内容正文:
七台河市实验高中2026-2027学年度第一学期高三学年第二次考试
生物试卷
本卷满分100分 ,考试时间75分钟
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生务必将答题卡内姓名、班级、考号填写清楚,并按正确方向粘贴条形码。请将答案写在答题卡上,必须在指定区域作答。超出答题区域书写的答案无效,在试卷上、草稿纸上答题无效。
3.本试卷主要命题范围:必修一,选择性必修三。
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
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号题目要求。)
1. 少儿龋齿是现在家庭面临的一个普遍问题。牙菌斑是一种常见的生物被膜,它由多种生存在口腔内的细菌及其分泌物组成,主要成分是蛋白质。这层膜帮助细菌附着在牙釉质上,并保护细菌不受环境的威胁。牙齿被牙菌斑覆盖后会导致龋齿。残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食,也是导致龋齿的祸根。下列关于牙菌斑的叙述,正确的是( )
A. 由于生物被膜的存在,附着在牙釉质上的细菌难以清除
B. 牙菌斑的形成需要核糖体、内质网、高尔基体共同参与
C. 细菌个体微小,只有在电子显微镜下才可观察到
D. 细菌能吸水涨破,因此勤漱口可以有效预防龋齿
2. 细胞内许多物质需要通过运输参与生命活动,下列物质或结构可直接参与支原体细胞内物质运输的是( )
A. 染色体 B. 囊泡 C. RNA D. 核孔
3. 下列物质或结构组成中,一定不会出现N元素的是( )
A. 端粒 B. C5 C. 内质网 D. [H]
4. 下列关于实验操作和现象的叙述错误的是( )
A. 用苏丹Ⅲ染液检测脂肪时,需要用清水洗去浮色后才能观察
B. 观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离和复原,用低倍镜即可
C. 在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来
D. 分离菠菜叶中的光合色素时,不能让滤液细线触及层析液
5. 含酶牙膏能有效裂解口腔内的细菌,使用时建议使用温水,牙膏在口腔中停留1~2分钟再漱口。下列叙述正确的是( )
A. 酶都是蛋白质
B. 牙膏中的酶能提供活化能,从而降低反应所需的能量
C. 牙膏中的酶主要为纤维素酶和果胶酶
D. 刷牙时牙膏在口腔中停留1~2分钟有利于酶发挥作用
6. 马达蛋白可结合“货物”,借助ATP水解发生磷酸化后沿细胞骨架移动,部分机理如图,下列叙述正确的是( )
A. 细胞中储存大量ATP以供马达蛋白持续利用
B. ATP中含有1个腺苷和3个特殊的化学键
C. ATP水解释放的化学能可转化为马达蛋白移动的机械能
D. 马达蛋白的磷酸化过程属于细胞内的放能反应
7. 口腔上皮细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程中( )
A. 不释放能量 B. 有少量[H]的生成
C. 在线粒体内进行 D. 必须在有O2条件下进行
8. 影响呼吸作用强度的因素有很多,如图表示温度和O₂浓度对某生物(或器官)呼吸作用的影响。据图判断,下列叙述错误的是( )
A. 温度主要通过影响酶活性来影响呼吸作用
B. 图乙中曲线Ⅰ可表示酵母菌的无氧呼吸,曲线Ⅱ可表示酵母菌的有氧呼吸
C. 若该器官为苹果,则苹果储藏的最适温度是图甲B点对应的温度
D. 图乙中曲线Ⅱ最终趋于平衡,可能是受温度或呼吸作用相关酶数量的限制
9. 研究小组将第1~5组的马铃薯条分别用质量分数为5%、10%、15%、20%、25%的蔗糖溶液处理,一段时间后测定马铃薯条的质量变化如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 马铃薯细胞的细胞膜和液泡膜都属于半透膜
B. 马铃薯细胞液的浓度最可能在15%~20%之间
C. 第4组马铃薯细胞发生了质壁分离,吸水能力弱
D. 若实验长时间进行,第5组马铃薯细胞可能会死亡
10. 研究人员利用同位素标记技术探究光合作用与呼吸作用的物质联系。以小球藻为材料,设置四组不同处理方式,6小时后分别进行同位素检测。下列对实验结果的预测错误的是( )
选项
处理方式
预测结果
A
持续光照,实验开始一段时间后加入3H2O
能在NADPH和NADH中检测到放射性
B
持续光照,实验开始一段时间后加入H218O
能在CO2和O2中检测到18O
C
持续黑暗,实验开始一段时间后加入14CO2
能在(CH2O)和C5中检测到放射性
D
持续黑暗,实验开始一段时间后加入18O2
能在H2O和CO2中检测到18O
A. A B. B C. C D. D
11. 生物学中的“比值”是一种数学模型,可较为准确地表示生命活动中两个相关量之间的关系。下列对各种“比值”变化的描述中错误的是( )
A. 运动员短跑时,其呼吸作用消耗的氧气/产生的二氧化碳的值小于1
B. 光照强度突然增大时,短时间内植物的叶肉细胞中C₃/ C₅的值可能不变
C. 在细胞增殖的物质准备阶段,细胞的表面积/体积的值变小
D. 置于KNO3溶液中的成熟植物细胞,原生质体体积/细胞体积的值可能先变小再变大
12. 图1是在显微镜下拍摄的大蒜根尖分生区细胞有丝分裂的图像,图2为处于不同时期的细胞中染色体、染色单体和核DNA的数量变化关系图。下列叙述错误的是( )
A. 将大蒜根尖细胞换为蛙受精卵,则两者有丝分裂主要差异体现在图1中①和③对应的时期
B. 图1的②中染色体的着丝粒排列在赤道板上,是观察染色体形态和数目的最佳时期
C. 图1中③的核膜、核仁消失,纺锤体形成,对应图2的甲时期,此时细胞中染色体数目加倍
D. 图1中④可对应图2中乙时期
13. PSBS是一种位于类囊体膜上的蛋白,当感应到类囊体腔内的高质子浓度时被激活。激活后它将抑制电子在类囊体膜上传递,这一机制可将过剩的光能转化为热能并释放,从而避免强光对植物细胞造成损害,相关过程如图所示。以下相关叙述错误的是( )
A. 物质A从产生到被相邻细胞利用,至少要穿过12层磷脂分子层
B. B是ADP和Pi,D是NADP+,E是NADPH,F是CO2
C. PSBS激活后,电子传递受抑制,会使光反应产生的ATP和NADPH减少
D. 物质C合成的直接能量来源是H+的浓度差
14. 呼吸上皮中的杯状细胞分泌黏液,纤毛细胞的纤毛摆动将携带灰尘和污物的黏液清除,基底细胞增殖分化补充凋亡的杯状细胞和纤毛细胞。下列叙述正确的是( )
A. 杯状细胞和纤毛细胞中mRNA的种类相同
B. 有些激烈的细胞自噬可能会引发细胞凋亡
C. 两种细胞的凋亡和坏死均受基因的调控
D. 衰老的杯状细胞部分酶活性下降、水分增多
15. 淀粉酶在工业生产上应用最早,迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。为了提高淀粉酶的生产水平,首先要从土壤中筛选出产淀粉酶的活性菌株。某研究人员对所取土样进行产淀粉酶的细菌的分离操作(A组)和计数操作(B组),过程如下图Ⅰ。下图Ⅱ是一种接种方法示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 步骤④、⑤所用培养基的成分,最大的区别是固体培养基中添加了琼脂
B. 图Ⅱ中甲、乙、丙为划线的三个区域,为正确完成整个接种过程,接种环要进行3次灭菌
C. 步骤⑤、⑧接种时需设置未接种培养基做阴性对照
D. 步骤⑤和图Ⅱ所示接种方法均可用于菌种的筛选和纯化
二、不定项选择题(本题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分。每小题给出 的四个选项中,有一项或多项符合题目要求,全部选对得 3 分,选对但选不全得 1 分,有选错得 0 分。)
16. 生长于NaCl浓度稳定在100mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A. 离子通道吸收Na+的速率只与细胞膜内外Na+浓度差有关
B. Na+通过蛋白N转运时需要与其结合
C. Na+在液泡中的积累有利于酵母菌细胞吸水
D. Na+通过蛋白W外排的方式为协助扩散
17. 高强度间歇运动(HIIT)作为有氧运动与无氧运动有机融合的训练模式,在减脂成效方面与中等强度持续运动(MICT)持平。在运动后的恢复期,HIIT呼吸熵(单位时间内细胞呼吸CO2释放量与O2吸收量的比值)比MICT低。下列说法正确的是( )
A. HIIT和MICT两种运动模式的呼吸熵值均为1
B. 以葡萄糖为底物的有氧呼吸,在线粒体中消耗和产生水
C. 以葡萄糖为底物的无氧呼吸,大部分能量仍在有机物中
D. 运动后的恢复期HIIT脂肪供能的比例比MICT更高
18. 图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2的释放量和O2产生总量的变化,图乙表示夏季晴朗的一天,某种绿色植物在24小时内O2吸收和释放速率的变化(单位:mg/h)。甲乙两图是在温度适宜的条件下测量绘制的相关图形。下列说法错误的是( )
A. 图甲中当光照强度为a时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
B. 图甲中,b为该细胞光的补偿点,而光照强度为d时,该细胞单位时间内从周围吸收2个单位的CO2
C. 据图乙曲线分析,给植株光照时间共有13h
D. 图乙植物24h的O2释放量为320mg,若呼吸速率不变,则该植物一天的O2产生总量为608mg
19. 在四倍体水稻(4n=48)有丝分裂后期细胞中,下列叙述正确的是( )
A. 配对的同源染色体彼此分离
B. 有0条染色单体
C. 细胞内染色体数目是体细胞的2倍
D. 纺锤丝牵引导致着丝粒分裂
20. 下图为动物细胞培养过程的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 步骤①往往选用幼龄动物的组织,是因为其全能性高
B. 步骤③是原代培养,细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等因素只分裂一次
C. 步骤④是传代培养,某类细胞可直接用离心法收集
D. 为防止培养过程中杂菌污染,除对培养液严格灭菌外可向其中加入适量的抗生素
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
三、非选择题(本题共 5 小题,共 55 分。)
21. ATP是细胞生命活动的直接能源物质,为探究ATP、ADP的跨膜运输机制,研究者开展了一系列实验。回答下列问题:
(1)ATP与ADP可相互转化,催化ATP合成与ATP水解所需的酶不是同一种酶,这与酶具有________性有关,人体细胞中能合成 ATP 的生命活动是_______________,ADP、ATP均不能透过不含蛋白质的人工磷脂双分子层,说明二者不能通过___________的方式跨膜运输。
(2)苍术苷(CATR)可抑制线粒体功能,科研人员以离体线粒体为材料开展实验,各组经5 min培养后线粒体内ATP产量相对值如下表。综合实验结果推测:线粒体内膜上存在____________________,CATR能够抑制它的功能。
组别
CATR
ADP
线粒体内ATP产量相对值(5 min培养)
甲组
-
+
高
乙组
+
+
中
丙组
+
-
中
丁组
-
-
中
注:表中“+”“-”表示在线粒体培养液中是否添加相应物质。
(3)米酵菌酸(BKA)是另一种线粒体功能抑制剂。放射性同位素标记实验表明:将14C标记的ATP导入线粒体基质,在无BKA的条件下,培养液中检测到较强的放射性,在BKA存在的条件下,培养液中几乎检测不到放射性。表明线粒体膜上可能存在________________________,BKA会抑制其发挥作用。
22. 胃液存在于胃腔中,其主要成分是盐酸。若胃液中盐酸含量过高,则会出现“烧心”的症状甚至引起胃溃疡;若胃液中盐酸含量过低,则会使胃的消化能力减弱。H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的作用,胃壁细胞中部分离子的运输机制如图所示,回答下列问题:
(1)图中质子泵体现的蛋白质功能有___________________________。一般情况下,胃壁细胞内的pH______(填“>”或“<”)胃液中的pH。
(2)胃腔内的K+以________的方式进入胃壁细胞,该过程体现了细胞膜的功能特性是_____________。
(3)图中M1-R、H2-R、G-R为胃壁细胞膜上的特异性受体,与胞外不同信号分子结合后可通过__________等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性。H+-K+-ATP酶催化ATP水解后,释放的磷酸基团使H+-K+-ATP酶__________化,导致其空间结构发生改变,从而促进胃酸的分泌。
(4)图中质子泵转运物质时,所需要的ATP可能来自________、________(此两空填细胞结构)。若胃壁细胞的呼吸作用减弱,则胃的消化能力会________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
23. RubisCO是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的RubisCO由核基因(S)编码的小亚基和叶绿体基因(L)编码的大亚基组成。通过对野生型(WT)水稻RubisCO基因进行编辑,获得了单基因突变体水稻(D),以研究RubisCO对光合作用的影响。回答下列问题:
(1)RubisCO小亚基在____________(填细胞器)上合成,并最终与大亚基在___________(填具体部位)中组装成有活性的全酶。
(2)在光合作用中,RubisCO参与的反应过程为__________________,该过程生成的产物被还原时需要_________________供能。
(3)研究发现,突变体与野生型叶片中RubisCO的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变,但突变体叶片中RubisCO总活性显著降低,可能的原因是________________________________。
(4)科研人员进一步将RubisCO基因转入野生型(WT)水稻获得该酶含量增加的转基因品系(S),进行了如图所示的实验,由图可知,当胞间浓度高于A点时,曲线②与③重合是由于________不足。
24. 甲图表示高等植物细胞处于不同分裂时期的细胞图像,乙图表示细胞分裂的不同时期每条染色体中DNA含量变化的关系,丙图表示细胞周期各时期及对应时长。据图回答问题:
(1)甲图中细胞有丝分裂的顺序依次是_________(用字母和箭头表示)。动植物细胞有丝分裂的不同主要表现在甲图中的_________图对应的时期。
(2)在乙图中含有染色单体的时间段是__________________(填字母)。
(3)细胞周期各时期如图丙,包括分裂间期(依次为G1、S和G2)和分裂期(M)。DNA复制发生在S期,G1和G2期发生的是有关蛋白质的合成。在体外培养该生物细胞时,想要使所有细胞都处于同一时期,可进行如下操作:在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂,处于S期的细胞立刻被抑制,继续培养不短于______________(选用a、b、c、d列公式表示)时长后,其余各期的所有细胞就都会被抑制在______________的交界处。
(4)核DNA复制所需要的酶在______________(填“G1”、“S”、“G2”或“M”)期合成。
25. 尼龙12是耐腐蚀高端工程塑料,传统制备依赖石油或棕榈油,存在高污染、毁林与人争粮等问题。实验小组利用基因工程改造大肠杆菌,开发出以葡萄糖为原料合成尼龙12的单体ω-氨基十二烷酸(ω-AmDDA)的绿色生产新方案。图1表示大肠杆菌细胞内以葡萄糖为原料合成ω-AmDDA的过程。细胞内积累的十二烷酸(DDA)具有一定的毒性,AIKL合成的膜转运蛋白能把胞内DDA运到细胞外,YaaDE具有CYP153A酶活性。实验小组用敲除了FadD基因(表达产物能降解DDA)的大肠杆菌作为受体细胞,分别导入了图2所示的两种重组质粒(Lac和T7均为启动子),并检测了大肠杆菌细胞产生ω-AmDDA的速率。回答下列问题:
(1)从可遗传变异的角度分析,构建重组质粒属于__________,将重组质粒导入大肠杆菌前需要用Ca2+处理大肠杆菌,目的是使大肠杆菌处于__________,与图中启动子结合的酶是___________________。
(2)两种重组质粒启动子的基本单位是___________________。
(3)导入质粒a后,大肠杆菌合成ω-AmDDA的速率得到了提高,原因是_________________________,和导入质粒a相比,导入质粒b的突出优点是_______________________________________________。
(4)CYP153A蛋白是合成过程中的关键酶,通过定点突变技术提升了该酶活性,该改造手段属于_______的范畴。
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七台河市实验高中2026-2027学年度第一学期高三学年第二次考试
生物试卷
本卷满分100分 ,考试时间75分钟
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生务必将答题卡内姓名、班级、考号填写清楚,并按正确方向粘贴条形码。请将答案写在答题卡上,必须在指定区域作答。超出答题区域书写的答案无效,在试卷上、草稿纸上答题无效。
3.本试卷主要命题范围:必修一,选择性必修三。
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
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号题目要求。)
1. 少儿龋齿是现在家庭面临的一个普遍问题。牙菌斑是一种常见的生物被膜,它由多种生存在口腔内的细菌及其分泌物组成,主要成分是蛋白质。这层膜帮助细菌附着在牙釉质上,并保护细菌不受环境的威胁。牙齿被牙菌斑覆盖后会导致龋齿。残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食,也是导致龋齿的祸根。下列关于牙菌斑的叙述,正确的是( )
A. 由于生物被膜的存在,附着在牙釉质上的细菌难以清除
B. 牙菌斑的形成需要核糖体、内质网、高尔基体共同参与
C. 细菌个体微小,只有在电子显微镜下才可观察到
D. 细菌能吸水涨破,因此勤漱口可以有效预防龋齿
【答案】A
【解析】
【详解】A、题干明确说明牙菌斑(生物被膜)可帮助细菌附着在牙釉质上,还能保护细菌不受环境威胁,因此附着的细菌难以清除,A正确;
B、牙菌斑由细菌及其分泌物组成,细菌是原核生物,仅含有核糖体一种细胞器,无内质网、高尔基体,因此其形成不需要这两种细胞器参与,B错误;
C、细菌属于个体微小的原核生物,使用高倍光学显微镜即可观察到,电子显微镜用于观察细胞的亚显微结构,C错误;
D、细菌含有细胞壁,细胞壁可维持细胞形态,因此细菌不会吸水涨破;勤漱口是为了清除口腔内的食物残渣和部分牙菌斑,从而预防龋齿,D错误。
2. 细胞内许多物质需要通过运输参与生命活动,下列物质或结构可直接参与支原体细胞内物质运输的是( )
A. 染色体 B. 囊泡 C. RNA D. 核孔
【答案】C
【解析】
【详解】A、支原体是原核生物,无成形细胞核、无除核糖体外的复杂细胞器、无染色体,仅含拟核区裸露的环状DNA。原核生物不存在染色体结构,无法参与物质运输,A错误;
B、囊泡是真核生物中内质网、高尔基体或细胞膜产生的具膜结构,支原体无内质网、高尔基体,不能形成囊泡参与物质运输,B错误;
C、RNA中的tRNA可在翻译过程中转运氨基酸,可直接参与支原体细胞内的物质运输,C正确;
D、核孔是真核生物细胞核核膜上的结构,支原体无成形细胞核,不存在核孔,D错误。
3. 下列物质或结构组成中,一定不会出现N元素的是( )
A. 端粒 B. C5 C. 内质网 D. [H]
【答案】B
【解析】
【详解】A、端粒是染色体两端由DNA和蛋白质结合形成的复合体,DNA的含氮碱基、蛋白质的氨基均含有N元素,因此端粒含N元素,A不符合题意;
B、C₅是光合作用暗反应中的五碳化合物(1,5-二磷酸核酮糖),元素组成仅为C、H、O、P,一定不含N元素,B符合题意;
C、内质网是具有生物膜的细胞器,生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质,磷脂、蛋白质均含有N元素,因此内质网含N元素,C不符合题意;
D、[H]是NADH(有氧呼吸)或NADPH(光合作用)的简称,二者结构中均含有N元素,D不符合题意。
4. 下列关于实验操作和现象的叙述错误的是( )
A. 用苏丹Ⅲ染液检测脂肪时,需要用清水洗去浮色后才能观察
B. 观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离和复原,用低倍镜即可
C. 在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来
D. 分离菠菜叶中的光合色素时,不能让滤液细线触及层析液
【答案】A
【解析】
【详解】A、苏丹Ⅲ染液属于有机染料,可溶于酒精、不溶于清水,检测脂肪时需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色,不能用清水,A错误;
B、洋葱鳞片叶外表皮细胞体积较大,低倍镜下即可清晰观察到原生质层与细胞壁的分离、复原现象,B正确;
C、“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,解离液由盐酸和酒精混合而成,作用是破坏细胞间的连接,使组织中的细胞相互分离开来,C正确;
D、光合色素可溶解在层析液中,若滤液细线触及层析液,色素会直接溶解在层析液中,无法实现色素的分离,因此分离时不能让滤液细线触及层析液,D正确。
5. 含酶牙膏能有效裂解口腔内的细菌,使用时建议使用温水,牙膏在口腔中停留1~2分钟再漱口。下列叙述正确的是( )
A. 酶都是蛋白质
B. 牙膏中的酶能提供活化能,从而降低反应所需的能量
C. 牙膏中的酶主要为纤维素酶和果胶酶
D. 刷牙时牙膏在口腔中停留1~2分钟有利于酶发挥作用
【答案】D
【解析】
【详解】A、酶的本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA,并非所有酶都是蛋白质,A错误;
B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,酶本身不能提供活化能,B错误;
C、细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,而纤维素酶和果胶酶只能分解植物细胞壁的纤维素和果胶,无法裂解细菌,因此牙膏中的酶不是纤维素酶和果胶酶,C错误;
D、酶与底物结合并发挥催化作用需要一定的时间,因此刷牙时牙膏在口腔中停留1~2分钟有利于酶和细菌充分接触,进而发挥裂解作用,D正确。
6. 马达蛋白可结合“货物”,借助ATP水解发生磷酸化后沿细胞骨架移动,部分机理如图,下列叙述正确的是( )
A. 细胞中储存大量ATP以供马达蛋白持续利用
B. ATP中含有1个腺苷和3个特殊的化学键
C. ATP水解释放的化学能可转化为马达蛋白移动的机械能
D. 马达蛋白的磷酸化过程属于细胞内的放能反应
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞内ATP的含量很低,可通过ATP与ADP的快速相互转化持续为生命活动供能,并不储存大量ATP,A错误;
B、ATP的结构简式为,其中含有1个腺苷和2个特殊的化学键,B错误;
C、由题干信息可知,马达蛋白借助ATP水解释放的能量实现沿细胞骨架的移动,该过程中ATP水解释放的化学能转化为马达蛋白移动的机械能,C正确;
D、马达蛋白的磷酸化过程需要消耗ATP水解释放的能量,属于细胞内的吸能反应,D错误。
7. 口腔上皮细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程中( )
A. 不释放能量 B. 有少量[H]的生成
C. 在线粒体内进行 D. 必须在有O2条件下进行
【答案】B
【解析】
【详解】A、题干所述为细胞呼吸第一阶段(糖酵解),有氧呼吸和无氧呼吸的该阶段过程完全相同,该过程会释放少量能量,其中少部分用于合成ATP,大部分以热能形式散失,A错误;
B、1分子葡萄糖在该阶段分解为2分子丙酮酸的同时,会生成少量[H](还原型辅酶Ⅰ),B正确;
C、细胞呼吸第一阶段的反应场所是细胞质基质,有氧呼吸第二、三阶段才在线粒体内进行,C错误;
D、该阶段不需要O₂参与,有氧、无氧条件下均可以正常进行,D错误。
8. 影响呼吸作用强度的因素有很多,如图表示温度和O₂浓度对某生物(或器官)呼吸作用的影响。据图判断,下列叙述错误的是( )
A. 温度主要通过影响酶活性来影响呼吸作用
B. 图乙中曲线Ⅰ可表示酵母菌的无氧呼吸,曲线Ⅱ可表示酵母菌的有氧呼吸
C. 若该器官为苹果,则苹果储藏的最适温度是图甲B点对应的温度
D. 图乙中曲线Ⅱ最终趋于平衡,可能是受温度或呼吸作用相关酶数量的限制
【答案】C
【解析】
【详解】A、温度主要通过影响呼吸作用相关酶的活性来影响呼吸作用速率,是温度影响细胞呼吸的核心原理,A正确;
B、酵母菌为兼性厌氧菌,O₂浓度升高会抑制无氧呼吸,因此随O₂浓度升高而下降的曲线Ⅰ可代表无氧呼吸;有氧呼吸强度随O₂浓度升高而增强,因此随O₂浓度升高而上升的曲线Ⅱ可代表有氧呼吸,B正确;
C、苹果储藏需要呼吸作用强度最低、有机物消耗最少,图甲B点是呼吸作用相对速率最高的温度(呼吸酶的最适温度),不是苹果储藏的最适温度,C错误;
D、图乙中曲线Ⅱ为有氧呼吸速率,当O₂浓度足够高时,有氧呼吸速率不再升高,此时限制因素可能是温度、呼吸作用相关酶的数量等,D正确。
9. 研究小组将第1~5组的马铃薯条分别用质量分数为5%、10%、15%、20%、25%的蔗糖溶液处理,一段时间后测定马铃薯条的质量变化如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 马铃薯细胞的细胞膜和液泡膜都属于半透膜
B. 马铃薯细胞液的浓度最可能在15%~20%之间
C. 第4组马铃薯细胞发生了质壁分离,吸水能力弱
D. 若实验长时间进行,第5组马铃薯细胞可能会死亡
【答案】C
【解析】
【分析】植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。
【详解】A、马铃薯细胞的细胞膜和液泡膜属于生物膜,都有选择透过性。因此,它们都属于半透膜,A正确;
B、蔗糖溶液浓度为15%时,马铃薯细胞吸水,蔗糖溶液浓度为20%时,马铃薯细胞失水。由此推测,蔗糖浓度在15%~20%之间的某个浓度时,马铃薯细胞既不失水也不吸水,即其细胞液的浓度最可能在15%~20%之间,B正确;
C、第4组马铃薯条质量减小,细胞失水发生了质壁分离,细胞液浓度增大,吸水能力增强,C错误;
D、第5组马铃薯条质量减小,细胞失水,若实验长时间进行,失水量多,马铃薯细胞可能会死亡,D正确。
故选C。
10. 研究人员利用同位素标记技术探究光合作用与呼吸作用的物质联系。以小球藻为材料,设置四组不同处理方式,6小时后分别进行同位素检测。下列对实验结果的预测错误的是( )
选项
处理方式
预测结果
A
持续光照,实验开始一段时间后加入3H2O
能在NADPH和NADH中检测到放射性
B
持续光照,实验开始一段时间后加入H218O
能在CO2和O2中检测到18O
C
持续黑暗,实验开始一段时间后加入14CO2
能在(CH2O)和C5中检测到放射性
D
持续黑暗,实验开始一段时间后加入18O2
能在H2O和CO2中检测到18O
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A、持续光照条件下,加入的3H2O可参与光反应中水的光解,使3H进入NADPH;同时3H2O可参与有氧呼吸第二阶段,或光合产生的含3H有机物经呼吸作用分解,使3H进入NADH,因此二者均可检测到放射性,A正确;
B、持续光照条件下,加入的H218O参与光反应水的光解,18O会进入O2;同时H218O参与有氧呼吸第二阶段,与丙酮酸反应生成C18O2,因此CO2和O2均可检测到18O,B正确;
C、持续黑暗条件下,光反应无法进行,缺乏暗反应C3还原所需的ATP和NADPH,加入的14CO2仅能与C5结合生成14C3,无法进一步还原生成(CH2O)和C5,因此检测不到放射性,C错误;
D、持续黑暗条件下小球藻只进行有氧呼吸,加入的18O2参与有氧呼吸第三阶段,与[H]结合生成H218O;H218O再参与有氧呼吸第二阶段,与丙酮酸反应生成C18O2,因此H2O和CO2中均可检测到18O,D正确。
11. 生物学中的“比值”是一种数学模型,可较为准确地表示生命活动中两个相关量之间的关系。下列对各种“比值”变化的描述中错误的是( )
A. 运动员短跑时,其呼吸作用消耗的氧气/产生的二氧化碳的值小于1
B. 光照强度突然增大时,短时间内植物的叶肉细胞中C₃/ C₅的值可能不变
C. 在细胞增殖的物质准备阶段,细胞的表面积/体积的值变小
D. 置于KNO3溶液中的成熟植物细胞,原生质体体积/细胞体积的值可能先变小再变大
【答案】A
【解析】
【详解】A、人体细胞无氧呼吸的产物为乳酸,不产生CO₂,细胞产生的CO₂全部来自有氧呼吸,而有氧呼吸中消耗O₂的量等于产生CO₂的量,因此无论是否发生无氧呼吸,运动员呼吸作用消耗的氧气/产生的二氧化碳的值都等于1,不会小于1,A错误;
B、若增大光照强度前,光照强度已经达到光饱和点,继续增大光照强度光合速率不会发生变化,短时间内叶肉细胞中C₃和C₅的含量保持稳定,C₃/ C₅的值不变,B正确;
C、细胞增殖的物质准备阶段为分裂间期,间期细胞会适度生长,体积增大,细胞的相对表面积(表面积/体积)随细胞体积增大而减小,因此该比值变小,C正确;
D、初始时KNO3溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水发生质壁分离,原生质体体积减小,细胞壁伸缩性小,细胞体积几乎不变,因此原生质体体积/细胞体积的比值变小;后续K+和NO3-通过主动运输进入细胞,细胞液浓度升高,细胞吸水发生质壁分离复原,原生质体体积增大,该比值变大,D正确。
12. 图1是在显微镜下拍摄的大蒜根尖分生区细胞有丝分裂的图像,图2为处于不同时期的细胞中染色体、染色单体和核DNA的数量变化关系图。下列叙述错误的是( )
A. 将大蒜根尖细胞换为蛙受精卵,则两者有丝分裂主要差异体现在图1中①和③对应的时期
B. 图1的②中染色体的着丝粒排列在赤道板上,是观察染色体形态和数目的最佳时期
C. 图1中③的核膜、核仁消失,纺锤体形成,对应图2的甲时期,此时细胞中染色体数目加倍
D. 图1中④可对应图2中乙时期
【答案】C
【解析】
【详解】A、图1中①为有丝分裂末期,②为有丝分裂中期,③为有丝分裂前期,④为有丝分裂后期;图2中a代表染色体,b代表染色单体,c代表核DNA,甲对应有丝分裂前期、中期,乙对应有丝分裂后期,丙对应有丝分裂末期。大蒜是高等植物,蛙受精卵是动物细胞,二者有丝分裂的差异主要体现在前期(纺锤体形成方式不同)和末期(细胞质分裂方式不同),对应图1的③和①,A正确;
B、图1的②是有丝分裂中期,此时染色体的着丝粒排列在赤道板上,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,B正确;
C、图1的③是有丝分裂前期,核膜、核仁消失,纺锤体形成,对应图2的甲时期,但染色体数目加倍发生在有丝分裂后期,前期染色体数目并未加倍,C错误;
D、图1的④是有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色单体消失,染色体数目加倍,可对应图2的乙时期,D正确。
13. PSBS是一种位于类囊体膜上的蛋白,当感应到类囊体腔内的高质子浓度时被激活。激活后它将抑制电子在类囊体膜上传递,这一机制可将过剩的光能转化为热能并释放,从而避免强光对植物细胞造成损害,相关过程如图所示。以下相关叙述错误的是( )
A. 物质A从产生到被相邻细胞利用,至少要穿过12层磷脂分子层
B. B是ADP和Pi,D是NADP+,E是NADPH,F是CO2
C. PSBS激活后,电子传递受抑制,会使光反应产生的ATP和NADPH减少
D. 物质C合成的直接能量来源是H+的浓度差
【答案】A
【解析】
【详解】A、物质A是光反应水的光解产生的O2,产生场所为类囊体腔,其被相邻细胞的线粒体(有氧呼吸第三阶段利用O2)利用时,需依次穿过1层类囊体膜、2层叶绿体膜、1层自身细胞膜、1层相邻细胞细胞膜、2层线粒体膜,共7层生物膜,每层生物膜含2层磷脂分子,因此至少穿过14层磷脂分子层,A错误;
B、光反应中,Z蛋白催化B(ADP和Pi)合成C(ATP);D(NADP+)结合电子、H+生成E(NADPH);暗反应中F(CO2)和C5固定生成C3,C3被还原生成有机物和C5,同时ATP水解为ADP和Pi、NADPH转化为NADP+返回光反应,B正确;
C、PSBS激活后抑制电子传递,NADP+无法接收电子和H+生成NADPH,同时电子传递过程中泵入类囊体腔的H+减少,H+浓度差降低,ATP合成量减少,因此光反应产生的ATP和NADPH均减少,C正确;
D、物质C是ATP,光反应合成ATP的直接能量来自类囊体膜两侧的H+浓度差(质子动力势),D正确。
14. 呼吸上皮中的杯状细胞分泌黏液,纤毛细胞的纤毛摆动将携带灰尘和污物的黏液清除,基底细胞增殖分化补充凋亡的杯状细胞和纤毛细胞。下列叙述正确的是( )
A. 杯状细胞和纤毛细胞中mRNA的种类相同
B. 有些激烈的细胞自噬可能会引发细胞凋亡
C. 两种细胞的凋亡和坏死均受基因的调控
D. 衰老的杯状细胞部分酶活性下降、水分增多
【答案】B
【解析】
【详解】A、杯状细胞和纤毛细胞是细胞分化产生的功能不同的细胞,细胞分化的实质是基因的选择性表达,二者选择性表达的基因有差异,因此mRNA的种类不完全相同,A错误;
B、细胞自噬是细胞通过溶酶体降解自身受损结构、异常物质的过程,温和的自噬可维持细胞稳态,有些激烈的细胞自噬可能会引发细胞凋亡,B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡,受基因调控;细胞坏死是受不利因素影响导致的细胞非正常死亡,不受基因调控,C错误;
D、衰老细胞的特征包括细胞内水分减少、多种酶活性降低等,D错误。
15. 淀粉酶在工业生产上应用最早,迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。为了提高淀粉酶的生产水平,首先要从土壤中筛选出产淀粉酶的活性菌株。某研究人员对所取土样进行产淀粉酶的细菌的分离操作(A组)和计数操作(B组),过程如下图Ⅰ。下图Ⅱ是一种接种方法示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 步骤④、⑤所用培养基的成分,最大的区别是固体培养基中添加了琼脂
B. 图Ⅱ中甲、乙、丙为划线的三个区域,为正确完成整个接种过程,接种环要进行3次灭菌
C. 步骤⑤、⑧接种时需设置未接种培养基做阴性对照
D. 步骤⑤和图Ⅱ所示接种方法均可用于菌种的筛选和纯化
【答案】B
【解析】
【详解】A、步骤④所用为液体选择培养基,步骤⑤所用为固体培养基,二者成分的最大区别是固体培养基中添加了琼脂作为凝固剂,A正确;
B、图Ⅱ为平板划线法,3个划线区域的操作中,接种前需灼烧灭菌1次,每次划线结束后需灼烧灭菌1次,全部划线完成后还需灼烧灭菌1次避免残留菌种污染环境,共需4次灭菌,B错误;
C、设置未接种的培养基做阴性对照,可检验培养基是否被杂菌污染,保证实验结果的可信度,C正确;
D、步骤⑤的稀释涂布平板法和平板划线法都可以获得单菌落,均可用于菌种的筛选和纯化,D正确。
二、不定项选择题(本题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分。每小题给出 的四个选项中,有一项或多项符合题目要求,全部选对得 3 分,选对但选不全得 1 分,有选错得 0 分。)
16. 生长于NaCl浓度稳定在100mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A. 离子通道吸收Na+的速率只与细胞膜内外Na+浓度差有关
B. Na+通过蛋白N转运时需要与其结合
C. Na+在液泡中的积累有利于酵母菌细胞吸水
D. Na+通过蛋白W外排的方式为协助扩散
【答案】AD
【解析】
【详解】A、离子通道吸收Na⁺的方式为协助扩散,运输速率除与细胞膜内外Na⁺浓度差有关外,还受离子通道的数量、通道开闭状态等因素影响,A错误;
B、蛋白N是执行主动运输功能的载体蛋白,转运Na⁺时需要与Na⁺结合,且会发生构象改变,B正确;
C、Na⁺在液泡中积累会提高细胞液渗透压,增大细胞与外界溶液的浓度差,有利于酵母菌细胞吸水,C正确;
D、外界NaCl浓度为100mmol/L,细胞质基质Na⁺浓度最高为30mmol/L,Na⁺通过蛋白W外排是逆浓度梯度运输,属于主动运输,不属于协助扩散,D错误。
17. 高强度间歇运动(HIIT)作为有氧运动与无氧运动有机融合的训练模式,在减脂成效方面与中等强度持续运动(MICT)持平。在运动后的恢复期,HIIT呼吸熵(单位时间内细胞呼吸CO2释放量与O2吸收量的比值)比MICT低。下列说法正确的是( )
A. HIIT和MICT两种运动模式的呼吸熵值均为1
B. 以葡萄糖为底物的有氧呼吸,在线粒体中消耗和产生水
C. 以葡萄糖为底物的无氧呼吸,大部分能量仍在有机物中
D. 运动后的恢复期HIIT脂肪供能的比例比MICT更高
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、呼吸熵为单位时间CO₂释放量与O₂吸收量的比值,仅以葡萄糖为底物进行有氧呼吸时呼吸熵为1,若存在脂肪供能(脂肪氧化时耗O₂量大于CO₂释放量),呼吸熵小于1,且题干明确说明恢复期HIIT呼吸熵低于MICT,因此二者呼吸熵不可能均为1,A错误;
B、以葡萄糖为底物的有氧呼吸中,第二阶段在线粒体基质消耗水,第三阶段在线粒体内膜产生水,消耗和产生水的过程均发生在线粒体中,B正确;
C、人体以葡萄糖为底物的无氧呼吸产物为乳酸,葡萄糖分解不彻底,大部分能量仍储存在有机物乳酸中,仅释放少量能量,C正确;
D、脂肪的C、H比例高于葡萄糖,氧化分解时耗O₂量更多,CO₂释放量相对更少,因此脂肪供能比例越高,呼吸熵越低。题干显示恢复期HIIT呼吸熵更低,说明其脂肪供能比例比MICT更高,D正确。
18. 图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2的释放量和O2产生总量的变化,图乙表示夏季晴朗的一天,某种绿色植物在24小时内O2吸收和释放速率的变化(单位:mg/h)。甲乙两图是在温度适宜的条件下测量绘制的相关图形。下列说法错误的是( )
A. 图甲中当光照强度为a时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
B. 图甲中,b为该细胞光的补偿点,而光照强度为d时,该细胞单位时间内从周围吸收2个单位的CO2
C. 据图乙曲线分析,给植株光照时间共有13h
D. 图乙植物24h的O2释放量为320mg,若呼吸速率不变,则该植物一天的O2产生总量为608mg
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、光照强度为a时,O₂产生总量为0,说明细胞只进行呼吸作用,不进行光合作用,产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体,叶绿体不参与ATP产生,A错误;
B、光补偿点的定义是光合速率等于呼吸速率的光照强度,该细胞呼吸速率为6单位,光照强度为b时O₂产生总量(总光合速率)仅为3,小于呼吸速率,不是光补偿点(c点才是光补偿点),B错误;
C、图乙中5点时O₂吸收速率开始下降,说明光合作用启动,20点时O₂吸收速率回到呼吸速率12mg/h,说明光合作用停止,因此光照总时长为20-5=15h,C错误;
D、O₂产生总量为总光合量,总光合量=净光合释放O₂量+呼吸消耗O₂量;呼吸速率为12mg/h,24h呼吸消耗O₂量为12×24=288mg,结合已知净释放O₂量320mg,可得总产生量为320+288=608mg,D正确。
19. 在四倍体水稻(4n=48)有丝分裂后期细胞中,下列叙述正确的是( )
A. 配对的同源染色体彼此分离
B. 有0条染色单体
C. 细胞内染色体数目是体细胞的2倍
D. 纺锤丝牵引导致着丝粒分裂
【答案】BC
【解析】
【详解】A、同源染色体配对后彼此分离是减数第一次分裂的特有行为,有丝分裂过程中不存在同源染色体的配对、分离,A错误;
B、有丝分裂后期着丝粒发生分裂,姐妹染色单体分开成为独立的子染色体,因此细胞内染色单体数目为0,B正确;
C、有丝分裂后期着丝粒分裂使染色体数目暂时加倍,此时细胞内染色体数目是体细胞的2倍,C正确;
D、着丝粒分裂是由于水解酶的水解作用,并非纺锤丝牵引导致,纺锤丝的作用是牵引分裂后的子染色体向细胞两极移动,D错误。
20. 下图为动物细胞培养过程的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 步骤①往往选用幼龄动物的组织,是因为其全能性高
B. 步骤③是原代培养,细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等因素只分裂一次
C. 步骤④是传代培养,某类细胞可直接用离心法收集
D. 为防止培养过程中杂菌污染,除对培养液严格灭菌外可向其中加入适量的抗生素
【答案】CD
【解析】
【详解】A、步骤①选用幼龄动物组织,是因为其细胞分裂能力强、增殖旺盛,动物细胞培养的目的是获得细胞或细胞产物,不需要体现细胞全能性,且高度分化的动物体细胞全能性受到限制,A错误;
B、步骤③是原代培养,细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累、营养消耗等出现接触抑制而停止增殖,该过程中细胞可分裂多次,并非只分裂一次,B错误;
C、步骤④是传代培养,对于悬浮生长的细胞,无需使用胰蛋白酶处理,可直接用离心法收集,C正确;
D、抗生素可抑制杂菌繁殖,因此为防止培养过程中杂菌污染,除对培养液严格灭菌外,可向其中加入适量的抗生素,D正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
三、非选择题(本题共 5 小题,共 55 分。)
21. ATP是细胞生命活动的直接能源物质,为探究ATP、ADP的跨膜运输机制,研究者开展了一系列实验。回答下列问题:
(1)ATP与ADP可相互转化,催化ATP合成与ATP水解所需的酶不是同一种酶,这与酶具有________性有关,人体细胞中能合成 ATP 的生命活动是_______________,ADP、ATP均不能透过不含蛋白质的人工磷脂双分子层,说明二者不能通过___________的方式跨膜运输。
(2)苍术苷(CATR)可抑制线粒体功能,科研人员以离体线粒体为材料开展实验,各组经5 min培养后线粒体内ATP产量相对值如下表。综合实验结果推测:线粒体内膜上存在____________________,CATR能够抑制它的功能。
组别
CATR
ADP
线粒体内ATP产量相对值(5 min培养)
甲组
-
+
高
乙组
+
+
中
丙组
+
-
中
丁组
-
-
中
注:表中“+”“-”表示在线粒体培养液中是否添加相应物质。
(3)米酵菌酸(BKA)是另一种线粒体功能抑制剂。放射性同位素标记实验表明:将14C标记的ATP导入线粒体基质,在无BKA的条件下,培养液中检测到较强的放射性,在BKA存在的条件下,培养液中几乎检测不到放射性。表明线粒体膜上可能存在________________________,BKA会抑制其发挥作用。
【答案】(1) ①.
专一 ②.
细胞呼吸(或呼吸作用) ③.
自由扩散 (2)
ADP-ATP转运蛋白(或转运ADP的载体蛋白/腺苷酸转运蛋白)
(3)
可将ATP运出线粒体的转运蛋白(或ATP载体蛋白)
【解析】
【小问1详解】
酶的专一性指一种酶仅能催化一种或一类化学反应,ATP合成和水解是不同的生化反应,所需酶不同直接体现了酶的专一性;人体细胞无光合作用,只能通过细胞呼吸(有氧呼吸、无氧呼吸)释放能量合成ATP;自由扩散不需要载体蛋白协助,可直接通过磷脂双分子层跨膜,二者无法通过无蛋白的人工脂双层,说明不能以自由扩散方式运输。
【小问2详解】
对照甲组(无CATR、加ADP,ATP产量高)和丁组(无CATR、无ADP,ATP产量中等)可知:外源ADP可进入线粒体作为原料提高ATP合成量;对照甲组和乙组可知,加入CATR后即使添加ADP,ATP产量也和无ADP的丙、丁组一致,说明CATR阻断了ADP进入线粒体的过程,因此推测线粒体内膜上存在转运ADP的载体蛋白,CATR可抑制其功能。
【小问3详解】
无BKA时,线粒体基质内的标记ATP可出现在培养液中,说明ATP可被主动运出线粒体;加入BKA后培养液无放射性,说明ATP的运出过程被阻断,因此推测线粒体膜上存在可转运ATP出基质的载体蛋白,BKA可抑制其功能。
22. 胃液存在于胃腔中,其主要成分是盐酸。若胃液中盐酸含量过高,则会出现“烧心”的症状甚至引起胃溃疡;若胃液中盐酸含量过低,则会使胃的消化能力减弱。H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的作用,胃壁细胞中部分离子的运输机制如图所示,回答下列问题:
(1)图中质子泵体现的蛋白质功能有___________________________。一般情况下,胃壁细胞内的pH______(填“>”或“<”)胃液中的pH。
(2)胃腔内的K+以________的方式进入胃壁细胞,该过程体现了细胞膜的功能特性是_____________。
(3)图中M1-R、H2-R、G-R为胃壁细胞膜上的特异性受体,与胞外不同信号分子结合后可通过__________等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性。H+-K+-ATP酶催化ATP水解后,释放的磷酸基团使H+-K+-ATP酶__________化,导致其空间结构发生改变,从而促进胃酸的分泌。
(4)图中质子泵转运物质时,所需要的ATP可能来自________、________(此两空填细胞结构)。若胃壁细胞的呼吸作用减弱,则胃的消化能力会________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
【答案】(1) ①. 运输和催化 ②. >
(2) ①. 主动运输 ②. 选择透过性
(3) ①. 第二信使(或cAMP、Ca2+等合理胞内信号分子) ②. 磷酸
(4) ①. 细胞质基质 ②. 线粒体 ③. 减弱
【解析】
【小问1详解】
从图中可以看到,质子泵能够将H+从胃壁细胞运输到胃腔,同时催化ATP水解为ADP,因此质子泵可以体现的蛋白质的功能是运输功能和催化功能。胃壁细胞中的H+通过质子泵运输到胃腔,是需要消耗能量的,该过程是逆浓度梯度进行,因此胃壁细胞中的H+浓度小于胃液中的H+浓度,即胃壁细胞中的pH>胃液中的。
【小问2详解】
K+从胃腔进入胃壁细胞需消耗ATP水解所释放的能量,其方式是主动运输;该过程体现了细胞膜具有选择透过性,是细胞膜的功能特性。
【小问3详解】
图中M1-R、H2-R、G-R能识别并接收信号分子a、信号分子b、信号分子c的信息,是受体;由图可知,受体与各自的信号分子结合后,或通过cAMP和Ca2+等胞内信号分子激活H+-K+-ATP酶活性,H+-K+-ATP酶是蛋白质,接受磷酸基团而磷酸化后其空间结构会发生改变。
【小问4详解】
图中质子泵转运物质时,所需要的ATP来自有氧呼吸,场所在细胞质基质和线粒体;若胃壁细胞呼吸作用减弱,ATP合成量减少,质子泵转运H+的能力下降,胃酸分泌量减少,胃的消化能力会减弱。
23. RubisCO是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的RubisCO由核基因(S)编码的小亚基和叶绿体基因(L)编码的大亚基组成。通过对野生型(WT)水稻RubisCO基因进行编辑,获得了单基因突变体水稻(D),以研究RubisCO对光合作用的影响。回答下列问题:
(1)RubisCO小亚基在____________(填细胞器)上合成,并最终与大亚基在___________(填具体部位)中组装成有活性的全酶。
(2)在光合作用中,RubisCO参与的反应过程为__________________,该过程生成的产物被还原时需要_________________供能。
(3)研究发现,突变体与野生型叶片中RubisCO的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变,但突变体叶片中RubisCO总活性显著降低,可能的原因是________________________________。
(4)科研人员进一步将RubisCO基因转入野生型(WT)水稻获得该酶含量增加的转基因品系(S),进行了如图所示的实验,由图可知,当胞间浓度高于A点时,曲线②与③重合是由于________不足。
【答案】(1) ①. 核糖体 ②. 叶绿体基质
(2) ①. CO2的固定 ②. ATP、NADPH
(3)突变体(D)的Rubisco基因被编辑,Rubisco酶合成减少,酶总浓度降低,酶总催化活性显著下降
(4)光照强度
【解析】
【小问1详解】
RubisCO由核基因(S)编码的小亚基和叶绿体基因(L)编码的大亚基组成,小亚基在细胞质中游离核糖体上合成,并最终与大亚基在叶绿体基质中组装成有活性的全酶,在叶绿体基质中参与CO2的固定。
【小问2详解】
Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶,催化CO2的固定;该过程生成的产物被还原时需要光反应产物ATP、NADPH供能。
【小问3详解】
突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变,说明单个Rubisco的催化能力不变,突变是Rubisco基因被编辑,Rubisco酶合成减少,酶总浓度降低,最终导致总催化活性显著下降。
【小问4详解】
①②曲线的自变量是有无补光(光照强度),②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的含量)。据图分析,当胞间浓度低于A点时,曲线②高于③,是因为②中Rubisco的含量多,固定的能力强,当胞间浓度高于A点时,曲线②与③重合,说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素,而曲线①的光合速率高于曲线②③,曲线①有较高的光照强度,因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。
24. 甲图表示高等植物细胞处于不同分裂时期的细胞图像,乙图表示细胞分裂的不同时期每条染色体中DNA含量变化的关系,丙图表示细胞周期各时期及对应时长。据图回答问题:
(1)甲图中细胞有丝分裂的顺序依次是_________(用字母和箭头表示)。动植物细胞有丝分裂的不同主要表现在甲图中的_________图对应的时期。
(2)在乙图中含有染色单体的时间段是__________________(填字母)。
(3)细胞周期各时期如图丙,包括分裂间期(依次为G1、S和G2)和分裂期(M)。DNA复制发生在S期,G1和G2期发生的是有关蛋白质的合成。在体外培养该生物细胞时,想要使所有细胞都处于同一时期,可进行如下操作:在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂,处于S期的细胞立刻被抑制,继续培养不短于______________(选用a、b、c、d列公式表示)时长后,其余各期的所有细胞就都会被抑制在______________的交界处。
(4)核DNA复制所需要的酶在______________(填“G1”、“S”、“G2”或“M”)期合成。
【答案】(1) ①. B→C→A→ D ②. B、D (2)BC
(3) ①. a+c+d ②. G1/S期
(4)G1
【解析】
【小问1详解】
B图:染色体散乱分布,核膜核仁逐渐消失,属于有丝分裂前期; C图:染色体的着丝粒整齐排列在赤道板上,属于有丝分裂中期; A图:着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体移向细胞两极,属于有丝分裂后期; D图:细胞中央出现细胞板,即将形成新的细胞壁,属于有丝分裂末期。因此有丝分裂的顺序为 B→C→A→ D。动植物细胞有丝分裂的差异主要体现在: 前期(B图):纺锤体的形成方式不同,植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体; 末期(D图):细胞质的分裂方式不同,植物细胞在细胞中央形成细胞板进而分裂细胞,动物细胞通过细胞膜向内凹陷缢裂细胞。因此差异对应甲图的B、D时期。
【小问2详解】
乙图的纵坐标为每条染色体上的DNA含量: 当每条染色体上DNA含量为2时,说明一条染色体上连接2条姐妹染色单体,对应图中的BC段; CD段是着丝点分裂的过程,着丝点分裂后姐妹染色单体消失,每条染色体上DNA含量变为1。因此含有染色单体的时间段是BC段。
【小问3详解】
S期进行 DNA 复制,加入 DNA 合成抑制剂后,处于S期的细胞立刻被抑制,要保证刚完成S期的细胞再次进入 S期,培养时长至少为a+c+d,此时所有细胞都会被抑制在G1/S期交界处。
【小问4详解】
核DNA复制在S期进行,因此所需的酶在G1期合成。
25. 尼龙12是耐腐蚀高端工程塑料,传统制备依赖石油或棕榈油,存在高污染、毁林与人争粮等问题。实验小组利用基因工程改造大肠杆菌,开发出以葡萄糖为原料合成尼龙12的单体ω-氨基十二烷酸(ω-AmDDA)的绿色生产新方案。图1表示大肠杆菌细胞内以葡萄糖为原料合成ω-AmDDA的过程。细胞内积累的十二烷酸(DDA)具有一定的毒性,AIKL合成的膜转运蛋白能把胞内DDA运到细胞外,YaaDE具有CYP153A酶活性。实验小组用敲除了FadD基因(表达产物能降解DDA)的大肠杆菌作为受体细胞,分别导入了图2所示的两种重组质粒(Lac和T7均为启动子),并检测了大肠杆菌细胞产生ω-AmDDA的速率。回答下列问题:
(1)从可遗传变异的角度分析,构建重组质粒属于__________,将重组质粒导入大肠杆菌前需要用Ca2+处理大肠杆菌,目的是使大肠杆菌处于__________,与图中启动子结合的酶是___________________。
(2)两种重组质粒启动子的基本单位是___________________。
(3)导入质粒a后,大肠杆菌合成ω-AmDDA的速率得到了提高,原因是_________________________,和导入质粒a相比,导入质粒b的突出优点是_______________________________________________。
(4)CYP153A蛋白是合成过程中的关键酶,通过定点突变技术提升了该酶活性,该改造手段属于_______的范畴。
【答案】(1) ①. 基因重组 ②. 一种能吸收周围环境中DNA分子的状态 ③. RNA聚合酶
(2)脱氧核苷酸 (3) ①. AIKL表达膜转运蛋白,将胞内有毒的DDA转运到细胞外,缓解DDA对菌体的毒性 ②. 质粒b的YaaDE基因可表达具有CYP153A酶活性的YaaDE,可加快DDA转化为ω-AmDDA
(4)蛋白质工程
【解析】
【小问1详解】
构建重组质粒是将目的基因与质粒结合,这是不同来源的基因重新组合的过程,所以从可遗传变异的角度分析,构建重组质粒属于基因重组。当用Ca2+处理大肠杆菌时,会使大肠杆菌细胞的通透性发生改变,成为能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。启动子本质是DNA序列,是RNA聚合酶识别和结合的部位,开启下游基因的转录。
【小问2详解】
启动子是DNA分子上的一段特定序列,其基本单位是脱氧核苷酸。无论是原核生物还是真核生物,启动子作为基因转录起始的关键调控区域,其化学本质均为DNA,因此构成它的基本单位是DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸。
【小问3详解】
根据题意可知,大肠杆菌FadD基因的表达产物能降解DDA,导致大肠杆菌无法完成后续反应生成ω-AmDDA。导入质粒a后,AIKL表达膜转运蛋白,将胞内有毒的DDA转运到细胞外,缓解DDA对菌体的毒性,保证大肠杆菌正常存活代谢。与质粒a相比,质粒b额外携带T7启动子驱动的YaaDE基因,可表达具有CYP153A酶活性的YaaDE,可加快DDA向ω-羟基十二烷酸转化,进一步提高ω-AmDDA的合成速率。
【小问4详解】
以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造基因来改造现有蛋白质属于蛋白质工程的范畴。
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