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创设情境，突破高考长句 【原因分析类】 1.在动物的溶酶体膜和植物的液泡膜上都有H＋－ATPase，请据图分析H＋－ ATPase 的作用，并推测作用后的结果。_______________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 提示 物的溶 体膜和植物的液泡膜上 动 酶 H＋－ATPase 的作用是运输H＋ 入溶 进 体和液泡内，使溶 体和液泡保持低 酶 酶 pH 境和在膜两 生 子 位差 环 侧产 质 电 2.液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器，液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水 解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度 梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX 完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋ 相反的方向同时通过CAX 进入液泡(所需能量由H＋顺浓度梯度运输产生的势能 提供)并储存，如图所示。 若加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则Ca2＋通过CAX 跨膜运输的速率将会________(填 “加快”或“减慢”)，原因是____________________________________ ______________________________________________________________。 提示 减慢 H＋焦磷酸 抑制 会抑制 酶 剂 H＋ 入液泡，使液泡内 进 H＋ 度降低，液 浓 泡膜两侧H＋ 度差减小， 运 浓 为 输Ca2＋提供的能量减少 【科学探究类】 3.研究发现，当铵态氮(NH)作为唯一氮源时，植物不但不能正常生长，反而产生明 显毒害，即叶片黄化严重，根生长受抑制。而硝态氮(NO)可有效缓解此现象。请利 用正常生长的某种植物设计实验验证硝态氮(NO)的此作用，简要写出实验思路： _____________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 提示 答案一：(前后自身 照 对 ) 配制 氮 铵态 (NH)作 唯一氮源的 养液培养 为 营 该 植物，一段 后， 察 植物状 ，再向培养液中加入一定 度的含有硝 氮 时间 观 该 态 浓 态 (NO)的 养液，培养一段 后 察 植物生 状 答案二： 营 时间 继续观 该 长 态 (两 相互 组 对 照) 方法一：将 种植物平均分成两 并 号 该 组 编 ①②，① 用 氮 组 铵态 (NH)作 唯一 为 氮源的 养液 行培养， 营 进 ② 在相同 境加入等量的 氮 组 环 铵态 (NH)和硝 氮 态 (NO) 的混合 养液 行培养，一段 后 察植物生 状 方法二：将 种植物平 营 进 时间 观 长 态 该 均分成两 并 号 组 编 ①②，①② 都先用 氮 组 铵态 (NH)作 唯一氮源的 养液 行 为 营 进 培养，出 异常后， 现 ① 加入适量硝 氮 组 态 (NO)，② 加入等量蒸 水，一段 后 组 馏 时间 察植物生 状 观 长 态 4.长期饮用奶茶会引起体重超重，这种观点是否成立需要科学实证才能判断。请 你根据所给实验材料和用品，写出实验设计思路。 实验材料和用品：体重相等的同种健康小鼠若干只，奶茶，清水，体重秤，正常饲 料(可保证小鼠基础代谢活动正常)等。______________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 提示 随机 取若干只体重相等的同种健康小鼠，平均分 选 为A、B 两 ，分 定 组 别测 并 其体重； 记录 A 每天定 喂一定量的正常 料和奶茶， 组 时饲 饲 B 每天定 喂 组 时饲 等量的正常 料和清水，其他条件相同且适宜；一段 饲 后，分 定两 小鼠 时间 别测 组 的体重，取平均 算体重增加量并分析两 数据的差异 值计 组 5.大电导机械敏感性离子通道(MscL)是细菌上的一种机械敏感性离子通道，起到 紧急释放阀门的作用。在不同pH 环境下，pH 调控化合物会表现出不同的带电性 质：带正电荷、带负电荷或不带电荷。将这些化合物修饰在MscL 蛋白的某种突变 体上，当pH 调控化合物不带电荷时，并不影响孔道区疏水性，MscL 保持关闭，而 当pH 调控化合物带电荷时，孔道区变得亲水，使MscL 开放。这样通过改变周围 环境的pH 就可改变孔道区的亲疏水性，从而调控MscL 通道的开放与关闭。 某生物兴趣小组欲探究使大肠杆菌上MscL 开放程度最大的pH，请设计实验并 预期实验结论： 实验基本操作思路：________________________________________________ __________________________________________________________________； 预期实验结论：____________________________________________________ __________________________________________________________________。 提示 配制一系列不同pH 的 菌培养液，将大 杆菌分 置于不同 细 肠 别 pH 的 菌 细 培养液中，一段 后分 并比 各 培养液中离子的吸收情况 培养液中 时间 别检测 较 组 离子减少最多那 的 组对应 pH 即 使大 杆菌上 为 肠 MscL 开放程度最大的pH 限时练2 病毒、细胞的结构和功能观、蛋白质的分选和囊泡运输、特殊跨膜运输 等 ( ： 时间 30 分 分 ： 钟 值 50 分) 【精准强化】 焦点1 病毒 1.(2024·重 高三模 庆 拟)近期高发的呼吸道疾病以流感病毒引起的流行性感冒为 主。流感病毒的结构如图所示，其中的血凝素能够识别并结合宿主细胞膜表面的 特异性受体，介导病毒进入宿主细胞；复制形成的子代病毒出细胞后会与宿主细 胞膜上的某蛋白结合，聚集在细胞膜外表面，神经氨酸酶可以从该蛋白处切下病 毒，使得子代病毒释放。下列说法正确的是( ) A.流感病毒属于生命系统最基本的结构层次，其生命活动离不开细胞 B.血凝素介导流感病毒进入宿主细胞的过程依赖于细胞间的信息交流 C.子代病毒的合成过程中，原料、模板、能量均由宿主细胞提供 D.临床上可以使用神经氨酸酶抑制剂治疗流感病毒引起的感冒 答案 D 解析 病毒无 胞 构，不属于生命系 的 构 次， 细 结 统 结 层 A ；病毒无 胞 构， 错误 细 结 血凝素与受体 合介 流感病毒 入宿主 胞的 程可以体 结 导 进 细 过 信息交流，但并不 现 是 胞 的信息交流， 细 间 B ；子代病毒的合成 程中，原料、能量、所由宿主 错误 过 场 胞提供，模板由病毒提供， 细 C ；神 氨酸 可以从宿主 胞膜上切下病毒， 错误 经 酶 细 使得子代病毒 放，所以使用神 氨酸 抑制 可以抑制子代病毒的 放，治 释 经 酶 剂 释 疗 流感病毒引起的感冒，D 正确。 焦点2 细胞的结构和功能观 2.(2024·山 聊城二模 东 )真核细胞内质网和线粒体外膜之间有四种关键蛋白构成 的衔接点，去除该结构中的任何一种蛋白质都将导致衔接点分解，并引发内质网 和线粒体之间磷脂、Ca2＋等物质的交换速率下降。下列叙述正确的是( ) A.用高倍镜才能清楚观察到内质网和线粒体之间的衔接点 B.衔接点可能与线粒体膜生成及生物膜之间的信息交流有关 C.衔接点可正确引导内质网中的葡萄糖进入线粒体氧化分解 D.高尔基体与内质网之间也是以衔接点建立结构与功能的联系 答案 B 解析 用电子 微 才能清楚 察到内 网和 粒体之 的 接点， 显 镜 观 质 线 间 衔 A ；依 错误 据 意可知， 接点能使 粒体和内 网在功能上相互影响，因此 接点可能与 题 衔 线 质 衔 粒体膜生成及生物膜之 的信息交流有关， 线 间 B 正确；葡萄糖不会 入 粒体氧 进 线 化分解，因 粒体内无分解葡萄糖的 ， 为线 酶 C ；内 网和高 基体之 的 错误 质 尔 间 联 系依 于囊泡， 赖 D 。 错误 焦点3 蛋白质的分选和囊泡运输 3.(2024·山 宁高三模 东济 拟)在动物细胞中，核糖体与分泌蛋白的mRNA 结合并 合成一段肽链后，该段肽链(信号肽)作为信号引导核糖体附着并结合到内质网膜 上，随后完成后续翻译过程。在体外无细胞体系(去除内质网、高尔基体后的动物 细胞匀浆)中，核糖体与胰岛素mRNA 结合并合成肽链甲；在无细胞体系中添加 内质网后会合成肽链乙；在无细胞体系中添加内质网、高尔基体后会合成由两条 肽链组成的胰岛素分子。检测发现，乙比甲缺少了信号肽，而胰岛素比乙少一段 C 肽段。下列相关说法错误的是( ) A.切除信号肽所需要的酶分布在内质网中 B.在胰岛素的合成过程中，C 肽段在高尔基体中被剪切 C.信号肽出现异常时，所合成的蛋白质仍能分泌到细胞外 D.非分泌蛋白与信号肽连接后也可进入内质网 答案 C 解析 由 干分析可知，甲所携 的信号 在内 网中被切除，乙中的 题 带 肽 质 C 段在 肽 高 基体中被剪切， 尔 A、B 正确；信号 出 异常 ，所合成的蛋白 不能 入内 肽 现 时 质 进 网，不会分泌到 胞外， 质 细 C ；段 错误该 肽链(信号肽)作 信号引 核糖体附着并 为 导 合到内 网膜上，随后完成后 翻 程，即信 结 质 续 译过 号 能引 其所在的 入 肽 导 肽链进 内 网， 非分泌蛋白与信号 接后也可 入内 网， 质 则 肽连 进 质 D 正确。 4.(2024·河北衡水金卷)研究发现，游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体 取决于该游离核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)以及信号识别颗 粒(SRP)。SRP 与SP 结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，经囊泡 包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测不 合理的是( ) A.分泌蛋白基因中有控制SP 合成的脱氧核苷酸序列 B.内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物 C.SP 合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会聚集在内质网腔 D.经囊泡包裹离开内质网的蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工 答案 C 解析 分泌蛋白未加工前最初合成的多 上含有 肽链 SP，所以分泌蛋白基因中有 控制信号肽(SP)合成的脱氧核苷酸序列，A 合理； 囊泡包裹 经 离开内 网的蛋白 质 均不含 质 SP， 明在内 网腔内 说 质 SP 被切除， 而 明内 网腔内含有能在特定 进 说 质 位点催化 水解的有机物 肽键 (酶)，B 合理；SRP 与SP 合可引 新合成的多 结 导 肽链 入内 网腔 行加工，因此 进 质 进 SP 合成缺陷的 胞中，新合成的多 不会 入 细 肽链 进 内 网腔， 质 C 不合理；由 干信息可知， 囊泡包裹离开内 网的蛋白 一般无 题 经 质 质 活性，推 些蛋白 可能 需要在高 基体内 一步加工， 测这 质 还 尔 进 D 合理。 焦点4 特殊跨膜运输 5.(2024·山 烟台一模 东 )细胞内的钙稳态是靠Ca2＋的跨膜运输来调节的，植物细胞 的Ca2＋运输系统如图所示，①～⑤表示相关的转运蛋白。下列说法错误的是( ) A.ATP 水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变化 B.抑制呼吸作用会影响③转运Ca2＋的速率 C.③转运H＋的机制和②⑤转运Ca2＋的机制类似，都不需要与其转运的离子结合 D.①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca2＋水平 答案 C 解析 ATP 水解 放的磷酸基 将 释 团 ①和④(离子泵)磷酸化，离子 磷酸化会 致 泵 导 其空 构 生 化，而完成 间结 发 变 进 Ca2＋的 运， 转 A 正确；由 可知， 图 Ca2＋通过③ 入 进 液泡的方式是主 运 ，其能量来源于 动 输 H＋ 度梯度运 的 能，而 顺浓 输 势 H＋ 入液 进 泡需要消耗呼吸作用 放的能量，故抑制呼吸作用会影响 释 ③ 运 转 Ca2＋的速率，B 正确；由 可知， 图 ③ 体蛋白， 为载 ②⑤ 通道蛋白， 为 ③( 体蛋白 载 ) 运 转 H＋ 需要与 时 运的离子 合， 转 结 C ； 错误 ①介 的 运 程将 胞 基 中的 导 转 过 细 质 质 Ca2＋运出 胞， 细 ③④介 的 运 程将 胞 基 中的 导 转 过 细 质 质 Ca2＋运入液泡，从而保证 了 胞 基 中低 细 质 质 Ca2＋水平，D 正确。 6.(2024·山 庄期末 东枣 )如图为水稻糊粉层细胞中G 蛋白合成和运输模式图，字母 表示细胞结构，数字表示运输途径。研究发现，正常水稻糊粉层细胞的贮藏型液 泡合成并储存淀粉，其胚乳正常；gpa3 基因突变的水稻糊粉层细胞因G 蛋白结构 异常而错误运输，通过与细胞膜融合定位至细胞壁，最终导致其贮藏型液泡缺陷 不能正常合成并储存淀粉，其胚乳萎缩，粒重下降30%。下列说法正确的是( ) A.胚乳萎缩水稻的糊粉层细胞壁上可积累结构异常的G 蛋白 B.可以用15N 代替3H 标记氨基酸研究②途径中淀粉的运输过程 C.G 蛋白的合成起始于附着在A 上的核糖体，B 结构起运输枢纽作用 D.含有G 蛋白的囊泡与细胞膜、液泡前体融合，体现了细胞间的信息交流 答案 A 解析 胚乳萎 水稻 缩 gpa3 基因突 ， 变G 蛋白 构异常而 运 ，通 与 胞膜 结 错误 输 过 细 融合定位至 胞壁， 细 A 正确；淀粉的 成元素是 组 C、H、O，且其 体是葡萄糖，不 单 能用15N 代替3H ，且不 氨基酸， 标记 应标记 B ； 错误 G 蛋白的合成起始于游离的 核糖体，B 构 高 基体，起运 枢 作用， 结 为 尔 输 纽 C ；含有 错误 G 蛋白的囊泡与 胞 细 膜、液泡前体融合，体 了 胞内的信息交流， 现 细 D 。 错误 焦点5 细胞自噬 7.(2024·广 惠州 研 东 调 )我国科学家发明了一种小分子绑定化合物ATTEC，这种 化合物如“小分子胶水”一般，能将自噬标记物LC3 和空间结构改变的蛋白质 黏在一起，形成黏附物，进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解，从而达到清除 异常蛋白质、治疗疾病的目的，其过程如图所示。下列相关叙述错误的是( ) A.溶酶体与自噬体融合后，降解后的废物可排到细胞外 B.ATTEC 与异常蛋白的结合具有一定的专一性 C.图中自噬体由内质网包裹形成，自噬体膜由2 层磷脂分子构成 D.植物细胞中的液泡具有与图中溶酶体相似的功能 答案 C 解析 溶 体与自噬体融合后，降解后的 物可排到 胞外， 胞有用的物 酶 废 细 对细 质 也可被 胞利用， 细 A 正确；小分子 定化合物 绑 ATTEC 与受体蛋白的 合具有一定 结 的 一性， 专 B 正确；中自噬体是由内 网形成的双 膜 构，即自噬体膜由 图 质 层 结 4 层 磷脂分子构成，C ；植物 胞的液泡中含有多种水解 ，具有与溶 体相似 错误 细 酶 酶 的功能，D 正确。 【综合提升】 8.(不定项)(2024·山东日照期末)酵母菌液泡中含有CPY 和API 等多种水解酶。有 些进入液泡的蛋白质要经内质网切除信号肽，高尔基体中添加糖链，进入液泡再 切除部分肽段后才能成熟。为研究CPY 和API 是否经上述途径加工成熟，研究人 员利用温度敏感型酵母菌突变体sec(高温下内质网到高尔基体囊泡运输受阻)在 不同温度下进行实验，结果如下图。下列说法正确的是( ) A.API 和CPY 的合成均需要游离核糖体的参与 B.API 和CPY 在成熟过程中均需切除部分肽段 C.API 需要经上述途径进入液泡，CPY 不需要 D.液泡含多种水解酶，具有类似溶酶体的作用 答案 ABD 解析 CPY 和API 的合成均需要在游离核糖体上合成 ， 肽链 A 正确；由23 ℃CPY 和API 的 泳 果可知， 电 结 CPY 和API 切除部分 段后才能成熟， 肽 B 正确； 由 可知，温度 于 图 对 API 的合成无影响，对CPY 的合成受阻，明 说 CPY 内 经过 质 网－高 基体途径 入液泡， 尔 进 API 不是，C ；溶 体有多种水解 ，液泡也含 错误 酶 酶 多种水解 ，液泡具有 似溶 体的作用， 酶 类 酶 D 正确。 9.(2024·山 宁模 东济 拟)当线粒体受损时，细胞可通过清理受损的线粒体来维持细 胞内的稳态。科研人员推测受损线粒体可通过进入迁移体(细胞在迁移中形成的 一种囊泡结构)而被释放到细胞外，即“线粒体胞吐”。为此，科研人员利用绿色荧 光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，用药物C 处理细胞使线粒体受损，根据迁 移体中红绿荧光重叠情况来验证上述推测。回答下列问题。 (1)真核细胞内的________锚定并支撑着细胞器，与细胞器在细胞内的运输有关， “线粒体胞吐”过程中体现了细胞膜____________________的特点。 (2)为进一步研究D 蛋白和K 蛋白在线粒体胞吐中的作用，对红色荧光标记了线 粒体的细胞进行相应操作，检测迁移体中的红色荧光，操作及结果如图1 和图2。 图1 结果表明，K 蛋白的功能是____________________________________ _______________________________________________________________。 图2 结果表明，D 蛋白和K 蛋白的关系及作用机理是 ____________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)研究表明，正常线粒体内膜两侧离子分布不均，形成线粒体膜电位，而受损线 粒体的膜电位丧失或降低。科研人员构建了D 蛋白基因敲除的细胞系，测定并计 算经药物C 处理的正常细胞和D 蛋白基因敲除细胞系的线粒体膜电位平均值， 结果如下表。 细胞类型 正常细胞 D 蛋白基因敲除细胞系 细胞中线粒体膜电位的平 均值(荧光强度相对值) 4.1 5.8 D 蛋白基因敲除细胞系线粒体膜电位的平均值升高的原因是 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 答案 (1)细胞骨架 具有一定的流动性 (2)在线粒体受损时促进线粒体胞吐 有K 蛋白时D 蛋白才能发挥抑制线粒体胞 吐的作用 (3)D 蛋白基因敲除细胞系的线粒体胞吐强于正常细胞，清除膜电位丧失或降低 的受损线粒体，使线粒体膜电位平均值升高 解析 (1)真核 胞内的 胞骨架的作用是 定并支撑着 胞器，与 胞器在 细 细 锚 细 细 细 胞内的运 有关； 输 “ 粒体胞吐 线 ” 程中体 了 胞膜具有一定的流 性的特点 过 现 细 动 ， 能将 粒体 放到 胞外。 线 释 细 (2)分析 可知，未敲除 题图 K 基因并用 物 药 C 理 ， 处 时 光相 大，而敲除 基因并用 物 荧 对值 该 药 C 理 ， 处 时 光相 小， 明 荧 对值 说 K 蛋白的 作用是在 粒体受 促 粒体胞吐；敲除 线 损时 进线 D 基因，即D 蛋白缺失 会 致与 时 导 物 药 C 理相同情况，故 处 D 蛋白的作用是：有K 蛋白 ， 时D 蛋白才能 抑制 发挥 线 粒体胞吐的作用。(3)D 蛋白基因敲除 胞系 胞中 粒体膜 位的平均 升高， 细 细 线 电 值 明 说 D 蛋白基因敲除 胞系的 粒体胞吐 于正常 胞，清除膜 位 失或降 细 线 强 细 电 丧 低的受 粒体，使 粒体膜 位平均 升高。 损线 线 电 值
