精品解析:天津市河西区卓越验中学2026-2027学年高三年级上学期10月月考生物试题
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内容正文:
2026-2027学年第一学期高三年级生物学综合练习(一)
姓名:________班级:________
一、单选题
1. 真核细胞单位面积的核孔数量与细胞代谢水平密切相关。下列细胞中核孔数量最少的是( )
A. 浆细胞 B. 根尖分生区细胞
C. 胰岛B细胞 D. 洋葱内表皮细胞
2. 产自“中国高原藜麦之都”甘肃天祝的藜麦,富含优质蛋白及膳食纤维,可提供全部8种必需氨基酸,近年来成为人们喜爱的健康食品。下列叙述错误的是( )
A. 必需氨基酸须从外界环境中获取,人体自身不能合成
B. 膳食纤维中的纤维素是由葡萄糖连接而成的一种多糖
C. 烹煮藜麦时,优质蛋白质会因高温变性失去营养价值
D. 合理食用膳食纤维可以增加饱腹感,有利于控制体重
3. 如图为细胞核的结构模式图,下列有关叙述正确的是( )
A. 核膜是细胞核的边界,其主要作用是将细胞质与外界环境分隔开
B. ②是DNA、RNA、蛋白质等大分子进出的通道
C. 真核细胞的DNA主要存在于细胞核中,细胞核是遗传和代谢的中心
D. ①和⑤的外膜相连通,使细胞质和细胞核的联系更加紧密
4. SLC39A14是位于肝细胞膜上的一种载体蛋白,可转运二价金属阳离子,能将锌、锰、亚铁等多种二价阳离子转运进肝细胞。研究发现,SLC39A14基因突变体的纯合体锰离子不能进入肝细胞,从而在血液中蓄积;而当血浆中的亚铁离子过多时,肝细胞内亚铁离子积累增多,锌和锰离子的积累减少。下列叙述错误的是( )
A. 锌、锰、亚铁等二价阳离子在SLC39A14上有结合位点
B. 亚铁离子过量存在,抑制了SLC39A14对锌和锰离子的转运
C. 该事例体现了SLC39A14对金属离子转运的高度专一性
D. 加入呼吸抑制剂,可判断SLC39A14对金属离子的转运方式
5. 图为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,下列叙述错误的是( )
A. 竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位,从而影响酶促反应速率
B. 底物浓度增大,竞争性抑制剂的抑制作用会减弱甚至解除
C. 非竞争性抑制剂与酶结合后,会导致酶的空间结构发生改变
D. 底物浓度不变时,增大酶的浓度能够彻底解除两种抑制剂的抑制效应
6. “银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。”萤火虫的发光细胞中,荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光。下列说法正确的是( )
A. 荧光素酶可催化荧光素水解,从而发出荧光
B. ATP中的“A”代表腺嘌呤,含有三个特殊的化学键
C. 萤火虫发光细胞中的ATP大量储存,在发光时迅速调用
D. ATP末端的磷酸基团转移到荧光素上,形成激活态的荧光素
7. 人体中的丙酮酸脱氢酶(PDH)参与催化丙酮酸在线粒体中的氧化分解。PDK4是调控细胞呼吸代谢的关键基因,其编码的PDK4蛋白能调控PDH的活性,进而影响丙酮酸的去向。研究PDK4基因对衰老细胞呼吸代谢的影响,结果见下图。下列相关分析错误的是( )
A. 细胞呼吸过程中,产生丙酮酸的同时还伴随有ATP、NADH的生成
B. 葡萄糖分解形成乳酸时会释放出少量能量,生成少量ATP
C. 有氧运动可加速新陈代谢,促进葡萄糖进入线粒体内氧化分解,为机体供能
D. 据图推测,PDK4蛋白能抑制PDH的活性,使衰老细胞乳酸生成速率升高
8. 酵母菌与人类生活息息相关,做馒头、面包、酿酒等,都是利用酵母菌的呼吸作用。如图I为探究酵母菌细胞呼吸的方式的装置图,图II为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解,①~⑤代表生理过程。下列叙述错误的是( )
A. 图I甲中NaOH的主要作用是吸收空气中的CO2
B. 剧烈运动过程中,人体产生的CO2和消耗的能量分别来自过程④和⑤
C. 消耗等量葡萄糖时,酵母菌两种呼吸方式过程①中产生ATP的量相同
D. 在酿酒过程后期,引起发酵液pH降低的主要因素是过程②产生的CO2
9. 图1、图2分别为小麦非绿色器官和小麦种子在不同浓度下,单位时间内吸收量和释放量的变化。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列叙述错误的是( )
A. 图1中浓度为a时,小麦非绿色器官会进行产生酒精的无氧呼吸
B. 图1中浓度为c时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
C. 图2中浓度小于P点浓度时,产生的场所是细胞质基质和线粒体基质
D. 图2中R点时,释放量最少,呼吸作用较弱,适合储存小麦种子
10. 肌红蛋白(Mb)是某些动物肌肉细胞中运输、储存氧气的一种特有的蛋白质。肌红蛋白是由一条肽链(如图甲)盘绕一个血红素辅基(如图乙)形成。其肽链含153个氨基酸,共有5个丙氨酸,分别位于第26、71、72、99、153位。血红素辅基和肽链间不发生脱水缩合。肽酶E1专门作用于丙氨酸的氨基端,肽酶E2专门作用于丙氨酸的羧基端下列相关描述错误的是( )
A. 肽酶E1完全作用后,产生的多肽共151个氨基酸
B. 在真核细胞中,合成血红素辅基的细胞器有核糖体、高尔基体等
C. 肽酶E2完全作用后,产生的多肽中氧原子数目比原多肽中氧原子数目多2个
D. 肌红蛋白高温处理后储氧能力下降,原因可能是其空间结构改变
阅读下列材料,完成各小题。
据研究发现,线粒体的结构与功能受很多因素的影响。如线粒体对缺氧敏感,高海拔低氧可引起线粒体氧化应激平衡失调,受损线粒体代谢中会产生更多的活性氧等自由基;又如肥胖患者的脂肪细胞由于受到强烈的能量压力会导致线粒体功能丧失,脂肪细胞会快速地释放小的胞外囊泡(sEV),sEV中包含有呼吸能力但氧化受损的线粒体颗粒,这些颗粒进入循环系统被心肌细胞吸收后会导致自由基的产生。
线粒体内膜上钙离子通道蛋白(MCU)介导的内流,通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDP)降低丙酮酸脱氢酶(PDH)磷酸化水平,显著提升PDH活性,进而提高细胞的能量代谢效率。该机制对肿瘤细胞能量代谢重编程至关重要。
11. 下列有关“线粒体损伤”的叙述错误的是( )
A. sEV进入心肌细胞的过程需要消耗能量
B. 高海拔缺氧导致线粒体氧化应激失衡,会影响有氧呼吸效率
C. 线粒体受损后原本在基质中消耗的氧气参与了心肌细胞中有害自由基的产生
D. 为了维持机体稳态,心肌细胞可能会产生较多的保护性抗氧化分子
12. 下列关于MCU与细胞呼吸的叙述正确的是( )
A. Ca2+通过MCU进入线粒体基质需消耗细胞呼吸释放的能量
B. PDP可降低PDH脱磷酸过程的活化能,使其更易脱磷酸化
C. 线粒体基质中Ca2+浓度升高可直接提高PDH催化丙酮酸分解的速率
D. 该机制在植物叶肉细胞中同样主导光合作用与呼吸作用的能量转换
二、填空题
13. 如图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__________________;脂质中除Ⅰ外,还包括_________。
(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___________。某植物种子需要浅播才容易发芽,推测该植物的种子富含__________________(填“脂肪”或“淀粉”),理由是_________________。
(3)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________________。
(4)为鉴定酶X能否将图1中的Ⅳ水解,某同学进行如下操作:向含有Ⅳ的待测液中加入适量酶X(蛋白质),一段时间后再加入双缩脲试剂,观察待测液呈紫色,由此该同学得出“酶X不能将Ⅳ水解”的结论。你认为该同学的结论___________________(填“正确”或“不正确”),理由是____________________。
14. 图甲表示某哺乳动物乳腺细胞内多种蛋白质的合成和转运过程,图中①②③④⑤⑥⑦代表细胞结构,A、B、C、D、E代表物质。用标记一定量的氨基酸来培养该乳腺细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线如图乙所示,在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线如图丙所示。请据图回答下列问题:
(1)图甲中不含有磷脂分子的细胞器是________(填序号),分离出各种细胞器的方法是________。
(2)图甲中A、B、C、D代表细胞内合成的各种蛋白质,其中下列物质中可属于A类物质的是________。
①呼吸酶 ②胰岛素 ③ATP合成酶 ④线粒体膜的组成蛋白 ⑤抗体 ⑥RNA聚合酶
(3)D物质从合成到运输到细胞外的过程中一共穿过________层磷脂双分子层,能够大大增加细胞内膜面积的主要细胞器是________(填序号)。
(4)E是合成D物质的原料,则E物质从细胞外进入细胞形成D物质并排出细胞外,需要经过的膜结构依次是(用“→”和序号表示)________。
(5)图乙中依据放射性出现时间先后分析,b属于________(细胞器),而丙图中f属于________。
(6)实验期间在该乳腺细胞分泌物中分离出了α—乳蛋白、脂肪和乳糖三种物质,其中具有放射性的物质是________。
15. 小肠上皮细胞的主要功能之一是营养物质的吸收,它可以通过不同的转运蛋白吸收葡萄糖,如SGLT1、GLUT2等。图1是小肠上皮细胞吸收转运葡萄糖的示意图,图2是葡萄糖转运速率随肠腔葡萄糖浓度的变化曲线图。回答下列问题:
(1)空腹时,小肠肠腔中葡萄糖浓度较低,此时,小肠上皮细胞会利用转运蛋白________,以________的方式吸收葡萄糖。
(2)进食一段时间后,小肠肠腔中的葡萄糖浓度升高,此时两种转运蛋白均开始工作,其中起主要运输作用的是________。
(3)转运蛋白SGLT1可同时转运葡萄糖和Na+,转运Na+的方式为________。
(4)食物经胃的初步消化才会进入小肠。胃液存在于胃腔中,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;若胃液中盐酸含量过低,则会使胃的消化能力减弱。胃壁细胞中部分离子的运输机制如图3所示。若胃壁细胞的呼吸作用减弱,则胃的消化能力会减弱,原因是________________________________________________。若某药物不影响ATP的正常供能,也可在一定程度上缓解“烧心”症状,则推测该药物的作用机制可能是________________________。
16. 某科研小组探究某细菌产生的纤维素酶的最适温度及特性时进行的相关实验如下:
①在适宜条件下,将等量纤维素酶与棉花(初始质量均为5g)分别在相应温度下保温一定时间,再在相应温度下混合反应一定时间后,测定棉花减重情况,结果如表所示。
组别
1
2
3
4
5
6
温度/℃
25
35
45
55
65
75
减重/g
0.02
0.12
0.16
0.22
0.23
0.15
②在最适温度下进一步研究棉花反应物质量对酶促反应速率的影响,得到如图所示的曲线。
回答下列问题:
(1)该实验中,纤维素酶的最适温度范围为________℃。依据是________。
(2)在棉花反应物质量较低时(如图中a点),限制反应速率的主要因素是________;在棉花反应物质量较高时(如图中c点),限制反应速率的主要因素是________。
(3)若在a点时将温度先升高10℃再降回原温度,反应速率会________(提高/降低)。
(4)本实验需控制________(写出2点)等无关变量,且保证无关变量________,以排除无关变量的干扰。
(5)在本实验中,先将纤维素酶与棉花混合再保温,合理吗?________(合理/不合理)。原因是酶具有________的特点。
17. 图1表示玉米根细胞在氧气充足时的细胞呼吸过程,A~D表示物质,①~③表示过程。玉米根细胞在缺氧期间,其无氧呼吸类型会随细胞质基质pH的变化而发生转变,相关机理如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中,物质C是________,过程③发生的具体场所是________。
(2)溴麝香草酚蓝溶液与图1中物质B反应的颜色变化是________。若用标记图1中的物质D,一段时间后________(填“能”或“不能”)在物质B中检测到。
(3)图2中果糖进入细胞后的磷酸化过程属于________(填“吸能”或“放能”)反应。
(4)缺氧条件下,玉米根细胞产生一定量的乳酸后会进行产酒精的无氧呼吸,是因为________。
(5)与乳酸相比,酒精能通过________方式排出细胞,从而减轻对细胞的毒害。
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2026-2027学年第一学期高三年级生物学综合练习(一)
姓名:________班级:________
一、单选题
1. 真核细胞单位面积的核孔数量与细胞代谢水平密切相关。下列细胞中核孔数量最少的是( )
A. 浆细胞 B. 根尖分生区细胞
C. 胰岛B细胞 D. 洋葱内表皮细胞
【答案】D
【解析】
【详解】浆细胞可合成并分泌抗体(分泌蛋白),代谢旺盛,核孔数量较多。根尖分生区细胞分裂能力强,需要大量合成蛋白质等物质,代谢旺盛,核孔数量较多。胰岛B细胞可合成并分泌胰岛素(分泌蛋白),代谢旺盛,核孔数量较多。洋葱内表皮细胞是高度分化的成熟细胞,代谢水平较低,因此核孔数量最少,ABC不符合题意,D符合题意。
2. 产自“中国高原藜麦之都”甘肃天祝的藜麦,富含优质蛋白及膳食纤维,可提供全部8种必需氨基酸,近年来成为人们喜爱的健康食品。下列叙述错误的是( )
A. 必需氨基酸须从外界环境中获取,人体自身不能合成
B. 膳食纤维中的纤维素是由葡萄糖连接而成的一种多糖
C. 烹煮藜麦时,优质蛋白质会因高温变性失去营养价值
D. 合理食用膳食纤维可以增加饱腹感,有利于控制体重
【答案】C
【解析】
【详解】A、必需氨基酸的定义即为人体细胞自身不能合成,必须从外界环境中获取的氨基酸,A正确;
B、纤维素是植物特有的多糖,基本组成单位是葡萄糖,由多个葡萄糖分子经脱水缩合连接而成,B正确;
C、高温会破坏蛋白质的空间结构使其变性,但变性仅改变空间结构,肽键并未断裂,进入人体后仍可被蛋白酶分解为氨基酸被吸收利用,不会失去营养价值,C错误;
D、人体缺乏分解膳食纤维的酶,膳食纤维无法被人体消化吸收,合理食用可增加饱腹感,减少高能量食物摄入,有利于控制体重,D正确。
3. 如图为细胞核的结构模式图,下列有关叙述正确的是( )
A. 核膜是细胞核的边界,其主要作用是将细胞质与外界环境分隔开
B. ②是DNA、RNA、蛋白质等大分子进出的通道
C. 真核细胞的DNA主要存在于细胞核中,细胞核是遗传和代谢的中心
D. ①和⑤的外膜相连通,使细胞质和细胞核的联系更加紧密
【答案】D
【解析】
【详解】A、核膜的作用是将核内物质与细胞质分隔开,将细胞与外界环境分隔开是细胞膜的功能,A错误;
B、②核孔具有选择性,DNA不能通过核孔进出细胞核,核孔是RNA、蛋白质等大分子进出细胞核的通道,B错误;
C、细胞核是遗传和代谢的控制中心,细胞代谢的中心是细胞质基质,C错误;
D、①内质网的膜可与⑤核膜的外膜直接连通,加强了细胞质和细胞核之间的联系,D正确。
4. SLC39A14是位于肝细胞膜上的一种载体蛋白,可转运二价金属阳离子,能将锌、锰、亚铁等多种二价阳离子转运进肝细胞。研究发现,SLC39A14基因突变体的纯合体锰离子不能进入肝细胞,从而在血液中蓄积;而当血浆中的亚铁离子过多时,肝细胞内亚铁离子积累增多,锌和锰离子的积累减少。下列叙述错误的是( )
A. 锌、锰、亚铁等二价阳离子在SLC39A14上有结合位点
B. 亚铁离子过量存在,抑制了SLC39A14对锌和锰离子的转运
C. 该事例体现了SLC39A14对金属离子转运的高度专一性
D. 加入呼吸抑制剂,可判断SLC39A14对金属离子的转运方式
【答案】C
【解析】
【详解】A、载体蛋白转运物质时需要先与被转运物质结合,SLC39A14可转运锌、锰、亚铁三种二价阳离子,说明这三种离子在该载体上均有对应结合位点,A正确;
B、血浆中亚铁过多时,肝细胞内锌、锰积累量减少,是因为过量的亚铁竞争性结合SLC39A14,抑制了载体对锌、锰的转运,B正确;
C、载体的专一性指一种载体仅能转运一种或一类物质,本题中SLC39A14可转运锌、锰、亚铁等多种不同的二价阳离子,不能体现高度专一性,C错误;
D、主动运输需要消耗细胞呼吸产生的能量,协助扩散不需要消耗能量,加入呼吸抑制剂后若转运速率下降,说明转运方式为主动运输,若速率不变则为协助扩散,因此可判断转运方式,D正确。
5. 图为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,下列叙述错误的是( )
A. 竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位,从而影响酶促反应速率
B. 底物浓度增大,竞争性抑制剂的抑制作用会减弱甚至解除
C. 非竞争性抑制剂与酶结合后,会导致酶的空间结构发生改变
D. 底物浓度不变时,增大酶的浓度能够彻底解除两种抑制剂的抑制效应
【答案】D
【解析】
【详解】A、竞争性抑制剂与底物结构相似,二者竞争酶的同一活性结合位点,会降低底物与酶的结合概率,进而影响酶促反应速率,A正确;
B、底物浓度增大时,底物在与竞争性抑制剂竞争酶结合位点的过程中占优势,竞争性抑制剂结合酶的概率大幅下降,因此其抑制作用会减弱甚至解除,B正确;
C、由示意图可知,非竞争性抑制剂结合在酶的非活性位点,会导致酶的空间结构发生改变,使酶的活性位点无法再结合底物,C正确;
D、非竞争性抑制剂会改变酶的空间结构使酶失活,增大酶浓度无法彻底解除非竞争性抑制剂的抑制效应,D错误。
6. “银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。”萤火虫的发光细胞中,荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光。下列说法正确的是( )
A. 荧光素酶可催化荧光素水解,从而发出荧光
B. ATP中的“A”代表腺嘌呤,含有三个特殊的化学键
C. 萤火虫发光细胞中的ATP大量储存,在发光时迅速调用
D. ATP末端的磷酸基团转移到荧光素上,形成激活态的荧光素
【答案】D
【解析】
【详解】A、由题干可知,荧光素酶催化荧光素与氧发生化学反应,而非催化荧光素水解,A错误;
B、ATP中的“A”代表腺苷(由腺嘌呤和核糖构成),且ATP仅含有2个特殊的化学键(高能磷酸键),B错误;
C、细胞中ATP的含量很低,通过ATP与ADP的快速转化满足能量需求,萤火虫发光细胞中不会大量储存ATP,C错误;
D、ATP为生命活动供能时,末端的磷酸基团脱离并转移到荧光素上,使荧光素被激活,D正确。
7. 人体中的丙酮酸脱氢酶(PDH)参与催化丙酮酸在线粒体中的氧化分解。PDK4是调控细胞呼吸代谢的关键基因,其编码的PDK4蛋白能调控PDH的活性,进而影响丙酮酸的去向。研究PDK4基因对衰老细胞呼吸代谢的影响,结果见下图。下列相关分析错误的是( )
A. 细胞呼吸过程中,产生丙酮酸的同时还伴随有ATP、NADH的生成
B. 葡萄糖分解形成乳酸时会释放出少量能量,生成少量ATP
C. 有氧运动可加速新陈代谢,促进葡萄糖进入线粒体内氧化分解,为机体供能
D. 据图推测,PDK4蛋白能抑制PDH的活性,使衰老细胞乳酸生成速率升高
【答案】C
【解析】
【详解】A、葡萄糖分解产生丙酮酸是细胞呼吸的第一个阶段,该阶段除丙酮酸、ATP外,还会生成还原型辅酶Ⅰ(NADH),A正确;
B、葡萄糖分解形成乳酸是无氧呼吸过程,无氧呼吸第一阶段有少量能量释放,生成少量ATP,B正确;
C、有氧呼吸过程中,葡萄糖首先在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体继续氧化分解,葡萄糖不能直接进入线粒体,C错误;
D、结合PDH可催化丙酮酸在线粒体中氧化分解以及图中结果,可推测PDK4蛋白可抑制PDH活性,PDH活性降低后,丙酮酸进入线粒体氧化分解减少,更多丙酮酸通过无氧呼吸生成乳酸,因此衰老细胞乳酸生成速率升高,D正确。
8. 酵母菌与人类生活息息相关,做馒头、面包、酿酒等,都是利用酵母菌的呼吸作用。如图I为探究酵母菌细胞呼吸的方式的装置图,图II为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解,①~⑤代表生理过程。下列叙述错误的是( )
A. 图I甲中NaOH的主要作用是吸收空气中的CO2
B. 剧烈运动过程中,人体产生的CO2和消耗的能量分别来自过程④和⑤
C. 消耗等量葡萄糖时,酵母菌两种呼吸方式过程①中产生ATP的量相同
D. 在酿酒过程后期,引起发酵液pH降低的主要因素是过程②产生的CO2
【答案】B
【解析】
【详解】A、图I甲为探究酵母菌有氧呼吸的装置,NaOH的作用是吸收空气中的CO2,避免空气中的CO2干扰后续实验对酵母菌呼吸产生CO2的检测,A正确;
B、人体无氧呼吸产物为乳酸,不产生CO2,剧烈运动时产生的CO2仅来自有氧呼吸第二阶段即过程④;但消耗的能量来自有氧呼吸的三个阶段(①、④、⑤)以及无氧呼吸的第一阶段(①),B错误;
C、过程①是有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段,消耗等量葡萄糖时,该阶段产生的ATP量相同,C正确;
D、酿酒后期酵母菌进行产酒精的无氧呼吸,过程②产生的CO2溶于发酵液形成碳酸,是导致发酵液pH降低的主要原因,D正确。
9. 图1、图2分别为小麦非绿色器官和小麦种子在不同浓度下,单位时间内吸收量和释放量的变化。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列叙述错误的是( )
A. 图1中浓度为a时,小麦非绿色器官会进行产生酒精的无氧呼吸
B. 图1中浓度为c时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
C. 图2中浓度小于P点浓度时,产生的场所是细胞质基质和线粒体基质
D. 图2中R点时,释放量最少,呼吸作用较弱,适合储存小麦种子
【答案】B
【解析】
【详解】A、图1中O2浓度为a时,O2吸收量远小于CO2释放量,说明存在明显的无氧呼吸,小麦非绿色器官的无氧呼吸产酒精和CO2,A正确;
B、图1中O2浓度为c时,O2吸收量(有氧呼吸耗氧量)为4,因此有氧呼吸产生CO2=4,消耗葡萄糖量为4/6=2/3;总CO2释放量为6,因此无氧呼吸产CO2=6−4=2,无氧呼吸消耗葡萄糖量为2/2=1,二者消耗葡萄糖量不相等,B错误
C、图2中P点O2吸收量等于CO2释放量,说明P点开始只进行有氧呼吸;O2浓度小于P时,同时存在有氧呼吸和无氧呼吸:有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质,因此产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质,C正确
D、R点CO2总释放量最少,说明总呼吸强度较弱,有机物消耗最少,适合储存小麦种子,D正确。
10. 肌红蛋白(Mb)是某些动物肌肉细胞中运输、储存氧气的一种特有的蛋白质。肌红蛋白是由一条肽链(如图甲)盘绕一个血红素辅基(如图乙)形成。其肽链含153个氨基酸,共有5个丙氨酸,分别位于第26、71、72、99、153位。血红素辅基和肽链间不发生脱水缩合。肽酶E1专门作用于丙氨酸的氨基端,肽酶E2专门作用于丙氨酸的羧基端下列相关描述错误的是( )
A. 肽酶E1完全作用后,产生的多肽共151个氨基酸
B. 在真核细胞中,合成血红素辅基的细胞器有核糖体、高尔基体等
C. 肽酶E2完全作用后,产生的多肽中氧原子数目比原多肽中氧原子数目多2个
D. 肌红蛋白高温处理后储氧能力下降,原因可能是其空间结构改变
【答案】B
【解析】
【详解】A、肽酶E1作用于丙氨酸氨基端的肽键,共切断25-26、70-71、71-72、98-99、152-153共5个肽键,水解后产生71位、153位2个游离丙氨酸,剩余多肽总氨基酸数为153-2=151,A正确;
B、核糖体是合成多肽(蛋白质)的细胞器,血红素辅基不是蛋白质类物质,其合成不需要核糖体、高尔基体参与,B错误;
C、肽酶E2作用于丙氨酸羧基端的肽键,共切断4个肽键,水解过程消耗4分子水,共引入4个氧原子;水解后仅72位丙氨酸游离,该氨基酸残基在原肽链中仅含1个氧原子,游离后带2个氧原子,即游离丙氨酸额外带走2个氧原子,因此多肽中氧原子数目比原多肽多4-2=2个,C正确;
D、高温会破坏蛋白质的空间结构使其功能丧失,因此肌红蛋白高温处理后储氧能力下降,D正确。
阅读下列材料,完成各小题。
据研究发现,线粒体的结构与功能受很多因素的影响。如线粒体对缺氧敏感,高海拔低氧可引起线粒体氧化应激平衡失调,受损线粒体代谢中会产生更多的活性氧等自由基;又如肥胖患者的脂肪细胞由于受到强烈的能量压力会导致线粒体功能丧失,脂肪细胞会快速地释放小的胞外囊泡(sEV),sEV中包含有呼吸能力但氧化受损的线粒体颗粒,这些颗粒进入循环系统被心肌细胞吸收后会导致自由基的产生。
线粒体内膜上钙离子通道蛋白(MCU)介导的内流,通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDP)降低丙酮酸脱氢酶(PDH)磷酸化水平,显著提升PDH活性,进而提高细胞的能量代谢效率。该机制对肿瘤细胞能量代谢重编程至关重要。
11. 下列有关“线粒体损伤”的叙述错误的是( )
A. sEV进入心肌细胞的过程需要消耗能量
B. 高海拔缺氧导致线粒体氧化应激失衡,会影响有氧呼吸效率
C. 线粒体受损后原本在基质中消耗的氧气参与了心肌细胞中有害自由基的产生
D. 为了维持机体稳态,心肌细胞可能会产生较多的保护性抗氧化分子
12. 下列关于MCU与细胞呼吸的叙述正确的是( )
A. Ca2+通过MCU进入线粒体基质需消耗细胞呼吸释放的能量
B. PDP可降低PDH脱磷酸过程的活化能,使其更易脱磷酸化
C. 线粒体基质中Ca2+浓度升高可直接提高PDH催化丙酮酸分解的速率
D. 该机制在植物叶肉细胞中同样主导光合作用与呼吸作用的能量转换
【答案】11. C 12. B
【解析】
【11题详解】
A、sEV是胞外囊泡,进入心肌细胞的方式为胞吞,胞吞过程需要消耗能量,A正确;
B、线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的主要场所,高海拔缺氧导致线粒体氧化应激平衡失调,会直接影响有氧呼吸效率,B正确;
C、有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体内膜(有氧呼吸第三阶段),并非线粒体基质,C错误;
D、受损线粒体颗粒进入心肌细胞会诱导自由基产生,为清除自由基维持内环境稳态,心肌细胞可能合成更多保护性抗氧化分子,D正确。
【12题详解】
A、Ca2+通过线粒体内膜上的通道蛋白MCU进入线粒体基质,属于协助扩散,不需要消耗细胞呼吸释放的能量,A错误;
B、PDP是丙酮酸脱氢酶磷酸酶,酶的功能是降低化学反应活化能,其作用是催化PDH脱磷酸、降低PDH磷酸化水平,因此可降低PDH脱磷酸过程的活化能,B正确;
C、线粒体基质中Ca2+浓度升高后,需要先激活PDP,再通过PDP调节PDH活性,属于间接调控PDH的催化速率,C错误;
D、该机制仅调控线粒体相关的呼吸作用能量代谢,光合作用的能量转换发生在叶绿体,该机制不主导光合作用的能量转换,D错误。
二、填空题
13. 如图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__________________;脂质中除Ⅰ外,还包括_________。
(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___________。某植物种子需要浅播才容易发芽,推测该植物的种子富含__________________(填“脂肪”或“淀粉”),理由是_________________。
(3)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________________。
(4)为鉴定酶X能否将图1中的Ⅳ水解,某同学进行如下操作:向含有Ⅳ的待测液中加入适量酶X(蛋白质),一段时间后再加入双缩脲试剂,观察待测液呈紫色,由此该同学得出“酶X不能将Ⅳ水解”的结论。你认为该同学的结论___________________(填“正确”或“不正确”),理由是____________________。
【答案】(1) ①. C、H、O ②. 磷脂和固醇
(2) ①. 储存能量 ②. 脂肪 ③. 与淀粉相比,脂肪中O元素的含量低而H元素的含量较高,氧化分解时消耗的O2更多,故应浅播(意思相近即可)
(3) ①. 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 ②. 核糖和尿嘧啶
(4) ①. 不正确 ②. 酶X是蛋白质,自身会与双缩脲试剂反应呈紫色,无法判断Ⅳ是否被水解
【解析】
【小问1详解】
图1里Ⅱ是DNA、Ⅲ是RNA、Ⅳ是蛋白质、Ⅴ是糖原,Ⅰ是脂肪,这些物质共有的元素是C、H、O;脂质包含脂肪、磷脂和固醇三类,因此除脂肪Ⅰ外,还包括磷脂和固醇。
【小问2详解】
人体肌肉和肝脏中的多糖是糖原,作用是作为细胞内的储能物质,为对应的生命活动供能。富含脂肪的种子需要浅播:因为脂肪的H/O比例远高于糖类,氧化分解时耗氧量远大于淀粉,浅播能让种子接触更充足的氧气,保障萌发时的呼吸需求。
【小问3详解】
Ⅱ是主要分布在细胞核的DNA,图2中①对应的碱基是G(鸟嘌呤),因此全称是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。Ⅲ是RNA,和DNA相比,RNA特有的成分为核糖(DNA的五碳糖是脱氧核糖)和尿嘧啶U(DNA特有的碱基是胸腺嘧啶T)。
【小问4详解】
该结论错误:实验中加入的酶X本身就是蛋白质,无论底物Ⅳ(蛋白质)有没有被酶X水解,反应体系中都存在蛋白质,加入双缩脲试剂一定会出现紫色反应,因此无法通过该现象判断底物是否被水解。
14. 图甲表示某哺乳动物乳腺细胞内多种蛋白质的合成和转运过程,图中①②③④⑤⑥⑦代表细胞结构,A、B、C、D、E代表物质。用标记一定量的氨基酸来培养该乳腺细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线如图乙所示,在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线如图丙所示。请据图回答下列问题:
(1)图甲中不含有磷脂分子的细胞器是________(填序号),分离出各种细胞器的方法是________。
(2)图甲中A、B、C、D代表细胞内合成的各种蛋白质,其中下列物质中可属于A类物质的是________。
①呼吸酶 ②胰岛素 ③ATP合成酶 ④线粒体膜的组成蛋白 ⑤抗体 ⑥RNA聚合酶
(3)D物质从合成到运输到细胞外的过程中一共穿过________层磷脂双分子层,能够大大增加细胞内膜面积的主要细胞器是________(填序号)。
(4)E是合成D物质的原料,则E物质从细胞外进入细胞形成D物质并排出细胞外,需要经过的膜结构依次是(用“→”和序号表示)________。
(5)图乙中依据放射性出现时间先后分析,b属于________(细胞器),而丙图中f属于________。
(6)实验期间在该乳腺细胞分泌物中分离出了α—乳蛋白、脂肪和乳糖三种物质,其中具有放射性的物质是________。
【答案】(1) ①. ①② ②. 差速离心法 (2)①③
(3) ①. 0 ②. ③
(4)⑦→③→④→⑦
(5) ①. 内质网 ②. 高尔基体
(6)α-乳蛋白
【解析】
【小问1详解】
图甲中,①②是核糖体,而核糖体没有膜结构,因此不含有磷脂分子。分离各种细胞器的方法是差速离心法。
【小问2详解】
图甲中A代表的是在细胞质基质中发挥作用的胞内蛋白,①呼吸酶、③ATP合成酶都是细胞质中的蛋白,②胰岛素、⑤抗体均是分泌蛋白,如图中的D;④线粒体膜蛋白,是图中的C,⑥RNA聚合酶是图中的B,故①③符合要求。
【小问3详解】
D物质是分泌蛋白,分泌蛋白在核糖体上合成,核糖体没有膜结构。合成后运输到细胞外的过程均是通过囊泡运输,没有直接跨膜运输,所以该过程穿过的磷脂双分子层为0层。③内质网向内能与核膜相连,向外能与细胞膜相连,大大地增大了细胞内的膜面积。因此,能够大大增加细胞内膜面积的主要细胞器是③内质网。
【小问4详解】
由题意可知,D是分泌蛋白质,E是合成D物质的原料,所以E是氨基酸。E经过⑦进入细胞后,先进入核糖体(①和②)合成多肽,多肽进入③内质网进行初步加工,再通过④进一步加工,最后又通过⑦分泌至细胞外。核糖体没有膜结构,故需经过的膜结构依次是⑦→③→④→⑦。
【小问5详解】
分泌蛋白合成与分泌过程为:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。这样内质网膜面积减少,细胞膜面积增多,高尔基体膜面积几乎不变。所以图乙中依据放射性出现时间先后分析,a是核糖体、b是内质网、c是高尔基体;图丙中d是内质网、e是细胞膜、f是高尔基体。
【小问6详解】
氨基酸是组成蛋白质的基本单位,用35S标记一定量的氨基酸来培养哺乳动物的乳腺细胞,则合成的蛋白质会带上放射性标记,故α-乳白蛋白、脂肪和乳糖三种物质,其中有放射性的物质是α-乳白蛋白,没有放射性的物质是脂肪、乳糖。
15. 小肠上皮细胞的主要功能之一是营养物质的吸收,它可以通过不同的转运蛋白吸收葡萄糖,如SGLT1、GLUT2等。图1是小肠上皮细胞吸收转运葡萄糖的示意图,图2是葡萄糖转运速率随肠腔葡萄糖浓度的变化曲线图。回答下列问题:
(1)空腹时,小肠肠腔中葡萄糖浓度较低,此时,小肠上皮细胞会利用转运蛋白________,以________的方式吸收葡萄糖。
(2)进食一段时间后,小肠肠腔中的葡萄糖浓度升高,此时两种转运蛋白均开始工作,其中起主要运输作用的是________。
(3)转运蛋白SGLT1可同时转运葡萄糖和Na+,转运Na+的方式为________。
(4)食物经胃的初步消化才会进入小肠。胃液存在于胃腔中,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;若胃液中盐酸含量过低,则会使胃的消化能力减弱。胃壁细胞中部分离子的运输机制如图3所示。若胃壁细胞的呼吸作用减弱,则胃的消化能力会减弱,原因是________________________________________________。若某药物不影响ATP的正常供能,也可在一定程度上缓解“烧心”症状,则推测该药物的作用机制可能是________________________。
【答案】(1) ①. SGLT1 ②. 主动运输
(2)GLUT2 (3)协助扩散
(4) ①. 胃壁细胞的呼吸作用减弱,ATP供应不足,导致胃壁细胞运输至胃腔中的H+减少,胃液中盐酸(H+)含量下降 ②. 抑制了质子泵运输H+的功能##抑制质子泵的活性
【解析】
【小问1详解】
空腹时,小肠肠腔葡萄糖浓度较低,由图2可知,低浓度条件下,SGLT1起作用,据图1可知,SGLT1逆浓度转运葡萄糖,方式为主动运输。
【小问2详解】
进食一段时间后,小肠肠腔中葡萄糖浓度增大,此时,两种转运蛋白均开始工作,据图2可知,起主要作用的是GLUT2。
【小问3详解】
转运蛋白SGLT1可同时转运葡萄糖和Na+,其中Na+为顺浓度进行的,为协助扩散。
【小问4详解】
若胃壁细胞的呼吸作用减弱,ATP供应不足,导致胃壁细胞运输至胃腔中的H+减少,胃液中盐酸含量下降,则胃的消化能力会减弱。某药物不影响ATP的正常供能,也可在一定程度上缓解“烧心”症状,“烧心”是因为胃液中盐酸含量过高,而盐酸中的H+是通过质子泵运输到胃腔的,所以该药物的作用机制可能是抑制质子泵的运输功能,减少H+进入胃腔,降低胃液中盐酸的含量。
16. 某科研小组探究某细菌产生的纤维素酶的最适温度及特性时进行的相关实验如下:
①在适宜条件下,将等量纤维素酶与棉花(初始质量均为5g)分别在相应温度下保温一定时间,再在相应温度下混合反应一定时间后,测定棉花减重情况,结果如表所示。
组别
1
2
3
4
5
6
温度/℃
25
35
45
55
65
75
减重/g
0.02
0.12
0.16
0.22
0.23
0.15
②在最适温度下进一步研究棉花反应物质量对酶促反应速率的影响,得到如图所示的曲线。
回答下列问题:
(1)该实验中,纤维素酶的最适温度范围为________℃。依据是________。
(2)在棉花反应物质量较低时(如图中a点),限制反应速率的主要因素是________;在棉花反应物质量较高时(如图中c点),限制反应速率的主要因素是________。
(3)若在a点时将温度先升高10℃再降回原温度,反应速率会________(提高/降低)。
(4)本实验需控制________(写出2点)等无关变量,且保证无关变量________,以排除无关变量的干扰。
(5)在本实验中,先将纤维素酶与棉花混合再保温,合理吗?________(合理/不合理)。原因是酶具有________的特点。
【答案】(1) ①. 55~75℃ ②. 在55~75℃范围内,棉花减重随温度升高先增加后减少,65℃时棉花减重最多,对应酶活性最高
(2) ①. 棉花反应物质量 ②. 纤维素酶的浓度
(3)降低 (4) ①. 纤维素的浓度(反应时间、pH、棉花初始质量等) ②. 相同且适宜
(5) ①. 不合理 ②. 高效性
【解析】
【小问1详解】
在适宜条件下,将等量纤维素酶与棉花(初始质量均为5g)分别在相应温度下保温一定时间,再在相应温度下混合反应一定时间后,测定棉花减重情况,实验结果显示4组、5组和6组的减重情况,65 ℃棉花减重最大,在55~75℃范围内,棉花减重随温度升高先增加后减少,因而说明纤维素酶的最适温度范围为55~75℃。
【小问2详解】
在棉花反应物质量较低时(如图中a点),限制反应速率的主要因素是棉花反应物质量;在棉花反应物质量较高时(如图中c点),限制反应速率的主要因素是棉花反应物以外的其他因素,如纤维素酶的浓度(或纤维素酶的量)。
【小问3详解】
若在a点时将温度升高10℃,因为该实验是在最适温度下做的,则升高温度后反应速率会下降,这是因为温度升高后偏离最合适的温度,酶活性降低,即使恢复到原温度,酶活性也可能不能恢复到原来状态,因而反应速率下降。
【小问4详解】
本实验探究某细菌产生的纤维素酶的最适温度及其特性,因而底物的相关量为无关变量,如纤维素的浓度,此外反应时间、pH、棉花初始质量等也属于无关变量,无关变量要求相同且适宜,以排除无关变量的干扰。
【小问5详解】
在本实验中,先将纤维素酶与棉花混合再保温的操作是不合理的,因为酶具有高效性,若先混合再保温,就不能保证反应是在预设温度下进行,影响实验结果,使实验没有说服力。
17. 图1表示玉米根细胞在氧气充足时的细胞呼吸过程,A~D表示物质,①~③表示过程。玉米根细胞在缺氧期间,其无氧呼吸类型会随细胞质基质pH的变化而发生转变,相关机理如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中,物质C是________,过程③发生的具体场所是________。
(2)溴麝香草酚蓝溶液与图1中物质B反应的颜色变化是________。若用标记图1中的物质D,一段时间后________(填“能”或“不能”)在物质B中检测到。
(3)图2中果糖进入细胞后的磷酸化过程属于________(填“吸能”或“放能”)反应。
(4)缺氧条件下,玉米根细胞产生一定量的乳酸后会进行产酒精的无氧呼吸,是因为________。
(5)与乳酸相比,酒精能通过________方式排出细胞,从而减轻对细胞的毒害。
【答案】(1) ①. NADH ##[H] ②. 线粒体基质
(2) ①. 由蓝变绿再变黄 ②. 能
(3)吸能 (4)乳酸堆积会使pH降低,从而抑制丙酮酸转化为乳酸的过程,并促进丙酮酸转化为乙醛的过程,从而进行产酒精的无氧呼吸
(5)自由扩散
【解析】
【小问1详解】
在有氧呼吸过程中,葡萄糖分解为丙酮酸和NADH(或[H]),丙酮酸进一步分解的过程中也会产生NADH(或[H]),因此物质C是NADH(或[H]),过程③是有氧呼吸第二阶段,发生的具体场所是线粒体基质。
【小问2详解】
物质B是细胞呼吸产生的CO2,溴麝香草酚蓝溶液遇CO2会发生由蓝变绿再变黄的颜色变化,物质D是O2,用 18O标记O2后,O2会参与有氧呼吸第三阶段生成H218O,H218O再参与有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应生成 C18O2,因此一段时间后能在物质 B(CO2)中检测到18O。
【小问3详解】
果糖进入细胞后的磷酸化过程需要消耗ATP,吸能反应通常伴随ATP水解供能,因此该过程属于吸能反应。
【小问4详解】
在缺氧条件下,玉米根细胞产生一定量的乳酸后,乳酸堆积会使细胞质基质pH降低,从而抑制乳酸脱氢酶的活性,抑制丙酮酸转化为乳酸的过程,同时促进丙酮酸脱羧酶的活性,促进丙酮酸转化为乙醛,从而进行产酒精的无氧呼吸。
【小问5详解】
酒精是小分子脂溶性物质,能通过自由扩散的方式排出细胞,从而减轻对细胞的毒害。
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