高中 | 第4节 蛋白质生命活动的主要承担者 题目答案及解析

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必修一 分子与细胞

第二章 组成细胞的分子

第4节 蛋白质生命活动的主要承担者

长久以来,乳酸都被视作光氧条件下代谢产生的废物。然而,近年研究发现,乳酸不仅是关键的能量载体,还是癌细胞重要的营养来源。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生$\rm ATP$, 并释放大量乳酸,用于满足快速生长的能量需求。

羧酸转运蛋白$\rm (MCT)$ 是癌细胞膜上同向转运乳酸和$\rm H^{+}$的跨膜蛋白。癌细胞大量摄取葡萄糖, 生成乳酸, 通过$\rm MCT4$将乳酸和$\rm H^{+}$运出细胞, 随后乳酸又被邻近的癌细胞摄取,作为主要的能量供给物质,并进入线粒体进一步氧化分解。上述癌细胞的代谢过程如图$\rm 1$所示。图$\rm 2$所示膜结构为图$\rm 1$中部分结构的放大图。

下列有关细胞呼吸与$\rm ATP$的叙述, 错误的是 $\rm (\qquad)$

["

$\\rm ATP$$\\rm DNA$和磷脂的组成元素相同

","

$\\rm ATP$脱去$\\rm 2$个磷酸基团后是$\\rm RNA$的基本单位之一

","

细胞呼吸产生的能量全部直接用于各种生命活动

","

$\\rm ATP$$\\rm ADP$快速转化依赖于酶催化作用的高效性

"]
[["C"]]

$\rm A$$\rm ATP$$\rm DNA$和磷脂的组成元素都是$\rm C$$\rm H$$\rm O$$\rm N$$\rm P$,是相同的,$\rm A$正确;

$\rm B$$\rm ATP$的结构简式为$\rm A-P\sim P\sim P$,其中$\rm A$代表由核糖与腺嘌呤结合而成的腺苷,$\rm P$代表磷酸基团,$\rm ATP$去掉两个高能磷酸键后余下的部分为腺嘌呤核糖核苷酸,是$\rm RNA$的基本单位之一,$\rm B$正确;

$\rm C$.呼吸作用产生的能量大部分以热能的形式散失了,少部分能量合成了$\rm ATP$$\rm ATP$为各项生命活动提供能量,$\rm C$错误;

$\rm D$$\rm ATP$$\rm ADP$在常温常压下快速转化,依赖于酶的特性$\rm —$高效性,$\rm D$正确。

故选:$\rm C$

植物叶绿体的哪个结构中也存在类似图$\rm 2$中的$\rm ATP$合酶? $\rm (\qquad)$

["

叶绿体基质

","

类囊体膜

","

叶绿体外膜

","

叶绿体内膜

"]
[["B"]]

类囊体是进行光合作用光反应的场所,光反应合成$\rm ATP$,因此类囊体膜存在类似图$\rm 2$中的$\rm ATP$合酶。

故选:$\rm B$

根据图$\rm 1$中的信息可以推断,$\rm GLUT$$\rm (\qquad)$

["

载体蛋白

","

受体

","

","

抗体

"]
[["A"]]

据图可知,在$\rm GLUT$的协助下,葡萄糖进入细胞,因此$\rm GLUT$是载体蛋白。

故选:$\rm A$

与细胞膜上$\rm MCT$蛋白数量变化有关的细胞器是$(\quad\ \ \ \ )$

["

","

","

","

","

"]
[["ABD"]]

细胞膜上$\rm MCT$蛋白是癌细胞膜上的跨膜蛋白,其合成过程是在核糖体上合成多肽链,经过内质网$\rm (D)$和高尔基体$\rm (B)$的加工,再发送至细胞膜,需要线粒体$\rm (A)$ 提供能量。

故选:$\rm ABD$

下列不可能是组成$\rm MCT$蛋白的成分是 $\rm (\qquad)$

["

","

","

","

"]
[["D"]]

组成$\rm MCT$蛋白的基本单位为氨基酸,氨基酸结构特点是每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接再同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团,$\rm D$中氨基和羧基没有连在同一个$\rm C$上,不属于氨基酸,故不可能是组成$\rm MCT$蛋白的成分是$\rm D$

故选:$\rm D$

$\rm 1$中,过程②的名称是                                                                ,物质$\rm A$                ,物质$\rm A$脱去$\rm CO_{2}$然后参与到过程③                                                                中; 过程①$\sim $⑤中,产生$\rm ATP$最多的是                

[["

葡萄糖的初步分解;丙酮酸;丙酮酸的彻底分解;④

"]]

$\rm 1$中,过程②是细胞呼吸的第一阶段葡萄糖的初步分解,产生物质$\rm A$是丙酮酸,过程③是有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和水反应,脱去$\rm CO_{2}$,产生$\rm NADH$,过程④是有氧呼吸的第三阶段,$\rm NADH$和氧气结合,生成水和释放大量的能量; 过程①~⑤中,产生$\rm ATP$最多的是细胞呼吸的第三阶段,即过程④。          

$\rm 1$中,能产生$\rm ATP$的场所有                 ;图$\rm 2$中结构$\rm a$                  (上述空格均选填下列编号)

①细胞质膜  ②细胞质基质  ③线粒体外膜  ④线粒体内膜  ⑤线粒体基质

[["②、 ④、 ⑤","④"]]

有氧呼吸和无氧呼吸都能产生$\rm ATP$,场所发生在②细胞质基质、 ④线粒体内膜、⑤线粒体基质,故选②、 ④、 ⑤;图$\rm 2$中结构$\rm a$能产生$\rm ATP$,对应的膜结构是线粒体内膜,故选④。

$\rm 2$中的$\rm NADH$,可来自图$\rm 1$$\sim$⑤过程中的                 

[["②、③"]]

有氧呼吸第一阶段葡萄糖的初步分解(过程②)、第二阶段中丙酮酸分解(过程③)会产生$\rm NADH$,这些$\rm NADH$在有氧呼吸第三阶段中与氧气结合生成水,并产生(大量)能量。

结合题干信息和图$\rm 1$分析,下列表述或推测错误的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

$\\rm GLUT$在癌细胞膜上的数量比在正常细胞膜上少

","

在有氧气参与下肿瘤细胞线粒体中葡萄糖可被氧化分解形成水和$\\rm CO_{2}$

","

$\\rm MCT4$将癌细胞内过多的乳酸转运至细胞外,导致癌细胞微环境$\\rm pH$值降低

","

$\\rm MCT1$$\\rm MCT4$参与肿瘤细胞间能量物质的分配,以适应快速增殖对能量的需要

"]
[["AB"]]

$\rm A$.癌细胞代谢旺盛,需要大量的葡萄糖分解提供能量,因此癌细胞表面的$\rm GLUT$的数量明显较多,$\rm A$错误;

$\rm B$.葡萄糖先在细胞质基质中进行分解,形成丙酮酸后才能进入线粒体进一步被氧化分解, $\rm B$错误;

$\rm C$$\rm MCT4$将癌细胞内过多的乳酸和$\rm H^{+}$转运至细胞外,导致癌细胞微环境$\rm pH$值降低,$\rm C$正确;

$\rm D$.癌细胞代谢旺盛,需要大量的能量,$\rm MCT1$$\rm MCT4$参与肿瘤细胞间能量物质的分配,以适应快速增殖对能量的需要,$\rm D$正确。

故选:$\rm AB$

若要研制药物抑制癌细胞的异常代谢途径,图$\rm 1$的①$\sim$⑦过程中,适合作为药物作用位点的有                 (选填过程编号)

[["⑤、⑥、⑦"]]

乳酸不仅是关键的能量载体,还是癌细胞重要的营养来源,因此可以抑制⑤、⑥、⑦这三个过程,从而抑制癌细胞的异常代谢途径,药物作用位点的有⑤、⑥、⑦。

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