精品解析:青海大通县朔山中学2026~2027学年度高三年级一轮复习第一次阶段性检测 生物学
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内容正文:
大通县朔山中学2026~2027学年度高三年级一轮复习第一次阶段性检测
生物学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修1第1章~第5章,第6章第2、3节。
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. 农谚“冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡”,生动形象地说明了水对冬小麦生长发育的重要性。下列相关叙述正确的是( )
A. 冬小麦细胞内的自由水相对含量会随气温降低而增大
B. 土壤含水量适宜有助于冬小麦吸收等矿质离子
C. 冬小麦根细胞的液泡充分吸水膨胀会导致细胞破裂
D. 不同发育时期的同一株冬小麦对水的需求无明显差异
2. 在科学研究和制药等领域,经常要进行动物细胞培养。体外培养动物细胞时,需要为细胞分裂和生长提供营养。下列相关叙述正确的是( )
A. 培养基中添加的葡萄糖主要用于细胞合成糖原
B. 必须添加非必需氨基酸细胞才能正常生长分裂
C. 培养基中不添加脂质,细胞中也会合成新的脂质
D. 直接添加大量DNA有助于细胞快速的分裂增殖
3. 植物的种子中储存足够的有机物是其萌发的必要条件。下列有关叙述错误的是( )
A. 向玉米种子匀浆中加入碘液会使其呈现出蓝色
B. 斐林试剂可用于检测发芽大麦匀浆中的还原糖
C. 发芽的小麦种子匀浆与双缩脲试剂反应可显现出紫色
D. 黄豆种子培育成豆芽的过程中有机物含量会不断增多
4. 下列关于细胞器的结构和功能的叙述,错误的是( )
A. 核糖体具有一层膜结构,是合成蛋白质的场所
B. 线粒体内膜向内折叠形成嵴,为酶提供更多附着位点
C. 内质网参与分泌蛋白的加工,可与外层核膜直接相连
D. 高尔基体的膜面积在分泌蛋白的分泌过程中基本保持不变
5. 在正常情况下,物质A通过蛋白P进入细胞,维持细胞的正常代谢。下列关于物质A通过蛋白P进入细胞的叙述,错误的是( )
A. 仅根据题干信息无法确定物质A进入细胞的具体运输方式
B. 若物质A跨膜运输的过程需要消耗能量,则物质A进入细胞的方式属于主动运输
C. 若细胞外物质A的浓度低于细胞内,则物质A进入细胞的方式一定是协助扩散
D. 若细胞外物质A的浓度高于细胞内,且物质A进入细胞不消耗能量,则物质A进入细胞的方式是协助扩散
6. 科学家在一项关于动物细胞信号传导的研究中发现,细胞外一种信号分子与细胞膜上的受体结合后,导致一种小泡从细胞膜上脱离,小泡与一个单层膜的细胞器融合,该细胞器随后释放出一些物质,这些物质被运送到另一个双层膜的细胞器中进行代谢转化。从细胞膜上脱离的小泡最可能融合的细胞器和接收释放物质进行代谢转化的双层膜细胞器分别是( )
A. 叶绿体、内质网 B. 溶酶体、线粒体
C. 溶酶体、高尔基体 D. 线粒体、核糖体
7. 下列有关质壁分离与复原实验及观察细胞质流动实验的叙述,正确的是( )
A. 质壁分离后,细胞质的流动速度加快
B. 质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐增强
C. 观察细胞质流动时,视野中所有细胞的细胞质流动方向都一致
D. 以黑藻叶片为实验材料观察细胞质流动时可选择叶绿体作为标志
8. 研究者在果蝇的肠吸收细胞中发现了一种新的细胞器——PXo小体。PXo蛋白分布在PXo小体膜上,可将Pi转运进入PXo小体,并转化为磷脂进行储存。PXo小体具有多层膜,膜的结构与细胞膜类似。当饮食中磷酸盐不足时,PXo小体的膜层数减少,最终被降解。下列相关叙述错误的是( )
A. 合成PXo蛋白时产生的水中的H来自脱水缩合的氨基酸的氨基和羧基
B. PXo小体膜的基本支架是磷脂双分子层,具有流动性
C. PXo小体降解产生的Pi可用于合成腺苷、核苷酸等物质
D. 磷酸盐不足时PXo小体的降解可能需要溶酶体的参与
9. 酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示,下列分析正确的是( )
A. 图1所示为吸能反应,图2所示为放能反应
B. 图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e
C. 与②反应相比,①反应所需的条件一般较温和
D. 图2所示反应中酶促反应的活化能为f
10. 线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是( )
A. 状态3呼吸不需要氧气参与
B. 状态3呼吸的反应场所是线粒体基质
C. 以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0
D. 相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
11. 剧烈运动过程中,骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述正确的是( )
A. 60s时,肌细胞的无氧呼吸产生酒精
B. 78.6s时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C. 肌细胞水解ATP生成的ADP不能循环利用
D. 运动后期,供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化
12. 双脱氧腺苷三磷酸(ddATP)属于非天然的核苷三磷酸,其中五碳糖的第2位碳原子和第3位碳原子上的羟基都被氢原子取代。脱氧腺苷三磷酸(dATP)中五碳糖的第2位碳原子的羟基被氢原子取代。下列相关叙述正确的是( )
A. 脱氧腺苷三磷酸中的五碳糖脱氧可得到ATP
B. dATP可作为PCR的原料,并可为DNA复制提供能量
C. ddATP与ATP相比,结构上主要是五碳糖中氢和氧原子数目不同
D. ATP是生命活动的直接能源物质,其水解释放的能量可直接用于重新合成ATP
13. 羧酶体是一种类似细胞器的结构,广泛存在于蓝细菌中。它的外壳是由蛋白质组成的正面体结构,内部主要含有Rubisco(羧化酶)、碳酸酐酶。位于光合片层(具有吸收光能的作用)内部的羧酶体结构与功能如图所示(注:→表示促进,表示抑制;3-PGA表示三碳化合物)。下列相关叙述正确的是( )
A. 蓝细菌的光合片层上仅分布有捕获光能的叶绿素
B. 羧酶体壳蛋白允许碳酸盐透过,也可有效阻止CO2溢出
C. 羧酶体中主要发生的生化反应是CO2的固定和C3的还原
D. 羧酶体能实现CO2的浓缩,从而降低Rubisco周围的CO2浓度
14. 已分化的细胞所表达的基因大致可分为两种基本类型:一类是“管家基因”,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的;另一类是不同类型细胞特异性表达的“组织特异性基因”。下列相关叙述正确的是( )
A. 不同组织器官中的不同细胞不会表达同一基因
B. 管家基因和组织特异性基因发生突变使细胞有秩序地分化
C. 血红蛋白、胰岛素等蛋白质是组织特异性基因编码的产物
D. 在细胞分化过程中只表达组织特异性基因就能使细胞功能正常
15. 科学家对干细胞和细胞衰老进行了深入探究。下列相关叙述正确的是( )
A. 干细胞不会衰老,能持续分裂分化
B. 细胞衰老后的形态、结构和功能都不会发生改变
C. 造血干细胞是未经分化的细胞,仍具有分裂能力
D. 随着细胞衰老,细胞内的新陈代谢速率减慢
16. 由于脑部血液循环障碍导致的局部神经结构损伤、功能缺失被称为缺血性脑卒中。该病一般发病较快,病死率较高。下列相关叙述错误的是( )
A. 患者肌肉细胞与神经细胞功能不同的根本原因是基因的选择性表达
B. 脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞坏死
C. 患者体内衰老的细胞中各种酶活性降低
D. 理论上可将神经干细胞移植到脑内,使其增殖、分化产生神经细胞来治疗缺血性脑卒中
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 随着生活水平的提高,人们对营养保健食品日益关注。回答下列问题:
(1)某商家宣传胶原蛋白保健品时,宣称食用后其中胶原蛋白能补充皮肤中的胶原蛋白,让皮肤永葆青春。胶原蛋白经过高温蒸煮后________________________(填“能”或“不能”)与双缩脲试剂反应显紫色,原因是________________________________________________________。科学研究表明,口服胶原蛋白或食用其他蛋白质,功效上并没有大的区别,不能对皮肤起到特殊的保健作用,请解释其中的原因:___________________________________________________________。
(2)某核酸保健口服液宣称可以补充特定的核酸,修复人体细胞核功能和体内基因,使服用者重新回到健康状态。细胞核的功能是________________________________________________。口服液中的核酸分子片段进入人体________________________(填“能”或“不能”)拼接在人体核酸分子上。口服液中的核酸分子(含有脱氧核糖核酸和核糖核酸)彻底水解产生________________________种产物。
18. 细胞的出现是地球生命进化历程中的重大事件,随着时间推移,细胞生物经历了原核到真核、无氧到有氧、简单到复杂等一系列演化。如图为某高等多细胞生物体内的某种细胞结构示意图,回答下列有关问题:
(1)该细胞的边界是________________________,其组成成分与结构①相比,还含有____________________________________(写出两种)。
(2)结构④是________________________(填结构名称),⑤的组成成分之一是通过③结构直接运出细胞核的,该成分是________________________,其合成与细胞核中的__________________________(填结构名称)密切相关。
(3)该细胞的生物膜系统是指___________________________________,欲研究该细胞的分泌蛋白产生路径,大致思路是______________________________________________________________。
19. 用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如下图所示。回答下列问题:
(1)原生质体体积A→B段的变化说明:在该段时间内水从原生质体________,细胞液的浓度________。
(2)在1min后,处于2mol·L-1蔗糖溶液中细胞的细胞液的浓度将________,此时,在细胞壁与原生质层之间充满了________溶液。要使该细胞快速复原,应将其置于________中。
(3)在2min后,处于2mol·L-1乙二醇溶液中细胞的原生质体体积的变化是由于________逐渐进入细胞内,引起细胞液的浓度________。
(4)并不是该植物的所有活细胞都能发生质壁分离,能发生质壁分离的细胞还必须具有________等结构特点。
20. 酶的活性(酶活力)受温度、pH 和无机盐等因素的影响。某研究小组研究了某些无机盐对纤维素酶和木聚糖酶活性的影响。将无机盐与酶分别以1:10和 1:2的比例均匀混合,配成待测酶液,酶活力测定结果如下表所示。已知在不添加无机盐时,纤维素酶活力为1000 IU/g,木聚糖酶活力为5000 IU/g。回答下列问题:
无机盐:酶液(V/V)
纤维素酶活力(IU/g)
木聚糖酶活力(IU/g)
1: 10
1:2
1: 10
1:2
NaCl
1 005
1 005
5 241
5 318
KI
1 001
1001
5 012
5 018
CuCl₂
957
902
1 937
1 798
MgCl₂
1 000
1 048
4 496
4248
ZnSO₄
1 052
1 084
4 480
4 261
MnCl₂
1 225
1 435
4 546
4 359
KH₂PO₄
996
1036
5 313
5 336
CaCl₂
1 001
1 069
5 202
5 381
FeCl₃
1 007
1 160
4 407
4 211
(1)纤维素酶只能催化纤维素分解为葡萄糖.本聚糖酶只能催化木聚糖的分解,二者均不能催化其他化学反应,这说明酶具有___________。探究纤维素酶活性的实验中,在适宜的温度、pH等条件下,需要测定纤维素酶催化纤维素分解的速率或_______________来表示酶活性。
(2)分析表中数据,随着无机盐浓度配比的增加,对纤维素酶活力的提升作用最为明显的是________.CuCl₂对木聚糖酶活力具有明显的________(填“促进”或“抑制”)作用,判断的依据是_________,推测 Cu²⁺对木聚糖酶活力大小影响的作用机理可能是__________________。
(3)已知刚果红(CR)能够将羧甲基纤维素钠(CMC- Na)染成红色,但不能将CMC- Na的分解产物染成红色。研究小组用CMC- Na 为实验材料探究温度对纤维素酶催化纤维素分解作用的影响。根据上述无机盐对纤维素酶活性影响的实验结果,说明研究小组用CMC- Na代替纤维素的可行性理由是_____________________________。
21. 叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点;线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响,研究者以野生型植株W为参照,构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图(b)。回答下列问题。
(1)R酶催化CO2固定的场所是________________________,部分产物经过一系列反应形成糖类,这一过程中发生的能量转化是______________________________________________________________。
(2)植物保卫细胞吸水,气孔开度增大。由图(a)(b)可知,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高,叶片的净光合速率高于植株W,原因是_____________________________________。
(3)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,植株S的净光合速率________________________(填“增大”或“减小”)。
(4)为了进一步确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响,研究者又补充了一个实验组:构建了______________________________________的植株T。研究者们在相同且适宜条件下培养植株W、植株S和植株T,并分别测定了三组植物在不同光照强度下的净光合速率。请写出预期结果:______________________________________________________________________________。
(5)根据以上实验,为了提高强光条件下植株的净光合速率,可采取的措施有____________________________________________(答一点)。
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考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修1第1章~第5章,第6章第2、3节。
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. 农谚“冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡”,生动形象地说明了水对冬小麦生长发育的重要性。下列相关叙述正确的是( )
A. 冬小麦细胞内的自由水相对含量会随气温降低而增大
B. 土壤含水量适宜有助于冬小麦吸收等矿质离子
C. 冬小麦根细胞的液泡充分吸水膨胀会导致细胞破裂
D. 不同发育时期的同一株冬小麦对水的需求无明显差异
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞内的自由水相对含量与细胞代谢成正相关,冬季代谢减弱,自由水相对含量降低,A错误;
B、矿质离子需要溶于水才能被吸收并运输,土壤含水量适宜有助于冬小麦吸收Mg2+等矿质离子,B正确;
C、冬小麦根细胞的液泡充分吸水膨胀会导致细胞体积略有增大,但受细胞壁的限制,细胞不会涨破,C错误;
D、不同发育时期的同一株冬小麦由于生长速率和细胞代谢的改变而对水、肥、光照强度等需求会有较显著的差异,生长旺盛阶段对水、肥、光照需求更高,D错误。
2. 在科学研究和制药等领域,经常要进行动物细胞培养。体外培养动物细胞时,需要为细胞分裂和生长提供营养。下列相关叙述正确的是( )
A. 培养基中添加的葡萄糖主要用于细胞合成糖原
B. 必须添加非必需氨基酸细胞才能正常生长分裂
C. 培养基中不添加脂质,细胞中也会合成新的脂质
D. 直接添加大量DNA有助于细胞快速的分裂增殖
【答案】C
【解析】
【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D,与糖类相比,脂肪分子中的氢含量多,氧含量少,氧化分解时产生的能量多,因此是良好的储能物质。
【详解】A、葡萄糖是细胞的主要能量来源,它被用来进行糖酵解和三羧酸循环以产生能量(ATP),A错误;
B、非必需氨基酸是指细胞可以自行合成的氨基酸,而必需氨基酸是指细胞不能自行合成,必须从培养基中获取的氨基酸,细胞需要必需氨基酸来合成蛋白质,但非必需氨基酸不是细胞生长分裂所必需的,B错误;
C、细胞具有一定的自我调节和合成能力,即使在培养基中没有添加外源性的脂质,细胞仍然能够通过自身的代谢途径合成新的脂质,C正确;
D、直接添加DNA并不会促进细胞分裂,反而可能会干扰细胞的正常功能,D错误。
故选C。
3. 植物的种子中储存足够的有机物是其萌发的必要条件。下列有关叙述错误的是( )
A. 向玉米种子匀浆中加入碘液会使其呈现出蓝色
B. 斐林试剂可用于检测发芽大麦匀浆中的还原糖
C. 发芽的小麦种子匀浆与双缩脲试剂反应可显现出紫色
D. 黄豆种子培育成豆芽的过程中有机物含量会不断增多
【答案】D
【解析】
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,产生砖红色沉淀。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉);(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应;(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色;(4)淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、玉米种子中含有淀粉,淀粉遇碘液会呈现蓝色,A正确;
B、斐林试剂可以用来检测还原糖,发芽的大麦种子中含有还原糖,B正确;
C、双缩脲试剂可以用来检测蛋白质,发芽的小麦种子中含有蛋白质,C正确;
D、在黄豆种子培育成豆芽的过程中,会进行呼吸作用,消耗黄豆体内的有机物,有机物的含量会逐渐减少,D错误。
故选D。
4. 下列关于细胞器的结构和功能的叙述,错误的是( )
A. 核糖体具有一层膜结构,是合成蛋白质的场所
B. 线粒体内膜向内折叠形成嵴,为酶提供更多附着位点
C. 内质网参与分泌蛋白的加工,可与外层核膜直接相连
D. 高尔基体的膜面积在分泌蛋白的分泌过程中基本保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A、核糖体不具有膜结构,A错误;
B、线粒体内膜向内折叠形成嵴,增大了膜面积,为酶提供更多附着位点,B正确;
C、内质网内连核膜,外连细胞膜,参与分泌蛋白的加工,C正确;
D、高尔基体接受来自内质网的囊泡,且形成一个囊泡运至细胞膜,因此高尔基体的膜面积在分泌蛋白的分泌过程中基本保持不变,D正确。
5. 在正常情况下,物质A通过蛋白P进入细胞,维持细胞的正常代谢。下列关于物质A通过蛋白P进入细胞的叙述,错误的是( )
A. 仅根据题干信息无法确定物质A进入细胞的具体运输方式
B. 若物质A跨膜运输的过程需要消耗能量,则物质A进入细胞的方式属于主动运输
C. 若细胞外物质A的浓度低于细胞内,则物质A进入细胞的方式一定是协助扩散
D. 若细胞外物质A的浓度高于细胞内,且物质A进入细胞不消耗能量,则物质A进入细胞的方式是协助扩散
【答案】C
【解析】
【详解】A、协助扩散和主动运输都需要转运蛋白参与运输,仅根据题干信息无法确定物质A进入细胞的具体运输方式,A正确;
B、若物质A通过蛋白P进入细胞时,需要消耗细胞代谢所释放的能量,则为逆浓度梯度运输,故运输方式为主动运输,B正确;
C、若物质A通过蛋白P进入细胞时,细胞外物质A的浓度低于细胞内,说明物质A是逆浓度梯度运输,因此该过程属于主动运输,C错误;
D、若物质A在细胞外的浓度高于细胞内,且不消耗细胞代谢所释放的能量,说明物质A的运输是顺浓度梯度运输,且该过程需要蛋白P的协助,所以物质A进入细胞的方式为协助扩散,D正确。
6. 科学家在一项关于动物细胞信号传导的研究中发现,细胞外一种信号分子与细胞膜上的受体结合后,导致一种小泡从细胞膜上脱离,小泡与一个单层膜的细胞器融合,该细胞器随后释放出一些物质,这些物质被运送到另一个双层膜的细胞器中进行代谢转化。从细胞膜上脱离的小泡最可能融合的细胞器和接收释放物质进行代谢转化的双层膜细胞器分别是( )
A. 叶绿体、内质网 B. 溶酶体、线粒体
C. 溶酶体、高尔基体 D. 线粒体、核糖体
【答案】B
【解析】
【详解】从细胞膜上脱离的小泡与溶酶体融合,溶酶体内含有多种水解酶,完成消化过程,此过程需要消耗能量,由双层膜的细胞器线粒体提供,B正确,ACD错误。
7. 下列有关质壁分离与复原实验及观察细胞质流动实验的叙述,正确的是( )
A. 质壁分离后,细胞质的流动速度加快
B. 质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐增强
C. 观察细胞质流动时,视野中所有细胞的细胞质流动方向都一致
D. 以黑藻叶片为实验材料观察细胞质流动时可选择叶绿体作为标志
【答案】D
【解析】
【分析】质壁分离实验有三次显微镜观察,第一次观察细胞在清水中的正常状态,第二次观察为细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态,第三次观察为细胞在蒸馏水中的质壁分离复原状态。
【详解】A、质壁分离过程中,细胞失水,可能会影响细胞质的流动速度,故细胞质的流动速度一般不会加快,A错误;
B、质壁分离复原过程中,细胞不断吸水,细胞液浓度逐渐降低,吸水能力逐渐减弱,B错误;
C、不同细胞的细胞质流动方向不一定相同,C错误;
D、黑藻叶片细胞中叶绿体体积大、数量多,以黑藻叶片为材料观察细胞质流动时可选择叶绿体作为标志,D正确。
故选D。
8. 研究者在果蝇的肠吸收细胞中发现了一种新的细胞器——PXo小体。PXo蛋白分布在PXo小体膜上,可将Pi转运进入PXo小体,并转化为磷脂进行储存。PXo小体具有多层膜,膜的结构与细胞膜类似。当饮食中磷酸盐不足时,PXo小体的膜层数减少,最终被降解。下列相关叙述错误的是( )
A. 合成PXo蛋白时产生的水中的H来自脱水缩合的氨基酸的氨基和羧基
B. PXo小体膜的基本支架是磷脂双分子层,具有流动性
C. PXo小体降解产生的Pi可用于合成腺苷、核苷酸等物质
D. 磷酸盐不足时PXo小体的降解可能需要溶酶体的参与
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质合成过程中,一分子氨基酸的氨基和另一分子氨基酸的羧基脱去一分子水形成肽键,即产生的水中的H来自氨基酸的氨基和羧基,A正确;
B、PXo小体膜的结构与细胞膜类似,其基本支架是磷脂双分子层,具有流动性,B正确;
C、PXo小体降解产生的Pi可用于合成核苷酸等物质,腺苷是由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成的,不含磷酸,C错误;
D、处于营养缺乏条件下的细胞,自噬过程会加强,而细胞自噬主要依靠细胞内溶酶体中多种水解酶的作用,因此当饮食中磷酸盐不足时,PXo小体的降解(通过细胞自噬完成)可能需要溶酶体的参与,D正确。
9. 酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示,下列分析正确的是( )
A. 图1所示为吸能反应,图2所示为放能反应
B. 图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e
C. 与②反应相比,①反应所需的条件一般较温和
D. 图2所示反应中酶促反应的活化能为f
【答案】B
【解析】
【详解】A、放能反应的产物能量低于反应物能量,吸能反应的产物能量高于反应物能量,因此图1为放能反应,图2为吸能反应,A错误;
B、图1中需要能量更多的曲线为无机催化剂催化的反应能量变化,需要能量更低的曲线为酶催化的反应能量变化,二者所需活化能的差值就是酶比无机催化剂多降低的活化能,对应数值为e,B正确;
C、①是无机催化剂催化的反应,②是酶促反应,与无机催化剂相比,酶的作用条件一般更温和,需要适宜的温度和pH,C错误;
D、活化能是反应物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态所需的能量,即图2中反应物2的能量水平到曲线峰值的能量差,f是②曲线峰值到产物2的能量差,不属于酶促反应的活化能,D错误。
10. 线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是( )
A. 状态3呼吸不需要氧气参与
B. 状态3呼吸的反应场所是线粒体基质
C. 以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0
D. 相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜,有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP,第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP,第三阶段是氧气和NADH反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜,所以需要氧气参与,A错误;
B、若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜,B错误;
C、葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解,需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体,所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0,C正确;
D、NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段,而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段,所以相比丙酮酸,以NADH为底物的状态3呼吸速率较大,D错误。
故选C。
11. 剧烈运动过程中,骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述正确的是( )
A. 60s时,肌细胞的无氧呼吸产生酒精
B. 78.6s时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C. 肌细胞水解ATP生成的ADP不能循环利用
D. 运动后期,供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化
【答案】D
【解析】
【详解】A、60s时有氧呼吸供能占比不足100%,说明骨骼肌细胞同时进行无氧呼吸,人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物为乳酸,A错误;
B、78.6s时有氧呼吸供能占比为50%,即有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等,由于消耗等量葡萄糖时有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸,因此此时无氧呼吸消耗的葡萄糖量远多于有氧呼吸,二者消耗葡萄糖量不相等,B错误;
C、细胞中ATP水解生成ADP和Pi并释放能量,ADP和Pi又可在呼吸作用等放能反应中重新合成ATP,因此ADP可循环利用,C错误;
D、运动后期有氧呼吸供能占比升高,说明供氧逐渐充足,氧气参与有氧呼吸第三阶段,可促进线粒体内反应物的彻底氧化分解,D正确。
12. 双脱氧腺苷三磷酸(ddATP)属于非天然的核苷三磷酸,其中五碳糖的第2位碳原子和第3位碳原子上的羟基都被氢原子取代。脱氧腺苷三磷酸(dATP)中五碳糖的第2位碳原子的羟基被氢原子取代。下列相关叙述正确的是( )
A. 脱氧腺苷三磷酸中的五碳糖脱氧可得到ATP
B. dATP可作为PCR的原料,并可为DNA复制提供能量
C. ddATP与ATP相比,结构上主要是五碳糖中氢和氧原子数目不同
D. ATP是生命活动的直接能源物质,其水解释放的能量可直接用于重新合成ATP
【答案】B
【解析】
【详解】A、脱氧腺苷三磷酸(dATP)的五碳糖为脱氧核糖,ATP的五碳糖为核糖。dATP加氧才能得到ATP,A错误;
B、dATP是脱氧核苷三磷酸,可作为PCR扩增的原料参与DNA复制;其特殊的化学键水解能为DNA链的延伸提供能量,B正确;
C、ddATP五碳糖的2'和3'位羟基均被氢取代(少2个氧原子),两者差异结构上主要是五碳糖中氧原子数目不同,氢原子数相同,C错误;
D、ATP水解释放的能量用于吸能反应(如肌肉收缩、物质主动运输),但重新合成ATP需依赖细胞呼吸产生的能量,并非直接利用水解能量,D错误。
故选B。
13. 羧酶体是一种类似细胞器的结构,广泛存在于蓝细菌中。它的外壳是由蛋白质组成的正面体结构,内部主要含有Rubisco(羧化酶)、碳酸酐酶。位于光合片层(具有吸收光能的作用)内部的羧酶体结构与功能如图所示(注:→表示促进,表示抑制;3-PGA表示三碳化合物)。下列相关叙述正确的是( )
A. 蓝细菌的光合片层上仅分布有捕获光能的叶绿素
B. 羧酶体壳蛋白允许碳酸盐透过,也可有效阻止CO2溢出
C. 羧酶体中主要发生的生化反应是CO2的固定和C3的还原
D. 羧酶体能实现CO2的浓缩,从而降低Rubisco周围的CO2浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A、蓝细菌捕获光能的色素有叶绿素和藻蓝素,均位于光合片层上,A错误;
B、据图可知,羧酶体壳蛋白允许碳酸盐透过,也可有效阻止CO2溢出,因而保证了光合作用对二氧化碳的需求,B正确;
C、由图可知,羧酶体中主要发生CO2的固定,C3还原不发生在此结构中,C错误;
D、据图分析,羧酶体可浓缩CO2,从而提高Rubisco周围的CO2浓度,提高光合效率,D错误。
故选B。
14. 已分化的细胞所表达的基因大致可分为两种基本类型:一类是“管家基因”,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的;另一类是不同类型细胞特异性表达的“组织特异性基因”。下列相关叙述正确的是( )
A. 不同组织器官中的不同细胞不会表达同一基因
B. 管家基因和组织特异性基因发生突变使细胞有秩序地分化
C. 血红蛋白、胰岛素等蛋白质是组织特异性基因编码的产物
D. 在细胞分化过程中只表达组织特异性基因就能使细胞功能正常
【答案】C
【解析】
【详解】A、管家基因表达的产物是维持细胞基本生命活动所必需的,每个细胞都会表达管家基因,A错误;
B、细胞分化指的是基因的选择性表达而不是基因发生突变,B错误;
C、血红蛋白、胰岛素等蛋白质只在特定细胞内形成,是组织特异性基因编码的产物,C正确;
D、在细胞分化过程中表达管家基因让细胞能完成基本的生命活动,表达组织特异性基因可使不同细胞具备不同的功能,因此两大类基因都要表达才能使细胞功能正常,D错误。
15. 科学家对干细胞和细胞衰老进行了深入探究。下列相关叙述正确的是( )
A. 干细胞不会衰老,能持续分裂分化
B. 细胞衰老后的形态、结构和功能都不会发生改变
C. 造血干细胞是未经分化的细胞,仍具有分裂能力
D. 随着细胞衰老,细胞内的新陈代谢速率减慢
【答案】D
【解析】
【分析】衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、干细胞也会经历衰老过程,A错误;
B、细胞衰老后,其形态、结构和功能会发生一系列改变,如细胞萎缩、代谢减慢等,B错误;
C、造血干细胞已经发生分化,只是分化程度较低仍具有分裂能力,C错误;
D、细胞衰老后,细胞内的水分减少,细胞中的各项新陈代谢的反应都是在有水的环境中进行的,水分减少了,代谢速率减慢减,D正确。
故选D。
16. 由于脑部血液循环障碍导致的局部神经结构损伤、功能缺失被称为缺血性脑卒中。该病一般发病较快,病死率较高。下列相关叙述错误的是( )
A. 患者肌肉细胞与神经细胞功能不同的根本原因是基因的选择性表达
B. 脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞坏死
C. 患者体内衰老的细胞中各种酶活性降低
D. 理论上可将神经干细胞移植到脑内,使其增殖、分化产生神经细胞来治疗缺血性脑卒中
【答案】C
【解析】
【详解】A、同一个体肌肉细胞与神经细胞都是由受精卵经过分裂和分化形成的,二者功能不同的根本原因是基因的选择性表达,A正确;
B、脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞坏死,不受基因控制,B正确;
C、患者体内衰老的细胞中并不是各种酶活性都降低,而是多种酶活性降低,C错误;
D、脑部血液循环障碍导致局部神经结构损伤、功能缺失造成缺血性脑卒中的患者,理论上将神经干细胞移植到患者脑内,使其增殖、分化产生神经细胞来治疗缺血性脑卒中是可行的,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 随着生活水平的提高,人们对营养保健食品日益关注。回答下列问题:
(1)某商家宣传胶原蛋白保健品时,宣称食用后其中胶原蛋白能补充皮肤中的胶原蛋白,让皮肤永葆青春。胶原蛋白经过高温蒸煮后________________________(填“能”或“不能”)与双缩脲试剂反应显紫色,原因是________________________________________________________。科学研究表明,口服胶原蛋白或食用其他蛋白质,功效上并没有大的区别,不能对皮肤起到特殊的保健作用,请解释其中的原因:___________________________________________________________。
(2)某核酸保健口服液宣称可以补充特定的核酸,修复人体细胞核功能和体内基因,使服用者重新回到健康状态。细胞核的功能是________________________________________________。口服液中的核酸分子片段进入人体________________________(填“能”或“不能”)拼接在人体核酸分子上。口服液中的核酸分子(含有脱氧核糖核酸和核糖核酸)彻底水解产生________________________种产物。
【答案】(1) ①. 能 ②. 胶原蛋白经过高温蒸煮后,空间结构被破坏,但肽键未被破坏,依然能和双缩脲试剂反应显紫色(合理即可) ③. 消化液中的相关酶会催化蛋白质水解成氨基酸后被吸收利用,补充人体所需氨基酸,与蛋白质结构与种类关系不大(合理即可)
(2) ①. 细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心 ②. 不能 ③. 8##八
【解析】
【小问1详解】
食物中的胶原蛋白经过高温蒸煮后,肽键未被破坏,仍可与双缩脲试剂反应显紫色;由于各种蛋白质均需经过消化分解成氨基酸后才能被吸收利用,并补充人体所需氨基酸,与蛋白质结构与种类关系不大,故口服胶原蛋白或食用其他蛋白质,功效上并没有大的区别,不能对皮肤起到特殊的保健作用。
【小问2详解】
真核细胞中DNA主要存在细胞核,细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。由于核酸是生物大分子,不能直接被人体吸收,需要水解为基本单位才能被吸收,因此口服液中的核酸分子片段进入人体不能拼接在人体核酸分子上。脱氧核糖核酸彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖、4种含氮碱基(A、T、C、G),而核糖核酸彻底水解的产物为磷酸、核糖、4种含氮碱基(A、U、C、G),因此口服液中的核酸分子(含有脱氧核糖核酸和核糖核酸)彻底水解产生磷酸、脱氧核糖、核糖、5种含氮碱基,共8种产物。
18. 细胞的出现是地球生命进化历程中的重大事件,随着时间推移,细胞生物经历了原核到真核、无氧到有氧、简单到复杂等一系列演化。如图为某高等多细胞生物体内的某种细胞结构示意图,回答下列有关问题:
(1)该细胞的边界是________________________,其组成成分与结构①相比,还含有____________________________________(写出两种)。
(2)结构④是________________________(填结构名称),⑤的组成成分之一是通过③结构直接运出细胞核的,该成分是________________________,其合成与细胞核中的__________________________(填结构名称)密切相关。
(3)该细胞的生物膜系统是指___________________________________,欲研究该细胞的分泌蛋白产生路径,大致思路是______________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 细胞膜 ②. 脂质(磷脂、固醇)和糖类
(2) ①. 内质网 ②. rRNA ③. 核仁
(3) ①. 细胞膜、核膜及所有细胞器膜等构成的统一整体 ②. 给细胞培养液中加入放射性同位素标记的氨基酸,连续追踪放射性出现的位置(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
所有细胞的边界均为细胞膜(细胞壁为全透性结构,不能作为细胞边界)。图中结构①为中心体,是无膜的细胞器,仅由蛋白质构成;细胞膜的组成成分为脂质(主要是磷脂)、蛋白质和少量糖类,因此和中心体相比,细胞膜还含有磷脂、糖类。
【小问2详解】
结构④表面附着有核糖体,为粗面内质网(内质网)。结构⑤是核糖体,由rRNA和蛋白质组成,其中rRNA在细胞核内合成后通过③核孔运输到细胞质,rRNA的合成与细胞核内的核仁直接相关,核仁的功能就是与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。
【小问3详解】
生物膜系统是真核细胞内所有膜结构的统称,包含细胞膜、细胞器膜和核膜三类结构。研究分泌蛋白的合成运输路径采用同位素标记法:用等同位素标记的氨基酸培养细胞,追踪放射性先后出现的位置,即可确定分泌蛋白的产生路径。
19. 用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如下图所示。回答下列问题:
(1)原生质体体积A→B段的变化说明:在该段时间内水从原生质体________,细胞液的浓度________。
(2)在1min后,处于2mol·L-1蔗糖溶液中细胞的细胞液的浓度将________,此时,在细胞壁与原生质层之间充满了________溶液。要使该细胞快速复原,应将其置于________中。
(3)在2min后,处于2mol·L-1乙二醇溶液中细胞的原生质体体积的变化是由于________逐渐进入细胞内,引起细胞液的浓度________。
(4)并不是该植物的所有活细胞都能发生质壁分离,能发生质壁分离的细胞还必须具有________等结构特点。
【答案】(1) ①. 渗出 ②. 变大
(2) ①. 不变 ②. 蔗糖 ③. 清水##蒸馏水
(3) ①. 乙二醇 ②. 增大 (4)细胞壁和大液泡
【解析】
【分析】1、由图可知,某种植物细胞处于乙二醇溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,原生质体体积变小,细胞液浓度增大;随后乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞,细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原。
2、某种植物细胞处于蔗糖溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小;又由于蔗糖溶液浓度较大,细胞会失水过多而死亡,所以BD段细胞已死亡。
【小问1详解】
原生质体体积A→B段均下降,说明2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液浓度大于植物细胞细胞液浓度,引起细胞失水,即水从原生质体渗出,发生质壁分离,细胞液浓度变大。
【小问2详解】
2mol/L的蔗糖溶液的坐标曲线,在60s后以后保持不变,且一直小于初始状态时的体积,说明细胞的失水达到最大限度,此后细胞液浓度将不变。由于细胞壁是全透性,则在细胞壁与原生质层之间充满了蔗糖溶液;将其置于清水或低于细胞液浓度的其他溶液中,细胞吸水,发生质壁分离的复原。
【小问3详解】
2mol/L的乙二醇溶液的坐标曲线,在120s以后的变化为:原生质体体积不断增大,最后恢复原状,说明乙二醇溶液进入细胞,细胞液浓度变大,细胞开始吸水,发生质壁分离复原。
【小问4详解】
不是该植物的所有细胞均可发生质壁分离,发生质壁分离的细胞须具有细胞壁和大液泡。
20. 酶的活性(酶活力)受温度、pH 和无机盐等因素的影响。某研究小组研究了某些无机盐对纤维素酶和木聚糖酶活性的影响。将无机盐与酶分别以1:10和 1:2的比例均匀混合,配成待测酶液,酶活力测定结果如下表所示。已知在不添加无机盐时,纤维素酶活力为1000 IU/g,木聚糖酶活力为5000 IU/g。回答下列问题:
无机盐:酶液(V/V)
纤维素酶活力(IU/g)
木聚糖酶活力(IU/g)
1: 10
1:2
1: 10
1:2
NaCl
1 005
1 005
5 241
5 318
KI
1 001
1001
5 012
5 018
CuCl₂
957
902
1 937
1 798
MgCl₂
1 000
1 048
4 496
4248
ZnSO₄
1 052
1 084
4 480
4 261
MnCl₂
1 225
1 435
4 546
4 359
KH₂PO₄
996
1036
5 313
5 336
CaCl₂
1 001
1 069
5 202
5 381
FeCl₃
1 007
1 160
4 407
4 211
(1)纤维素酶只能催化纤维素分解为葡萄糖.本聚糖酶只能催化木聚糖的分解,二者均不能催化其他化学反应,这说明酶具有___________。探究纤维素酶活性的实验中,在适宜的温度、pH等条件下,需要测定纤维素酶催化纤维素分解的速率或_______________来表示酶活性。
(2)分析表中数据,随着无机盐浓度配比的增加,对纤维素酶活力的提升作用最为明显的是________.CuCl₂对木聚糖酶活力具有明显的________(填“促进”或“抑制”)作用,判断的依据是_________,推测 Cu²⁺对木聚糖酶活力大小影响的作用机理可能是__________________。
(3)已知刚果红(CR)能够将羧甲基纤维素钠(CMC- Na)染成红色,但不能将CMC- Na的分解产物染成红色。研究小组用CMC- Na 为实验材料探究温度对纤维素酶催化纤维素分解作用的影响。根据上述无机盐对纤维素酶活性影响的实验结果,说明研究小组用CMC- Na代替纤维素的可行性理由是_____________________________。
【答案】(1) ①. 专一性 ②. 单位时间内葡萄糖生成量
(2) ①. MnCl₂ ②. 抑制 ③. 与不添加无机盐相比,加入了CuCl₂后,木聚糖酶活力显著降低 ④. 破坏木聚糖酶的空间结构,使木聚糖酶变性失活
(3)Na+几乎不影响纤维素酶的活性,纤维素酶分解羧甲基纤维素钠(CMC- Na)不与刚果红形成红色复合物,可通过红色复合物颜色的深浅来反应纤维素酶的活性
【解析】
【分析】1、酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高,温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。在过酸、过碱或温度过高条件下酶会变性失活,而在低温条件下酶的活性降低,但不会失活。2、金属离子可以提高酶的活性,也可以降低酶的活性。
【小问1详解】
酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应。探究纤维素酶活性的实验中,在适宜的温度、pH等条件下,需要测定纤维素酶催化纤维素分解的速率或单位时间内葡萄糖的生成量来表示。
【小问2详解】
由表中数据可看出,随着无机盐添加比例的增加,对纤维素酶活力促进作用最明显的无机盐分别是MnCl2;在不添加无机盐时,木聚糖酶活力为5000 IU/g,添加CuCl₂后,木聚糖酶活力为1937或1798,由此可见CuCl₂对木聚糖酶活力具有明显的抑制作用。Cu²+是重金属离子,会破坏木聚糖酶的空间结构,从而使酶变性,进而导致酶促反应速率下降。
【小问3详解】
由表格数据分析,Na+几乎不影响纤维素酶的活性,纤维素酶能分解羧甲基纤维素钠(CMC- Na),从而不与刚果红形成红色复合物,因此研究无机盐对纤维素酶活性影响,可通过红色复合物颜色的深浅来反应纤维素酶的活性。
21. 叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点;线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响,研究者以野生型植株W为参照,构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图(b)。回答下列问题。
(1)R酶催化CO2固定的场所是________________________,部分产物经过一系列反应形成糖类,这一过程中发生的能量转化是______________________________________________________________。
(2)植物保卫细胞吸水,气孔开度增大。由图(a)(b)可知,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高,叶片的净光合速率高于植株W,原因是_____________________________________。
(3)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,植株S的净光合速率________________________(填“增大”或“减小”)。
(4)为了进一步确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响,研究者又补充了一个实验组:构建了______________________________________的植株T。研究者们在相同且适宜条件下培养植株W、植株S和植株T,并分别测定了三组植物在不同光照强度下的净光合速率。请写出预期结果:______________________________________________________________________________。
(5)根据以上实验,为了提高强光条件下植株的净光合速率,可采取的措施有____________________________________________(答一点)。
【答案】(1) ①. 叶绿体基质 ②. ATP和NADPH中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能
(2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高,促进甘氨酸转化为丝氨酸,释放CO2用于光合作用,从而生成更多的可溶性糖,提高了保卫细胞的细胞液浓度,植物保卫细胞吸水,气孔开度增大,CO2吸收量增加,暗(碳)反应速率加快
(3)减小 (4) ①. G酶表达量仅在保卫细胞中减少 ②. 植株T净光合速率小于植株W,植株S净光合速率大于植株W(S>W>T)
(5)利用基因工程技术提高G酶的含量(活性);利用基因工程技术提高保卫细胞中可溶性糖的含量;增施有机肥(农家肥或干冰),从而提高环境CO2浓度(答一点且其他合理答案也可)
【解析】
【小问1详解】
R酶在叶绿体基质中催化CO2的固定,C5与CO2结合生成C3,在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量,部分产物经过一系列反应形成糖类,这一过程中能量转换是由ATP和NADPH中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能。
【小问2详解】
结合图示和题干信息可知,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高,促进甘氨酸转化为丝氨酸,释放CO2用于光合作用,从而生成更多的可溶性糖等溶质,提高了保卫细胞的细胞液浓度,植物保卫细胞吸水,气孔开度增大,CO2吸收加快,暗反应速率加快,从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。
【小问3详解】
叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物可竞争R酶同一活性位点,当O2浓度从21%升高到40%时,二氧化碳竞争R酶的能力减弱,暗反应速率减小,因此植株S的净光合速率减小。
【小问4详解】
为探究保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响,以野生型植株W为参照,构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T,即实验思路是以野生型植株W为参照,构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组,在相同且适宜条件下培养,测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。由于G酶有利于光合作用的进行,因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W,植株S净光合速率大于植株W(S>W>T)。
【小问5详解】
根据图2可知,提高G酶的表达量可提高植株S的净光合速率,因此可利用基因工程技术提高G酶的含量(活性)或利用基因工程技术提高保卫细胞中可溶性糖的含量,以促进气孔导度增加,从而促进CO2吸收,或增施有机肥(农家肥或干冰),从而提高环境CO2浓度,进而促进暗反应的进行。
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