1、专题提升练1一、选择题1.(2022广东名校联考)氾胜之书中记载道:“凡耕之本,在于趣时和土,务粪泽,早锄早获。春冻解,地气始通,土一和解。夏至,天气始暑,阴气始盛,土复解。夏至后九十日,昼夜分,天地气和。以此时耕田,一而当五,名曰膏泽,皆得时功。”下列对应原理错误的是()A.“务粪泽”适当施肥和灌溉能提高土壤中矿质元素的含量,有利于植物生长B.“早锄”农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和营养物质而产生的竞争C.“春冻解,地气始通”春天温度升高,植物细胞内自由水与结合水的比值下降D.“以此时耕田”中耕松土使土壤含氧量升高,有利于根系吸收矿质元素2.(2022安徽一模)生命是物质、能量和信息的
2、统一体,细胞中有许多重要物质和结构与此有关。下列相关说法错误的是()A.核酸是遗传信息的携带者,绝大多数生物的遗传物质是DNAB.蛋白质是生命活动的主要承担者,绝大多数的蛋白质是酶C.ATP与ADP的相互转化是细胞的能量供应机制D.胞间连丝和细胞膜上的受体都与细胞间的信息交流有关3.(2022湖南卷)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是()A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污
3、效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染4.(2022河北衡水调研)冠状病毒是单股正链RNA病毒,其RNA可直接作为mRNA翻译成蛋白质。人们在研究冠状病毒的增殖过程中发现:宿主细胞骨架在病毒与宿主的互作中扮演了重要角色。细胞骨架作为宿主细胞的固有结构,病毒从入侵开始便利用错综复杂的细胞骨架到达复制位点,通过破坏或诱导细胞骨架的重排,完成复制和组装并释放子代病毒。下列说法错误的是()A.冠状病毒跟噬菌体一样,只有遗传物质在合成子代病毒的过程中发挥作用B.细胞骨架主要是由蛋白质纤维组成的网架结构,能锚定并支撑许多细胞器C.细胞骨架与病毒的相互作用可为抗病毒药物设计提供一定的理论依据
4、D.宿主细胞最终通过细胞凋亡释放子代冠状病毒5.(2022江苏南通模拟)法布里病患者溶酶体中缺少-半乳糖苷酶,使得糖脂无法被分解而聚集在溶酶体中。某科研人员构建了可以生产-半乳糖苷酶药用蛋白的细胞株,用来改善患者的症状。下列相关叙述错误的是()A.-半乳糖苷酶是在细胞的溶酶体内合成的B.药用蛋白的产生与高尔基体的加工、分类和包装有关C.药用蛋白通过胞吞的方式进入细胞后,囊泡膜可与溶酶体膜融合D.法布里病可通过测定酶活性或糖脂的分布来进行诊断6.亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质,可通过其中的一段特殊氨基酸序列(NLS)与相应的受体蛋白识别,并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下,转运复
5、合物与核孔结合后进入细胞核,该过程消耗细胞中的ATP。下列说法错误的是()A.真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列B.分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核C.细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累7.(2022山东联考)SREBP蛋白裂解激活蛋白(S蛋白)可协助SREBP前体从内质网转运到高尔基体。该前体在高尔基体中经酶切后,产生具有转录调节活性的N端结构域,随后被转运到细胞核,激活下游胆固醇合成途径相关基因的表达。白桦酯醇能特异性结合S蛋白并抑制其活化。下列说法错误的是()A.S蛋白活化后,空间结构发生变化B.S蛋白可促
6、进胆固醇合成酶在细胞核内的合成C.白桦酯醇可减少N端结构域的产生,降低血液中胆固醇的含量D.SREBP前体从内质网转运到高尔基体需要消耗代谢产生的能量8.(2022云南昆明模拟)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积先减小,后保持不变。下列叙述错误的是()A.物质A溶液的渗透压大于细胞液的渗透压B.物质A不能通过细胞的细胞壁和原生质层C.细胞体积与原生质体体积的变化量不相等D.原生质体的体积变化说明细胞有生物活性9.(2022广东汕头一模)在干旱时,水稻的保卫细胞通过失水而使气孔关闭,从而降低蒸腾作用。研究发现,在气孔关闭的过程中,
7、保卫细胞膜上向外运输K+的转运蛋白活性增强。若抑制K+转运蛋白磷酸化,则气孔无法关闭。下列有关叙述错误的是()A.气孔关闭是因为保卫细胞向外运输K+B.K+转运蛋白发生磷酸化可促进气孔关闭C.气孔关闭会使光合作用速率降低D.保卫细胞失水只能通过自由扩散的方式进行10.生物膜和人工膜(只含有四层磷脂分子)对多种物质的通透性有差异,如两者对O2的通透性相同,而生物膜对H2O的通透性明显高于人工膜,生物膜对K+、Na+有较高的通透性,而K+、Na+几乎不能通过人工膜,下列叙述正确的是()A.生物膜上可能存在协助O2通过的转运蛋白B.H2O以协助扩散的方式顺浓度梯度通过人工膜C.据题可知,K+、Na+
8、通过生物膜需要消耗能量D.同一物质出入同一细胞的跨膜运输方式可能不同11.(2022湖南长沙模拟)蛋白质是细胞生命活动的主要承担者,多肽只有折叠成正确的空间结构,才具有正常的生物学功能,若发生错误折叠,则无法从内质网运输到高尔基体。错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体等细胞器在细胞内堆积会影响细胞的功能。研究发现,细胞可通过如图所示的机制对蛋白质和细胞器的质量进行精密调控,减少细胞内功能异常的蛋白质和细胞器的数量,避免它们对细胞生命活动产生干扰。下列有关叙述不正确的是()A.错误折叠的蛋白质会被泛素标记,被标记的蛋白质与自噬受体结合,被包裹进吞噬泡,最后被溶酶体降解B.损伤的线粒体也可被标记并最终被
9、溶酶体降解,其中的生物膜结构在溶酶体中可被降解并释放出氨基酸、磷脂(甘油、磷酸及其他衍生物)等物质C.降解产物可被细胞重新利用,可节约物质进入细胞消耗的能量D.该过程利用了膜的流动性,但不涉及信息交流12.(2022河北保定模拟)H+-K+-ATP酶位于胃壁细胞,是质子泵的一种,它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中,对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的生理意义。其作用机理如图所示(“+”表示促进磷酸化)。下列相关叙述错误的是()A.H+-K+-ATP酶的作用是作为载体蛋白和催化ATP水解B.胃壁细胞中Ca2+浓度降低,会引起胃酸的分泌量减少
10、C.抑制H+-K+-ATP酶的活性可缓解胃酸过多的病症D.由图推测,H+和K+的跨膜方式为自由扩散二、非选择题13.(2022河北省级联测)庞贝病是由溶酶体中酸性-葡萄糖苷酶(GAA)遗传缺陷或功能障碍引起的。2021年8月6日,美国FDA宣布批准艾夫糖苷酶替代疗法(Nexviazyme)上市,用于治疗1岁及以上的晚发性庞贝病患者。与标准治疗-葡萄糖苷酶相比,Nexviazyme治疗后的M6P(甘露糖-6-磷酸)受体含量增加约15倍,旨在帮助改善细胞对酶的摄取并增强目标糖原的清除。下图是正常肌细胞和庞贝影响肌细胞的对比图,回答下列问题。(1)据图可知,在正常肌细胞中,糖原分解为发生在中。在庞贝
11、影响肌细胞内,此过程受阻,直接原因是减少,导致全身肌肉细胞中的积累,进而导致不同肌肉不可逆性损伤。(2)由题意推测可知,将GAA转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加的含量。Nexviazyme疗法通过靶向此途径,来增强GAA向肌肉细胞溶酶体中的转运。(3)标准治疗与Nexviazyme治疗是一组对照实验,实验应选取(填“健康人”或“庞贝病患者”)作为研究对象,将其分为两组,同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量。若某庞贝病患者的病因为功能障碍,则采用Nexviazyme疗法(填“有效”或“无效”),原因是(要求解释原因时至少提到四种有关物质和一种细胞结构)。14.葡萄糖转运体是一类镶嵌在细
12、胞膜上、可转运葡萄糖的载体蛋白,广泛存在于体内各种组织细胞中。它分为两类:一类是钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT),可逆浓度梯度转运葡萄糖;另一类是非钠依赖的葡萄糖转运体(GLUT),可顺浓度梯度转运葡萄糖,其转运过程不消耗能量。SGLT和GLUT均有多种类型,其中SGLT1主要存在于小肠上皮细胞的纹状缘,吸收肠腔中葡萄糖的同时伴有Na+的转运,具体过程如图所示。请据图分析并回答下列问题。(1)正常情况下,血糖的来源是食物中糖类的消化吸收、。小肠上皮细胞膜上的SGLT1逆浓度梯度转运葡萄糖时没有直接消耗ATP,其转运葡萄糖时需要的动力来自。非钠依赖的葡萄糖转运体(GLUT)顺浓度梯度转运葡萄糖的
13、运输方式是。(2)目前发现的GLUT共有14种,不同的组织细胞所具有的GLUT有明显的差异,产生这种差异的根本原因是。GLUT2主要分布于能释放葡萄糖入血的细胞膜上,据此推测,除小肠上皮细胞外,细胞上也具有该载体。(3)对胰岛素敏感的GLUT4广泛存在于靶细胞(脂肪细胞、骨骼肌细胞等)细胞质中的囊泡膜上,若胰岛素分泌量增加,GLUT4可以促进靶细胞加速摄取葡萄糖。研究者认为胰岛素调节细胞吸收葡萄糖的速率是通过调节GLUT4在细胞中的分布来实现的。现有经过改造的脂肪细胞,其表达出的GLUT4带有绿色荧光。请以胰岛素和改造的脂肪细胞为材料,设计实验来验证上述结论(要求简要写出实验思路和预期结果)。
14、15.(2022河北衡水模拟)缺氧是多种危重症的起因,与多种疾病的发生、发展密切相关。某研究小组用人工培养的心肌细胞为材料,研究缺氧条件对细胞线粒体结构和功能的影响。请回答下列问题。(1)线粒体是进行的主要场所。(2)利用显微镜观察缺氧4 h后心肌细胞线粒体的形态、数量变化,并进一步对细胞呼吸指标进行测定,结果如图1所示。发现缺氧导致,即线粒体出现碎片化,结构损伤明显;缺氧后心肌细胞ATP的产生量比正常组降低约50%。由于有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多,据此推测,线粒体的(填结构名称)损伤严重,导致无法正常生成大量ATP。图1显微镜观察细胞中线粒体形态(3)研究人员推测缺氧信号会导致Drp1
15、蛋白的修饰水平改变,从而改变其与线粒体膜上LRRK2蛋白的结合力,导致ATP生成大幅减少。图2结果说明:缺氧使,进而;而突变的Drp1由于其空间结构改变,与相关蛋白的结合力相对较弱,最终会减轻缺氧导致的不良影响。图2正常组和缺氧组Drp1蛋白磷酸化水平及与LRRK2蛋白结合力检测图3Drp1蛋白参与线粒体分裂的示意图(4)研究表明,Drp1是与线粒体裂变(线粒体分裂)有关的重要蛋白,多个Drp1分子围绕线粒体形成指环结构并通过改变分子间的距离或角度,逐渐压缩直至线粒体断裂,产生两个独立的线粒体(如图3所示)。请结合(2)(3)(4)结果,对缺氧导致心肌细胞ATP生成减少的机理作出合理推测: 。
16、专题提升练11.C解析:植物的生长需要水和无机盐,因此适当施肥和灌溉能提高土壤中矿质元素的含量,有利于植物生长,A项正确;杂草和农作物形成竞争关系,因此“早锄”的原理是农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和营养物质而产生的竞争,B项正确;春天温度升高,植物细胞内的结合水转化成自由水,故自由水与结合水的比值上升,C项错误;中耕松土、及时排涝,提高了根部的氧气含量,促进了根部细胞的细胞呼吸,有利于根系吸收矿质元素,D项正确。2.B解析:核酸是遗传信息的载体,是细胞内携带遗传信息的物质,绝大多数生物的遗传物质是DNA,A项正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的种类有很多,如结构蛋白、载体蛋白等
17、,酶只是其中的一部分,而不是绝大多数,B项错误;细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性,C项正确;高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,进行细胞间的信息交流,大多数信息分子需要与膜上的特异性受体结合,将信息传递给靶细胞,因此胞间连丝和细胞膜上的受体都与细胞间的信息交流有关,D项正确。3.B解析:根据题干信息可知,碱性蛋白酶在一定条件下(如加热)可发生自溶失活,A项正确;图解显示,一定程度的加热后再降温,变性的蛋白质可恢复到天然状态,B项错误;添加酶稳定剂可防止酶失活,加强了洗涤剂中碱性蛋白酶的催化效率,提高了洗涤剂的去污效果,C项正确;添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,使洗
18、涤剂向低磷和无磷的方向发展,减少了环境污染,D项正确。4.D解析:冠状病毒是RNA病毒,噬菌体是DNA病毒,病毒侵入宿主细胞,只有遗传物质才能注入细胞,因此只有遗传物质在合成子代病毒的过程中发挥作用,A项正确;真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架,细胞骨架主要是由蛋白质纤维组成的网架结构,能锚定并支撑许多细胞器,B项正确;细胞骨架与病毒的相互作用可为抗病毒药物设计提供一定的理论依据,C项正确;据题意可知,冠状病毒入侵宿主细胞后,通过破坏或诱导细胞骨架的重排,完成复制和组装并释放子代病毒,这一过程不属于细胞凋亡,D项错误。5.A解析:-半乳糖苷酶的化学本质是蛋白质,其合成场
19、所是核糖体,A项错误;药用蛋白属于分泌蛋白,其产生与高尔基体的加工、分类和包装有关,B项正确;药用蛋白是大分子物质,其通过胞吞的方式进入细胞并与溶酶体融合,C项正确;法布里病的诊断可通过酶活性测定或检测代谢产物来进行,D项正确。6.B解析:真核细胞的RNA聚合酶的化学本质为蛋白质,其具有NLS氨基酸序列,与相应的受体蛋白识别后,形成转运复合物,进入细胞核中进行转录,A项正确;核孔具有选择性,分子大小合适的蛋白质不一定都能通过核孔进入细胞核,B项错误;亲核蛋白的入核转运过程需要消耗ATP,因此细胞呼吸抑制剂会影响细胞呼吸过程中ATP的合成,进而影响亲核蛋白的入核转运过程,C项正确;NLS是一种能
20、够和亲核蛋白结合的特殊氨基酸序列,NLS氨基酸序列功能缺陷会导致亲核蛋白无法与相应的受体蛋白识别、结合形成转运复合物,使得亲核蛋白不能进入细胞核,进而导致亲核蛋白在细胞质内不正常积累,D项正确。7.B解析:蛋白质的功能取决于其空间结构,S蛋白活化后,功能发生改变,则空间结构也会发生改变,A项正确;S蛋白可以促进胆固醇合成酶的合成,但胆固醇合成酶是在细胞质中的核糖体上合成的,B项错误;白桦酯醇通过抑制S蛋白活化,可以减少N端结构域的产生,使与胆固醇合成途径相关的基因不能表达,从而降低血液中胆固醇含量,C项正确;SREBP前体从内质网转运到高尔基体通过囊泡运输,该过程消耗能量,D项正确。8.B解析
21、:将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,其原生质体的体积减小,说明细胞失水,故物质A溶液的渗透压大于细胞液的渗透压,A项正确;细胞壁具有全透性,物质A能通过。原生质体的体积先减小,后保持不变,说明细胞先失水,后保持动态平衡,故物质A不能通过原生质层,否则会发生质壁分离复原,B项错误;由于有细胞壁的保护和支持,且细胞壁的收缩性较小,细胞体积几乎不变,故细胞体积与原生质体体积的变化量不相等,C项正确;原生质体的体积先减小,后保持不变,说明细胞是活的,能控制物质进出,说明细胞有生物活性,D项正确。9.D解析:在气孔关闭的过程中,保卫细胞膜上向外运输K+的转运蛋白活性增强,A项正确;根据题意
22、可知,抑制K+转运蛋白磷酸化,则气孔无法关闭,说明K+转运蛋白发生磷酸化可促进气孔关闭,B项正确;气孔关闭,二氧化碳吸收量减少,会使光合作用速率降低,C项正确;保卫细胞失水能通过自由扩散和协助扩散的方式进行,D项错误。10.D解析:O2通过生物膜的方式属于自由扩散,不需要借助转运蛋白,因此生物膜上不存在协助O2通过的转运蛋白,A项错误;人工膜上没有转运蛋白,H2O以自由扩散的方式顺浓度梯度通过人工膜,B项错误;生物膜(含有转运蛋白)对K+、Na+有较高的通透性,而K+、Na+几乎不能通过人工膜(没有转运蛋白),说明K+、Na+通过生物膜需要借助转运蛋白,可能是协助扩散或主动运输,主动运输才需要
23、消耗能量,因此K+、Na+通过生物膜不一定需要消耗能量,C项错误;由题干可知,两者对O2的通透性相同,而生物膜对H2O的通透性明显高于人工膜,说明水通过生物膜的方式有协助扩散和自由扩散,因此同一物质出入同一细胞的跨膜运输方式可能不同,D项正确。11.D解析:据题图分析可知,泛素可标记错误折叠的蛋白质,使其与自噬受体结合,被包裹进吞噬泡,最后被溶酶体降解,A项正确;损伤的线粒体也可被标记并最终被溶酶体降解,其中的生物膜结构主要由磷脂双分子层和蛋白质构成,被溶酶体降解时,可释放出氨基酸、磷脂(甘油、磷酸及其他衍生物)等小分子物质,氨基酸可被细胞重新用于蛋白质的合成,磷脂可被细胞重新用于生物膜的构建
24、,B、C两项正确;该过程利用了膜的流动性,泛素标记错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体等细胞器、与溶酶体融合等过程均涉及信息交流,D项错误。12.D解析:据题图分析可知,在胃壁细胞内,H+通过主动运输的方式转运至细胞外。H+-K+-ATP酶在该过程的作用是作为载体蛋白及催化ATP水解,A项正确;由图示可知,胃壁细胞中Ca2+浓度降低,使胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中的量减少,会引起胃酸的分泌量减少,B项正确;抑制H+-K+-ATP酶的活性可缓解胃酸过多的病症,C项正确;由图推测,H+和K+的跨膜方式为主动运输,D项错误。13.答案:(1)葡萄糖溶酶体GAA糖原(2)M6P(甘露糖-6-磷酸)受体(
25、3)庞贝病患者相同且适宜有效Nexviazyme疗法可以增加M6P受体的含量,促进GAA转运到细胞内溶酶体中,使糖原分解为葡萄糖,减少糖原的积累解析:(1)据图可知,在正常肌细胞中,糖原分解为葡萄糖发生在溶酶体中,在庞贝影响肌细胞内,此过程受阻,直接原因是GAA减少,导致全身肌肉细胞中糖原的积累,从而导致不同肌肉不可逆性损伤。(2)由题意推测可知,将GAA转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加M6P(甘露糖-6-磷酸)受体的含量。(3)标准治疗与Nexviazyme治疗是一组对照实验,实验应选取庞贝病患者作为研究对象,将其分为两组,同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量相同且适宜。若某庞贝病
26、患者的病因为功能障碍,则采用Nexviazyme疗法是有效的,原因是此疗法可以增加M6P受体的含量,促进GAA转运到细胞内溶酶体中,使糖原分解为葡萄糖,减少糖原的积累。14.答案:(1)肝糖原的分解和脂肪等非糖物质的转化细胞内外Na+的浓度差协助扩散(2)基因的选择性表达肝脏(肾小管)(3)实验思路:改造的脂肪细胞经一定浓度的胰岛素处理后,持续检测脂肪细胞内绿色荧光的分布情况。预期结果:绿色荧光的分布逐渐由细胞质中的囊泡膜转移至细胞膜上。解析:(1)正常情况下,血糖的来源是食物中糖类的消化吸收、肝糖原的分解和脂肪等非糖物质的转化。据图分析可知,小肠上皮细胞膜上的SGLT1逆浓度梯度转运葡萄糖时
27、没有直接消耗ATP,其转运葡萄糖时需要的动力来自细胞内外Na+的浓度差。非钠依赖的葡萄糖转运体(GLUT)顺浓度梯度转运葡萄糖,需要载体,不需要能量,运输方式是协助扩散。(2)目前发现的GLUT共有14种,不同的组织细胞所具有的GLUT有明显的差异,产生这种差异的根本原因是基因的选择性表达。GLUT2主要分布于能释放葡萄糖入血的细胞膜上,除小肠上皮细胞外,肝脏和肾小管细胞也能向细胞外释放葡萄糖,故肝脏和肾小管细胞上也具有该载体。(3)为验证胰岛素调节细胞吸收葡萄糖的速率是通过调节GLUT4在细胞中的分布来实现的。现有经过改造的脂肪细胞,其表达出的GLUT4带有绿色荧光。可将其经一定浓度的胰岛素
28、处理后,持续检测脂肪细胞内绿色荧光的分布情况。预期结果:绿色荧光的分布逐渐由细胞质中的囊泡膜转移至细胞膜上。15.答案:(1)有氧呼吸(2)线粒体平均长度(体积)变小,数量变多内膜(3)Drp1的磷酸化水平升高增强了Drp1与LRRK2的结合力(4)缺氧导致心肌细胞Drp1的磷酸化水平升高,使线粒体的分裂异常,导致线粒体碎片化(线粒体内膜结构损伤),减弱了细胞有氧呼吸的功能解析:(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。(2)缺氧导致线粒体平均长度(体积)变小,数量变多,即线粒体出现碎片化,结构损伤明显;缺氧后心肌细胞ATP的产生量比正常组降低约50%。由于有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多,场所是线粒体内膜,据此推测,线粒体的内膜损伤严重,导致无法正常生成大量ATP。(3)研究人员推测缺氧信号会导致Drp1蛋白的修饰水平改变,从而改变其与线粒体膜上LRRK2蛋白的结合力,导致ATP生成大幅减少。图2结果说明:缺氧使Drp1的磷酸化水平升高,进而增强了Drp1与LRRK2的结合力;而突变的Drp1由于其空间结构改变,与相关蛋白的结合力相对较弱,最终会减轻缺氧导致的不良影响。(4)结合(2)(3)(4)结果,可对缺氧导致心肌细胞ATP生成减少的机理作出推测:缺氧导致心肌细胞Drp1的磷酸化水平升高,使线粒体的分裂异常,导致线粒体碎片化,减弱了细胞有氧呼吸的功能。
