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专题10 简答题必刷
1.(24-25高一上·山东淄博·期末)单糖A参与有机物组成的过程如图甲。图乙是真核细胞中一种由泛素(Ub)介导的异常蛋白降解途径,Ub是含有76个氨基酸残基的单链蛋白质。Ub依次经酶E1、E2和E3转交给异常蛋白,完成对异常蛋白的泛素化修饰,异常蛋白最终被蛋白酶体降解。
(1)若单糖A为葡萄糖,则由其缩合形成的生物大分子②有 (写出3种即可),物质①可以用 试剂检测,实验现象是出现 。
(2)若单糖A为核糖,碱基为腺嘌呤,则小分子物质③可能是 (写出2种即可)。若单糖A为脱氧核糖,则以物质③为基本单位的大分子有机物的基本骨架由 构成。
(3)构成Ub的氨基酸之间通过 的结合方式形成肽键。E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作用不同,从结构上分析,原因可能是形成这些酶的 以及肽链的空间结构都有差异。
(4)异常蛋白降解途径中,Ub的作用是 。异常蛋白进入蛋白酶体前,Ub会与其分离,意义是 。
【答案】(1) 淀粉、纤维素、糖原 斐林 砖红色沉淀
(2) 腺嘌呤核糖核苷酸、ATP、ADP 磷酸和脱氧核糖交替连接
(3) 脱水缩合 氨基酸的种类、数目、排列顺序
(4) 识别、结合异常蛋白,被蛋白酶体识别 有利于泛素循环利用
【详解】(1)淀粉、纤维素和糖原均属于多糖,它们的基本单位都是葡萄糖。若单糖A为葡萄糖,则由其缩合形成的生物大分子②有淀粉、纤维素和糖原。2分子葡萄糖形成的物质①是麦芽糖,麦芽糖属于还原糖,可以用斐林试剂检测,实验现象是出现砖红色沉淀。
(2)若单糖A为核糖,碱基为腺嘌呤,则小分子物质③可能是腺嘌呤核糖核苷酸、ATP、ADP。脱氧核糖是组成DNA的成分。若单糖A为脱氧核糖,则物质③为脱氧核苷酸,以物质③为基本单位的大分子有机物为DNA,DNA的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。
(3)Ub是含有76个氨基酸残基的单链蛋白质,构成Ub的氨基酸之间通过脱水缩合的结合方式形成肽键。结构决定功能,E1、E2、E3的化学本质都是蛋白质,这三者在蛋白质降解过程中所起的作用不同,从结构上分析,原因可能是形成这些酶的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及肽链的空间结构都有差异。
(4)Ub依次经酶E1、E2和E3转交给异常蛋白,完成对异常蛋白的泛素化修饰,异常蛋白最终被蛋白酶体降解,这表明Ub的作用是识别、结合异常蛋白,被蛋白酶体识别。异常蛋白进入蛋白酶体前,Ub会与其分离,这有利于泛素循环利用。
2.(24-25高一上·山东枣庄·期末)如图1是分泌蛋白的合成、加工、分泌过程示意图,其中a、b、c、d表示细胞器,图2表示某细胞的亚显微结构模式图,1—7表示细胞结构,请据图回答下列问题。
(1)图1中参与构成生物膜系统的细胞器是 (填图1中字母),在结构上可以与细胞膜、核膜直接相连的是 (填图1中字母)。
(2)细胞膜分泌3H—X的方式是 ,此方式 (填“消耗”或“不消耗”)能量。
(3)若图2是能分泌胰岛素的胰岛B细胞,胰岛素加工、成熟最终是在图2中[ ] 完成。人和其他哺乳动物的胰岛素都由51个氨基酸构成,且氨基酸种类及蛋白质的空间结构大致相同,那么人和其他哺乳动物胰岛素的主要差别在于 ;胰岛素和其他激素一起维持人体血糖处于相对稳定状态,这体现了蛋白质具有 的功能。
(4)图2中的结构6对应图1中 (填图1中字母),其增大膜面积的方式是 。
【答案】(1) b,c,d b
(2) 胞吐 消耗
(3) [5]高尔基体 氨基酸排列顺序不同 调节机体生命活动(信息传递)
(4) c 内膜向内折叠形成嵴
【详解】(1)生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜,则图1中参与构成生物膜系统的细胞器是b内质网、c线粒体、d高尔基体,在结构上可以与细胞膜、核膜直接相连的是内质网b,通过内质网将细胞中的生物膜联系起来。
(2)细胞膜分泌3H—X的方式是胞吐,此方式需要“消耗”能量,同时需要膜上蛋白质的识别。
(3)若图2是能分泌胰岛素的胰岛B细胞,胰岛素加工、成熟最终是在图2中 5高尔基体完成,因为高尔基体与分泌物的形成有关。人和其他哺乳动物的胰岛素都由51个氨基酸构成,且氨基酸种类及蛋白质的空间结构大致相同,那么人和其他哺乳动物胰岛素的主要差别在于氨基酸排列顺序不同,因为影响蛋白质结构的因素有组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序以及空间结构的差异;胰岛素和其他激素一起维持人体血糖处于相对稳定状态,这体现了蛋白质具有调节机体生命活动的作用。
(4)图2中的结构6为线粒体,是细胞中的动力车间,对应图1中c,线粒体增大膜面积的方式是通过内膜向内折叠形成嵴实现的。
3.(24-25高一上·山东烟台·期末)某油料作物种子中脂肪含量占种子干重的70%。为探究种子萌发过程中干重和脂肪含量的变化,研究者将收获后的干种子放在温度、水分、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的干重和脂肪含量,结果如图所示。
(1)为了观察种子中的脂肪,常用苏丹Ⅲ染液对种子胚乳切片染色,用体积分数为50%的酒精溶液 ,然后在显微镜下观察,可见 色的脂肪颗粒。
(2)油料作物种子萌发初期主要靠细胞内 等物质进行吸水,随着细胞内自由水和结合水比值 ,细胞代谢越旺盛。图中油料作物种子萌发初期干重增加,推测其主要原因是 ,导致干重增加的主要元素是 (填“碳”“氮”或“氧”)。
(3)图中BC段干重减少的原因是 。若C点之后干重开始增加,推测此时提供的条件是 。
【答案】(1) 洗去浮色 橘黄
(2) 多糖和蛋白质 增大 油料作物种子萌发初期大量脂肪转变为糖类,导致种子干重增加 氧
(3) 随着脂肪的减少,脂肪的转化率降低,呼吸作用消耗大量有机物,干重逐渐下降 一定强度光照
【详解】(1)为观察种子中的脂肪,常用苏丹Ⅲ染液对种子胚乳切片染色,在显微镜下观察,可见被染成橘黄色的脂肪颗粒,在实验过程中,还需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
(2)油料作物种子萌发初期主要靠细胞内多糖和蛋白质等物质进行吸水,种子细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在,萌发种子细胞内自由水和结合水比值增大,因而细胞代谢旺盛,有利于种子萌发。分析题图可知,油料作物种子萌发初期脂肪减少,推测萌发初期干重增加主要原因是油料作物种子萌发初期大量脂肪转变为糖类,与脂肪相比,糖类分子中C、H比例低,而O比例高,故导致干重增加的主要元素是氧。
(3)BC段随着脂肪的减少,脂肪的转化率降低,呼吸作用消耗大量有机物,干重逐渐下降。C点之后干重开始增加,是由于此时提供了一定强度光照,植物进行光合作用,积累了有机物。
4.(24-25高一上·山东临沂·期末)下图甲、乙是两类高等生物细胞的亚显微结构模式图,①~⑩表示细胞结构,据图回答下列问题。
(1)具有双层膜结构的细胞器有 (填写编号),④增大膜面积的方式是 。
(2)②表示的细胞器是 ,其作用是 。
(3)细胞代谢和遗传的控制中心是[ ] ,其功能的实现与该结构中的 密切相关。
(4)为研究分泌蛋白的合成和运输,向乙细胞中注射3H标记的亮氨酸,在该细胞结构中放射性出现的顺序依次是 (用→和编号表示)。
【答案】(1) ④⑨ 内膜向内折叠形成嵴
(2) 高尔基体 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装及发送
(3) ③细胞核 染色质
(4)⑦→⑤→②→①
【分析】图甲:①是细胞膜,②是高尔基体,③是细胞核,④是线粒体,⑤是内质网,⑥是细胞质,⑦是核糖体,⑧是液泡,⑨是叶绿体。
图乙:①是细胞膜,②是高尔基体,③是细胞核,④是线粒体,⑤是内质网,⑥是细胞质,⑦是核糖体,⑩是中心体。
【详解】(1)线粒体和叶绿体是具有双层膜结构的细胞器,图中④是线粒体,⑨是叶绿体。对于线粒体增大膜面积的方式,线粒体的内膜向内腔折叠形成嵴,从而增大膜面积。
(2)图中②是高尔基体,高尔基体在细胞中主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装及发送。
(3)细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核,在图中找到对应的结构编号,细胞核功能的实现与其中的染色质密切相关,因为染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA上储存着遗传信息。
(4)分泌蛋白的合成和运输过程为:首先在核糖体(⑦)上合成,然后进入内质网(⑤)进行初步加工,再通过囊泡运输到高尔基体(②)进一步加工、分类、包装,最后通过囊泡运输到细胞膜(①)分泌到细胞外。所以放射性出现的顺序依次是⑦→⑤→②→①。
5.(24-25高一上·山东德州·期末)线粒体通过膜接触位点与多种细胞器直接相连,并相互作用形成线粒体互作网络,部分结构如图所示。研究发现,非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的发生与该网络的功能紊乱密切相关。
(1)已知白蛋白是肝脏细胞合成并分泌到血液的一种蛋白质,图中与其合成分泌有关的细胞器有 ,在其加工和运输过程中能够体现 系统在结构和功能上紧密联系。
(2)NAFLD的特征性病理表现之一是肝脏细胞中脂滴异常增多。脂滴的形成过程是:脂质首先在 中合成,然后以“出芽”的形式与膜分离成为成熟的脂滴,该过程体现了生物膜具有 性。
(3)研究发现,NAFLD的诱发与肝脏细胞中脂滴分解过程异常有关。已知脂滴分解过程依赖于线粒体互作网络,据图推测脂滴可能先与 相互融合,该细胞器内的脂肪酶能催化脂肪水解为 ,水解得到的产物再通过 之间的膜接触位点,进入线粒体氧化分解。
(4)进一步研究发现,膜接触位点中还存在受体蛋白。综上所述,膜接触位点的功能有 。
【答案】(1) 内质网、高尔基体、线粒体 生物膜
(2) 内质网 流动
(3) 溶酶体 甘油和脂肪酸 溶酶体与线粒体
(4)物质运输和信息传递
【详解】(1)白蛋白是一种分泌蛋白,合成场所在核糖体,加工场所在内质网、高尔基体,还需要线粒体提供能量,因此图中与其合成分泌有关的细胞器有内质网、高尔基体、线粒体;由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器的膜共同构成生物膜系统,在蛋白质的加工运输过程中内质网和高尔基体之间以囊泡的形式进行交流,体现了生物膜系统在结构和功能上紧密联系。
(2)(光面)内质网是脂质的合成场所;由于生物膜具有一定的流动性,因此内质网能以“出芽”的形式与膜分离成为成熟的脂滴。
(3)NAFLD的诱发与肝脏细胞中脂滴分解过程异常有关,溶酶体中含有多种水解酶,参与物质的降解,推测脂滴可能先与溶酶体相互融合;脂肪是由甘油和脂肪酸组成,在脂肪酶的作用下水解成甘油和脂肪酸;水解在溶酶体中进行,水解的产物甘油和脂肪酸在溶酶体中,通过溶酶体与线粒体之间的膜接触位点,进入线粒体氧化分解。
(4)膜接触位点能进行物质运输,位点中还存在受体蛋白,受体蛋白具有识别作用,可以进行信息传递。
6.(24-25高一上·山东潍坊·期末)以碳链为骨架的生物分子是构成细胞生命大厦的基本框架。如图为细胞内部分有机化合物的概念图。
(1)若d是花生种子中的储能物质,则d是 ;若d在动物细胞膜上存在,而不存在于植物细胞膜上,人体内d的作用是 。
(2)两种氨基酸经脱水缩合形成二肽,其结构简式可表示为 。b的功能多样性与其结构多样性有关,其多样性的原因有 。
(3)HIV病毒(遗传物质为RNA)的遗传信息贮存在e中,e初步水解的产物是 ,若其彻底水解后,与ATP彻底水解产物的种类 (填“相同”或“不同”)。在小麦叶肉细胞中,f主要存在于 中。
(4)以下为淀粉合成的反应方程式,分为两步:
①葡萄糖-1-磷酸+ATP→ADP-葡萄糖+PPi
②ADP-葡萄糖+(葡萄糖)n→ADP+(葡萄糖)n+1
若c为一条有m个葡萄糖组成的直链淀粉,每在c末端聚合一个葡萄糖需要消耗磷酸基团的数目为 ,通过上述反应合成c脱去的水分子数目为 。
【答案】(1) 脂肪 构成动物细胞膜的重要成分,还参与血液中脂质的运输
(2) 组成蛋白质的氨基酸数目成千上万、不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
(3) 核糖核苷酸 不同 细胞核
(4) 2 0
【分析】分析题图:题图是生物体细胞内部分有机化合物的概念图,由图可知a是糖类,c是多糖,b是蛋白质,d是脂肪、磷脂、固醇,e是RNA(或DNA),f是RNA (或DNA)。
【详解】(1)若d是花生种子中的储能物质,则d是脂肪,若d在动物细胞膜上存在,而不存在于植物细胞膜上,则d是胆固醇,人体内d的作用是构成动物细胞膜的重要成分,另外在人体内还参与血液中脂质的运输。
(2)二肽是由两个氨基酸通过脱水缩合产生的化合物,其结构简式可表示为,b的是蛋白质,其功能的多样性与其结构多样性有关,其多样性的原因包括氨基酸的种类、数目和排列顺序不同,构成蛋白质的肽链的条数不同,以及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。
(3)题图中的e是RNA,HIV病毒是一种RNA病毒,其遗传信息贮存在RNA中,RNA初步水解的产物是核糖核苷酸,彻底水解产物是磷酸、核糖、4种碱基(A、U、G、C)。在小麦叶肉细胞中,f是DNAN,主要存在于细胞核中。
(4)通过淀粉合成的反应式可知,若c为一条有m个葡萄糖组成的直链淀粉,每在c末端聚合一个葡萄糖需要消耗磷酸基团的数目为2,且反应合成c脱去的水分子数目为0。
7.(24-25高一上·山东聊城·期末)植物细胞在高渗环境中体积减小后,会通过RVI机制恢复体积。RVI过程中,主要涉及细胞内外的H2O及Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入和流出的调节过程,如图1所示,其中A、B、C为三种转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中,用抑制剂DIDS处理后,测定细胞外pH的变化,如图2所示。溶液中HCO3-增加会升高溶液pH,而H+反之。
(1)由图1可知,在RVI过程中,存在水分子借助 进入细胞的现象,该结构发挥作用时,其特异性体现在 。
(2)据图2分析,DIDS是转运蛋白 (填“A”或“B”或“C”)的抑制剂。
(3)除转运蛋白A、B、C外,细胞膜上还存在一种转运Na+、K+的载体蛋白——钠钾泵,其既能运输Na+、K+,又能催化ATP的水解。请简述钠钾泵将Na+运出细胞的过程: 。
(4)RVI过程中,转运蛋白A依赖于钠钾泵建立的钠离子电化学梯度将Na+、K+、Cl-运进细胞,Cl-/HCO3-通过转运蛋白1:1反向运输,Na+/H+也是通过转运蛋白1:1反向运输,据此推测,细胞在高渗环境中体积减小后,通过RVI机制恢复体积主要依赖转运蛋白 (填“A”或“B”或“C”),理由是 。
【答案】(1) 水通道蛋白 只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过
(2)C
(3)细胞膜内的Na+与钠钾泵的相应位点结合时,钠钾泵的酶活性被激活,在这种酶的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与钠钾泵结合,使钠钾泵发生磷酸化,导致其空间结构发生变化,使Na+的结合位点转向膜外侧,将Na+释放到膜外
(4) A 转运蛋白B和C都是1:1反向运输离子,而转运蛋白A可以将Na+、K+、Cl-运进细胞,增大细胞渗透压,导致细胞吸水,恢复体积
【详解】(1)水分子借助水通道蛋白进入细胞的跨膜运输方式是协助扩散。除此之外,水分子还可以通过自由扩散的方式进入细胞。通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,具有特异性。
(2)根据图2可知,在高渗溶液中加入抑制剂DIDS处理后,细胞外的pH降低,根据溶液中HCO3-增加会升高溶液pH,而H+反之。说明加入抑制剂后可能会使溶液中HCO3-减少,或者是溶液中H+增加,根据图示转运蛋白C向外转运HCO3-,转运蛋白B向外转运H+,因此可知DIDS是转运蛋白C的抑制剂。
(3)细胞膜上还存在一种转运Na+、K+的载体蛋白-钠钾泵,其既能运输Na+、K+,又能催化ATP的水解,该蛋白的运输机制可能是细胞膜内的Na+与钠钾泵的相应位点结合时,钠钾泵的酶活性被激活,在这种酶的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与钠钾泵结合,使钠钾泵发生磷酸化,导致其空间结构发生变化,使Na+的结合位点转向膜外侧,将Na+释放到膜外。
(4)根据题意可知,转运蛋白A依赖于钠钾泵建立的钠离子电化学梯度将Na+、K+、Cl-运进细胞,Cl-/HCO3-通过转运蛋白1∶1反向运输,Na+/H+也是通过转运蛋白1∶1反向运输,即转运蛋白B和C都是1∶1反向运输离子,而转运蛋白A可以将Na+、K+、Cl-运进细胞,增大细胞渗透压,导致细胞吸水,恢复体积,因此可知细胞在高渗环境中体积减小后,通过RVI机制恢复体积主要依赖转运蛋白A。
8.(24-25高一上·山东枣庄·期末)如图甲是几种物质的跨膜运输方式,图乙中A为1 mmol/mL的葡萄糖(C6H12O6)溶液,B为1 mmol/mL的乳酸(C3H6O3)溶液,请据图回答以下问题:
(1)图甲中膜结构的基本支架是 ,K+和葡萄糖进入细胞的方式 (填“相同”或“不同”)。
(2)图乙中的液面不再变化时,左侧液面 (填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面,成熟植物细胞中的 相当于图乙中半透膜。
(3)ATP分子为主动运输供能的机制是:ATP分子水解释放的磷酸基团与载体蛋白结合,这个过程就是 ,从而导致载体蛋白的 发生改变并逆浓度运输相应的物质。
(4)甜菜和番茄等能耐受较高盐浓度的环境,一方面是因为它们主要通过 (方式)吸收盐离子然后将其积累在 (填细胞器)中,另一方面,是因为它们通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质,使细胞质的渗透压 ,从而防止细胞脱水。
【答案】(1) 磷脂双分子层 相同
(2) 等于 原生质层
(3) 载体蛋白磷酸化 空间结构
(4) 主动运输 液泡 增大
【详解】(1)图甲中膜结构的基本支架是磷脂双分子层,K+和葡萄糖均是逆浓度梯度进入细胞的,因此运输方式为主动运输。
(2) 图乙中,单位体积的1mmol/mL的葡萄糖溶液和1mmol/mL的乳酸溶液中溶质分子数相等,水分子数也相等,因此图乙中的液面不再变化时,左侧液面“等于”右侧液面,成熟植物细胞中的原生质层相当于图乙中半透膜,其包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。
(3)ATP分子是细胞中的直接能源物质,其能为主动运输供能,其供能过程为:ATP分子水解释放的磷酸基团与载体蛋白结合,由于该磷酸基团具有较高的转移势能,因而其与载体蛋白结合后会导致载体蛋白磷酸化,进而引起载体蛋白的空间结构发生改变并逆浓度运输相应的物质,实现了物质的转运,而后载体蛋白恢复。
(4)甜菜和番茄等能耐受较高盐浓度的环境,一方面是因为它们主要通过主动运输吸收盐离子然后将其积累在液泡中,这样可以保证细胞质基质中相对稳定的渗透压;另一方面,是因为它们通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质,使细胞质的渗透压升高,从而提高吸水能力,防止细胞脱水。
9.(24-25高一上·山东临沂·期末)小肠上皮细胞能从肠腔吸收多种营养物质,并跨膜运输到体内,相关物质运输方式如图所示。
(1)小肠上皮细胞膜的基本支架为 ,该细胞面向肠腔的一侧形成很多突起,增加了细胞膜上 的数量,有利于细胞吸收营养物质。
(2)据图可知,小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+,使细胞内Na+浓度 (填“高于”或“低于”)细胞外,产生了Na+浓度差,肠腔内的葡萄糖借助该浓度差以 的方式进入小肠上皮细胞。若机体短暂供能不足,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率将 。
(3)水分子除以图中所示的方式运输外,还可通过 的方式运输,该过程中水分子 (填“需要”或“不需要”)与转运蛋白结合。
(4)图中多肽从肠腔进入小肠上皮细胞穿过了 层生物膜,该过程体现了细胞膜的结构特性是 。
【答案】(1) 磷脂双分子层 转运蛋白
(2) 低于 主动运输 减小
(3) 协助扩散 不需要
(4) 0 具有一定的流动性
【详解】(1)磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架。小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多突起,增加了细胞膜上转运蛋白的数量,有利于细胞吸收营养物质。
(2)据图可知,小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+,的过程是逆浓度梯度进行的主动运输,使细胞内Na+浓度低于细胞外,产生了Na+浓度差。葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是从低浓度一边到高浓度一边运输,且需要Na+顺浓度梯度进入细胞时产生的电化学梯度的势能提供能量,故肠腔内的葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动运输。若机体短暂供氧不足,会影响细胞的能量供应,使得细胞内外Na+浓度差减小,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率将减小。
(3)图中的水分子是以自由扩散的方式进行运输的,但水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进行运输的,该过程中水分子不需要与转运蛋白结合。
(4)由图可知:多肽是以胞吞的方式从肠腔进入小肠上皮细胞,穿过了0层生物膜,该过程体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特性。
10.(24-25高一上·山东威海·期末)甲状腺激素是由甲状腺滤泡上皮细胞分泌的一种含碘的氨基酸衍生物,其合成及分泌过程涉及多种细胞器及物质的参与,部分过程如下图所示,其中X代表某种细胞器,①和②分别代表协助碘离子和酪氨酸进入细胞内的某类物质,已知甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。
(1)碘离子在碘泵(图中①)的协助下进入甲状腺滤泡上皮细胞时 (填“需要”或“不需要”)消耗能量,判断依据是 ,该运输过程中碘泵 (填“发生”或“不发生”)自身构象的改变。
(2)酪氨酸进入甲状腺滤泡上皮细胞内,与其他氨基酸之间通过 (填具体结合方式)合成甲状腺球蛋白。若用18O标记酪氨酸的某个基团后发现合成甲状腺球蛋白的过程中产生了H218O,则被18O标记的酪氨酸分子上的基团是 。
(3)参与甲状腺球蛋白合成、运输和分泌过程的生物膜系统包括 。细胞骨架在甲状腺球蛋白的运输过程中发挥重要作用,除此之外,其还与 等生命活动密切相关。(答出2点)。
(4)碘化甲状腺球蛋白分解释放出甲状腺激素的过程需依赖于细胞器X中含有的多种水解酶,推测细胞器X应为 。甲状腺滤泡上皮细胞分泌的甲状腺激素随血液到达全身各处,与靶细胞细胞膜表面的受体结合,促进细胞代谢,上述过程体现了细胞膜具有 功能。
【答案】(1) 需要 甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~2̃5倍,碘离子由低浓度向高浓度跨膜运输进入细胞内,该运输方式属于主动运输,需要消耗能量 发生
(2) 脱水缩合 羧基(-COOH)
(3) 细胞膜、(核膜)、内质网膜、线粒体膜、高尔基体膜 细胞运动、分裂、分化以及能量转化、信息传递
(4) 溶酶体 进行细胞间的信息交流
【详解】(1)因为甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高 20~25 倍,碘离子是逆浓度梯度进入细胞的,逆浓度梯度运输属于主动运输,主动运输需要消耗能量。碘泵作为协助碘离子进入细胞的载体蛋白,在运输过程中会与碘离子结合,其自身构象会发生改变来实现运输功能。
(2)氨基酸通过脱水缩合的方式形成多肽链,进而构成蛋白质,甲状腺球蛋白是蛋白质,所以酪氨酸等氨基酸之间通过脱水缩合合成甲状腺球蛋白。在脱水缩合过程中,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基发生反应,脱去一分子水形成肽键,若用18O标记后发现合成甲状腺球蛋白过程产生了 H218O ,则标记的是羧基中的氧原子。
(3)核糖体合成甲状腺球蛋白,内质网对其进行加工,高尔基体进行进一步修饰和运输,线粒体提供能量,所以参与的生物膜系统包括内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜(分泌蛋白通过胞吐分泌到细胞外涉及细胞膜)。 细胞骨架除了在甲状腺球蛋白运输中发挥作用,还与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
(4)因为溶酶体中含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,也能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,甲状腺球蛋白释放出甲状腺激素的过程依赖多种水解酶,所以细胞器 X 是溶酶体。甲状腺激素随血液到达全身各处,与靶细胞细胞膜表面的受体结合,促进细胞代谢,这体现了细胞膜能通过化学信号进行细胞间信息交流的功能。
11.(24-25高一上·山东菏泽·期末)下面是用于探究酵母菌细胞呼吸方式的备选装置。
注:箭头表示气流方向
(1)根据实验目的选择装置,并将装置排序(同一装置数量不限,用箭头和图中序号填空):
①探究酵母菌有氧呼吸方式的装置: ;
②探究酵母菌无氧呼吸方式的装置: 。
(2)该实验的自变量是有无氧气,创设有氧条件的操作是:用橡皮球(或气泵)充气;创设无氧条件的操作是: 。
(3)该实验的因变量是有无酒精产生和 ,检测酒精的原理是 。
(4)该实验 (填“有”或“没有”)实验组和对照组之分,理由是 。
【答案】(1) ⑧→①→③ ②→③
(2)装有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间
(3) 单位时间内产生CO2的多少 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成灰绿色
(4) 没有 该实验为对比实验,无对照组和实验组之分
【详解】(1)①探究酵母菌有氧呼吸方式的装置:需要先通入空气,空气中的CO2会对实验结果造成干扰,所以要先通过10%的NaOH溶液除去CO2,即装置⑧,然后将空气通入酵母菌培养液,即装置①,酵母菌有氧呼吸会产生CO2,可以用澄清石灰水检测,即装置③,所以排序为⑧→①→③;
②探究酵母菌无氧呼吸方式的装置:需要创造无氧环境,先将酵母菌培养液密闭处理一段时间后,消耗完装置中的O2,即装置②,酵母菌无氧呼吸会产生CO2,可以用澄清石灰水检测,即装置③,所以排序为②→③。
(2)创设无氧条件的操作是:装有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间,消耗完装置中的O2,创造无氧环境。
(3)该实验的因变量是有无酒精产生和单位时间内产生CO2的多少,检测酒精的原理是:橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成灰绿色。
(4)该实验为对比实验,理由是:该实验没有实验组和对照组之分,是探究酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸方式,两种条件下的实验都是实验组,相互对比。
12.(24-25高一上·山东菏泽·期末)Fe3+通过运铁蛋白(主要由肝细胞分泌的一种糖蛋白)与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,最终以Fe2+形式进入细胞质基质,细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化,线粒体的嵴变少,甚至消失,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为铁死亡。相关部分过程如图所示(图中早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式)。据图思考回答:
(1)肝细胞合成的运铁蛋白将Fe3+转运至生长细胞内的过程,体现了细胞膜的功能有 。
(2)参与肝细胞中运铁蛋白合成和加工的具膜细胞器是 ,若要研究它的合成与加工路径,可选用3H标记的亮氨酸,选择亮氨酸的原因是 ,以保证合成运铁蛋白所利用的亮氨酸均来自标记的氨基酸。
(3)细胞质基质中的H+进入晚期内体的物质运输方式为 。哺乳动物生长细胞有氧呼吸的场所是 ,Fe2+过多直接影响有氧呼吸的第 阶段。
(4)从细胞凋亡的概念分析,铁死亡不属于细胞凋亡的原因是 。
【答案】(1)进行细胞间的信息交流、控制物质进出细胞
(2) 内质网、高尔基体、线粒体 亮氨酸属于必需氨基酸
(3) 主动运输 细胞质基质和线粒体(细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜) 三
(4)铁死亡不是由基因控制的细胞程序性死亡
【详解】(1)肝细胞合成的运铁蛋白将Fe3+转运至生长细胞内,运铁蛋白是一种糖蛋白,与受体结合后被细胞摄入,这一过程涉及到细胞膜的信息交流功能,能识别运铁蛋白及其受体,同时细胞摄入物质也体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能;
(2)参与肝细胞中运铁蛋白合成和加工的具膜细胞器,首先运铁蛋白是一种分泌蛋白,其合成场所是核糖体(无膜),然后在内质网进行初步加工,接着在高尔基体进行进一步加工和修饰,整个过程由线粒体提供能量,内质网、高尔基体和线粒体都具有膜结构。选择3H标记的亮氨酸来研究合成与加工路径,是因为亮氨酸是必需氨基酸,人体细胞不能合成,只能从外界摄取,这样就能保证合成运铁蛋白所利用的亮氨酸均来自标记的氨基酸;
(3)细胞质基质中的H+进入晚期内体,从图中可知晚期内体的pH=5.0,细胞质基质的pH=7.2,H+是从低浓度一侧运输到高浓度一侧,且需要载体蛋白(晚期内体膜上的载体),所以运输方式为主动运输。哺乳动物生长细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质(第一阶段)和线粒体(第二、三阶段)。Fe2+过多会使线粒体的嵴变少甚至消失,而线粒体嵴是有氧呼吸第三阶段的场所,所以Fe2+过多直接影响有氧呼吸的第三阶段;
(4)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,对生物体是有利的。而铁死亡是由于细胞内Fe2+过多引发膜脂质过氧化,导致线粒体的嵴变少甚至消失,进而使细胞发生铁依赖的程序性死亡,这种死亡是由于外界因素(Fe2+过多)导致的,不是由基因决定的自动结束生命的过程。
13.(24-25高一上·山东淄博·期末)博山猕猴桃以其甜美的口感和丰富的营养价值已成为淄博一张靓丽的名片。淹水、干旱等胁迫是影响猕猴桃口感的重要原因。
(1)遇到淹水胁迫时,猕猴桃植株的根系易腐烂,可能的原因是 。猕猴桃植株地上部分以有氧呼吸为主,在有氧呼吸过程中,产生CO2的具体场所是 ,第 阶段产生的ATP最多。
(2)植物产生光合产物的器官称为“源”,而消耗或储存光合产物的器官称为“库”。猕猴桃叶片光反应阶段,将水分解为 等,形成ATP和NADPH,进而在暗反应中将CO2转变为有机物,其中 可以进入筛管转运至猕猴桃“库”中。
(3)活性氧是指植物光合作用和呼吸作用等过程中产生的自由基、H2O2等物质,这些物质可被相关的酶清除。发生淹水胁迫时,猕猴桃叶片中酶活性降低,叶片衰老、黄化。试分析叶片衰老与黄化的原因分别是 、 。
(4)研究人员将长势一致的猕猴桃分为4组,进行相关实验,测定叶片净光合速率(Pn),结果如图。复水是指恢复正常灌水,使其土壤含水量达到对照组的水平。
①图中Pn的观测指标是 。干旱处理组猕猴桃的Pn下降的主要原因是 。
②据图可知,干旱处理第6天复水更有利于猕猴桃恢复生长,依据是 。
【答案】(1) 积水导致土壤供氧不足,根细胞无氧呼吸产生过多酒精,导致烂根 线粒体基质 三
(2) 氧/O2、H+(e-) 蔗糖
(3) 酶活性降低,自由基、H2O2等物质不能及时清除,导致叶片细胞衰老,自由基等物质破坏叶绿素 酶活性降低,叶绿素合成减少,导致叶片黄化
(4) 单位叶面积CO2的吸收速率/单位时间、单位叶面积CO2的吸收量 干旱导致气孔关闭,CO2的吸收减少,光合作用减弱,进而表现为Pn下降 第6天复水处理后叶片的Pn大于第9天复水组,且接近于对照组
【详解】(1)淹水胁迫时,猕猴桃植株的根系易腐烂,可能的原因是淹水胁迫使猕猴桃植株根部细胞进行无氧呼吸,产生的酒精对根部细胞有毒害作用(或无氧呼吸产生的ATP少),影响根部细胞吸收矿质元素(或植株生长发育)。有氧呼吸产生CO2的具体场所是线粒体基质,释放能量最多的是第三阶段,即在线粒体的内膜上[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
(2)猕猴桃叶片光反应阶段,将水分解为氧气与H+等,形成ATP和NADPH,进而在暗反应中将CO2转变为有机物,其中光合产物蔗糖可以进入筛管转运至猕猴桃“库”中。
(3)发生淹水胁迫时,猕猴桃叶片中酶活性降低,自由基、H2O2等物质不能及时清除,导致叶片细胞衰老,自由基等物质破坏叶绿素,所以叶片会衰老,同时酶活性降低,叶绿素合成减少,导致叶片黄化。
(4)Pn表示净光合速率,观测指标是单位叶面积CO2的吸收速率/单位时间、单位叶面积CO2的吸收量。干旱处理组猕猴桃时,干旱导致气孔关闭,CO2的吸收减少,光合作用减弱,进而表现为Pn下降。据图可知第6天复水处理后叶片的Pn大于第9天复水组,且接近于对照组,所以可推测干旱处理第6天复水更有利于猕猴桃恢复生长。
14.(24-25高一上·山东威海·期末)黑白瓶法常用于研究浮游植物的生产量,某研究小组将等量的浮游植物置于若干个装满清水的黑白瓶中进行实验,其中白瓶完全透光,黑瓶完全不透光,结果如下图所示。
(1)影响浮游植物生产量的环境因素包括 。该实验的自变量是 。黑瓶在该实验中的作用是 。
(2)a光照强度下,白瓶中浮游植物24小时光合作用产生的O2量为 mg/L;该条件下,白瓶中的浮游植物 (填“能”或“不能”)生长,原因是 ;此时浮游植物叶肉细胞中产生ATP的场所有 。
(3)b光照强度下,白瓶中溶氧量高于原初溶氧量的原因是 ;此时浮游植物24小时的净生产量(用O2释放量表示)为 mg/L。
【答案】(1) 光照强度、温度、CO2浓度 光照的有无和强弱 用于测量浮游植物24小时呼吸消耗的氧气量
(2) 7 不能 a光照强度下,白瓶中溶解氧的变化为0,说明瓶中浮游植物的净光合速率为0,有机物的积累量为0,因此该条件下瓶中浮游植物不能生长 细胞质基质、线粒体、叶绿体
(3) 浮游植物光合作用产生的氧气量多于呼吸作用消耗的氧气量,浮游植物释放氧气,溶氧量增加 2
【分析】白瓶是透光瓶,可进行光合作用和呼吸作用,黑瓶是不透光瓶,只能进行呼吸作用,在相同条件下培养一定时间,黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量,白瓶中氧气的变化量是净光合作用量(总光合作用的产氧量与呼吸作用的差量),总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量。
【详解】(1)影响浮游植物生产量的外界环境因素包括光照强度、温度、CO2浓度。白瓶是透光瓶,可进行光合作用和呼吸作用,黑瓶是不透光瓶只能进行呼吸作用,并且该实验还设置了a和b两种光照强度,因此本实验的自变量是:光照的有无和强弱。黑瓶是不透光瓶只能进行呼吸作用,因此用于测量浮游植物24小时呼吸消耗的氧气量。
(2)黑瓶中生物只进行呼吸作用,所以瓶中呼吸消耗氧气量代表了湖水中所有生物的呼吸强度,消耗的氧气为10-3=7mg。a光照下,瓶中生物24小时后溶解氧的含量还是为10,说明净光合作用等于0,因此a光照强度下,白瓶中浮游植物24小时光合作用产生的O2量为0+7=7mg/L。该条件下,白瓶中的浮游植物不能生长,植物的净光合速率为0,有机物的积累量为0。此时叶肉细胞在进行光合作用和呼吸作用,因此产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。
(3)b光照强度下,白瓶中溶氧量高于原初溶氧量,说明瓶中的植物进行光合作用和呼吸作用的情况下,光合速率大于呼吸速率,有氧气的释放。24小时白瓶中氧气的增加量即为氧气的释放量=12-10=2mg/L。
15.(24-25高一上·山东临沂·期末)脲酶是一种幽门螺杆菌能合成而人体不能合成的酶,该酶能催化尿素分解为氨和CO2。胃溃疡主要由幽门螺杆菌感染引起,诊断幽门螺杆菌感染的常用方法有13C呼气检测和胃镜活检。13C呼气检测是让待检者口服一定量的13C标记的尿素,约30分钟后收集待检者呼出的气体,检测是否含有13CO2胃镜活检是在胃镜下取胃黏膜活组织样本检测的方法。
(1)从细胞结构角度分析,幽门螺杆菌和胃黏膜细胞最主要的区别是 。
(2)脲酶的化学本质是 ,幽门螺杆菌中参与该酶合成的细胞器有 。
(3)根据待检者呼出的气体中是否含有13CO2,可以判断该个体是否感染幽门螺杆菌,原理是 。与胃镜活检相比,13C呼气检测的优势是 。
(4)研究表明,幽门螺杆菌的感染存在家族聚集性,可通过口-口、粪-口传播,请为人们预防幽门螺杆菌的感染提出合理化建议(至少答出两点) 。
【答案】(1)幽门螺杆菌无核膜包被的细胞核,而胃黏膜细胞有核膜包被的细胞核
(2) 蛋白质 核糖体
(3) 正常人体内无脲酶,患者体内有幽门螺杆菌产生的脲酶,可将13C标记的尿素分解为氨和13CO2,13CO2随呼吸排出体外 减少痛苦,操作简单,快捷高效
(4)餐桌上使用公筷公勺取餐,养成饭前便后洗手的习惯,注意个人饮食卫生
【详解】(1)幽门螺杆菌是原核生物,而人体细胞是真核细胞,原核生物与真核生物相比,最大的区别是幽门螺杆菌无核膜包被的细胞核,而胃黏膜细胞有核膜包被的细胞核。
(2)脲酶的化学本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体。
(3)根据题意可知,幽门螺杆菌具有较强的尿素酶活性,该酶能催化尿素分解为氨和二氧化碳。而正常人体内无脲酶,患者体内有幽门螺杆菌产生的脲酶,可将13C标记的尿素分解为氨和13CO2,13CO2随呼吸排出体外,和胃镜活检相比,13C-尿素呼吸检测的优势是减少痛苦,操作简单,快捷高效
(4)幽门螺杆菌的感染存在家族聚集性,可通过口-口、粪-口传播,所以人们可以通过餐桌上使用公筷公勺取餐,养成饭前便后洗手的习惯,注意个人饮食卫生,预防幽门螺杆菌的感染。
16.(24-25高一上·山东潍坊·期末)长时间的高光照强度下,水稻会发生严重的光氧化(光诱导产生的大量活性氧等物质积累),严重影响叶绿体代谢活动,影响有机物合成,造成大幅度减产。在农业生产中发现,与野生型水稻(812S)相比,水稻光氧化突变体(812HS,H基因突变)在高光照强度下更易发生光氧化现象。为探究水稻光氧化的调控机制,科研人员测定了这两种水稻在低光强(10000 Lux)和高光强(40000 Lux 的)下的叶绿素含量、气孔导度、净光合作用速率等数据,结果如表所示(已知呼吸代谢不受影响)。
10000 Lux
40000 Lux
测量指标
叶绿素(mg.g-1)
气孔导度(μmol.m-2.s-1)
净光合速率(μmol.m-2.s-1)
叶绿素 (mg.g-1)
气孔导度 (μmol.m-2.s-1)
净光合速率(μmol.m-2.s-1)
812S
4.0
16.5
162
4.1
15.8
192
812HS
3.7
15.9
164
1.3
8.7
63
注:“Lux”表示光照强度,“气孔导度”指气孔的开放程度。
(1)该实验中的自变量除H基因外,还有 。将812HS植株从10000Lux移至40000Lux光照条件下,短时间内叶绿素含量变化不大,气孔导度变化明显,检测发现植株O2释放速率明显下降,据表推测原因为 。
(2)在高光强下野生型水稻(812S)仍然能较好的保持叶片绿色,而突变体 (812HS)叶片发生明显的失绿变黄现象。为解释此现象发生的原因,可以用 提取出叶片中的色素,并用 法分离出这两种品系叶片中所含色素的种类进行比较。从能量转化角度分析,光能被水稻叶绿体中光合色素吸收后转化为 。
(3)据表分析,高光强下突变体水稻净光合作用速率低于野生型水稻的原因是 。
【答案】(1) 光照强度 气孔导度明显下降,CO2吸收减少,暗反应速率下降,为光反应提供的NADP+、ADP、Pi会减少,导致光反应速率下降
(2) 无水乙醇等有机溶剂 纸层析 ATP和NADPH中的化学能
(3)高光强下 812HS的叶绿素含量降低使吸收的光能减少,光反应下降;气孔导度下降,吸收CO2减少,暗反应速率下降,使得净光合速率降低
【详解】(1)据表可知,该实验中的自变量除H基因外,还有光照强度;将812HS植株从10000Lux移至40000Lux光照条件下,短时间内叶绿素含量变化不大,气孔导度变化明显,检测发现植株O2释放速率明显下降,说明光反应减慢,据表推测原因可能是气孔导度明显下降,CO2吸收减少,暗反应速率下降,为光反应提供的NADP+、ADP、Pi会减少,导致光反应速率下降,使得O2释放速率下降。
(2)光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂,故可用其来提取出叶片中的色素;分离光合色素的方法为纸层析法;从能量转化角度分析,光能被水稻叶绿体中光合色素吸收后转化为ATP和NADPH中的活跃化学能。
(3)据表中数据可知,高光强下突变体水稻净光合作用速率低于野生型水稻的原因可能是一方面高光强下 812HS的叶绿素含量降低使吸收的光能减少,光反应下降,另一方面气孔导度下降,导致吸收CO2减少,暗反应速率下降,使得净光合速率降低。
17.(24-25高一上·山东德州·期末)图1和图2分别表示小麦和玉米进行光合作用的部分过程,其中玉米的光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。某研究小组测定了小麦和玉米在适宜温度和一定的浓度下,吸收速率随光照强度的变化情况,结果如图3所示。
(1)图1表示光合作用的 阶段,除图中所示物质,该阶段还需要 (答出两种)等物质的参与。
(2)夏季晴朗中午小麦的光合速率会明显降低,其原因是 。同样条件下,玉米的光合速率变化不大,已知玉米细胞的PEPC酶比Rubisco酶对的亲和力更强,据此推测其原因是 。
(3)据图3可知,当光照强度长期为X时,小麦细胞产生ATP的场所有 。当光照强度为时,限制玉米吸收速率的环境因素主要是 。假设一昼夜中光照时间为,当光照强度长期为时, (填“玉米”或“小麦”)不能正常生长。
【答案】(1) 暗反应 ATP和NADPH
(2) 小麦叶片的气孔部分关闭,吸收减少 玉米细胞的PEPC酶对的亲和力更强,可以利用低浓度进行光合作用
(3) 细胞质基质、线粒体、叶绿体 浓度 玉米
【详解】(1)图1中进行CO2的固定和C3的还原,表示光合作用的暗反应阶段。除图中所示物质,还需要ATP和NADPH等物质的参与C3的还原。
(2)夏季晴朗的中午,由于气温过高,导致气孔部分关闭,吸收 CO2 减少,导致光合速率会明显降低。由于玉米细胞的PEPC酶对 CO2 的亲和力更强,可以利用低浓度 CO2 进行光合作用,所以即使吸收CO2减少,对光合速率的影响也不大。
(3)光照强度为X时,小麦的净光合速率为0,此时同时进行光合作用和呼吸作用,产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体。Z是玉米的光饱和点,当光照强度为 Z 时,限制玉米 CO2 吸收速率的环境因素主要是CO2 浓度。假设一昼夜中光照时间为 12h ,当光照强度长期为 Y 时,小麦一昼夜积累的有机物为5×12-1×12>0,可正常生长,玉米一昼夜积累的有机物为2×12-2×12=0,不能正常生长。
18.(24-25高一上·山东菏泽·期末)科学家获得一种黄绿叶突变体(YG)水稻,YG 是由野生型(WT)水稻突变形成的。经研究发现在光照充足的条件下,CO2充足时,WT 和YG的光合速率差异不明显,CO2不足时,YG 的光合速率高于 WT。为了阐明YG 高光合速率的生理机制,科学家以WT 和 YG为材料,对其氧气释放速率以及两种光合关键酶(Rubisco和PEPC)活性等因素进行研究,结果如图1和图2.回答下列问题:
(1)水稻叶绿体中光反应发生的场所是 。光反应过程中光合色素能将光能转化为 中的化学能,为暗反应提供能量。
(2)研究发现:突变体的叶绿素a和叶绿素b的含量分别为野生型的61.3%和41.9%,类胡萝卜素含量相差不大,图1 是适宜温度和 CO2不足的条件下,测得野生型和突变体植株的 O2释放速率,其中曲线 (填“A”或“B”)代表突变体。在P 点时若突然增大光照强度,短时间内叶绿体中C3/C5的比值将 (填“变大” “不变”或“变小”)。P点时植株A产生O2的速率是 μmol∙m-2∙s-1
(3)进一步研究发现:在水稻暗反应的过程中,Rubisco 和PEPC 是催化(CO2固定的两种酶且PEPC与CO2的亲和力更强。野生型和突变体的两种酶活性比较结果见图2,从光合作用色素和固定CO2两种酶的角度综合分析,在光照充足和CO2不足时,突变体的光合速率高于野生型的原因是 。
(4)若给水稻植株提供H218O一段时间后其体内会出现C6H1218O6原因是 (用物质和箭头符号表示 C6H1218O6中18O出现的过程)。
【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP、NADPH
(2) A 变小 30
(3)突变体中的PEPC酶活性比野生型的高,且PEPC与CO2的亲和力更高,催化CO2固定的速率更快,因此光合速率要高
(4)H218O→C18O2→C3→C6H1218O6
【详解】(1)水稻叶绿体中光反应发生的场所是类囊体薄膜,光反应过程中光合色素能将光能吸收、传递并转化为储存在ATP和NADPH中的活跃化学能,为暗反应提供能量。
(2)由题干可知,WT 和YG的光合速率差异不明显,CO2不足时,YG 的光合速率高于 WT。所以在适宜温度和 CO2不足的条件下,测得野生型和突变体植株的 O2释放速率,其中曲线A代表突变体。在P 点时若突然增大光照强度,光反应产生的ATP和NADPH增多,它们用于光合作用暗反应阶段C3的还原,所以C3减少,C5增多,短时间内叶绿体中C3/C5的比值将减少。据图1可知,P点时植株A释放O2速率是20μmol∙m-2∙s-1,即为净光合速率。据图1可知呼吸速率为10μmol∙m-2∙s-1,P点时植株A产生O2的速率即总光合速率=净光合速率+呼吸速率=30μmol∙m-2∙s-1。
(3)突变体的叶绿素a和叶绿素b的含量分别为野生型的61.3%和41.9%,类胡萝卜素含量相差不大,即光合色素的含量低于野生型,但是光照充足时,产生的ATP和NADPH含量相差不大。野生型的Rubisco酶活性高于突变体,但突变体的PEPC酶活性高于野生型,由于突变体中的PEPC酶活性比野生型的高,且PEPC与CO2的亲和力更高,催化CO2固定的速率更快,因此光合速率要高。
(4)有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和H218O,生成C18O2,光合作用的暗反应阶段,利用C18O2生成的C3里含有18O,再经过C3的还原,生成C6H1218O6,即O元素转移的正确路径:H218O→C18O2→C3→C6H1218O6
19.(24-25高一上·山东济宁·期末)在植物叶肉细胞中会同时进行光合作用和呼吸作用两种生理过程。图1中①~⑤表示反应过程,A~L表示细胞代谢过程中的相关物质,a、b、c表示细胞的相应结构;图2表示某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势,其他条件相同且适宜。回答下列问题。
(1)图1中产生NADPH的过程是 (填标号),②过程中突然减少CO2的供应,短时间内物质F的含量将 (填“上升”、“下降”或“不变”),原因是 。
(2)图1中③④⑤过程均与NADH和ATP相关,NADH产生的场所为 (填字母),图示③④⑤过程中,过程 (填标号)ATP合成数量最多。
(3)图2温度超过b时,该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低,暗反应速率降低的原因可能是 。
(4)据图2推测,若温度长期维持在d,该植物体的干重会 (填“上升”、“下降”、“不变”),原因是 。
【答案】(1) ① 上升 F(五碳糖)的消耗减少,而合成影响不大
(2) c、b ⑤
(3)温度超过b时,酶活性下降,暗反应速率降低
(4) 下降 叶片的光合速率等于呼吸速率,而植物体非绿色器官仅有呼吸作用消耗有机物
【详解】(1)图1中①是光合作用光反应阶段,能产生NADPH(NADP++H++e-→NADPH);图1中②是暗反应阶段,F是五碳糖,G是CO2,生成E为三碳酸,②过程中突然减少CO2的供应,F的消耗减少,而F的合成影响较小或滞后,因此短时间内物质F的含量将上升。
(2)图1中③④⑤分别为有氧呼吸第一、二、三阶段,第一、二阶段均能产生NADH,产生的场所为细胞质基质、线粒体基质;⑤为有氧呼吸第三阶段,消耗氧气产生水,释放大量的能量,产生ATP最多。
(3)图2温度超过b时,酶活性下降,暗反应为多种酶参与的化学反应,因此暗反应速率下降,暗反应为光反应提供原料,光反应速率也下降,最终引起光合速率下降。
(4)图2表示某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势,由于非绿色器官如根、茎只能进行呼吸不能进行光合作用,因此若温度长期维持在d,植物的光合小于呼吸,合成的有机物小于消耗的有机物,该植物体的干重会下降。
20.(24-25高一上·山东济南·期末)如图a是水稻的光合作用暗反应及相关过程示意图。在强光和高低条件下,叶绿体中的Rubisco酶既可催化RuBP与羧化反应进行卡尔文循环;又可催化RuBP与反应进行光呼吸。该酶促反应方向受和相对浓度的影响。据图回答下列问题:
(1)据图分析,参与光呼吸的细胞器有 ,参与光合作用的色素分布在 ,可用 (试剂)提取。
(2)Rubisco酶催化与反应生成的过程称为 ,为生成()的过程提供能量的物质是 。
(3)细胞中浓度倍增可以使光合产物的积累增加,原因是 。水稻通过光呼吸能增强对强光环境适应的机制是 。
(4)叶绿体内的值过高会导致自由基生成,这些自由基会进一步对叶绿体造成伤害,导致光合作用强度下降,出现光抑制现象。试简要阐述在干旱、高光照强度环境下,光呼吸对水稻的保护机制: (答出2点)。
【答案】(1) 叶绿体、线粒体 叶绿体类囊体薄膜 无水乙醇
(2) CO2的固定 NADPH、ATP
(3) 高浓度CO2可减少Rubisco酶与O2结合,减少光呼吸;高浓度CO2可提高光合作用(暗反应)速率 强光照射下,通过光呼吸能补充气孔关闭造成的CO2不足
(4)光呼吸一方面消耗ATP等光反应产物,使植物可进一步利用光能,减少过剩光能引起的光反应结构损伤;另一方面释放CO2,加快暗反应消耗NADPH,降低NADPH/NADP+的值,减少自由基生成
【详解】(1)据图分析,参与光呼吸的细胞器有叶绿体和线粒体;参与光合作用的色素包括叶绿素和类胡萝卜素,分布在叶绿体类囊体薄膜;由于色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇提取色素。
(2)暗反应在叶绿体基质中进行,包括与CO2的固定和三碳化合物的还原,Rubisco酶催化与反应生成的过程称为CO2的固定;光反应为C3转化为(CH2O)和C5提供ATP和NADPH。
(3)光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高O2低CO2情况下发生的生理过程,Rubisco酶是一种双功能酶,即可与CO2结合发生CO2的固定,又可与O2结合发生光反应。高浓度CO2可减少Rubisco酶与O2结合,减少光呼吸,还可促进Rubisco酶与CO2结合,提高光合作用(暗反应)速率;作物通过光呼吸能增强对强光环境的适应,其生理意义是 强光照射下,通过光呼吸能补充气孔关闭造成的CO2不足。
(4)分析题意可知,光呼吸一方面消耗ATP等光反应产物,使植物可进一步利用光能,减少过剩光能引起的光反应结构损伤;另一方面,光呼吸释放CO2,加快暗反应消耗NADPH,降低NADPH/NADP+的值,减少自由基生成,进而减弱自由基对叶绿体的生物膜结构的破坏。
21.(24-25高一上·山东济宁·期末)储存水果时应尽量降低其呼吸强度以减少有机物的消耗。为探究草莓的适宜储存条件,科研小组称取三等份同一品种、大小一致、成熟度相同的草莓分别装入容积相同的瓶内,密封后置于不同温度下储存,每隔12h测定各瓶中CO2的生成速率,结果如表。回答下列问题。
处理温度
不同时间测定的CO2生成速率(mL·kg-1·h-1)
12h
24h
36h
48h
60h
15℃
47
43
40
38
37
10℃
24
21
19
17
16
5℃
4.9
3.7
2.8
2.5
2.4
(1)草莓细胞有氧呼吸产生CO2的具体场所是 ,可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的产生,其颜色变化是 。
(2)进一步用CO2传感器测定草莓细胞的呼吸速率,发现与15℃相比,同一时间测量时5℃条件下草莓果实的CO2生成速率较低,原因是 ,实验期间,随着储存时间的增加,CO2生成速率持续降低,原因是 。
(3)检测发现,实验初期瓶中气体的压强基本不变,后期压强逐渐增大。推测草莓细胞进行了无氧呼吸,且无氧呼吸的产物是 。
(4)根据上述实验结果分析,在储存水果时,可以采取 等措施降低其呼吸强度,以减少有机物的消耗。
【答案】(1) 线粒体基质 由蓝变绿再变黄
(2) 低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 由于草莓果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,密闭容器中CO2浓度增加,O2浓度减少,在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸,导致CO2生成速率逐渐降低
(3)酒精和CO2
(4)降低温度、降低氧气浓度
【详解】(1)草莓细胞进行有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质,二氧化碳可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
(2)由于细胞呼吸是酶促反应,酶的活性受温度的影响,所以与15℃相比,5℃条件下低温抑制了细胞呼吸相关酶的活性,导致草莓果实的CO2生成速率较低。由于草莓果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,所以随着储存时间的增加,密闭容器中CO2浓度不断增加,O2浓度不断减少,故在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸,导致CO2生成速率逐渐降低。
(3)实验初期瓶中气体的压强基本不变,是因为初期进行有氧呼吸消耗的氧气与释放的二氧化碳量相等,后期压强逐渐增大是因为进行无氧呼吸,不消耗氧气,但是产生了二氧化碳,推测草莓细胞进行了无氧呼吸,且无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。
(4)在储存水果时,可以采取降低温度和氧气浓度的措施降低其呼吸强度,以减少有机物的消耗。
22.(24-25高一上·山东淄博·期末)自噬是一种细胞内的自我清理机制,细胞内衰老或损伤的细胞器可通过自噬被降解。下图表示细胞对衰老线粒体降解的自噬过程。
(1)研究发现,线粒体结构和功能异常可加速细胞衰老,细胞衰老时细胞核发生的变化是 。
(2)自噬泡膜和溶酶体膜可以融合的原因是 ,二者都属于细胞的 。
(3)衰老线粒体被降解后产物的去向是 。由此推测,当细胞养分不足时,细胞自噬作用可能会 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)溶酶体中含有多种 ,其在pH为5.0左右时活性最强。研究人员用pH敏感的绿色荧光染料(低pH条件下荧光发生淬灭)和pH抗性的红色荧光染料(pH对荧光强度无较大影响)标记某细胞的线粒体。在线粒体自噬开始前,可观察到线粒体同时发出绿色和红色荧光。自噬激活后,包裹了线粒体的自噬泡与溶酶体融合,若观察到自噬体 ,说明发生了线粒体自噬。
【答案】(1)细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深
(2) 膜具有流动性;膜的组成成分和结构很相似 生物膜系统
(3) 被细胞利用、排出细胞 增强
(4) 水解酶 发出红色荧光,无绿色荧光(只发出红色荧光)
【详解】(1)细胞衰老时,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
(2)自噬泡膜和溶酶体膜都属于生物膜,可以融合的原因是膜具有流动性;膜的组成成分和结构很相似。二者均为细胞内的膜结构,都属于生物膜系统。
(3)衰老线粒体被降解后的产物主要通过两种方式处理:一是被细胞利用,如氨基酸、脂肪酸和核苷酸等参与细胞的新陈代谢;二是被排出细胞外,以维持细胞内的稳态。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,因此当细胞养分不足时,细胞自噬作用可能会增强。
(4)溶酶体中含有多种水解酶,其在pH为5.0左右时活性最强。由题意可知:在线粒体自噬开始前,可观察到线粒体同时发出绿色和红色荧光。自噬激活后,包裹了线粒体的自噬泡与溶酶体融合,形成自噬溶酶体,pH降低,绿色荧光淬灭,此时可观察到自噬溶酶体只发出红色荧光,无绿色荧光,进而说明发生了线粒体自噬。
23.(24-25高一上·山东枣庄·期末)图甲为某高等动物体细胞有丝分裂部分时期的示意图,图乙表示该动物细胞分裂过程中,不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系,图丙表示该动物细胞在不同分裂时期每条染色体上的DNA含量变化。据图回答下列问题。
(1)图甲的细胞Ⅱ处于有丝分裂 期,判别理由是 。
(2)图乙中表示核DNA含量的是 (填字母);与2时期相对应的是图丙中的 段,此时细胞中有 条染色体。
(3)图甲细胞与玉米细胞的有丝分裂过程不同之处主要有两个,一是前期纺锤体由 形成,二是末期在细胞赤道面的位置没有出现 。
(4)完成一次分裂后,细胞的发育方向主要有两种可能,一种是可以继续分裂,另一种是经过细胞分化形成某种组织。分化后的细胞遗传物质 (有或没有)发生改变,细胞分化实质是细胞中 的结果。
【答案】(1) 中 每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
(2) a BC 4
(3) 中心体 细胞板
(4) 没有 基因选择性表达
【分析】题图分析,图甲Ⅰ细胞处于有丝分裂后期,Ⅱ细胞处于有丝分裂中期;图乙中a、b、c依次表示的是核DNA、染色体和染色单体;图丙中ab表示分裂间期,BC表示有丝分裂的前中期,CE表示有丝分裂的后末期。
【详解】(1)图甲的细胞Ⅱ处于有丝分裂中期,此时细胞中的染色体排在细胞中央赤道板的部位,此时是观察染色体形态和数目的最佳时期。
(2)图乙中c有为0的时候,因而表示的是 染色单体的含量,而染色体与核DNA的关系为1∶2或1∶1,表示核DNA含量的是a,染色体是b;与2时期相对应的是图丙中的BC段,因为此时细胞中每条染色体均含有2个DNA分子;此时细胞中有4条染色体,8个核DNA分子。
(3)图甲细胞为动物细胞,其与玉米细胞的有丝分裂过程不同之处主要有两个,一是前期纺锤体由中心体发出的星射线组成,且间期有中心体复制;二是末期在细胞赤道面的位置没有出现细胞板,而是由细胞膜从中央向内凹陷逐渐缢裂成两个子细胞。
(4)完成一次分裂后,细胞的发育方向主要有两种可能,一种是可以继续分裂,另一种是经过细胞分化形成某种组织。分化后的细胞遗传物质没有发生改变,但细胞的形态、结构和功能发生了改变,这是因为细胞中含有的蛋白质种类不同,细胞分化实质是细胞中基因的选择性表达,即细胞中遗传信息的执行情况不同引起的。
24.(24-25高一上·山东聊城·期末)下图甲为某高等生物细胞有丝分裂示意图,图乙表示细胞有丝分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系。回答下列问题:
(1)用光学显微镜观察该植物根尖分生区细胞的有丝分裂,判断细胞分裂处于不同时期的依据是 ,在观察中发现视野中大多数细胞处于分裂间期,原因是 。
(2)在有丝分裂过程中动物细胞与该植物细胞的区别表现在 时期(填图甲的字母)。图甲中,与图乙的2时期相对应的细胞有 (填图甲的字母)。
(3)为了探究细胞周期运行的调控机制,研究人员取不同时期(G1为DNA合成前期、S为DNA合成期、G2为DNA合成后期、M表示分裂期)的细胞进行了融合实验,结果如表所示:
细胞融合的组合方式
融合细胞中的现象
S期细胞和G1期细胞
原G1期细胞核中DNA进行复制
M期细胞和G1期细胞
原G1期细胞中染色质出现凝缩
S期细胞和G2期细胞
原G2期细胞核中DNA没有启动复制
M期细胞和G2期细胞
原G2期细胞中染色质出现凝缩
下列推论正确的是_______。
A.S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子
B.M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子
C.若将M期细胞和S期细胞融合,则原S期细胞中染色质会出现凝缩
D.若将M期细胞和S期细胞融合,则原M期细胞染色体DNA会复制
(4)在有丝分裂过程中,通过 和 来保持亲代细胞与子代细胞之间的遗传稳定性。
【答案】(1) 染色体的形态、位置、数目 分裂间期持续时间在细胞周期中所占比例大
(2) AC AD
(3)ABC
(4) 染色体(DNA)正确复制 染色体(DNA)精确地平均分配到两个子细胞中
【详解】(1)细胞有丝分裂不同时期,染色体的形态、数目和分布特点不同(比如前期染色体散乱分布,中期染色体排列在赤道板,后期染色体移向两极等 ),所以用光学显微镜观察时,依据染色体的形态、数目和位置特点判断分裂时期。细胞周期中,分裂间期为分裂期进行物质准备(完成 DNA 复制和有关蛋白质合成),时间远长于分裂期,所以视野中大多数细胞处于分裂间期(细胞周期中分裂间期所占时间长) 。
(2)动植物细胞有丝分裂的区别在前期(纺锤体形成方式)和末期(细胞质分裂方式)。甲图中,A是前期(植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体),C是末期(植物细胞在赤道板位置形成细胞板进而形成细胞壁),所以区别表现在A、C时期。乙图2时期,染色体:染色单体:DNA=1:2:2 ,表示有丝分裂前期和中期。甲图中A是前期,D是中期(染色体着丝粒排列在赤道板),所以对应的细胞是A、D。
(3)A、S期细胞和G1期细胞融合,原G1期细胞核中DNA进行复制,说明S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子 ,A正确;
B、M期细胞和G1期细胞融合,原G1期细胞中染色质出现凝缩(进入分裂期染色质螺旋化形成染色体 );M期细胞和G1期细胞融合,原G1期细胞中染色质出现凝缩,说明M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子,B正确;
C、M期细胞含诱导染色质凝缩的调控因子,与S期细胞融合,原S期细胞染色质会出现凝缩,C正确;
D、S期是DNA合成期,M期细胞染色体高度螺旋化,DNA不易解旋复制,且M期细胞无诱导DNA复制的调控因子(实验中S期与 G2期融合,G2期DNA未启动复制),所以原M期细胞染色体DNA不会复制 ,D错误。
故选ABC。
(4)在有丝分裂过程中,通过染色体正确复制(间期完成DNA复制和蛋白质合成,染色体数量加倍但形态改变 ) 和平均分配(分裂期染色体精确分离,进入两个子细胞 ) ,保证亲代和子代细胞染色体数目、遗传物质相同,保持遗传稳定性。
25.(24-25高一上·山东威海·期末)光合作用原理的发现离不开多位科学家孜孜不倦的探索。
(1)1937年,植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液(其中有H2O,没有CO2)中加入铁盐或其他氧化剂,置于光照下可以释放出氧气。该实验说明离体叶绿体在适当条件下可以发生 。该实验 (填“能”或“不能”)说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水,原因是 。实验中铁盐相当于光反应中的 (填物质)。
(2)1941年,科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究光合作用中氧气的来源。其两组实验的处理分别是 。某研究小组给植物提供C18O2,一段时间后测量发现,该植物释放的氧气中含有18O。请推测出现该现象最可能的原因是 。
(3)1946年,科学家卡尔文供给小球藻持续的光照和14CO2.在光照处理30s后,发现小球藻细胞内含有14C的产物是C3、C5和葡萄糖;在光照处理5s后,14C出现在C5和葡萄糖中:在光照处理0.5s后,小球藻细胞中含有14C的产物只有C3.由此可以确定CO2转变为糖类的过程中物质转化的顺序是 。光照充足时,提高CO2浓度会使植物光合作用速率加快,研究小组将CO2浓度提高至两倍时,其他条件不变,发现光合作用速率并未增至两倍,此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是 (答出2点)。
【答案】(1) 水的光解 不能 该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也没有直接观察到氧元素的转移 氧化型辅酶II(NADP+)
(2) 一组给植物提供H2O和C18O2,另一组给同种植物提供H218O和CO2 C18O2中的18O有部分转移到光合作用产物H2O中,H218O又作为原料参与了光合作用,将18O转移到光反应产物氧气中
(3) CO2→C3→C5、葡萄糖 ATP和NADPH的供应限制、固定CO2的酶、还原C3的酶活性不够高、C5的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多等
【详解】(1)在离体叶绿体的悬浮液(有H2O,没有CO2)中加入铁盐或其他氧化剂,置于光照下可以释放出氧气,这表明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解。因为水的光解会产生氧气等产物,该实验有氧气释放,所以可得出此结论。 该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也没有直接观察到元素的转移。虽然有氧气产生,但不确定氧气中的氧元素具体来源,有可能叶绿体中其他物质参与反应对氧元素来源判断造成干扰,且没有直接证据证明氧元素全部来自水。在光合作用中,水光解产生的氢会被氧化型辅酶Ⅱ(NADP⁺)接受形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH ),所以这里填氧化型辅酶Ⅱ(NADP⁺) 。
(2)用同位素示踪法研究光合作用中氧气的来源,一组给植物提供H2O和C18O2,另一组给同种植物提供H218O和CO2。通过这样的设置,对比两组实验中18O去向,就可以探究氧气中氧元素的来源。 该植物释放的氧气中有18O,最可能的原因是C18O2中的8O有部分转移到光合作用产物H2O中,H218O又作为原料参与了光合作用,将18O转移到光反应产物氧气中。即二氧化碳参与暗反应等过程,其中的氧元素转移到了水,水再参与光反应产生含18O的氧气。
(3)根据不同光照处理时间下含¹⁴C的产物情况,在光照处理30s后,含14C的产物有C3、C5和葡萄糖;光照处理5s后,14C出现在C3和葡萄糖中;光照处理0.5s后,含14C的产物只有C3,由此可以确定CO2转变为糖类的过程中物质转化的顺序是CO2→C3→C5、葡萄糖 。即二氧化碳先固定形成三碳化合物,三碳化合物再经过一系列反应形成五碳化合物和葡萄糖等。 光照充足时,提高CO2浓度,光合速率未增至两倍,此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是ATP和NADPH的供应限制(光反应产生的ATP和NADPH有限,不能满足因二氧化碳浓度升高而增加的暗反应需求)、固定CO2的酶、还原C3的酶活性不够高(酶活性限制了反应速率)、C5的再生速率不足(影响二氧化碳的固定)、有机物在叶绿体中积累较多等(产物积累可能会反馈抑制光合作用) 。
26.(24-25高一上·山东临沂·期末)图甲为某同学做洋葱根尖细胞有丝分裂实验时观察到的图像,其分裂过程中核DNA与染色体的数目比如图乙。
(1)制作根尖细胞有丝分裂装片时,用盐酸和酒精混合液将根尖解离处理后,需用 漂洗,目的是 。
(2)洋葱根尖细胞有丝分裂的顺序依次是 (用图甲中的序号和箭头表示),观察染色体的最佳时期是 (用图甲中的序号表示)。
(3)图甲1~5中处于图乙DE段的有 ,此时细胞内染色体、核DNA、染色单体的数目之比为 。
(4)细胞有丝分裂的意义是 。
【答案】(1) 清水 洗去药液,防止解离过度
(2) 2→1→3→4→5 3
(3) 4、5 1∶1∶0
(4)亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,使细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性
【分析】分析图甲:细胞1处于有丝分裂前期,细胞2处于分裂间期,细胞3处于有丝分裂中期,细胞4处于有丝分裂后期,细胞5处于有丝分裂末期。分析图乙:AB段核DNA与染色体的数目比由1增至2,即每条染色体的DNA含量增倍,说明发生了DNA(染色体)复制,形成了姐妹染色单体;CD段核DNA与染色体的数目比由2减至1,即每条染色体的DNA含量减半,说明姐妹染色单体消失,形成的原因是着丝粒分裂,所以BC段存在染色单体。
【详解】(1)制作根尖细胞有丝分裂装片的流程为:解离→漂洗→染色→制片,用盐酸和酒精混合液将根尖解离处理后,需用清水漂洗,其目的是:洗去药液,防止解离过度。
(2)在图甲中,细胞1处于有丝分裂前期,细胞2处于分裂间期,细胞3处于有丝分裂中期,细胞4处于有丝分裂后期,细胞5处于有丝分裂末期,所以洋葱根尖细胞有丝分裂的顺序依次是2→1→3→4→5。在有丝分裂中期,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察辨认染色体的最佳时期,即观察染色体的最佳时期是3。
(3)在图乙中,CD段核DNA与染色体的数目比由2减至1,说明姐妹染色单体消失,形成的原因是着丝粒分裂,而着丝粒分裂发生在有丝分裂后期,处于图乙DE段的细胞包括处于有丝分裂后期和末期的细胞,分别对应于图甲中的4、5,此时细胞内染色体、核DNA、染色单体的数目之比为1∶1∶0。
(4)细胞有丝分裂的意义是:亲代细胞的染色体经复制后,精确地平均分配到两个子细胞中。因染色体上有遗传物质DNA,因此在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传有重要意义。
27.(24-25高一上·山东德州·期末)图1表示酵母菌细胞在进行有丝分裂时,某染色体在分配过程中的部分移动路径,表示细胞中的不同位置。
(1)在有丝分裂的 期,染色体由A移动到B,此时染色体数:核DNA数:染色单体数= 。
(2)染色体从B移向C、D后,细胞内染色体数目发生的变化为 ,原因是 。
(3)如果着丝粒分裂异常,导致一对姐妹染色单体提前分离,分开的染色体会随机被牵引到细胞的某一极,这样形成的酵母菌子细胞中染色体数目可能为 条。
(4)在有丝分裂的过程中,纺锤丝与着丝粒的连接有时也会发生错误,如图2所示。据图分析,一条染色体发生同极连接时,该酵母菌细胞经有丝分裂形成的具有正常染色体数目的子细胞为 个,理由是 。
(5)在有丝分裂过程中,亲代细胞的染色体经过复制之后,可精确地均分到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因此有丝分裂的重要意义是 。
【答案】(1) 中 1:2:2
(2) 加倍 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
(3)15、16或17
(4) 0 一条染色体发生同极连接时,姐妹染色单体分开后被移到细胞同一极,导致一个子细胞的染色体多一条,另一个子细胞的染色体少一条
(5)在细胞的亲代与子代之间保持了遗传的稳定性
【详解】(1)染色体由A移动到B,是指染色体移动到赤道面上,属于有丝分裂中期;有丝分裂中期每条染色体上均有两条染色单体,两个核DNA,因此此时染色体数:核DNA数:染色单体数=1:2:2。
(2)染色体从B移向C、D后,是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为2条染色体,导致染色体数目加倍。
(3)酵母菌细胞一共有16条染色体,在有丝分裂后期有32条染色体,如果染色体正常分离,每个细胞中的染色体数目为16,如果着丝粒分裂异常,导致一对姐妹染色单体提前分离,分开的染色体会随机被牵引到细胞的某一极,若分开的两条染色体均去一极,则导致两个子细胞中染色体数目为15、17条,若分开的两条染色体各去一极,则导致两个子细胞中染色体数目均为16条。
(4)一条染色体发生同极连接时,姐妹染色单体分开后被移到细胞同一极,导致一个子细胞的染色体多一条,另一个子细胞的染色体少一条,因此该酵母菌细胞经有丝分裂形成的具有正常染色体数目的子细胞为0个。
(5)有丝分裂是产生体细胞的重要分裂方式,在有丝分裂过程中,亲代细胞的染色体经过复制之后,可精确地均分到两个子细胞中,使得细胞的亲代与子代之间保持了遗传的稳定性。
28.(24-25高一上·山东济南·期末)甲图为连续分裂的细胞不同时期核DNA含量的测定结果,乙图为该细胞有丝分裂部分时期的示意图;丙图表示该生物的细胞分裂过程中,不同时期内核DNA含量、染色体、染色单体的关系。请据图回答下列问题:
(1)甲图中一个完整的细胞周期是 (用字母表示)段,ab段中曲线上升的原因是 。
(2)乙图中Ⅰ细胞有 条染色体,Ⅱ细胞处于有丝分裂 期.判断依据是 。Ⅱ细胞染色体与核DNA数量变化对应丙图中 (填“①”或“②”)
(3)丙图中a表示的结构是 ,判断理由为 。
(4)从图中可见,母细胞和子细胞中核DNA的数量是 的,其意义是 。
【答案】(1) g-m DNA分子复制
(2) 8/八 中 着丝粒(着丝点)整齐排列在赤道板上 ①
(3) 染色体 ②中没有b,b代表染色单体,①中a:c=1:2,②中a:c=1:1,abc分别表示染色体、染色单体和DNA
(4) 相同 保持亲子代细胞间遗传信息的稳定
【详解】(1)细胞周期是指能够连续分裂的细胞从上一次分裂结束开始到下一次分裂完成为止,甲图中一个完整的细胞周期是g-m;ab段中曲线上升的原因是DNA分子复制,此后核DNA加倍。
(2)细胞中染色体数目=着丝粒(着丝点)数目,乙图中Ⅰ细胞有8条染色体,处于有丝分裂后期;细胞Ⅱ的着丝粒(着丝点)排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;Ⅱ细胞染色体与核DNA数量是1∶2,对应丙图的①。
(3)分析题图,图乙②中没有b,所以b代表染色单体,①中a:c=1:2,②中a:c=1:1,所以abc分别表示染色体、染色单体和DNA。
(4)从图中可见,母细胞和子细胞中核DNA的数量是相同的,有丝分裂过程亲代细胞的染色体经复制以后,平均分配到两个子细胞中去,由于染色体上有遗传物质,所以使前后代保持遗传性状的稳定性。
29.(24-25高一上·山东威海·期末)将某动物细胞(2n=16)放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间后,再移至普通培养基中培养,不同时间取样后进行放射自显影,在显微镜下观察,实验现象及结果分析如下表所示。
取样时间(h)
实验现象及结果分析
1
部分细胞的细胞核开始被标记
3
部分被标记细胞开始进入分裂期
5
部分被标记细胞的着丝粒开始分裂
6
部分被标记细胞分裂成两个子细胞
13
部分被标记细胞第二次进入分裂期
。。。
被标记细胞的比例在减少
100
被标记细胞的数目在减少
(1)该动物细胞为分裂期做物质准备的时间为 h,该时期细胞内发生的物质变化是 。
(2)3h时判断细胞进入分裂期的依据是 ,此时细胞中有 条染色体。该部分细胞在4h时染色体:染色单体:核DNA= 。
(3)6h时被标记细胞分裂成两个子细胞的方式是 ,该方式与植物细胞不同的结构基础是该细胞无 。
(4)100h时被标记细胞数目减少的原因最可能是 。它对于该动物完成正常生长发育、维持内部环境的稳定以及 起着关键的作用。
【答案】(1) 7 DNA的复制
(2) 核膜、核仁消失,出现染色体和纺锤体 16 16:32:32
(3) 细胞膜从细胞的中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分 细胞壁
(4) 细胞凋亡 抵御外界各种因素干扰
【详解】(1)取样时间为6h时,部分被标记细胞分裂成两个子细胞,取样时间为13h时,部分被标记细胞第二次进入分裂期,中间为分裂间期,持续7h,主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。
(2)取样时间为3h时,核膜、核仁消失,出现染色体和纺锤体,可以据此判断细胞进入分裂期,此时细胞中有染色体16条。该部分细胞在4h时处于有丝分裂中期,染色体:染色单体:核DNA=16:32:32。
(3)此细胞为动物细胞,6h时细胞进入末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分,细胞分裂成两个细胞。植物细胞是在赤道板的位置出现一个细胞板,细胞板逐渐扩展,形成新的细胞壁;动物细胞没有细胞壁,分裂方式不一样。
(4)100h时被标记细胞数目减少的原因最可能是发生了细胞凋亡,是细胞自动结束生命的过程,对于它对于该动物完成正常生长发育、维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素干扰起着关键作用。
30.(24-25高一上·山东德州·期末)甲状腺激素是由甲状腺滤泡上皮细胞分泌的有机物,甲图表示该细胞中与甲状腺激素合成和分泌有关的物质跨膜运输情况。乙图表示不同物质的运输速率与浓度的关系。
(1)据图甲可知,细胞外的含量高于甲状腺滤泡上皮细胞内的,判断依据是 ,该浓度差对于甲状腺激素合成的意义是 。与甲状腺球蛋白先从甲状腺滤泡上皮细胞运出,结合成碘化甲状腺球蛋白后,再以 的方式进入细胞,经过上述过程,该细胞的细胞膜面积 (填“增大”“减小”或“基本不变”)。
(2)从甲状腺滤泡上皮细胞运出的方式对应图乙的曲线 ,判断依据是 。
(3)当使用某毒素处理离体的甲状腺滤泡上皮细胞后,发现的吸收速率显著降低,而对等物质的吸收没有影响,其原因可能是 。
【答案】(1) 从甲状腺滤泡上皮细胞运出需要消耗ATP,是逆浓度梯度进行的 该浓度差为甲状腺滤泡上皮细胞吸收提供能量,I是合成甲状腺激素的原料 胞吞 基本不变
(2) I 从甲状腺滤泡上皮细胞中是顺浓度梯度运出的,不需要消耗能量,与浓度的变化无关
(3)该毒素只影响细胞膜上转运蛋白的数量或活性
【详解】(1)据图甲可知,Na+从甲状腺滤泡上皮细胞运出需要消耗ATP,说明该运输方式是主动运输,主动运输方式是逆浓度梯度进行的。据图甲可知,I-与Na+协同运输进入细胞,Na+浓度差为甲状腺滤泡上皮细胞吸收 I− 提供能量,I是合成甲状腺激素的原料,有利于甲状腺激素的合成。碘化甲状腺球蛋白是大分子物质,大分子物质以胞吐的方式进出细胞。据图甲可知,碘化甲状腺球蛋白以胞吐的方式运输时,囊泡的膜与细胞膜融合,增大了细胞膜的面积。
(2)据图甲可知,I-与Na+协同运输进入细胞,Na+浓度差为甲状腺滤泡上皮细胞吸收 I− 提供能量,可知I-进入细胞是主动运输方式,细胞外I-浓度低于细胞内I-浓度。故I- 从甲状腺滤泡上皮细胞中是顺浓度梯度运出的,不需要消耗能量,与 O2 浓度的变化无关,对应图乙的曲线I。
(3)依题意,毒素处理离体的甲状腺滤泡上皮细胞后,Mg2+ 的吸收受影响,K+、I- 等物质的吸收没有影响,说明该影响因素具有特异性。故该毒素影响物质运输的转运蛋白,且只影响细胞膜上Mg2+ 转运蛋白的数量或活性,不影响K+、I- 等的转运蛋白。
31.(24-25高一上·山东济宁·期末)入冬后,我国北方大部分植物体内会发生一系列适应低温的生理变化,抗寒力逐渐加强,该过程称为抗寒锻炼。少数植物体内会发生冰冻而受伤甚至死亡,这种现象称为冻害。关于冻害的机理,一是膜伤害假说,认为冰冻导致植物细胞膜系统受损,胞内物质外流,膜相关生理活动受损。二是硫氢基假说,认为是组织结冰脱水,蛋白质硫氢基(—SH)减少而二硫键(—S—S—)增加,当解冻再吸水时,蛋白质二硫键仍保存,膜蛋白功能丧失,细胞死亡。回答下列问题。
(1)检测发现进行抗寒锻炼的冬小麦细胞内总含水量降低,结合水相对含量升高。据此分析,抗寒锻炼后冬小麦细胞代谢水平 ,抗寒能力 。
(2)细胞的生物膜系统包括 等结构,按照膜伤害假说,推测植物细胞的细胞膜受损可以影响细胞膜 的功能。
(3)按照硫氢基假说,参与脱氢形成二硫键的硫氢基(—SH)位于氨基酸的 (填结构名称),二硫键(—S—S—)增加改变了蛋白质的 ,使其功能丧失。
(4)某研究小组将成熟的油料作物种子置于温度、湿度(加蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重,发现其脂肪含量逐渐减少,到第11天(d)时减少了90%,其干重变化如图所示。种子在萌发过程中干重增加的主要元素是 (填“C”、“N”或“O”)。实验第11d后,如果使萌发种子(含幼苗)的干重持续增加,必须提供的条件是 (填两个)。
【答案】(1) 下降 增强
(2) 细胞膜、细胞器膜、核膜 控制物质进出细胞
(3) R基(或:侧链基团) 空间结构
(4) O 适宜的光照、所需的矿质元素
【详解】(1)细胞中结合水比例升高时,细胞的代谢水平降低,抗寒能力增强。
(2)细胞的生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜、核膜;按照膜伤害假说,植物细胞的细胞膜受损可以影响细胞膜控制物质进出细胞的功能,其功能特性选择透过性丧失。
(3)脱氢形成二硫键的硫氢基(-SH)位于氨基酸的R基(或:侧链基团);蛋白质的结构决定功能,二硫键(-S-S-)增加改变了蛋白质的空间结构,使其功能丧失。
(4)细胞中含量最多的化合物是水,种子萌发时要吸收大量的水分,种子干重增加的主要原因是种子吸水之后将脂肪转化为糖类,故导致萌发种子干重增加的主要元素是O;种子萌发的幼苗与自然条件下萌发生长的幼苗相比,缺少的生命活动主要是矿质离子的吸收和光合作用,如果使萌发种子(含幼苗)的干重增加,幼苗必须进行光合作用,提供的条件是适宜的光照、所需的矿质元素。
32.(24-25高一上·山东烟台·期末)研究发现,细胞周期的控制有三个关键点:从G1期到S期、从G2期到M(分裂)期、从中期到后期。细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的黏连蛋白有关,蛋白质复合物(APC)、分离酶(SEP)和保全素(SCR)是调控染色体行为变化的关键因素,细胞分裂过程中三种物质的含量变化如图所示。
时期组别
G1期
S期
G2期
M期
对照组
34%
29%
28%
9%
实验组
34%
29%
34%
3%
(1)细胞分裂间期发生的主要变化是 。G2期细胞内染色体数、染色单体数和核DNA数的比值为 。
(2)APC是细胞周期从中期到后期的调控因子,SEP能将黏连蛋白水解,SEP的活性需要被严密调控,SCR能与SEP紧密结合,并充当假底物而阻断其活性。下列说法正确的是_________。
A.SCR和黏连蛋白的空间结构有局部相似之处
B.SCR和黏连蛋白竞争SEP的活性部位
C.细胞周期中SEP的含量和活性发生周期性的变化
D.抑制细胞中APC的活性,则细胞分裂会停留在中期
(3)据图中信息推测,APC调控细胞周期从中期到后期的机理是 。
(4)研究发现,Numb蛋白也参与细胞周期进程的调控。为了研究Numb蛋白的功能,研究者对实验组细胞(注射Numb蛋白抑制剂)和对照组细胞(不作处理)中处于各时期的细胞比例进行了统计,结果如表所示。据表分析,Numb蛋白与细胞分裂进入 期有关,依据是 。
【答案】(1) DNA的复制和有关蛋白质的合成 1∶2∶2
(2)ABD
(3)APC在分裂中期开始诱导SCR分解,使SEP恢复活性后分解黏连蛋白,为染色单体分开后向两极移动和核DNA均分做准备
(4) M(分裂) 抑制Numb蛋白的活性后,实验组中G2期细胞的比例明显高于对照组,而M期细胞比例明显低于对照组
【详解】(1)细胞分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段,要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,可分为 G1期、S期和G2期,其中DNA复制发生在S期,G2期细胞内染色体数、染色单体数和核DNA数的比值为1∶2∶2。
(2)A、SCR和黏连蛋白空间结构有局部相似之处,因为二者都可以与SEP结合,A正确;
B、SCR和黏连蛋白均可以与SEP结合,故二者竞争SEP的活性部位,B正确;
C、SEP作为催化剂参与酶促反应,在反应前后其含量和活性均不会发生改变,C错误;
D、APC是细胞周期从中期到后期的调控因子,抑制细胞中APC的活性,则细胞分裂会停留在中期,D正确。
故选ABD。
(3)APC是细胞周期从中期到后期的调控因子,SCR能与SEP紧密结合,并充当假底物而阻断其活性。分析图中信息可知,从中期到后期SCR含量明显降低,可推知APC在分裂中期开始诱导SCR分解,使SEP恢复活性后分解黏连蛋白,为染色单体分开后向两极移动和核DNA均分做准备
(4)分析图表可知,实验组细胞注射了Numb蛋白抑制剂,抑制了Numb蛋白活性。与对照组相比,实验组中G2期细胞的比例明显较高,而M期细胞比例明显较低,说明Numb蛋白与细胞分裂进入M期有关。
33.(24-25高一上·山东聊城·期末)PSⅡ和PSⅠ是色素和蛋白质的复合体,具有吸收、传递、转化光能的功能,如图甲所示。PSⅡ光复合体通过与光捕获蛋白(LHCⅡ)结合或分离来增强或减弱对光能的捕获,如图乙所示。回答下列问题:
(1)由图甲可知,PSⅡ和PSⅠ是位于 上的光复合体。其中,PSⅡ利用光能引发水的光解,其产物有H+和 ;PSⅠ将电子最终传递给 ,完成部分能量的转化。ATP合成酶既可以催化ATP的合成,还具有 的功能。
(2)LHCⅡ与PSⅡ光复合体的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。据图乙分析,与强光下相比,在弱光下LHC蛋白激酶的活性 ,此条件下,LHC蛋白激酶活性的转变对植物光合作用的影响是 。
(3)在弱光条件下PSⅡ光复合体对光能的捕获增强,但植物体对CO2的吸收速率仍然远低于强光条件下,分析其原因可能是 。
(4)研究发现光合作用产物需要不断运输到果实或根部等器官储存,若叶片中糖类输出障碍则会导致气孔开放程度降低,进而致使光合速率下降。请以发育出块状茎的红薯为实验材料,设计简单实验方案验证光合产物的运输对光合速率的影响: 。(对光合速率测定方法不作具体要求)
【答案】(1) 类囊体膜 O2、电子 NADP+/氧化型辅酶Ⅱ 转运H+
(2) 减弱 弱光下,叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性减弱,有利于LHCⅡ与PSⅡ光复合体结合,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强,有利于植物弱光下光合作用的进行
(3)弱光条件下,PSⅡ光复合体捕获的光能有限,光反应较弱,导致C3还原受限,C5生成速率下降,CO2吸收与固定速率下降
(4)取大小相同、长势良好的红薯若干均分为甲、乙两组,甲组摘掉部分地下块状茎,乙组不作处理,放在适宜条件下培养,一段时间后观察叶片气孔开放度并比较两组红薯光合速率的大小
【详解】(1)PSⅡ和PSⅠ具有吸收、传递、转化光能的功能,说明其位于叶绿体的类囊体薄膜上。PSⅡ利用光能引发水的光解,其产物有H+和O2、电子;PSⅠ将电子最终传递给NADP+,完成部分能量的转化。ATP合成酶既可以催化ATP的合成,还具有转运H+的功能。
(2)据题意可知,PSⅡ光复合体上的光捕获蛋白(LHCI),通过与PSⅡ光复合体结合或分离来增强或减弱对光能的捕获,弱光下,叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性减弱,有利于LHCⅡ与PSⅡ光复合体结合,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强,利于植物弱光下光合作用的进行。
(3)弱光下,虽然PSⅡ光复合体对光能的捕获增强,但弱光条件下,PSⅡ光复合体捕获的光能有限,光反应较弱,光反应产物少,导致C3还原受限,固定CO2的原料C5不足,使暗反应消耗的CO2减少。
(4)该实验的自变量是糖类输出情况,因变量是叶片气孔导度和光合速率。实验设计:取大小相同、长势良好的红薯若干均分为甲、乙两组,甲组摘掉部分地下块状茎,乙组不作处理,放在适宜条件下培养,一段时间后观察叶片气孔开放度并比较两组红薯光合速率的大小。
34.(24-25高一上·山东菏泽·期末)在高渗环境中,人体细胞由于失水,细胞膜由正常的位置Ⅰ收缩至位置Ⅱ,细胞体积减小后会通过 RVI 机制恢复正常。RVI 过程中,主要涉及细胞内外的H2O及Na+、K+、H+、Cl-、五种无机盐离子流入和流出的调节过程,如图1所示,其中 A、B、C为三种转运蛋白。将此类细胞置于某溶液中,在一段时间内统计细胞相对体积的变化曲线如图2所示。回答下列问题:
(1)RVI过程中,水分子借助水通道蛋白进入细胞的跨膜运输方式是 ,除此之外,水分子还可以通过 的方式进入细胞。
(2)除转运蛋白A、B、C外,细胞膜上还存在一种能维持细胞内外Na+、K+浓度差的载体蛋白(钠钾泵),钠钾泵既能运输Na+和K+又能催化 ATP 的水解。细胞膜内的Na+与钠钾泵结合后,ATP分子中的 脱离下来与钠钾泵结合,使钠钾泵发生 ,导致其空间结构发生变化,向膜外侧释放 Na+接着K+与钠钾泵结合后促使其去磷酸化,使其构象恢复原状,向膜内侧释放K+,据此推测,细胞外Na+浓度 (填“大于” “等于”或“小于”)细胞内 Na+浓度;细胞外 K+浓度 (填“大于” “等于”或“小于”)细胞内K+浓度。
(3)RVI过程中,转运蛋白 A 依赖于钠钾泵建立的Na+浓度梯度将Na+、K+、Cl-运进细胞,转运蛋白B每次运进 1个Na+就运出1个H+,转运蛋白C每次运进1个Cl⁻就运出1个据此推测,图2中的某种转运蛋白抑制剂中的“某种转运蛋白”指的是A、B、C中的哪种? 。
【答案】(1) 协助扩散 自由扩散
(2) 磷酸基团 磷酸化 大于 小于
(3) A
【详解】(1)水分子借助水通道蛋白进入细胞的跨膜运输方式是协助扩散。因为协助扩散是指物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式,水分子借助水通道蛋白进入细胞符合协助扩散的特点。除此之外,水分子还可以通过自由扩散的方式进入细胞,自由扩散是指物质通过简单的扩散作用进出细胞,水分子可以自由地通过细胞膜磷脂双分子层进行扩散;
(2)由题意可知,细胞膜内的Na+与钠钾泵结合后,ATP分子中的末端磷酸基团脱离下来与钠钾泵结合,使钠钾泵发生磷酸化,导致其空间结构发生变化,向膜外侧释放Na+,接着K+与钠钾泵结合后促使其去磷酸化,使其构象恢复原状,向膜内侧释放K+。由于钠钾泵不断将细胞内的Na+泵出细胞,将细胞外的K+泵入细胞,所以细胞外Na+浓度大于细胞内Na+浓度,细胞外+浓度小于细胞内K+浓度。
(3)加入某种转运蛋白抑制剂后,细胞体积不能恢复,而转运蛋白 A 依赖于钠钾泵建立的钠电化学梯度将 Na⁺、K⁺、Cl⁻运进细胞,若抑制了转运蛋白 A,则无法建立钠电化学梯度,其他转运也会受影响,导致细胞体积不能恢复。 所以图 2 中的某种转运蛋白抑制剂中的“某种转运蛋白”指的是 A。
35.(24-25高一上·山东潍坊·期末)制作并观察洋葱根尖有丝分裂的装片,部分细胞的分裂状态如甲图所示。乙图表示洋葱根尖处于细胞周期各阶段一条染色体上DNA相对含量的变化。
(1)观察洋葱根尖细胞有丝分裂的过程,需观察 区的细胞,该区细胞的特点是 。
(2)在你的观察结果中处于 (填甲图中序号)时期的细胞最多,原因是 。
(3)图甲中②对应图乙的 段(用字母表示)。图乙中cd段产生的原因是 。
(4)某学习小组配制不同溶液,分别培养洋葱根尖24小时后制成临时装片,观察不同处理方法对洋葱根尖细胞有丝分裂指数的影响,结果如表(有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞总数×100%)。
组别
对照组
0.1%的氟化钠溶液
0.1%的秋水仙素
有丝分裂指数(%)
13.42
11.78
?
实验中对照组的处理是用 培养洋葱根尖。经0.1%的氟化钠溶液处理可使有丝分裂指数下降,其原因可能是氟化钠能抑制 ,从而使更多细胞停留在分裂间期。已知秋水仙素可抑制纺锤体形成,据此推测,与对照组相比,经秋水仙素处理的实验组有丝分裂指数将 。
【答案】(1) 分生 细胞呈正方形,排列紧密
(2) ⑤ 细胞周期的大部分时间处于分裂间期
(3) bc 着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体
(4) 清水 DNA的复制和蛋白质的合成 变大
【详解】(1)观察洋葱根尖细胞有丝分裂的过程,需观察分生区的细胞,因为分生区细胞具有分裂能力,其特点是细胞呈正方形,排列紧密。
(2)在观察结果中处于⑤时期的细胞最多,原因是细胞周期的大部分时间处于分裂间期,而⑤时期的细胞处于分裂间期,所以数量最多。
(3)图甲中②表示有丝分裂中期,对应图乙的bc段,因为bc段每条染色体上含有2个DNA分子,代表有丝分裂前期和中期。图乙中cd段产生的原因是着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,导致每条染色体上的DNA含量由2变为1。
(4)该实验的自变量是溶液的种类(氟化钠溶液和秋水仙素溶液),因此对照组的处理是用清水培养洋葱根尖细胞。细胞分裂间期主要是DNA复制和蛋白质合成,经0.1%的氟化钠溶液处理后,有丝分裂指数下降可能是因为氟化钠能抑制DNA复制和有关蛋白质的合成,从而使更多细胞停留在分裂间期。秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,导致分裂期的细胞数目增多,因此,与对照组相比,经秋水仙素处理的实验组有丝分裂指数将变大。
36.(24-25高一上·山东滨州·期末)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料,设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的相对含量。处理方法和实验结果如下:
A组:先光照后黑暗,时间各为67.5s;光合作用产物的相对含量为50%。
B组:_______,每次光照和黑暗的时间各为7.5s;光合作用产物的相对含量为70%。
C组:光照和黑暗交替处理,先光照后黑暗,每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组):______,光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题:
(1)该实验的自变量是 。将上述实验步骤补充完整:B组: ,D组: 。
(2)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量 (填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是 。
(3)C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不直接依赖 ,这些反应发生的部位是 。
(4)A、B、C三组处理相比,光合产物的相对含量逐渐提高,说明 。
【答案】(1) 光照和黑暗的交替频率 先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理 光照时间为135s
(2) 高于 由于C组只用了D组光照时间的一半,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%,所以单位光照时间内,C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量
(3) 光照 叶绿体基质
(4)随着光照和黑暗交替频率的增加使光下产生的ATP和还原性辅酶Ⅱ能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量
【详解】(1)分析题目可知,是在探究不同光照处理对植物光合作用的影响,A、B、C组光照和黑暗交替频率不同,所以实验的自变量是“光照和黑暗的交替频率”。从题目条件可知,A组是先光照后黑暗,时间各为67.5s,所以B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理;D组作为对照组应该光照时间为135s,光合作用产物的相对含量为100%。
(2)C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%,所以单位光照时间内,C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量。
(3)C组和D组实验结果表明光合作用有些反应不依赖光照,这些反应是暗反应,暗反应的场所是叶绿体基质。
(4)A、B、C三组处理相比,光合产物相对含量逐渐提高,是因为随着光照和黑暗交替频率的增加,光下产生的ATP和还原性辅酶Ⅱ能及时被利用与再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。
37.(24-25高一上·山东淄博·期末)镁是植物生长的必需元素,对植物生长发育至关重要,叶绿体中的Mg2+浓度通常比细胞质基质中高几十倍。植物缺镁会导致生长缓慢,叶片呈黄色。下图表示植物叶肉细胞的Mg2+转运机制。
(1)外界Mg2+浓度过高时,Mg2+经通道蛋白NSCCs转入叶肉细胞,此时Mg2+进入细胞的方式是 ,影响其转运速率的因素是 。
(2)游离于细胞质基质中的Mg2+,进入叶绿体的方式是 。液泡通过MHX蛋白摄取Mg2+的动力来自 。
(3)在叶片中,Mg2+参与构成光合色素,体现了无机盐的功能是 ,含有Mg2+的色素主要吸收的光是 。提取叶片中的光合色素常用的溶剂是 。
(4)土壤中营养元素间存在相互作用,其它阳离子会影响植物对Mg2+的吸收。在含Mg2+的培养液中添加Ca2+和K+进行实验,一段时间后检测大麦根系和地上部的Mg2+含量,结果如图。农业生产中,常施用钾肥。根据所学知识结合本实验,推测过量施用钾肥造成作物减产的原因可能是 (写出2点即可)。
【答案】(1) 协助扩散/易化扩散 细胞膜内外Mg2+浓度梯度的大小和NSCCs的数量和活性
(2) 主动运输 H+浓度差产生的电化学势能
(3) 作为细胞中化合物的重要组成成分 红光和蓝紫光 无水乙醇
(4)大量施用钾肥,造成植物细胞外渗透压过高,植物失水影响生命活动;抑制植物对Mg2+的吸收,叶绿素含量降低,光合作用强度降低,造成减产
【详解】(1)Mg2+经通道蛋白NSCCs顺浓度梯度(外界浓度过高)进入细胞,属于协助扩散(易化扩散)。协助扩散受浓度差、转运蛋白数量和活性影响,因此影响其转运速率的因素是细胞膜内外Mg2+浓度梯度的大小和NSCCs的数量和活性。
(2)叶绿体中的Mg2+浓度通常比细胞质基质中高几十倍,则游离于细胞质基质中的Mg2+进入叶绿体为逆浓度梯度运输,故方式为主动运输。液泡膜上MHX蛋白转运Mg2+与H+顺浓度梯度运输相关,利用H+浓度差产生的电化学势能来运输Mg2+。
(3)Mg2+是叶绿素(光合色素)组成成分,体现了无机盐作为细胞中化合物的重要组成成分的功能。叶绿素含有Mg2+,主要吸收红光和蓝紫光。光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇,用于提取 。
(4)大量施用钾肥,造成植物细胞外渗透压过高,细胞外溶液浓度大于细胞液导致植物失水,进而影响生命活动(如吸收水分、矿质元素等);根据实验结果可知,K+会抑制植物根系对Mg2+吸收,而Mg2+是叶绿素的组成成分之一,则叶绿素含量降低,叶绿素参与光反应阶段,进而导致光合作用强度降低,造成减产。
38.(24-25高一上·山东烟台·期末)番茄成熟过程中,呼吸速率首先降低,然后会出现呼吸高峰,之后又下降,随后果实即进入衰老阶段。图1为番茄果实细胞呼吸过程相关物质变化示意图,其中①~④为生理过程,A~E为相关物质。图2为不同气体条件下贮藏的番茄果实(果皮绿色时采摘)在成熟过程中CO2生成速率的变化曲线。
(1)图1中的C物质是 ,C可参与②③过程,其作用分别是 ;④过程的发生场所是 。
(2)图2实验的自变量有CO2浓度、 ;该实验可根据CO2使 溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标,检测呼吸作用强度,但不能用是否释放CO2作为判断番茄果实细胞呼吸类型的依据,理由是 。
(3)与对照组相比,图2实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是 。请据此研究结果,提出延迟番茄果实成熟的合理方法: 。
【答案】(1) NADH([H]) 还原丙酮酸、与O2结合生成水 线粒体基质
(2) O2浓度和采摘后的天数 溴麝香草酚蓝 番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2
(3) 采摘后呼吸速率降低,呼吸速率下降时间晚于对照组,回升后没有出现明显呼吸高峰 提高CO2浓度和降低O2浓度
【详解】(1)分析题图1可知,图1中的A物质为丙酮酸,C物质是NADH([H]),②为无氧呼吸第二阶段,③表示有氧呼吸第三阶段,④为有氧呼吸第二阶段,NADH([H])参与②③过程,其作用分别是还原丙酮酸、与O2结合生成水。④过程的发生场所是线粒体基质。
(2)图2为不同气体条件下贮藏的番茄果实(果皮绿色时采摘)在成熟过程中CO2生成速率的变化曲线,分析题图2可知,实验的自变量有CO2浓度、O2浓度和采摘后的天数,因变量为CO2生成速率,可使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,原理是CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,用时越短,CO2生成越多。检测呼吸作用强度,由于番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2,故不能用是否释放CO2作为判断番茄果实细胞呼吸类型的依据。
(3)分析题图2可知,实验组番茄果实采摘后呼吸速率降低,呼吸速率下降时间晚于对照组,回升后没有出现明显呼吸高峰。因此为延迟番茄果实成熟,可以采用提高CO2浓度和降低O2浓度的方式。
39.(24-25高一上·山东枣庄·期末)生物兴趣小组的同学利用菠菜为主要材料进行了下列实验,回答相关问题:
(1)以菠菜叶片为实验材料,借助高倍显微镜欲观察叶绿体和细胞质的流动情况,需取菠菜叶 (上表皮或下表皮)并稍带些叶肉部分,用于制作临时装片,可以用 的运动作为细胞质流动的标志。
(2)为了探究菠菜根细胞中是否有脂肪,可将菠菜根切薄片后置于载玻片上,吸去材料表面的清水,滴加 进行染色。用50%酒精洗去浮色,并制成临时装片。若在显微镜下观察到有 色颗粒,则说明菠菜根细胞中有脂肪。
(3)观察菠菜根尖分生区细胞的有丝分裂时,先在 下观察,找到分生区,分生区细胞特点是 。
(4)为了探究植物体呼吸强度的变化规律,研究人员在不同的温度和不同的氧含量下,测定了菠菜叶的二氧化碳释放量,其数据如下表所示(表中为相对值)。请据其分析回答:
O2含量
CO2释放量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.6
32.6
20℃
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
67.2
30℃
59.8
21.4
8.8
56.6
100
102
40℃
48.2
17.3
7.1
42.4
74.2
73.5
该实验数据需要在 条件下测得的,就表中数据分析,蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是温度、氧含量分别为 ,此条件下植物细胞的呼吸方式是 。
【答案】(1) 下表皮 叶绿体
(2) 苏丹Ⅲ 橘黄色
(3) 低倍镜 呈正方形排列紧密
(4) 黑暗(遮光) 3℃3.0% 无氧呼吸和有氧呼吸
【详解】(1)以菠菜叶片为实验材料,借助高倍显微镜欲观察叶绿体和细胞质的流动情况,需取菠菜叶下表皮并稍带些叶肉部分,因为下表皮容易撕取,且接近下表皮细胞的叶肉细胞体积较大;用于制作临时装片,可以用叶绿体的运动作为细胞质流动的标志,因为叶绿体有颜色。
(2)为了探究菠菜根细胞中是否有脂肪,可将菠菜根切薄片后置于载玻片上,吸去材料表面的清水,滴加苏丹Ⅲ进行染色。用50%酒精洗去浮色,并制成临时装片,若在显微镜下观察到呈橘黄色的颗粒,则说明菠菜根细胞中有脂肪。
(3)观察菠菜根尖分生区细胞的有丝分裂时,先在低倍镜下观察,找到分生区,因为分生区细胞在进行旺盛的细胞分裂过程;分生区细胞特点是,细胞呈正方形、排列紧密。
(4)为了探究植物体呼吸强度的变化规律,研究人员在不同的温度和不同的氧含量下,测定了菠菜叶的二氧化碳释放量(呼吸速率),为了避免光合作用对呼吸速率的干扰,该实验数据需要在黑暗(遮光)条件下测得的,就表中数据分析,蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是温度、氧含量分别为3℃、3.0%,此条件下植物细胞的呼吸速率最小,此时植物细胞的呼吸方式是无氧呼吸和有氧呼吸。
40.(24-25高一上·山东临沂·期末)科研人员以某高等绿色植物为实验材料,探究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如下表,其中气孔导度表示气孔的开放程度。
组别
叶绿素含量
(mg·g-1)
气孔导度
(mmol·m-2.s-1)
胞间CO2浓度
μmol·mol-1)
净光合速率
(μmol·m-2.s-l)
对照组
1.81
164.67
276.67
5.30
蓝光组
1.93
262.00
204.13
7.26
红光组
1.65
142.33
231.24
4.83
(1)植物吸收光能的4种色素分布在 ,其中叶绿素主要吸收的光有 。
(2)实验中对照组的处理是 ,由表中数据可知, 组对植物生长促进作用更佳,判断依据是 。
(3)据表分析,蓝光照射下植物气孔导度增加,但胞间CO2浓度降低,原因可能是 。
(4)若要进一步探究蓝光强度对该植物净光合速率的影响,请写出实验思路并预期实验结果。
实验思路: 。
预期结果: 。
【答案】(1) 类囊体薄膜上 蓝紫光和红光
(2) 用同等强度的自然光(白光)照射 蓝光 蓝光条件下净光合速率最大,积累的有机物最多
(3)蓝光条件下植物固定CO2的能力强
(4) 实验思路:设置一系列不同光照强度梯度的蓝光处理组,光照一段时间后,测定各组植物的净光合速率 预期结果:在一定范围内,随蓝光强度增大,植物净光合速率增大,蓝光强度增大到一定程度后,植物净光合速率不再增大
【详解】(1)植物吸收光能的色素是4种光合色素,分布在叶绿体的类囊体薄膜上,其中叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。
(2)本实验的自变量是不同光质,因此对照组应用同等强度的自然光(白光)照射处理。根据表格数据可知:蓝光条件下净光合速率最大,积累的有机物最多,因此蓝光组对植物生长促进作用更佳。
(3)蓝光照射下植物气孔导度增加那么进入细胞间的二氧化碳就会增多,但是胞间二氧化碳浓度降低,说明二氧化碳进入了细胞内参与光合作用,因此可以推测蓝光条件下植物固定CO2的能力强。
(4)探究蓝光强度对该植物净光合速率的影响,自变量是蓝光的强度,因变量是净光合速率,因此可以设置一系列不同光照强度梯度的蓝光处理组,光照一段时间后,测定各组植物的净光合速率。预期结果:在一定范围内,随蓝光强度增大,植物净光合速率增大,蓝光强度增大到一定程度后,植物净光合速率不再增大,还会受到其他因素的影响。
试卷第1页,共3页
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专题10 简答题必刷
1.(24-25高一上·山东淄博·期末)单糖A参与有机物组成的过程如图甲。图乙是真核细胞中一种由泛素(Ub)介导的异常蛋白降解途径,Ub是含有76个氨基酸残基的单链蛋白质。Ub依次经酶E1、E2和E3转交给异常蛋白,完成对异常蛋白的泛素化修饰,异常蛋白最终被蛋白酶体降解。
(1)若单糖A为葡萄糖,则由其缩合形成的生物大分子②有 (写出3种即可),物质①可以用 试剂检测,实验现象是出现 。
(2)若单糖A为核糖,碱基为腺嘌呤,则小分子物质③可能是 (写出2种即可)。若单糖A为脱氧核糖,则以物质③为基本单位的大分子有机物的基本骨架由 构成。
(3)构成Ub的氨基酸之间通过 的结合方式形成肽键。E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作用不同,从结构上分析,原因可能是形成这些酶的 以及肽链的空间结构都有差异。
(4)异常蛋白降解途径中,Ub的作用是 。异常蛋白进入蛋白酶体前,Ub会与其分离,意义是 。
2.(24-25高一上·山东枣庄·期末)如图1是分泌蛋白的合成、加工、分泌过程示意图,其中a、b、c、d表示细胞器,图2表示某细胞的亚显微结构模式图,1—7表示细胞结构,请据图回答下列问题。
(1)图1中参与构成生物膜系统的细胞器是 (填图1中字母),在结构上可以与细胞膜、核膜直接相连的是 (填图1中字母)。
(2)细胞膜分泌3H—X的方式是 ,此方式 (填“消耗”或“不消耗”)能量。
(3)若图2是能分泌胰岛素的胰岛B细胞,胰岛素加工、成熟最终是在图2中[ ] 完成。人和其他哺乳动物的胰岛素都由51个氨基酸构成,且氨基酸种类及蛋白质的空间结构大致相同,那么人和其他哺乳动物胰岛素的主要差别在于 ;胰岛素和其他激素一起维持人体血糖处于相对稳定状态,这体现了蛋白质具有 的功能。
(4)图2中的结构6对应图1中 (填图1中字母),其增大膜面积的方式是 。
3.(24-25高一上·山东烟台·期末)某油料作物种子中脂肪含量占种子干重的70%。为探究种子萌发过程中干重和脂肪含量的变化,研究者将收获后的干种子放在温度、水分、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的干重和脂肪含量,结果如图所示。
(1)为了观察种子中的脂肪,常用苏丹Ⅲ染液对种子胚乳切片染色,用体积分数为50%的酒精溶液 ,然后在显微镜下观察,可见 色的脂肪颗粒。
(2)油料作物种子萌发初期主要靠细胞内 等物质进行吸水,随着细胞内自由水和结合水比值 ,细胞代谢越旺盛。图中油料作物种子萌发初期干重增加,推测其主要原因是 ,导致干重增加的主要元素是 (填“碳”“氮”或“氧”)。
(3)图中BC段干重减少的原因是 。若C点之后干重开始增加,推测此时提供的条件是 。
4.(24-25高一上·山东临沂·期末)下图甲、乙是两类高等生物细胞的亚显微结构模式图,①~⑩表示细胞结构,据图回答下列问题。
(1)具有双层膜结构的细胞器有 (填写编号),④增大膜面积的方式是 。
(2)②表示的细胞器是 ,其作用是 。
(3)细胞代谢和遗传的控制中心是[ ] ,其功能的实现与该结构中的 密切相关。
(4)为研究分泌蛋白的合成和运输,向乙细胞中注射3H标记的亮氨酸,在该细胞结构中放射性出现的顺序依次是 (用→和编号表示)。
5.(24-25高一上·山东德州·期末)线粒体通过膜接触位点与多种细胞器直接相连,并相互作用形成线粒体互作网络,部分结构如图所示。研究发现,非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的发生与该网络的功能紊乱密切相关。
(1)已知白蛋白是肝脏细胞合成并分泌到血液的一种蛋白质,图中与其合成分泌有关的细胞器有 ,在其加工和运输过程中能够体现 系统在结构和功能上紧密联系。
(2)NAFLD的特征性病理表现之一是肝脏细胞中脂滴异常增多。脂滴的形成过程是:脂质首先在 中合成,然后以“出芽”的形式与膜分离成为成熟的脂滴,该过程体现了生物膜具有 性。
(3)研究发现,NAFLD的诱发与肝脏细胞中脂滴分解过程异常有关。已知脂滴分解过程依赖于线粒体互作网络,据图推测脂滴可能先与 相互融合,该细胞器内的脂肪酶能催化脂肪水解为 ,水解得到的产物再通过 之间的膜接触位点,进入线粒体氧化分解。
(4)进一步研究发现,膜接触位点中还存在受体蛋白。综上所述,膜接触位点的功能有 。
6.(24-25高一上·山东潍坊·期末)以碳链为骨架的生物分子是构成细胞生命大厦的基本框架。如图为细胞内部分有机化合物的概念图。
(1)若d是花生种子中的储能物质,则d是 ;若d在动物细胞膜上存在,而不存在于植物细胞膜上,人体内d的作用是 。
(2)两种氨基酸经脱水缩合形成二肽,其结构简式可表示为 。b的功能多样性与其结构多样性有关,其多样性的原因有 。
(3)HIV病毒(遗传物质为RNA)的遗传信息贮存在e中,e初步水解的产物是 ,若其彻底水解后,与ATP彻底水解产物的种类 (填“相同”或“不同”)。在小麦叶肉细胞中,f主要存在于 中。
(4)以下为淀粉合成的反应方程式,分为两步:
①葡萄糖-1-磷酸+ATP→ADP-葡萄糖+PPi
②ADP-葡萄糖+(葡萄糖)n→ADP+(葡萄糖)n+1
若c为一条有m个葡萄糖组成的直链淀粉,每在c末端聚合一个葡萄糖需要消耗磷酸基团的数目为 ,通过上述反应合成c脱去的水分子数目为 。
7.(24-25高一上·山东聊城·期末)植物细胞在高渗环境中体积减小后,会通过RVI机制恢复体积。RVI过程中,主要涉及细胞内外的H2O及Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入和流出的调节过程,如图1所示,其中A、B、C为三种转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中,用抑制剂DIDS处理后,测定细胞外pH的变化,如图2所示。溶液中HCO3-增加会升高溶液pH,而H+反之。
(1)由图1可知,在RVI过程中,存在水分子借助 进入细胞的现象,该结构发挥作用时,其特异性体现在 。
(2)据图2分析,DIDS是转运蛋白 (填“A”或“B”或“C”)的抑制剂。
(3)除转运蛋白A、B、C外,细胞膜上还存在一种转运Na+、K+的载体蛋白——钠钾泵,其既能运输Na+、K+,又能催化ATP的水解。请简述钠钾泵将Na+运出细胞的过程: 。
(4)RVI过程中,转运蛋白A依赖于钠钾泵建立的钠离子电化学梯度将Na+、K+、Cl-运进细胞,Cl-/HCO3-通过转运蛋白1:1反向运输,Na+/H+也是通过转运蛋白1:1反向运输,据此推测,细胞在高渗环境中体积减小后,通过RVI机制恢复体积主要依赖转运蛋白 (填“A”或“B”或“C”),理由是 。
8.(24-25高一上·山东枣庄·期末)如图甲是几种物质的跨膜运输方式,图乙中A为1 mmol/mL的葡萄糖(C6H12O6)溶液,B为1 mmol/mL的乳酸(C3H6O3)溶液,请据图回答以下问题:
(1)图甲中膜结构的基本支架是 ,K+和葡萄糖进入细胞的方式 (填“相同”或“不同”)。
(2)图乙中的液面不再变化时,左侧液面 (填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面,成熟植物细胞中的 相当于图乙中半透膜。
(3)ATP分子为主动运输供能的机制是:ATP分子水解释放的磷酸基团与载体蛋白结合,这个过程就是 ,从而导致载体蛋白的 发生改变并逆浓度运输相应的物质。
(4)甜菜和番茄等能耐受较高盐浓度的环境,一方面是因为它们主要通过 (方式)吸收盐离子然后将其积累在 (填细胞器)中,另一方面,是因为它们通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质,使细胞质的渗透压 ,从而防止细胞脱水。
9.(24-25高一上·山东临沂·期末)小肠上皮细胞能从肠腔吸收多种营养物质,并跨膜运输到体内,相关物质运输方式如图所示。
(1)小肠上皮细胞膜的基本支架为 ,该细胞面向肠腔的一侧形成很多突起,增加了细胞膜上 的数量,有利于细胞吸收营养物质。
(2)据图可知,小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+,使细胞内Na+浓度 (填“高于”或“低于”)细胞外,产生了Na+浓度差,肠腔内的葡萄糖借助该浓度差以 的方式进入小肠上皮细胞。若机体短暂供能不足,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率将 。
(3)水分子除以图中所示的方式运输外,还可通过 的方式运输,该过程中水分子 (填“需要”或“不需要”)与转运蛋白结合。
(4)图中多肽从肠腔进入小肠上皮细胞穿过了 层生物膜,该过程体现了细胞膜的结构特性是 。
10.(24-25高一上·山东威海·期末)甲状腺激素是由甲状腺滤泡上皮细胞分泌的一种含碘的氨基酸衍生物,其合成及分泌过程涉及多种细胞器及物质的参与,部分过程如下图所示,其中X代表某种细胞器,①和②分别代表协助碘离子和酪氨酸进入细胞内的某类物质,已知甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。
(1)碘离子在碘泵(图中①)的协助下进入甲状腺滤泡上皮细胞时 (填“需要”或“不需要”)消耗能量,判断依据是 ,该运输过程中碘泵 (填“发生”或“不发生”)自身构象的改变。
(2)酪氨酸进入甲状腺滤泡上皮细胞内,与其他氨基酸之间通过 (填具体结合方式)合成甲状腺球蛋白。若用18O标记酪氨酸的某个基团后发现合成甲状腺球蛋白的过程中产生了H218O,则被18O标记的酪氨酸分子上的基团是 。
(3)参与甲状腺球蛋白合成、运输和分泌过程的生物膜系统包括 。细胞骨架在甲状腺球蛋白的运输过程中发挥重要作用,除此之外,其还与 等生命活动密切相关。(答出2点)。
(4)碘化甲状腺球蛋白分解释放出甲状腺激素的过程需依赖于细胞器X中含有的多种水解酶,推测细胞器X应为 。甲状腺滤泡上皮细胞分泌的甲状腺激素随血液到达全身各处,与靶细胞细胞膜表面的受体结合,促进细胞代谢,上述过程体现了细胞膜具有 功能。
11.(24-25高一上·山东菏泽·期末)下面是用于探究酵母菌细胞呼吸方式的备选装置。
注:箭头表示气流方向
(1)根据实验目的选择装置,并将装置排序(同一装置数量不限,用箭头和图中序号填空):
①探究酵母菌有氧呼吸方式的装置: ;
②探究酵母菌无氧呼吸方式的装置: 。
(2)该实验的自变量是有无氧气,创设有氧条件的操作是:用橡皮球(或气泵)充气;创设无氧条件的操作是: 。
(3)该实验的因变量是有无酒精产生和 ,检测酒精的原理是 。
(4)该实验 (填“有”或“没有”)实验组和对照组之分,理由是 。
12.(24-25高一上·山东菏泽·期末)Fe3+通过运铁蛋白(主要由肝细胞分泌的一种糖蛋白)与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,最终以Fe2+形式进入细胞质基质,细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化,线粒体的嵴变少,甚至消失,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为铁死亡。相关部分过程如图所示(图中早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式)。据图思考回答:
(1)肝细胞合成的运铁蛋白将Fe3+转运至生长细胞内的过程,体现了细胞膜的功能有 。
(2)参与肝细胞中运铁蛋白合成和加工的具膜细胞器是 ,若要研究它的合成与加工路径,可选用3H标记的亮氨酸,选择亮氨酸的原因是 ,以保证合成运铁蛋白所利用的亮氨酸均来自标记的氨基酸。
(3)细胞质基质中的H+进入晚期内体的物质运输方式为 。哺乳动物生长细胞有氧呼吸的场所是 ,Fe2+过多直接影响有氧呼吸的第 阶段。
(4)从细胞凋亡的概念分析,铁死亡不属于细胞凋亡的原因是 。
13.(24-25高一上·山东淄博·期末)博山猕猴桃以其甜美的口感和丰富的营养价值已成为淄博一张靓丽的名片。淹水、干旱等胁迫是影响猕猴桃口感的重要原因。
(1)遇到淹水胁迫时,猕猴桃植株的根系易腐烂,可能的原因是 。猕猴桃植株地上部分以有氧呼吸为主,在有氧呼吸过程中,产生CO2的具体场所是 ,第 阶段产生的ATP最多。
(2)植物产生光合产物的器官称为“源”,而消耗或储存光合产物的器官称为“库”。猕猴桃叶片光反应阶段,将水分解为 等,形成ATP和NADPH,进而在暗反应中将CO2转变为有机物,其中 可以进入筛管转运至猕猴桃“库”中。
(3)活性氧是指植物光合作用和呼吸作用等过程中产生的自由基、H2O2等物质,这些物质可被相关的酶清除。发生淹水胁迫时,猕猴桃叶片中酶活性降低,叶片衰老、黄化。试分析叶片衰老与黄化的原因分别是 、 。
(4)研究人员将长势一致的猕猴桃分为4组,进行相关实验,测定叶片净光合速率(Pn),结果如图。复水是指恢复正常灌水,使其土壤含水量达到对照组的水平。
①图中Pn的观测指标是 。干旱处理组猕猴桃的Pn下降的主要原因是 。
②据图可知,干旱处理第6天复水更有利于猕猴桃恢复生长,依据是 。
14.(24-25高一上·山东威海·期末)黑白瓶法常用于研究浮游植物的生产量,某研究小组将等量的浮游植物置于若干个装满清水的黑白瓶中进行实验,其中白瓶完全透光,黑瓶完全不透光,结果如下图所示。
(1)影响浮游植物生产量的环境因素包括 。该实验的自变量是 。黑瓶在该实验中的作用是 。
(2)a光照强度下,白瓶中浮游植物24小时光合作用产生的O2量为 mg/L;该条件下,白瓶中的浮游植物 (填“能”或“不能”)生长,原因是 ;此时浮游植物叶肉细胞中产生ATP的场所有 。
(3)b光照强度下,白瓶中溶氧量高于原初溶氧量的原因是 ;此时浮游植物24小时的净生产量(用O2释放量表示)为 mg/L。
15.(24-25高一上·山东临沂·期末)脲酶是一种幽门螺杆菌能合成而人体不能合成的酶,该酶能催化尿素分解为氨和CO2。胃溃疡主要由幽门螺杆菌感染引起,诊断幽门螺杆菌感染的常用方法有13C呼气检测和胃镜活检。13C呼气检测是让待检者口服一定量的13C标记的尿素,约30分钟后收集待检者呼出的气体,检测是否含有13CO2胃镜活检是在胃镜下取胃黏膜活组织样本检测的方法。
(1)从细胞结构角度分析,幽门螺杆菌和胃黏膜细胞最主要的区别是 。
(2)脲酶的化学本质是 ,幽门螺杆菌中参与该酶合成的细胞器有 。
(3)根据待检者呼出的气体中是否含有13CO2,可以判断该个体是否感染幽门螺杆菌,原理是 。与胃镜活检相比,13C呼气检测的优势是 。
(4)研究表明,幽门螺杆菌的感染存在家族聚集性,可通过口-口、粪-口传播,请为人们预防幽门螺杆菌的感染提出合理化建议(至少答出两点) 。
16.(24-25高一上·山东潍坊·期末)长时间的高光照强度下,水稻会发生严重的光氧化(光诱导产生的大量活性氧等物质积累),严重影响叶绿体代谢活动,影响有机物合成,造成大幅度减产。在农业生产中发现,与野生型水稻(812S)相比,水稻光氧化突变体(812HS,H基因突变)在高光照强度下更易发生光氧化现象。为探究水稻光氧化的调控机制,科研人员测定了这两种水稻在低光强(10000 Lux)和高光强(40000 Lux 的)下的叶绿素含量、气孔导度、净光合作用速率等数据,结果如表所示(已知呼吸代谢不受影响)。
10000 Lux
40000 Lux
测量指标
叶绿素(mg.g-1)
气孔导度(μmol.m-2.s-1)
净光合速率(μmol.m-2.s-1)
叶绿素 (mg.g-1)
气孔导度 (μmol.m-2.s-1)
净光合速率(μmol.m-2.s-1)
812S
4.0
16.5
162
4.1
15.8
192
812HS
3.7
15.9
164
1.3
8.7
63
注:“Lux”表示光照强度,“气孔导度”指气孔的开放程度。
(1)该实验中的自变量除H基因外,还有 。将812HS植株从10000Lux移至40000Lux光照条件下,短时间内叶绿素含量变化不大,气孔导度变化明显,检测发现植株O2释放速率明显下降,据表推测原因为 。
(2)在高光强下野生型水稻(812S)仍然能较好的保持叶片绿色,而突变体 (812HS)叶片发生明显的失绿变黄现象。为解释此现象发生的原因,可以用 提取出叶片中的色素,并用 法分离出这两种品系叶片中所含色素的种类进行比较。从能量转化角度分析,光能被水稻叶绿体中光合色素吸收后转化为 。
(3)据表分析,高光强下突变体水稻净光合作用速率低于野生型水稻的原因是 。
17.(24-25高一上·山东德州·期末)图1和图2分别表示小麦和玉米进行光合作用的部分过程,其中玉米的光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。某研究小组测定了小麦和玉米在适宜温度和一定的浓度下,吸收速率随光照强度的变化情况,结果如图3所示。
(1)图1表示光合作用的 阶段,除图中所示物质,该阶段还需要 (答出两种)等物质的参与。
(2)夏季晴朗中午小麦的光合速率会明显降低,其原因是 。同样条件下,玉米的光合速率变化不大,已知玉米细胞的PEPC酶比Rubisco酶对的亲和力更强,据此推测其原因是 。
(3)据图3可知,当光照强度长期为X时,小麦细胞产生ATP的场所有 。当光照强度为时,限制玉米吸收速率的环境因素主要是 。假设一昼夜中光照时间为,当光照强度长期为时, (填“玉米”或“小麦”)不能正常生长。
18.(24-25高一上·山东菏泽·期末)科学家获得一种黄绿叶突变体(YG)水稻,YG 是由野生型(WT)水稻突变形成的。经研究发现在光照充足的条件下,CO2充足时,WT 和YG的光合速率差异不明显,CO2不足时,YG 的光合速率高于 WT。为了阐明YG 高光合速率的生理机制,科学家以WT 和 YG为材料,对其氧气释放速率以及两种光合关键酶(Rubisco和PEPC)活性等因素进行研究,结果如图1和图2.回答下列问题:
(1)水稻叶绿体中光反应发生的场所是 。光反应过程中光合色素能将光能转化为 中的化学能,为暗反应提供能量。
(2)研究发现:突变体的叶绿素a和叶绿素b的含量分别为野生型的61.3%和41.9%,类胡萝卜素含量相差不大,图1 是适宜温度和 CO2不足的条件下,测得野生型和突变体植株的 O2释放速率,其中曲线 (填“A”或“B”)代表突变体。在P 点时若突然增大光照强度,短时间内叶绿体中C3/C5的比值将 (填“变大” “不变”或“变小”)。P点时植株A产生O2的速率是 μmol∙m-2∙s-1
(3)进一步研究发现:在水稻暗反应的过程中,Rubisco 和PEPC 是催化(CO2固定的两种酶且PEPC与CO2的亲和力更强。野生型和突变体的两种酶活性比较结果见图2,从光合作用色素和固定CO2两种酶的角度综合分析,在光照充足和CO2不足时,突变体的光合速率高于野生型的原因是 。
(4)若给水稻植株提供H218O一段时间后其体内会出现C6H1218O6原因是 (用物质和箭头符号表示 C6H1218O6中18O出现的过程)。
19.(24-25高一上·山东济宁·期末)在植物叶肉细胞中会同时进行光合作用和呼吸作用两种生理过程。图1中①~⑤表示反应过程,A~L表示细胞代谢过程中的相关物质,a、b、c表示细胞的相应结构;图2表示某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势,其他条件相同且适宜。回答下列问题。
(1)图1中产生NADPH的过程是 (填标号),②过程中突然减少CO2的供应,短时间内物质F的含量将 (填“上升”、“下降”或“不变”),原因是 。
(2)图1中③④⑤过程均与NADH和ATP相关,NADH产生的场所为 (填字母),图示③④⑤过程中,过程 (填标号)ATP合成数量最多。
(3)图2温度超过b时,该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低,暗反应速率降低的原因可能是 。
(4)据图2推测,若温度长期维持在d,该植物体的干重会 (填“上升”、“下降”、“不变”),原因是 。
20.(24-25高一上·山东济南·期末)如图a是水稻的光合作用暗反应及相关过程示意图。在强光和高低条件下,叶绿体中的Rubisco酶既可催化RuBP与羧化反应进行卡尔文循环;又可催化RuBP与反应进行光呼吸。该酶促反应方向受和相对浓度的影响。据图回答下列问题:
(1)据图分析,参与光呼吸的细胞器有 ,参与光合作用的色素分布在 ,可用 (试剂)提取。
(2)Rubisco酶催化与反应生成的过程称为 ,为生成()的过程提供能量的物质是 。
(3)细胞中浓度倍增可以使光合产物的积累增加,原因是 。水稻通过光呼吸能增强对强光环境适应的机制是 。
(4)叶绿体内的值过高会导致自由基生成,这些自由基会进一步对叶绿体造成伤害,导致光合作用强度下降,出现光抑制现象。试简要阐述在干旱、高光照强度环境下,光呼吸对水稻的保护机制: (答出2点)。
21.(24-25高一上·山东济宁·期末)储存水果时应尽量降低其呼吸强度以减少有机物的消耗。为探究草莓的适宜储存条件,科研小组称取三等份同一品种、大小一致、成熟度相同的草莓分别装入容积相同的瓶内,密封后置于不同温度下储存,每隔12h测定各瓶中CO2的生成速率,结果如表。回答下列问题。
处理温度
不同时间测定的CO2生成速率(mL·kg-1·h-1)
12h
24h
36h
48h
60h
15℃
47
43
40
38
37
10℃
24
21
19
17
16
5℃
4.9
3.7
2.8
2.5
2.4
(1)草莓细胞有氧呼吸产生CO2的具体场所是 ,可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的产生,其颜色变化是 。
(2)进一步用CO2传感器测定草莓细胞的呼吸速率,发现与15℃相比,同一时间测量时5℃条件下草莓果实的CO2生成速率较低,原因是 ,实验期间,随着储存时间的增加,CO2生成速率持续降低,原因是 。
(3)检测发现,实验初期瓶中气体的压强基本不变,后期压强逐渐增大。推测草莓细胞进行了无氧呼吸,且无氧呼吸的产物是 。
(4)根据上述实验结果分析,在储存水果时,可以采取 等措施降低其呼吸强度,以减少有机物的消耗。
22.(24-25高一上·山东淄博·期末)自噬是一种细胞内的自我清理机制,细胞内衰老或损伤的细胞器可通过自噬被降解。下图表示细胞对衰老线粒体降解的自噬过程。
(1)研究发现,线粒体结构和功能异常可加速细胞衰老,细胞衰老时细胞核发生的变化是 。
(2)自噬泡膜和溶酶体膜可以融合的原因是 ,二者都属于细胞的 。
(3)衰老线粒体被降解后产物的去向是 。由此推测,当细胞养分不足时,细胞自噬作用可能会 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)溶酶体中含有多种 ,其在pH为5.0左右时活性最强。研究人员用pH敏感的绿色荧光染料(低pH条件下荧光发生淬灭)和pH抗性的红色荧光染料(pH对荧光强度无较大影响)标记某细胞的线粒体。在线粒体自噬开始前,可观察到线粒体同时发出绿色和红色荧光。自噬激活后,包裹了线粒体的自噬泡与溶酶体融合,若观察到自噬体 ,说明发生了线粒体自噬。
23.(24-25高一上·山东枣庄·期末)图甲为某高等动物体细胞有丝分裂部分时期的示意图,图乙表示该动物细胞分裂过程中,不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系,图丙表示该动物细胞在不同分裂时期每条染色体上的DNA含量变化。据图回答下列问题。
(1)图甲的细胞Ⅱ处于有丝分裂 期,判别理由是 。
(2)图乙中表示核DNA含量的是 (填字母);与2时期相对应的是图丙中的 段,此时细胞中有 条染色体。
(3)图甲细胞与玉米细胞的有丝分裂过程不同之处主要有两个,一是前期纺锤体由 形成,二是末期在细胞赤道面的位置没有出现 。
(4)完成一次分裂后,细胞的发育方向主要有两种可能,一种是可以继续分裂,另一种是经过细胞分化形成某种组织。分化后的细胞遗传物质 (有或没有)发生改变,细胞分化实质是细胞中 的结果。
24.(24-25高一上·山东聊城·期末)下图甲为某高等生物细胞有丝分裂示意图,图乙表示细胞有丝分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系。回答下列问题:
(1)用光学显微镜观察该植物根尖分生区细胞的有丝分裂,判断细胞分裂处于不同时期的依据是 ,在观察中发现视野中大多数细胞处于分裂间期,原因是 。
(2)在有丝分裂过程中动物细胞与该植物细胞的区别表现在 时期(填图甲的字母)。图甲中,与图乙的2时期相对应的细胞有 (填图甲的字母)。
(3)为了探究细胞周期运行的调控机制,研究人员取不同时期(G1为DNA合成前期、S为DNA合成期、G2为DNA合成后期、M表示分裂期)的细胞进行了融合实验,结果如表所示:
细胞融合的组合方式
融合细胞中的现象
S期细胞和G1期细胞
原G1期细胞核中DNA进行复制
M期细胞和G1期细胞
原G1期细胞中染色质出现凝缩
S期细胞和G2期细胞
原G2期细胞核中DNA没有启动复制
M期细胞和G2期细胞
原G2期细胞中染色质出现凝缩
下列推论正确的是_______。
A.S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子
B.M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子
C.若将M期细胞和S期细胞融合,则原S期细胞中染色质会出现凝缩
D.若将M期细胞和S期细胞融合,则原M期细胞染色体DNA会复制
(4)在有丝分裂过程中,通过 和 来保持亲代细胞与子代细胞之间的遗传稳定性。
25.(24-25高一上·山东威海·期末)光合作用原理的发现离不开多位科学家孜孜不倦的探索。
(1)1937年,植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液(其中有H2O,没有CO2)中加入铁盐或其他氧化剂,置于光照下可以释放出氧气。该实验说明离体叶绿体在适当条件下可以发生 。该实验 (填“能”或“不能”)说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水,原因是 。实验中铁盐相当于光反应中的 (填物质)。
(2)1941年,科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究光合作用中氧气的来源。其两组实验的处理分别是 。某研究小组给植物提供C18O2,一段时间后测量发现,该植物释放的氧气中含有18O。请推测出现该现象最可能的原因是 。
(3)1946年,科学家卡尔文供给小球藻持续的光照和14CO2.在光照处理30s后,发现小球藻细胞内含有14C的产物是C3、C5和葡萄糖;在光照处理5s后,14C出现在C5和葡萄糖中:在光照处理0.5s后,小球藻细胞中含有14C的产物只有C3.由此可以确定CO2转变为糖类的过程中物质转化的顺序是 。光照充足时,提高CO2浓度会使植物光合作用速率加快,研究小组将CO2浓度提高至两倍时,其他条件不变,发现光合作用速率并未增至两倍,此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是 (答出2点)。
26.(24-25高一上·山东临沂·期末)图甲为某同学做洋葱根尖细胞有丝分裂实验时观察到的图像,其分裂过程中核DNA与染色体的数目比如图乙。
(1)制作根尖细胞有丝分裂装片时,用盐酸和酒精混合液将根尖解离处理后,需用 漂洗,目的是 。
(2)洋葱根尖细胞有丝分裂的顺序依次是 (用图甲中的序号和箭头表示),观察染色体的最佳时期是 (用图甲中的序号表示)。
(3)图甲1~5中处于图乙DE段的有 ,此时细胞内染色体、核DNA、染色单体的数目之比为 。
(4)细胞有丝分裂的意义是 。
27.(24-25高一上·山东德州·期末)图1表示酵母菌细胞在进行有丝分裂时,某染色体在分配过程中的部分移动路径,表示细胞中的不同位置。
(1)在有丝分裂的 期,染色体由A移动到B,此时染色体数:核DNA数:染色单体数= 。
(2)染色体从B移向C、D后,细胞内染色体数目发生的变化为 ,原因是 。
(3)如果着丝粒分裂异常,导致一对姐妹染色单体提前分离,分开的染色体会随机被牵引到细胞的某一极,这样形成的酵母菌子细胞中染色体数目可能为 条。
(4)在有丝分裂的过程中,纺锤丝与着丝粒的连接有时也会发生错误,如图2所示。据图分析,一条染色体发生同极连接时,该酵母菌细胞经有丝分裂形成的具有正常染色体数目的子细胞为 个,理由是 。
(5)在有丝分裂过程中,亲代细胞的染色体经过复制之后,可精确地均分到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因此有丝分裂的重要意义是 。
28.(24-25高一上·山东济南·期末)甲图为连续分裂的细胞不同时期核DNA含量的测定结果,乙图为该细胞有丝分裂部分时期的示意图;丙图表示该生物的细胞分裂过程中,不同时期内核DNA含量、染色体、染色单体的关系。请据图回答下列问题:
(1)甲图中一个完整的细胞周期是 (用字母表示)段,ab段中曲线上升的原因是 。
(2)乙图中Ⅰ细胞有 条染色体,Ⅱ细胞处于有丝分裂 期.判断依据是 。Ⅱ细胞染色体与核DNA数量变化对应丙图中 (填“①”或“②”)
(3)丙图中a表示的结构是 ,判断理由为 。
(4)从图中可见,母细胞和子细胞中核DNA的数量是 的,其意义是 。
29.(24-25高一上·山东威海·期末)将某动物细胞(2n=16)放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间后,再移至普通培养基中培养,不同时间取样后进行放射自显影,在显微镜下观察,实验现象及结果分析如下表所示。
取样时间(h)
实验现象及结果分析
1
部分细胞的细胞核开始被标记
3
部分被标记细胞开始进入分裂期
5
部分被标记细胞的着丝粒开始分裂
6
部分被标记细胞分裂成两个子细胞
13
部分被标记细胞第二次进入分裂期
。。。
被标记细胞的比例在减少
100
被标记细胞的数目在减少
(1)该动物细胞为分裂期做物质准备的时间为 h,该时期细胞内发生的物质变化是 。
(2)3h时判断细胞进入分裂期的依据是 ,此时细胞中有 条染色体。该部分细胞在4h时染色体:染色单体:核DNA= 。
(3)6h时被标记细胞分裂成两个子细胞的方式是 ,该方式与植物细胞不同的结构基础是该细胞无 。
(4)100h时被标记细胞数目减少的原因最可能是 。它对于该动物完成正常生长发育、维持内部环境的稳定以及 起着关键的作用。
30.(24-25高一上·山东德州·期末)甲状腺激素是由甲状腺滤泡上皮细胞分泌的有机物,甲图表示该细胞中与甲状腺激素合成和分泌有关的物质跨膜运输情况。乙图表示不同物质的运输速率与浓度的关系。
(1)据图甲可知,细胞外的含量高于甲状腺滤泡上皮细胞内的,判断依据是 ,该浓度差对于甲状腺激素合成的意义是 。与甲状腺球蛋白先从甲状腺滤泡上皮细胞运出,结合成碘化甲状腺球蛋白后,再以 的方式进入细胞,经过上述过程,该细胞的细胞膜面积 (填“增大”“减小”或“基本不变”)。
(2)从甲状腺滤泡上皮细胞运出的方式对应图乙的曲线 ,判断依据是 。
(3)当使用某毒素处理离体的甲状腺滤泡上皮细胞后,发现的吸收速率显著降低,而对等物质的吸收没有影响,其原因可能是 。
31.(24-25高一上·山东济宁·期末)入冬后,我国北方大部分植物体内会发生一系列适应低温的生理变化,抗寒力逐渐加强,该过程称为抗寒锻炼。少数植物体内会发生冰冻而受伤甚至死亡,这种现象称为冻害。关于冻害的机理,一是膜伤害假说,认为冰冻导致植物细胞膜系统受损,胞内物质外流,膜相关生理活动受损。二是硫氢基假说,认为是组织结冰脱水,蛋白质硫氢基(—SH)减少而二硫键(—S—S—)增加,当解冻再吸水时,蛋白质二硫键仍保存,膜蛋白功能丧失,细胞死亡。回答下列问题。
(1)检测发现进行抗寒锻炼的冬小麦细胞内总含水量降低,结合水相对含量升高。据此分析,抗寒锻炼后冬小麦细胞代谢水平 ,抗寒能力 。
(2)细胞的生物膜系统包括 等结构,按照膜伤害假说,推测植物细胞的细胞膜受损可以影响细胞膜 的功能。
(3)按照硫氢基假说,参与脱氢形成二硫键的硫氢基(—SH)位于氨基酸的 (填结构名称),二硫键(—S—S—)增加改变了蛋白质的 ,使其功能丧失。
(4)某研究小组将成熟的油料作物种子置于温度、湿度(加蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重,发现其脂肪含量逐渐减少,到第11天(d)时减少了90%,其干重变化如图所示。种子在萌发过程中干重增加的主要元素是 (填“C”、“N”或“O”)。实验第11d后,如果使萌发种子(含幼苗)的干重持续增加,必须提供的条件是 (填两个)。
32.(24-25高一上·山东烟台·期末)研究发现,细胞周期的控制有三个关键点:从G1期到S期、从G2期到M(分裂)期、从中期到后期。细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的黏连蛋白有关,蛋白质复合物(APC)、分离酶(SEP)和保全素(SCR)是调控染色体行为变化的关键因素,细胞分裂过程中三种物质的含量变化如图所示。
时期组别
G1期
S期
G2期
M期
对照组
34%
29%
28%
9%
实验组
34%
29%
34%
3%
(1)细胞分裂间期发生的主要变化是 。G2期细胞内染色体数、染色单体数和核DNA数的比值为 。
(2)APC是细胞周期从中期到后期的调控因子,SEP能将黏连蛋白水解,SEP的活性需要被严密调控,SCR能与SEP紧密结合,并充当假底物而阻断其活性。下列说法正确的是_________。
A.SCR和黏连蛋白的空间结构有局部相似之处
B.SCR和黏连蛋白竞争SEP的活性部位
C.细胞周期中SEP的含量和活性发生周期性的变化
D.抑制细胞中APC的活性,则细胞分裂会停留在中期
(3)据图中信息推测,APC调控细胞周期从中期到后期的机理是 。
(4)研究发现,Numb蛋白也参与细胞周期进程的调控。为了研究Numb蛋白的功能,研究者对实验组细胞(注射Numb蛋白抑制剂)和对照组细胞(不作处理)中处于各时期的细胞比例进行了统计,结果如表所示。据表分析,Numb蛋白与细胞分裂进入 期有关,依据是 。
33.(24-25高一上·山东聊城·期末)PSⅡ和PSⅠ是色素和蛋白质的复合体,具有吸收、传递、转化光能的功能,如图甲所示。PSⅡ光复合体通过与光捕获蛋白(LHCⅡ)结合或分离来增强或减弱对光能的捕获,如图乙所示。回答下列问题:
(1)由图甲可知,PSⅡ和PSⅠ是位于 上的光复合体。其中,PSⅡ利用光能引发水的光解,其产物有H+和 ;PSⅠ将电子最终传递给 ,完成部分能量的转化。ATP合成酶既可以催化ATP的合成,还具有 的功能。
(2)LHCⅡ与PSⅡ光复合体的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。据图乙分析,与强光下相比,在弱光下LHC蛋白激酶的活性 ,此条件下,LHC蛋白激酶活性的转变对植物光合作用的影响是 。
(3)在弱光条件下PSⅡ光复合体对光能的捕获增强,但植物体对CO2的吸收速率仍然远低于强光条件下,分析其原因可能是 。
(4)研究发现光合作用产物需要不断运输到果实或根部等器官储存,若叶片中糖类输出障碍则会导致气孔开放程度降低,进而致使光合速率下降。请以发育出块状茎的红薯为实验材料,设计简单实验方案验证光合产物的运输对光合速率的影响: 。(对光合速率测定方法不作具体要求)
34.(24-25高一上·山东菏泽·期末)在高渗环境中,人体细胞由于失水,细胞膜由正常的位置Ⅰ收缩至位置Ⅱ,细胞体积减小后会通过 RVI 机制恢复正常。RVI 过程中,主要涉及细胞内外的H2O及Na+、K+、H+、Cl-、五种无机盐离子流入和流出的调节过程,如图1所示,其中 A、B、C为三种转运蛋白。将此类细胞置于某溶液中,在一段时间内统计细胞相对体积的变化曲线如图2所示。回答下列问题:
(1)RVI过程中,水分子借助水通道蛋白进入细胞的跨膜运输方式是 ,除此之外,水分子还可以通过 的方式进入细胞。
(2)除转运蛋白A、B、C外,细胞膜上还存在一种能维持细胞内外Na+、K+浓度差的载体蛋白(钠钾泵),钠钾泵既能运输Na+和K+又能催化 ATP 的水解。细胞膜内的Na+与钠钾泵结合后,ATP分子中的 脱离下来与钠钾泵结合,使钠钾泵发生 ,导致其空间结构发生变化,向膜外侧释放 Na+接着K+与钠钾泵结合后促使其去磷酸化,使其构象恢复原状,向膜内侧释放K+,据此推测,细胞外Na+浓度 (填“大于” “等于”或“小于”)细胞内 Na+浓度;细胞外 K+浓度 (填“大于” “等于”或“小于”)细胞内K+浓度。
(3)RVI过程中,转运蛋白 A 依赖于钠钾泵建立的Na+浓度梯度将Na+、K+、Cl-运进细胞,转运蛋白B每次运进 1个Na+就运出1个H+,转运蛋白C每次运进1个Cl⁻就运出1个据此推测,图2中的某种转运蛋白抑制剂中的“某种转运蛋白”指的是A、B、C中的哪种? 。
35.(24-25高一上·山东潍坊·期末)制作并观察洋葱根尖有丝分裂的装片,部分细胞的分裂状态如甲图所示。乙图表示洋葱根尖处于细胞周期各阶段一条染色体上DNA相对含量的变化。
(1)观察洋葱根尖细胞有丝分裂的过程,需观察 区的细胞,该区细胞的特点是 。
(2)在你的观察结果中处于 (填甲图中序号)时期的细胞最多,原因是 。
(3)图甲中②对应图乙的 段(用字母表示)。图乙中cd段产生的原因是 。
(4)某学习小组配制不同溶液,分别培养洋葱根尖24小时后制成临时装片,观察不同处理方法对洋葱根尖细胞有丝分裂指数的影响,结果如表(有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞总数×100%)。
组别
对照组
0.1%的氟化钠溶液
0.1%的秋水仙素
有丝分裂指数(%)
13.42
11.78
?
实验中对照组的处理是用 培养洋葱根尖。经0.1%的氟化钠溶液处理可使有丝分裂指数下降,其原因可能是氟化钠能抑制 ,从而使更多细胞停留在分裂间期。已知秋水仙素可抑制纺锤体形成,据此推测,与对照组相比,经秋水仙素处理的实验组有丝分裂指数将 。
36.(24-25高一上·山东滨州·期末)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料,设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的相对含量。处理方法和实验结果如下:
A组:先光照后黑暗,时间各为67.5s;光合作用产物的相对含量为50%。
B组:_______,每次光照和黑暗的时间各为7.5s;光合作用产物的相对含量为70%。
C组:光照和黑暗交替处理,先光照后黑暗,每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组):______,光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题:
(1)该实验的自变量是 。将上述实验步骤补充完整:B组: ,D组: 。
(2)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量 (填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是 。
(3)C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不直接依赖 ,这些反应发生的部位是 。
(4)A、B、C三组处理相比,光合产物的相对含量逐渐提高,说明 。
37.(24-25高一上·山东淄博·期末)镁是植物生长的必需元素,对植物生长发育至关重要,叶绿体中的Mg2+浓度通常比细胞质基质中高几十倍。植物缺镁会导致生长缓慢,叶片呈黄色。下图表示植物叶肉细胞的Mg2+转运机制。
(1)外界Mg2+浓度过高时,Mg2+经通道蛋白NSCCs转入叶肉细胞,此时Mg2+进入细胞的方式是 ,影响其转运速率的因素是 。
(2)游离于细胞质基质中的Mg2+,进入叶绿体的方式是 。液泡通过MHX蛋白摄取Mg2+的动力来自 。
(3)在叶片中,Mg2+参与构成光合色素,体现了无机盐的功能是 ,含有Mg2+的色素主要吸收的光是 。提取叶片中的光合色素常用的溶剂是 。
(4)土壤中营养元素间存在相互作用,其它阳离子会影响植物对Mg2+的吸收。在含Mg2+的培养液中添加Ca2+和K+进行实验,一段时间后检测大麦根系和地上部的Mg2+含量,结果如图。农业生产中,常施用钾肥。根据所学知识结合本实验,推测过量施用钾肥造成作物减产的原因可能是 (写出2点即可)。
38.(24-25高一上·山东烟台·期末)番茄成熟过程中,呼吸速率首先降低,然后会出现呼吸高峰,之后又下降,随后果实即进入衰老阶段。图1为番茄果实细胞呼吸过程相关物质变化示意图,其中①~④为生理过程,A~E为相关物质。图2为不同气体条件下贮藏的番茄果实(果皮绿色时采摘)在成熟过程中CO2生成速率的变化曲线。
(1)图1中的C物质是 ,C可参与②③过程,其作用分别是 ;④过程的发生场所是 。
(2)图2实验的自变量有CO2浓度、 ;该实验可根据CO2使 溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标,检测呼吸作用强度,但不能用是否释放CO2作为判断番茄果实细胞呼吸类型的依据,理由是 。
(3)与对照组相比,图2实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是 。请据此研究结果,提出延迟番茄果实成熟的合理方法: 。
39.(24-25高一上·山东枣庄·期末)生物兴趣小组的同学利用菠菜为主要材料进行了下列实验,回答相关问题:
(1)以菠菜叶片为实验材料,借助高倍显微镜欲观察叶绿体和细胞质的流动情况,需取菠菜叶 (上表皮或下表皮)并稍带些叶肉部分,用于制作临时装片,可以用 的运动作为细胞质流动的标志。
(2)为了探究菠菜根细胞中是否有脂肪,可将菠菜根切薄片后置于载玻片上,吸去材料表面的清水,滴加 进行染色。用50%酒精洗去浮色,并制成临时装片。若在显微镜下观察到有 色颗粒,则说明菠菜根细胞中有脂肪。
(3)观察菠菜根尖分生区细胞的有丝分裂时,先在 下观察,找到分生区,分生区细胞特点是 。
(4)为了探究植物体呼吸强度的变化规律,研究人员在不同的温度和不同的氧含量下,测定了菠菜叶的二氧化碳释放量,其数据如下表所示(表中为相对值)。请据其分析回答:
O2含量
CO2释放量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.6
32.6
20℃
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
67.2
30℃
59.8
21.4
8.8
56.6
100
102
40℃
48.2
17.3
7.1
42.4
74.2
73.5
该实验数据需要在 条件下测得的,就表中数据分析,蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是温度、氧含量分别为 ,此条件下植物细胞的呼吸方式是 。
40.(24-25高一上·山东临沂·期末)科研人员以某高等绿色植物为实验材料,探究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如下表,其中气孔导度表示气孔的开放程度。
组别
叶绿素含量
(mg·g-1)
气孔导度
(mmol·m-2.s-1)
胞间CO2浓度
μmol·mol-1)
净光合速率
(μmol·m-2.s-l)
对照组
1.81
164.67
276.67
5.30
蓝光组
1.93
262.00
204.13
7.26
红光组
1.65
142.33
231.24
4.83
(1)植物吸收光能的4种色素分布在 ,其中叶绿素主要吸收的光有 。
(2)实验中对照组的处理是 ,由表中数据可知, 组对植物生长促进作用更佳,判断依据是 。
(3)据表分析,蓝光照射下植物气孔导度增加,但胞间CO2浓度降低,原因可能是 。
(4)若要进一步探究蓝光强度对该植物净光合速率的影响,请写出实验思路并预期实验结果。
实验思路: 。
预期结果: 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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