内容正文:
淄博实验中学2024级(高一)六科诊断训练生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡和试卷指定位置上。
2回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在试卷上的题目无效。
一、选择题:本题共25小题,1-10题每小题1.5分,11-25题每小题2分,共45分。每小题只有一个选项符合要求。
1. “面色苍白、身体消瘦、撕心裂肺的咳嗽”这是鲁迅的小说《药》中提及的“痨病”,它是由结核杆菌侵入肺部引起的一种传染病。而《北山酒经》中“用酵四时不同,寒即多用,温即减之”描述的是酵母菌。下列有关结核杆菌和酵母菌的叙述,正确的是( )
A. 结核杆菌与酵母菌均在细胞质基质和线粒体中产生 ATP
B. 结核杆菌细胞内无由磷脂和蛋白质组成的细胞器,而酵母菌有
C. 结核杆菌和酵母菌的遗传物质的基本组成单位均为核糖核苷酸
D. 结核杆菌和酵母菌都属于生命系统的细胞层次,均具有生物膜系统
2. 核酶是具有催化功能的小分子RNA,通过催化靶位点RNA链中化学键的断裂,特异性地剪切底物RNA分子,从而阻断相关生理过程。下列说法错误的是( )
A. 核酶含C、H、O、N、P五种大量元素,基本单位是核糖核苷酸
B. 核酶的催化活性不受温度和酸碱度的影响
C. 核酶通过特异性裂解靶RNA的磷酸二酯键起作用
D. 核酶发挥作用的原理是降低了化学反应的活化能
3. 和是植物利用的主要无机氮源,其中的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,的吸收由浓度梯度驱动。相关转运机制如下图所示,图中AMTs、SLAH3、NRT1.1分别代表不同的转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 和均不能直接穿过磷脂双分子层,因此需要转运蛋白的协助
B. 不同植物细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同,直接影响其吸收氮源的能力
C. 通过主动运输形式运出细胞膜,土壤pH适当降低有利于植物吸收
D. 进出根部细胞的方式相同,且都不需要消耗能量
4. 溶酶体在细胞生命活动中起着关键作用,异常的溶酶体pH变化与癌症、炎症等疾病密切相关。准确测定细胞内溶酶体含量的动态变化具有医学价值。BODIPY荧光染料对pH不敏感,具有良好的光学和化学稳定性。以BODIPY为母体结构,以哌嗪环为溶酶体定位基团,可以设计成溶酶体荧光探针。该探针在中性和碱性环境下荧光较弱,与H+结合后,荧光强度急剧升高。下列有关说法错误的是( )
A. 溶酶体内的水解酶不会分解自身膜上的蛋白质与其膜蛋白的特殊结构有关
B. 溶酶体荧光探针对pH不敏感,可以与溶酶体内的水解酶结合使荧光强度升高
C. 癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞位置
D. 直接参与溶酶体内水解酶的合成、加工和运输的细胞器有核糖体、内质网和高尔基体
5. 下图为水稻糊粉层细胞中G蛋白合成和运输模式图,字母表示细胞结构,数字表示运输途径。研究发现,正常水稻糊粉层细胞的贮藏型液泡合成并储存淀粉,其胚乳正常;gpa3基因突变的水稻糊粉层细胞因G蛋白结构异常而错误运输,通过与细胞膜融合定位至细胞壁,最终导致其贮藏型液泡缺陷,不能正常合成并储存淀粉,其胚乳萎缩,粒重下降30%。下列说法正确的是( )
A. 胚乳萎缩水稻的糊粉层细胞壁上可积累结构异常的G蛋白
B. 可以用15N代替3H标记氨基酸研究②途径中淀粉的运输过程
C. G蛋白的合成起始于附着在A上的核糖体,B结构起运输枢纽作用
D. 含有G蛋白的囊泡与细胞膜、液泡前体融合,体现了细胞间的信息交流
6. CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道,由M、N和R5部分组成(如图)。当胞内Cl-浓度升高时,R被磷酸化,使N结合ATP,通道打开,Cl-外流。CFTR异常会导致支气管腔中黏液不能被稀释,患囊性纤维病(CF)。相关叙述错误的是( )
A. M中与磷脂尾部接触的部分具有疏水特性
B. CFTR正常发挥功能有利于水分进入细胞
C. CFTR功能缺陷或无法定位到质膜均可导致CF
D. 促进ATP与N结合的药物能缓解某些CF患者症状
7. 人乳腺细胞(M)和乳腺癌细胞(Mc)葡萄糖摄取情况如图甲所示,利用特异性作用于线粒体内膜的呼吸酶抑制剂分别处理M和Mc,与对照组(未用抑制剂处理)细胞数的比例如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 细胞中的葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解
B. 实验组Mc细胞呼吸产生乳酸的速率高于M细胞
C. Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量少于M细胞
D. 该呼吸酶抑制剂在细胞有氧呼吸第二阶段起作用
8. 某同学将四种不同植物的花瓣剪成宽度一致、长度一致的条状,并各取五条分别放入相同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后测得每种花瓣条平均长度(B)与其实验前长度(A)的比值(B/A)如表所示。最适合生活在干旱环境的是( )
植物
植物Ⅰ
植物Ⅱ
植物Ⅲ
植物Ⅳ
B/A
1.2
1
0.85
0.70
A. 植物Ⅰ B. 植物Ⅱ C. 植物Ⅲ D. 植物Ⅳ
9. 某科研小组做了如下图所示的实验,检测发现亚线粒体小泡能消耗氧气并使ADP磷酸化,缺少颗粒的亚线粒体小泡只能消耗氧气,而重组后的亚线粒体小泡则恢复ADP磷酸化功能。下列说法错误的是( )
A. 亚线粒体小泡具有双层膜结构,依然能完成有氧呼吸第三阶段的反应
B. 颗粒从亚线粒体上脱落与肽键的水解有关
C. 亚线粒体上的颗粒可能参与ATP的合成
D. 线粒体内膜上NADH的氧化和ATP的生成是两个相对独立的生理过程
10. 光合作用光反应的过程如左图所示。为研究叶绿体膜的完整与光反应的关系,研究人员制备4种叶绿体(a:双层膜结构完整;b:双层膜局部受损,类囊体略有损伤;c:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂;d:所有膜结构解体破裂),在离体条件下进行实验。用DICP替代NADP+作为电子受体,测定相对放氧量及ATP产生效率的相对值,结果如右图。下列相关叙述错误的是( )
A. 左图的膜结构是类囊体膜,膜上的甲和乙上存在光合色素
B. 根据信息可知,ATP的合成依赖于氢离子逆浓度梯度从膜内运输到膜外
C. 实验表明无双层膜阻碍、类囊体松散时更有利于色素吸收光能
D. a~d4种叶绿体的ATP产生效率逐渐降低,原因是类囊体薄膜受损程度依次增大
11. 植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成,可被运输到pH较低的液泡中,当液泡中的有机酸浓度达到一定水平后,会在氢离子浓度梯度的驱动下,与氢离子同向运出液泡并被降解。下列说法错误的是( )
A. 有机酸的生成部位主要是线粒体基质 B. 有机酸运出液泡的过程属于被动运输
C. 有机酸进入液泡会使有氧呼吸释放的能量减少 D. 液泡参与调节植物细胞内的pH
12. 最大乳酸稳态(MLSS)是在持续运动中血乳酸产生与利用的最高平衡状态,是运动强度划分的一个重要参照。下图是随着运动学强度增大,生理学强度变化曲线,据图分析下列说法错误的是( )
A. 乳酸增加时,肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量
B. 低强度运动时虽然乳酸含量基本不变,此时肌细胞进行无氧呼吸
C. 高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞有氧呼吸提供更多O2,排出更多CO2
D. 乳酸大量积累会使肌肉酸胀乏力,其能在肝脏中再次转化为葡萄糖
13. 如图为植物体内发生的光合作用和光呼吸作用的示意图,在CO2与C5反应过程中,O2能与CO2竞争相关酶的活性部位。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以通过适当增大CO2的浓度来抑制光呼吸:
B. 光呼吸的存在会降低糖的合成效率
C. 在高O2环境中植物不能进行光合作用
D. 特殊环境下,光呼吸可以为暗反应提供原料
14. 科研人员对绿色植物光暗转换过程中的适应机制进行研究。测定绿色植物由黑暗到光照的过程中CO2吸收速率(mol·m-2·s-1)和光反应相对速率(μmol·m-2·s-1)的变化,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 黑暗时植株的CO2吸收速率为-0.1μmol·m-2·s-1,与线粒体内膜产生CO2有关
B. 由黑暗转变为光照条件后,叶肉细胞中NADPH和ATP的量会一直增加
C. 光照0~0.5min光反应相对速率下降,与暗反应激活延迟造成NADPH和ATP积累有关
D. 光照2min后,光反应和暗反应速率均稳定,暗反应速率大于光反应速率
15. 叶绿素a(C55H72MgN4O5,)是由谷氨酸经一系列酶的催化作用合成的,其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列说法正确的是( )
A. 无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在
B. 叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中
C. 可用无水乙醇作层析液分离出绿叶中的叶绿素a
D. 叶绿素a呈黄绿色,主要吸收蓝紫光和红光
16. 有氧呼吸过程中,线粒体中的NADH脱去氢释放的电子经内膜传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。已知丙酮酸是可以被氧化分解的物质;叠氮化物可抑制电子传递给氧;2,4-二硝基苯酚(DNP)使进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验,图中x、y、z分别是上述3种物质中的一种,①②表示生理过程。下列说法正确的是( )
A. 线粒体基质中的NADH全部来自丙酮酸的氧化分解
B. 物质x是丙酮酸,过程①②均发生在线粒体内膜上
C. 物质y是叠氮化物,该物质可解除电子传递和ATP合成之间的联系
D. 物质z是DNP,该物质可使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加
17. 剧烈运动时,肌细胞中葡萄糖氧化分解产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率,此时NADH可以将丙酮酸还原为乳酸。乳酸随血液进入肝细胞后转变为葡萄糖,又回到血液,以供应肌肉运动的需求。该过程称为可立氏循环。下列说法正确的是( )
A. 剧烈运动时,肝糖原和肌糖原分解成葡萄糖来补充血糖
B. 丙酮酸还原成乳酸时产生少量能量并形成少量ATP
C. 丙酮酸还原为乳酸使NADH再生,以保证葡萄糖氧化分解的正常进行
D. 可立氏循环能避免乳酸损失导致的物质能量浪费及乳酸堆积导致的酸中毒
18. 下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径,研究表明,磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素,CO2充足时,TPT活性降低。下列有关叙述错误的是( )
A. Pi输入叶绿体减少时,磷酸丙糖从叶绿体输出减少
B. 暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP
C. 叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的
D. 农业生产上可通过增加CO2来提高作物中蔗糖的含量
19. 研究人员利用图一装置研究植物叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响。实验过程中的叶片呼吸强度不变,其他条件适宜,A~E时间段光源逐渐向左移动,测得实验结果如图二曲线所示。下列叙述正确的是( )
A. 植物叶片叶肉细胞的呼吸速率为M,提高水浴温度可使M增大
B. A时刻开始光照,在AB时间段内小室中CO2浓度逐渐减小
C. D时刻叶片光合作用消耗CO2的速率为2M,且此速率在DE时间段内逐渐减小
D. 叶片光合作用在E时刻暂停,光照强度是F时刻叶片光合速率的限制因素
20. 玉米固定CO2的能力比小麦强70倍。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)是C4植物(如玉米)特有的固定CO2的关键酶。科研人员将玉米的PEPC基因导入小麦中,获得转基因小麦以提高小麦产量。为探究转基因小麦固定CO2的能力,研究人员将转基因小麦和普通小麦分别放置在相同的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO2浓度,结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. PEPC能降低固定CO2反应所需的活化能
B. 图中属于转基因小麦变化曲线的是Ⅱ
C. 图中CO2浓度保持不变时植物的光合速率等于呼吸速率
D. 突然降低光照强度,短时间内细胞中ADP和C5的含量均降低
21. 下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线,据图分析有关叙述正确的是( )
A. 一天中适当遮光均会显著增强净光合速率
B. b-M段叶肉细胞内合成ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
C. M点时叶肉细胞消耗的CO2量一般等于呼吸产生的CO2量
D. e-f段净光合速率降低的原因是CO2吸收量减少影响暗反应所致
22. 研究发现,线粒体的外膜含40%的脂质和60%的蛋白质,具有孔蛋白构成的亲水通道,允许相对分子质量为5kD以下的分子通过。如图为马铃薯块茎细胞内电子传递过程中部分物质跨膜转运过程。下列相关分析错误的是( )
A. 线粒体内膜与外膜相比较,蛋白质的种类更多、含量更丰富,原因是线粒体内膜上附着有多种呼吸酶并且有特殊的转运蛋白
B. 过程②所示膜蛋白既有催化功能,也有运输功能
C. 丙酮酸的相对分子质量为90D,则过程③、过程④丙酮酸跨膜运输的方式均为自由扩散
D. 线粒体具有双层膜,与其他细胞结构分隔开,保障了呼吸作用的高效进行
23. 在光照等条件下,番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸以及细胞内外交换的示意图如下(数字表示结构,小写字母代号表示物质移动情况)下列说法正确的是( )
A. 物质A进入线粒体后彻底分解不需要水的参与
B. 叶绿体产生的O2被线粒体利用至少穿过3层膜
C. 图中线粒体中2处释放的能量远多于3处
D. h=c、d=g时的光照强度是满足番茄植株光合作用速率等于呼吸作用速率的光照强度
24. 米切尔的化学渗透假说提出:ATP的合成是由叶绿体类囊体内外H+浓度差引起的。1963年,贾格道夫通过巧妙实验为ATP合成的化学渗透机制提供了早期证据。假说内容及实验过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. 类囊体中的H+通过被动运输的方式运至类囊体外侧
B. 第三步将类囊体置于pH=8的缓冲介质中是为了类囊体膜内外形成H+浓度梯度
C. 第四步在黑暗中进行的目的是避免光照产生O2
D. 该实验可证明ATP合成的直接动力来自H+浓度梯度
25. 下列有关生物学实验的说法正确的是( )
A. 探究酵母菌呼吸方式的实验中,若取有氧装置酵母菌培养液的滤液加入酸性重铬酸钾也可能有颜色变化
B. 探究酵母菌无氧呼吸的实验中,可向装有酵母菌培养液的锥形瓶中加入浓硫酸酸化的重铬酸钾以检验是否有酒精产生
C. 绿叶中色素的提取和分离实验,色素提取的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
D. 在光合作用的过程的探究中,鲁宾、卡门的实验和卡尔文的实验过程中都用到了放射性同位素标记技术
二、选择题:本大题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
26. 米酵菌酸由椰毒假单胞菌(细菌的一种)产生,化学式为C28H38O7,是一种高度不饱和脂肪酸,耐热性极强,能与线粒体中ADP/ATP的转运体结合,阻止ADP转移,使线粒体“动力车间”直接“瘫痪”,人类误食被该菌污染的食品会导致中毒。以下叙述正确的是( )
A. 椰毒假单胞菌与支原体的主要区别是支原体没有细胞壁
B. 米酵菌酸的“骨架”是一条由碳原子组成的长链,熔点较低
C. 米酵菌酸主要通过抑制细胞有氧呼吸的第二阶段引起中毒
D. 低温、风干存放食品,加热煮熟能避免椰毒假单胞菌引起的食物中毒
27. 细胞中的溶酶体形成过程如下图所示,据图分析下列说法错误的是( )
A. 溶酶体酶糖链的形成在内质网中,M6P标志的形成在高尔基体中
B. 溶酶体酶、溶酶体起源于高尔基体
C. 错误运往细胞外的溶酶体酶能通过M6P受体介导的胞吞作用回收到前溶酶体中
D. M6P受体通过囊泡可在高尔基体、溶酶体、细胞膜任意二者之间往复循环使用
28. 图1中某细菌细胞膜上的光驱动蛋白,可将H+从细胞内侧泵到细胞膜外侧,形成的H+浓度梯度可为物质合成和跨膜运输提供能量。图2为蔗糖分子进入某植物细胞的示意图。下列说法错误的是( )
A. 图1中H+从细胞内侧到细胞膜外侧没有消耗ATP,属于被动运输
B. 两图所示的生理过程都需要ATP合成酶的直接参与
C. 据图可知,一种转运蛋白可转运多种物质,一种物质可由多种转运蛋白转运
D. 图2中H+出细胞的方式为主动运输,蔗糖进细胞的方式是协助扩散
29. 如图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置,把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(三套装置中种子的质量相等)。下列有关说法正确的是( )
A. 一段时间后,玻璃管中的有色液滴移动的距离hC>hB>hA
B. 当种子中的有机物消耗完毕,温度计读数装置A最高
C. 若取适量的幼胚研碎,滴加少量的DCPIP(一种染色剂,被还原后为白色),一段时间后DCPIP颜色逐渐变白,原因是种子在呼吸过程产生还原剂[H]
D. A、B两装置有色液滴右移的速率不一样
30. 当光照过强,植物吸收的光能超过光合作用所能利用的能量时,引起光能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在光系统Ⅱ(PSⅡ),PSII能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧使PSII变性失活,导致光合速率下降。为研究铁氰化钾(MSDS,一种电子受体)对微藻光抑制现象的作用,研究人员进行了相关实验,结果如下图。下列说法错误的是( )
A. 在经光强度I3处理过的微藻中加入MSDS,光合放氧速率可能无法恢复正常
B. 光强度在Ⅰ1~Ⅰ2时,对照组光合放氧速率不再上升与光能转化效率下降有关
C. PSII分解水产生的H+和电子与NAD结合形成暗反应所需的NADH
D. 上述实验结果说明MSDS可能通过接受电子降低PSⅡ受损来减轻微藻的光抑制
三、非选择题:本大题包含3个小题,共40分。
31. 图1表示植物从土壤中吸收某种矿质离子的示意图,图2表示某生物膜的部分结构,图中■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。请据图回答下列问题。
(1)如果图1中的矿质离子在土壤中含量过高,会导致植物死亡,请你分析植物死亡的原因:___________。
(2)如果用某种药物处理图1所示细胞,发现其对Ca2+的吸收速率大大降低,而对其他物质的吸收速率没有影响,说明这种药物的作用可能是_______________。
(3)研究表明,主动运输根据能量的来源不同分为三种类型,如图2中a、b、c所示。下列生物中,最有可能采用c类型进行主动运输的是_______(填对应字母)。
A. 噬菌体 B. 细菌 C. 果蝇 D. 小鼠
(4)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动的主动运输。为了证实这一假设,进行以下实验探究:取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞,分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中,甲组________,乙组用细胞呼吸抑制剂处理,其他条件相同且适宜。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖,则一段时间后两组溶液中葡萄糖浓度降低的是_________组。
(5)某哺乳动物的一种成熟细胞除细胞膜外,不具其他膜结构。下图中能正确表示在一定O2浓度范围内,K+进入该细胞的速度与O2浓度关系的是_________(填对应字母)。
A. B. C. D.
32. 下图为某细胞内发生的生理过程,3-磷酸甘油酸、甘油酸-1,3二磷酸、甘油醛-3-磷酸、核酮糖-5-磷酸、核酮糖-1,5二磷酸是该过程中依次生成的重要化合物,请据图分析回答下列问题:
(1)该生理过程被称为________循环。能进行该过程的原核生物有___________。
(2)RUBP是图中物质_________的简称。①过程称作__________。上述过程中,消耗前一阶段提供的能量的过程有__________。脱磷酸化的过程有____________。
(3)通过对该过程分析发现,固定一分子CO2平均会消耗ATP和NADPH的分子数目分别是__________。甘油酸-1,3二磷酸和核酮糖-5-磷酸分别含有的碳原子数目是________________。
(4)若想验证图中各种有机物依次出现的先后顺序,实验设计思路是________________。
33. 为探究光与低温复合胁迫对杨梅叶片净光合速率的影响,某研究团队利用盆栽杨梅的两个品种DK、TM进行实验:先将盆栽杨梅在室外低温环境中进行全光照或遮阳50%处理3天,随后放在20℃、适宜光照下进行3天恢复处理,实验结果如图所示。
(1)本实验的自变量有光照强度、____(答2点即可)。据实验结果分析,更耐低温、光胁迫的品种是____。
(2)据图示结果可知,先在室外低温环境中处理,后经恢复处理的Pn值仍低于对照组,请从叶绿体的结构和功能角度分析,原因可能是____(答2点即可)。
(3)光抑制是指当植物的光合系统从环境中吸收的光能超出其光能利用能力时,光合作用强度下降的现象。此时,过多的光能会以热能的形式散失,这种现象又称为非光化学猝灭(NPQ)。
①若NPQ值越大,则植物降低光抑制的能力____(填“越强”或“越弱”),抵抗逆境的能力越强。
②上述实验遮阳50%有利于植株光合产物积累的原因是____。
③科研人员测定了室外环境自然光照条件下DK、TM两品种NPQ的日变化曲线,如图所示。图中14时后NPQ缓慢上升的原因是____。
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡和试卷指定位置上。
2回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在试卷上的题目无效。
一、选择题:本题共25小题,1-10题每小题1.5分,11-25题每小题2分,共45分。每小题只有一个选项符合要求。
1. “面色苍白、身体消瘦、撕心裂肺的咳嗽”这是鲁迅的小说《药》中提及的“痨病”,它是由结核杆菌侵入肺部引起的一种传染病。而《北山酒经》中“用酵四时不同,寒即多用,温即减之”描述的是酵母菌。下列有关结核杆菌和酵母菌的叙述,正确的是( )
A. 结核杆菌与酵母菌均在细胞质基质和线粒体中产生 ATP
B. 结核杆菌细胞内无由磷脂和蛋白质组成的细胞器,而酵母菌有
C. 结核杆菌和酵母菌的遗传物质的基本组成单位均为核糖核苷酸
D. 结核杆菌和酵母菌都属于生命系统的细胞层次,均具有生物膜系统
【答案】B
【解析】
【分析】原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体,DNA不与蛋白质结合;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同。
【详解】A、结核杆菌是原核生物,无线粒体,A错误;
B、结核杆菌只有核糖体一种细胞器,核糖体是无膜细胞器,不含磷脂,B正确;
C、细胞生物的遗传物质都是DNA,组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,C错误;
D、结核杆菌和酵母菌既属于细胞层次也属于个体层次,但结核杆菌是原核生物,只有细胞膜一种生物膜,不具有生物膜系统,D错误。
故选B。
2. 核酶是具有催化功能的小分子RNA,通过催化靶位点RNA链中化学键的断裂,特异性地剪切底物RNA分子,从而阻断相关生理过程。下列说法错误的是( )
A. 核酶含C、H、O、N、P五种大量元素,基本单位是核糖核苷酸
B. 核酶的催化活性不受温度和酸碱度的影响
C. 核酶通过特异性裂解靶RNA的磷酸二酯键起作用
D. 核酶发挥作用的原理是降低了化学反应的活化能
【答案】B
【解析】
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、核酶是RNA分子,故核酶的组成元素为C、H、O、N、P,基本单位是核糖核苷酸,A正确;
B、酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性,酶的活性易受温度和酸碱度的影响,B错误;
C、核酶能够在特定位点切断RNA,使得RNA的磷酸二酯键断开,从而失去活性,C正确;
D、核酶发挥作用的原理是降低了化学反应的活化能,具有催化作用,D正确。
故选B。
3. 和是植物利用的主要无机氮源,其中的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,的吸收由浓度梯度驱动。相关转运机制如下图所示,图中AMTs、SLAH3、NRT1.1分别代表不同的转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 和均不能直接穿过磷脂双分子层,因此需要转运蛋白的协助
B. 不同植物细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同,直接影响其吸收氮源的能力
C. 通过主动运输形式运出细胞膜,土壤pH适当降低有利于植物吸收
D. 进出根部细胞的方式相同,且都不需要消耗能量
【答案】D
【解析】
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从低浓度到高浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、和是带电荷的离子,均不能直接穿过磷脂双分子层,因此需要转运蛋白的协助,A正确;
B、和是植物利用的主要无机氮源,细胞膜上AMTs、SLAH3、NRT1.1是与和转运相关的蛋白,其种类和数量直接影响植物吸收氮源的能力,B正确;
C、被排出根细胞是逆浓度梯度进行的,需要消耗ATP水解所释放的能量,属于主动运输,膜内外浓度梯度是驱动转运至细胞内的动力,因此土壤pH降低有利于植物吸收,C正确;
D、据图分析,通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输的,属于协助扩散,通过NRT1.1转运到细胞内是逆浓度梯度运输的,由H+浓度梯度驱动,属于主动运输,D错误。
故选D。
4. 溶酶体在细胞生命活动中起着关键作用,异常的溶酶体pH变化与癌症、炎症等疾病密切相关。准确测定细胞内溶酶体含量的动态变化具有医学价值。BODIPY荧光染料对pH不敏感,具有良好的光学和化学稳定性。以BODIPY为母体结构,以哌嗪环为溶酶体定位基团,可以设计成溶酶体荧光探针。该探针在中性和碱性环境下荧光较弱,与H+结合后,荧光强度急剧升高。下列有关说法错误的是( )
A. 溶酶体内的水解酶不会分解自身膜上的蛋白质与其膜蛋白的特殊结构有关
B. 溶酶体荧光探针对pH不敏感,可以与溶酶体内的水解酶结合使荧光强度升高
C. 癌细胞内溶酶体含量与正常细胞不同,可用溶酶体荧光探针定位癌细胞位置
D. 直接参与溶酶体内水解酶的合成、加工和运输的细胞器有核糖体、内质网和高尔基体
【答案】B
【解析】
【分析】
1、细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。
2、细胞各部分结构之间相互联系,协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。
【详解】A、溶酶体的膜蛋白高度糖基化,因此其内部的水解酶不会分解自身膜上的蛋白质,A正确;
B、BODIPY荧光染料对pH不敏感,但是以BODIPY为母体结构设计成的探针对pH敏感,与H+结合后荧光强度急剧升高,B错误;
C、癌细胞内溶酶体含量和pH与正常细胞不同,因此可用溶酶体荧光探针定位癌细胞位置,C正确;
D、溶酶体内水解酶的合成场所是核糖体,并经过内质网和高尔基体的加工,包装和运输,D正确。
故选B。
5. 下图为水稻糊粉层细胞中G蛋白合成和运输模式图,字母表示细胞结构,数字表示运输途径。研究发现,正常水稻糊粉层细胞的贮藏型液泡合成并储存淀粉,其胚乳正常;gpa3基因突变的水稻糊粉层细胞因G蛋白结构异常而错误运输,通过与细胞膜融合定位至细胞壁,最终导致其贮藏型液泡缺陷,不能正常合成并储存淀粉,其胚乳萎缩,粒重下降30%。下列说法正确的是( )
A. 胚乳萎缩水稻的糊粉层细胞壁上可积累结构异常的G蛋白
B. 可以用15N代替3H标记氨基酸研究②途径中淀粉的运输过程
C. G蛋白的合成起始于附着在A上的核糖体,B结构起运输枢纽作用
D. 含有G蛋白的囊泡与细胞膜、液泡前体融合,体现了细胞间的信息交流
【答案】A
【解析】
【分析】1、用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。 通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。
2、核糖体有的附于粗面内质网上,有的游离在细胞质基质中,是“生产蛋白质的机器”。内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统, 有些内质网上有核糖体附着,叫粗面内质网;有些内质网上不含有核糖体,叫光面内质网。高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
【详解】A、胚乳萎缩水稻gpa3基因突变,G蛋白结构异常而错误运输,通过与细胞膜融合定位至细胞壁,所以胚乳萎缩水稻的糊粉层细胞壁上会积累结构异常的G蛋白,A正确;
B、研究②途径中淀粉的运输过程可以用同位素标记法,由于淀粉的组成元素是C、H、O,且其单体是葡萄糖,可以用3H标记葡萄糖来研究淀粉的运输过程,不能用15N代替3H标记,且不应标记氨基酸,B错误;
C、G蛋白的合成起始于游离的核糖体,其在游离的核糖体中以氨基酸为原料合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到A(粗面内质网)上继续其合成过程;B结构为高尔基体,起运输枢纽作用,C错误;
D、含有G蛋白的囊泡与细胞膜、液泡前体融合,体现了细胞内的信息交流,D错误。
故选A。
6. CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道,由M、N和R5部分组成(如图)。当胞内Cl-浓度升高时,R被磷酸化,使N结合ATP,通道打开,Cl-外流。CFTR异常会导致支气管腔中黏液不能被稀释,患囊性纤维病(CF)。相关叙述错误的是( )
A. M中与磷脂尾部接触的部分具有疏水特性
B. CFTR正常发挥功能有利于水分进入细胞
C. CFTR功能缺陷或无法定位到质膜均可导致CF
D. 促进ATP与N结合的药物能缓解某些CF患者症状
【答案】B
【解析】
【分析】分析题意可知,囊性纤维病患者CFTR蛋白结构异常,使CFTR转运氯离子的功能异常,导致患者支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量生长繁殖,最终使肺功能严重受损。
【详解】A、磷脂的尾部是疏水的,故M中与磷脂尾部接触的部分具有疏水特性,A正确;
B、CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道,CFTR正常发挥功能有利于水分出细胞将支气管腔中黏液稀释,B错误;
C、CFTR是支气管上皮细胞膜上的Cl-通道,其功能的发挥需要正确定位,故CFTR功能缺陷或无法定位到质膜均可导致CF,C正确;
D、结合图示可知,促进ATP与N结合的药物可促进使N结合ATP,通道打开,能缓解某些CF患者症状,D正确。
故选B。
7. 人乳腺细胞(M)和乳腺癌细胞(Mc)葡萄糖摄取情况如图甲所示,利用特异性作用于线粒体内膜的呼吸酶抑制剂分别处理M和Mc,与对照组(未用抑制剂处理)细胞数的比例如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 细胞中的葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解
B. 实验组Mc细胞呼吸产生乳酸的速率高于M细胞
C. Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量少于M细胞
D. 该呼吸酶抑制剂在细胞有氧呼吸第二阶段起作用
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:由图甲可知,乳腺癌细胞(Mc)比人乳腺细胞(M)摄取的葡萄糖更多;由图乙可知,M细胞对呼吸抑制剂更敏感。
【详解】A、线粒体不能直接利用葡萄糖,葡萄糖需先在细胞质基质中分解成丙酮酸,丙酮酸再进入线粒体进一步氧化分解,A错误;
B、实验组Mc对葡萄糖的摄取能力高于M,Mc细胞对呼吸抑制剂不太敏感,则Mc细胞呼吸产生乳酸的速率高于M细胞,B正确;
C、由图甲可知,Mc细胞对葡萄糖的摄取量多于M细胞,说明Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量多于M细胞,C错误;
D、该呼吸酶抑制剂作用于线粒体内膜,说明该抑制剂抑制的是有氧呼吸的第三阶段,D错误。
故选B。
8. 某同学将四种不同植物的花瓣剪成宽度一致、长度一致的条状,并各取五条分别放入相同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后测得每种花瓣条平均长度(B)与其实验前长度(A)的比值(B/A)如表所示。最适合生活在干旱环境的是( )
植物
植物Ⅰ
植物Ⅱ
植物Ⅲ
植物Ⅳ
B/A
1.2
1
0.85
0.70
A. 植物Ⅰ B. 植物Ⅱ C. 植物Ⅲ D. 植物Ⅳ
【答案】A
【解析】
【分析】分析表格:实验后长度/实验前长度的比值为1时,水分进出细胞达到平衡,比值大于1表明细胞吸水,比值小于1表明细胞失水。
【详解】植物Ⅰ实验后长度/实验前长度的比值为1.2,数值最大,说明植物Ⅰ吸水能力最强,最适合生活在干旱环境。
故选A。
9. 某科研小组做了如下图所示的实验,检测发现亚线粒体小泡能消耗氧气并使ADP磷酸化,缺少颗粒的亚线粒体小泡只能消耗氧气,而重组后的亚线粒体小泡则恢复ADP磷酸化功能。下列说法错误的是( )
A. 亚线粒体小泡具有双层膜结构,依然能完成有氧呼吸第三阶段的反应
B. 颗粒从亚线粒体上脱落与肽键的水解有关
C. 亚线粒体上的颗粒可能参与ATP的合成
D. 线粒体内膜上NADH的氧化和ATP的生成是两个相对独立的生理过程
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、由图可知,亚线粒体小泡只有内膜结构,A错误;
B、颗粒从亚线粒体上脱落与肽键的水解有关,因为胰蛋白酶可以水解蛋白质,B正确;
C、由图可知,亚线粒体上的颗粒可能参与ATP的合成,因为亚线粒体小泡能消耗氧气并使ADP磷酸化,缺少颗粒的亚线粒体小泡只能消耗氧气,而重组后的亚线粒体小泡则恢复ADP磷酸化功能,C正确;
D、由题意可知,线粒体内膜上NADH的氧化和ATP的生成是两个相对独立的生理过程,缺少颗粒的亚线粒体小泡只消耗氧气,D正确。
故选A。
10. 光合作用光反应的过程如左图所示。为研究叶绿体膜的完整与光反应的关系,研究人员制备4种叶绿体(a:双层膜结构完整;b:双层膜局部受损,类囊体略有损伤;c:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂;d:所有膜结构解体破裂),在离体条件下进行实验。用DICP替代NADP+作为电子受体,测定相对放氧量及ATP产生效率的相对值,结果如右图。下列相关叙述错误的是( )
A. 左图的膜结构是类囊体膜,膜上的甲和乙上存在光合色素
B. 根据信息可知,ATP的合成依赖于氢离子逆浓度梯度从膜内运输到膜外
C. 实验表明无双层膜阻碍、类囊体松散时更有利于色素吸收光能
D. a~d4种叶绿体的ATP产生效率逐渐降低,原因是类囊体薄膜受损程度依次增大
【答案】B
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段:必须有光能才能进行,在叶绿体内的类囊体结构上进行的。完成两个转变:(1)水分子分解成氧和氢,氧直接以分子形式释放,氢则被传递到叶绿体内的基质中。实现了光能向活跃化学能转变,即生成还原氢。(2)在有关酶的催化下,促成ADP与Pi发生反应形成ATP。实现了光能的转换,能量储存在ATP中可被各种代谢过程利用。能量:光能一部分储存在ATP和还原氢中,一部分以热能散失物质:水分解为氧气、还原态氢。
【详解】A、由图示可知,左图的膜结构上发生了水的分解和光能的吸收、转化,故该膜结构是类囊体膜,膜上的甲和乙能吸收、转化、传递光能,其上存在光合色素,A正确;
B、通过图示可知,电子经左图膜上的蛋白质传递时释放的能量用于将H+跨膜运输到膜间隙,使膜两侧形成H+浓度差,伴随着H+顺浓度梯度转运到膜外合成ATP,B错误;
C、由题意可知,c种叶绿体结构的双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂,由右图实验结果可知,c的相对放氧量最高,说明无双层膜阻碍、类囊体松散的条件,更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能,从而提高光反应速率,C正确;
D、由题意可知,a~d4种叶绿体的处理方法使叶绿体中类囊体薄膜从完整到所有膜结构解体破裂,类囊体薄膜受损程度依次增大,导致类囊体膜上的甲、乙结构受损程度逐渐增大,吸收光能的能力逐渐减弱,导致叶绿体的ATP产生效率逐渐降低,D正确。
故选B。
11. 植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成,可被运输到pH较低的液泡中,当液泡中的有机酸浓度达到一定水平后,会在氢离子浓度梯度的驱动下,与氢离子同向运出液泡并被降解。下列说法错误的是( )
A. 有机酸的生成部位主要是线粒体基质 B. 有机酸运出液泡的过程属于被动运输
C. 有机酸进入液泡会使有氧呼吸释放的能量减少 D. 液泡参与调节植物细胞内的pH
【答案】B
【解析】
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散;
被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输,其中协助扩散需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量;而主动运输既需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助。
【详解】A、植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成,所以场所在线粒体基质,A正确;
B、有机酸可被运输到pH较低的液泡中,所以运出液泡的过程是从低浓度至高浓度,属于主动运输,B错误;
C、有机酸进入液泡,则被细胞呼吸消耗的量减少,因此会使有氧呼吸释放的能量减少,C正确;
D、液泡可以储存和释放氢离子,因此液泡参与调节植物细胞内的pH,D正确。
故选B。
12. 最大乳酸稳态(MLSS)是在持续运动中血乳酸产生与利用的最高平衡状态,是运动强度划分的一个重要参照。下图是随着运动学强度增大,生理学强度变化曲线,据图分析下列说法错误的是( )
A. 乳酸增加时,肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量
B. 低强度运动时虽然乳酸含量基本不变,此时肌细胞进行无氧呼吸
C. 高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞有氧呼吸提供更多O2,排出更多CO2
D. 乳酸大量积累会使肌肉酸胀乏力,其能在肝脏中再次转化为葡萄糖
【答案】A
【解析】
【分析】人体细胞中无氧呼吸过程:全过程发生在细胞质基质中,第一阶段发生在细胞质基质,葡萄糖在酶的催化作用下生成丙酮酸和少量的[H],释放少量能量,第二阶段丙酮酸被还原生成乳酸。
【详解】A、人体有氧呼吸肌细胞产生的CO2量与O2的消耗量相同,无氧呼吸不消耗氧气,也不产生二氧化碳,故乳酸增加时,肌细胞产生的CO2量等于O2的消耗量,A错误;
B、乳酸是无氧呼吸的产物,低强度运动时虽然乳酸含量基本不变,但此时肌细胞进行无氧呼吸,能维持稳定是因为内环境中存在缓冲物质,B正确;
C、有氧呼吸过程消耗的氧气与释放的二氧化碳相等,高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞有氧呼吸提供更多O2,排出更多CO2,C正确;
D、乳酸大量积累会使肌肉酸胀乏力,乳酸转移到肝细胞在乳酸脱氢酶作用下转变为丙酮酸,然后再经糖异生转变为葡萄糖,D正确。
故选A。
13. 如图为植物体内发生的光合作用和光呼吸作用的示意图,在CO2与C5反应过程中,O2能与CO2竞争相关酶的活性部位。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以通过适当增大CO2的浓度来抑制光呼吸:
B. 光呼吸的存在会降低糖的合成效率
C. 在高O2环境中植物不能进行光合作用
D. 特殊环境下,光呼吸可以为暗反应提供原料
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析:图示表明1分子五碳化合物在高二氧化碳环境中与1分子二氧化碳结合生成2分子三碳化合物后参与卡尔文循环,在高氧环境中与1分子氧结合生成1分子三碳化合物参与卡尔文循环,同时生成1分子二碳化合物进入线粒体参与呼吸作用释放出二氧化碳,据此分析作答。
【详解】A、O2能与CO2竞争相关酶的活性部位,适当增大CO2浓度可抑制氧气与C5结合,从而抑制光呼吸,A正确;
B、光呼吸的存在会使CO2与C5固定生成C3的速率减小,从而降低糖的合成效率,B正确;
C、在高O2环境中O2能与CO2竞争相关酶的活性部位,使CO2与C5固定生成C3的速率减小,植物光合作用减弱,C错误;
D、由图可知,光呼吸可产生C2,生成的C2可在线粒体内生成CO2,为暗反应提供原料,D正确。
故选C。
14. 科研人员对绿色植物光暗转换过程中的适应机制进行研究。测定绿色植物由黑暗到光照的过程中CO2吸收速率(mol·m-2·s-1)和光反应相对速率(μmol·m-2·s-1)的变化,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 黑暗时植株的CO2吸收速率为-0.1μmol·m-2·s-1,与线粒体内膜产生CO2有关
B. 由黑暗转变为光照条件后,叶肉细胞中NADPH和ATP的量会一直增加
C. 光照0~0.5min光反应相对速率下降,与暗反应激活延迟造成NADPH和ATP积累有关
D. 光照2min后,光反应和暗反应速率均稳定,暗反应速率大于光反应速率
【答案】C
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜):水的光解产生NADPH和氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。光反应为暗反应提供ATP和NADPH。
【详解】A、黑暗时植株的CO2吸收速率为-0.1μmol•m-2•s-1,说明植株的呼吸作用速率为0.1μmol•m-2•s-1,与线粒体基质中产生CO2有关,A错误;
BC、光反应为暗反应提供NADPH和ATP,据图可知,正常情况下0.5min后暗反应被激活,CO2吸收增多,而图中0-0.5min之间,光反应速率降低,原因是暗反应未被激活,出现该现象的原因是暗反应激活延迟造成光反应产生的NADPH和ATP积累,导致光反应被抑制,故叶肉细胞中NADPH和ATP的量不会一直增加,B错误,C正确;
D、由图可知,光照2min后,光反应和暗反应速率均稳定,暗反应速率与光反应速率基本相等,D错误。
故选C。
15. 叶绿素a(C55H72MgN4O5,)是由谷氨酸经一系列酶的催化作用合成的,其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列说法正确的是( )
A. 无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在
B. 叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中
C. 可用无水乙醇作层析液分离出绿叶中的叶绿素a
D. 叶绿素a呈黄绿色,主要吸收蓝紫光和红光
【答案】B
【解析】
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
2、绿叶中的叶绿素包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色),叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。
【详解】A、无机盐在细胞中主要以离子的形式存在,A错误;
B、叶绿素a的尾部具有亲脂性特点,而生物膜的基本支架由磷脂双分子层构成,膜的内侧是疏水的,故叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中,B正确;
C、叶绿素a易溶于有机溶剂,所以可用无水乙醇提取,而不是用无水乙醇作为层析液,C错误;
D、叶绿素a呈蓝绿色,D错误。
故选B。
16. 有氧呼吸过程中,线粒体中的NADH脱去氢释放的电子经内膜传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。已知丙酮酸是可以被氧化分解的物质;叠氮化物可抑制电子传递给氧;2,4-二硝基苯酚(DNP)使进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验,图中x、y、z分别是上述3种物质中的一种,①②表示生理过程。下列说法正确的是( )
A. 线粒体基质中的NADH全部来自丙酮酸的氧化分解
B. 物质x是丙酮酸,过程①②均发生在线粒体内膜上
C. 物质y是叠氮化物,该物质可解除电子传递和ATP合成之间的联系
D. 物质z是DNP,该物质可使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加
【答案】D
【解析】
【分析】有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。
【详解】A、线粒体基质中的NADH除了来自丙酮酸的氧化分解,还有葡萄糖分解为丙酮酸的过程所产生,A错误;
B、物质x是丙酮酸,过程①消耗的O2量处于较低水平,且相对稳定,属于有氧呼吸第二阶段,发生于线粒体基质,过程②消耗的O2量增加,属于有氧呼吸第三阶段,发生于线粒体内膜,B错误;
C、物质y是叠氮化物,依据题干信息,该物质可抑制电子传递给氧,并进而抑制电子传递和ATP合成之间的联系,C错误;
D、细胞呼吸释放的能量有两个用途,一部分用于合成ATP,另一部分以热能的形式释放,物质z是DNP,据图可知,加入该物质后,消耗的O2量增加,可知细胞呼吸产生的总能量增多,而合成的ATP量变化不大,故该物质可使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加,D正确。
故选D。
17. 剧烈运动时,肌细胞中葡萄糖氧化分解产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率,此时NADH可以将丙酮酸还原为乳酸。乳酸随血液进入肝细胞后转变为葡萄糖,又回到血液,以供应肌肉运动的需求。该过程称为可立氏循环。下列说法正确的是( )
A. 剧烈运动时,肝糖原和肌糖原分解成葡萄糖来补充血糖
B. 丙酮酸还原成乳酸时产生少量能量并形成少量ATP
C. 丙酮酸还原为乳酸使NADH再生,以保证葡萄糖氧化分解的正常进行
D. 可立氏循环能避免乳酸损失导致的物质能量浪费及乳酸堆积导致的酸中毒
【答案】D
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP;第三阶段是氧气和NADH反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、肌糖原不会分解补充血糖,A错误;
B、丙酮酸还原成乳酸是无氧呼吸第二阶段,该阶段没有ATP产生,B错误;
C、依题意,丙酮酸还原为乳酸时消耗NADH,生成NAD+,以保证葡萄糖氧化分解的正常进行,C错误;
D、依题意,当产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率时,NADH可以将丙酮酸还原为乳酸,乳酸可通过转化为葡萄糖重新进行入循环。这种机制能避免乳酸损失导致的物质能量浪费及乳酸堆积导致的酸中毒,D正确。
故选D。
18. 下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径,研究表明,磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素,CO2充足时,TPT活性降低。下列有关叙述错误的是( )
A. Pi输入叶绿体减少时,磷酸丙糖从叶绿体输出减少
B. 暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP
C. 叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的
D. 农业生产上可通过增加CO2来提高作物中蔗糖的含量
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,光合作用暗反应中C3的还原过程会产生磷酸丙糖,磷酸丙糖可在叶绿体中用于合成淀粉或转化为氨基酸,也可在TPT的参与下被运出叶绿体合成蔗糖,蔗糖能储存在液泡中,也能运出细胞。
【详解】A.据图示信息,磷酸丙糖通过TPT从叶绿体输出的同时伴随着Pi进入叶绿体,因此Pi输入叶绿体减少,说明磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程受阻,即输出减少,A正确;
B.光反应产生的ATP能用于暗反应中C3的还原过程,由图示可知,该过程能合成磷酸丙糖,B正确;
C.由图示可知,叶肉细胞的光合产物磷酸丙糖会在细胞质基质中用于合成蔗糖,然后以蔗糖形式运出细胞,C正确;
D.根据题意可知,CO2充足时,TPT活性降低,则磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程会受到影响,作物中淀粉含量会上升,而蔗糖含量下降,D错误。
故选D。
19. 研究人员利用图一装置研究植物叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响。实验过程中的叶片呼吸强度不变,其他条件适宜,A~E时间段光源逐渐向左移动,测得实验结果如图二曲线所示。下列叙述正确的是( )
A. 植物叶片叶肉细胞的呼吸速率为M,提高水浴温度可使M增大
B. A时刻开始光照,在AB时间段内小室中CO2浓度逐渐减小
C. D时刻叶片光合作用消耗CO2的速率为2M,且此速率在DE时间段内逐渐减小
D. 叶片光合作用在E时刻暂停,光照强度是F时刻叶片光合速率的限制因素
【答案】C
【解析】
【分析】
分析图一:自变量为光照强度,因变量为CO2浓度变化速率,水浴箱的作用是维持温度的相对恒定。
分析图二:在充入二氧化碳之前,随着时间的变化,CO2浓度先上升后下降,充入二氧化碳之后,二氧化碳浓度先下降,最趋于平衡。
【详解】A、分析图二可知,黑暗时,细胞只进行呼吸作用,此时二氧化碳浓度的变化速率为M,所以叶片的呼吸速率为M,题中温度适宜,提高水浴温度可使M降低,A错误;
B、AB时间段,由于光照逐渐增强(光源逐渐向左移动),光合作用逐渐增强、光合作用消耗的CO2逐渐增多,而呼吸速率不变,但AB段光合速率小于呼吸速率,会释放出CO2,小室中CO2浓度逐渐增加,B错误;
C、D点时叶片的实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,为2M,DE时间段内净光合速率逐渐降低,呼吸速率不变,则总光合速率逐渐降低,C正确;
D、E点时,二氧化碳浓度的变化速率为0,说明光合速率等于呼吸速率,叶片进行光合作用,D错误。
故选C。
【点睛】
20. 玉米固定CO2的能力比小麦强70倍。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)是C4植物(如玉米)特有的固定CO2的关键酶。科研人员将玉米的PEPC基因导入小麦中,获得转基因小麦以提高小麦产量。为探究转基因小麦固定CO2的能力,研究人员将转基因小麦和普通小麦分别放置在相同的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO2浓度,结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. PEPC能降低固定CO2反应所需的活化能
B. 图中属于转基因小麦变化曲线的是Ⅱ
C. 图中CO2浓度保持不变时植物的光合速率等于呼吸速率
D. 突然降低光照强度,短时间内细胞中ADP和C5的含量均降低
【答案】D
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成。
光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、酶能降低化学反应所需的活化能,故PEPC能降低固定CO2反应所需的活化能,A正确;
B、由图可知,Ⅱ曲线代表的植物利用低浓度CO2的能力更强,故Ⅱ是转基因小麦,B正确;
C、植物的光合速率等于呼吸速率时,表现为既不从外界吸收二氧化碳,也不释放二氧化碳到外界,因此密闭小室中CO2浓度保持不变,C正确;
D、突然降低光照强度,短时间内光反应产生[H]和ATP速率降低,ADP含量增加,C3还原速率下降,产生C5化合物下降,C3合成速率不变,即C5消耗速率不变,C5含量降低,D错误。
故选D。
21. 下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线,据图分析有关叙述正确的是( )
A. 一天中适当遮光均会显著增强净光合速率
B. b-M段叶肉细胞内合成ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
C. M点时叶肉细胞消耗的CO2量一般等于呼吸产生的CO2量
D. e-f段净光合速率降低的原因是CO2吸收量减少影响暗反应所致
【答案】D
【解析】
【分析】分析题文和图形:该实验的自变量是时间和遮光程度,因变量是净光合速率,据此分析作答。
【详解】A、据图分析,在5:30至7:30间,30%遮光时的净光合速率较不遮光的低,A错误;
B、b-M段光合作用强度小于呼吸作用强度,结合题图可知,此时该植物能进行光合作用,故b-M段叶肉细胞内合成ATP的场所不仅有细胞质基质和线粒体,还有叶绿体,B错误;
C、M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0,也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量,但是就叶肉细胞来说,其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO2量,C错误;
D、图示为夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率,不遮光条件下,e-f段净光合速率降低,原因是该时间内气孔关闭,CO2吸收量减少,影响暗反应所致,D正确。
故选D。
22. 研究发现,线粒体的外膜含40%的脂质和60%的蛋白质,具有孔蛋白构成的亲水通道,允许相对分子质量为5kD以下的分子通过。如图为马铃薯块茎细胞内电子传递过程中部分物质跨膜转运过程。下列相关分析错误的是( )
A. 线粒体内膜与外膜相比较,蛋白质的种类更多、含量更丰富,原因是线粒体内膜上附着有多种呼吸酶并且有特殊的转运蛋白
B. 过程②所示膜蛋白既有催化功能,也有运输功能
C. 丙酮酸的相对分子质量为90D,则过程③、过程④丙酮酸跨膜运输的方式均为自由扩散
D. 线粒体具有双层膜,与其他细胞结构分隔开,保障了呼吸作用的高效进行
【答案】C
【解析】
【分析】线粒体是具有双层膜结构的细胞器,膜的功能与膜上蛋白质的种类和数量有关。线粒体内膜和外膜的蛋白质含量不同是因为内膜比外膜具有更多的功能,内膜含有许多与有氧呼吸有关的酶。
【详解】A、线粒体内膜是细胞有氧呼吸第三阶段的场所,上面含有大量酶,因此线粒体内膜与外膜相比较,蛋白质的种类更多、含量更丰富,原因是线粒体内膜上附着有多种呼吸酶并且有特殊的转运蛋白,A正确;
B、过程②所示膜蛋白是ATP合成酶,催化ATP合成,同时过程②所示膜蛋白转运H+,因此过程②所示膜蛋白既有催化功能,也有运输功能,B正确;
C、过程④丙酮酸跨膜运输需要线粒体膜两侧H+提供能量,因此过程④丙酮酸跨膜运输方式为主动运输,C错误;
D、线粒体具有双层膜,与其他细胞结构分隔开,这样就使得线粒体进行呼吸作用而不会与细胞内其他化学反应相互干扰,保障了呼吸作用的高效进行,D正确。
故选C。
23. 在光照等条件下,番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸以及细胞内外交换的示意图如下(数字表示结构,小写字母代号表示物质移动情况)下列说法正确的是( )
A. 物质A进入线粒体后彻底分解不需要水的参与
B. 叶绿体产生的O2被线粒体利用至少穿过3层膜
C. 图中线粒体中2处释放的能量远多于3处
D. h=c、d=g时的光照强度是满足番茄植株光合作用速率等于呼吸作用速率的光照强度
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意,h和a代表线粒体释放二氧化碳;b和c代表叶绿体吸收二氧化碳;d和e代表叶绿体释放氧气;f和g代表线粒体吸收氧气;物质A是丙酮酸。1代表线粒体外膜、2代表线粒体内膜、3代表线粒体基质、4代表叶绿体外膜、5代表叶绿体内膜、6代表叶绿体的基粒(由类囊体薄膜堆叠形成)、7代表叶绿体基质。
【详解】A、据题图分析可知,物质A是丙酮酸,进入线粒体后彻底分解需要水(有氧呼吸第二阶段)的参与,A错误;
B、O2在叶绿体的类囊体薄膜产生,在线粒体内膜被利用,故叶绿体产生的O2被线粒体利用至少需要穿叶绿体的3层膜(包括类囊体膜)和线粒体的2层膜,共5层生物膜,B错误;
C、根据题图分析可知,2代表线粒体内膜,发生有氧呼吸第三阶段的反应,而3代表线粒体基质,发生第二阶段的反应,因为有氧呼吸第三阶段产生的能量最多,所以2处释放的能量远远多于3处,C正确;
D、若h=c,d=g时,说明净光合作用速率为零,但题图是表示番茄叶片叶肉细胞,故h=c,d=g时只是叶肉细胞中的光合速率=呼吸速率,而番茄植株还有根尖等不能进行光合作用,只进行呼吸作用,所以整个番茄植株呼吸作用速率应该大于光合作用速率,D错误。
故选C。
24. 米切尔的化学渗透假说提出:ATP的合成是由叶绿体类囊体内外H+浓度差引起的。1963年,贾格道夫通过巧妙实验为ATP合成的化学渗透机制提供了早期证据。假说内容及实验过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. 类囊体中的H+通过被动运输的方式运至类囊体外侧
B. 第三步将类囊体置于pH=8的缓冲介质中是为了类囊体膜内外形成H+浓度梯度
C. 第四步在黑暗中进行的目的是避免光照产生O2
D. 该实验可证明ATP合成的直接动力来自H+浓度梯度
【答案】C
【解析】
【分析】1、自由扩散:物质通过简单的扩散进出细胞的方式,如:氧气、二氧化碳、脂溶性小分子。
2、协助扩散:借助转运蛋白(载体蛋白和通道蛋白)的扩散方式,如红细胞吸收葡萄糖。
3、主动运输:逆浓度梯度的运输。消耗能量,需要有载体蛋白。
【详解】A、类囊体中的H+通过H+通道运至类囊体外侧,借助离子通道从高浓度到低浓度的运输属于协助扩散,属于被动运输,A正确;
B、经过第一步和第二步,类囊体内的pH被平衡到4,第三步将类囊体置于pH=8的缓冲介质中,就会出现类囊体膜内pH=4,类囊体膜外pH=8,从而在类囊体膜内外形成H+浓度梯度,B正确;
C、第四步在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP产生的影响,排除光照的作用,用以证明实验中产生的ATP是由叶绿体类囊体内外H+浓度差引起的,C错误;
D、该实验可证明ATP合成的直接动力来自H+浓度梯度,即H+顺浓度梯度由类囊体膜内流向膜外的同时驱动了ATP的形成,D正确。
故选C。
25. 下列有关生物学实验的说法正确的是( )
A. 探究酵母菌呼吸方式的实验中,若取有氧装置酵母菌培养液的滤液加入酸性重铬酸钾也可能有颜色变化
B. 探究酵母菌无氧呼吸的实验中,可向装有酵母菌培养液的锥形瓶中加入浓硫酸酸化的重铬酸钾以检验是否有酒精产生
C. 绿叶中色素的提取和分离实验,色素提取的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
D. 在光合作用的过程的探究中,鲁宾、卡门的实验和卡尔文的实验过程中都用到了放射性同位素标记技术
【答案】A
【解析】
【分析】
同位素标记法:同位素可用于追踪物质运行和变化的规律,例如噬菌体侵染细菌的实验。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。
【详解】A、由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应,故探究酵母菌呼吸方式的实验中,若取有氧装置酵母菌培养液的滤液加入酸性重铬酸钾也可能有颜色变化,A正确;
B、探究酵母菌无氧呼吸的实验中,应取酵母菌培养液的滤液,向试管中滴加溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液,观察其颜色变化,B错误;
C、绿叶中色素的提取和分离实验,色素提取的原理是色素易溶于有机溶剂,分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,C错误;
D、鲁宾和卡门采用同位素标记法用18O分别标记H2O和CO2,其中的18O无放射性,D错误。
故选A。
二、选择题:本大题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
26. 米酵菌酸由椰毒假单胞菌(细菌的一种)产生,化学式为C28H38O7,是一种高度不饱和脂肪酸,耐热性极强,能与线粒体中ADP/ATP的转运体结合,阻止ADP转移,使线粒体“动力车间”直接“瘫痪”,人类误食被该菌污染的食品会导致中毒。以下叙述正确的是( )
A. 椰毒假单胞菌与支原体的主要区别是支原体没有细胞壁
B. 米酵菌酸的“骨架”是一条由碳原子组成的长链,熔点较低
C. 米酵菌酸主要通过抑制细胞有氧呼吸的第二阶段引起中毒
D. 低温、风干存放食品,加热煮熟能避免椰毒假单胞菌引起的食物中毒
【答案】AB
【解析】
【分析】脂肪酸的碳链中存在双键,这样的脂肪酸为不饱和脂肪酸,不易凝固,脂肪酸的碳链中不存在双键,这样的脂肪酸为饱和脂肪酸,易凝固。
【详解】A、椰毒假单胞菌是细菌,和支原体一样都属于原核细胞,但细菌有细胞壁,支原体没有,这是两者的主要差异,A正确;
B、米酵菌酸是一种高度不饱和脂肪酸,故其基本骨架是由多个碳原子连接成的长链,不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,B正确;
C、米酵菌酸能与线粒体中ADP/ATP的转运体结合,阻止ADP转移,主要抑制在线粒体上进行的有氧呼吸的第二和第三阶段,C错误;
D、米酵菌酸的耐热性极强,所以加热无法避免椰毒假单胞菌引起的食物中毒,D错误。
故选AB。
27. 细胞中的溶酶体形成过程如下图所示,据图分析下列说法错误的是( )
A. 溶酶体酶糖链的形成在内质网中,M6P标志的形成在高尔基体中
B. 溶酶体酶、溶酶体起源于高尔基体
C. 错误运往细胞外的溶酶体酶能通过M6P受体介导的胞吞作用回收到前溶酶体中
D. M6P受体通过囊泡可在高尔基体、溶酶体、细胞膜任意二者之间往复循环使用
【答案】BD
【解析】
【分析】由题图可知高尔基体和细胞膜可包裹溶酶体酶形成溶酶体。
【详解】A、看图可知溶酶体酶的糖链应在内质网就合成了,M6P标志的形成在高尔基体中,A正确;
B、溶酶体酶是蛋白质,在核糖体合成,高尔基体和细胞膜上含有M6P受体,可包裹溶酶体酶形成溶酶体,B错误;
C、由图可知错误运往细胞外的溶酶体酶能通过细胞膜上的M6P受体介导的胞吞作用回收到前溶酶体中,C正确;
D、看图可知M6P受体通过囊泡在高尔基体、细胞膜之间未循环使用,D错误。
故选BD。
28. 图1中某细菌细胞膜上的光驱动蛋白,可将H+从细胞内侧泵到细胞膜外侧,形成的H+浓度梯度可为物质合成和跨膜运输提供能量。图2为蔗糖分子进入某植物细胞的示意图。下列说法错误的是( )
A. 图1中H+从细胞内侧到细胞膜外侧没有消耗ATP,属于被动运输
B. 两图所示的生理过程都需要ATP合成酶的直接参与
C. 据图可知,一种转运蛋白可转运多种物质,一种物质可由多种转运蛋白转运
D. 图2中H+出细胞的方式为主动运输,蔗糖进细胞的方式是协助扩散
【答案】ABD
【解析】
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、图1中H+从细胞内侧到细胞膜外侧是从低浓度运往高浓度,属于主动运输,A错误;
B、如图所示,图1生理过程需要ATP合成酶的参与,图2生理过程需要ATP水解酶的参与,B错误;
C、图2显示,一种转运蛋白可转运多种物质(如②中载体可以转运H+和蔗糖),一种物质可以由多种转运蛋白转运(如H+可以由①和②转运),C正确;
D、图2中H+出细胞需要载体协助,且需要消耗ATP,方式为主动运输,细胞外的H+多于细胞内,H+进入细胞是协助扩散,蔗糖进细胞借助H+的浓度差,是主动运输,D错误;
故选ABD。
29. 如图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置,把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(三套装置中种子的质量相等)。下列有关说法正确的是( )
A. 一段时间后,玻璃管中的有色液滴移动的距离hC>hB>hA
B. 当种子中的有机物消耗完毕,温度计读数装置A最高
C. 若取适量的幼胚研碎,滴加少量的DCPIP(一种染色剂,被还原后为白色),一段时间后DCPIP颜色逐渐变白,原因是种子在呼吸过程产生还原剂[H]
D. A、B两装置有色液滴右移的速率不一样
【答案】AC
【解析】
【分析】据图分析可知,该实验的自变量为小麦种子的消毒情况和种子的类型,因变量为液滴的移动情况。实验目的探究不同条件下,不同种子的呼吸速率。
【详解】A、花生种子含脂肪较多,小麦种子含淀粉较多。等质量的这两种种子,由于脂肪的碳氢比例高,耗氧多,故C移动的距离最大,A装置的种子消过毒了,则B装置比A装置多了微生物的呼吸作用,耗氧量较多,因此一段时间后,玻璃管中的有色液滴移动的距离hC>hB>hA,A正确;
B、油料作物种子(如花生)萌发时需氧量比含淀粉多的种子(如小麦)萌发时的需氧量多,释放的能量也多。当种子中的有机物消耗完毕后,温度计读数最高的是hC,B错误;
C、种子呼吸过程产生的[H]具有还原作用,能够将试剂还原为白色,C正确;
D、A、B两装置中产生的CO2都被NaOH溶液吸收,因此装置中会因O2的消耗,而导致气压的下降,所以液滴会向左移动,虽然A、B两装置里都放有相同的萌发的小麦种子,但A装置的种子消毒过了,所以B装置比A装置多了微生物的呼吸作用,因此,A、B两试管有色液滴左移的速率不一样,D错误。
故选AC。
30. 当光照过强,植物吸收的光能超过光合作用所能利用的能量时,引起光能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在光系统Ⅱ(PSⅡ),PSII能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧使PSII变性失活,导致光合速率下降。为研究铁氰化钾(MSDS,一种电子受体)对微藻光抑制现象的作用,研究人员进行了相关实验,结果如下图。下列说法错误的是( )
A. 在经光强度I3处理过的微藻中加入MSDS,光合放氧速率可能无法恢复正常
B. 光强度在Ⅰ1~Ⅰ2时,对照组光合放氧速率不再上升与光能转化效率下降有关
C. PSII分解水产生的H+和电子与NAD结合形成暗反应所需的NADH
D. 上述实验结果说明MSDS可能通过接受电子降低PSⅡ受损来减轻微藻的光抑制
【答案】C
【解析】
【分析】由题干信息可知,“电子积累过多会产生活性氧破坏PSⅡ,使光合速率下降”,实验结果中,加入铁氰化钾的组相比对照组在高光照强度下没有光抑制,光合速率持续增加,推测铁氰化钾能将光合作用产生电子及时导出,使细胞内活性氧水平下降,降低PSⅡ受损伤的程度,因而能够有效解除光抑制。
【详解】A、I3光照强度下,微藻细胞中PSⅡ已经被累积的电子破坏,加入铁氰化钾后能减轻微藻的光抑制,但并不能恢复,光合放氧速率仍然较低,A正确;
B、由图可知光照强度从Ⅰ1到Ⅰ2的过程中,对照组微藻的光合放氧速率不变,光反应速率不变,但由于光照强度增加,因此光能转化效率下降,B正确;
C、光反应中,水分解为氧气、H+和电子,电子与H+、NADP+结合形成NADPH,该过程中光能转化为NADPH中活跃的化学能,C错误;
D、已知铁氰化钾是一种电子受体,I3光照强度下,对照组微藻细胞中PSII会被累积的电子破坏,但实验组加入铁氰化钾后能减轻微藻的光抑制,使光合放氧速率提高,说明MSDS可能通过接受电子降低PSII受损来减轻微藻的光抑制,D正确。
故选C。
三、非选择题:本大题包含3个小题,共40分。
31. 图1表示植物从土壤中吸收某种矿质离子的示意图,图2表示某生物膜的部分结构,图中■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。请据图回答下列问题。
(1)如果图1中的矿质离子在土壤中含量过高,会导致植物死亡,请你分析植物死亡的原因:___________。
(2)如果用某种药物处理图1所示细胞,发现其对Ca2+的吸收速率大大降低,而对其他物质的吸收速率没有影响,说明这种药物的作用可能是_______________。
(3)研究表明,主动运输根据能量的来源不同分为三种类型,如图2中a、b、c所示。下列生物中,最有可能采用c类型进行主动运输的是_______(填对应字母)。
A. 噬菌体 B. 细菌 C. 果蝇 D. 小鼠
(4)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动的主动运输。为了证实这一假设,进行以下实验探究:取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞,分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中,甲组________,乙组用细胞呼吸抑制剂处理,其他条件相同且适宜。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖,则一段时间后两组溶液中葡萄糖浓度降低的是_________组。
(5)某哺乳动物的一种成熟细胞除细胞膜外,不具其他膜结构。下图中能正确表示在一定O2浓度范围内,K+进入该细胞的速度与O2浓度关系的是_________(填对应字母)。
A. B. C. D.
【答案】(1)土壤溶液浓度高于根毛细胞液浓度,导致植物失水死亡
(2)抑制运输Ca2+的载体的功能 (3)B
(4) ①. 进行正常呼吸 ②. 甲 (5)A
【解析】
【分析】图1表示植物从土壤中吸收某种矿质离子的示意图。图2糖蛋白存在于细胞膜的外表面,故P为外表面。
【小问1详解】
图1中的矿质离子在土壤中含量过高,会导致植物死亡,原因是土壤溶液浓度高于根毛细胞液浓度,导致植物失水死亡。
【小问2详解】
植物细胞吸收Ca2+的方式是主动运输,需要转运蛋白协助并消耗能量。如果用某种药物处理植物细胞,发现其对Ca2+的吸收速率大大降低,而对其他物质的吸收速率没有影响,说明该药物特异性抑制Ca2+的吸收,故确定这种药物的作用是抑制运输Ca2+的载体的功能。
【小问3详解】
图2中可以看出,a、b、c方式属于主动运输;a蛋白可以运输两种物质,其中一种逆浓度梯度(主动运输),一种顺浓度梯度(离子势能提供运输能量),b方式是正常方式的主动运输;c方式中的主动运输需要光能驱动。噬菌体、果蝇和小鼠都不能利用光能,有的细菌能利用光能,说明最可能采用c类型运输的生物为细菌,B符合题意。
故选B。
【小问4详解】
有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动的主动运输。为了证实这一假设,实验的自变量为是否抑制呼吸,甲组进行正常呼吸,乙组用细胞呼吸抑制剂处理。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖,则甲组正常呼吸而不受影响,乙组因呼吸受到抑制而导致主动运输减弱,故一段时间后两组溶液中浓度降低(因主动运输而被吸收)的是甲组。
【小问5详解】
K+进入的运输方式是主动运输,需要载体和能量;哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,只能进行无氧呼 吸,则呼吸强度不受氧气浓度的影响,A符合题意。
故为A。
32. 下图为某细胞内发生的生理过程,3-磷酸甘油酸、甘油酸-1,3二磷酸、甘油醛-3-磷酸、核酮糖-5-磷酸、核酮糖-1,5二磷酸是该过程中依次生成的重要化合物,请据图分析回答下列问题:
(1)该生理过程被称为________循环。能进行该过程的原核生物有___________。
(2)RUBP是图中物质_________的简称。①过程称作__________。上述过程中,消耗前一阶段提供的能量的过程有__________。脱磷酸化的过程有____________。
(3)通过对该过程分析发现,固定一分子CO2平均会消耗ATP和NADPH的分子数目分别是__________。甘油酸-1,3二磷酸和核酮糖-5-磷酸分别含有的碳原子数目是________________。
(4)若想验证图中各种有机物依次出现的先后顺序,实验设计思路是________________。
【答案】(1) ①. 卡尔文 ②. 蓝细菌、硝化细菌
(2) ①. 核酮糖-1,5-二磷酸 ②. CO2的固定 ③. ②③⑤ ④. ③④⑥
(3) ①. 3和2 ②. 3和5
(4)给该过程提供14C标记的CO2,追踪14C的去向,从而弄清14C在有机物中出现的先后顺序
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【小问1详解】
图中显示,该过程是将CO2转化形成葡萄糖,该过程被称为卡尔文循环;卡尔文循环属于光合作用的一部分过程,能进行光合作用的原核生物有蓝细菌、硝化细菌(蓝藻,硫细菌、铁细菌)。
【小问2详解】
光合作用的暗反应过程中CO2能与RUBP结合,图中CO2能与核酮糖-1,5-二磷酸结合,推测RUBP是图中物质核酮糖-1,5-二磷酸的简称;①过程(CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合形成3-磷酸甘油酸)称作CO2的固定;据图可知,②⑤消耗ATP水解产生的能量,③过程消耗NADPH提供的能量,因此上述过程中,消耗前一阶段提供的能量的过程有②③⑤;据图可知,④过程脱去Pi,③过程甘油酸-1,3二磷酸也能脱去Pi形成甘油醛-3-磷酸,葡萄糖中不含P元素,⑥过程中甘油醛-3-磷酸转变形成葡萄糖需要脱去Pi,因此脱磷酸化的过程有③④⑥。
【小问3详解】
据图可知,固定6分子的CO2需要消耗12+6=18分子的ATP,需要消耗12分子的NADPH,因此固定一分子CO2平均会消耗ATP和NADPH的分子数目分别是3和2;根据化合物命名原则可知,甘油酸-1,3二磷酸和核酮糖-5-磷酸分别含有的碳原子数目是3和5。
【小问4详解】
据图可知,CO2经过一系列过程形成3-磷酸甘油酸、甘油酸-1,3二磷酸、甘油醛-3-磷酸、核酮糖-5-磷酸、核酮糖-1,5二磷酸,最终形成葡萄糖,需要ATP和NADPH参与,因此提高CO2的浓度、适当提高温度提高酶的活性、补充矿质元素促进酶的合成、提高光照强度,提高ATP、NADPH的含量都能提高葡萄糖含量。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程,因此若想验证图中各种有机物依次出现的先后顺序,实验设计思路是给该过程提供14C标记的CO2,追踪14C的去向,从而弄清14C在有机物中出现的先后顺序。
33. 为探究光与低温复合胁迫对杨梅叶片净光合速率的影响,某研究团队利用盆栽杨梅的两个品种DK、TM进行实验:先将盆栽杨梅在室外低温环境中进行全光照或遮阳50%处理3天,随后放在20℃、适宜光照下进行3天恢复处理,实验结果如图所示。
(1)本实验的自变量有光照强度、____(答2点即可)。据实验结果分析,更耐低温、光胁迫的品种是____。
(2)据图示结果可知,先在室外低温环境中处理,后经恢复处理的Pn值仍低于对照组,请从叶绿体的结构和功能角度分析,原因可能是____(答2点即可)。
(3)光抑制是指当植物的光合系统从环境中吸收的光能超出其光能利用能力时,光合作用强度下降的现象。此时,过多的光能会以热能的形式散失,这种现象又称为非光化学猝灭(NPQ)。
①若NPQ值越大,则植物降低光抑制的能力____(填“越强”或“越弱”),抵抗逆境的能力越强。
②上述实验遮阳50%有利于植株光合产物积累的原因是____。
③科研人员测定了室外环境自然光照条件下DK、TM两品种NPQ的日变化曲线,如图所示。图中14时后NPQ缓慢上升的原因是____。
【答案】(1) ①. 杨梅品种、温度 ②. TM
(2)前期的低温胁迫破坏了类囊体膜的结构;破坏了叶绿素等分子的结构;降低了合成光合作用相关酶的能力
(3) ①. 越强 ②. 遮阳50%能有效降低光照,植株在较低温度下的光抑制减弱,有利于光合产物的积累 ③. 14 时后,温度逐渐降低,酶活性下降,光能用于光合作用的比例下降,NPQ出现缓慢上升
【解析】
【分析】题图分析:依题意,实验目的是探究光与低温复合胁迫对杨梅叶片净光合速率的影响,则实验自变量为光照强度、杨梅品种及是否经过低温处理,因变量为杨梅的净光合速率。据图可知,更耐低温、光胁迫的品种是TM。
【小问1详解】
依题意,实验的目的是探究光与低温复合胁迫对杨梅叶片净光合速率的影响,根据实验遵循的单一变量原则和对照原则,实验的自变量是光照强度、杨梅品种及温度。据实验结果分析,全光照恢复组与全光照组相比,遮阳50%恢复组与遮阳50%组相比,净光合速率都增大,且都是TM品种的净光合速率大,说明TM更耐低温、光胁迫。
【小问2详解】
据图可知,先在室外低温环境中处理,后经恢复处理的Pn值仍低于对照组,说明光合作用速率受到温度的影响,则可能原因有:前期的低温胁迫破坏了类囊体膜的结构、前期的低温胁迫破坏了叶绿素等分子的结构或降低了合成光合作用相关酶的能力。
【小问3详解】
①依题意,出现光抑制现象时,过多的光能会以热能的形式散失,若NPQ值越大,说明多余的光能转化成的热能越多,减少过多光能对植物的伤害,增强植物抵抗逆境的能力。
②据图可知,低温胁迫后恢复时,遮阳50%有利于植株光合产物积累,原因可能是遮阳50%能有效降低光照,植株在较低温度下的光抑制减弱,有利于光合产物的积累。
③科研人员测定了室外环境自然光照条件下DK、TM两品种NPQ的日变化曲线,据图可知,14时后NPQ缓慢上升,其原因可能是在室外环境条件下,14时后温度逐渐降低,酶活性下降,光能用于光合作用的比例下降,NPQ出现缓慢上升。
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