精品解析：天津市滨海新区天津经济技术开发区第一中学2025-2026学年高二下学期6月月考生物试卷

天津经济技术开发区第一中学2025—2026学年度第二学期高二年级生物学科阶段练习卷（二） 一、单选题（共25题，每题2分，共50分） 1. 衣原体是一类原核寄生生物，缺乏细胞呼吸相关酶，不能产生自身生命活动所需能量，因此需从寄主吸收（ ） A. 葡萄糖 B. 脂肪 C. 糖原 D. ATP 2. 五花肉、牛肉卷、土豆片都是火锅里的常见食材。下列关于这些食材中相关化合物的叙述，错误的是（ ） A. 五花肉中的脂肪富含饱和脂肪酸，室温时呈固态 B. 牛肉卷中的蛋白质在涮煮过程中高温使其肽键断裂，更容易被消化 C. 土豆片中的淀粉经消化吸收后可为合成糖原提供原料 D. 五花肉、牛肉卷、土豆片细胞中DNA的碱基排列顺序不同 3. “诱导契合”假说认为，当酶与底物接近时受底物诱导，其构象发生有利于与底物互补契合的变化，并在此基础上进行反应。该假说说明酶具有（　　） A. 催化作用 B. 专一性 C. 高效性 D. 作用条件较温和 4. 生物学是一门以实验为基础的自然科学。下列有关实验操作正确的是（　　） A. 葡萄糖溶液加入斐林试剂后即产生砖红色沉淀 B. 利用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响 C. 提取色素时，叶片充分研磨后应立即加入碳酸钙保护色素 D. 制作有丝分裂装片时，剪取洋葱根尖后应立即放入解离液 5. 黑暗环境下某作物种子吸水萌发过程中呼吸速率分为4个阶段，依次为：上升期—滞缓期—急剧上升期—显著下降期。下列分析错误的是（　　） A. 上升期，种子吸水后，呼吸酶活性增大 B. 滞缓期，种皮限制O2进入，呼吸作用停止 C. 急剧上升期，胚根穿破种皮，有氧呼吸速率迅速升高 D. 显著下降期，种子呼吸速率下降的原因是营养物质不足 6. 观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是（ ） A. 细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成 B. 细胞②处于中期，染色体数: 染色单体数: 核DNA分子数=1:2:2 C. 细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动 D. 细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二 7. 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. 肌肉的收缩 B. 光合作用的暗反应 C. Ca2+载体蛋白的磷酸化 D. 水的光解 8. 哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀。下列叙述正确的是（　　） A. AgNO3处理后红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀与水的自由扩散有关 B. 相比未经处理时，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更快 C. 将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液，实验后膨胀速度相同 D. AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时，其内外渗透压相同 9. 水熊虫在极端环境下会大量合成海藻糖保护细胞结构，并通过损伤抑制蛋白(Dsup)保护DNA．关于海藻糖、Dsup及DNA的叙述，不正确的是（　　） A. 三者都含C、H、O、N、P等元素 B. 组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸 C. Dsup的合成需通过氨基酸间的脱水缩合 D. Dsup和DNA都是由单体构成的多聚体 10. 下列相关实验叙述正确的是（　　） A. 验证温度对酶活性的影响，不能选用过氧化氢做催化底物 B. 西红柿富含还原性糖，是鉴定还原性糖的最佳实验材料 C. 黑藻叶肉细胞叶绿体的存在，会干扰细胞质流动的观察 D. 显微镜观察根尖分生区细胞，可以看到染色体的移动过程 11. 在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（ ） A. 还原型辅酶Ⅰ B. 丙酮酸 C. 氧化型辅酶Ⅰ D. 二氧化碳 12. 宫颈癌是导致女性死亡的主要癌症之一，宫颈癌的发生与人乳头瘤病毒（HPV）感染密切相关。下列有关人乳头瘤病毒的说法正确的是（　　） A. HPV没有线粒体，只能进行无氧呼吸 B. 减毒或灭活的HPV可用于生产疫苗 C. HPV每条染色体上有多个基因 D. HPV和噬菌体一样可以寄生在细菌细胞中 13. 蜘蛛丝是由蛛丝蛋白构成的一种兼具强度高、弹性大和延展性好等优点的理想生物材料。但是蜘蛛不能像家蚕一样高密度人工饲养，科学家利用蛋白质工程技术破解蛛丝蛋白的结构，用以指导对蚕丝蛋白的修改，让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法错误的是（ ） A. 上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸 B. 利用蛋白质工程技术可以得到自然界不存在的蛋白质 C. 修改蚕丝蛋白是通过直接修改其氨基酸排列顺序实现的 D. 可利用GenBank数据库检索到已知的蚕丝蛋白序列信息 14. 将用紫色洋葱鳞片叶外表皮制成的临时装片浸润在一定浓度的物质X溶液中，测得其液泡直径的变化情况如下表所示。下列相关叙述正确的是（　　） 处理时间（min） 0 2 4 6 8 10 12 液泡直径相对值 1 0.6 0.4 0.75 0.85 1 1 A. 在物质X溶液中细胞发生了质壁分离和质壁分离复原 B. 物质X在4 min后能自由通过细胞膜 C. 用洋葱根尖分生区替代洋葱鳞片叶外表皮也可以得到类似的结果 D. 0~4 min紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深、吸水能力减小 15. 微藻细胞中能够产生H+的生理活动是（　　） A. 水的光解 B. NADPH的合成 C. CO2的固定 D. ATP的水解 16. 下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的 机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述 错误的是（ ） A. 物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质 B. HCO3-利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C. 水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D. 光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 17. 若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。要研究水稻“源”和“库”关系，不能达成目的的是（　　） A. 阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B. 阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C. 使用H218O浇灌水稻，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D. 使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 阅读下列材料，回答3~5题。 高等生物细胞器的稳态是细胞行使正常功能的基础。 细胞质核糖体由大小两个亚基组成，每个亚基由蛋白质和RNA 在核仁组装而成。线粒体和叶绿体内存在环状DNA和自身核糖体，该类核糖体与细菌的核糖体相似，而与细胞质核糖体差别较大。线粒体和叶绿体的蛋白质有的由核基因编码，有的由自身基因编码。线粒体和叶绿体均可经分裂增殖。植物分生组织中的前质体在光下可转变为叶绿体。 内质网和高尔基体在细胞分裂初期崩解，并以小膜泡形式被分配到子细胞中，细胞分裂完成后重新组装。 高尔基体产生含有酸性水解酶的囊泡，该囊泡与前溶酶体融合 后，经酸化成熟形成溶酶体。衰老和损伤的细胞器在溶酶体内部进行降解，维持细胞器的平衡。 18. 氯霉素通过抑制细菌核糖体功能而发挥作用，大量使用会对人体产生毒副作用，原因是氯霉素可能抑制某细胞器功能，该细胞器最可能是 （ ） A. 线粒体 B. 内质网 C. 细胞质核糖体 D. 中心体 19. 在种子萌发成幼苗的过程中，细胞不断分裂。 下列叙述正确的是 A. 幼苗中的叶绿体均由前质体在光下分裂而来 B. 细胞分裂中期可以观察到核糖体和高尔基体 C. 线粒体和叶绿体中遗传信息的流动遵循中心法则 D. 内质网、中心体和线粒体都要经历解体和重建过程 20. 溶酶体在维持细胞器稳态中具有重要作用。 下列叙述错误的是（ ） A. 溶酶体水解酶由游离核糖体合成，经囊泡运输进入前溶酶体 B. 溶酶体中的水解产物一般可被细胞再利用 C. 溶酶体异常时，细胞质内会积累异常线粒体等细胞器 D. 溶酶体膜破裂后，释放到细胞质中的水解酶活性降低 21. 研究人员在珠江三角洲发现了一种罕见的两栖动物，通过线粒体DNA序列比对与形态学分析等手段确定其为新物种，并命名为广州湍蛙。下列叙述正确的是（　　） A. 线粒体DNA中核糖核苷酸的排列顺序储存着遗传信息 B. 广州湍蛙的基因库与其他湍蛙种群的基因库不完全相同 C. 推测广州湍蛙与其他种湍蛙之间存在形态差异和地理隔离 D. 线粒体DNA序列分析属于确定新物种的比较解剖学证据 22. 下列关于原核细胞结构与功能的叙述，正确的是（　　） A. 无叶绿体不能进行光合作用 B. 遗传信息主要储存在RNA中 C. 在细胞核中进行转录和翻译 D. 碳链为其生物大分子的基本骨架 23. 研究者对接受和未接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度进行测定，结果如图。下列相关叙述错误的是（　　） A. 线粒体是细胞产生ATP的主要场所 B. 嵴上的酶催化有氧呼吸第二阶段反应 C. 力量训练提高了线粒体内膜表面积 D. 训练者线粒体的变化有利于增强肌细胞供能 24. 将向日葵叶片置于含已知浓度12CO2和14CO2的密闭透明小室中，并依次进行光照和黑暗处理，叶片对两种CO2的吸收无明显差异。测定小室中12CO2浓度和14C放射性强度，计算得到比活度（14C放射性强度/12CO2浓度），结果如图。据此作出的分析，正确的是（　　） A. 光照开始后，叶绿体中放射性首先出现在14C5 B. 6～8 min内，叶片细胞固定12CO2的量接近于零 C. 光照条件下，叶片会释放12CO2到小室中 D. 转入黑暗后，比活度降低是由于14CO2被快速吸收 25. 植物液泡膜上的V型质子泵可水解ATP并将H+运输到液泡内，使液泡的pH明显低于细胞质基质的pH。下列选项中，与V型质子泵的物质运输特点不相符的是（ ） A. 特异性运输某一种离子 B. 逆H+的浓度梯度运输 C. 运输过程保持自身构象不变 D. 与H+结合且依赖ATP供能 二、非选择题（共4题，共50分） 26. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。 线粒体新角色——睡眠节律调节器 果蝇中枢神经系统中存在着进行睡眠稳态调控的D神经元，其兴奋可诱导和维持睡眠，睡眠剥夺（强制唤醒）后D神经元的兴奋会被抑制。D神经元线粒体内膜上分布着各种转运蛋白（如图1），与睡眠状态相比，睡眠剥夺果蝇D神经元中这些转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调。 D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”，生成活性氧，当活性氧的生成速率高于机体消除能力时，会破坏线粒体膜结构，进而出现线粒体碎片化（裂变）。裂变至一定程度，线粒体与内质网接触增强，内质网广阔的膜结构帮助线粒体片段融合、修复，损伤严重的片段会经自噬作用降解。检测不同条件下D神经元中线粒体数量和体积，结果如图2。研究也发现人工诱导线粒体融合可使D神经元的兴奋性增加，睡眠变长，阻碍线粒体融合会使果蝇“重度失眠”；而调控线粒体裂变则相反。证明线粒体不仅是能量工厂，更是关键的睡眠节律调节器。 除D神经元外，机体其他细胞也会在睡眠时进行线粒体融合、修复。睡眠是优化能量代谢效率的关键生命活动，充足的睡眠对机体健康至关重要。 （1）图1线粒体内膜为有氧呼吸第______阶段的场所，H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并以______方式通过ATP合成酶，进而生成大量ATP，最终通过转运蛋白sesB运输至细胞质基质，为D神经元的生命活动供能。 （2）综合文中信息，完善短期睡眠剥夺后D神经元中发生的调控过程______。 （3）针对这一调控过程的理解正确的有______。 A. 可通过抑制活性氧的产生，促进线粒体裂变 B. 过表达促进线粒体裂变的蛋白，睡眠减少 C. 自噬可有效清除线粒体受损区域，利于其修复 D. 体现线粒体、内质网、溶酶体等分工合作，维持机体稳态、 （4）人体中也存在类似的睡眠调控神经元，其调控睡眠的机理与D神经元相同。请结合图2解释，在日常学习生活中应规避长期睡眠不足的原因______。 27. 我国科学家将新鲜菠菜叶绿体中的类囊体（TK）与某种化合物（主要成分是CdTe+）进行结合，构建Tk-CdTe杂化能量模块，如图1所示。将Tk-CdTe、相关酶、底物、缓冲液等封装成人工光合作用细胞，以获得定制化产物。请回答下列问题： （1）图1中步骤①为了获取类囊体，首先将菠菜叶肉细胞破碎后，通过______法获得叶绿体，再在4℃条件下用低渗缓冲溶液处理叶绿体释放出类囊体。类囊体活性与叶绿素含量呈正相关，可用分光光度计测定类囊体对______光的吸光度来计算叶绿素含量。 （2）据图1分析，在适宜条件下Tk-CdTe杂化能量模块中电子（e-）的来源有_______，进行相关生化反应产生的还原型辅酶有______。 （3）图1中ATP合成酶的作用是_______。合成ATP依赖于类囊体膜两侧H⁺浓度差，图1中使类囊体膜两侧H⁺浓度差增加的过程有____________。（至少答出两点） （4）将相关物质封装在油包水微滴中形成如图2所示的人工光合作用细胞。从结构分析，人工光合作用细胞的膜由____层磷脂分子构成。与菠菜叶肉细胞相比，在同等条件下该人工细胞能积累更多有机物的原因有____________。 28. 下图为叶绿体的光反应示意图。类胡萝卜素和绝大多数叶绿素构成天线色素，Chl是一种少数特殊状态的叶绿素a，其获得能量后处于激发态即Chl●，Chl●失去电子后变为Chl⁺；D蛋白为电子供体（提供电子的物质），A蛋白为电子受体（获得电子的物质）。 （1）图示过程发生的具体场所是__________，同时产生的物质还有__________。 （2）据图分析，电子的最初供体为__________，最终受体为__________。该阶段实现了光能→__________→__________的能量转变，为碳反应提供了还原剂和能量。 （3）当光照过强，植物吸收的光能超过其所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。有关光抑制的机制，一般认为：在强光下，一方面会导致NADP⁺不足，另一方面强光诱导产生的某些物质会损伤叶绿素及其所在的膜结构。而类胡萝卜素可快速清除这些物质，起到保护作用。 ①强光条件下，光反应产生的__________多于碳反应消耗的量，导致NADP⁺供应不足。 ②若要分离得到类胡萝卜素，可将色素提取后，利用__________法进行分离，在滤纸条上从上至下第__________条带就是需要的色素。 ③强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率会__________，可能的原因有a：该突变体无法清除积累物质而使叶绿体受损；b：__________。 29. 内共生假说认为，线粒体起源于在厌氧真核细胞中共生的需氧细菌。研究人员将经过改造的大肠杆菌导入相应的专性厌氧酵母细胞质中构建共生体，为上述假说提供证据。 （1）获得专性厌氧呼吸的酵母菌株利用基因敲除技术破坏酵母菌_____的功能，导致该细胞器不能产生ATP。 （2）获得维生素营养缺陷且能分泌ATP的大肠杆菌菌株 ①利用基因敲除技术获得维生素营养缺陷型大肠杆菌菌株A。 ②构建含有ATP转运蛋白基因X的质粒2。 已知在基因X和质粒1上均无EcoRⅠ和NotⅠ酶切位点。研究者采用引物P1（含EcoRⅠ识别序列）和P2（含NotⅠ识别序列）对基因X进行扩增，并采用引物P3（含EcoRⅠ识别序列）和P4（含NotⅠ识别序列）对质粒1进行扩增，使质粒1线性化，再经酶切、连接，使基因X与质粒1重组为质粒2．请在下图质粒1处标出引物P3和P4的位置及方向_____。 ③将质粒2转入菌株A中，筛选获得菌株B。 （3）采用下图所示过程将菌株B导入步骤（1）获得的酵母菌中，筛选获得融合菌株 促进膜融合的化学试剂通常选择_____。大肠杆菌细胞壁为双层结构，内层为坚固的肽聚糖，外层为脂质双分子层膜结构。融合细胞中的大肠杆菌形态正常且具有活性，说明与酵母细胞膜融合的是菌株B的_____。 在以丙酮酸为唯一碳源的选择培养基上筛选到能够增殖的融合菌株，其中酵母菌为大肠杆菌提供_____，大肠杆菌为酵母菌提供_____，表明二者建立了互利共生关系。在筛选融合菌株时，不能用葡萄糖为碳源，原因是：_____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津经济技术开发区第一中学2025—2026学年度第二学期高二年级生物学科阶段练习卷（二） 一、单选题（共25题，每题2分，共50分） 1. 衣原体是一类原核寄生生物，缺乏细胞呼吸相关酶，不能产生自身生命活动所需能量，因此需从寄主吸收（ ） A. 葡萄糖 B. 脂肪 C. 糖原 D. ATP 【答案】D 【解析】 【分析】ATP来源于光合作用和呼吸作用，是生物体内直接的能源物质。 【详解】细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D正确，ABC错误。 故选D。 2. 五花肉、牛肉卷、土豆片都是火锅里的常见食材。下列关于这些食材中相关化合物的叙述，错误的是（ ） A. 五花肉中的脂肪富含饱和脂肪酸，室温时呈固态 B. 牛肉卷中的蛋白质在涮煮过程中高温使其肽键断裂，更容易被消化 C. 土豆片中的淀粉经消化吸收后可为合成糖原提供原料 D. 五花肉、牛肉卷、土豆片细胞中DNA的碱基排列顺序不同 【答案】B 【解析】 【详解】A、动物脂肪大多富含饱和脂肪酸，饱和脂肪酸熔点较高，室温下呈固态，五花肉的脂肪属于动物脂肪，室温时呈固态，A正确； B、高温涮煮会使蛋白质的空间结构被破坏（发生变性），结构变得松散更易被蛋白酶水解，但高温不会断裂肽键，B错误； C、淀粉属于多糖，经消化后最终分解为葡萄糖被人体吸收，葡萄糖是糖原的单体，可为糖原的合成提供原料，C正确； D、五花肉来自猪、牛肉卷来自牛、土豆片来自马铃薯，三者属于不同物种，细胞中DNA携带的遗传信息不同，即DNA的碱基排列顺序不同，D正确。 3. “诱导契合”假说认为，当酶与底物接近时受底物诱导，其构象发生有利于与底物互补契合的变化，并在此基础上进行反应。该假说说明酶具有（　　） A. 催化作用 B. 专一性 C. 高效性 D. 作用条件较温和 【答案】B 【解析】 【详解】“诱导契合”假说强调酶与底物结合时，酶的构象会发生变化更好的与底物契合，这体现了酶对特定底物地选择性，即酶的专一性，ACD错误，B正确。 4. 生物学是一门以实验为基础的自然科学。下列有关实验操作正确的是（　　） A. 葡萄糖溶液加入斐林试剂后即产生砖红色沉淀 B. 利用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响 C. 提取色素时，叶片充分研磨后应立即加入碳酸钙保护色素 D. 制作有丝分裂装片时，剪取洋葱根尖后应立即放入解离液 【答案】D 【解析】 【详解】A 、葡萄糖溶液加入斐林试剂后，需要水浴加热才会产生砖红色沉淀，直接加入不会立即反应， A 错误； B 、淀粉在酸性条件下会发生酸水解，会干扰 pH 对酶活性影响的实验结果，因此不适合用淀粉和淀粉酶探究 pH对酶活性的影响，B错误； C 、提取色素时，碳酸钙应在研磨前加入，而不是研磨后，目的是防止研磨过程中色素被酸性物质破坏，C错误； D 、制作有丝分裂装片时，剪取洋葱根尖（2~3mm）后应立即放入解离液中解离，使组织中的细胞相互分离开，D正确。 5. 黑暗环境下某作物种子吸水萌发过程中呼吸速率分为4个阶段，依次为：上升期—滞缓期—急剧上升期—显著下降期。下列分析错误的是（　　） A. 上升期，种子吸水后，呼吸酶活性增大 B. 滞缓期，种皮限制O2进入，呼吸作用停止 C. 急剧上升期，胚根穿破种皮，有氧呼吸速率迅速升高 D. 显著下降期，种子呼吸速率下降的原因是营养物质不足 【答案】B 【解析】 【详解】A、上升期种子大量吸水，细胞内自由水含量升高，代谢速率加快，呼吸酶活性增大，呼吸速率上升，A正确； B、滞缓期种皮限制氧气进入，有氧呼吸受到抑制，但细胞仍可进行无氧呼吸，并非呼吸作用停止，B错误； C、急剧上升期胚根穿破种皮，氧气供应充足，有氧呼吸速率迅速升高，导致呼吸速率急剧上升，C正确； D、显著下降期种子自身储存的营养物质被大量消耗，呼吸底物不足，导致呼吸速率下降，D正确。 6. 观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是（ ） A. 细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成 B. 细胞②处于中期，染色体数: 染色单体数: 核DNA分子数=1:2:2 C. 细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动 D. 细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二 【答案】B 【解析】 【分析】人们根据染色体的行为，将有丝分裂分为前期、中期、后期、末期四个时期。根据图中可知，①是间期，②是中期，③是后期，④是末期。 【详解】A、①是间期，细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，并且细胞有适度的生长，但蛋白质的合成不在细胞核，而在核糖体，A错误； B、②是中期，染色体已在间期复制完成，因此染色体数目没有改变，但一条染色体上有两条染色单体，一条染色体上有两个核DNA，染色体数: 染色单体数: 核DNA分子数=1:2:2，B正确； C、③是后期，有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况，C错误； D、④是末期，题干中指出植物细胞，植物细胞末期的特点之一是在细胞板的位置逐渐扩展形成新的细胞壁，动物细胞膜末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二，D错误。 故选B。 7. 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. 肌肉的收缩 B. 光合作用的暗反应 C. Ca2+载体蛋白的磷酸化 D. 水的光解 【答案】D 【解析】 【分析】ATP（腺苷三磷酸）是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP 的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是活细胞能通过细胞呼吸生成ATP。 【详解】A、肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意； B、光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP（来自光反应产生的ATP），B不符合题意； C、ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca²⁺载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意； D、水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。 故选D。 8. 哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀。下列叙述正确的是（　　） A. AgNO3处理后红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀与水的自由扩散有关 B. 相比未经处理时，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更快 C. 将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液，实验后膨胀速度相同 D. AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时，其内外渗透压相同 【答案】A 【解析】 【分析】水可以通过水通道蛋白进入细胞，也可以通过自由扩散的方式进入细胞；协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白，不消耗能量。 【详解】A、硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀，水分子通过自由扩散进出细胞，A正确； B、水分子可以通过水分子通道蛋白进入细胞，也可以直接自由扩散进入细胞，相比未经处理时，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更慢，B错误； C、将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液，葡萄糖的分子量更小，物质的量浓度更大，实验后膨胀速度更小，C错误； D、植物细胞有细胞壁，AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时，里面渗透压大于外面，与细胞壁对内侧的膨压抵消，水分子进出细胞相等，D错误。 故选A。 9. 水熊虫在极端环境下会大量合成海藻糖保护细胞结构，并通过损伤抑制蛋白(Dsup)保护DNA．关于海藻糖、Dsup及DNA的叙述，不正确的是（　　） A. 三者都含C、H、O、N、P等元素 B. 组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸 C. Dsup的合成需通过氨基酸间的脱水缩合 D. Dsup和DNA都是由单体构成的多聚体 【答案】A 【解析】 【详解】A、海藻糖属于糖类，元素组成为C、H、O，不含N、P；DNA的元素组成为C、H、O、N、P；Dsup是蛋白质，主要含C、H、O、N，可能含少量S但不含P。三者并非都含C、H、O、N、P，A错误； B、DNA是脱氧核糖核酸，其基本单位为脱氧核苷酸，B正确； C、Dsup为蛋白质，其合成需核糖体参与，通过氨基酸的脱水缩合形成肽键，C正确； D、Dsup（蛋白质）的单体是氨基酸，DNA的单体是脱氧核苷酸，二者均属于生物大分子多聚体，D正确。 故选A。 10. 下列相关实验叙述正确的是（　　） A. 验证温度对酶活性的影响，不能选用过氧化氢做催化底物 B. 西红柿富含还原性糖，是鉴定还原性糖的最佳实验材料 C. 黑藻叶肉细胞叶绿体的存在，会干扰细胞质流动的观察 D. 显微镜观察根尖分生区细胞，可以看到染色体的移动过程 【答案】A 【解析】 【详解】A、过氧化氢受温度的影响较大，在高温下过氧化氢会分解，会对实验结果造成影响，A正确； B、还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会产生砖红色沉淀，而西红柿本身的颜色会对实验结果造成干扰，B错误； C、叶绿体呈现绿色，观察其叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况，C错误； D、观察根尖分生区细胞有丝分裂实验中，不会看到染色体的移动，因为在进行解离时，细胞已被解离液杀死，D错误。 11. 在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（ ） A. 还原型辅酶Ⅰ B. 丙酮酸 C. 氧化型辅酶Ⅰ D. 二氧化碳 【答案】A 【解析】 【分析】有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成2分子丙酮酸和少量的[H]，同时释放了少量的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳[H]，同时释放少量的能量，发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两个阶段产生的[H]与氧气结合形成水，释放大量的能量，发生的场所是线粒体内膜。 【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。 故选A。 12. 宫颈癌是导致女性死亡的主要癌症之一，宫颈癌的发生与人乳头瘤病毒（HPV）感染密切相关。下列有关人乳头瘤病毒的说法正确的是（　　） A. HPV没有线粒体，只能进行无氧呼吸 B. 减毒或灭活的HPV可用于生产疫苗 C. HPV每条染色体上有多个基因 D. HPV和噬菌体一样可以寄生在细菌细胞中 【答案】B 【解析】 【详解】A、HPV属于病毒，没有细胞结构，无法独立进行呼吸作用（包括有氧呼吸和无氧呼吸），其生命活动必须依赖宿主细胞完成，A错误； B、减毒或灭活的HPV保留了抗原特性，不会引发机体患病，可作为抗原刺激人体产生特异性免疫反应，可用于生产HPV疫苗，B正确； C、染色体是真核细胞细胞核中特有的结构，HPV为非细胞结构的生物，不存在染色体，C错误； D、病毒的寄生具有专一性，HPV是动物病毒，只能寄生在人体等动物的细胞中，噬菌体是专门寄生在细菌细胞内的病毒，D错误。 13. 蜘蛛丝是由蛛丝蛋白构成的一种兼具强度高、弹性大和延展性好等优点的理想生物材料。但是蜘蛛不能像家蚕一样高密度人工饲养，科学家利用蛋白质工程技术破解蛛丝蛋白的结构，用以指导对蚕丝蛋白的修改，让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法错误的是（ ） A. 上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸 B. 利用蛋白质工程技术可以得到自然界不存在的蛋白质 C. 修改蚕丝蛋白是通过直接修改其氨基酸排列顺序实现的 D. 可利用GenBank数据库检索到已知的蚕丝蛋白序列信息 【答案】C 【解析】 【分析】蛋白质工程：通过物理化学与生物化学等技术，了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅导设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。 【详解】AC、基因决定蛋白质的合成，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还是必须通过改造或合成基因来完成，故上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸，A正确，C错误； B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，B正确； D、可利用GenBank数据库检索到已知的蚕丝蛋白序列信息，D正确。 故选C。 14. 将用紫色洋葱鳞片叶外表皮制成的临时装片浸润在一定浓度的物质X溶液中，测得其液泡直径的变化情况如下表所示。下列相关叙述正确的是（　　） 处理时间（min） 0 2 4 6 8 10 12 液泡直径相对值 1 0.6 0.4 0.75 0.85 1 1 A. 在物质X溶液中细胞发生了质壁分离和质壁分离复原 B. 物质X在4 min后能自由通过细胞膜 C. 用洋葱根尖分生区替代洋葱鳞片叶外表皮也可以得到类似的结果 D. 0~4 min紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深、吸水能力减小 【答案】A 【解析】 【详解】A、0~4 min液泡直径减小，说明细胞失水发生质壁分离；4~10 min液泡直径逐渐恢复到初始大小，说明细胞吸水发生质壁分离复原，A正确； B、物质X可以被细胞吸收，从而使细胞液浓度逐渐升高，最终细胞吸水复原，但细胞膜具有选择透过性，物质X不能自由通过细胞膜，且物质X在4 min前就已经开始进入细胞，并非4 min后才能通过，B错误； C、洋葱根尖分生区细胞没有中央大液泡，无法发生明显的质壁分离和复原现象，不能得到类似结果，C错误； D、0~4 min细胞失水，液泡中色素浓度升高，紫色加深，同时细胞液浓度升高，细胞吸水能力增大，D错误。 15. 微藻细胞中能够产生H+的生理活动是（　　） A. 水的光解 B. NADPH的合成 C. CO2的固定 D. ATP的水解 【答案】A 【解析】 【详解】A、水的光解发生在光合作用光反应阶段，产生O2、电子和H+，该过程可产生H+，A正确； B、NADPH的合成过程为NADP+结合H+和电子生成NADPH，属于消耗H+的过程，不产生H+，B错误； C、CO2的固定是暗反应阶段CO2与C5结合生成C3的反应，过程中无H+参与或生成，C错误； D、ATP的水解是ATP断裂高能磷酸键，生成ADP、Pi并释放能量的过程，无H⁺产生，D错误。 16. 下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的 机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述 错误的是（ ） A. 物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质 B. HCO3-利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C. 水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D. 光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 【答案】B 【解析】 【分析】光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、光合作用的酶．具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢；②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP，此过程将光能变为ATP活跃的化学能。 【详解】A、光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成，因此物质X可通过提高 有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质。A正确； B、HCO3-进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B错误； C、据图可知，光反应中水光解产生的H+促进HCO3-进入类囊体，并与HCO3-在类囊体腔内反应产生CO2，因此能提高类囊体腔CO2水平，C正确； D、据图可知，光反应生成的物质X（O2）促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO3-进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。 故选B。 17. 若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。要研究水稻“源”和“库”关系，不能达成目的的是（　　） A. 阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B. 阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C. 使用H218O浇灌水稻，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D. 使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 【答案】C 【解析】 【详解】A、阻断源（水稻叶）的蔗糖输出，若花器官（库）蔗糖含量下降，可证明蔗糖从源向库运输的源库分配关系，A不符合题意； B、阻断库（花器官）的蔗糖输入，源合成的蔗糖无法输出会在叶中积累，进而抑制光合作用速率，可反映源库的相互调节关系，B不符合题意； C、H218O可被根吸收后经导管直接运输到花器官，还可参与多种代谢反应，无法确定花器官中含18O的蔗糖是否来自叶（源）的输出，不能用于研究源库关系，C符合题意； D、用14CO2饲喂水稻叶（源），叶通过光合作用将14C整合到蔗糖中，检测花器官中14C标记蔗糖的比例，可直接追踪蔗糖从源到库的分配情况，D不符合题意。 阅读下列材料，回答3~5题。 高等生物细胞器的稳态是细胞行使正常功能的基础。 细胞质核糖体由大小两个亚基组成，每个亚基由蛋白质和RNA 在核仁组装而成。线粒体和叶绿体内存在环状DNA和自身核糖体，该类核糖体与细菌的核糖体相似，而与细胞质核糖体差别较大。线粒体和叶绿体的蛋白质有的由核基因编码，有的由自身基因编码。线粒体和叶绿体均可经分裂增殖。植物分生组织中的前质体在光下可转变为叶绿体。 内质网和高尔基体在细胞分裂初期崩解，并以小膜泡形式被分配到子细胞中，细胞分裂完成后重新组装。 高尔基体产生含有酸性水解酶的囊泡，该囊泡与前溶酶体融合 后，经酸化成熟形成溶酶体。衰老和损伤的细胞器在溶酶体内部进行降解，维持细胞器的平衡。 18. 氯霉素通过抑制细菌核糖体功能而发挥作用，大量使用会对人体产生毒副作用，原因是氯霉素可能抑制某细胞器功能，该细胞器最可能是 （ ） A. 线粒体 B. 内质网 C. 细胞质核糖体 D. 中心体 19. 在种子萌发成幼苗的过程中，细胞不断分裂。 下列叙述正确的是 A. 幼苗中的叶绿体均由前质体在光下分裂而来 B. 细胞分裂中期可以观察到核糖体和高尔基体 C. 线粒体和叶绿体中遗传信息的流动遵循中心法则 D. 内质网、中心体和线粒体都要经历解体和重建过程 20. 溶酶体在维持细胞器稳态中具有重要作用。 下列叙述错误的是（ ） A. 溶酶体水解酶由游离核糖体合成，经囊泡运输进入前溶酶体 B. 溶酶体中的水解产物一般可被细胞再利用 C. 溶酶体异常时，细胞质内会积累异常线粒体等细胞器 D. 溶酶体膜破裂后，释放到细胞质中的水解酶活性降低 【答案】18. A 19. C 20. A 【解析】 【分析】溶酶体中含有多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。 【18题详解】 据题意可知，线粒体、叶绿体同样含有核糖体，这类核糖体与原核生物核糖体较为相似，某种抗生素对细菌（原核生物）核糖体有损伤作用，因此推测大量摄入会危害人体，其最有可能危害人类细胞线粒体中核糖体，A正确，BCD错误。 故选A。 【19题详解】 A、植物分生组织中的前质体在光下可转变为叶绿体，叶绿体可经分裂增殖，A错误； B、高尔基体在细胞分裂初期崩解，并以小膜泡形式被分配到子细胞中，因此推测细胞分裂中期不可以观察到高尔基体，B错误； C、叶绿体和线粒体内含有基因，其基因表达包括转录和翻译，都遵循中心法则，C正确； D、种子植物不含有中心体，D错误。 故选C。 【20题详解】 A、溶酶体水解酶由附着在内质网上的核糖体合成，，A错误； B、溶酶体中的水解产物如氨基酸等一般可被细胞再利用，B正确； C、溶酶体对于清除细胞内衰老、损伤的细胞器至关重要，若溶酶体功能异常，细胞内可能积累异常线粒体，C正确； D、溶酶体属于酸性环境，溶酶体水解酶进入细胞质基质后，pH不适宜，水解酶活性降低，D正确。 故选A。 21. 研究人员在珠江三角洲发现了一种罕见的两栖动物，通过线粒体DNA序列比对与形态学分析等手段确定其为新物种，并命名为广州湍蛙。下列叙述正确的是（　　） A. 线粒体DNA中核糖核苷酸的排列顺序储存着遗传信息 B. 广州湍蛙的基因库与其他湍蛙种群的基因库不完全相同 C. 推测广州湍蛙与其他种湍蛙之间存在形态差异和地理隔离 D. 线粒体DNA序列分析属于确定新物种的比较解剖学证据 【答案】B 【解析】 【详解】A、DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，线粒体DNA中脱氧核糖核苷酸的排列顺序储存着遗传信息，核糖核苷酸是RNA的基本组成单位，A错误； B、基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，广州湍蛙是独立的新物种，与其他湍蛙存在生殖隔离，基因组成存在明显差异，因此其基因库与其他湍蛙种群的基因库不完全相同，B正确； C、新物种形成的标志是生殖隔离，不同物种间一定存在生殖隔离，但不一定存在地理隔离，无法推测二者一定存在地理隔离，C错误； D、线粒体DNA序列分析属于分子生物学水平的证据，比较解剖学证据是通过比较不同生物的器官、系统的形态结构特征判断亲缘关系，D错误。 22. 下列关于原核细胞结构与功能的叙述，正确的是（　　） A. 无叶绿体不能进行光合作用 B. 遗传信息主要储存在RNA中 C. 在细胞核中进行转录和翻译 D. 碳链为其生物大分子的基本骨架 【答案】D 【解析】 【详解】A、原核细胞虽无叶绿体，但部分种类（如蓝细菌）含有光合色素和酶，可在细胞膜或类囊体上进行光合作用，A错误； B、原核细胞的遗传物质为DNA，遗传信息主要储存在DNA中，RNA仅作为遗传信息传递的媒介，B错误； C、原核细胞无核膜包被的细胞核，其转录在拟核区进行，翻译在细胞质核糖体中进行，二者可同时发生，C错误； D、碳链是构成多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架，该特征在原核细胞和真核细胞中均成立，D正确。 故选D。 23. 研究者对接受和未接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度进行测定，结果如图。下列相关叙述错误的是（　　） A. 线粒体是细胞产生ATP的主要场所 B. 嵴上的酶催化有氧呼吸第二阶段反应 C. 力量训练提高了线粒体内膜表面积 D. 训练者线粒体的变化有利于增强肌细胞供能 【答案】B 【解析】 【详解】A、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸能产生大量ATP，所以线粒体是细胞产生ATP的主要场所，A正确； B、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，嵴上的酶催化的是有氧呼吸第三阶段反应，而不是第二阶段反应，B错误； C、从图中可以看出，接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度增大，嵴是线粒体内膜向内折叠形成的，所以力量训练提高了线粒体内膜表面积，C正确； D、训练者线粒体嵴密度增大，有利于有氧呼吸的进行，从而有利于增强肌细胞供能，D正确。 故选B。 24. 将向日葵叶片置于含已知浓度12CO2和14CO2的密闭透明小室中，并依次进行光照和黑暗处理，叶片对两种CO2的吸收无明显差异。测定小室中12CO2浓度和14C放射性强度，计算得到比活度（14C放射性强度/12CO2浓度），结果如图。据此作出的分析，正确的是（　　） A. 光照开始后，叶绿体中放射性首先出现在14C5 B. 6～8 min内，叶片细胞固定12CO2的量接近于零 C. 光照条件下，叶片会释放12CO2到小室中 D. 转入黑暗后，比活度降低是由于14CO2被快速吸收 【答案】C 【解析】 【详解】A、光照情况下，向日葵进行光合作用，吸收的14CO2与C5反应形成三碳化合物，即光照开始后，叶绿体中放射性首先出现在三碳化合物中，A错误； BC、6～8 min内，小室内12CO2浓度几乎不变，说明光合作用吸收12CO2和呼吸作用释放12CO2量相等，但是比活度下降，说明光合作用吸收的14CO2比呼吸释放的14CO2多，所以这个时期总光合速率大于总呼吸速率，叶片细胞固定12CO2的量不接近于零，B错误，C正确； D、转入黑暗后，比活度降低是由于12CO2被快速释放，D错误。 故选C。 25. 植物液泡膜上的V型质子泵可水解ATP并将H+运输到液泡内，使液泡的pH明显低于细胞质基质的pH。下列选项中，与V型质子泵的物质运输特点不相符的是（ ） A. 特异性运输某一种离子 B. 逆H+的浓度梯度运输 C. 运输过程保持自身构象不变 D. 与H+结合且依赖ATP供能 【答案】C 【解析】 【详解】A、作为载体蛋白，V 型质子泵只特异性运输H⁺，符合其特点，A正确； B、质子泵将H⁺从低浓度的细胞质基质运至高浓度的液泡内，属于逆浓度梯度运输，B正确； C、载体蛋白在运输物质时需与物质结合，并发生自身构象改变以完成转运，C错误； D、质子泵需与H⁺结合，并通过水解ATP提供能量实现运输，D正确； 故选C。 二、非选择题（共4题，共50分） 26. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。 线粒体新角色——睡眠节律调节器 果蝇中枢神经系统中存在着进行睡眠稳态调控的D神经元，其兴奋可诱导和维持睡眠，睡眠剥夺（强制唤醒）后D神经元的兴奋会被抑制。D神经元线粒体内膜上分布着各种转运蛋白（如图1），与睡眠状态相比，睡眠剥夺果蝇D神经元中这些转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调。 D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”，生成活性氧，当活性氧的生成速率高于机体消除能力时，会破坏线粒体膜结构，进而出现线粒体碎片化（裂变）。裂变至一定程度，线粒体与内质网接触增强，内质网广阔的膜结构帮助线粒体片段融合、修复，损伤严重的片段会经自噬作用降解。检测不同条件下D神经元中线粒体数量和体积，结果如图2。研究也发现人工诱导线粒体融合可使D神经元的兴奋性增加，睡眠变长，阻碍线粒体融合会使果蝇“重度失眠”；而调控线粒体裂变则相反。证明线粒体不仅是能量工厂，更是关键的睡眠节律调节器。 除D神经元外，机体其他细胞也会在睡眠时进行线粒体融合、修复。睡眠是优化能量代谢效率的关键生命活动，充足的睡眠对机体健康至关重要。 （1）图1线粒体内膜为有氧呼吸第______阶段的场所，H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并以______方式通过ATP合成酶，进而生成大量ATP，最终通过转运蛋白sesB运输至细胞质基质，为D神经元的生命活动供能。 （2）综合文中信息，完善短期睡眠剥夺后D神经元中发生的调控过程______。 （3）针对这一调控过程的理解正确的有______。 A. 可通过抑制活性氧的产生，促进线粒体裂变 B. 过表达促进线粒体裂变的蛋白，睡眠减少 C. 自噬可有效清除线粒体受损区域，利于其修复 D. 体现线粒体、内质网、溶酶体等分工合作，维持机体稳态、 （4）人体中也存在类似的睡眠调控神经元，其调控睡眠的机理与D神经元相同。请结合图2解释，在日常学习生活中应规避长期睡眠不足的原因______。 【答案】（1） ①. 三 ②. 协助扩散##易化扩散 （2）增加 减少 增加 裂变 融合、修复 （3）BCD （4）据图2可知，解除睡眠剥夺后，可以修复因睡眠剥夺导致裂变的线粒体；但长期睡眠不足会导致裂变的线粒体得不到及时、有效的融合、修复，影响细胞正常功能 【解析】 【小问1详解】 有氧呼吸共三个阶段，第三阶段的场所就是线粒体内膜；由图1可知H+先被转运蛋白泵到线粒体膜间隙，使得膜间隙H+浓度高于线粒体基质，H+顺浓度梯度通过ATP合成酶，且不需要消耗额外能量，因此运输方式为协助扩散（易化扩散）。 【小问2详解】 结合题干信息可知，与睡眠状态相比，睡眠剥夺果蝇D神经元中转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调，ATP合成增加，睡眠剥夺（强制唤醒）后D神经元的兴奋会被抑制，D神经元耗能不足，ATP消耗减少，ATP总量增加；D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”，引发电子泄漏、活性氧积累，最终破坏线粒体膜诱导线粒体碎片化，因此第三个框（引发线粒体____）填裂变。裂变到一定程度后，内质网会帮助线粒体片段完成融合修复，最终恢复D神经元兴奋性，因此最后一个空（最终引发线粒体____）填融合、修复。 【小问3详解】 A、由题意可知，活性氧积累才会促进线粒体裂变，因此抑制活性氧产生会抑制（而非促进）线粒体裂变，A错误； B、由题可知“诱导线粒体融合可使D神经元兴奋性增加，睡眠变长，调控线粒体裂变则相反”，因此过表达促进线粒体裂变的蛋白会抑制D神经元兴奋性，最终导致睡眠减少，B正确； C、由题可知“损伤严重的片段会经自噬作用降解”，清除受损片段后，更利于线粒体剩余部分修复，C正确； D、该过程中，线粒体发生裂变/融合，内质网辅助修复，溶酶体参与自噬降解损伤，多种细胞器分工合作，共同维持睡眠节律（机体稳态），D正确。 【小问4详解】 分析图2，对比三组实验可知：短期睡眠剥夺会让线粒体裂变，表现为线粒体数量增加、平均体积减小，而短期睡眠剥夺后只要恢复睡眠（解除剥夺），线粒体就可以完成融合修复，数量和体积都恢复到接近正常水平，如果长期睡眠不足，线粒体持续处于裂变状态，受损线粒体始终得不到及时、充分的融合修复；一方面会导致调控睡眠的神经元兴奋性持续被抑制，引发长期睡眠紊乱，另一方面受损线粒体无法正常合成ATP，能量供应不足，会影响神经元乃至整个机体的正常生理功能，长期会危害健康，因此日常需要规避长期睡眠不足。 27. 我国科学家将新鲜菠菜叶绿体中的类囊体（TK）与某种化合物（主要成分是CdTe+）进行结合，构建Tk-CdTe杂化能量模块，如图1所示。将Tk-CdTe、相关酶、底物、缓冲液等封装成人工光合作用细胞，以获得定制化产物。请回答下列问题： （1）图1中步骤①为了获取类囊体，首先将菠菜叶肉细胞破碎后，通过______法获得叶绿体，再在4℃条件下用低渗缓冲溶液处理叶绿体释放出类囊体。类囊体活性与叶绿素含量呈正相关，可用分光光度计测定类囊体对______光的吸光度来计算叶绿素含量。 （2）据图1分析，在适宜条件下Tk-CdTe杂化能量模块中电子（e-）的来源有_______，进行相关生化反应产生的还原型辅酶有______。 （3）图1中ATP合成酶的作用是_______。合成ATP依赖于类囊体膜两侧H⁺浓度差，图1中使类囊体膜两侧H⁺浓度差增加的过程有____________。（至少答出两点） （4）将相关物质封装在油包水微滴中形成如图2所示的人工光合作用细胞。从结构分析，人工光合作用细胞的膜由____层磷脂分子构成。与菠菜叶肉细胞相比，在同等条件下该人工细胞能积累更多有机物的原因有____________。 【答案】（1） ①. 差速离心 ②. 红 （2） ①. CdTe+产生，（PSⅡ上）H2O在光下分解产生 ②. NADPH和NADH （3） ①. 运输H+和催化ATP合成 ②. 水的光解产生H⁺；PQ运输H⁺；合成NADPH和NADH消耗H⁺ （4） ①. 1/一 ②. 人工细胞无呼吸作用，不会消耗生成的有机物，且Tk-CdTe对光能利用率更高，合成更多有机物 【解析】 【小问1详解】 分离获取不同细胞器的常用方法是差速离心法，低渗溶液中，叶绿体渗透吸水涨破，可释放出类囊体。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素也吸收蓝紫光，因此可通过测定对红光的吸光度计算叶绿素含量。 【小问2详解】 根据图1所示电子流向，CdTe+可以吸收光能，并释放电子传递给类囊体光系统，为光反应提供电子，且水的光解可提供电子。从图1可直接看出，该过程将NADP+还原为NADPH、NAD+还原为NADH，因此产生的还原型辅酶为NADPH和NADH； 【小问3详解】 从图1可知，图1中ATP合成酶的作用是运输H⁺、催化ATP的合成。图中水光解产生H⁺，使类囊体腔内H⁺浓度升高；而H⁺在类囊体薄膜上与NADP+结合生成NADPH、与NAD+结合生成NADH，使类囊体腔外的H⁺浓度降低，同时还可以将H⁺通过PQ运回到类囊体腔内，这样就使类囊体膜两侧H⁺浓度差增加。 【小问4详解】 该人工细胞是油包水结构：内侧是水、外侧是油，磷脂分子亲水头部朝向内侧水，疏水尾部朝向外侧油，因此膜仅由1层磷脂分子构成；和天然叶肉细胞相比，人工细胞没有线粒体等结构，不能进行细胞呼吸消耗有机物，同时杂化模块对光能利用率更高，因此能积累更多有机物。 28. 下图为叶绿体的光反应示意图。类胡萝卜素和绝大多数叶绿素构成天线色素，Chl是一种少数特殊状态的叶绿素a，其获得能量后处于激发态即Chl●，Chl●失去电子后变为Chl⁺；D蛋白为电子供体（提供电子的物质），A蛋白为电子受体（获得电子的物质）。 （1）图示过程发生的具体场所是__________，同时产生的物质还有__________。 （2）据图分析，电子的最初供体为__________，最终受体为__________。该阶段实现了光能→__________→__________的能量转变，为碳反应提供了还原剂和能量。 （3）当光照过强，植物吸收的光能超过其所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。有关光抑制的机制，一般认为：在强光下，一方面会导致NADP⁺不足，另一方面强光诱导产生的某些物质会损伤叶绿素及其所在的膜结构。而类胡萝卜素可快速清除这些物质，起到保护作用。 ①强光条件下，光反应产生的__________多于碳反应消耗的量，导致NADP⁺供应不足。 ②若要分离得到类胡萝卜素，可将色素提取后，利用__________法进行分离，在滤纸条上从上至下第__________条带就是需要的色素。 ③强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率会__________，可能的原因有a：该突变体无法清除积累物质而使叶绿体受损；b：__________。 【答案】（1） ①. 类囊体（膜） ②. ATP （2） ①. H2O ②. NADP+ ③. 电能 ④. 活跃的化学能 （3） ①. NADPH ②. 纸层析 ③. 一、二 ④. 下降 ⑤. 缺乏类胡萝卜素，导致吸收的蓝紫光减少 【解析】 【小问1详解】 图示为叶绿体光反应过程，光反应发生的具体场所是叶绿体的类囊体薄膜；光反应的产物为O2、NADPH和ATP，图中已标出O2和NADPH，因此额外产生的物质为ATP。 【小问2详解】 根据图示电子流向，水光解产生电子，因此电子的最初供体是水；电子最终传递给NADP+，因此最终受体是NADP+；光反应的能量转换过程为：光能→电能→ATP和NADPH中活跃的化学能，产物为碳反应提供还原剂和能量。 【小问3详解】 ①强光下光反应速率快，产生的NADPH（和ATP）多于碳反应的消耗量，大量NADP+被还原为NADPH，导致游离的NADP+供应不足。 ②叶绿体色素的分离利用纸层析法；滤纸条从上到下的色素带依次为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素，因此是从上至下第1、2条带。 ③类胡萝卜素除了题干提到的清除保护作用，本身还是光合色素，负责吸收传递光能。因此缺乏类胡萝卜素的突变体，一方面无法清除损伤叶绿体的物质，另一方面吸收的蓝紫光减少，传递的光能减少，光反应减弱，最终光合速率比正常植株更低。 29. 内共生假说认为，线粒体起源于在厌氧真核细胞中共生的需氧细菌。研究人员将经过改造的大肠杆菌导入相应的专性厌氧酵母细胞质中构建共生体，为上述假说提供证据。 （1）获得专性厌氧呼吸的酵母菌株利用基因敲除技术破坏酵母菌_____的功能，导致该细胞器不能产生ATP。 （2）获得维生素营养缺陷且能分泌ATP的大肠杆菌菌株 ①利用基因敲除技术获得维生素营养缺陷型大肠杆菌菌株A。 ②构建含有ATP转运蛋白基因X的质粒2。 已知在基因X和质粒1上均无EcoRⅠ和NotⅠ酶切位点。研究者采用引物P1（含EcoRⅠ识别序列）和P2（含NotⅠ识别序列）对基因X进行扩增，并采用引物P3（含EcoRⅠ识别序列）和P4（含NotⅠ识别序列）对质粒1进行扩增，使质粒1线性化，再经酶切、连接，使基因X与质粒1重组为质粒2．请在下图质粒1处标出引物P3和P4的位置及方向_____。 ③将质粒2转入菌株A中，筛选获得菌株B。 （3）采用下图所示过程将菌株B导入步骤（1）获得的酵母菌中，筛选获得融合菌株 促进膜融合的化学试剂通常选择_____。大肠杆菌细胞壁为双层结构，内层为坚固的肽聚糖，外层为脂质双分子层膜结构。融合细胞中的大肠杆菌形态正常且具有活性，说明与酵母细胞膜融合的是菌株B的_____。 在以丙酮酸为唯一碳源的选择培养基上筛选到能够增殖的融合菌株，其中酵母菌为大肠杆菌提供_____，大肠杆菌为酵母菌提供_____，表明二者建立了互利共生关系。在筛选融合菌株时，不能用葡萄糖为碳源，原因是：_____。 【答案】（1）线粒体 （2） （3） ①. PEG（或聚乙二醇，或高Ca2+-高pH） ②. 细胞壁外层（或外层脂质双分子层膜） ③. 维生素B1 ④. ATP ⑤. 葡萄糖可在酵母细胞质中分解产生ATP，未与大肠杆菌融合的酵母也可存活 【解析】 【分析】PCR技术： （1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制。 （3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。 （4）条件：Mg2+、模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。 （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 【小问1详解】 线粒体是有氧呼吸产生ATP的主要场所，要获得专性厌氧呼吸的酵母菌株，利用基因敲除技术破坏酵母菌线粒体的功能，就能导致该细胞器不能产生ATP。 【小问2详解】 要使质粒1线性化，且能与扩增后的基因X经酶切、连接重组为质粒2，引物P3和P4应分别位于质粒1的两端，且方向相反（因为PCR扩增时引物是从5’到3’方向延伸的，这样才能保证扩增出的线性化质粒两端分别带有EcoR Ⅰ和Not Ⅰ识别序列，与基因X两端的酶切位点匹配）。位置及方向如图：。 【小问3详解】 促进膜融合的化学试剂通常选择PEG（或聚乙二醇，或高Ca2+-高pH）。大肠杆菌细胞壁外层为脂质双分子层膜结构，融合细胞中的大肠杆菌形态正常且具有活性，说明与酵母细胞膜融合的是菌株B的细胞壁外层（或外层脂质双分子层膜）。 在以丙酮酸为唯一碳源的选择培养基上，酵母菌可进行代谢为大肠杆菌提供维生素B1，大肠杆菌能分泌ATP，为酵母菌提供ATP，表明二者建立了互利共生关系。不能用葡萄糖为碳源筛选融合菌株，原因是葡萄糖可在酵母细胞质中分解产生ATP，未与大肠杆菌融合的酵母也可存活，二者都能在以葡萄糖为碳源的培养基上都能生长，无法区分出只有二者互利共生才能生长的融合菌株。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $