
C.③为双层膜,其主要成分是磷脂和蛋白质
D.蛋白质和RNA等物质能自由通过核孔,但需要消耗ATP
解析:选D 衰老细胞的①(染色质)收缩、染色加深;②(核仁)与某种RNA(rRNA)合成和核糖体的形成有关;③(核膜)为双层膜,膜的主要成分是磷脂和蛋白质;核孔具有选择透过性,蛋白质和RNA等物质不能自由通过。
8.如图表示高等动物细胞亚显微结构。下列有关叙述错误的是( )
A.酶、抗体、激素都在⑦上合成
B.结构④不能将葡萄糖分解成CO2和H2O
C.分泌蛋白合成越旺盛的细胞,①②⑤膜成分更新越快
D.结构⑧参与该细胞的有丝分裂过程
解析:选A 抗体、蛋白质类的酶和激素可在核糖体(⑦)中合成,而RNA酶、非蛋白质类的激素不能在核糖体中合成;结构④是线粒体,葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸后才可以进入线粒体,然后在相关酶作用下分解成CO2和H2O;分泌蛋白合成过程中,⑤内质网膜转化为②高尔基体膜,再进一步转化为①细胞膜,所以分泌蛋白合成越旺盛的细胞,这三种膜成分更新越快;⑧是中心体,参与动物细胞的有丝分裂。
9.如图表示小鼠的精原细胞(仅表示部分染色体),其分裂过程中用3种不同颜色的荧光标记图中的3种基因。观察精原细胞有丝分裂和减数分裂过程,不可能观察到的现象是( )
A.有丝分裂中期的细胞中有3种不同颜色的8个荧光点
B.有丝分裂后期的细胞中有2种不同颜色的4个荧光点
C.某个次级精母细胞中有2种不同颜色的4个荧光点
D.某个次级精母细胞中有3种不同颜色的4个荧光点
解析:选B 有丝分裂过程中DNA含量(基因数目)加倍,但基因的种类不变,所以有丝分裂的中、后期均为3种颜色的8个荧光点;正常情况下,次级精母细胞中含有A、R或a、R两种基因,有2种颜色的4个荧光点;若减数分裂四分体时期发生交叉互换,如A与a互换,则次级精母细胞中含有A、a和R 3种基因,出现3种颜色,4个荧光点。
10.下列关于细胞分化不同水平的分析,错误的是( )
A.从细胞水平分析,细胞分化是细胞的形态、结构和功能改变的结果
B.从细胞的亚显微结构水平分析,细胞分化主要是细胞器的数目和种类改变的结果
C.从分子水平的角度分析,细胞分化主要是蛋白质种类、数量和功能改变的结果
D.从遗传物质的角度分析,细胞分化主要是细胞中的遗传物质发生了变化
解析:选D 细胞分化是基因选择性表达的结果,遗传物质不变。
11.(2018·苏锡常镇四市一模)研究人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列有关叙述正确的是( )
A.该蛋白质是一种水解酶,在分裂间期活性最高
B.在衰老的细胞中该蛋白质合成速率变快
C.核仁解体后,细胞内不再发生转录和翻译
D.抑制癌细胞中该蛋白质的合成,可减缓细胞分裂
解析:选D 由题干信息可知,该蛋白质可以促进核仁的解体,说明该蛋白质具有催化作用,是一种酶;核仁解体发生在分裂期的前期,故前期该酶的活性最高。衰老的细胞不再进行细胞分裂,细胞内决定该蛋白质的基因不能表达。核仁解体后,染色质变为染色体,核DNA不再发生转录过程,但是细胞质仍然能够进行翻译过程,另外线粒体内也可进行转录和翻译过程。该蛋白质与细胞的分裂有关,若抑制该蛋白质的合成,则会降低癌变细胞的分裂速度。
12.最新研究表明:植物中假病斑突变是在没有外来病原物侵染情况下细胞自发形成的程序性细胞死亡,水稻程序性细胞死亡受DRP类蛋白(死亡抵抗蛋白)的调控。下面相关叙述正确的是( )
A.假病斑突变体在没有病原物侵染情况下发生的细胞死亡不属于细胞凋亡
B.水稻程序性细胞死亡是由遗传机制决定的程序性调控
C.水稻程序性细胞死亡导致水稻抵御外界各种因素干扰的能力降低
D.在成熟的水稻中,细胞的自然更新与细胞程序性死亡无关
解析:选B 假病斑突变体在没有病原物侵染情况下发生的细胞死亡属于细胞凋亡,由其内在遗传机制决定的程序性调控过程。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰起着非常关键的作用。在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除是通过细胞凋亡完成的。
13.(多选)下列关于动植物细胞结构和功能的叙述,错误的是( )
A.动物细胞没有原生质层,因此不能发生渗透作用
B.细胞分化、衰老和癌变都会导致细胞形态、结构和功能发生变化
C.癌细胞膜上糖蛋白减少,促使细胞扩散和无限增殖
D.溶酶体合成的水解酶可用于分解抗原或衰老的细胞器
解析:选ACD 动物细胞的细胞膜相当于半透膜,膜两侧存在浓度差时可以发生渗透作用;分化、衰老和癌变的细胞在形态、结构上均发生了变化,功能也随之改变;癌细胞膜上糖蛋白减少,导致细胞间黏着性下降,容易扩散,无限增殖与糖蛋白减少没有直接关系;溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的。
14.(2019届高三·苏北四校联考,多选)下列有关生物体内化合物的叙述,正确的是( )
A.核糖可作为原料参与合成RNA和ATP
B.tRNA为单链结构,分子内不存在碱基对
C.酶在催化反应前后,其分子结构不变
D.胆固醇、维生素D属于固醇类物质
解析:选ACD RNA和ATP的分子中都含有核糖;tRNA为单链结构,折叠部分存在少量的碱基对;酶是生物催化剂,在催化反应前后,其分子结构不变;脂质包括磷脂、固醇和脂肪,其中固醇包括胆固醇、维生素D、性激素。
15.(2018·常州高三调研,多选)如图为某一初级卵母细胞的一对同源染色体及其等位基因,下列说法正确的是( )
A.该细胞可产生1种生殖细胞
B.两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.A与a在减数第二次分裂后才实现完全分离
D.交叉互换属于变异类型中的基因重组
解析:选ACD 虽然发生了交叉互换,但1个初级卵母细胞最终只能产生1个卵细胞(生殖细胞);两对基因位于一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律;由于有交叉互换,减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中都有A与a的分离,在减数第二次分裂后才能实现完全分离;交叉互换发生在减数第一次分裂的四分体时期,属于基因重组。
二、非选择题
16.如图表示细胞内某些化合物的元素组成及其相互关系,甲、乙、丙、丁、戊、己代表不同的大分子物质,①②③④代表组成大分子物质的单体。请分析回答下列问题:
(1)①所代表的物质的名称是________,细胞中的①与②相比特有的是____________
___________________ (答案要全面)。
(2)甲的特异性取决于__________________________,甲通过乙控制丙的合成来控制生物体性状的过程叫作______________。少数病毒侵入宿主细胞后,会发生由乙指导甲合成的过程,该过程叫作________________。
(3)细胞中的乙除了图示作用,还有____________________________(至少答出两点)的作用。
(4)己和丙参与构成生物膜,其中膜的功能主要由膜上的__________决定。丁、戊都是动物细胞中的储能物质,相同质量的丁、戊含能量多的是________。
(5)⑤为绝大多数生命活动直接供能。通常⑤供能后形成的产物是_________________。在绿色开花植物的根尖细胞中,形成⑤的结构有____________________。
解析:结合题目信息及题图中“染色体”“核糖体”以及元素组成等可推出甲为DNA,乙为RNA,丙为蛋白质,丁为糖原,戊为脂肪,己为磷脂,①为脱氧核苷酸,②为核糖核苷酸,③为氨基酸,④为葡萄糖,⑤为ATP。(1)脱氧核苷酸、核糖核苷酸的主要区别是前者的五碳糖为脱氧核糖,后者的五碳糖为核糖,此外,前者特有的碱基为胸腺嘧啶,后者特有的碱基为尿嘧啶。(2)甲为DNA,其特异性取决于碱基对的排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序),DNA通过控制蛋白质的合成来控制生物体性状的过程,叫做基因的表达。少数RNA病毒有逆转录酶,当此类病毒侵入宿主细胞后能够由其RNA逆转录形成DNA。
(3)细胞中的RNA有的作为翻译的模板指导蛋白质合成,有的作为核糖体的组成成分,有的作为运输工具识别并转运氨基酸,有的作为酶催化代谢过程等。(4)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子镶嵌其中。生物膜的特定功能主要由蛋白质决定。脂肪中H的相对含量较糖原中的多,故相同质量的脂肪和糖原含能量多的是脂肪。(5)ATP供能后形成的产物有ADP和磷酸。由于绿色植物的根尖细胞无叶绿体,不进行光合作用,但进行呼吸作用,故形成ATP的结构有细胞质基质、线粒体。
答案:(1)脱氧核苷酸 脱氧核糖、胸腺嘧啶 (2)碱基对的排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序) 基因的表达 逆转录 (3)识别并转运氨基酸、催化(答案合理即可) (4)丙 戊 (5)ADP和磷酸 细胞质基质、线粒体
B卷——重点增分练
一、选择题
1.(2018·南通二模)下列关于生物体内化合物的叙述,正确的是( )
A.脂肪、磷脂和固醇的组成元素相同
B.Na+和Cl-是维持人体血浆渗透压的主要无机盐
C.麦芽糖和蔗糖水解后都能产生果糖和葡萄糖
D.氨基酸种类和数量相同的蛋白质具有相同功能
解析:选B 脂肪与固醇由C、H、O元素组成,磷脂由C、H、O、N、P元素组成,因此磷脂与脂肪、固醇的组成元素不同;Na+和Cl-是维持人体血浆渗透压的主要无机盐;麦芽糖水解产物是葡萄糖;细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质,可能由于氨基酸的排列顺序或肽链的空间结构不同而导致其功能不同。
2.(2019届高三·南京六校联考)下图甲是由氨基酸合成蛋白质的示意图,乙表示DNA部分结构模式图。相关叙述错误的是( )
A.图甲中由a到b的过程中,必须脱去一个水分子
B.图甲的全过程都发生在核糖体上
C.图乙中的b可表示构成DNA的基本组成单位之一
D.DNA聚合酶的作用位点在图乙中的②处
解析:选B 图甲中a是氨基酸,b是二肽,由a到b必须脱去一个水分子;核糖体是合成肽链的场所,d到e的过程需经过内质网、高尔基体的加工;图乙中的b表示一个脱氧核苷酸,是构成DNA的基本组成单位之一;DNA聚合酶的作用是将游离的脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链上,形成磷酸二酯键。
3.(2018·全国卷Ⅰ)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
解析:选B 真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的,都存在DNA蛋白质复合物;原核细胞无成形的细胞核,DNA裸露存在,不含染色体(质),但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制,DNA分子复制时会出现DNA蛋白质复合物;DNA复制需要DNA聚合酶,若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能为DNA聚合酶;在DNA转录合成RNA时,需要RNA聚合酶的参与,故该DNA蛋白质复合物中含有RNA聚合酶。
4.生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是( )
选项
膜蛋白的位置、功能
膜蛋白的类型
A
位于突触后膜,识别并结合神经递质
受体
B
位于靶细胞膜,识别并结合激素
载体
C
位于类囊体膜,催化ATP合成
酶
D
位于癌细胞膜,引起特异性免疫
抗原
解析:选B 在神经调节中,位于突触后膜的受体能识别并结合神经递质;在激素调节中,位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白;在光合作用过程中,位于叶绿体类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶;癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原,能够被免疫系统识别,从而引起特异性免疫。
5.如图表示真核细胞部分结构,下列相关叙述错误的是( )
A.结构②③⑤⑥⑦属于细胞生物膜系统
B.结构③的膜成分可以转移到结构②中
C.结构④上合成的物质可以自由通过结构①
D.结构⑤将物质运出细胞需要消耗能量
解析:选C 图中②是细胞膜,③是内质网膜,⑤是囊泡膜,⑥是高尔基体膜,⑦是核膜。囊泡膜来自内质网、高尔基体,属于生物膜系统;内质网膜可以与细胞膜和核膜直接相连,即结构③的膜成分可以转移到结构②上;结构④是核糖体,结构①是核孔,核糖体合成的蛋白质不能自由通过核孔,核孔对物质进出细胞核具有选择性;物质通过结构⑤以胞吐的方式排出细胞需消耗能量。
6.下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.没有核仁的细胞将不能正常形成核糖体
B.细胞中既能产生ATP又能产生[H]的场所只有叶绿体和线粒体
C.细胞间进行信息交流必须依赖细胞膜上的受体
D.核孔对进出细胞核的生物大分子具有选择性
解析:选D 真核细胞中核糖体的形成与核仁有关,原核细胞中没有核仁,但有核糖体;细胞中既能产生ATP又能产生[H]的场所有细胞质基质、叶绿体和线粒体;高等植物细胞可以通过胞间连丝进行信息交流;核孔具有选择性,是某些生物大分子进出细胞核的通道。
7.下面为细胞周期示意图,其中S期内DNA解旋酶和DNA聚合酶的活性较高,处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.图示细胞的细胞周期为24 h
B.S期应为染色体复制及加倍的时期
C.记忆B细胞所处时期应为G0期
D.M期是染色单体出现和消失的时期
解析:选B 一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和;染色体数目加倍发生在有丝分裂后期,属于M期;记忆B细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化,可见记忆B细胞属于暂不分裂的细胞,即处于G0期的细胞;染色单体形成在有丝分裂间期,出现在有丝分裂的前期和中期,消失在有丝分裂后期。
8.(2019届高三·南京六校联考)正常情况下,甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞,是胎儿的正常血浆蛋白成分,出生后在周岁时含量降低至接近成人水平。但慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时,AFP也会升高,尤其当肝细胞发生癌变时,AFP会持续性显著增高,所以当血液中该指标超过正常值时,需要进一步检查以确认体内是否出现了癌细胞。下列有关说法正确的是( )
A.可以推测当肝细胞的分裂周期变长时,AFP合成会增加
B.胚胎肝细胞中的内质网和高尔基体会参与AFP的加工和运输
C.指导合成AFP的基因属于原癌基因,发生突变后才表达
D.肝细胞发生癌变后因细胞膜上糖蛋白增多而容易发生扩散
解析:选B 肝细胞突变为癌细胞,其分裂周期变短,AFP合成会增加;甲胎蛋白(AFP)是一种分泌蛋白,其运输和加工需要内质网和高尔基体的参与;指导合成AFP的基因是人体正常基因;肝细胞发生癌变后,细胞膜上糖蛋白减少而容易发生扩散和转移。
9.TGFβ1Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明,胞外蛋白TGFβ1与靶细胞膜上受体结合,激活胞内信号分子Smads,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,阻止细胞异常增殖,抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是( )
A.恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,因此易分散转移
B.从功能来看,复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
C.复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D.若该受体蛋白基因不表达,靶细胞仍能正常凋亡
解析:选D 癌细胞膜上的糖蛋白减少导致细胞间的黏着性降低,容易发生扩散和转移;靶基因表达阻止细胞异常增殖,因此靶基因属于抑癌基因;复合物进入细胞核通过诱导靶基因表达来改变细胞的代谢,故实现了细胞质向细胞核的信息传递;由题意可知,该受体蛋白基因与细胞癌变有关,但不能确定与靶细胞的凋亡是否有关。
10.(2019届高三·南通调研,多选)下列关于组成细胞有机物的叙述,错误的是( )
A.酶和ATP的组成元素都有C、H、O、N
B.蛋白质和糖原都是单体通过肽键连接而成的
C.DNA和RNA都可作为细胞遗传物质携带遗传信息
D.不同生物体内蛋白质、ATP的种类不同
解析:选BCD 酶的化学本质是蛋白质或RNA,其中蛋白质的组成元素有C、H、O、N,RNA和ATP的组成元素是C、H、O、N、P,因此酶和ATP的组成元素都有C、H、O、N;蛋白质是氨基酸通过肽键连接而成的,糖原是由葡萄糖通过糖苷键连接而成的;细胞中的遗传物质是DNA;不同细胞中,蛋白质的种类不完全相同,而ATP是相同的。
11.(多选)如图是中期染色体示意图,b是一种微管蛋白,秋水仙素能与微管蛋白初体结合并阻止微管的形成。下列相关分析错误的是( )
A.微管的形成不需要消耗能量
B.秋水仙素的作用是抑制微管的形成从而抑制细胞分裂
C.微管b的作用是将姐妹染色单体d分开后的两部分移向两极
D.当微管b与着丝点c之间的分离先于a着丝点分离,将导致染色体结构变异
解析:选AD 微管是蛋白质,合成蛋白质需要消耗能量;秋水仙素与微管蛋白初体结合并阻止微管的形成,从而抑制了细胞分裂;微管蛋白的作用是将姐妹染色单体分开后的子染色体牵向两极;当微管b与着丝点c之间的分离先于a着丝点分离,将导致染色体数目变异。
12.(多选)右图为某二倍体植物细胞有丝分裂过程中有关数量变化情况,以下相关叙述正确的是( )
A.ab段无染色单体,cf段含有染色单体
B.ab、bc、cd三个时间段都有水生成,但来源可能不相同
C.fg段染色体组数是gh段染色体组数的两倍
D.若用秋水仙素处理该植物,会抑制fg段着丝点的分裂
解析:选ABC ab段表示DNA复制前,此时无染色单体,cf段含有染色单体;fg段着丝点分裂后,染色体数加倍,染色体组加倍,所以是gh段染色体组数的两倍;ab、cd段有蛋白质合成,有水生成,bc段有DNA复制,也有水生成;秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,不是抑制着丝点的分裂。
二、非选择题
13.(2018·海安期中)如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:
(1)与该细胞相比,荔枝树地下部分特有的细胞结构是______________。
(2)人体内胆固醇既是组成________的重要成分,又参与血液中________的运输。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________方式进入细胞。
(3)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__________________。
(4)核仁的体积与代谢强度密切相关,如果将RNA聚合酶的抗体显微注射到体外培养细胞的核仁区域中,会发现细胞中的核糖体数量________。
解析:(1)该细胞无细胞壁,但有细胞核和多种细胞器,所以该细胞为动物组织细胞。与该细胞相比,荔枝树地下部分特有的细胞结构是细胞壁和液泡。(2)在人体内胆固醇既是组成细胞膜的重要成分,又参与血液中脂质的运输。结合图示分析,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)图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器的功能,溶酶体的功能说明其膜的结构特点是具有一定的流动性。(4)核仁的大小与代谢强度密切相关,代谢活跃的细胞中核仁体积大,核糖体数量多;将RNA聚合酶的抗体显微注射到细胞的核仁区域中,核仁不能合成核糖体RNA(rRNA),核糖体数量减少。
答案:(1)细胞壁、液泡 (2)细胞膜 脂质 胞吞 (3)分解衰老、损伤的细胞器 具有一定的流动性 (4)减少
14.下面图1~图3表示某动物(基因型为AABb)细胞分裂不同时期的模式图。图4为细胞分裂过程中不同时期的细胞数以及一个细胞中的染色体、染色单体和核DNA分子的数目。请回答:
(1)图1细胞所处的分裂时期为______________,该生物的细胞中最多含有____个染色体组。
(2)图2细胞所处的分裂时期对应于图4的________阶段,导致该细胞中出现B、b的原因是________________________________________。
(3)图3细胞是图2细胞所产生的一个子细胞。若该动物是雄性动物,则图3细胞的名称是________;若该动物为雌性,图2细胞的名称是____________。
(4)图4由Ⅰ→Ⅱ的过程中,细胞内发生的主要变化是___________________________
_______________。
解析:(1)图1细胞中染色体的着丝点整齐排列在细胞中央赤道板上,且含有同源染色体,所处的分裂时期为有丝分裂中期。在有丝分裂后期,该生物的细胞中含有4个染色体组。(2)图2细胞不含同源染色体,且着丝点分裂,所处的分裂时期是减数第二次分裂后期,对应于图4的Ⅲ阶段。因为该动物的基因型是AABb,所以导致该细胞中出现B、b的原因可能是基因突变或交叉互换。(3)图2细胞均等分裂,若该动物为雌性,则图2细胞是第一极体。若该动物是雄性,则图3细胞是精细胞。(4)图4由Ⅰ→Ⅱ的过程中,细胞内DNA含量加倍,染色单体形成,说明此过程发生的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。
答案:(1)有丝分裂中期 4 (2)Ⅲ 基因突变或交叉互换 (3)精细胞 (第一)极体 (4)DNA的复制和有关蛋白质的合成
[理清——知识联系]
[记清——主干术语]
1.化合物含量之最:占细胞鲜重最多的化合物是水;占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
2.水不仅是细胞代谢所需的原料,也是细胞代谢的产物,如有氧呼吸、光合作用、蛋白质和DNA的合成等过程中都有水的生成。
3.脱水缩合过程中重要的数量关系:肽键数=脱掉水分子数=氨基酸数-肽链数(链状肽链);肽键数=脱掉水分子数=氨基酸数(环状肽链)。
4.蛋白质结构多样性的直接原因:组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。蛋白质结构多样性的根本原因:DNA分子具有多样性。
5.细胞内的核酸、核苷酸和碱基
(1)细胞内核酸有DNA和RNA 2种。核苷酸有8种:腺(鸟)嘌呤脱氧核苷酸,胞(胸腺)嘧啶脱氧核苷酸;腺(鸟)嘌呤核糖核苷酸,胞(尿)嘧啶核糖核苷酸。
(2)细胞内的碱基有5种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)。
6.葡萄糖是细胞中主要的能源物质;单糖、麦芽糖等还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀;纤维素是组成植物细胞壁的重要成分。
7.脂质的元素组成及合成场所
(1)脂肪和固醇类的元素组成是C、H、O。
(2)磷脂的元素组成是C、H、O、N、P。
(3)脂质在细胞内的合成场所是光面内质网。
8.病毒的特殊性
(1)病毒是生物,但不属于生命系统层次。
(2)病毒只能用活细胞培养,不能用培养基培养。
9.细胞膜结构和功能的3个“三”
(1)三种成分:脂质、蛋白质、糖类。
(2)三种功能:将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。
(3)信息交流的三种形式:通过分泌的化学物质(物质传递)、通过细胞膜的直接接触(接触传递)、通过细胞间的通道(通道传递)。
10.细胞核结构和功能的“二、二、四”:二场所——遗传物质的储存和复制场所;二中心——细胞代谢和遗传的控制中心;四结构——核膜、核孔、核仁、染色质。
11.与分泌蛋白的合成、加工和运输密切相关的6种细胞结构:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡、细胞膜。细胞内的能量转换器是叶绿体和线粒体。与细胞分裂相关的细胞器有:线粒体、核糖体、高尔基体(植物)、中心体(动物、低等植物)。
12.有丝分裂过程中有关物质的计数
(1)染色体的数目=着丝点的数目。
(2)DNA的计数分两种情况:
①当染色体不含姐妹染色单体时,一条染色体上只含有一个DNA分子。
②当染色体含有姐妹染色单体时,一条染色体上含有两个DNA分子。
(3)染色单体数:
①不存在染色单体:染色体复制之前、着丝点分裂之后,染色单体数=。
②存在染色单体:染色单体数=染色体数×2=核DNA分子数。
13.减数第一次分裂过程中的四个特殊现象
(1)同源染色体联会形成四分体。
(2)前期:同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。
(3)中期:同源染色体分布于赤道板两侧。
(4)后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
14.细胞分化的实质:基因的选择性表达。细胞具有全能性的原因是细胞内含有本物种个体发育所需要的全部遗传物质。
15.衰老细胞的5个特征:①水分减少,细胞新陈代谢的速率减慢;②酶的活性降低;③色素积累、增多;④呼吸速率减慢,细胞核的体积变大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;⑤细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
16.癌细胞的3个特征:①能够无限增殖;②形态结构发生显著变化;③易在体内分散和转移。
17.细胞凋亡的4点作用:①清除多余、无用的细胞;②清除完成正常使命的衰老细胞;③清除体内有害细胞;④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。
18.细胞分化、衰老、癌变过程中,细胞的形态、结构均发生改变。
[澄清——思维误区]
关注点1 误认为自由水的作用比结合水作用大
[澄清] 自由水、结合水的作用都非常大,两种水在不同时期的作用各有所侧重。
关注点2 误认为多肽就是蛋白质
[澄清] 翻译的直接产物是多肽,多肽必须经加工形成一定的空间结构才称为蛋白质;蛋白质可由一条或多条肽链形成。
关注点3 不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因
[澄清] (1)不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的不同。
(2)同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同,根本原因是“基因的选择性表达”。
关注点4 对“环状肽”和“链状肽”区分不清
[澄清] 一般情况下,多肽呈链状,故又叫肽链,它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基;环状肽首尾相接,只有R基上可能有游离的氨基和羧基。环状肽的肽键数=脱水数=氨基酸数。
关注点5 不清楚RNA与ATP的关系
[澄清] (1)元素组成都是C、H、O、N、P。
(2)ATP水解掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸。
关注点6 对脂肪与脂质、脂质与磷脂、固醇与胆固醇区分不清
[澄清] (1)脂肪只是脂质中的一类物质,脂质除脂肪以外,还包括磷脂和固醇。
(2)磷脂是构成生物膜的主要成分,是脂质的一种。
(3)固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。
关注点7 不了解病毒的特殊性
[澄清] 病毒单独存在时不能独立进行新陈代谢,必须寄生在活细胞内才能生存。病毒体内只含有一种核酸,即DNA或RNA。
关注点8 误认为能进行光合作用的生物一定存在叶绿体
[澄清] 蓝藻、光合细菌等没有叶绿体,也能进行光合作用,但能进行光合作用的生物一定存在与光合作用有关的色素和酶。
关注点9 误认为能进行有氧呼吸的生物一定存在线粒体
[澄清] 醋酸杆菌能进行有氧呼吸,但醋酸杆菌属于原核生物,没有线粒体,因此能进行有氧呼吸的生物一定含有与有氧呼吸有关的酶,但不一定有线粒体。
关注点10 误以为细胞壁的成分都是纤维素和果胶
[澄清] 植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,细菌细胞壁主要成分是肽聚糖,真菌细胞壁主要成分是几丁质、纤维素、葡聚糖等。
关注点11 误以为原核细胞进行无丝分裂,真核细胞进行有丝分裂
[澄清] 原核细胞常进行二分裂,真核细胞的三种增殖方式为有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
关注点12 误以为植物细胞中均有细胞壁、叶绿体和大液泡
[澄清] 叶绿体主要存在于叶肉细胞,大液泡存在于成熟植物细胞中。
3个主攻点之(一) 细胞的分子组成
右图表示细胞内某些化合物的元素组成及其相互关系,其中X、Y代表元素,A、B、C、D、E代表不同的有机物,a~g表示小分子物质。图中G表示由c形成的某种C的结构,其由三条多肽链形成,共含有271个c。请分析回答下列问题:
[串知设计]
(1)元素X代表的是N、P,Y代表的是,它们被植物以无机盐离子形式从土壤中吸收。
(2)a、b、c在生物体内的种类数依次为4、4、20种。
(3)大分子物质D包括淀粉、纤维素和糖原三大类,其中糖原是动物体内重要的储能物质,纤维素参与形成的细胞壁具有支持和保护植物细胞的功能。单体d能和斐林试剂发生颜色反应。
(4)物质E是脂肪,是一种重要的储能物质,E氧化释放的能量比相同质量的D氧化释放的能量要(填“多”或“少”)。
(5)物质g的名称是三磷酸腺苷,它是生物体内的直接能源物质。物质[C]蛋白质和物质[f]磷脂是细胞膜的重要组成成分。
(6)控制细胞遗传性状的物质是(填字母),构成它的单体是[a]脱氧核苷酸。HIV病毒的遗传物质彻底水解后的产物为核糖、磷酸、含氮碱基(A、G、C、U)。
(7)图中A和C是组成染色体的主要成分,B和C是组成核糖体的成分,A和C是组成噬菌体的成分。(填字母)
(8)在A和C的一条链中连接两个a和两个c之间的化学键分别是磷酸二酯键和肽键。若C是由n个单位c脱水缩合形成的,则相应的A片段中至少有3n个碱基对。
(9)G中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。
①氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4_832。
②该分子至少含有个游离的氨基。
③该物质遇到双缩脲试剂会变为色。
(10)细胞中的a与b相比,a所特有的是脱氧核糖、胸腺嘧啶。A的特异性主要取决于碱基对的排列顺序。
(11)h参与光合作用时其作用是光反应的原料、运输物质等(答出两点)。细胞内产生h的细胞器有核糖体、线粒体等(举两例)。图中①②过程发生的部位分别是线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜,能为Ⅵ过程提供能量的过程是(填写序号)。
考向(一) 蛋白质的结构和功能
[真题导向]
1.(2018·江苏高考)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是( )
A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
解析:选D 分析题中激素的结构简式可知,激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的,故为六肽环;氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基;肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸的R基上氨基数目有关;分析题中激素的结构简式可知,两种激素间有2个氨基酸种类不同,故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的。
2.(2017·江苏高考)下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是( )
A.α鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8个肽键
B.蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的
C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的
D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
解析:选A α鹅膏蕈碱是环状八肽,是由8个氨基酸脱去8分子水形成的,因而肽键的数目和脱去的水分子数目相同;蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的,可能由1条肽链构成,也可能由多条肽链构成;蛋白质变性主要是由其空间结构被破坏造成的,肽键并不一定断裂;变性蛋白质中仍含有肽键,能与双缩脲试剂发生反应。
3.(2016·江苏高考)蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质
B.氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自氨基和羧基
C.细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与
D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关,而且也与功能基团相关
解析:选A 细胞膜上转运氨基酸的载体是蛋白质,但细胞质基质中负责转运氨基酸的是tRNA,tRNA属于核酸;氨基酸脱水缩合生成的H2O中,氢分别来自氨基和羧基;细胞内蛋白质的水解通常需要蛋白酶的催化,而蛋白酶的化学本质是蛋白质;蛋白质的结构决定其功能,蛋白质的结构与碳骨架和功能基团都有关。
[过关练习]
1.(2018·全国卷Ⅱ)下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是( )
A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输
D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
解析:选C 浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合;肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程;Fe2+参与构成血红蛋白,血红蛋白具有运输O2的功能;细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。
2.(2018·南京二模)下列有关蛋白质分子的叙述,错误的是( )
A.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
B.细胞中运输K+、氨基酸的物质都是蛋白质
C.变性蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.蛋白质的基本性质与其组成及空间结构有关
解析:选B 唾液淀粉酶和胰淀粉酶的化学本质均是蛋白质,二者的结构不同,但它们却具有相似的功能,都能催化淀粉水解;细胞中运输K+的物质是载体蛋白,运输氨基酸的物质可能是载体蛋白或tRNA;变性蛋白质中肽键没有被破坏,仍然能够与双缩脲试剂发生紫色反应;蛋白质的基本性质与其组成及空间结构有关。
3.(2018·南通考前卷)α鹅膏蕈碱是一种环状八肽,下列相关判断正确的是( )
A.该分子中含有8种氨基酸
B.该分子中含有7个肽键
C.该分子至少含有一个游离的氨基
D.该物质能与双缩脲试剂发生紫色反应
解析:选D α鹅膏蕈碱是一种环状八肽,说明其分子是由8个氨基酸脱水缩合而成的,但不一定含有8种氨基酸;环状八肽中含有8个肽键,可能不含游离的氨基;因该物质中含有肽键,所以能与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。
考向(二) 糖类、脂质的种类和功能
[真题导向]
1.(2018·江苏高考)下列关于糖类的叙述,正确的是( )
A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关
D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析:选D 单糖是糖类水解形成的最终产物,不可以再水解;构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖;细胞膜上糖蛋白的糖链起着接受信息分子的作用;按干重计,糖类占植物体的85%~90%,故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类。
2.(2018·江苏高考)脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是( )
A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用
B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血
C.摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险
D.胆固醇既是细胞膜的重要组分,又参与血液中脂质的运输
解析:选B 脂肪具有缓冲、减压的作用;蛇毒中的磷脂酶能水解红细胞膜磷脂双分子层而导致溶血;反式脂肪酸是一类对人体健康不利的脂肪酸,人摄入过多会增加动脉硬化的风险;动物细胞的细胞膜中含少量胆固醇,人体内的胆固醇还能参与血液中脂质的运输。
3.(2017·江苏高考)下列关于糖类化合物的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一
解析:选B 葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖,都具有还原性,而糖类的元素组成只有C、H、O三种。糖原、纤维素和淀粉都是多糖,三者的基本单位都是葡萄糖。蔗糖、麦芽糖、乳糖都是二糖,但是蔗糖没有还原性,不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。蔗糖不是淀粉的水解产物,麦芽糖不是纤维素的水解产物。
项目
解释
能源物质(糖类、脂肪、蛋白质)
糖类、脂肪、蛋白质中都储存着化学能,被氧化分解时都能释放能量,供生命活动利用。因此,糖类、脂肪和蛋白质都是能源物质。
供能顺序:开始主要是糖类氧化分解供能;当糖类供应不足时,依次由脂肪、蛋白质氧化分解供能
主要能源物质(糖类)
生物体内70%的能量是由糖类供给的,因此,糖类是主要的能源物质
主要储能物质(脂肪)
①植物细胞的储能物质:淀粉、脂肪;②动物细胞的储能物质:糖原、脂肪;③不论动物细胞还是植物细胞,主要的储能物质:脂肪
直接能源物质(ATP)
糖类、脂肪、蛋白质中储存的化学能,需经氧化分解释放出来后转移到ATP中,再由ATP直接给细胞的生命活动提供能量
[过关练习]
1.(2019届高三·苏州调研)下列有关糖类的叙述,正确的是( )
A.生物组织中的糖类都可用斐林试剂检测
B.相同质量的糖类储存的能量比脂肪的多
C.淀粉和糖原的单体都是葡萄糖
D.大肠杆菌细胞中,糖类是通过化能合成作用合成的
解析:选C 糖类分为还原糖和非还原糖,只有还原糖可用斐林试剂检测;1 g糖原氧化分解释放出约17 kJ的能量,1 g脂肪可以放出约39 kJ的能量,所以相同质量的糖类储存的能量比脂肪的少;淀粉和糖原的单体都是葡萄糖;大肠杆菌属于异养型生物,不能进行化能合成作用。
2.关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述,错误的是( )
A.固醇在动物体内可转化成性激素
B.C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素
C.脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质
D.胆固醇是细胞膜的组分,也参与血脂运输
解析:选B 胆固醇是构成高等动物细胞的重要组分,它与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆脂蛋白(参与血脂运输)及细胞膜的重要组分;胆固醇是动物组织中其他固醇类化合物如胆汁醇、性激素、肾上腺皮质激素、维生素D3等的前体。糖原属于糖类,只有C、H、O三种元素组成。脂肪与糖原都属于储能物质。
考向(三) 综合考查组成细胞的化合物
[真题导向]
1.(2015·江苏高考)下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述,正确的是( )
A.都能被相应的酶水解
B.都是水溶性物质
C.都含C、H、O、N这4种元素
D.都是人体细胞中的能源物质
解析:选A 淀粉、脂肪、蛋白质和核酸都是细胞内的有机物,都可以被相应的酶水解成小分子物质。脂肪是脂溶性物质,不溶于水。淀粉和脂肪只含有C、H、O三种元素,蛋白质含有C、H、O、N等元素,核酸含有C、H、O、N、P。核酸不能为人体生命活动提供能量,淀粉、脂肪和蛋白质都可以为人体生命活动提供能量。
2.(2014·江苏高考)下列关于细胞中化合物及其化学键的叙述,正确的是( )
A.tRNA分子中含有一定数量的氢键
B.每个ADP分子中含有两个高能磷酸键
C.血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接
D.DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接
解析:选A tRNA分子为“三叶草”形,单链RNA在某些区域折叠形成局部双链,双链中含有氢键;每个ADP分子中含一个高能磷酸键;血红蛋白的不同肽链之间可通过二硫键连接;DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接。
(1)DNA分子中含有磷酸二酯键和氢键;
(2)RNA分子中含有磷酸二酯键,tRNA分子中还含有氢键;
(3)蛋白质分子中含有肽键,有的蛋白质分子中还含有二硫键和氢键;
(4)ATP和ADP中分别含有两个和一个高能磷酸键。
[过关练习]
1.(2018·无锡调研)下列关于生物体内化合物的叙述,错误的是( )
A.ATP的含量在细胞中相对稳定,能为生命活动直接供能
B.淀粉、肝糖原、纤维素彻底水解后,得到的产物相同
C.肽链在核糖体中合成后都需经内质网和高尔基体加工才具备特定功能
D.RNA具有信息传递、催化反应、物质转运等功能
解析:选C 分泌蛋白在核糖体中合成后需经内质网和高尔基体加工才具备特定功能,但一些胞内蛋白如呼吸酶不需要内质网和高尔基体的加工。
2.下列有关糖类、脂质和核酸的叙述,正确的是( )
A.组成麦芽糖、蔗糖、纤维素、糖原的单体都是葡萄糖
B.脂质分子中氢的含量少于糖类,而氧的含量更多
C.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中
D.糖类、脂质和核酸都是生物大分子,都是由许多单体连接而成的
解析:选C 组成麦芽糖、纤维素、糖原的单体都是葡萄糖,而1分子蔗糖由1分子果糖和1分子葡萄糖组成;脂质与糖类相比,C、H比例大,O比例小;真核生物的DNA主要分布在细胞核中,在线粒体和叶绿体中也有少量分布,而RNA主要分布在细胞质中;糖类包括单糖、二糖和多糖,单糖和二糖都不是生物大分子,且单糖不含有单体,另外脂质也不都是大分子,如性激素等。
3.(2018·苏锡常镇四市模考)下列关于构成细胞化合物的叙述,正确的是( )
A.淀粉的功能与淀粉分子中单糖的种类和数量密切相关
B.脂肪的功能与脂肪分子中组成元素的种类与数量密切相关
C.DNA分子的稳定性主要与DNA分子中脱氧核苷酸的空间结构密切相关
D.蛋白质分子结构的稳定性与蛋白质分子中氨基酸种类、数量及排列顺序密切相关
解析:选D 淀粉的组成成分中只有葡萄糖一种单糖,因此淀粉的功能与单糖的种类无关;脂肪由C、H、O组成,其功能与元素的含量有关;DNA分子的稳定性主要与其独特的双螺旋结构、基本骨架和碱基互补配对原则等有关;蛋白质分子结构的稳定性与蛋白质分子中氨基酸种类、数量及排列顺序密切相关。
一、选择题
1.(2018·全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是( )
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
解析:选C 风干种子细胞中含水量少,细胞呼吸作用的强度低,有机物的消耗慢;并且微生物不易在其上生长繁殖。风干种子细胞中自由水的含量相对少,结合水与自由水的比值大。
2.关于真核细胞的叙述,错误的是( )
A.线粒体的内膜上有酶的分布
B.细胞核中含有DNA和蛋白质
C.核膜主要由脂质和蛋白质组成
D.叶肉细胞的细胞膜含有纤维素
解析:选D 细胞膜主要由脂质、蛋白质和糖类组成,不含纤维素。纤维素是组成植物细胞壁的主要成分。
3.下列关于检测生物组织中蛋白质、还原糖、脂肪和淀粉实验的叙述,正确的是( )
A.用于检测蛋白质的斐林试剂A液与B液要混合均匀后,再加入含样品的试管中,且必须现混现用
B.甘蔗茎含有较多的糖且近于白色,因此可以用于进行还原糖检测的实验
C.用苏丹Ⅲ染色花生子叶,需要使用显微镜观察,结果呈橘黄色
D.为检测某奶粉中是否添加淀粉,样液中添加碘液,结果呈现蓝色,可知该奶粉含有淀粉,不含有蛋白质
解析:选C 蛋白质检测所用试剂为双缩脲试剂,应先加A液,后加B液;甘蔗茎中含有的蔗糖属于非还原糖,不能用斐林试剂检测;检测脂肪需要使用苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)染色,用酒精洗去浮色后在显微镜下观察,可以观察到橘黄色(红色)的脂肪颗粒;淀粉遇碘液变蓝,某奶粉用碘液检测后出现蓝色,说明该奶粉中含有淀粉,但不能说明该奶粉中不含蛋白质。
4.(2019届高三·南通诊断卷)科学家发现蛋白质合成用到的供能物质有鸟苷三磷酸(GTP),GTP与ATP类似。如图为与基因表达相关的三种分子示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙的组分中均有糖
B.乙的水解产物中含有丙
C.丙可为乙的合成提供原料
D.甲、乙共由8种核苷酸组成
解析:选B 据图分析,甲是DNA的片段,含有脱氧核糖;乙是RNA的片段,含有核糖;丙是鸟苷三磷酸(GTP),含有核糖。乙的水解产物中含有鸟嘌呤核糖核苷酸,与丙水解产生的G-P分子的组成相同,因此丙水解的产物可以作为合成乙的原料。图中甲含有4种脱氧核苷酸,乙含有4种核糖核苷酸。
5.有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是( )
A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失
D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
解析:选C 蛋白质的功能与蛋白质的化学组成和空间结构有关;氨基酸的种类、数量和排列顺序决定了蛋白质分子的化学结构;抗体(蛋白质)在NaCl溶液中会发生盐析(溶解度的改变)现象,但不改变抗体的结构和功能;氨基酸序列相同的多肽链,即化学组成相同,但可折叠成不同的空间结构,具有不同的功能。
6.(2018·苏北四市高三联考)下列关于细胞化学成分的叙述,正确的是( )
A.乳糖和纤维素水解产物都为葡萄糖
B.脂肪、磷脂、维生素D都难溶于水
C.DNA多样性主要与其空间结构有关
D.氨基酸脱水缩合形成的肽键结构式为CO—NH
解析:选B 乳糖的水解产物是半乳糖和葡萄糖,纤维素的水解产物为葡萄糖;DNA多样性主要与脱氧核苷酸的排列顺序有关;氨基酸脱水缩合形成的肽键结构式为—CO—NH—。
7.在生物体内,某些重要化合物的元素组成和功能关系如下图所示。其中a、b、c代表小分子,甲、乙、丙是生物大分子。据图分析下列说法错误的是( )
A.人体中,小分子b的种类有4种
B.导致生物多种多样的根本原因是甲具有多样性
C.遵循碱基互补配对原则的过程只是图中的①②
D.图中甲和丙是组成染色体的主要成分
解析:选C 据元素组成及各物质之间的关系分析可知,a、b、c分别表示脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,甲、乙、丙分别表示DNA、mRNA、蛋白质,①②③分别表示DNA复制、转录、翻译过程。人体中,小分子b——核糖核苷酸的种类有4种;导致生物多种多样的根本原因是DNA具有多样性;图中的①②③过程都遵循碱基互补配对原则;染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。
8.下列有关动植物体内糖类、脂质的概念图,表达正确的是( )
解析:选A 乳糖、糖原属于动物细胞的糖类,麦芽糖、淀粉、纤维素属于植物细胞的糖类,核糖、脱氧核糖、葡萄糖是动植物细胞共有的糖类;蔗糖不属于还原糖,葡萄糖、果糖是单糖;脂肪和固醇属于平行关系,都属于脂质;固醇不是生物大分子。
9.下列关于细胞共性的叙述,错误的是( )
A.组成的主要元素有C、H、O、N、P、S等
B.都以DNA或RNA作为遗传物质
C.遗传信息表达过程中共用一套遗传密码
D.存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制
解析:选B 细胞中既有DNA又有RNA,但只能以DNA作为遗传物质,只有RNA病毒的遗传物质是RNA。
10.某50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),得到4条多肽链和5个氨基酸。下列有关叙述错误的是( )
A.该50肽水解得到的全部有机物相对分子质量比原50肽多了144
B.如果得到的某条多肽链有2个氨基,则有一个氨基在R基上
C.如果将得到的5个氨基酸合成一条肽链,则有4种不同的氨基酸序列
D.如果将得到的4条肽链重新连接成一条多肽链,则会脱去3个水分子
解析:选C 据图可知,去掉4个丙氨酸需水解8个肽键,因此水解该多肽时,需要8个水分子,水解后的全部有机物比原50肽多了8个水分子的相对分子质量,即18×8=144;多肽链的两端分别有一个游离的氨基和羧基,则多余的氨基或羧基一定位于R基中;水解得到4个丙氨酸和1个其他氨基酸,若将这5个氨基酸合成一条肽链,则有5种不同的氨基酸序列;两条肽链合成一条肽链时脱掉1个水分子,因此4条肽链重新连接成一条多肽链需脱掉3个水分子。
11.(2018·如东段考,多选)如图表示糖类的化学组成和种类,则相关叙述错误的是( )
A.①②③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解
B.①②均属还原糖,在水浴加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀
C.④⑤分别为纤维素、肌糖原,二者均贮存能量,可作为储能物质
D.④是组成植物细胞壁的主要成分
解析:选ABC 据图可知,①②③分别代表单糖、二糖、多糖,其中二糖和多糖可以水解,单糖不能进行水解;②中的蔗糖不是还原糖;④代表纤维素,⑤代表肌糖原,纤维素作为植物细胞壁的成分,是结构物质,不是储能物质。
12.(2019届高三·苏北四市联考,多选)下列有关细胞内物质含量比值大小的比较,正确的是( )
A.种子细胞内自由水/结合水:萌发时>休眠时
B.人体细胞内O2/CO2:线粒体内>细胞质基质内
C.细胞中RNA/核DNA:生长旺盛细胞>衰老细胞
D.叶绿体中C3/C5:有光照时>暂停光照时
解析:选AC 种子萌发时,自由水含量上升。线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸时线粒体内消耗氧产生CO2,因此人体细胞内O2/CO2的值线粒体内<细胞质基质内。细胞生长旺盛时,基因转录产生RNA增多,合成蛋白质增加,而核DNA不变。有光照时,叶绿体产生[H]、ATP,C3被还原产生C5;光照停止后,[H]、ATP减少,C3的还原减弱,产生C5减少,所以叶绿体中C3/C5:有光照时<暂停光照时。
二、非选择题
13.如图表示细胞中几种大分子物质的元素组成及形成过程,①~⑤表示过程,其中单体1是细胞生命活动所需要的主要能源物质。请根据图中的信息结合你所学的知识回答下列问题:
(1)单体1、单体2、单体3分别是________________________;组成大分子物质4的元素有______________。
(2)过程①②③都是________过程。其中过程②在________(一种细胞器)上进行,它与过程______(填“④”或“⑤”)可表示同一个过程。过程④和⑤合称________。
(3)构成植物细胞壁的属于____________(填图中的某种大分子物质),细胞壁的合成与____________(一种细胞器)有关。
解析:(1)根据图示可知,大分子物质1、大分子物质2、大分子物质3分别是多糖、蛋白质和DNA。过程④⑤分别是转录、翻译,这两个过程合称为基因表达;大分子物质4是转录的产物mRNA,它的组成元素与大分子物质3的组成元素相同。(2)单体形成大分子物质的过程叫做聚合,②过程是在核糖体上完成的。(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素,细胞壁的形成与高尔基体有关。
答案:(1)葡萄糖、氨基酸、脱氧核苷酸 C、H、O、N、P (2)聚合 核糖体 ⑤ 基因表达 (3)大分子物质1 高尔基体
14.图1表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况(1表示可溶性糖,2表示淀粉,3表示含氮化合物,4表示脂肪)。图2表示小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄
糖、淀粉的含量和淀粉磷酸化酶(催化淀粉的生物合成)活性的变化。回答下列问题:
(1)油菜种子在成熟过程中,________含量不断提高,而可溶性糖和淀粉含量不断下降,这说明______________________________________________而来。
(2)图2中曲线③表示______________。在小麦种子成熟过程中,种子的干重将________。
(3)将小麦开花后第10 d和第20 d的种子分别制成组织样液,各取等量样液分别加入A、B两试管中,再各加入等量的__________,适温水浴加热后,A试管出现______________,并且比B试管颜色更________,两试管中被检测的物质可以用图2中的曲线________表示。
解析:(1)由图1中曲线可知,脂肪含量不断上升,而可溶性糖和淀粉含量不断下降,说明脂肪由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化而来。(2)由图2可知,小麦种子成熟过程中,葡萄糖的含量下降,淀粉含量上升,淀粉磷酸化酶活性先上升,后下降。此过程中,自由水的含量逐渐下降,种子的干重逐渐增加。(3)葡萄糖是还原糖,淀粉是非还原糖。第10 d与第20 d的种子相比,葡萄糖的含量更高,因此与斐林试剂反应后,颜色更深。
答案:(1)脂肪 脂肪由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化
(2)淀粉磷酸化酶 增加 (3)斐林试剂 砖红色沉淀 深 ①
3个主攻点之(二) 细胞的结构与功能
如图甲是四类细胞的亚显微结构模式图,图乙为真核细胞的结构及细胞内物质转运的示意图。请据图回答下列问题:
[串知设计]
(1)图甲中,从结构上看,没有以核膜为界限的细胞核,而且只有一种细胞器,就是核糖体。
(2)图乙中由双层膜包被的细胞器有④⑤(填图中序号)。
(3)图甲中结构③表示中心体,其作用主要是在有丝分裂和减数分裂时形成纺锤丝牵引着染色体向两极移动;因为Ⅳ既含有③又含有叶绿体和细胞壁,所以确定Ⅳ是低等植物细胞。
(4)图甲中四类细胞共有的细胞器是核糖体,四类细胞与周围环境进行信息交流均依赖于细胞膜。
(5)图甲中能够进行光合作用的细胞是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,其中以叶绿体为光合作用场所的细胞是Ⅱ、Ⅳ。
(6)图乙中若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶,推测该酶将被转运到(填图中序号)发挥作用。
(7)图甲中的可代表人体的胰岛B细胞,图乙中新转录产生的mRNA经一系列加工后穿过细胞核上的核孔转运到细胞质中,该结构对转运的物质具有选择性。
(8)若图乙细胞为人的浆细胞,细胞内抗体蛋白的合成场所有①②(填图中序号),合成后通过囊泡运输到(填图中序号)中进一步加工。
(9)用纤维素酶处理图甲中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ细胞的外层结构,则外层结构会遭到破坏的细胞是Ⅱ、Ⅳ。
考向(一) 细胞膜及生物膜系统的结构与功能
[真题导向]
1.(2017·江苏高考,多选)如图为某细胞结构示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.①②④属于生物膜系统
B.结构③能增大细胞膜的面积
C.⑤具有选择透过性,而⑥具有全透性
D.细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异
解析:选BD ①为内质网,②为细胞膜,都属于生物膜系统;④为中心体,无膜结构,不属于细胞的生物膜系统。结构③为细胞膜的凸起,增大了细胞膜的表面积。⑤为核膜,具有选择透过性;⑥为核孔,是大分子物质进出细胞核的通道,也具有选择透过性。细胞膜不同部位的功能不同,化学成分也有差异。
2.(2016·江苏高考)下列关于生物膜透性的叙述,正确的是( )
A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜
B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体
C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性
D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞
解析:选C 核糖体合成的分泌蛋白首先进入内质网腔中加工,然后经过囊泡运输进入高尔基体;在细胞质中的核糖体上合成的光合作用相关蛋白不需要经内质网的加工即可输入叶绿体;子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜属于生物膜,具有选择透性;超氧化物歧化酶属于大分子物质,应通过胞吞方式进入细胞。
3.(2014·江苏高考)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。下图1~3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题:
(1)图1表示的生理过程是____________,其主要的生理意义在于________________________。
(2)图2中存在3种信号分子,但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明______________________;若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素,那么靶器官是________。
(3)图3中ATP参与的主要生理过程是____________。
(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图____________(填图序号)中的膜结构。
(5)图1~3中生物膜的功能不同,从生物膜的组成成分分析,其主要原因是________________________________________________________________________。
(6)图1~3说明生物膜具有的功能有__________________________________________________(写出3项)。
解析:(1)图1中生物膜上[H]与O2结合生成H2O且有ATP的生成,可以推测此过程为有氧呼吸第三阶段,此阶段可产生大量ATP,为生命活动提供能量。(2)图2体现了生物膜上的受体蛋白能与相应的信号分子特异性结合。促甲状腺激素释放激素能够刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素,故其靶器官是垂体。(3)图3表示光合作用的光反应阶段,光反应产生的ATP将在叶绿体基质中参与暗反应,用于三碳化合物的还原。(4)图1、图2、图3可分别表示线粒体内膜、细胞膜、类囊体薄膜,叶肉细胞和人体肝脏细胞都具有的是图1、2所示的膜结构。(5)生物膜的功能与其所含蛋白质的种类和数量有关。(6)图1和图3都可以体现出H+的跨膜运输过程及能量转换过程,图2体现出细胞膜具有识别信息分子的功能。
答案:(1)有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 (2)受体蛋白具有特异性 垂体 (3)暗反应 (4)1、2 (5)含有的蛋白质不同 (6)跨膜运输、信息交流、能量转换等
[过关练习]
1.(2018·全国卷Ⅰ)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是( )
A.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C.细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道
D.线粒体DNA位于线粒体外膜上,编码参与呼吸作用的酶
解析:选D 叶绿体的类囊体膜是进行光反应的场所,光反应过程会合成ATP,所以叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶;溶酶体中含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,溶酶体膜破裂后水解酶释放出来,会破坏部分细胞结构;细胞的核膜是双层膜结构,其上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道;线粒体DNA位于线粒体中,而不是在线粒体外膜上,其可编码参与呼吸作用的酶。
2.(2018·南京一模)如图为生物膜的结构模式图。下列有关叙述错误的是( )
A.磷脂双分子层构成该结构的基本骨架
B.构成该结构的蛋白质和磷脂分子大多数可以运动
C.如果蛋白A具有信息交流功能,则其常与多糖相结合
D.如果蛋白B具有运输功能,则其发挥作用时需要消耗ATP
解析:选D 协助扩散和主动运输都需要载体蛋白参与,但协助扩散不消耗ATP。
3.下列有关生物膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质
B.细胞的信息交流都是通过细胞膜上的受体完成的
C.核膜上的核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道
D.生物膜的蛋白质种类和数量越多,其功能越复杂
解析:选B 细胞的信息交流不都是通过细胞膜上的受体完成的,如高等植物细胞之间形成胞间连丝进行信息交流。
考向(二) 细胞器结构和功能及细胞的综合考查
[真题导向]
1.(2015·江苏高考)下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是( )
A.内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B.白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C.黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D.白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
解析:选D 细胞膜上的糖蛋白与细胞识别有关。白细胞通过变形在血管内黏着、迁移,需要ATP供应能量。黏着、迁移是白细胞具有的特定功能,具有特定形态、功能的细胞的产生是基因选择性表达的结果。白细胞利用细胞膜的流动性经过细胞间隙穿过血管壁进入炎症组织。
2.(2018·江苏高考)如图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:
(1)甲的名称为________,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有________(在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与________(填序号)的形成直接有关。
①内质网 ②高尔基体 ③中心体 ④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过________(用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的________提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是________________________________________________________________________。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是
________________________________________________________________________。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是________(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
解析:(1)根据甲中有核仁、核孔,可以判断甲为细胞核。洋葱根尖细胞没有叶绿体,处于有丝分裂中期时也没有细胞核,所以只含有乙(线粒体)。(2)结构c为核仁,它与核糖体的形成有关。核糖体是合成蛋白质的场所,所以蛋白质合成活跃的细胞中核仁较大。(3)乙(线粒体)通过e(内膜)向内腔折叠形成嵴,扩大了膜面积;丙(叶绿体)通过h(类囊体)叠合形成基粒,扩大了膜面积。细胞器中的生物膜为反应需要的酶提供了附着场所。(4)①胆碱是磷脂合成的前体,通过标记胆碱,利用链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱的特点,研究线粒体增多的模式。②本实验的自变量是胆碱是否使用3H标记,所以在设置对照组时,培养基的成分应与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记。③通过实验数据可知,标记后的细胞每增殖一代,测得的相对放射性都会减少一半,说明线粒体的增多方式为Ⅲ。
答案:(1)细胞核 乙 (2)④ (3)e、h 酶 (4)①自身不能合成胆碱 ②成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记 ③Ⅲ
(1)能进行光合作用的生物,不一定有叶绿体,但绿色植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。
(2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体,但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。
(3)一切生物蛋白质合成场所一定是核糖体。
(4)有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。
(5)高尔基体经膜泡分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白一定经高尔基体加工。
[过关练习]
1.哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛,下列细胞结构与对应功能表述有误的是( )
A.细胞核:遗传物质储存与基因转录
B.线粒体:丙酮酸氧化与ATP合成
C.高尔基体:分泌蛋白的合成与加工
D.溶酶体:降解失去功能的细胞组分
解析:选C 细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心;线粒体是有氧呼吸的主要场所,在有氧呼吸第二阶段,丙酮酸在线粒体基质中彻底氧化分解,并产生ATP;分泌蛋白由核糖体合成,在内质网和高尔基体中进行加工;溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
2.(2019届高三·无锡月考)某高等动物线粒体的形态、数量以及在细胞内的分布经常发生变化,线粒体的“融合/分裂率”能精确地调控细胞内线粒体的数目和形态。请回答下列问题:
(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜折叠形成嵴,从而可以____________,有利于酶的附着。
(2)代谢旺盛的肌细胞内存在由大量变形的线粒体组成的肌质体,其生理意义是________________________。其细胞内一些衰老的线粒体会被__________(填细胞器名)消化清除。
(3)科学家在研究线粒体组成成分时,先涨破线粒体外膜,后将外膜与内膜包裹的基质分开,再进行如图实验:
①据图分析,在适宜溶液中,含F0F1内膜小泡能完成有氧呼吸第__________阶段的反应。
②线粒体内膜上的F0F1颗粒物是ATP合成酶。为了研究ATP合成酶的结构与合成ATP的关系,用尿素破坏内膜小泡将F1颗粒与小泡分开,检测处理前后ATP的合成。若处理之前,含________颗粒内膜小泡能合成ATP,处理后含__________颗粒内膜小泡不能合成ATP,说明F1颗粒的功能是催化ATP的合成。
(4)研究发现,内质网与线粒体的分裂有关,过程如图所示:
由图可知,________形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时利用细胞质中游离的______________,在收缩部位形成蛋白复合物,从而使线粒体断开。
解析:(1)线粒体的内膜折叠形成嵴,从而可以增大膜面积,有利于酶的附着。(2)代谢旺盛的肌细胞消耗的能量多,与此功能相适应,该肌细胞内存在由大量变形的线粒体组成的肌质体,可为肌肉细胞提供大量能量。溶酶体能够分解衰老、损伤的细胞器,细胞内一些衰老的线粒体会被溶酶体消化清除。(3)①有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成的,可见线粒体含F0F1颗粒内膜小泡能完成有氧呼吸第三阶段的反应。②若F1颗粒的功能是催化ATP的合成,则用尿素破坏内膜小泡将F1颗粒与小泡分开前,含F0F1颗粒内膜小泡能合成ATP,处理后含F0颗粒内膜小泡不能合成ATP。(4)题图显示:内质网形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时利用细胞质中游离的D蛋白和M蛋白,在收缩部位形成蛋白复合物,从而使线粒体断开。
答案:(1)增大膜面积 (2)为肌肉细胞提供大量能量 溶酶体 (3)①三 ②F0F1 F0 (4)内质网 D蛋白和M蛋白
3.图甲是动物细胞的亚显微结构示意图;图乙表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程。请据图回答下列问题:
(1)图甲所示应通过____________才能观察,图乙属于________(填“物理”或“概念”)模型。
(2)图甲中含有DNA的结构是________(填标号),含有RNA的结构是________(填标号)。
(3)图乙中a、b、c三种细胞器分别对应图甲中的________(填标号)。欲分离这三种细胞器应使用________法。为了研究图乙所示生理过程,一般采用__________法。
(4)用台盼蓝对图甲所示细胞进行染色,发现死细胞被染成蓝色,而活细胞不着色,这一现象说明细胞膜具有________________________的功能。
解析:(1)图甲是动物细胞的亚显微结构示意图,通过电子显微镜才能观察。概念模型是指以文字信息表述来抽象概括出事物本质特征的模型,故图乙属于概念模型。(2)图甲中含有DNA的结构是线粒体(⑥)和细胞核(⑧),含有RNA的结构是核糖体(①)、细胞质基质(⑤)、线粒体(⑥)和细胞核(⑧)。(3)图乙中a、b、c分别是核糖体、内质网、高尔基体,对应图甲中的①④⑦。分离细胞器用差速离心法。研究分泌蛋白的合成和分泌过程采用同位素标记法。(4)细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,活细胞的细胞膜具有选择透过性,所以台盼蓝不能进入活细胞。
答案:(1)电子显微镜 概念 (2)⑥⑧ ①⑤⑥⑧
(3)①④⑦ 差速离心 同位素标记 (4)控制物质进出细胞
一、选择题
1.在电子显微镜下,放线菌和霉菌中都能观察到的结构是( )
A.核糖体和质膜 B.线粒体和内质网
C.核糖体和拟核 D.线粒体和高尔基体
解析:选A 放线菌属于原核生物,霉菌属于真核生物,二者共有的结构是核糖体和质膜;原核细胞不含具有膜结构的细胞器,如线粒体、内质网、高尔基体等;拟核是原核细胞特有的结构。
2.(2015·江苏高考)如图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是( )
A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同
B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
解析:选C 人体不同组织的体细胞中核DNA含量相等,但是细胞质中的DNA含量不一定相同,卵细胞和精子中的核DNA减半。同一人体不同体细胞中携带的核基因相同,但基因的选择性表达(细胞分化)导致不同细胞的形态和功能不同。活细胞中含量最多的化合物都是水。人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不同,有协助扩散和主动运输两种方式。
3.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于( )
A.血液运输,突触传递
B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞间直接接触
解析:选D 雌激素由卵巢分泌后,随血液运输到达全身各处,可作用于乳腺细胞的受体,将信息传递给乳腺细胞;而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合,精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞。
4.下列有关细胞中“一定”的说法,正确的是( )
①光合作用一定在叶绿体中进行 ②有氧呼吸一定在线粒体中进行,有H2O生成一定不是无氧呼吸,产生CO2一定不是无氧呼吸产生乳酸的过程 ③没有细胞结构的生物一定是原核生物 ④以RNA为遗传物质的生物一定是原核生物 ⑤所有生物的蛋白质一定是在核糖体上合成 ⑥有中心体的生物一定不是高等植物
A.①③⑤⑥ B.②④⑥
C.④⑤ D.⑤⑥
解析:选D 原核生物没有叶绿体,但有的也能进行光合作用,①错误。原核生物没有线粒体,但有的也能进行有氧呼吸,②错误。病毒没有细胞结构,但不是原核生物,③错误。原核生物的遗传物质是DNA,④错误。所有生物的蛋白质一定在核糖体上合成(病毒的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成),⑤正确。动物和低等植物细胞中有中心体,高等植物细胞中没有中心体,⑥正确。
5.下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是( )
A.遗传信息翻译的场所 B.组成成分中含mRNA
C.全部游离在细胞质基质中 D.能识别基因的启动子
解析:选A 核糖体是遗传信息翻译的场所;核糖体主要由蛋白质和核糖体RNA(rRNA)组成;有的核糖体游离在细胞质基质中,有的附着在内质网上,另外线粒体和叶绿体中也有核糖体;能识别基因启动子的是RNA聚合酶,而不是核糖体。
6.叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是( )
A.O2的产生 B.H2O的生成
C.[H]的消耗 D.ATP的合成
解析:选A 叶肉细胞中O2的产生只能发生在叶绿体的类囊体薄膜上;叶肉细胞中H2O的产生可以发生在线粒体内膜、核糖体、高尔基体等处;叶肉细胞中[H]的消耗可以发生在线粒体内膜、叶绿体基质等处;叶肉细胞中ATP的合成可以发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上。
7.如图是五种细胞器的结构模式图,据图判断下列说法错误的是( )
A.图中属于生物膜系统的有①②④⑤
B.具有双层膜的细胞器是①④,③与细胞的有丝分裂有关
C.在分泌蛋白的加工和运输过程中,⑤出芽形成小泡与②融合
D.蓝藻细胞、骨髓干细胞和小麦根尖分生区细胞中含有③结构
解析:选D ①~⑤分别是线粒体、高尔基体、中心体、叶绿体和内质网。除了中心体无膜外,其他几种细胞器膜均属于生物膜系统。线粒体和叶绿体都具有双层膜,③(中心体)与细胞的有丝分裂有关。分泌蛋白在核糖体上合成以后,首先在内质网中进行初步加工,然后由内质网出芽形成囊泡运输至高尔基体。某些低等植物细胞和动物细胞中含有中心体,而小麦属于高等植物,蓝藻属于原核生物,所以它们的细胞中无中心体。
8.(2019届高三·泰州四校联考)如图为内质网与细胞核和高尔基复合体的相对位置关系图,箭头表示分泌物的合成及其分泌方向,下列叙述正确的是( )
A.细胞中的生物膜结构、成分完全相同
B.图中箭头方向是指经内质网加工的所有物质运输的方向
C.在动、植物细胞中高尔基复合体的功能是一样的
D.此图中的内质网加工的蛋白质有可能是胃蛋白酶
解析:选D 细胞中的生物膜结构、成分相似,而不是完全相同;图中的箭头方向是指经内质网加工的部分物质运输的方向,有些物质不会被运出细胞,如呼吸酶等;在动、植物细胞中高尔基复合体的功能是不同的,在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与分泌物的形成有关;此图中的内质网加工的蛋白质可能属于分泌蛋白,有可能是胃蛋白酶。
9.如图为真核细胞部分结构示意图,相关叙述正确的是( )
A.结构①②参与组成生物膜系统
B.结构①的形成与结构③密切相关
C.所有物质都能自由穿越结构④
D.组成⑤的主要成分是RNA和蛋白质
解析:选B 结构①表示核糖体,核糖体无膜结构,不参与构成生物膜系统;结构③表示核仁,核仁与某种RNA的合成和核糖体的形成有关;结构④表示核孔,核孔对物质进出细胞核具有选择性;⑤表示染色质,染色质主要由DNA和蛋白质组成。
10.如图为变形虫摄食、消化过程的示意图,以下叙述正确的是( )
A.食物泡与溶酶体的融合以生物膜的选择透过性为基础
B.溶酶体既能消化食物,也能分解衰老、损伤的细胞器
C.细胞膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统
D.细胞内各种结构之间的协调配合,是在高尔基体的控制下完成的
解析:选B 食物泡与溶酶体的融合以生物膜的流动性为基础;溶酶体内含多种水解酶,既能消化食物,也能分解衰老、损伤的细胞器;细胞膜、核膜和细胞器膜等共同构成细胞的生物膜系统;细胞核是细胞代谢的控制中心,细胞内各种结构之间的协调配合是在细胞核的控制下完成的。
11.(2019届高三·淮安调研,多选)如图分别为两种细胞器的部分结构示意图,相关分析正确的是( )
A.图1表示线粒体,与有氧呼吸有关的酶存在于内膜上和基质中
B.图2表示叶绿体,光合色素位于类囊体薄膜上
C.两种细胞器所含DNA不同,但酶的种类相同
D.两种细胞器都与能量转换有关,并可共存于同一个细胞内
解析:选ABD 图1中内膜向内腔折叠形成嵴,为线粒体。图2中类囊体堆叠形成基粒,为叶绿体。有氧呼吸的第二、三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜上完成,因此线粒体中与有氧呼吸有关的酶也分布在线粒体基质和内膜上;叶绿体的类囊体薄膜上有与光合作用相关的色素和酶,是光反应的场所;线粒体和叶绿体中都含有少量DNA,但遗传信息不同,所含的酶的种类也不同;植物叶肉细胞中既有叶绿体也有线粒体,叶绿体能够将光能转变成有机物中的化学能,线粒体能够将有机物中的化学能转变成热能和ATP中活跃的化学能。
12.(2018·苏锡常镇二模,多选)日本生物学家大隅良典通过对酵母菌饥饿处理激活了细胞的自噬作用,发现了细胞自噬机制,获得了2016年诺贝尔生理学奖。细胞自噬是将细胞内受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器运输到溶酶体内并降解的过程(如下图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A.酵母菌在饥饿时能生存,说明细胞自噬可为其提供能量
B.图中“X”代表溶酶体内的多种水解酶
C.自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的功能特性
D.细胞自噬维持在一定水平,以实现细胞内的稳态
解析:选ABD 酵母细胞饥饿处理后激活了细胞的自噬作用,说明细胞自噬可为其提供能量;图中“X”是溶酶体内的多种水解酶;自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的结构特点,即具有一定的流动性;通过细胞自噬,受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器被及时清除,可以维持细胞内的稳态。
二、非选择题
13.膜泡是细胞中一种重要的细胞结构,但由于其结构不固定,因而不能称之为细胞器。细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡具有准确的转运物质的调控机制,它能在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的目的地。
(1)膜泡的形成,充分体现了生物膜的结构特点是具有____________,膜泡是由单层膜所包裹的膜性结构,其基本支架是____________,动物细胞中能产生膜泡的结构一般有________________________。
(2)囊泡上有一个特殊的VSNARE蛋白,它与靶膜上的受体蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点,这说明膜融合具有________性,该过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(3)如果囊泡转运系统受到干扰,则会对有机体产生有害影响,并导致如糖尿病等疾病的发生,这种类型糖尿病发病的机理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为了确定参与膜泡运输的基因(sec基因),科学家筛选了两种酵母突变体,这两种突变体与野生型酵母电镜照片差异如下:
酵母突变体
与野生型酵母电镜照片的差异
sec12基因突变体
突变体细胞内的内质网特别大
sec17基因突变体
突变体细胞内积累大量的未融合小泡
据此推测,sec12基因编码的蛋白质的功能是与________________________的形成有关。sec17基因编码的蛋白质的功能是________________________________________________________________________。
解析:(1)膜泡是由单层膜所包裹的膜性结构,它的形成体现了生物膜具有一定的流动性,膜泡等生物膜的基本支架是磷脂双分子层,动物细胞中的内质网、高尔基体、细胞膜在形成分泌蛋白或胞吞、胞吐时能产生膜泡。(2)囊泡上的VSNARE蛋白需要与靶膜上的特异性受体蛋白结合,说明膜融合具有特异性,膜融合的过程需要消耗能量。(3)如果胰岛素合成过程中囊泡转运系统受到干扰,囊泡运输出现障碍或者胰岛素不能准确释放到目的位置,则会导致糖尿病的发生。(4)由表中sec12基因突变体细胞内的内质网特别大可以推测,sec12基因编码的蛋白质与内质网小泡的形成有关。由表中sec17基因突变体细胞内积累大量的未融合小泡可以推测,sec17基因编码的蛋白质参与膜泡的融合。
答案:(1)一定的流动性 磷脂双分子层 内质网、高尔基体、细胞膜 (2)特异 需要 (3)胰岛素合成过程中囊泡运输出现障碍或者不能准确释放到目的位置
(4)内质网小泡 参与膜泡的融合
14.甲图为酵母菌细胞部分结构示意图,乙图是甲图局部放大。请回答下列问题:
(1)酵母菌细胞与菠菜叶肉细胞相比,在结构上最主要的区别是无____________。
(2)甲图中能发生碱基互补配对的细胞器有________,能产生CO2的场所是________。(填序号)
(3)在无氧环境中,酵母菌也会逆浓度梯度吸收葡萄糖,为此过程提供载体蛋白和能量的细胞结构分别是[ ]________和[ ]________。
(4)在酵母菌的无性繁殖过程中,乙图中的结构[ ]________和[ ]________有消失与重建过程。
(5)⑧彻底水解可得到的物质主要是__________________________________________。
(6)丙图中⑪⑫⑬均代表细胞的某种结构,它们依次是________、________和________;⑭代表某种物质,它是________。分泌蛋白从合成到排出细胞的过程,体现了生物膜结构具有________________的特点。
解析:(1)酵母菌和菠菜均为真核生物,酵母菌细胞与菠菜叶肉细胞相比,在结构上最主要区别是没有叶绿体。(2)酵母菌细胞中能发生碱基互补配对的细胞器是核糖体(④)和线粒体(⑥),能产生CO2的场所是细胞质基质(⑦)和线粒体(⑥)。(3)提供载体蛋白的细胞结构是核糖体,无氧环境中酵母菌进行无氧呼吸提供能量,无氧呼吸的场所是细胞质基质。(4)酵母菌进行无性繁殖的过程为有丝分裂过程。(5)⑧代表染色质,主要是由蛋白质和DNA等组成的,这两种物质彻底水解的产物分别是氨基酸和磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。(6)丙图中⑪为内质网,⑫为高尔基体,⑬为囊泡,⑭为ATP。分泌蛋白以胞吐的方式排出细胞,体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。
答案:(1)叶绿体 (2)④⑥ ⑥⑦ (3)[④]核糖体 [⑦]细胞质基质 (4)[⑨]核仁 [⑩]核膜 (5)氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 (6)内质网 高尔基体 囊泡 ATP(或三磷酸腺苷) 一定的流动性
15.下图1为某生物体内细胞模式图的一部分,图2中a~h为细胞器或细胞的某一结构。图2中各结构放大比例不同。请据图回答有关问题:
(1)图2中具有双层膜的结构是________;具有色素的结构是________;具有核酸的结构是________;控制物质进出的细胞结构是[ ]________,研究表明,结构h的功能越复杂,其上的________种类和数量就越多。从结构h上提取了某种物质,用非酶解法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林试剂并加热,出现砖红色沉淀,则说明该物质是________。
(2)若图1是胰腺腺泡细胞,其分泌物分泌过程中体现出h的结构特点是____________________。
(3)g表示细胞分裂的________期,若此时细胞中包含24条染色体,则在图1时期细胞中有________条染色体,若图1细胞具有明显的b结构,则该细胞会出现g的现象吗?________,原因是______________________________________。
(4)若图1是根尖细胞,则没有图2中的[ ]________和[ ]________,f在植物细胞中的作用是______________,将该细胞培养成个体,可运用________________技术实现。
(5)用差速离心法分离动物细胞结构时必须首先破坏细胞膜,破坏细胞膜最简便的方法是________________。
解析:(1)图2中具有双层膜的结构是线粒体和叶绿体;具有色素的结构是叶绿体和液泡;具有核酸的结构是叶绿体、核糖体、线粒体、染色体;控制物质进出的细胞结构是细胞膜,其功能越复杂,其上的蛋白质种类和数量就越多。(2)分泌物分泌过程中体现出膜具有一定的流动性。(3)g表示细胞分裂的后期;高度分化的细胞不具有细胞分裂的能力。(4)根尖细胞无叶绿体和中心体;高尔基体在植物细胞中参与细胞壁的形成;将单个植物细胞培养成个体可用植物组织培养技术。(5)破坏动物细胞膜最简便的方法是吸水涨破法。
答案:(1)a、e a、b a、c、e、g [h]细胞膜 蛋白质 糖蛋白 (2)具有一定的流动性 (3)后 12 不会 高度分化的细胞不具有细胞分裂的能力 (4)[a]叶绿体 [d]中心体 参与细胞壁的形成 植物组织培养 (5)吸水涨破法
3个主攻点之(三) 细胞的生命历程
右图1中A表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某雌性动物的体细胞,B、C分别表示该动物处于不同分裂状态的细胞图像;图2为该动物部分组织切片的显微图像;图3表示该动物体内细胞在分裂过程中某比值h的变化曲线,F代表细胞分裂刚好结束。请据图回答下列问题:
[串知设计]
(1)细胞周期中进行了RNA和蛋白质的合成,细胞中活动旺盛的细胞器有核糖体、线粒体。
(2)图1中数字分别表示不同的生理过程,它们分别是:①有丝分裂,②减数第一次分裂。
(3)C细胞的名称是次级卵母细胞或第一极体,它含有同源染色体对。
(4)通常情况下,该动物的基因A和a的分离发生在(用图中数字表示)分裂过程中。1个B图细胞最终分裂结束后,一般情况下,可以形成种生殖细胞,其基因型是AB或Ab或aB或ab。
(5)按分裂过程判断,图2中标号的先后顺序应该是甲→丙→乙。
(6)图3若为有丝分裂,则CD段中,细胞内有同源染色体对;EF段中,细胞内有同源染色体对。
(7)图3若为减数分裂,在CD段既具有含同源染色体的细胞,又具有不含同源染色体的细胞,基因的分离和自由组合都发生在CD段。
(8)CD段时,h的值为1/2。此时,细胞内的此值会比h值(填“大”“小”或“相等”)。
(9)若对某二倍体生物镜检时发现体细胞中有29条染色体,你认为下列分析有道理的是①②⑤。(填编号)
①亲代细胞在减数分裂形成配子时多了一条染色体
②亲代细胞在减数分裂形成配子时少了一条染色体
③亲代细胞在减数分裂时没有形成纺锤体
④亲代细胞在减数分裂时,着丝点没有分裂
⑤该生物受精卵分裂时,有一组姐妹染色单体移向同一极
⑥该生物受精卵分裂时,没有形成纺锤体
考向(一) 综合考查细胞分裂图像、曲线、染色体行为
[真题导向]
1.(2017·江苏高考)假如右图是某生物体(2n=4)正常的细胞分裂示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.该细胞处于减数第二次分裂后期
B.若染色体①有基因A,则④有基因A或a
C.若图中的②表示X染色体,则③表示Y染色体
D.该细胞产生的子细胞中有2对同源染色体
解析:选A 该生物体的正常体细胞中有4条染色体,图示细胞中有8条染色体,故该细胞处于有丝分裂后期;染色体①和④是同源染色体,若①上有基因A,则④上有基因A或a;染色体③和②是同源染色体,若②表示X染色体,则③表示Y染色体;该细胞产生的子细胞中有4条染色体,2对同源染色体。
2.(2014·江苏高考)右图为动物细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B.乙和丙在组成成分上差异很大
C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍
D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
解析:选B 题图为动物细胞分裂的中期图像。甲为中心体,在分裂间期倍增,前期移向细胞两极。乙为染色体,组成成分为DNA和蛋白质,丙为纺锤丝,组成成分主要是蛋白质,可见两者在组成成分上的差异很大。题图如果为有丝分裂中期,细胞中染色体数与体细胞染色体数相同,如果为减数第二次分裂中期,细胞中染色体数是体细胞染色体数的一半。该时期核膜解体、核仁消失,无细胞核,故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。
3.(2016·江苏高考)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析,图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体),图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是______________,它属于图2中类型________的细胞。
(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称是________________。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是________。
(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有________。
(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有________________(用图中字母表述)。
(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。现有3组实验:用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是______________________________________,
理由是________________________________________________________________________
________________________。
解析:(1)图1中细胞发生了着丝点分裂,且含有同源染色体,故细胞分裂的方式和时期是有丝分裂后期,细胞中染色体数和核DNA数均为4n,因此它属于图2中类型a的细胞。(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,则其可能为处于减数第二次分裂后期的细胞,该细胞的名称是次级精母细胞。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,b处于减数第一次分裂,d处于减数第二次分裂着丝点分裂之前,e处于减数第二次分裂结束时,那么三者出现的先后顺序是b、d、e。(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型为a和b,c可能表示未复制的体细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞,不一定含有同源染色体,d是处于减数第二次分裂着丝点分裂前的细胞,e是减数第二次分裂结束后的细胞,d、e肯定不含同源染色体。(5)b类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数不变,形成a类型的细胞。d类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数目不变,形成c类型的细胞。(6)细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体的形成,其功能类似于秋水仙素。用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂(减数第一次分裂同源染色体未分离,减数第二次分裂正常进行)、减数第二次分裂(减数第一次分裂正常,减数第二次分裂着丝点分开后移向同一极)时形成的是染色体数加倍的配子,但是处理受精卵(2n)的第一次卵裂(有丝分裂)时形成的是四倍体,故阻滞受精卵的第一次卵裂后三倍体出现率最低。
答案:(1)有丝分裂后期 a (2)次级精母细胞 (3)b、d、e (4)a、b (5)b→a;d→c (6)阻滞第一次卵裂 受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的个体是四倍体而不是三倍体
[过关练习]
1.(2018·扬州一模)下列与细胞分裂有关的叙述,错误的是( )
A.甲图细胞中的着丝点分裂,染色体数目加倍,核DNA数目不变
B.乙图所示细胞可能处于有丝分裂前期、有丝分裂中期、减数第一次分裂后期
C.有丝分裂和减数分裂过程中每条染色体的DNA含量变化均可用图丙表示
D.图甲、图乙所示细胞可分别处于图丙的BC段、DE段
解析:选D 图甲所示细胞没有染色单体,处于图丙的DE段,图乙所示细胞有染色单体,处于图丙的BC段。
2.(2018·盐城三模)图1表示某二倍体动物的一个性原细胞经减数分裂过程传递基因的情况;图2、图3分别表示该动物的性原细胞在正常分裂过程中,每条染色体上DNA含量和细胞中染色体组变化情况;图4是一同学绘制的该生物体内不同时期细胞分裂图像。请据图回答下列问题:
(1)图1、2、3中,可表示有丝分裂过程的是________。
(2)图1中,只位于图2中BC段的细胞是__________。图3中,与图2中BC段对应的区段最可能是________。
(3)只考虑染色体变异,与形成图1中生殖细胞基因组成异常的分裂时期是__________________,与之同时产生的另外三个细胞的基因组成是________。
(4)图3中,与图2中CD段的变化原因相同的区段是________。
(5)图1中,次级性母细胞含有的染色体组数是________。
(6)图4甲~丙中,有明显错误的是________。
解析:(1)图1产生了生殖细胞,表示减数分裂。图2、图3可表示有丝分裂过程中的曲线图。(2)图1表示减数分裂,图2为每条染色体上DNA含量变化曲线,如表示减数分裂,则BC段表示每条染色体上有两个DNA,图1中性原细胞未进行DNA的复制,初级性母细胞完成了DNA的复制,每条染色体上有两个DNA。次级性母细胞的前期、中期每条染色体上有两个DNA,次级性母细胞的后期每条染色体上有一个DNA,生殖细胞每条染色体上有一个DNA,因此图1中,只位于图2中BC段的细胞是初级性母细胞。图3表示有丝分裂细胞中染色体组变化曲线,若图2表示有丝分裂每条染色体上DNA含量变化曲线,则BC段表示有丝分裂间期的G2期,前期、中期;图3中HJ段表示有丝分裂后期,因此图3中,与图2中BC段对应的区段最可能是FG段。(3)图1中的生殖细胞含有B、b基因,而B、b基因所在的染色体为同源染色体,应该在减数第一次分裂后期分离,则与形成图1中生殖细胞基因组成异常的分裂时期是减数第一次分裂后期。由于减数第一次分裂后期,B、b所在的染色体未分离,导致减数第一次分裂形成了基因组成为AABBbb和aa的次级性母细胞,然后进行减数第二次分裂,形成了ABb、ABb、a、a的生殖细胞。则与之同时产生的另外三个细胞的基因组成是ABb、a、a。(4)图2中CD段的变化原因是姐妹染色单体分离,图3中发生姐妹染色单体分离的区段为GH段。(5)图1中,初级性母细胞进行减数第一次分裂,发生同源染色体的分离,导致次级性母细胞在前期、中期只含一个染色体组;进入后期,姐妹染色单体分离,此时变为两个染色体组,则次级性母细胞含有的染色体组数是1或2。(6)图4中,甲图为有丝分裂过程图,应该为均等分裂;乙图为有丝分裂中期,正确;丙图为减数第一次分裂后期,正确。
答案:(1)图2、3 (2)初级性母细胞 FG (3)减数第一次分裂后期 ABb、a、a (4)GH (5)1或2 (6)甲
考向(二) 细胞分裂实验
[真题导向]
1.(2017·江苏高考)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料,开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题:
(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8羟基喹啉溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的________期细胞的比例,便于染色体观察、计数。
(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,目的是__________________。再用低浓度的KCl处理一段时间,使细胞适度膨胀,便于细胞内的________更好地分散,但处理时间不能过长,以防细胞____________。
(3)图1是________细胞的染色体,判断的主要依据是____________________。
(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的________进行人工配对;根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有________(填下列序号)。
①基因突变 ②单体 ③基因重组 ④三体
解析:(1)观察细胞中染色体的最佳时期是分裂中期,用8羟基喹啉溶液处理可以提高芹菜根尖细胞中有丝分裂中期细胞的比例。(2)用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,能去除其细胞壁,使细胞相互分离;在低浓度的KCl溶液中,去壁后的根尖、花粉母细胞吸收水分,使细胞适度膨胀,便于细胞内染色体更好地分散,但若处理时间过长,则没有细胞壁的细胞会吸水涨破。(3)图1应是进行减数分裂的花粉母细胞的染色体核型图,判断的主要依据是图1中有同源染色体联会现象。(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的同源染色体进行人工配对;由于光学显微镜下能观察到染色体变异,无法观察到基因突变和基因重组,故不能确定该品种细胞中是否发生了基因突变和基因重组。根据图1、图2可以确定该品种细胞中染色体数目正常,没有出现单体或三体。
答案:(1)中 (2)去除细胞壁(使细胞分离) 染色体 吸水涨破 (3)花粉母 同源染色体联会 (4)同源染色体 ②④
2.(2015·江苏高考)中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)是传统观赏花卉,由于其高度不育,只能进行无性繁殖,因而品种稀少。为了探究中国水仙只开花不结实的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验,先制作了临时装片进行镜检、拍照,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列,主要步骤如下:
→→→→→→
→
请回答下列问题:
(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是___________________________________。
(2)实验过程中用1 mol·L-1 HCl解离的目的是________________________________。
(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有________(填序号)。
①双缩脲试剂 ②醋酸洋红液 ③龙胆紫溶液 ④秋水仙素溶液
(4)镜检时,应不断移动装片,以寻找处于________期且染色体________的细胞进行拍照。
(5)由下图核型分析结果,得出推论:中国水仙只开花不结实的原因是____________
________________________________________________________________________。
(6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用________(填序号)作为实验材料进行显微观察。
①花萼 ②花瓣 ③雌蕊 ④花药 ⑤花芽
解析:(1)本实验研究的是水仙细胞的染色体核型,最好选择处于分裂中期的细胞进行染色体观察,实验材料选取水仙新生根尖,是因为新生根尖分生区细胞分裂旺盛。(2)实验过程中需要制作水仙新生根尖的临时装片,用1 mol·L-1 HCl解离的目的是使组织细胞相互分离。(3)制作临时装片过程中,染色的目的是使染色体(或染色质)着色,常用染色液除卡宝品红外,还有龙胆紫溶液和醋酸洋红液。(4)光学显微镜下观察细胞中的染色体形态和数目的最佳时期是有丝分裂中期。视野中观察到的细胞数量有限,而且处于有丝分裂中期的细胞较少,因此,镜检时要不断移动装片,根据有丝分裂中期细胞的特点,从中挑选染色体分散良好的中期细胞进行拍照。(5)从图中水仙染色体核型可以看出,水仙的体细胞中含有三个染色体组,应属于三倍体(3N=30)植物。水仙在开花期间进行减数分裂的过程中出现同源染色体联会紊乱现象,极难产生含有完整染色体组的可育配子,所以中国水仙只开花不结实。(6)通过直接显微观察能进行减数分裂的生物材料,可以进一步验证上述推论。在提供的生物材料中,花萼、花瓣、花芽都不能进行减数分裂,雌蕊子房里的胚珠内与雄蕊的花药内都有减数分裂发生。观察减数分裂使用的材料最好是雄性生殖器官(雄蕊),因为其雄配子多,容易观察。植物雌蕊进行减数分裂的细胞数目很少,用它们作为实验材料,不容易找到正在进行减数分裂的细胞。
答案:(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛 (2)使组织细胞相互分离 (3)②③ (4)中 分散良好 (5)中国水仙是三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖细胞 (6)④
(1)在显微镜下观察到间期的细胞数目最多,因为间期历时最长。
(2)不能观察某细胞有丝分裂过程的动态变化,因为解离过程中细胞已经死亡。如果要找到各个分裂时期的细胞,就要不断移动装片,在不同的视野中寻找。
(3)利于细胞分散开的操作措施有:①解离;②镊子尖弄碎根尖;③拇指按压载玻片。
(4)在利用显微镜观察装片时,装片的移动方向与物像的移动方向相反。
[过关练习]
1.(2019届高三·泰州诊断卷,多选)如图为显微镜下观察某二倍体植物的体细胞制作的临时装片结果,下列说法正确的是( )
A.细胞甲中染色体形态、数目清晰,细胞中有两个染色体组
B.细胞乙中主要完成DNA的复制,结果导致染色体数目加倍
C.细胞丙中染色体分离是相关酶催化染色体着丝点分裂的结果
D.细胞丁的中央会出现赤道板,最终拓展形成细胞壁
解析:选AC 细胞甲处于有丝分裂中期,细胞中的染色体形态、数目清晰,且含有两个染色体组;细胞乙处于有丝分裂间期,主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,结果导致DNA数目加倍;细胞丙处于有丝分裂后期,染色体分离是相关酶催化染色体的着丝点分裂的结果;细胞丁处于有丝分裂末期,在细胞的中央会出现细胞板,最终拓展形成细胞壁。
2.(2018·南通考前卷)每年6~7月是广西某品种甘蔗的快速生长期,为研究其细胞分裂情况,某科研人员进行了如下实验:
[实验步骤]
①选取在实验种植区(与大田生产条件基本一致)处于快速生长期的大小、长势一致的甘蔗植株,每隔10 d左右定时(每天上午10:00)取样3个茎尖并固定。
②制作茎尖细胞分裂临时装片:切取茎尖→用卡诺溶液固定5~24 h,再转入体积分数为70%的酒精保存→解离→步骤A→用改良苯酚品红染液处理8~16 min→压片。
③制作装片,观察、统计细胞总数及处于分裂中期的细胞数,并计算细胞分裂指数(有丝分裂中期细胞数与细胞总数的比值)。
[实验结果]
观察指标
6月9日
6月17日
6月30日
7月11日
7月21日
观察细胞
总数(个)
815
703
879
899
731
细胞分裂
指数(%)
1.10
0.28
1.25
2.00
0.96
请回答下列问题:
(1)实验中,取茎尖作为观察材料的原因是__________________________________。实验中,每次要取3个茎尖的原因是________________________________。
(2)在制作临时装片时,“步骤A”的操作是______________________,使用“改良苯酚品红染液”的目的是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)本实验不直接比较分裂中期细胞数,而是以分裂指数相比较,这是因为_________
___________________。
(4)根据实验结果分析,影响该品种甘蔗有丝分裂指数的因素除了材料自身因素(如生长时期)外,还与日周期、____________________等多种因素有关。
(5)若要探究该甘蔗细胞有丝分裂的日周期(或日节律)变化,请简要说出实验设计思路。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)实验中,取茎尖作为观察材料的原因是茎尖有分生区(或生长点),该组织细胞分裂旺盛。实验中,每次要取3个茎尖的原因是重复实验,以保证实验结果的准确、可靠。(2)在制作临时装片时,“步骤A”的操作是:将茎尖置于清水中漂洗几分钟。使用“改良苯酚品红染液”的目的是使细胞中染色体(质)着色,便于观察、鉴定细胞分裂时期。(3)由于不同次的观察中,观察到的细胞总数不同,所以本实验不直接比较分裂中期细胞数,而是以分裂指数相比较。(4)不同天气的温度和光照强度存在差异,据此结合表中信息可知:影响该品种甘蔗有丝分裂指数的因素除了材料自身因素(如生长时期)外,还与日周期、气温、阳光等多种因素有关。(5)若要探究该甘蔗细胞有丝分裂的日周期(或日节律)变化,自变量是每日时段的不同,因变量是细胞分裂指数,因此,依据实验设计应遵循的原则,该实验设计思路为:在某一天每隔2 h(一段时间)切取该品种甘蔗的茎尖,制作临时装片,并在显微镜下观察(按相同步骤进行实验);统计各材料的细胞分裂指数。
答案:(1)茎尖有分生区(或生长点),该组织细胞分裂旺盛 重复实验,以保证实验结果的准确、可靠 (2)将茎尖置于清水中漂洗几分钟 使细胞中染色体(质)着色,便于观察鉴定细胞分裂时期 (3)不同次观察中,观察到的细胞总数不同 (4)气温、阳光 (5)在某一天每隔2 h(一段时间)切取该品种甘蔗的茎尖,制作临时装片,并在显微镜下观察(按相同步骤进行实验);统计各材料的细胞分裂指数
考向(三) 细胞分化、衰老、凋亡和癌变的综合考查
[真题导向]
1.(2018·江苏高考,多选)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),下图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图,下列叙述错误的是( )
A.组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同
B.MSC不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老
C.MSC中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡
D.不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞
解析:选ABC 组织细胞中的核DNA与MSC中的相同,由于组织细胞和MSC中的基因进行选择性表达,所以两者的RNA不完全相同;细胞会随着分裂次数的增多而逐渐衰老,组织细胞是MSC分裂、分化后形成的,所以组织细胞更容易衰老;组织细胞中的凋亡基因表达,细胞才开始凋亡;MSC在不同诱导因素的作用下,可分化形成不同类型的细胞。
2.(2017·江苏高考)下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述,错误的是( )
A.细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱
B.衰老细胞中各种酶的活性显著降低
C.细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定
D.癌细胞无接触抑制特征
解析:选B 细胞分裂能力会随细胞分化程度的提高而减弱;衰老细胞中多种酶的活性显著降低,但有些酶的活性会提高;细胞凋亡有利于清除多余的、受损的细胞,有助于机体维持自身的稳定;癌细胞的细胞膜由于糖蛋白减少,失去了接触抑制特征。
3.(2016·江苏高考)下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是( )
A.线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞衰老死亡的结果
B.恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性,所以不易被化疗药物杀死
C.人的造血干细胞是全能干细胞,可以分化为多种细胞
D.体外培养时,儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞
解析:选D 线虫发育过程中细胞数量减少是细胞凋亡的结果;不同的化疗药物作用机理不同,或者将恶性肿瘤细胞杀死,或者抑制癌细胞的增殖与扩散;人的造血干细胞是多能干细胞,可分化为各类血细胞;人的体细胞一般能够分裂50~60次,儿童的成纤维细胞在体内分裂的次数少于成人的,故体外培养时儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞。
1.理清细胞分化、分裂、癌变、坏死及凋亡的关系
2.把握细胞生命历程中遗传物质的变化
项目
结果
遗传物质变化
细胞
分裂
单细胞生物完成增殖,多细胞生物产生新细胞
遗传物质复制后均分
细胞
分化
形成不同组织和器官
遗传物质不发生改变
细胞
癌变
变成无限增殖的癌细胞
遗传物质发生改变
细胞
衰老
细胞正常死亡
遗传物质可能发生改变
细胞
凋亡
细胞正常死亡
遗传物质不发生改变
[过关练习]
1.下列关于人体细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是( )
A.细胞的分化程度越高,全能性越强
B.癌细胞具有细胞增殖失控的特点
C.正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡
D.幼年个体生长需细胞增殖,成年后不需细胞增殖
解析:选B 细胞的分化程度越高,其全能性越难以表达。癌细胞具有易分散转移和无限增殖的特点。正常人体内都有细胞的衰老和凋亡,包括幼儿也是如此,因此,正常细胞的衰老凋亡不一定使个体衰老死亡,但个体衰老一定是由细胞衰老引起的。成年个体内仍然有细胞增殖现象,如造血干细胞终生具有分裂与分化能力,可不断产生血细胞。
2.(2018·南通一模)下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.细胞生长导致细胞与环境的物质交换效率增强
B.细胞分化导致细胞中mRNA种类不完全相同
C.衰老的细胞中细胞核体积减小,染色质收缩
D.癌变的细胞中酶活性降低,细胞代谢减慢
解析:选B 细胞生长导致细胞相对表面积变小,物质交换效率降低;衰老细胞的体积变小,细胞核体积变大;癌细胞代谢旺盛,酶活性不会降低。
3.(2018·苏锡常镇高三联考)下列有关细胞分化、衰老、凋亡及坏死的叙述,错误的是( )
A.细胞分化意味着不同细胞内蛋白质的种类和含量有所不同
B.细胞衰老会出现线粒体减少、部分酶活性降低的现象
C.被病原体侵染的细胞在免疫系统的作用下死亡属细胞坏死
D.细胞衰老与动物个体的衰老一般不完全同步
解析:选C 细胞分化是基因选择性表达的结果,最终细胞内蛋白质的种类和含量产生差异;衰老细胞会出现很多变化,如水分减少、细胞体积变小、部分酶活性降低、线粒体减少等;被病原体侵染的细胞在免疫系统的作用下裂解死亡属于细胞凋亡;多细胞生物个体的衰老与细胞衰老一般不完全同步,个体衰老是绝大多数细胞普遍衰老的结果。
一、选择题
1.下列与细胞周期有关的叙述,正确的是( )
A.等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期
B.在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期
C.细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制
D.肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长
解析:选C 等位基因的分离发生在减数分裂过程中,减数分裂没有细胞周期;纺锤丝出现在有丝分裂前期;DNA复制需要解螺旋,染色体高度螺旋化,难以解旋;染色体存在于分裂期,分裂期的时间远小于分裂间期。
2.洋葱根尖细胞和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是( )
A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板
解析:选B 解离洋葱根尖组织时需要用到盐酸溶液,盐酸可使细胞相互分离开来,杀死细胞;分离小鼠骨髓细胞则需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。观察细胞有丝分裂装片时,需要先用低倍镜观察,找到分裂细胞,然后再换用高倍镜仔细观察。在有丝分裂后期,姐妹染色单体分开,可观察到染色体数目加倍。植物细胞在有丝分裂末期形成细胞板,动物细胞不形成细胞板,而是细胞膜从细胞中部向内凹陷。
3.如图表示某动物细胞分裂过程中部分细胞的分裂图像以及分裂过程中DNA含量的变化。下列叙述正确的是( )
A.图甲所示细胞的时期中,含有4对同源染色体,4个染色体组,8条染色单体
B.丁图BC段可以用来表示图乙所示细胞中DNA的含量
C.使用高倍显微镜观察丙图细胞,可以观察到正在分离的一对性染色体X和Y
D.丙图所示细胞分裂完成产生的成熟生殖细胞,其细胞呼吸和物质合成进行得都比较缓慢
解析:选D 有丝分裂后期着丝点分裂,染色单体消失,所以图甲所示细胞的时期中,含有4对同源染色体,4个染色体组,0条染色单体;丁图BC段DNA含量加倍,说明同源染色体没有分开,所以不可以用来表示图乙所示细胞中DNA的含量;丙图中的细胞质不均等分裂,说明是初级卵母细胞,因此不含有Y染色体;丙图所示细胞分裂完成后,产生的成熟生殖细胞是卵细胞,在没有受精时,其细胞呼吸和物质合成进行得都比较缓慢。
4.某二倍体动物细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化的曲线如图所示,下列相关分析正确的是( )
选项
分裂方式
相应结果
A
有丝分裂
e~f时期的细胞都含有两个染色体组
B
有丝分裂
赤道板和纺锤体都出现于d~e时期
C
减数分裂
c~d时期的细胞都有同源染色体
D
减数分裂
解析:选D 每条染色体上含有两条染色单体时含有两个DNA分子,此时可能处于有丝分裂的前期和中期、减数第一次分裂及减数第二次分裂的前期和中期;姐妹染色单体分离后,每条染色体含有一个DNA分子,对应的时期是有丝分裂的后期和末期以及减数第二次分裂的后期和末期。若为有丝分裂,e~f时期的细胞可能有四个染色体组(后期),纺锤体出现在有丝分裂前期(c~d),赤道板不是一个真实存在的结构;若为减数分裂,c~d时期的细胞可能含同源染色体,也可能不含同源染色体,基因重组发生在减数第一次分裂后期或前期,即c~d时期。
5.(2019届高三·扬州联考)图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数与核DNA数比的变化;图2、图3分别是某高等植物细胞有丝分裂的部分示意图。下列说法正确的是( )
A.图1中BC段DNA易出现碱基对增添、缺失或替换,DE段发生了同源染色体的分离
B.图2细胞所处时期,细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数等于1∶0∶1
C.图3细胞中结构H为赤道板,是形成细胞壁的结构基础
D.图2、图3细胞所处时期分别位于图1中的CD、EF段
解析:选D 图1中BC段表示分裂间期DNA复制,此时DNA分子的稳定性较差,易出现碱基对增添、缺失或替换,DE段形成的原因是着丝点分裂,有丝分裂不存在同源染色体的分离现象。图2细胞处于有丝分裂的中期,该时期细胞中存在姐妹染色单体,细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2。图3细胞中结构H为细胞板,细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。图2细胞处于有丝分裂中期,每条染色体中含有2个DNA分子,位于图1中的CD段,图3细胞处于有丝分裂末期,每条染色体中含有1个DNA分子,位于图1中的EF段。
6.下面左图为某二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线,右图表示该动物的一个细胞分裂示意图。下列叙述错误的是( )
A.CD段含有4个染色体组,12个核DNA分子
B.FG段可发生基因重组
C.若染色体②上有基因B,⑤的相同位点上有基因b,则其原因是在AB段发生了基因突变
D.右图中细胞是次级精母细胞,处于曲线图的HI段
解析:选C 坐标曲线图表示二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化,CD段表示有丝分裂后期,此时着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数量加倍,染色体组有4个,由分裂示意图可以看出,此动物体细胞中含有6条染色体,故CD段含有12个核DNA分子;FG段表示减数第一次分裂,此过程中可以发生基因重组;若染色体②上有基因B,⑤的相同位点上有基因b,则其原因可能是发生了基因突变,也可能是由于减数第一次分裂前期染色体片段的交叉互换造成的;右图表示减数第二次分裂,此时的细胞是次级精母细胞,不存在同源染色体。
7.下图表示某二倍体生物体内进行的三个连续生理过程中某细胞内染色体组数的变化,有关分析错误的是( )
A.图中Ⅰ过程产生的细胞若能发育成个体,则该个体属于单倍体
B.图中Ⅱ过程可体现细胞膜具有信息交流的功能
C.图中bc、ef段细胞内染色体数与核DNA分子数之比为1∶1
D.图中b、d、e点时染色体组数加倍的原因相同
解析:选D 题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次表示减数分裂、受精作用和有丝分裂。Ⅰ过程产生的细胞为生殖细胞,由其发育来的个体为单倍体;在受精作用过程中,精卵细胞的识别与结合体现了细胞膜具有信息交流的功能;bc、ef段分别是减数第二次分裂后期和有丝分裂后期,这两个时期细胞内无染色单体,故染色体数与核DNA分子数之比为1∶1;b、e点时染色体组数加倍的原因是着丝点分裂,而d点时染色体组数加倍的原因是受精作用。
8.将某一细胞中的一条染色体用14C充分标记,其同源染色体用32P充分标记,置于不含放射性的培养液中培养,经过连续两次细胞分裂(不考虑交叉互换),下列叙述正确的是( )
A.若进行减数分裂,则四个细胞中均含有14C和32P
B.若进行有丝分裂,某一细胞中含14C的染色体可能是含32P染色体的两倍
C.若进行有丝分裂,则四个细胞中可能三个有放射性,一个没有放射性
D.若进行减数分裂,则四个细胞中可能两个有放射性,两个没有放射性
解析:选C 根据题干信息分析,该细胞可能是进行了两次有丝分裂或一次减数分裂。DNA的复制具有半保留复制的特点,减数分裂过程中,复制后的一条染色体上的两条姐妹染色单体都具有放射性,因此经过减数第一次分裂和第二次分裂,产生的每个子细胞染色体数目减半,四个子细胞中都有放射性,其中两个细胞中均含有14C,两个细胞中均含有32P;由于只有一对同源染色体分别被标记,且原料没有被标记,因此两种放射性之间不可能一方是另一方的两倍;经过第一次有丝分裂产生的子细胞中两条染色体分别含有14C和32P,但是都是一条链含有放射性,另一条链没有放射性,第二次有丝分裂DNA复制后每条染色体上的两条姐妹染色单体中的一条含有放射性,另一条没有,则产生的四个子细胞中可能两个含有放射性、两个不含有放射性,可能四个都含有放射性,也可能三个有放射性,一个没有放射性。
9.(2018·南京二模)研究表明myoD基因在黄颡鱼雌雄成体的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达,在肌肉组织中表达量最高。下列分析正确的是( )
A.myoD基因在肌肉组织中表达量最高,说明肌肉细胞的分化程度最高
B.心、脑、肌肉细胞中DNA和RNA相同,但蛋白质种类不一定相同
C.myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体出现生长差异
D.通过检测组织细胞的myoD基因和呼吸酶基因是否表达,可确定细胞是否分化
解析:选C 不同细胞中基因是选择性表达的,myoD基因在肌肉组织中表达量最高,不能说明该细胞分化程度最高;心、脑、肌肉细胞中核DNA相同,但是RNA和蛋白质不完全相同;myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体生长出现差异;所有细胞中呼吸酶基因都表达,因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达来确定细胞是否分化。
10.如图所示为部分人体细胞的生命历程。Ⅰ~Ⅳ代表细胞的生命现象,细胞1具有水分减少、代谢减慢的特征,细胞2可以无限增殖。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ~Ⅳ过程中,遗传物质没有发生改变的是Ⅰ、Ⅲ
B.成体干细胞能够分化成浆细胞、肝细胞等,体现了细胞核的全能性
C.细胞2与正常肝细胞相比代谢旺盛,DNA聚合酶和RNA聚合酶活性更高
D.效应T细胞作用于细胞1和细胞2使其坏死,此过程属于细胞免疫
解析:选C 据图可知,过程Ⅰ表示细胞分化,过程Ⅱ表示细胞衰老,过程Ⅲ表示细胞癌变。细胞分化遗传物质没有发生改变,但细胞癌变遗传物质发生了改变;全能性是指发育成完整个体,而浆细胞、干细胞不是完整个体;癌细胞代谢旺盛,DNA复制和基因表达旺盛,因此DNA聚合酶和RNA聚合酶活性高;衰老、损伤的细胞被效应T细胞的清除属于细胞凋亡,不是细胞坏死。
11.(2018·海安中学段考,多选)如图为洋葱根尖结构示意图。相关叙述正确的是( )
A.在观察植物细胞有丝分裂的实验中,需用盐酸和酒精处理使细胞分散开
B.观察细胞质壁分离现象的最佳区域是①
C.经低温处理后,③处可出现染色体数目改变的细胞
D.增加根尖细胞数目的主要区域是②
解析:选ABC 图中①②③④分别表示根毛区、伸长区、分生区、根冠。盐酸和酒精混合液(1∶1)能使根尖分生区细胞分散开。观察质壁分离选择成熟的植物细胞,根毛区为成熟的植物细胞。分生区进行细胞分裂,故增加细胞数目的主要区域是③;低温处理分生区的细胞,会抑制细胞中纺锤体的形成,导致细胞中染色体数目加倍。
12.(多选)图甲表示一个基因型为AaBb的动物某两个细胞分裂图,图乙表示该动物细胞分裂过程中不同时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。下列有关叙述错误的是( )
A.图甲细胞所示的变异均发生在减数第一次分裂的后期
B.图甲的右图细胞中含有2个染色体组
C.图甲细胞发生在图乙对应的E~F段的某一时期
D.图乙只能表示减数分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化
解析:选AD 图甲的左图细胞中A、a产生的原因是基因突变或交叉互换,发生在减数第一次分裂前的间期或前期,右图细胞中所示的变异发生在减数第二次分裂的后期;图甲的右图细胞中含有4条染色体,2个染色体组;图甲细胞中着丝点已经分裂,图乙中DE过程中发生着丝点分裂,所以图甲细胞发生在图乙对应的E~F段的某一时期;有丝分裂和减数分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化均可以用图乙表示。
13.(多选)下列有关细胞生命历程的说法,正确的是( )
A.细胞分化时核DNA和mRNA都发生改变
B.细胞凋亡是基因选择性表达的结果
C.细胞癌变时细胞膜上的糖蛋白减少,多个基因发生突变
D.细胞分裂都会出现纺锤体和遗传物质的复制
解析:选BC 细胞分化时核DNA不变,mRNA发生变化;细胞凋亡是由基因控制的,是基因选择性表达的结果;细胞癌变是多个基因突变的累积效应;无丝分裂过程中不产生纺锤体,但有遗传物质的复制。
二、非选择题
14.(2018·南京二模)细胞周期按时间顺序可分为四个时期:G1、S、G2和M期,如图甲所示;各时期所发生的主要生理变化及部分调控因子如下表。请回答下列问题:
时期
主要生理变化
部分调控因子
G1
为遗传物质DNA的合成作准备
CDK4、CDK2(G1/S转换)
S
DNA合成
CDK2
G2
主要完成蛋白质的合成,为进入分裂期作准备
CDK1(G2/M转换)
M
核膜消失,染色体等发生变化
CDK1
G0
静息状态,细胞不生长,也不分化
(1)DNA聚合酶作用于细胞周期的__________(填字母)期,纺锤体形成于__________(填字母)期,调控因子__________的表达量增多,促进细胞周期从G1期向S期过渡。
(2)G1期如果缺少某些必需的营养成分(如必需氨基酸),细胞会终止其G1期的进程,进入________(填字母)期,一旦补充了所缺少的成分后,细胞将回到G1期,这种调节的意义是可以避免________________________________。
(3)若图甲中的1、2、3、4为一个细胞周期中的部分检查点,在DNA发生损伤时有阻滞细胞周期的作用。当DNA损伤出现在__________(填字母)期时,CDK1形成的复合物滞留在细胞质中,不能进入细胞核内发挥作用,阻止细胞进入下一时期,可以推测检查点最可能是图甲中的________(填数字)。
(4)胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化,若G1、S、G2、M期依次为10 h、7 h、
3 h、1 h,经过一次阻断,S期细胞立刻被抑制,其余细胞最终停留在G1/S交界处;洗去TdR可恢复正常的细胞周期,若要是所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后________h到________h进行。
解析:(1)DNA聚合酶催化DNA复制的过程,因此其作用于分裂间期中的S期;纺锤体形成于有丝分裂前期,即M期;根据表格分析可知细胞周期从G1期向S期过渡时,调控因子CDK2的表达量增多。(2)G1期如果缺少某些必需的营养成分(如必需氨基酸),细胞会终止其G1期的进程,则将不能进入S期,而是变成静息状态,细胞不生长,也不分化的G0期细胞;一旦补充了所缺少的成分后,细胞将回到G1期,这种调节可以避免物质和能量的浪费。
(3)根据表格分析可知,CDK1出现于G2期,主要是促进G2期向M期转换,若DNA损伤导致CDK1形成的复合物滞留在细胞质中,不能进入细胞核内发挥作用,阻止细胞进入下一时期,说明DNA损伤发生在G2期,应该在3处进行检测。(4)根据题意分析,经过一次阻断,S期细胞立刻被抑制,则细胞至少停留在G1/S交界处,至多停留在S/G2交界处,前者经过7 h达到后者,后者经过3+1+10=14(h)到达下一个周期的前者,因此若要是所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后7 h到14 h进行。
答案:(1)S M CDK2 (2)G0 物质和能量的浪费 (3)G2 3 (4)7 14
15.下列甲、乙、丙图分别是基因型为AaBB的某生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。请据图回答问题:
(1)图甲中细胞④的名称是____________,该图中同时出现B、b的原因是________。
(2)图甲中细胞①处于图乙________段,图甲中处于图乙HI段的是________(填数字)。
(3)图丙a、b、c中表示DNA分子的是________,图甲中对应图丙Ⅱ时期的细胞是________,图丙中Ⅱ→Ⅰ完成图乙中的________段的变化。
(4)现有某药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则使用此药物后,细胞的分裂将停留在图乙中________段。如果用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度,请写出简单的设计思路:____________________________________
____________________________________。
解析:(1)图甲中,根据细胞②的细胞质不均等分裂可知,该生物的性别为雌性。细胞④处于减数第二次分裂后期,且细胞质均等分裂,应为第一极体,该生物的基因型为AaBB,因此图中同时出现B、b的原因是基因突变。(2)图甲中细胞①处于有丝分裂中期,对应于图乙中的AB段;图乙HI段表示减数第二次分裂,对应于图甲中的③④。(3)结合图甲可知,该生物体细胞中有4条染色体,故图丙a、b、c中表示DNA分子的是c,a代表染色体,b代表染色单体;图丙Ⅱ时期可代表有丝分裂前、中期或减数第一次分裂全过程,因此图甲中细胞①②对应图丙Ⅱ时期;图丙中Ⅱ→Ⅰ表示有丝分裂后期,着丝点分裂,染色单体消失,染色体数目加倍,对应于图乙中的BC段变化。(4)有丝分裂后期,纺锤丝能牵引染色体移向两极,若某药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则使用此药物后,细胞的分裂将停留在图乙中CD段。用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度时,应设置不同浓度梯度的药物溶液,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成装片观察并比较染色体数目的变化。
答案:(1)(第一)极体 基因突变 (2)AB ③④ (3)c ①② BC (4)CD 设置不同浓度梯度的药物溶液,分别对洋葱根尖细胞进行处理,培养一段时间后制成装片观察并比较染色体数目的变化
_____________________________________________________
A卷——基础保分练
一、选择题
1.(2018·南通考前卷)下列有关细胞内蛋白质的叙述,错误的是( )
A.细胞中各种蛋白质的组成元素都有C、H、O、N
B.基因控制蛋白质合成的两个阶段均需蛋白质参与
C.可以利用斐林试剂的甲液和乙液检验组织中的蛋白质
D.细胞内的蛋白质都可为生命活动提供能量
解析:选D 蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N四种;基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段,转录需要化学本质为蛋白质的RNA聚合酶参与催化,翻译的场所是核糖体,核糖体主要由蛋白质和rRNA组成;斐林试剂的甲液和检测蛋白质的双缩脲试剂A液都是0.1 g/mL NaOH溶液,斐林试剂的乙液为0.05 g/mL CuSO4溶液,将其进行适当的稀释,使其浓度降为0.01 g/mL就变成检测蛋白质的双缩脲试剂B液,因此可以利用斐林试剂的甲液和乙液检验组织中的蛋白质;细胞内的绝大多数酶是蛋白质,酶具有催化作用,但不能为生命活动提供能量。
2.(2019届高三·扬州四校联考)下图①~④表示由不同化学元素组成的化合物,有关说法错误的是( )
A.若①为某种酶的基本单位,则①最可能是氨基酸
B.若②为细胞中重要的储能物质,则②一定是脂肪
C.若③为原核细胞的遗传物质,则③一定是DNA
D.若④为依赖高尔基体合成的结构物质,则④可能是纤维素
解析:选B 酶的化学本质是蛋白质或RNA,①的元素组成为C、H、O、N,则该酶是蛋白质,所以其基本单位是氨基酸;脂肪是细胞中良好的储能物质,淀粉和糖原也可作为细胞中的储能物质;原核细胞的遗传物质只能是DNA;植物细胞壁的形成与高尔基体有关,纤维素是植物细胞壁的主要成分之一,纤维素的元素组成是C、H、O。
3.(2018·泰州中学二模)下列关于细胞内有机物的叙述,正确的是( )
A.蛋白质分子只有在细胞内才能发挥功能
B.核糖通过氧化分解为细胞的生命活动提供主要能量
C.脂肪分子中含氧比例小于糖类,是细胞内良好的储能物质
D.DNA空间结构为双螺旋结构,是一切生物的遗传物质
解析:选C 有的蛋白质分子可以在细胞外发挥作用,如蛋白酶可以在消化道发挥作用;核糖是五碳糖,是组成RNA的成分之一,不能通过氧化分解为生命活动提供能量;脂肪分子中含氧比例小于糖类,是细胞内良好的储能物质;某些病毒以RNA为遗传物质。
4.下列与真核生物中核酸有关的叙述,错误的是( )
A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子
B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量
C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键
D.转录时有DNA双链解开和恢复的过程
解析:选B 合成核酸(如DNA分子复制)的过程中需要消耗能量(ATP)。
5.下列与细胞相关的叙述,正确的是( )
A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器
B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸
C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
解析:选B 核糖体不具有膜结构,溶酶体具有膜结构。酵母菌是真核生物,其细胞核内含有DNA,是遗传物质,在细胞核内可转录形成RNA。蓝藻属于原核生物,细胞内只有核糖体一种细胞器,无线粒体。叶绿体内进行的光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,光反应过程中能合成ATP,暗反应过程中进行CO2的固定。
6.下列有关细胞膜的叙述,正确的是( )
A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的
B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同
C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
解析:选C 细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的。蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质不同。分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等,这些过程与膜脂的流动性有关。膜中的磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,不含胆固醇。
7.如图为细胞核结构模式图,下列有关叙述错误的是( )
A.①在衰老的细胞中将收缩、染色加深
B.②与rRNA合成有关
C.③为双层膜,其主要成分是磷脂和蛋白质
D.蛋白质和RNA等物质能自由通过核孔,但需要消耗ATP
解析:选D 衰老细胞的①(染色质)收缩、染色加深;②(核仁)与某种RNA(rRNA)合成和核糖体的形成有关;③(核膜)为双层膜,膜的主要成分是磷脂和蛋白质;核孔具有选择透过性,蛋白质和RNA等物质不能自由通过。
8.如图表示高等动物细胞亚显微结构。下列有关叙述错误的是( )
A.酶、抗体、激素都在⑦上合成
B.结构④不能将葡萄糖分解成CO2和H2O
C.分泌蛋白合成越旺盛的细胞,①②⑤膜成分更新越快
D.结构⑧参与该细胞的有丝分裂过程
解析:选A 抗体、蛋白质类的酶和激素可在核糖体(⑦)中合成,而RNA酶、非蛋白质类的激素不能在核糖体中合成;结构④是线粒体,葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸后才可以进入线粒体,然后在相关酶作用下分解成CO2和H2O;分泌蛋白合成过程中,⑤内质网膜转化为②高尔基体膜,再进一步转化为①细胞膜,所以分泌蛋白合成越旺盛的细胞,这三种膜成分更新越快;⑧是中心体,参与动物细胞的有丝分裂。
9.如图表示小鼠的精原细胞(仅表示部分染色体),其分裂过程中用3种不同颜色的荧光标记图中的3种基因。观察精原细胞有丝分裂和减数分裂过程,不可能观察到的现象是( )
A.有丝分裂中期的细胞中有3种不同颜色的8个荧光点
B.有丝分裂后期的细胞中有2种不同颜色的4个荧光点
C.某个次级精母细胞中有2种不同颜色的4个荧光点
D.某个次级精母细胞中有3种不同颜色的4个荧光点
解析:选B 有丝分裂过程中DNA含量(基因数目)加倍,但基因的种类不变,所以有丝分裂的中、后期均为3种颜色的8个荧光点;正常情况下,次级精母细胞中含有A、R或a、R两种基因,有2种颜色的4个荧光点;若减数分裂四分体时期发生交叉互换,如A与a互换,则次级精母细胞中含有A、a和R 3种基因,出现3种颜色,4个荧光点。
10.下列关于细胞分化不同水平的分析,错误的是( )
A.从细胞水平分析,细胞分化是细胞的形态、结构和功能改变的结果
B.从细胞的亚显微结构水平分析,细胞分化主要是细胞器的数目和种类改变的结果
C.从分子水平的角度分析,细胞分化主要是蛋白质种类、数量和功能改变的结果
D.从遗传物质的角度分析,细胞分化主要是细胞中的遗传物质发生了变化
解析:选D 细胞分化是基因选择性表达的结果,遗传物质不变。
11.(2018·苏锡常镇四市一模)研究人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列有关叙述正确的是( )
A.该蛋白质是一种水解酶,在分裂间期活性最高
B.在衰老的细胞中该蛋白质合成速率变快
C.核仁解体后,细胞内不再发生转录和翻译
D.抑制癌细胞中该蛋白质的合成,可减缓细胞分裂
解析:选D 由题干信息可知,该蛋白质可以促进核仁的解体,说明该蛋白质具有催化作用,是一种酶;核仁解体发生在分裂期的前期,故前期该酶的活性最高。衰老的细胞不再进行细胞分裂,细胞内决定该蛋白质的基因不能表达。核仁解体后,染色质变为染色体,核DNA不再发生转录过程,但是细胞质仍然能够进行翻译过程,另外线粒体内也可进行转录和翻译过程。该蛋白质与细胞的分裂有关,若抑制该蛋白质的合成,则会降低癌变细胞的分裂速度。
12.最新研究表明:植物中假病斑突变是在没有外来病原物侵染情况下细胞自发形成的程序性细胞死亡,水稻程序性细胞死亡受DRP类蛋白(死亡抵抗蛋白)的调控。下面相关叙述正确的是( )
A.假病斑突变体在没有病原物侵染情况下发生的细胞死亡不属于细胞凋亡
B.水稻程序性细胞死亡是由遗传机制决定的程序性调控
C.水稻程序性细胞死亡导致水稻抵御外界各种因素干扰的能力降低
D.在成熟的水稻中,细胞的自然更新与细胞程序性死亡无关
解析:选B 假病斑突变体在没有病原物侵染情况下发生的细胞死亡属于细胞凋亡,由其内在遗传机制决定的程序性调控过程。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰起着非常关键的作用。在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除是通过细胞凋亡完成的。
13.(多选)下列关于动植物细胞结构和功能的叙述,错误的是( )
A.动物细胞没有原生质层,因此不能发生渗透作用
B.细胞分化、衰老和癌变都会导致细胞形态、结构和功能发生变化
C.癌细胞膜上糖蛋白减少,促使细胞扩散和无限增殖
D.溶酶体合成的水解酶可用于分解抗原或衰老的细胞器
解析:选ACD 动物细胞的细胞膜相当于半透膜,膜两侧存在浓度差时可以发生渗透作用;分化、衰老和癌变的细胞在形态、结构上均发生了变化,功能也随之改变;癌细胞膜上糖蛋白减少,导致细胞间黏着性下降,容易扩散,无限增殖与糖蛋白减少没有直接关系;溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的。
14.(2019届高三·苏北四校联考,多选)下列有关生物体内化合物的叙述,正确的是( )
A.核糖可作为原料参与合成RNA和ATP
B.tRNA为单链结构,分子内不存在碱基对
C.酶在催化反应前后,其分子结构不变
D.胆固醇、维生素D属于固醇类物质
解析:选ACD RNA和ATP的分子中都含有核糖;tRNA为单链结构,折叠部分存在少量的碱基对;酶是生物催化剂,在催化反应前后,其分子结构不变;脂质包括磷脂、固醇和脂肪,其中固醇包括胆固醇、维生素D、性激素。
15.(2018·常州高三调研,多选)如图为某一初级卵母细胞的一对同源染色体及其等位基因,下列说法正确的是( )
A.该细胞可产生1种生殖细胞
B.两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.A与a在减数第二次分裂后才实现完全分离
D.交叉互换属于变异类型中的基因重组
解析:选ACD 虽然发生了交叉互换,但1个初级卵母细胞最终只能产生1个卵细胞(生殖细胞);两对基因位于一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律;由于有交叉互换,减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中都有A与a的分离,在减数第二次分裂后才能实现完全分离;交叉互换发生在减数第一次分裂的四分体时期,属于基因重组。
二、非选择题
16.如图表示细胞内某些化合物的元素组成及其相互关系,甲、乙、丙、丁、戊、己代表不同的大分子物质,①②③④代表组成大分子物质的单体。请分析回答下列问题:
(1)①所代表的物质的名称是________,细胞中的①与②相比特有的是____________
___________________ (答案要全面)。
(2)甲的特异性取决于__________________________,甲通过乙控制丙的合成来控制生物体性状的过程叫作______________。少数病毒侵入宿主细胞后,会发生由乙指导甲合成的过程,该过程叫作________________。
(3)细胞中的乙除了图示作用,还有____________________________(至少答出两点)的作用。
(4)己和丙参与构成生物膜,其中膜的功能主要由膜上的__________决定。丁、戊都是动物细胞中的储能物质,相同质量的丁、戊含能量多的是________。
(5)⑤为绝大多数生命活动直接供能。通常⑤供能后形成的产物是_________________。在绿色开花植物的根尖细胞中,形成⑤的结构有____________________。
解析:结合题目信息及题图中“染色体”“核糖体”以及元素组成等可推出甲为DNA,乙为RNA,丙为蛋白质,丁为糖原,戊为脂肪,己为磷脂,①为脱氧核苷酸,②为核糖核苷酸,③为氨基酸,④为葡萄糖,⑤为ATP。(1)脱氧核苷酸、核糖核苷酸的主要区别是前者的五碳糖为脱氧核糖,后者的五碳糖为核糖,此外,前者特有的碱基为胸腺嘧啶,后者特有的碱基为尿嘧啶。(2)甲为DNA,其特异性取决于碱基对的排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序),DNA通过控制蛋白质的合成来控制生物体性状的过程,叫做基因的表达。少数RNA病毒有逆转录酶,当此类病毒侵入宿主细胞后能够由其RNA逆转录形成DNA。
(3)细胞中的RNA有的作为翻译的模板指导蛋白质合成,有的作为核糖体的组成成分,有的作为运输工具识别并转运氨基酸,有的作为酶催化代谢过程等。(4)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子镶嵌其中。生物膜的特定功能主要由蛋白质决定。脂肪中H的相对含量较糖原中的多,故相同质量的脂肪和糖原含能量多的是脂肪。(5)ATP供能后形成的产物有ADP和磷酸。由于绿色植物的根尖细胞无叶绿体,不进行光合作用,但进行呼吸作用,故形成ATP的结构有细胞质基质、线粒体。
答案:(1)脱氧核苷酸 脱氧核糖、胸腺嘧啶 (2)碱基对的排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序) 基因的表达 逆转录 (3)识别并转运氨基酸、催化(答案合理即可) (4)丙 戊 (5)ADP和磷酸 细胞质基质、线粒体
B卷——重点增分练
一、选择题
1.(2018·南通二模)下列关于生物体内化合物的叙述,正确的是( )
A.脂肪、磷脂和固醇的组成元素相同
B.Na+和Cl-是维持人体血浆渗透压的主要无机盐
C.麦芽糖和蔗糖水解后都能产生果糖和葡萄糖
D.氨基酸种类和数量相同的蛋白质具有相同功能
解析:选B 脂肪与固醇由C、H、O元素组成,磷脂由C、H、O、N、P元素组成,因此磷脂与脂肪、固醇的组成元素不同;Na+和Cl-是维持人体血浆渗透压的主要无机盐;麦芽糖水解产物是葡萄糖;细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质,可能由于氨基酸的排列顺序或肽链的空间结构不同而导致其功能不同。
2.(2019届高三·南京六校联考)下图甲是由氨基酸合成蛋白质的示意图,乙表示DNA部分结构模式图。相关叙述错误的是( )
A.图甲中由a到b的过程中,必须脱去一个水分子
B.图甲的全过程都发生在核糖体上
C.图乙中的b可表示构成DNA的基本组成单位之一
D.DNA聚合酶的作用位点在图乙中的②处
解析:选B 图甲中a是氨基酸,b是二肽,由a到b必须脱去一个水分子;核糖体是合成肽链的场所,d到e的过程需经过内质网、高尔基体的加工;图乙中的b表示一个脱氧核苷酸,是构成DNA的基本组成单位之一;DNA聚合酶的作用是将游离的脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链上,形成磷酸二酯键。
3.(2018·全国卷Ⅰ)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
解析:选B 真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的,都存在DNA蛋白质复合物;原核细胞无成形的细胞核,DNA裸露存在,不含染色体(质),但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制,DNA分子复制时会出现DNA蛋白质复合物;DNA复制需要DNA聚合酶,若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能为DNA聚合酶;在DNA转录合成RNA时,需要RNA聚合酶的参与,故该DNA蛋白质复合物中含有RNA聚合酶。
4.生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是( )
选项
膜蛋白的位置、功能
膜蛋白的类型
A
位于突触后膜,识别并结合神经递质
受体
B
位于靶细胞膜,识别并结合激素
载体
C
位于类囊体膜,催化ATP合成
酶
D
位于癌细胞膜,引起特异性免疫
抗原
解析:选B 在神经调节中,位于突触后膜的受体能识别并结合神经递质;在激素调节中,位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白;在光合作用过程中,位于叶绿体类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶;癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原,能够被免疫系统识别,从而引起特异性免疫。
5.如图表示真核细胞部分结构,下列相关叙述错误的是( )
A.结构②③⑤⑥⑦属于细胞生物膜系统
B.结构③的膜成分可以转移到结构②中
C.结构④上合成的物质可以自由通过结构①
D.结构⑤将物质运出细胞需要消耗能量
解析:选C 图中②是细胞膜,③是内质网膜,⑤是囊泡膜,⑥是高尔基体膜,⑦是核膜。囊泡膜来自内质网、高尔基体,属于生物膜系统;内质网膜可以与细胞膜和核膜直接相连,即结构③的膜成分可以转移到结构②上;结构④是核糖体,结构①是核孔,核糖体合成的蛋白质不能自由通过核孔,核孔对物质进出细胞核具有选择性;物质通过结构⑤以胞吐的方式排出细胞需消耗能量。
6.下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.没有核仁的细胞将不能正常形成核糖体
B.细胞中既能产生ATP又能产生[H]的场所只有叶绿体和线粒体
C.细胞间进行信息交流必须依赖细胞膜上的受体
D.核孔对进出细胞核的生物大分子具有选择性
解析:选D 真核细胞中核糖体的形成与核仁有关,原核细胞中没有核仁,但有核糖体;细胞中既能产生ATP又能产生[H]的场所有细胞质基质、叶绿体和线粒体;高等植物细胞可以通过胞间连丝进行信息交流;核孔具有选择性,是某些生物大分子进出细胞核的通道。
7.下面为细胞周期示意图,其中S期内DNA解旋酶和DNA聚合酶的活性较高,处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.图示细胞的细胞周期为24 h
B.S期应为染色体复制及加倍的时期
C.记忆B细胞所处时期应为G0期
D.M期是染色单体出现和消失的时期
解析:选B 一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和;染色体数目加倍发生在有丝分裂后期,属于M期;记忆B细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化,可见记忆B细胞属于暂不分裂的细胞,即处于G0期的细胞;染色单体形成在有丝分裂间期,出现在有丝分裂的前期和中期,消失在有丝分裂后期。
8.(2019届高三·南京六校联考)正常情况下,甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞,是胎儿的正常血浆蛋白成分,出生后在周岁时含量降低至接近成人水平。但慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时,AFP也会升高,尤其当肝细胞发生癌变时,AFP会持续性显著增高,所以当血液中该指标超过正常值时,需要进一步检查以确认体内是否出现了癌细胞。下列有关说法正确的是( )
A.可以推测当肝细胞的分裂周期变长时,AFP合成会增加
B.胚胎肝细胞中的内质网和高尔基体会参与AFP的加工和运输
C.指导合成AFP的基因属于原癌基因,发生突变后才表达
D.肝细胞发生癌变后因细胞膜上糖蛋白增多而容易发生扩散
解析:选B 肝细胞突变为癌细胞,其分裂周期变短,AFP合成会增加;甲胎蛋白(AFP)是一种分泌蛋白,其运输和加工需要内质网和高尔基体的参与;指导合成AFP的基因是人体正常基因;肝细胞发生癌变后,细胞膜上糖蛋白减少而容易发生扩散和转移。
9.TGFβ1Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明,胞外蛋白TGFβ1与靶细胞膜上受体结合,激活胞内信号分子Smads,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,阻止细胞异常增殖,抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是( )
A.恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,因此易分散转移
B.从功能来看,复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
C.复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D.若该受体蛋白基因不表达,靶细胞仍能正常凋亡
解析:选D 癌细胞膜上的糖蛋白减少导致细胞间的黏着性降低,容易发生扩散和转移;靶基因表达阻止细胞异常增殖,因此靶基因属于抑癌基因;复合物进入细胞核通过诱导靶基因表达来改变细胞的代谢,故实现了细胞质向细胞核的信息传递;由题意可知,该受体蛋白基因与细胞癌变有关,但不能确定与靶细胞的凋亡是否有关。
10.(2019届高三·南通调研,多选)下列关于组成细胞有机物的叙述,错误的是( )
A.酶和ATP的组成元素都有C、H、O、N
B.蛋白质和糖原都是单体通过肽键连接而成的
C.DNA和RNA都可作为细胞遗传物质携带遗传信息
D.不同生物体内蛋白质、ATP的种类不同
解析:选BCD 酶的化学本质是蛋白质或RNA,其中蛋白质的组成元素有C、H、O、N,RNA和ATP的组成元素是C、H、O、N、P,因此酶和ATP的组成元素都有C、H、O、N;蛋白质是氨基酸通过肽键连接而成的,糖原是由葡萄糖通过糖苷键连接而成的;细胞中的遗传物质是DNA;不同细胞中,蛋白质的种类不完全相同,而ATP是相同的。
11.(多选)如图是中期染色体示意图,b是一种微管蛋白,秋水仙素能与微管蛋白初体结合并阻止微管的形成。下列相关分析错误的是( )
A.微管的形成不需要消耗能量
B.秋水仙素的作用是抑制微管的形成从而抑制细胞分裂
C.微管b的作用是将姐妹染色单体d分开后的两部分移向两极
D.当微管b与着丝点c之间的分离先于a着丝点分离,将导致染色体结构变异
解析:选AD 微管是蛋白质,合成蛋白质需要消耗能量;秋水仙素与微管蛋白初体结合并阻止微管的形成,从而抑制了细胞分裂;微管蛋白的作用是将姐妹染色单体分开后的子染色体牵向两极;当微管b与着丝点c之间的分离先于a着丝点分离,将导致染色体数目变异。
12.(多选)右图为某二倍体植物细胞有丝分裂过程中有关数量变化情况,以下相关叙述正确的是( )
A.ab段无染色单体,cf段含有染色单体
B.ab、bc、cd三个时间段都有水生成,但来源可能不相同
C.fg段染色体组数是gh段染色体组数的两倍
D.若用秋水仙素处理该植物,会抑制fg段着丝点的分裂
解析:选ABC ab段表示DNA复制前,此时无染色单体,cf段含有染色单体;fg段着丝点分裂后,染色体数加倍,染色体组加倍,所以是gh段染色体组数的两倍;ab、cd段有蛋白质合成,有水生成,bc段有DNA复制,也有水生成;秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,不是抑制着丝点的分裂。
二、非选择题
13.(2018·海安期中)如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:
(1)与该细胞相比,荔枝树地下部分特有的细胞结构是______________。
(2)人体内胆固醇既是组成________的重要成分,又参与血液中________的运输。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________方式进入细胞。
(3)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__________________。
(4)核仁的体积与代谢强度密切相关,如果将RNA聚合酶的抗体显微注射到体外培养细胞的核仁区域中,会发现细胞中的核糖体数量________。
解析:(1)该细胞无细胞壁,但有细胞核和多种细胞器,所以该细胞为动物组织细胞。与该细胞相比,荔枝树地下部分特有的细胞结构是细胞壁和液泡。(2)在人体内胆固醇既是组成细胞膜的重要成分,又参与血液中脂质的运输。结合图示分析,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)图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器的功能,溶酶体的功能说明其膜的结构特点是具有一定的流动性。(4)核仁的大小与代谢强度密切相关,代谢活跃的细胞中核仁体积大,核糖体数量多;将RNA聚合酶的抗体显微注射到细胞的核仁区域中,核仁不能合成核糖体RNA(rRNA),核糖体数量减少。
答案:(1)细胞壁、液泡 (2)细胞膜 脂质 胞吞 (3)分解衰老、损伤的细胞器 具有一定的流动性 (4)减少
14.下面图1~图3表示某动物(基因型为AABb)细胞分裂不同时期的模式图。图4为细胞分裂过程中不同时期的细胞数以及一个细胞中的染色体、染色单体和核DNA分子的数目。请回答:
(1)图1细胞所处的分裂时期为______________,该生物的细胞中最多含有____个染色体组。
(2)图2细胞所处的分裂时期对应于图4的________阶段,导致该细胞中出现B、b的原因是________________________________________。
(3)图3细胞是图2细胞所产生的一个子细胞。若该动物是雄性动物,则图3细胞的名称是________;若该动物为雌性,图2细胞的名称是____________。
(4)图4由Ⅰ→Ⅱ的过程中,细胞内发生的主要变化是___________________________
_______________。
解析:(1)图1细胞中染色体的着丝点整齐排列在细胞中央赤道板上,且含有同源染色体,所处的分裂时期为有丝分裂中期。在有丝分裂后期,该生物的细胞中含有4个染色体组。(2)图2细胞不含同源染色体,且着丝点分裂,所处的分裂时期是减数第二次分裂后期,对应于图4的Ⅲ阶段。因为该动物的基因型是AABb,所以导致该细胞中出现B、b的原因可能是基因突变或交叉互换。(3)图2细胞均等分裂,若该动物为雌性,则图2细胞是第一极体。若该动物是雄性,则图3细胞是精细胞。(4)图4由Ⅰ→Ⅱ的过程中,细胞内DNA含量加倍,染色单体形成,说明此过程发生的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。
答案:(1)有丝分裂中期 4 (2)Ⅲ 基因突变或交叉互换 (3)精细胞 (第一)极体 (4)DNA的复制和有关蛋白质的合成
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