精品解析:陕西省西安市阎良区2025-2026学年高二下学期期末考试生物试题
2026-09-07
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内容正文:
高二生物学试题
注意事项:
1.本试题共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 细胞学说是19世纪自然科学三大发现之一。下列关于细胞学说的叙述,错误的是( )
A. 施莱登和施旺提出细胞学说运用的是完全归纳法
B. 一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成
C. 根据魏尔肖的研究推知:细胞都来源于先前存在的细胞的分裂
D. 细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性
2. 病原学检查发现,引起肺炎的病原体包括支原体、肺炎链球菌、曲霉菌等多种类型。下列关于这些病原体的叙述,正确的是( )
A. 都在核糖体中合成蛋白质 B. 都以DNA为主要遗传物质
C. 均有以核膜为界限的细胞核 D. 细胞的增殖都离不开中心体
3. 雨水,是二十四节气的第二个节气,通常预示着降雨开始,雨量渐增。俗话说“春雨贵如油”,适宜的降水对农作物的生长很重要。下列关于水的叙述,错误的是( )
A. 细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合
B. 细胞中的自由水和结合水都是细胞结构的重要组成成分
C. 与休眠种子相比,萌发种子中自由水与结合水的比值更高
D. 风干储藏的种子使用前需要泡水,主要是增加自由水的含量
4. 苯丙酮尿症患者早期确诊后,可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗。为验证该策略的有效性进行了相关研究,下表为研究过程中患者体内几种矿物质元素含量的检测结果。下列分析正确的是( )
组别
锌(μmol/L)
铁(μmol/L)
钙(mmol/L)
锰(mmol/L)
铜(μmol/L)
实验组
70.58±1.53
7.38±1.20
1.68±0.17
1.65±0.17
18.77±3.97
对照组
78.61±0.90
7.75±0. 95
1.72±0.17
1.48±0.20
20.04±5.29
A. 表中检测的 5 种微量元素中,铁是构成血红素的元素
B. 维生素 D 属于胆固醇类物质,可以促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
C. 表中结果说明高蛋白食物的摄入会使患者体内矿物质元素的含量降低
D. 人体血液中必须含有一定量的 Ca2+,但 Ca2+的含量过低会引起抽搐
5. 西凤酒以高粱、大麦等为原料精制而成。某兴趣小组将西凤酒酿造过程中萌发的大麦研磨并过滤得到组织样液,检测生物组织中的相关物质。下列叙述正确的是( )
A. 若加入斐林试剂混匀,经水浴加热后未出现砖红色沉淀,则说明样液中不含糖
B. 欲检测是否含蛋白质,则应将双缩脲试剂A液和B液等量混匀后再注入
C. 若滴加几滴苏丹Ⅲ染液后呈红色,则说明样液中含有脂肪
D. 若有斐林试剂甲液和乙液以及蒸馏水,也可用来测定蛋白质
6. 玉米种子富含淀粉,而花生种子富含脂肪,种子萌发时,脂肪水解并转化为糖类,糖类等物质转运至胚轴,供给胚的生长和发育,花生种子中脂肪与糖类转化的过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 图中X表示脂肪酸,花生种子中储存的脂肪主要为饱和脂肪酸
B. 与花生种子相比,播种时玉米因种子需氧气多而适宜浅播
C. 等质量的花生干种子释放的能量比玉米干种子释放的能量更多
D. 花生种子萌发初期,干重会先增加,导致增加的主要元素是C
7. 我国科学家近期发现,血管内皮细胞表面的特定受体蛋白能感知血流产生的机械力。该蛋白受力后构象改变,促进转录因子Casz1(一类调控基因转录的蛋白质)与DNA结合以调控基因表达,在胚胎发育阶段决定血管发育为动脉或静脉。下列叙述正确的是( )
A. 该受体蛋白合成时产生的水中的氢均来自氨基酸的氨基
B. 该受体蛋白结构是其感知机械力并传递信号的基础
C. 该受体蛋白和Casz1都需经内质网和高尔基体的加工才具有活性
D. 动脉与静脉内皮细胞蛋白质种类不同的根本原因是基因种类不同
8. 蛋白质是生命活动的主要承担者,核酸是遗传信息的携带者。已知DNA条形码技术可利用细胞内一段特定的DNA序列鉴定物种。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质和DNA都可承担催化化学反应的功能,都是生命活动的产物
B. 蛋白质和DNA分子各自独特的空间结构是形成其多样性的原因
C. DNA条形码序列的单体可携带遗传信息,碳链是其基本骨架
D. DNA条形码序列初步水解和彻底水解的产物分别为4种、6种
9. 科学家曾用荧光染料对细胞膜成分进行处理,并使膜发出荧光,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。一段时间后,该漂白区域荧光逐渐恢复,检测被激光照射的区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线。实验过程及结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该方法可直接测定出单个被标记分子在膜上的精确运动轨迹和速率
B. 实验中的所有荧光染料标记的对象是膜上所有磷脂分子,以观察其流动性
C. 若在4℃条件下进行实验,荧光密度恢复到相同值所需的时间比37℃更长
D. 被漂白区域荧光密度的恢复,主要依赖于被标记分子的跨膜自由扩散
10. 细胞质环流速率可以在一定程度上反映出细胞代谢的程度。某实验小组利用黑藻的叶肉细胞,探究了不同光照强度对黑藻细胞质环流速率的影响。下列叙述错误的是( )
A. 除了光照强度外,各组温度及溶液的pH应保持相同且适宜
B. 可用洋葱根尖成熟区细胞代替黑藻叶肉细胞观察细胞质环流
C. 若在显微镜下环流方向为顺时针,则实际环流方向也为顺时针
D. 光照过强或过弱都会使黑藻细胞质的环流速率减慢
11. 中和蛇毒的抗蛇毒血清的有效成分主要是抗体(浆细胞分泌的一种蛋白质),研究人员破坏浆细胞的细胞膜后将其放入离心管中并依次按图1所示操作处理。下列说法正确的是( )
A. 图中分离细胞器的方法是差速离心法,核糖体仅存在沉淀④中
B. 图中含有双层膜细胞器的沉淀物有①和②
C. 激素与该抗体等分泌蛋白在核糖体和内质网之间的运输都依赖于囊泡
D. 抗蛇毒血清抗体分泌过程中细胞膜的面积增大的原因是接收来自高尔基体的囊泡
12. 某研究小组利用电子显微镜观察多种细胞样本,获得以下四组亚显微结构图像特征:
①观察到双层膜包被的细胞核,核仁明显;胞质中可见发达的粗面内质网、高尔基体及大量线粒体。
②无核膜包被的拟核区域;胞质中仅见游离核糖体,未观察到线粒体、内质网、高尔基体等膜性细胞器,但观察到由单层膜构成的扁平囊泡状结构平行排列形成的光合片层。
③无细胞核,无任何膜性细胞器,胞质中充满血红蛋白及少量核糖体。
④细胞核结构同①;胞质中溶酶体数量极多,内含电子密度不一的物质;线粒体嵴结构异常。
根据上述观察结果,下列分析与推断正确的是( )
A. 样本①可代表典型的分泌细胞,人体所有内分泌细胞均具有上述特点
B. 样本②中观察到的光合片层的功能类似于真核细胞中叶绿体的类囊体
C. 样本③状态下的细胞丢失了所有核酸,其较短的寿命与缺乏细胞核有关
D. 样本④的异常线粒体嵴结构降低了ATP合成效率,而溶酶体增多表明细胞正处于活跃分裂期
13. 核孔复合体是位于核膜上的一种特殊的跨膜运输蛋白复合体,是一个具有双功能、双向性的核质交换通道。下列叙述错误的是( )
A. 核膜由4层磷脂分子组成,参与构成生物膜系统
B. 核孔复合体是核质间DNA、RNA和蛋白质的运输通道
C. 在细胞有丝分裂过程中,核膜能够周期性的消失和重建
D. 真核生物核糖体的组装离不开核孔功能的正常执行
14. 外泌体是细胞通过胞吐方式释放的包含RNA和蛋白质的小囊泡,其主要来源于细胞内溶酶体内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到细胞外。肿瘤来源的外泌体可导致大量新生血管的生成,促进肿瘤的生长与侵袭。下列叙述错误的是( )
A. 经过人工改造后的外泌体,可作为定向运送特定药物的载体
B. 外泌体释放到细胞外的过程与膜的结构特性有关,不需要消耗能量
C. 多囊泡体外膜与细胞膜融合的过程,体现了生物膜具有一定的流动性
D. 肿瘤来源的外泌体内含信息分子,可促进肿瘤细胞的增殖与侵袭
15. 在“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”的实验中,某同学在显微镜下观察到图中所示细胞状态。下列叙述正确的是( )
A. 制作临时装片时,需要按压使细胞分散
B. ①两侧溶液的浓度会有较大差异
C. ②区域是无色的细胞质基质
D. ③是细胞液,整个过程中其颜色呈现浅→深→浅的变化
16. 将完全相同的紫色牵牛花花瓣细胞分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中,测得的细胞膜与细胞壁之间的距离(L)随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙
B. 由t0到t1过程中,甲溶液中细胞的吸水能力逐渐增加
C. a点到b点的过程中,乙溶液中细胞的细胞液浓度小于外界溶液浓度
D. 丙溶液中,细胞液与外界溶液之间水分子进出处于动态平衡
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 图1表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中甲代表图中有机物共有的元素,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子,X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。图2为核酸的部分结构示意图。回答下列问题:
(1)图1中,甲包括的元素有_______________________________;纤维素与淀粉化学性质不同的原因是_______________________________,导致二者的空间结构不同。
(2)人体内分布在肌肉和肝脏中的多糖Ⅴ在细胞中的主要作用是________________________。当人体血液中葡萄糖含量低于正常值时,________________________便分解产生葡萄糖及时补充。多糖和Ⅳ在细胞膜的________________________(填“外”或“内”)侧结合成糖蛋白,该成分具有________________________的作用。
(3)脂质中除Ⅰ外,还包括______________。“胖人怕热,瘦人怕撞”是因为Ⅰ具有______________功能。
(4)若图2为Ⅱ的部分结构,则①的中文全称是______________。与Ⅱ相比,Ⅲ特有的成分是______________。
18. 研究发现,在真核细胞中膜蛋白、分泌蛋白的经典运输途径中存在一个中间膜区室,称为内质网—高尔基体中间体(ERGIC),它进行分选后,完成相关物质的运输过程,如图所示。研究还发现,ERGF也参与某些蛋白通过非经典途径分泌到细胞外的过程,非经典分泌蛋白“货物”在细胞质中HSP90A的作用下,发生去折叠,随后与位于ERGIC上的膜蛋白TMED10结合,进而诱发TMED10寡聚化形成蛋白通道。在HSP90B1的帮助下,“货物”通过TMED10蛋白通道进入到ERGIC腔内,随后“货物”可通过多种途径分泌到细胞外。回答下列问题:
(1)细胞中内质网、高尔基体等膜结构的基本支架是______,ERGIC的主要成分是______。
(2)科学家用³H标记的氨基酸探究蛋白质的合成和分泌时,3H_______(填“能”或“不能”)标记在氨基酸的羧基位置,原因是______。
(3)据图分析,ERGIC参与蛋白质分选的意义是______。
(4)研究表明,细胞中溶酶体中的酶符合文中所述“经典运输途径”,则该过程可表示为:核糖体→______→溶酶体。(用结构名称和→表示)
(5)非经典分泌途径可作为经典分泌途径的有效补充,共同参与细胞内蛋白质稳态的维持,而非经典途径分泌蛋白得以释放的关键步骤是______。
19. 肝脏是人体唯一可大规模清除胆固醇的脏器,肝内的脂质沉淀积聚,可对肝功能造成损伤,回答下列问题:
(1)胆固醇除了参与人体血液中脂质的运输,还是构成______________的成分。低密度脂蛋白(LDL)是血浆中的胆固醇与磷脂、蛋白质形成的复合物,其表面有一层磷脂,该层磷脂的尾部应朝向______________(填“内部蛋白质”或“外部水溶液”)。细胞需要时LDL与细胞膜上的受体结合成LDL-受体复合物进入细胞,LDL转运到溶酶体中,被其中的______________降解,胆固醇被释放进入细胞质基质中。
(2)肝细胞清除多余胆固醇需要消耗大量能量,细胞内直接供能细胞器是______________,该细胞器在心肌细胞中数量远多于肝细胞,原因是______________。
(3)为研究不同处理对高脂饮食诱导的胆固醇代谢紊乱的影响,研究人员将小型猪均分为三组:去势组(去除睾丸)、不去势组和去势+睾酮组,手术一周后,三组动物均采用高脂饲料饲喂12周,定期检测体内血清胆固醇含量,结果如图所示。
①为避免无关变量的影响,对不去势组小型猪的处理为______________。据图分析,该实验结果表明______________。
②高脂饮食诱导的高胆固醇血症是引发非酒精性脂肪肝的重要风险因素,结合本实验提出一条治疗该疾病的新思路:______________。
20. 如图甲为不同物质进出肾小管上皮细胞的模式图,图乙为不同葡萄糖浓度下GLUT2、SGLT1转运葡萄糖的速率曲线。请回答下列问题:
(1)转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白,图甲中过程①的速率______________(填“大于”“等于”或“小于”)过程②的,过程②的转运蛋白属于______________。
(2)图甲中葡萄糖进、出细胞的方式分别为______________、______________,若抑制细胞呼吸,会影响葡萄糖进入细胞,原因是______________。
(3)钠-钾泵可以将肾小管上皮细胞内的Na+及时排出以维持较低浓度,该过程中其自身空间结构______________(填“会”或“不会”)发生改变,并体现出它______________的双重功能。
(4)图乙中A与B相比限制葡萄糖转运速率的因素主要是______________;葡萄糖浓度为11 mmol·L-1时,限制GLUT2转运葡萄糖的主要因素是______________。
21. 高盐胁迫是制约农业生产的重要环境问题。耐盐植物滨藜可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其机制如图。进一步探究发现,转录因子TSR1可激活耐盐相关基因NCL1编码转运蛋白C的表达,强化耐盐机制。为综合评估植物耐盐能力,科研团队对滨藜、柑橘及基因编辑改良后的新型耐盐柑橘(过表达TSR1)开展研究,部分数据如表。请结合图机制和表数据回答问题:
植物类型
NaCl浓度(mmol/L)
离子稳态指数
抗氧化酶活性(U/g)
滨藜
200
0.8
120
柑橘
200
1.5
80
改良柑橘
200
1.0
100
(注:离子稳态指数——反映细胞内Na+/K+比值;抗氧化酶活性——反映抗胁迫损伤能力)
(1)图中,Ca2+通过转运蛋白B进入细胞的方式______________(填“需要”或“不需要”)与转运蛋白B结合。转运蛋白C借助H+浓度梯度将Na+运出细胞,该过程体现了细胞膜______________的功能。
(2)根据图中植物抗盐胁迫的机制,农业生产上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施有:______________(答出一点即可)。
(3)根据题干及表中滨藜、柑橘与改良柑橘的数据,推测过表达TSR1提升耐盐能力的可能原因:______________。
(4)有人提出,改良柑橘耐盐能力比柑橘高是因为改良柑橘根部细胞的细胞液浓度比柑橘根部细胞的细胞液浓度高。现提供蔗糖溶液,请利用质壁分离实验的方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路):______________。
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高二生物学试题
注意事项:
1.本试题共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 细胞学说是19世纪自然科学三大发现之一。下列关于细胞学说的叙述,错误的是( )
A. 施莱登和施旺提出细胞学说运用的是完全归纳法
B. 一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成
C. 根据魏尔肖的研究推知:细胞都来源于先前存在的细胞的分裂
D. 细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性
【答案】A
【解析】
【详解】A、施莱登和施旺提出细胞学说时,仅观察了部分动植物细胞,未涵盖所有生物类型,因此运用的是不完全归纳法,而非完全归纳法,A错误;
B、细胞学说指出,一切动植物均由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物构成,这是细胞学说的核心内容之一,B正确;
C、魏尔肖提出"细胞通过分裂产生新细胞",修正并补充了细胞学说,强调细胞均来源于先前存在的细胞,C正确;
D、细胞学说揭示了动物和植物在结构上的统一性(均以细胞为基本单位),为生物界的统一性提供了理论基础,D正确。
故选A。
2. 病原学检查发现,引起肺炎的病原体包括支原体、肺炎链球菌、曲霉菌等多种类型。下列关于这些病原体的叙述,正确的是( )
A. 都在核糖体中合成蛋白质 B. 都以DNA为主要遗传物质
C. 均有以核膜为界限的细胞核 D. 细胞的增殖都离不开中心体
【答案】A
【解析】
【详解】A、支原体、肺炎链球菌、曲霉菌等多种类型属于细胞生物,这些细胞生物中都含有核糖体,蛋白质的合成场所都是核糖体,A正确;
B、题中三类生物均为细胞生物,细胞生物的遗传物质就是DNA,B错误;
C、支原体、肺炎链球菌为原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,曲霉菌有以核膜为界限的细胞核,为真核生物,C错误;
D、中心体仅分布在动物细胞和低等植物细胞中,原核生物只有核糖体一种细胞器,没有中心体,曲霉菌作为真菌也不存在中心体,三类生物的增殖均与中心体无关,D错误。
3. 雨水,是二十四节气的第二个节气,通常预示着降雨开始,雨量渐增。俗话说“春雨贵如油”,适宜的降水对农作物的生长很重要。下列关于水的叙述,错误的是( )
A. 细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合
B. 细胞中的自由水和结合水都是细胞结构的重要组成成分
C. 与休眠种子相比,萌发种子中自由水与结合水的比值更高
D. 风干储藏的种子使用前需要泡水,主要是增加自由水的含量
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞内的结合水主要与蛋白质、多糖等物质结合,是细胞结构的重要组成成分,A正确;
B、只有结合水是细胞结构的重要组成成分,自由水不参与细胞结构的构成,可作为细胞内的良好溶剂、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物等,B错误;
C、自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,萌发种子代谢强度远高于休眠种子,因此该比值更高,C正确;
D、风干储藏的种子主要丢失了自由水,代谢强度极低,泡水主要是增加自由水的含量,提升细胞代谢水平,促进种子萌发,D正确。
故选B。
4. 苯丙酮尿症患者早期确诊后,可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗。为验证该策略的有效性进行了相关研究,下表为研究过程中患者体内几种矿物质元素含量的检测结果。下列分析正确的是( )
组别
锌(μmol/L)
铁(μmol/L)
钙(mmol/L)
锰(mmol/L)
铜(μmol/L)
实验组
70.58±1.53
7.38±1.20
1.68±0.17
1.65±0.17
18.77±3.97
对照组
78.61±0.90
7.75±0. 95
1.72±0.17
1.48±0.20
20.04±5.29
A. 表中检测的 5 种微量元素中,铁是构成血红素的元素
B. 维生素 D 属于胆固醇类物质,可以促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
C. 表中结果说明高蛋白食物的摄入会使患者体内矿物质元素的含量降低
D. 人体血液中必须含有一定量的 Ca2+,但 Ca2+的含量过低会引起抽搐
【答案】D
【解析】
【详解】A、表中检测的5种元素中,钙(Ca)属于大量元素,其余锌、铁、锰、铜为微量元素,A错误;
B、维生素D属于固醇类物质,而胆固醇是固醇的一种,B错误;
C、实验组(限制高蛋白)的锌、铁、钙、铜含量低于对照组,但锰含量更高,无法得出“高蛋白摄入使所有矿物质含量降低”的结论,C错误;
D、血液中Ca²⁺含量过低会引起抽搐,D正确。
故选D。
5. 西凤酒以高粱、大麦等为原料精制而成。某兴趣小组将西凤酒酿造过程中萌发的大麦研磨并过滤得到组织样液,检测生物组织中的相关物质。下列叙述正确的是( )
A. 若加入斐林试剂混匀,经水浴加热后未出现砖红色沉淀,则说明样液中不含糖
B. 欲检测是否含蛋白质,则应将双缩脲试剂A液和B液等量混匀后再注入
C. 若滴加几滴苏丹Ⅲ染液后呈红色,则说明样液中含有脂肪
D. 若有斐林试剂甲液和乙液以及蒸馏水,也可用来测定蛋白质
【答案】D
【解析】
【详解】A、斐林试剂仅能检测还原糖,水浴加热后未出现砖红色沉淀,只能说明样液中不含还原糖,也可能存在蔗糖、淀粉等非还原糖,A错误;
B、检测蛋白质时,需先加双缩脲试剂A液创造碱性环境,摇匀后再滴加少量双缩脲试剂B液,不能将两种试剂等量混匀后使用,B错误;
C、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染为橘黄色,苏丹Ⅳ染液才会将脂肪染为红色,C错误;
D、斐林试剂甲液为0.1g/mL的NaOH溶液,和双缩脲试剂A液成分、浓度完全一致;斐林试剂乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液,用蒸馏水稀释到0.01g/mL即可作为双缩脲试剂B液使用,因此可以用来测定蛋白质,D正确。
6. 玉米种子富含淀粉,而花生种子富含脂肪,种子萌发时,脂肪水解并转化为糖类,糖类等物质转运至胚轴,供给胚的生长和发育,花生种子中脂肪与糖类转化的过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 图中X表示脂肪酸,花生种子中储存的脂肪主要为饱和脂肪酸
B. 与花生种子相比,播种时玉米因种子需氧气多而适宜浅播
C. 等质量的花生干种子释放的能量比玉米干种子释放的能量更多
D. 花生种子萌发初期,干重会先增加,导致增加的主要元素是C
【答案】C
【解析】
【详解】A、脂肪水解的产物为甘油和脂肪酸,因此图中X是脂肪酸,但花生是植物,其储存的脂肪主要为不饱和脂肪酸,A错误;
B、脂肪中C、H的比例远高于糖类,氧化分解时消耗的氧气更多,花生种子富含脂肪,因此播种时花生更适宜浅播,玉米种子富含淀粉(糖类),需氧量更少,B错误;
C、等质量的脂肪与糖类相比,脂肪C、H比例更高,氧化分解释放的能量更多,花生干种子富含脂肪,玉米干种子富含淀粉(属于糖类),因此等质量的花生干种子释放的能量比玉米干种子更多,C正确;
D、花生种子萌发初期,脂肪转化为糖类,糖类的氧含量远高于脂肪,该转化过程需要结合氧,因此干重增加的主要元素是O,不是C,D错误。
7. 我国科学家近期发现,血管内皮细胞表面的特定受体蛋白能感知血流产生的机械力。该蛋白受力后构象改变,促进转录因子Casz1(一类调控基因转录的蛋白质)与DNA结合以调控基因表达,在胚胎发育阶段决定血管发育为动脉或静脉。下列叙述正确的是( )
A. 该受体蛋白合成时产生的水中的氢均来自氨基酸的氨基
B. 该受体蛋白结构是其感知机械力并传递信号的基础
C. 该受体蛋白和Casz1都需经内质网和高尔基体的加工才具有活性
D. 动脉与静脉内皮细胞蛋白质种类不同的根本原因是基因种类不同
【答案】B
【解析】
【详解】A、氨基酸脱水缩合形成蛋白质时,生成的水分子中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,A错误;
B、蛋白质的结构决定功能,该受体蛋白感知机械力、构象改变后传递信号的功能依赖其特定的结构,B正确;
C、Casz1是在细胞核内发挥作用的转录因子,属于胞内蛋白,不需要经过高尔基体加工,C错误;
D、动脉与静脉内皮细胞均由受精卵分裂分化而来,所含基因种类相同,蛋白质种类不同的根本原因是基因的选择性表达,D错误。
8. 蛋白质是生命活动的主要承担者,核酸是遗传信息的携带者。已知DNA条形码技术可利用细胞内一段特定的DNA序列鉴定物种。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质和DNA都可承担催化化学反应的功能,都是生命活动的产物
B. 蛋白质和DNA分子各自独特的空间结构是形成其多样性的原因
C. DNA条形码序列的单体可携带遗传信息,碳链是其基本骨架
D. DNA条形码序列初步水解和彻底水解的产物分别为4种、6种
【答案】D
【解析】
【详解】A、蛋白质中的酶具有催化功能,DNA不具有催化功能,A错误;
B、DNA的空间结构具有统一性,是双螺旋结构,B错误;
C、DNA条形码序列的单体为脱氧核苷酸,单个脱氧核苷酸不携带遗传信息(遗传信息由碱基序列承载),脱氧核苷酸以碳链为基本骨架,C错误。
D、DNA初步水解产物为4种脱氧核苷酸(单体),彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基(A、T、G、C),共6种小分子物质,D正确。
故选D。
9. 科学家曾用荧光染料对细胞膜成分进行处理,并使膜发出荧光,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。一段时间后,该漂白区域荧光逐渐恢复,检测被激光照射的区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线。实验过程及结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该方法可直接测定出单个被标记分子在膜上的精确运动轨迹和速率
B. 实验中的所有荧光染料标记的对象是膜上所有磷脂分子,以观察其流动性
C. 若在4℃条件下进行实验,荧光密度恢复到相同值所需的时间比37℃更长
D. 被漂白区域荧光密度的恢复,主要依赖于被标记分子的跨膜自由扩散
【答案】C
【解析】
【详解】A、该方法只能检测漂白区域整体的荧光恢复速率,反映膜上分子群体的平均运动情况,无法直接测定单个被标记分子的精确运动轨迹和速率,A错误;
B、荧光染料可以标记细胞膜上的磷脂或者蛋白质等分子,并非只能标记所有磷脂分子,该实验是为了观察细胞膜的流动性,B错误;
C、细胞膜的流动性受温度影响,4℃温度低于37℃,膜上分子运动速率更慢,因此荧光密度恢复到相同值所需的时间更长,C正确;
D、被漂白区域荧光密度恢复依赖于被标记分子在膜平面上的侧向移动,跨膜自由扩散是分子穿过膜的运输过程,与该现象无关,D错误。
10. 细胞质环流速率可以在一定程度上反映出细胞代谢的程度。某实验小组利用黑藻的叶肉细胞,探究了不同光照强度对黑藻细胞质环流速率的影响。下列叙述错误的是( )
A. 除了光照强度外,各组温度及溶液的pH应保持相同且适宜
B. 可用洋葱根尖成熟区细胞代替黑藻叶肉细胞观察细胞质环流
C. 若在显微镜下环流方向为顺时针,则实际环流方向也为顺时针
D. 光照过强或过弱都会使黑藻细胞质的环流速率减慢
【答案】B
【解析】
【详解】A、本实验的自变量为光照强度,温度、溶液pH属于无关变量,根据实验设计的单一变量原则,无关变量应保持相同且适宜,A正确;
B、观察细胞质环流常以叶绿体的运动作为标志,洋葱根尖成熟区细胞无叶绿体,且代谢速率较低,细胞质环流现象不明显,不能代替黑藻叶肉细胞进行该实验,B错误;
C、显微镜成的是上下、左右均颠倒的倒像,若视野中观察到环流方向为顺时针,将图像旋转180°后方向仍为顺时针,即实际环流方向与观察到的方向一致,C正确;
D、光照过弱时黑藻光合作用强度低,细胞代谢速率慢,细胞质环流速率减慢;光照过强时可能损伤细胞,也会导致环流速率减慢,D正确。
11. 中和蛇毒的抗蛇毒血清的有效成分主要是抗体(浆细胞分泌的一种蛋白质),研究人员破坏浆细胞的细胞膜后将其放入离心管中并依次按图1所示操作处理。下列说法正确的是( )
A. 图中分离细胞器的方法是差速离心法,核糖体仅存在沉淀④中
B. 图中含有双层膜细胞器的沉淀物有①和②
C. 激素与该抗体等分泌蛋白在核糖体和内质网之间的运输都依赖于囊泡
D. 抗蛇毒血清抗体分泌过程中细胞膜的面积增大的原因是接收来自高尔基体的囊泡
【答案】D
【解析】
【详解】A、图中分离细胞器的方法是差速离心法,核糖体在上清液①②③和沉淀物④中都存在,A错误;
B、动物细胞内的双层膜细胞器只有线粒体,沉淀②中含有双层膜细胞器,沉淀物①中不含线粒体,B错误;
C、核糖体是无膜结构的细胞器,分泌蛋白在核糖体合成后直接进入内质网,二者之间的运输不需要囊泡;且激素不都是蛋白质(如性激素属于脂质),并非都属于分泌蛋白,合成和运输路径与分泌蛋白不同,C错误;
D、抗体属于分泌蛋白,分泌过程中来自高尔基体的囊泡与细胞膜融合,囊泡膜整合为细胞膜的一部分,因此细胞膜的面积增大,D正确。
12. 某研究小组利用电子显微镜观察多种细胞样本,获得以下四组亚显微结构图像特征:
①观察到双层膜包被的细胞核,核仁明显;胞质中可见发达的粗面内质网、高尔基体及大量线粒体。
②无核膜包被的拟核区域;胞质中仅见游离核糖体,未观察到线粒体、内质网、高尔基体等膜性细胞器,但观察到由单层膜构成的扁平囊泡状结构平行排列形成的光合片层。
③无细胞核,无任何膜性细胞器,胞质中充满血红蛋白及少量核糖体。
④细胞核结构同①;胞质中溶酶体数量极多,内含电子密度不一的物质;线粒体嵴结构异常。
根据上述观察结果,下列分析与推断正确的是( )
A. 样本①可代表典型的分泌细胞,人体所有内分泌细胞均具有上述特点
B. 样本②中观察到的光合片层的功能类似于真核细胞中叶绿体的类囊体
C. 样本③状态下的细胞丢失了所有核酸,其较短的寿命与缺乏细胞核有关
D. 样本④的异常线粒体嵴结构降低了ATP合成效率,而溶酶体增多表明细胞正处于活跃分裂期
【答案】B
【解析】
【详解】A、样本①有发达粗面内质网、高尔基体,可代表分泌蛋白类物质的分泌细胞,但并非所有内分泌细胞都符合该特点:如分泌类固醇类激素的内分泌细胞滑面内质网更发达,A错误;
B、样本②为含光合片层的原核生物(如蓝细菌),光合片层上附着光合色素和与光合作用相关的酶,是光反应的场所,功能与真核细胞叶绿体的类囊体类似,B正确;
C、样本③是哺乳动物成熟红细胞,细胞内的核糖体中仍含有rRNA,并未丢失所有核酸,C错误;
D、线粒体嵴是有氧呼吸第三阶段的场所,结构异常会降低ATP合成效率;但溶酶体的功能是分解衰老、损伤的细胞器或吞噬病原体,溶酶体增多不代表细胞处于活跃分裂期,活跃分裂的细胞代谢旺盛,无该特征,D错误。
13. 核孔复合体是位于核膜上的一种特殊的跨膜运输蛋白复合体,是一个具有双功能、双向性的核质交换通道。下列叙述错误的是( )
A. 核膜由4层磷脂分子组成,参与构成生物膜系统
B. 核孔复合体是核质间DNA、RNA和蛋白质的运输通道
C. 在细胞有丝分裂过程中,核膜能够周期性的消失和重建
D. 真核生物核糖体的组装离不开核孔功能的正常执行
【答案】B
【解析】
【详解】A、核膜为双层膜结构,每层生物膜由2层磷脂分子构成,因此核膜共含4层磷脂分子,核膜属于生物膜系统的组成成分,A正确;
B、核孔复合体具有选择透过性,是核质间RNA、蛋白质等大分子的运输通道,但细胞核内的DNA不能通过核孔运出细胞核,B错误;
C、细胞有丝分裂过程中,前期核膜消失,末期核膜重建,因此核膜能够周期性消失和重建,C正确;
D、核糖体由rRNA和蛋白质组成,rRNA在细胞核内合成后需经核孔运至细胞质,构成核糖体的蛋白质在细胞质合成后需经核孔进入细胞核参与核糖体亚基的组装,因此真核生物核糖体的组装离不开核孔功能的正常执行,D正确。
14. 外泌体是细胞通过胞吐方式释放的包含RNA和蛋白质的小囊泡,其主要来源于细胞内溶酶体内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到细胞外。肿瘤来源的外泌体可导致大量新生血管的生成,促进肿瘤的生长与侵袭。下列叙述错误的是( )
A. 经过人工改造后的外泌体,可作为定向运送特定药物的载体
B. 外泌体释放到细胞外的过程与膜的结构特性有关,不需要消耗能量
C. 多囊泡体外膜与细胞膜融合的过程,体现了生物膜具有一定的流动性
D. 肿瘤来源的外泌体内含信息分子,可促进肿瘤细胞的增殖与侵袭
【答案】B
【解析】
【详解】A、外泌体是具有生物膜结构的囊泡,经人工改造后可获得靶向运输能力,可作为定向运送特定药物的载体,A正确;
B、外泌体通过胞吐方式释放到细胞外,该过程依赖生物膜的流动性(膜的结构特性),且胞吐属于耗能过程,需要消耗细胞呼吸产生的能量,B错误;
C、生物膜具有一定的流动性是膜融合的结构基础,多囊泡体外膜与细胞膜融合的过程体现了该结构特点,C正确;
D、由题干可知肿瘤来源的外泌体可促进肿瘤生长与侵袭,说明其内含的RNA、蛋白质等物质可作为信息分子传递调控信号,D正确。
15. 在“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”的实验中,某同学在显微镜下观察到图中所示细胞状态。下列叙述正确的是( )
A. 制作临时装片时,需要按压使细胞分散
B. ①两侧溶液的浓度会有较大差异
C. ②区域是无色的细胞质基质
D. ③是细胞液,整个过程中其颜色呈现浅→深→浅的变化
【答案】D
【解析】
【详解】A、观察洋葱表皮细胞质壁分离实验中,撕取的紫色洋葱鳞片叶外表皮本身为单层细胞,无需按压分散,按压反而可能破坏细胞结构,A错误;
B、①为细胞壁,具有全透性,溶质和溶剂均可自由通过细胞壁,因此其两侧溶液浓度基本一致,不存在较大差异,B错误;
C、②区域是细胞壁与原生质层之间的空隙,细胞壁为全透性,因此该区域充满外界溶液,不是细胞质基质,C错误;
D、③是液泡中的细胞液,在质壁分离及复原的完整实验过程中:初始正常状态细胞液浓度低,颜色较浅;滴加高浓度蔗糖溶液后细胞失水发生质壁分离,细胞液浓度升高,颜色变深;滴加清水后细胞吸水发生质壁分离复原,细胞液浓度降低,颜色再次变浅,因此整体颜色呈现浅→深→浅的变化,D正确。
16. 将完全相同的紫色牵牛花花瓣细胞分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中,测得的细胞膜与细胞壁之间的距离(L)随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙
B. 由t0到t1过程中,甲溶液中细胞的吸水能力逐渐增加
C. a点到b点的过程中,乙溶液中细胞的细胞液浓度小于外界溶液浓度
D. 丙溶液中,细胞液与外界溶液之间水分子进出处于动态平衡
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞膜与细胞壁之间的距离(L)越大,说明细胞失水越多,外界溶液浓度越高。 从图中可知,在相同时间内,甲溶液中细胞的L值最大,乙次之,丙最小,所以甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙,A正确;
B、由t0到t1过程中,甲溶液中细胞不断失水,细胞液浓度逐渐增大。 细胞液浓度增大,细胞的吸水能力就会逐渐增加,B正确;
C、a点到b点的过程中,乙溶液中细胞的细胞膜与细胞壁之间的距离在减小,说明细胞在吸水。 细胞吸水时,细胞液浓度大于外界溶液浓度,C错误;
D、丙溶液中,细胞膜与细胞壁之间的距离基本不变,说明细胞处于动态平衡状态。 但动态平衡时,细胞液与外界溶液之间仍有水分子的交换,只是水分子进出达到平衡,D正确。
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 图1表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中甲代表图中有机物共有的元素,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子,X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。图2为核酸的部分结构示意图。回答下列问题:
(1)图1中,甲包括的元素有_______________________________;纤维素与淀粉化学性质不同的原因是_______________________________,导致二者的空间结构不同。
(2)人体内分布在肌肉和肝脏中的多糖Ⅴ在细胞中的主要作用是________________________。当人体血液中葡萄糖含量低于正常值时,________________________便分解产生葡萄糖及时补充。多糖和Ⅳ在细胞膜的________________________(填“外”或“内”)侧结合成糖蛋白,该成分具有________________________的作用。
(3)脂质中除Ⅰ外,还包括______________。“胖人怕热,瘦人怕撞”是因为Ⅰ具有______________功能。
(4)若图2为Ⅱ的部分结构,则①的中文全称是______________。与Ⅱ相比,Ⅲ特有的成分是______________。
【答案】(1) ①. C、H、O ②. 组成两者的单糖(葡萄糖)的连接方式不同
(2) ①. 储存能量 ②. 肝糖原 ③. 外 ④. 识别(或信息交流)
(3) ①. 磷脂和固醇 ②. 保温、缓冲和减压
(4) ①. 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 ②. 核糖和尿嘧啶
【解析】
【小问1详解】
首先推导图1物质:淀粉、纤维素、糖原(Ⅴ)属于糖类,Ⅰ是脂肪,二者元素组成为C、H、O;核酸(Ⅱ、Ⅲ)元素组成为C、H、O、N、P,蛋白质(Ⅳ)元素组成为C、H、O、N等,因此共有元素甲为C、H、O。淀粉和纤维素的单体均为葡萄糖,但葡萄糖的连接方式不同,导致空间结构和化学性质不同。
【小问2详解】
Ⅴ是动物细胞的多糖糖原,功能是储存能量;血糖低于正常值时,只有肝糖原能分解为葡萄糖补充血糖,肌糖原不能直接分解为葡萄糖。糖蛋白分布在细胞膜外侧,具有细胞识别、信息传递、保护润滑等功能。
【小问3详解】
脂质包括脂肪(Ⅰ)、磷脂、固醇三类。脂肪具有保温作用,因此肥胖者脂肪多、散热差怕热;脂肪还具有缓冲减压、保护内脏的作用,因此消瘦者脂肪少、缓冲能力差怕撞。
【小问4详解】
Ⅱ是主要分布在细胞核的DNA,其基本单位是脱氧核糖核苷酸,①中碱基为鸟嘌呤(G),因此全称是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。与DNA相比,RNA(Ⅲ)特有的成分是五碳糖核糖、碱基尿嘧啶(U)。
18. 研究发现,在真核细胞中膜蛋白、分泌蛋白的经典运输途径中存在一个中间膜区室,称为内质网—高尔基体中间体(ERGIC),它进行分选后,完成相关物质的运输过程,如图所示。研究还发现,ERGF也参与某些蛋白通过非经典途径分泌到细胞外的过程,非经典分泌蛋白“货物”在细胞质中HSP90A的作用下,发生去折叠,随后与位于ERGIC上的膜蛋白TMED10结合,进而诱发TMED10寡聚化形成蛋白通道。在HSP90B1的帮助下,“货物”通过TMED10蛋白通道进入到ERGIC腔内,随后“货物”可通过多种途径分泌到细胞外。回答下列问题:
(1)细胞中内质网、高尔基体等膜结构的基本支架是______,ERGIC的主要成分是______。
(2)科学家用³H标记的氨基酸探究蛋白质的合成和分泌时,3H_______(填“能”或“不能”)标记在氨基酸的羧基位置,原因是______。
(3)据图分析,ERGIC参与蛋白质分选的意义是______。
(4)研究表明,细胞中溶酶体中的酶符合文中所述“经典运输途径”,则该过程可表示为:核糖体→______→溶酶体。(用结构名称和→表示)
(5)非经典分泌途径可作为经典分泌途径的有效补充,共同参与细胞内蛋白质稳态的维持,而非经典途径分泌蛋白得以释放的关键步骤是______。
【答案】(1) ①. 磷脂双分子层 ②. 磷脂(脂质)和蛋白质
(2) ①. 不能 ②. 3H标记在氨基酸的羧基位置的羟基(—OH)上,在脱水缩合时会将其脱掉
(3)确保蛋白质能准确运输到相应的部位并发挥作用
(4)内质网→COPⅡ→ERGIC→COPⅠ→高尔基体
(5)通过TMED10寡聚化蛋白通道进入ERGIC
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成依次经过核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,以胞吐形式释放。
【小问1详解】
内质网、高尔基体等膜结构(生物膜)的基本支架是磷脂双分子层,ERGIC的成分应该与内质网、高尔基体相似,故ERGIC的主要成分是磷脂(脂质)和蛋白质。
【小问2详解】
同位素标记选择的元素一定不能在变化过程中从被标记物质上脱落,脱落了起不到标记作用。若3H标记在氨基酸的羧基位置的羟基(—OH)上,在脱水缩合时会将其脱掉,故3H不能标记在氨基酸的羧基位置。
【小问3详解】
蛋白质分选可以使蛋白质被准确运输到特定部位,从而保证细胞内各种代谢活动有序进行;不同的细胞器具有不同的功能,分选途径可确保各细胞器膜或细胞膜能得到其所需的蛋白质来执行特定的功能,即确保蛋白质能准确运输到相应的部位并发挥作用。
【小问4详解】
由题意可知,“经典运输途径”与分泌蛋白运输途径是一致的,细胞中溶酶体中的酶符合文中所述“经典运输途径”,则该过程可表示为:核糖体→内质网→COPⅡ→ERGIC→COPⅠ→高尔基体→溶酶体。
【小问5详解】
一些不含信号肽的蛋白质可通过非经典蛋白分泌释放,这些蛋白质通过结合细胞质中的HSP90A完成去折叠,然后与内质网—高尔基体中间体(ERGIC)上的TMED10相互作用,诱导TMED10寡聚化形成蛋白通道,通过TMED10寡聚化蛋白通道进入ERGIC是非经典分泌蛋白得以释放的关键步骤。
19. 肝脏是人体唯一可大规模清除胆固醇的脏器,肝内的脂质沉淀积聚,可对肝功能造成损伤,回答下列问题:
(1)胆固醇除了参与人体血液中脂质的运输,还是构成______________的成分。低密度脂蛋白(LDL)是血浆中的胆固醇与磷脂、蛋白质形成的复合物,其表面有一层磷脂,该层磷脂的尾部应朝向______________(填“内部蛋白质”或“外部水溶液”)。细胞需要时LDL与细胞膜上的受体结合成LDL-受体复合物进入细胞,LDL转运到溶酶体中,被其中的______________降解,胆固醇被释放进入细胞质基质中。
(2)肝细胞清除多余胆固醇需要消耗大量能量,细胞内直接供能细胞器是______________,该细胞器在心肌细胞中数量远多于肝细胞,原因是______________。
(3)为研究不同处理对高脂饮食诱导的胆固醇代谢紊乱的影响,研究人员将小型猪均分为三组:去势组(去除睾丸)、不去势组和去势+睾酮组,手术一周后,三组动物均采用高脂饲料饲喂12周,定期检测体内血清胆固醇含量,结果如图所示。
①为避免无关变量的影响,对不去势组小型猪的处理为______________。据图分析,该实验结果表明______________。
②高脂饮食诱导的高胆固醇血症是引发非酒精性脂肪肝的重要风险因素,结合本实验提出一条治疗该疾病的新思路:______________。
【答案】(1) ①. 动物细胞膜 ②. 内部蛋白质 ③. 水解酶
(2) ①. 线粒体 ②. 心肌细胞持续收缩舒张,生命活动消耗的能量远多于肝细胞,线粒体是有氧呼吸主要场所,能大量供能,因此心肌细胞中线粒体数量更多(意近即可)
(3) ①. 做手术切口但不切除睾丸 ②. 睾酮能抑制高脂饮食引起的血清胆固醇升高 ③. 适量补充睾酮
【解析】
【小问1详解】
胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,可维持细胞膜的稳定性。磷脂分子头部亲水、尾部疏水,LDL内部是疏水的胆固醇和蛋白质核心,外部是血浆水环境,因此磷脂疏水的尾部朝向内部蛋白质,亲水头部朝向外侧水溶液。溶酶体内含多种水解酶,可降解进入其中的LDL复合物,释放出胆固醇。
【小问2详解】
细胞生命活动的直接能源物质是ATP,动物细胞内通过有氧呼吸大量合成ATP的细胞器是线粒体。心肌细胞持续收缩舒张,生命活动消耗的能量远多于肝细胞,线粒体是有氧呼吸主要场所,能大量供能,因此心肌细胞中线粒体数量更多。
【小问3详解】
① 实验设置不去势组是为了排除手术操作本身的影响,遵循单一变量原则,因此需对不去势组做假手术(做手术切口但不切除睾丸),保证其余条件一致。从曲线可知去势组血清胆固醇远高于另外两组,而去势补充睾酮后胆固醇水平和正常不去势组接近,说明睾酮能抑制高脂饮食引起的血清胆固醇升高。
② 结合实验结论,睾酮可降低高脂饮食下的血清胆固醇水平,因此可通过适量补充睾酮的方式,降低高胆固醇血症风险,进而治疗由其诱发的非酒精性脂肪肝。
20. 如图甲为不同物质进出肾小管上皮细胞的模式图,图乙为不同葡萄糖浓度下GLUT2、SGLT1转运葡萄糖的速率曲线。请回答下列问题:
(1)转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白,图甲中过程①的速率______________(填“大于”“等于”或“小于”)过程②的,过程②的转运蛋白属于______________。
(2)图甲中葡萄糖进、出细胞的方式分别为______________、______________,若抑制细胞呼吸,会影响葡萄糖进入细胞,原因是______________。
(3)钠-钾泵可以将肾小管上皮细胞内的Na+及时排出以维持较低浓度,该过程中其自身空间结构______________(填“会”或“不会”)发生改变,并体现出它______________的双重功能。
(4)图乙中A与B相比限制葡萄糖转运速率的因素主要是______________;葡萄糖浓度为11 mmol·L-1时,限制GLUT2转运葡萄糖的主要因素是______________。
【答案】(1) ①. 小于 ②. 通道蛋白
(2) ①. 主动运输 ②. 协助扩散 ③. 抑制细胞呼吸,会影响Na+的主动运输,使细胞内外Na+的电化学浓度梯度无法维持,而葡萄糖进细胞依赖Na+的电化学浓度梯度(意近即可)
(3) ①. 会 ②. 催化与运输
(4) ①. 葡萄糖浓度 ②. 载体蛋白的数量
【解析】
【小问1详解】
转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白,图甲中过程①为自由扩散方式,过程②是水分子的协助扩散,是通过水通道蛋白实现的,过程①转运水分子速率小于过程②转运水分子的速率,过程②协助扩散的转运蛋白属于水通道蛋白。
【小问2详解】
图甲中葡萄糖进细胞是从低浓度到高浓度,需要载体蛋白(SGLT1)且依赖Na+的电化学浓度梯度(属于协同运输,间接消耗能量),方式为主动运输;出细胞是从高浓度到低浓度,需要载体蛋白(GLUT2),方式为协助扩散。若抑制细胞呼吸,会影响Na+的主动运输,使细胞内外Na+的电化学浓度梯度无法维持,而葡萄糖进细胞依赖Na+的电化学浓度梯度,所以会影响葡萄糖进细胞。
【小问3详解】
钠-钾泵可以将肾小管上皮细胞内的Na+及时排出以维持较低浓度,且可能维持细胞内高钾状态,该过程中其自身空间结构会发生改变,且能催化ATP的分解,因而该过程可体现出它催化与运输的双重功能。
【小问4详解】
图乙中A与B相比,限制葡萄糖转运速率的因素主要是葡萄糖浓度,因为在A点,随着葡萄糖浓度升高,转运速率还在上升,说明葡萄糖浓度是限制因素。葡萄糖浓度为11 mmol·L−1时,GLUT2的转运速率不再随葡萄糖浓度升高而大幅上升,限制其转运葡萄糖的主要因素是载体蛋白的数量。
21. 高盐胁迫是制约农业生产的重要环境问题。耐盐植物滨藜可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其机制如图。进一步探究发现,转录因子TSR1可激活耐盐相关基因NCL1编码转运蛋白C的表达,强化耐盐机制。为综合评估植物耐盐能力,科研团队对滨藜、柑橘及基因编辑改良后的新型耐盐柑橘(过表达TSR1)开展研究,部分数据如表。请结合图机制和表数据回答问题:
植物类型
NaCl浓度(mmol/L)
离子稳态指数
抗氧化酶活性(U/g)
滨藜
200
0.8
120
柑橘
200
1.5
80
改良柑橘
200
1.0
100
(注:离子稳态指数——反映细胞内Na+/K+比值;抗氧化酶活性——反映抗胁迫损伤能力)
(1)图中,Ca2+通过转运蛋白B进入细胞的方式______________(填“需要”或“不需要”)与转运蛋白B结合。转运蛋白C借助H+浓度梯度将Na+运出细胞,该过程体现了细胞膜______________的功能。
(2)根据图中植物抗盐胁迫的机制,农业生产上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施有:______________(答出一点即可)。
(3)根据题干及表中滨藜、柑橘与改良柑橘的数据,推测过表达TSR1提升耐盐能力的可能原因:______________。
(4)有人提出,改良柑橘耐盐能力比柑橘高是因为改良柑橘根部细胞的细胞液浓度比柑橘根部细胞的细胞液浓度高。现提供蔗糖溶液,请利用质壁分离实验的方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路):______________。
【答案】(1) ①. 不需要 ②. 控制物质进出
(2)适当增施钙肥/增加土壤Ca2+浓度
(3)过表达TSR1,增强基因NCL1编码转运蛋白C的表达,促进Na+运出细胞,降低离子稳态指数;提高抗氧化酶活性,降低胁迫损伤
(4)配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液,分别取改良柑橘根部成熟区细胞和柑橘根部成熟区细胞进行质壁分离实验,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况
【解析】
【小问1详解】
图中显示“转运蛋白B为通道蛋白,Ca²+通过其进入细胞的方式为协助扩散,该过程不需要消耗能量,且不需要与转运蛋白B结合。转运蛋白C借助H+浓度梯度将Na+运出细胞,该过程体现了细胞膜的物质运输功能,该过程中钠离子运出细胞的方式为主动运输。
【小问2详解】
据图可知,在高盐胁迫下,胞外Ca2+直接抑制转运蛋白A,从而使进入胞内的Na+量减少,胞外Ca2+促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,促进转运蛋白C将Na+排到胞外,降低细胞内Na+浓度。可见,农业上促进盐化土壤中耐盐植物增产可采取适当增施钙肥(或增加土壤Ca2+浓度)的措施。
【小问3详解】
过表达TSR1,增强基因NCL1编码转运蛋白C的表达,促进Na+运出细胞,降低离子稳态指数;提高抗氧化酶活性,清除细胞内的活性氧,减轻氧化损伤,从而提升耐盐能力。
【小问4详解】
改良柑橘根部成熟区细胞的细胞液浓度比柑橘根部成熟区细胞的细胞液浓度高,为了验证该结论进行了实验设计,在实验设计时需要遵循对照原则和单一变量原则,实验的自变量为蔗糖溶液的浓度,因变量是细胞发生质壁分离的情况,因而相应的实验设计过程为:配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液,分别取改良柑橘根部成熟区细胞和柑橘根部成熟区细胞进行质壁分离实验,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。
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