精品解析:山东省烟台市2025-2026学年高二下学期期末考试生物试题
2026-07-11
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内容正文:
2025—2026学年度第二学期期末自主练习
高二生物
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于醋酸杆菌和酵母菌的说法正确的是( )
A. 醋酸杆菌细胞内没有线粒体,只能进行无氧呼吸
B. 醋酸杆菌细胞内没有核仁,不能合成rRNA
C. 酵母菌核基因的转录和翻译具有时间和空间上的分隔
D. 二者的遗传物质都是DNA,且都与蛋白质结合成染色质
2. 基于对细胞中化合物的认识,下列说法错误的是( )
A. 耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸,有利于提高膜的流动性
B. 种子萌发时细胞内自由水和结合水的比值升高,代谢加强
C. 真核细胞中脂质合成的主要场所是内质网,脂肪分子中氧的含量远低于糖类
D. DNA和RNA都能携带遗传信息,与DNA相比RNA特有的化学组成是核糖和尿嘧啶
3. 新生多肽链易被氧化,从而影响后续折叠。伴侣蛋白(GroEL)及其辅因子(GroES)是细菌细胞内协助多肽链正确折叠的物质,CnoX是一种与GroEL结合的蛋白质。如图为大肠杆菌中某多肽链的折叠过程,下列说法错误的是( )
A. 组成该多肽链的元素至少有C、H、O、N、S,S元素只存在于氨基酸的R基中
B. CnoX与已被氧化的多肽链形成二硫键,能修复已被氧化的多肽链
C. GroES与GroEL的结合会引发多肽链折叠,图中折叠过程无内质网、高尔基体的参与
D. 多肽链折叠后的空间结构与二硫键的形成有关,与氨基酸的排列顺序无关
4. 下列有关生物膜的说法,正确的是( )
A. 生物膜系统是生物体内所有膜结构的统称
B. 线粒体内膜蛋白质的种类和数量均多于线粒体外膜
C. 造血干细胞的核膜在分裂间期解体,在分裂末期重建
D. 生物膜为酶提供了附着位点,所有的酶都位于生物膜上
5. 下列有关高中生物学教材中实验的叙述,错误的是( )
A. 在脂肪的鉴定和观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中,均需用酒精洗去浮色
B. 体积分数为95%的乙醇中加入适量无水碳酸钠后,可用来提取绿叶中的色素
C. 用淀粉酶、淀粉和蔗糖验证酶的专一性,可用斐林试剂鉴定是否有还原糖产生
D. 探究酵母菌细胞呼吸方式时,用酸性重铬酸钾溶液检验酒精前应耗尽溶液中的葡萄糖
6. 纤维素由植物细胞膜上的纤维素合酶催化合成。果胶多糖在高尔基体合成后,通过分泌小泡运至细胞膜,释放后参与细胞壁的形成。下列说法错误的是( )
A. 高尔基体是纤维素的合成场所
B. 纤维素的合成过程中有水产生
C. 果胶多糖的释放依赖于细胞膜的流动性
D. 植物细胞有丝分裂末期,高尔基体聚集在赤道板附近
7. 核定位序列(NLS)和核外运信号(NES)是某些蛋白质中特殊的氨基酸序列,二者与核孔上相应受体结合后可分别引导蛋白质进、出细胞核。核糖体蛋白和rRNA的初步组装发生在细胞核内。下列说法错误的是( )
A. 细胞代谢越旺盛,核孔的数量越多
B. 核孔具有选择性,允许RNA和某些蛋白质通过
C. 解旋酶缺失NLS会影响细胞核内DNA的复制和转录
D. 推测核糖体蛋白可能同时含NLS和NES
8. 多酚氧化酶(PPO)的化学本质是蛋白质,能催化酚类物质转变为褐色物质。现探究温度对PPO活性的影响,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A. 向变性后的PPO溶液中加入双缩脲试剂不会出现紫色
B. PPO在25℃和45℃的空间结构相同
C. PPO在35℃时活性高,该温度适合其保存
D. 若测定PPO的最适温度,则需要在30~40℃范围内设置更小温度梯度
9. 钙泵是Ca2+激活的ATP酶,细胞膜与内质网膜上的钙泵可分别将细胞质基质中的Ca2+运出细胞、泵入内质网腔储存。当肌肉细胞受到刺激时,细胞膜与内质网膜上的Ca2+通道开放,细胞质基质内Ca2+浓度升高,激活Ca2+感受器,从而实现肌肉收缩。下列说法错误的是( )
A. 钙泵既能催化ATP水解,又能运输Ca2+
B. 钙泵发挥作用时自身构象会发生改变
C. Ca2+通过离子通道进入细胞质基质时需要与通道蛋白结合
D. 细胞质基质内Ca2+浓度升高可作为肌肉收缩的信号
10. ATP生物荧光检测技术常被用于环境洁净度的快速检测,其原理是荧光素在荧光素酶、ATP等参与下发生氧化反应并释放荧光,荧光强度可反映待测样本中ATP的总量,进而估算微生物数量。下列说法错误的是( )
A. ATP在活细胞内的含量相对稳定,可作为微生物数量检测指标
B. 该检测过程中,ATP水解释放的化学能可转化为光能
C. 若医疗场所的检测样本中混有新鲜血液,可能导致荧光强度增强
D. 荧光素发生氧化反应的过程需要ATP提供能量,属于放能反应
11. 光照下,O2与CO2竞争性结合C5,经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。某种衣藻光呼吸会产生并分泌甘醇酸,某种大肠杆菌可利用甘醇酸作为唯一碳源合成生物产品。科学家构建衣藻和大肠杆菌共培养系统,实验过程及结果如图,下列说法错误的是( )
A. 光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体基质中
B. 第Ⅰ阶段通入3%CO2可为衣藻光合作用提供原料,促进衣藻繁殖
C. 第Ⅱ阶段大肠杆菌干重下降的原因是与衣藻竞争营养物质时不占优势
D. 第Ⅳ阶段衣藻的光合作用强度和光呼吸强度都增加
12. 甜菜块根含有大量的糖分,呼吸代谢可影响甜菜块根的生长。酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列说法正确的是( )
A. 酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上
B. 有氧呼吸第二阶段需要水作为原料
C. 块根细胞通过有氧呼吸将葡萄糖中的能量大部分储存在ATP中
D. 在甜菜生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会提高甜菜产量
13. 肺泡囊由小肺泡细胞(AT1)和大肺泡细胞(AT2)镶嵌排列形成。AT1参与肺的通气,AT2不参与肺的通气,但可增殖分化为AT1,蛋白SP-C仅存在于AT2中。下列说法正确的是( )
A. AT1和AT2功能差异的直接原因是DNA不同
B. AT2增殖分化为AT1可体现细胞具有全能性
C. 可通过检测是否含有SP-C基因区分AT1细胞和AT2细胞
D. 肺部受损时,促进AT2的增殖分化有利于肺的通气
14. 自噬体是细胞自噬过程中形成的一种包裹待分解物质或结构的囊泡。自噬体在YAP1蛋白作用下与溶酶体融合完成自噬。物质H可降解YAP1蛋白。下列说法错误的是( )
A. 自噬体膜和溶酶体膜具有相似的成分和结构
B. 营养缺乏时,YAP1蛋白基因表达减弱可使细胞获得的物质和能量增多
C. 溶酶体中水解酶活性丧失将导致自噬体内容物无法分解
D. 物质H作用后,细胞可能无法通过细胞自噬清除感染的微生物和毒素
15. 正常细胞膜中PS(一种磷脂)仅分布在磷脂双分子层内侧。细胞凋亡时,PS外翻到细胞膜外侧,细胞膜出芽形成凋亡小体,凋亡小体表面的PS成为吞噬细胞的识别信号。下列说法错误的是( )
A. PS的分布特点可直接证明细胞膜中磷脂的分布具有不对称性
B. 凋亡小体与吞噬细胞的细胞膜接触直接传递信息
C. 凋亡小体的形成及吞噬细胞吞噬凋亡小体的过程不需要消耗能量
D. 该过程是一种遗传机制决定的程序性死亡
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,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 蛋白质糖基化是在糖基转移酶的作用下,糖与多肽链中特定氨基酸的侧链基团发生反应的过程,该过程起始于内质网,结束于高尔基体。蛋白质糖基化后形成的糖蛋白对蛋白酶具有较强的抗性。下列说法错误的是( )
A. 多肽链中氨基酸的种类和数目会影响蛋白质的糖基化修饰
B. 推测粗面内质网和高尔基体有糖基转移酶
C. 溶酶体膜内侧的蛋白质可能发生了糖基化修饰
D. 所有细胞间的信息交流都依赖细胞膜上糖蛋白的作用
17. 为研究耐盐水稻的抗盐机制,将普通水稻和耐盐水稻的根毛细胞置于不同浓度的等量蔗糖溶液中,相同时间后检测根毛细胞重量变化,结果如表所示。下列说法正确的是( )
组别
不同浓度的蔗糖溶液
甲
乙
丙
丁
戊
重量变化/g
a水稻
-2.5
-5
+1
-3
-0.5
b水稻
0
-4
+3
-2
+1
A. 水分子进出根毛细胞的方式为自由扩散和协助扩散
B. 五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙
C. a水稻根毛细胞在乙浓度的蔗糖溶液中吸水能力逐渐减弱
D. 推测b水稻是耐盐水稻,可通过提高细胞液的浓度抵御高盐环境
18. 呼吸熵(RQ)为单位时间内呼吸作用释放CO2量与消耗O2量的比值,可通过RQ判断生物呼吸方式。酵母菌以葡萄糖为呼吸底物,测得RQ值如图。下列说法错误的是( )
A. A点时,酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗量的3/5
B. BC段,RQ值下降的原因可能是在B点开始向培养液中通O2
C. 利用酵母菌酿酒时,将氧分压保持在C点时所对应的浓度
D. 图示曲线可表示人体从剧烈运动状态到安静状态RQ值的变化
19. 绿硫细菌为厌氧菌,其光合片层中的菌绿素复合体易被O2破坏。绿硫细菌的光反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 菌绿素复合体吸收的光能可直接转化成NADPH中活跃的化学能
B. H+经ATP合酶协助扩散运出内腔的同时可为ATP合成提供能量
C. 光合片层内外H+浓度差的形成仅依赖于H+传递体和ATP合酶对H+的运输
D. 该过程以H2S替代H2O作为供氢体,可避免O2对光合片层造成损伤
20. 图1表示某动物(2n=4)精巢内部分细胞的分裂示意图,图2为该器官内部分细胞分裂过程中同源染色体对数的变化曲线。下列说法错误的是( )
A. 图1中c和e可能来自同一个初级精母细胞,d和f不可能来自同一个次级精母细胞
B. 若该动物精细胞中d所占的比例为6%,则发生交换的初级精母细胞所占比例为12%
C. 图2中CD段细胞中核DNA分子数为FG段的2倍
D. 图1中a、b、c三个细胞分别位于图2的CD、FG、HI段
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 囊泡运输是真核细胞中普遍存在的一种物质运输方式。COPⅠ、COPⅡ及披网格蛋白小泡等3种不同类型的被膜小泡(囊泡)具有不同的物质运输作用,如图所示。
(1)合成溶酶体酶时,首先在___________中以氨基酸为原料开始合成一段肽链,然后转移到内质网中继续合成;在溶酶体酶的加工和运输过程中,囊泡能将酶精准运输到溶酶体中,说明生物膜具有__________的功能。某些蛋白质若意外逃逸到高尔基体中,经COPⅠ被膜小泡可被回收至____________,该过程中生物膜之间发生了相互转化。
(2)当某些细菌或病毒侵染宿主细胞时,细胞可通过胞吞形成“内吞泡”,这种“内吞泡”属于图中的___________小泡。“内吞泡”与溶酶体融合后,线粒体会向溶酶体接近并发生局部接触,这一生命现象的意义是_____________。
(3)为确定两种参与某分泌蛋白囊泡运输的基因(sec)的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体,与野生型酵母菌电镜照片相比,sec12基因突变体细胞中内质网特别大;sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测,sec12基因与图中_____________被膜小泡的形成有关,sec17基因与_____________有关。
22. 铜是人体的必需元素,参与线粒体功能的维持,体内的铜以Cu2+和Cu+的形式存在,铜的转运和利用过程如图1所示。
(1)从含量上,铜属于组成细胞的_____________元素,它是线粒体内膜上的细胞色素c氧化酶的重要成分,可影响有氧呼吸的具体反应是_____________。
(2)CTR1介导的物质运输速率受_____________的影响(答出两点)。
(3)细胞中Cu+浓度过高会导致细胞发生铜死亡,因此其稳态受到精细的调节,当细胞内Cu+浓度升高时,通过增强过程_____________(填“①”或“②”)来减少Cu+的摄入,还可以_____________,从而降低细胞质基质和线粒体内的Cu+浓度。
(4)雷公藤甲素可以诱导肺癌细胞铜死亡,科学家通过以下实验探讨其机制:取肺癌细胞平均分为两组,置于动物血清中;实验组加入浓度为200nmol/L用异丙酮溶解的雷公藤甲素溶液,对照组加入__________,相同且适宜环境中培养一段时间后,检测细胞膜上CTR1、ATP7A含量,结果如图2。基于实验结果推测,雷公藤甲素通过____________诱导肺癌细胞铜死亡。
23. 高速糖酵解(细胞呼吸第一阶段)可为细胞快速供能。癌细胞即使在氧气充足的条件下,也主要依赖无氧呼吸获得能量,为探究其原因,科研人员通过抑制剂不同程度地抑制癌细胞糖酵解过程,检测酶M和酶L的相对活性,结果如图。酶M在线粒体内,酶L在细胞质基质,二者均可催化[H]的消耗,以维持细胞呼吸持续进行。
(1)糖酵解是指葡萄糖在____________中分解生成____________的过程。癌细胞通过无氧呼吸使葡萄糖中的C元素最终进入呼吸产物的____________中。
(2)由图可知,糖酵解速率相对值较低时,癌细胞以有氧呼吸为主,判断依据是____________;糖酵解速率相对值超过____________时,酶M活性相对值达到最大,细胞质基质中的酶L活性增强,癌细胞表现为进行旺盛的无氧呼吸。
(3)进一步研究发现,[H]是酶L的别构激活剂,[H]含量增多会显著提高酶L的活性。综上所述,氧气充足时癌细胞仍进行旺盛无氧呼吸的原因可能是:____________。
24. 中药材金线莲喜阴,生长缓慢,强光下易发生光抑制(光能过剩导致光合速率下降)。为探究其光抑制的发生机制及调控措施,研究人员在不同光照强度下测定了金线莲叶肉细胞的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,测试过程中其它条件相同且适宜,金线莲的呼吸强度保持不变,结果如表所示。
光照强度(Lux)
净光合速率(μmol⋅m-2·s-1)
气孔导度(mol⋅m-2·s-1)
胞间CO2浓度(μmol⋅mol-1)
200
2.5
0.1
360
1000
11.5
0.25
295
1200
12
0.26
290
1400
10.5
0.22
310
1600
6.5
0.15
360
注:气孔导度与气孔开放程度呈正相关
(1)据表可知,光照强度为200Lux时,限制金线莲光合速率的主要环境因素是____________;当光照强度超过1400Lux后,金线莲出现光抑制现象,该现象____________(填“是”或“不是”)由气孔导度变化引起的,判断依据是____________。
(2)强光下,由于光反应速率大于暗反应速率,电子受体_____________的含量不足;由光激发的高能电子传递给O2会形成活性氧(O2),活性氧自由基会攻击_____________(填2种)分子,使类囊体薄膜等光合结构受损,出现光抑制。
(3)抗坏血酸是一种抗氧化剂,可缓解光抑制。为探究抗坏血酸是否通过减少活性氧积累来缓解金线莲幼苗的光抑制。研究人员将长势一致的金线莲幼苗随机均分为2组,编号A、B,分别给予强光和_____________处理,相同且适宜条件下培养后,测定并比较2组幼苗的_____________。若实验结果为_____________,则证明抗坏血酸是通过减少活性氧积累来缓解金线莲幼苗的光抑制。
(4)为减轻金线莲的光抑制以提高产量,生产上还可采取的措施有_____________(答出两种)。
25. 某生物(2n=8)细胞增殖过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量如图1所示。细胞周期包括分裂间期和分裂期(M),分裂间期依次分为G1期、S期(DNA复制时期)、G2期,各期及对应时长如图2所示。
(1)图1中___________时期的细胞一定具有同源染色体。配子中染色体组合的多样性主要与图1中___________时期的细胞有关。
(2)具有细胞周期的细胞的分裂是不同步的。为使不同细胞能够从同一时刻开始分裂,在细胞培养液中加入DNA复制抑制剂,___________期的细胞立即被抑制,培养a+c+d小时后,其余细胞被抑制在___________。若用一个数学表达式来表示此时细胞总数与加入DNA抑制剂之前细胞总数的比值,该表达式为________(使用a、b、c、d表示)。去除抑制剂,细胞周期继续进行b+c小时后,再加入DNA合成抑制剂,培养________小时后,可实现细胞周期同步化。
(3)使用上述细胞周期同步化技术需要提前测定细胞周期各阶段的时长。使用双标记法可确定S期的时长。E和B是两种有机物,能进入细胞并掺入正在复制的DNA中,从而使DNA带上不同的可检测标记,未掺入的E和B短时间内即被降解。先向各组细胞培养液中加入E,随后每隔一定时间依次向一组细胞培养液中加入B,充分标记后收集各组细胞,检测双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比。随着加入B的间隔时间延长,该百分比由_____________降为_____________所经历的时间即为S期时长。
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2025—2026学年度第二学期期末自主练习
高二生物
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于醋酸杆菌和酵母菌的说法正确的是( )
A. 醋酸杆菌细胞内没有线粒体,只能进行无氧呼吸
B. 醋酸杆菌细胞内没有核仁,不能合成rRNA
C. 酵母菌核基因的转录和翻译具有时间和空间上的分隔
D. 二者的遗传物质都是DNA,且都与蛋白质结合成染色质
【答案】C
【解析】
【详解】A、醋酸杆菌是原核生物,细胞内没有线粒体,但含有与有氧呼吸相关的酶,属于好氧菌,可进行有氧呼吸,A错误;
B、醋酸杆菌是原核生物,没有核仁,但原核生物可在拟核区合成rRNA,核仁是真核生物合成rRNA的场所,不是原核生物合成rRNA的必要结构,B错误;
C、酵母菌是真核生物,核基因的转录发生在细胞核内,翻译发生在细胞质的核糖体上,转录完成后mRNA出核才能启动翻译,因此核基因的转录和翻译具有时间和空间上的分隔,C正确;
D、二者都是细胞生物,遗传物质都是DNA,但醋酸杆菌是原核生物,不存在染色质,其DNA为裸露状态,不与蛋白质结合形成染色质,只有真核生物的细胞核中才有染色质结构,D错误。
2. 基于对细胞中化合物的认识,下列说法错误的是( )
A. 耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸,有利于提高膜的流动性
B. 种子萌发时细胞内自由水和结合水的比值升高,代谢加强
C. 真核细胞中脂质合成的主要场所是内质网,脂肪分子中氧的含量远低于糖类
D. DNA和RNA都能携带遗传信息,与DNA相比RNA特有的化学组成是核糖和尿嘧啶
【答案】A
【解析】
【详解】A、膜脂中饱和脂肪酸熔点高,低温下易凝固,会降低膜流动性;耐极端低温细菌的膜脂富含的是不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸熔点低,可在低温下维持膜的流动性,A错误;
B、自由水参与细胞代谢,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越强,种子萌发时代谢加强,该比值升高,B正确;
C、内质网是真核细胞中脂质合成的主要场所,被称为脂质合成的“车间”;脂肪与糖类相比,分子中氧的含量远低于糖类,氢的含量更高,C正确;
D、核酸是遗传信息的携带者,DNA和RNA都属于核酸,均可携带遗传信息;与DNA相比,RNA特有的组成是五碳糖为核糖、特有的碱基为尿嘧啶(U),D正确。
3. 新生多肽链易被氧化,从而影响后续折叠。伴侣蛋白(GroEL)及其辅因子(GroES)是细菌细胞内协助多肽链正确折叠的物质,CnoX是一种与GroEL结合的蛋白质。如图为大肠杆菌中某多肽链的折叠过程,下列说法错误的是( )
A. 组成该多肽链的元素至少有C、H、O、N、S,S元素只存在于氨基酸的R基中
B. CnoX与已被氧化的多肽链形成二硫键,能修复已被氧化的多肽链
C. GroES与GroEL的结合会引发多肽链折叠,图中折叠过程无内质网、高尔基体的参与
D. 多肽链折叠后的空间结构与二硫键的形成有关,与氨基酸的排列顺序无关
【答案】D
【解析】
【详解】A、氨基酸的结构通式中,除R基外的结构仅含C、H、O、N元素,S元素仅存在于部分氨基酸的R基中;该多肽链可形成二硫键,说明含有S元素,因此组成该多肽链的元素至少有C、H、O、N、S,A正确;
B、由图可知,CnoX的巯基(-SH)与被氧化多肽链的S-OH反应形成二硫键,后续化学键断裂后,被氧化的多肽链恢复为含巯基的状态,说明CnoX可修复已被氧化的多肽链,B正确;
C、由图可知GroES与GroEL结合后,多肽链开始折叠;大肠杆菌是原核生物,细胞中无内质网、高尔基体等细胞器,因此该折叠过程无内质网、高尔基体参与,C正确;
D、多肽链折叠后的空间结构,不仅与二硫键等化学键的形成有关,还与氨基酸的种类、数目、排列顺序直接相关,D错误。
4. 下列有关生物膜的说法,正确的是( )
A. 生物膜系统是生物体内所有膜结构的统称
B. 线粒体内膜蛋白质的种类和数量均多于线粒体外膜
C. 造血干细胞的核膜在分裂间期解体,在分裂末期重建
D. 生物膜为酶提供了附着位点,所有的酶都位于生物膜上
【答案】B
【解析】
【详解】A、生物膜系统是细胞内所有膜结构的统称,包含细胞膜、细胞器膜和核膜,生物体内如呼吸道黏膜、肠系膜等膜结构不属于生物膜系统范畴,A错误;
B、生物膜的功能复杂程度与膜上蛋白质的种类和数量呈正相关,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的反应场所,附着大量与有氧呼吸相关的酶,功能远较外膜复杂,因此内膜蛋白质的种类和数量均多于外膜,B正确;
C、造血干细胞进行有丝分裂时,核膜在分裂前期解体,分裂末期重建,分裂间期仅进行DNA复制和有关蛋白质合成,核膜保持完整,C错误;
D、生物膜为部分酶提供了附着位点,但并非所有酶都位于生物膜上,如有氧呼吸第一阶段的酶、无氧呼吸的酶都分布在细胞质基质中,叶绿体基质、线粒体基质中也存在相关代谢的酶,D错误。
5. 下列有关高中生物学教材中实验的叙述,错误的是( )
A. 在脂肪的鉴定和观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中,均需用酒精洗去浮色
B. 体积分数为95%的乙醇中加入适量无水碳酸钠后,可用来提取绿叶中的色素
C. 用淀粉酶、淀粉和蔗糖验证酶的专一性,可用斐林试剂鉴定是否有还原糖产生
D. 探究酵母菌细胞呼吸方式时,用酸性重铬酸钾溶液检验酒精前应耗尽溶液中的葡萄糖
【答案】A
【解析】
【详解】A、脂肪鉴定实验中需用体积分数为50%的酒精洗去苏丹染液的浮色,但观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中,酒精的作用是与盐酸配制成解离液,使细胞相互分离,解离后用清水洗去解离液,不需要用酒精洗浮色,A错误;
B、绿叶中的色素可溶于无水乙醇等有机溶剂,向体积分数为95%的乙醇中加入适量无水碳酸钠相当于无水乙醇,可用于提取绿叶中的色素,B正确;
C、淀粉酶能催化淀粉水解为麦芽糖(属于还原糖),不能催化蔗糖水解,且蔗糖本身不属于还原糖,所以可用斐林试剂检测并观察两组是否出现砖红色沉淀,验证酶的专一性,C正确;
D、酒精是酵母菌细胞无氧呼吸的产物,葡萄糖具有还原性,酒精和葡萄糖都能与酸性重铬酸钾溶液发生颜色反应,所以检验酒精前应耗尽溶液中的葡萄糖,防止葡萄糖对检测结果产生干扰,D正确。
6. 纤维素由植物细胞膜上的纤维素合酶催化合成。果胶多糖在高尔基体合成后,通过分泌小泡运至细胞膜,释放后参与细胞壁的形成。下列说法错误的是( )
A. 高尔基体是纤维素的合成场所
B. 纤维素的合成过程中有水产生
C. 果胶多糖的释放依赖于细胞膜的流动性
D. 植物细胞有丝分裂末期,高尔基体聚集在赤道板附近
【答案】A
【解析】
【详解】A、题干明确说明纤维素由细胞膜上的纤维素合酶催化合成,高尔基体是果胶多糖的合成场所,并非纤维素的合成场所,A错误;
B、纤维素是由葡萄糖经脱水缩合形成的多糖,单体脱水缩合形成多聚体的过程会产生水,B正确;
C、果胶多糖通过分泌小泡与细胞膜融合,以胞吐的方式释放到细胞外,胞吐过程依赖于细胞膜的流动性,C正确;
D、植物细胞有丝分裂末期需要在赤道板位置形成细胞板,最终发育为新的细胞壁,高尔基体参与细胞壁的形成,因此该时期高尔基体聚集在赤道板附近,D正确。
7. 核定位序列(NLS)和核外运信号(NES)是某些蛋白质中特殊的氨基酸序列,二者与核孔上相应受体结合后可分别引导蛋白质进、出细胞核。核糖体蛋白和rRNA的初步组装发生在细胞核内。下列说法错误的是( )
A. 细胞代谢越旺盛,核孔的数量越多
B. 核孔具有选择性,允许RNA和某些蛋白质通过
C. 解旋酶缺失NLS会影响细胞核内DNA的复制和转录
D. 推测核糖体蛋白可能同时含NLS和NES
【答案】C
【解析】
【详解】A、核孔是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道,细胞代谢越旺盛,核质间物质交流效率需求越高,核孔数量越多,A正确;
B、核孔具有选择透过性,DNA不能通过核孔,RNA(如mRNA、rRNA)可以出核,部分蛋白质(如DNA聚合酶等)可以进核,B正确;
C、解旋酶的功能是参与DNA复制时解开DNA双链,缺失NLS会导致解旋酶无法进入细胞核,仅影响DNA复制;高中阶段认为转录过程中RNA聚合酶自身具备解旋活性,不需要解旋酶参与,因此不会影响细胞核内的转录过程,C错误;
D;核糖体蛋白在细胞质的核糖体合成后,需要NLS引导进入细胞核,和rRNA完成初步组装,之后组装成的核糖体亚基需要NES引导出细胞核到细胞质中行使翻译功能,因此核糖体蛋白可能同时含有NLS和NES,D正确。
8. 多酚氧化酶(PPO)的化学本质是蛋白质,能催化酚类物质转变为褐色物质。现探究温度对PPO活性的影响,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A. 向变性后的PPO溶液中加入双缩脲试剂不会出现紫色
B. PPO在25℃和45℃的空间结构相同
C. PPO在35℃时活性高,该温度适合其保存
D. 若测定PPO的最适温度,则需要在30~40℃范围内设置更小温度梯度
【答案】D
【解析】
【详解】A、PPO的化学本质是蛋白质,蛋白质变性后其肽键并未断裂,双缩脲试剂可与肽键发生紫色反应,因此向变性后的PPO溶液中加入双缩脲试剂仍会出现紫色,A错误;
B、25℃低于PPO的最适温度,此时酶的空间结构稳定,而45℃高于PPO的最适温度,酶的空间结构已发生部分改变,所以PPO在这两个温度下的空间结构不同,B错误;
C、酶适宜在低温条件下保存,低温仅抑制酶活性、不破坏酶的空间结构,35℃时PPO活性高,不适合保存,C错误;
D、由题图可知,PPO在35℃时反应速率最高,可推测其最适温度位于30~40℃范围内,因此测定最适温度时,需要在该范围内设置更小的温度梯度进一步实验,D正确。
9. 钙泵是Ca2+激活的ATP酶,细胞膜与内质网膜上的钙泵可分别将细胞质基质中的Ca2+运出细胞、泵入内质网腔储存。当肌肉细胞受到刺激时,细胞膜与内质网膜上的Ca2+通道开放,细胞质基质内Ca2+浓度升高,激活Ca2+感受器,从而实现肌肉收缩。下列说法错误的是( )
A. 钙泵既能催化ATP水解,又能运输Ca2+
B. 钙泵发挥作用时自身构象会发生改变
C. Ca2+通过离子通道进入细胞质基质时需要与通道蛋白结合
D. 细胞质基质内Ca2+浓度升高可作为肌肉收缩的信号
【答案】C
【解析】
【详解】A、钙泵是Ca2+激活的ATP酶,可催化ATP水解为运输过程提供能量,同时作为载体蛋白承担Ca2+的运输功能,A正确;
B、钙泵属于载体蛋白,运输Ca2+时会与Ca2+特异性结合,自身构象发生改变,完成物质运输,B正确;
C、通道蛋白运输物质时,仅允许大小、电荷与通道适配的物质通过,不需要与被运输的物质结合,因此Ca2+通过离子通道进入细胞质基质时无需与通道蛋白结合,C错误;
D、由题干信息可知,细胞质基质内Ca2+浓度升高会激活Ca2+感受器,进而引发肌肉收缩,因此该浓度升高可作为肌肉收缩的信号,D正确。
10. ATP生物荧光检测技术常被用于环境洁净度的快速检测,其原理是荧光素在荧光素酶、ATP等参与下发生氧化反应并释放荧光,荧光强度可反映待测样本中ATP的总量,进而估算微生物数量。下列说法错误的是( )
A. ATP在活细胞内的含量相对稳定,可作为微生物数量检测指标
B. 该检测过程中,ATP水解释放的化学能可转化为光能
C. 若医疗场所的检测样本中混有新鲜血液,可能导致荧光强度增强
D. 荧光素发生氧化反应的过程需要ATP提供能量,属于放能反应
【答案】D
【解析】
【详解】A、活细胞内ATP与ADP的相互转化时刻进行且处于动态平衡,因此ATP在活细胞内的含量相对稳定,样本总ATP量与微生物数量正相关,可作为微生物数量检测指标,A正确;
B、该检测过程中,ATP水解释放的化学能可转化为荧光的光能,B正确;
C、新鲜血液中含有活的血细胞,活细胞内含有ATP,会使样本中ATP总量升高,可能导致荧光强度增强,C正确;
D、需要ATP水解提供能量的反应属于吸能反应,放能反应一般释放能量,可用于合成ATP,因此荧光素发生氧化反应的过程属于吸能反应,并非放能反应,D错误。
11. 光照下,O2与CO2竞争性结合C5,经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。某种衣藻光呼吸会产生并分泌甘醇酸,某种大肠杆菌可利用甘醇酸作为唯一碳源合成生物产品。科学家构建衣藻和大肠杆菌共培养系统,实验过程及结果如图,下列说法错误的是( )
A. 光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体基质中
B. 第Ⅰ阶段通入3%CO2可为衣藻光合作用提供原料,促进衣藻繁殖
C. 第Ⅱ阶段大肠杆菌干重下降的原因是与衣藻竞争营养物质时不占优势
D. 第Ⅳ阶段衣藻的光合作用强度和光呼吸强度都增加
【答案】C
【解析】
【详解】A、光呼吸中,C₅与 O₂的结合反应发生在叶绿体基质中,与暗反应场所相同,A正确;
B、第 Ⅰ 阶段通入 3% CO₂(远高于空气中 0.03% 的浓度),CO₂是光合作用暗反应的原料,高浓度 CO₂可促进衣藻光合作用,进而促进其繁殖,干重上升,B正确;
C、第 Ⅱ 阶段是共培养初期,此时衣藻光呼吸较弱(高 CO₂抑制光呼吸),分泌的甘醇酸很少,而大肠杆菌只能以甘醇酸为唯一碳源,因此缺乏营养物质,干重下降,并非与衣藻竞争营养不占优势,C错误;
D、第 Ⅳ 阶段光照强度从 120 μE 提升到 240 μE,且通入空气(O₂浓度更高):光照增强 → 衣藻光合作用强度增加;空气中 O₂浓度高,O₂与 CO₂竞争结合 C₅ → 光呼吸强度增加。因此衣藻的光合作用和光呼吸强度均增加,D正确。
12. 甜菜块根含有大量的糖分,呼吸代谢可影响甜菜块根的生长。酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列说法正确的是( )
A. 酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上
B. 有氧呼吸第二阶段需要水作为原料
C. 块根细胞通过有氧呼吸将葡萄糖中的能量大部分储存在ATP中
D. 在甜菜生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会提高甜菜产量
【答案】B
【解析】
【详解】A、有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质,因此催化该阶段的酶Ⅰ主要分布在线粒体基质,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,A错误;
B、有氧呼吸第二阶段为丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],释放少量能量,该过程需要水作为原料参与反应,B正确;
C、块根细胞有氧呼吸分解葡萄糖释放的能量大部分以热能形式散失,仅少部分储存在ATP中,C错误;
D、题干明确酶Ⅰ活性与甜菜根重呈正相关,喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制酶Ⅰ活性,导致根重下降,甜菜产量降低,D错误。
13. 肺泡囊由小肺泡细胞(AT1)和大肺泡细胞(AT2)镶嵌排列形成。AT1参与肺的通气,AT2不参与肺的通气,但可增殖分化为AT1,蛋白SP-C仅存在于AT2中。下列说法正确的是( )
A. AT1和AT2功能差异的直接原因是DNA不同
B. AT2增殖分化为AT1可体现细胞具有全能性
C. 可通过检测是否含有SP-C基因区分AT1细胞和AT2细胞
D. 肺部受损时,促进AT2的增殖分化有利于肺的通气
【答案】D
【解析】
【详解】A、AT1和AT2是由同一个受精卵分裂分化形成的体细胞,二者遗传物质DNA相同,功能差异的直接原因是蛋白质的种类和数量不同,根本原因是基因的选择性表达,A错误;
B、细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,AT2仅增殖分化为AT1一种细胞,没有发育为完整个体,不能体现细胞全能性,B错误;
C、AT1和AT2都含有该个体全套的遗传物质,都含有SP-C基因,仅AT2中SP-C基因表达产生SP-C蛋白,因此需要检测SP-C蛋白区分二者,不能通过检测基因区分,C错误;
D、AT1参与肺的通气,AT2可增殖分化为AT1,肺部受损时促进AT2的增殖分化可增加AT1的数量,有利于肺的通气,D正确。
14. 自噬体是细胞自噬过程中形成的一种包裹待分解物质或结构的囊泡。自噬体在YAP1蛋白作用下与溶酶体融合完成自噬。物质H可降解YAP1蛋白。下列说法错误的是( )
A. 自噬体膜和溶酶体膜具有相似的成分和结构
B. 营养缺乏时,YAP1蛋白基因表达减弱可使细胞获得的物质和能量增多
C. 溶酶体中水解酶活性丧失将导致自噬体内容物无法分解
D. 物质H作用后,细胞可能无法通过细胞自噬清除感染的微生物和毒素
【答案】B
【解析】
【详解】A、生物膜的主要成分都是脂质和蛋白质,基本结构都是流动镶嵌模型,自噬体膜能够和溶酶体膜融合,说明二者具有相似的成分和结构,A正确;
B、YAP1蛋白可促进自噬体和溶酶体融合以完成自噬,营养缺乏时细胞需要通过自噬分解自身非必需物质,获取维持生命活动的物质和能量,若YAP1蛋白基因表达减弱,自噬过程会受抑制,细胞获得的物质和能量会减少,B错误;
C、自噬体和溶酶体融合后,依赖溶酶体中的水解酶分解内容物,若溶酶体中水解酶活性丧失,自噬体的内容物就无法被分解,C正确;
D、物质H可降解YAP1蛋白,物质H发挥作用后,细胞内YAP1蛋白含量下降,自噬过程无法正常完成,细胞就可能无法通过自噬清除感染的微生物和毒素,D正确。
15. 正常细胞膜中PS(一种磷脂)仅分布在磷脂双分子层内侧。细胞凋亡时,PS外翻到细胞膜外侧,细胞膜出芽形成凋亡小体,凋亡小体表面的PS成为吞噬细胞的识别信号。下列说法错误的是( )
A. PS的分布特点可直接证明细胞膜中磷脂的分布具有不对称性
B. 凋亡小体与吞噬细胞的细胞膜接触直接传递信息
C. 凋亡小体的形成及吞噬细胞吞噬凋亡小体的过程不需要消耗能量
D. 该过程是一种遗传机制决定的程序性死亡
【答案】C
【解析】
【详解】A、正常情况下PS仅分布在磷脂双分子层内侧,说明细胞膜内外两侧的磷脂种类存在差异,可直接证明细胞膜中磷脂的分布具有不对称性,A正确;
B、凋亡小体表面的PS作为识别信号,与吞噬细胞的细胞膜直接接触实现信息传递,属于细胞间通过直接接触传递信息的方式,B正确;
C、凋亡小体是细胞膜出芽形成的,依赖膜的流动性,吞噬细胞吞噬凋亡小体属于胞吞过程,两个过程都需要消耗能量,C错误;
D、该过程属于细胞凋亡,细胞凋亡是由遗传机制决定的细胞程序性死亡,受基因调控,D正确。
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,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 蛋白质糖基化是在糖基转移酶的作用下,糖与多肽链中特定氨基酸的侧链基团发生反应的过程,该过程起始于内质网,结束于高尔基体。蛋白质糖基化后形成的糖蛋白对蛋白酶具有较强的抗性。下列说法错误的是( )
A. 多肽链中氨基酸的种类和数目会影响蛋白质的糖基化修饰
B. 推测粗面内质网和高尔基体有糖基转移酶
C. 溶酶体膜内侧的蛋白质可能发生了糖基化修饰
D. 所有细胞间的信息交流都依赖细胞膜上糖蛋白的作用
【答案】D
【解析】
【详解】A、蛋白质糖基化需要与多肽链中特定氨基酸的侧链基团反应,若多肽链中缺少对应种类的氨基酸,或氨基酸数目不满足要求,都无法进行糖基化修饰,因此氨基酸的种类和数目会影响糖基化,A正确;
B、题干明确糖基化过程起始于内质网、结束于高尔基体,该过程需要糖基转移酶催化,因此可推测粗面内质网和高尔基体中存在该酶,B正确;
C、溶酶体内含有多种蛋白酶可水解蛋白质,而糖基化的蛋白质对蛋白酶抗性较强,因此推测溶酶体膜内侧的蛋白质可能发生糖基化,避免被溶酶体内的蛋白酶水解,C正确;
D、细胞间信息交流的方式不都依赖细胞膜上的糖蛋白,例如高等植物细胞可通过胞间连丝直接进行信息交流,性激素等固醇类激素的受体位于细胞内,其信息传递也不依赖细胞膜上的糖蛋白,“所有”表述错误,D错误。
17. 为研究耐盐水稻的抗盐机制,将普通水稻和耐盐水稻的根毛细胞置于不同浓度的等量蔗糖溶液中,相同时间后检测根毛细胞重量变化,结果如表所示。下列说法正确的是( )
组别
不同浓度的蔗糖溶液
甲
乙
丙
丁
戊
重量变化/g
a水稻
-2.5
-5
+1
-3
-0.5
b水稻
0
-4
+3
-2
+1
A. 水分子进出根毛细胞的方式为自由扩散和协助扩散
B. 五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙
C. a水稻根毛细胞在乙浓度的蔗糖溶液中吸水能力逐渐减弱
D. 推测b水稻是耐盐水稻,可通过提高细胞液的浓度抵御高盐环境
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、水分子既可以通过磷脂双分子层以自由扩散的方式进出根毛细胞,也可以通过细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞,A正确;
B、蔗糖溶液浓度越低,根毛细胞吸水越多,重量增加值越大;蔗糖溶液浓度越高,根毛细胞失水越多,重量减少值越大。结合表格数据可知,五种溶液浓度大小为丙<戊<甲<丁<乙,B正确;
C、a水稻根毛细胞在乙浓度的蔗糖溶液中失水,细胞液浓度逐渐升高,吸水能力逐渐增强,C错误;
D、相同浓度蔗糖溶液中,b水稻的失水量更少、吸水量更多,说明b水稻根毛细胞的细胞液浓度更高,可推测其为耐盐水稻,可通过提高细胞液浓度减少高盐环境下的失水,抵御高盐环境,D正确。
18. 呼吸熵(RQ)为单位时间内呼吸作用释放CO2量与消耗O2量的比值,可通过RQ判断生物呼吸方式。酵母菌以葡萄糖为呼吸底物,测得RQ值如图。下列说法错误的是( )
A. A点时,酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗量的3/5
B. BC段,RQ值下降的原因可能是在B点开始向培养液中通O2
C. 利用酵母菌酿酒时,将氧分压保持在C点时所对应的浓度
D. 图示曲线可表示人体从剧烈运动状态到安静状态RQ值的变化
【答案】CD
【解析】
【详解】A、A点时,呼吸作用释放CO2量与消耗O2量的比值为1.5,假设消耗的氧气量为6mol,则释放的CO2的量为9mol,其中有氧呼吸产生的CO2为6mol,无氧呼吸产生的CO2为3mol,则有氧呼吸消耗的葡萄糖为1mol,无氧呼吸消耗的葡萄糖为1.5mol,酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗量1.5÷2.5=3/5,A正确;
B、B点后 RQ逐渐降至 1,说明无氧呼吸被抑制、有氧呼吸增强,最可能原因是 B 点开始通O2,B正确;
C、酿酒需要酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,此时 RQ 应大于 1;C点RQ=1,代表仅进行有氧呼吸,不产生酒精,C错误;
D、人体细胞无氧呼吸产物是乳酸,不释放 CO2,因此无论剧烈运动还是安静状态,RQ始终 = 1,与图示不符,D错误。
19. 绿硫细菌为厌氧菌,其光合片层中的菌绿素复合体易被O2破坏。绿硫细菌的光反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 菌绿素复合体吸收的光能可直接转化成NADPH中活跃的化学能
B. H+经ATP合酶协助扩散运出内腔的同时可为ATP合成提供能量
C. 光合片层内外H+浓度差的形成仅依赖于H+传递体和ATP合酶对H+的运输
D. 该过程以H2S替代H2O作为供氢体,可避免O2对光合片层造成损伤
【答案】AC
【解析】
【详解】A、菌绿素复合体吸收光能后,促使H2S分解产生高能电子和H+,高能电子经过传递,最终推动NADP+转化为NADPH,光能最终转变为NADPH里活跃化学能,该过程为间接转化,A错误;
B、光合片层内腔H+浓度高,细胞质基质H+浓度低,H+顺着浓度梯度通过 ATP 合酶运出属于协助扩散,H+顺浓度梯度释放的势能驱动ADP 和Pi合成ATP,B正确;
C、H+浓度差来源有两处:H2S分解,在内腔产生H+、e-和H+传递体将细胞质基质里的H+运进内腔,并不是只依靠H+传递体和 ATP 合酶,C错误;
D 、普通植物光反应分解H2O释放O2,绿硫细菌分解H2S,产物是单质S,不产生氧气,避免O2破坏菌绿素复合体,D正确。
20. 图1表示某动物(2n=4)精巢内部分细胞的分裂示意图,图2为该器官内部分细胞分裂过程中同源染色体对数的变化曲线。下列说法错误的是( )
A. 图1中c和e可能来自同一个初级精母细胞,d和f不可能来自同一个次级精母细胞
B. 若该动物精细胞中d所占的比例为6%,则发生交换的初级精母细胞所占比例为12%
C. 图2中CD段细胞中核DNA分子数为FG段的2倍
D. 图1中a、b、c三个细胞分别位于图2的CD、FG、HI段
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、c 处于减数第二次分裂后期,c和e染色体组成匹配,有可能来自同一个初级精母细胞;同一个次级精母细胞经过减数第二次分裂产生的精细胞染色体组成相同,d和f染色体大小形态大体相同,d中白色染色体上出现一小段黑色片段,是同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换造成的,二者可能来自同一个次级精母细胞,A错误;
B、1个发生交叉互换的初级精母细胞产生的重组型精子占1/4,设发生交换的初级精母细胞占比为x,1/4x=6%,x=24%,B错误;
C、CD 段为有丝分裂后期,核DNA数为8,FG段是减数第一次分裂时期,核DNA数也为 8,二者核DNA数目相等,C错误;
D、a含有同源染色体,着丝粒分裂,染色体数目加倍,为有丝分裂后期,对应 CD 段,b同源染色体分离,染色体仍存在姐妹染色单体,属于减数第一次分裂后期,对应 FG 段,c细胞内不存在同源染色体,着丝粒分裂,为减数第二次分裂后期,对应 HI 段,D 正确。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 囊泡运输是真核细胞中普遍存在的一种物质运输方式。COPⅠ、COPⅡ及披网格蛋白小泡等3种不同类型的被膜小泡(囊泡)具有不同的物质运输作用,如图所示。
(1)合成溶酶体酶时,首先在___________中以氨基酸为原料开始合成一段肽链,然后转移到内质网中继续合成;在溶酶体酶的加工和运输过程中,囊泡能将酶精准运输到溶酶体中,说明生物膜具有__________的功能。某些蛋白质若意外逃逸到高尔基体中,经COPⅠ被膜小泡可被回收至____________,该过程中生物膜之间发生了相互转化。
(2)当某些细菌或病毒侵染宿主细胞时,细胞可通过胞吞形成“内吞泡”,这种“内吞泡”属于图中的___________小泡。“内吞泡”与溶酶体融合后,线粒体会向溶酶体接近并发生局部接触,这一生命现象的意义是_____________。
(3)为确定两种参与某分泌蛋白囊泡运输的基因(sec)的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体,与野生型酵母菌电镜照片相比,sec12基因突变体细胞中内质网特别大;sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测,sec12基因与图中_____________被膜小泡的形成有关,sec17基因与_____________有关。
【答案】(1) ①. 游离的核糖体 ②. 物质运输和信息传递 ③. 内质网
(2) ①. 披网格蛋白 ②. 缩短ATP运输距离,快速直接为溶酶体提供ATP
(3) ①. COPⅡ ②. 囊泡和高尔基体的融合
【解析】
【小问1详解】
溶酶体酶合成起始于游离的核糖体,以氨基酸为原料合成信号肽后,肽链进入内质网腔继续合成。 在溶酶体酶的加工和运输过程中,囊泡将酶精准运至溶酶体,体现生物膜具有控制物质运输和信息传递的功能。 逃逸至高尔基体的蛋白质经 COPⅠ被膜小泡回收至内质网,该过程可实现膜系统间的动态转化。
【小问2详解】
根据图示,细胞可通过胞吞形成“内吞泡”,这种“内吞泡”属于图中的披网格蛋白小泡。内吞泡”与溶酶体融合后,线粒体会向溶酶体接近并发生局部接触,缩短ATP运输距离,快速直接为溶酶体提供ATP。
【小问3详解】
sec12突变导致内质网膨大,说明COPⅡ小泡无法正常出芽,据此推测sec12基因与图中COPⅡ被膜小泡的形成有关。 sec17突变导致内质网与高尔基体间小泡积累,说明小泡无法与高尔基体融合,据此推测sec17基因与囊泡和高尔基体的融合有关。
22. 铜是人体的必需元素,参与线粒体功能的维持,体内的铜以Cu2+和Cu+的形式存在,铜的转运和利用过程如图1所示。
(1)从含量上,铜属于组成细胞的_____________元素,它是线粒体内膜上的细胞色素c氧化酶的重要成分,可影响有氧呼吸的具体反应是_____________。
(2)CTR1介导的物质运输速率受_____________的影响(答出两点)。
(3)细胞中Cu+浓度过高会导致细胞发生铜死亡,因此其稳态受到精细的调节,当细胞内Cu+浓度升高时,通过增强过程_____________(填“①”或“②”)来减少Cu+的摄入,还可以_____________,从而降低细胞质基质和线粒体内的Cu+浓度。
(4)雷公藤甲素可以诱导肺癌细胞铜死亡,科学家通过以下实验探讨其机制:取肺癌细胞平均分为两组,置于动物血清中;实验组加入浓度为200nmol/L用异丙酮溶解的雷公藤甲素溶液,对照组加入__________,相同且适宜环境中培养一段时间后,检测细胞膜上CTR1、ATP7A含量,结果如图2。基于实验结果推测,雷公藤甲素通过____________诱导肺癌细胞铜死亡。
【答案】(1) ①. 微量 ②. [H]与氧结合形成水
(2)膜内外Cu+浓度差、膜上CTR1的数量
(3) ①. ① ②. 通过MT与Cu+结合形成复合物运出细胞以及通过ATP7A将Cu+转运出细胞
(4) ①. 等量异丙酮 ②. 降低ATP7A含量,减少Cu+外排,使细胞质基质中Cu+含量升高
【解析】
【小问1详解】
细胞中的元素根据含量的多少可以分为大量元素和微量元素,微量元素包括锌、铁、硼、铜、钼、锰等元素,所以铜是微量元素。有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,反应的过程是前两个阶段产生的[H]与氧结合形成水,同时释放大量的能量,由于铜是线粒体内膜上的细胞色素c氧化酶的重要成分,所以可影响有氧呼吸的具体反应是[H]与氧结合形成水。
【小问2详解】
由图1可知,CTR1介导的物质运输方式是协助扩散,从高浓度到低浓度,需要载体,因此影响其运输效率的因素有膜内外Cu+浓度差、膜上CTR1的数量。
【小问3详解】
由图1可知,①表示运进囊泡,②表示运出囊泡,当细胞内Cu+浓度升高时,通过增强运进囊泡的过程,即①过程来减少Cu+的摄入,另外,Cu+还可以在细胞质基质中与MT结合生成无毒的复合物,并运出细胞以及通过ATP7A将Cu+转运出细胞,从而降低细胞质基质和线粒体内的Cu+浓度。
【小问4详解】
该实验的实验变量是雷公藤甲素,实验组加入浓度为200nmol/L用异丙酮溶解的雷公藤甲素溶液,根据单一变量原则,对照组则需要加入等量异丙酮。由图2可知,实验的结果是与对照组相比,ATP7A含量大幅下降,而CTR1的含量几乎不变,因此可以推测雷公藤甲素通过降低ATP7A含量,减少Cu+外排,使细胞质基质中Cu+含量升高。
23. 高速糖酵解(细胞呼吸第一阶段)可为细胞快速供能。癌细胞即使在氧气充足的条件下,也主要依赖无氧呼吸获得能量,为探究其原因,科研人员通过抑制剂不同程度地抑制癌细胞糖酵解过程,检测酶M和酶L的相对活性,结果如图。酶M在线粒体内,酶L在细胞质基质,二者均可催化[H]的消耗,以维持细胞呼吸持续进行。
(1)糖酵解是指葡萄糖在____________中分解生成____________的过程。癌细胞通过无氧呼吸使葡萄糖中的C元素最终进入呼吸产物的____________中。
(2)由图可知,糖酵解速率相对值较低时,癌细胞以有氧呼吸为主,判断依据是____________;糖酵解速率相对值超过____________时,酶M活性相对值达到最大,细胞质基质中的酶L活性增强,癌细胞表现为进行旺盛的无氧呼吸。
(3)进一步研究发现,[H]是酶L的别构激活剂,[H]含量增多会显著提高酶L的活性。综上所述,氧气充足时癌细胞仍进行旺盛无氧呼吸的原因可能是:____________。
【答案】(1) ①. 细胞质基质 ②. 丙酮酸和[H] ③. 乳酸
(2) ①. 糖酵解速率低时酶M的活性高于酶L,且酶M催化有氧呼吸相关的[H]消耗 ②. 60
(3)癌细胞生命活动需要大量能量,糖酵解速率过快,产生[H]的速率超过酶M的处理能力,[H]积累激活酶L的活性,无氧呼吸加强
【解析】
【小问1详解】
糖酵解是细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,葡萄糖在此分解生成丙酮酸和[H],同时释放少量能量。癌细胞进行的是产生乳酸的无氧呼吸,葡萄糖中的 C 元素最终进入呼吸产物乳酸中。
【小问2详解】
糖酵解速率较低时,酶M的活性高于酶L,且酶M催化有氧呼吸相关的[H]消耗,说明此时以有氧呼吸为主。由图可知,当糖酵解速率相对值超过60后,酶 M 的活性不再上升(达到最大值),而酶 L 活性显著增强,细胞转向旺盛的无氧呼吸。
【小问3详解】
癌细胞生命活动需要大量能量,糖酵解速率过快,氧气充足时产生[H]的速率超过酶M的处理能力,[H]积累激活酶L的活性,无氧呼吸加强。
24. 中药材金线莲喜阴,生长缓慢,强光下易发生光抑制(光能过剩导致光合速率下降)。为探究其光抑制的发生机制及调控措施,研究人员在不同光照强度下测定了金线莲叶肉细胞的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,测试过程中其它条件相同且适宜,金线莲的呼吸强度保持不变,结果如表所示。
光照强度(Lux)
净光合速率(μmol⋅m-2·s-1)
气孔导度(mol⋅m-2·s-1)
胞间CO2浓度(μmol⋅mol-1)
200
2.5
0.1
360
1000
11.5
0.25
295
1200
12
0.26
290
1400
10.5
0.22
310
1600
6.5
0.15
360
注:气孔导度与气孔开放程度呈正相关
(1)据表可知,光照强度为200Lux时,限制金线莲光合速率的主要环境因素是____________;当光照强度超过1400Lux后,金线莲出现光抑制现象,该现象____________(填“是”或“不是”)由气孔导度变化引起的,判断依据是____________。
(2)强光下,由于光反应速率大于暗反应速率,电子受体_____________的含量不足;由光激发的高能电子传递给O2会形成活性氧(O2),活性氧自由基会攻击_____________(填2种)分子,使类囊体薄膜等光合结构受损,出现光抑制。
(3)抗坏血酸是一种抗氧化剂,可缓解光抑制。为探究抗坏血酸是否通过减少活性氧积累来缓解金线莲幼苗的光抑制。研究人员将长势一致的金线莲幼苗随机均分为2组,编号A、B,分别给予强光和_____________处理,相同且适宜条件下培养后,测定并比较2组幼苗的_____________。若实验结果为_____________,则证明抗坏血酸是通过减少活性氧积累来缓解金线莲幼苗的光抑制。
(4)为减轻金线莲的光抑制以提高产量,生产上还可采取的措施有_____________(答出两种)。
【答案】(1) ①. 光照强度 ②. 不是 ③. 气孔导度虽然变小,但胞间CO2浓度较高
(2) ①. NADP+ ②. 磷脂和蛋白质(色素)
(3) ①. 强光并喷施适量抗坏血酸 ②. 活性氧含量 ③. 活性氧含量A组大于B组
(4)适当遮阴、清除自由基的其他方式、补充能接受电子的物质(如铁盐或其他氧化剂)(其它答案合理也可)
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据,当光照强度为200Lux时,净光合速率为2.5μmol·m⁻²·s⁻¹,气孔导度为0.1mol·m⁻²·s⁻¹,胞间CO₂浓度为360μmol·mol⁻¹,随着光照强度从200Lux增加到1200Lux,净光合速率逐渐上升,这说明在200Lux时,光照强度较低,光反应速率限制了整体光合速率。因此,此时限制光合速率的主要环境因素是光照强度。 当光照强度超过1400Lux后,净光合速率从10.5下降到6.5,出现光抑制现象,分析可知,1400Lux时,气孔导度为0.22,胞间CO2浓度为310;1600Lux时,气孔导度降为0.15,但胞间CO₂浓度回升至360。如果光抑制是由于气孔导度下降导致CO2供应不足,那么胞间CO₂浓度应持续降低,但实际是升高的,这说明气孔导度下降并未导致CO₂供应不足,光抑制不是由气孔导度变化引起的。
【小问2详解】
在强光下,光反应速率大于暗反应速率,导致NADP⁺电子受体不足,无法及时消耗光反应产生的ATP和NADPH,进而引发活性氧积累。活性氧自由基(如O₂⁻)会攻击类囊体膜上的磷脂分子(构成膜结构)和蛋白质分子(如光合酶、电子传递链蛋白等),导致光合结构受损,光合速率下降,此外,活性氧也可能攻击叶绿素等色素分子。
【小问3详解】
为探究抗坏血酸是否通过减少活性氧积累来缓解金线莲幼苗的光抑制,实验的自变量:是否添加抗坏血酸(A组为强光处理,B组应为强光+抗坏血酸处理),因变量:活性氧含量和净光合速率(或光合速率)。 具体步骤: 将长势一致的金线莲幼苗随机均分为2组,编号A、B。 A组给予强光处理,B组给予等量(或相同浓度)的抗坏血酸溶液处理(同时保持强光条件,确保单一变量),在相同且适宜条件下培养后,测定并比较两组幼苗的活性氧含量。 若B组活性氧含量低于A组,则说明抗坏血酸通过减少活性氧积累缓解了光抑制。
【小问4详解】
根据题目,金线莲喜阴,强光下易发生光抑制。可采取以下措施:适当遮阴、清除自由基的其他方式、补充能接受电子的物质(如铁盐或其他氧化剂)(其它答案合理也可)。
25. 某生物(2n=8)细胞增殖过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量如图1所示。细胞周期包括分裂间期和分裂期(M),分裂间期依次分为G1期、S期(DNA复制时期)、G2期,各期及对应时长如图2所示。
(1)图1中___________时期的细胞一定具有同源染色体。配子中染色体组合的多样性主要与图1中___________时期的细胞有关。
(2)具有细胞周期的细胞的分裂是不同步的。为使不同细胞能够从同一时刻开始分裂,在细胞培养液中加入DNA复制抑制剂,___________期的细胞立即被抑制,培养a+c+d小时后,其余细胞被抑制在___________。若用一个数学表达式来表示此时细胞总数与加入DNA抑制剂之前细胞总数的比值,该表达式为________(使用a、b、c、d表示)。去除抑制剂,细胞周期继续进行b+c小时后,再加入DNA合成抑制剂,培养________小时后,可实现细胞周期同步化。
(3)使用上述细胞周期同步化技术需要提前测定细胞周期各阶段的时长。使用双标记法可确定S期的时长。E和B是两种有机物,能进入细胞并掺入正在复制的DNA中,从而使DNA带上不同的可检测标记,未掺入的E和B短时间内即被降解。先向各组细胞培养液中加入E,随后每隔一定时间依次向一组细胞培养液中加入B,充分标记后收集各组细胞,检测双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比。随着加入B的间隔时间延长,该百分比由_____________降为_____________所经历的时间即为S期时长。
【答案】(1) ①. Ⅰ、Ⅱ ②. Ⅰ
(2) ①. S ②. G1/S期交界 ③. (a+b+2c+2d)/(a+b+c+d) ④. a+d
(3) ①. 100% ②. 0
【解析】
【小问1详解】
该生物2n=8,时期Ⅰ染色体8、染色单体16、核DNA16,对应有丝分裂前、中期或减数第一次分裂前、中、后期,一定含同源染色体;时期Ⅱ染色体16、染色单体0、核DNA16,对应有丝分裂后期,一定含同源染色体;时期Ⅲ染色体8、染色单体0、核DNA8,对应G1期、有丝分裂末期或减数第二次分裂后期,减数第二次分裂后期无同源染色体;时期Ⅳ染色体4、染色单体8、核DNA8,对应减数第二次分裂前、中期,无同源染色体;时期Ⅴ染色体4、染色单体0、核DNA4,对应配子,无同源染色体。因此,一定具有同源染色体的是Ⅰ、Ⅱ时期。配子中染色体组合的多样性主要源于减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合,该时期对应图1的Ⅰ时期。
【小问2详解】
DNA复制发生在S期,加入DNA复制抑制剂后,S期的细胞因正在进行DNA复制,立即被抑制,其余细胞(处于G1、G2、M期)继续完成当前周期,G1期细胞经a小时进入S期被抑制,G2期细胞经c小时→M期(d小时)→G1期(a小时)后进入S期被抑制,M期细胞经d小时→G1期(a小时)后进入S期被抑制,培养a+c+d小时后,所有细胞均被抑制在G1/S期交界处。加入DNA抑制剂之前细胞总数为a+b+c+d,此时,原本处于G2和M期的细胞数目因分裂而加倍,原本处于G1和S期的细胞为数目由于DNA合成被抑制而数目不变,故此时细胞总数为a+b+2c+2d,综上可知,此时细胞总数与加入DNA抑制剂之前细胞总数的比值(a+b+2c+2d)/(a+b+c+d)。去除抑制剂后,细胞同步进入周期,继续进行b+c小时后,所有细胞离开S、G2期进入M期,再次加入抑制剂,培养d+a小时后,所有细胞将进入S期被抑制,实现同步化。
【小问3详解】
E和B均可在DNA复制中掺入子链,先向各组细胞培养液中加入E,随后每隔一定时间依次向一组细胞培养液中加入B,双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比为100%时,细胞开始进入S期,双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比为0时,说明细胞均不处于S期,故随着加入B的间隔的时间延长,双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比从100%降为0,所经历的时间即为S期时长。
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