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1、
專題01 細胞的結構與功能
1.(2018·全國Ⅲ卷)回答下列與蛋白質相關的問題:
(1)生物體中組成蛋白質的基本單位是_________,在細胞中合成蛋白質時,肽鍵是在________這一細胞器上形成的。合成的蛋白質中有些是分泌蛋白,如______(填“胃蛋白酶”“逆轉錄酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白從合成至分泌到細胞外需要經過高爾基體,此過程中高爾基體的功能是_______。
(2)通常,細胞內具有正常生物學功能的蛋白質需要有正確的氨基酸序列和________結構,某些物理或化學因素可以導致蛋白質變性,通常,變性的蛋白質易被蛋白酶水解,原因是_______________
2、。
(3)如果DNA分子發(fā)生突變,導致編碼正常血紅蛋白多肽鏈的mRNA序列中一個堿基被另一個堿基替換,但未引起血紅蛋白中氨基酸序列的改變,其原因可能是_______________________。
【答案】(1)氨基酸 核糖體 胃蛋白酶 對蛋白質進行加工、分類和包裝
(2)空間 蛋白質變性使肽鍵暴露,暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸,使蛋白質降解
(3)遺傳密碼具有簡并性
【解析】(1)生物體中組成蛋白質的基本單位是氨基酸;細胞中合成蛋白質時,在核糖體上mRNA的因素可以使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散,肽鍵暴露,易與蛋白酶接觸,使蛋白質被水解。(3)編碼正常血紅蛋白多肽鏈的m
3、RNA序列中一個堿基被另一個堿基替換,改變后的密碼子翻譯的氨基酸還是原來的氨基酸,這是密碼子的簡并性,所以不引起血紅蛋白中基酸序列的改變。
2.(2018·江蘇卷)下圖為真核細胞中3種結構的示意圖,請回答下列問題:
(1)甲的名稱為___________,處于有絲分裂中期的洋蔥根尖細胞具有_______________________(在甲、乙、丙中選擇)。
(2)蛋白質合成活躍的卵母細胞中結構c較大,而蛋白質合成不活躍的肌細胞中結構c很小,這表明結構c與_____________(填序號)的形成直接有關。
①內質網 ②高爾基體?、壑行捏w ④核糖體
(3)許多重要的化學反應在生物
4、膜上進行,乙、丙分別通過_________(用圖中字母填空)擴大了膜面積,從而為這些反應需要的________________________提供更多的附著場所。
(4)在細胞分裂間期,結構乙的數(shù)目增多,其增多的方式有3種假設:Ⅰ.細胞利用磷脂、蛋白質等重新合成;Ⅱ.細胞利用其他生物膜裝配形成;Ⅲ.結構乙分裂增殖形成。
有人通過放射性標記實驗,對上述假設進行了探究,方法如下:首先將一種鏈孢霉營養(yǎng)缺陷型突變株在加有3H標記的膽堿(磷脂的前體)培養(yǎng)基中培養(yǎng),然后轉入另一種培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),定期取樣,檢測細胞中結構乙的放射性。結果如下:
標記后細胞增殖的代數(shù)
1
2
3
4
測得的相
5、對放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①與野生型相比,實驗中所用鏈孢霉營養(yǎng)缺陷型突變株的代謝特點是______________________。
②實驗中所用的“另一種培養(yǎng)基”在配制成分上的要求是_____________________。
③通過上述實驗,初步判斷3種假設中成立的是____________(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中選擇)。
【答案】(1)細胞核 乙
(2)④
(3)e、h 酶
(4)①自身不能合成膽堿
②成分與前一步驟的培養(yǎng)基相同,只是膽堿沒有3H標記
③Ⅲ
【解析】(1)根據(jù)以上分析已知,圖中甲表示細胞核,乙表示線粒體,丙表示葉綠體;處于有絲分裂
6、中期的洋蔥根尖細胞沒有葉綠體和成形的細胞核,但是有線粒體。(2)根據(jù)以上分析已知,圖中c表示核仁,蛋白質合成活躍的卵母細胞中結構c較大,而蛋白質合成不活躍的肌細胞中結構c很小,而蛋白質的合成場所是核糖體,因此說明核仁與核糖體的形成有關,故選④。(3)葉綠體和線粒體都具有增大膜面積的方式,如葉綠體通過h類囊體薄膜的堆疊增大了光合作用光反應的場所;線粒體通過e內膜向內折疊增大了有氧呼吸第三階段的面積,從而為這些反應需要的酶提供更多的附著場所。(4)①根據(jù)表格分析,鏈孢霉營養(yǎng)缺陷型突變株在加有3H標記的膽堿(磷脂的前體)培養(yǎng)基中培養(yǎng)后,然后轉入另一種培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),隨著細胞增殖的代數(shù)的增加,相對放
7、射性逐漸降低,說明鏈孢霉營養(yǎng)缺陷型突變株自身不能合成膽堿。②實驗中所用的“另一種培養(yǎng)基”成分與前一步驟的培養(yǎng)基相同,只是膽堿沒有3H標記。③根據(jù)以上分析可知,線粒體是分裂增殖形成的。
3.如圖是某同學在“目鏡10×,物鏡40×”時顯微鏡下看到的圖像,據(jù)圖回答下列問題:
(1)欲將圖中③所指的細胞移到視野的中央進行觀察,則裝片應向______________方移動。
(2)一個細小物體若被顯微鏡放大50倍,這里“被放大50倍”是指放大該標本的_____________。
(3)當顯微鏡的目鏡為10×、物鏡為10×時,在視野直徑范圍內看到一行相連的8個細胞,若目鏡不變、物鏡換成40
8、×時,則在視野中可看到細胞_________個。
(4)如圖是顯微鏡下觀察到的幾種細胞或組織圖像(D中細胞取自豬的血液)。
科學家依據(jù)__________________將細胞分為原核細胞和真核細胞。提取細胞膜時通常選用D圖中的紅細胞,原因是___________________________。
【答案】(1)左下
(2)長度或寬度
(3)2
(4)有無以核膜為界限的細胞核 哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器
圍內看到一行相連的8個細胞。若目鏡不變,物鏡換成40×時,顯微鏡的放大倍數(shù)是400×,是原來的4倍,因此看到的細胞數(shù)目是1/4×8=2
9、個。(4)科學家依據(jù)有無核膜包被的細胞核將細胞分為原核細胞和真核細胞。據(jù)圖分析,A表示動物的口腔上皮細胞,B表示藍藻,C表示葉肉細胞,D表示紅細胞。提取細胞膜時通常選用哺乳動物成熟的紅細胞,原因是哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器。
4.如圖是某同學通過電子顯微鏡觀察并繪制的兩類細胞結構模式圖,請據(jù)圖回答以下問題:
(1)圖中Ⅰ細胞是_________細胞,該細胞并不適合用來制備細胞膜,原因是___________________________________________。
(2)圖中Ⅱ細胞可能是下列哪種細胞___________。
A.黑藻的葉肉 B.硝化
10、細菌 C.酵母菌 D.藍藻
(3)圖中Ⅱ細胞的邊界是⑧,而不是?,因為⑧具有_________性,而?不具有該特點。在該種生物體內,細胞之間可通過胞間連絲實現(xiàn)物質和能量的交換及________________,請寫出判斷Ⅱ細胞是不是活細胞的實驗方案:_______________。(只寫一種)
(4)下列所示的生化反應中,在圖中⑥和⑩兩種細胞器內都不能發(fā)生的是________________(填序號)。
①CO2→葡萄糖 ②葡萄糖→CO2 ③[H]+O2→H2O ④H2O→[H]+O2
⑤氨基酸→蛋白質 ⑥DNA→mRNA
11、 ⑦ADP+Pi+能量→ATP ⑧RNA→RNA
【答案】(1)動物 該細胞中含有核膜和多種細胞器膜,不便于制備純凈的細胞膜
(2)A
(3)選擇透過性 信息交流 觀察其能否發(fā)生質壁分離與復原(觀察細胞質或葉綠體的流動、染色排除法)
(4)②⑧
【解析】分析題圖:圖中Ⅰ細胞是動物細胞,圖中Ⅱ細胞是植物細胞,其中①是中心體、②是內質網、③是核糖體、④是細胞核、⑤是細胞膜、⑥是線粒體、⑦是高爾基體、⑧是細胞膜、⑨是液泡、⑩是葉綠體、?是細胞壁,據(jù)此答題。(1)圖中Ⅰ細胞沒有細胞壁,具有中心體,是動物細胞;該細胞中含有核膜和多種細胞器膜,不便于制備純凈的細胞膜,故
12、該細胞不適合用來制備細胞膜。(2)圖中Ⅱ細胞含有成形的細胞核,屬于真核生物,因此不可能是硝化細菌或藍藻,B、D項錯誤;細胞中含有⑩葉綠體,能進行光合作用,故可能是黑藻的葉肉,而不可能是酵母菌,A項正確,C項錯誤。(3)圖中Ⅱ細胞的死細胞不能發(fā)生質壁分離與復原,所以還可以根據(jù)能否發(fā)生質壁分離與復原來判斷細胞的死活。(4)⑥是線粒體,是有氧呼吸的主要場所,⑩是葉綠體,是光合作用的場所。CO2→葡萄糖發(fā)生在暗反應階段,場所是葉綠體基質,①錯誤;葡萄糖→CO2是有氧呼吸的第一、第二階段,或者是無氧呼吸,而線粒體是不能分解葡萄糖的,線粒體分解的底物是丙酮酸,②正確;[H]+O2→H2O發(fā)生在有氧呼吸第三
13、階段,場所是線粒體內膜,③錯誤;H2O→[H]+O2發(fā)生在光反應階段,場所是葉綠體的類囊體薄膜,④錯誤;氨基酸→蛋白質發(fā)生在核糖體,而葉綠體和線粒體內也含有核糖體,可以進行該過程,⑤錯誤;DNA→mRNA是轉錄過程,主要發(fā)生在細胞核,也可以發(fā)生在葉綠體和線粒體內,⑥錯誤;ADP+Pi+能量→ATP可以發(fā)生在光反應階段,也可以發(fā)生有氧呼吸的三個階段,即可以發(fā)生在線粒體和葉綠體內,⑦錯誤;RNA→RNA是RNA的自我復制,發(fā)生在被某些病毒侵染的細胞質基質內,不能發(fā)生在線粒體和葉綠體內,⑧正確。故在圖中⑥和⑩兩種細胞器內都不能發(fā)生的是②⑧。
5.下圖為真核細胞結構及細胞內物質合成與轉運的示意圖?;?/p>
14、答下列問題:
(1)圖中細胞內含有DNA和RNA的結構有________(填序號)。
(2)若該細胞為人的胰島B細胞,合成胰島素的場所是_______(填序號),合成后運輸?shù)絖_____(填序號)中進一步加工。
(3)新轉錄產生的mRNA經一系列加工后穿過細胞核上的______轉運到細胞質中。由圖可知一條mRNA可同時結合幾個①結構,其生理作用是_________。
(4)結合示意圖以及④⑤的結構功能分析,雖然線粒體和葉綠體有自己的DNA和核糖體,但仍然需要______控制合成某些蛋白質或酶。
【答案】(1)④⑤⑥
(2)① ②、③
(3)核孔 同時合
15、成多條相同肽鏈(蛋白質)
(4)細胞核
由圖可知一條mRNA可同時結合幾個①核糖體進行翻譯,同時合成多條相同肽鏈(蛋白質)。(4)雖然線粒體和葉綠體有自己的DNA和核糖體,并且能合成一部分酶和蛋白質,但仍然需要細胞核控制合成的某些蛋白質或酶,因此線粒體和葉綠體是“半自主”的細胞器。
6.下圖甲細胞可產生抗體,乙表示正在出芽的酵母菌。請回答下列問題:
(1)上述甲細胞的結構中,屬于細胞代謝和遺傳控制中心的是[ ]________;按順序寫出抗體合成與分泌過程中,經過的細胞結構:____________________(用數(shù)字標號和箭頭表示)。
(2)甲細胞比乙細胞代謝速率快,從結構
16、方面找出一條原因:_____________________。
(3)從甲細胞[5]結構上提取了某種物質,用非酶法處理后,加入雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色;若加入斐林試劑并加熱,出現(xiàn)磚紅色沉淀,則說明該物質是________;此物質的存在體現(xiàn)了[5]結構具有__________________的功能。
【答案】(1)2細胞核 4→3→7→5
(2)甲細胞中線粒體(核孔、核糖體)的數(shù)量較乙細胞多(或甲細胞與外界接觸面大,或膜面積、內質網面積大)
(3)糖蛋白 進行信息交流
【解析】(1)細胞代謝和遺傳控制中心的是[2]細胞核;抗體屬于分泌蛋白,在4核糖體上合成,然后運進3內質網進行
17、加工,通過7高爾基體的分類、包裝,最后通過5細胞膜的胞吐作用分泌。(2)據(jù)圖可知,甲細胞中線粒體(核孔、核糖體)的數(shù)量較乙細胞多(或甲細胞與外界接觸面大,或膜面積、內質網面積大),所以甲細胞比乙細胞代謝速率快。(3)從甲細胞[5]結構上提取了某種物質,用非酶法處理后,加入雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色,說明該物質含有多肽(蛋白質);加入斐林試劑并加熱,出現(xiàn)磚紅色沉淀,說明該物質含有還原糖,則該物質是糖蛋白;糖蛋白參與細胞間的信息交流。
7.圖1為動物細胞結構示意圖,圖2表示胰島素合成、加工和分泌的過程。據(jù)圖回答下列問題:
(1)圖1為動物細胞_____________(填“顯微”或“亞顯微”)結構
18、示意圖。圖2中a、b、c分別對應于圖1中的細胞器是_________________(填編號)。
(2)下面列舉了圖1和圖2中部分結構和其對應的主要成分,對應有誤的是_________。
A.結構①:脂質、蛋白質、糖類
B.結構⑤:脫氧核糖核酸、蛋白質
C.結構a:核糖核酸、蛋白質
D.結構c:雙層磷脂雙分子層
(3)圖1中,各種生物膜的結構和化學成分相似,但各種膜的功能差別較大的原因是__________________________。若圖1為癌細胞,則①的顯著變化是___________,癌變后細胞周期的變化是_____。
(4)圖l細胞與洋蔥根尖分生區(qū)細胞
19、相比:圖1細胞特有的結構是____________(填編號),該結構與細胞的______________有關;后者特有的結構是_______________。
(5)為了研究圖2所示生理過程(分泌蛋白合成與分泌的過程),一般可采用的實驗方法是____________。
【答案】(1)亞顯微 ③⑧⑥
(2)D
(3)膜上蛋白質的種類和數(shù)量不同 糖蛋白減少 縮短
(4)④ 有絲分裂 細胞壁
(5)同位素示蹤法
【解析】(1)分析題圖1可知,①是細胞膜,②是線粒體,③是核糖體,④是中心體,⑤是染色質,量的糖類,A正確;結構⑤為染色質,主要由
20、脫氧核糖核酸、蛋白質構成,B正確;結構a為核糖體,其主要成分是核糖核酸和蛋白質,C正確;結構c為高爾基體,由單層膜組成,D錯誤,故選D。(3)不同功能的生物膜含有的蛋白質的種類和數(shù)量不同,功能越復雜的生物膜含有的蛋白質種類和數(shù)量越多,反之亦然,所以各種膜的功能差別較大的原因是膜上蛋白質的種類和數(shù)量不同。癌變細胞表面的糖蛋白減少,容易擴散和轉移,癌變后細胞周期變短,細胞分裂速度加快,變成惡性增殖的細胞。(4)與洋蔥根尖分生區(qū)細胞相比,動物細胞特有的結構是④中心體,中心體與動物細胞的有絲分裂有關;洋蔥根尖分生區(qū)細胞與動物細胞相比,特有的結構是細胞壁。(5)研究分泌蛋白合成與分泌的過程一般采用同位素示蹤法。