第1章 走进细胞试题
1.[2020海淀区一模]核小体是染色质的结构单位,由一段长度为180~200bp的DNA缠绕在组蛋白上构成。下列有关核小体的叙述,正确的是( ) A. 组蛋白的基本单位是核苷酸 B. 酵母菌细胞核中存在核小体 C. 普通光镜下可观察到核小体 D. 核小体DNA不含P元素
2.[2020潍坊市一模]高尔基体可将蛋白前体水解为活性物质,如将1分子胰岛素原水解为1分子胰岛素和1分子C肽(后者不易降解),然后将这些产物分类、包装、分泌到细胞外。下列相关分析正确的是( ) A. 可通过普通光学显微镜观察高尔基体的亚显微结构
B. 人体不同细胞中高尔基体的数目和发达程度取决于遗传物质的差异 C. 高尔基体可合成蛋白酶参与胰岛素原的水解
D. 通过检测C肽含量可推测糖尿病人胰岛B细胞的受损情况
3.[2020滨州市二模]湖泊水体中N、P元素过高会导致蓝藻、绿藻(藻类植物)等大量繁殖,形成水华。研究者将2种常见的水生植物黑藻和荇菜在模拟自然富营养化水体环境条件下,与蓝、绿藻共同培养,研究其抑藻效应,结果如下表。
实验初始与结束时水体中蓝藻、绿藻的数量变化(×104
细胞数·L-1
) 初始 结束 黑藻+荇菜门 属 对照组 黑藻组 荇菜组 黑藻+荇菜黑藻组组 对照组 荇菜组 组 微囊藻 2219 2700 3037 2626 5569 4050 250 19l 蓝藻 色球藻 1265 900 2363 2250 196 300 4 — 颤藻 — 94 133 20 — 9 — — 小球藻 — 9 — — 一 13 — — 绿藻 栅藻 — — — — 282 2 4 14 四角藻 — — — — 5 — 258 — 下列叙述正确的是( ) A. 小球藻和微囊藻都能通过叶绿体合成有机物 B. 荇菜抑制绿藻繁殖的能力比黑藻更强 C. 黑藻和荇菜混合培养的抑藻效果最佳
D. 黑藻和荇菜可直接吸收水体中的含N、P有机污染物
4.[2020荷泽市一模] 2020年全球爆发了新冠肺炎疫情。新冠肺炎由新型冠状病毒感染所致,如图表示新型冠状病毒的结构模式图,该病毒的遗传物质为单链RNA,其通过刺突糖蛋白(S)与宿主细胞表面受体血管紧张素转化酶II(ACE2)专一性结合进入宿主细胞,在宿主细胞内完成增殖。下列相关叙述错误的是( )
A. 新型冠状病毒的组成有RNA和蛋白质,但其不属于生命系统的结构层次 B. 该病毒容易发生变异是因为RNA中A与U碱基配对时形成的氢键太少 C. 具有ACE2受体的细胞可将该病毒作为自己需要的成分吞入细胞内部
D. 抑制该病毒表面的刺突糖蛋白或细胞ACE2受体活性可能会阻止该病毒的入侵 5.[2020门头沟区一模]艾滋病药物能治疗新型冠状病毒肺炎吗?
国家卫健委新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)中提供了用于一般治疗
抗病毒药物,其中洛匹那韦/利托那韦是
原本用于艾滋病治疗的药物。为什么治疗艾滋病的药物能治疗新型冠状病毒引起的肺炎?
HIV病毒和新型冠状病毒都具有包膜,包膜上有侵染宿主细胞所必需的蛋白质,其中,新型冠状病毒包膜上的S蛋白能识别并结合呼吸道上皮细胞表面的受体血管紧张素转化酶2 (ACE2 ),HIV病毒包膜上的gp120在宿主细地T细胞表面的受体则是C04蛋白。
HIV病毒和新型冠状病毒的遗传物质均为RNA,但两种病毒进入宿主细胞后所经历的生化历程不尽相同。HIV病毒侵入宿主细胞后经过逆转录—整合—转录—翻译—装配的过程,最终出芽释放。其中,翻译时会先表达出一个多聚蛋白,该多聚蛋白在一种HIV蛋白酶的催化下被剪切成多个有功能的蛋白质。而新型冠状病毒侵入宿主细胞后,其RNA可以直接作为模板进行翻译,翻译时产生的多聚蛋白也需要在其自身蛋白酶的催化下进行剪切以形成RNA复制酶等有功能的蛋白质。随后,新型冠状病毒RNA在RNA复制酶的催化下进行复制,与转录、翻译所得的其他成分装配后释放。 洛匹那韦/利托那韦的作用对象正是这种HIV蛋白酶。它们与HIV蛋白酶的活性中心结合进而抑制其活性。冠状病毒切割多聚蛋白的主要蛋白酶是3CLPr o,研究者通过分子动力学模拟的方法发现洛匹那韦/利托那韦能与SARS病毒的3CLPro活性中心结合。而SARS病毒和新型冠状病毒的3CLPro蛋白氨基酸序列一致性达96%。此前洛匹那韦/利托那韦在SARS治疗中也表现出一定的有效性,但在新型冠状病毒肺炎中使用洛匹那韦/利托那韦仍需谨慎乐观,其疗效和疗效仍需更多的实验研究和临床数据支持。
(1)根据HIV病毒和新型冠状病毒的结构可判断它们都可以在吸附后通过____方式进入宿主细胞,但两种病毒侵染的宿主细胞不同,原因是________________。
(2)尽管HIV病毒和新型冠状病毒在进入宿主细胞后的生化过程差异很大,但其中却有一个共同之处,即___________________________。
(3)洛匹那韦/利托那韦可能通过_________治疗新型冠状病毒肺炎,但治疗艾滋病的药物用于治疗新型冠状病毒肺炎具有局限性,体现在 ________。
(4)治疗艾滋病还有其他几种药物,如AZT和雷特格韦,它们作用的对象分别是HIV的逆转录酶和整合酶,请问AZT和雷特格韦能否用于治疗新型冠状病毒肺炎,理由是________。
(5)根据文中信息,新型冠状病毒治疗药物还有哪些其他可能的研发思路?请写出一种____。
6.[2020荷泽市一模]海藻糖是由两个葡萄糖(G)结合而成的非还原性二糖,其结构稳定、耐高温,能帮助酵母菌克服极端环境。在无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nthl)水解已经存在的海藻糖,分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中(如图所示)。在有压力状态下,TPS复合体微话,Nth1失活,转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外,结合在磷脂上形成隔离保护,酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境。回答下列相关问题: 无压力状态下酵母海藻糖代谢图
(1)与大肠杆菌细胞相比,酵母菌细胞最主要的结构特征是
________________。在无压力状态下下,细胞内海藻糖含量低的原因有_____________________________________________。
(2)在有压力状态下,TPS复合体激活,胞内产生大量海藻糖,此时磨碎酵母菌制成溶液,加入斐林试剂,在水浴加热条件下,_________________(填“出现”或“不出现”)砖红色沉淀,原因是______________________________。
(3)发面时所用的干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢_______________,
对其活化的过程中,酵母菌内的变化有_______________、_______________,由于海藻糖被分解为葡萄糖,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG抑制TPS复合体基因的活性,在这种调节机制下,酵母菌迅速活化,从而适应环境。
走进细胞答案及解析
1.【答案】B【解析】 染色体是真核生物特有结构,因此核小体在真核生物的细胞核中存在,其中的DNA也是由四种脱氧核苷酸组成的,且组成元素为C、H、O、N、P。 A、组蛋白的基本单位是氨基酸,A错误;
B、酵母菌是真核生物,核小体是染色质的基本结构单位,因此酵母菌的细胞核中存在核小体,B正确; C、普通光镜下可观察到染色体,但观察不到染色体的基本结构单位--核小体,C错误; D、核小体DNA含P元素,D错误。 故选B。
2.【答案】D【解析】 高尔基体普遍存在于动植物细胞中,具有单层膜结构的细胞器,在动物细胞中与分泌物的形成和分泌有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关。在分泌蛋白的合成、加工和分泌过程中,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,并且形成囊泡,包裹分泌物以胞吐的方式分泌到细胞外。 A、要观察高尔基体
亚显微结构需要使用电子显微镜,A错误;
B、人体不同细胞都是由受精卵细胞分裂分化产生的,因此细胞中的遗传物质相同,由于细胞分化使得不同细胞中高尔基体的数目和发达程度不同,B错误; C、蛋白酶的合成是在核糖体上完成的,C错误;
D、根据题意可知,高尔基体可以将1分子胰岛素原水解为1分子胰岛素和1分子C肽,且C肽不易降解,而胰岛素是由胰岛B细胞分泌的人体内唯一降低血糖的激素,因此通过检测C肽含量可推测糖尿病人胰岛B细胞的受损情况,D正确。 故选D。
3.【答案】C【解析】 蓝藻属于原核生物,只有核糖体一种细胞器,而绿藻(藻类植物)为真核生物。
A. 小球藻能通过叶绿体合成有机物,而微囊藻属于原核生物,没有叶绿体,只能利用细胞中的光合色素合成有机物,A错误;
B、表中数据显示荇菜核黑藻对不同种类的绿藻繁殖能力的抑制作用有差异,因此不能得出荇菜抑制绿藻繁殖的能力比黑藻更强的结论,B错误;
C、对照表中数据可知黑藻和荇菜混合培养的抑藻效果最佳,C正确;
D、只有当水体中的含N、P有机污染物被微生物分解为无机物之后才能被黑藻和荇菜吸收,D错误。 故选C。
4.【答案】B【解析】 1、病毒是一类没有细胞结构的特殊生物,只由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,病毒是一种非细胞生命形态的生物,新型冠状病毒是单链RNA病毒。
2、题干信息“通过刺突糖蛋白(S)与宿主细胞表面受体血管紧张素转化酶II(ACE2)专一性结合进入宿主细胞”。 A、新型冠状病毒的组成有RNA和蛋白质,但其不属于生命系统的结构层次,生命系统的基本层次是细胞,A正确; B、该病毒容易发生变异是因为RNA是单链,不稳定,B错误;
C、该病毒可以与具有ACE2受体的细胞结合并被运进细胞,说明人体细胞可将该病毒看作自己需要的成分吞入细胞,C正确;
D、该病毒通过刺突糖蛋白与宿主细胞表面受体血管紧张素转化酶II(ACE2)专一性结合进入宿主细胞,因此抑制该病毒表面的刺突糖蛋白或细胞ACE2受体活性可能会阻止该病毒的入侵,D正确。 故选B。
5.【答案】(1). 胞吞(膜融合) (2). 两种病毒表面的配体蛋白不同,特异性结合的宿主细胞表面受体蛋白也不同,因此侵染的宿主细胞不同 (3). 在翻译时均先表达出多聚蛋白,然后通过蛋白酶催化剪切多聚蛋白获得多个功能蛋白 (4). 抑制新型冠状病毒的3CLPro蛋白酶活性 (5). 这两种药物并不是为新型冠状病毒的3CLPro量身定做的抑制剂。在亲和力和特异性上肯定不是最佳 (6). 不能,因为新型冠状病毒不是逆转录病毒,不具有逆转录酶和整合酶 (7). 言之有理即可【解析】 根据题干信息分析,HIV病毒和新型冠状病毒都具有包膜,包膜上有侵染宿主细胞所必需的蛋白
质,其中新型冠状病毒包膜上的S蛋白能识别并结合呼吸道上皮细胞表面的受体血管紧张素转化酶2 (ACE2 ),HIV病毒包膜上的gp120在宿主的T细胞表面的受体则是C04蛋白。两种病毒都是RNA病毒,遗传物质都是RNA,但是遗传信息的传递途径不同,HIV病毒是逆转录病毒,期侵入宿主细胞后发生逆转录、转录、翻译的过程,而新型冠状病毒侵入宿主细胞后,其RNA可以直接作为模板进行翻译,也可以自我复制。
(1)两种病毒的主要成分中的蛋白质和RNA都属于生物大分子,因此两种病毒进入宿主细胞的方式都是胞吞;由于两种病毒表面的配体蛋白不同,特异性结合的宿主细胞表面受体蛋白也不同,因此侵染的宿主细胞不同。
(2)根据题干信息分析可知,两种病毒进入宿主细胞的相同之处是在翻译时均先表达出多聚蛋白,然后通过蛋白酶催化剪切多聚蛋白获得多个功能蛋白。
(3)根据题意分析,洛匹那韦和利托那韦能与SARS病毒的3CLPro活性中心结合,即通过抑制新型冠状病毒的3CLPro蛋白酶活性治疗新型冠状病毒肺炎,但是这两种药物并不是为新型冠状病毒的3CLPro量身定做的抑制剂,在亲和力和特异性上肯定不是最佳。
(4)已知AZT和雷特格韦作用的对象分别是HIV的逆转录酶和整合酶,而新型冠状病毒不是逆转录病毒,不具有逆转录酶和整合酶,因此AZT和雷特格韦不能用于治疗新型冠状病毒肺炎。
(5)根据题干信息分析,新型冠状病毒治疗药物的研发思路还有:可以抑制病毒与细胞结合,或者抑制胞吞、抑制装配或释放等。
6.【答案】(1). 具有成形的细胞核(具有核膜包被的细胞核) (2). 海藻糖合成酶基因的表达受抑制,海藻糖的合成受影响;Nthl水解胞内已存在的海藻糖 (3). 出现 (4). 酵母菌细胞内除了含有海藻糖,还有葡萄糖等还原糖 (5). 缓慢 (6). Nthl活化分解胞内海藻糖 (7). Athl转运到膜外分解膜外海藻糖【解析】 题干信息“无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nthl)水解已经存在的海藻糖,分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中(如图所示)。在有压力状态下,TPS复合体微话,Nth1失活,转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外,结合在磷脂上形成隔离保护,酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境”进行解答。
(1)大肠杆菌是原核生物,酵母菌细胞是真核细胞,二者主要的区别是酵母菌细胞具有成形的细胞核(具有核膜包被的细胞核);根据题干信息“在无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nthl)水解已经存在时海藻糖”,所以细胞内海藻糖含量低的原因有海藻糖合成酶基因的表达受抑制,海藻糖的合成受影响;Nthl水解胞内已存在的海藻糖。
(2)在有压力的条件下,胞内产生大量海藻糖,同时在细胞内还存在葡萄糖等还原糖,所以加入斐林试剂,在水浴加热条件下,会出现砖红色沉淀。
(3)干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢缓慢,在其活化过程中,实质是没有压力的条件下,Nthl活化分解胞内海藻糖,Athl转运到膜外分解膜外海藻糖,酵母菌迅速活化,从而适应环境。