内容正文:
四川省达川中学高2027届2026年秋季第一次月考
生物试题
本试卷满分 100 分,考试时间 75 分钟
一、选择题:本题共 15 个小题,每小题 3 分,共 45 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 海洋是生命的摇篮,深海热泉周围生活着一类具有完整细胞结构、可独立完成代谢,但无成形细胞核的生物。下列推测合理的是( )
A. 该生物与热泉附近的病毒均可利用自身核糖体合成蛋白质
B. 该生物具有生物膜,无机盐离子可通过自由扩散进行跨膜运输
C. 该生物胞内酶的最适温度高于多数常见生物体内酶的最适温度
D. 该生物无染色体,可通过无丝分裂实现快速增殖
2. 数据显示,我国成年居民超重率已超过34.3%,科学减重离不开饮食管理,如“211餐盘法——每餐2份蔬菜、1份优质蛋白、1份全谷主食”。下列叙述正确的是( )
A. 氧元素在玉米细胞干重中占比最大
B. 必需氨基酸就是合成各种蛋白质不可缺少的氨基酸
C. 蛋清中加入食盐出现白色絮状物表明蛋白质已变性
D. 钙、磷和铁等无机盐在细胞中含量大,作用也很大
3. 大多数水果和蔬菜中都含有蔗糖。在植物体内,蔗糖合酶可以催化蔗糖与UDP(尿苷二磷酸)反应生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)和果糖。下列叙述正确的是( )
A. UDP与ADP的结构差异主要体现在组成元素的种类不同
B. 液泡内蔗糖浓度增加可提升植物细胞的吸水能力
C. 光合作用过程中,蔗糖可以在叶绿体的基粒中合成
D. 推测UDPG可以为真菌细胞壁的合成提供原料
4. MAMs是线粒体和内质网之间的膜接触位点,是两个细胞器之间进行物质交换和信息交流的微区域。MAMs可接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点,以此调控细胞内的代谢。下列说法错误的是( )
A. MAMs存在受体蛋白和转运蛋白
B. 内质网合成的磷脂分子可通过MAMs运输至线粒体参与其膜的更新
C. 分泌蛋白的形成过程中,肽链需要借助MAMs进入内质网进行初步加工
D. 细胞内MAMs的数量与细胞代谢的旺盛程度一般呈正相关
5. 机械传导指细胞将物理力转化为其他信号的过程。溶酶体通过质子泵等转运蛋白,将 H+、Cl-等离子大量汇聚于内部形成高渗环境。 TMEM63 蛋白是位于溶酶体上的机械敏感 Ca2+通道,在细胞质基质渗透压下降、溶酶体膜产生机械张力时被激活,产生低渗应激,以维持溶酶体的形态和功能。下列说法正确的是( )
A. 质子泵发挥作用时,其自身的空间结构不变
B. H+ 和Cl-通过主动运输进入溶酶体的过程都直接依赖于呼吸作用产生的能量
C. 溶酶体借助H+和Cl-的主动运输增加水分流入,实现低渗应激保护
D. 若TMEM63 蛋白功能异常,可能导致衰老损伤细胞器和异常蛋白等在胞内大量积累
6. 研究发现,拟南芥根毛细胞的细胞膜上存在一种水通道蛋白(PIP2),该蛋白可介导水分子快速跨膜运输。现将拟南芥根毛细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,检测PIP2的活性及细胞形态变化,相关叙述正确的是( )
A. 若蔗糖溶液浓度低于细胞液浓度,根毛细胞吸水,PIP2活性会持续升高
B. 若蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度,细胞形态不变,水分子停止跨膜运输
C. 若蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,原生质层可与细胞壁分离
D. 当PIP2活性降低时,根毛细胞吸水能力增强,可快速缓解质壁分离状态
7. 下图为酶促反应曲线,表示反应速率为最大反应速率()一半时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似,可与底物竞争性结合酶的活性部位;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合,从而影响反应过程。下列分析错误的是( )
A. 加入非竞争性抑制剂,不变
B. 加入竞争性抑制剂,值增大
C. 值越小,酶与底物亲和力越高
D. 非竞争性抑制剂影响酶的空间结构
8. 氨酰—tRNA合成酶(AARS)是一类催化氨基酸与其对应tRNA分子连接的酶。在体外实验中,向反应体系加入某种氨基酸、对应的tRNA、ATP,同时加入特定AARS后,能检测到氨酰-tRNA、AMP(腺苷一磷酸)和PPi的生成,机理如图所示(Ala为丙氨酸)。下列叙述错误的是( )
A. ATP分子中相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥
B. AMP中不含特殊化学键,可作为合成tRNA的原料
C. tRNA结合特定氨基酸的过程属于吸能反应
D. AARS与Ala、tRNA都能结合说明该酶不具备专一性
9. 6-磷酸果糖激酶(PFK)是细胞有氧呼吸第一阶段的关键酶,PFK通过与ATP特异性结合催化F6P生成F-1,6-BP和ADP,其酶活性与F6P浓度的关系如图中曲线a所示,曲线b表示在反应体系中添加较高浓度的ATP,曲线c表示在较高浓度ATP条件下再加入一定浓度的F-2,6-BP。下列叙述错误的是( )
A. PFK酶活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈抑制作用
B. F-2,6-BP可以缓解ATP对酶的抑制效应
C. 细胞呼吸的第一阶段既能产生ATP也消耗ATP
D. 较高浓度ATP可能通过与F6P竞争PFK抑制酶活性
10. 人体内脂肪转化为酮体物质的部分过程如图所示,脂肪水解为脂肪酸后在线粒体内完成一系列反应,酮体物质酸性较强,可随血液运输。下列叙述正确的是( )
A. 过程①脂肪水解的产物只有脂肪酸
B. 过程②产生的NADH通常不参与丙酮酸还原为乳酸的过程
C. 过程③发生在线粒体基质中,释放的能量均储存在ATP中
D. 糖类供能不足时脂肪会大量转化为酮体物质,可能引起碱中毒
11. 呼吸作用中产生的NADH需要不断被利用并再生出NAD+才能使呼吸作用持续进行。酶M和酶L均能催化NAD+的再生,酶M仅存在于线粒体中,酶L仅存在于细胞质基质中,癌细胞在氧气充足的条件下,无氧呼吸也非常活跃。科研人员用不同浓度的某种药物抑制癌细胞呼吸作用第一阶段,然后检测相关酶活性,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 呼吸作用第一阶段速率相对值为100的组别为该实验的对照组
B. 呼吸作用第一阶段速率相对值较低时,癌细胞以无氧呼吸为主
C. 酶M参与有氧呼吸的第三阶段,酶L参与无氧呼吸的第二阶段
D. 呼吸作用第一阶段速率相对值由60增至90,无氧呼吸速率迅速增强以促进NAD+再生
12. 实验材料和实验方法的选择都是实验成功的关键。下列与光合作用有关实验的叙述,错误的是( )
A. 水绵的叶绿体呈带状,在恩格尔曼实验中有利于使叶绿体局部受光
B. 卡尔文运用放射性同位素标记法,发现光合作用反应中CO2的固定途径
C. 破坏叶绿体的外膜和内膜,光合色素的排布会变得无序,光反应将不能正常进行
D. “探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度较大的预处理实验来定量分析实验条件
13. 研究小组为探究镁对水稻光合作用的影响,将正常培养38天的水稻分别转移到缺镁培养液(-Mg2+)和正常培养液(+Mg2+)中培养12天后,每3h检测一次Vcmax(催化CO2固定的关键酶的最大羧化速率,反映碳固定的潜在能力)的变化,持续跟踪48h,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 缺镁条件下,水稻叶片的Vcmax在全天24h内均显著低于正常组
B. 光照条件下,镁对水稻叶片Vcmax的影响比黑暗条件下更显著
C. 光照下+Mg2+组Vcmax持续上升,说明光照越强碳固定速率越快
D. 生产实践中,提供适宜光照和Mg2+不利于增产
14. 光照下,O2与CO2竞争性结合C5,经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。某种衣藻光呼吸会产生并分泌甘醇酸,某种大肠杆菌可利用甘醇酸作为唯一碳源合成生物产品。科学家构建衣藻和大肠杆菌共培养系统,实验过程及结果如图,下列说法错误的是( )
(注:空气中CO2浓度约为0.03%;μE为光照强度单位:μmol·m-2·s-1)
A. 光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体基质中
B. 第Ⅰ阶段通入3%CO2可为衣藻光合作用提供原料,促进衣藻繁殖
C. 第Ⅱ阶段大肠杆菌干重下降的原因是与衣藻竞争营养物质时不占优势
D. 第Ⅳ阶段衣藻的光合作用强度和光呼吸强度都增加
15. 交错 PCR 能实现同源基因的重组(如图,仅示单链)。第一轮延伸 15s,获得短产物①②。在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸 15s,合成交错产物③④。每一轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物—模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因产物。相关叙述正确的是( )
A. 交错PCR延伸温度设定为55℃,比一般的PCR温度更低,可增加交错次数
B. 交错PCR未利用DNA半保留复制的原理
C. 上一轮交错产物需与模板链严格配对才能继续下一轮扩增
D. 若交错循环20轮,一共产生220个DNA分子
二、非选择题:本题共 5 个小题,共 55 分。
16. 生物体内某些有机物及元素组成如下图所示,已知A、B、C是由小分子a、b,c组成的,x、y为相应的组成元素,请回答下列问题:
(1)组成人体的生物大分子物质A的a已知的有21种,不同的a之间的区别是______。
(2)B最常见的有淀粉、纤维素、糖原,已知这三种物质均只由b组成,b是______。若B是脂肪,其作用有_____________________________________________(至少答2点)。
(3)E是______(填中文名称),与B不同的是,一般情况下D为______链结构,其基本单位是______。
(4)现有氨基酸若干个,在合成含有3条肽链的蛋白质的过程中,共产生200个水分子,则氨基酸的数目为______个。
(5)某蛋白质分子中的一条肽链为156肽,其分子式为(CxHyNzOwS(z>156,w>157),并且是由下图五种氨基酸组成的,那么,将该156肽彻底水解后将会得到______个赖氨酸______个天冬氨酸(结果可含分子式中的未知数)。
17. 信号肽假说是指细胞在合成分泌蛋白时,游离核糖体先合成一段氨基酸序列作为信号肽。信号肽被细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,使肽链合成暂停。携带着肽链和核糖体的SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,并介导核糖体附着于内质网的转运体上,随后SRP释放到细胞质基质中重复使用,肽链通过转运体进入内质网腔,继续合成加工,最终得到不含信号肽的正常肽链,过程如图所示。
(1)研究分泌蛋白合成、加工和分泌途径常采用的方法是_____。进入内质网腔的肽链在继续合成加工过程中,会切除起始的信号肽,断裂的化学键是_____。
(2)实验小组在A、B、C三组试管中构建了体外的反应体系,施加不同条件,观察比较合成肽链的长度。若向A组试管中加入核糖体、SRP和内质网,合成的肽链与正常肽链长度一致。向B组试管中加入核糖体,不加SRP和内质网,合成的肽链长度比正常肽链_____(填“长”“短”或“一致”),原因是_____。向C组试管中加入核糖体和SRP,不加内质网,合成的肽链长度比正常肽链_____(填“长”“短”或“一致”),原因是_____。
(3)正常肽链在运输过程中,内质网出芽形成的囊泡向高尔基体移动,并与高尔基体融合,最终形成的成熟蛋白质通过_____方式释放到细胞外发挥作用,这一过程体现了生物膜具有的结构特点是_____,囊泡的转运需要依托细胞质中特殊的网架结构为_____,其化学本质是_____。
18. 如图甲表示某细胞膜结构,图甲中A、B、C、D、E、F表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式,请据图回答下列问题:
(1)若图甲是小肠上皮细胞的细胞膜,该细胞吸收葡萄糖的跨膜运输方式可用图甲中_________(填字母)表示。若图甲为胃黏膜上皮细胞的细胞膜,人在饮酒时,图乙曲线中与酒精跨膜运输方式相符合的有_____(填字母)。
(2)某学校生物兴趣小组为了验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。现提供如下材料:牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5mL葡萄糖载体抑制剂和5mL呼吸抑制剂等,请完善如下实验过程:
实验原理:主动运输需要膜蛋白参与和消耗能量,协助扩散需要膜蛋白参与和具有浓度差。
实验步骤:
①取三个培养瓶,编号A、B、C,向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和_________。
②向A瓶中加入5mL蒸馏水,向B瓶中加入_________,向C瓶中加入__________。
③在__________的培养条件下培养一定时间后,利用_______测定各培养瓶中葡萄糖的含量。
预期结果:A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且________B瓶。(填“大于”、“小于”或“等于”)
实验结论:__________________。
19. 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成无机物或小分子有机物,并释放出能量的过程。如图为某哺乳动物细胞有氧呼吸和无氧呼吸部分生理过程的简图,其中乙酰CoA为乙酰辅酶A,FADH2属于一种还原性辅酶;参与电子传递,其中的H2分离成游离的H+和e-。回答下列问题:
(1)缺氧条件下,葡萄糖中能量的去路有_____,乳酸积累一般不会引起内环境pH明显下降,原因是_____。
(2)过程②③发生的场所是______,丙酮酸脱羧后与辅酶A(CoA)结合,产生_____进入三羧酸循环。三羧酸循环中,琥珀酰CoA→琥珀酸的反应过程有GTP生成,据此判断该步反应是_____(填“放能”或“吸能”)反应。三羧酸循环中产生CO2时还需要消耗的物质是_____;①~⑤过程中,消耗NADH并产生ATP的生理过程有_____(填序号)。
20. 科研人员将小麦品种南大2419分别种植在上海和青海,在饱和光照强度、0.03%浓度下测量的光合强度曲线如下图。
(1)分离小麦叶肉细胞中色素的方法为_____,分离后最上方的色素带主要吸收_____光。
(2)A点限制光合速率的环境因素可能是_____(回答两点)。
(3)①②两曲线交点时,上海栽培小麦比青海栽培小麦实际光合速率_____(填“高”、“低”或“相等”),依据是_____。
(4)科研人员在25℃、饱和光照强度、0.03%浓度的条件下,测得两组小麦的各项生理指标如下:
表现光合速率()
呼吸速率()
叶绿素含量()
气孔导度()
胞间浓度()
上海
26.0
6.0
3.6
0.18
220
青海
23.5
3.0
2.4
0.12
310
通过表格分析气孔导度_____(填“是”或“不是”)导致青海栽培小麦比上海栽培小麦光合速率低的原因,依据是_____。
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四川省达川中学高2027届2026年秋季第一次月考
生物试题
本试卷满分 100 分,考试时间 75 分钟
一、选择题:本题共 15 个小题,每小题 3 分,共 45 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 海洋是生命的摇篮,深海热泉周围生活着一类具有完整细胞结构、可独立完成代谢,但无成形细胞核的生物。下列推测合理的是( )
A. 该生物与热泉附近的病毒均可利用自身核糖体合成蛋白质
B. 该生物具有生物膜,无机盐离子可通过自由扩散进行跨膜运输
C. 该生物胞内酶的最适温度高于多数常见生物体内酶的最适温度
D. 该生物无染色体,可通过无丝分裂实现快速增殖
【答案】C
【解析】
【详解】A、病毒没有细胞结构,不含核糖体,只能利用宿主细胞的核糖体合成自身蛋白质,A错误;
B、无机盐离子跨膜运输的方式为协助扩散或主动运输,无法通过自由扩散跨膜运输,B错误;
C、深海热泉温度较高,该生物能在此环境正常生存,说明其胞内酶的最适温度匹配高温环境,高于多数生存于常温环境的生物体内酶的最适温度,C正确;
D、无丝分裂是真核细胞的增殖方式,原核生物的增殖方式为二分裂,D错误。
2. 数据显示,我国成年居民超重率已超过34.3%,科学减重离不开饮食管理,如“211餐盘法——每餐2份蔬菜、1份优质蛋白、1份全谷主食”。下列叙述正确的是( )
A. 氧元素在玉米细胞干重中占比最大
B. 必需氨基酸就是合成各种蛋白质不可缺少的氨基酸
C. 蛋清中加入食盐出现白色絮状物表明蛋白质已变性
D. 钙、磷和铁等无机盐在细胞中含量大,作用也很大
【答案】A
【解析】
【详解】A、玉米细胞干重中含有大量淀粉、纤维素等多糖,多糖分子中氧元素的质量占比高于碳元素,因此氧元素在玉米细胞干重中占比最大,A正确;
B、必需氨基酸是指人体细胞不能合成,必须从外界环境中直接获取的氨基酸,非必需氨基酸同样是合成蛋白质不可缺少的原料,只是人体可自行合成,B错误;
C、蛋清中加入食盐出现白色絮状物是盐析现象,该过程仅降低了蛋白质的溶解度,蛋白质空间结构未被破坏,没有发生变性,C错误;
D、无机盐在细胞中含量很低,仅占细胞鲜重的1%~1.5%,铁属于微量元素,含量更低,D错误。
3. 大多数水果和蔬菜中都含有蔗糖。在植物体内,蔗糖合酶可以催化蔗糖与UDP(尿苷二磷酸)反应生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)和果糖。下列叙述正确的是( )
A. UDP与ADP的结构差异主要体现在组成元素的种类不同
B. 液泡内蔗糖浓度增加可提升植物细胞的吸水能力
C. 光合作用过程中,蔗糖可以在叶绿体的基粒中合成
D. 推测UDPG可以为真菌细胞壁的合成提供原料
【答案】B
【解析】
【详解】A、UDP(尿苷二磷酸)和ADP(腺苷二磷酸)的组成元素均为C、H、O、N、P,二者结构差异主要是含氮碱基不同(UDP含尿嘧啶,ADP含腺嘌呤),A错误;
B、液泡内蔗糖浓度增加会使细胞液渗透压升高,细胞与外界溶液的浓度差增大,可提升植物细胞的吸水能力,B正确;
C、叶绿体基粒是光反应的场所,暗反应合成糖类的过程发生在叶绿体基质,蔗糖合成的场所为细胞质基质,C错误;
D、真菌细胞壁的主要成分为几丁质,其基本单位不是葡萄糖,而UDPG是葡萄糖的活化形式,因此UDPG不能为真菌细胞壁合成提供原料,D错误。
4. MAMs是线粒体和内质网之间的膜接触位点,是两个细胞器之间进行物质交换和信息交流的微区域。MAMs可接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点,以此调控细胞内的代谢。下列说法错误的是( )
A. MAMs存在受体蛋白和转运蛋白
B. 内质网合成的磷脂分子可通过MAMs运输至线粒体参与其膜的更新
C. 分泌蛋白的形成过程中,肽链需要借助MAMs进入内质网进行初步加工
D. 细胞内MAMs的数量与细胞代谢的旺盛程度一般呈正相关
【答案】C
【解析】
【详解】A、MAMs可接收信息,需要受体蛋白识别信号分子;同时作为脂质、Ca2+等物质的运输位点,需要转运蛋白协助物质运输,因此MAMs存在受体蛋白和转运蛋白,A正确;
B、内质网是脂质合成的“车间”,磷脂属于脂质,线粒体膜的主要成分包含磷脂,因此内质网合成的磷脂分子可通过MAMs运输至线粒体,参与线粒体膜的更新,B正确;
C、分泌蛋白形成过程中,游离核糖体合成的肽链在信号肽的引导下,边合成边进入内质网进行初步加工,该过程不涉及内质网和线粒体之间的MAMs结构,C错误;
D、MAMs可调控细胞代谢,细胞代谢越旺盛,内质网和线粒体之间的物质交换、信息交流越频繁,所需MAMs的数量越多,二者一般呈正相关,D正确。
5. 机械传导指细胞将物理力转化为其他信号的过程。溶酶体通过质子泵等转运蛋白,将 H+、Cl-等离子大量汇聚于内部形成高渗环境。 TMEM63 蛋白是位于溶酶体上的机械敏感 Ca2+通道,在细胞质基质渗透压下降、溶酶体膜产生机械张力时被激活,产生低渗应激,以维持溶酶体的形态和功能。下列说法正确的是( )
A. 质子泵发挥作用时,其自身的空间结构不变
B. H+ 和Cl-通过主动运输进入溶酶体的过程都直接依赖于呼吸作用产生的能量
C. 溶酶体借助H+和Cl-的主动运输增加水分流入,实现低渗应激保护
D. 若TMEM63 蛋白功能异常,可能导致衰老损伤细胞器和异常蛋白等在胞内大量积累
【答案】D
【解析】
【详解】A、质子泵属于载体蛋白,在转运物质的过程中自身空间结构会发生改变,A错误;
B、H⁺通过质子泵主动运输进入溶酶体,直接消耗呼吸作用产生的ATP;Cl⁻的运输依赖H⁺顺浓度梯度产生的电化学梯度驱动,属于继发性主动运输,不直接依赖呼吸作用产生的能量,B错误;
C、细胞质基质渗透压下降时,水分原本会大量进入溶酶体,低渗应激的作用是维持溶酶体形态,避免其过度吸水涨破,不会增加水分流入,C错误;
D、TMEM63蛋白功能异常会导致溶酶体的形态和功能无法维持,溶酶体无法正常分解衰老损伤的细胞器和异常蛋白,会导致这些物质在胞内大量积累,D正确。
6. 研究发现,拟南芥根毛细胞的细胞膜上存在一种水通道蛋白(PIP2),该蛋白可介导水分子快速跨膜运输。现将拟南芥根毛细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,检测PIP2的活性及细胞形态变化,相关叙述正确的是( )
A. 若蔗糖溶液浓度低于细胞液浓度,根毛细胞吸水,PIP2活性会持续升高
B. 若蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度,细胞形态不变,水分子停止跨膜运输
C. 若蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,原生质层可与细胞壁分离
D. 当PIP2活性降低时,根毛细胞吸水能力增强,可快速缓解质壁分离状态
【答案】C
【解析】
【详解】A、当蔗糖溶液浓度低于细胞液浓度时,根毛细胞吸水,但受细胞壁的限制,细胞吸水到一定程度后不再继续吸水,且细胞会调节相关蛋白活性维持稳态,PIP2活性不会持续升高,A错误;
B、当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时,细胞内外渗透压平衡,水分子进出细胞的速率相等,并未停止跨膜运输,因此细胞形态不变,B错误;
C、当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时,细胞渗透失水,由于原生质层的伸缩性远大于细胞壁,原生质层会和细胞壁发生分离,即质壁分离现象,C正确;
D、PIP2是介导水分子快速跨膜运输的通道蛋白,其活性降低时,水分子跨膜运输速率减慢,根毛细胞吸水能力减弱,无法快速缓解质壁分离状态,D错误。
7. 下图为酶促反应曲线,表示反应速率为最大反应速率()一半时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似,可与底物竞争性结合酶的活性部位;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合,从而影响反应过程。下列分析错误的是( )
A. 加入非竞争性抑制剂,不变
B. 加入竞争性抑制剂,值增大
C. 值越小,酶与底物亲和力越高
D. 非竞争性抑制剂影响酶的空间结构
【答案】A
【解析】
【详解】A、加入非竞争性抑制剂,使酶的活性部位功能丧失,导致Vmax降低,A错误;
B、竞争性抑制剂与底物结构相似,会竞争结合酶的活性部位,因此需要更高的底物浓度才能让反应速率达到原最大反应速率的一半,即值增大,B正确;
C、是反应速率达到一半时的底物浓度,越小说明仅需较低的底物浓度就可达到较高的反应速率,代表酶与底物的亲和力越高,C正确;
D、非竞争性抑制剂结合酶的非活性部位后,会改变酶的空间结构,导致酶的活性位点无法正常结合底物,D正确。
8. 氨酰—tRNA合成酶(AARS)是一类催化氨基酸与其对应tRNA分子连接的酶。在体外实验中,向反应体系加入某种氨基酸、对应的tRNA、ATP,同时加入特定AARS后,能检测到氨酰-tRNA、AMP(腺苷一磷酸)和PPi的生成,机理如图所示(Ala为丙氨酸)。下列叙述错误的是( )
A. ATP分子中相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥
B. AMP中不含特殊化学键,可作为合成tRNA的原料
C. tRNA结合特定氨基酸的过程属于吸能反应
D. AARS与Ala、tRNA都能结合说明该酶不具备专一性
【答案】D
【解析】
【详解】A、ATP分子中相邻的磷酸基团均带负电荷,相互排斥,使得分子中的特殊化学键不稳定易断裂,A正确;
B、AMP为腺嘌呤核糖核苷酸,不含特殊化学键,是RNA的基本组成单位之一,tRNA的本质是RNA,因此AMP可作为合成tRNA的原料,B正确;
C、tRNA结合特定氨基酸的过程需要消耗ATP水解释放的能量,吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,因此该过程属于吸能反应,C正确;
D、酶的专一性是指酶能催化一种或一类化学反应,AARS只能特异性结合丙氨酸(Ala)和对应的tRNA,催化二者的连接反应,仍具有专一性,D错误。
9. 6-磷酸果糖激酶(PFK)是细胞有氧呼吸第一阶段的关键酶,PFK通过与ATP特异性结合催化F6P生成F-1,6-BP和ADP,其酶活性与F6P浓度的关系如图中曲线a所示,曲线b表示在反应体系中添加较高浓度的ATP,曲线c表示在较高浓度ATP条件下再加入一定浓度的F-2,6-BP。下列叙述错误的是( )
A. PFK酶活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈抑制作用
B. F-2,6-BP可以缓解ATP对酶的抑制效应
C. 细胞呼吸的第一阶段既能产生ATP也消耗ATP
D. 较高浓度ATP可能通过与F6P竞争PFK抑制酶活性
【答案】D
【解析】
【详解】A、有氧呼吸的终产物是 ATP,曲线 a(无高 ATP)酶活性远高于曲线 b(加高 ATP),说明高浓度 ATP 会抑制 PFK 活性,这是典型的代谢反馈抑制,A正确;
B、曲线 b(高 ATP)酶活性低,曲线 c(高 ATP+F-2,6-BP)酶活性大幅回升,接近正常的曲线 a,直接证明F-2,6-BP 能解除 ATP 对 PFK 的抑制,B正确;
C、细胞有氧呼吸第一阶段,PFK通过与ATP特异性结合催化F6P生成F-1,6-BP和ADP,消耗ATP,细胞呼吸的第一阶段也产生ATP,C正确;
D、题干明确说明 “PFK 通过与 ATP 特异性结合催化 F6P 生成 F-1,6-BP 和 ADP”,说明 ATP 是 PFK 的底物(磷酸供体),同时 PFK 存在ATP 的别构调节位点:高浓度 ATP 结合别构位点,改变酶构象,降低对 F6P 的亲和力,属于别构抑制(非竞争抑制),D错误。
10. 人体内脂肪转化为酮体物质的部分过程如图所示,脂肪水解为脂肪酸后在线粒体内完成一系列反应,酮体物质酸性较强,可随血液运输。下列叙述正确的是( )
A. 过程①脂肪水解的产物只有脂肪酸
B. 过程②产生的NADH通常不参与丙酮酸还原为乳酸的过程
C. 过程③发生在线粒体基质中,释放的能量均储存在ATP中
D. 糖类供能不足时脂肪会大量转化为酮体物质,可能引起碱中毒
【答案】B
【解析】
【详解】A、脂肪水解的产物为甘油和脂肪酸,A错误;
B、丙酮酸还原为乳酸是无氧呼吸第二阶段,场所为细胞质基质,所需NADH来自细胞质基质中的无氧呼吸第一阶段;过程②发生在线粒体中,产生的NADH一般参与线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段,与O₂结合生成水,通常不参与丙酮酸还原为乳酸的过程,B正确;
C、过程③为有氧呼吸第二阶段(三羧酸循环),发生在线粒体基质,该阶段释放的能量大部分以热能形式散失,仅少部分储存于ATP中,C错误;
D、酮体物质酸性较强,糖类供能不足时脂肪大量转化为酮体,会导致酸中毒而非碱中毒,D错误。
11. 呼吸作用中产生的NADH需要不断被利用并再生出NAD+才能使呼吸作用持续进行。酶M和酶L均能催化NAD+的再生,酶M仅存在于线粒体中,酶L仅存在于细胞质基质中,癌细胞在氧气充足的条件下,无氧呼吸也非常活跃。科研人员用不同浓度的某种药物抑制癌细胞呼吸作用第一阶段,然后检测相关酶活性,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 呼吸作用第一阶段速率相对值为100的组别为该实验的对照组
B. 呼吸作用第一阶段速率相对值较低时,癌细胞以无氧呼吸为主
C. 酶M参与有氧呼吸的第三阶段,酶L参与无氧呼吸的第二阶段
D. 呼吸作用第一阶段速率相对值由60增至90,无氧呼吸速率迅速增强以促进NAD+再生
【答案】B
【解析】
【详解】A、该实验通过药物抑制呼吸作用第一阶段。速率相对值为100,意味着该组没有使用药物进行抑制(即抑制率为0),是实验的基准状态,用于与其它受抑制的组进行比较,这符合对照组的定义,A正确;
B、观察图表,在呼吸作用第一阶段速率相对值较低时,代表有氧呼吸的酶M活性显著高于代表无氧呼吸的酶L活性。 这表明在第一阶段速率较低时,细胞主要通过有氧呼吸途径(酶M)来再生NAD+,B错误;
C、根据题干信息,酶M存在于线粒体中。有氧呼吸的第三阶段(电子传递链)发生在线粒体内,该过程利用NADH并再生NAD+。因此,酶M参与有氧呼吸第三阶段是合理的。 酶L存在于细胞质基质中。无氧呼吸的第二阶段发生在此处,该过程利用NADH将丙酮酸还原为乳酸,并再生NAD+。因此,酶L参与无氧呼吸第二阶段是合理的,C正确;
D、由于呼吸作用中产生的NADH需要不断被利用并再生出NAD+才能使呼吸作用持续进行,当呼吸作用第一阶段速率相对值由60增至90时,无氧呼吸速率迅速增强,这样可以促进NAD⁺再生,D正确。
12. 实验材料和实验方法的选择都是实验成功的关键。下列与光合作用有关实验的叙述,错误的是( )
A. 水绵的叶绿体呈带状,在恩格尔曼实验中有利于使叶绿体局部受光
B. 卡尔文运用放射性同位素标记法,发现光合作用反应中CO2的固定途径
C. 破坏叶绿体的外膜和内膜,光合色素的排布会变得无序,光反应将不能正常进行
D. “探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度较大的预处理实验来定量分析实验条件
【答案】C
【解析】
【分析】同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律。
【详解】A、带状叶绿体在极细光束照射下,一些区域接受光照,一些区域不接受光照,A正确;
B、卡尔文等用14C标记CO2,探明了碳在光合作用中经C3转化为糖类和再生为C5,B正确;
C、光合色素排布在类囊体薄膜上,破坏叶绿体的外膜和内膜,光合色素的排布不受影响,光反应仍能正常进行,C错误;
D、探究光合作用的最适温度,需要先做预实验,也就是先设计一组梯度比较大的温度梯度进行实验,D正确。
故选C。
13. 研究小组为探究镁对水稻光合作用的影响,将正常培养38天的水稻分别转移到缺镁培养液(-Mg2+)和正常培养液(+Mg2+)中培养12天后,每3h检测一次Vcmax(催化CO2固定的关键酶的最大羧化速率,反映碳固定的潜在能力)的变化,持续跟踪48h,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 缺镁条件下,水稻叶片的Vcmax在全天24h内均显著低于正常组
B. 光照条件下,镁对水稻叶片Vcmax的影响比黑暗条件下更显著
C. 光照下+Mg2+组Vcmax持续上升,说明光照越强碳固定速率越快
D. 生产实践中,提供适宜光照和Mg2+不利于增产
【答案】B
【解析】
【详解】A.观察曲线可知,黑暗条件下缺镁组和正常组水稻的Vcmax差值很小,并非全天24h缺镁组都显著低于正常组,A错误;
B.光照条件下两组的Vcmax差值明显大于黑暗条件下的差值,说明光照时镁对水稻叶片Vcmax的影响比黑暗条件下更显著,B正确;
C.光照下Mg2+组的Vcmax先升高后降低,并非持续上升,且实验未探究不同光照强度的影响,无法得出光照越强碳固定速率越快的结论,C错误;
D.适宜光照和充足Mg2+可提高Vcmax,促进暗反应CO2固定,增加有机物积累,有利于增产,D错误。
14. 光照下,O2与CO2竞争性结合C5,经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。某种衣藻光呼吸会产生并分泌甘醇酸,某种大肠杆菌可利用甘醇酸作为唯一碳源合成生物产品。科学家构建衣藻和大肠杆菌共培养系统,实验过程及结果如图,下列说法错误的是( )
(注:空气中CO2浓度约为0.03%;μE为光照强度单位:μmol·m-2·s-1)
A. 光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体基质中
B. 第Ⅰ阶段通入3%CO2可为衣藻光合作用提供原料,促进衣藻繁殖
C. 第Ⅱ阶段大肠杆菌干重下降的原因是与衣藻竞争营养物质时不占优势
D. 第Ⅳ阶段衣藻的光合作用强度和光呼吸强度都增加
【答案】C
【解析】
【详解】A、暗反应中CO₂与C₅结合的反应发生在叶绿体基质,光呼吸是O₂与CO₂竞争性结合C₅的过程,C5存在于叶绿体基质中,因此该反应也发生在叶绿体基质,A正确;
B、CO₂是光合作用暗反应的原料,第Ⅰ阶段通入3%CO₂,提高了CO₂浓度,可促进衣藻的光合作用,增加有机物积累,进而促进衣藻繁殖,B正确;
C、衣藻是自养生物,可利用CO₂合成有机物,大肠杆菌以衣藻光呼吸分泌的甘醇酸为唯一碳源,二者营养来源不同,不存在竞争营养物质的关系;第Ⅱ阶段大肠杆菌干重下降是因为前期甘醇酸积累量少,大肠杆菌碳源不足,C错误;
D、第Ⅳ阶段光照强度升高,光反应增强,为暗反应提供更多的ATP和NADPH,衣藻光合作用强度增加;同时光反应释放的O₂增多,O₂与C₅结合的概率升高,光呼吸强度也增加,D正确。
15. 交错 PCR 能实现同源基因的重组(如图,仅示单链)。第一轮延伸 15s,获得短产物①②。在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸 15s,合成交错产物③④。每一轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物—模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因产物。相关叙述正确的是( )
A. 交错PCR延伸温度设定为55℃,比一般的PCR温度更低,可增加交错次数
B. 交错PCR未利用DNA半保留复制的原理
C. 上一轮交错产物需与模板链严格配对才能继续下一轮扩增
D. 若交错循环20轮,一共产生220个DNA分子
【答案】A
【解析】
【详解】A、常规PCR的延伸温度一般为72℃左右,交错PCR将延伸温度设定为55℃时,Taq酶活性相对较低,每次仅能合成较短的产物片段,且该温度下同源序列的单链更容易发生非严格互补的交错结合,可增加交错次数,A正确;
B、PCR的核心原理是DNA半保留复制,交错PCR属于特殊的体外DNA扩增技术,依然遵循DNA半保留复制的原理,B错误;
C、题干明确说明产物可“随机地与不同模板交错结合”,说明同源序列不需要严格碱基配对即可结合完成后续延伸,C错误;
D、2n是常规PCR从1个模板出发、理想状态下扩增n轮得到的完整DNA分子数量,交错PCR每轮仅延伸一小段,并非每轮都能得到完整DNA分子,且存在交错结合的情况,交错循环20轮,最终不会恰好产生220个DNA分子,D错误。
二、非选择题:本题共 5 个小题,共 55 分。
16. 生物体内某些有机物及元素组成如下图所示,已知A、B、C是由小分子a、b,c组成的,x、y为相应的组成元素,请回答下列问题:
(1)组成人体的生物大分子物质A的a已知的有21种,不同的a之间的区别是______。
(2)B最常见的有淀粉、纤维素、糖原,已知这三种物质均只由b组成,b是______。若B是脂肪,其作用有_____________________________________________(至少答2点)。
(3)E是______(填中文名称),与B不同的是,一般情况下D为______链结构,其基本单位是______。
(4)现有氨基酸若干个,在合成含有3条肽链的蛋白质的过程中,共产生200个水分子,则氨基酸的数目为______个。
(5)某蛋白质分子中的一条肽链为156肽,其分子式为(CxHyNzOwS(z>156,w>157),并且是由下图五种氨基酸组成的,那么,将该156肽彻底水解后将会得到______个赖氨酸______个天冬氨酸(结果可含分子式中的未知数)。
【答案】(1)R基(侧链基团)不同
(2) ①. 葡萄糖 ②. 储能;保温;缓冲和减压
(3) ①. 核糖核酸 ②. 双 ③. 脱氧核糖核苷酸/脱氧核苷酸
(4)203 (5) ①. z-156 ②. (w-157)/2
【解析】
【小问1详解】
小分子a是组成蛋白质的氨基酸,组成人体的21种氨基酸的核心结构均为同一个碳原子连接氨基、羧基、氢原子,不同氨基酸的唯一区别在于R基(侧链基团)不同。
【小问2详解】
淀粉、纤维素、糖原都属于多糖,这三类多糖的单体均为葡萄糖;脂肪是细胞内良好的储能物质,同时具备多种功能,是良好的绝热体,能够起到保温作用,分布在内脏器官周围的脂肪还可以缓冲外界压力、保护内脏器官。
【小问3详解】
根据图示,小分子c的组成元素为C、H、O、x(N)、y(P),且大分子D主要存在于细胞核、大分子E主要存在于细胞质,可判断D是DNA(脱氧核糖核酸),E是核糖核酸(RNA); D为脱氧核糖核酸(DNA),一般情况下DNA为双链 ,D为脱氧核糖核酸(DNA);DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸)。
【小问4详解】
氨基酸脱水缩合时,脱去的水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数。已知合成3条肽链共产生200个水分子,因此氨基酸数 = 脱去水分子数 + 肽链数 = 200 + 3 = 203。
【小问5详解】
分析题图的5种氨基酸:只有赖氨酸的R基上额外带有1个氨基(N原子),其余氨基酸均只含1个N原子,该156肽共156个氨基酸,主链的肽链部分共含156个N原子,分子式中总N数为z,因此多出的N原子全部来自赖氨酸R基上的氨基,赖氨酸的数量为z-156;只有天冬氨酸的R基上额外带有1个羧基(含2个O原子),其余氨基酸均只含1个O原子。该156肽的主链部分1条肽链的肽键共155个O原子,末端游离羧基含2个O原子,主链合计O原子数为155+2=157,分子式中总O数为w,多出的O原子全部来自天冬氨酸R基的羧基,每个天冬氨酸R基含2个额外O,因此天冬氨酸的数量为(w-157)/2。
17. 信号肽假说是指细胞在合成分泌蛋白时,游离核糖体先合成一段氨基酸序列作为信号肽。信号肽被细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,使肽链合成暂停。携带着肽链和核糖体的SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,并介导核糖体附着于内质网的转运体上,随后SRP释放到细胞质基质中重复使用,肽链通过转运体进入内质网腔,继续合成加工,最终得到不含信号肽的正常肽链,过程如图所示。
(1)研究分泌蛋白合成、加工和分泌途径常采用的方法是_____。进入内质网腔的肽链在继续合成加工过程中,会切除起始的信号肽,断裂的化学键是_____。
(2)实验小组在A、B、C三组试管中构建了体外的反应体系,施加不同条件,观察比较合成肽链的长度。若向A组试管中加入核糖体、SRP和内质网,合成的肽链与正常肽链长度一致。向B组试管中加入核糖体,不加SRP和内质网,合成的肽链长度比正常肽链_____(填“长”“短”或“一致”),原因是_____。向C组试管中加入核糖体和SRP,不加内质网,合成的肽链长度比正常肽链_____(填“长”“短”或“一致”),原因是_____。
(3)正常肽链在运输过程中,内质网出芽形成的囊泡向高尔基体移动,并与高尔基体融合,最终形成的成熟蛋白质通过_____方式释放到细胞外发挥作用,这一过程体现了生物膜具有的结构特点是_____,囊泡的转运需要依托细胞质中特殊的网架结构为_____,其化学本质是_____。
【答案】(1) ①. (放射性)同位素标记法 ②. 肽键
(2) ①. 长 ②. 信号肽不能被SRP识别,无法引导核糖体附着至内质网上,信号序列不能被切除,所以合成的肽链长度比正常肽链长一段 ③. 短 ④. 信号肽被SRP识别,使肽链合成暂停,没有内质网,无法继续合成肽链,所以合成的肽链长度比正常肽链短一段
(3) ①. 胞吐 ②. 具有流动性 ③. 细胞骨架 ④. 蛋白质(蛋白质纤维)
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成,当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质,内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工, 然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡,囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外;在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量,这些能量主要来自线粒体。
【小问1详解】
研究分泌蛋白合成、加工和分泌途径常采用的方法是(放射性)同位素标记法,这是因为同位素标记法能够追踪物质的运行和变化规律;进入内质网腔的肽链在继续合成加工过程中,会切除起始的信号肽,而信号肽是氨基酸脱水缩合形成的,所以断裂的化学键是肽键;
【小问2详解】
向B组试管中加入核糖体,不加SRP和内质网,合成的肽链长度比正常肽链长,原因是信号肽不能被SRP识别,无法引导核糖体附着至内质网上,信号序列不能被切除,所以合成的肽链长度比正常肽链长一段;向C组试管中加入核糖体和SRP,不加内质网,合成的肽链长度比正常肽链短,原因是信号肽被SRP识别,使肽链合成暂停,没有内质网,无法继续合成肽链,所以合成的肽链长度比正常肽链短一段;
【小问3详解】
正常肽链最终形成的成熟蛋白质是生物大分子,通过胞吐方式释放到细胞外发挥作用;胞吐过程体现了生物膜具有一定的流动性这一结构特点;囊泡的转运需要依托细胞质中特殊的网架结构即细胞骨架,其化学本质是蛋白质纤维。
18. 如图甲表示某细胞膜结构,图甲中A、B、C、D、E、F表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式,请据图回答下列问题:
(1)若图甲是小肠上皮细胞的细胞膜,该细胞吸收葡萄糖的跨膜运输方式可用图甲中_________(填字母)表示。若图甲为胃黏膜上皮细胞的细胞膜,人在饮酒时,图乙曲线中与酒精跨膜运输方式相符合的有_____(填字母)。
(2)某学校生物兴趣小组为了验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。现提供如下材料:牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5mL葡萄糖载体抑制剂和5mL呼吸抑制剂等,请完善如下实验过程:
实验原理:主动运输需要膜蛋白参与和消耗能量,协助扩散需要膜蛋白参与和具有浓度差。
实验步骤:
①取三个培养瓶,编号A、B、C,向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和_________。
②向A瓶中加入5mL蒸馏水,向B瓶中加入_________,向C瓶中加入__________。
③在__________的培养条件下培养一定时间后,利用_______测定各培养瓶中葡萄糖的含量。
预期结果:A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且________B瓶。(填“大于”、“小于”或“等于”)
实验结论:__________________。
【答案】(1) ①. a ②. AC
(2) ①. 5%的葡萄糖溶液 ②. 5mL葡萄糖载体抑制剂 ③. 5mL呼吸抑制剂 ④. 相同且适宜 ⑤. 葡萄糖浓度测试仪 ⑥. 小于 ⑦. 牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输
【解析】
【分析】1、根据题意和图示分析可知:图甲中:A为载体蛋白,B为磷脂双分子层,C为信号分子,D为糖蛋白.a为主动运输,特点低浓度运输到高浓度,需要载体和能量;b、c为自由扩散,特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量;具有糖蛋白的一侧代表膜外,其中a、b、d由膜外运向膜内,c则由膜内运向膜外。
2、图乙中A代表自由扩散,B代表协助扩散或主动运输,C代表自由扩散或协助扩散,D代表主动运输。
【小问1详解】
小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,对应图丙中的a(低浓度运输到高浓度,需要载体和能量,C为糖蛋白,位于细胞膜外侧)。酒精跨膜运输方式为自由扩散,不需要载体蛋白和能量,与氧气浓度无关,与物质的浓度成正相关,则对应的曲线是A和C。
【小问2详解】
验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输,该实验的自变量为葡萄糖载体的有无,呼吸抑制剂的有无,因变量为培养瓶中葡萄糖的含量。
实验步骤为:①取三个培养瓶,编号A、B、C,向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液
②向A瓶中加入5mL蒸馏水,向B瓶中加入5mL葡萄糖载体抑制剂,向C瓶中加入5mL呼吸抑制剂。
③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后,利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。
预期结果:若牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输,则抑制葡萄糖载体活性组,运输速率下降,抑制呼吸抑制剂,运输速率不变组,故A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。
实验结论:牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。
19. 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成无机物或小分子有机物,并释放出能量的过程。如图为某哺乳动物细胞有氧呼吸和无氧呼吸部分生理过程的简图,其中乙酰CoA为乙酰辅酶A,FADH2属于一种还原性辅酶;参与电子传递,其中的H2分离成游离的H+和e-。回答下列问题:
(1)缺氧条件下,葡萄糖中能量的去路有_____,乳酸积累一般不会引起内环境pH明显下降,原因是_____。
(2)过程②③发生的场所是______,丙酮酸脱羧后与辅酶A(CoA)结合,产生_____进入三羧酸循环。三羧酸循环中,琥珀酰CoA→琥珀酸的反应过程有GTP生成,据此判断该步反应是_____(填“放能”或“吸能”)反应。三羧酸循环中产生CO2时还需要消耗的物质是_____;①~⑤过程中,消耗NADH并产生ATP的生理过程有_____(填序号)。
【答案】(1) ①. 以热能散失、存储在ATP和乳酸中 ②. 内环境中含有大量缓冲物质
(2) ①. 线粒体基质 ②. 乙酰辅酶A(乙酰CoA) ③. 放能 ④. 水 ⑤. ⑤
【解析】
【分析】有氧呼吸的三个阶段:有氧呼吸第一阶段即糖酵解,发生在细胞质基质中,该阶段葡萄糖分解形成丙酮酸和[H],同时释放少量能量;第二阶段在线粒体基质中进行,该阶段丙酮酸与水反应形成二氧化碳和[H],同时释放少量能量;有氧呼吸第三阶段,在线粒体内膜上完成,该过程[H]与氧气结合生成水,同时释放大量能量。细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分用于合成ATP。
【小问1详解】
某哺乳动物细胞缺氧条件下,进行乳酸型无氧呼吸,葡萄糖中能量的去路有以热能散失、存储在ATP和乳酸中,其中绝大多数能量储存在乳酸中,乳酸积累一般不会引起内环境pH明显下降,因为内环境中含有大量的缓冲物质,缓冲物质的存在能调节内环境pH处于相对稳定状态。
【小问2详解】
图中过程②③发生的场所是线粒体基质,丙酮酸脱羧后与辅酶A(CoA)结合,产生乙酰辅酶A(乙酰CoA)进入三羧酸循环。三羧酸循环中,琥珀酰CoA→琥珀酸的反应过程有GTP生成,GTP为高能磷酸化合物,因而判断该步反应是“放能”反应,释放的能量转移到ATP中。三羧酸循环中产生CO2时还需要消耗的物质是水,即有氧呼吸第二阶段会消耗水;①~⑤过程中,消耗NADH并产生ATP的生理过程有⑤,该过程会释放大量的能量,产生大量的ATP,发生的场所是线粒体内膜。
20. 科研人员将小麦品种南大2419分别种植在上海和青海,在饱和光照强度、0.03%浓度下测量的光合强度曲线如下图。
(1)分离小麦叶肉细胞中色素的方法为_____,分离后最上方的色素带主要吸收_____光。
(2)A点限制光合速率的环境因素可能是_____(回答两点)。
(3)①②两曲线交点时,上海栽培小麦比青海栽培小麦实际光合速率_____(填“高”、“低”或“相等”),依据是_____。
(4)科研人员在25℃、饱和光照强度、0.03%浓度的条件下,测得两组小麦的各项生理指标如下:
表现光合速率()
呼吸速率()
叶绿素含量()
气孔导度()
胞间浓度()
上海
26.0
6.0
3.6
0.18
220
青海
23.5
3.0
2.4
0.12
310
通过表格分析气孔导度_____(填“是”或“不是”)导致青海栽培小麦比上海栽培小麦光合速率低的原因,依据是_____。
【答案】(1) ①. 纸层析法 ②. 蓝紫
(2)浓度、温度
(3) ①. 高 ②. 实际光合速率等于表观光合速率和呼吸速率之和,两曲线相交时上海栽培小麦的呼吸速率更高,因此其实际光合速率更高
(4) ①. 不是 ②. 相比上海栽培小麦,青海栽培小麦气孔导度低,但胞间CO₂浓度高
【解析】
【小问1详解】
分离小麦叶肉细胞中的光合色素的方法是纸层析法,原理是不同的色素在层析液中溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。分离后色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,最上方的胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【小问2详解】
据题干可知实验条件是饱和光照,所以光照强度不再限制。A点时温度较低,导致与光合作用有关的酶活性较低,限制了光合作用的速率;此外实验设置的二氧化碳浓度较低,限制了暗反应速率,从而限制了光合作用的速率。
【小问3详解】
实际(总)光合速率=表观光合(净光合)速率+呼吸速率。AB交点时两种小麦的表观光合速率相等,但相同温度下上海栽培小麦的呼吸速率更高,因此其实际光合速率更高。
【小问4详解】
由表可知,和上海栽培小麦相比,青海栽培小麦的气孔导度更低,但胞间CO2浓度更高,说明CO2供应充足,因此气孔导度不是导致其光合速率比较低的原因。
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