专题一　细胞的物质基础与结构基础 新情境素材知识

专题一细胞的物质基础与结构基础新情境素材知识【典例分析1】李斯特氏菌是一种致死食源性细菌,当它侵入人体后,该菌的一种名为InIC的蛋白可通过阻碍人类细胞中的Tuba蛋白的活性,使细胞膜更易变形而有利于细菌在人类细胞之间快速转移,使人患脑膜炎。下列叙述正确的是 (

)

A.InIC蛋白在李斯特氏菌的核糖体上合成,该过程需要线粒体提供能量

B.Tuba蛋白和InIC蛋白的结构不同,这是基因选择性表达的结果

C.该菌能在人类细胞之间快速转移依赖于细胞膜的选择透过性

D.细胞膜控制物质进出的能力是有限的【答案】D【解析】李斯特氏菌属于原核生物,只含有核糖体一种细胞器,无线粒体,A错误;Tuba蛋白和InIC蛋白是不同生物体内的蛋白质,其结构不同是因为控制这两种蛋白质合成的基因不同,B错误;该菌能在人类细胞之间快速转移依赖于细胞膜的流动性,C错误;细胞膜控制物质进出的能力是有限的、相对的,D正确。故选D。【提分秘籍】在结构上的联系(1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,都具有一定的流动性。(2)在结构上具有一定的连续性,图示如下:(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)【典例分析2】(2024·江西模拟)正常温度时,生物膜既可保持正常的结构,又具有较强的流动性,称为液晶态;温度很低时,生物膜的流动性急剧降低,转变为凝胶态;如果环境温度很高,则变成无序的液体状态。胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动,又能将磷脂分子相隔开使其更易流动。下列叙述错误的是 (

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A.胆固醇可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应温度的范围变小

B.高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构,会导致生物膜变成无序状态

C.生物膜的流动性表现在组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能流动

D.胆固醇分子除构成动物细胞膜外,在人体内还参与血液中脂质的运输【答案】A【解析】胆固醇可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应的温度范围变大,A错误;根据题意“如果环境温度很高,则变成无序的液体状态”可推知高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构,会导致生物膜变成无序状态,B正确;由于组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能流动,因此生物膜具有流动性,C正确;胆固醇属于固醇,是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,D正确。故选A。【典例分析3】(2024·江西模拟)亲核蛋白是一类在细胞核内发挥作用的蛋白质,分为头部和尾部两部分,其肽链上有一段具有核定位作用的氨基酸序列(NLS)。为确定NLS位于亲核蛋白的头部还是尾部,研究人员将亲核蛋白的头部和尾部分开,用放射性物质标记后,分别注入爪蟾卵细胞的细胞质中。下列说法错误的是 (

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A.RNA聚合酶和呼吸酶均属于亲核蛋白

B.亲核蛋白在细胞质中的核糖体上合成,需要加工修饰

C.若只有放射性尾部进入细胞核,说明NLS位于亲核蛋白尾部

D.NLS保证了亲核蛋白通过核孔运输到细胞核内【答案】A【解析】呼吸酶位于细胞质基质和线粒体,不属于亲核蛋白,A错误;亲核蛋白在细胞质中的核糖体上合成,需要加工修饰才能形成具有功能的蛋白质,B正确;放射性尾部能从细胞质通过核孔进入细胞核,但放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核,说明亲核蛋白进入细胞核是由尾部决定的,C正确;NLS具有特异性,保证了亲核蛋白通过核孔运输到细胞核内,D正确。故选A。【提分秘籍】关于细胞核结构的5个易错点(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。(2)核膜和核孔都具有选择透过性,核孔虽然可以允许大分子物质通过,但仍然具有选择性,如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中,核孔数量多,核仁较大。(4)核仁不是遗传物质的储存场所,细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。(5)有些细胞不只具有一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核,人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核,如哺乳动物成熟的红细胞。【典例分析4】(2024·贵州模拟)科研人员在果蝇的肠吸收细胞中发现了一种储存Pi的全新细胞器——PXo小体,是一种具多层膜的椭圆形结构。PXo蛋白分布在PXo小体膜上,可将Pi转运进入PXo小体后,再将Pi转化为膜的主要成分磷脂进行储存。当食物中的磷酸盐不足时,PXo小体中的膜成分显著减少,最终PXo小体被降解、释放出磷酸盐供细胞使用。下列说法错误的是 (

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A.PXo蛋白的合成起始于附着在内质网上的核糖体

B.可用差速离心法将PXo小体与其他细胞器分离

C.当食物中磷酸盐过多时,果蝇肠吸收细胞中PXo小体的膜层数可能会增加

D.当食物中磷酸盐不足时,果蝇肠吸收细胞中PXo小体的降解可能需要溶酶体的参与【答案】A【解析】据题意可知,PXo蛋白分布在PXo小体膜上,属于膜蛋白,膜蛋白的合成起始于游离的核糖体,A错误;差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器,因此可用差速离心法将PXo

小体与其他细胞器分离,B正确;据题意可知,当食物中磷酸盐过多时,

PXo

小体的膜层数可能会增加,C正确;溶酶体内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,因此当食物中磷酸盐不足时,果蝇肠吸收细胞中

PXo小体的降解可能需要溶酶体的参与,D正确。故选A。【典例分析5】科学研究是探索自然、解决人类面临的重大问题的手段。研究性学习是培养我们善于发现和解决问题,学会科学研究初步方法的一种新型学习方式。2002年冬天,“非典”(SARS)袭来,给全国人民以严峻的考验。科学工作者迎难而上,最终战胜了“非典”。这是进行研究性学习的生动事例,老师布置同学们收集资料、写出研究报告后,就“如何发现病原体”这一专题组织了一节交流讨论课。请你参与讨论,共同探究并回答下列问题:师:引起“非典”的病原体可能很多,如细菌、衣原体、病毒等,科学家在寻找病原体的研究中应用了什么方法?生:应用了病原体分离、分类鉴定和动物(如猴子)实验等方法。(1)师:这是一种新的原因不明的传染病,假设从患者体内找到了衣原体,就能肯定它是病原体吗?为什么?请回答:__________________________________

。(原因类长句表达)

师:若排除了衣原体。怎么确定是由细菌还是病毒引起的呢?生:首先要把两者分离,将带有这两种病原体的材料制成溶液,用细菌过滤器过滤(病毒可以过,而细菌不能过),再通过进一步处理即可。(2)师:将细菌和病毒分离后,下一步怎样做?对结果如何分析?请回答:

。(原因类长句表达)

(3)师:实验证明了病原体是病毒后,要用到何种仪器才能看到其真面目?请回答:

。

(4)师:冠状病毒的种类很多,进行鉴定所用的最可靠的方法是什么?请回答:

。(原因类长句表达)

依靠科学,终于发现了新型的冠状病毒。接着,老师对这节探究讨论课进行了总结,并指出科学家正在进一步对药物的开发、病毒的来源和疫苗等进行研究,新的成果将会陆续出现,造福人类。【答案】(1)不能;因为未进行动物实验,不能肯定(或病人体内还存在其他微生物也有可能引起“非典”)(2)分别将细菌、病毒注射到一些年龄、性别和体重一致,并且健康的猴子体内,观察猴子是否有“非典”症状出现。若注射细菌的猴子出现“非典”,注射病毒的猴子未出现,则可确定是细菌引起的,否则不能确定;若注射病毒的猴子出现“非典”,注射细菌的猴子未出现,则可确定是由病毒引起的,否则不能确定(3)电子显微镜(4)测定其遗传物质【解析】(1)假设从患者体内找到了衣原体,也不能肯定它是病原体,因为未进行动物实验,不能肯定(或病人体内还存在其他微生物也有可能引起“非典”)。(2)将细菌和病毒分离后,下一步应分别将细菌、病毒注射到一些大小一致、健康的猴子体内,观察猴子是否有“非典”症状出现。若注射细菌的猴子出现“非典”,则可确定是细菌引起的,否则不能确定;若注射病毒的猴子出现“非典”,则可确定是由病毒引起的,否则不能确定。(3)病毒结构非常微小,必须用电子显微镜观察。(4)请冠状病毒的种类很多,因其遗传物质具有特异性,故进行鉴定所用的最可靠的方法是测定其遗传物质(基因)。【提分秘籍】1.原核生物:立克次氏体、衣原体、支原体、细菌(球、弧、螺旋、杆)、放线菌、蓝细菌(色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜)。2.真核生物:①藻类,如绿藻(衣藻、水绵、团藻、小球藻)、红藻、褐藻、黑藻;②酵母菌、霉菌(根霉、青霉、毛霉)、黏菌、变形虫、草履虫、眼虫。3.细胞学说只揭示了生物之间的统一性并没有揭示多样性。4.除病毒外,生物都以细胞作为结构和功能的基本单位。【典例分析6】溶酶体是细胞中一种重要的细胞器。回答下列问题:(1)分离出细胞内的溶酶体常用的方法是

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(2)溶酶体膜上存在一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白——质子泵,有助于维持溶酶体内酸性环境(pH约为5.0),据此分析,质子泵的具体作用是_______

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(3)溶酶体内含有多种水解酶。台—萨氏病是一种隐性遗传病,患者神经细胞的溶酶体中积累了大量的神经节苷脂(GM2),从而造成精神呆滞。从溶酶体的功能分析,该病的致病机理是____________________________________

。(长句表达)

(4)研究发现,饥饿状态时,细胞中溶酶体的活动会增强。对此现象的合理解释是