精品解析:甘肃省兰州市城关区兰州第一中学2024-2025学年高一上学期1月期末生物试题
2025-07-09
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内容正文:
兰州一中2024-2025-1学期期末考试试题
高一生物学
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。答案写在答题卡上,交卷时只交答题卡。
第Ⅰ卷(共48分)
单选题(四个选项中,只有一个选项最符合题意,每小题3分,共48分)
1. 观察图示,下列关于生命系统的叙述正确的是( )
A. 该图表示的生命系统是生物群落
B. 图中可包含生命系统的所有结构层次
C. 图中冷箭竹包含的生命系统结构层次与大熊猫的相同
D. 图中可能存在既属于细胞层次又属于个体层次的生命系统
2. 噬藻体是一种特异性侵染蓝细菌的DNA病毒,能够调控蓝细菌的种群密度和季节分布,被认为是一种潜在的有效干预蓝细菌水华的生物手段。下列叙述错误的是( )
A. 噬藻体与蓝细菌的结构的主要区别是前者无细胞结构
B. 噬藻体和蓝细菌的遗传物质的基本组成单位都是脱氧核苷酸
C. 蓝细菌能依赖藻蓝素和叶绿素进行光合作用
D. 噬藻体营寄生生活,是一种自养生物
3. 威尔逊氏症是铜在人体内过度积累引起的疾病,可导致肝、肾衰竭,甚至大脑损伤。下列叙述错误的是( )
A. 铜在人体内可以以离子形式存在,参与维持机体的渗透压
B. 细胞中的结合水既能溶解Cu2+,又能在Cu2+的运输中发挥作用
C. 铜是人体生命活动所需的微量元素,积累过多会对身体造成伤害
D. 威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状,可使用排铜药物治疗
4. 在我国南方,芥菜等蔬菜在霜冻后食用品质更佳。研究发现,植物在低温时将细胞中的淀粉水解成葡萄糖,产生抗逆反应。下列分析错误的是( )
A. 抗逆反应体现了植物对低温环境的适应
B. 该变化导致细胞液浓度升高,细胞液不易结冰
C. 该抗逆反应导致细胞中结合水与自由水比值增大
D. 该抗逆反应引起细胞代谢增强、酶活性升高
5. 花生油主要是从花生子叶中提取的食用油,它含有丰富的不饱和脂肪酸,适量食用对人体有多种好处,如降低胆固醇、提高食欲、促进生长发育,以及延缓衰老、改善记忆等。下列叙述错误的是( )
A. 不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,花生油在室温下通常呈液态
B. 苏丹Ⅲ染液处理花生子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C. 花生种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
D. 脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收
6. 美澳科学家发现了一种拆解复杂蛋白质链以使其恢复到原本结构的方法,并在实验中利用这一方法成功地将煮熟的鸡蛋变回生鸡蛋。这一新成果将极大地减少临床癌症治疗的时间和费用。组成鸡蛋的直链多肽的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生下列3种氨基酸,相关叙述正确的是( )
A. 每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
B. 合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸
C. 该多肽分子中含1个氨基和1个羧基
D. 合成1分子该物质将产生6个水分子
7. 下图为某物质的结构示意图,下列叙述中正确的是( )
A. 若m为腺嘌呤,则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B. 若m为尿嘧啶,则由b组成的核酸主要分布在细胞核中
C. 幽门螺杆菌体内含的化合物m共5种
D. 若a为核糖,则由b水解得到的物质最多有8种
8. 洋葱内表皮细胞质壁分离和复原实验过程中,在①、②时刻滴加了相应的溶液(30% 蔗糖溶液或清水),液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变,如甲图所示;乙图为实验中不同时期两个细胞图像。下列有关叙述错误的是
A. ①②两处滴加的溶液分别为30%蔗糖溶液、清水
B. 甲图的①到②过程中对应乙图中的a,细胞吸水能力逐渐增大
C. 甲图②时刻可对应乙图中的Y细胞,此时细胞液浓度最大
D. 乙图中Y细胞一定是正处于发生质壁分离过程的细胞
9. 维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(见下图)。下列叙述错误的是( )
A. 细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B. 细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外
C. H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运
D. 盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
10. ATP的合成和水解存在能量转化关系,下列关于ATP的说法错误的是( )
A. ATP中的能量可以来源于光能和化学能,也可以转化为光能和化学能
B. ②一般与放能反应相联系,③一般与吸能反应相联系
C. ATP和ADP之间相互转化的速率越快,单位时间所能提供的能量就越多
D. 细胞中ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性
11. 梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是( )
A. 根系呼吸产生的能量减少使离子吸收所需的能量不足
B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
12. 某研究团队发现,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬,下列叙述错误的是( )
A. 饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量
B. 当细胞长时间处在饥饿状态时,过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
C. 溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程
D. 细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应
13. 受体介导的胞吞是细胞外的生物大分子(包括病毒、毒素等)选择性地与受体结合后,经胞吞作用而进入细胞的过程(如图)。下列叙述正确的是( )
A. Na+、K+主要通过此方式进入细胞
B. 细胞膜的流动性是图中囊泡形成的基础
C. 细胞膜上与甲结合的受体也可以与乙结合
D. 细胞对甲的吸收过程需要载体蛋白
14. 植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和25℃条件下,测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是( )
A. 该植物叶片的呼吸速率是5mg/(100cm2叶·小时)
B. 在a点所示条件下,该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位不只有线粒体
C. 在昼夜中,将该植物叶片置于c点光照下11小时,其余时间置于黑暗中,则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为65mg
D. 已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),则图中a点下移,b点将右移
15. 如图所示,图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化,图4表示有丝分裂过程中不同时期细胞内染色体数和核DNA分子数的关系。 下列有关叙述不正确的是( )
A. 图1所示细胞中共有4条染色体,8个核DNA分子;图2所示细胞中没有染色单体
B. 图1所示细胞处于图3中的BC段;完成图3中CD段变化的细胞所处分裂时期是后期
C. 有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况
D. 图4中的a可对应图3中的BC段
16. 下列关于细胞的增殖、分化、衰老和死亡的叙述正确的有( )
①有丝分裂可产生新细胞,是真核生物细胞增殖的主要方式
②胚胎干细胞分化形成小肠上皮细胞是基因选择性表达的结果,且该过程一般是不可逆的
③衰老的小肠上皮细胞的细胞核体积增大,细胞内水分减少,新陈代谢的速度减慢
④极端低温引起的细胞冻伤和死亡属于细胞坏死
⑤对于人体在生长发育过程中产生的衰老细胞,可通过启动细胞凋亡程序及时清除
A. 两项 B. 三项 C. 四项 D. 五项
第Ⅱ卷 非选择题(共52分)
17. 解读与酶有关的图示、曲线,回答有关问题:
(1)图1和图2分别表示了酶具有________性和________性。
(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线,当pH从5上升到7,酶活性的变化是________,强酸和强碱导致酶活性下降的原因是:____________。
(3)酶制剂适宜在________条件下保存。
(4)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线,图4中A点后酶促反应的速率不再增加,其限制性因素主要是酶的________。从图5可以得出的结论是:在底物足量条件下,________。
(5)生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化,酶作用的机理是________________。
(6)酶的化学本质绝大多数是________,少数是________。
18. 如图是两种细胞的亚显微结构示意图,请据图回答:
(1)如果将这两种细胞分别放入蒸馏水中,可观察到明显变化的细胞是________。
(2)抗体分泌出细胞体现了细胞膜具有________性。如果图乙所示的细胞是豚鼠的胰腺腺泡细胞,提供含放射性同位素3H的氨基酸作为合成消化酶的原料,则3H依次出现的结构是________、________、________(填细胞器名称)。
(3)如果用某种药物处理图甲细胞,发现对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是__________。
(4)在甲和乙细胞中,能被碱性染料染成深色的结构是________(填标号),与能量代谢有关的细胞器是________(填标号)。细胞外的O2进入该细胞的线粒体内至少要通过________层生物膜。
(5)若要将各种细胞器分离出来,分别研究其功能,应用________法。
19. 囊性纤维病是一种严重的遗传性疾病,患者汗液中氯离子的浓度升高,支气管被异常黏液堵塞。导致这一疾病发生的主要直接原因是CFTR蛋白的结构异常,下图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。
(1)图中所示为细胞膜的________模型,其中构成细胞膜的基本支架是________,氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上________决定的,该物质的基本组成单位是________。
(2)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下通过________________的方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,水分子向膜外扩散的速度________________,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
(3)人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体,所有带电荷的分子不管它多小,都很难通过脂质体,即使脂质体外离子浓度很高。这是因为磷脂双分子层的内部是疏水的。缬氨霉素是一种十二肽的抗生素,若将它插入脂质体的脂双层内,可使K+的运输速度提高100000倍,但却不能有效提高Na+的运输速率,由此可以得出的结论是:
①_______________________;
②___________________。
(4)由图可知,转运氯离子所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体,该类膜蛋白与普通的酶不同的是,它不能对所转运的分子起催化作用,但都能水解________,以获得能量,这些能量的最终来源是________________。
20. 图甲表示细胞呼吸的过程,图乙表示细胞呼吸时气体交换相对值的情况,图丙表示氧气浓度对呼吸速率的影响。回答下列问题:
(1)图甲中产生[H]的过程有________(填序号),产生[H]的过程发生的部位是________;图甲中产生能量的过程是________(填序号)。
(2)马铃薯植株能发生图甲中的过程有________。在马铃薯植株中,图乙中不同氧气浓度条件下CO2释放量与O2吸收量的差值可反映图甲中________过程的大小。酵母菌细胞在图乙中b氧气浓度条件下能发生图甲中的过程有________,人的成熟红细胞在此氧气浓度条件下能发生图甲中的过程有________(本题全填序号)。
(3)在瓜果、蔬菜和种子的保存过程中,应将氧气浓度控制在图丙中________点对应的氧气浓度。图丙中A点和D点CO2释放量相同,则A点和D点葡萄糖的消耗量情况是A________D(填“>”“=”或“<”)。呼吸熵(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。图丙中随氧气浓度升高,RQ值的变化情况是________。
21. 淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要产物,图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图;图2是叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图,据图回答下列问题:
(1)图1中物质B是_____,块茎细胞产生CO2的场所是_____。若将自然光改为等强度的黄光,其他条件不变,则短时间内物质B的含量变化是_____(填“增加”或“减少”或“基本不变”)。
(2)由图1可知,叶肉细胞的光合产物主要以蔗糖的形式进行长距离运输,与葡萄糖相比,其优点是_____。为了验证光合产物以蔗糖的形式运输,研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入马铃薯,该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上,则所得马铃薯块茎的大小变化是_____(填“变大”或“变小”或“基本不变”)。
(3)图2表示叶绿体中的_____(填结构名称),若要分离光合色素可用_____法。据图分析ATP合酶的作用有_____。
(4)为了筛选出适宜在林下种植的作物,科学家对比研究了马铃薯和红薯在一定浓度CO2和30 ℃条件下的相关生理指标,结果如下表:(已知细胞呼吸最适温度为30 ℃,光合作用最适温度为25 ℃)
光补偿点(klx)
光饱和点(klx)
光饱和点时CO2吸收量[mg/(100 cm2叶·h)]
黑暗条件下,CO2释放量
[mg/(100 cm2叶·h)]
红薯
1
3
11
6
马铃薯
3
9
30
15
① 25 ℃条件下,测得红薯光补偿点会_____(填“小于”或“大于”或“等于”)1 klx。
② 实验条件下,光照强度为3 klx时,红薯的真正光合速率_____(填“小于”或“大于”或“等于”)马铃薯的真正光合速率。
③据表中数据分析,红薯与马铃薯两种植物,较适合生活在弱光环境中的是_____,判断的依据是_____。
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兰州一中2024-2025-1学期期末考试试题
高一生物学
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。答案写在答题卡上,交卷时只交答题卡。
第Ⅰ卷(共48分)
单选题(四个选项中,只有一个选项最符合题意,每小题3分,共48分)
1. 观察图示,下列关于生命系统的叙述正确的是( )
A. 该图表示的生命系统是生物群落
B. 图中可包含生命系统的所有结构层次
C. 图中冷箭竹包含的生命系统结构层次与大熊猫的相同
D. 图中可能存在既属于细胞层次又属于个体层次的生命系统
【答案】D
【解析】
【分析】生命系统的结构层次:(1)生命系统的结构层次由小到大依次是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。(2)地球上最基本的生命系统是细胞。分子、原子、化合物不属于生命系统。(3)生命系统各层次之间层层相依,又各自有特定的组成、结构和功能。(4)生命系统包括生态系统,所以应包括其中的无机环境。
【详解】A、图中的所有生物及其生存的无机环境构成生态系统,因此该图表示的生命系统是生态系统,A错误;
B、生命系统的结构层次由小到大依次是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。图中为生态系统层次,不含“生物圈”这一层次,B错误;
C、图中冷箭竹包含的生命系统层次与大熊猫的不相同,前者没有“系统”层次,后者有“系统”层次,C错误;
D、图中应该存在既属于细胞层次又属于个体层次的生命系统,如单细胞生物,D正确。
故选D。
2. 噬藻体是一种特异性侵染蓝细菌的DNA病毒,能够调控蓝细菌的种群密度和季节分布,被认为是一种潜在的有效干预蓝细菌水华的生物手段。下列叙述错误的是( )
A. 噬藻体与蓝细菌的结构的主要区别是前者无细胞结构
B. 噬藻体和蓝细菌的遗传物质的基本组成单位都是脱氧核苷酸
C. 蓝细菌能依赖藻蓝素和叶绿素进行光合作用
D. 噬藻体营寄生生活,是一种自养生物
【答案】D
【解析】
【分析】蓝细菌是革兰氏阴性、无鞭毛、含叶绿素a,能进行放氧性光合作用的原核生物。病毒无细胞结构,必须寄生在活细胞中才能繁殖
【详解】A、噬藻体为病毒,无细胞结构;蓝细菌为原核生物,具有细胞结构。两者结构的主要区别确为有无细胞结构,A正确;
B、噬藻体的遗传物质是DNA,蓝细菌的遗传物质也是DNA,两者的基本组成单位均为脱氧核苷酸,B正确;
C、蓝细菌无叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,可进行光合作用,C正确;
D、噬藻体为病毒,不能独立代谢,必须寄生在宿主细胞中,属于异养生物。自养生物需自身合成有机物(如蓝细菌),D错误。
故选D。
3. 威尔逊氏症是铜在人体内过度积累引起的疾病,可导致肝、肾衰竭,甚至大脑损伤。下列叙述错误的是( )
A. 铜在人体内可以以离子形式存在,参与维持机体的渗透压
B. 细胞中的结合水既能溶解Cu2+,又能在Cu2+的运输中发挥作用
C. 铜是人体生命活动所需的微量元素,积累过多会对身体造成伤害
D. 威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状,可使用排铜药物治疗
【答案】B
【解析】
【分析】组成细胞的元素分为大量元素和微量元素,大量元素有C、H、O、N、S、P、Ka、Ca、Mg,微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo。这些元素大多是以化合物的形式存在,构成细胞的化合物有无机化合物和有机化合物,有机化合物有蛋白质、核酸、糖类、脂肪,无机化合物有水和无机盐,细胞中水又包含结合水和自由水。自由水在细胞中以游离的形式存在,可以自由流动,细胞中的水绝大多数以该种形式存在。其作用是:细胞内的良好溶剂;参与生化反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废物。结合水在细胞内与其他物质相结合,是细胞结构的重要组成成分。
【详解】A、人体内Cu2+可以以离子形式存在,参与维持机体正常的渗透压,A正确;
B、细胞中的自由水既能结合和溶解Cu2+ ,又在Cu2+的运输中发挥重要作用,结合水是细胞结构的一部分,不能作为溶剂,也不能参与物质的运输,B错误;
C、铜是人体生命活动所需的微量元素,可以参与维持机体的渗透压,但积累过多会对身体造成伤害,C正确;
D、据题可知,铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累,最终导致肝、肾衰竭,甚至大脑损伤,所以威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状,可使用排铜药物治疗,D正确。
故选B。
4. 在我国南方,芥菜等蔬菜在霜冻后食用品质更佳。研究发现,植物在低温时将细胞中的淀粉水解成葡萄糖,产生抗逆反应。下列分析错误的是( )
A. 抗逆反应体现了植物对低温环境的适应
B. 该变化导致细胞液浓度升高,细胞液不易结冰
C. 该抗逆反应导致细胞中结合水与自由水比值增大
D. 该抗逆反应引起细胞代谢增强、酶活性升高
【答案】D
【解析】
【分析】胞内水以自由水和结合水的形式存在。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;结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水与结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛,抗逆性越差,反之亦然。
【详解】A、低温下荠菜细胞中的淀粉水解成葡萄糖,使溶液浓度升高,冰点降低,该现象为荠菜对低温环境的一种适应能力,A正确;
B、低温下荠菜细胞中的淀粉水解成葡萄糖,使溶液浓度升高,细胞液不易结冰,B正确;
C、植物在低温环境下,结合水含量上升,自由水含量下降,从而减少细胞结冰的机会。故抗逆反应导致细胞中结合水与自由水比值增大,C正确;
D、植物在低温环境下,结合水含量上升,自由水含量下降,从而减弱它们的生命能力,故抗逆反应引起细胞代谢减弱、酶活降低,D错误。
故选D。
5. 花生油主要是从花生子叶中提取的食用油,它含有丰富的不饱和脂肪酸,适量食用对人体有多种好处,如降低胆固醇、提高食欲、促进生长发育,以及延缓衰老、改善记忆等。下列叙述错误的是( )
A. 不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,花生油在室温下通常呈液态
B. 苏丹Ⅲ染液处理花生子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C. 花生种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
D. 脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收
【答案】C
【解析】
【分析】脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,即三酰甘油(又称甘油三酯)。其中甘油的分子比较简单,而脂肪酸的种类和分子长短却不相同。脂肪酸可以是饱和的,也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温时呈液态;大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,室温时呈固态。
【详解】A、不饱和脂肪酸因双键的存在导致结构松散,熔点较低,故室温下呈液态,A正确;
B、苏丹Ⅲ染液与脂肪反应出现橘黄色颗粒,在高倍镜下可观察到,B正确;
C、种子萌发时,大分子有机物(如脂肪)分解为小分子(如甘油、脂肪酸),同时合成新物质(如酶、细胞结构成分),有机物种类增加,C错误;
D、脂肪经脂肪酶水解为甘油和脂肪酸后,可被小肠上皮细胞吸收,D正确。
故选C。
6. 美澳科学家发现了一种拆解复杂蛋白质链以使其恢复到原本结构的方法,并在实验中利用这一方法成功地将煮熟的鸡蛋变回生鸡蛋。这一新成果将极大地减少临床癌症治疗的时间和费用。组成鸡蛋的直链多肽的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生下列3种氨基酸,相关叙述正确的是( )
A. 每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
B. 合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸
C. 该多肽分子中含1个氨基和1个羧基
D. 合成1分子该物质将产生6个水分子
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:图示为某直链多肽(分子式为C22H34O13N6)水解后产生的3种氨基酸,这3种氨基酸均只含有1个N原子,因此根据多肽中的N原子数目可知该多肽是由6个氨基酸脱水缩合形成的;这3种氨基酸中只有谷氨酸含有2个羧基,根据氧原子数目可知,多肽中的氧原子数=谷氨酸×4+(6-谷氨酸数)×2-5=13,计算可知谷氨酸数目为3个。
【详解】A、这3种氨基酸均只含有1个N原子,因此根据多肽中的N原子数目可知该多肽是由6个氨基酸脱水缩合形成的;这3种氨基酸中只有谷氨酸含有2个羧基,根据氧原子数目可知,多肽中的氧原子数=谷氨酸×4+(6-谷氨酸数)×2-5=13,计算可知谷氨酸数目为3个,因此该多肽分子水解产生的谷氨酸数是3个,A正确;
B、该化合物中的谷氨酸数是3个,B错误;
C、该多肽链中含有3个谷氨酸,因此游离的羧基数是4个,游离的氨基是一个,C错误;
D、由以上分析可知,该多肽是由6个氨基酸分子形成的,合成1分子该物质产生的水分子数=氨基酸数-肽链数=6-1=5个,D错误。
故选A。
7. 下图为某物质的结构示意图,下列叙述中正确的是( )
A. 若m为腺嘌呤,则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B. 若m为尿嘧啶,则由b组成的核酸主要分布在细胞核中
C. 幽门螺杆菌体内含的化合物m共5种
D. 若a为核糖,则由b水解得到的物质最多有8种
【答案】C
【解析】
【分析】核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA,DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,DNA和RNA在组成成分上的差异是:①五碳糖不同,DNA中的五碳糖是脱氧核糖,RNA中的五碳糖是核糖;②碱基种类不完全相同,DNA中的碱基是A、T、 G、C,RNA中的碱基是A、U、G、C。
【详解】A、若m为腺嘌呤,则b可能为腺嘌呤脱氧核苷酸,也可能是腺嘌呤核糖核苷酸,A错误;
B、若m为尿嘧啶,是RNA特有的碱基,主要分布在细胞质中,B错误;
C、幽门螺杆菌为原核生物,含有RNA和DNA两种核酸,故体内含有的化合物m共5种,C正确;
D、若a为核糖,由b构成的核酸为RNA,由b水解得到的物质有四种碱基、核糖、磷酸,共6种,D错误。
故选C。
8. 洋葱内表皮细胞质壁分离和复原实验过程中,在①、②时刻滴加了相应的溶液(30% 蔗糖溶液或清水),液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变,如甲图所示;乙图为实验中不同时期两个细胞图像。下列有关叙述错误的是
A. ①②两处滴加的溶液分别为30%蔗糖溶液、清水
B. 甲图的①到②过程中对应乙图中的a,细胞吸水能力逐渐增大
C. 甲图②时刻可对应乙图中的Y细胞,此时细胞液浓度最大
D. 乙图中Y细胞一定是正处于发生质壁分离过程的细胞
【答案】D
【解析】
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开,也就是发生了质壁分离,当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
【详解】A.由图可知①处是液泡体积由大变小,所以此时加入30%蔗糖溶液,②处后液泡体积有所恢复,此时加入的是清水,A正确;
B.甲图的①到②过程是失水过程,对应乙图中的a过程也是失水过程,细胞液浓度增加,细胞吸水能力逐渐增大,B正确;
C.甲图②时刻失水达到最大,质壁分离达到最大程度,可以用乙图中的Y细胞表示,C正确;
D.乙图中Y细胞有三种状态,可继续失水,也可质壁分离后的复原,也可达到动态平衡,D错误;
故选D。
9. 维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(见下图)。下列叙述错误的是( )
A. 细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B. 细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外
C. H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运
D. 盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
【答案】C
【解析】
【分析】1、由图可知,H+-ATP酶(质子泵)向细胞外转运H+时伴随着ATP的水解,且为逆浓度梯度运输,推出H+-ATP酶向细胞外转运H+为主动运输;
2、由图可知,H+进入细胞为顺浓度梯度运输,Na+出细胞为逆浓度梯度运输,均通过Na+-H+逆向转运蛋白,H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,由此推出Na+-H+逆向转运蛋白介导的Na+跨膜运输为主动运输。
【详解】A、细胞膜上的H+-ATP酶介导H+向细胞外转运时为主动运输,该过程中,ATP水解产生的磷酸基团与该酶结合使其发生磷酸化,磷酸化导致其空间结构发生改变,A正确;
B、H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;
C、H+-ATP酶抑制剂干扰H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度,对Na+的运输同样起到抑制作用,C错误;
D、盐胁迫下,会有更多的Na+进入细胞,为适应高盐环境,植物可能会通过增加Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平,以增加Na+-H+逆向转运蛋白的数量,将更多的Na+运出细胞,D正确
故选C。
10. ATP的合成和水解存在能量转化关系,下列关于ATP的说法错误的是( )
A. ATP中的能量可以来源于光能和化学能,也可以转化为光能和化学能
B. ②一般与放能反应相联系,③一般与吸能反应相联系
C. ATP和ADP之间相互转化的速率越快,单位时间所能提供的能量就越多
D. 细胞中ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性
【答案】B
【解析】
【分析】ATP中的能量可以来源于光合作用(吸收的光能)和呼吸作用(氧化分解有机物释放的化学能),也可以转化为光能(如萤火虫发光)和化学能(如蛋白质的合成)。细胞中的吸能反应一般与ATP水解反应相联系。
【详解】A、ATP中的能量可以来源于光能(光合作用产生)和化学能(呼吸作用产生),也能转化成光能(萤火虫)和化学能,A正确;
B、②是ATP分解,释放的能量用于其他吸能的生命活动,故ATP的水解与吸能反应相联系,③表示ATP合成,而放能反应释放的能量用于ATP的合成,故③一般与放能反应相联系,B 错误;
C、ATP和ADP在体内含量低,两者之间相互转化的速率越快,单位时间所能提供的能量就会越多,C正确;
D、细胞中绝大多数的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供,ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,这体现了生物界统一性,D正确。
故选B。
11. 梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是( )
A. 根系呼吸产生的能量减少使离子吸收所需的能量不足
B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
【答案】B
【解析】
【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程;
2、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NADP,释放少量能量;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADP,释放少量能量;第三阶段是氧气和NADP反应生成水,释放大量能量;
3、无氧呼吸是指在无氧条件下通过酶的催化作用,细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解,同时释放少量能量的过程;
4、无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同,无氧呼吸的第二阶段丙酮酸和NADP反应生成酒精和CO2或乳酸,第二阶段不合成ATP。
【详解】A、大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程,这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量,浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,A正确;
B、根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,B错误;
C、浇水过多使土壤含氧量减少,抑制了根细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸的进行,C正确;
D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中,会产生酒精或乳酸等有害物质,D正确。
故选B。
12. 某研究团队发现,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬,下列叙述错误的是( )
A. 饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量
B. 当细胞长时间处在饥饿状态时,过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
C. 溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程
D. 细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应
【答案】C
【解析】
【分析】细胞自噬是指在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、由题干信息可知,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解,所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量,来支持基本的生命活动,A正确;
B、细胞长时间处在饥饿状态时,细胞可能无法获得足够的能量和营养素,细胞自噬会过度活跃,导致细胞功能紊乱,可能会引起细胞凋亡,B正确;
C、溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,在溶酶体内发挥作用,参与了细胞自噬过程,C错误;
D、细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为,来支持基本的生命活动,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。
故选C。
13. 受体介导的胞吞是细胞外的生物大分子(包括病毒、毒素等)选择性地与受体结合后,经胞吞作用而进入细胞的过程(如图)。下列叙述正确的是( )
A. Na+、K+主要通过此方式进入细胞
B. 细胞膜的流动性是图中囊泡形成的基础
C. 细胞膜上与甲结合的受体也可以与乙结合
D. 细胞对甲的吸收过程需要载体蛋白
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:生物大分子和细胞膜上的受体结合后,引起细胞膜内陷,将大分子包在囊泡中,进而内吞形成囊泡,把大分子物质摄入细胞内,该过程依赖于膜的流动性实现,图示为生物大分子甲被内吞进入细胞的过程。
【详解】A、Na+、K+等无机离子主要通过主动运输的方式被吸收,而图示是大分子物质和颗粒性物质进入细胞的胞吞过程,A错误;
B、图示胞吞过程是依赖细胞膜的流动性实现的,是图中囊泡形成的结构基础,B正确;
C、细胞膜上与甲结合的受体不能与乙结合,因为受体具有特异性,该过程能体现细胞膜的选择性,C错误;
D、细胞对甲的吸收过程为胞吞过程,该过程不需要载体蛋白,D错误。
故选B。
14. 植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和25℃条件下,测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是( )
A. 该植物叶片的呼吸速率是5mg/(100cm2叶·小时)
B. 在a点所示条件下,该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位不只有线粒体
C. 在昼夜中,将该植物叶片置于c点光照下11小时,其余时间置于黑暗中,则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为65mg
D. 已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),则图中a点下移,b点将右移
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:a点时光照为0,只进行呼吸作用,因此对应的值为呼吸作用强度;c点时为光饱和点,对应的值为净光合速率,而净光合速率=真光合速率﹣呼吸速率。在温度改变时,温度改变了酶的活性,进而影响光合作用和呼吸作用速率。
【详解】A、图中可以看出,光照强度为0时a点对应的值即为呼吸速率,是5mg/(100cm2叶·小时),A正确;
B、a点时植物只进行呼吸作用,有氧呼吸的三个阶段均能产生ATP,所以该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体,B正确;
C、图中可得,在c点光照下植物的净光合速率为10mg/,则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量=光照时净光合作用总量﹣黑暗时呼吸作用量=10×11﹣5×13=45mg,C错误;
D、已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃.若将温度提高到30℃的条件下,光合作用酶活性下降,光合速率下降,而呼吸作用酶活性上升,呼吸速率上升,因此要达到光补偿点,必须光照增强,因此,图中a点下移,b点将右移,D正确。
故选C。
15. 如图所示,图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化,图4表示有丝分裂过程中不同时期细胞内染色体数和核DNA分子数的关系。 下列有关叙述不正确的是( )
A. 图1所示细胞中共有4条染色体,8个核DNA分子;图2所示细胞中没有染色单体
B. 图1所示细胞处于图3中的BC段;完成图3中CD段变化的细胞所处分裂时期是后期
C. 有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况
D. 图4中的a可对应图3中的BC段
【答案】D
【解析】
【分析】图1细胞含有同源染色体,处于有丝分裂中期;图2细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期;图3表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化,其中AB段表示每条染色体上DNA含量由1个变为2个,是由于间期DNA的复制;BC段表示每条染色体含有2个DNA分子,处于有丝分裂前期和中期;CD表示每条染色体上的DNA由2个变为1个,是由于后期着丝点的分裂;图4中:a、c表示染色体:DNA=1:1;b表示染色体:DNA=1:2;d表示染色体:DNA=2:1,这种情况不存在。
【详解】A、图1所示细胞中共有4条染色体,8个核DNA分子;图2所示细胞中由于着丝点分裂,没有染色单体,A正确;
B、图1所示细胞处于有丝分裂中期,对应于图3中BC段;图3中CD段形成的原因是着丝点的分裂,发生在有丝分裂后期,B正确;
C、图4中d表示染色体:DNA=2:1,这种情况不存在,C正确;
D、图4中a表示染色体:DNA=1:1,且染色体数目是体细胞的2倍,应处于后期,可对应图3中的D以后的一段,D错误。
故选D。
16. 下列关于细胞的增殖、分化、衰老和死亡的叙述正确的有( )
①有丝分裂可产生新细胞,是真核生物细胞增殖的主要方式
②胚胎干细胞分化形成小肠上皮细胞是基因选择性表达的结果,且该过程一般是不可逆的
③衰老的小肠上皮细胞的细胞核体积增大,细胞内水分减少,新陈代谢的速度减慢
④极端低温引起的细胞冻伤和死亡属于细胞坏死
⑤对于人体在生长发育过程中产生的衰老细胞,可通过启动细胞凋亡程序及时清除
A. 两项 B. 三项 C. 四项 D. 五项
【答案】D
【解析】
【分析】1、细胞凋亡:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
2、细胞坏死是在不利的因素下(极端物理、化学因素或严重的病理性刺激),细胞正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡。
3、细胞凋亡的意义:保证生物体完成正常发育;维持内部环境的稳定;清除受损的、被病原体感染的细胞,抵御外界各种因素的干扰。
【详解】①有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式,①正确;
②胚胎干细胞分化是基因选择性表达的结果,且不可逆,②正确;
③衰老细胞的细胞核体积增大,水分减少,代谢减慢,③正确;
④极端低温导致细胞坏死,④正确;
⑤对于人体在生长发育过程中产生的衰老细胞,可通过启动细胞凋亡程序及时清除,更新细胞,⑤正确。
综上所述,五项均正确,ABC错误,D正确。
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共52分)
17. 解读与酶有关的图示、曲线,回答有关问题:
(1)图1和图2分别表示了酶具有________性和________性。
(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线,当pH从5上升到7,酶活性的变化是________,强酸和强碱导致酶活性下降的原因是:____________。
(3)酶制剂适宜在________条件下保存。
(4)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线,图4中A点后酶促反应的速率不再增加,其限制性因素主要是酶的________。从图5可以得出的结论是:在底物足量条件下,________。
(5)生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化,酶作用的机理是________________。
(6)酶的化学本质绝大多数是________,少数是________。
【答案】(1) ①. 高效 ②. 专一
(2) ①. 增强 ②. 破坏了酶的空间结构
(3)低温 (4) ①. 数量 ②. 酶促反应速率与酶的浓度成正比
(5)显著降低化学反应的活化能
(6) ①. 蛋白质 ②. RNA
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。
3、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
4、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度 (pH)前,随着温度(pH) 的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH) 时,酶活性最强,超过最适温度 (pH)后,随着温度(pH) 的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【小问1详解】
分析图1可知,与加入化学催化剂相比,加入酶的反应速率更大,表示酶具有高效性。分析图2可知,酶通过与反应物结合形成酶—底物复合物从而降低化学反应的活化能而起催化作用,酶—底物复合物的形成是由酶和底物的结构决定的,表示酶的作用具有专一性。
【小问2详解】
分析图3可知,在pH=5、 pH=6、pH=7中,pH=6时底物的剩余量少,说明pH=6时酶的活性最高,所以若pH从5上升到7时,酶活性的变化过程是先上升后下降。过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。所以强酸和强碱导致酶活性下降的原因是强酸和强碱使酶的空间结构遭到破坏。
【小问3详解】
低温可以降低酶的活性,但不会使酶变性失活,从而延长酶制剂的保存时间,因此酶制剂适宜在低温条件下保存。
【小问4详解】
分析题图曲线4可知,在底物浓度低于A时,随底物浓度升高,酶促反应速率升高,底物浓度高于A点后,酶促反应的速率不再随底物浓度的升高而增加,此时限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度,可能是酶的浓度(数量)和活性。分析题图曲线5可知,在底物足量条件下酶促反应速率随酶浓度的增加而升高,即酶促反应速率与酶浓度成正比。
【小问5详解】
酶作用的机理是通过显著降低化学反应的活化能实现其催化作用。
【小问6详解】
酶的化学本质绝大多数是蛋白质,少数RNA。
18. 如图是两种细胞的亚显微结构示意图,请据图回答:
(1)如果将这两种细胞分别放入蒸馏水中,可观察到明显变化的细胞是________。
(2)抗体分泌出细胞体现了细胞膜具有________性。如果图乙所示的细胞是豚鼠的胰腺腺泡细胞,提供含放射性同位素3H的氨基酸作为合成消化酶的原料,则3H依次出现的结构是________、________、________(填细胞器名称)。
(3)如果用某种药物处理图甲细胞,发现对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是__________。
(4)在甲和乙细胞中,能被碱性染料染成深色的结构是________(填标号),与能量代谢有关的细胞器是________(填标号)。细胞外的O2进入该细胞的线粒体内至少要通过________层生物膜。
(5)若要将各种细胞器分离出来,分别研究其功能,应用________法。
【答案】(1)乙 (2) ①. 流动(性) ②. 核糖体 ③. 内质网 ④. 高尔基体
(3)抑制转运钙离子的载体蛋白
(4) ①. ③ ②. ⑨和④ ③. 3
(5)差速离心(法)
【解析】
【分析】分析甲图和乙图:甲细胞为植物细胞结构示意图,乙细胞为动物细胞结构示意图,其中结构①是细胞膜、②高尔基体、③是染色质、④是线粒体、⑤内质网、⑥是细胞质基质、⑦是核糖体、⑧是液泡(乙图无)、⑨是叶绿体(乙图无),⑩是中心体(甲图无)。
【小问1详解】
如果将甲、乙细胞放入蒸馏水中,因甲细胞(植物细胞)最外层有细胞壁的支持和保持作用,所以不会发生明显变化。乙细胞(动物细胞),没有细胞壁,细胞质有一定的浓度,与外界的蒸馏水存在一定的浓度差,乙细胞会因吸水而导致体积增大,甚至涨破,所以可观察到明显的变化。
【小问2详解】
抗体和消化酶均属于分泌蛋白,其合成、加工和分泌依次经过的细胞结构有核糖体(蛋白质合成场所)→[⑤]内质网(蛋白质初次加工场所)→[②]高尔基体(蛋白质再次加工场所)→细胞膜,整个过程需要[④]线粒体提供能量,其中核糖体不具有膜结构,内质网和高尔基体均为单层膜结构的细胞器,线粒体为双层膜结构的细胞器,细胞膜不属于细胞器;该过程涉及囊泡的形成和膜的融合,体现了生物膜的流动性。如果图乙所示的细胞是豚鼠的胰腺腺泡细胞,提供含放射性同位素3H的氨基酸作为合成消化酶的原料,则3H依次出现的结构是[⑦]核糖体、[⑤]内质网、[②]高尔基体、[①]细胞膜。细胞膜不属于细胞器。
【小问3详解】
由题意“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“某种药物”没有影响细胞产生能量的过程,而是抑制转运钙离子的载体蛋白,使之功能降低。
【小问4详解】
能被碱性染料染成深色的结构是染色质,即甲和乙细胞中的[③];与能量代谢有关的细胞器是[④]线粒体和[⑨]叶绿体;细胞外的O2进入该细胞的线粒体内至少要通过细胞膜、线粒体外膜、线粒体内膜,共计3层生物膜。
【小问5详解】
分离各种细胞器常用的方法是差速离心法。
19. 囊性纤维病是一种严重的遗传性疾病,患者汗液中氯离子的浓度升高,支气管被异常黏液堵塞。导致这一疾病发生的主要直接原因是CFTR蛋白的结构异常,下图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。
(1)图中所示为细胞膜的________模型,其中构成细胞膜的基本支架是________,氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上________决定的,该物质的基本组成单位是________。
(2)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下通过________________的方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,水分子向膜外扩散的速度________________,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
(3)人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体,所有带电荷的分子不管它多小,都很难通过脂质体,即使脂质体外离子浓度很高。这是因为磷脂双分子层的内部是疏水的。缬氨霉素是一种十二肽的抗生素,若将它插入脂质体的脂双层内,可使K+的运输速度提高100000倍,但却不能有效提高Na+的运输速率,由此可以得出的结论是:
①_______________________;
②___________________。
(4)由图可知,转运氯离子所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体,该类膜蛋白与普通的酶不同的是,它不能对所转运的分子起催化作用,但都能水解________,以获得能量,这些能量的最终来源是________________。
【答案】(1) ①. 流动镶嵌 ②. 磷脂双分子层 ③. 功能正常的CFTR蛋白 ④. 氨基酸
(2) ①. 主动运输 ②. 加快
(3) ①. 缬氨霉素是K+的载体蛋白 ②. 载体具有专一性
(4) ①. ATP ②. 光能
【解析】
【分析】由题图可知,该图是细胞膜的流动镶嵌模型,磷脂双分子层构成膜的基本骨架;氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上相应的载体蛋白功能正常决定的。细胞排出氯离子的方式需要载体蛋白和能量,因此属于主动运输;随氯离子在细胞外浓度逐渐升高,细胞内渗透压下降,水分子向膜外扩散的速度加快。
【小问1详解】
图中所示为细胞膜的流动镶嵌模型,构成膜的基本支架是磷脂双分子层;由图示可知:氯离子跨膜运输的正常进行是由功能正常的CFTR蛋白决定的,蛋白质的基本组成单位是氨基酸。
【小问2详解】
由图示可知:氯离子通过细胞膜需要膜上蛋白质协助且需要耗能,所以为主动运输;随着膜外氯离子浓度升高,水分子向膜外扩散的速度加快,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
【小问3详解】
由题干信息可知:缬氨霉素插入脂质体的脂双层内,能极大提高K+运输速度,但却不能有效提高Na+的运输速率;说明缬氨霉素是K+的载体蛋白,且运输钾离子的载体和运输钠离子的载体不一样即载体具有专一性。
【小问4详解】
结合“主动运输需要能量”和“主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体”可推知该类膜蛋白都能水解ATP为主动运输提供能量,能量的最终源头是生产者通过光合作用固定光能。
20. 图甲表示细胞呼吸的过程,图乙表示细胞呼吸时气体交换相对值的情况,图丙表示氧气浓度对呼吸速率的影响。回答下列问题:
(1)图甲中产生[H]的过程有________(填序号),产生[H]的过程发生的部位是________;图甲中产生能量的过程是________(填序号)。
(2)马铃薯植株能发生图甲中的过程有________。在马铃薯植株中,图乙中不同氧气浓度条件下CO2释放量与O2吸收量的差值可反映图甲中________过程的大小。酵母菌细胞在图乙中b氧气浓度条件下能发生图甲中的过程有________,人的成熟红细胞在此氧气浓度条件下能发生图甲中的过程有________(本题全填序号)。
(3)在瓜果、蔬菜和种子的保存过程中,应将氧气浓度控制在图丙中________点对应的氧气浓度。图丙中A点和D点CO2释放量相同,则A点和D点葡萄糖的消耗量情况是A________D(填“>”“=”或“<”)。呼吸熵(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。图丙中随氧气浓度升高,RQ值的变化情况是________。
【答案】(1) ①. ①② ②. 细胞质基质和线粒体基质 ③. ①②
(2) ①. ①②③④ ②. ③ ③. ①②③ ④. ①④
(3) ①. C ②. > ③. 一直下降到1后保持不变
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:图甲中①是细胞呼吸的第一阶段,②是有氧呼吸的第二、三阶段,③是酒精途径的无氧呼吸第二阶段,④是乳酸途径的无氧呼吸第二阶段;图乙中,a点表示呼吸作用强度,d点表示只有有氧呼吸;图丙中,AC段无氧呼吸与有氧呼吸同时进行,且无氧呼吸大于有氧呼吸,CD段有氧呼吸逐渐增强,最后只有有氧呼吸。
【小问1详解】
图甲中①是细胞呼吸的第一阶段,②是有氧呼吸的第二、三阶段,③是酒精途径的无氧呼吸第二阶段,④是乳酸途径的无氧呼吸第二阶段,有氧呼吸第一、二阶段和无氧呼吸第一阶段都可以产[H],故图甲中产生氢的过程有①②,产生[H]的过程发生的部位有细胞质基质和线粒体基质;有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸第一阶段都可以产生能量,故图甲中产生能量的过程有①②。
【小问2详解】
马铃薯植株可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,其一般的体细胞无氧呼吸产物为酒精,但其块茎无氧呼吸产物为乳酸,故其发生图甲中的过程有①②③④;在马铃薯植株中,图乙中不同氧气浓度条件下CO2释放量(有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2)与O2吸收量(有氧呼吸产生的二氧化碳等于消耗的氧气)的差值可反映产二氧化碳的无氧呼吸大小,即图甲中③过程的大小;酵母菌细胞在图2中b氧浓度条件下既进行有氧呼吸也进行产酒精的无氧呼吸,故能发生图甲中的过程有①②③;人的成熟红细胞无线粒体,只进行产生乳酸的无氧呼吸,故在此氧浓度条件下能发生图甲中的过程有①④。
【小问3详解】
在瓜果、蔬菜和种子的保存过程中,应降低其呼吸消耗,故应将O2浓度控制在图3中C点对应的O2浓度;图丙中A点和D点CO2释放量相同,但A点进行无氧呼吸,D点进行有氧呼吸,若有氧呼吸和无氧呼吸产生相同多的二氧化碳,有氧呼吸消耗的葡萄糖更少,故A点和D点葡萄糖的消耗量情况是:A>D,呼吸熵(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标;有氧呼吸产生的二氧化碳等于氧气消耗量,RQ=放出的CO2量/吸收的O2量=(无氧呼吸产生的二氧化碳+有氧呼吸产生的二氧化碳)/有氧呼吸消耗的氧气量=1+(无氧呼吸产生的二氧化碳/有氧呼吸消耗的氧气量),分析图丙中曲线可知,随O2浓度升高,无氧呼吸越来越弱,有氧呼吸增强,到一定程度不再增加,故RQ值的变化情况是一直下降到1后保持不变。
21. 淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要产物,图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图;图2是叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图,据图回答下列问题:
(1)图1中物质B是_____,块茎细胞产生CO2的场所是_____。若将自然光改为等强度的黄光,其他条件不变,则短时间内物质B的含量变化是_____(填“增加”或“减少”或“基本不变”)。
(2)由图1可知,叶肉细胞的光合产物主要以蔗糖的形式进行长距离运输,与葡萄糖相比,其优点是_____。为了验证光合产物以蔗糖的形式运输,研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入马铃薯,该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上,则所得马铃薯块茎的大小变化是_____(填“变大”或“变小”或“基本不变”)。
(3)图2表示叶绿体中的_____(填结构名称),若要分离光合色素可用_____法。据图分析ATP合酶的作用有_____。
(4)为了筛选出适宜在林下种植的作物,科学家对比研究了马铃薯和红薯在一定浓度CO2和30 ℃条件下的相关生理指标,结果如下表:(已知细胞呼吸最适温度为30 ℃,光合作用最适温度为25 ℃)
光补偿点(klx)
光饱和点(klx)
光饱和点时CO2吸收量[mg/(100 cm2叶·h)]
黑暗条件下,CO2释放量
[mg/(100 cm2叶·h)]
红薯
1
3
11
6
马铃薯
3
9
30
15
① 25 ℃条件下,测得红薯光补偿点会_____(填“小于”或“大于”或“等于”)1 klx。
② 实验条件下,光照强度为3 klx时,红薯的真正光合速率_____(填“小于”或“大于”或“等于”)马铃薯的真正光合速率。
③据表中数据分析,红薯与马铃薯两种植物,较适合生活在弱光环境中的是_____,判断的依据是_____。
【答案】(1) ①. C5(五碳化合物、RUBP、1,5-二磷酸核酮糖) ②. 线粒体基质 ③. 减少
(2) ①. 蔗糖为非还原性糖,稳定性高(分子量相对较大,对渗透压影响较小) ②. 变小
(3) ①. 类囊体膜 ②. 纸层析 ③. 催化ATP合成,运输H+
(4) ①. 小于 ②. 大于 ③. 红薯 ④. 红薯的光补偿点及光饱和点都比马铃薯小
【解析】
【分析】题图分析:Ⅰ是光合作用的暗反应阶段的CO2的固定,Ⅱ是暗反应中的C3的还原阶段。从图中可以看出,暗反应在叶绿体基质中进行,其产物磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉,也可以被运出叶绿体,在叶肉细胞中的细胞质基质中合成蔗糖,蔗糖可以进入液泡暂时储存起来;蔗糖也可以通过韧皮部被运至块茎或块根细胞,继而合成淀粉。
【小问1详解】
分析题图可知,物质B与A生成物质C,则物质A是CO2,B是C5化合物,C是C3化合物。马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸,主要产物是乳酸,因此块茎细胞产生CO2的场所是线粒体基质(有氧呼吸第二阶段)。若将自然光改为等强度的黄光,其他条件不变,由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光,对黄光吸收较少。光合作用强度减弱,ATP、NADPH的生成减少,C3的还原减弱,C5的来源减少,生成不变,因此短时间内物质B(C5)的含量变化是减少。
【小问2详解】
与葡萄糖相比,蔗糖为非还原性糖,稳定性高,蔗糖的分子量相对较大,对渗透压影响较小,因此叶肉细胞的光合产物主要以蔗糖的形式进行长距离运输。红薯叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,导致进入韧皮部的蔗糖减少,红薯根得到的糖不足,生长缓慢,因此红薯块根会变小。
【小问3详解】
图2是光反应场所,因此表示叶绿体中的类囊体膜,分离色素原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢,因此若要分离光合色素可用纸层析法。ATP合酶具有催化ATP合成,运输H+的作用。
【小问4详解】
① 由于细胞呼吸最适温度为30℃,光合作用最适温度为25℃,若在25°C条件下,则光合作用增强,呼吸作用减弱,光补偿点是指光合速率等于呼吸速率所需的光照强度,测得红薯光补偿点会小于lklx;
②当光照强度为3klx时,红薯固定的CO2为11+6=17mg/100cm2叶·h,而马铃薯光合作用和呼吸作用相等,固定的CO2为15mg/100cm2叶·h,所以红薯的真正光合速率大于马铃薯的真正光合速率;
③据表分析,红薯的光补偿点和光饱和点均低于马铃薯,说明马铃薯利用强光,红薯适宜生活在弱光环境下。
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