新高考生物一轮复习专题训练：第5讲 细胞器之间的分工合作（含解析）

高中生物一轮复习专题训练

第5讲　细胞器之间的分工合作

1．下列关于细胞结构和功能的叙述，不正确的是(　　)

A．硝化细菌代谢过程中既有O2的产生又有O2的消耗

B．高尔基体膜是单层膜，与内质网膜可通过囊泡联系

C．溶酶体膜上的蛋白质可通过修饰从而不被其中的水解酶水解

D．叶绿体是所有生物进行光合作用的场所，含有DNA、RNA、蛋白质、磷脂等成分

解析：蓝细菌能够进行光合作用，但是蓝细菌细胞中没有叶绿体，D错误。

答案：D

2．线粒体起源的内共生学说认为，原始真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原始细菌，它们之间逐渐形成了互利共生关系，最终原始细菌演变成线粒体。根据该学说，下列说法错误的是(　　)

A．线粒体中具有的环状双链DNA与细菌的相似

B．线粒体的外膜和内膜在原始来源上是相同的

C．线粒体内含有DNA、RNA和核糖体，具有相对独立的遗传表达系统

D．线粒体RNA聚合酶可被原核细胞RNA聚合酶的抑制剂所抑制

解析：线粒体中具有环状双链DNA，细菌的拟核区的DNA也为环状，A正确；原始真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原始细菌，线粒体的外膜来源于原始真核细胞，线粒体的内膜来源于能进行有氧呼吸的原始细菌，B错误；线粒体内含有DNA、RNA和核糖体，具有相对独立的遗传表达系统，能进行DNA的复制、表达等，C正确；线粒体RNA聚合酶是蛋白质，可被原核细胞RNA聚合酶的抑制剂所抑制，D正确。

答案：B

3．真核细胞内不具有膜包裹的结构统称为非膜相结构，包括颗粒状和纤维状结构，如核糖体、染色质、细胞骨架等。下列相关叙述错误的是(　　)

A．染色质主要由DNA和蛋白质构成，是遗传物质的主要载体

B．核糖体由rRNA和蛋白质构成，是蛋白质的合成场所

C．中心体属于非膜相结构，能够参与高等动植物细胞的有丝分裂

D．细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构，能维持细胞形态

解析：染色质主要由DNA和蛋白质构成，是遗传物质的主要载体，A正确。核糖体由rRNA和蛋白质构成，是蛋白质的合成场所，B正确。中心体不含膜，属于非膜相结构，能够参与动物和某些低等植物的有丝分裂，高等植物细胞中无中心体，C错误。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(由蛋白质纤维组成的网架结构)，D正确。

答案：C

4．(2022·河北衡水一调)人工合成的二甲基精氨酸能加强细胞中内质网的糖基化功能，促进蛋白质的运输和分泌，同时能诱导细胞凋亡并促进细胞更新，下列叙述错误的是(　　)

A．分泌蛋白的合成与分泌和内质网有关

B．二甲基精氨酸对细胞的作用体现了细胞间信息传递的作用

C．使用二甲基精氨酸后，衰老细胞中的溶酶体可能会增多

D．使用二甲基精氨酸后，细胞内的生物膜系统更新速度会加快

解析：内质网是细胞内蛋白质合成和加工的场所，因此分泌蛋白的合成和分泌需要内质网参与，A正确；根据题干信息，二甲基精氨酸可促进蛋白质的运输和分泌，同时能诱导细胞凋亡并促进细胞更新，并未体现细胞间的信息传递作用，B错误；根据题干信息，二甲基精氨酸能诱导细胞凋亡，细胞凋亡需要溶酶体参与，因此推测使用该物质后，衰老细胞中溶酶体的数量可能会增多，C正确；二甲基精氨酸能促进蛋白质的运输和分泌，该过程涉及生物膜之间的转化，因此使用该物质后，细胞内生物膜系统更新速度会加快，D正确。

答案：B

5．细胞骨架不仅能够作为细胞支架，还参与细胞器转运、细胞分裂、细胞运动和信息传递等。在细胞周期的不同时期，细胞骨架具有完全不同的分布状态。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．用蛋白酶破坏细胞骨架后，将导致细胞的形态发生变化

B．线粒体能定向运输到代谢旺盛的部位与细胞骨架有关

C．用光学显微镜可直接观察到细胞骨架是一个纤维状网架结构

D．纺锤体的形成以及染色体的运动可能与细胞骨架有关

解析：光学显微镜不能观察到细胞骨架，C错误。

答案：C

6．溶酶体是细胞中进行“细胞内消化”的细胞器，溶酶体膜也承担着重要的物质运输功能。如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)，另外，台—萨氏症的病因是患者神经细胞的溶酶体中积累了大量的神经节苷脂(GM2)，不能被分解运出，从而造成精神呆滞。下列有关说法错误的是(　　)

A．质子泵能将细胞质中的H＋运入溶酶体内

B．台—萨氏症患者溶酶体内可能缺乏水解GM2的酶

C．与肠道消化不同，“细胞内消化”反应都需消耗ATP

D．营养缺乏时，溶酶体会加强自身物质的分解

解析：根据题干信息“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)”，可以推测溶酶体通过质子泵将细胞质中的H＋运入溶酶体内，A正确；“台—萨氏症的病因是患者神经细胞的溶酶体中积累了大量的神经节苷脂(GM2)”，说明台—萨氏症患者溶酶体内可能缺乏水解GM2的酶，B正确；溶酶体内存在水解酶将物质水解不消耗ATP，C错误；营养缺乏时，溶酶体可以加强自身物质的分解，供给细胞生命活动，D正确。

答案：C

7．溶酶体的主要功能是吞噬、消化。其中，吞噬作用包括两种：一种是自体吞噬；另一种是异体吞噬，如图所示。请据图判断，下列叙述正确的是(　　)

A．细胞通过异体吞噬清除衰老、损伤的细胞器

B．溶酶体与吞噬体融合体现了生物膜的结构特点

C．图示显示线粒体可为溶酶体自噬作用供能

D．溶酶体可合成多种水解酶，可吞噬处理入侵细菌

解析：据图分析，细胞通过自体吞噬清除衰老、损伤的细胞器，A错误；溶酶体与吞噬体融合体现了细胞膜的结构特点，即细胞膜具有一定的流动性，B正确；图示显示的是衰老或损伤的线粒体被溶酶体通过自噬作用分解，没有体现线粒体为溶酶体自噬作用供能，C错误；溶酶体不能合成多种水解酶，水解酶的化学本质是蛋白质，其合成的场所是核糖体，D错误。

答案：B

8．用35S标记一定量的氨基酸，用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网和高尔基体上放射性强度的变化曲线(如图甲)，以及在此过程中，高尔基体、内质网和细胞膜膜面积的变化曲线(如图乙)。下列分析不正确的是(　　)

A．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜

B．与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体、线粒体

C．图甲中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体

D．图乙中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜

解析：在分泌蛋白合成和分泌过程中内质网膜以出芽的形式形成囊泡并与高尔基体膜融合，高尔基体膜以出芽的形式形成囊泡并与细胞膜融合，因此该过程中内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，表现为基本不变，细胞膜膜面积增加，因此图乙中d是内质网膜，e是细胞膜，f是高尔基体膜，D错误。

答案：D

9．(多选)细胞自噬现象是指细胞饥饿时，会通过自噬来降解、清除自身受损的细胞器和蛋白质，来满足自身对能量和物质的需求。细胞自噬还能消灭入侵到细胞内的细菌和病毒。在发生细胞自噬时，内质网发生部分脱落，将细胞中需要降解的成分包裹起来并与溶酶体融合。下列有关自噬过程的叙述或推断，正确的是(　　)

A．入侵的细菌和病毒需通过囊泡运输并与溶酶体融合

B．降解受损蛋白质的酶需要由核糖体合成

C．溶酶体不能合成自身代谢所需的直接能源物质

D．从根本上讲，细胞能通过自噬对细胞内物质进行循环利用是由饥饿决定的

解析：发生细胞自噬时需要形成囊泡，A正确。降解蛋白质的酶是蛋白酶，由核糖体参与合成，B正确。溶酶体所需的直接能源物质是ATP，其自身不能合成，C正确。从根本上讲，细胞能通过自噬对细胞内物质进行循环利用是由基因决定的，D错误。

答案：ABC

10．(多选)细胞内很多化学反应都是在生物膜上进行，关于如图的叙述，正确的是(　　)

A．①与抗体的加工有关

B．②只发生在根尖分生区细胞

C．③发生在叶绿体内膜

D．④发生在线粒体内膜

解析：①是内质网，将多肽链进行折叠组装形成具有一定空间结构的蛋白质，A正确。②是新细胞壁的合成过程，发生在高尔基体上，分裂的植物细胞均能发生，B错误。③是光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上，C错误。④为有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，D正确。

答案：AD

11．(多选)生物科学家Paine将乳胶小球注射到非洲爪蟾的卵母细胞中，一段时间分析渗入小球的蛋白质成分，并与细胞质中的蛋白质比较，结果80%的多肽未扩散到小球中。据此分析，正确的是(　　)

A．在细胞质中，多数蛋白质是以溶解状态存在的

B．未扩散到小球的蛋白质可能部分吸附在膜上

C．不同细胞或同一细胞不同状态，进入小球的蛋白质是相同的

D．进入小球的蛋白质不可能具有将丙酮酸氧化成酒精的酶

解析：在细胞质中，大多数蛋白质和其他分子以凝聚状态或暂时的凝聚状态存在，A错误；蛋白质属于生物大分子，未扩散到小球的蛋白质可能部分吸附在膜上，B正确；不同细胞或同一细胞不同状态，进入小球的蛋白质不一定是相同的，C错误；卵母细胞中的丙酮酸分解不产生酒精，D正确。

答案：BD

12．通过研究发现，分泌蛋白在内质网上合成是由蛋白质的信号肽、信号识别颗粒(SRP)、内质网上信号识别受体三种因子协助完成。如图表示某动物细胞内分泌蛋白合成部分过程，回答下列问题：

(1)蛋白质的信号肽需借助__________________和________________转移至内质网膜上，这一过程体现了生物膜____________的功能。

(2)科学家利用____________法，对蛋白质的合成及分泌过程进行示踪，结果显示蛋白质进入内质网腔后将进行初步加工，然后通过________转运至高尔基体中进一步加工。

(3)若胰岛素基因中编码信号肽的序列发生突变，会导致胰岛素不能正常分泌，据图分析其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)分析题图，蛋白质的信号肽需与核糖体结合后，再与信号识别颗粒(SRP)结合形成新生肽，新生肽与信号识别受体结合后，转移至内质网膜上，这一过程体现了生物膜具有信息交流的功能。

(2)科学家利用同位素标记法，对蛋白质的合成及分泌过程进行示踪，结果显示蛋白质进入内质网腔后将进行初步加工，然后通过囊泡转运至高尔基体中进一步加工，即分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。

(3)胰岛素为分泌蛋白，若胰岛素基因中编码信号肽的序列发生突变，信号肽发生异常可导致多肽链不能进入内质网进行加工，进而不能被分泌出细胞，从而会导致胰岛素不能正常分泌。

答案：(1)信号识别受体　信号识别颗粒(SRP)　信息交流　(2)同位素标记　囊泡　(3)胰岛素为分泌蛋白，信号肽发生异常可导致多肽链不能进入内质网进行加工，进而不能被分泌出细胞

13．科学家詹姆斯·罗思曼、兰迪·谢克曼和科学家托马斯·祖德霍夫曾获诺贝尔生理学或医学奖。获奖理由是“发现细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制”。兰迪·谢克曼发现了囊泡传输所需的一组基因；詹姆斯·罗思曼阐明了囊泡是如何与目标融合并传递的蛋白质机器；托马斯·祖德霍夫则揭示了信号是如何引导囊泡精确释放被运输物的。三位科学家揭开了细胞精确控制物质运输和投递的神秘面纱。囊泡被分成披网络蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输，分工井井有条，在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的目的地。据图回答问题。

(1)囊泡是细胞中的一种结构，由于其结构不固定，因而不属于细胞器。图示细胞中，能产生囊泡的结构有________________________________；“a”表示的大分子物质通过细胞膜的方式与主动运输的区别是__________________________________________________________

_________________________________________________________(答出2点)。

(2)COPⅠ被膜小泡主要介导蛋白质__________________________。囊泡在物质精确投送过程中起着重要作用，能实现精确投送说明囊泡膜上可能含有__________(填化学成分)。

(3)动物乳腺细胞含有免疫球蛋白基因，乳汁中含有免疫球蛋白。但科学工作者通过研究发现乳腺细胞不能合成免疫球蛋白，乳腺细胞不能合成免疫球蛋白的根本原因是__________________。如果转运系统受到干扰，则会对有机体产生有害影响，并导致糖尿病等疾病，糖尿病的产生原因除了可能是胰岛素合成过程(环节)有问题或者胰岛素作用的靶细胞对胰岛素不敏感外，还有可能的原因是_________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)为了确定参与膜泡运输的基因(sec基因)，科学家筛选了两种酵母突变体，这两种突变体与野生型酵母电镜照片差异如下：

据此推测，sec12基因编码的蛋白质的功能与__________________的形成有关。sec17基因编码的蛋白质的功能是__________________。

解析：(1)图示细胞中，能产生囊泡的结构有内质网、高尔基体、细胞膜；“a”表示的大分子物质通过细胞膜的方式为胞吞，不需要载体，消耗能量，主要运输的是大分子物质，而主动运输需要载体、消耗能量，主要运输的是小分子物质，所以胞吞与主动运输的区别是不需要载体，主要运输对象是大分子。

(2)由图可知，COPⅠ被膜小泡主要介导蛋白质从高尔基体运回内质网。糖蛋白具有识别的作用，囊泡能精确投送说明囊泡膜上可能含有糖蛋白。

(3)在不同的细胞中，由于基因的选择性表达，所以不同细胞合成的蛋白质不同。若该图表示胰岛B细胞，由题图分析可知，胰岛素合成后囊泡运输出现障碍，或胰岛素不能准确释放到目的位置，也可能会患糖尿病。

(4)由题意可知，sec12基因突变体的细胞中内质网特别大，说明sec12基因编码的蛋白质的功能与内质网小泡的形成有关。sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡，说明sec17基因编码的蛋白质的功能是参与膜泡与高尔基体的融合。

答案：(1)内质网、高尔基体、细胞膜　不需要载体，主要运输对象是大分子

(2)从高尔基体运回内质网　蛋白质(或糖蛋白)

(3)基因的选择性表达　胰岛素合成后囊泡运输出现障碍或不能准确释放到目的位置

(4)内质网小泡　参与膜泡与高尔基体的融合