内容正文:
莆田第一中学2025 - 2026学年上学期期初考试卷高三生物
考试时间:75 分钟
一、单选题(共15小题,其中,1 - 10小题,每题2分;11 - 15小题,每题4分,共40分。)
1. 细胞和生物体的各种生命活动都有其物质基础和结构基础,下列叙述正确的是( )
A. 核孔有利于实现细胞间的物质交换和信息交流,代谢旺盛的细胞中核孔数量多
B. 糖脂由糖和脂肪组成,又称糖被,位于细胞膜的外表面
C. 水比热容高,可以缓解温度的变化,降低生物体受外界温度变化的影响
D. 囊泡运输中物质能准确运输到目的地需要细胞骨架的协助,该骨架由磷脂双分子层组成
2. 细胞呼吸的原理在传统食品制作、作物栽培和果蔬储存等方面得到了广泛的应用。下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A. 当O2浓度为0时,只会影响到酵母菌有氧呼吸的第三阶段
B. 若给酵母菌提供18O2,18O的转移途径可以是18O2→H218O→C18O2
C. 如果酸奶出现涨袋现象,表明乳酸菌无氧呼吸产生了CO2气体
D. 无氧、低温条件和降低含水量可以延长果蔬和粮食的保质期
3. 科技进步与科学技术密切相关。下列与科学技术相关的说法,正确的是( )
A. 细胞学说的提出主要借助了电子显微镜进行观察和研究
B. 荧光标记的细胞融合实验证明了细胞膜能控制物质进出细胞
C. 可用放射性同位素15N标记氨基酸来研究分泌蛋白的合成和运输
D. 用差速离心法分离细胞中不同大小的细胞器
4. CLAC通道是细胞应对内质网中Ca2+超载的一种保护机制,可避免由Ca2+浓度过高引起的内质网功能紊乱CIAC通道功能的实现依赖于一种位于内质网上的跨膜蛋白TMCO1,这种膜蛋白通常稳定存在,不易水解,可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体,主动将内质网中过多的Ca2+释放到细胞质基质中,当内质网中的Ca2+浓度下降到与细胞质基质中的Ca2+浓度接近时四聚体解聚,钙通道活性消失。下列分析正确的是( )
A. 敲除编码TMCO1的基因可能会出现内质网中Ca2+浓度过低
B. Ca2+运出内质网的方式为协助扩散
C. 当TMCO1的结构异常时,不会影响蛋白质等大分子物质的加工和运输
D. 当TMCO1的钙通道活性消失时,四聚体解聚,转运蛋白TMCO1水解为氨基酸
5. 细胞是生物体结构和功能的基本单位,下列关于组成细胞的分子和结构,说法错误的有( )项
①原核细胞都有细胞壁、细胞质、核糖体,且都主要以 DNA 作为遗传物质,体现了原核细胞的统一性。
②细胞自噬可通过溶酶体中合成的水解酶清除受损的细胞器来维持内环境的稳定。
③水能为光合作用生成的还原性辅酶 I(NADH)提供氢。
④高尔基体可作为细胞膜与细胞核之间物质交流的“桥梁”。
⑤不饱和脂肪酸仅存在于植物细胞,熔点较低,不易凝固,在室温下通常呈液态,耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。
⑥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。
A. 5 项 B. 6 项 C. 3 项 D. 0 项
6. ATP荧光检测仪是基于萤火虫发光原理(如图所示)设计的仪器,它可以通过快速检测ATP的含量以确定样品中微生物的数量,用于判断卫生状况。下列有关说法正确的是( )
A. 该检测仪的使用原理体现了生物界的统一性
B. 荧光素转变为荧光素酰腺苷酸是一个放能反应
C. 检测结果中荧光的强度很高说明该微生物细胞中一直存在大量ATP
D. 反应过程中形成的AMP是一种高能磷酸化合物
7. 核孔复合物是位于核膜上的一组蛋白质颗粒按特定方式排布形成的结构,大分子物质凭借自身信号分子与核孔复合物上的受体结合进行运输。HIV侵入宿主细胞后的增殖过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 组成核孔复合物的蛋白质是由细胞质中的核糖体合成的
B. 由于有受体蛋白的存在,核孔复合物对所运输的物质具有选择性
C. 在HIV增殖过程中,②和③分别在细胞核和细胞质中进行
D. HIV结构简单,①所需要的逆转录酶、原料由宿主细胞提供
8. 为研究细胞对胞外蛋白的利用机理,研究人员在不同条件下培养了不同的胰腺癌细胞,结果如图,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用。下列推测错误的是( )
A. 胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏
B. 胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质
C. 氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力升高
D. 氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响
9. 群体感应(QS)是细菌之间的一种交流方式,主要依赖于细菌的群体密度,通过感应细菌繁殖过程中产生的信号分子(如AHL等)的浓度来调控细菌的行为。随种群密度的增加,当信号分子的浓度超过一定限度时,会促进某些基因表达。下图为某种细菌的QS机理,LuxI和LuxR蛋白分别为AHL合成酶和受体蛋白。下列叙述正确的是( )
A. 群体感应体现了细菌细胞膜具有进行信息交流的功能
B. AHL可能是一种脂类物质,其分泌量的调节存在负反馈调节
C. AHL合成抑制剂能在一定程度上使细菌发光强度减弱
D. mRNA的合成发生于拟核,LuxI酶的合成发生于核糖体,两者不能同时进行
10. 某科研工作者用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 60s时,乙二醇溶液组的细胞吸水能力大于蔗糖溶液组的细胞
B. 120s时,蔗糖溶液组的细胞的细胞液浓度小于外界溶液的浓度
C. 在120s后,乙二醇组的细胞开始吸收乙二醇,导致其细胞液浓度增大
D. 240s时,将蔗糖溶液组的细胞置于清水中一定会发生复原现象
11. 植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B. 使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C. 蔗糖通过共转运体入胞的方式应属于协助扩散
D. 当培养基的pH高于细胞内时利于蔗糖的吸收
12. 哺乳动物的线粒体功能障碍时,体内可积累代谢物S,对身体造成危害。若将适量的酶Ⅰ和酶Ⅱ溶液注射到线粒体功能障碍的实验动物体内,可降低该功能障碍导致的危害,过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. 过程①②均发生在细胞质基质中,过程①产生[H]和 ATP,过程②消耗[H],不产生 ATP
B. 线粒体功能障碍可导致有氧呼吸异常,注射酶Ⅰ溶液,有利于维持内环境酸碱度的稳定
C. 注射酶Ⅱ溶液可避免过氧化氢对细胞的毒害,酶Ⅱ也可用于探究温度对酶活性的影响
D. 正常细胞中,当氧气供给不足时,过程②增强,产生过多的代谢物S,进而出现酸中毒
13. 酶是一类能催化生化反应的有机物,其活性会受到多种环境因素的影响。下列叙述正确的是( )
A. 具有生物催化作用的RNA统称为核酶,具有生物催化作用的蛋白质统称为蛋白酶
B. 随着温度升高酶变性的速率加快,因此随着温度的升高酶促反应速率也会逐渐降低
C. 抑制剂甲会与底物竞争性结合酶的催化活性部位,从而阻碍酶与底物的结合,则通过增加底物浓度也不会减弱该抑制作用
D. 抑制剂乙通过与酶的非催化活性部位结合从而改变了酶的构型,则反应体系中增加酶量有助于提高酶促反应速率
14. 取鸡蛋清,加入蒸馏水,混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如表所示。
组别
1
2
3
4
5
温度(℃)
27
37
47
57
67
滤液变澄清时间(min)
16
9
4
6
50min未澄清
据表分析,下列叙述正确的是( )
A. 滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B. 组3滤液变澄清时间最短,酶促反应速率最快
C. 若实验温度为52℃,则滤液变澄清时间为4~6min
D. 若实验后再将组5放置在57℃,则滤液变澄清时间为6min
15. 图1为植物细胞中无氧呼吸的过程,其中ADH(乙醇脱氢酶)、LDH(乳酸脱氢酶)是关键酶。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将某植物幼苗随机分为3组,处理如下:A组(淹水)、B组(淹水+Ca2+)和C组(未淹水),在其它条件适宜且相同的条件下进行实验,结果如图2。下列说法错误的是( )
A. 在水淹状态下,该植物细胞能同时产生乳酸和乙醇
B. 淹水处理后,ADH和LDH两种酶活性的增量大体相等
C. 从图1可知,丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,会消耗NADH
D. Ca2+处理后,会导致淹水的植物细胞中乙醛和乳酸积累量减少
二、非选择题(共5小题,共60分)
16. 种植海水稻不仅能增加农作物产量,还能改善滩涂的土壤状况及盐碱地的土壤肥力。但盐碱地中过多的无机盐,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使海水稻根吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤呈碱性,出现碱胁迫。请结合资料和图回答下列问题。
资料:土壤中过量的钠盐会对海水稻的生存造成威胁。同时一些病原体也会感染海水稻植株,影响海水稻正常生长,而海水稻可调节相关物质运输从而抵抗逆境。
海水稻抗逆性相关的生理过程示意图
(1)图中涉及的H+跨膜运输的方式为______。
(2)Na+在细胞质基质积累过多会对细胞产生毒害,海水稻如何缓解Na+的毒害?____________。
(3)结合资料和图分析海水稻抵抗盐碱地各种胁迫和不利影响的机制。____________(答3点)。
(4)基于海水稻在盐碱地中抵抗渗透胁迫和离子毒害的机理,可以推测出海水稻根尖成熟区的细胞液浓度比一般水稻品种的高。请利用质壁分离实验的原理,设计实验进行验证,并写出实验设计思路:____________。
17. 水稻等谷物类种子结构分为种皮、胚、胚乳三部分。下图1为萌发种子部分代谢示意图,胚利用可溶性糖的氧化供能发育成幼苗,并有一个吸收并转运营养的器官—盾片;胚乳储藏营养,由淀粉胚乳和糊粉层构成。赤霉素(GA)在促进种子萌发过程中起主要作用,下图2为图1中某部位细胞的部分代谢活动。根据图1、图2及所学知识回答下列问题:
(1)图2对应图1中的具体结构名称是________(填“胚”“淀粉胚乳”或“糊粉层”),此结构细胞中GA的受体分布于________(写细胞结构)。
(2)据图2,GA激活细胞内两条信号转导途径:一条是不依赖于钙离子的信号途径,调控________;另一条依赖钙离子的信号途径,调控________。该物质排出细胞后促进胚发育的大致过程:到达淀粉胚乳内催化________水解成可溶性糖,可溶性糖经过盾片吸收并转移到胚,供胚发育所需。
(3)图3表示某植物种子萌发时的干重变化。有人认为这不是水稻等谷物种子萌发时的干重变化,理由是种子萌发后3~6天干重增加,符合油料作物种子萌发初期________先转化成可溶性糖,________元素含量和比例增加,造成干重________;而谷物类种子萌发期间因进行________(代谢过程)干重一般减少。
(4)图3中种子萌发后第10天的呼吸速率________光合速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
18. 蛋白质分选有两条途径(如图1所示):途径1是在细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转运至细胞核、细胞质基质的特定部位以及线粒体、过氧化物酶体(一种膜性细胞器);途径2是多肽链合成起始后转移至粗面内质网,再经高尔基体运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。图1中字母表示各类蛋白质,甲、乙、丙代表细胞器。途径2涉及囊泡的融合过程,囊泡膜上v - SNARE与靶膜上t - SNARE结合形成SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs 结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合,如图 2 所示。
(1)若d类蛋白质与 DNA 结合才发挥作用,该类蛋白质可能是______(答出 2 种),图 1 中,乙、丙分别代表________。一般情况下 g 类蛋白质在丙中才能发挥作用,若逃逸到细胞质基质会失活,原因是_______。
(2)据图1分析,蛋白质存在分选途径的意义是_________。
(3)生物膜不能自发地融合,只有除去亲水膜表面的水分子使膜之间的距离近至1.5nm时才可能发生膜的融合,据图2分析发挥此作用的蛋白质主要是_________。
19. 在哺乳动物中,脂肪组织主要由白色脂肪组织(WAT,主要位于皮下和内脏)和棕色脂肪组织(BAT,主要位于肩胛和颈部)构成。图1为两种脂肪细胞的结构示意图,图2为棕色脂肪细胞的脂肪代谢过程示意图(UCP1是棕色脂肪细胞的标志性功能蛋白)。回答下列问题:
(1)哺乳动物脂肪,室温时呈______态,其白色脂肪的功能是____________。
(2)研究发现,寒冷环境中哺乳动物棕色脂肪组织的产热量远大于白色脂肪组织。请结合图1和图2推测可能的原因是____________。
(3)进一步研究发现,部分白色脂肪组织在特定条件下可转变成具有BAT功能的米色脂肪组织,该过程被称为“白色脂肪的棕色化”。为探讨限时禁食联合运动训练对白色脂肪棕色化的影响,研究人员将若干只雄性小鼠随机均分为4组:对照组(CK)、运动组(Ex)、限时禁食组(TRF)、限时禁食联合运动组(TRF+Ex)。6周后测定小鼠双侧腹股沟白色脂肪组织的UCP1基因的表达水平,结果如图3。结果表明,______能促进小鼠腹股沟白色脂肪组织棕色化,其中的______作用最显著。
(4)综上所述,研究白色脂肪棕色化有什么意义?______(答出一点即可)
20. 气孔是由保卫细胞以及孔隙所组成的结构,是植物与外界进行气体交换的门户,影响着植物的光合作用、蒸腾作用等。保卫细胞吸水时气孔开放,失水时气孔关闭,气孔开闭与以下调节机制有关。回答下列问题:
(1)研究发现,蓝光可作为诱导信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+,______(填“增大”或“降低”)细胞液的渗透压,导致气孔开放。该过程是利用细胞膜________的功能来实现。
(2)植物在感受到叶肉细胞间隙中CO2浓度变化时,能够通过打开和关闭气孔调节气体交换。这一过程中涉及到多种蛋白激酶(MPK4/MPK12、HT1以及CBC1等),通过蛋白质的磷酸化或去磷酸化来调节气孔的开闭机制如下图:
①上图中,MPK4/MPK12 对低浓度CO2______(填“敏感”或“不敏感”),HT1激活下游的负调控蛋白激酶CBC1磷酸化,抑制了气孔关闭机制,使保卫细胞______,气孔打开。
②高浓度CO2时生成HCO3-,可触发 MPK4/MPK12与HT1结合并相互作用,从而激发______,致使气孔关闭。
(3)干旱环境中脱落酸(ABA)导致植物气孔关闭的原理是:脱落酸能促进离子流出保卫细胞,降低其细胞液渗透压而使气孔关闭。为验证某植物在干旱环境中气孔关闭是由ABA导致而非缺水直接引起的,科研小组仅以该植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)为实验材料进行如下实验,完善实验思路:
①将ABA缺失突变体植株分成两组,分别在正常和干旱条件下处理一段时间,测定两组气孔开度;
②__________。
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莆田第一中学2025 - 2026学年上学期期初考试卷高三生物
考试时间:75 分钟
一、单选题(共15小题,其中,1 - 10小题,每题2分;11 - 15小题,每题4分,共40分。)
1. 细胞和生物体的各种生命活动都有其物质基础和结构基础,下列叙述正确的是( )
A. 核孔有利于实现细胞间的物质交换和信息交流,代谢旺盛的细胞中核孔数量多
B. 糖脂由糖和脂肪组成,又称糖被,位于细胞膜的外表面
C. 水比热容高,可以缓解温度的变化,降低生物体受外界温度变化的影响
D. 囊泡运输中物质能准确运输到目的地需要细胞骨架的协助,该骨架由磷脂双分子层组成
【答案】C
【解析】
【分析】细胞核包括核膜、染色质、核仁、核孔,核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。糖被主要包括糖蛋白和糖脂,存在于细胞膜的外表面,糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
【详解】A、核孔是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道,在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多,A错误;
B、糖脂是糖类与脂质结合形成,这种糖类分子叫作糖被,B错误;
C、由于水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,可以缓解温度的变化,降低生物体受外界温度变化的影响,C正确;
D、囊泡运输中物质准确运输到目的地需要生物膜的协助,磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架,而细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,D错误。
故选C。
2. 细胞呼吸的原理在传统食品制作、作物栽培和果蔬储存等方面得到了广泛的应用。下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A. 当O2浓度为0时,只会影响到酵母菌有氧呼吸的第三阶段
B. 若给酵母菌提供18O2,18O的转移途径可以是18O2→H218O→C18O2
C. 如果酸奶出现涨袋现象,表明乳酸菌无氧呼吸产生了CO2气体
D. 无氧、低温条件和降低含水量可以延长果蔬和粮食的保质期
【答案】B
【解析】
【分析】细胞呼吸原理的应用(1)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜;(2)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风;(3)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力;(4)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存;(5)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【详解】A、酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,其有氧呼吸分为三个阶段。当O2 浓度为0时,酵母菌只能进行无氧呼吸,此时有氧呼吸的三个阶段都会受到影响,A错误;
B、酵母菌在有氧呼吸过程中,O2 参与有氧呼吸的第三阶段,与前两个阶段产生的[H]结合生成H2 O,即18O2 →H218 O;而H2O又可以作为有氧呼吸第二阶段的反应物,与丙酮酸反应生成CO2 ,所以H218 O中的18O会进入C18O2 中,即H2 18 O→C18 O2 。因此,18O的转移途径可以是18O2→H218O→C18O2,B正确;
C、乳酸菌是厌氧菌,其无氧呼吸的产物是乳酸,不会产生CO2 气体。酸奶出现涨袋现象,说明有其他微生物在酸奶中生长繁殖并产生了气体,而不是乳酸菌无氧呼吸产生CO2 ,C错误;
D、降低含水量可以延长果蔬和粮食的保质期,因为水分含量低不利于微生物的生长繁殖。但是无氧条件下,果蔬会进行无氧呼吸,产生酒精等有害物质,导致果蔬腐烂变质,不利于果蔬的储存,D错误。
故选B。
3. 科技进步与科学技术密切相关。下列与科学技术相关的说法,正确的是( )
A. 细胞学说的提出主要借助了电子显微镜进行观察和研究
B. 荧光标记的细胞融合实验证明了细胞膜能控制物质进出细胞
C. 可用放射性同位素15N标记氨基酸来研究分泌蛋白的合成和运输
D. 用差速离心法分离细胞中不同大小的细胞器
【答案】D
【解析】
【分析】归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法,包括完全归纳法和不完全归纳法。差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。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。
【详解】A、细胞学说的提出主要借助了光学显微镜进行观察和研究,A错误;
B、荧光标记的细胞融合实验证明了细胞膜具有一定的流动性,B错误;
C、15N不具有放射性,C错误;
D、用差速离心法分离细胞中不同大小的细胞器,该过程中离心速度是不断提高的,D正确。
故选D。
4. CLAC通道是细胞应对内质网中Ca2+超载的一种保护机制,可避免由Ca2+浓度过高引起的内质网功能紊乱CIAC通道功能的实现依赖于一种位于内质网上的跨膜蛋白TMCO1,这种膜蛋白通常稳定存在,不易水解,可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体,主动将内质网中过多的Ca2+释放到细胞质基质中,当内质网中的Ca2+浓度下降到与细胞质基质中的Ca2+浓度接近时四聚体解聚,钙通道活性消失。下列分析正确的是( )
A. 敲除编码TMCO1的基因可能会出现内质网中Ca2+浓度过低
B. Ca2+运出内质网的方式为协助扩散
C. 当TMCO1的结构异常时,不会影响蛋白质等大分子物质的加工和运输
D. 当TMCO1的钙通道活性消失时,四聚体解聚,转运蛋白TMCO1水解为氨基酸
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干分析,CLAC通道是细胞应对内质网钙超载的保护机制,该通道依赖的TMCO1是内质网跨膜蛋白,则TMCO1基因缺陷的细胞可能会出现内质网中钙离子浓度异常。TMCO1是内质网跨膜蛋白,这种膜蛋白可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有钙离子通道活性的四聚体,主动将内质网中过多的钙离子排出,当内质网中的钙浓度恢复到正常水平后四聚体解聚,钙通道活性消失,说明内质网内钙离子浓度的调节存在反馈调节机制。
【详解】A、敲除编码TMCO1的基因会使蛋白TMCO1不再产生,可能使内质网中Ca2+聚集,造成Ca2+浓度过高,A错误;
B、内质网中过高的Ca2+浓度通过Ca2+通道释放到细胞质基质的方式为协助扩散,B正确;
C、TMCO1是内质网上的跨膜蛋白,可向外运输Ca2+,避免由Ca2+浓度过高引起的内质网功能紊乱,因此当TMCO1的结构异常时,会导致内质网内Ca2+过高,从而导致内质网功能紊乱,影响蛋白质等大分子物质的加工和运输,C错误;
D、当内质网中的Ca2+浓度下降到与细胞质基质中的Ca2+浓度接近时四聚体解聚,钙通道活性消失,而不是TMCO1水解,该种膜蛋白通常稳定存在,D错误。
故选B。
5. 细胞是生物体结构和功能的基本单位,下列关于组成细胞的分子和结构,说法错误的有( )项
①原核细胞都有细胞壁、细胞质、核糖体,且都主要以 DNA 作为遗传物质,体现了原核细胞的统一性。
②细胞自噬可通过溶酶体中合成的水解酶清除受损的细胞器来维持内环境的稳定。
③水能为光合作用生成的还原性辅酶 I(NADH)提供氢。
④高尔基体可作为细胞膜与细胞核之间物质交流的“桥梁”。
⑤不饱和脂肪酸仅存在于植物细胞,熔点较低,不易凝固,在室温下通常呈液态,耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。
⑥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。
A. 5 项 B. 6 项 C. 3 项 D. 0 项
【答案】B
【解析】
【详解】①原核细胞并非都有细胞壁(如支原体),且遗传物质只能是DNA,①错误;
②溶酶体的水解酶在核糖体合成,而非溶酶体自身,②错误;
③光合作用中水为还原性辅酶Ⅱ(NADPH)提供氢,而非NADH,③错误;
④高尔基体不直接连接细胞膜与细胞核,内质网才是二者间的桥梁,④错误;
⑤不饱和脂肪酸也存在于动物细胞,耐低温细菌膜脂应富含不饱和脂肪酸,⑤错误;
⑥种子萌发时有机物种类因大分子分解而增加,⑥错误。
故选B。
6. ATP荧光检测仪是基于萤火虫发光原理(如图所示)设计的仪器,它可以通过快速检测ATP的含量以确定样品中微生物的数量,用于判断卫生状况。下列有关说法正确的是( )
A. 该检测仪的使用原理体现了生物界的统一性
B. 荧光素转变为荧光素酰腺苷酸是一个放能反应
C. 检测结果中荧光的强度很高说明该微生物细胞中一直存在大量ATP
D. 反应过程中形成的AMP是一种高能磷酸化合物
【答案】A
【解析】
【分析】ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质,用来快速检测食品表面的微生物,原理是荧光素与ATP接触形成荧光素酰腺苷酸,后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。
【详解】A、该检测仪的使用原理中运用了ATP的合成水解过程,所有生物细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性,A正确;
B、荧光素转化为荧光素酰腺苷酸的过程需要消耗ATP,是一个吸能反应,B错误;
C、细胞内储存的ATP很少,C错误;
D、ATP是一种高能磷酸化合物,是脱掉两个磷酸基团后的产物AMP,AMP不含有高能磷酸键(特殊化学键),不是高能磷酸化合物,D错误。
故选A。
7. 核孔复合物是位于核膜上的一组蛋白质颗粒按特定方式排布形成的结构,大分子物质凭借自身信号分子与核孔复合物上的受体结合进行运输。HIV侵入宿主细胞后的增殖过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 组成核孔复合物的蛋白质是由细胞质中的核糖体合成的
B. 由于有受体蛋白的存在,核孔复合物对所运输的物质具有选择性
C. 在HIV增殖过程中,②和③分别在细胞核和细胞质中进行
D. HIV结构简单,①所需要的逆转录酶、原料由宿主细胞提供
【答案】D
【解析】
【详解】A、组成核孔复合物的蛋白质是由细胞质中的核糖体合成的,A正确;
B、核孔复合物对所运输的物质通过受体蛋白进行识别,具有选择性,B正确;
C、在HIV增殖过程中,②是转录,发生在细胞核,③是翻译,发生在细胞质,C正确;
D、①是逆转录,该过程的逆转录酶由HIV提供,原料由宿主细胞提供,D错误。
故选D。
8. 为研究细胞对胞外蛋白的利用机理,研究人员在不同条件下培养了不同的胰腺癌细胞,结果如图,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用。下列推测错误的是( )
A. 胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏
B. 胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质
C. 氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力升高
D. 氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响
【答案】C
【解析】
【分析】题意显示,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用,LYSET缺失胰腺癌细胞溶酶体形成障碍,因而不能将胞外的蛋白质分解掉,导致细胞缺乏氨基酸而无法增殖。
【详解】A、图示结果显示,胰腺癌细胞在氨基酸充足的培养基中培养后细胞数量远大于在氨基酸匮乏的培养基+蛋白质中,因而推测,胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏,A正确;
B、LYSET缺失胰腺癌细胞在供应蛋白质和氨基酸缺乏的培养基上几乎不能增殖,说明胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质,B正确;
C、结合A、B项分析可知,氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后溶酶体形成障碍,因而获取氨基酸能力下降,因而会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力下降,C错误;
D、根据图中结果可以看出,氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响,D正确。
故选C。
9. 群体感应(QS)是细菌之间的一种交流方式,主要依赖于细菌的群体密度,通过感应细菌繁殖过程中产生的信号分子(如AHL等)的浓度来调控细菌的行为。随种群密度的增加,当信号分子的浓度超过一定限度时,会促进某些基因表达。下图为某种细菌的QS机理,LuxI和LuxR蛋白分别为AHL合成酶和受体蛋白。下列叙述正确的是( )
A. 群体感应体现了细菌细胞膜具有进行信息交流的功能
B. AHL可能是一种脂类物质,其分泌量的调节存在负反馈调节
C. AHL合成抑制剂能在一定程度上使细菌发光强度减弱
D. mRNA的合成发生于拟核,LuxI酶的合成发生于核糖体,两者不能同时进行
【答案】C
【解析】
【详解】A、AHL的受体在细胞内,其可以自由进出细胞,因此AHL的释放以及与受体的结合均与细胞膜无关,A错误;
B、由图可知,AHL由前体物质在酶的催化作用下形成,即AHL不是基因表达的直接产物,化学本质不是蛋白质,且AHL可自由进出细胞,因此可推测AHL可能是一种脂类物质;AHL进入细胞与受体蛋白LuxR结合,进而与启动子结合驱动Lux1基因的表达,Lux1为AHL合成酶可促进AHL的合成,因此AHL的分泌存在正反馈调节,B错误;
C、下游基因为青霉素的抗性基因,细菌体内的青霉素抗性基因可随Lux1基因一起表达,因此AHL合成抑制剂能抑制Lux1基因和青霉素抗性基因的表达,进而在一定程度上提高青霉素的抑菌效果,使细菌发光强度减弱,C正确;
D、mRNA的合成发生于拟核,LuxI酶的合成发生于核糖体,但由于细菌为原核生物,没有以核膜为界限的细胞核在基因的表达过程中,可以边转录边翻译,两者可同时进行,D错误。
故选C。
10. 某科研工作者用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 60s时,乙二醇溶液组的细胞吸水能力大于蔗糖溶液组的细胞
B. 120s时,蔗糖溶液组的细胞的细胞液浓度小于外界溶液的浓度
C. 在120s后,乙二醇组的细胞开始吸收乙二醇,导致其细胞液浓度增大
D. 240s时,将蔗糖溶液组的细胞置于清水中一定会发生复原现象
【答案】B
【解析】
【详解】A、60s 时,蔗糖溶液组原生质体体积更小,说明其细胞液浓度更高,吸水能力更强,因此乙二醇溶液组的细胞吸水能力小于蔗糖溶液组,A错误;
B、120s时,蔗糖溶液中的的细胞正在发生质壁分离,因此细胞的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,B正确;
C、处于乙二醇溶液中的细胞从开始即吸收乙二醇,C错误;
D、240s时细胞发生质壁分离太长时间,细胞失水过多可能会导致细胞死亡,再放入清水中不一定会发生复原现象,D错误。
故选B。
11. 植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B. 使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C. 蔗糖通过共转运体入胞的方式应属于协助扩散
D. 当培养基的pH高于细胞内时利于蔗糖的吸收
【答案】B
【解析】
【分析】据图可知,H+运出细胞需要ATP,说明H+细胞内<细胞外,蔗糖通过共转运体进入细胞内借助H+的势能,属于主动运输,据此分析作答。
【详解】A、共转运体是转运蛋白,在运输蔗糖过程中会发生构型改变,A错误;
B、蔗糖的运输需要借助H+的顺浓度的化学势能,使用ATP合成抑制剂会抑制组织细胞内的H+运输到细胞外,破坏了细胞内外的H+浓度差,进而影响蔗糖运输,B正确;
C、因此蔗糖的运输需要借助H+的顺浓度的化学势能,是主动运输,C错误;
D、培养基的pH高于细胞内意味着H+浓度小于细胞内,不利于蔗糖吸收,D错误。
故选B。
12. 哺乳动物的线粒体功能障碍时,体内可积累代谢物S,对身体造成危害。若将适量的酶Ⅰ和酶Ⅱ溶液注射到线粒体功能障碍的实验动物体内,可降低该功能障碍导致的危害,过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. 过程①②均发生在细胞质基质中,过程①产生[H]和 ATP,过程②消耗[H],不产生 ATP
B. 线粒体功能障碍可导致有氧呼吸异常,注射酶Ⅰ溶液,有利于维持内环境酸碱度的稳定
C. 注射酶Ⅱ溶液可避免过氧化氢对细胞的毒害,酶Ⅱ也可用于探究温度对酶活性的影响
D. 正常细胞中,当氧气供给不足时,过程②增强,产生过多的代谢物S,进而出现酸中毒
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图可知,过程①代表有氧呼吸(或无氧呼吸)第一阶段,过程②代表丙酮酸生成代谢物S,据哺乳动物无氧呼吸代谢产物推测,代谢物S可能为乳酸,这两个过程都发生在细胞质基质中,过程①中可产生[H]和ATP,过程②丙酮酸在无氧呼吸第二阶段生成乳酸过程中消耗[H],不产生ATP,A正确;
B、由图可知,线粒体功能障碍可导致丙酮酸生成代谢物S,代谢物S运出细胞,在酶Ⅰ作用下生成丙酮酸和H2O2,前者接着参与代谢,后者在酶Ⅱ作用下分解为H2O和O2,该过程可以减少酸性物质积累,维持内环境酸碱度的稳定,B正确;
C、注射酶Ⅱ溶液可避免过氧化氢对细胞的毒害,推出酶Ⅱ为H2O2酶,由于温度会影响H2O2分解,因此不能用H2O2和H2O2酶来探究温度对酶活性的影响,C错误;
D、正常细胞中,当氧气供给不足时,丙酮酸无法进入线粒体中被利用,而是在细胞质基质中进行过程②,产生过多的代谢物S,这些代谢物S积累,可能会导致酸中毒,D正确。
故选C。
13. 酶是一类能催化生化反应的有机物,其活性会受到多种环境因素的影响。下列叙述正确的是( )
A. 具有生物催化作用的RNA统称为核酶,具有生物催化作用的蛋白质统称为蛋白酶
B. 随着温度升高酶变性的速率加快,因此随着温度的升高酶促反应速率也会逐渐降低
C. 抑制剂甲会与底物竞争性结合酶的催化活性部位,从而阻碍酶与底物的结合,则通过增加底物浓度也不会减弱该抑制作用
D. 抑制剂乙通过与酶的非催化活性部位结合从而改变了酶的构型,则反应体系中增加酶量有助于提高酶促反应速率
【答案】D
【解析】
【分析】酶的知识点:
(1)酶活性:酶的活性受温度、pH、激活剂或抑制剂等因素的影响。
(2)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(3)作用机理:催化剂是降低反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。
(4)酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
(5)酶的特性:高效性、专一性、作用条件较温和(高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活)。
【详解】A、核酶指的是具有催化功能的小分子RNA,蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称,具有生物催化作用的蛋白质不能称为蛋白酶,A错误;
B、一定范围内酶的活性随温度的升高而升高,超过一定温度,酶本身会随温度升高而发生热变性,温度越高酶变性速率越快,直到失去活性,因此,一定范围内随着温度的升高酶促反应速率增大,超过一定温度,酶促反应速率降低,B错误;
C、抑制剂甲会与底物竞争性结合酶的催化活性部位,从而阻碍酶与底物的结合,则通过增加底物浓度会减弱该酶的抑制作用,C错误;
D、抑制剂乙通过与酶的非催化活性部位结合从而改变了酶的构型,则反应体系中增加酶量有助于提高酶促反应速率,D正确。
故选D。
14. 取鸡蛋清,加入蒸馏水,混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如表所示。
组别
1
2
3
4
5
温度(℃)
27
37
47
57
67
滤液变澄清时间(min)
16
9
4
6
50min未澄清
据表分析,下列叙述正确的是( )
A. 滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B. 组3滤液变澄清时间最短,酶促反应速率最快
C. 若实验温度为52℃,则滤液变澄清时间为4~6min
D. 若实验后再将组5放置在57℃,则滤液变澄清时间为6min
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知,浑浊的滤液为变性的蛋白质液体,该实验是通过蛋白酶水解变性后蛋白质是液体变澄清,变澄清时间越短,说明酶活性越强。
【详解】A、浑浊的滤液为变性的蛋白质液体,滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关,即蛋白酶活性越强,蛋白质水解越快,澄清时间越短,A错误;
B、组3滤液变澄清时间最短,说明酶活性最高,酶促反应速率最快,B正确;
C、若实验温度为52℃,可能酶活性大于第3、4组,时间可能小于4min,C错误;
D、组5蛋白酶已经失活,实验后再将组5放置在57℃,滤液也不会澄清,D错误。
故选B。
15. 图1为植物细胞中无氧呼吸的过程,其中ADH(乙醇脱氢酶)、LDH(乳酸脱氢酶)是关键酶。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将某植物幼苗随机分为3组,处理如下:A组(淹水)、B组(淹水+Ca2+)和C组(未淹水),在其它条件适宜且相同的条件下进行实验,结果如图2。下列说法错误的是( )
A. 在水淹状态下,该植物细胞能同时产生乳酸和乙醇
B. 淹水处理后,ADH和LDH两种酶活性的增量大体相等
C. 从图1可知,丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,会消耗NADH
D. Ca2+处理后,会导致淹水的植物细胞中乙醛和乳酸积累量减少
【答案】B
【解析】
【分析】无氧呼吸分为两个阶段,第一阶段与有氧呼吸完全相同,第二阶段发生于细胞质基质,丙酮酸分解为酒精和二氧化碳或产生乳酸,不产生ATP。
【详解】A、在水淹状态下,即图2A组所示乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性均大于0,说明该植物细胞能同时产生乳酸和乙醇,A正确;
B、A、C组实验结果显示,淹水处理后,ADH的增量远大于LDH,B错误;
C、从图1可知,丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,会消耗NADH,但该过程中没有ATP产生,C正确;
D、据图分析,与A组相比,B组是淹水+Ca2+组,ADH活性更高,而LDH活性下降,说明水淹条件下,适当施用Ca2+可减少根细胞无氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,D正确。
故选B。
二、非选择题(共5小题,共60分)
16. 种植海水稻不仅能增加农作物产量,还能改善滩涂的土壤状况及盐碱地的土壤肥力。但盐碱地中过多的无机盐,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使海水稻根吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤呈碱性,出现碱胁迫。请结合资料和图回答下列问题。
资料:土壤中过量的钠盐会对海水稻的生存造成威胁。同时一些病原体也会感染海水稻植株,影响海水稻正常生长,而海水稻可调节相关物质运输从而抵抗逆境。
海水稻抗逆性相关的生理过程示意图
(1)图中涉及的H+跨膜运输的方式为______。
(2)Na+在细胞质基质积累过多会对细胞产生毒害,海水稻如何缓解Na+的毒害?____________。
(3)结合资料和图分析海水稻抵抗盐碱地各种胁迫和不利影响的机制。____________(答3点)。
(4)基于海水稻在盐碱地中抵抗渗透胁迫和离子毒害的机理,可以推测出海水稻根尖成熟区的细胞液浓度比一般水稻品种的高。请利用质壁分离实验的原理,设计实验进行验证,并写出实验设计思路:____________。
【答案】(1)协助扩散、主动运输
(2)Na+分别通过SOSⅠ和NHX逆浓度梯度被运至细胞外和液泡中,以缓解Na+造成的毒害
(3)海水稻通过液泡膜上的转运蛋白NHX将细胞质基质中Na+运输到液泡中储存;海水稻通过细胞膜上的转运蛋白SOSⅠ将Na+从细胞质基质中运输到细胞外;海水稻通过胞吐的方式分泌出抗菌蛋白。
(4)分别取海水稻和一般水稻品种的根尖成熟区的细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。
【解析】
【分析】不同物质跨膜运输的方式不同,包括主动运输,被动运输和胞吞、胞吐,其中被动运输包括协助扩散和自由扩散。
1、主动运输的特点:①消耗能量(来自于ATP水解或离子电化学势能)②需要转运蛋白协助③逆浓度梯度进行。
2、协助扩散的特点:①不消耗能量②需要转运蛋白协助③顺浓度梯度进行。
3、自由扩散的特点:①不消耗能量②不需要转运蛋白协助③顺浓度梯度进行。
【小问1详解】
由图可知, H+运出细胞需要消耗ATP,即细胞通过主动运输将H+运输到细胞外;H+运入细胞有载体蛋白的协助,而不消耗ATP,即为协助扩散。
【小问2详解】
由图可知,Na+在细胞质基质积累过多会对细胞产生毒害,海水稻缓解Na+的毒害方式是:Na+分别通过SOSⅠ和NHX逆浓度梯度被运至细胞外和液泡中。
【小问3详解】
海水稻抵抗盐碱地胁迫策略:海水稻通过液泡膜上的转运蛋白NHX将细胞质基质中Na+运输到液泡中储存,及海水稻通过细胞膜上的转运蛋白SOSⅠ将Na+从细胞质基质中运输到细胞外;水稻抵抗病原体感染的策略:海水稻通过胞吐的方式分泌出抗菌蛋白。
【小问4详解】
利用质壁分离实验的原理,验证海水稻根尖成熟区的细胞液浓度比一般水稻品种的高,实验设计思路是:分别取海水稻和一般水稻品种的根尖成熟区的细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。
17. 水稻等谷物类种子结构分为种皮、胚、胚乳三部分。下图1为萌发种子部分代谢示意图,胚利用可溶性糖的氧化供能发育成幼苗,并有一个吸收并转运营养的器官—盾片;胚乳储藏营养,由淀粉胚乳和糊粉层构成。赤霉素(GA)在促进种子萌发过程中起主要作用,下图2为图1中某部位细胞的部分代谢活动。根据图1、图2及所学知识回答下列问题:
(1)图2对应图1中的具体结构名称是________(填“胚”“淀粉胚乳”或“糊粉层”),此结构细胞中GA的受体分布于________(写细胞结构)。
(2)据图2,GA激活细胞内两条信号转导途径:一条是不依赖于钙离子的信号途径,调控________;另一条依赖钙离子的信号途径,调控________。该物质排出细胞后促进胚发育的大致过程:到达淀粉胚乳内催化________水解成可溶性糖,可溶性糖经过盾片吸收并转移到胚,供胚发育所需。
(3)图3表示某植物种子萌发时的干重变化。有人认为这不是水稻等谷物种子萌发时的干重变化,理由是种子萌发后3~6天干重增加,符合油料作物种子萌发初期________先转化成可溶性糖,________元素含量和比例增加,造成干重________;而谷物类种子萌发期间因进行________(代谢过程)干重一般减少。
(4)图3中种子萌发后第10天的呼吸速率________光合速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1) ①. 糊粉层 ②. 细胞质和细胞核
(2) ①. α-淀粉酶的合成 ②. α-淀粉酶的分泌 ③. 淀粉
(3) ①. 脂肪 ②. O##氧 ③. 增加 ④. 细胞呼吸
(4)等于
【解析】
【分析】赤霉素合成部位:未成熟的种子,幼根,幼芽。作用:①促进细胞伸长,从而引起植株增高②促进种子萌发、开花、果实发育③促进细胞分裂与分化。分析图2可知,GA可以在细胞质调控α-淀粉酶的分泌和细胞核α-淀粉酶基因的转录。分析图1可知,α-淀粉酶从糊粉层细胞中排出后,进入淀粉胚乳中催化淀粉分解成可溶性糖,可溶性糖最终进入胚中供其发育所需。分析图3可知,该种子在萌发过程中,100粒种子干重先增加后降低,最后又逐渐升高。初期干重增加是因为油料作物种子脂肪转变为可溶性糖的过程中,O元素增加导致的,后期干重增加主要是因为植物光合速率大于呼吸速率,植物积累有机物。
【小问1详解】
分析图2可知,GA可以在细胞质中调控α-淀粉酶的分泌,也可以进入细胞核中调控α-淀粉酶基因的转录,所以此结构细胞中GA的受体分布于细胞质和细胞核。结合题干和图1可知,贮藏物质(主要是淀粉)在水解酶(α-淀粉酶)的催化作用下,水解成可溶性糖,而诱导该水解酶即α-淀粉酶合成和分泌的场所在糊粉层,因此图2细胞对应的是图1中的糊粉层。
【小问2详解】
由图2可知,进入细胞质中的GA可以通过依赖钙离子的信号途径,促进含有α-淀粉酶的分泌囊泡与细胞膜融合,进而释放α-淀粉酶。另一方面,GA还可以进入到细胞核中(这种信号转导途径不依赖钙离子),通过调控α-淀粉酶基因的转录来影响α-淀粉酶的合成。分析图1可知,α-淀粉酶从糊粉层细胞中排出后,进入淀粉胚乳中催化淀粉分解成可溶性糖,可溶性糖最终进入胚中供其发育所需。
【小问3详解】
由图3可知,该种子在萌发过程中,100粒种子干重先增加后降低,最后又逐渐升高。若是油料作物种子,由于其细胞内脂肪C、H元素比例较高,O元素比例较低,在萌发初期,脂肪转化成可溶性糖的过程中,O元素含量逐渐升高,导致其干重增加;而谷物类种子细胞内淀粉较多,淀粉转化成可溶性糖的过程中,O元素含量无显著变化,而且随着呼吸作用对可溶性糖的消耗,其干重一般减少。
【小问4详解】
图3中,第6天至第10天,干重逐渐减少,第10天后干重逐渐增加,第10天干重不增不减,说明第10天时,植物光合作用制造有机物的速率等于呼吸作用消耗有机物的速率,即光合速率等于呼吸速率。
18. 蛋白质分选有两条途径(如图1所示):途径1是在细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转运至细胞核、细胞质基质的特定部位以及线粒体、过氧化物酶体(一种膜性细胞器);途径2是多肽链合成起始后转移至粗面内质网,再经高尔基体运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。图1中字母表示各类蛋白质,甲、乙、丙代表细胞器。途径2涉及囊泡的融合过程,囊泡膜上v - SNARE与靶膜上t - SNARE结合形成SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs 结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合,如图 2 所示。
(1)若d类蛋白质与 DNA 结合才发挥作用,该类蛋白质可能是______(答出 2 种),图 1 中,乙、丙分别代表________。一般情况下 g 类蛋白质在丙中才能发挥作用,若逃逸到细胞质基质会失活,原因是_______。
(2)据图1分析,蛋白质存在分选途径的意义是_________。
(3)生物膜不能自发地融合,只有除去亲水膜表面的水分子使膜之间的距离近至1.5nm时才可能发生膜的融合,据图2分析发挥此作用的蛋白质主要是_________。
【答案】(1) ①. 解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、DNA连接酶、组蛋白等 ②. 过氧化物酶体、溶酶体 ③. pH值升高蛋白质的空间结构被破坏,从而失去活性
(2)确保蛋白质能准确运输到相应的部位并发挥作用
(3)SNAPs
【解析】
【分析】分析题图:图示是囊泡膜与靶膜融合过程示意图,囊泡上有一个特殊的v-SNARE蛋白,它与靶膜上的t-SNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。
【小问1详解】
若d类蛋白质与DNA结合才发挥作用,可能参与复制和转录过程,这类蛋白质可能是解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、DNA连接酶、组蛋白等。从图1可知,途径1是在细胞质基质中合成后转运到特定部位,途径2是先到内质网再经高尔基体运输,所以乙是过氧化物酶体,丙是溶酶体。g类蛋白质属于在溶酶体发挥作用的蛋白质,溶酶体内部为酸性环境,含有多种水解酶,其酶活性需要酸性环境维持;而细胞质基质为中性环境,g类蛋白质进入细胞质基质后,由于环境的pH值升高蛋白质的空间结构被破坏,从而失去活性。
【小问2详解】
蛋白质存在分选途径的意义在于:可以使蛋白质被准确运输到特定的部位,从而保证细胞内各种代谢活动有序进行;不同的细胞器具有不同的功能,分选途径可确保各细胞器能得到其所需的蛋白质来执行特定功能,即确保蛋白质能准确运输到相应的部位并发挥作用。
【小问3详解】
生物膜不能自发融合,需除去亲水膜表面水分子才能融合,从图2来看,发挥此作用的蛋白质主要是SNAPs。因为它能促进囊泡与靶膜的融合,这其中必然涉及到膜表面水分子的处理等使膜能接近到可融合的距离。
19. 在哺乳动物中,脂肪组织主要由白色脂肪组织(WAT,主要位于皮下和内脏)和棕色脂肪组织(BAT,主要位于肩胛和颈部)构成。图1为两种脂肪细胞的结构示意图,图2为棕色脂肪细胞的脂肪代谢过程示意图(UCP1是棕色脂肪细胞的标志性功能蛋白)。回答下列问题:
(1)哺乳动物脂肪,室温时呈______态,其白色脂肪的功能是____________。
(2)研究发现,寒冷环境中哺乳动物棕色脂肪组织的产热量远大于白色脂肪组织。请结合图1和图2推测可能的原因是____________。
(3)进一步研究发现,部分白色脂肪组织在特定条件下可转变成具有BAT功能的米色脂肪组织,该过程被称为“白色脂肪的棕色化”。为探讨限时禁食联合运动训练对白色脂肪棕色化的影响,研究人员将若干只雄性小鼠随机均分为4组:对照组(CK)、运动组(Ex)、限时禁食组(TRF)、限时禁食联合运动组(TRF+Ex)。6周后测定小鼠双侧腹股沟白色脂肪组织的UCP1基因的表达水平,结果如图3。结果表明,______能促进小鼠腹股沟白色脂肪组织棕色化,其中的______作用最显著。
(4)综上所述,研究白色脂肪棕色化有什么意义?______(答出一点即可)
【答案】(1) ①. 固 ②. 储能、保温、缓冲和减压
(2)棕色脂肪细胞中脂滴和线粒体数量都多于白色脂肪细胞。寒冷刺激,棕色脂肪细胞中的脂肪经一系列反应产生大量H+,H+被运到膜间隙;同时线粒体内膜上的UCP1数量增多,膜间隙的H+通过UCP1运到线粒体基质时释放出大量热量
(3) ①. 运动、限时禁食、限时禁食联合运动 ②. 限时禁食联合运动
(4)通过促进白色脂肪棕色化加快脂肪代谢进而减轻体重,为治疗和预防肥胖提供思路
【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)。脂肪是细胞内良好的储能物质,还是一种很好的绝热体,起到保温的作用。脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。
【小问1详解】
哺乳动物脂肪含有饱和脂肪酸 比较多,所以在室温时通常是固态。 白色脂肪的功能包括储能(储存能量)、保温(维持体温)、缓冲和减压(保护内脏等)。
【小问2详解】
从图1可知,棕色脂肪细胞中富含线粒体(线粒体数量多),线粒体是细胞呼吸产生能量的主要场所。 在寒冷刺激下,棕色脂肪细胞中的脂肪经一系列反应产生大量H⁺,H⁺被运输到线粒体,同时线粒体内膜上的UCP1数量增多,使得膜间隙的H⁺通过UCP1运输到线粒体基质时释放出大量热量,所以寒冷环境中棕色脂肪组织产热量大于白色脂肪组织。
【小问3详解】
观察图3,比较各实验组与对照组(CK)中UCP1基因的表达量。可以看出运动组(Ex)、限时禁食组(TRF)、限时禁食联合运动组(TRF - Ex)的UCP1基因表达量均高于对照组。其中限时禁食联合运动组(TRF - Ex)的UCP1基因表达量最高。 这表明运动、限时禁食、限时禁食联合运动都能促进小鼠腹股沟白色脂肪组织棕色化,且限时禁食联合运动的作用更显著。
【小问4详解】
白色脂肪棕色化后,棕色脂肪产热增加,有助于提高机体的能量消耗,可能在减肥(减少脂肪堆积)、治疗肥胖相关疾病(如改善代谢综合征等)方面有重要意义。
20. 气孔是由保卫细胞以及孔隙所组成的结构,是植物与外界进行气体交换的门户,影响着植物的光合作用、蒸腾作用等。保卫细胞吸水时气孔开放,失水时气孔关闭,气孔开闭与以下调节机制有关。回答下列问题:
(1)研究发现,蓝光可作为诱导信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+,______(填“增大”或“降低”)细胞液的渗透压,导致气孔开放。该过程是利用细胞膜________的功能来实现。
(2)植物在感受到叶肉细胞间隙中CO2浓度变化时,能够通过打开和关闭气孔调节气体交换。这一过程中涉及到多种蛋白激酶(MPK4/MPK12、HT1以及CBC1等),通过蛋白质的磷酸化或去磷酸化来调节气孔的开闭机制如下图:
①上图中,MPK4/MPK12 对低浓度CO2______(填“敏感”或“不敏感”),HT1激活下游的负调控蛋白激酶CBC1磷酸化,抑制了气孔关闭机制,使保卫细胞______,气孔打开。
②高浓度CO2时生成HCO3-,可触发 MPK4/MPK12与HT1结合并相互作用,从而激发______,致使气孔关闭。
(3)干旱环境中脱落酸(ABA)导致植物气孔关闭的原理是:脱落酸能促进离子流出保卫细胞,降低其细胞液渗透压而使气孔关闭。为验证某植物在干旱环境中气孔关闭是由ABA导致而非缺水直接引起的,科研小组仅以该植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)为实验材料进行如下实验,完善实验思路:
①将ABA缺失突变体植株分成两组,分别在正常和干旱条件下处理一段时间,测定两组气孔开度;
②__________。
【答案】(1) ①. 增大 ②. 控制物质进出
(2) ①. 不敏感 ②. 吸水 ③. CBC1的去磷酸化
(3)将干旱条件下处理的植株分为两组,分别用等量的ABA和蒸馏水(或清水)处理,其他条件相同且适宜,一段时间后,测定两组的气孔开度
【解析】
【分析】植物激素是由植物体内产生,对植物生长发育具有显著影响的微量有机物。脱落酸(ABA)合成部位在根冠、萎蔫的叶片,作用是抑制细胞分裂,促进花和果实的衰老和脱落。
【小问1详解】
研究发现,蓝光可作为诱导信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+,增大细胞液的渗透压,导致气孔开放。该过程体现了细胞膜控制物质进出的功能来实现。
【小问2详解】
①图1中,MPK4/MPK12对低浓度CO2不敏感,HT1激活下游的负调控蛋白激酶CBC1的磷酸化,抑制了导致气孔关闭的机制,使保卫细胞吸水,气孔打开。
②高浓度CO2在碳酸酐酶(CA)的作用下生成HCO3-,可触发MPK4/MPK12与HT1结合并相互作用,从而促进蛋白激酶CBC1的去磷酸化,致使气孔关闭。
【小问3详解】
要验证某植物在干旱环境中气孔关闭是由ABA导致而非缺水直接引起的,可取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度,故实验思路为:
①将ABA缺失突变体植株分成两组,分别在正常和干旱条件下处理一段时间,测定两组气孔开度;
②将干旱条件下处理的植株分为两组,分别用等量的ABA和蒸馏水(或清水)处理,其他条件相同且适宜,一段时间后,测定两组的气孔开度。
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