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高考冲刺小卷2-细胞的结构与功能知识点专项练习
一、单选题
1.雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体,如图所示,第二极体仅与受
精卵分裂形成的2 个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一
异常可通过向细胞1 中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著
影响。以下说法错误的是( )
A.极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B.减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA 的复制
C.胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D.第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
【答案】D
【分析】1、减数分裂的过程:
(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制;
(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染 色体上的非姐妹染色单体互换;②中期:同源染色体成对的排
列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④ 末期:细胞质分裂;
(3)减数分裂Ⅱ:①前期:染色体散乱的 排布与细胞内;②中期:染色体形态固定、数 目清晰;③后
期:着丝粒分裂,姐妹染色单体 分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤
体和染色体消失。
2、受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作
用)→卵子完成减数分裂Ⅱ并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第
一次卵裂开始。
【详解】A、减数分裂Ⅰ的后期由于细胞质不均等分裂导致形成大小不同的两个细胞,大的细胞被称为次
级卵母细胞,小的细胞叫极体,A 正确;
B、减数分裂的特点是DNA 只复制一次,而细胞分裂两次,所以在减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体
1
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DNA 的复制,B 正确;
C、由题干信息可知,第二极体仅与受精卵分裂形成的2 个子细胞之一接触,所以胚胎细胞与第二极体间
可能进行物质交换与信息交流,C 正确;
D、由题干信息可知,雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体,D 错误。
故选D。
2.细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体,其内部含有细胞因子、mRNA 等物
质。当迁移体被周围细胞吞噬后,其中的mRNA 翻译形成蛋白质,进而改变该细胞的行为。关于迁移体的
推断正确的是( )
A.包含四层磷脂分子
B.其膜不属于生物膜系统
C.可能参与细胞间的信息交流
D.其被吞噬依赖于细胞膜的选择透过性
【答案】C
【分析】1、生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在
结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。
2、细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质。细胞膜的功能有: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。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特点是具有选择透过性。
【详解】A、细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体,其膜结构包括两层磷脂分
子,A 错误;
B、迁移体外侧有膜包被,是一种单层膜结构的细胞器,而生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等,
可见,迁移体的膜结构属于细胞的生物膜系统,B 错误;
C、迁移体内部含有细胞因子、mRNA 等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后,其中的mRNA 翻译形成蛋白
质,进而改变该细胞的行为,这说明迁移体可能参与细胞间的信息交流,C 正确;
D、当迁移体可被周围细胞吞噬,该过程属于胞吞过程,胞吞过程不依赖于细胞膜的选择透过性实现,D
错误。
故选C。
3.正常细胞表面有PD-L1.肿瘤细胞可以通过过量表达PD-L1 来逃避免疫系统的“追杀”。胆固醇分子可
以直接与细胞膜上PD-L1 跨膜区域(CRAC1 和CRAC2)结合,形成如图所示的类似“三明治”样结构。
下列叙述正确的是( )
2
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A.胆固醇通过胞吞作用进入细胞膜形成“三明治”样结构
B.若CRAC1 和CRAC2 发生突变时,PD-L1 降解加剧
C.使用降低胆固醇的药物有助于稳定细胞表面的PD-L1
D.细胞膜上的胆固醇有助于肿瘤细胞逃避免疫防御
【答案】B
【分析】免疫系统的基本功能:
①免疫防御:机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。这是免疫系统最基本的功能。该功能正常时,
机体能抵抗病原体的入侵;异常时,免疫反应过强、过弱或缺失,可能会导致组织损伤或易被病原体感染
等问题。
②免疫自稳:指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。正常情况下,免疫
系统对自身的抗原物质不产生免疫反应;若该功能异常,则容易发生自身免疫病。
③免疫监视:指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生。机体内的细胞因物理、化学或病毒等致癌
因素的作用而发生癌变,这是体内最危险的“敌人”。机体免疫功能正常时,可识别这些突变的肿瘤细胞,
然后调动一切免疫因素将其消除;若此功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
【详解】A、胆固醇为小分子脂溶性物质,通过自由扩散的方式进入细胞膜形成“三明治”样结构,A 错
误;
B、胆固醇分子可以直接与细胞膜上PD-L1 跨膜区域(CRAC1 和CRAC2)结合,由图可知,若CRAC1 和
CRAC2 发生突变时,PD-L1 降解加剧,B 正确;
C、胆固醇分子可以直接与细胞膜上PD-L1 跨膜区域结合,使用降低胆固醇的药物,不利于稳定细胞表面
的PD-L1,C 错误;
D、免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生,细胞膜上的胆固醇有助于肿瘤细胞逃避
免疫监视,D 错误。
故选B。
3
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4.绿叶海天牛是一种软体动物,大量捕食滨海无隔藻(红藻)后,将藻类的叶绿体贮存并加以利用,余
生无需进食。下列叙述错误的是( )
A.两种生物都以DNA 为遗传物质
B.两种生物的细胞边界都是细胞膜
C.两种生物之间的关系是互利共生
D.不含叶绿体的绿叶海天牛可合成ATP
【答案】C
【分析】细胞生物的遗传物质均为DNA,细胞的边界均为细胞膜。
【详解】A、两种生物均为细胞生物,均以DNA 为遗传物质,A 正确;
B、细胞边界都是细胞膜,B 正确;
C、两种生物之间的关系是捕食关系,C 错误;
D、不含叶绿体的绿叶海天牛可通过呼吸作用合成ATP,D 正确。
故选C。
5.百日咳是一种由百日咳杆菌感染引起的呼吸道传染病。下列关于百日咳杆菌的叙述,正确的是
( )
A.通过有丝分裂增殖
B.遗传物质彻底水解可产生8 种碱基
C.可引发机体产生特异性免疫
D.通过线粒体进行有氧呼吸
【答案】C
【分析】1、核酸是遗传信息的携带者,包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),细胞的遗传物质
为DNA。
【详解】A、百日咳杆菌为细菌,通过二分裂增殖,A 错误;
B、百日咳杆菌遗传物质是DNA,DNA 彻底水解可产生4 种碱基,B 错误;
C、百日咳杆菌侵染到细胞内,会引发细胞免疫,未侵入细胞前和被裂解后释放出来后会引发体液免疫,C
正确;
D、百日咳杆菌为细菌,体内没有线粒体,D 错误。
故选C。
6.下列关于模型建构的叙述,不正确的是( )
A.根据细胞的形态和结构,建构细胞亚显微结构模型
B.根据科学史实的实验结果,建构光合作用概念模型
4
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C.摘除垂体后测甲状腺激素含量,建构反馈调节模型
D.根据第七次人口普查数据,建构人口年龄结构模型
【答案】C
【分析】生物模型有三种类型,物理模型:以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。如:DNA 双螺旋
结构模型,细胞膜的流动镶嵌模型。概念模型:指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。如:对
真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释等,数学模型:用来描述一
个系统或它的性质的数学形式。例如:种群的数量增长曲线。
【详解】A、根据细胞的形态和结构,建构细胞亚显微结构模型,可以以实物或图片形式直观表达,A 正
确;
B、根据科学史实的实验结果,建构光合作用概念模型,属于概念模型的构建,B 正确;
C、甲状腺激素的分泌存在下丘脑-垂体-甲状腺的分级调节,摘除垂体后测甲状腺激素含量,属于分级调节
模型的构建,C 错误;
D、年龄结构是指一个种群中各年龄时期的个体数目比例,分为增长型、稳定性和衰退型,,根据第七次
人口普查数据,建构人口年龄结构模型,D 正确。
故选C。
7.生物膜的出现保证了细胞生命活动高效、有序进行。下列结构具有生物膜的是( )
A.溶酶体
B.中心体
C.染色体
D.核糖体
【答案】A
【分析】细胞器中,中心体和核糖体无膜结构,线粒体和叶绿体为双层膜结构,其余为单层膜结构。
【详解】A、溶酶体为单层膜细胞器,具有生物膜,A 正确;
B、中心体为无膜细胞器,不具有生物膜,B 错误;
C、染色体由DNA 和蛋白质组成,不具有生物膜,C 错误;
D、核糖体为无膜细胞器,不具有生物膜,D 错误。
故选A。
8.下列关于生物学实验中科学方法和技术的应用,叙述错误的是( )
A.孟德尔在研究遗传规律时运用了假说-演绎法
B.“细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法
C.探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法
D.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验使用了物质分离鉴定技术
【答案】D
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【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验
验证(测交实验)→得出结论。
2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验
证明S 型细菌中存在某种“转化因子”,能将R 型细菌转化为S 型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA
是遗传物质。
【详解】A、孟德尔在研究豌豆杂交实验时,运用了假说-演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演
绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论,A 正确;
B、“细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法,主要用到了不完全归纳法,B 正确;
C、探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法,主要用了
18O 等标记,C 正确;
D、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明S 型细菌中存在转化因子,但并未用到物质分离鉴定技术,D 错
误。
故选D。
9.下列关于细胞结构与功能叙述错误的是( )
A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2的场所
C.溶酶体内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器
D.内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的加工场所和运输通道
【答案】B
【分析】1、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架具有锚定支撑
细胞器及维持细胞形态的功能,细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生
命活动中都具有非常重要的作用。
2、有氧呼吸的全过程十分复杂,可以概括地分为三个阶段,每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。第
一个阶段是,1 分子的葡萄糖分解成2 分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段
不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释
放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是,上述两个阶段产
生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是
在线粒体内膜上进行的。
【详解】A、细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关,故细胞骨架破坏会影响到这些生命
活动的正常进行,A 正确;
B、有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质,B 错误;
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C、溶酶体内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,C 正确;
D、内质网是由膜连接而成的网状结构,是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道,D
正确。
故选B。
10.端粒是染色体末端的一段DNA 片段。端粒酶由RNA 和蛋白质组成, 该酶能结合到端粒上,以自身
的RNA 为模板合成并延伸端粒DNA.在正常情况下,端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性。下列有关
端粒酶的叙述, 正确的是( )
A.仅由C、H、O、N 四种元素组成
B.催化过程以4 种脱氧核苷酸为底物
C.组成成分都在核糖体上合成
D.在所有细胞中均具有较高活性
【答案】B
【分析】分析题文:端粒酶由RNA 和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA 为模板合成端粒
DNA 的一条链,即逆转录过程,因此该酶为逆转录酶。
【详解】A、端粒酶由RNA 和蛋白质组成,其中RNA 的组成元素是C、H、O、N、P,A 错误;
B、 该酶能结合到端粒上,以自身的RNA 为模板合成并延伸端粒DNA,产物是DNA,故催化过程以4 种
脱氧核苷酸为底物,B 正确;
C、核糖体是蛋白质的合成车间,但端粒酶还包括RNA,不在核糖体合成,C 错误;
D、根据题干叙述“端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性”可知,由于基因的选择性表达,端粒酶在干
细胞等少数细胞中有活性,大部分细胞是高度分化的细胞,没有分裂能力,因此端粒酶在其中不具有活性。
该选项考察“基因的选择性表达”,而非不同物种具有不同基因,D 错误。
故选B。
11.乳酸菌、黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞虽形态各异, 但它们也有共同之处, 表现在( )
A.有细胞膜和核膜
B.可进行有丝分裂
C.以 DNA 作为遗传物质
D.线粒体中进行能量转换
【答案】C
【分析】1、动物细胞与植物细胞相比,动物细胞中特有的细胞结构为中心体,植物细胞中特有的结构为:
细胞壁、叶绿体、液泡。
2、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,但部分原核细胞也能进行有氧呼吸和光合作用,如蓝细菌;
3、细胞类生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质均为DNA。
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【详解】A、乳酸菌是原核生物,没有核膜、核仁,但具有细胞膜,A 错误;
B、乳酸菌是原核生物,进行的是二分裂,黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞是高度分化的细胞,不进行
有丝分裂,B 错误;
C、乳酸菌、黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞都含有DNA 和RNA,都已DNA 作为遗传物质,C 正确;
D、乳酸菌是原核生物,没有线粒体,D 错误。
故选C。
12.流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。以下关于两种病原体的说法正确的
是( )
A.二者都含有蛋白质和核酸
B.二者都是独立的生命系统
C.流感病毒在呼吸道细胞内通过分裂增殖
D.治疗支原体的抗生素也能治疗流感病毒
【答案】A
【分析】1、病毒结构简单,没有细胞结构,一般由核酸(DNA 或RNA)和蛋白质组成,不能独立生活,
只能寄生在活细胞中。病毒的增殖方式,以T2噬菌体为例,包括吸附、注入、合成、组装、释放等过程。
2、常见的原核生物:衣原体、支原体、放线菌、细菌、蓝细菌等
【详解】A、肺炎支原体属于原核生物,细胞中含有核酸和蛋白质,病毒一般由核酸(DNA 或RNA)和蛋
白质组成,A 正确;
B、病毒没有细胞结构,不能独立生活,只能寄生在活细胞中,B 错误。
C、病毒不能通过分裂增殖,C 错误;
D、抗生素只能用于治疗细菌感染,不能治疗病毒引发的感染,D 错误。
故选A。
13.下列实验材料不能达到实验目的的是( )
A.伞藻嫁接和核移植实验探究细胞核功能
B.通过豌豆杂交实验研究伴性遗传规律
C.利用鸡血进行DNA 的粗提取和鉴定
D.对杂交瘤细胞筛选培养获得单克隆抗体
【答案】B
【分析】1、细胞核的功能:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。2、豌豆是严格的自花
传粉且闭花授粉的植物,具多个可区分的性状但是没有性别之分。3、单克隆抗体制备经过两次筛选:①
筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群.
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【详解】A、伞藻的嫁接实验采取两个实验组相互对照的方式,证明了细胞核与伞藻伞帽的形状有关,A
错误;
B、豌豆没有性染色体,不能通过豌豆杂交实验研究伴性遗传规律,B 正确;
C、鸡血细胞DNA 含量高,易提取可以利用鸡血进行DNA 的粗提取和鉴定,C 错误;
D、单克隆抗体制备经过两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);
②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群,D 错误。
故选B。
14.咽峡炎链球菌是某些胃部疾病的潜在病原体,可利用表面蛋白TMPC 定植于胃黏膜。下列叙述不正确
的是( )
A.该菌无核膜包被的细胞核
B.TMPC 可特异性识别胃黏膜上皮细胞
C.该菌对酸性条件有较强适应性
D.该菌的核酸彻底水解的产物有6 种
【答案】D
【分析】原核生物与真核生物的区别:原核生物没有以核膜为界限的细胞核,原核生物只有核糖体一种细
胞器。
【详解】A、咽峡炎链球菌属于原核生物,该菌无核膜包被的细胞核,A 正确;
B、由题干信息可知,咽峡炎链球菌,可利用表面蛋白TMPC 定植于胃黏膜,所以TMPC 可特异性识别胃
黏膜上皮细胞,B 正确;
C、咽峡炎链球菌可利用表面蛋白TMPC 定植于胃黏膜,而胃里含有胃酸,所以该菌对酸性条件有较强适
应性,C 正确;
D、咽峡炎链球菌属于原核生物,含有的核酸有DNA 和RNA 两种,所以该菌的核酸彻底水解的产物有8
种,包括5 种碱基,一种磷酸和2 种五碳糖,D 错误。
故选D。
15.过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,其中过氧化氢酶是其标志酶,可分解细胞代谢产生的过氧化
氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述不正确的是( )
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A.过氧化物酶体具有单层膜结构
B.过氧化物酶体的形成与生物膜的流动性有关
C.基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构
D.过氧化氢酶是探究酶最适温度的理想实验材料
【答案】D
【分析】根据题干信息分析可知,过氧化物酶体是一种细胞器,广泛存在于于真核细胞中;过氧化物酶体
可由内质网出芽生成,从细胞质溶液中摄取特异蛋白质及脂质促进过氧化物酶体生长;过氧化物酶体也可
分裂形成多个过氧化物酶体。
【详解】A、过氧化物酶体可由内质网出芽生成,为单层膜结构的细胞器,A 正确;
B、过氧化物酶体可由内质网出芽生成,这过程与细胞膜的流动性有关,B 正确;
C、基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构及生物学功能,C 正确;
D、过氧化氢受热易分解,则不适宜用过氧化氢酶作为探究酶最适温度的实验材料,D 错误。
故选D。
二、非选择题
16.Cox10 基因功能缺失导致线粒体功能异常,进而诱发小鼠患心肌病,随病程发展会导致小鼠死亡。
(1)线粒体是 的主要场所,产生的ATP 用以维持心脏功能。
(2)Omal 蛋白可以调节线粒体功能。为研究Omal 蛋白和Cox10 蛋白的关系,科研人员敲除小鼠相关基因、
统计其生存率,结果如图1。双敲除组生存率 Cox10 基因单敲除组和WT 组,说明Omal 蛋白
可以 由Cox10 蛋白功能异常导致的线粒体心肌病的发病进程。
10
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(3)活化的Om al 蛋白可将长链Opal(-Opal)切割成短链(s-Opal),诱导线粒体融合,进而发挥作用。根据图2
结果分析, 组和 组长链和短链Opal 蛋白含量无显著差异,说明正常条件下Omal
蛋白的活性很低;Cox10 蛋白功能异常时可激活Omal 蛋白的依据是 。
【答案】(1)有氧呼吸
(2) 低于(或显著低于) 改善(或减缓)
(3) 1 4 2 组1-Opal 含量显著低于1 组,s-Opal 含量显著高于1 组
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第
一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合
成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】(1)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,在线粒体内可以进行有氧呼吸的第二阶段和第三
阶段。
(2)据图分析,实验的自变量是天数和基因情况,因变量是生存率,据图示曲线变化可知,双敲除组
(敲除Omal 和Cox10 组别)生存率低于(或显著低于)Cox10 基因单敲除组和WT 组,说明Omal 蛋白可
以改善(或减缓)由Cox10 蛋白功能异常导致的线粒体心肌病的发病进程。
(3)分析题意,Opal(-Opal)是长链组,(s-Opal)是短链组,图中1 组是WT 组,可作为对照,根据图2 结
果分析,1 组和4 组长链和短链Opal 蛋白含量无显著差异;据图可知,2 组1-Opal 含量显著低于1 组,s-
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Opal 含量显著高于1 组,说明正常条件下Omal 蛋白的活性很低,Cox10 蛋白功能异常时可激活Omal 蛋白。
17.学习以下材料,回答(1)~(4)题。
溶酶体快速修复机制
溶酶体是细胞的“消化车间”,内含多种水解酶。研究发现溶酶体还具有参与细胞免疫、清除受损细胞组
分等功能。溶酶体损伤是许多疾病的标志,尤其像阿尔茨海默病等神经退行性疾病。为此,科研人员对溶
酶体修复机制进行了探索。
溶酶体膜通透化(LMP)是溶酶体损伤的重要标志,严重的LMP 会引发溶酶体自噬。研究者利用生物素
标记,通过蛋白质组学方法筛选溶酶体受损后膜表面特异性富集的蛋白质,来研究与溶酶体损伤修复相关
的蛋白,并弄清了溶酶体损伤的快速修复机制,即PITT 途径(如图1)。一般的情况下,内质网和溶酶体
几乎不接触,而当溶酶体发生膜损伤时,外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A 激酶,从而在受损的溶酶体膜上产
生较高水平的PI4P。而PI4P 招募ORP 使内质网广泛包裹受损溶酶体,并介导PS 转移进溶酶体。与此同时,
PI4P 还可以招募OSBP,将胆固醇转运到受损溶酶体。胆固醇含量升高可以提高溶酶体膜的稳定性。而PS
的积累会激活ATG2 将大量脂质运送到溶酶体,修复溶酶体膜。
研究表明PITT 途径的关键酶缺失,会导致严重的神经退行性疾病和早衰,该途径的发现为我们研究与溶
酶体功能障碍相关的衰老和疾病提供了新思路。
(1)真核细胞中的膜结构共同构成了 。当溶酶体受损时,内质网将其包裹,体现了内质网膜具有
的结构特点。
(2)为筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白,将生物素连接酶T 靶向连接在溶酶体表面,再用物质L 引发溶酶
体损伤,实验组处理如图2。对照组步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的处理分别为 (选填选项前的字母)。选择
的蛋白质作为候选蛋白。
a.+生物素 b.+L c.不处理
12
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注:生物素连接酶T 可将临近的蛋白质标记上生物素
(3)研究人员利用红色荧光标记溶酶体,利用绿色荧光标记内质网,通过显微镜观察溶酶体与内质网的作用
情况(图3),根据文中信息预期3、4 组荧光的结果(“A”或“B”)填入表格。
分组
材料
处理
结果
1
正常细胞
不处
理
A
2
正常细胞
+L
B
3
敲除PI4K2A 基因细胞
不处
理
①
4
敲除PI4K2A 基因细胞
+L
②
(4)根据本文信息,在答题卡上完善溶酶体修复的PITT 途径 。
【答案】(1) 生物膜系统 一定流动性
(2) c、a 实验组含量显著高于对照组
(3) A A
(4)PI4K2A 激酶→膜上PI4P↑→招募ORP→PS 进入溶酶体→激活ATG2→将大量脂质输送到溶酶体、同时膜
上PI4P↑→招募OSBP→将胆固醇转运到受损的溶酶体
【分析】1、溶酶体:
(1)内含有多种水解酶。
(2)作用:通过自噬作用能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。(3)溶酶体
的内部为酸性环境,与细胞质基质(pH≈7.2)显著不同。
2、生物膜系统;细胞膜、细胞器膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分
13
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和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。
【详解】(1)真核细胞中的细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构共同构成了生物膜系统。当溶酶体受损时,
内质网将其包裹,体现了内质网膜具有一定的流动性的结构特点。
(2)根据题意,该实验的目的是筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白,因此实验的自变量是溶酶体是否损
伤,根据图2 可知,实验组的处理为生物素连接酶T 靶向连接在溶酶体表面,步骤Ⅰ用物质L 引发溶酶体
损伤,步骤Ⅱ用生物素处理后一段时间收集用生物素标记的蛋白质;因此对照组的步骤Ⅰ不用物质L 处理,
使溶酶体保持正常,步骤Ⅱ同样用生物素处理(无关变量保持相同),处理后一段时间收集用生物素标记
的蛋白质,对照组与实验组结果进行比较,选择实验组含量显著高于对照组的蛋白质作为候选蛋白,从而
筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白。综上所述,对照组步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的处理分别为c、a。
(3)根据资料中的信息可知,一般的情况下,内质网和溶酶体几乎不接触,而当溶酶体发生膜损伤时,
外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A 激酶,从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P 招募ORP 使
内质网广泛包裹受损溶酶体,并介导PS 转移进溶酶体。研究人员利用红色荧光标记溶酶体,利用绿色荧
光标记内质网,通过显微镜观察溶酶体与内质网的作用情况,分析表中信息可知,1 组正常细胞不用物质
L 处理,因此溶酶体保持正常,那么1 组情况下,内质网和溶酶体几乎不接触,出现了结果A;2 组组正常
细胞用物质L 处理,因此溶酶体被损伤,那么2 组情况下,当溶酶体发生膜损伤时,外溢的Ca2+迅速招募
PI4K2A 激酶,从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P 招募ORP 使内质网广泛包裹受损溶
酶体,因此出现结果B。3 组中敲除PI4K2A 基因细胞,但是该组不用物质L 处理,因此溶酶体保持正常,
故该情况下内质网和溶酶体几乎不接触,因此预期3 组荧光的结果与1 组相同,即为A;而4 组中敲除
PI4K2A 基因细胞,该组用物质L 处理,那么溶酶体受到损伤,但是由于敲除PI4K2A 基因,缺乏PI4K2A
激酶,不能在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P,不能招募ORP,因此内质网和溶酶体几乎不接触,
因此预期4 组荧光的结果与1 组相同,即为A。
(4)根据资料信息可知,溶酶体损伤的快速修复机制,即PITT 途径为:当溶酶体发生膜损伤时,外溢的
Ca2+迅速招募PI4K2A 激酶,从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P 招募ORP 使内质网广
泛包裹受损溶酶体,并介导PS 转移进溶酶体。与此同时,PI4P 还可以招募OSBP,将胆固醇转运到受损溶
酶体。胆固醇含量升高可以提高溶酶体膜的稳定性。而PS 的积累会激活ATG2 将大量脂质运送到溶酶体,
修复溶酶体膜。综上所述,溶酶体修复的PITT 途径:PI4K2A 激酶→膜上PI4P↑→招募ORP→PS 进入溶酶
体→激活ATG2→将大量脂质输送到溶酶体、同时膜上PI4P↑→招募OSBP→将胆固醇转运到受损的溶酶体。
18.EB 病毒(EBV)可引发鼻咽癌等癌症。我国科研人员制备有效阻断EBV 感染的单克隆抗体,为治疗
和疫苗研发提供思路。
(1)如图1 所示,EBV 表面的糖蛋白gHgL 与上皮细胞表面受体(如E2 等)结合后,引起gB 发生 变化,
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启动病毒包膜和上皮细胞膜融合。膜融合过程体现了膜具有 性。gHgL 可作为制备有效阻断EBV 感染的
单克隆抗体的 。
(2)研究人员从EBV 感染者外周血中分离出单个核细胞(PBMC),包含自然杀伤(NK)细胞、T 细胞、B
细胞。将下表中不同荧光标记的分子与PBMC 培养后筛选出目标细胞,将目标细胞中的抗体mRNA 为
cDNA,扩增出gHgL 抗体基因,转入细胞成功表达出单克隆抗体。筛选出的目标细胞应具有荧光 (选
填字母)。
不同荧光标记的分子
相关分子的特点
荧光A-抗CD4 抗体
CD4 为辅助性T 细胞的标记分子
荧光B-抗CD8 抗体
CD8 为细胞毒性T 细胞的标记分子
荧光C-抗CD20 抗体
CD20 为B 细胞的标记分子
荧光D-抗CD56 抗体
CD56 为NK 细胞的标记分子
荧光E-gHgL
gHgL 可与细胞上的受体特异性结合
(3)经筛选得到单抗D8,与已报道的单抗A1 相比,两者都有较强的gHgL 结合能力,都能显著抑制EBV 病
毒感染上皮细胞。将gHgL 与D8 或A1 混合接触后,检测与上皮细胞表面受体E2 的结合能力,结果如图
2。
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分析实验结果可知D8 与A1 作用的区别是 。
【答案】(1) 空间结构 流动 抗原
(2) 逆转录 C、E
(3)D8 能够阻碍gHgL 和E2 结合,而A1 不能
【分析】单克隆抗体的特点是既能无限增殖、又能分泌大量抗体。
【详解】(1)依据图1 可知,gB 是上皮细胞膜的蛋白质,当EBV 表面的糖蛋白gHgL 与上皮细胞表面受
体(如E2 等)结合后,引起gB 发生了空间结构的改变,启动病毒包膜和上皮细胞膜融合,这体现了膜的
流动性。由于gHgL 与上皮细胞表面受体结合,导致单克隆抗体的抗原就不能与受体结合,也就是说gHgL
起到了阻断作用。
(2)cDNA 的获得是mRNA 通过逆转录形成的。根据gHgL 的作用机理,可知筛选出的目标细胞分泌产生
的抗体与B 细胞构成竞争关系,同时其发挥作用需要膜膜上的受体特异性结合,故筛选出的目标细胞应具
有荧光C 和E。
(3)依据图示信息和题干内容可知,gHgL 与D8 混合接触后,与上皮细胞表面受体E2 的结合能力明显下
降,而与A1 混合接触后,变化不大,说明D8 与A1 作用的区别是D8 能够阻碍gHgL 和E2 结合,而A1 不
能。
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