精品解析:北京市三十五中2024-2025学年高三上学期9月月考生物试题
2025-08-08
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | 北京市 |
| 地区(区县) | 西城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.05 MB |
| 发布时间 | 2025-08-08 |
| 更新时间 | 2025-08-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53395530.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024北京三十五中高三9月月考
生物
试卷说明:试卷分值100,考试时间90分钟。请在答题卡指定位置作答。
第一部分(选择题,共30分)
本部分共15题,每题2分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 2024年8月8日,中国疾控中心公布的最新的新冠病毒感染情况显示全国范围内流感样病例新冠病毒阳性率有所上升,下列对于新冠病毒相关叙述正确的是( )
A. 结构简单,核糖体是其唯一含有的细胞器
B. 增殖所需的模板、原料均由宿主细胞提供
C. 餐具可以通过煮沸的方式处理杀死病原体
D. 可在门把手、空气、餐盘等处快速增殖
2. 支原体是一类可用人工培养基培养的微小生物,会引发支原体肺炎等疾病。如图为支原体的结构模式图。下列关于支原体的叙述错误的是( )
A. 细胞分裂的方式为有丝分裂 B. 能完成蛋白质合成等生命活动
C. 与细菌的区别之一是没有细胞壁 D. 以DNA为其遗传物质
3. 科学施肥是农作物增产的途径之一。下列相关叙述正确的是( )
A. 氮肥中的N元素可参与构成蛋白质,主要存在于蛋白质的游离氨基中
B. 磷肥中的P元素可参与核酸、磷脂、脂肪等物质的形成
C. 复合肥中各种矿质元素比例适中,各种农作物都可以大量使用
D. 肥料中还应合理添加参与叶绿素形成的Mg等元素
4. 下列关于人们饮食及健康的社会传言,有科学依据的是( )
A. 不含碳水化合物的饮料0糖0卡,可放心饮用
B 添加维生素D,钙D同补,肠道吸收黄金搭档
C. 蛋黄中的胆固醇可导致动脉硬化,不要摄入
D. 胶原蛋白肽口服液,喝出水嫩婴儿肌
5. 如图表示人体细胞内苏氨酸转化为异亮氨酸的代谢途径。下列相关叙述错误的是( )
A. 苏氨酸与异亮氨酸分子结构的差异体现在R基团上
B. 苏氨酸脱氢酶与异亮氨酸结合后空间结构改变,活性被抑制
C. 苏氨酸脱氢酶能与苏氨酸或异亮氨酸结合,说明其无专一性
D. 该调节使细胞内异亮氨酸浓度相对稳定,避免了物质、能量的浪费
6. 在人口腔上皮细胞的结构组成中,同时含有磷脂、蛋白质和核酸的是( )
A. 线粒体 B. 核糖体 C. 高尔基体 D. 染色体
7. 细胞就像一个繁忙的工厂,其内部的细胞器在功能上各有分工,共同完成各种生理过程。下图示意有关过程。下列有关描述错误的是( )
A. 图示过程体现了细胞膜具有选择透过性
B. 被溶酶体消化后的部分物质通过囊泡运出细胞
C. 图示过程说明生物膜在结构上和功能上存在紧密的联系
D. 溶酶体中的水解酶的合成始于核糖体,需要高尔基体的加工和运输
8. 关于细胞的功能特点与其结构基础,以下对应关系有误的是( )
A. 性腺细胞合成性激素:具有发达的内质网
B. 甲状腺细胞富集 I-:细胞膜上具有 I-协助扩散的载体
C. 根毛细胞渗透吸水:具有大液泡
D. 浆细胞分泌抗体:富含内质网和高尔基体
9. 1988年科研人员得到一种新蛋白——CHIP28,推测其可能是水通道蛋白。为探究该蛋白的作用,利用非洲爪蟾卵母细胞进行实验,结果如下图。
相关说法错误的是( )
A. 作出此推测的依据可能是CHIP28蛋白为跨膜蛋白
B. 所选用实验细胞理论上对水的通透性较低
C. 该实验应将非洲爪蟾卵母细胞置于高渗溶液中
D. 实验结果可初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”
10. 将番茄幼苗培养在含Mg2+、Ca2+、SiO44-的培养液中,一段时间后,发现营养液中Mg2+、Ca2+浓度下降,而SiO44-的情况刚好相反,下列叙述不合理的是( )
A. 降低温度会影响番茄根系对Mg2+和Ca2+的吸收
B. Ca2+、SiO44-必须溶解在水中才能被根吸收
C. 根细胞吸收的不同无机盐离子的速率不同
D. Ca2+可以通过自由扩散的方式进入根细胞
11. 植物细胞的细胞膜、液泡膜上含有H+-ATP酶,可以转运H+,有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内的酸性环境。分析下图,下列说法错误的是( )
A. H+-ATP酶同时具有催化和运输功能
B. 含氧丰富时,植物细胞转运H+速率增强
C. H+-ATP酶发挥作用时需改变自身的空间结构
D. 主动运输是H+跨膜进出植物细胞的唯一方式
12. 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是塑料制品的主要成分,科学家们发现一种分解PEI特殊的细菌,其后又对其进行改良,合成了一种能降解PET的“超级酶”,以期解决塑料垃圾难降解的问题。下列有关“超级酶”的叙述,不正确的是( )
A. 能特异性结合PET
B. 温度越高,降解速率越快
C. 也可作为其他酶促反应的底物
D. 细胞内产生,细胞外作用
13. 某研究小组在过氧化氢溶液中加入一定量的过氧化氢酶,收集产生的氧气,每隔30秒进行一次测定,结果如图。下列叙述合理的是( )
A. 肝脏中过氧化氢酶在催化反应完成后立即被降解
B. 氧气产生速率随时间变化逐渐减慢是由于酶的活性降低
C. 适当增加酶的初始加入量不会改变产生的氧气总量
D. 低温条件下氧气产生速率低是由于酶空间结构被破坏
14. 如图表示ATP与ADP的相互转化的过程。下列叙述正确的是( )
A. 人体在剧烈运动时,体内ATP含量会明显减少
B. ATP脱去2个磷酸基团就是RNA的基本单位之一
C. 能量Q2可作为能量Q1继续参与①过程
D. 此相互转化机制在只发生在真核细胞中
15. 实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是( )
选项
高中生物学实验内容
操作步骤
A
探究温度对酶活性的影响
室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后,在设定温度下保温
B
观察细胞质流动
先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察
C
检测生物组织中的脂肪
先在花生子叶薄片上滴加苏丹Ⅲ染液染色3min,吸去染液后,再滴加体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色
D
检测生物组织中的还原糖
向待测液中加入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)
A. A B. B C. C D. D
第二部分(非选择题,共70分)
16. 蛋白质是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。
(1)某天然蛋白质经高温加热后发生了如图1所示变化,由图示可知肽键__________(是或否)已发生了变化,食物往往要煮熟后食用,据图分析可知,主要原因是____________________。
(2)层粘连蛋白(由m个氨基酸构成)是由一条重链(A链)和两条轻链(B1、B2链)所构成的糖蛋白(如图2,带斜线的圆圈表示多糖位置),对保持细胞间粘连及细胞分化等都有作用.则该蛋白质含有的肽键数为_____;彻底水解的终产物是____;有关层粘连蛋白叙述正确的是_____(从下列提供的选项中选择)。
①在细胞内游离的核糖体中合成
②癌细胞膜表面层粘连蛋白可能分布较少
③在细胞间信息交流中具有重要作用
(3)细胞代谢过程中会产生异常蛋白,异常蛋白积累会引起细胞凋亡,其过程如图3所示。
图中泛素是一种由76个氨基酸组成的多肽,它可与________试剂发生特定的颜色反应;控制该泛素合成的基因中至少有________个碱基。据图可知___________(从下列提供的选项中选择)
①蛋白酶体清除异常蛋白需要消耗水分子
②蛋白酶体清除异常蛋白受细胞呼吸的影响
③蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能
17. 酵母菌的液泡中存在着多种水解酶,其中包括CPY(羧肽酶)和API(氨肽酶I)。科研人员对CPY和API的运输途径进行了研究。
(1)CPY和API在细胞内的______上合成,进入液泡后,能够催化蛋白质的分解,使液泡具有了类似______(填细胞器名称)的功能,进而调节细胞内的环境。
(2)已有研究表明,通过内质网-高尔基体途径进入液泡的蛋白质,要经过在内质网中切除信号肽、在高尔基体中糖基化(添加糖链)、进入液泡后再切除肽段,才能成熟。为判断CPY和API进入液泡的途径,科研人员进行了下列实验。
①实验一:科研人员提取这两种蛋白质,利用电泳技术检测二者加工前后分子量的变化,结果如下图1。B组与A组相比,加入衣霉素2小时后,蛋白质分子量______;API成熟过程中______(有/没有)糖基化,推断API的加工过程可能与CPY不同。
注:衣霉素能抑制蛋白质的糖基化
②实验二:利用温度敏感型酵母菌突变体sec(高温下,内质网到高尔基体囊泡运输受阻)进行实验,在高温和常温下检测CPY和API是否加工成熟,实验结果如下图2所示。由电泳结果可以判断,CPY和API进入液泡的途径分别是______。
ACPY和API都经过内质网-高尔基体途径进入液泡
B.CPY和API都不经过内质网-高尔基体途径进入液泡
C.CPY经过内质网-高尔基体途径进入液泡,API不是
D.API经过内质网-高尔基体途径进入液泡,CPY不是
(3)科研人员对API进入液泡的途径提出了两种假说:一是API的肽链一边合成,一边穿过液泡膜;二是API在细胞质基质中被生物膜包裹形成小泡,而后进入液泡。科研人员在电子显微镜下观察野生型和另一种酵母菌突变体cvt(API蛋白质无法成熟),结果如下图3。
注:液泡内的黑色颗粒是API的位置;箭头所指为包裹着API的小泡。
①据观察,API进入液泡的途径符合假说______。
②尝试解释野生型和突变体cvt液泡内API存在方式不同的原因______。
18. 氧化应激是中枢神经系统损伤后产生的继发性损伤之一,过多的活性氧使神经元中高尔基体结构不稳定,表现为长度增加,进而影响其功能。科研人员对相关机制进行了研究。
(1)神经元中高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行_________。当神经元受损时,高尔基体还可以形成囊泡,修补神经元的断端细胞膜。
(2)Src蛋白分布于高尔基体等处,参与细胞内信号转导。科研人员使用H2O2构建氧化应激神经元模型进行相关实验,并在_________下观察、测定并统计各组高尔基体的平均长度,结果如下图。
结果表明_________。
(3)ANLN是分布于高尔基体膜上的蛋白质,其作用是保持高尔基体的结构稳定。科研人员设计了可以特异性干扰ANLN基因表达的RNA片段(ANIi)和无关RNA片段。①已知ANLN基因转录的mRNA的部分序列为:5'-GCUCACACUUCUCACCAAU-3’,推测导入大鼠神经元的ANIi与无关RNA序列分别为______(从下列选项中选择)。
A.3'-AAGAGGCUUGCACAGUGCA-5'
B.3'-CGAGUGUGAAGAGUGGUUA-5'
C.3'-UAUCGGAGUGUGUUA-5'
②科研人员利用该干扰技术,探究在氧化应激状态下,Src与ANLN的上下游调控关系。请在(2)实验的基础上补充设计3组实验,并选择相应的材料及处理方式填入下表。
组号
④
⑤
⑥
材料及处理
_____
____
____
检测指标
高尔基体的平均长度
a.正常神经元 b.H2O2氧化损伤神经元 c.SA d.ANIi e.无关RNA
实验结果说明Src通过调控ANLN稳定高尔基体结构。
(4)综合上述研究结果,请提出一种治疗中枢神经损伤后氧化应激的可行措施______。
19. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管-伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于_________。由H+泵形成的_________有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过_________这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有_________。
A. 叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B. 用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C. 将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D. 与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的__________功能。
20. 福建人对于茶情有独钟,在福建闽南一带更有着“宁可百日无肉,不可一日无茶”的传统。茶叶细胞中存在多种酚类物质,多酚氧化酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色。请回答下列问题:
(1)多酚氧化酶的催化作用具有_____________(写出两点即可)的特性,其作用机理是_____________。
(2)绿茶的品质特点是“绿叶、绿汤”,在制作过程中用高温炒制,防止其褐变。其原理是____________。
(3)为减少绿茶制作过程中发生褐变,科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活性的影响,其中褐变抑制剂用磷酸盐缓冲液配制而成,结果如下图。
本实验的自变量是__________,对照组中应加入__________、等量的底物溶液和酶溶液,在适宜的条件下测出最大酶活性。据图分析,___________处理方式对多酚氧化酶活性的抑制效果最佳。
(4)酶抑制剂有竞争性和非竞争性两种类型。竞争性抑制剂与底物相似,与底物竞争酶活性位点;非竞争性抑制剂不与酶活性位点结合,而与酶活性位点以外的位点结合,进而改变酶结构,使底物不能与酶结合。欲探究柠檬酸是哪种抑制剂,某研究人员进行如下实验:
组别
实验处理
实验结果测定
甲组
足量的茶多酚+适量多酚氧化酶
茶多酚的分解速率
乙组
足量的茶多酚+适量多酚氧化酶+柠檬酸试剂
若___________,则柠檬酸试剂为非竞争性抑制剂。
21. 雷帕霉素是一种新型酯类免疫抑制剂,研究者通过实验探究雷帕霉素对小鼠成肌细胞能量代谢的影响。
(1)ATP是驱动细胞生命活动的______物质,“A”代表______。其水解一般与_______(放能/吸能)反应相联系。动物细胞中该物质的能量来自_______这一代谢过程。
(2)PGC-1、YY1和mTOR是细胞中调节线粒体基因转录的转录因子。研究人员用一定浓度的雷帕霉素处理小鼠成肌细胞,检测转录因子PGC-1的mRNA相对含量和蛋白质含量,如图甲,结果显示:_______。
(3)免疫共沉淀技术是在体外进行的研究蛋白质相互作用的一种技术。其原理是抗体A可与蛋白A特异性结合,因此使用抗体A可将蛋白A“沉淀”。如果蛋白B与蛋白A相互结合形成复合体,那么抗体A在将蛋白A“沉淀”的同时,也会把蛋白B“沉淀”下来。
①研究人员欲研究这三种转录因子(蛋白质)之间的相互作用,利用免疫共沉淀技术检测不同处理条件下,PGC-1、YY1、mTOR被YY1抗体“沉淀”的情况,结果如图乙。实验中研究人员检测各蛋白提取结果的目的是_________。
②根据图乙结果,推测线粒体中雷帕霉素与被“沉淀”蛋白间存在互作模式。若要验证该互作模式,可继续选择_______(a:mTOR;b:PGC-1;c:无关)(填序号)抗体进行免疫共沉淀。若互作模式成立,请在图丙中相应位置用“—”画出可“沉淀”出的条带_______。
(4)综合上述实验,说明雷帕霉素对细胞能量代谢影响的分子机制是______。
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2024北京三十五中高三9月月考
生物
试卷说明:试卷分值100,考试时间90分钟。请在答题卡指定位置作答。
第一部分(选择题,共30分)
本部分共15题,每题2分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 2024年8月8日,中国疾控中心公布的最新的新冠病毒感染情况显示全国范围内流感样病例新冠病毒阳性率有所上升,下列对于新冠病毒相关叙述正确的是( )
A. 结构简单,核糖体是其唯一含有的细胞器
B. 增殖所需的模板、原料均由宿主细胞提供
C. 餐具可以通过煮沸的方式处理杀死病原体
D. 可在门把手、空气、餐盘等处快速增殖
【答案】C
【解析】
【详解】A、新冠病毒无细胞结构,不含核糖体,其蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成,A错误;
B、病毒增殖的模板是其自身RNA,宿主提供原料(核苷酸、氨基酸)、酶和能量等,B错误;
C、煮沸通过高温使蛋白质变性,破坏病毒结构,可有效灭活餐具上的病原体,C正确;
D、病毒增殖需依赖宿主细胞,在非生命环境中无法增殖,D错误。
故选C。
2. 支原体是一类可用人工培养基培养的微小生物,会引发支原体肺炎等疾病。如图为支原体的结构模式图。下列关于支原体的叙述错误的是( )
A. 细胞分裂的方式为有丝分裂 B. 能完成蛋白质合成等生命活动
C. 与细菌的区别之一是没有细胞壁 D. 以DNA为其遗传物质
【答案】A
【解析】
【详解】A、有丝分裂是真核生物的分裂方式,支原体为原核生物,分裂方式为二分裂,A错误;
B、细胞是生命活动的基本单位,支原体是原核生物,具有核糖体,所以能完成蛋白质合成等生命活动,B正确;
C、支原体与细菌都是原核生物,区别之一是没有细胞壁,C正确;
D、支原体具有细胞结构,所以遗传物质是DNA,D正确。
故选A。
3. 科学施肥是农作物增产的途径之一。下列相关叙述正确的是( )
A. 氮肥中的N元素可参与构成蛋白质,主要存在于蛋白质的游离氨基中
B. 磷肥中的P元素可参与核酸、磷脂、脂肪等物质的形成
C. 复合肥中各种矿质元素比例适中,各种农作物都可以大量使用
D. 肥料中还应合理添加参与叶绿素形成的Mg等元素
【答案】D
【解析】
【详解】A、氮元素参与构成蛋白质,但主要存在于-CO-NH-中,A错误;
B、磷元素是核酸、磷脂和ATP的组成成分,但脂肪仅由C、H、O三种元素构成,不含磷元素,B错误;
C、复合肥虽含多种矿质元素,但不同农作物对矿质元素的需求比例不同,且过量施肥会导致土壤溶液浓度过高,影响植物吸水,C错误;
D、镁是叶绿素分子的组成元素,合理补充Mg可促进叶绿素合成,D正确。
故选D。
4. 下列关于人们饮食及健康的社会传言,有科学依据的是( )
A. 不含碳水化合物的饮料0糖0卡,可放心饮用
B. 添加维生素D,钙D同补,肠道吸收黄金搭档
C. 蛋黄中的胆固醇可导致动脉硬化,不要摄入
D. 胶原蛋白肽口服液,喝出水嫩婴儿肌
【答案】B
【解析】
【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D,脂肪是良好的储能物质,胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,也参与脂质在血液中的运输。
【详解】A、碳水化合物是糖类,不含碳水化合物的饮料可能不含糖,但不等于不含其它有机物,仍可能有一定能量,A错误;
B、维生素D可以促进肠道对钙和磷的吸收,故补钙时同时补充维生素D,效果更佳,B正确;
C、胆固醇是动物细胞膜的成分之一,也参与人体血液中脂质的运输,只有过量的胆固醇才可导致动脉硬化,C错误;
D、胶原蛋白肽进入消化道,会被酶水解为氨基酸,而失去生物活性,D错误。
故选B。
5. 如图表示人体细胞内苏氨酸转化为异亮氨酸的代谢途径。下列相关叙述错误的是( )
A. 苏氨酸与异亮氨酸分子结构的差异体现在R基团上
B. 苏氨酸脱氢酶与异亮氨酸结合后空间结构改变,活性被抑制
C. 苏氨酸脱氢酶能与苏氨酸或异亮氨酸结合,说明其无专一性
D. 该调节使细胞内异亮氨酸浓度相对稳定,避免了物质、能量的浪费
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:苏氨酸在苏氨酸脱氢酶的作用下,最终生成异亮氨酸,异亮氨酸生成后,抑制苏氨酸脱氢酶的活性,该调节使细胞内异亮氨酸浓度不会过高,避免了物质和能量浪费。据此答题。
【详解】A、氨基酸与氨基酸的区别在于有不同的R基团,A正确;
B、根据试题分析,苏氨酸脱氢酶与异亮氨酸结合后,活性被抑制,B正确;
C、酶的专一性指的是酶能催化一种或者一类化学反应,苏氨酸脱氢酶能与苏氨酸或异亮氨酸结合,能说明酶具有专一性,C错误;
D、该调节使细胞内异亮氨酸浓度不会过高,避免了物质和能量浪费,属于酶活性调节,D正确。
故选C。
【点睛】本题考查了酶活性调节,意在考查考生的审题能力,理解能力,属于中等难度试题。
6. 在人口腔上皮细胞的结构组成中,同时含有磷脂、蛋白质和核酸的是( )
A. 线粒体 B. 核糖体 C. 高尔基体 D. 染色体
【答案】A
【解析】
【分析】内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统.。生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质;磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架;蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。
【详解】A、线粒体属于双层膜细胞器,其膜结构也是主要由磷脂和蛋白质组成,线粒体中含有少量的DNA和RNA,A符合题意;
B、核糖体的主要成分是核糖体RNA和蛋白质,没有膜结构,因此不含有磷脂,B不符合题意;
C、高尔基体由扁平的囊和小泡组成,属于单层膜细胞器,其膜结构的主要成分也是磷脂和蛋白质,但是不含有核酸,C不符合题意;
D、染色体的主要成分DNA和蛋白质,是DNA的主要载体,没有膜结构,不含有磷脂,D不符合题意。
故选A。
7. 细胞就像一个繁忙的工厂,其内部的细胞器在功能上各有分工,共同完成各种生理过程。下图示意有关过程。下列有关描述错误的是( )
A. 图示过程体现了细胞膜具有选择透过性
B. 被溶酶体消化后的部分物质通过囊泡运出细胞
C. 图示过程说明生物膜在结构上和功能上存在紧密的联系
D. 溶酶体中的水解酶的合成始于核糖体,需要高尔基体的加工和运输
【答案】A
【解析】
【详解】A、图中的胞吞、胞吐、囊泡运输等体现了生物膜具有一定的流动性,A错误;
B、据图可知,溶酶体分解后的产物如果对细胞有用,细胞可以再利用,若为废物,则通过囊泡运出细胞,B正确;
C、图中溶酶体的形成、衰老细胞器及内吞物质的分解和废物的排出等过程都体现了内质网、高尔基体、溶酶体及细胞膜在结构上和功能上存在紧密的联系,C正确;
D、溶酶体中的酶化学本质为蛋白质,其合成始于核糖体,需要内质网、高尔基体的加工和运输,D正确。
故选A。
8. 关于细胞的功能特点与其结构基础,以下对应关系有误的是( )
A. 性腺细胞合成性激素:具有发达的内质网
B. 甲状腺细胞富集 I-:细胞膜上具有 I-协助扩散的载体
C. 根毛细胞渗透吸水:具有大液泡
D. 浆细胞分泌抗体:富含内质网和高尔基体
【答案】B
【解析】
【分析】叶绿体是具有双层膜的细胞器,在内膜内有类囊体薄膜,分布着色素,是光合作用的场所;
线粒体是有氧呼吸的主要场所,是细胞的动力车间;
内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”。
高尔基体对来自内质网的蛋白质加工,分类和包装的“车间”及“发送站”。
核糖体是“生产蛋白质的机器”,有的依附在内质网上称为附着核糖体,有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。
溶酶体分解衰老,损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
液泡是调节细胞内的环境,是植物细胞保持坚挺的细胞器。含有色素(花青素)。
中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关。由两个相互垂直的中心粒构成。
【详解】A、性激素属于脂质,其合成场所是内质网,因此性腺细胞具有发达的内质网,A正确;
B、碘离子进入甲状腺细胞的方式是主动运输,不是协助扩散,B错误;
C、由于根毛细胞具有大液泡,具有很高的浓度,所以能渗透吸水,C正确;
D、浆细胞能分泌抗体,抗体属于分泌蛋白需要内质网和高尔基体的加工,因此浆细胞富含内质网和高尔基体,D正确。
故选B。
9. 1988年科研人员得到一种新蛋白——CHIP28,推测其可能是水通道蛋白。为探究该蛋白作用,利用非洲爪蟾卵母细胞进行实验,结果如下图。
相关说法错误的是( )
A. 作出此推测的依据可能是CHIP28蛋白为跨膜蛋白
B. 所选用实验细胞理论上对水的通透性较低
C. 该实验应将非洲爪蟾卵母细胞置于高渗溶液中
D. 实验结果可初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”
【答案】C
【解析】
【分析】据题意可知,该实验自变量为卵母细胞是否含有水通道蛋白,因变量为卵母细胞的体积,从实验结果上看,导入CHIP28mRNA的非洲爪蟾卵母细胞随着时间的增加,体积逐渐增加,初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”。
【详解】A、通道蛋白是一类跨膜蛋白,它能形成亲水的通道,与所转运物质的结合较弱,当通道打开时能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过,若CHIP28蛋白为跨膜蛋白,可推测其为水通道蛋白,A正确;
B、本实验要研究CHIP28能否运输水分子,所选用的实验细胞理论上对水的通透性较低,加上该蛋白后对水的通透性显著增加,这样才能实验结果明显,B正确;
C、水通道蛋白运输水分的方式为协助扩散,从高浓度到低浓度,该实验应将非洲爪蟾卵母细胞置于低渗溶液中,这样才利于细胞吸收水分,C错误;
D、该实验中导入CHIP28mRNA的非洲爪蟾卵母细胞随着时间的增加,体积逐渐增加,初步证明“CHIP28蛋白是水通道蛋白”,D正确。
故选C。
10. 将番茄幼苗培养在含Mg2+、Ca2+、SiO44-的培养液中,一段时间后,发现营养液中Mg2+、Ca2+浓度下降,而SiO44-的情况刚好相反,下列叙述不合理的是( )
A. 降低温度会影响番茄根系对Mg2+和Ca2+的吸收
B. Ca2+、SiO44-必须溶解在水中才能被根吸收
C. 根细胞吸收的不同无机盐离子的速率不同
D. Ca2+可以通过自由扩散的方式进入根细胞
【答案】D
【解析】
【详解】A、降低温度会影响酶的活性,从而抑制呼吸作用,减少能量供应,而Mg2+和Ca2+的吸收依赖主动运输(需能量),因此温度降低会影响吸收,A正确;
B、矿质离子必须溶解在水中以离子形式存在,才能被根细胞通过主动运输吸收,B正确;
C、不同无机盐离子的吸收速率与载体种类和数量有关,Mg2+、Ca2+的吸收速率高于SiO44-,导致培养液中浓度变化不同,C正确;
D、Ca2+的吸收是主动运输,需要载体蛋白和能量,而自由扩散不需要载体和能量,D错误
故选D。
11. 植物细胞的细胞膜、液泡膜上含有H+-ATP酶,可以转运H+,有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内的酸性环境。分析下图,下列说法错误的是( )
A. H+-ATP酶同时具有催化和运输功能
B. 含氧丰富时,植物细胞转运H+速率增强
C. H+-ATP酶发挥作用时需改变自身的空间结构
D. 主动运输是H+跨膜进出植物细胞的唯一方式
【答案】D
【解析】
【详解】A、 据图可知,H+-ATP 酶,可以转运H+,同时可以催化ATP水解,所以H+-ATP 酶具有催化和运输的作用,A正确;
B、含氧丰富时,细胞呼吸产生的ATP增多,植物细胞转运H+速率增强,B正确;
C、H+ -ATP 酶是一种膜蛋白,可以转运H+,是一种载体蛋白,载体蛋白发挥作用时需改变自身的空间结构,C正确;
D、据图可知,H+出细胞需要 H+ -ATP 酶的参与,需要ATP水解提供能量,属于主动运输;而H+进入细胞需要细胞膜上蛋白质的协助但不需要细胞提供能量,属于协助扩散,D错误。
故选D。
12. 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是塑料制品的主要成分,科学家们发现一种分解PEI特殊的细菌,其后又对其进行改良,合成了一种能降解PET的“超级酶”,以期解决塑料垃圾难降解的问题。下列有关“超级酶”的叙述,不正确的是( )
A. 能特异性结合PET
B. 温度越高,降解速率越快
C. 也可作为其他酶促反应的底物
D. 细胞内产生,细胞外作用
【答案】B
【解析】
【详解】A、酶具有专一性,能识别并结合特定底物,超级酶针对PET设计,故能特异性结合PET,A正确;
B、酶的活性受温度影响,在最适温度时活性最高;超过最适温度后,酶会变性失活,降解速率下降,B错误;
C、超级酶的化学本质是蛋白质(或RNA),可能被蛋白酶(或RNA酶)分解,因此可作为其他酶促反应的底物,C正确;
D、该酶由细菌合成后,可能通过分泌作用释放到细胞外分解PET(如胞外酶),D正确。
故选B。
13. 某研究小组在过氧化氢溶液中加入一定量的过氧化氢酶,收集产生的氧气,每隔30秒进行一次测定,结果如图。下列叙述合理的是( )
A. 肝脏中过氧化氢酶在催化反应完成后立即被降解
B. 氧气产生速率随时间变化逐渐减慢是由于酶的活性降低
C. 适当增加酶的初始加入量不会改变产生的氧气总量
D. 低温条件下氧气产生速率低是由于酶的空间结构被破坏
【答案】C
【解析】
【详解】A、过氧化氢酶降低过氧化氢分解所需的活化能,酶在化学反应前后性质不变,不会被降解,A错误;
B、氧气产生速率随时间变化逐渐减慢是由于底物含量不足,B错误;
C、酶催化化学反应只改变反应速率,不改变反应程度,反应产生的氧气总量由底物决定,适当增加酶的初始加入量不会改变产生的氧气总量,C正确;
D、低温条件不改变酶的空间结构,但会抑制酶的活性。因此,低温条件下氧气产生速率低是由于酶的活性被抑制,D错误。
故选C。
14. 如图表示ATP与ADP的相互转化的过程。下列叙述正确的是( )
A. 人体在剧烈运动时,体内ATP含量会明显减少
B. ATP脱去2个磷酸基团就是RNA的基本单位之一
C. 能量Q2可作为能量Q1继续参与①过程
D. 此相互转化机制在只发生在真核细胞中
【答案】B
【解析】
【详解】A、剧烈运动时ATP不会明显减少,可通过①与②过程的快速相互转化维持体内能量供需平衡,A错误;
B、ATP脱去2个磷酸基团就是RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸,B正确;
C、能量Q2是ATP水解释放的能量,用于各项生命活动,不能作为Q1参与ATP合成(Q1来自光能或有机物氧化分解释放的化学能等),C错误;
D、ATP 与 ADP 相互转化机制是生物界共性,原核细胞也有,D错误。
故选B。
15. 实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是( )
选项
高中生物学实验内容
操作步骤
A
探究温度对酶活性的影响
室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后,在设定温度下保温
B
观察细胞质流动
先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察
C
检测生物组织中的脂肪
先在花生子叶薄片上滴加苏丹Ⅲ染液染色3min,吸去染液后,再滴加体积分数为50%酒精溶液洗去浮色
D
检测生物组织中的还原糖
向待测液中加入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A、探究温度对酶活性的影响时,应先将酶和底物分别在设定温度下保温,再混合,避免室温下反应提前进行,A错误;
B、显微镜使用操作,先低倍镜观察、再换成高倍镜观察;观察细胞质流动时,需先用低倍镜找到目标细胞,再换高倍镜观察,B正确;
C、检测脂肪时,苏丹Ⅲ染色后需用50%酒精洗去浮色,避免多余染料干扰观察,C正确;
D、检测还原糖时,先向试管内注入2 mL待测组织样液,再向试管内注入1 mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入),D正确。
故选A。
第二部分(非选择题,共70分)
16. 蛋白质是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。
(1)某天然蛋白质经高温加热后发生了如图1所示变化,由图示可知肽键__________(是或否)已发生了变化,食物往往要煮熟后食用,据图分析可知,主要原因是____________________。
(2)层粘连蛋白(由m个氨基酸构成)是由一条重链(A链)和两条轻链(B1、B2链)所构成的糖蛋白(如图2,带斜线的圆圈表示多糖位置),对保持细胞间粘连及细胞分化等都有作用.则该蛋白质含有的肽键数为_____;彻底水解的终产物是____;有关层粘连蛋白叙述正确的是_____(从下列提供的选项中选择)。
①在细胞内游离的核糖体中合成
②癌细胞膜表面层粘连蛋白可能分布较少
③在细胞间信息交流中具有重要作用
(3)细胞代谢过程中会产生异常蛋白,异常蛋白积累会引起细胞凋亡,其过程如图3所示。
图中泛素是一种由76个氨基酸组成的多肽,它可与________试剂发生特定的颜色反应;控制该泛素合成的基因中至少有________个碱基。据图可知___________(从下列提供的选项中选择)
①蛋白酶体清除异常蛋白需要消耗水分子
②蛋白酶体清除异常蛋白受细胞呼吸的影响
③蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能
【答案】 ①. 否 ②. 蛋白质结构疏散、易被蛋白酶催化水解 ③. m-3 ④. 氨基酸和葡萄糖 ⑤. ②③ ⑥. 双缩脲 ⑦. 456 ⑧. ①②③
【解析】
【分析】1、蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,进而形成蛋白质;脱水的个数=肽键个数=氨基酸个数-肽链数;
2、蛋白质结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关,蛋白质受热变性是蛋白质受热时其空间结构发生改变,蛋白质受热时肽键没有断裂;
3、癌细胞的主要特征:具有无限增殖的能力;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少。
【详解】(1)某天然蛋白质经高温加热后,其空间结构发生改变,蛋白质受热时肽键没有断裂;食物往往要煮熟后食用,据图分析可知,主要原因是蛋白质结构疏散、易被蛋白酶催化水解。
(2)由题图分析,层粘连蛋白由m个氨基酸构成,含3条肽链(A、B1、B2链),则该蛋白质含有的肽键数=氨基酸的数-肽链条数=m-3;糖蛋白是由蛋白质和多糖构成,蛋白质基本单位氨基酸,多糖基本单位葡萄糖,所以彻底水解的终产物是氨基酸和葡萄糖;
①粘连蛋白属于糖蛋白,是膜蛋白,在细胞内质网上的核糖体中合成后,还需在内质网上加上糖基,①错误;
②癌细胞膜表面层粘连蛋白可能分布较少,容易分散转移,②正确;
③在细胞间信息交流需要糖蛋白,所以具有重要作用,③正确。
所以有关层粘连蛋白叙述正确的是②③。
(3)泛素是一种多肽,多肽可与双缩脲试剂发生紫色反应;氨基酸的数:mRNA上碱基的数:DNA上碱基的数=1:3:6,所以控制该泛素合成的基因中至少有76×6=456个碱基。
①蛋白酶体清除异常蛋白,水解成氨基酸过程需要消耗水分子,①正确;
②蛋白酶体清除异常蛋白需要消耗能量,能量主要是细胞呼吸提供,所以受细胞呼吸的影响,②正确;
③由图中信息可知,蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能,③正确。
故选①②③。
【点睛】本题考查蛋白质的结构和功能的知识,考生识记蛋白质的结构和构成,明确蛋白质的功能是解题的关键。
17. 酵母菌的液泡中存在着多种水解酶,其中包括CPY(羧肽酶)和API(氨肽酶I)。科研人员对CPY和API的运输途径进行了研究。
(1)CPY和API在细胞内的______上合成,进入液泡后,能够催化蛋白质的分解,使液泡具有了类似______(填细胞器名称)的功能,进而调节细胞内的环境。
(2)已有研究表明,通过内质网-高尔基体途径进入液泡的蛋白质,要经过在内质网中切除信号肽、在高尔基体中糖基化(添加糖链)、进入液泡后再切除肽段,才能成熟。为判断CPY和API进入液泡的途径,科研人员进行了下列实验。
①实验一:科研人员提取这两种蛋白质,利用电泳技术检测二者加工前后分子量的变化,结果如下图1。B组与A组相比,加入衣霉素2小时后,蛋白质分子量______;API成熟过程中______(有/没有)糖基化,推断API的加工过程可能与CPY不同。
注:衣霉素能抑制蛋白质的糖基化
②实验二:利用温度敏感型酵母菌突变体sec(高温下,内质网到高尔基体囊泡运输受阻)进行实验,在高温和常温下检测CPY和API是否加工成熟,实验结果如下图2所示。由电泳结果可以判断,CPY和API进入液泡的途径分别是______。
A.CPY和API都经过内质网-高尔基体途径进入液泡
B.CPY和API都不经过内质网-高尔基体途径进入液泡
C.CPY经过内质网-高尔基体途径进入液泡,API不是
D.API经过内质网-高尔基体途径进入液泡,CPY不是
(3)科研人员对API进入液泡的途径提出了两种假说:一是API的肽链一边合成,一边穿过液泡膜;二是API在细胞质基质中被生物膜包裹形成小泡,而后进入液泡。科研人员在电子显微镜下观察野生型和另一种酵母菌突变体cvt(API蛋白质无法成熟),结果如下图3。
注:液泡内的黑色颗粒是API的位置;箭头所指为包裹着API的小泡。
①据观察,API进入液泡的途径符合假说______。
②尝试解释野生型和突变体cvt液泡内API存在方式不同的原因______。
【答案】(1) ①. 核糖体 ②. 溶酶体
(2) ①. 减少 ②. 没有 ③. C
(3) ①. API在细胞质基质中被生物膜包裹形成小泡,而后进入液泡 ②. 突变体cvt中,API前体在细胞质基质中被生物膜包裹形成小泡,而后进入液泡,但API蛋白质无法成熟,不能被释放;野生型可以形成成熟API,被小泡包裹后,通过胞吞进入到液泡
【解析】
【分析】由图1可知:衣霉素能抑制蛋白质的糖基化,A组作为对照,B组加入衣霉素,CPY的分子量减少,CPY的成熟过程中有糖基化;与C组相比,D组蛋白质没有太大变化,说明API的成熟过程没有进行糖基化。
由图2可知,温度对于API的合成无影响,对CPY的合成受阻,说明CPY经过内质网-高尔基体途径进入液泡,API不是。
由图3可知,API进入到液泡,成熟前被包裹在小泡内,符合API在细胞质基质中被生物膜包裹形成小泡,而后进入液泡的假说。
【小问1详解】
CPY(羧肽酶)和API(氨肽酶I),属于蛋白质,在核糖体上合成;能够分解蛋白质的细胞器是溶酶体,所以含有CPY(羧肽酶)和API(氨肽酶I)的液泡具有类似溶酶体的功能。
【小问2详解】
①由图1可知:衣霉素能抑制蛋白质的糖基化,A组作为对照,B组加入衣霉素,CPY的分子量减少,CPY的成熟过程中有糖基化;与C组相比,D组蛋白质没有太大变化,说明API的成熟过程没有进行糖基化;②由图2可知,温度对于API的合成无影响,对CPY的合成受阻,说明CPY经过内质网-高尔基体途径进入液泡,API不是,C正确。故选C。
【小问3详解】
①由图3可知,API进入到液泡,成熟前被包裹在小泡内,符合API在细胞质基质中被生物膜包裹形成小泡,而后进入液泡的假说。
②突变体cvt中,API前体在细胞质基质中被生物膜包裹形成小泡,而后进入液泡,但API蛋白质无法成熟,不能被释放;野生型可以形成成熟的API,被小泡包裹后,通过胞吞进入到液泡。
18. 氧化应激是中枢神经系统损伤后产生的继发性损伤之一,过多的活性氧使神经元中高尔基体结构不稳定,表现为长度增加,进而影响其功能。科研人员对相关机制进行了研究。
(1)神经元中的高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行_________。当神经元受损时,高尔基体还可以形成囊泡,修补神经元的断端细胞膜。
(2)Src蛋白分布于高尔基体等处,参与细胞内信号转导。科研人员使用H2O2构建氧化应激神经元模型进行相关实验,并在_________下观察、测定并统计各组高尔基体的平均长度,结果如下图。
结果表明_________。
(3)ANLN是分布于高尔基体膜上蛋白质,其作用是保持高尔基体的结构稳定。科研人员设计了可以特异性干扰ANLN基因表达的RNA片段(ANIi)和无关RNA片段。①已知ANLN基因转录的mRNA的部分序列为:5'-GCUCACACUUCUCACCAAU-3’,推测导入大鼠神经元的ANIi与无关RNA序列分别为______(从下列选项中选择)。
A.3'-AAGAGGCUUGCACAGUGCA-5'
B.3'-CGAGUGUGAAGAGUGGUUA-5'
C.3'-UAUCGGAGUGUGUUA-5'
②科研人员利用该干扰技术,探究在氧化应激状态下,Src与ANLN的上下游调控关系。请在(2)实验的基础上补充设计3组实验,并选择相应的材料及处理方式填入下表。
组号
④
⑤
⑥
材料及处理
_____
____
____
检测指标
高尔基体的平均长度
a.正常神经元 b.H2O2氧化损伤神经元 c.SA d.ANIi e.无关RNA
实验结果说明Src通过调控ANLN稳定高尔基体结构。
(4)综合上述研究结果,请提出一种治疗中枢神经损伤后氧化应激的可行措施______。
【答案】(1)加工、分类和包装
(2) ①. 显微镜 ②. 激活Src可以解除氧化应激造成的高尔基体结构不稳定
(3) ①. B、A ②. b、d ③. b、e ④. b、c、d
(4)注射SA激活神经元中的Src;研制药物促进神经元中ANLN的表达(合理即可)
【解析】
【分析】高尔基体是动植物细胞均含有的单层膜构成的囊状结构,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”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)。
【小问1详解】
神经元中的高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。
【小问2详解】
Src蛋白分布于高尔基体等处,参与细胞内信号转导。科研人员使用H2O2构建氧化应激神经元模型进行相关实验,并借助显微镜观察、测定并统计各组高尔基体的平均长度。实验结果显示过多的活性氧(H2O2处理)使神经元中高尔基体结构不稳定,表现为长度增加,而通过激活Src可以解除氧化应激造成的高尔基体结构不稳定。
【小问3详解】
已知ANLN基因转录的mRNA的部分序列为:5’-GCU CAC ACU UCU CAC CAA U-3’,能特异性干扰ANLN基因表达的RNA片段应该能与该基因转录的RNA片段发生碱基互补配对,进而使无法正常翻译,而无关RNA序列没有与之配对的碱基序列。
A、根据碱基互补配对原则可推测该片段不能与ANLN基因转录的mRNA的部分序列发生互补配对,可以作为无关的RNA片段;
B、序列为3’-CGA GUG UGA AGA GUG GUU A-5’能与ANLN基因转录的mRNA的部分序列发生互补配对,能阻止此后的翻译过程,为能特异性干扰ANLN基因表达的RNA片段;
C、序列 3’-UAU CGG AGU GUG UUA-5’的碱基数目与已知的序列中碱基数目不同,故不能作为实验中特异性干扰ANLN基因表达的RNA片段(ANIi)和无关RNA片段。
所以导入大鼠神经元的ANIi与无关RNA序列分别为B、A。
本实验的目的是探究在氧化应激状态下,Src与ANLN的上下游调控关系。因此需要在(2)实验的基础上补充设计3组实验,处理方式为:组号④的处理为 H2O2氧化损伤神经元接受 ANIi 的调控;组号⑤的处理为H2O2氧化损伤神经元接受无关RNA 的调控;组号⑥的 材料及处理为 H2O2氧化损伤神经元接受 SA和 ANIi的调控,即 组号④⑤⑥的处理依次为bd、be、bcd。
【小问4详解】
综合上述研究结果,治疗中枢神经损伤后氧化应激的可行措施可以是注射SA激活神经元中的Src或者是研制药物促进神经元中ANLN的表达。
19. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管-伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于_________。由H+泵形成的_________有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过_________这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有_________。
A. 叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B. 用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C. 将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D. 与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的__________功能。
【答案】(1) ①. 协助扩散/易化扩散 ②. (跨膜)H+浓度差
(2)胞间连丝 (3)ABD
(4)信息传递
【解析】
【分析】分析题意可知,光合产物进入筛管的方式主要有两种:甲方式是通过胞间连丝的形式进行;乙方式共分为三个阶段,采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。结合物质跨膜运输的特点分析作答。
【小问1详解】
结合题意分析,在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外过程中,运输需要载体蛋白,且由题意“韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运”可知运输方向为顺浓度梯度,故方式为协助扩散/易化扩散;“胞内HT通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度”,故由H+泵形成的跨膜H+浓度差有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
【小问2详解】
结合题意可知,乙方式的跨膜运输需要浓度差和载体蛋白等协助,与其相比,甲方式“叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC”,即甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过胞间连丝这一结构完成的。
【小问3详解】
A、叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中,说明物质是蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输的,符合乙运输方式,A正确;
B、用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低,说明物质运输方式需要载体蛋白协助,符合乙中的②过程,B正确;
C、将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光,推测叶肉细胞中的蔗糖可能通过不同细胞间的胞间连丝进入SE-CC,即可能是甲方式,C错误;
D、与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉,说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC中的重要载体,符合乙方式中的③过程,D正确。
故选ABD。
【小问4详解】
结合题意"叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加"可知,蔗糖能调节SU载体的含量,即蔗糖可以调节一些生命活动,体现了蔗糖的信息传递功能。
【点睛】本题主要考查物质跨膜运输的方式,要求考生识记常见物质跨膜运输的方式和特点,能结合题干信息分析作答。
20. 福建人对于茶情有独钟,在福建闽南一带更有着“宁可百日无肉,不可一日无茶”的传统。茶叶细胞中存在多种酚类物质,多酚氧化酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色。请回答下列问题:
(1)多酚氧化酶的催化作用具有_____________(写出两点即可)的特性,其作用机理是_____________。
(2)绿茶的品质特点是“绿叶、绿汤”,在制作过程中用高温炒制,防止其褐变。其原理是____________。
(3)为减少绿茶制作过程中发生褐变,科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活性的影响,其中褐变抑制剂用磷酸盐缓冲液配制而成,结果如下图。
本实验的自变量是__________,对照组中应加入__________、等量的底物溶液和酶溶液,在适宜的条件下测出最大酶活性。据图分析,___________处理方式对多酚氧化酶活性的抑制效果最佳。
(4)酶抑制剂有竞争性和非竞争性两种类型。竞争性抑制剂与底物相似,与底物竞争酶活性位点;非竞争性抑制剂不与酶活性位点结合,而与酶活性位点以外的位点结合,进而改变酶结构,使底物不能与酶结合。欲探究柠檬酸是哪种抑制剂,某研究人员进行如下实验:
组别
实验处理
实验结果测定
甲组
足量的茶多酚+适量多酚氧化酶
茶多酚的分解速率
乙组
足量的茶多酚+适量多酚氧化酶+柠檬酸试剂
若___________,则柠檬酸试剂为非竞争性抑制剂。
【答案】(1) ①. 专一性、高效性、作用条件较温和 ②. 降低化学反应的活化能
(2)高温使多酚氧化酶变性失活,不能将无色的酚类物质氧化成褐色
(3) ①. 抑制剂类型及浓度 ②. 磷酸盐缓冲液 ③. 0.10%的柠檬酸
(4)乙组茶多酚的分解速率小于甲组
【解析】
【分析】竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位,使酶和底物的结合机会减少,从而降低酶对底物的催化反应速率,而非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构,从而使酶失去催化活性,降低酶对底物的催化反应速率。
【小问1详解】
酶的作用特点为具有专一性、高效性、作用条件较温和。酶的作用机理是降低化学反应的活化能,提高化学反应的速率。
【小问2详解】
高温使多酚氧化酶变性失活,不能将无色的酚类物质氧化成褐色,所以在制作绿茶过程中用高温炒制,防止其褐变。
【小问3详解】
科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活性的影响,则抑制剂类型及浓度是自变量。为了保持单一变量原则,对照组中应加入磷酸盐缓冲液、等量的底物溶液和酶溶液,在适宜的条件下测出最大酶活性。据图可知,0.10%的柠檬酸处理方式对多酚氧化酶活性最低,说明此浓度下的抑制效果最佳。
【小问4详解】
非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构,从而使酶失去催化活性,降低酶对底物的催化反应速率。所以若乙组茶多酚的分解速率小于甲组,则柠檬酸试剂为非竞争性抑制剂。
21. 雷帕霉素是一种新型酯类免疫抑制剂,研究者通过实验探究雷帕霉素对小鼠成肌细胞能量代谢的影响。
(1)ATP是驱动细胞生命活动的______物质,“A”代表______。其水解一般与_______(放能/吸能)反应相联系。动物细胞中该物质的能量来自_______这一代谢过程。
(2)PGC-1、YY1和mTOR是细胞中调节线粒体基因转录的转录因子。研究人员用一定浓度的雷帕霉素处理小鼠成肌细胞,检测转录因子PGC-1的mRNA相对含量和蛋白质含量,如图甲,结果显示:_______。
(3)免疫共沉淀技术是在体外进行的研究蛋白质相互作用的一种技术。其原理是抗体A可与蛋白A特异性结合,因此使用抗体A可将蛋白A“沉淀”。如果蛋白B与蛋白A相互结合形成复合体,那么抗体A在将蛋白A“沉淀”的同时,也会把蛋白B“沉淀”下来。
①研究人员欲研究这三种转录因子(蛋白质)之间的相互作用,利用免疫共沉淀技术检测不同处理条件下,PGC-1、YY1、mTOR被YY1抗体“沉淀”的情况,结果如图乙。实验中研究人员检测各蛋白提取结果的目的是_________。
②根据图乙结果,推测线粒体中雷帕霉素与被“沉淀”蛋白间存在互作模式。若要验证该互作模式,可继续选择_______(a:mTOR;b:PGC-1;c:无关)(填序号)抗体进行免疫共沉淀。若互作模式成立,请在图丙中相应位置用“—”画出可“沉淀”出的条带_______。
(4)综合上述实验,说明雷帕霉素对细胞能量代谢影响的分子机制是______。
【答案】(1) ①. 直接能源 ②. 腺苷 ③. 吸能 ④. 细胞呼吸
(2)与不处理组相比,雷帕霉素处理组的PGC-1的mRNA含量和蛋白质含量更低
(3) ①. 保证雷帕霉素不会降解三种蛋白 ②. b ③.
(4)雷帕霉素可抑制小鼠成肌细胞中PGC-1基因的表达,同时抑制小鼠成肌细胞线粒体中PGC-1与YY1-mTOR复合体的结合,从而进一步抑制线粒体基因的表达
【解析】
【分析】1、细胞呼吸过程产生的ATP是供应细胞生命活动的直接能源。动物细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
2、基因表达包括转录和翻译两个过程。转录主要发生在细胞核中,转录的产物是RNA;翻译过程发生在核糖体,产物是蛋白质。
【小问1详解】
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,其结构简式可表示为A-P~P~P,其中A代表的是腺苷,ATP是直接能源物质,其水解一般与吸能反应相联系。动物细胞中该物质的能量来自细胞呼吸,细胞呼吸包括无氧呼吸和有氧呼吸,无氧呼吸整个过程都在细胞质基质中进行,而有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
【小问2详解】
通过题图甲可以看出,未添加雷帕霉素的组(对照组),mRNA和PGC-1的含量都高于添加雷帕霉素的组,而PGC-1是细胞中调节线粒体基因转录的转录因子,所以题图甲结果显示:与不处理组相比,雷帕霉素处理组的PGC-1的mRNA含量和蛋白质含量更低,进而影响细胞呼吸。
【小问3详解】
①实验中研究人员检测各蛋白提取结果的目的是保证雷帕霉素不会降解PGC-1、YY1、mTOR这三种蛋白,作为后续实验的对照。
②根据图乙结果,PGC-1加入雷帕霉素与YY1抗体免疫无沉淀形成,推测线粒体中雷帕霉素与被“沉淀”蛋白间存在互作模式,即PGC-1和YY1蛋白可能存在互作模式,故想验证该互作模式,可继续选择b:PGC-1抗体(结合图丙信息)进行免疫共沉淀。若互作模式成立,图丙中可“沉淀”出的条带如下:。
【小问4详解】
综合上述实验,说明雷帕霉素对细胞能量代谢影响的分子机制是雷帕霉素可抑制小鼠成肌细胞中PGC-1基因的表达;同时抑制小鼠成肌细胞线粒体中PGC-1蛋白与YY1-mTOR复合体的结合,从而进一步抑制线粒体基因的表达。
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