内容正文:
长郡名校联盟·2026届高三年级第二次月考试卷
生物
(时长75分钟 总分100 分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如有改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案;写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区城均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2025年研究显示,新型SD DNA聚合酶可耐受92 ℃高温,其通过引入古菌特有的糖基化修饰位点,形成保护性水合层,显著提升热稳定性。下列关于这类耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是( )
A. 基本单位是脱氧核苷酸
B. 在细胞内或细胞外,当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应
C. 为维持较高活性,适宜在70℃~75℃下保存
D. 对酶活性结构域特定氨基酸位点突变可进一步提升其耐热性
2. 冯非等人研究单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV-1)的糖蛋白时,表明其DNA可以编码多种糖蛋白,其中gB是跨膜蛋白,可以存在于感染细胞的胞膜上,内质网、高尔基体和核膜上。下列有关糖蛋白的叙述错误的是( )
A. 细胞膜外表面的糖蛋白是细胞识别、信号传导等功能的基础
B. 糖蛋白主要表达在细胞膜,内膜系统,核膜上亦有表达
C. 糖蛋白的形成需要核糖体、内质网、高尔基体的参与
D. “人-鼠细胞融合实验”表明人、鼠细胞膜上的糖蛋白相同
3. 植物细胞不具有与动物细胞完全一致的典型溶酶体。现代研究表明:植物细胞拥有“溶酶体类似结构”,液泡本身就是多功能“溶酶体”。结合下图,下列说法不支持此观点的是( )
A. 均具有酸性内环境,且都依赖膜上的H⁺泵维持膜内外的pH梯度
B. 液泡含丰富水解酶及其在降解功能上完全等同于动物的溶酶体
C. 在植物细胞自噬过程中,自噬体最终与液泡融合,内容物在其中被消化分解,消化产物被排出细胞外
D. 在形态和功能上,液泡前体/小液泡与动物细胞中较小的初级/次级溶酶体非常相似
4. 下图是研究水稻在晴朗的夏季光合作用与细胞呼吸两种变化曲线。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 图1的G点、图2的I'点,此时光照强度降为0,光合作用停止,净光合速率为0
B. 影响图1的B点、图2的B'C'段变化的原因是温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放量减少
C. 图2中与18:00相比,12:00时C3的合成速率较快
D. 图1的D、F点相当于图2的D'、H'点,此时NADPH会从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
5. 植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液 泡中,夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。下列叙述错误的是( )
A. Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
B. Cl-、通过离子通道进入液泡不需要 ATP 直接供能
C. 液泡通过主动运输方式维持膜内外的 H+浓度梯度
D. 白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
6. 下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是( )
A. 若用18O标记葡萄糖,则物质a中会检测到18O
B. 条件Y下,产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色
C. 酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质
D. 条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
7. 植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B. 与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C. 正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
8. 如图的纵坐标表示某种植物O2吸收相对速率的变化(非适宜条件下),下列说法不正确的是( )
A. 可以判断d点开始进行光合作用
B. 降低土壤中的Mg2+浓度,一段时间后d点将向右移
C. 提高大气中的CO2浓度,e点将向右下移
D. 该植物细胞呼吸消耗O2的相对速率是4
9. 图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化,图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系。有关说法正确的是( )
A. 图甲中,光照强度为b时,光合作用速率等于呼吸作用速率
B. 图甲中,光照强度为d时,单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C. 图乙中,当光照强度为X时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D. 图乙中,限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度
10. 用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验:已知叶片实验前质量相等,在不同温度下分别暗处理1h,测其质量变化,立即光照1h(光强度相同),再测其质量变化。得到如下结果:
组别
一
二
三
四
温度/℃
27
28
29
30
暗处理后质量变化/mg
-2
-3
-4
-1
光照后与暗处理前质量变化/mg
+3
+3
+3
+2
据表分析,以下说法错误的是( )
A. 29℃时轮藻呼吸酶的活性高于其他3组
B. 光照时,第一、二、三组轮藻释放的氧气量相等
C. 光照时,第四组轮藻光合作用强度大于呼吸作用强度
D. 光照时,第三组轮藻制造的有机物总量为11mg
11. 如图所示,在一段未知序列的突变体 DNA 片段中,插入了已知序列的 T-DNA,要想对 T-DNA 两侧的未知序列进行测序,下列做法正确的是( )
A. 用引物①和引物④直接进行 PCR 扩增之后在测序
B. 用引物②和引物③直接进行 PCR 扩增之后在测序
C. 用 DNA 连接酶连接成环状后,再用引物①④PCR 扩增后测序
D. 用 DNA 连接酶连接成环状后,再用引物②③PCR 扩增后测序
12. 未成熟豌豆豆荚的黄色对绿色为显性,黄色豆荚植株中基因H(编码叶绿素合成酶)的上游缺失非编码序列G。科研人员为探究G和下游H的关系,拟将某绿色豆荚植株的基因H突变为h(突变位点如图a所示,h编码的蛋白无功能),并进行图a实验。为筛选Hh植株,根据突变位点两侧序列设计一对引物提取待测植株的DNA进行PCR后电泳,电泳结果如图b所示。以下推理不正确的是( )
(注:缺失G“用△G”表示)
A. 若扩增产物电泳结果全为预测的1125bp,则基因H可能未发生突变,或发生了碱基对的替换
B. 若H的扩增产物能被酶切为699bp和426bp的片段,而h的酶切位点丧失,则图b中的Ⅱ对应的是Hh植株
C. 若图a的F1中绿色豆荚∶黄色豆荚=1∶1,则F1中黄色豆荚植株的基因型可表示为(G+H)/(△G+H)
D. 若图a的F1中两种基因型植株的数量无差异,但豆荚全为绿色,则说明只要G序列存在H基因的表达不受影响(或影响很小)
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
13. 玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳,研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量,结果如图。下列分析正确的是( )
A. 线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强
C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强
14. 研究表明:吃葡萄可以增加肠道菌群的多样性,其中包括阿克曼氏菌等。科研人员发现,阿克曼氏菌对人体葡萄糖和脂质代谢有积极影响,它可以分解葡萄糖和胆固醇,增强肠壁功能,降低血液中的胆固醇水平,从而预防心脏病发作。下列叙述错误的是( )
A. 阿克曼氏菌的遗传物质位于拟核和线粒体DNA分子上
B. 阿克曼氏菌具有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜
C. 胆固醇与磷脂均参与动物细胞膜的构成且组成元素相同
D. 细胞中的糖类可以转化为脂肪,而脂肪也可转化为糖类
15. 呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传适体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如下图所示,相关叙述正确的是( )
A. 图示过程是有氧呼吸的第三阶段,是有氧呼吸过程中产能最多的阶段
B. 有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气
C. 高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质
D. 呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力
16. 如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系,下列有关叙述正确的是
A. 观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B. 图1中DE段的细胞染色体数目加倍,但核DNA含量不变
C. 图2中a对应图1中的AB段,c对应图1中的EF段
D. 有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 线粒体膜上分布着大量蛋白质,它们在参与细胞的能量代谢、维持线粒体数量平衡等方面发挥了重要作用。请分析并回答下列问题:
(1)线粒体内膜通过_______________来增加其膜面积,为线粒体内膜蛋白提供更多附着位点。
(2)人体褐色脂肪细胞线粒体内膜上的UCP 是一种通道蛋白,它可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H⁺回收到线粒体基质,同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能以维持体温,UCP的活性受ATP/ADP值的影响。推测ATP/ADP值较低时UCP的活性_________(填“升高”或“降低”)。
(3)线粒体可通过融合、分裂来维持线粒体数量平衡(如下图所示)。由图可知线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2 蛋白和内膜融合蛋白_______协同完成线粒体融合过程。线粒体融合后单个线粒体中嵴的数量增加会________(填“提高”或“降低”)单个线粒体有氧呼吸的能力。
(4)研究发现,线粒体中的FZO基因编码的蛋白质是线粒体融合所必需的,请设计实验证明上述结论,写出简要实验思路和预期实验结果。(提供绿色荧光染料和红色荧光染料,两种染料混合时荧光呈黄色。)
实验思路:______________。
预期实验结果:________________。
18. 智慧农业通过智能技术可精准调控植物工厂内光照、温度、湿度、CO2和营养液等因素,果蔬生长快、周期短、不受季节影响。但生菜过快生长易引发生理性病害如干烧心,影响叶菜的品质和经济效益。科研人员对生菜干烧心的发生及其防控进行了研究,实验结果如表所示。请回答:
(1)LED 光源为生菜的光合作用提供______。光反应发生的场所在______,水光解的产物是______,卡尔文循环为光反应提供的物质有______。若将甲组生菜转移到乙组环境中,持续一段时间,达到新的平衡,此时C5和 C3的含量与变化之前相比分别为______ 、______。
(2)据表分析,与新叶Ca2+含量呈负相关的指标是 ______。为提高新叶Ca2+含量,采用提高营养液中Ca2+含量的措施是否可行?______,理由是______。
项目
甲组
乙组
丙组
丁组
戊组
LED 红光:LED 蓝光
1:2
2:1
3:2
3:2
3:2
湿度(%)
90
90
90
70
50
叶绿素含量( g•m-2)
0.141
0.155
0.183
0.175
0.180
叶净光合速率(umol•m-2•s-1)
15.85
16.81
19.47
19.52
19.45
新叶钙离子含量(%)
40.41
38.62
25.20
50.66
63.94
干烧心发生率(%)
51.65
58.32
63.91
46.54
25.68
(3)降低环境湿度不仅能有效防控生菜干烧心的发生,还能提高生菜的产量和品质,如图所示。结合柱形图和表格信息综合分析,干烧心发生率随湿度降低而下降的主要原因是______,选用______(填“丙”或“丁”或“戊”)的条件,最有利于提高生菜产量和品质。
19. 某野生绿色植物具有极高的种植价值,科研人员为了研究其叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响,特设置图一装置,其中A~E时间段光源逐渐向左移动。假设实验过程中的呼吸强度不变,其他条件适宜,所测得结果如图二曲线所示。回答下列问题:
(1)实验室中常用______(试剂)提取该绿色植物叶片中的色素;用纸层析法分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是______。
(2)叶片的呼吸速率为______,影响叶片光合速率大小的主要内部因素是______,水浴箱的作用是______。
(3)AB时间段,小室内CO2,浓度______(填“增大”或“减小”)。解释AB时间曲线出现这种变化趋势的原因:______。实验进行到E时,光源不再移动,F时限制叶片光合速率的主要环境因素是______。
(4)请设计一个实验以确定绿色植物的最适光照强度,写出实验思路:______。
20. 芝加哥大学的研究团队发现,当尼古丁成瘾者试图戒烟时,其IPN脑区的GABA神经元会增强对LDTg脑区的投射,导致多巴胺释放减少和厌恶行为,这导致尼古丁成瘾者难以戒断。下图1表示与成瘾有关的多巴胺神经元(a)与IPN脑区GABA能神经元(b)之间构成的突触;图2为电刺激神经元b,在神经元a上测得的膜电位变化曲线。请分析回答以下问题。
(1)据图1、图2分析,神经元b释放的GABA是_________性神经递质,引起突触后膜上静息电位的绝对值___________(填“变大”“变小”或“基本不变”)。
(2)根据上述信息分析,利用光遗传学技术抑制小鼠脑区中从IPN到LDTg的神经投射,会_________(填“增强”或“减轻”)小鼠在尼古丁戒断期间的行为和生理戒断反应。
(3)已有研究表明IPN会介导尼古丁戒断的情绪症状。为了测试IPN到LDTg的投射是否影响戒断期情绪相关行为,研究人员在广场中进行小鼠的行为评估,焦虑水平更高的小鼠倾向于停留在边缘区域,而非中心区域。对小鼠的处理如下:A组处理为未接触尼古丁,B组处理为_______________,C组处理为___________,D组处理为接触尼古丁后诱导戒断反应+抑制IPN到LDTg的投射,实验结果如图3。_____组对比说明IPN到LDTg的投射会影响戒断期情绪相关行为。
21. 炭疽是一种由炭疽芽孢杆菌引起的人兽共患性传染病,皮肤炭疽病在人类炭疽病中最为常见,这类患者的皮肤渗出物中含有炭疽芽孢杆菌。回答下列有关问题:
(1)皮肤炭疽病疑似患者就医时,医生先要取患者的皮肤渗出物稀释后涂布到固体培养基上,经过一段时间的培养获得的平板不可能是 。
A. B. C. D.
(2)挑取上述培养基上的菌落进行如图所示实验(注:实验组中的噬菌体能特异性地侵染炭疽芽孢杆菌)。
①对照组试管中应加入___________,实验过程中为避免杂菌污染进行的操作包括_________(至少写出两点)。
②实验过程中需将锥形瓶固定在摇床上,在35℃下振荡培养24h,直至液体培养基变浑浊。振荡培养说明炭疽芽孢杆菌的代谢类型是__________。液体培养基变浑浊的原因是____________。
③实验结果为_______________时,表明该疑似患者被炭疽芽孢杆菌感染。
(3)对炭疽芽孢杆菌进行计数时,选用10-4、10-5、10-6三个稀释度的菌液,各取0.2mL涂布,每个稀释度作三次重复,经24h恒温培养后结果如表。
稀释度
10-4
10-5
10-6
平板编号
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3
菌落数
315
298
302
45
54
51
12
9
11
由表可知,最适合计数的稀释度为_______,该稀释度下,原菌液中炭疽杆菌的密度为_____个/mL。
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(时长75分钟 总分100 分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如有改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案;写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区城均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2025年研究显示,新型SD DNA聚合酶可耐受92 ℃高温,其通过引入古菌特有的糖基化修饰位点,形成保护性水合层,显著提升热稳定性。下列关于这类耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是( )
A. 基本单位是脱氧核苷酸
B. 在细胞内或细胞外,当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应
C. 为维持较高活性,适宜在70℃~75℃下保存
D. 对酶活性结构域特定氨基酸位点突变可进一步提升其耐热性
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA聚合酶的本质是蛋白质,其基本单位为氨基酸,而非脱氧核苷酸,A错误;
B、DNA聚合酶催化反应需模板、引物和脱氧核苷酸,仅模板和底物无法启动反应,B错误;
C、酶保存需低温(如4℃)以维持活性,高温保存会破坏酶结构,即使耐高温酶长期保存仍需低温,C错误;
D、通过突变特定氨基酸位点可优化酶结构域稳定性,如糖基化修饰以提升耐热性,进一步突变可能增强特性,D正确。
故选D。
2. 冯非等人研究单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV-1)的糖蛋白时,表明其DNA可以编码多种糖蛋白,其中gB是跨膜蛋白,可以存在于感染细胞的胞膜上,内质网、高尔基体和核膜上。下列有关糖蛋白的叙述错误的是( )
A. 细胞膜外表面的糖蛋白是细胞识别、信号传导等功能的基础
B. 糖蛋白主要表达在细胞膜,内膜系统,核膜上亦有表达
C. 糖蛋白的形成需要核糖体、内质网、高尔基体的参与
D. “人-鼠细胞融合实验”表明人、鼠细胞膜上的糖蛋白相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞膜外表面的糖蛋白参与细胞识别(如免疫识别)和信号传导(如受体蛋白),是这些功能的结构基础,A正确;
B、糖蛋白不仅存在于细胞膜,也分布于内质网、高尔基体(内膜系统)及核膜,与题干中gB的分布一致,B正确;
C、糖蛋白的形成需核糖体合成肽链,内质网加工,高尔基体进一步修饰和运输,C正确;
D、人-鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性,而非糖蛋白结构相同,D错误。
故选D。
3. 植物细胞不具有与动物细胞完全一致的典型溶酶体。现代研究表明:植物细胞拥有“溶酶体类似结构”,液泡本身就是多功能“溶酶体”。结合下图,下列说法不支持此观点的是( )
A. 均具有酸性内环境,且都依赖膜上的H⁺泵维持膜内外的pH梯度
B. 液泡含丰富水解酶及其在降解功能上完全等同于动物的溶酶体
C. 在植物细胞自噬过程中,自噬体最终与液泡融合,内容物在其中被消化分解,消化产物被排出细胞外
D. 在形态和功能上,液泡前体/小液泡与动物细胞中较小的初级/次级溶酶体非常相似
【答案】B
【解析】
【详解】A、图1可知液泡内pH=5.5,液泡膜上存在运出和运入H+的载体蛋白以维持膜内外的pH梯度;图2可知溶酶体内pH=5.0,溶酶体膜上只存在H+泵维持膜内外的pH梯度,这支持液泡是多功能“溶酶体”的观点,A不符合题意;
B、虽然液泡含有丰富水解酶,但动物溶酶体和植物液泡的功能存在一定差异,不能说液泡在降解功能上完全等同于动物的溶酶体,该说法不支持液泡是多功能“溶酶体”的观点,B符合题意;
C、在植物细胞自噬过程中,自噬体最终与液泡融合,内容物在其中被消化分解,消化产物被排出细胞外,这体现了液泡具有类似溶酶体的分解和排出废物的功能,支持液泡是多功能溶酶体”的观点,C不符合题意;
D、在形态和功能上,液泡前体/小液泡与动物细胞中较小的初级/次级溶酶体非常相似,说明液泡在结构和功能上与溶酶体有相近之处,支持液泡是多功能“溶酶体”的观点,D不符合题意。
故选B。
4. 下图是研究水稻在晴朗的夏季光合作用与细胞呼吸两种变化曲线。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 图1的G点、图2的I'点,此时光照强度降为0,光合作用停止,净光合速率为0
B. 影响图1的B点、图2的B'C'段变化的原因是温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放量减少
C. 图2中与18:00相比,12:00时C3的合成速率较快
D. 图1的D、F点相当于图2的D'、H'点,此时NADPH会从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
【答案】A
【解析】
【详解】A、在图1的G点,此时光照强度降为0,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合速率为负值,图2的H'点时,玻璃罩内CO2浓度达到最低,此时净光合速率为0,而I'点时,CO2浓度升高,此时光照强度降为0,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合速率为负值,A错误;
B、图1中B点处于凌晨,温度较低,细胞呼吸减弱,CO2释放量减少,图2中B'C'段也是因为凌晨温度降低,细胞呼吸减弱,使得密闭容器内CO2浓度增加变缓,B正确;
C、图2中12:00时比18:00时密闭容器内CO2浓度高,CO2固定形成C3的速率较快,C正确;
D、图1的D、F点和图2的D'、H'点都表示光合作用强度等于呼吸作用强度,此时光反应产生的NADPH会从类囊体薄膜向叶绿体基质移动,用于C3的还原,D正确。
故选A。
5. 植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液 泡中,夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。下列叙述错误的是( )
A. Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
B. Cl-、通过离子通道进入液泡不需要 ATP 直接供能
C. 液泡通过主动运输方式维持膜内外的 H+浓度梯度
D. 白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
【答案】A
【解析】
【分析】液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞质基质,说明H+运出液泡是顺浓度梯度,因此方式是协助扩散;液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内,说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输。
【详解】A、液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内,说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输,A错误;
B、通过离子通道运输为协助扩散,Cl-、 NO3- 通通过离子通道进入液泡属于协助扩散,不需要ATP直接供能,B正确;
C、由图可知,细胞液的pH3-6,胞质溶胶的pH7.5,说明细胞液的H+浓度高于细胞溶胶,若要长期维持膜内外的H+浓度梯度,需通过主动运输将细胞溶胶中的H+运输到细胞液中,C正确;
D、白天蔗糖进入液泡,使光合作用产物及时转移,减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累,有利于光合作用的持续进行,D正确。
故选A。
6. 下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是( )
A. 若用18O标记葡萄糖,则物质a中会检测到18O
B. 条件Y下,产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色
C. 酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质
D. 条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],含18O 的葡萄糖中的18O 到了丙酮酸中;再根据第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],含18O 的丙酮酸中的18O 到了二氧化碳中。即18O 转移的途径是:葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳,可见不会在有氧呼吸的产物水(a)中检测到18O,A错误;
B、条件Y时,人和酵母菌细胞呼吸的产物相同,故Y为有氧条件,则X为无氧条件。酵母菌有氧和无氧呼吸产物都有二氧化碳,故物质b是二氧化碳,物质a是水,有氧条件下,物质b使溴麝香草酚蓝溶液变黄色,B错误;
C、物质b为二氧化碳,酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质,C正确;
D、条件X为无氧,条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中,D错误。
故选C。
7. 植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B. 与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C. 正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解并释放能量的过程。由题干信息可知,磷酸戊糖途径可以将葡萄糖转化成其他中间产物,这些中间产物可以作为原料进一步生成其他化合物。
【详解】A、根据题意,磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料,而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH,能与O2反应产生水,A正确;
B、有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程,而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物,中间产物还进一步生成了其他有机物,所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少,B正确;
C、正常生理条件下,只有10%~25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径,其余的葡萄糖会参与其他代谢反应,例如有氧呼吸,所以用14C标记葡萄糖,除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物,还会追踪到参与其他代谢反应的产物,C错误;
D、受伤组织修复即是植物组织的再生过程,细胞需要增殖,所以需要核苷酸和氨基酸等原料,而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等,D正确。
故选C。
8. 如图的纵坐标表示某种植物O2吸收相对速率的变化(非适宜条件下),下列说法不正确的是( )
A. 可以判断d点开始进行光合作用
B. 降低土壤中的Mg2+浓度,一段时间后d点将向右移
C. 提高大气中的CO2浓度,e点将向右下移
D. 该植物细胞呼吸消耗O2的相对速率是4
【答案】A
【解析】
【详解】A、d点时O2吸收相对速率为0,说明光合速率等于呼吸速率,但光合作用在d点之前已开始(d点前光合速率小于呼吸速率),A错误;
B、降低土壤中的Mg2+浓度,则叶绿素合成不足,导致光合速率降低,d点(光补偿点)需更强光照才能使光合速率等于呼吸速率,因此d点向右移,B正确;
C、提高大气中的CO2浓度,光合速率增强,e点(光饱和点)的光合速率会提高,C正确;
D、根据曲线图可知,曲线与纵坐标相交的点代表呼吸作用强度,即该植物呼吸作用消耗O2的相对速率是4,D正确。
故选A。
9. 图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化,图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系。有关说法正确的是( )
A. 图甲中,光照强度为b时,光合作用速率等于呼吸作用速率
B. 图甲中,光照强度为d时,单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C. 图乙中,当光照强度为X时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D. 图乙中,限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度
【答案】B
【解析】
【分析】从图甲可知,光照强度为a时无氧气产生,说明此时只进行呼吸作用,无光合作用,二氧化碳释放量为6个单位,表示呼吸作用强度;当光照强度为b时,二氧化碳释放量和氧气产生总量相等,此时进行光合作用也进行呼吸作用,而呼吸作用大于光合作用;当光照强度为c时,无二氧化碳的释放,氧气产生量为6个单位,说明此时光合作用等于呼吸作用;则d点时,光合作用大于呼吸作用。而图乙中,a点只进行呼吸作用,b点时光合作用等于呼吸作用,b点之后光合作用大于呼吸作用。
【详解】A、图甲中,光照强度为a时,O2产生总量为0,只进行细胞呼吸,据此可知,呼吸强度为6,光照强度为b时,CO2释放量大于0,说明光合作用速率小于呼吸作用速率,A错误;
B、光照强度为d时,O2产生总量为8,则光合作用总吸收二氧化碳为8,因而单位时间内细胞从周围吸收8-6=2个单位的CO2,B正确;
C、图乙中所示生物为蓝藻,蓝藻不含线粒体和叶绿体,C错误;
D、限制c点光合作用速率的因素是温度、CO2浓度等,而限制a、b点光合作用速率的因素主要是光照强度,D错误。
故选B。
10. 用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验:已知叶片实验前质量相等,在不同温度下分别暗处理1h,测其质量变化,立即光照1h(光强度相同),再测其质量变化。得到如下结果:
组别
一
二
三
四
温度/℃
27
28
29
30
暗处理后质量变化/mg
-2
-3
-4
-1
光照后与暗处理前质量变化/mg
+3
+3
+3
+2
据表分析,以下说法错误的是( )
A. 29℃时轮藻呼吸酶的活性高于其他3组
B. 光照时,第一、二、三组轮藻释放的氧气量相等
C. 光照时,第四组轮藻光合作用强度大于呼吸作用强度
D. 光照时,第三组轮藻制造的有机物总量为11mg
【答案】B
【解析】
【分析】据题意分析可知:暗处理时,叶片只进行呼吸作用分解有机物。光照时植物既进行光合作用合成有机物,又进行呼吸作用分解有机物.光照时只有光合作用强度大于呼吸作用强度,有机物的量才会增加。
【详解】A、在比较暗处理结果,同时是同一植物,叶片质量实验前也相同,可以知道29℃消耗的量最大,故呼吸酶的在该温度下活性最大,A正确;
B、假设原质量都是10mg,暗处理后三个组分别变为8mg、7mg、6mg,再光照后又分别变为13mg、13mg、13mg.所以,在光下,组一的净光合作用为13﹣8=5mg;组二的净光合作用为:13﹣7=6mg;组三的净光合作用为13﹣6=7mg,因此这三组在光下的净光合作用是不同的,氧气的释放量不相等,B错误;
C、第四组轮藻暗处理后质量分别减少1mg,光照后与暗处理前重量相比分别增加2mg,则进行光处理时实际的质量增加为3mg,因此光照时,叶片光合作用强度大于呼吸作用强度,C正确;
D、由B可知,组三的净光合作用为13﹣6=7mg,第三组轮藻制造的有机物总量=呼吸消耗的有机物+净光合作用生成的有机物=7+4=11mg,D正确。
故选B。
11. 如图所示,在一段未知序列的突变体 DNA 片段中,插入了已知序列的 T-DNA,要想对 T-DNA 两侧的未知序列进行测序,下列做法正确的是( )
A. 用引物①和引物④直接进行 PCR 扩增之后在测序
B. 用引物②和引物③直接进行 PCR 扩增之后在测序
C. 用 DNA 连接酶连接成环状后,再用引物①④PCR 扩增后测序
D. 用 DNA 连接酶连接成环状后,再用引物②③PCR 扩增后测序
【答案】C
【解析】
【分析】用PCR进行扩增检测时,引物要选在检测序列两侧,并从子链的5‘端开始复制
【详解】A,直接选用引物①、④组合进行PCR,引物选择方向相反,无法完成扩增,A错误;
B、D,用引物②和引物③可实现对已知的T-DNA序列进行扩增,达不到预期目的,B、D错误;
C、用 DNA 连接酶连接成环状后,用引物①④PCR 扩增后测序,恰好可扩增出T-DNA两侧的未知序列,C正确;
故选C。
12. 未成熟豌豆豆荚的黄色对绿色为显性,黄色豆荚植株中基因H(编码叶绿素合成酶)的上游缺失非编码序列G。科研人员为探究G和下游H的关系,拟将某绿色豆荚植株的基因H突变为h(突变位点如图a所示,h编码的蛋白无功能),并进行图a实验。为筛选Hh植株,根据突变位点两侧序列设计一对引物提取待测植株的DNA进行PCR后电泳,电泳结果如图b所示。以下推理不正确的是( )
(注:缺失G“用△G”表示)
A. 若扩增产物电泳结果全为预测的1125bp,则基因H可能未发生突变,或发生了碱基对的替换
B. 若H的扩增产物能被酶切为699bp和426bp的片段,而h的酶切位点丧失,则图b中的Ⅱ对应的是Hh植株
C. 若图a的F1中绿色豆荚∶黄色豆荚=1∶1,则F1中黄色豆荚植株的基因型可表示为(G+H)/(△G+H)
D. 若图a的F1中两种基因型植株的数量无差异,但豆荚全为绿色,则说明只要G序列存在H基因的表达不受影响(或影响很小)
【答案】C
【解析】
【详解】A、若扩增产物电泳结果全为预测的 1125bp,则基因H可能未发生突变,也可能是基因H发生了碱基对的替换,使得扩增产物的长度不变,A正确;
B、若H的扩增产物能被酶切为699bp和426bp的片段,而h的酶切位点丧失,则Hh植株会产生两种类型的扩增产物,一种是H经酶切后的699bp 和426bp 片段,一种是h未被酶切的1125bp 片段,所以图b中的Ⅱ对应的是Hh植株,B正确;
C、Hh植株与黄色豆荚植株 (△G+H)/( △G+H) 杂交,若 F1中绿色豆荚∶黄色豆荚=1∶1,说明Hh植株产生了两种配子 G+H 和G+h,且黄色豆荚植株只能产生含△G+H的配子,所以F1中黄色豆荚植株的基因型可表示为(G+h)/(△G+H),C错误;
D、结合对C选项的分析可知:F1的基因型为(G+H)/(△G+H)和(G+h)/(△G+H),若F1中两种基因型植株的数量无差异,但豆荚全为绿色,则说明只要G序列存在H基因的表达不受影响(或影响很小),D正确。
故选C。
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
13. 玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳,研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量,结果如图。下列分析正确的是( )
A. 线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强
C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强
【答案】ACD
【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、细胞质基质中可以进行糖酵解,产生[H],进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段,A正确;
B、玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶,T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损,有氧呼吸第二阶段能产生[H],第三阶段[H]和氧气生成水,导致第一、二阶段积累的[H]被消耗,突变体线粒体内膜受损,第三阶段减弱,[H]积累,会抑制第二阶段的进行,因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱,B错误;
C、T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻,C正确;
D、突变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线粒体内膜受损,因此有氧呼吸强度变小,而突变体乳酸含量远大于野生型,因此无氧呼吸增强,D正确。
故选ACD。
14. 研究表明:吃葡萄可以增加肠道菌群的多样性,其中包括阿克曼氏菌等。科研人员发现,阿克曼氏菌对人体葡萄糖和脂质代谢有积极影响,它可以分解葡萄糖和胆固醇,增强肠壁功能,降低血液中的胆固醇水平,从而预防心脏病发作。下列叙述错误的是( )
A. 阿克曼氏菌的遗传物质位于拟核和线粒体DNA分子上
B. 阿克曼氏菌具有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜
C. 胆固醇与磷脂均参与动物细胞膜的构成且组成元素相同
D. 细胞中的糖类可以转化为脂肪,而脂肪也可转化为糖类
【答案】AC
【解析】
【分析】细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外,多余的部分可以合成糖原储存起来;如果葡萄糖还有富余,就可以转变成脂肪和某些氨基酸。糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
【详解】A、阿克曼氏菌是原核生物,没有线粒体,原核细胞的遗传物质主要在拟核中,A错误;
B、原核生物细胞具有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜,B正确;
C、胆固醇的组成元素为C、H、O,磷脂的组成元素为C、H、O、N、P,二者组成元素不同,均参与动物细胞膜的构成,C错误;
D、细胞中的糖类可以转化为脂肪,同时少量的脂肪在一定条件下也能够转化为糖类,D正确。
故选AC。
15. 呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传适体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如下图所示,相关叙述正确的是( )
A. 图示过程是有氧呼吸的第三阶段,是有氧呼吸过程中产能最多的阶段
B. 有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气
C. 高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质
D. 呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力
【答案】ABD
【解析】
【分析】据图分析:图示过程表示在线粒体内膜上发生的一系列化学反应,在线粒体内膜中存在一群电子传递链,在电子传递链中,特殊的分子所携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧,最后形成水,在这个过程中产生大量的ATP。
【详解】A、结合分析可知,图示为线粒体内膜的过程,表示有氧呼吸的第三阶段,该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段,A正确;
B、在电子传递链中,有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气,生成水,B正确;
C、高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体膜间隙,C错误;
D、电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,使能量转换成H+电化学势能,D正确。
故选ABD。
16. 如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系,下列有关叙述正确的是
A. 观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B. 图1中DE段的细胞染色体数目加倍,但核DNA含量不变
C. 图2中a对应图1中的AB段,c对应图1中的EF段
D. 有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
【答案】ABD
【解析】
【分析】分析图1:图1表示有丝分裂过程中染色体与核DNA之比,其中BC段表示每条染色体上DNA含量由1个变为2个,是由于间期DNA的复制;CD段表示每条染色体含有2个DNA分子,处于有丝分裂前期和中期;DE表示每条染色体上的DNA由2个变为1个,是由于后期着丝点的分裂;EF段表示有丝分裂后期和末期。
分析图2:a、c表示染色体:DNA=1:1;b表示染色体:DNA=1:2;d表示染色体:DNA=2:1,这种情况不存在。
【详解】A.有丝分裂中期,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,对应于图1的CD段,A正确;
B.图1中DE段形成的原因是着丝点分裂,此时细胞中染色体数目加倍,但核DNA含量不变,B正确;
C.图2中a表示有丝分裂后期,对应图1中的EF段,c表示G1期或有丝分裂末期,对应图1中的AB段或EF段,C错误;
D.图2中d表示染色体:DNA=2:1,这种情况不存在,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 线粒体膜上分布着大量蛋白质,它们在参与细胞的能量代谢、维持线粒体数量平衡等方面发挥了重要作用。请分析并回答下列问题:
(1)线粒体内膜通过_______________来增加其膜面积,为线粒体内膜蛋白提供更多附着位点。
(2)人体褐色脂肪细胞线粒体内膜上的UCP 是一种通道蛋白,它可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H⁺回收到线粒体基质,同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能以维持体温,UCP的活性受ATP/ADP值的影响。推测ATP/ADP值较低时UCP的活性_________(填“升高”或“降低”)。
(3)线粒体可通过融合、分裂来维持线粒体数量平衡(如下图所示)。由图可知线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2 蛋白和内膜融合蛋白_______协同完成线粒体融合过程。线粒体融合后单个线粒体中嵴的数量增加会________(填“提高”或“降低”)单个线粒体有氧呼吸的能力。
(4)研究发现,线粒体中的FZO基因编码的蛋白质是线粒体融合所必需的,请设计实验证明上述结论,写出简要实验思路和预期实验结果。(提供绿色荧光染料和红色荧光染料,两种染料混合时荧光呈黄色。)
实验思路:______________。
预期实验结果:________________。
【答案】(1)内膜向内腔折叠形成嵴
(2)降低 (3) ①. Opal ②. 提高
(4) ①. 将普通酵母细胞和敲除FZO基因的酵母菌细胞中相邻的线粒体分别用绿色荧光染料和红色荧光染料标记,观察两组细胞中是否出现黄色荧光标记的线粒体 ②. 只有普通酵母细胞中出现黄色荧光标记的线粒体
【解析】
【分析】细胞的有氧呼吸是指在有氧条件下,将细胞内的有机物氧化分解产生CO2和H2O,并将葡萄糖中的化学能转化为其他形式的能量的过程,有氧呼吸有三个阶段:第一阶段称作糖酵解,是葡萄糖生成丙酮酸的过程;第二阶段称作三羧酸循环(柠檬酸循环),丙酮酸经过一系列的氧化反应,最终生成CO2和NADH;第三阶段为电子传递链过程,前两个阶段产生的NADH最终与O2反应生成水,并产生大量能量的过程。
【小问1详解】
线粒体具有两层膜,线粒体内膜通过向内腔折叠形成嵴来增加其膜面积,为线粒体内膜蛋白提供更多附着位点。
【小问2详解】
UCP与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H⁺回收到线粒体基质,所以当ATP/ADP值较低时UCP的活性会受到抑制,减少H⁺通过UCP回收到线粒体基质,而更多地通过ATP合成酶从膜间隙转移到线粒体基质,保障ATP的合成与供应。
【小问3详解】
从图中可以看出,Opa 1蛋白参与线粒体融合,而Drp 1参与线粒体分裂。当线粒体融合后,单个线粒体中嵴变得更多,使有氧呼吸第三阶段进行的面积增大,参与的酶的数量变多,因而增大了单个线粒体的有氧呼吸的能力。
【小问4详解】
由于要证明的是线粒体中的FZO基因编码的蛋白质是线粒体融合所必需的这一结论,因而该实验应围绕线粒体中的FZO基因作为自变量来设计,可将敲除FZO基因的酵母菌细胞作为实验材料,与普通酵母细胞形成对照。为检测出线粒体是否发生了融合,可用红、绿色荧光分别标记同一细胞内相邻的线粒体,若发生了线粒体融合则应出现黄色线粒体,若不融合则不出现黄色线粒体,所以只有普通酵母细胞中会出现黄色荧光标记的线粒体。
18. 智慧农业通过智能技术可精准调控植物工厂内光照、温度、湿度、CO2和营养液等因素,果蔬生长快、周期短、不受季节影响。但生菜过快生长易引发生理性病害如干烧心,影响叶菜的品质和经济效益。科研人员对生菜干烧心的发生及其防控进行了研究,实验结果如表所示。请回答:
(1)LED 光源为生菜的光合作用提供______。光反应发生的场所在______,水光解的产物是______,卡尔文循环为光反应提供的物质有______。若将甲组生菜转移到乙组环境中,持续一段时间,达到新的平衡,此时C5和 C3的含量与变化之前相比分别为______ 、______。
(2)据表分析,与新叶Ca2+含量呈负相关的指标是 ______。为提高新叶Ca2+含量,采用提高营养液中Ca2+含量的措施是否可行?______,理由是______。
项目
甲组
乙组
丙组
丁组
戊组
LED 红光:LED 蓝光
1:2
2:1
3:2
3:2
3:2
湿度(%)
90
90
90
70
50
叶绿素含量( g•m-2)
0.141
0.155
0.183
0.175
0.180
叶净光合速率(umol•m-2•s-1)
15.85
16.81
19.47
19.52
19.45
新叶钙离子含量(%)
40.41
38.62
25.20
50.66
63.94
干烧心发生率(%)
51.65
58.32
63.91
46.54
25.68
(3)降低环境湿度不仅能有效防控生菜干烧心的发生,还能提高生菜的产量和品质,如图所示。结合柱形图和表格信息综合分析,干烧心发生率随湿度降低而下降的主要原因是______,选用______(填“丙”或“丁”或“戊”)的条件,最有利于提高生菜产量和品质。
【答案】(1) ①. 能量 ②. 类囊体薄膜 ③. O2、H+、e-、 ④. ADP 、NADP+(Pi) ⑤. 升高 ⑥. 升高
(2) ①. 干烧心发生率 ②. 不行 ③. 营养液渗透压过高易引发生菜渗透失水/植物工厂能精准调控营养液中钙离子浓度/新叶缺钙不是营养液缺钙造成
(3) ①. (湿度降低)气孔导度增大,蒸腾速率提高,引起新叶 Ca2+含量升高(干烧心发生率降低) ②. 戊
【解析】
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的C3,在有关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原,随后,一些接受能量并被还原的C3在酶的作用下,经过一系列反应转化成糖类,另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列变化,又形成C5,这些C5又可以参与二氧化碳的固定。
【小问1详解】
生菜进行光合作用需要光照,其中LED光源为生菜的光合作用提供能量;光合作用包括光反应和暗反应过程,其中光反应发生的场所在叶绿体的类囊体薄膜;水光解的产物是O2、H+、e -,卡尔文循环为光反应提供的物质有ADP、NADP+(Pi);若将甲组生菜转移到乙组环境中,由表可知,乙组的净光合速率升高,达到新的平衡,此时C5和C3的含量与变化之前相比分别为升高。
【小问2详解】
分析表格数据可知,新叶Ca2+含量呈负相关的指标是干烧心发生率(%);由于营养液渗透压过高易引发生菜渗透失水,且植物工厂能精准调控营养液中钙离子浓度,新叶缺钙不是营养液缺钙造成,故采用提高营养液中Ca2+含量的措施是不可行。
【小问3详解】
分析题意,降低环境湿度不仅能有效防控生菜干烧心的发生,还能提高生菜的品质,综合分析,干烧心发生率随湿度降低而下降的主要原因是(湿度降低)气孔导度增大,蒸腾速率提高,引起新叶Ca2+含量升高(干烧心发生率降低);据图可知,选用戊组的条件,气孔导度和胞间二氧化碳浓度均最高,且维生素C含量最多,最有利于提高生菜产量和品质。
19. 某野生绿色植物具有极高的种植价值,科研人员为了研究其叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响,特设置图一装置,其中A~E时间段光源逐渐向左移动。假设实验过程中的呼吸强度不变,其他条件适宜,所测得结果如图二曲线所示。回答下列问题:
(1)实验室中常用______(试剂)提取该绿色植物叶片中的色素;用纸层析法分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是______。
(2)叶片的呼吸速率为______,影响叶片光合速率大小的主要内部因素是______,水浴箱的作用是______。
(3)AB时间段,小室内CO2,浓度______(填“增大”或“减小”)。解释AB时间曲线出现这种变化趋势的原因:______。实验进行到E时,光源不再移动,F时限制叶片光合速率的主要环境因素是______。
(4)请设计一个实验以确定绿色植物的最适光照强度,写出实验思路:______。
【答案】(1) ①. 无水乙醇 ②. 叶绿素a
(2) ①. M ②. 色素(叶绿体)含量、酶的数量等 ③. 维持温度的相对恒定
(3) ①. 增大 ②. 由于光照逐渐增强,光合作用逐渐增强,光合作用消耗的CO2逐渐增多,而呼吸速率不变,导致叶片释放CO2的速率逐渐减慢 ③. 光照强度
(4)设置系列不同光照强度培养绿色植物,一段时间后,测定其净光合速率,则得到的光饱和点(或刚达到最大净光合速率的光照强度)为最适光照强度
【解析】
【分析】图中A之前二氧化碳的变化速率表示实际的呼吸速率,A开始光照后,二氧化碳的变化速率可表示净光合速率。
【小问1详解】
光合色素易溶于有机溶剂,故提取绿色植物叶片中的色素,常用无水乙醇。用纸层析法分离色素时,叶绿素a在层析液中溶解度较叶绿素b大。
【小问2详解】
根据黑暗条件下,二氧化碳的变化速率可知,叶片的呼吸速率为M;影响叶片光合速率大小的主要内部因素是色素(叶绿体)含量、酶的数量等。水浴箱可以维持温度的相对恒定。
【小问3详解】
AB时间段内光合速率小于呼吸速率,由于光照逐渐增强,光合作用逐渐增强,光合作用消耗的CO2逐渐增多,而呼吸速率不变,导致叶片释放的CO2速率逐渐减慢,但AB时间段小室内CO2浓度在增大。分析图二,实验进行到e时,持续充入二氧化碳,密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率为0,说明e点光合速率等于呼吸速率,随着二氧化碳浓度不断增大,e-f时光合速率不断增大,f时不再变化,说明已达到二氧化碳的饱和点,此时限制叶片光合速率的主要环境因素是光照强度。
【小问4详解】
请设计一个实验以确定绿色植物的最适光照强度,自变量应为不同的光照强度,设置系列不同光照强度培养绿色植物,一段时间后,测定其净光合速率,则得到的光饱和点(或刚达到最大净光合速率的光照强度)为最适光照强度。
20. 芝加哥大学的研究团队发现,当尼古丁成瘾者试图戒烟时,其IPN脑区的GABA神经元会增强对LDTg脑区的投射,导致多巴胺释放减少和厌恶行为,这导致尼古丁成瘾者难以戒断。下图1表示与成瘾有关的多巴胺神经元(a)与IPN脑区GABA能神经元(b)之间构成的突触;图2为电刺激神经元b,在神经元a上测得的膜电位变化曲线。请分析回答以下问题。
(1)据图1、图2分析,神经元b释放的GABA是_________性神经递质,引起突触后膜上静息电位的绝对值___________(填“变大”“变小”或“基本不变”)。
(2)根据上述信息分析,利用光遗传学技术抑制小鼠脑区中从IPN到LDTg的神经投射,会_________(填“增强”或“减轻”)小鼠在尼古丁戒断期间的行为和生理戒断反应。
(3)已有研究表明IPN会介导尼古丁戒断的情绪症状。为了测试IPN到LDTg的投射是否影响戒断期情绪相关行为,研究人员在广场中进行小鼠的行为评估,焦虑水平更高的小鼠倾向于停留在边缘区域,而非中心区域。对小鼠的处理如下:A组处理为未接触尼古丁,B组处理为_______________,C组处理为___________,D组处理为接触尼古丁后诱导戒断反应+抑制IPN到LDTg的投射,实验结果如图3。_____组对比说明IPN到LDTg的投射会影响戒断期情绪相关行为。
【答案】(1) ①. 抑制 ②. 变大
(2)减轻 (3) ①. 未接触 ②. 尼古丁+抑制IPN到LDTg的投射接触尼古丁后诱导戒断反应 ③. C、D
【解析】
【分析】在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态。此时,神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低,而神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同:静息时,膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,这称为静息电位。
【小问1详解】
观察图1可知b神经元处于a神经元的上游,其所释放的神经递质GABA会影响a神经元的功能,通过图2实验结果可知每次电刺激神经元b后,神经元a的膜电位绝对值会变大,使得神经元a处于抑制状态(相比正常状态,此时更难以产生兴奋),因而推测,神经元b所释放的神经递质GABA为抑制性递质,会导致突触后膜(即神经元a的细胞膜)上静息电位的绝对值变大。
【小问2详解】
根据题干信息可推知,尼古丁戒断期小鼠的IPN脑区的GABA神经元会增强对LDTg脑区的投射,最终导致戒断反应,因而利用光遗传学技术抑制该神经投射,会减轻戒断反应。
【小问3详解】
由于本实验的目的是测验IPN到LDTg的投射是否影响戒断期情绪相关行为,因而应围绕“是否抑制IPN到LDTg的投射”作为自变量来设计实验,A组处理为未接触尼古丁,B组为未接触尼古丁+抑制IPN到LDTg的投射,A、B组的实验结果表明“是否抑制IPN到LDTg的投射”对普通小鼠的情绪无影响;C组处理为接触尼古丁后诱导戒断反应,D组为接触尼古丁后诱导戒断反应+抑制IPN到LDTg的投射。C、D组的实验结果表明“是否抑制IPN到LDTg的投射”对处于戒断期的小鼠的情绪有影响,且未抑制IPN到LDTg的投射时,处于戒断期的小鼠情绪会更焦虑,而抑制了IPN到LDTg的投射的小鼠情绪恢复到与尼古丁未接触组相似的水平,说明戒断期小鼠的情绪相关行为变化与IPN到LDTg的投射有关。
21. 炭疽是一种由炭疽芽孢杆菌引起的人兽共患性传染病,皮肤炭疽病在人类炭疽病中最为常见,这类患者的皮肤渗出物中含有炭疽芽孢杆菌。回答下列有关问题:
(1)皮肤炭疽病疑似患者就医时,医生先要取患者的皮肤渗出物稀释后涂布到固体培养基上,经过一段时间的培养获得的平板不可能是 。
A. B. C. D.
(2)挑取上述培养基上的菌落进行如图所示实验(注:实验组中的噬菌体能特异性地侵染炭疽芽孢杆菌)。
①对照组试管中应加入___________,实验过程中为避免杂菌污染进行的操作包括_________(至少写出两点)。
②实验过程中需将锥形瓶固定在摇床上,在35℃下振荡培养24h,直至液体培养基变浑浊。振荡培养说明炭疽芽孢杆菌的代谢类型是__________。液体培养基变浑浊的原因是____________。
③实验结果为_______________时,表明该疑似患者被炭疽芽孢杆菌感染。
(3)对炭疽芽孢杆菌进行计数时,选用10-4、10-5、10-6三个稀释度的菌液,各取0.2mL涂布,每个稀释度作三次重复,经24h恒温培养后结果如表。
稀释度
10-4
10-5
10-6
平板编号
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3
菌落数
315
298
302
45
54
51
12
9
11
由表可知,最适合计数的稀释度为_______,该稀释度下,原菌液中炭疽杆菌的密度为_____个/mL。
【答案】(1)D (2) ①. 等量的生理盐水 ②. 对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒,将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌;实验操作在酒精灯火焰附近进行;操作过程中避免已经灭菌的材料用具与周围物品相接触 ③. 异养、需氧型 ④. 炭疽芽孢杆菌大量繁殖 ⑤. 实验组液体培养基的浑浊度比对照组低
(3) ①. 10⁻⁵ ②. 2.5×10⁷
【解析】
【分析】稀释涂布平板法:将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在,再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。
【小问1详解】
A、B、C中的菌落分布较均匀,是通过稀释涂布平板法获得的,而D是通过平板划线法获得的,划线平板法是从上一次划线的末端开始划线,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【小问2详解】
①对照组中加入的液体不应含有噬菌体,因此应加入等量的生理盐水。在进行微生物培养时为防止杂菌的混入,消毒和灭菌工作是关键,主要包括对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒;将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌;实验操作在酒精灯火焰附近进行;操作过程中避免已经灭菌的材料用具与周围物品相接触等。
②炭疽芽孢杆菌属于细菌,能寄生在人和动物体内,说明它是异养型生物,培养时需要借助摇床振荡培养,说明它是需氧型生物。培养液变浑浊表明菌体数量增多,即炭疽芽孢杆菌大量繁殖。
③若实验组液体培养基的浑浊度低于对照组,说明实验组中的炭疽芽孢杆菌被噬菌体侵染与破坏,即该疑似患者感染了炭疽芽孢杆菌。
【小问3详解】
分析表中数据可知,只有稀释度为10-5时菌落数在30~300之间,适合用于计数。该稀释度下,原菌液中炭疽杆菌的密度为(45+54+51)÷3÷0.2×105=2.5×10⁷个/mL。
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