内容正文:
广元万达中学高2023级高三2025年第二次教学质量检测
生物试卷
一、单选题
1. 科学发现的过程蕴含严谨的逻辑与方法。下列关于光合作用探索历程的叙述,正确的是( )
A. 希尔发现在含水和CO2的离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,光照下可释放O2
B. 阿尔农发现光照下ATP合成总是与水的光解相伴随
C. 鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法,证明光合作用释放的氧气来自水
D. 恩格尔曼用水绵和乳酸菌进行实验,证明叶绿体释放氧气
【答案】B
【解析】
【详解】A、希尔反应使用的悬浮液中未加入CO2,A错误;
B、阿尔农的研究发现,在光照条件下,叶绿体类囊体膜上既能发生水的光解,也能合成ATP,且ATP的合成总是与水的光解相伴随,这一发现揭示了光反应中能量转化与物质变化的关联,B正确;
C、鲁宾和卡门的实验采用的是稳定同位素而非放射性同位素,他们通过实验证明了光合作用释放的氧气来自水,比较的是O2和18O2的质量不同,C错误;
D、恩格尔曼的实验选用的是水绵和好氧细菌,而非乳酸菌。水绵的叶绿体呈带状,便于观察,好氧细菌会聚集在氧气释放的部位,从而证明叶绿体是光合作用释放氧气的场所,D错误。
故选B。
2. 如果哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低,动物会出现抽搐等症状。Ca2+逆浓度梯度从细胞内运输到细胞外时,伴随有载体蛋白的磷酸化过程。下列叙述正确的是( )
A. 使用呼吸抑制剂时,不会影响Ca2+的跨膜运输
B. 该Ca2+载体蛋白既有运输作用,又有催化作用
C. 当Ca2+载体蛋白磷酸化受阻时,静息电位差将增大
D. 当Ca2+载体蛋白磷酸化后,其空间构象未发生改变
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干信息可知Ca2+逆浓度梯度从细胞内运输到细胞外时,伴随有载体蛋白的磷酸化过程,即Ca+出细胞发式为主动运输。主动运输需要消耗能量和载体蛋白,能量主要来自ATP的水解。
【详解】A、使用呼吸抑制剂时,细胞呼吸减弱,产生的能量减少,会影响Ca2+的跨膜运输,A错误;
B、该Ca2+载体蛋白有磷酸化过程,即伴随ATP的水解,所以该Ca2+载体蛋白既有运输作用,又有催化ATP水解作用,B正确;
C、静息电位形成与K+外流有关,是协助扩散,不需要消耗能量,而Ca2+载体蛋白磷酸化受阻时,即ATP水解受阻,产生的能量减少,但不影响静息电位的峰值,C错误;
D、当Ca2+载体蛋白磷酸化后,其空间构象发生改变,D错误;
故选B。
3. 过氧化物酶体是广泛分布于真核细胞中一种不含DNA 的细胞器,由内质网“出芽”生成,可通过分裂进行增殖,其内含有丰富的酶类。植物种子萌发时过氧化物酶体能降解储存在种子中的脂肪酸并进一步转化成葡萄糖。下列有关说法正确的是( )
A. 过氧化物酶体和线粒体一样也是一种半自主性细胞器
B. 蓝细菌细胞内的过氧化物酶体也具有分解脂肪酸功能
C. 推测过氧化物酶体的膜蛋白和膜脂的合成过程有内质网参与
D. 过氧化物酶体分裂过程体现了生物膜的流动性,与降解功能无关
【答案】C
【解析】
【详解】A、过氧化物酶体不含DNA,不是半自主性细胞器。而线粒体含有DNA,属于半自主性细胞器,A错误;
B、过氧化物酶体广泛分布于真核细胞中,蓝细菌为原核生物,其细胞中不含过氧化物酶体,B错误;
C、过氧化物酶体由内质网“出芽”生成,其膜蛋白和膜脂的合成过程有内质网参与,C正确;
D、过氧化物酶体分裂时膜的变化体现生物膜流动性。植物种子萌发时过氧化物酶体能降解储存在种子中的脂肪酸并进一步转化成葡萄糖,为种子萌发(存在分裂)提供能量,故过氧化物酶体分裂过程与降解功能有关,D错误。
故选C。
4. 下图为人体某早期胚胎细胞所经历生长发育阶段示意图,图中①~⑥为各个时期的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述中错误的是( )
A. 医学家们正尝试利用①治疗某些顽疾,是因为①具有分化成各种组织、器官的潜能
B. 与①相比,②的表面积/体积比值下降,与外界环境进行物质交换的能力也减弱
C. ③④分别分化成⑤⑥过程中,它们的细胞核遗传物质相同,基因表达合成的蛋白质也相同
D. ⑤⑥是高度分化后的细胞,它们的细胞核体积增大,染色质收缩时,细胞进入衰老
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图,a为细胞生长,b为细胞增殖,c过程为细胞分化。
【详解】A、图中①为早期胚胎细胞,具有再生各种组织、器官的潜能,A正确;
B、与①相比,②细胞体积增大,表面积/体积比值下降,与外界环境进行物质交换的能力减弱,B正确;
C、③④分别演变成⑤⑥的过程为细胞分化,细胞核遗传物质相同,基因是选择性表达,所以基因表达合成的蛋白质不完全相同,C错误;
D、高度分化的细胞衰老时,细胞核体积增大,染色质收缩,D正确。
故选C。
5. 下图是基因型为AaBb的某二倍体植物产生花粉粒过程中,同一显微视野中的几个典型的细胞分裂显微照片,其中①~⑥代表不同分裂时期的细胞。不考虑突变情况。下列叙述错误的是( )
A. ①中的同源染色体分离,该时期可能发生基因重组
B. ②中染色体、染色单体、核DNA分子的数目比例为1:2:2
C. ④和⑤中的染色体数目相等,且为①中染色体数目的一半
D. ⑥的基因型可能为AB或ab或Ab或aB
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:细胞①同源染色体分离,移向细胞两极,处于减数第一次分裂后期,细胞②③染色体着丝粒排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期,细胞④和细胞⑤染色体着丝粒分裂,移向细胞两极,处于减数第二次分裂后期。
【详解】A、细胞①同源染色体分离,移向细胞两极,①处于减数第一次分裂的后期,细胞中同源染色体分离,可能会导致基因重组,A正确;
B、细胞②染色体着丝粒排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期,每条染色体上有两个姐妹染色单体,染色体数:染色单体数:核DNA分子数=1:2:2,B正确;
C、细胞④和细胞⑤染色体着丝粒分裂,移向细胞两极,④和⑤为减数第二次分裂的后期,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,与①中的染色体数目相等,C错误;
D、该植物细胞的基因型为AaBb,不考虑突变,花粉母细胞经减数分裂产生的花粉基因型可能为AB或ab或Ab或aB,D正确。
故选C。
6. 肿瘤干细胞理论认为,某些肿瘤细胞能像干细胞一样无限增殖并分化成异质性子细胞。研究发现某人的白血病肿瘤细胞系中,CD133⁺细胞可通过分裂同时产生(CD133+具有干细胞特性)和CD133⁻(具有分化倾向)两种子细胞。下列叙述错误的是( )
A. CD133⁺细胞在分裂时会发生染色体与染色质的相互转化
B. CD133⁺细胞在分裂中期时染色体着丝粒排列在赤道板上
C. CD133⁺细胞与正常造血干细胞的遗传物质可能存在差异
D. CD133⁺细胞与CD133⁻细胞内遗传信息表达情况完全相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、在有丝分裂过程中,染色质在分裂间期呈丝状,分裂期螺旋化为染色体,末期解螺旋恢复为染色质,因此CD133⁺细胞分裂时会发生染色体与染色质的转化,A正确;
B、有丝分裂中期,所有染色体的着丝粒排列在赤道板上,B正确;
C、肿瘤干细胞是原癌基因和抑癌基因突变导致的,其遗传物质与正常造血干细胞存在差异,C正确;
D、CD133⁻细胞具有分化倾向,分化是基因选择性表达的结果,因此两者遗传信息表达情况不同,D错误。
故选D。
7. 在果蝇神经干细胞的分裂过程中,存在一种特殊的不对称分裂,如图1所示,该过程中细胞的物质分配不均衡,染色体的分配如图2,下列叙述正确的是( )
A. 分裂产生的两个子细胞遗传物质相同,均保持干细胞特性
B. 不对称分裂的过程中染色体不是随机分配的
C. 两个子细胞中细胞器和染色体的数量不一致
D. 不对称分裂与减数分裂均导致子细胞染色体数目减半
【答案】B
【解析】
【详解】A、结合图示可知,分裂过程经过了DNA复制,因而产生的两个子细胞遗传物质相同,但只有体积较大的细胞(含有永生链)保持干细胞特性,A错误;
B、结合图示可以看出,不对称分裂的过程中染色体不是随机分配的,图中含有永生链的染色体进入到同一个子细胞中,B正确;
C、图中两个子细胞染色体的数量是一致的,而细胞器的数量可能有差别,C错误;
D、不对称分裂没有引起细胞中染色体数目减半,且减数分裂过程中只有减数第一次分裂产生的子细胞染色体数目减半,总体来说,减数分裂产生了染色体数目减半的子细胞,D错误。
故选B。
8. 微丝是一种细胞骨架,动物细胞增殖过程中,核膜形成后,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是( )
A. 收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B. 纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C. 在动物细胞中收缩环组装和星射线消失是在同一时期
D. 推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和微丝
【答案】C
【解析】
【详解】A、微丝是一种细胞骨架,细胞骨架的成分为纤维蛋白;微丝组成收缩环,可见收缩环的成分是纤维蛋白,A错误;
B、中心体参与纺锤体的形成;题干信息:收缩环的形成与微丝即细胞骨架有关,B错误;
C、在动物细胞中收缩环组装(有丝分裂末期)和星射线消失(有丝分裂末期)是在同一时期,C正确;
D、在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫作无丝分裂,如蛙的红细胞的无丝分裂;细胞无丝分裂的过程比较简单,一般是细胞核先延长,核的中部向内凹陷,缢裂成为两个细胞核;接着, 整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞;蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝,但会出现微丝,D错误。
故选C。
9. 磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋组织中的一种存储型高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP,以保障生命活动的正常进行。研究人员对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP、ADP 和 AMP 的含量变化(单位为10-6mol⋅g-1),"结果如下图。据此不能推出的结论是( )
A. 对照组收缩前后数据没有变化,仍然发生了ATP和ADP的相互转化
B. 实验数据表明ATP中只有末端磷酸基团具有转移势能
C. 磷酸肌酸作为高能磷酸化合物,不能直接为生命活动提供能量
D. 磷酸肌酸参与维持细胞中ATP和ADP含量的相对稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞内存在ATP-ADP循环,ATP含量处于相对稳定状态;对照组收缩前后数据没有变化,仍然发生了ATP 和ADP 的相互转化,A正确;
B、实验组收缩后,ATP变为0.75,ADP变为0.95,AMP变为0.30,表明了不只有ATP 中末端磷酸基团具有转移势能,B错误;
CD、题干信息:磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋组织中的一种存储型高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP,以保障生命活动的正常进行;可见磷酸肌酸作为高能磷酸化合物,不能直接为生命活动提供能量,且磷酸肌酸参与维持细胞中 ATP 和ADP 含量的相对稳定,C正确,D正确。
故选B。
10. 图1表示基因型为AaXBXb的生物体某个细胞的分裂过程中某种物质或结构数量变化的相关模式图,图2表示图1过程某些时期细胞内染色体、染色单体和核DNA 的数量关系。下列相关叙述正确的是( )
A. 图1呈现的是细胞内染色体组数在细胞分裂不同时期的变化
B. 图2的Ⅰ时期细胞中无姐妹染色单体,可能位于图1的AB段、CD段、HI段
C. 若该细胞核DNA双链均被32P标记,在普通培养基中完成减数分裂后,至少1个细胞带标记
D. 若该细胞经历图1过程形成8个子细胞,其中有一个基因型为aXBXb,则其他7个子细胞的基因型可能有4种
【答案】D
【解析】
【详解】A、图1呈现的是细胞内同源染色体对数在细胞分裂不同时期的变化,A错误;
B、图2的Ⅰ时期没有染色单体,并且染色体数为8条,图1中CD段为有丝分裂后期无染色单体,并且染色体数为8条,故图2的Ⅰ只对应图1中的CD段,B错误;
C、若该细胞核DNA双链均被32P标记,DNA复制方式为半保留复制,则在普通培养基中完成减数分裂后,产生的四个子细胞均带有标记,C错误;
D、若该细胞经历图1过程形成8个子细胞,即先进行有丝分裂产生2个卵原细胞,再进行减数分裂产生8个子细胞,则与aXBXb来自同一个卵原细胞的另外三个细胞可能为aXBXb 、A、A ,该卵原细胞的子细胞有2种。另一个卵原细胞正常分裂,则子细胞为2个AXB和2个aXb(或2个AXb和2个aXB),共2种。所以该细胞经历图1过程最终形成一个aXBXb的子细胞,则其他的子细胞基因型可能有4种,D正确。
故选D。
11. ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶) 是厌氧呼吸的关键酶,其催化代谢途径如图甲所示。Ca2+对淹水胁迫的辣椒幼苗根厌氧呼吸的影响实验结果,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A. 酶E和LDH都能催化丙酮酸发生反应,说明LDH不具有专一性
B. 辣椒幼苗根每个细胞厌氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C. Ca2+影响ADH、LDH 的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D. ADH和LDH催化反应过程中释放的能量一部分可用于ATP的形成
【答案】C
【解析】
【分析】酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。 ③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
【详解】A、酶具有专一性,酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,A错误;
B、辣椒幼苗根每个细胞中都含有ADH和LDH,故厌氧呼吸既能产生乳酸,也可产生乙醇,B错误;
C、由图乙可知,Ca2+能减弱LDH的活性,增强ADH的活性,结合甲图可知,LDH能催化乳酸生成,ADH能催化乙醛生成乙醇,故Ca2+影响ADH、LDH 的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害,C正确;
D、根据题意“ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶) 是厌氧呼吸的关键酶”可知,厌氧呼吸只有第一阶段才有少量能量释放,由图甲可知,这两种酶不在第一阶段发挥作用,故ADH和LDH催化反应过程中不会释放能量,D错误。
故选C。
12. 玉米称为C4植物,其光合作用的暗反应过程如图所示,酶1为PEP羧化酶,可固定低浓度的CO2形成C4,酶2为RuBP羧化酶。小麦叶肉细胞没有酶1催化生成C4的过程,固定CO2的能力较C4植物弱,称为C3植物。下列说法错误的是( )
A. 酶1固定CO2的能力比酶2强
B. 叶肉细胞中固定光能的色素位于类囊体薄膜上
C. 酶1和酶2能催化同一个化学反应,但效率不同
D. 与小麦相比,玉米更能适应高温、干旱的环境
【答案】C
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段:
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。
【详解】A 、由图可知,酶 1 能固定低浓度的 ,说明酶 1 固定 的能力比酶 2 强,A 正确;
B 、 叶肉细胞中固定光能的色素位于类囊体薄膜上,B 正确;
C 、酶 1 和酶 2 催化的不是同一个化学反应,C 错误;
D 、因为玉米能利用低浓度的CO2形成C4 ,所以与小麦相比,玉米更能适应高温、干旱的环境,D 正确。
故选C。
13. 持续高强度运动一定时长后,机体会表现出运动耐力下降的现象。研究表明 Q 酶通过提高糖酵解(细胞呼吸第一阶段)强度进而提升运动耐力,而丙酮酸会使Q酶特定氨基酸位点丙酮酸化。研究者用小鼠进行持续高强度运动模拟实验,检测肌细胞中相关指标,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
检测指标
运动0 min
运动30 min
Q酶相对活性(%)
100
25
Q酶丙酮酸化水平(%)
8
65
A. Q酶既参与有氧呼吸,也参与无氧呼吸
B. Q酶特定氨基酸位点丙酮酸化可能导致Q酶活性降低
C. Q酶在发挥作用后不会被灭活,可重复使用
D. Q酶的丙酮酸化只发生于高强度运动中
【答案】D
【解析】
【分析】有氧呼吸的全过程,可以分为三个阶段:第一个阶段,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示),同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的;第二个阶段,丙酮酸经过一系列的反应,分解成二氧化碳和氢,同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的;第三个阶段,前两个阶段产生的氢,经过一系列的反应,与氧结合而形成水,同时释放出大量的能量。
【详解】A、 题意显示,Q 酶通过提高糖酵解强度进而提升运动耐力,而糖酵解是有氧呼吸和无氧呼吸共有的阶段,A正确;
B、题意显示,Q 酶通过提高糖酵解强度进而提升运动耐力,而丙酮酸会使Q酶特定氨基酸位点丙酮酸化,据此推测,Q酶特定氨基酸位点丙酮酸化可能导致Q酶活性降低,表现出运动耐力下降的现象,B正确;
C、酶发挥作用后不会被灭活,但活性会下降,据此可知,Q酶在发挥作用后不会被灭活,因而可重复使用,C正确;
D、根据题意不能得出Q酶的丙酮酸化只发生于高强度运动中的结论,D错误。
故选D
14. 将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 水分进入细胞只发生在t0-t1,水分运出细胞只发生在t2-t3
B. t1时刻细胞液的浓度最大,细胞的吸水能力最强
C. 该溶液可以是一定浓度的KNO3溶液
D. 由于细胞不断失水,导致t2-t3细胞液浓度大于外界溶液引起压力变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、分析题图可知,t0-t1时原生质层对细胞壁的压力减小,说明细胞发生失水,t1时原生质层和细胞壁完全分离,t1-t2还可能发生细胞失水,t1-t2时段中某一刻时会发生细胞吸水,t2-t3时原生质层对细胞壁的压力增大,说明细胞发生吸水,A错误;
B、据图可知,t0-t1这段时间内,原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,此时植物细胞发生质壁分离,细胞失水,细胞液浓度增大,t1-t2还可能发生细胞失水,因而不能确定t1时刻细胞液的浓度最大,细胞的吸水能力最强,B错误;
C、据图可知,t0-t1这段时间内,原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,此时植物细胞发生质壁分离,t2-t3时段,压力逐渐增大,说明原生质层逐渐靠近细胞壁,则该溶液中的物质能进入液泡,该细胞发生了质壁分离然后自动复原,一定浓度的KNO3溶液中能发生该现象,C正确;
D、t1-t2时间内,细胞处于质壁分离的状态,可能有一段时间细胞失水,还有一段时间处于细胞吸水状态,该细胞并不是一直在失水,D错误。
故选C。
15. 下列关于细胞代谢的叙述,正确的是
A. 甲图曲线e说明叶绿素能吸收紫外线,而不能吸收红外线
B. 乙图中的O2浓度为n时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等
C. 若提高丙图b点对应的温度,植株CO2的吸收量一定会有所增加
D. 丁图曲线a表示植物总光合作用,则二曲线的交点表示有机物积累量为0
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲图曲线e说明类胡萝卜素主要吸收紫外线,A错误;
B、乙图中的O2浓度为n时,有氧呼吸与无氧呼吸释放的二氧化碳相等,但有氧呼吸中释放1分子二氧化碳消耗1/6葡萄糖,而无氧呼吸中释放1分子二氧化碳消耗1/2葡萄糖,因此二者消耗的葡萄糖不相等,B错误;
C、温度通过影响酶的活性而影响细胞代谢,若提高丙图b点对应的温度,植株CO2的吸收量可能增加,有可能减少,C错误;
D、丁图曲线a表示植物总光合作用,则二曲线的交点表示光合速率与呼吸速率相等,因此有机物积累量为0,D正确。
故选D。
二、解答题
16. 番茄中维生素、矿物质和番茄红素等含量较高,且物美价廉,是餐桌上较为常见的蔬菜之一,番茄的生长受多种外界因素的影响。某生物兴趣小组利用密闭大棚内种植的番茄植株开展实验, 实验过程如下:
①测定该密闭大棚内一昼夜间 CO2 含量的变化,绘制曲线,如图 1 所示。
②在保持大棚内温度适宜情况下, 分别测定不同光照条件下番茄植株光合作用速率, 绘制表格,如表格所示。
③在密闭大棚内不同 CO2 含量的情况下,分别测定番茄植株对CO2的吸收情况,绘制曲线, 如图 2 所示。
在整个实验过程中保持呼吸作用强度相对恒定, 请据图回答下列问题:
不同光照条件下番茄的光合作用速率
光合、呼吸相等时的光照强度
光饱和时的光照强度
光饱和时的 CO2 吸收量
黑暗条件下的 CO2 释放量
3klx
9klx
32 mg·100cm⁻² 叶·h⁻¹
8 mg·100cm⁻² 叶·h⁻¹
(注: klx 表示 “千勒克斯”,光照强度的单位)
(1)黑暗条件下,番茄叶肉细胞产生 NADH(即 [H])的场所有____。当光照强度为 9klx 时,番茄固定的 CO2的量为____ mg·100cm⁻²叶·h⁻¹。当光照强度超过 9klx 时,番茄光合速率不再增加,此时限制番茄光合作用速率的主要环境因素是____。
(2)由图 1 可知,番茄开始进行光合作用的时间____(选填“早于 6 点”、“始于 6 点”或“晚于 6 点”);引起 BD 段 CO2相对含量显著下降的主要原因是____,使其光合速率加快;曲线中番茄植株的呼吸速率与光合速率相等的时间点为____(用图中字母表示)。
(3)叶绿体中 NADPH 和 ATP 的生成场所是____。由图 2 可知,与 X 点相比,Y 点所对应的叶绿体中 NADPH 和 ATP 的生成速率____(选填“更快”、“更慢”或“基本不变”);若适当降低光照强度,图 2 中的 Y 点将向____移。
【答案】(1) ①. 细胞质基质、线粒体基质 ②. 40 ③. CO2浓度
(2) ①. 早于 6 点 ②. 光照强度增加 ③. B和F
(3) ①. 类囊体薄膜 ②. 更快 ③. 左下
【解析】
【分析】图1为密闭大棚内一昼夜间CO2含量的变化,在B点和F点时光合速率等于呼吸速率,BF段光合速率大于呼吸速率;DE段由于温度过高,植物气孔关闭,导致光合速率降低。图2为在密闭大棚内不同 CO2 含量的情况下,番茄植株对CO2的吸收情况;在X点时CO2的吸收量为0,表明光合速率等于呼吸速率;Y点表示达到CO2饱和点时的净光合速率。分析表格数据可知:光的补偿点为3klx,光饱和点为9klx,光饱和点时的最大净光合为32 mg·100cm-2叶·h-1,呼吸速率为8 mg·100cm-2叶·h-1。
【小问1详解】
黑暗条件下,番茄叶肉细胞进行呼吸作用,有氧呼吸的第一、第二阶段均有NADH产生,因此产生 NADH的场所有细胞质基质、线粒体基质。当光照强度为9klx时,即达到光饱和点,番茄吸收的CO2的量为32 mg·100cm-2叶·h-1,呼吸速率为8 mg·100cm-2叶·h-l,固定的CO2的量为32+8=40mg·100cm-2叶·h-1。当光照强度超过9klx时,番茄光合速率不再增加,光照强度已经不是光合作用的限制因素,且本实验是在适宜温度下进行的,故此时限制番茄光合作用速率的主要环境因素是CO2浓度。
【小问2详解】
由图 1 可知,在B点时光合速率等于呼吸速率,故番茄开始进行光合作用的时间早于6点;BD段对应的时间为上午,由于光照强度不断增加,使其光合速率加快,导致密闭大棚内CO2相对含量显著下降;BF段光合速率大于呼吸速率;图1曲线中番茄植株的呼吸速率与光合速率相等的时间点为曲线的拐点,即B点和F点。
【小问3详解】
光合作用的光反应生成NADPH和ATP,场所是叶绿体的类囊体薄膜。由图2可知,与X点相比,Y点所对应的CO2含量更多,暗反应速率加快,导致光反应中NADPH和ATP的生成速率更快。若适当降低光照强度,则光合速率降低,图2 中的Y点将向左下移。
17. 某二倍体雌性动物 (2n=8,XY 型)的基因型是 AaBb,下图1 是该动物部分细胞分裂示意图(仅显示部分染色体),图2表示该动物形成生殖细胞的过程图解。回答下列问题:
(1)图1中细胞②处于___________(时期)。若图1中一个细胞①基因A和a所在的染色体未分离,仅减数分裂Ⅰ发生一次异常,则最终形成的子细胞的基因型为____________。
(2)图2中细胞Ⅱ的名称是_______________________;不考虑突变,由细胞④分析细胞Ⅳ的基因组成为____________________。
(3)研究发现,当该种动物X、Y染色体联会时,不联会区域周围会形成性泡,如图3所示,PAR 表示联会区域。X、Y染色体联会时可以发生染色体片段互换的区段位于____(填“性泡内”或“性泡外”)。该种动物进行减数分裂过程是否都可以形成性泡,请写出理由:_______________________。
【答案】(1) ①. 有丝分裂后期 ②. AaB和b或Aab和B
(2) ①. 次级卵母细胞 ②. aB
(3) ①. 性泡外 ②. 否,因为该种雄性动物进行减数分裂时,可以形成性泡,雌性动物进行减数分裂时没有不联会区域,不形成性泡
【解析】
【分析】减数分裂过程:
(1)减数分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:
①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;
②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;
③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;
④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:
①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
②中期:染色体形态固定、数目清晰;
③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【小问1详解】
图1中细胞①同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,含有2个染色体组;细胞②着丝粒分裂,含有同源染色体,处于有丝分裂后期。若图1中一个细胞①基因A和a所在的染色体未分离,仅减数分裂Ⅰ发生一次异常,则产生的子细胞基因型有2种,根据自由组合定律可知,配子的类型为AaB和b或Aab和B。
【小问2详解】
图2中细胞Ⅱ比细胞Ⅲ大,则细胞Ⅱ是次级卵母细胞,细胞④处于减数第二次f分裂后期,且细胞质均等分裂,则表示第一极体,与Ⅴ的基因型相同。据图可知,细胞④分裂形成的子细胞的基因型为Ab,则Ⅴ的基因型为Ab,Ⅳ与Ⅴ的基因型互补,则Ⅳ的基因型为aB。
【小问3详解】
PAR区域中,X染色体和Y染色体属于同源区段,四分体时期可以发生互换,所以X、Y染色体联会时可以发生染色体片段互换区段位于性泡外。由于雄性动物在进行减数分裂时,可以形成性泡,而雌性动物进行减数分裂时没有不联会区域,不形成性泡,故该种动物在进行减数分裂过程中并不都可以形成性泡。
18. 秀丽隐杆线虫是多细胞真核生物,具有身体透明、细胞数量少、发育周期短等特点,是生物学研究的模式生物。
(1)秀丽隐杆线虫受精卵发育过程中共产生1090个细胞,而成虫总共只有959个体细胞,一些细胞在固定的发育时间和固定位置消失的过程称为_______,该过程是由基因决定的_______的过程。
(2)秀丽隐杆线虫的体细胞遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,其根本原因是_____________。
(3)关于细胞衰老的机制,自由基学说认为机体代谢产生的自由基积累过多,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,例如使细胞呼吸酶的活性下降,导致有氧呼吸第三阶段氧不能有效利用,从而产生更多的自由基,加速细胞衰老。儿茶素一直被认为是一种抗氧化剂,可以中和或防止由氧自由基(ROS)引起的氧化应激反应,从而发挥抗衰老的作用。为验证上述观点的准确性,研究者将秀丽隐杆线虫随机分为4组,利用BHA(常用的抗氧化剂)和EGCG(一种儿茶素)进行相关实验:
①定期检测秀丽隐杆线虫的生存率,结果如图1所示。从实验自变量的角度分析,图中对照组培养在______________的培养基中。
②据图1推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。为验证上述推测,科学家进一步检测了秀丽隐杆线虫的线粒体呼吸酶活性、细胞呼吸强度和ROS含量,结果如图2所示。
EGCG组处理6h后,导致ROS含量升高的原因是__________。培养24h及120h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低。实验表明EGCG首先是通过短期内升高ROS的含量,从而______氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。
③以往的研究表明,ROS的升高会激活体内一种依赖skn基因表达的信号通路。该通路可提高超氧化物歧化酶SOD的含量,进而清除ROS。科学家将skn基因敲除的线虫均分为两组,一组用EGCG处理,另一组不做处理,检测不同时间的存活率。若实验结果是_______,则说明EGCG是通过激活上述信号通路发挥延缓衰老的作用。
【答案】(1) ①. 细胞凋亡 ②. 细胞自动结束生命(细胞程序性死亡)
(2)基因的选择性表达
(3) ①. 不含BHA和EGCG ②. 使线粒体呼吸酶活性下降(导致细胞呼吸速率降低),氧不能有效利用 ③. 提高 ④. 实验组和对照组的存活率无显著差异
【解析】
【分析】衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【小问1详解】
一些细胞消失的过程称为细胞凋亡,细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡过程。
【小问2详解】
秀丽隐杆线虫的体细胞遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,说明发生了细胞分化,其根本原因是基因的选择性表达。
【小问3详解】
①分析题干可知,实验的自变量是抗氧化剂的种类,所以对照组培养在不含BHA和EGCG的培养基中。
②BHA是常用的抗氧化剂,但是分析题图可知BHA组和EGCG组的作用效果不同;且同时添加BHA和EGCG后,效果与对照组相似,所以推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。分析题图可知,EGCG组处理6h后与对照组相比,线粒体呼吸酶活性下降,呼吸强度减弱,ROS含量增加,所以EGCG组处理6h后,导致ROS含量升高的原因是使线粒体呼吸酶活性下降(导致细胞呼吸速率降低),氧不能有效利用。培养24h及120h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低。表明EGCG首先是通过短期内升高ROS的含量,从而提高氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。
③分析题干可知将skn基因敲除线虫,skn基因表达的信号通路受到抑制,无法提高超氧化物歧化酶SOD的含量,但是无论是否通过EGCG处理将skn基因敲除的线虫存活率基本相同,即实验组和对照组的存活率无显著差异,说明EGCG是通过激活上述信号通路发挥延缓衰老的作用。
19. 葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。图1为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图,GLUT是一种葡萄糖载体蛋白。图2表示GLUT介导的肝细胞和原核生物细胞对葡萄糖的摄取速率与葡萄糖浓度的关系。请据图回答下列问题:
(1)据图1分析,小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的载体有_______,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为_______,Na+-K+-ATP酶的作用是_________。
(2)图2的曲线中B点制约葡萄糖摄取速率的因素主要是_______。GLUT介导的葡萄糖运输方式称为___________。
(3)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你设计实验加以验证,并预期实验结果。
实验步骤:
第一步:取甲(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组其他生理状况均相同。
第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于____________溶液中,其他条件相同,培养适宜时间。
第三步:检测三组培养液中的_________。
实验结果:若________,则验证了上述研究结果。
【答案】(1) ①. Na+驱动的葡萄糖同向转运载体、GLUT ②. 主动运输 ③. 运输钠钾离子和催化ATP水解
(2) ①. GLUT数量 ②. 协助扩散
(3) ①. 相同浓度的高浓度葡萄糖 ②. 葡萄糖浓度 ③. 丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组
【解析】
【分析】题图分析,图1中:小肠上皮细胞通过主动运输(逆浓度梯度)吸收葡萄糖,该过程消耗的能量是钠离子的梯度势能,葡萄糖从小肠上皮细胞运出的方式为协助扩散,因为该过程是顺浓度梯度进行的。
【小问1详解】
图1中,小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的载体有两种类型,一类是Na+驱动的葡萄糖同向转运载体,该载体运输葡萄糖的方式为主动运输、一类载体蛋白是GLUT,其转运葡萄糖的方式是协助扩散,即小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,该过程消耗的是钠离子的梯度势能;结合图示可以看出,Na+-钠离子K+ATP酶的作用是运输钠、钾离子和催化该过程ATP水解,即钠离子和钾离子的运输方式为主动运输,消耗的是ATP中的能量。
【小问2详解】
图2的曲线中B点制约葡萄糖摄取速率的因素主要是GLUT数量,因为此时葡萄糖的转运速率不再因为葡萄糖浓度的上升的上升,即此时限制葡萄糖转运速率的因素不再是葡萄糖的浓度变化。GLUT介导的葡萄糖运输方式称为协助扩散,因为该过程中影响葡萄糖运输速率的因素是葡萄糖浓度和载体的数量。
【小问3详解】
最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。本实验的目的是验证肠腔葡萄糖浓度较高时,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍,则实验的自变量应该是载体种类的差异,各组均创造相同的高浓度葡萄糖环境,比较各组葡萄糖吸收速率。实验步骤如下:
第一步:甲组敲除了SGLTI载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行协助扩散,乙组敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行主动运输,丙组正常的小肠上皮细胞可以同时进行主动运输和协助扩散,保证三组细胞活性均相同。
第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于相同浓度的高浓度葡萄糖溶液中,培养一段时间,其他条件相同且适宜;
第二步:检测培养液中葡萄糖的浓度。
本实验为验证性实验,相应的结果为:丙组同时进行主动运输和协助扩散,葡萄糖的吸收速率最快,故培养液中葡萄糖浓度最小;由于协助扩散速率大于主动运输,故乙组吸收葡萄糖的速率慢,培养液中葡萄糖的剩余量最多,浓度最大,即丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组,则可证明上述结论。
20. 植物在长期进化过程中,为适应不断变化的光照条件,形成了多种光保护机制,其中包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制(NPQ)。据图回答下列问题:
(1)正常光照情况下,光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程:_________。
(2)据图甲可知,HH(高温强光)条件下,光合速率降低的原因不是气孔因素引起的,理由是_________;而是由于_________,使C3的合成速率下降,导致光反应产物积累,进而使光能转化效率降低而造成光能过剩,对植物造成危害。
(3)当暴露在过量的光强下,叶片必须耗散过剩的光能,避免叶绿体损伤。紫黄质(a)、玉米黄质(b)和单环氧玉米黄质(c)这三种色素的相互转化称为叶黄素循环,是一种有效耗散光能的方式,三种色素在一天中的含量变化如图乙所示,其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。随光照增强,三种叶黄素的相互转化关系为_________(用a、b、c和“→”表示)。三种叶黄素中光能耗散能力最强的是_________,依据是_________。
(4)在强光下,叶黄素循环被激活,让过量的光能耗散,以保护叶片等免受伤害。当叶片被遮蔽时,叶黄素循环关闭,但叶黄素循环的关闭需要几分钟。研究者设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间,从而使大豆的产量提高了20%以上,分析该方式提高产量的原因是_________。
【答案】(1)光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
(2) ①. 气孔开度降低,但胞间CO2浓度却升高 ②. RuBP羧化酶活性下降
(3) ①. a→c→b ②. 玉米黄质(b) ③. 12:00光照强度最大,玉米黄质含量(b)+单环氧玉米黄质(c)含量最高,单环氧玉米黄质(c)含量一天中相对不变
(4)使得在叶片遮蔽时可以利用更多的光能,提高光合作用效率,使大豆的产量提高
【解析】
【分析】1、叶绿体由双层膜包被,内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成,这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。基粒与基粒之间充满了基质。在叶绿体内部巨大的膜表面上,分布着许多吸收光能的色素分子,在类囊体膜上和叶绿体基质中,还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。
2、由题干信息结合图示可知,强光下LHC蛋白激酶的催化LHCⅡ与PSⅡ的分离,弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,来改变对光能的捕获强度。
【小问1详解】
正常光照情况下,光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能再转变为糖类等有机物中稳定的化学能。
【小问2详解】
研究亚高温高光对番茄光合作用的影响,实验的自变量是温度和光照强度,图中数据显示亚高温强光组与对照组相比,气孔导度下降,但胞间CO2浓度却上升,说明过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的。从图中可以看出,RuBP羧化酶的活性降低,该酶可以催化CO2固定,所以C3的合成速率下降。
【小问3详解】
结合图示可推测,随光照增强,a含量下降,b+c含量上升,单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳,说明a转变成b,三种叶黄素的相互转化关系为a→c→b。图示结果表明,12:00光照强度最大,玉米黄质含量(b)+单环氧玉米黄质(c)含量最高,单环氧玉米黄质(c)含量在一天中相对不变,因此,三种叶黄素中光能耗散能力最强的是b。
【小问4详解】
在强光下,叶黄素循环被激活,让过量的光能耗散,以保护叶片等免受伤害,设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间,从而使得在叶片遮蔽时可以利用更多的光能,提高光合作用效率,使大豆的产量提高。
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生物试卷
一、单选题
1. 科学发现的过程蕴含严谨的逻辑与方法。下列关于光合作用探索历程的叙述,正确的是( )
A. 希尔发现在含水和CO2的离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,光照下可释放O2
B. 阿尔农发现光照下ATP合成总是与水的光解相伴随
C. 鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法,证明光合作用释放的氧气来自水
D. 恩格尔曼用水绵和乳酸菌进行实验,证明叶绿体释放氧气
2. 如果哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低,动物会出现抽搐等症状。Ca2+逆浓度梯度从细胞内运输到细胞外时,伴随有载体蛋白的磷酸化过程。下列叙述正确的是( )
A. 使用呼吸抑制剂时,不会影响Ca2+的跨膜运输
B. 该Ca2+载体蛋白既有运输作用,又有催化作用
C. 当Ca2+载体蛋白磷酸化受阻时,静息电位差将增大
D. 当Ca2+载体蛋白磷酸化后,其空间构象未发生改变
3. 过氧化物酶体是广泛分布于真核细胞中一种不含DNA 的细胞器,由内质网“出芽”生成,可通过分裂进行增殖,其内含有丰富的酶类。植物种子萌发时过氧化物酶体能降解储存在种子中的脂肪酸并进一步转化成葡萄糖。下列有关说法正确的是( )
A. 过氧化物酶体和线粒体一样也是一种半自主性细胞器
B. 蓝细菌细胞内的过氧化物酶体也具有分解脂肪酸功能
C. 推测过氧化物酶体的膜蛋白和膜脂的合成过程有内质网参与
D. 过氧化物酶体分裂过程体现了生物膜的流动性,与降解功能无关
4. 下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中①~⑥为各个时期的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述中错误的是( )
A. 医学家们正尝试利用①治疗某些顽疾,是因为①具有分化成各种组织、器官的潜能
B. 与①相比,②的表面积/体积比值下降,与外界环境进行物质交换的能力也减弱
C. ③④分别分化成⑤⑥过程中,它们的细胞核遗传物质相同,基因表达合成的蛋白质也相同
D. ⑤⑥是高度分化后的细胞,它们的细胞核体积增大,染色质收缩时,细胞进入衰老
5. 下图是基因型为AaBb的某二倍体植物产生花粉粒过程中,同一显微视野中的几个典型的细胞分裂显微照片,其中①~⑥代表不同分裂时期的细胞。不考虑突变情况。下列叙述错误的是( )
A. ①中的同源染色体分离,该时期可能发生基因重组
B. ②中染色体、染色单体、核DNA分子的数目比例为1:2:2
C. ④和⑤中的染色体数目相等,且为①中染色体数目的一半
D. ⑥的基因型可能为AB或ab或Ab或aB
6. 肿瘤干细胞理论认为,某些肿瘤细胞能像干细胞一样无限增殖并分化成异质性子细胞。研究发现某人的白血病肿瘤细胞系中,CD133⁺细胞可通过分裂同时产生(CD133+具有干细胞特性)和CD133⁻(具有分化倾向)两种子细胞。下列叙述错误的是( )
A. CD133⁺细胞在分裂时会发生染色体与染色质的相互转化
B. CD133⁺细胞在分裂中期时染色体着丝粒排列在赤道板上
C. CD133⁺细胞与正常造血干细胞的遗传物质可能存在差异
D. CD133⁺细胞与CD133⁻细胞内遗传信息表达情况完全相同
7. 在果蝇神经干细胞的分裂过程中,存在一种特殊的不对称分裂,如图1所示,该过程中细胞的物质分配不均衡,染色体的分配如图2,下列叙述正确的是( )
A. 分裂产生的两个子细胞遗传物质相同,均保持干细胞特性
B. 不对称分裂的过程中染色体不是随机分配的
C. 两个子细胞中细胞器和染色体的数量不一致
D. 不对称分裂与减数分裂均导致子细胞染色体数目减半
8. 微丝是一种细胞骨架,动物细胞增殖过程中,核膜形成后,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是( )
A. 收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B. 纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C. 在动物细胞中收缩环组装和星射线消失是在同一时期
D. 推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和微丝
9. 磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋组织中的一种存储型高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP,以保障生命活动的正常进行。研究人员对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP、ADP 和 AMP 的含量变化(单位为10-6mol⋅g-1),"结果如下图。据此不能推出的结论是( )
A. 对照组收缩前后数据没有变化,仍然发生了ATP和ADP的相互转化
B. 实验数据表明ATP中只有末端磷酸基团具有转移势能
C. 磷酸肌酸作为高能磷酸化合物,不能直接为生命活动提供能量
D. 磷酸肌酸参与维持细胞中ATP和ADP含量的相对稳定
10. 图1表示基因型为AaXBXb的生物体某个细胞的分裂过程中某种物质或结构数量变化的相关模式图,图2表示图1过程某些时期细胞内染色体、染色单体和核DNA 的数量关系。下列相关叙述正确的是( )
A. 图1呈现的是细胞内染色体组数在细胞分裂不同时期的变化
B. 图2的Ⅰ时期细胞中无姐妹染色单体,可能位于图1的AB段、CD段、HI段
C. 若该细胞核DNA双链均被32P标记,在普通培养基中完成减数分裂后,至少1个细胞带标记
D. 若该细胞经历图1过程形成8个子细胞,其中有一个基因型为aXBXb,则其他7个子细胞的基因型可能有4种
11. ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶) 是厌氧呼吸的关键酶,其催化代谢途径如图甲所示。Ca2+对淹水胁迫的辣椒幼苗根厌氧呼吸的影响实验结果,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A. 酶E和LDH都能催化丙酮酸发生反应,说明LDH不具有专一性
B. 辣椒幼苗根每个细胞厌氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C. Ca2+影响ADH、LDH 的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D. ADH和LDH催化反应过程中释放的能量一部分可用于ATP的形成
12. 玉米称为C4植物,其光合作用的暗反应过程如图所示,酶1为PEP羧化酶,可固定低浓度的CO2形成C4,酶2为RuBP羧化酶。小麦叶肉细胞没有酶1催化生成C4的过程,固定CO2的能力较C4植物弱,称为C3植物。下列说法错误的是( )
A. 酶1固定CO2的能力比酶2强
B. 叶肉细胞中固定光能的色素位于类囊体薄膜上
C. 酶1和酶2能催化同一个化学反应,但效率不同
D. 与小麦相比,玉米更能适应高温、干旱的环境
13. 持续高强度运动一定时长后,机体会表现出运动耐力下降的现象。研究表明 Q 酶通过提高糖酵解(细胞呼吸第一阶段)强度进而提升运动耐力,而丙酮酸会使Q酶特定氨基酸位点丙酮酸化。研究者用小鼠进行持续高强度运动模拟实验,检测肌细胞中相关指标,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
检测指标
运动0 min
运动30 min
Q酶相对活性(%)
100
25
Q酶丙酮酸化水平(%)
8
65
A. Q酶既参与有氧呼吸,也参与无氧呼吸
B. Q酶特定氨基酸位点丙酮酸化可能导致Q酶活性降低
C. Q酶发挥作用后不会被灭活,可重复使用
D. Q酶的丙酮酸化只发生于高强度运动中
14. 将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 水分进入细胞只发生在t0-t1,水分运出细胞只发生在t2-t3
B. t1时刻细胞液的浓度最大,细胞的吸水能力最强
C. 该溶液可以是一定浓度的KNO3溶液
D. 由于细胞不断失水,导致t2-t3细胞液浓度大于外界溶液引起压力变化
15. 下列关于细胞代谢的叙述,正确的是
A. 甲图曲线e说明叶绿素能吸收紫外线,而不能吸收红外线
B. 乙图中的O2浓度为n时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等
C. 若提高丙图b点对应的温度,植株CO2的吸收量一定会有所增加
D. 丁图曲线a表示植物总光合作用,则二曲线交点表示有机物积累量为0
二、解答题
16. 番茄中维生素、矿物质和番茄红素等含量较高,且物美价廉,是餐桌上较为常见的蔬菜之一,番茄的生长受多种外界因素的影响。某生物兴趣小组利用密闭大棚内种植的番茄植株开展实验, 实验过程如下:
①测定该密闭大棚内一昼夜间 CO2 含量的变化,绘制曲线,如图 1 所示。
②在保持大棚内温度适宜情况下, 分别测定不同光照条件下番茄植株的光合作用速率, 绘制表格,如表格所示。
③在密闭大棚内不同 CO2 含量的情况下,分别测定番茄植株对CO2的吸收情况,绘制曲线, 如图 2 所示。
在整个实验过程中保持呼吸作用强度相对恒定, 请据图回答下列问题:
不同光照条件下番茄的光合作用速率
光合、呼吸相等时的光照强度
光饱和时的光照强度
光饱和时的 CO2 吸收量
黑暗条件下的 CO2 释放量
3klx
9klx
32 mg·100cm⁻² 叶·h⁻¹
8 mg·100cm⁻² 叶·h⁻¹
(注: klx 表示 “千勒克斯”,光照强度的单位)
(1)黑暗条件下,番茄叶肉细胞产生 NADH(即 [H])的场所有____。当光照强度为 9klx 时,番茄固定的 CO2的量为____ mg·100cm⁻²叶·h⁻¹。当光照强度超过 9klx 时,番茄光合速率不再增加,此时限制番茄光合作用速率的主要环境因素是____。
(2)由图 1 可知,番茄开始进行光合作用时间____(选填“早于 6 点”、“始于 6 点”或“晚于 6 点”);引起 BD 段 CO2相对含量显著下降的主要原因是____,使其光合速率加快;曲线中番茄植株的呼吸速率与光合速率相等的时间点为____(用图中字母表示)。
(3)叶绿体中 NADPH 和 ATP 的生成场所是____。由图 2 可知,与 X 点相比,Y 点所对应的叶绿体中 NADPH 和 ATP 的生成速率____(选填“更快”、“更慢”或“基本不变”);若适当降低光照强度,图 2 中的 Y 点将向____移。
17. 某二倍体雌性动物 (2n=8,XY 型)的基因型是 AaBb,下图1 是该动物部分细胞分裂示意图(仅显示部分染色体),图2表示该动物形成生殖细胞的过程图解。回答下列问题:
(1)图1中细胞②处于___________(时期)。若图1中一个细胞①基因A和a所在染色体未分离,仅减数分裂Ⅰ发生一次异常,则最终形成的子细胞的基因型为____________。
(2)图2中细胞Ⅱ的名称是_______________________;不考虑突变,由细胞④分析细胞Ⅳ的基因组成为____________________。
(3)研究发现,当该种动物X、Y染色体联会时,不联会区域周围会形成性泡,如图3所示,PAR 表示联会区域。X、Y染色体联会时可以发生染色体片段互换的区段位于____(填“性泡内”或“性泡外”)。该种动物进行减数分裂过程是否都可以形成性泡,请写出理由:_______________________。
18. 秀丽隐杆线虫是多细胞真核生物,具有身体透明、细胞数量少、发育周期短等特点,是生物学研究模式生物。
(1)秀丽隐杆线虫受精卵发育过程中共产生1090个细胞,而成虫总共只有959个体细胞,一些细胞在固定的发育时间和固定位置消失的过程称为_______,该过程是由基因决定的_______的过程。
(2)秀丽隐杆线虫的体细胞遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,其根本原因是_____________。
(3)关于细胞衰老的机制,自由基学说认为机体代谢产生的自由基积累过多,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,例如使细胞呼吸酶的活性下降,导致有氧呼吸第三阶段氧不能有效利用,从而产生更多的自由基,加速细胞衰老。儿茶素一直被认为是一种抗氧化剂,可以中和或防止由氧自由基(ROS)引起的氧化应激反应,从而发挥抗衰老的作用。为验证上述观点的准确性,研究者将秀丽隐杆线虫随机分为4组,利用BHA(常用的抗氧化剂)和EGCG(一种儿茶素)进行相关实验:
①定期检测秀丽隐杆线虫的生存率,结果如图1所示。从实验自变量的角度分析,图中对照组培养在______________的培养基中。
②据图1推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。为验证上述推测,科学家进一步检测了秀丽隐杆线虫的线粒体呼吸酶活性、细胞呼吸强度和ROS含量,结果如图2所示。
EGCG组处理6h后,导致ROS含量升高的原因是__________。培养24h及120h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低。实验表明EGCG首先是通过短期内升高ROS的含量,从而______氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。
③以往的研究表明,ROS的升高会激活体内一种依赖skn基因表达的信号通路。该通路可提高超氧化物歧化酶SOD的含量,进而清除ROS。科学家将skn基因敲除的线虫均分为两组,一组用EGCG处理,另一组不做处理,检测不同时间的存活率。若实验结果是_______,则说明EGCG是通过激活上述信号通路发挥延缓衰老的作用。
19. 葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。图1为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图,GLUT是一种葡萄糖载体蛋白。图2表示GLUT介导的肝细胞和原核生物细胞对葡萄糖的摄取速率与葡萄糖浓度的关系。请据图回答下列问题:
(1)据图1分析,小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的载体有_______,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为_______,Na+-K+-ATP酶的作用是_________。
(2)图2的曲线中B点制约葡萄糖摄取速率的因素主要是_______。GLUT介导的葡萄糖运输方式称为___________。
(3)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你设计实验加以验证,并预期实验结果。
实验步骤:
第一步:取甲(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组其他生理状况均相同。
第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于____________溶液中,其他条件相同,培养适宜时间。
第三步:检测三组培养液中的_________。
实验结果:若________,则验证了上述研究结果。
20. 植物在长期进化过程中,为适应不断变化的光照条件,形成了多种光保护机制,其中包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制(NPQ)。据图回答下列问题:
(1)正常光照情况下,光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程:_________。
(2)据图甲可知,HH(高温强光)条件下,光合速率降低的原因不是气孔因素引起的,理由是_________;而是由于_________,使C3的合成速率下降,导致光反应产物积累,进而使光能转化效率降低而造成光能过剩,对植物造成危害。
(3)当暴露在过量的光强下,叶片必须耗散过剩的光能,避免叶绿体损伤。紫黄质(a)、玉米黄质(b)和单环氧玉米黄质(c)这三种色素的相互转化称为叶黄素循环,是一种有效耗散光能的方式,三种色素在一天中的含量变化如图乙所示,其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。随光照增强,三种叶黄素的相互转化关系为_________(用a、b、c和“→”表示)。三种叶黄素中光能耗散能力最强的是_________,依据是_________。
(4)在强光下,叶黄素循环被激活,让过量的光能耗散,以保护叶片等免受伤害。当叶片被遮蔽时,叶黄素循环关闭,但叶黄素循环的关闭需要几分钟。研究者设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间,从而使大豆的产量提高了20%以上,分析该方式提高产量的原因是_________。
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