内容正文:
2025-2026学年上学期高一生物学科阶段性作业
考试范围:必修一第一章至第五章;考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
一、单选题(每题只有一项正确选项,每题2分,共24分)
1. 洛阳牛肉汤是河南著名的传统小吃,以牛大骨长时间熬制而成,汤汁乳白,营养丰富,食用时常配以香菜和饼丝。下列有关其营养成分的叙述,正确的是( )
A. 汤汁呈乳白色说明脂质是骨骼细胞中含量最多的化合物
B. 牛肉中的Fe元素可被人体吸收,用于合成血红蛋白
C. 香菜叶片细胞中含有的纤维素可被人体消化吸收
D. 饼丝中所含的多糖是动、植物体内的储能物质
2. 内皮素是由内皮细胞分泌的一种活性多肽,内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后,刺激了黑色素细胞,从而使黑色素急剧增加。研究发现,内皮素在皮肤中分布不均,是形成色斑的主要原因。上述材料体现了细胞膜的哪项功能( )
A. 细胞膜中的蛋白质含量越高、功能越复杂 B. 控制物质进出细胞
C. 细胞膜具有信息交流的功能 D. 将细胞与外界环境分开
3. a、b、c3种淀粉酶在某支链淀粉分子上的水解位点如图。“·”表示单糖,单糖之间以糖苷键相连;a酶水解淀粉各侧链分支连接处的糖苷键;b酶从各链外侧依次水解第2个糖苷键:c酶从各链外侧依次水解第1个糖苷键。下列叙述错误的是( )
A. 用a酶水解该淀粉,可得到少量葡萄糖
B. 用b酶水解该淀粉,可得到二糖
C. 用c酶水解该淀粉,产物可与发生颜色反应
D. 用上述3种酶共同水解该淀粉,可得到较多的葡萄糖
4. 非蛋白质氨基酸是指除组成蛋白质的21 种常见氨基酸以外的含有氨基和羧基的化合物。非蛋白质氨基酸在细胞代谢的过程中产生,存在于各种组织或细胞中,如瓜氨酸、γ-氨基丁酸和同型半胱氨酸(其结构式如下图所示)。下列相关说法正确的是( )
A. 人体内任意一种蛋白质水解都会至少产生21 种氨基酸
B. 组成蛋白质的氨基酸序列发生改变可能会影响该蛋白质的功能
C. 每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,并连在同一个碳原子上
D. 瓜氨酸由细胞代谢产生,属于人体蛋白质合成需要的非必需氨基酸
5. “一骑红尘妃子笑,无人知是荔枝来”。荔枝营养丰富,含葡萄糖、果糖、蛋白质、脂肪以及多种维生素。将新鲜荔枝在纸箱中密封保存,几天后取果时会感觉到果实发热;密封存放时间长了,还可以闻到酒味。下列有关说法正确的是( )
A. 荔枝果肉可以作为鉴定生物组织中还原糖实验的材料
B. 纸箱密封会使果实发热,说明无氧呼吸比有氧呼吸释放更多的热能
C. 荔枝果实进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
D. 荔枝密封储存过程中,产生CO2的场所是细胞质基质
6. 如图是对噬菌体、蓝细菌、变形虫和衣藻四种生物按不同的分类依据分成的四组,下列说法错误的是( )
A. 甲组中的生物都没有细胞壁
B. 丙与丁的分类依据可以是有无染色体
C. 甲与乙的分类依据可以是有无叶绿体
D. 丁组中的生物细胞中都具有核膜
7. 某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是( )
碱基种类
A
C
G
T
U
含量(%)
31.2
20.8
28.0
0
20.0
A. 病毒的增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
B. 该病毒和 HIV 的遗传物质都是核糖核苷酸
C. 该病毒不属于生命系统的结构层次,但参与某些层次生命系统的构成
D. 该病毒和大肠杆菌、酵母菌都可以在营养丰富的培养基上培养
8. 庐山黄杨和金背松鼠体内细胞的某些元素含量(占细胞干重的质量分数:%)如表所示,据表分析,下列有关结论正确的是( )
元素
C
H
O
N
P
Ca
S
庐山黄杨
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.23
0.17
金背松鼠
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
4.67
0.78
A. 依据N、S含量可推知,金背松鼠细胞内蛋白质含量较多,蛋白质是其主要能源物质
B. 依据表中C的含量可知,有机物是干物质的主要成分
C. 庐山黄杨的含水量比金背松鼠多
D. 这两种生物体内含S较少,故S是微量元素
9. 人体细胞分泌的外泌体,是直径为50~150nm的囊泡结构,内部包含脂质、蛋白质、RNA等多种物质,形成过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 外泌体的形成与释放都与细胞膜有关
B. 构成外泌体膜的基本支架是磷脂双分子层
C. 外泌体含多种物质,一些物质可能与细胞间的信息交流有关
D. 溶酶体储存多种酸性水解酶由高尔基体合成,水解产物可供细胞再利用
10. 肾脏是机体最重要的排泄器官,通过尿的生成和排出,维持机体内环境的稳态。肾小管上皮细胞膜上具有多种转运蛋白,其重吸收相关物质的机制如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. 肾小管上皮细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层
B. 葡萄糖和水重吸收依赖细胞膜上的转运蛋白,该过程不消耗能量
C. 肾小管上皮细胞钠-钾泵介导的Na⁺外流属于主动运输
D. 若SGLT2结构异常,会导致原尿中葡萄糖无法被重吸收,形成尿糖
11. 在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. a~b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
B. 该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64 ppm CO2/min
C. 适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将不变
D. 若第10min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
12. 有一种链状“十五肽”的化学式为CxHyNzOdSe(z>15,d>16)。已知其彻底水解后得到下列几种氨基酸:
天门冬氨酸(C4H7NO4);苯丙氨酸(C9H11NO2);半胱氨酸(C3H7NSO2);赖氨酸(C6H14N2O2)
下列有关说法中不正确的是( )
A. 水解可得e个半胱氨酸 B. 水解可得(d-16)/2个天门冬氨酸
C. 水解可得z-15个赖氨酸 D. 苯丙氨酸有22-e-z-d/2个
二、多选题(每题有两项及以上的选项正确,选错得零分,漏选得2分,全对得4分,共16分)
13. 细胞的生命活动需要能量来维持,很多种物质都可以为细胞的生活提供能量,其中葡萄糖的作用极其重要,常被形容为“生命的燃料”。下列有关葡萄糖叙述错误的是( )
A. 高等植物能够利用葡萄糖合成糖原和淀粉作为储能物质
B. 谷物中有丰富的多糖淀粉和纤维素,组成它们的单体都是葡萄糖
C. 动物细胞呼吸分解糖类并释放能量,直接利用的糖类是糖原
D. 葡萄糖既可以口服又可以通过静脉注射的方式被人体细胞利用
14. 某真核细胞内有三种具有双层膜的结构(部分示意图如图)。下列叙述与事实相符的( )
A. 图a结构的功能主要是参与光合作用
B. 图b结构的功能主要是参与有氧呼吸
C. 图c中的核孔对大分子出入具有选择性
D. 图a、b、c三种结构中都存在核酸
15. 某植物在感受到淹水胁迫后,可通过代谢途径的改变来适应缺氧环境,如下图所示。pH下降减慢了乳酸形成的速度并激活了丙酮酸脱羧酶,将糖酵解产生的丙酮酸转移到乙醇形成中。下列说法正确的是( )
A. 糖酵解发生在细胞质基质中
B. 乳酸或乙醛的产生消耗NADH将导致NAD+积累
C. 每分子葡萄糖经无氧呼吸产生乙醇时生成的ATP比产生乳酸时多
D. 代谢途径的转变可以避免单一有害代谢产物的积累,减缓对细胞的伤害
16. 阿尔茨海默病的病理特征之一是大量β淀粉样蛋白(β-AP)在脑神经细胞外沉积,导致细胞受损。β-AP的前体APP是一种由695个氨基酸形成的跨膜蛋白,被两种分泌酶(本质是蛋白质)切割为不同长度的肽,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质是人体重要的营养物质,所以人体中的蛋白质越多越好
B. APP和β-AP的功能不同,与组成二者的氨基酸的数量不同有关
C. APP被分泌酶切割的过程中需要消耗2个水分子
D. β-AP寡聚合物是由156个氨基酸形成的肽链
三、综合题(共60分)
17. I.黄河故道横贯曹县东西,全长74公里。故道东段的野鸭湖是平原地区少有的万亩天然湖泊;中段的界牌集水库,碧波万顷,鱼虾肥美,万亩芦苇,千亩桃花,景色宜人;西段的万亩荷塘、万亩稻田、万亩花海、万亩森林,是故道的三大美景,被誉为黄河故道休闲旅游的三颗明珠,以下是黄河故道中常见的几种单细胞生物,结合生物学知识回答以下问题:
(1)在生命系统的结构层次中,野鸭湖中生活的所有生物属于______层次。
(2)发菜因和“发财”谐音而备受百姓青睐,它的细胞结构和图中______的细胞结构最为相似,其DNA呈_____(填“链状”或“环状”),其所在的区域称为_____。发菜营光合自养生活,是因为细胞中含有光合色素_____和____。
(3)图中与绿色开花植物细胞的结构最相似的生物是______。
(4)脊髓灰质炎病毒与上述生物相比,最典型的区别是______。
Ⅱ.显微镜是生物学科中最为重要的观察工具之一,如图所示,其中①②、③④为显微镜的两种镜头,⑤⑥上的横线为载玻片,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像,据图回答:
(5)观察物像丙时应选用甲中的组合是_____。
(6)上图1是在使用目镜为10×,物镜也为10×的显微镜下观察蛙的皮肤上皮细胞时的视野,图2是更换物镜后的视野,则图2放大倍数为_____。
18. 如图1为组成细胞的有机物及元素,已知A、B、C、D和E为生物大分子。图2为图1中某种生物大分子的部分结构,请回答下列问题:
(1)图1中的x、y代表的元素分别是_____,图2是图1中_____(填“A”“B”“C”“D”或“E”)的部分结构,它是由_____种氨基酸连接而成。
(2)A的结构具有多样性,从a角度分析,其原因是_____。
(3)D在化学组成上与E的不同是______。
(4)某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个五肽,3个六肽和4个七肽,则这些短肽所含氨基总数至少为______。
19. I、用0.5g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶表皮细胞,一段时间后观察到细胞由A图状态变化为B图状态,请回答下列问题:
(1)B图细胞处于______状态,细胞处于该状态的内因除了原生质层相当于半透膜之外还有_____。
(2)B图细胞中的原生质层包括______(填标号),B图中①处的液体是_____。
Ⅱ、图1表示某生物膜结构,图中A、B、D表示某些物质,a、b、c、d、e表示物质出入细胞膜的几种方式,图2表示四种不同物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异,请根据图回答下面的问题:
(3)图1中A的类型有两种,分别是______,二者的区别是______(答2点);图2细胞中钾离子运进该细胞对应图1中的运输方式是______(填字母)。
(4)蛋白质类激素被分泌细胞分泌时______(填“需要”或“不需要”)转运蛋白,______(填“消耗”或“不消耗”)细胞呼吸所释放的能量。分泌蛋白合成和分泌过程涉及到的细胞器有______(答出4个)。
20. 请回答下列有关科学探究的问题:I研究者用荧光染料对细胞膜上的蛋白质进行处理,使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”,即荧光消失。随后,该漂白区域荧光逐渐恢复,如下图。
(1)细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复,推测其可能的原因有:
①被漂白区域内部标记的荧光染料的荧光会______;
②被漂白区域内外的细胞膜成分分子______的结果。
(2)研究发现,如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有______作用,该结果______(填“支持”或“不支持”)推测②。
(3)此项研究说明细胞膜具有______性。
Ⅱ.研究发现,熊虫对不良环境有极强的抵抗力。当环境恶化时,它们会自行脱掉体内绝大部分的水分,将身体萎缩成正常情况下的一半,处于一种隐生(假死)状态,此时熊虫的代谢率几乎降到零,甚至能耐受-273℃冰冻数小时,直到环境改善为止。据研究,熊虫进入隐生状态时,它们的体内会大量合成一种被称为海藻糖的二糖。有人认为,“熊虫体液中的海藻糖可以保护组织细胞,使组织细胞免受低温造成的损伤”。请设计实验方案,用于探究该假设的真实性。
(4)为了确保实验的科学性和准确性,从化学组成及生理功能看,实验所用的细胞应具有______的特点。
(5)操作过程:
①取适量某哺乳动物细胞,等分成甲、乙两组;
②甲组添加含海藻糖的细胞培养液;乙组添加______的细胞培养液;
③甲、乙两组均置于_______;
④观察甲、乙两组细胞生活状况。
(6)预期结果及结论:
若______,则假设成立。
若______,则假设不成立。
21. I.下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题:
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在__________________(填场所)被消耗,从能量转化角度分析,丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同?_________________________。
(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取_____(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液,立即再向甲试管中通入O2,一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的_______进行检测。
(3)按照上述实验过程,观察到______________,说明(2)中假说不成立,实验小组查阅资料发现,细胞质基质中的NADH还存在如图2所示的转运过程,NADH在线粒体内积累,苹果酸的转运即会被抑制,且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率,反之则抑制。请结合以上信息解释O2会抑制酵母菌产生酒精的原因:____________。
II.某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸方式,实验设计如图甲、乙。
(4)实验开始时将右管液面高度调至参考点,实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(实验过程中关闭活栓)
①乙组右管液面下降,变化量表示的是微生物呼吸______
②甲组右管液面升高,乙组液面不变,说明微生物进行的呼吸方式是______
③若用装置甲乙测定花生种子有氧呼吸的气体变化,则甲组右管液面______,乙组右管液面______。
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2025-2026学年上学期高一生物学科阶段性作业
考试范围:必修一第一章至第五章;考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
一、单选题(每题只有一项正确选项,每题2分,共24分)
1. 洛阳牛肉汤是河南著名的传统小吃,以牛大骨长时间熬制而成,汤汁乳白,营养丰富,食用时常配以香菜和饼丝。下列有关其营养成分的叙述,正确的是( )
A. 汤汁呈乳白色说明脂质是骨骼细胞中含量最多的化合物
B. 牛肉中的Fe元素可被人体吸收,用于合成血红蛋白
C. 香菜叶片细胞中含有的纤维素可被人体消化吸收
D. 饼丝中所含的多糖是动、植物体内的储能物质
【答案】B
【解析】
【详解】A、汤汁乳白色是脂肪在熬制过程中乳化形成的现象,但骨骼细胞中含量最多的化合物是水(约占60%-70%),脂质并非含量最多的化合物,A错误;
B、牛肉中的Fe属于微量元素,是血红蛋白合成的必需元素,人体可吸收食物中的Fe²⁺用于合成血红蛋白,B正确;
C、纤维素是植物细胞壁的主要成分,属于多糖,但人体消化道内缺乏分解纤维素的酶(纤维素酶),因此无法直接消化吸收,C错误;
D、饼丝由小麦面粉制成,所含多糖主要为淀粉(植物储能物质),但动物体内的储能物质是糖原而非淀粉,D错误。
故选B。
2. 内皮素是由内皮细胞分泌的一种活性多肽,内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后,刺激了黑色素细胞,从而使黑色素急剧增加。研究发现,内皮素在皮肤中分布不均,是形成色斑的主要原因。上述材料体现了细胞膜的哪项功能( )
A. 细胞膜中的蛋白质含量越高、功能越复杂 B. 控制物质进出细胞
C. 细胞膜具有信息交流的功能 D. 将细胞与外界环境分开
【答案】C
【解析】
【分析】1、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类。组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,磷脂构成了细胞膜的基本骨架。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
2、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
【详解】A、细胞膜中的蛋白质含量越高,功能越复杂,这涉及的是细胞膜的成分,不是细胞膜的功能,与题干要求不符,A错误;
BCD、根据题干信息“内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合”可知,这体现的是细胞膜具有信息交流的功能,BD错误,C正确。
故选C。
【点睛】
3. a、b、c3种淀粉酶在某支链淀粉分子上的水解位点如图。“·”表示单糖,单糖之间以糖苷键相连;a酶水解淀粉各侧链分支连接处的糖苷键;b酶从各链外侧依次水解第2个糖苷键:c酶从各链外侧依次水解第1个糖苷键。下列叙述错误的是( )
A. 用a酶水解该淀粉,可得到少量葡萄糖
B. 用b酶水解该淀粉,可得到二糖
C. 用c酶水解该淀粉,产物可与发生颜色反应
D. 用上述3种酶共同水解该淀粉,可得到较多的葡萄糖
【答案】A
【解析】
【分析】多糖(能水解成多个葡萄糖)(基本单位:葡萄糖):淀粉(植物的储能物质)、纤维素(植物细胞壁的组成部分)、糖原(动物的储能物质) ;蔗糖和多糖不是还原糖,所有单糖和除蔗糖外的二糖都是还原糖。
【详解】A、用a酶水解该淀粉,其水解淀粉各侧链分支连接处糖苷键,得到短的糖链,不能得到葡萄糖分子,A错误;
B、用b酶水解该淀粉,其从各链外侧依次水解第二个糖苷键,得到两个单糖连在一起的物质,即可得到二糖,B正确;
C、用c酶水解该淀粉,其从各链外侧依次水解第一个糖苷键,得到葡萄糖,葡萄糖是还原糖,可与Cu(OH)2(斐林试剂)发生颜色反应,产生砖红色沉淀,C正确;
D、用上述三种酶共同水解该淀粉,a酶可将糖链分支水解下来,然后b、c酶从各链外侧水解糖苷键,可得到较多的葡萄糖,D正确。
故选A。
4. 非蛋白质氨基酸是指除组成蛋白质的21 种常见氨基酸以外的含有氨基和羧基的化合物。非蛋白质氨基酸在细胞代谢的过程中产生,存在于各种组织或细胞中,如瓜氨酸、γ-氨基丁酸和同型半胱氨酸(其结构式如下图所示)。下列相关说法正确的是( )
A. 人体内任意一种蛋白质水解都会至少产生21 种氨基酸
B. 组成蛋白质的氨基酸序列发生改变可能会影响该蛋白质的功能
C. 每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,并连在同一个碳原子上
D. 瓜氨酸由细胞代谢产生,属于人体蛋白质合成需要的非必需氨基酸
【答案】B
【解析】
【分析】组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
【详解】A、 组成蛋白质的氨基酸有21种,但并不是每一种蛋白质中都含有21种氨基酸,A错误;
B、结构与功能相适应,氨基酸序列改变会导致蛋白质的空间结构改变,从而可能会影响蛋白质的功能,B正确;
C、组成人体蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基,并连在同一个碳原子上,而非蛋白质氨基酸不一定,如γ-氨基丁酸,C错误;
D、瓜氨酸由细胞代谢产生,属于非蛋白质氨基酸,不是非必需氨基酸,不参与人体蛋白质合成,D错误。
故选B。
5. “一骑红尘妃子笑,无人知是荔枝来”。荔枝营养丰富,含葡萄糖、果糖、蛋白质、脂肪以及多种维生素。将新鲜荔枝在纸箱中密封保存,几天后取果时会感觉到果实发热;密封存放时间长了,还可以闻到酒味。下列有关说法正确的是( )
A. 荔枝果肉可以作为鉴定生物组织中还原糖实验的材料
B. 纸箱密封会使果实发热,说明无氧呼吸比有氧呼吸释放更多的热能
C. 荔枝果实进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
D. 荔枝密封储存过程中,产生CO2的场所是细胞质基质
【答案】A
【解析】
【分析】将新鲜荔枝在纸箱中密封保存,不能完全隔绝氧气,荔枝细胞会同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
【详解】A、荔枝含葡萄糖、果糖,果肉白色,可以作为鉴定生物组织中还原糖实验的材料,A正确;
B、无氧呼吸过程中有机物分解不彻底,释放的热能比有氧呼吸少,B错误;
C、荔枝果实进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量大部分转移到酒精中,释放出来的能量大部分以热能形式散失,C错误;
D、将新鲜荔枝在纸箱中密封保存,不能完全隔绝氧气,密封储存过程中,通过无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质,通过有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,D错误。
故选A。
6. 如图是对噬菌体、蓝细菌、变形虫和衣藻四种生物按不同的分类依据分成的四组,下列说法错误的是( )
A. 甲组中的生物都没有细胞壁
B. 丙与丁的分类依据可以是有无染色体
C. 甲与乙的分类依据可以是有无叶绿体
D. 丁组中的生物细胞中都具有核膜
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲组中噬菌体是病毒,没有细胞结构,变形虫是动物细胞,没有细胞壁,因此甲组的生物都没有细胞壁,A正确;
B、丙组噬菌体没有细胞结构,蓝细菌属于原核细胞,都没有染色体,丁组细胞都是真核细胞,都有染色体,因此这两组的分类依据可以是有无染色体,B正确;
C、甲组细胞和乙组中的蓝细菌都没有叶绿体,因此这两组的分类依据不可以是有无叶绿体,C错误;
D、丁组中的生物都是真核生物,细胞中都具有核膜,D正确。
故选C。
7. 某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是( )
碱基种类
A
C
G
T
U
含量(%)
31.2
20.8
28.0
0
20.0
A. 病毒的增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
B. 该病毒和 HIV 的遗传物质都是核糖核苷酸
C. 该病毒不属于生命系统的结构层次,但参与某些层次生命系统的构成
D. 该病毒和大肠杆菌、酵母菌都可以在营养丰富的培养基上培养
【答案】C
【解析】
【分析】题表分析,该病毒遗传物质中含有U,不含T,即该病毒为RNA病毒。病毒必需寄生在活细胞内才能完成正常的生命活动。
【详解】A、病毒没有细胞结构,不含核糖体,病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成,A错误;
B、表中显示,该病毒中含有碱基U,因此,该病毒为RNA病毒,与 HIV 的遗传物质一样都是核糖核酸,B错误;
C、细胞是最基本的生命系统,病毒没有细胞结构,因而该病毒不属于生命系统的任何结构层次,但参与某些层次生命系统的构成,如属于群落层次中的内容,C正确;
D、病毒没有细胞结构,必需在活细胞中寄生,不能在培养基上生存,而大肠杆菌、酵母菌都可以在营养丰富的培养基上培养,D错误。
故选C。
8. 庐山黄杨和金背松鼠体内细胞的某些元素含量(占细胞干重的质量分数:%)如表所示,据表分析,下列有关结论正确的是( )
元素
C
H
O
N
P
Ca
S
庐山黄杨
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.23
0.17
金背松鼠
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
4.67
0.78
A. 依据N、S含量可推知,金背松鼠细胞内蛋白质含量较多,蛋白质是其主要能源物质
B. 依据表中C的含量可知,有机物是干物质的主要成分
C. 庐山黄杨的含水量比金背松鼠多
D. 这两种生物体内含S较少,故S是微量元素
【答案】B
【解析】
【分析】1、生物界与非生物界的统一性与差异性:统一性:构成生物体的元素在无机自然界都可以找到,没有一种是生物所特有的。
差异性:组成生物体的元素在生物体体内和无机自然界中的含量相差很大。
2、大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素,包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,其中C为最基本元素,O是活细胞中含量最多的元素。
【详解】A、蛋白质的组成元素是C、H、O、N、(S),金背松鼠细胞的N、S含量多于庐山黄杨,故推测金背松鼠细胞内蛋白质含量较多,但是蛋白质不是主要能源物质,A错误;
B、有机物都以碳链为基本骨架,故C在有机物中所占比例较大,表中动植物体内C含量较高,说明干物质的主要成分是有机物,B正确;
C、干重中有关元素的含量不能作为判断其含水量多少的依据,C错误;
D、S是大量元素,D错误
故选B。
9. 人体细胞分泌的外泌体,是直径为50~150nm的囊泡结构,内部包含脂质、蛋白质、RNA等多种物质,形成过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 外泌体的形成与释放都与细胞膜有关
B. 构成外泌体膜的基本支架是磷脂双分子层
C. 外泌体含多种物质,一些物质可能与细胞间的信息交流有关
D. 溶酶体储存多种酸性水解酶由高尔基体合成,水解产物可供细胞再利用
【答案】D
【解析】
【详解】A、外泌体的形成与释放都与细胞膜有关,因为细胞膜具有信息传递功能,且细胞膜具有一定的流动性,A正确;
B、外泌体具有膜结构,其膜结构的基本支架是磷脂双分子层,B正确;
C、外泌体是由细胞释放的,内含脂质、蛋白质、mRNA以及非编码RNA等多种物质,其中一些物质可能与细胞间的信息交流有关,C正确;
D、溶酶体储存多种酸性水解酶是蛋白质,由核糖体合成,不是由高尔基体合成的,D错误。
故选D。
10. 肾脏是机体最重要的排泄器官,通过尿的生成和排出,维持机体内环境的稳态。肾小管上皮细胞膜上具有多种转运蛋白,其重吸收相关物质的机制如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. 肾小管上皮细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层
B. 葡萄糖和水重吸收依赖细胞膜上的转运蛋白,该过程不消耗能量
C. 肾小管上皮细胞钠-钾泵介导的Na⁺外流属于主动运输
D. 若SGLT2结构异常,会导致原尿中葡萄糖无法被重吸收,形成尿糖
【答案】B
【解析】
【详解】A、所有细胞的细胞膜,其基本支架都是磷脂双分子层,这是细胞膜的核心结构特点,A正确;
B、小管液中葡萄糖浓度低,肾小管上皮细胞内葡萄糖浓度高(逆浓度梯度);葡萄糖通过SGLT2进入细胞为逆浓度的主动运输,需要消耗能量,其能量来源于Na+浓度差的势能,B错误;
C、钠-钾泵的功能是消耗ATP,逆浓度梯度运输离子:将3个Na⁺从细胞内(低Na⁺)运输到组织液(高Na⁺)(即Na⁺外流),因此Na⁺外流属于主动运输,C正确;
D、SGLT2是小管液中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的转运蛋白,若其结构异常,葡萄糖无法通过SGLT2进入细胞,会持续留在原尿中,最终随尿液排出,形成尿糖,D正确。
故选B。
11. 在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. a~b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
B. 该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64 ppm CO2/min
C. 适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将不变
D. 若第10min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析,图中实验装置甲测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,可以用于测定呼吸作用强度或净光合作用强度,即光下测定的 是净光合速率,黑暗处测定的是呼吸速率。
【详解】A、a~b段二氧化碳含量在下降,说明植物的光合作用大于呼吸作用,且二氧化碳在暗反应中被用于合成三碳化合物,因此叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输,A错误;
B、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由ab段可以计算出净光合速率=(1680−180)/30=50ppm CO2/min,由bc段可以计算出呼吸速率=(600−180)/30=14ppm CO2/min,因此真光合速率平均为64ppm CO2/min,B正确;
C、题干中提出,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行实验,光合速率下降,导致该植物光合作用的光饱和点将下降,C错误;
D、若第10 min时突然黑暗,导致光反应产生的ATP和[H]含量下降,抑制暗反应中C3的还原,导致叶绿体基质中C3的含量将增加,D错误。
故选B。
12. 有一种链状“十五肽”的化学式为CxHyNzOdSe(z>15,d>16)。已知其彻底水解后得到下列几种氨基酸:
天门冬氨酸(C4H7NO4);苯丙氨酸(C9H11NO2);半胱氨酸(C3H7NSO2);赖氨酸(C6H14N2O2)
下列有关说法中不正确的是( )
A. 水解可得e个半胱氨酸 B. 水解可得(d-16)/2个天门冬氨酸
C. 水解可得z-15个赖氨酸 D. 苯丙氨酸有22-e-z-d/2个
【答案】D
【解析】
【详解】A、四种氨基酸中只有半胱氨酸含有S原子,因此根据化学式(CxHyNzOdSe)中S原子数目可知该多肽含有e个半胱氨酸,A正确;
B、四种氨基酸中只有天门冬氨酸含有4个氧原子,其余氨基酸均含有2个氧原子,因此根据氧原子数目计算,4×天门冬氨酸+2(15-天门冬氨酸)-14=d,解得天门冬氨酸数目为(d-16)/2,B正确;
C、每个氨基酸至少含1个N,赖氨酸含2个N,设赖氨酸有m个,则总N数z=1×(15−m)+2m=15+m,解得m=z−15,C正确;
D、苯丙氨酸数目=15−半胱氨酸数e−天门冬氨酸数(d−16)/2−赖氨酸数(z−15)=38−e−z−d/2,D错误。
故选D。
二、多选题(每题有两项及以上的选项正确,选错得零分,漏选得2分,全对得4分,共16分)
13. 细胞的生命活动需要能量来维持,很多种物质都可以为细胞的生活提供能量,其中葡萄糖的作用极其重要,常被形容为“生命的燃料”。下列有关葡萄糖叙述错误的是( )
A. 高等植物能够利用葡萄糖合成糖原和淀粉作为储能物质
B. 谷物中有丰富的多糖淀粉和纤维素,组成它们的单体都是葡萄糖
C. 动物细胞呼吸分解糖类并释放能量,直接利用的糖类是糖原
D. 葡萄糖既可以口服又可以通过静脉注射的方式被人体细胞利用
【答案】AC
【解析】
【分析】糖类由C、H、O三种元素组成,分为单糖、二糖和多糖,是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖。植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。淀粉是植物细胞中的储能物质,糖原是动物细胞中的储能物质。构成多糖的基本单位是葡萄糖。
【详解】A、糖原是动物细胞中的储能物质,A错误;
B、植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,构成多糖的基本单位是葡萄糖,B正确;
C、糖原是多糖,葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,是呼吸作用分解的糖类,常被形容为“生命的燃料”,C错误;
D、葡萄糖既可以口服又可以通过静脉注射的方式被人体细胞利用,D正确。
故选AC。
14. 某真核细胞内有三种具有双层膜的结构(部分示意图如图)。下列叙述与事实相符的( )
A. 图a结构的功能主要是参与光合作用
B. 图b结构的功能主要是参与有氧呼吸
C. 图c中的核孔对大分子出入具有选择性
D. 图a、b、c三种结构中都存在核酸
【答案】CD
【解析】
【详解】A、图a内膜内折形成嵴,表示线粒体,线粒体是有氧呼吸的主要场所,A错误;
B、图b内含基粒,表示叶绿体,叶绿体是光合作用的场所,B错误;
C、图c表示细胞核的核膜,其上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道,具有选择性,C正确;
D、图a、b、c分别表示线粒体、叶绿体和细胞核,都存在核酸(DNA和RNA),D正确。
故选CD。
15. 某植物在感受到淹水胁迫后,可通过代谢途径的改变来适应缺氧环境,如下图所示。pH下降减慢了乳酸形成的速度并激活了丙酮酸脱羧酶,将糖酵解产生的丙酮酸转移到乙醇形成中。下列说法正确的是( )
A. 糖酵解发生在细胞质基质中
B. 乳酸或乙醛的产生消耗NADH将导致NAD+积累
C. 每分子葡萄糖经无氧呼吸产生乙醇时生成的ATP比产生乳酸时多
D. 代谢途径的转变可以避免单一有害代谢产物的积累,减缓对细胞的伤害
【答案】AD
【解析】
【分析】无氧呼吸分为两个阶段,第一阶段与有氧呼吸完全相同,第二阶段发生于细胞质基质,丙酮酸分解为酒精和二氧化碳或产生乳酸,不产生ATP。
【详解】A、糖酵解是指葡萄糖转化形成丙酮酸的过程,该过程发生在细胞质基质中,A正确;
B、NADHNAD+的过程及NAD+NADH的过程处于不断地转化过程之中,所以乳酸或乙醛的产生消耗NADH不会导致NAD+积累,B错误;
C、每分子葡萄糖经无氧呼吸产生乙醇时生成的ATP等于产生乳酸时生成的ATP,都只在无氧呼吸第一阶段产生,C错误;
D、某植物在感受到淹水胁迫后,可通过代谢途径的改变来适应缺氧环境,可以避免单一有害代谢产物乙醇的积累,减缓对细胞的伤害,D正确。
故选AD。
16. 阿尔茨海默病的病理特征之一是大量β淀粉样蛋白(β-AP)在脑神经细胞外沉积,导致细胞受损。β-AP的前体APP是一种由695个氨基酸形成的跨膜蛋白,被两种分泌酶(本质是蛋白质)切割为不同长度的肽,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质是人体重要的营养物质,所以人体中的蛋白质越多越好
B. APP和β-AP的功能不同,与组成二者的氨基酸的数量不同有关
C. APP被分泌酶切割的过程中需要消耗2个水分子
D. β-AP寡聚合物是由156个氨基酸形成的肽链
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、题干中β-AP(蛋白质类物质)的过量沉积正是导致阿尔茨海默病的原因,证明并非蛋白质越多越好,A错误;
B、APP由695个氨基酸组成,而β-AP是APP被切割后形成的短肽,二者氨基酸数量存在显著差异。 蛋白质的功能由其结构决定,氨基酸数量的不同会直接导致结构差异,进而引发功能不同,B正确;
C、APP被分泌酶切割2次,1次切割会断裂1个肽键,消耗1个水分子,C正确;
D、由题图知APP形成β-AP的过程中需要β-分泌酶和γ-分泌酶的催化作用,β-AP分子是由前体蛋白APP中的第597位氨基酸到635位氨基酸形成的含有的氨基酸数39个,β-AP寡聚合物包含4个β-AP分子,β-AP寡聚合物是由156个氨基酸形成的肽链,D正确。
故选BCD。
三、综合题(共60分)
17. I.黄河故道横贯曹县东西,全长74公里。故道东段的野鸭湖是平原地区少有的万亩天然湖泊;中段的界牌集水库,碧波万顷,鱼虾肥美,万亩芦苇,千亩桃花,景色宜人;西段的万亩荷塘、万亩稻田、万亩花海、万亩森林,是故道的三大美景,被誉为黄河故道休闲旅游的三颗明珠,以下是黄河故道中常见的几种单细胞生物,结合生物学知识回答以下问题:
(1)在生命系统的结构层次中,野鸭湖中生活的所有生物属于______层次。
(2)发菜因和“发财”谐音而备受百姓青睐,它的细胞结构和图中______的细胞结构最为相似,其DNA呈_____(填“链状”或“环状”),其所在的区域称为_____。发菜营光合自养生活,是因为细胞中含有光合色素_____和____。
(3)图中与绿色开花植物细胞的结构最相似的生物是______。
(4)脊髓灰质炎病毒与上述生物相比,最典型的区别是______。
Ⅱ.显微镜是生物学科中最为重要的观察工具之一,如图所示,其中①②、③④为显微镜的两种镜头,⑤⑥上的横线为载玻片,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像,据图回答:
(5)观察物像丙时应选用甲中的组合是_____。
(6)上图1是在使用目镜为10×,物镜也为10×的显微镜下观察蛙的皮肤上皮细胞时的视野,图2是更换物镜后的视野,则图2放大倍数为_____。
【答案】(1)群落 (2) ①. 大肠杆菌 ②. 环状 ③. 拟核 ④. 藻蓝素 ⑤. 叶绿素(两种色素顺序可以调换)
(3)衣藻 (4)脊髓灰质炎病毒没有细胞结构
(5)②③⑤ (6)400
【解析】
【分析】1、原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体;细胞器只有核糖体;有细胞壁(支原体没有细胞壁),成分与真核细胞不同。
2、真核细胞:细胞较大,有核膜、有核仁、有真正的细胞核;有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成);一般有多种细胞器。
【小问1详解】
群落是指在一定空间内所有生物种群的集合。野鸭湖中生活着多种生物,这些生物共同构成了群落。
【小问2详解】
发菜属于蓝细菌,是原核生物,蓝细菌能进行光合作用,属于自养生物。图中的大肠杆菌也是原核生物,原核生物没有以核膜为界限的细胞核,其DNA呈环状,所在的区域称为拟核。发菜营光合自养生活,是因为细胞中含有光合色素,包括叶绿素和藻蓝素等。
【小问3详解】
绿色开花植物细胞属于植物细胞,具有叶绿体等结构,能进行光合作用。衣藻是单细胞藻类,含有叶绿体,能进行光合作用,与绿色开花植物细胞的结构最相似。
【小问4详解】
脊髓灰质炎病毒没有细胞结构,而变形虫、衣藻、眼虫、大肠杆菌、草履虫、酵母菌都是具有细胞结构的生物。所以脊髓灰质炎病毒与上述生物相比,最典型的区别是没有细胞结构。
【小问5详解】
首先明确显微镜镜头的特点:①②为目镜,目镜越长,放大倍数越小;③④为物镜,物镜越长,放大倍数越大。观察物像丙时,丙图中细胞大、数目少,是高倍镜下观察到的图像。要得到高倍镜观察的效果,需要选择短目镜(放大倍数大)和长物镜(放大倍数大),即目镜选②,物镜选③。同时,高倍镜下观察时,物镜与载玻片的距离近,应选⑤。所以观察物像丙时应选用甲中的组合是②③⑤。
【小问6详解】
显微镜的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。视野中由8个连成一排的细胞放大到视野中只有2个细胞,视野中长度放大了4倍,故转动转换器后,物镜由10×变成40×,则图2放大倍数为10×40=400倍。
18. 如图1为组成细胞的有机物及元素,已知A、B、C、D和E为生物大分子。图2为图1中某种生物大分子的部分结构,请回答下列问题:
(1)图1中的x、y代表的元素分别是_____,图2是图1中_____(填“A”“B”“C”“D”或“E”)的部分结构,它是由_____种氨基酸连接而成。
(2)A的结构具有多样性,从a角度分析,其原因是_____。
(3)D在化学组成上与E的不同是______。
(4)某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个五肽,3个六肽和4个七肽,则这些短肽所含氨基总数至少为______。
【答案】(1) ①. N、P ②. A ③. 5
(2)a(氨基酸)的种类、数目和排列顺序不同
(3)五碳糖(DNA是脱氧核糖、RNA是核糖)、含氮碱基(DNA中有胸腺嘧啶、RNA中有尿嘧啶)
(4)8
【解析】
【分析】题图分析,图1为组成细胞的有机物及元素,已知A、B、C、D和E为生物大分子,D主要存在于细胞核中,是DNA,E主要存在于细胞质中,是RNA,所以C是核酸,小分子c是核苷酸,核苷酸由C、H、O、N、P组成。蛋白质的组成元素是C、H、O、N,所以x是N,y是P,A是蛋白质,小分子a是氨基酸。B元素组成为C、H、O,属于大分子物质,因此B是多糖。图2是一种六肽,由5种氨基酸连接而成。
【小问1详解】
D主要存在于细胞核中,是DNA,E主要存在于细胞质中,是RNA,所以C是核酸,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N,故A是蛋白质,因此图1中x是N,y是P,图2是一种六肽,是图1中A蛋白质的部分结构,图中这六个氨基酸中有两个氨基酸的R基都是一个氢原子,其他氨基酸的R基都不相同,因此它是由5种氨基酸连接而成。
【小问2详解】
A蛋白质结构多样性的直接原因与构成蛋白质的氨基酸a的种类、数目、排列顺序千差万别有关,此外还与构成蛋白质的多肽链盘曲折叠形成的空间结构有关。
【小问3详解】
D是DNA,E是RNA,DNA和RNA在化学组成上的不同是五碳糖(DNA是脱氧核糖、RNA是核糖)和含氮碱基(DNA中有胸腺嘧啶、RNA中有尿嘧啶)。
【小问4详解】
某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个五肽,3个六肽和4个七肽,已知每一条多肽链都至少含有一个氨基,这些短肽一共含有1+3+4=8条链,所以短肽中含氨基总数至少为8个。
19. I、用0.5g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶表皮细胞,一段时间后观察到细胞由A图状态变化为B图状态,请回答下列问题:
(1)B图细胞处于______状态,细胞处于该状态的内因除了原生质层相当于半透膜之外还有_____。
(2)B图细胞中的原生质层包括______(填标号),B图中①处的液体是_____。
Ⅱ、图1表示某生物膜结构,图中A、B、D表示某些物质,a、b、c、d、e表示物质出入细胞膜的几种方式,图2表示四种不同物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异,请根据图回答下面的问题:
(3)图1中A的类型有两种,分别是______,二者的区别是______(答2点);图2细胞中钾离子运进该细胞对应图1中的运输方式是______(填字母)。
(4)蛋白质类激素被分泌细胞分泌时______(填“需要”或“不需要”)转运蛋白,______(填“消耗”或“不消耗”)细胞呼吸所释放的能量。分泌蛋白合成和分泌过程涉及到的细胞器有______(答出4个)。
【答案】(1) ①. 质壁分离 ②. 细胞壁的伸缩性小于原生质层
(2) ①. ⑤⑥⑦ ②. 细胞液
(3) ①. 载体蛋白和通道蛋白 ②. 参与运输的方式不同,通道蛋白只能进行协助扩散,载体蛋白既可以进行协助扩散也可以进行主动运输;通道蛋白不与被运输分子结合,载体蛋白可与被运输分子结合;载体蛋白每次转运时都会发生空间结构(构象)的改变,通道蛋白不是每次转运都改变结构 ③. a
(4) ①. 不需要 ②. 消耗 ③. 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
【解析】
【分析】1、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。
2、物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
3、物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
【小问1详解】
根据图示可知,B图细胞处于质壁分离状态,即此时细胞处于失水状态,出现质壁分离状态的内因除了原生质层相当于半透膜之外,还有细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性导致的。
【小问2详解】
图B是处于质壁分离状态的植物细胞,①为液泡,②是细胞壁与原生质层之间的物质,③为细胞壁,④为细胞核,⑤液泡膜,⑥细胞质,⑦为细胞膜,植物细胞的细胞膜⑦、液泡膜⑤及二者之间的细胞质⑥组成原生质层,即⑤⑥⑦可表示原生质层。B图中①处的液体是液泡中的细胞液。
【小问3详解】
图1中A为协助物质进出细胞的物质,应为转运蛋白,A的类型有两种,分别是载体蛋白和通道蛋白,二者的区别是参与运输的方式不同,通道蛋白只能进行协助扩散,载体蛋白既可以进行协助扩散也可以进行主动运输;通道蛋白不与被运输分子结合,载体蛋白可与被运输分子结合;载体蛋白每次转运时都会发生空间结构(构象)的改变,通道蛋白不是每次转运都改变结构。由图2可知,K+运进细胞是逆浓度梯度进行,属于主动运输,与图1中的a对应。
【小问4详解】
蛋白质类激素,以胞吐方式分泌,不需要转运蛋白(依赖膜的流动性);胞吐需要消耗细胞呼吸释放的能量;分泌蛋白合成和分泌涉及的细胞器(含结构):核糖体(合成)、内质网(加工、运输)、高尔基体(加工、分泌)、线粒体(供能)。
20. 请回答下列有关科学探究的问题:I研究者用荧光染料对细胞膜上的蛋白质进行处理,使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”,即荧光消失。随后,该漂白区域荧光逐渐恢复,如下图。
(1)细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复,推测其可能的原因有:
①被漂白区域内部标记的荧光染料的荧光会______;
②被漂白区域内外的细胞膜成分分子______的结果。
(2)研究发现,如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有______作用,该结果______(填“支持”或“不支持”)推测②。
(3)此项研究说明细胞膜具有______性。
Ⅱ.研究发现,熊虫对不良环境有极强的抵抗力。当环境恶化时,它们会自行脱掉体内绝大部分的水分,将身体萎缩成正常情况下的一半,处于一种隐生(假死)状态,此时熊虫的代谢率几乎降到零,甚至能耐受-273℃冰冻数小时,直到环境改善为止。据研究,熊虫进入隐生状态时,它们的体内会大量合成一种被称为海藻糖的二糖。有人认为,“熊虫体液中的海藻糖可以保护组织细胞,使组织细胞免受低温造成的损伤”。请设计实验方案,用于探究该假设的真实性。
(4)为了确保实验的科学性和准确性,从化学组成及生理功能看,实验所用的细胞应具有______的特点。
(5)操作过程:
①取适量某哺乳动物细胞,等分成甲、乙两组;
②甲组添加含海藻糖的细胞培养液;乙组添加______的细胞培养液;
③甲、乙两组均置于_______;
④观察甲、乙两组细胞生活状况。
(6)预期结果及结论:
若______,则假设成立。
若______,则假设不成立。
【答案】(1) ①. 自行恢复 ②. 运动
(2) ①. 限制 ②. 支持
(3)流动性 (4)自身不含也不能合成海藻糖
(5) ①. 等量的不含海藻糖 ②. -273℃(或低温)冰冻数小时(或相同时间)
(6) ①. 甲组细胞不死亡,乙组细胞死亡 ②. 甲、乙两组细胞都死亡
【解析】
【分析】题图分析,图中荧光材料标记该动物细胞,荧光染料能与细胞膜的某种组成成分结合。某区域荧光斑点消失后会逐渐恢复,说明被荧光标记的某种化学成分在运动,证明细胞膜具有流动性。
【小问1详解】
细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以自行恢复,其原因可能是被漂白区域内部标记的荧光染料的荧光会自行恢复,也可能是被漂白区域内外的细胞膜成分分子如蛋白质运动的结果,即细胞膜具有一定的流动性。
【小问2详解】
去除细胞膜中的胆固醇,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇可以抑制或限制细胞膜上分子的运动,也可以说明细胞膜上的分子可以运动,即该结果支持推测②。
【小问3详解】
此项研究说明组成细胞膜的分子能运动,即细胞膜具有一定的流动性。
【小问4详解】
题意显示,“海藻糖可以保护组织细胞,使组织细胞免受低温造成的损伤”,为探究该假设的真实性,应选择自身不含也不能合成海藻糖的细胞做实验材料,再额外添加海藻糖,研究其功能。
【小问5详解】
②由题干可知,该实验的目的是探究海藻糖是否可以使细胞免受低温造成的损伤,因此自变量为细胞培养液中是否含有海藻糖,因变量为低温下细胞的生活情况。甲组细胞培养液中添加了海藻糖作为实验组,乙组作为对照组,应该使用不含海藻糖的细胞培养液。
③由题干信息可知,熊虫能耐受-273℃冰冻数小时,因此应该将实验组和对照组细胞都置于-273℃环境中冰冻数小时,然后观察两组细胞的生活状况。
【小问6详解】
若甲组(即添加海藻糖的实验组)细胞生长良好,乙组(即未添加海藻糖的对照组)细胞死亡,则说明假设成立,即海藻糖可以保护组织细胞,使其免受低温造成的损伤。若甲、乙两组细胞都死亡,说明假设不成立。
21. I.下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题:
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在__________________(填场所)被消耗,从能量转化角度分析,丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同?_________________________。
(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取_____(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液,立即再向甲试管中通入O2,一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的_______进行检测。
(3)按照上述实验过程,观察到______________,说明(2)中假说不成立,实验小组查阅资料发现,细胞质基质中的NADH还存在如图2所示的转运过程,NADH在线粒体内积累,苹果酸的转运即会被抑制,且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率,反之则抑制。请结合以上信息解释O2会抑制酵母菌产生酒精的原因:____________。
II.某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸方式,实验设计如图甲、乙。
(4)实验开始时将右管液面高度调至参考点,实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(实验过程中关闭活栓)
①乙组右管液面下降,变化量表示的是微生物呼吸______
②甲组右管液面升高,乙组液面不变,说明微生物进行的呼吸方式是______
③若用装置甲乙测定花生种子有氧呼吸的气体变化,则甲组右管液面______,乙组右管液面______。
【答案】(1) ①. 细胞质基质和线粒体基质 ②. 细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP,但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP
(2) ①. 上清液 ②. 酸性重铬酸钾溶液
(3) ①. 甲乙试管都显灰绿色 ②. 氧气存在时,线粒体大量消耗NADH,导致细胞质基质中缺乏NADH
(4) ①. CO2的释放量和O2消耗量之间的差 ②. 只有有氧呼吸 ③. 升高 ④. 升高
【解析】
【分析】1、酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,无氧条件下进行无氧呼吸。有氧呼吸三个阶段的场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜,无氧呼吸两个阶段都发生细胞质基质中。
2、酒精与酸性重铬酸钾反应,溶液颜色会由橙色变灰绿色。
【小问1详解】
丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的产物,若是进行有氧呼吸,丙酮酸在线粒体基质消耗,若是进行无氧呼吸,丙酮酸在细胞质基质被消耗;从能量转化角度分析,细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP,但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP。
【小问2详解】
由题图可知,酶1是催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳的,说明酶1位于细胞质基质,所以酵母菌破碎后高速离心,取上清液(主要成分是细胞质基质,含有酶1)分为甲、乙两组;一段时间后在两支试管加入等量葡萄糖,向甲试管通入O2,所以甲是实验组,乙是对照组,一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测。
【小问3详解】
一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测,若甲试管由橙红变灰绿色即是产生了酒精,说明O2对酶1没有抑制作用,如果甲试管不变色,说明O2对酶1有抑制作用,按照上述实验过程,观察到甲乙试管都显灰绿色,说明两支试管都产生了酒精,说明(2)中假说不成立;O2会抑制酵母菌产生酒精的原因可能是:O2充足时,线粒体内的NADH与O2结合产生水,从而促进线粒体内苹果酸的分解,进而促进苹果酸向线粒体的转运过程,当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时,促进了细胞质中NADH的消耗,使得细胞质基质中NADH含量很少,NADH的缺少导致丙酮酸不能转化成酒精。
【小问4详解】
①乙组实验装置中无NaOH吸收二氧化碳,气体的变化是氧气减少量与二氧化碳的生成量的综合,因此乙组右管液面变化,表示的是微生物呼吸CO2的释放量和O2消耗量之间的差值。
②甲组右管液面升高,说明细胞呼吸消耗氧气,进行有氧呼吸,乙组不变,说明二氧化碳的释放量等于氧气的消耗量,因此微生物只进行有氧呼吸,未进行酒精发酵。
③花生种子含有较多的脂肪,有氧呼吸过程中消耗的氧气多于二氧化碳的释放,则甲组右管液面升高,乙组上升。
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