内容正文:
重庆市2024-2025学年第一学期瑞山中学高三生物9月月考试题
一、选择题(18X3=54)
1. 肾小管和集合管是葡萄糖重吸收的重要部位,肾小管上皮细胞膜上含有Na+-葡萄糖协助转运蛋白(SGLT、SGLT2),其中SGLT2,主要分布在近曲小管S1,管腔侧细胞膜上,能协同运输原尿中的Na+和葡萄糖。位于上皮细胞基底膜侧的葡萄糖转运蛋白(GLUT2)将葡萄糖运入组织液。具体过程如图所示,据此分析不正确的是( )
A. 肾小管上皮细胞钠-钾泵运输Na+出细胞,能够促进该细胞通过SGLT2吸收葡萄糖
B. 肾小管重吸收葡萄糖的过程,与膜上SGLT2、GLUT2的结构和分布密切相关
C. 上皮细胞通过SGLT2、GLUT2两种转运蛋白运输葡萄糖的方式相同
D. 若肾小管出现炎症,导致上皮细胞吸收功能异常,则患者尿液中可能出现葡萄糖
2. 下图表示磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物(图中◎表示)的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列有关叙述错误的是( )
A. 图a中药物是脂溶性的药物,图b中是能在水中结晶或溶解的药物
B. 脂质体膜和细胞膜的成分类似,推测脂质体膜也具有一定的流动性
C. 若要让携带药物的脂质体与特定细胞起作用,可在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质
D. 当脂质体与特定细胞接触时,图a的药物可能通过膜融合或胞吞的方式进入细胞
3. 现将a、b两种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入两个装有相同浓度蔗糖溶液的试管c、d中,当水分交换达到平衡时观察到:c试管中细胞a体积增大;d试管中细胞b发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是( )
A. 水分交换前,细胞a的细胞液渗透压大于外界蔗糖溶液的渗透压
B. 水分交换后,试管中蔗糖溶液渗透压大小关系为d溶液<c溶液
C. 水分交换平衡时,细胞a的细胞液渗透压等于细胞b的细胞液渗透压
D. 水分交换平衡时,细胞b的细胞液渗透压等于外界蔗糖溶液的渗透压
4. 2021年9月24日国际知名期刊-Science发表了中国科学家人工合成淀粉的科技论文,在实验条件下,科学家们精心设计了11步化学聚糖主反应,对比植物光合作用60多步生化反应而言大大提高了淀粉合成效率。植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 叶肉细胞内类似于CO2→C1中间体→C3中间体的过程需光反应提供NADPH
B. 植物光合作用与人工合成淀粉新途径中还原剂作用对象均为CO2
C. 人工合成淀粉过程中需多种酶参与,这些酶都是在细胞外合成的
D. 在光合作用固定的CO2量相等的情况下,人工合成淀粉过程积累淀粉的量大于植物积累的淀粉的量
5. 酒精进入人体后在肝脏细胞中发生的生理反应如图,乙醛脱氢酶(ALDH)有多种,其中ALDH2是催化乙醛氧化的关键酶。当乙醛不能被及时代谢消耗,在人体内大量积累时,会引起毛细血管扩张,也会影响神经系统的功能。下列有关分析正确的是( )
A. 乙醛脱氢酶具有专一性,温度过高时不会失活
B. 酒精进入肝细胞需要消耗能量,且需要通道蛋白协助
C. 若检测人体血液中ALDH2含量较高,则肝脏发生病变的可能性较大
D. 人体无氧呼吸产生的酒精可在乙醇脱氢酶和多种ALDH催化下彻底氧化分解
6. 生物体内的高能磷酸化合物有多种,它们在人体合成代谢中有一定差异,如表所示。下列相关叙述,最为准确的是( )
高能磷酸化合物
ATP
GTP
UTP
CTP
主要用途
能量“通货”
蛋白质合成
糖原合成
脂肪和磷脂的合成
A. GTP脱去两个磷酸基团是DNA合成的原料之一
B. UTP除了用于糖原合成,其脱去两个磷酸基团后还可作为转录的原料
C. 无光情况下,叶肉细胞内合成ATP的场所是线粒体
D. 在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中,消耗的能量均不能来自ATP
7. 植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用中放出的CO2时对应的光照强度称为光补偿点;当达到某一光照强度时,植物光合速率不再随光照强度增加而增加,该光照强度称为光饱和点。下表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。下列分析不正确的是( )
光补偿点
(μmol·m-2·s-1)
光饱和点
(μmol·m-2·s-1)
最大净光合速率(μmol·CO2·m-2·s-1)
甲
乙
甲
乙
甲
乙
灌浆期
68
52
1853
1976
21.67
27.26
蜡熟期
75
72
1732
1365
19.17
12.63
注:灌浆期幼穗开始有机物积累,谷粒内含物呈白色浆状:蜡熟期米粒已变硬,但谷壳仍呈绿色。
A 蜡熟期细胞呼吸增强可导致光补偿点增大
B. 甲品种相对于乙品种能获得更好的产量
C. 当光照强度超过光补偿点时,叶肉细胞能释放O2
D. 从灌浆期到蜡熟期最大净光合速率的变化可能与叶片叶绿素含量变化有关
8. 人参是喜阴植物,其具有良好的药用价值,为探究环境因素对其光合作用的影响,科学家进行了一系列实验,结果如下图,下列说法正确的是( )
A. 喜阳植物的曲线与图甲比较,b点向左移,c点向左移
B. 根据乙图判断,人参长期处于t4℃温度下也可以生长
C. 若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f代表类胡萝卜素
D. 现将植物移入缺镁条件下培养,则b点右移,c点左移
9. 下列关于真核生物和原核生物的叙述,正确的是( )
A. 蓝藻细胞有叶绿体和藻蓝素,能进行光合作用
B. 乳酸菌细胞中不含线粒体,且只能进行无氧呼吸
C. 原核生物细胞具有生物膜系统,有利于细胞代谢有序进行
D. 真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质
10. 图1是活细胞中元素含量的扇形图,图2是细胞中化合物含量的柱形图。下列说法正确的是( )
A. 若图1表示组成玉米细胞鲜重的元素的含量,则A、B依次是蛋白质和糖类
B. 若图2表示人体细胞完全脱水后的化合物的含量,则a化合物至少含有C、H、O、N
C. 若图2表示水稻细胞的鲜重,则a、b和c化合物依次是蛋白质、淀粉和脂质
D. 若图2中a、b和c表示玉米细胞中的三种有机物,则有机物结构都相同,但含量存在差异
11. 用等体积的质量百分比浓度为3%的梨汁、3%的豆浆和煮熟的3%的豆浆,进行了如下实验。下列说法错误的是( )
试剂
试管
梨汁
豆浆
煮熟的
豆浆
NaOH
溶液
溶液
65℃
加热
现象
1号
+
-
-
+
+
+
砖红色沉淀
2号
-
+
-
+
+
-
紫色络合物
3号
+
-
-
+
+
-
紫色络合物
4号
-
+
-
+
+
+
砖红色沉淀
5号
-
-
+
+
+
-
?
注:“+”和“-”分别表示“存在”和“不存在”
A. 本实验的目的之一是鉴定梨汁中是否含有蛋白质和还原性糖
B. 宜将0.1g/ml NaOH溶液和0.01g/ml溶液等混合后加入1号试管
C. 4号试管中产生的砖红色沉淀比1号试管中产生的少
D. 5号试管中会出现和2号试管中含量相当的紫色络合物
12. 研究表明,真核细胞中线粒体出现一些“异常”时,线粒体会在分裂过程中,把末端的一部分分裂出去,顺便把“异常”带走(如图所示)。有关分析错误的是( )
A. 有氧呼吸三个阶段反应都发生在线粒体中
B. 线粒体是根尖分生区细胞中含有的双层膜细胞器
C. 线粒体分裂出现的“异常”部分会被溶酶体清除
D. 线粒体的这种分裂有利于维持其结构和功能的稳定
13. 俗话说“霜降摘柿子,立冬打软枣”。霜降前的柿子硬邦邦的,又苦又涩(主要是鞣酸引起的),难以下口;霜降后的柿子颜色红似火,尝起来甜腻可口。下列有关分析错误的是( )
A. 与柿子苦涩相关的物质存在于细胞壁中
B. 甜腻可口的原因是细胞内二糖和单糖等分子含量增多
C. 霜降后植物细胞内结合水与自由水的比值增大,抗寒能力增强
D. 霜降后柿子中的鞣酸可能基本上被转化成了糖类
14. 欧洲分子生物学实验室(EMBL)的科学团队创造了一种无膜细胞器,它可以利用天然氨基酸和合成氨基酸(非天然氨基酸)构建蛋白质,该研究成果使科学家能更详细地研究、调整和控制细胞功能。下列相关叙述错误的是( )
A. 以氨基酸为原料的物质在动植物生命活动调节过程中可能发挥信号分子的作用
B. 该细胞器与人体细胞内的核糖体相比,可利用的原料种类相同
C. 构建的蛋白质具有多样性的原因与氨基酸之间的脱水缩合方式无关
D. 洋葱、菠菜、玉米细胞内的无膜细胞器有核糖体
15. 为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式,将同种成熟红细胞分为数量相等的甲、乙两组。甲组用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理,乙组红细胞用等量的生理盐水处理,分别处理相同时间后,将甲、乙两组制成装片,在盖玻片一侧加清水,另一侧用吸水纸吸引,显微镜下观察细胞形态并统计相同时间内两组细胞发生破裂的数目。下列分析错误的是( )
A. 该实验使用生理盐水的目的是避免观察细胞吸水前发生破裂
B 若甲组细胞破裂数目明显多于乙组,则红细胞主要通过协助扩散吸水
C. 若甲组细胞形态不发生改变但大量乙组细胞有破裂,说明红细胞通过协助扩散吸水
D. 若两组细胞破裂数基本相等,说明红细胞主要通过自由扩散吸水
16. 囊泡转运是指物质在进出细胞及细胞内转运过程中由膜包裹、形成囊泡、与膜融合或断裂来完成的过程,如图1所示。图2是图1的局部放大,不同囊泡介导不同途径的运输,图1中①-⑤表示不同的细胞结构。据图分析,下列说法正确的是( )
A. 囊泡膜的主要成分是脂质和糖类,若Y内的“货物”为水解酶,则结构⑤为溶酶体
B. 若X内的“货物”为消化酶,在其合成分和泌过程中,④的膜面积基本保持不变,但膜的成分发生更新
C. 蛋白质A和蛋白质B的结合是特异的,能够保证囊泡内“货物”精确运输,细胞内生物大分子的运输都依赖囊泡介导
D. ①中存在DNA和蛋白质复合物,原核细胞的拟核中没有DNA和蛋白质复合物
17. 取2个大小相同、生理状态相似的蓝色花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得细胞失水量的变化如图①所示,液泡直径的变化如图②所示。下列叙述正确的是( )
A. 图①中的曲线甲对应图②中的曲线Ⅰ
B. 4 min后乙溶液中细胞不再吸水
C. 曲线Ⅰ对应的溶液可能是一定浓度的蔗糖溶液
D. 4 min后曲线Ⅱ中液泡直径不变,可能是细胞达到了渗透平衡状态
18. 土壤盐化是目前的主要环境问题之一。植物在盐化土壤中生长时,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其主要机制如图所示。下列分析,不正确的是( )
A. 若使用ATP抑制剂处理细胞,排出H+量减少,排出Na+的量减少
B. 在盐胁迫下,Na+进入细胞的运输方式是协助扩散
C. 途径①和途径②都是Ca2+通过促进转运蛋白转运Na+进入或运出细胞内来提高植物抗盐胁迫能力
D. 适量增施钙肥可促进在盐化土壤中生长的耐盐作物增产
二、非选择题
19. 叶绿体是光合作用的场所,蓝细菌没有叶绿体,但可在光合片层膜中进行光合作用。
Rubisco是光合作用过程中催化固定的酶。但其也能催化与结合,形成和,经一系列变化后到线粒体中会产生,这是一个在光驱动下完成的高耗能反应过程,被称为“光呼吸”,会导致光合效率下降。与竞争性结合Rubisco酶的同一活性位点,在相同浓度下,Rubisco酶对亲和力更高,如果在高温条件下对亲和力则会更高。
(1)叶肉细胞内Rubisco酶的存在场所为_____,Rubisco酶既可催化与反应,也可催化与反应,这与酶的专一性相矛盾,其“两面性”可能因为在不同环境中Rubisco酶_____发生变化导致其功能变化。
(2)与光呼吸相区别,研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”。请从反应发生场所方面,列举叶肉细胞中光呼吸与暗呼吸的不同:_____。
(3)蓝细菌具有浓缩机制,如下图所示。
注:羧化体具有蛋白质外壳,可限制气体扩散
据图分析,依次以_____和_____方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的_____,从而通过促进_____和抑制_____提高光合效率。
(4)有观点指出,光呼吸的生理作用在于高温天气和过强光照下,植物_____。但光呼吸的最终产物还可以作为暗反应阶段的原料,这是有重要正面意义的。
20. 光照过强时植物叶绿体吸收和转化的光能过多,会对植物叶肉细胞造成一定危害。很多植物会通过如图所示的草酰乙酸一苹果酸穿梭途径有效降低光照过强对植物的危害。回答下列问题:
(1)蔗糖是光合作用的重要产物,它在植物细胞的___________(填细胞结构名称)中合成后,再通过韧皮部运输到植物体的各处,与葡萄糖相比,蔗糖更适宜作为运输物质的优点可能是___________。
(2)草酰乙酸一苹果酸穿梭途径能有效降低光照过强对植物叶肉细胞的危害原理可能是___________。
(3)研究表明,草酰乙酸一苹果酸穿梭途径的进行离不开苹果酸脱氢酶的作用。现将长势相同的大麦幼苗(苹果酸脱氢酶缺失突变体)随机分为A、B、C、D四组,各组在温度和二氧化碳浓度相同且适宜的条件下给予相同强度的白色强光照射,每组处理总时间相同,均为135秒,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的相对量。处理方法和实验结果如下表:
实验编号
实验处理
光合作用产物相对量(%)
A组
先光照,后黑暗,时间各67.5秒
50
B组
光照,黑暗,光照,黑暗……每次光照和黑暗时间各为7.5秒
70
C组
光照,黑暗,光照,黑暗……每次光照和黑暗时间各为3.75毫秒
94
D组
光照135秒
100
①A、B、C、D四组实验中均需处理多株大麦幼苗,其目的是___________。
②D组为对照组,其光合作用产物相对量最高原因是___________。
③根据实验结果推测,实验组中___________组大麦幼苗受强光的危害最小,判断的依据是___________。
④在其他条件不变的情况下,在各组实验光源和大麦幼苗之间增加一层透明的蓝紫色塑料薄膜,则强光对植物的危害会___________(填“增大”“不变”或“减小”),判断的依据是___________。
21. 有些植物在开花期能通过有氧呼吸产生大量热能,花的温度显著高于环境温度,即“开花生热现象”,该现象有利于植物生殖发育顺利完成。高等植物细胞的有氧呼吸第三阶段,有机物中的电子(e-)经UQ(泛醌)、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的作用,传递至氧气生成水。交替氧化酶(AOX)是一种存在于植物花细胞中的酶,电子可直接通过AOX传递给O2生成H2O,大量的能量以热能的形式释放;UCP(离子转运蛋白)能驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度,使能量以热能形式释放。如下图所示。请回答下列问题:
(1)图示膜结构是____,图中的B侧是____。
(2)H+通过ATP合成酶以____方式进入B侧,以驱动ATP的合成。据此推测,ATP合成酶的功能包括____。
(3)某些早春开花植物的花器官细胞的图示结构中的____含量较高有利于早春开花植物的花抵御低温,防止冻伤。
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一、选择题(18X3=54)
1. 肾小管和集合管是葡萄糖重吸收的重要部位,肾小管上皮细胞膜上含有Na+-葡萄糖协助转运蛋白(SGLT、SGLT2),其中SGLT2,主要分布在近曲小管S1,管腔侧细胞膜上,能协同运输原尿中的Na+和葡萄糖。位于上皮细胞基底膜侧的葡萄糖转运蛋白(GLUT2)将葡萄糖运入组织液。具体过程如图所示,据此分析不正确的是( )
A. 肾小管上皮细胞钠-钾泵运输Na+出细胞,能够促进该细胞通过SGLT2吸收葡萄糖
B. 肾小管重吸收葡萄糖的过程,与膜上SGLT2、GLUT2的结构和分布密切相关
C. 上皮细胞通过SGLT2、GLUT2两种转运蛋白运输葡萄糖的方式相同
D. 若肾小管出现炎症,导致上皮细胞吸收功能异常,则患者尿液中可能出现葡萄糖
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析,细胞膜上的钠-葡萄糖协同转运蛋白(SGLT2)逆浓度运输葡萄糖,说明钠离子进入肾小管上皮细胞是协助扩散,葡萄糖进入肾小管上皮细胞是主动运输;钠钾泵运输钾离子和钠离子是主动运输。
【详解】A、由图示可知,Na+与葡萄糖通过SGLT2协同运输,其中Na+从高浓度向低浓度运输产生的势能为葡萄糖逆浓度梯度运输提供能量,因此肾小管上皮细胞钠-钾泵运输Na+出细胞,降低细胞内 Na+浓度,能够促进该细胞利用SGLT2吸收葡萄糖,A正确;
B、膜上SGLT2将葡萄糖由肾小管液运输进肾小管上皮细胞, GLUT2将葡萄糖由肾小管上皮细胞运输至组织液, 这两种转运蛋白的结构和分布与肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖密切相关,B正确;
C、上皮细胞通过SGLT2逆浓度梯度运输葡萄糖,为主动运输, 经GLUT2顺浓度梯度运输葡萄糖,为协助扩散, C错误;
D、若肾小管出现炎症,会使葡萄糖重吸收受阻,所以患者尿液中可能出现葡萄糖, D正确。
故选C。
2. 下图表示磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物(图中◎表示)的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列有关叙述错误的是( )
A. 图a中药物是脂溶性的药物,图b中是能在水中结晶或溶解的药物
B. 脂质体膜和细胞膜的成分类似,推测脂质体膜也具有一定的流动性
C. 若要让携带药物的脂质体与特定细胞起作用,可在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质
D. 当脂质体与特定细胞接触时,图a的药物可能通过膜融合或胞吞的方式进入细胞
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:脂质体由磷脂双分子层组成,与细胞膜相比少了蛋白质,所以功能上应该比细胞膜简单;球形脂质体的双层磷脂分子的亲水端朝外,疏水端朝内,所以图a中的药物为水溶性药物或在水中结晶的药物,而图b药物为脂溶性药物。
【详解】A、球形脂质体的双层磷脂分子的亲水端朝外,疏水端朝内,所以图a中的药物为水溶性药物或在水中结晶的药物,而图b药物为脂溶性药物,A错误;
B、脂质体膜和细胞膜的成分类似,都含有磷脂分子,而磷脂分子具有流动性,所以脂质体膜也具有一定的流动性,B正确;
C、细胞膜上的蛋白质具有运输、识别、免疫等功能,因此可在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质,使脂质体与特定细胞起作用,C正确;
D、图a的药物是水溶性的,所以当脂质体与特定细胞接触时,图a的药物可能通过脂质体与细胞膜融合或胞吞的方式进入细胞内,D正确。
故选A。
3. 现将a、b两种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入两个装有相同浓度蔗糖溶液的试管c、d中,当水分交换达到平衡时观察到:c试管中细胞a体积增大;d试管中细胞b发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是( )
A. 水分交换前,细胞a的细胞液渗透压大于外界蔗糖溶液的渗透压
B. 水分交换后,试管中蔗糖溶液渗透压大小关系为d溶液<c溶液
C. 水分交换平衡时,细胞a的细胞液渗透压等于细胞b的细胞液渗透压
D. 水分交换平衡时,细胞b的细胞液渗透压等于外界蔗糖溶液的渗透压
【答案】C
【解析】
【分析】由题分析可知,水分交换达到平衡时细胞a的体积增大,说明细胞吸水,水分交换前,细胞a的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;细胞b发生质壁分离,说明细胞失水,水分交换前,细胞b的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。
【详解】A、由于细胞a在水分交换达到平衡时细胞的体积增大,说明细胞吸水,则水分交换前,细胞a的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确;
B、分析题意,水分交换前,试管c、d装有相同浓度蔗糖溶液,水分交换后,c试管中细胞a体积增大,c试管的细胞吸水,c中浓度变大。而d试管中细胞b发生了质壁分离,d试管中细胞失水,d中的浓度变小,故水分交换后,试管中蔗糖溶液浓度大小关系为d溶液<c溶液,B正确;
C、水分交换前,试管c、d装有相同浓度蔗糖溶液,c试管中细胞a吸水导致蔗糖溶液浓度增大,而d试管中细胞b失水导致蔗糖溶液浓度减小,水分交换平衡时,细胞液渗透压等于外界蔗糖浓度,因此细胞a的细胞液渗透压大于细胞b的细胞液渗透压,C错误;
D、在一定的蔗糖溶液中,细胞b发生了质壁分离,水分交换达到平衡时,其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,D正确。
故选C。
4. 2021年9月24日国际知名期刊-Science发表了中国科学家人工合成淀粉的科技论文,在实验条件下,科学家们精心设计了11步化学聚糖主反应,对比植物光合作用60多步生化反应而言大大提高了淀粉合成效率。植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 叶肉细胞内类似于CO2→C1中间体→C3中间体的过程需光反应提供NADPH
B. 植物光合作用与人工合成淀粉新途径中还原剂作用对象均为CO2
C. 人工合成淀粉过程中需多种酶参与,这些酶都是在细胞外合成的
D. 在光合作用固定的CO2量相等的情况下,人工合成淀粉过程积累淀粉的量大于植物积累的淀粉的量
【答案】D
【解析】
【分析】由题图分析可知:该过程利用电氢还原和碳缩合将二氧化碳转化为C3中间体。再依次通过缩合和生物聚合生成淀粉;其中CO2→C1中间体→C3中间体的过程类似于光合作用中暗反应的CO2的固定,C3中间体→C6中间体→淀粉的过程类似于暗反应中C3的还原,这些过程需要多种酶的作用。
【详解】A、叶肉细胞内类似于CO2→C1中间体→C3中间体的过程是二氧化碳的固定,该过程不需要光反应提供NADPH,A错误;
B、光合作用中还原剂作用对象为C3,而淀粉合成新途径还原剂作用对象为二氧化碳,B错误;
C、酶是活细胞产生的,该代谢途径中所需的酶来自于生物体内,是在细胞内合成的,C错误;
D、在光合作用固定的CO2量相等的情况下,光合作用与人工合成淀粉相等,而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类,因此人工合成淀粉过程中积累的淀粉量更多,D正确。
故选D。
5. 酒精进入人体后在肝脏细胞中发生的生理反应如图,乙醛脱氢酶(ALDH)有多种,其中ALDH2是催化乙醛氧化的关键酶。当乙醛不能被及时代谢消耗,在人体内大量积累时,会引起毛细血管扩张,也会影响神经系统的功能。下列有关分析正确的是( )
A. 乙醛脱氢酶具有专一性,温度过高时不会失活
B. 酒精进入肝细胞需要消耗能量,且需要通道蛋白协助
C. 若检测人体血液中ALDH2含量较高,则肝脏发生病变的可能性较大
D. 人体无氧呼吸产生的酒精可在乙醇脱氢酶和多种ALDH催化下彻底氧化分解
【答案】C
【解析】
【分析】1、酶的特性:高效性、专一性、作用条件温和。
2、高温、过酸、过碱都会使酶失活。
3、人体无氧呼吸产生乳酸。
【详解】A、酶具有专一性,温度过高时酶的空间结构改变,酶失活,A错误;
B、酒精属于小分子物质,进入肝细胞属于被动转运,不需要消耗能量,不需要通道蛋白协助,直接穿过磷脂间隙进入肝细胞,B错误;
C、ALDH2是催化乙醛氧化的关键酶,存在于肝脏细胞。若人体血液中含有ALDH2,说明肝脏细胞破裂,ALDH2从细胞中出来,进入血液中,肝脏细胞有可能发生病变,C正确;
D、人体在缺氧条件下,产生乳酸,不产生酒精,D错误。
故选C。
6. 生物体内的高能磷酸化合物有多种,它们在人体合成代谢中有一定差异,如表所示。下列相关叙述,最为准确的是( )
高能磷酸化合物
ATP
GTP
UTP
CTP
主要用途
能量“通货”
蛋白质合成
糖原合成
脂肪和磷脂的合成
A. GTP脱去两个磷酸基团是DNA的合成的原料之一
B. UTP除了用于糖原合成,其脱去两个磷酸基团后还可作为转录的原料
C. 无光情况下,叶肉细胞内合成ATP的场所是线粒体
D. 在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中,消耗的能量均不能来自ATP
【答案】B
【解析】
【分析】ATP的结构特点:ATP中文名称叫三磷酸腺苷,结构简式A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表特殊化学键。ATP水解时远离A的磷酸键断裂,为新陈代谢所需能量的直接来源,若继续脱去一分子的磷酸,则得到的产物是腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位。
【详解】A、GTP分子脱去两个磷酸后,可得到鸟嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位,A错误;
B、表中显示,UTP可用于糖原合成,另外其脱去两个磷酸后可得到尿嘧啶核糖核苷酸,可作为合成RNA的原料,因而可作为转录的原料,B正确;
C、无光情况下,叶肉细胞不能进行光合作用,此时叶肉细胞内合成ATP的过程只能是细胞呼吸,发生的场所是线粒体和细胞质基质,C错误;
D、ATP作为能量通货,在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中,消耗的能量可来自ATP,D错误。
故选B。
7. 植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用中放出的CO2时对应的光照强度称为光补偿点;当达到某一光照强度时,植物光合速率不再随光照强度增加而增加,该光照强度称为光饱和点。下表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。下列分析不正确的是( )
光补偿点
(μmol·m-2·s-1)
光饱和点
(μmol·m-2·s-1)
最大净光合速率(μmol·CO2·m-2·s-1)
甲
乙
甲
乙
甲
乙
灌浆期
68
52
1853
1976
21.67
27.26
蜡熟期
75
72
1732
1365
19.17
12.63
注:灌浆期幼穗开始有机物积累,谷粒内含物呈白色浆状:蜡熟期米粒已变硬,但谷壳仍呈绿色。
A. 蜡熟期细胞呼吸增强可导致光补偿点增大
B. 甲品种相对于乙品种能获得更好的产量
C. 当光照强度超过光补偿点时,叶肉细胞能释放O2
D. 从灌浆期到蜡熟期最大净光合速率的变化可能与叶片叶绿素含量变化有关
【答案】B
【解析】
【分析】分析表格:灌浆期甲的最大净光合速率小于乙品种;蜡熟期甲的最大净光合速率大于乙;由灌浆期到成熟期,甲、乙品种的净光合速率均在下降。
【详解】A、光补偿点时光合速率等于呼吸速率,蜡熟期细胞呼吸增强时,需要提高光照强度提高光合速率才会与呼吸速率相等,导致光补偿点增加,A正确;
B、表中数据表明,灌浆期乙品种的最大净光合速率大于甲品种,故乙品种可积累的有机物更多,能获得较高产量,B错误;
C、光补偿点时,植株光合速率等于呼吸速率,当叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,则叶肉细胞会向外释放O2,C正确;
D、蜡熟期叶片逐渐变黄,叶绿体中叶绿素含量下降,光反应速率下降,进而导致暗反应速率也下降,所以两种植物的净光合速率均下降,这与此时叶绿素含量下降密切相关,D正确。
故选B。
8. 人参是喜阴植物,其具有良好的药用价值,为探究环境因素对其光合作用的影响,科学家进行了一系列实验,结果如下图,下列说法正确的是( )
A. 喜阳植物的曲线与图甲比较,b点向左移,c点向左移
B. 根据乙图判断,人参长期处于t4℃温度下也可以生长
C. 若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f代表类胡萝卜素
D. 现将植物移入缺镁条件下培养,则b点右移,c点左移
【答案】D
【解析】
【分析】分析甲图:图甲表示光照强度对光合速率的影响曲线,其中a点时,植物只进行呼吸作用;ab段,呼吸速率大于光合速率;b点时,光合速率等于呼吸速率;b点之后,光合速率大于呼吸速率。
分析乙图:乙图表示总光合速率和呼吸速率随着环境温度的变化曲线。
分析丙图:丙图表示两类色素的吸收光谱图,其中f代表叶绿素,e代表类胡萝卜素。
【详解】A、由于阴生植物适宜生活在较低光照条件下,因此光补偿点和光饱和点均低于阳生植物,因此喜阳植物的曲线与图甲比较,b点和c点均向右移,A错误;
B、图乙中两曲线交点处表示总光合速率等于呼吸速率,净光合速率为0,长期处于该温度下植物不能生长,B错误;
C、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此图丙中f代表叶绿素,e代表类胡萝卜素,C错误;
D、图甲中,b点表示光合速率等于呼吸速率,镁元素是合成叶绿素的重要元素,缺镁时,叶绿素的合成受阻,光合速率降低,要想光合速率等于呼吸速率,只有增大光照强度,因此b点向右移,c点向左移,D正确。
故选D。
9. 下列关于真核生物和原核生物的叙述,正确的是( )
A. 蓝藻细胞有叶绿体和藻蓝素,能进行光合作用
B. 乳酸菌细胞中不含线粒体,且只能进行无氧呼吸
C. 原核生物细胞具有生物膜系统,有利于细胞代谢有序进行
D. 真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质
【答案】B
【解析】
【分析】原核生物细胞中除核糖体外无其他细胞器,所以也无生物膜系统,真核生物则有,但原核生物中的部分好氧菌还是可以进行有氧呼吸的,因为其体内具有有氧呼吸的酶;以RNA为遗传物质的只有RNA病毒,其他所有生物的遗传物质都是DNA(包括原核生物)。
【详解】A、蓝藻属于原核生物,原核细胞中没有叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,能够进行光合作用,A错误;
B、乳酸菌属于原核生物,原核细胞中没有线粒体,乳酸菌是厌氧微生物,只能进行无氧呼吸,B正确;
C、原核生物细胞中除核糖体外无其他细胞器,所以无生物膜系统,C错误;
D、真核生物和原核生物都以DNA为遗传物质,D错误。
故选B。
10. 图1是活细胞中元素含量的扇形图,图2是细胞中化合物含量的柱形图。下列说法正确的是( )
A. 若图1表示组成玉米细胞鲜重的元素的含量,则A、B依次是蛋白质和糖类
B. 若图2表示人体细胞完全脱水后的化合物的含量,则a化合物至少含有C、H、O、N
C. 若图2表示水稻细胞的鲜重,则a、b和c化合物依次是蛋白质、淀粉和脂质
D. 若图2中a、b和c表示玉米细胞中的三种有机物,则有机物结构都相同,但含量存在差异
【答案】B
【解析】
【分析】1、活细胞中含量最多的化合物是水,其次是蛋白质,活细胞中含量最多的元素是O,其次是C;细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质,最多的元素是C元素。
2、图2是细胞中化合物含量的柱形图,分析题图可知,a是水,b是蛋白质。
【详解】A、活细胞中含量最多的元素是O,其次是C,若图1表示组成玉米细胞鲜重的元素的含量,则A、B依次是碳元素和氧元素,A错误;
B、细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质,若图2表示动物细胞完全脱水后的化合物的含量,则a表示蛋白质,该化合物至少含有C、H、O、N,B正确;
C、若图2表示水稻细胞的鲜重,含量最多的是水,其次是蛋白质,因此a表示水,b表示蛋白质,C错误;
D、若图2中a、b和c表示玉米细胞中的三种有机物,有机物结构不同,含量也存在差异,D错误。
故选B。
11. 用等体积的质量百分比浓度为3%的梨汁、3%的豆浆和煮熟的3%的豆浆,进行了如下实验。下列说法错误的是( )
试剂
试管
梨汁
豆浆
煮熟的
豆浆
NaOH
溶液
溶液
65℃
加热
现象
1号
+
-
-
+
+
+
砖红色沉淀
2号
-
+
-
+
+
-
紫色络合物
3号
+
-
-
+
+
-
紫色络合物
4号
-
+
-
+
+
+
砖红色沉淀
5号
-
-
+
+
+
-
?
注:“+”和“-”分别表示“存在”和“不存在”
A. 本实验的目的之一是鉴定梨汁中是否含有蛋白质和还原性糖
B. 宜将0.1g/ml NaOH溶液和0.01g/ml溶液等混合后加入1号试管
C. 4号试管中产生的砖红色沉淀比1号试管中产生的少
D. 5号试管中会出现和2号试管中含量相当的紫色络合物
【答案】B
【解析】
【分析】1、斐林试剂是由甲液和乙液组成,用于鉴定还原糖,使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中,且需水浴加热;
2、双缩脲试剂由A液和B液组成,用于鉴定蛋白质,使用时需先加A液再加B液。
【详解】A、依照题意可知,现象中有砖红色沉淀和紫色络合物,说明本实验的目的之一是鉴定梨汁中是否含有蛋白质和还原性糖,A正确;
B、斐林试剂是由氢氧化钠的质量分数为0.1g/mL的溶液和硫酸铜的质量分数为0.05g/mL的溶液配制而成的,B错误;
C、梨汁中的还原糖含量比豆浆的高,4号试管中产生的砖红色沉淀比1号试管中产生的少,C正确;
D、煮熟的豆浆中蛋白质的高级结构被破坏,但肽键没被破坏,所以5号试管中会出现和2号试管中含量相当的紫色络合物,D正确。
故选B。
12. 研究表明,真核细胞中线粒体出现一些“异常”时,线粒体会在分裂过程中,把末端的一部分分裂出去,顺便把“异常”带走(如图所示)。有关分析错误的是( )
A. 有氧呼吸三个阶段的反应都发生在线粒体中
B. 线粒体是根尖分生区细胞中含有的双层膜细胞器
C. 线粒体分裂出现的“异常”部分会被溶酶体清除
D. 线粒体的这种分裂有利于维持其结构和功能的稳定
【答案】A
【解析】
【分析】1、线粒体 是双层膜结构的细胞器,是 有氧呼吸的主要场所,细胞的“动力车间”。
2、溶酶体是 “消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌。
【详解】A、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质、第二和第三阶段在线粒体,A错误;
B、线粒体是有氧呼吸的主要场所,在植物根尖分生区中具有线粒体,是双层膜的细胞器,B正确;
C、溶酶体可以清除细胞内异常的细胞器,故线粒体分裂出现的“异常”部分会被溶酶体清除,C正确;
D、线粒体通过这种分裂,恢复为正常的线粒体,有利于维持其结构和功能的稳定,D正确。
故选A。
13. 俗话说“霜降摘柿子,立冬打软枣”。霜降前的柿子硬邦邦的,又苦又涩(主要是鞣酸引起的),难以下口;霜降后的柿子颜色红似火,尝起来甜腻可口。下列有关分析错误的是( )
A. 与柿子苦涩相关的物质存在于细胞壁中
B. 甜腻可口的原因是细胞内二糖和单糖等分子含量增多
C. 霜降后植物细胞内结合水与自由水的比值增大,抗寒能力增强
D. 霜降后柿子中的鞣酸可能基本上被转化成了糖类
【答案】A
【解析】
【分析】细胞内水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
【详解】A、液泡中的液体叫细胞液,细胞液中含有水、糖类、蛋白质、无机盐、有机酸和生物碱等,与柿子苦涩相关的物质可能存在于液泡中,A错误;
B、“甜腻可口”的原因是在成熟过程中,细胞内多糖水解产生的二糖和单糖等分子含量增多,B正确;
C、自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,霜降后植物细胞内结合水比例增大,有利于增强抗寒能力,C正确;
D、霜降前的柿子硬邦邦的,又苦又涩(主要是鞣酸引起的),难以下口;霜降后的柿子颜色红似火,尝起来甜腻可口,可能是柿子中的鞣酸基本上被转化成了糖类,D正确。
故选A。
14. 欧洲分子生物学实验室(EMBL)的科学团队创造了一种无膜细胞器,它可以利用天然氨基酸和合成氨基酸(非天然氨基酸)构建蛋白质,该研究成果使科学家能更详细地研究、调整和控制细胞功能。下列相关叙述错误的是( )
A. 以氨基酸为原料的物质在动植物生命活动调节过程中可能发挥信号分子的作用
B. 该细胞器与人体细胞内的核糖体相比,可利用的原料种类相同
C. 构建的蛋白质具有多样性的原因与氨基酸之间的脱水缩合方式无关
D. 洋葱、菠菜、玉米细胞内的无膜细胞器有核糖体
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲折叠形成都蛋白质的空间结构有关。
【详解】A、以氨基酸为原料合成的物质可能是某些动物激素和生长素,这些物质在动植物生命活动调节过程中发挥信号分子的作用,A正确;
B、人体细胞内的核糖体只能利用细胞内的氨基酸(约21种)来合成蛋白质,而该无膜细胞器可以利用天然氨基酸和合成氨基酸(非天然氨基酸)构建蛋白质,其氨基酸种类远远大于21种,因此,二者可利用的原料种类不同,B错误;
C、氨基酸之间脱水缩合方式相同,蛋白质的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲折叠形成的空间结构有关,与氨基酸之间的脱水缩合方式无关,C正确;
D、洋葱、菠菜、玉米都是高等植物,其细胞内的无膜细胞器有核糖体,D正确。
故选B。
15. 为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式,将同种成熟红细胞分为数量相等的甲、乙两组。甲组用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理,乙组红细胞用等量的生理盐水处理,分别处理相同时间后,将甲、乙两组制成装片,在盖玻片一侧加清水,另一侧用吸水纸吸引,显微镜下观察细胞形态并统计相同时间内两组细胞发生破裂的数目。下列分析错误的是( )
A. 该实验使用生理盐水的目的是避免观察细胞吸水前发生破裂
B. 若甲组细胞破裂数目明显多于乙组,则红细胞主要通过协助扩散吸水
C. 若甲组细胞形态不发生改变但大量乙组细胞有破裂,说明红细胞通过协助扩散吸水
D. 若两组细胞破裂数基本相等,说明红细胞主要通过自由扩散吸水
【答案】B
【解析】
【分析】题意分析,水分子进出细胞有两种方式,一种为自由扩散,不需要转运蛋白,另一种是协助扩散,需要通道蛋白。
【详解】A、生理盐水能维持红细胞的形态,因此该实验使用生理盐水的目的是避免观察细胞吸水前发生破裂,A正确;
B、为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式(协助扩散或自由扩散),甲组用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理,膜上的蛋白质被分解。若红细胞主要通过协助扩散吸水,甲组中的协助扩散方式消失(只有自由扩散),而乙组中两种方式(协助扩散和自由扩散)均存在,乙组细胞吸收速率更快,相同时间内,乙组细胞破裂数目明显多于甲组,B错误;
C、若红细胞通过协助扩散吸水(没有自由扩散),甲组中的协助扩散方式消失(不会吸水),而乙组中存在协助扩散,乙组细胞会吸水,相同时间内,甲组细胞形态不发生改变但大量乙组细胞有破裂,C正确;
D、若红细胞主要通过自由扩散吸水,甲组和乙组细胞都通过自由扩散吸水且吸水收速率相同,相同时间内,两组细胞破裂数基本相等,D正确。
故选B。
16. 囊泡转运是指物质在进出细胞及细胞内转运过程中由膜包裹、形成囊泡、与膜融合或断裂来完成的过程,如图1所示。图2是图1的局部放大,不同囊泡介导不同途径的运输,图1中①-⑤表示不同的细胞结构。据图分析,下列说法正确的是( )
A. 囊泡膜的主要成分是脂质和糖类,若Y内的“货物”为水解酶,则结构⑤为溶酶体
B. 若X内的“货物”为消化酶,在其合成分和泌过程中,④的膜面积基本保持不变,但膜的成分发生更新
C. 蛋白质A和蛋白质B的结合是特异的,能够保证囊泡内“货物”精确运输,细胞内生物大分子的运输都依赖囊泡介导
D. ①中存在DNA和蛋白质复合物,原核细胞的拟核中没有DNA和蛋白质复合物
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图,①细胞核,②为细胞质基质,③为内质网,④为高尔基体,⑤为溶酶体。X、Y为囊泡内容物细胞“货物”。
【详解】A、囊泡膜的主要成分是脂质和蛋白质,A错误;
B、若X内的“货物”为消化酶,在其合成和分泌过程中,④高尔基体的膜面积基本保持不变,但膜的成分发生更新,B正确;
C、蛋白质A和蛋白质B的结合是特异的,能够保证囊泡内“货物”精确运输,细胞内生物大分子的运输不都需要这种机制,C错误;
D、①中存在DNA和蛋白质复合物,原核细胞中也会有此类复合物,如拟核DNA转录时也会与RNA聚合酶结合,D错误。
故选B。
17. 取2个大小相同、生理状态相似的蓝色花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得细胞失水量的变化如图①所示,液泡直径的变化如图②所示。下列叙述正确的是( )
A. 图①中的曲线甲对应图②中的曲线Ⅰ
B. 4 min后乙溶液中细胞不再吸水
C. 曲线Ⅰ对应的溶液可能是一定浓度的蔗糖溶液
D. 4 min后曲线Ⅱ中液泡直径不变,可能是细胞达到了渗透平衡状态
【答案】D
【解析】
【分析】据图1可知,植物细胞放在甲溶液中后,失水量逐渐增加,一定时间后失水量趋于稳定不变,故甲为高渗溶液;植物细胞放在乙溶液中后,失水量先增加后减少,而后开始吸水,即先发生质壁分离后复原,故乙溶液中的溶质为细胞能够通过主动转运吸收的物质。据图2可知,Ⅰ液泡先变小后恢复原样,即为乙溶液中的细胞液泡变化曲线;Ⅱ液泡先变小后维持不变,即为甲溶液中细胞液泡的变化曲线。
【详解】A、分析题图可知,图①中的甲对应图②中的Ⅱ,图①中的乙对应图②中的Ⅰ,A错误;
B、乙溶液中的细胞一直都在吸水,只是4min后细胞吸水大于失水即乙溶液中细胞发生质壁分离复原,B错误;
C、曲线Ⅰ表示的是先发生质壁分离后复原的结果,蔗糖溶液不可能发生此现象,因为蔗糖不能被植物细胞吸收,C错误;
D、4分钟后曲线Ⅱ中液泡直径不变,此时细胞处于质壁分离的平衡状态,水分子也进出平衡,D正确。
故选D。
18. 土壤盐化是目前的主要环境问题之一。植物在盐化土壤中生长时,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其主要机制如图所示。下列分析,不正确的是( )
A. 若使用ATP抑制剂处理细胞,排出H+量减少,排出Na+的量减少
B. 在盐胁迫下,Na+进入细胞的运输方式是协助扩散
C. 途径①和途径②都是Ca2+通过促进转运蛋白转运Na+进入或运出细胞内来提高植物抗盐胁迫能力
D. 适量增施钙肥可促进在盐化土壤中生长的耐盐作物增产
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:H+泵出细胞的过程中需要载体蛋白协助并消耗能量,属于主动运输;膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外过程,Na+排出细胞的过程消耗氢离子电化学势能并需要转运蛋白协助,属于主动运输;在盐胁迫下,盐化土壤中大量Na+会迅速流入细胞形成胁迫,即顺浓度梯度进行,Na+进入细胞时需要载体蛋白协助,故其运输方式是协助扩散。
【详解】A、Na+排出细胞是借助H+的浓度差由转运蛋白C运出,H+浓度差的维持需要ATP供能,若ATP减少,则Na+运出也会减少,A正确;
B、Na+进入细胞经过转运蛋白,不消耗能量,为协助扩散,B正确;
C、从图中看出,途径①胞外Ca2+通过转运蛋白A运入细胞的同时将Na+进入细胞,而途径②中是H+提供能量将Na+运出细胞,C错误;
D、耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,所以适量增施钙肥可促进在盐化土壤中生长的耐盐作物增产,D正确。
故选C。
二、非选择题
19. 叶绿体是光合作用的场所,蓝细菌没有叶绿体,但可在光合片层膜中进行光合作用。
Rubisco是光合作用过程中催化固定的酶。但其也能催化与结合,形成和,经一系列变化后到线粒体中会产生,这是一个在光驱动下完成的高耗能反应过程,被称为“光呼吸”,会导致光合效率下降。与竞争性结合Rubisco酶的同一活性位点,在相同浓度下,Rubisco酶对亲和力更高,如果在高温条件下对亲和力则会更高。
(1)叶肉细胞内Rubisco酶的存在场所为_____,Rubisco酶既可催化与反应,也可催化与反应,这与酶的专一性相矛盾,其“两面性”可能因为在不同环境中Rubisco酶_____发生变化导致其功能变化。
(2)与光呼吸相区别,研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”。请从反应发生场所方面,列举叶肉细胞中光呼吸与暗呼吸的不同:_____。
(3)蓝细菌具有浓缩机制,如下图所示。
注:羧化体具有蛋白质外壳,可限制气体扩散
据图分析,依次以_____和_____方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的_____,从而通过促进_____和抑制_____提高光合效率。
(4)有观点指出,光呼吸的生理作用在于高温天气和过强光照下,植物_____。但光呼吸的最终产物还可以作为暗反应阶段的原料,这是有重要正面意义的。
【答案】(1) ①. 叶绿体基质 ②. #空间结构##结构##活性#
(2)光呼吸的场所是叶绿体(基质)和线粒体,暗呼吸的场所是细胞质基质和线粒体
(3) ①. 自由扩散 ②. 主动运输 ③. 浓度 ④. 固定 ⑤. 与结合
(4)蒸腾作用过强,失水过多,气孔大量关闭,导致供应减少(只要强调出后面两句即可得满分)
【解析】
【分析】由题干信息可知,植物在光下会进行一种区别于光合作用和呼吸作用的生理作用,即光呼吸作用,该作用在光下吸收O2形成C3和C2,该现象与植物的Rubisco 酶有关,它催化五碳化合物反应取决于CO2和O2的浓度,当CO2的浓度较高时,会进行光合作用的暗反应阶段,当O2的浓度较高时,会进行光呼吸。
【小问1详解】
Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶,但其也能催化O2与C5结合,该反应发生在叶绿体基质中,说明该酶存在于叶绿体基质中,在相同浓度下,Rubisco酶对CO2亲和力更高,如果在高温条件下对O2亲和力则会更高,根据结构与功能相适应,说明温度会改变Rubisco酶的空间结构,与CO2和O2亲和度不同。
【小问2详解】
Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶,但其也能催化O2与C5结合,存在于叶绿体基质中,C2经一系列变化后到线粒体中会产生CO2,故有氧呼吸的反应场所是在叶绿体(基质)和线粒体,光呼吸(光合作用的暗反应)的场所是叶绿体(基质)和线粒体;有氧呼吸称为“暗呼吸”,故暗呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
【小问3详解】
据图分析,CO2进入细胞膜的方式为自由扩散,进入光合片层膜时需要膜上的CO2转运蛋白协助并消耗能量,为主动运输过程。蓝细菌通过CO2浓缩机制使羧化体中Rubisco周围的CO2浓度升高,通过促进CO2固定促进光合作用,同时抑制O2与C5结合,进而抑制光呼吸,最终提高光合效率。
【小问4详解】
在高温和过强光照条件下,植物蒸腾作用过强,失水过多,气孔大量关闭,导致CO2供应减少。但光呼吸的最终产物还可以作为暗反应阶段的原料。
20. 光照过强时植物叶绿体吸收和转化的光能过多,会对植物叶肉细胞造成一定危害。很多植物会通过如图所示的草酰乙酸一苹果酸穿梭途径有效降低光照过强对植物的危害。回答下列问题:
(1)蔗糖是光合作用的重要产物,它在植物细胞的___________(填细胞结构名称)中合成后,再通过韧皮部运输到植物体的各处,与葡萄糖相比,蔗糖更适宜作为运输物质的优点可能是___________。
(2)草酰乙酸一苹果酸穿梭途径能有效降低光照过强对植物叶肉细胞危害原理可能是___________。
(3)研究表明,草酰乙酸一苹果酸穿梭途径的进行离不开苹果酸脱氢酶的作用。现将长势相同的大麦幼苗(苹果酸脱氢酶缺失突变体)随机分为A、B、C、D四组,各组在温度和二氧化碳浓度相同且适宜的条件下给予相同强度的白色强光照射,每组处理总时间相同,均为135秒,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的相对量。处理方法和实验结果如下表:
实验编号
实验处理
光合作用产物相对量(%)
A组
先光照,后黑暗,时间各67.5秒
50
B组
光照,黑暗,光照,黑暗……每次光照和黑暗时间各为7.5秒
70
C组
光照,黑暗,光照,黑暗……每次光照和黑暗时间各为3.75毫秒
94
D组
光照135秒
100
①A、B、C、D四组实验中均需处理多株大麦幼苗,其目的是___________。
②D组为对照组,其光合作用产物相对量最高的原因是___________。
③根据实验结果推测,实验组中___________组大麦幼苗受强光的危害最小,判断的依据是___________。
④在其他条件不变的情况下,在各组实验光源和大麦幼苗之间增加一层透明的蓝紫色塑料薄膜,则强光对植物的危害会___________(填“增大”“不变”或“减小”),判断的依据是___________。
【答案】(1) ①. 细胞质基质 ②. 蔗糖是非还原糖,比较稳定(蔗糖是二糖,质量分数相同时蔗糖对渗透压的影响小于葡萄糖)
(2)草酰乙酸一苹果酸穿梭可有效地将产生的过多光反应产物和能量(能量、NADPH)运出叶绿体,并经线粒体转化为ATP中的化学能进而被植物利用
(3) ①. 排除偶然因素对实验结果产生的影响,保证实验结果的科学性 ②. 光照时间最长,光合作用制造有机物的时间最长 ③. C ④. C组光照和黑暗交替频率最高,使光照下吸收和转化的光能被及时利用 ⑤. 减少 ⑥. 透明的蓝紫色薄膜只允许蓝紫光透过,植物吸收和转化的光能减少,强光产生的危害降低
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段,水分解成O2和[H],ADP和Pi形成ATP;暗反应阶段,CO2和C5结合,生成2个C3,C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原,形成糖类和C5。辅酶Ⅱ(NADP+)与电子和质子(H+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。光反应与暗反应紧密联系,相互影响。光反应为暗反应提供[H]和ATP,暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。
【小问1详解】
据图,蔗糖是由C3在细胞质基质生成的,蔗糖是二糖,质量分数相同时蔗糖对渗透压的影响小于葡萄糖。
【小问2详解】
据图,在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的NADPH中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为ATP中的化学能。
【小问3详解】
①A、B、C、D四组实验中均需处理多株大麦幼苗,能排除偶然因素(如个体差异)对实验结果产生影响,保证实验结果的科学性。
②D组为对照组,光照时间最长,光反应最强,为暗反应提供的[H]和ATP最多,光合作用制造有机物的时间最长。
③C组光合作用产物相对量最高,该组大麦幼苗受强光的危害最小。
④透明的蓝紫色薄膜只允许蓝紫光透过,使植物吸收和转化的光能减少,强光产生的危害降低。
【点睛】通过草酰乙酸一苹果酸穿梭途径情境,考查光合作用的过程、识图能力,影响光合作用强度的因素的实验设计能力。
21. 有些植物在开花期能通过有氧呼吸产生大量热能,花的温度显著高于环境温度,即“开花生热现象”,该现象有利于植物生殖发育顺利完成。高等植物细胞的有氧呼吸第三阶段,有机物中的电子(e-)经UQ(泛醌)、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的作用,传递至氧气生成水。交替氧化酶(AOX)是一种存在于植物花细胞中的酶,电子可直接通过AOX传递给O2生成H2O,大量的能量以热能的形式释放;UCP(离子转运蛋白)能驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度,使能量以热能形式释放。如下图所示。请回答下列问题:
(1)图示膜结构是____,图中的B侧是____。
(2)H+通过ATP合成酶以____方式进入B侧,以驱动ATP的合成。据此推测,ATP合成酶的功能包括____。
(3)某些早春开花植物的花器官细胞的图示结构中的____含量较高有利于早春开花植物的花抵御低温,防止冻伤。
【答案】(1) ①. 线粒体内膜 ②. 线粒体基质
(2) ①. 协助扩散 ②. 运输和催化
(3)AOX、UCP
【解析】
【分析】分析图示可知,UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)可以传递有机物分解产生的电子,同时又将H+运输到膜间隙,使膜两侧形成H+浓度差。H+通过ATP合成酶以被动运输的方式进入线粒体基质,并驱动ATP生成。H+可以通过UCP蛋白由膜间隙跨膜运输到线粒体基质。
【小问1详解】
图示膜结构能消耗氧气生成水,为线粒体内膜。氧气在线粒体内膜被利用,因此B侧为线粒体基质。
【小问2详解】
H+通过ATP合成酶进入线粒体的过程中同时催化ATP合成,说明H+顺浓度梯度进入B侧,且需要载体蛋白,因此H+是以协助扩散的方式进入B侧。据此推测,ATP合成酶的功能包括运输和催化功能。
【小问3详解】
由题意可知,电子可直接通过AOX传递给O2生成H2O,大量能量以热能的形式释放。UCP能驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度,使能量以热能形式释放,因此,某些早春开花植物的花器官细胞中的AOX、UCP含量较高,有利于早春开花植物的花抵御低温,防止冻伤。
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