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第二单元 细胞的基本结构
一、单选题
1.膜蛋白具有物质运输、信息传递、生物催化等重要的生理功能。下列关于膜蛋白的
叙述,错误的是( )
A.肺部细胞的质膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白
B.功能越复杂的生物膜,其上膜蛋白的种类和数量越丰富
C.精子和卵细胞的识别结合需要生物膜上受体蛋白的参与
D.信号分子与受体蛋白结合是细胞间传递信息的唯一形式
【答案】D
【分析】细胞膜的功能:1、将细胞与外界环境分开;2、控制物质进出细胞;3、进行
细胞间的物质交流。
【详解】A、新冠病毒主要攻击人的肺部,肺部细胞是其靶细胞,其质膜上具有新冠
病毒S蛋白识别的受体蛋白,A正确;
B、蛋白质是生命活动的主要承担者,因此功能越复杂的生物膜,其上膜蛋白的种类和
数量越丰富,B正确;
C、精子和卵细胞的结合需要识别相关的受体,故精子和卵细胞的识别需要膜上受体蛋
白的参与,C正确;
D、信号分子与受体结合是细胞间传递信息的形式之一,如成熟的植物细胞利用胞间
连丝传递信息时不需要受体蛋白的识别作用,D错误。
故选D。
2.细胞外囊泡可由真核细胞分泌,能将DNA、RNA、蛋白质、脂质和代谢产物从供
体细胞传递到受体细胞,可作为治疗剂载体的新兴工具。下列叙述错误的是( )
A.细胞外囊泡膜的组成成分和细胞膜相似,主要是磷脂和蛋白质
B.由于细胞膜的流动性,细胞外囊泡由双层磷脂分子构成
C.细胞外囊泡表面蛋白的种类可以反映供体细胞的信息,据此可区分不同的类群
D.利用细胞外囊泡进行治疗剂的运输时需根据治疗剂的性质将其包裹在不同位置
【答案】B
【分析】细胞膜“流动镶嵌模型”的要点是:磷脂双分子层构成膜的基本支架(其中
磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部朝向内侧),蛋白质分子有的镶嵌在
磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中有的横跨整个磷脂双分子层。
【详解】A、细胞外囊来源于细胞膜,其膜成分和细胞膜相似,主要磷脂和蛋白质,A
正确;
B、由于组成细胞膜的磷脂的头部具有亲水性,尾部具有疏水性,因此形成两层磷脂分子构成的囊状结构,B错误;
C、细胞外囊泡来源于供体细胞的细胞膜,可反映供体细胞的信息,因此不同来源的囊
泡组成成分有差异,可进行不同类群的区分,C正确;
D、可利用细胞外囊泡进行某些药物的运输,水溶性的包裹在内部,脂溶性的包裹在
两层磷脂中间,D正确。
故选B。
3.在植物细胞间存在胞间连丝,其结构如图。下列说法错误的是( )
A.胞间连丝是细胞间物质运输和信息交流通道
B.胞间连丝的化学成分为纤维素和果胶
C.相邻植物细胞的质体可通过胞间连丝连接成“大质体”
D.植物导管细胞间不存在胞间连丝
【答案】B
【分析】 胞间连丝穿过细胞壁的原生质细丝,它连接相邻细胞间的原生质体,它是细
胞原生质体间物质和信息直接联系的桥梁,是多细胞植物体成为一个结构的功能上统
一的有机体的重要保证。
【详解】A、胞间连丝,是贯穿细胞壁沟通相邻细胞的细胞质连线,为细胞间物质运
输与信息传递的重要通道,通道中有一连接两细胞的内质网,A正确;
BC、据图可知,植物细胞壁中小的开口,相邻细胞的细胞膜伸入孔中,彼此相连,两
个细胞的滑面形内质网也彼此相连,构成胞间连丝,相邻植物细胞的质体可通过胞间
连丝连接成“大质体”,膜结构的成分主要是磷脂和蛋白质,因此推测胞间连丝的化
学成分主要为磷脂和蛋白质,细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,B错误,C正确;
D、植物体的各个细胞正是通过胞间连丝,彼此相互联系形成统一整体的,但某些成
熟细胞之间有时并不存在这种结构,植物导管细胞间不存在胞间连丝,D正确。
故选B。
4.低密度脂蛋白(LDL)是一种转运胆固醇进入全身组织的脂蛋白颗粒,LDL水平升
高会增加冠状动脉硬化心脏病的危险。下图为LDL结构示意图,相关分析正确的是()
A.LDL中只含有C、H、O、N四种元素
B.血液中LDL含量偏高就会诱发冠状动脉硬化心脏病
C.反式脂肪酸会升高低密度脂蛋白含量,导致血脂代谢异常
D.将LDL膜平铺于空气—水界面时其表面积是LDL球面积的两倍
【答案】C
【分析】脂肪是脂质的一种。脂质存在于所有细胞中,是组成细胞和生物体的重要有
机化合物。与糖类相似,组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质还含有P和
N。与糖类不同的是,脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。常见的
脂质有脂肪、磷脂和固醇等,它们的分子结构差异很大,通常都不溶于水,而溶于脂
溶性有机溶剂,如丙酮、氯仿、乙醚等。
【详解】A、低密度脂蛋白(LDL)是富含胆固醇的脂蛋白,是含有蛋白质、胆固醇和磷
脂的复合体,组成元素主要是C、H、O、N、P,A错误;
B、LDL水平升高会增加冠状动脉硬化心脏病的危险,只是增加患病的可能性,B错误;
C、反式脂肪酸会升高低密度脂蛋白含量,导致血脂代谢异常,引起血脂升高,C正确;
D、据图可知,LDL膜是单层结构,将LDL膜平铺于空气—水界面时其表面积与LDL
球面积差不多,D错误。
故选C。
5.线粒体-内质网结构偶联(MAMs)是一个新发现的重要亚显微结构,该结构是线
粒体外膜和内质网膜某些区域高度重叠的部位,通过蛋白质相互“连接”,但未发生
膜融合,MAMs能使线粒体和内质网在功能上相互影响。下列有关叙述正确的是(
)
A.可用光学显微镜的高倍镜观察细胞中的MAMs
B.MAMs使内质网膜和线粒体外膜中蛋白质种类相同
C.线粒体与内质网可能通过MAMs进行信息交流
D.核糖体合成的磷脂分子可参与线粒体膜的构建
【答案】C
【分析】1、线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多。呈粒
状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴”,内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫“动
力工厂”。含少量的DNA、RNA。2、内质网能有效地增加细胞内的膜面积,其外连
细胞膜,内连核膜,将细胞中的各种结构连成一个整体,具有承担细胞内物质运输的
作用。根据内质网膜上有没有附着核糖体,将内质网分为滑面型内质网和粗面型内质
网两种。滑面内质网上没有核糖体附着,这种内质网所占比例较少,但功能较复杂,
它与脂类、糖类代谢有关;粗面内质网上附着有核糖体,其排列也较滑面内质网规则,
功能主要与蛋白质的合成有关。
【详解】A、MAMs是亚显微结构,在光学显微镜下看不到,A错误;
B、依题意可知,MAMs是线粒体外膜和内质网膜中蛋白质建立的一种连接,可能使
部分蛋白质为两种膜共有,但也不一定使两种膜中蛋白质种类相同,B错误;
C、依题意可知,MAMs能使线粒体和内质网在功能上相互影响,因此线粒体与内质
网可能通过MAMs进行信息交流,C正确;
D、磷脂分子由内质网合成,D错误。
故选C。
6.研究发现,细胞膜破损时,细胞外高浓度的钙离子可迅速通过细胞膜上破碎的孔洞
进入细胞质中,触发溶酶体的胞吐作用,携带溶酶体膜的囊泡通过与破损的细胞膜融
合,堵塞细胞膜表面破损的孔洞,从而恢复细胞膜的完整性。下列说法错误的是(
)
A.细胞外的钙离子浓度下降可能会影响细胞膜的修复过程
B.钙离子通过孔洞进入细胞质的方式为协助扩散
C.囊泡和细胞膜融合体现了生物膜具有流动性的结构特点
D.动物细胞中的溶酶体膜可以由高尔基体膜转化形成
【答案】B
【分析】1.细胞膜主要成分为磷脂和蛋白质,含有少量的糖类;胆固醇是构成动物细
胞膜的成分之一。细胞膜功能的复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关。
2.溶酶体结构和作用:(1)形态:内含有多种水解酶;膜上有许多糖,防止本身的膜
被水解。(2)作用: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。
【详解】A、题意显示,细胞膜破损时,细胞外高浓度的钙离子可迅速通过细胞膜上
破碎的孔洞进入细胞质中,触发溶酶体的胞吐作用,携带溶酶体膜的囊泡通过与破损
的细胞膜融合,堵塞细胞膜表面破损的孔洞,从而恢复细胞膜的完整性,可见,细胞
外的钙离子浓度下降可能会影响细胞膜的修复过程,A正确;B、钙离子通过孔洞进入细胞质的方式为自由扩散,B错误;
C、囊泡和细胞膜融合依赖生物膜的流动性实现,因而体现了生物膜具有流动性的结构
特点,C正确;
D、溶酶体起源于高尔基体,可见,动物细胞中的溶酶体膜可以由高尔基体膜转化形
成,D正确。
故选B。
7.下图表示细胞中溶酶体(b)的发生过程和“消化”功能。下列叙述正确的是(
)
A.图中所示的膜结构共同构成了该细胞的生物膜系统
B.溶酶体中含有的多种水解酶由细胞器a合成和加工
C.f中线粒体被消化不利于维持细胞内部环境的稳定
D.b的发生过程和f的形成过程均离不开膜的流动性
【答案】D
【分析】题图分析:图中a是高尔基体,b是刚形成的溶酶体,c是内质网,d是线粒
体,e是包裹线粒体的小泡,f表示溶酶体与小泡融合,g表示溶酶体中的水解酶水解
衰老的细胞器。
【详解】A、图中的膜结构是一些细胞器膜,细胞的生物膜系统除了细胞器膜外,还
含有细胞膜和核膜,A错误;
B、水解酶由细胞器核糖体合成的,在细胞器a高尔基体中进行加工,B错误;
C、f中线粒体被溶酶体中的水解酶消化清除,有利于维持细胞内部环境的稳定,因为
此时的线粒体是衰老的、或损伤的细胞器,C错误;
D、b表示高尔基体形成溶酶体,f表示膜融合,这些过程的发生都依赖膜的流动性,D
正确。
故选D。
8.豚鼠胰腺细胞中部分细胞器的有机物含量如下图所示 。下列说法错误的是( )A.甲是线粒体,在内膜上可产生二氧化碳和[ H]
B.乙是具有单层膜结构的细胞器,膜的基本支架是磷脂双分子层
C.丙是核糖体,既可合成分泌蛋白又可合成载体蛋白
D.豚鼠胰腺细胞合成和运输分泌蛋白需要多种细胞器协调配合
【答案】A
【分析】分泌蛋白的合成和运输过程中,内质网出芽形成的囊泡与高尔基体膜融合的
过程体现了了生物膜具有一定的流动性特点,细胞分泌的蛋白质在人体内被运输到靶
细胞时,与靶细胞膜上的特异性受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化,此过程
体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的作用。
【详解】A、甲的组成成分说明该细胞器是线粒体,在内膜上可产生氧气和[ H]结合生
产水的过程,A错误;
B、乙中含有脂质和蛋白质,说明是具有单层膜结构的细胞器,膜的基本支架是磷脂双
分子层,B正确;
C、丙中含有核酸和蛋白质,可代表核糖体,核糖体是合成蛋白质的场所,既可合成分
泌蛋白又可合成载体蛋白,C正确;
D、豚鼠胰腺细胞合成和运输分泌蛋白需要多种细胞器协调配合,包括核糖体、内质
网和高尔基体等,D正确。
故选A。
9.内质网中任何生命活动发生异常均会引发内质网的保护机制——内质网应激。最典
型的就是未折叠蛋白反应:未折叠蛋白聚集在内质网诱导细胞减少蛋白质的合成;同
时激活自噬信号通路形成自噬小体包裹受损内质网,运送至溶酶体进行降解,这一过
程被称为内质网自噬。下列说法错误的是( )
A.内质网是合成、加工和运输蛋白质等物质的膜性网状系统B.未折叠蛋白反应能增大内质网的压力
C.内质网自噬有利于保证内质网的正常代谢
D.溶酶体酶的形成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关
【答案】B
【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积,其外连细胞膜,内连核膜,将细胞中
的各种结构连成一个整体,具有承担细胞内物质运输的作用。
【详解】A、内质网具有单层膜,是合成、加工和运输蛋白质等物质的膜性网状系统,
A正确;
B、未折叠蛋白减少蛋白质的合成,能减小内质网的压力,B错误;
C、由题干可知,内质网自噬能清除受损内质网,有利于保证内质网的正常代谢,C正
确;
D、溶酶体酶属于蛋白质,需要进行加工 ,其形成与核糖体、内质网、高尔基体、线
粒体有关,D正确。
故选B。
10.为研究细胞核与细胞质之间的物质交流,科学家利用甲、乙、丙三组变形虫做了
图示实验,将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内,适宜条件下
培养一段时间后检测乙、丙两组的放射性,结果如图所示。下列有关叙述正确的是(
)
A.甲组被32P标记的物质可能为DNA
B.乙组变形虫去除细胞核后可以存活很长一段时间
C.乙组实验说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质
D.丙组实验说明细胞质中被标记的物质可以进入细胞核
【答案】C
【分析】分析题图:将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内,
适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组的放射性,发现乙组变形虫细胞核、细胞
质均有放射性,而丙组变形虫原有细胞核没有放射性,细胞质含有放射性。
【详解】A、若被32P标记的物质是DNA,DNA不能通过核孔从细胞核进入细胞质,
无法达成乙组结果,A 错误;B、细胞核与细胞质相互依存、不可分割,细胞核控制着细胞的代谢和遗传,因此,乙
组变形虫去除细胞核后存活时间很短,B错误;
C、据图可知,将被32P标记的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内,最终乙组变形虫细
胞核、细胞质均有放射性,说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质,C正确;
D、最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性,说明细胞质中被标记的物质不可进入细
胞核,D错误。
故选C。
11.如图是某生物细胞结构示意图,下列关于该细胞叙述正确的是( )
A.存在生物膜系统
B.遗传物质是DNA
C.核糖体的形成与核仁有关
D.图中各结构都能在光学显微镜下观察到
【答案】B
【分析】由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;原
核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没
有核膜、核仁和染色体,原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、
细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
【详解】A、图示细胞中没有成形的细胞核,因而为原核细胞,其中只有一种生物膜--
细胞膜,因而不存在生物膜系统,A错误;
B、细胞生物的遗传物质均为DNA,即图示细胞的遗传物质是DNA,B正确;
C、在真核细胞中,核仁与某种RNA以及核糖体的形成有关,原核细胞没有核仁,故
图中原核细胞中核糖体的形成与核仁无关,C错误;
D、图示细胞中各结构属于亚显微结构,都需要在电子显微镜下观察到,D错误。
故选B。
12.将若干生理状况基本相同、长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于三种浓度
相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如图所示。
据图分析,下列叙述错误的是( )A.对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小
B.实验说明萝卜细胞膜上运输甘油的载体蛋白比运输葡萄糖的载体蛋白数量多
C.蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖
D.实验结束后,实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
【答案】B
【分析】分析图示,在清水中,萝卜条长度先略有增加,然后保持不变,说明细胞吸
收了少量的水;在甘油溶液、葡萄糖溶液中,萝卜条长度先变短,再变长,最后保持
原来的长度不变,说明细胞先失水,后来由于甘油(葡萄糖)进入细胞内,细胞吸水
复原;在蔗糖溶液中,萝卜条长度先变短,再然后保持不变,说明细胞先失水,后来
由于蔗糖不能进入细胞内,细胞大小保持不变。
【详解】A、对照组中细胞吸水,但由于细胞壁的伸缩性相对较小,所以细胞体积增
大较少,A正确;
B、甘油为脂溶性小分子,进入细胞为自由扩散,所以细胞膜上没有运输甘油的载体蛋
白,B错误;
C、细胞发生质壁分离时,当溶质分子不能被细胞吸收时(如蔗糖),细胞不能发生质壁
分离的自动复原;而当溶质分子能够被吸收时(如KNO3、甘油),细胞能发生质壁分离
的自动复原,C正确;
D、蔗糖使组织细胞失去水分,所以细胞液浓度变大,甘油组和葡萄糖组由于都吸收
了溶质进入细胞,所以细胞液浓度也变大了,D正确。
故选B。
13.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时,进行了下表中的操作。
分析下表,下列推断或解释不正确的是( )
5min后的现 再过5min 滴加清水后
实验组
象 的 5min
① 加入质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液 x 质壁分离 质壁分离复原
② 加入质量浓度为0.5g/mL蔗糖溶液 质壁分离 y 无变化加入物质的量浓度为1mol/LKNO 质壁分离复
③ 3 质壁分离 z
溶液 原
加入物质的量浓度为1mol/L醋酸
④ 无变化 无变化 无变化
溶液
A.x为质壁分离,因为细胞渗透失水
B.y为质壁分离,可能导致细胞失水过多而死亡
C.z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变深
D.④组无变化是因为细胞死亡
【答案】C
【分析】洋葱鳞片叶外表皮细胞在0.3g/mL蔗糖溶液中会发生质壁分离现象,而在
0.5g/mL蔗糖溶液中会因质壁分离失水过多而死亡;在1mol/L的KNO3溶液中,由于
K+和NO3-能被细胞主动吸收,故发生质壁分离后会出现自动复原现象,由于K+和
NO3-进入细胞内,细胞液浓度增大,因此滴加清水后,体积稍增大;放入1mol/L醋酸
中会杀死细胞。
【详解】A、在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,细胞由于发生渗透失水而发生质壁
分离,A正确;
B、在质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液中,细胞发生质壁分离,但是可能由于蔗糖溶液
浓度过高而导致细胞失水过多死亡,B正确;
C、在物质的量浓度为1mol/L的KNO3溶液中,细胞先发生质壁分离,之后细胞通过
主动运输吸收K+和NO3-,又使细胞液浓度升高,从而发生质壁分离后自动复原;滴
加清水,细胞吸水,液泡诼渐增大,液泡颜色诼渐变浅,C错误;
D、在物质的量浓度为1mol/L的醋酸溶液中细胞会被杀死,原生质层失去选择透过性,
细胞既不吸水也不失水,细胞大小无变化,D正确。
故选C。
14.小明用玻璃槽、饱和蔗糖溶液和清水做成如图所示的实验装置,进行生物膜通透
性的模拟实验。甲、乙两槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸,玻璃纸是一种半透膜,蔗糖
分子不能通过,而水分子能自由通过。几小时后,发现( )A.甲槽内水的体积减少 B.乙槽内溶液的体积减少
C.甲槽内水的体积无变化 D.乙槽内溶液的体积无变化
【答案】A
【分析】渗透作用指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度
溶液的扩散。
【详解】题图显示,甲槽内是清水,乙槽内是饱和的蔗糖溶液,蔗糖分子不能通过玻
璃纸;水分从低浓度清水(甲槽)向高浓度蔗糖溶液(乙槽)扩散的多,因此甲槽内
水的体积减少,乙槽内蔗糖溶液的体积增加,A正确,BCD错误。
故选A。
15.正常条件下某植物根细胞吸收离子W可分两个阶段,如曲线1所示,oa段表示离
子W进入细胞壁,而没有通过膜进入细胞质,ab段表示离子W以恒定的速率持续进
入细胞质。bc段表示将其移至蒸馏水中产生的结果。限制代谢作用,得到的结果如曲
线2所示。下列分析错误的是( )
A.与c相比,b时刻细胞吸水能力较强
B.离子W进入该植物细胞细胞质需要通道蛋白协助
C.bc段出现的原因是离子W快速流出细胞壁
D.曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂
【答案】B
【分析】根据题干分析,曲线1中c段离子外流比d段迅速,这是由于c段外流的离子
主要是通过细胞壁却没有通过细胞膜结构进入细胞质中的离子,而在正常条件下处于低盐溶液的根细胞膜吸收离子W时,属于主动运输。
【详解】A、从b点开始,将细胞移入水中,则细胞会吸收水分,所以c点细胞液的浓
度低于b点,则与c相比,b时刻细胞吸水能力较强 ,A正确;
B、从图中看出,限制代谢后,细胞吸收离子的速率降低,说明代谢影响物质的运输,
所以其运输方式是主动运输,需要载体蛋白的协助,B错误;
C、bc段表示将细胞移至蒸馏水中,由于在细胞膜和细胞壁之间存在离子,所以放入
水中,离子W快速流出细胞壁,造成吸收离子的量减少,C正确;
D、根据B项分析,该物质的吸收是主动运输,曲线2是由于限制了代谢的作用,造
成了吸收离子的量减少,所以曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂,
抑制剂加入后,影响了主动运输需要的能量,造成吸收速率降低,D正确。
故选B。
二、多选题
16.如图为植物体中生长素极性运输化学渗透模型示意图,其中a、b、c为细胞膜上
三种蛋白质。IAA-和IAAH是生长素在细胞中的两种存在状态。下列叙述正确的是(
)
A.IAA-借助蛋白质a输出细胞时的运输方式为协助扩散
B.生长素进入细胞时的运输方式有被动运输和主动运输
C.a载体存在于细胞基部细胞膜上
D.施用呼吸抑制剂不会导致生长素的极性运输受阻
【答案】ABC
【分析】据图分析,细胞质中IAA-的通过蛋白质a运输进入细胞壁,然后与H+结合形
成IAAH;IAAH通过细胞膜进入另一个细胞的细胞质不需要载体蛋白的协助,方式为自由扩散;蛋白质c可以将H+运出细胞,且能够催化ATP水解,说明运输方式为主动
运输,细胞壁的pH=5,细胞质中的pH=7,细胞外的H+浓度高于细胞内,则蛋白质b
将H+运进细胞内的方式为协助扩散,H+的浓度差为IAA-运进细胞内提供动力,因此
IAA-通过蛋白质b进入细胞的方式为主动运输。
【详解】A、据图分析可知,细胞质中IAA-的通过蛋白质a运输进入细胞壁,该过程
没有消耗ATP,因此为协助扩散,A正确;
B、根据题图分析可知,生长素进入细胞的方式有自由扩散(被动运输)和通过蛋白b
的主动运输,B正确;
C、生长素的极性运输是从顶部向基部运输,a蛋白是把生长素运到细胞外,应存在于
细胞基部,C正确;
D、呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,导致细胞能量供应不足,使c蛋白向胞外运输H+减
少,导致b蛋白因H+浓度差变小而对生长素的运输减少,D错误。
故选ABC。
17.细胞表面的离子通道OR5由四个贯穿细胞膜的多肽亚基构成。四个亚基中间围成
一个“孔径”。细胞外的气味分子丁香酚能与OR5特异性结合使其构象变化,此时
OR5的孔径恰好允许阳离子顺浓度通过。OR5离子通道关闭(左)、打开(右)的结构如图
所示。下列说法正确的是( )
注:图中5.3A、9.2A分别代表两种状态下孔径大小,A为长度单位;468、467分别为
离子通道关闭和打开状态时孔径内表面氨基酸R基对应的编号。
A.467氨基酸的R基在离子通道打开时可能带负电荷
B.该离子通道同时具有受体和ATP水解酶的活性
C.该过程同时体现了细胞膜的流动性和选择透过性
D.探索调控通道蛋白的药物,可以治疗代谢疾病
【答案】AD
【分析】分析题意:离子通道OR5细胞外的气味分子丁香酚结合后发生构象变化,改
变孔径大小,恰好允许阳离子顺浓度通过,该过程中发生信息交流。
【详解】A、467号氨基酸的R基构成孔径的内表面,此时允许阳离子通过,故可能带负电,A正确;
B、OR5能与丁香酚结合,说明OR5具有受体活性,OR5对阳离子的运输为协助扩散,
不需要能量,故无ATP水解酶的活性,B错误;
C、该过程体现了细胞膜的选择透过性,通道蛋白空间构象发生改变,但并没有发生位
置运动,故没有体现流动性,C错误;
D、OR5受丁香酚的调控,可以调控阳离子的跨膜运输,可以治疗相关代谢疾病,D
正确。
故选AD。
18.下图是真核细胞的部分结构模式图,下列相关说法正确的是( )
A.结构①也能存在于原核细胞中
B.结构②表示核膜,它由2层磷脂分子组成
C.结构④对物质的进出有选择透过性
D.④所在的结构把核内物质与细胞质分开
【答案】CD
【分析】题图分析:图示为细胞核结构模式图,其中①为染色质,②为核膜,③为核
仁,④核膜上的核孔。
【详解】A、原核细胞不含染色质,即结构①染色体是真核细胞特有的,A错误;
B、结构②表示核膜,为双层膜,由4层磷脂分子组成,B错误;
C、结构④为核孔,对物质有选择通过性,C正确;
D、④(核孔)位于核膜上,核膜把核内物质与细胞质分开,维持了细胞核内环境的
稳定,D正确。
故选CD。
19.科学研究发现,细胞内普遍存在被称为分子伴侣的一类蛋白质,该类蛋白质能够
识别并结合不完整折叠或装配的蛋白质,帮助这些多肽正确折叠、转运或防止它们聚
集,其本身不参与最终产物的形成(如图),在生物体内发挥着重要的功能。下列关于分子伴侣的叙述错误的是( )
A.分子伴侣是由一种基因控制的在核糖体上合成的蛋白质
B.分子伴侣在内质网中调节蛋白质的正确折叠和装配,并参与蛋白质的合成
C.分子伴侣具有特定的结构,能识别异常折叠的蛋白质,不识别正常折叠的蛋白
质
D.分子伴侣具有降解异常蛋白质,防止它们聚集的作用
【答案】AB
【分析】1.蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功
能也多样:①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;②有的蛋白质具
有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;③有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白
和血红蛋白;④有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;⑤
有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
2.分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,分泌蛋白的合成、加
工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进
行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进
行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提
供;
3.分子伴侣”在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,并与多肽的一定部
位相结合,帮助这些多肽折叠、组装或转运,但其本身不参与最终产物的形成。内质
网能对多肽进行加工,所以据图推测“分子伴侣”主要存在于内质网中。
【详解】A、分子伴侣是一类蛋白质,不是由一种基因控制合成的,A错误;
B、分子伴侣能识别并结合不完整折叠或装配的蛋白质,调整这些多肽折叠、转运或防
止它们聚集,该过程发生在内质网中,但其本身不参与蛋白质的合成,B错误;
C、分子伴侣具有特定的结构,能识别异常折叠的蛋白质,正常折叠的蛋白质没有识别
位点,C正确;
D、结合图示可知,分子伴侣具有降解异常蛋白质,防止它们聚集的作用,进而影响细胞代谢,D正确。
故选AB。
20.科学家设计了仅1纳米宽的分子转子,该转子由紫外光驱动,能以每秒200~300
万的转速进行旋转,从而在单个细胞的膜上钻孔。当分子转子与特定的靶细胞结合后,
就有望将治疗试剂运送到这些细胞中,或者直接诱导这些细胞死亡。图为分子转子钻
孔过程的示意图,有关说法正确的是( )
A.将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开两层生物膜
B.钻孔后才可以运送治疗试剂,说明了细胞膜具有选择透过性
C.该过程体现出磷脂分子具有流动性,而蛋白质分子无流动性
D.一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与表面的糖蛋白有关
【答案】BD
【分析】细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成,脂质中磷脂最丰富,功能越复
杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多;细胞膜基本支架是磷脂双分子层。在细胞膜的
外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合而成的糖蛋白,也做糖被,糖被与细胞
表面的识别有密切关系;由于所有的脂质和大部分蛋白质可以运动导致细胞膜具有一
定的流动性,而膜上的蛋白质决定细胞膜具有选择透过性。
【详解】A、细胞膜为单层膜结构,A错误;
B、正常情况下,治疗试剂不能进入细胞,而钻孔破坏细胞膜后治疗试剂进入细胞,说
明细胞膜具有选择透过性,B正确;
C、该过程没有体现磷脂分子具有流动性,也没有体现蛋白质分子无流动性,C错误;
D、糖蛋白具有识别功能,分子转子与特定靶细胞的识别依靠细胞膜上的糖蛋白,D正
确。
故选BD。
三、综合题
21.哺乳动物的成熟红细胞结构简单、取材方便,是研究细胞膜结构和功能的最好材
料。请回答下列相关问题:(1)将红细胞放入低浓度溶液中,细胞吸水涨破,当涨破的红细胞将内容物释放之后,
其细胞膜又会重新封闭起来,这种结构称为红细胞血影。涨破的细胞又能重新封闭起
来说明细胞膜的结构具有 。
(2)科学家用不同的试剂分别处理红细胞血影,去除部分膜蛋白,观察细胞形态变化,
结果如下:
(下表为不同试剂处理后的膜蛋白,“+”表示有,“-”表示无)
膜蛋白种类
实验 处理后红
处理 血型糖蛋 带 3 蛋 带 4.1 蛋 锚蛋 血影蛋 肌动蛋 细胞形态
白 白 白 白 白 白
试剂 变得不规
+ + + + - -
甲 则
试剂
- - + + + + 还能保持
乙
根据以上结果推测,对维持红细胞形态起重要作用的蛋白质是 。
(3)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,如镶在表面、部分或全部嵌入、贯
穿。为了检测膜蛋白在膜上的分布位置,科学家设计了以下实验。(如图1所示)
将细胞分为三组:
甲组:不作处理;
乙组:用胰蛋白酶处理完整的细胞,此时胰蛋白酶不能透过细胞膜进入细胞;
丙组:先提高细胞膜的通透性,再用胰蛋白酶处理完整细胞,此时胰蛋白酶能进入细
胞。
分别提取、分离三组的膜蛋白,电泳结果如图2所示。
(注:控制消化处理的时间,使胰蛋白酶不能消化位于磷脂内部的蛋白质部分;电泳
能测定蛋白质分子量的大小,蛋白质越小,迁移越快,反之则慢)
根据实验结果推测,1-5号蛋白质中,如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是(填编号),镶在膜内侧表面的蛋白质最可能是 (填编号)。
【答案】(1)(一定的)流动性
(2)血影蛋白、肌动蛋白
(3) 5 1和2
【分析】1、流动镶嵌模型认为:磷脂双分子层构成膜的基本骨架,蛋白质分子有的镶
在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分
子层,磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,因此生物膜具有一定的流动性,
生物膜的功能特点是具有选择透过性。
2、哺乳动物成熟的红细胞,没有细胞核和各种细胞器,获取的膜成分单一,只有细胞
膜,因此是获取细胞膜的良好材料。
(1)
涨破的细胞膜又重新封闭起来的过程依赖于膜分子的运动,体现了膜的流动性。
(2)
由实验结果可知,当细胞膜上缺少血影蛋白和肌动蛋白时,不能维持正常形态,所以
这两种蛋白是维持细胞形态的重要蛋白。
(3)
水通道蛋白贯穿磷脂双分子层,乙组(消化暴露于膜外侧蛋白)和丙组(消化暴露于
膜外侧和内侧蛋白)均会被部分消化,使分子量变小,电泳条带与完整蛋白不同,分
析图2可知,只有蛋白5符合上述特征,故5可能是水通道蛋白;位于内侧镶在表面
的蛋白在乙组实验中不会被消化,电泳条带应与甲组相同,但在丙组实验中会被完全
消化,不出现电泳条带,所以应为蛋白1和2。
【点睛】本题旨在考查学生理解生物膜的流动镶嵌模型的内容、细胞膜的制备方法和
原理,把握知识的内在联系,形成知识网络,并应用相关知识结合题干信息进行推理、
综合解答问题。
22.下图为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a~
f表示相应的细胞结构,①~⑧表示相应的生理过程,请据图回答问题:(1)细胞器膜、核膜和细胞膜等膜结构共同构成真核细胞的 。细胞中c、d、
e、f等具膜结构的膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,其主要原因是组成生物膜
的 的种类和数量不同。分泌蛋白的合成、加工和运输过程需要多种细胞器参
与,这体现了 。
(2)据图分析,分泌蛋白合成并分泌的过程依次是 (填序号)。
(3)细胞内的囊泡能够附着在细胞骨架上定向转移。科学家筛选出一些突变型酵母菌,
这些酵母菌在25℃时分泌功能正常,但在35℃下培养时,本应分泌到胞外的蛋白质会
异常堆积在细胞内某处。回答下列问题:
①研究表明:细胞内利用囊泡运输物质的过程与某种蛋白质(S蛋白)有关。科学家
经筛选获得了含有异常结构的S蛋白的酵母菌,与正常酵母菌相比,发现其内质网形
成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,具有正常结构的S蛋白的功能可能是促进
。
②科学家将图中的突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对,发现至少有25个基因与
囊泡的定向运输有关。结合题干和图示进行分析,分泌突变体A、B出现差异的原因最可能是温度升高,分泌突变体A、B中与囊泡运输有关的受 抑制的程
度不同。
【答案】(1) 生物膜系统 蛋白质 细胞器之间的协调和配合
(2)⑤⑥⑧
(3) 囊泡和高尔基体融合 基因表达
【分析】据图分析:图中a-f依次表示细胞结构:核糖体、细胞核、线粒体、内质网、
高尔基体、细胞膜。①过程是翻译,a是核糖体,一条mRNA上连接多个核糖体,提
高翻译效率,翻译出的蛋白质通过②过程运到细胞核,通过过程④运输到线粒体,过
程③运输到细胞质基质参与各项生命活动;过程⑤表示翻译出的多肽进入到内质网进
行初步加工,然后通过过程⑥运输到高尔基体中,过程⑦最终形成膜蛋白,过程⑧形
成分泌蛋白。
【详解】(1)细胞膜、核膜以及细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,它
们形成的结构体系,叫做细胞的生物膜系统。细胞中c(线粒体)、d(内质网)、e
(高尔基体)、f(细胞膜)等具膜结构的膜功能各不相同,主要原因是组成生物膜的
蛋白质的种类和数量不同。分泌蛋白合成并分泌的过程依次是核糖体→内质网→高尔
基体→细胞膜,这体现了细胞器之间的协调和配合。
(2)分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→⑤内质网进行粗加工→内质网
“出芽”形成囊泡→⑥高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形
成囊泡→⑧细胞膜,分泌蛋白合成并分泌的过程依次是⑤⑥⑧。
(3)①与正常酵母细胞相比,发现含有异常结构的S蛋白的酵母菌内质网形成的囊泡
在细胞内大量积累。据此推测,S蛋白的功能是S蛋白与囊泡和高尔基体的融合有关。
②突变型酵母菌至少有25个基因与囊泡的定向运输有关,这些酵母菌在25℃时分泌功
能正常,因此分泌突变体A、B的差异,可能是温度升高,与囊泡运输有关的基因的
表达有关。
23.如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图,请据图回答下列问题(在[ ]中填
标号,在 上填相应的名称)。(1)只有在 细胞中,使用 显微镜才能观察到该图所示的结构。
(2)[3] 主要由蛋白质和 共同组成,前者进入细胞核的通道是[ ]
。其在细胞内具有重要的功能,在代谢旺盛的细胞中,其数目 。
(3)与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关的结构是[ ] 。
(4)一同学将图乙伞藻的细胞核与伞部去掉,并将图甲伞藻的细胞核移入乙中,则长期
存活下来的乙伞藻其外形是_______。
A. B. C. D.
【答案】(1) 真核 电子
(2) 染色质 DNA [2]核孔 较多
(3)[4]核仁
(4)B
【分析】题图分析,图中1为内质网,2为核孔,3为染色质,4为核仁,5为核膜,
包括内膜和外膜。细胞核是遗传的信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】(1)原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,图示细胞核结构是真核细胞才具
有的,而且是通过电子显微镜观察到的亚显微结构。
(2)图中3是染色质(体),主要成分是DNA和蛋白质。图中2是核孔,核孔是核
质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道,因此在细胞生长、代谢旺盛但分化程度
较低的细胞中,核孔数目较多,组成染色体的蛋白质是通过核孔进入细胞核的。
(3)4是核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,其中某种RNA即核糖体
RNA(rRNA)。
(4)据图分析,将甲伞藻的细胞核移入到去掉核与伞部的乙伞藻中,由于细胞核是细
胞代谢和遗传的控制中心,即伞藻的伞形主要由细胞核控制,故长期存活下来的乙伞藻其外形与甲相同,假根不变,B正确,ACD错误。
故选B。
【点睛】本题考查细胞核的结构和功能,要求考生熟知细胞核的结构和各部分的功能,
能正确辨析图中的细胞核结构是解答本题的前提,掌握核移植的相关实验是解答本题
的另一关键。
24.大蒜是一种常见的药食两用植物,因其取材方便,常作为生物学实验的材料。以
下是某校生物兴趣小组的同学以大蒜为材料进行的一些生物学实验,回答下列问题:
(1)图甲为小组同学利用紫皮大蒜鳞茎叶外表皮细胞探究植物细胞吸水和失水的实验结
果。实验中,在盖玻片一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液后,在另一侧用吸水纸引流,重
复几次后,在 (填“低倍”或“高倍”)显微镜下即可观察到细
胞A正在进行细胞壁和 的分离。若要将细胞A移到视野中央,
可将装片向 (填“左”或“右”)移动。之后,用清水代
替0.3g/mL的蔗糖溶液,重复上述操作,若观察到细胞A发生 ,则
说明该细胞仍具有活性。
(2)农作物长期水淹会出现烂根,原因可能是根细胞无氧呼吸产生的酒精有毒害作用。
该兴趣小组欲探究不同浓度酒精对大蒜鳞茎叶外表皮细胞的毒害作用,设计了如下实
验:
①分别取0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%的酒精溶液,置于7个培养皿中;
②撕取大蒜鳞茎叶外表皮分别置于上述7个培养皿中,处理30min;
③将大蒜鳞茎叶外表皮取出漂洗后,制成临时装片,经0.3g/mL的蔗糖溶液处理后,
观察并统计细胞的质壁分离情况;
④计算发生质壁分离细胞所占百分比,结果如图乙所示。
该实验的自变量是 ,无关变量有 (列
举两种);常见的对照实验类型有空白对照、相互对照、自身对照等,该实验方案体
现了 对照,实验结果表明 。【答案】(1) 低倍 原生质层 右 质壁分离复原
(2) 酒精浓度 处理时间 空白对照、相互对照 酒精浓度低于20%,
对细胞几乎无毒害作用;浓度高于20%,随着酒精浓度的逐渐增大,对细胞的毒害作
用增强,直至细胞全部死亡
【分析】把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中,当细胞液的浓度
小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中,使原
生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞
不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。当
细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细
胞液中,发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细
胞逐渐发生质壁分离复原。
【详解】(1)可用低倍镜观察植物细胞的质壁分离及复原,图甲中细胞A发生了质壁
分离,即细胞壁与原生质层发生了分离,由于显微镜下形成的是倒立的虚像,所以物
像往哪偏就往哪移动,所以若要将细胞A移到视野中央,可将装片向右移动。若细胞
有活性,用清水代替0.3g/mL的蔗糖溶液,则细胞发生质壁分离复原。
(2)根据题干可知,该实验的自变量是酒精浓度,因变量是酒精对根的影响,其他的
可能影响实验的变量是无关变量,如处理时间、溶液体积等应保持一致。该实验中酒
精浓度为0%为空白对照组,其余各酒精浓度组为相互对照。实验结果表明酒精浓度低
于20%,对细胞几乎无毒害作用;浓度高于20%,随着酒精浓度的逐渐增大,对细胞
的毒害作用增强,直至细胞全部死亡。
25.细胞的物质输入和输出为细胞进行复杂、有序的化学反应提供了保证,许多物质
运输与细胞膜上的蛋白质有关。图甲为细胞膜上存在的部分蛋白质示意图,其中根据
能量的来源不同,主动转运蛋白分为初级主动转运蛋白(即离子泵)和次级主动转运蛋白;
又根据次级主动转运蛋白转向是否相同分为同向或反向转运蛋白。请据图回答下列问
题:(1)据图甲可知,次级主动转运蛋白B属于 (填 “同向”或“反向”)转运蛋白。
初级主动转运蛋白在转运物质时 (填 “是"或“否”)与ATP等直接能源物质水解相关联。
(2)阿米巴痢疾是由痢疾内变形虫通过胞吞作用“ 吃掉”肠壁组织细胞引起的,该过程
与图甲中标注的蛋白质是否有关,请说明理由: 。
(3)科学家推测:新冠病毒S蛋白能引起溶酶体聚集,进而通过溶酶体进出宿主细胞。
为佐证该推测,可以采用 技术显示S蛋白是否从细胞膜转运至溶酶体上。
(4)TMEMI75是溶酶体膜上的氢离子通道,该通道和质子泵V-ATPase互相配合,共同
调节溶酶体的pH平衡(如图乙所示)。研究发现,敲除某种转运蛋白基因,细胞内溶酶
体的pH稳态会被破坏,溶酶体处于一种“酸性过强”的状态,这主要与
(填 “TMEM175"或“V-ATPase” )参与的H+转运受阻有关。为探究对溶酶体酸性环境
的维持影响更大的是TMEMI75还是V- ATPase,请以溶酶体为实验材料,采用加入相
关抑制剂的方法设计一个对比实验,简要写出实验设计思路并预期实验结果和结论。
实验设计思路:
预期实验结果和结论:
【答案】(1) 同向 是
(2)无关,胞吞不需要通道蛋白或载体蛋白的参与
(3)荧光标记
(4) TMEM175 将生理状态相同的溶酶体随机均分为甲、乙两组,甲组用适量
TMEM175的抑制剂处理,乙组用等量的 V-ATPase的抑制剂处理,检测两组实验前后
溶酶体内的pH变化 若甲组实验前后溶酶体内pH的变化大于乙组,则说明对溶
酶体酸性环境的维持影响更大的是TMEM175;若甲组实验前后溶酶体内pH的变化小
于乙组,则说明对溶酶体酸性环境的维持影响更大的是 V-ATPase
【分析】主动转运蛋白分为初级主动转运蛋白(即离子泵)和次级主动转运蛋白;又根据
次级主动转运蛋白转向是否相同分为同向或反向转运蛋白。次级主动转运蛋白运输物
质的过程中需要另一种物质的浓度差提供势能。
【详解】(1)由图可知,次级主动转运蛋白B上面的两个箭头方向相同,可知其属于
同向转运蛋白。初级主动转运蛋白在转运物质时逆浓度运输(主动运输),需要能量,
由ATP等水解释放的能量为其供能。
(2)阿米巴痢疾是由痢疾内变形虫通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞,是胞吞的过
程。胞吞不需要通道蛋白或载体蛋白的参与,图示蛋白质分子都是转运蛋白,故该过
程与图示中蛋白质无关。
(3)为探究蛋白质的运动轨迹, 即S蛋白是否从细胞膜转运至溶酶体上,可以采用
荧光标记技术。(4)溶酶体处于一种“酸性过强”的状态,说明溶酶体内H⁺浓度过高,这与
TMEM175参与的H⁺转运受阻有关,使得H⁺不能转运出来。欲判断溶酶体酸性环境的
维持影响更大的是TMEM175还是V-ATPase,可设置相互对照实验,分别抑制其中一
种蛋白质,进而比较破坏蛋白质后溶酶体的pH变化幅度,进而可得出结论,具体的实
验设计思路为:将生理状态相同的溶酶体随机均分为甲、乙两组,甲组用适量的
TMEM175的抑制剂处理,乙组用等量的V-ATPase的抑制剂处理,检测两组实验前后
溶酶体内的pH变化。若对溶酶体酸性环境的维持影响更大的是TMEM175,则甲组实
验前后溶酶体内pH的变化大于乙组;若对溶酶体酸性环境的维持影响更大的是V-
ATPase,则甲组实验前后溶酶体内pH的变化小于乙组。