内容正文:
2025——2026学年度高三复习单元检测卷(二)
生物学·细胞的物质输入和输出、酶和 ATP
(总分100分)
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.实验小组在研究真核细胞中酶P(能催化前体 RNA形成成熟 RNA)的作用时发现,酶P由蛋白质和 RNA 两种物质构成,去除 RNA 后,该酶失去催化功能。下列分析错误的是( )
A.组成酶 P的单体分别是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B.上述实验发现不能确定 RNA 是起催化作用的物质
C.实验研究时还应该考虑温度等实验条件是否适宜
D.酶P 通过降低反应活化能来促进成熟 RNA 的形成
2.某透析袋允许水、单糖等小分子自由通过,而二糖、蛋白质、淀粉等不能通过。某同学利用该透析袋制作了如图装置,一段时间后透析袋内变蓝,袋外的液体从棕色变无色。淀粉酶催化淀粉水解的主要产物是麦芽糖。下列叙述正确的是( )
A.袋内加入蔗糖酶,袋内蓝色将褪去
B.袋外加入淀粉酶,袋内蓝色将褪去
C.袋内加入淀粉酶,袋内溶液体积将减小
D.袋内加入淀粉酶,袋外溶液将恢复棕色
3.物质进入细胞都要穿过细胞膜,不同物质穿过细胞膜的方式不同。下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况,如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜,并维持其他条件不变,则 ( )
A.甲、乙被抑制 B.乙、丙被抑制
C.甲、乙被促进 D.乙、丙被促进
4. ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质,酶是细胞代谢不可缺少的催化剂。如图是 ATP中磷酸键逐级水解的过程图,以下说法正确的是 ( )
A.细胞内的酶和 ATP 均为多聚体,二者合成过程为吸能反应
B. ATP 水解释放的④可使蛋白质磷酸化导致其空间结构改变
C.酶催化形成的产物②可直接作为合成脱氧核糖核酸的原料
D.叶肉细胞内线粒体合成的 ATP 比叶绿体合成的用途单一
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5.细胞中生命活动绝大多数所需要的能量都是由 ATP 直接提供的,ATP 是细胞的能量“货币”。研究发现 ATP 还可以传导信号和作为神经递质发挥作用,其转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述正确的是 ( )版
A. ATP 通过方式①运出细胞时需要与通道蛋白结合
B. O₂浓度和温度会影响 ATP 通过途径②转运到细胞外的速率
C.据图可知,通过途径③排出细胞的物质不一定为生物大分子
D.三种运输方式可使膜内外物质浓度趋于一致,维持细胞正常的代谢
6.某生物学兴趣小组以紫色洋葱为实验材料,进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列叙述合理的是 ( )
A.制作临时装片时,先将撕下的表皮放在载玻片上,再滴一滴清水,盖上盖玻片
B.用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见细胞多呈长条形,细胞核位于细胞中央
C.用吸水纸引流使0.3g/mL蔗糖溶液替换清水,可先后观察到质壁分离和复原现象
D.通过观察、比较紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
7.细胞中各种物质的合成量受到严格的调控,如图所示为细胞在酶促反应水平上对产物A合成进行反馈调控的机制。下列相关叙述正确的是 ( )
A.酶1对产物B的降解作用可以让细胞中产物B浓度保持相对稳定
B.产物B的形成降低了产物 A 的浓度而利于底物1和底物2的反应
C.酶1分子上有多种物质的结合位点,说明酶1在催化上没有专一性
D.通过图示调节机制可以保证细胞中有足量又不至于过多的产物A
8.图甲为两个渗透装置,溶液a、b为不同浓度的蔗糖溶液,且a溶液浓度>b溶液浓度,c为清水。图乙为显微镜下观察到的某植物表皮细胞。下列说法正确的是 ( )
A.图甲中的②相当于图乙中的④⑤⑥
B.图甲渗透平衡后,装置2 的液面会高于装置1的液面
C.图乙中的⑦与图甲中的②控制物质进出的原理不同
D.若图乙表示正在吸水的根毛细胞,则④处溶液浓度大于⑧的浓度
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9.气孔的开关与保卫细胞积累钾离子密切相关。某种质子泵( 具有 ATP 水解酶的活性,利用水解ATP 释放的能量,使H⁺从质膜内侧向外侧泵出,在 H⁺浓度梯度的驱动下 K⁺通过转运蛋白进入保卫细胞,保卫细胞吸水膨胀,气孔打开。以下说法错误的是 ( )上专版
A.K⁺进入保卫细胞的运输方式属于主动运输
B.H⁺转运过程中质子泵磷酸化,发生构象改变
C.用促进该质子泵活性的壳梭孢素处理叶片可促进气孔打开
D.高渗蔗糖溶液处理保卫细胞也可使气孔打开
10.将若干生理状态相同、长度为3cm的鲜萝卜条随机均分为四组,分别置于清水a(对照组)和三种摩尔浓度相同的b、c、d溶液(实验组)中,定时测量每组萝卜条平均长度,结果如图。下列说法错误的是 ( )
A. a、b、c三组的萝卜条细胞均发生了渗透吸水
B.40 min时,若将萝卜条全移至清水,足够时间后测量,则 b、c组长度大于 d组
C.60 min时,蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖
D.90 min 时,四组实验中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
11. ATP荧光检测法利用“荧光素酶——荧光素体系”可快速检测环境物体表面 ATP 的含量,根据检测仪器上的荧光强度值可判断环境中的微生物数量,其基本原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
荧光素 氧化荧光素 光
A. Mg²⁺可能作为荧光素酶的辅助激活因子
B.荧光检测仪不能检测酸奶中厌氧微生物的残留量
C. ATP 荧光检测过程中 ATP 中的化学能转化为光能
D.荧光强度可反映微生物残留量的原因是细胞内 ATP 含量相对稳定
12.将紫色洋葱外表皮细胞放于某种无机盐溶液中,其质壁分离程度随时间的变化情况如图所示。下列推测正确的是 ( )
A. t₁~t₃时刻,洋葱外表皮细胞的失水能力先增加再减小
B. t₂时刻,洋葱外表皮细胞开始吸收溶液中的无机盐离子
C.在实验过程中,洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅
D. t₄时刻之后,洋葱外表皮细胞继续吸水直至细胞涨破
13.在蛋白激酶的作用下,ATP 最外侧的磷酸基团可与真核细胞中某些蛋白质特定氨基酸的羟基反应,将磷酸基团转移到蛋白质上,这个过程称为磷酸化,磷酸化后的蛋白质构象发生改变;同样,磷酸化的蛋白质又可在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化,过程如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.蛋白激酶的活性提高会使 ADP 的含量持续增加
B.蛋白质磷酸化所消耗的 ATP 可来自细胞呼吸
C.蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程属于可逆反应
D.去磷酸化后肽键减少,使蛋白质的空间结构发生变化
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14.研究者从嗜热菌中提取了耐高温淀粉酶,开展相关实验,结果如图所示。(残余酶活性是指将酶在不同温度下保温足够长时间,然后在最适温度下测得的酶活性)。据图判断,下列叙述正确的是 ( )版
A.曲线②代表相对酶活性
B.该酶可在低温下保存
C.该酶最适合在80 ℃左右条件下使用
D.该酶耐高温可用于 PCR 技术和发酵工程
15.为研究底物脂肪醇碳链长度对 M 酶活性的影响,研究人员利用五种碳链长度的脂肪醇 E₁~E₅(碳链长度依次增加)为底物进行了实验,反应10 min 后测定底物转化率。以 E₄的转化率(54%)为单位1,计算其他底物的相对转化率,结果如图。下列分析正确的是 ( )
A. M酶的活性与底物的碳链长度呈正相关
B.实验结果说明脂肪醇的结构可能对 M 酶活性有影响
C.反应10 min后,底物E₅已经全部反应并转化成产物
D. M酶能催化不同碳链长度脂肪醇的转化,说明其不具有专一性
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.线粒体外膜上的孔道蛋白可允许相对分子质量小的物质通过,内膜上有运输ATP 和 ADP 的转运蛋白(AAC),如图所示,AAC可以交替暴露 ADP 和 ATP 的结合位点,该过程借助内膜的膜电位驱动。米酵菌酸可以与 ATP 竞争 AAC上的结合位点。下列说法合理的是( )细胞质基质
线粒体基质
A.膜间隙会出现 ATP、ADP、丙酮酸等物质
B.丙酮酸在线粒体内膜被分解后,少量能量转移至 ATP 中
C.米酵菌酸会造成 ADP 在线粒体基质内积累
D.膜间隙中 Pi含量下降可能会导致 AAC转运速率下降
17.线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶,它能将ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上,进而形成ADP。下列有关分析正确的是 ( )
A.腺苷酸激酶为该反应提供能量,从而提高反应速率
B.腺苷酸激酶催化该反应的产物是两分子 ADP
C.腺苷酸激酶和组成它的单体均是以碳链为基本骨架
D.腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键的断裂与形成
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18.科研人员为了比较大蒜和香菜吸收磷的速率,在其他条件都适宜的情况下,通过实验得到如表数据:L专版
入
水中磷酸盐浓度/(mg/L)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
吸收速率
大蒜
1.1
1.2
1.3
1.35
1.35
1.35
香菜
0.8
1.2
1.5
1.7
1.8
1.8
下列有关说法错误的是 ( )
A.大蒜和香菜吸收磷的方式是主动运输
B.大蒜和香菜吸收的磷可用于其细胞内 ATP、核酸等物质的合成
C.据表中数据可知,香菜在水体中磷含量大于0.1mg/L时对磷的吸收效果比大蒜好
D.当水中磷酸盐浓度大于1.0mg/L,限制香菜吸收磷速率的因素主要是转运蛋白的数量
19.竞争性抑制剂能与底物竞相争夺酶分子上的结合位点,从而产生酶活性的可逆的抑制作用,而非竞争性抑制剂则通过改变酶的构象使得酶不能与底物结合。已知类黄酮、 Urease-IN-2 是脲酶的两类抑制剂,某科研小组为探究它们的作用机理进行了相关实验,结果如图所示。下列叙述错误的是
A.在曲线②③交点处,脲酶的空间结构相同( )
B.在③反应体系中加入双缩脲试剂依旧能产生紫色
C.由①③组推测,Urease-IN-2 是脲酶的竞争性抑制剂
D.由①②组可知,增加尿素溶液浓度可缓解类黄酮对脲酶的抑制
20.肾小管细胞膜上的两种蛋白URAT1和GLUT9可转运尿酸盐,URAT1 的转运过程依赖于管腔两侧Cl⁻等的浓度梯度,具体机制如图。麦角甾苷是临床常用的治疗尿酸过多的药物。下列说法错误的是 ( )
A. URAT1属于载体蛋白,转运尿酸盐时需要与尿酸盐结合
B. GLUT9以主动运输方式转运尿酸盐的过程中自身构象发生改变
C.肾小管细胞重吸收尿酸盐和水时始终需要通道蛋白的参与
D.麦角甾苷可能通过降低 URAT1和GLUT9 表达水平发挥作用
三、非选择题:本题共5 小题,共55分。
21.(10分)研究表明,ATP 不仅存在于细胞内部,而且广泛存在于动物和植物细胞外基质之中,称为eATP,eATP是细胞内的 ATP 通过胞吐等途径分泌到细胞外的。eATP 作为一种信使分子,通过特定的信号转导机制参与细胞代谢、生长和发育过程的调控。回答下列问题:
(1)ATP的中文名称是 ,ATP 含有的三个磷酸基团中,具有较高的转移势能的是 。
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(2)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由 ATP 水解直接提供能量的,但细胞内 ATP的含量却能基本保持稳定,原因是 ;能量通过ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通,细胞内许多吸能反应与 反应相联系,许多放能反应与 反应相联系。
(3)动物心肌细胞中能产生 ATP 的细胞结构有 。动物细胞通过胞吐方式分泌eATP 的过程中消耗的能量主要由 (填细胞器)提供。
(4)为探究 eATP 浓度对植物细胞胞吞作用的影响,某生物小组用特殊荧光染料对正常生长状态下的胡杨细胞的细胞膜进行染色(已知生长状态下的胡杨细胞能进行胞吞);再用不同浓度的 eATP 进行分组实验;一段时间后,检测各组细胞内囊泡的相对荧光强度,实验结果如表所示。
生长状态下的胡杨细胞的细胞膜上存在能与eATP 结合的 ;分析表中结果,可以得出的结论是 。
22.(10分)采摘后,牛油果内的多酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的作用下氧化生成醌类物质,发生酶促褐变。科研人员将牛油果在低温下捣碎、离心、取下层透明状粗酶液,并测定了PPO的相对活性,曲线如图1所示。回答下列问题:
(1)牛油果内的PPO 的作用机理是 。PPO的特性有 (答出1点)。
(2)由图1可知,牛油果PPO的活性对pH的变化较为敏感,在pH= 时最高。若进一步探究PPO的最适pH,应在 范围内设置pH梯度。实验过程中提取和保存粗酶液时,需在低温下操作的原因是 。
(3)研究表明,酶的竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂均可降低PPO活性,机理如图2 所示。
①图3是底物或不同种类抑制剂对相同酶促反应速率的影响曲线,请在图示方框中标出“A”、“B”、“C” 3 种类型。
②研究发现,L-半胱氨酸含有的特殊基团可以取代PPO上的组氨酸残基。据此可判断,L-半胱氨酸通过改变酶的 而使酶的活性降低,属于酶的 抑制剂。
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23.(11分)研究表明,在盐胁迫下大量的 Na⁺进入植物根部细胞,会抑制K⁺进入细胞,导致细胞中 的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,如图 1 是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图,其根细胞生物膜借助质子泵(H⁺-ATP 酶)使两侧 H⁺形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。回答下列问题:L专版
(1)图1 中各种离子的运输,体现了细胞膜的 的功能。
(2)当盐浸入到根周围的环境时,Na⁺顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图1分析,各结构中 H⁺浓度分布存在差异,该差异主要由位于 上的质子泵转运 H⁺来维持的。这种 H⁺的分布特点为 SOS1 和 NHX 两种转运蛋白运输 Na⁺提供了动力,帮助根细胞将 Na⁺转运到细胞膜外和液泡内,从而减少 Na⁺对胞内代谢的影响。Na⁺、H⁺通过 NHX 反向进出液泡的运输方式分别是 。质子泵的作用有 。
(3)图2是 NaCl处理模拟盐胁迫,甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米 Na⁺的转运和相关载体活性的结果。根据实验结果可知,盐胁迫下,GB可通过 提高玉米的耐盐性。
24.(12分)某兴趣小组为了测定某植物细胞的细胞液渗透压,设计了一个简单有效的实验,实验流程如图所示。该实验的原理:当植物细胞或组织放在外界溶液中时,细胞失水或吸水而使外界溶液的比重改变,而这种改变可通过亚甲基蓝蓝色小液滴在对应的无色外界溶液中的沉浮来判断。回答下列问题:
注:加入的亚甲基蓝结晶极小,溶解后会使溶液呈蓝色,对溶液浓度影响忽略不计;每组的a管和b管内添加的蔗糖溶液浓度依次为0.0125 M(第2组)、0.025 M(第2组)、0.05 M(第3组)、0.1 M(第4组)、0.2 M(第5组)。
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(1)在蔗糖溶液中,该植物细胞的细胞液浓度变化情况取决于 。从细胞角度分析,成熟植物细胞之所以能发生质壁分离及复原,原因是 。
(2)该实验的自变量是 ,观察指标是 。
(3)若该实验的结论是该植物细胞的细胞液渗透压大于0.025 M 蔗糖溶液的渗透压,小于0.05 M蔗糖溶液的渗透压,则实验现象是 。
(4)请利用该题所用材料及显微镜等,另外设计一个实验,测定该植物细胞的细胞液渗透压大小,简要写出实验思路即可。实验思路: 。
25.(12分)氮素是植物需求量最大的矿质元素,也是植物生长发育的主要限制因子之一。NO₃和 是植物利用的主要无机氮源,二者的相关转运机制如图所示。当 作为主要氮源时,会引起细胞内 积累和细胞外酸化,进而抑制植物生长,这种现象被称为铵毒。已知 AMTs、H⁺泵、NRT1.1 和 SLAH3是膜上的转运蛋白。回答下列问题:
(1)图中 H⁺泵属于 (填“通道蛋白”或“载体蛋白”),在运输H⁺时 (填 “需要”或“不需要”)与之结合。
(2)NH⁺ 通过AMTs 进入细胞的方式是 ,判断的依据是 。
(3)过量吸收NH⁺会造成植物根周围的显著酸化,植物感知这种胁迫信号后,通过NRT1.1加速对胞外 的同向转运,从而降低了胞外 H⁺浓度,缓解了铵毒。该过程中,NO₃ 跨膜运输方式属于 。但由于外界NO₃浓度较低,植物抑制根周围酸化的能力有限,此时植物启用 SLAH3 以 方式排出 ,这一过程的生理学意义是 。
(4)现有拟南芥的 NRT1.1 基因单突变体、SLAH3 基因单突变体,NRT1.1-SLAH3基因双突变体及正常的拟南芥若干,请设计实验证明在解铵毒的过程中,NRT1.1和 SLAH3共同起作用,缺一不可。(要求简要写出实验思路并预期实验结果)
实验思路: 。
实验结果: 。
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单元检测卷(二)细胞的物质输入和输出、酶和 ATP
选择题答案速查
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
B
B
C
D
D
C
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
C
B
B
B
AD
BCD
AC
AC
BC
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一、选择题
1. A 【解析】酶 P 由蛋白质和 RNA 两种物质构成,所以单体是氨基酸和核糖核苷酸;根据题干信息“去除 RNA 后,该酶失去催化功能”,但由于没有对照,即去除蛋白质的实验,所以不能确定 RNA 是起催化作用的物质;酶促反应需要在温和的条件下进行,所以实验研究时还应该考虑温度等实验条件是否适宜;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,所以酶 P 通过降低反应活化能来促进成熟RNA 的形成。
2. D【解析】透析袋内是淀粉,加入蔗糖酶不会水解淀粉,袋内蓝色不会褪去;袋外加入淀粉酶,蛋白质不能进入透析袋,所以袋内蓝色不会褪去;袋内加入淀粉酶后淀粉被水解成麦芽糖,麦芽糖是二糖仍然不能透过透析袋,导致袋内浓度变大,袋内溶液体积增大;袋内加入淀粉酶后淀粉被水解,碘分子不再与淀粉结合,会有部分碘分子扩散到袋外,使袋外恢复棕色。
3. B【解析】甲图中物质运输速率和细胞外浓度呈正相关,说明是自由扩散;乙图在一定范围内运输速率随细胞外浓度增大而增大,超过一定范围细胞外浓度增加,运输速率不变,说明是协助扩散;丙图无论细胞外液在什么浓度都可以吸收,说明是主动运输。如果以
人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜,由于协助扩散和主动运输都需要转运蛋白的协助,所以乙、丙两种运输方式都会被抑制,而甲自由扩散是物质顺浓度梯度的扩散,不需要能量和转运蛋白,所以不受影响。
4. B【解析】酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质是氨基酸的多聚体,RNA 是核糖核苷酸的多聚体,而 ATP 不是多聚体,细胞内酶的合成以及 ATP 合成的反应过程均属于吸能反应,ATP 合成常与细胞中的放能反应相联系;ATP 在酶的作用下水解时,释放的末端磷酸基团与蛋白质结合,使蛋白质发生磷酸化,从而使其结构发生变化;①是ADP,②是 AMP,③是能量,④为磷酸,②AMP是合成核糖核酸的原料;叶肉细胞内叶绿体合成的 ATP 只用于暗反应,而线粒体内合成的 ATP 用于各种生命活动,故叶绿体合成的 ATP 比线粒体内合成的用途单一。
5. C【解析】ATP 经过途径①是不需要与通道蛋白结合的,属于协助扩散、不消耗能量;ATP 通过途径②转运到细胞外时需要与载体蛋白结合,但没有消耗能量,即 O₂ 浓度不会影响 ATP 转运速率;ATP 经过途径③胞吐的方式排出细胞,通过该方式排出细胞的物质不一定为生物大分子;被动运输并不会使膜内外物质浓度趋于一致,而是使物质顺浓度梯度由高浓度向低浓度转运。
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· 6 ·
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·生物学· 答案与解析
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6. D【解析】制作临时装片时,通常是先滴一滴清水在载玻片上,然后将撕下的表皮放在清水中,再盖上盖玻片;用低倍镜观察刚制成的临时装片时,细胞核通常位于细胞的一侧,而不是中央;用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水,可以观察到质壁分离现象,但要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液;当液泡体积变大,说明细胞吸水,液泡体积变小,说明细胞失水,所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态。
7. D【解析】酶1对产物B没有催化作用,产物B与酶1结合,能抑制底物1和底物2反应生成产物 A,可以让细胞中产物 A 的浓度保持相对稳定;产物A 与底物3反应,生成产物B,产物B通过与酶1结合使酶1失去活性,抑制底物1和底物2的反应;酶1分子上有多种物质的结合位点,但只能催化底物1和底物2反应生成产物A,具有专一性;图示反馈调节机制能让细胞中有足量又不至于过多的产物A。
8. C【解析】图乙细胞中含有大液泡,因此可以构成渗透系统,其中原生质层相当于图甲中的②半透膜,图乙中⑥为细胞膜,⑦为液泡膜,以及两者之间的⑧细胞质共同构成原生质层,故图甲中的②相当于图乙中的⑥⑦⑧;根据题干“a溶液浓度>b溶液浓度,c为清水”,所以渗透平衡后装置2的液面低于装置1的液面;图乙中的⑦液泡膜具有选择透过性,而图甲中的②则没有选择透过性,只要颗粒大小小于膜上的孔均可以通过,控制物质进出的原理不同;若图乙表示正在吸水的根毛细胞,则④处外界溶液浓度小于⑧的浓度。
9. D【解析】K⁺进入保卫细胞的过程需要 H⁺浓度梯度的驱动以及转运蛋白,属于主动运输;H⁺转运过程中质子泵磷酸化,其构象发生改变,以便运载K⁺;用促进该质子泵活性的壳梭孢素处理叶片,使 H⁺从质膜内侧向外侧泵出,H⁺浓度差增大导致 K⁺进入保卫细胞,可促进气孔打开;高渗蔗糖溶液处理保卫细胞,使细胞失水,从而导致气孔关闭。
10. D【解析】清水组萝卜条细胞发生了渗透吸水,甘油溶液和葡萄糖溶液组萝卜条先渗透失水后渗透吸水;最初萝卜条的细胞液浓度一致,40 min时,萝卜条 b和 c分别吸收了甘油和葡萄糖,导致细胞中溶质多于 a 和d组,全移至清水,足够时间后测量,则 b、c组长度大于d组;蔗糖溶液中的萝卜条细胞壁与原生质层间的蔗糖溶液浓度和外界浓度相等,细胞不吸收蔗糖;实验结束后,甘油组和葡萄糖组由于溶质进入细胞,所以细胞液浓度变大了,蔗糖组因为细胞失水,细胞液浓度减小。
11. B【解析】根据题图化学反应式所示,检测过程中 ATP、荧光素和荧光素酶发生反应而发光,反应体系中加入的 Mg²⁺ 可能作为荧光素酶的辅助激活因子增加该酶的活性,进而增加检测过程中的荧光强度;厌氧微生物也是以 ATP 作为直接能源物质,能通过无氧呼吸产生 ATP,通过荧光检测仪检测后,也可根据发光强度推测 ATP 含量,进而反映厌氧微生物的残留量;根据题意可知,检测过程中 ATP、荧光素和荧光素酶发生反应而发光,ATP水解释放能量,使荧光素发光,ATP 中的化学能转变为光能;ATP 与 ADP的相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,因而 ATP 的含量与活细胞的数量呈一定的比例关系,因此根据发光强度推测 ATP 含量,进而反映微生物数量。
12. C【解析】t₁~t₂,细胞发生质壁分离,t₂~t₃时刻,细胞发生质壁分离复原,故洋葱外表皮细胞的失水能力先减小再增加;t₂时刻细胞开始发生复原,所以在这之前,洋葱外表皮细胞已经开始吸收溶液中的无机盐离子;该实验过程中,细胞先失水,然后吸水,所以洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅;洋葱细胞具有细胞壁,不会吸水涨破。
13. B【解析】在生物体内 ATP 与 ADP 的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,因此蛋白激酶的活性提高不会使 ADP
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的含量持续增加;细胞呼吸会产生 ATP,因此蛋白质磷酸化所消耗的 ATP 可来自细胞呼吸;蛋白质的磷酸化过程要用蛋白激酶,而去磷酸化过程要用蛋白磷酸酶,蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应;去磷酸化后蛋白质的空间结构发生变化,但肽键的数量没有发生改变。
14. B【解析】图示为耐高温的淀粉酶在不同温度下的酶活性,由曲线①可知,随温度的升高,酶活性先升后降,故曲线①表示相对酶活性,而曲线②在低温下活性较高,高温下活性降低,应该表示残余酶活性;由图可知,在低温下保存,残余酶活性较高,故可在低温下保存;由曲线①可知,该酶的最适温度是80℃,但在曲线②中,温度超出70℃保存足够长的时间后,在最适宜温度下的酶活性会急剧下降,所以80℃不是该酶的最佳使用温度;该酶是淀粉酶,而 PCR 中需要的是耐高温的 DNA 聚合酶,故该酶不能用于 PCR。
15. B【解析】研究不同片段 E₁、E₂、E₃、E₄ 和E₅催化效率。将五种碳链长度的脂肪醇 (碳链长度依次增加)为底物进行了实验,不同底物反应 10 min各相对转化率,以E₁的转化率54%为单位1,其他底物的转化率除以 54%计算相对转化率。E₂ 和 E₃表现出了一些不同趋势,不能说明 M酶的活性与底物的碳链长度呈正相关;脂肪醇E₁~E₅为底物,在 M酶催化作用下,随着碳链长度依次增加,反应速率各不相同,说明脂肪醇的结构可能对 M 酶活性有影响;以 E₁的转化率54%为单位1,其他底物的转化率除以54%计算,E₅相对转化率约为127%,实际转化率约为69%,还没有完全转化;M酶能催化不同碳链长度脂肪醇的转化,但 M酶仍然具有专一性。
二、选择题
16. AD【解析】线粒体外膜上的孔道蛋白一般可允许相对分子质量小的物质通过,故线粒体的内外膜间隙会出现 ATP、ADP、丙酮酸
等物质;丙酮酸在线粒体基质中被分解而非线粒体内膜;米酵菌酸与线粒体内膜上 ATP竞争 AAC 上的 ATP 结合位点,从而抑制ADP 与 ATP 的交换,可能会造成 ATP 在线粒体基质积累;膜间隙中 Pi 含量下降可能会影响 Pi 进入线粒体基质,从而影响 ATP 的合成,可能会导致AAC转运速率下降。
17. BCD 【解析】酶可以降低反应所需的活化能,不能为反应提供能量;ATP 分子含 3个磷酸基团,ADP 含 2个磷酸基团,AMP 含1个磷酸基团,腺苷酸激酶能将 ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上进而形成 ADP,且 ATP 形成了1个 ADP,因此腺苷酸激酶催化 1 分子ATP 分解伴随着 2 分子 ADP 的生成;腺苷酸激酶(蛋白质)和组成它的单体(氨基酸)均是以碳链为基本骨架;ATP 的结构简式为A——P~P~P,腺苷酸激酶能将 ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成 ADP,故 ATP 中的特殊化学键断裂,AMP 形成 ADP 存在特殊化学键的形成,故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键“~”的断裂与形成。
18. AC【解析】表中信息显示,大蒜和香菜对磷的吸收速率,在一定浓度范围内随外界浓度的增加而增大,且达到一定程度后会保持不变,此时可能受到了载体蛋白数量的限制,但因不知细胞内的磷酸盐浓度,无法推知是主动运输还是协助扩散;ATP 和核酸的组成元素有 C、H、O、N、P,根系吸收的磷可用于细胞合成 ATP、核酸等物质;据表中数据可知,香菜和大蒜对磷的吸收速率与水中磷酸盐浓度有关,且只有水中磷酸盐浓度大于0.4m g/L 时,香菜对磷的吸收速率比大蒜高;当水中磷酸盐浓度大于1.0mg/L时,大蒜和香菜对磷的吸收速率保持不变,说明转运蛋白达到饱和,此时限制香菜吸收磷速率的因素主要是转运蛋白的数量。
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19. AC 【解析】③是非竞争性的抑制剂,会改变酶的空间结构,因此曲线②③交点处,脲酶的空间结构不同;反应体系中有酶,酶即使变性,也可与双缩脲试剂反应呈紫色;与①组相比,③组中的最大尿素分解速率较小,可推测添加 Urease-IN-2 改变了酶的构象,使得最大尿素分解速率降低,说明Utease-IN-2 是脲酶的非竞争性抑制剂;由②组可知,随着尿素溶液浓度的增加,尿素分解速率逐渐增大,之后趋向于①组(未加入脲酶的抑制剂)中的最大尿素分解速率,说明类黄酮是脲酶的竞争性抑制剂,故增加尿素溶液浓度可缓解类黄酮对脲酶的抑制。
20. BC 【解析】URAT1 转运过程是需要与尿酸盐结合的;载体蛋白通过与被转运物质结合,形成复合物后,再通过构象变化将物质转运到膜的另一侧,分析题图可知,GLUT9转运蛋白是将尿酸盐从肾小管细胞转运到毛细血管中,是从高浓度转运到低浓度,属于协助扩散;据图可知,肾小管细胞重吸收尿酸盐时需要载体蛋白 URAT1 的参与,而重吸收水时则可以通过水通道蛋白和自由扩散进行;据题干和题图可知,麦角甾苷可能通过降低转运尿酸盐的蛋白(如 URAT1和 GLUT9)的表达水平来发挥作用。
三、非选择题
21.(10分,除标注外,每空1分)
(1)腺苷三磷酸 末端磷酸基团(2)ATP与 ADP 之间存在相互转化,且这种转化处于动态平衡之中 ATP 的水解 ATP 的合成(3)线粒体、细胞质基质 线粒体
(4)受体(或受体蛋白)低浓度的 eATP 对胡杨细胞的胞吞无影响,高浓度的 eATP 对胡杨细胞的胞吞起抑制作用,且浓度越高,抑制作用越明显(2分)
【解析】(1)ATP 的中文全称是腺苷三磷酸,其末端磷酸基团有一种离开 ATP 而与其他分子结合的趋势,即具有较高的转移势
能。(2)由于 ATP 与 ADP 之间存在相互转化,且这种转化处于动态平衡之中,所以细胞内 ATP 的含量能基本保持稳定;能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通,细胞内许多吸能反应与 ATP 的水解反应相联系,由 ATP 水解提供能量;许多放能反应与 ATP 的合成反应相联系,释放的能量储存在 ATP 中。(3)动物细胞能产生ATP的生理过程有有氧呼吸和无氧呼吸,场所有细胞质基质、线粒体;动物细胞通过胞吐方式分泌 eATP 消耗的能量主要由线粒体这一细胞器提供。(4)由题干信息知,eATP 作为一种信使分子,再由表格信息可知,eATP 能够对细胞胞吞具有调节作用,故生长状态下的胡杨细胞的细胞膜上存在能与eATP 结合的受体(或受体蛋白);表中eATP 浓度为50 mol·L⁻¹时,细胞内的相对荧光强度与对照组相同,但随着 eATP 浓度继续升高,细胞内的相对荧光强度逐渐减小,故可推测低浓度的 eATP 对胡杨细胞的胞吞无影响,高浓度的 eATP 对胡杨细胞的胞吞起抑制作用,且浓度越高,抑制作用越明显。
22.(10分,除标注外,每空1分)
(1)降低多酚类物质氧化生成醌类所需要的活化能 高效性、专一性、作用条件较温和(答出1点即可) (2)4 3.5~4.5 低温条件下酶活性较低,但不会失活(2分)
(2分) ②空间结构
非竞争性
【解析】(1)牛油果内的 PPO 的作用机理是降低多酚类物质氧化生成醌类所需要的活化能,PPO 的特性有高效性、专一性、作用条件较温和。(2)分析图1可知:随着 pH 的升高,多酚氧化酶活性先升高后降低,其中pH=4时酶活性最高,故若进一步探究 PPO
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组的蔗糖溶液的渗透压大于该植物细胞的细胞液渗透压,细胞失水,可观察到蓝色小液滴上升。(4)若要用题目所用材料及显微镜等,另外设计一个实验,测定该植物细胞的细胞液渗透压大小,可取叶圆片的叶肉细胞制成临时装片若干,并将临时装片均分成5 组,分别用0.012 5 M、0.025 M、0.05 M、0.1 M、0.2 M 的蔗糖溶液处理临时装片,然后在显微镜下观察叶肉细胞质壁分离程度。
25.(12分,除标注外,每空 1分)
(1)载体蛋白 需要 (2)协助扩散 需要转运蛋白参与、顺浓度梯度运输 (3)主动运输 协助扩散 维持胞外 NO₃ 的浓度,利于 NRT1.1的继续转运,进而达到解铵毒的作用 (4)取相同数量、生理状态一致的拟南芥的 NRT1.1 基因单突变体、SLAH3基因单突变体、NRT1.1-SLAH3 基因双突变体分成3 组,分别培养到过量施用 NH造成酸化的土壤中,一段时间后,观察三组拟南芥的生长情况(3分) NRT1.1-SLAH3基因双突变体组拟南芥的生长抑制最严重(2分)
【解析】(1)据图可知,H⁺泵在运输H⁺时需要消耗 ATP,因此运输方式是主动运输,H⁺泵属于载体蛋白;H⁺泵(载体蛋白)在运输H⁺时需要与之结合。(2)据图可知,NH⁺
顺浓度梯度通过 AMTs,故运输方式是协助扩散。(3)过量 NH⁺ 的吸收造成了植物根周围的显著酸化,植物感知这种胁迫信号并调用 NRT1.1来加速对胞外 NO₃/H⁺的同向转运,从而降低了胞外 H⁺浓度,缓解了铵毒。该过程中 NO₃通过 NRT1.1 进入细胞需要借助 H⁺的势能,方式是主动运输;由于外界 NO₃ 浓度较低,植物抑制根周围酸化的能力有限。此时植物调用 SLAH3,顺浓度介导NO₃ 的外流(此时运输方式是协助扩散),在胞外维持一定浓度的 NO₃ 以供NRT1.1 继续转运,从而使NO₃发生持续的跨膜流动,达到解铵毒的作用。(4)由(3)可知,NRT1.1 和 SLAH3参与解铵毒的过程,则 NRT1.1 和 SLAH3 基因突变体拟南芥因影响解毒,而生长受抑制。要证明在解铵毒的过程中,NRT1.1 和 SLAH3 共同起作用,缺一不可。其实验思路:取相同数量、生理状态一致的拟南芥的 NRT1.1基因单突变体、SLAH3 基因单突变体、NRT1.1-SLAH3 基因双突变体分成3组,分别培养到过量施用NH⁺ 造成酸化的土壤中,一段时间后,观察三组拟南芥的生长情况。NRT1.1 和 SLAH3共同起作用,缺一不可,故实验结果:NRT1.1-SLAH3 基因双突变体组拟南芥的生长抑制最严重。
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