精品解析:山东省泰安市2025-2026学年高二下学期期末考试生物试题
2026-07-13
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 泰安市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.42 MB |
| 发布时间 | 2026-07-13 |
| 更新时间 | 2026-07-13 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58790256.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高二年级考试
生物试题
本试卷共10页。试卷满分为100分,答题时间为90分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、姓名、考生号等填涂在答题卡和试卷指定位置。
2.选择题选出每小题答案后,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,必须将答案写在答题卡对应题号位置上。写在本试卷或者其他题号位置上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回监考人员。
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. 我国科学家在中国空间站发现的天宫尼尔菌,是一类好氧、产芽孢的杆状细菌,具有抗辐射、耐受极端环境等特点。下列有关该菌说法错误的是( )
A. 遗传物质是DNA
B. 唯一的细胞器是核糖体
C. 芽孢自由水含量低,有利于抵抗不良环境
D. 在线粒体中完成有氧呼吸为生命活动供能
2. 细胞生命活动所需要的元素归根结底是从无机自然界中获取的。下图表示土壤中甲、乙两种矿质元素的浓度变化与某植物生长速率的关系,下列分析正确的是( )
A. 组成细胞的各种元素大多以离子的形式存在,且不同元素含量存在差别
B. 当土壤中乙元素浓度为B时,施加含乙元素的肥料不一定有利于植物生长
C. 由图可知,甲元素是该植物细胞中的微量元素,乙元素是大量元素
D. 该植物生长对乙元素的需求大于甲元素,说明该植物生长过程中乙元素更重要
3. 《“健康中国2030”规划纲要》提出要强化慢性病筛查和早期发现。高甘油三酯血症是常见的代谢性慢性病,与心血管疾病风险密切相关。下列叙述正确的是( )
A. 甘油三酯是由三分子甘油和一分子脂肪酸脱水缩合形成
B. 蔗糖和甘油三酯共有元素为C、H、O,均属于生物大分子
C. 人体内甘油三酯分布在内脏器官周围,有缓冲和减压作用
D. 糖类摄入不足时,甘油三酯可分解供能,并大量转化为糖类
4. 细胞中的RNA和某些特定蛋白质相互作用形成RNA—蛋白质复合物(RNP)。RNP分布广泛,功能众多,在细胞中发挥重要作用。下列说法正确的是( )
A. 核糖体、端粒酶、染色体都属于RNP
B. RNP彻底水解的产物是磷酸、核糖、碱基和氨基酸
C. RNP中的蛋白质与RNA通过氢键、磷酸二酯键等结合
D. 高温使RNP功能丧失的原因是RNA的磷酸二酯键断裂
5. 最新研究表明线粒体有两种分裂方式:中区分裂和外围分裂(图1和图2),两种分裂方式都需要DRP1蛋白的参与,正常情况下线粒体进行中区分裂,当线粒体出现损伤时,顶端Ca2+和活性氧自由基ROS增加,线粒体进行外围分裂,产生大小不等的线粒体,小的子线粒体不包含复制性DNA(mtDNA),继而发生线粒体自噬。下列叙述正确的是( )
A. 可利用差速离心法分离出线粒体,在普通光学显微镜下观察图示现象
B. 正常情况下中区分裂可增加线粒体数量,外围分裂会减少线粒体数量
C. 线粒体外围分裂可能由高Ca2+、高ROS导致DRP1蛋白在线粒体上的位置不同而发生
D. 线粒体自噬过程需溶酶体合成的多种水解酶的参与,利于物质重复利用
6. 葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜,而大分子无法通过。某小组做了下列模拟实验:甲是淀粉溶液,丙是葡萄糖溶液,乙和丁是蒸馏水,向乙中加入适量碘-碘化钾溶液。下列叙述正确的是( )
A. 静置12h,甲处颜色变化是蓝色越来越浅
B. 静置12h后乙处颜色变化是棕色变蓝色
C. 静置12h后丁处取出的液体含有葡萄糖
D. 静置12h后丙处葡萄糖浓度升高
7. CLAC通道是细胞应对内质网钙超载的保护机制,该通道依赖的TMCO1是内质网跨膜蛋白,这种膜蛋白可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有钙离子通道活性的四聚体,主动将内质网中过多的钙离子排出。当内质网中的钙浓度恢复到正常水平后四聚体解聚,钙通道活性消失。下列说法错误的是( )
A. 内质网中排出过多的钙离子时,钙离子不需要与四聚体结合
B. TMCO1蛋白缺陷的细胞,可能导致蛋白质的加工受阻
C. 四聚体的形成和解聚,改变了TMCO1的空间结构,使其变性失活
D. 内质网内钙离子浓度的调节过程,有利于维持内质网中的钙浓度相对稳定
8. ATP可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP结构如图所示,图中~表示特殊的化学键,下列说法错误的是( )
A. ATP由C、H、O、N、P五种元素组成
B. β和γ位磷酸基团之间特殊的化学键不能在细胞核中断裂
C. 用α位标记的ATP可以合成带有的RNA
D. 光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键
9. ATP是一种能为生命活动供能的化合物,下列过程不消耗ATP的是( )
A. 肌纤维的收缩 B. 萤火虫发光
C. 叶绿体中水的光解 D. Ca2+载体蛋白的磷酸化
10. 马铃薯削皮后置于空气中一段时间后表面会变成黑色或褐色,这种现象被称为“酶促褐化反应”。科学家研究发现,该反应主要是因为马铃薯中的儿茶酚氧化酶可催化儿茶酚和氧气反应生成褐色的对羟基醌。下表是某实验小组探究温度对儿茶酚氧化酶活性影响的实验结果。下列相关叙述正确的是( )
温度/℃
10
15
20
25
30
35
40
45
耗氧量/ml
28.6
43.2
36.3
29.2
21.1
10.0
4.1
0.7
A. 据实验结果推测儿茶酚氧化酶的最适温度在15-20℃之间
B. 实验结束时15℃下溶液颜色最深,45℃下溶液颜色最浅
C. 将8组恒温箱均置于摇床上振荡,可提高氧气的消耗速率和酶活性
D. 实验中将儿茶酚和儿茶酚氧化酶混匀后调整温度,置于对应恒温箱中保存
11. 下列关于酵母菌细胞呼吸的说法,正确的是( )
A. 无氧呼吸过程中无NADPH的生成
B. 能产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体内膜
C. 可用溴麝香草酚蓝溶液检测是否产生酒精
D. 有氧呼吸和无氧呼吸释放出的能量大部分储存在ATP中
12. 如图是关于观察洋葱根尖组织细胞的有丝分裂实验的部分操作,下列说法错误的是( )
A. 剪取洋葱根尖2~3 mm,因为该区域属于分生区,细胞有丝分裂旺盛
B. 该实验步骤中唯一的错误是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C. 在观察的图像中,b属于分生区的细胞
D. 若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原,通常观察不到实验现象
13. 胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体,可模拟胰岛的结构和功能,具有广泛的应用价值。下列说法错误的是( )
A. 胰岛类器官中胰岛A细胞是由干细胞诱导分化而来的,其细胞核不具有全能性
B. 对胰岛类器官中细胞的mRNA序列进行分析,可判断其细胞类型
C. 胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异,这是基因选择性表达的结果
D. 胰岛类器官模型可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究
14. 细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列说法错误的是( )
A. 细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B. 哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
C. 皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
D. 衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变,物质吸收效率降低
15. 科学家对线虫进行诱变,发现C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活,C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡。下列说法正确的是( )
A. C3基因抑制细胞凋亡 B. C9基因促进细胞凋亡
C. 细胞凋亡不利于线虫发育 D. 细胞凋亡过程中有新蛋白质的合成
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. 甲氨蝶呤是一种抗肿瘤的化疗药物,依赖细胞膜上的还原型叶酸载体蛋白(RFC)进入细胞内抑制核酸的合成。下列叙述错误的是( )
A. 肿瘤细胞内线粒体和核糖体的形成可能会受甲氨蝶呤的影响
B. RFC以碳链为骨架,氨基酸之间可通过不同的结合方式形成RFC
C. RFC可能镶嵌在细胞膜的内表面,耐药型肿瘤细胞膜上的RFC数量增多
D. RFC结构异常可能会影响甲氨蝶呤的化疗效果,进而使患者表现出耐药性
17. 植物受逆境胁迫时胞质(细胞质基质)Ca2+快速升高,随后通过两条途径回收:①内质网膜上Ca2+-ATP酶(ECA)主动将Ca2+运入内质网;②液泡膜上Ca2+/H+反向转运体(CAX)借助H+梯度将Ca2+运入液泡。研究者用冷激诱导胞质Ca2+迅速升高,测定胞质Ca2+恢复至基础水平的时间:野生型120 s,突变体甲(ECA基因敲除)240 s,突变体乙(CAX基因敲除)200 s,双突变体350 s。下列说法正确的是( )
A. 逆境胁迫下,胞质Ca2+浓度高于内质网和液泡
B. 液泡膜ATP酶活性被抑制后,突变体甲的恢复时间不变
C. 抑制内质网膜和液泡膜Ca2+通道,冷激后胞质Ca2+峰值降低
D. 内质网和液泡均参与胞质Ca2+回收,且内质网作用更显著
18. 下列关于光合色素的说法正确的是( )
A. 与油菜相比,发菜中不仅含有叶绿素,还含有藻蓝素
B. 光合色素仅能感受可见光,参与光合作用的调节过程
C. 缺Mg会影响绿色植物的光合作用,使其光补偿点和光饱和点均变大
D. 叶绿素b的分子量大于叶绿素a是其在纸层析后的滤纸条上更接近滤液细线的直接原因
19. CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B. 正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体
C. 感染BYDV的细胞中,M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期
D. M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞可由分裂间期进入分裂期
20. 中心体主要存在于动物细胞和低等植物细胞中,在细胞增殖中起重要作用。图中字母表示处于分裂过程中某动物细胞的部分结构,箭头表示运动方向。下列说法错误的是( )
A. a表示中心体,在分裂间期完成倍增
B. b、c互为姐妹染色单体,在d的牵引下向细胞两极移动
C. 该细胞处于有丝分裂后期,染色体数和核DNA分子数均不变
D. 若某药物能抑制d的形成,则形成染色体数目加倍的细胞
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 蛋白质的分选包括两条途径。途径一是共翻译转运:在游离核糖体上合成一段肽链(信号肽)后,信号肽会引导核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成,再经一系列加工后转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。途径二是翻译后转运:在游离核糖体上完成肽链合成,然后转运至线粒体、叶绿体、细胞核或细胞质基质等处。
(1)胰蛋白酶的合成、加工属于________(填“共翻译转运”或“翻译后转运”)途径,为了研究胰蛋白酶的合成与分泌过程,科学家将细胞放入含有标记的亮氨酸的培养液中培养,亮氨酸通过________方式进入细胞作为原料被利用,带有放射性标记的物质将依次出现在________(填细胞器名称),该过程需要________(填细胞器名称)提供能量。胰蛋白酶的分泌过程体现了细胞的膜结构具有________的特点。
(2)根据题干信息推测,下列属于翻译后转运途径的有________(填标号)。
①叶绿体色素 ②钠离子通道蛋白 ③RNA聚合酶 ④血浆蛋白 ⑤构成细胞骨架的蛋白质
(3)核糖体合成的肽链含信号肽,而进入高尔基体的蛋白质不含信号肽,原因可能是______________。
(4)内质网膜表面的LNPK蛋白可通过招募核糖体、溶酶体构建出一条蛋白质的高效“生产线”。研究人员推测,LNPK招募的溶酶体为分泌蛋白的合成补充原料,并设计如下实验进行验证。
组别
培养条件
细胞种类
检测指标
A
营养充足的培养液
正常细胞
分泌蛋白质的合成速率
B
_________细胞
C
LNPK敲除细胞
D
缺乏_______的培养液
正常细胞
请完善表格内容:B组_______细胞;D组缺乏_______的培养液。
若上述推测合理,则_______组的蛋白质分泌水平最低。
22. 普鲁士蓝纳米酶(以下简称纳米酶)具有催化H2O2分解的能力,科学家利用该酶进行了一系列实验以研究其特性。
(1)实验发现,少量的纳米酶能够催化H2O2在短时间内大量分解,这说明其具有___________的特点,原因是酶具有___________的作用机制。
(2)为探究纳米酶在不同pH下的活性,科学家用溶解氧测定仪测定溶液中的溶氧量得到如图1所示结果(△DO表示加入H2O2 5 min后的溶氧量变化),由图______(填“能”或“不能”)推知纳米酶作用的适宜
pH为8,理由是___________。
(3)为监测除草剂草甘膦(GLY)对纳米酶的影响,科学家以添加草甘膦的△DO[△DO(GLY)]与不添加草甘膦的△DO[△DO(0)]的比值(y)为纵坐标,GLY浓度(x)为横坐标,绘制标准曲线如图2,说明草甘膦对纳米酶活性具有_________作用,其作用机理可能是_____________。
(4)科学家进一步检测在H2O2溶液中加入了不同浓度Cu2+混合5分钟后溶液的△DO值,实验结果见图3,可得出的结论是:______________。
通过查阅资料后发现Cu2+对纳米酶的作用有影响,为研究Cu2+对纳米酶活性的影响,进行如下实验,请完善实验思路并预期实验结果。
①A组:测定适宜(一定)浓度的Cu2+与___________反应5 min后的△DO值;
②B组:测定不同浓度纳米酶与30%H2O2反应5 min后的△DO值;
③C组:测定________与30%H2O2反应5 min后的△DO值。
实验结果表明,Cu2+对纳米酶催化H2O2分解的影响并非简单的物理叠加,而是具有协同作用,如图4所示。
23. 图甲表示在适宜条件下,向密闭温室中充入一定量14CO2后,草莓叶片、茎、 果实的放射性含量随时间变化的曲线。已知某药物X能够调控光合产物在植物不同器 官中的分配,某课题组对草莓分组并进行相应的处理,一昼夜后,给草莓提供标记的 CO2,24h后获得实验结果如图乙所示。图丙是该课题小组在15℃条件下以草莓为材料进行研究得到的实验结果(光合作用的最适温度为25℃,呼吸作用的最适温度为30℃)。
(1)14CO2进入叶肉细胞后用于合成光合产物,该过程中14C的转移途径为 _______________。(用化学式和箭头表示)。由图甲可知,有机物在草花各器官间的转移路径为__________,据图乙实验结果推测,在果实刚形成时,用X处理草莓全株___________(填 “会”或“不会”)明显减弱草花的光合速率。
(2)由图丙可知本实验的目的是研究_________ 。光照强度为E时草莓的净光合速率是___________ 。若将实验温度升高5℃则F点向_________(填“左”、“右”或“不”)移动,原因是__________________。
(3)根据以上结果分析,若想要得到更大的草莓,应在______温度下栽种草莓,并用X处理草莓的 _________________(填“幼果”或“全株”)。
24. 光合作用过程中,C3还原会生成磷酸丙糖(TP)。TP可在叶绿体中合成淀粉,也可通过叶绿体膜上的磷酸丙糖转运器(TPT)运输到细胞质基质中合成蔗糖。
(1)暗反应中,C3还原时需消耗_________等光反应产物。降低环境中的CO2浓度,叶绿体基质中C5的含量短时间内会_________(填“上升”“下降”或“不变”)。
(2)TPT向叶绿体中运入一分子Pi的同时,向外运出一分子TP。已知Pi螯合剂会快速降低溶液中Pi含量,现向正常光合叶肉细胞的细胞质基质中加入Pi螯合剂,则叶绿体中淀粉的合成会显著_________(填“加快”或“减慢”),原因是_________。
(3)为进一步探究叶绿体产生的TP是否是合成蔗糖的必备原料,某兴趣小组利用TPT抑制剂Y设计了如下实验,请完善实验思路并分析结果:
实验思路:取生长状况一致的豌豆幼苗,均分为两组,编号为甲组和乙组;两组均置于适宜光照、适宜CO2浓度条件下培养;甲组喷施适量蒸馏水,乙组_________;继续培养相同时间后,检测并比较两组幼苗细胞质基质中_________的合成速率。
预期结果与结论:
若_________,则叶绿体产生的TP是合成蔗糖的必备原料;
若_________,则叶绿体产生的TP不是合成蔗糖的必备原料。
25. 科学家研究发现,细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关,机理如图所示:
(1)据图1,蛋白A位于_________膜上,蛋白S与蛋白A结合,使Ca2+进入该细胞器腔内,从而促进Ca2+进入线粒体,Ca2+在_________中参与调控有氧呼吸的第二阶段反应,影响脂肪合成。与有氧呼吸相比,人无氧呼吸消耗等量葡萄糖产生的ATP更少,其原因是_________________。
(2)运动锻炼可增加体内ATP的消耗,导致细胞中线粒体数量增多,体育锻炼可减肥,但停止锻炼后易反弹,请结合图1推测停止锻炼后容易反弹的原因___________。
(3)棕色脂肪组织细胞内含有大量线粒体,其线粒体内膜含有UCP2蛋白可以使能量以热能形式释放,如图2所示。
①一般情况下H+通过F0F1ATP合成酶流至线粒体基质,驱动ADP形成ATP,F0F1ATP合成酶的作用为___________。
②H+在膜两侧的电化学梯度是ATP合成的动力。某减肥药物可使H+经非ATP合成酶通道回渗线粒体基质,并导致体内有机物的消耗加快。长期服用该减肥药会严重危害健康,其原因有:为生命活动供能会___________;体温会___________。
③研究表明持续锻炼可激活体内棕色脂肪组织细胞,同时促进白色脂肪细胞通过以下通路转变为米色脂肪细胞:白色脂肪细胞→受刺激(运动、甲状腺激素等)→大脂滴裂解为多小脂滴、线粒体大量增生、UCP2上调→转变为“米色脂肪”(功能同棕色脂肪)。以上细胞功能转变的根本原因是____________。由此判断,持续锻炼者消耗相同的有机物合成的ATP将_______(填“增加”或“减少”)。
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高二年级考试
生物试题
本试卷共10页。试卷满分为100分,答题时间为90分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、姓名、考生号等填涂在答题卡和试卷指定位置。
2.选择题选出每小题答案后,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,必须将答案写在答题卡对应题号位置上。写在本试卷或者其他题号位置上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回监考人员。
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. 我国科学家在中国空间站发现的天宫尼尔菌,是一类好氧、产芽孢的杆状细菌,具有抗辐射、耐受极端环境等特点。下列有关该菌说法错误的是( )
A. 遗传物质是DNA
B. 唯一的细胞器是核糖体
C. 芽孢自由水含量低,有利于抵抗不良环境
D. 在线粒体中完成有氧呼吸为生命活动供能
【答案】D
【解析】
【详解】A、天宫尼尔菌属于细菌,是具有细胞结构的生物,所有细胞生物的遗传物质都是DNA,A正确;
B、细菌属于原核生物,原核生物没有复杂的具膜细胞器,唯一的细胞器是核糖体,B正确;
C、自由水含量越低,细胞代谢活性越弱、抗逆性越强,芽孢是细菌抵抗不良环境的休眠结构,自由水含量低,符合耐受极端环境的特点,C正确;
D、原核生物没有线粒体这一细胞器,该好氧细菌的有氧呼吸过程在细胞质基质和细胞膜上完成,D错误。
2. 细胞生命活动所需要的元素归根结底是从无机自然界中获取的。下图表示土壤中甲、乙两种矿质元素的浓度变化与某植物生长速率的关系,下列分析正确的是( )
A. 组成细胞的各种元素大多以离子的形式存在,且不同元素含量存在差别
B. 当土壤中乙元素浓度为B时,施加含乙元素的肥料不一定有利于植物生长
C. 由图可知,甲元素是该植物细胞中的微量元素,乙元素是大量元素
D. 该植物生长对乙元素的需求大于甲元素,说明该植物生长过程中乙元素更重要
【答案】B
【解析】
【详解】A、组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,细胞中的无机盐大多以离子形式存在,A错误;
B、由曲线可知,乙元素浓度为B时,植物生长速率已经达到(接近)最大值,此时施加含乙元素的肥料会升高土壤乙浓度,浓度过高后植物生长速率反而会下降,因此施肥不一定有利于植物生长,B正确;
C、大量元素、微量元素是根据元素在生物体内的含量划分的,该图仅能体现该植物对两种元素的最适外界浓度不同,无法直接得出甲是微量元素、乙是大量元素,C错误;
D、植物生长所需要的必需元素缺一不可,元素的重要性不能由需求量的大小判断,D错误。
3. 《“健康中国2030”规划纲要》提出要强化慢性病筛查和早期发现。高甘油三酯血症是常见的代谢性慢性病,与心血管疾病风险密切相关。下列叙述正确的是( )
A. 甘油三酯是由三分子甘油和一分子脂肪酸脱水缩合形成
B. 蔗糖和甘油三酯共有元素为C、H、O,均属于生物大分子
C. 人体内甘油三酯分布在内脏器官周围,有缓冲和减压作用
D. 糖类摄入不足时,甘油三酯可分解供能,并大量转化为糖类
【答案】C
【解析】
【详解】A、甘油三酯(脂肪)的化学组成是由一分子甘油和三分子脂肪酸通过脱水缩合形成的,A错误;
B、蔗糖(二糖)和甘油三酯(脂肪)的组成元素均为C、H、O,蔗糖属于二糖,甘油三酯属于脂质,二者均不属于生物大分子,B错误;
C、人体内的甘油三酯主要分布在内脏器官周围、皮下组织等部位,其重要功能之一是缓冲外界压力、保护内脏器官,C正确;
D、当糖类摄入不足时,甘油三酯可分解供能,但脂肪转化为糖类的过程是有限的,不能大量转化,D错误。
4. 细胞中的RNA和某些特定蛋白质相互作用形成RNA—蛋白质复合物(RNP)。RNP分布广泛,功能众多,在细胞中发挥重要作用。下列说法正确的是( )
A. 核糖体、端粒酶、染色体都属于RNP
B. RNP彻底水解的产物是磷酸、核糖、碱基和氨基酸
C. RNP中的蛋白质与RNA通过氢键、磷酸二酯键等结合
D. 高温使RNP功能丧失的原因是RNA的磷酸二酯键断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A、核糖体由rRNA和蛋白质组成,端粒酶由RNA和蛋白质组成,二者属于RNP;但染色体的主要组成是DNA和蛋白质,不属于RNP,A错误;
B、RNP是RNA和蛋白质的复合物,RNA彻底水解产物为磷酸、核糖、含氮碱基,蛋白质彻底水解产物为氨基酸,因此RNP彻底水解产物是磷酸、核糖、碱基和氨基酸,B正确;
C、磷酸二酯键是连接相邻核苷酸形成核酸长链的化学键,RNA和蛋白质结合时不会形成磷酸二酯键,C错误;
D、高温会使RNP中的蛋白质空间结构被破坏、RNA的氢键断裂,从而导致功能丧失,高温一般不会使RNA的磷酸二酯键断裂,D错误。
5. 最新研究表明线粒体有两种分裂方式:中区分裂和外围分裂(图1和图2),两种分裂方式都需要DRP1蛋白的参与,正常情况下线粒体进行中区分裂,当线粒体出现损伤时,顶端Ca2+和活性氧自由基ROS增加,线粒体进行外围分裂,产生大小不等的线粒体,小的子线粒体不包含复制性DNA(mtDNA),继而发生线粒体自噬。下列叙述正确的是( )
A. 可利用差速离心法分离出线粒体,在普通光学显微镜下观察图示现象
B. 正常情况下中区分裂可增加线粒体数量,外围分裂会减少线粒体数量
C. 线粒体外围分裂可能由高Ca2+、高ROS导致DRP1蛋白在线粒体上的位置不同而发生
D. 线粒体自噬过程需溶酶体合成的多种水解酶的参与,利于物质重复利用
【答案】C
【解析】
【详解】A、差速离心法可分离出线粒体,但图示的线粒体分裂细节属于亚显微结构,需电子显微镜观察,普通光学显微镜无法看到,A错误;
B、中区分裂可增加线粒体的数量,外围分裂可产生大小两个线粒体,小的线粒体发生自噬,大的线粒体仍然存在,不改变线粒体的数量,B错误;
C、由题干可知,外围分裂的触发条件是高Ca2+、高ROS,结合图中两种分裂方式下DRP1蛋白的位置差异,推测高Ca2+、高ROS可能导致DRP1在线粒体上的位置改变,进而引发外围分裂,C正确;
D、线粒体自噬需溶酶体参与,但其中的酶是在核糖体上合成的,并非溶酶体自身合成,D错误。
故选C。
6. 葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜,而大分子无法通过。某小组做了下列模拟实验:甲是淀粉溶液,丙是葡萄糖溶液,乙和丁是蒸馏水,向乙中加入适量碘-碘化钾溶液。下列叙述正确的是( )
A. 静置12h,甲处颜色变化是蓝色越来越浅
B. 静置12h后乙处颜色变化是棕色变蓝色
C. 静置12h后丁处取出的液体含有葡萄糖
D. 静置12h后丙处葡萄糖浓度升高
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲处是淀粉溶液,淀粉溶液遇碘变蓝,淀粉是大分子不能通过透析膜,但I2可以通过透析膜,静置12h后甲处的颜色会变深,A错误;
B、乙处是蒸馏水加碘-碘化钾溶液,静置12h后,因为甲处的淀粉不能通过透析膜进入乙处,所以乙处颜色不会由棕色变蓝色,B错误;
C、丙处是葡萄糖溶液,葡萄糖是小分子可以通过透析膜,所以静置12h后丁处取出的液体含有葡萄糖,C正确;
D、丙处的葡萄糖可以通过透析膜进入丁处,所以静置12h后丙处葡萄糖浓度降低,D错误。
7. CLAC通道是细胞应对内质网钙超载的保护机制,该通道依赖的TMCO1是内质网跨膜蛋白,这种膜蛋白可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有钙离子通道活性的四聚体,主动将内质网中过多的钙离子排出。当内质网中的钙浓度恢复到正常水平后四聚体解聚,钙通道活性消失。下列说法错误的是( )
A. 内质网中排出过多的钙离子时,钙离子不需要与四聚体结合
B. TMCO1蛋白缺陷的细胞,可能导致蛋白质的加工受阻
C. 四聚体的形成和解聚,改变了TMCO1的空间结构,使其变性失活
D. 内质网内钙离子浓度的调节过程,有利于维持内质网中的钙浓度相对稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A、通道蛋白介导物质运输时,仅容许大小、电荷与通道适配的物质通过,被转运的离子不需要与通道蛋白结合,内质网上的四聚体是钙离子通道,因此钙离子排出时不需要与四聚体结合,A正确;
B、TMCO1蛋白缺陷的细胞无法正常排出内质网中过多的钙离子,会出现内质网钙超载,导致内质网功能异常,而糖蛋白的糖链修饰等加工过程需要内质网参与,因此可能导致糖蛋白加工受阻,B正确;
C、四聚体的形成和解聚只是TMCO1的空间结构发生可逆性改变,不属于蛋白质变性,C错误;
D、内质网钙浓度过高时启动排钙过程,钙浓度恢复正常后排钙停止,该负反馈调节过程有利于维持内质网中钙浓度的相对稳定,D正确。
8. ATP可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP结构如图所示,图中~表示特殊的化学键,下列说法错误的是( )
A. ATP由C、H、O、N、P五种元素组成
B. β和γ位磷酸基团之间特殊的化学键不能在细胞核中断裂
C. 用α位标记的ATP可以合成带有的RNA
D. 光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键
【答案】B
【解析】
【详解】A、ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸基团组成,元素组成为C、H、O、N、P五种,A正确;
B、细胞核中进行的转录、DNA复制等生命活动需要ATP水解供能,ATP水解时β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键会断裂释放能量,因此该化学键可在细胞核中断裂,B错误;
C、ATP脱去β、γ位两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,α位磷酸会参与构成该核糖核苷酸,因此用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA,C正确;
D、光合作用光反应,可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊化学键中,使ADP和磷酸合成ATP,故光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键,D正确。
9. ATP是一种能为生命活动供能的化合物,下列过程不消耗ATP的是( )
A. 肌纤维的收缩 B. 萤火虫发光
C. 叶绿体中水的光解 D. Ca2+载体蛋白的磷酸化
【答案】C
【解析】
【详解】A、肌纤维收缩属于需要能量的生命活动,由ATP水解供能,该过程消耗ATP,A不符合题意;
B、萤火虫发光过程中ATP中的化学能转化为光能,该过程消耗ATP,B不符合题意;
C、叶绿体中水的光解是光合作用光反应阶段的反应,能量来源为光能,不消耗ATP,该阶段会合成ATP,C符合题意;
D、Ca2+载体蛋白的磷酸化需要ATP水解释放的磷酸基团和能量,该过程消耗ATP,D不符合题意。
10. 马铃薯削皮后置于空气中一段时间后表面会变成黑色或褐色,这种现象被称为“酶促褐化反应”。科学家研究发现,该反应主要是因为马铃薯中的儿茶酚氧化酶可催化儿茶酚和氧气反应生成褐色的对羟基醌。下表是某实验小组探究温度对儿茶酚氧化酶活性影响的实验结果。下列相关叙述正确的是( )
温度/℃
10
15
20
25
30
35
40
45
耗氧量/ml
28.6
43.2
36.3
29.2
21.1
10.0
4.1
0.7
A. 据实验结果推测儿茶酚氧化酶的最适温度在15-20℃之间
B. 实验结束时15℃下溶液颜色最深,45℃下溶液颜色最浅
C. 将8组恒温箱均置于摇床上振荡,可提高氧气的消耗速率和酶活性
D. 实验中将儿茶酚和儿茶酚氧化酶混匀后调整温度,置于对应恒温箱中保存
【答案】B
【解析】
【详解】A、15℃时耗氧量最高(43.2ml),20℃时耗氧量下降(36.3ml),说明酶活性在15℃后已降低,最适温度应在10-20℃之间,A错误;
B、15℃时耗氧量最大,生成的对羟基醌最多,溶液颜色最深;45℃时耗氧量最小,颜色最浅,B正确;
C、摇床振荡可增加氧气与酶的接触,提高反应速率,但酶活性由温度决定,振荡不会改变酶活性,C错误;
D、若先混合儿茶酚和酶再调整温度,反应可能在温度未稳定时进行,导致实验误差,正确操作应分别预保温后再混合,D错误。
故选B。
11. 下列关于酵母菌细胞呼吸的说法,正确的是( )
A. 无氧呼吸过程中无NADPH的生成
B. 能产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体内膜
C. 可用溴麝香草酚蓝溶液检测是否产生酒精
D. 有氧呼吸和无氧呼吸释放出的能量大部分储存在ATP中
【答案】A
【解析】
【详解】A、NADPH是光合作用光反应阶段的产物,细胞呼吸(包括无氧呼吸)过程中产生的还原氢为NADH,不会生成NADPH,A正确;
B、酵母菌有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生CO2,无氧呼吸在细胞质基质产生CO2,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的反应场所,仅生成水不产生CO2,B错误;
C、溴麝香草酚蓝溶液是检测CO2的试剂,检测酒精需使用酸性重铬酸钾溶液,C错误;
D、有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,只有少部分能量储存在ATP中,D错误。
12. 如图是关于观察洋葱根尖组织细胞的有丝分裂实验的部分操作,下列说法错误的是( )
A. 剪取洋葱根尖2~3 mm,因为该区域属于分生区,细胞有丝分裂旺盛
B. 该实验步骤中唯一的错误是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C. 在观察的图像中,b属于分生区的细胞
D. 若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原,通常观察不到实验现象
【答案】B
【解析】
【详解】A、洋葱根尖2~3 mm的区域属于分生区,细胞有丝分裂旺盛,是观察有丝分裂的适宜材料,A正确;
B、观察洋葱根尖细胞有丝分裂的正确步骤是解离→漂洗→染色→制片,该实验除了②解离和③染色之间缺少漂洗环节,还错误地将漂洗步骤安排在染色之后,染色之后不需要漂洗,B错误;
C、b区域的细胞呈正方形、排列紧密,属于分生区细胞,C正确;
D、质壁分离和复原实验需要材料具有中央大液泡,b为分生区细胞,无中央大液泡,因此无法观察到质壁分离和复原现象,D正确。
13. 胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体,可模拟胰岛的结构和功能,具有广泛的应用价值。下列说法错误的是( )
A. 胰岛类器官中胰岛A细胞是由干细胞诱导分化而来的,其细胞核不具有全能性
B. 对胰岛类器官中细胞的mRNA序列进行分析,可判断其细胞类型
C. 胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异,这是基因选择性表达的结果
D. 胰岛类器官模型可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究
【答案】A
【解析】
【详解】A、高度分化的动物体细胞的细胞核含有该物种生长发育的全套遗传信息,仍然具有全能性,因此胰岛A细胞的细胞核具有全能性,A错误;
B、不同类型的细胞会发生基因的选择性表达,转录产生的mRNA种类存在差异,因此对mRNA序列进行分析可判断细胞类型,B正确;
C、胰岛类器官中不同细胞结构和功能的差异是细胞分化的结果,细胞分化的实质就是基因的选择性表达,C正确;
D、胰岛类器官可以模拟胰岛的结构和功能,因此可作为模型应用于胰岛发育、糖尿病发病机制及相关药物研发等研究,D正确。
14. 细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列说法错误的是( )
A. 细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B. 哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
C. 皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
D. 衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变,物质吸收效率降低
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据端粒学说,细胞持续分裂时端粒会不断缩短,当端粒DNA序列被截短到一定程度后会损伤正常功能基因,进而引起细胞衰老,A正确;
B、哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡属于细胞凋亡,是正常的生命现象,机体可通过造血干细胞的增殖分化持续补充新的红细胞,单个或某类细胞的凋亡不会导致机体衰老,多细胞生物普遍的细胞衰老才会引发个体衰老,B错误;
C、皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞的过程中存在细胞分化、衰老细胞凋亡等生理过程,这些过程都存在基因的选择性表达,会合成新的蛋白质,C正确;
D、衰老细胞的典型特征包括细胞膜通透性改变、物质运输功能降低,因此衰老小肠上皮细胞的物质吸收效率会下降,D正确。
15. 科学家对线虫进行诱变,发现C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活,C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡。下列说法正确的是( )
A. C3基因抑制细胞凋亡 B. C9基因促进细胞凋亡
C. 细胞凋亡不利于线虫发育 D. 细胞凋亡过程中有新蛋白质的合成
【答案】D
【解析】
【详解】A.、C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活,说明正常情况下C3基因的作用是促进细胞凋亡,A错误;
B、C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡,说明正常情况下C9基因的作用是抑制细胞凋亡,B错误;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡,是多细胞生物正常发育的基础,可清除多余、受损的细胞,有利于线虫的发育,C错误;
D、 细胞凋亡是凋亡相关基因选择性表达的结果,基因表达过程会合成对应的新蛋白质,因此细胞凋亡过程中有新蛋白质的合成,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. 甲氨蝶呤是一种抗肿瘤的化疗药物,依赖细胞膜上的还原型叶酸载体蛋白(RFC)进入细胞内抑制核酸的合成。下列叙述错误的是( )
A. 肿瘤细胞内线粒体和核糖体的形成可能会受甲氨蝶呤的影响
B. RFC以碳链为骨架,氨基酸之间可通过不同的结合方式形成RFC
C. RFC可能镶嵌在细胞膜的内表面,耐药型肿瘤细胞膜上的RFC数量增多
D. RFC结构异常可能会影响甲氨蝶呤的化疗效果,进而使患者表现出耐药性
【答案】BC
【解析】
【详解】A、甲氨蝶呤抑制核酸合成,影响线粒体DNA复制(线粒体功能)和核糖体形成(需rRNA),A正确;
B、RFC为蛋白质,以碳链为骨架,氨基酸间仅通过脱水缩合形成肽键,B错误;
C、RFC作为载体蛋白,属于跨膜蛋白,应贯穿细胞膜,在细胞膜内表面没有镶嵌;耐药型肿瘤细胞膜上会减少RFC数量以减少药物摄入,C错误;
D、RFC结构异常会阻碍药物进入,降低疗效,导致耐药性,D正确。
故选BC。
17. 植物受逆境胁迫时胞质(细胞质基质)Ca2+快速升高,随后通过两条途径回收:①内质网膜上Ca2+-ATP酶(ECA)主动将Ca2+运入内质网;②液泡膜上Ca2+/H+反向转运体(CAX)借助H+梯度将Ca2+运入液泡。研究者用冷激诱导胞质Ca2+迅速升高,测定胞质Ca2+恢复至基础水平的时间:野生型120 s,突变体甲(ECA基因敲除)240 s,突变体乙(CAX基因敲除)200 s,双突变体350 s。下列说法正确的是( )
A. 逆境胁迫下,胞质Ca2+浓度高于内质网和液泡
B. 液泡膜ATP酶活性被抑制后,突变体甲的恢复时间不变
C. 抑制内质网膜和液泡膜Ca2+通道,冷激后胞质Ca2+峰值降低
D. 内质网和液泡均参与胞质Ca2+回收,且内质网作用更显著
【答案】CD
【解析】
【详解】A、Ca2+通过ECA主动运入内质网、通过CAX逆浓度梯度运入液泡,主动运输是逆浓度梯度运输,说明内质网和液泡内的Ca2+浓度高于胞质,A错误;
B、突变体甲ECA基因敲除,只能依靠CAX途径回收Ca2+,CAX依赖液泡膜两侧的H+梯度工作,而H+梯度由液泡膜ATP酶主动运输H+进入液泡建立,抑制液泡膜ATP酶活性会导致H+梯度消失,CAX无法正常转运Ca2+,恢复时间会延长,B错误;
C、冷激时胞质Ca2+快速升高,是内质网、液泡中高浓度的Ca2+通过膜上Ca2+通道顺浓度梯度释放到胞质导致的,抑制Ca2+通道会减少Ca2+的释放量,冷激后胞质Ca2+峰值降低,C正确;
D、敲除ECA(仅存液泡回收途径)的突变体甲恢复时间为240s,敲除CAX(仅存内质网回收途径)的突变体乙恢复时间为200s,说明缺失内质网途径对Ca2+回收的影响更大,内质网的作用更显著,D正确。
18. 下列关于光合色素的说法正确的是( )
A. 与油菜相比,发菜中不仅含有叶绿素,还含有藻蓝素
B. 光合色素仅能感受可见光,参与光合作用的调节过程
C. 缺Mg会影响绿色植物的光合作用,使其光补偿点和光饱和点均变大
D. 叶绿素b的分子量大于叶绿素a是其在纸层析后的滤纸条上更接近滤液细线的直接原因
【答案】A
【解析】
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏);分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
【详解】A、与油菜相比,发菜中不仅含有叶绿素,还含有藻蓝素,且发菜为原核生物,细胞中不含叶绿体,而油菜细胞中含有叶绿体,A正确;
B、光合色素主要吸收可见光,吸收、传递和转化光能的作用,不是调节作用,B错误;
C、Mg是叶绿素的组成成分,缺Mg会影响绿色植物的光合作用,使其光补偿点变大,光饱和点变小,C错误;
D、叶绿素b的在层析液中的溶解度小于叶绿素a是其在纸层析后的滤纸条上更接近滤液细线的直接原因,D错误。
故选A。
19. CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B. 正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体
C. 感染BYDV的细胞中,M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期
D. M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞可由分裂间期进入分裂期
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、题干信息:DNA复制完成、物质准备充分后,磷酸化CDK1才发生去磷酸化被激活。说明DNA复制未完成时,磷酸化CDK1的去磷酸化过程会被抑制,A正确;
B、CDK1去磷酸化激活后,细胞进入分裂期,分裂期前期的典型变化是染色质高度螺旋化形成染色体,因此去磷酸化激活CDK1后会发生染色质螺旋化,B正确;
C、图像对比:正常细胞CDK1磷酸化水平峰值后快速下降(大量去磷酸化);感染BYDV的细胞磷酸化水平下降幅度远更小,说明磷酸化CDK1难以发生去磷酸化。由此可知M蛋白抑制CDK1的去磷酸化,使活化的CDK1不足,阻滞细胞周期,C正确;
D、BYDV病毒的M蛋白会抑制细胞中CDK1去磷酸化,细胞无法进入分裂期,停滞在分裂间期,D错误。
20. 中心体主要存在于动物细胞和低等植物细胞中,在细胞增殖中起重要作用。图中字母表示处于分裂过程中某动物细胞的部分结构,箭头表示运动方向。下列说法错误的是( )
A. a表示中心体,在分裂间期完成倍增
B. b、c互为姐妹染色单体,在d的牵引下向细胞两极移动
C. 该细胞处于有丝分裂后期,染色体数和核DNA分子数均不变
D. 若某药物能抑制d的形成,则形成染色体数目加倍的细胞
【答案】BC
【解析】
【详解】A、a表示中心体,中心体在有丝分裂间期完成复制倍增,前期移向细胞两极,A正确;
B、bc的着丝粒已经分裂,该细胞没有染色单体,两条染色体在d纺锤体的牵引下分别向细胞的两极移动,B错误;
C、该细胞处于有丝分裂后期,着丝粒分裂使染色体数目加倍,核DNA分子数与中期相比没有变化,C错误;
D、d是构成纺锤体的星射线,若药物抑制纺锤体形成,染色体无法被牵引移向两极,细胞不能完成分裂,会形成染色体数目加倍的细胞,D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 蛋白质的分选包括两条途径。途径一是共翻译转运:在游离核糖体上合成一段肽链(信号肽)后,信号肽会引导核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成,再经一系列加工后转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。途径二是翻译后转运:在游离核糖体上完成肽链合成,然后转运至线粒体、叶绿体、细胞核或细胞质基质等处。
(1)胰蛋白酶的合成、加工属于________(填“共翻译转运”或“翻译后转运”)途径,为了研究胰蛋白酶的合成与分泌过程,科学家将细胞放入含有标记的亮氨酸的培养液中培养,亮氨酸通过________方式进入细胞作为原料被利用,带有放射性标记的物质将依次出现在________(填细胞器名称),该过程需要________(填细胞器名称)提供能量。胰蛋白酶的分泌过程体现了细胞的膜结构具有________的特点。
(2)根据题干信息推测,下列属于翻译后转运途径的有________(填标号)。
①叶绿体色素 ②钠离子通道蛋白 ③RNA聚合酶 ④血浆蛋白 ⑤构成细胞骨架的蛋白质
(3)核糖体合成的肽链含信号肽,而进入高尔基体的蛋白质不含信号肽,原因可能是______________。
(4)内质网膜表面的LNPK蛋白可通过招募核糖体、溶酶体构建出一条蛋白质的高效“生产线”。研究人员推测,LNPK招募的溶酶体为分泌蛋白的合成补充原料,并设计如下实验进行验证。
组别
培养条件
细胞种类
检测指标
A
营养充足的培养液
正常细胞
分泌蛋白质的合成速率
B
_________细胞
C
LNPK敲除细胞
D
缺乏_______的培养液
正常细胞
请完善表格内容:B组_______细胞;D组缺乏_______的培养液。
若上述推测合理,则_______组的蛋白质分泌水平最低。
【答案】(1) ①. 共翻译转运 ②. 主动运输 ③. 核糖体、内质网、高尔基体 ④. 线粒体 ⑤. 一定的流动性
(2)③⑤ (3)信号肽在内质网被切除
(4) ①. 溶酶体抑制 ②. 氨基酸 ③. C
【解析】
【小问1详解】
胰蛋白酶是分泌蛋白,边翻译边转运进内质网,属于共翻译转运;亮氨酸是一种氨基酸,逆浓度进细胞需载体耗能,为主动运输;进入细胞后,作为原料被利用,核糖体合成多肽,内质网初加工,高尔基体再加工,该过程主要由线粒体供能,胰蛋白酶的分泌过程体现了细胞的膜结构具有一定的流动性。
【小问2详解】
①色素不是蛋白质;②通道蛋白在细胞膜、④血浆蛋白分泌出细胞,都是共翻译转运;③RNA 聚合酶进细胞核、⑤细胞骨架蛋白留在细胞质,游离核糖体合成后再转运,属于翻译后转运。
【小问3详解】
信号肽在内质网中被切除,因此进入高尔基体的蛋白质没有信号肽。
【小问4详解】
本实验是为了验证内质网膜表面的LNPK招募的溶酶体为分泌蛋白的合成补充原料,A组:正常细胞在营养充足的培养液中,C 组:与A组对照,LNPK敲除细胞在营养充足的培养液中,结合题意,B组与A组对比,为溶酶体抑制细胞在营养充足的培养液中, D组:正常细胞在缺乏原料时的情况,缺乏的物质为"氨基酸"。 若上述推测合理,则C组的蛋白质分泌水平最低,因为LNPK敲除,缺少LNPK蛋白,无法通过招募核糖体、溶酶体构建出一条蛋白质的高效“生产线”。
22. 普鲁士蓝纳米酶(以下简称纳米酶)具有催化H2O2分解的能力,科学家利用该酶进行了一系列实验以研究其特性。
(1)实验发现,少量的纳米酶能够催化H2O2在短时间内大量分解,这说明其具有___________的特点,原因是酶具有___________的作用机制。
(2)为探究纳米酶在不同pH下的活性,科学家用溶解氧测定仪测定溶液中的溶氧量得到如图1所示结果(△DO表示加入H2O2 5 min后的溶氧量变化),由图______(填“能”或“不能”)推知纳米酶作用的适宜
pH为8,理由是___________。
(3)为监测除草剂草甘膦(GLY)对纳米酶的影响,科学家以添加草甘膦的△DO[△DO(GLY)]与不添加草甘膦的△DO[△DO(0)]的比值(y)为纵坐标,GLY浓度(x)为横坐标,绘制标准曲线如图2,说明草甘膦对纳米酶活性具有_________作用,其作用机理可能是_____________。
(4)科学家进一步检测在H2O2溶液中加入了不同浓度Cu2+混合5分钟后溶液的△DO值,实验结果见图3,可得出的结论是:______________。
通过查阅资料后发现Cu2+对纳米酶的作用有影响,为研究Cu2+对纳米酶活性的影响,进行如下实验,请完善实验思路并预期实验结果。
①A组:测定适宜(一定)浓度的Cu2+与___________反应5 min后的△DO值;
②B组:测定不同浓度纳米酶与30%H2O2反应5 min后的△DO值;
③C组:测定________与30%H2O2反应5 min后的△DO值。
实验结果表明,Cu2+对纳米酶催化H2O2分解的影响并非简单的物理叠加,而是具有协同作用,如图4所示。
【答案】(1) ①. 高效性 ②. 更显著地降低生化反应的活化能
(2) ①. 不能 ②. 不知道pH8.0之后△DO变化
(3) ①. 抑制 ②. 改变酶的结构(或竞争性结合酶的作用位点)
(4) ①. 一定浓度范围内Cu2+促进H2O2分解 ②. 30% H2O2 ③. 不同浓度纳米酶分别与A组浓度的Cu2+的混合液
【解析】
【小问1详解】
“少量酶在短时间内大量分解底物”是高效性的典型表现。所有酶(包括人工纳米酶)发挥作用的根本机制,都是通过降低反应所需的活化能,从而加快反应速率。
【小问2详解】
图1中ΔDO越大,代表分解H₂O₂产生O₂越多,酶活性越高,现有梯度仅到pH=8,没有更高pH组别,不能确定8就是峰值。
【小问3详解】
根据图2结果可知,随着除草剂草甘膦(GLY)的浓度增大,添加草甘膦的ΔDO(ΔDO(GLY) ) 与不添加草甘膦的ΔDO(ΔDO(0) ) 的比值减小,说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。抑制剂的作用机理通常有两种:竞争性抑制(与底物竞争结合位点)或非竞争性抑制(结合在其他位点改变酶的空间结构)。由于草甘膦是外来小分子,它很可能通过与纳米酶结合(占据活性位点或改变构象),从而阻碍了纳米酶与H2O2的正常结合,导致催化效率下降。
【小问4详解】
根据图3结果可知,在一定浓度范围内,随着Cu²⁺浓度增加,ΔDO增大,说明一定浓度范围内Cu²⁺促进H₂O₂分解。为研究 Cu²⁺对纳米酶活性的影响,需要设置三组(A、B、C)实验。三组实验试管均加入等量30%H₂O₂,再分别测定加入适宜浓度的Cu²⁺(A组)、不同浓度纳米酶(B组)、不同浓度纳米酶分别与A组浓度的Cu²⁺的混合液(C组)反应5min后的溶氧量(ΔDO)。
23. 图甲表示在适宜条件下,向密闭温室中充入一定量14CO2后,草莓叶片、茎、 果实的放射性含量随时间变化的曲线。已知某药物X能够调控光合产物在植物不同器 官中的分配,某课题组对草莓分组并进行相应的处理,一昼夜后,给草莓提供标记的 CO2,24h后获得实验结果如图乙所示。图丙是该课题小组在15℃条件下以草莓为材料进行研究得到的实验结果(光合作用的最适温度为25℃,呼吸作用的最适温度为30℃)。
(1)14CO2进入叶肉细胞后用于合成光合产物,该过程中14C的转移途径为 _______________。(用化学式和箭头表示)。由图甲可知,有机物在草花各器官间的转移路径为__________,据图乙实验结果推测,在果实刚形成时,用X处理草莓全株___________(填 “会”或“不会”)明显减弱草花的光合速率。
(2)由图丙可知本实验的目的是研究_________ 。光照强度为E时草莓的净光合速率是___________ 。若将实验温度升高5℃则F点向_________(填“左”、“右”或“不”)移动,原因是__________________。
(3)根据以上结果分析,若想要得到更大的草莓,应在______温度下栽种草莓,并用X处理草莓的 _________________(填“幼果”或“全株”)。
【答案】 ①. 14CO2---14C3 --- (14CH2O) ②. )叶片---茎---果实 ③. 不会 ④. 光照强度对光合速率和呼吸速率的影响 ⑤. 0 ⑥. 右 ⑦. 温度升高,酶活性增强,光合速率增大 ⑧. 25℃(适宜) ⑨. 幼果
【解析】
【分析】光合作用分为光反应和暗反应,CO2是暗反应的原料,可以被还原为有机物。光合作用和呼吸作用都是酶促反应,都与酶有关。
【详解】(1) 14CO2进入叶肉细胞后用于合成光合产物,先与RuBP固定生成C3,再被还原生成糖类,因此该过程中14C的转移途径为14CO2---14C3 --- (14CH2O)。由图甲可知,放射性先后出现在叶片-茎-果实中,因此有机物在草花各器官间的转移路径为叶片---茎---果实,据图乙实验结果推测,在果实刚形成时(幼果),用X处理草莓全株,A组放射性强度与对照组相同,因此不会明显减弱草花的光合速率。
(2)由图丙可知,横坐标为光照强度,曲线为光合速率和呼吸速率,因此本实验的目的是研究光照强度对光合速率和呼吸速率的影响。光照强度为E时,光合与呼吸速率相等,草莓的净光合速率是0。若将实验温度升高5℃(20℃),光合适宜温度为25℃,光合速率变大,需要的光照强度变大,F为光饱和点,则F点向右移动,原因是温度升高,酶活性增强,光合速率增大。
(3)根据以上结果分析,若想要得到更大的草莓,应在25℃温度下(光合速率酶活性最大)栽种草莓,并用X处理草莓的幼果(B组幼果放射性强度高于C组)。
【点睛】本题主要考查光合作用及呼吸作用,以及其在生产中的应用。要求学生能将理论知识与实际应用相联系。
24. 光合作用过程中,C3还原会生成磷酸丙糖(TP)。TP可在叶绿体中合成淀粉,也可通过叶绿体膜上的磷酸丙糖转运器(TPT)运输到细胞质基质中合成蔗糖。
(1)暗反应中,C3还原时需消耗_________等光反应产物。降低环境中的CO2浓度,叶绿体基质中C5的含量短时间内会_________(填“上升”“下降”或“不变”)。
(2)TPT向叶绿体中运入一分子Pi的同时,向外运出一分子TP。已知Pi螯合剂会快速降低溶液中Pi含量,现向正常光合叶肉细胞的细胞质基质中加入Pi螯合剂,则叶绿体中淀粉的合成会显著_________(填“加快”或“减慢”),原因是_________。
(3)为进一步探究叶绿体产生的TP是否是合成蔗糖的必备原料,某兴趣小组利用TPT抑制剂Y设计了如下实验,请完善实验思路并分析结果:
实验思路:取生长状况一致的豌豆幼苗,均分为两组,编号为甲组和乙组;两组均置于适宜光照、适宜CO2浓度条件下培养;甲组喷施适量蒸馏水,乙组_________;继续培养相同时间后,检测并比较两组幼苗细胞质基质中_________的合成速率。
预期结果与结论:
若_________,则叶绿体产生的TP是合成蔗糖的必备原料;
若_________,则叶绿体产生的TP不是合成蔗糖的必备原料。
【答案】(1) ①. ATP和NADPH ②. 上升
(2) ①. 加快 ②. 细胞质基质Pi浓度降低,TPT运输TP减慢,叶绿体中TP增多,有利于淀粉合成
(3) ①. 喷施等量抑制剂Y ②. 蔗糖 ③. 甲组蔗糖合成速率正常,乙组无法合成蔗糖 ④. 乙组与甲组蔗糖合成速率无显著差异
【解析】
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上将光能转化为储存在ATP中的化学能;暗反应阶段发生在叶绿体基质中,将ATP 中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。分析题图:图中所示为光合作用暗反应过程,磷酸转运器将1分子磷酸丙糖运出叶绿体的同时,将1分子Pi运回叶绿体。
【小问1详解】
暗反应中,C₃的还原需要光反应提供的ATP(供能)和NADPH(供能和作为还原剂);降低环境中CO₂浓度时,CO₂的固定(CO₂+C₅ →2C₃)速率骤降,C₅的消耗减少;而C₃的还原仍在进行,持续生成C₅,因此短时间内叶绿体基质中C₅含量上升。
【小问2详解】
因为TPT向叶绿体中运入一分子Pi的同时,向外运出一分子TP。Pi被螯合剂会快速降低细胞质基质中Pi含量,使其浓度降低,导致TPT向叶绿体内转运Pi的速率下降,TP向外运出叶绿体的速率也随之降低。叶绿体内TP积累,更多的TP用于合成淀粉,因此淀粉合成显著加快。故叶绿体中淀粉的合成会显著加快,原因是细胞质基质Pi浓度降低,TPT运输TP减慢,叶绿体中TP增多,有利于淀粉合成。
【小问3详解】
实验目的为探究叶绿体产生的TP是否是合成蔗糖的必备原料。叶绿体产生的TP,需要通过叶绿体膜上的TPT转运器运输到细胞质基质,才能用于合成蔗糖。TPT抑制剂Y可以阻断TP从叶绿体向细胞质的运输。对照组(甲组):喷施蒸馏水,保证TPT正常工作,TP可以外运合成蔗糖。实验组(乙组):喷施等量的TPT抑制剂Y溶液,阻断TP外运。检测并比较两组幼苗细胞质基质中蔗糖的合成速率。如果TP是合成蔗糖的必备原料:乙组TP外运被阻断,细胞质中缺乏合成蔗糖的原料,因此甲组蔗糖合成速率正常,乙组无法合成蔗糖。如果TP不是合成蔗糖的必备原料:即使TP外运被阻断,细胞质中仍有其他途径合成蔗糖,因此乙组与甲组蔗糖合成速率无显著差异。
25. 科学家研究发现,细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关,机理如图所示:
(1)据图1,蛋白A位于_________膜上,蛋白S与蛋白A结合,使Ca2+进入该细胞器腔内,从而促进Ca2+进入线粒体,Ca2+在_________中参与调控有氧呼吸的第二阶段反应,影响脂肪合成。与有氧呼吸相比,人无氧呼吸消耗等量葡萄糖产生的ATP更少,其原因是_________________。
(2)运动锻炼可增加体内ATP的消耗,导致细胞中线粒体数量增多,体育锻炼可减肥,但停止锻炼后易反弹,请结合图1推测停止锻炼后容易反弹的原因___________。
(3)棕色脂肪组织细胞内含有大量线粒体,其线粒体内膜含有UCP2蛋白可以使能量以热能形式释放,如图2所示。
①一般情况下H+通过F0F1ATP合成酶流至线粒体基质,驱动ADP形成ATP,F0F1ATP合成酶的作用为___________。
②H+在膜两侧的电化学梯度是ATP合成的动力。某减肥药物可使H+经非ATP合成酶通道回渗线粒体基质,并导致体内有机物的消耗加快。长期服用该减肥药会严重危害健康,其原因有:为生命活动供能会___________;体温会___________。
③研究表明持续锻炼可激活体内棕色脂肪组织细胞,同时促进白色脂肪细胞通过以下通路转变为米色脂肪细胞:白色脂肪细胞→受刺激(运动、甲状腺激素等)→大脂滴裂解为多小脂滴、线粒体大量增生、UCP2上调→转变为“米色脂肪”(功能同棕色脂肪)。以上细胞功能转变的根本原因是____________。由此判断,持续锻炼者消耗相同的有机物合成的ATP将_______(填“增加”或“减少”)。
【答案】(1) ①. 内质网 ②. 线粒体基质 ③. 葡萄糖中的能量大部分仍存留在乳酸中(或“无氧呼吸只在第一阶段生成少量ATP”)
(2)停止锻炼后ATP消耗减少,线粒体数量多产生的ATP多,Ca2+进入线粒体的量增加,生成的柠檬酸增多,脂肪合成的原料充足,因此脂肪合成增加导致反弹
(3) ①. 既作为载体蛋白运输H+,又作为酶催化ADP和Pi合成ATP ②. 减少 ③. 升高 ④. 基因的选择性表达 ⑤. 减少
【解析】
【小问1详解】
图1里Ca²⁺是从内质网释放出来的,蛋白A就是内质网膜上的蛋白,促进Ca²⁺进入线粒体。有氧呼吸第二阶段的场所就是线粒体基质,Ca²⁺进入线粒体后,会在这里调控相关酶的活性,影响后续柠檬酸的生成,进而影响脂肪合成。人无氧呼吸产ATP少的原因:葡萄糖未被彻底氧化分解,大部分能量仍储存在乳酸等产物中;仅第一阶段释放少量能量用于合成ATP,后续阶段不产生ATP。
【小问2详解】
停止锻炼后,ATP消耗减少,但之前锻炼让线粒体数量变多,细胞产生的ATP变多。ATP充足会让Ca²⁺更容易进入线粒体,促进有氧呼吸产生更多柠檬酸;柠檬酸是脂肪合成的原料,原料充足,脂肪合成就会大幅增加,导致体重反弹。
【小问3详解】
①F0F1ATP合成酶既是载体蛋白,负责运输H⁺顺浓度梯度流回线粒体基质,又是酶,催化ADP和Pi合成ATP。
②减肥药使H⁺旁路回流,跨膜势能不用于生成ATP,为生命活动供能会减少,势能全部放热,体温上升。
③细胞的形态、功能改变,本质是不同的基因被开启或关闭,合成了不同的蛋白质,即基因的选择性表达。米色脂肪细胞的线粒体内膜有UCP2蛋白,它会让H⁺不通过ATP合成酶,直接泄漏回基质,能量以热能形式散失,不合成ATP。所以消耗同样的有机物,产热变多,ATP合成就会减少。
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