精品解析:甘肃省天水市部分学校2026-2027学年高一上学期期中考试生物试题
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内容正文:
甘谷一中2026—2027学年高一级第一学期期中考试试卷
生物学
本卷满分100分,考试时间75分钟
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,只有一项符合题目要求。)
1. 结合图形分析下列有关说法,错误的是( )
A. 若判断甲是否为需氧型生物,依据的是细胞中是否含有结构①
B. 若判断乙是否为植物细胞,并不能仅依据细胞中是否含有结构②
C. 用电子显微镜观察可区分细胞甲和细胞乙是否为原核生物
D. 甲、乙两种生物均含有核糖体
2. 猴痘病毒是一种双链DNA病毒,可以感染人和动物。下列相关叙述正确的是( )
A. 猴痘病毒的遗传物质彻底水解的产物是磷酸、四种碱基和核糖
B. 光学显微镜下观察猴痘病毒,视野较暗时应调节光圈和反光镜
C. 与HIV相比,猴痘病毒变异能力较弱是因其遗传物质的结构更稳定
D. 在生命系统结构层次中,猴痘病毒属于个体层次
3. 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
4. 在细胞培养液中加入某大分子荧光染料,细胞膜上先出现荧光,一段时间后,胞内逐渐出现多个荧光小泡。下列叙述错误的是( )
A. 小泡的形成与膜流动性有关 B. 小泡的形成过程无需消耗能量
C. 小泡的运输与细胞骨架相关 D. 小泡的形成速率受温度的影响
5. 科学家已创造出“人造支原体”(将“山羊支原体”挖空,注入“蕈状支原体”的DNA)和“人造酿酒酵母”(将酿酒酵母的16条染色体融合成1条染色体)。下列关于这两种人造生命的说法,错误的是( )
A. 支原体和酿酒酵母既属于细胞层次也属于个体层次
B. 喹诺酮类药物是一类广谱的抗菌药物,主要用于阻止细菌DNA的复制、修复以及转录,在治疗支原体肺炎中有很好的疗效,因此,支原体属于细菌
C. 酿酒酵母和支原体具有不同的生物膜系统
D. 支原体属于原核生物,具有的细胞器是核糖体
6. 线粒体功能障碍可引发多种疾病。通过在靶细胞膜表面表达结合蛋白,可将外源正常线粒体精准移植至靶细胞内,从而有望治疗相关疾病。研究发现,部分外源线粒体可在靶细胞中“存活”,且出现与内源线粒体融合并增殖的现象。下列叙述错误的是( )
A. 靶细胞可特异性识别外源线粒体,并通过转运蛋白将其移至细胞内
B. 外源线粒体和自身功能障碍的线粒体均有可能被靶细胞溶酶体降解
C. 破坏由蛋白质纤维构成的细胞骨架,对线粒体的融合有影响
D. 线粒体增殖所需的蛋白质大部分由细胞核DNA指导合成
7. 某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果,该小组把这些野果带回实验室欲检测其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列叙述正确的是( )
A. 若对该野果的组织样液中加入斐林试剂并加热后出现较深的砖红色,说明该野果中含有大量的葡萄糖
B. 进行蛋白质的检测时可用斐林试剂的甲液和乙液直接代替双缩脲试剂A液和B液
C. 还原糖检测实验结束时,可以将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以便长期保存备用
D. 对该野果进行脂肪的检测需要使用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
8. 2026年“世界水日”中国纪念活动主题口号为“水流动之处,平等随之增长”。下列有关水对生命活动影响的叙述,正确的是( )
A. 水分子更多的是以自由扩散的方式进出细胞的
B. 阿格雷在1988年成功分离出水通道蛋白,证实了水通道蛋白的存在
C. 与未萌发的小麦种子相比,正在萌发的小麦种子中自由水与结合水的比值下降
D. 越冬的植物体内自由水与结合水的比值升高,有利于植物抵抗寒冷的环境
9. “秋风起,蟹脚肥”,此时蟹黄多油满、壳薄、肉质细腻。下列说法正确的是( )
A. 蟹肉的蛋白质与人体蛋白质种类不同的原因是氨基酸种类不同
B. 蟹壳中的几丁质可用于废水处理、制作人工皮肤等
C. 蟹黄多油,说明此季节脂肪是蟹细胞主要的能源物质
D. 煮熟蟹肉更易消化是因为高温能使大多数肽键断裂
10. 核酸甲和乙是某生物体内的两种核酸,这两种核酸的基本组成单位如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 核酸甲和核酸乙分别是DNA和RNA B. 核酸在蛋白质的生物合成中具有重要作用
C. M与N相比,N的2'位置的碳原子上多一个氧 D. A、G、C、U参与合成的核苷酸共有4种
11. 以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素,实验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同,且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B. 细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞质流动速率越快
C. 黑藻中叶绿体的实际环流方向与显微镜下的环流方向相反
D. 植物细胞的细胞质处于不断流动状态有利于加速进行物质交换
12. 内共生假说认为,叶绿体来源于蓝细菌,即蓝细菌被真核细胞吞噬后,与宿主间形成共生关系,在长期的共生过程中,通过演变,形成了真核细胞的叶绿体。下列叙述不支持该假说的是( )
A. 叶绿体内与蓝细菌中的DNA都呈环状
B. 蓝细菌可以进行需氧呼吸而叶绿体不能
C. 叶绿体中的核糖体与蓝细菌的类似而与植物细胞质内的不同
D. 叶绿体外膜成分与植物细胞膜相似,内膜成分与蓝细菌细胞膜相似
13. 匐灯藓的叶片由单层细胞构成,用适宜浓度的蔗糖溶液和蒸馏水进行质壁分离与复原实验,显微镜下观察到部分现象如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 先在载玻片上滴一滴清水,再将撕下的表皮放在清水中,盖上盖玻片
B. 通过观察叶绿体的分布变化可判断细胞的失水和吸水状态
C. 图是光学显微镜下观察到的质壁分离与复原的物理模型
D. 高倍镜下可清晰观察到叶绿体的双层膜结构
14. 如图为高等哺乳动物肾小管上皮细胞与周围环境进行部分物质交换示意图,图中Na+-K+泵工作原理与Ca2+泵相似。乌本苷是Na+-K+泵抑制剂。下列叙述正确的是( )
A. 图中Cl-进入细胞间隙液的过程中,Cl-与通道蛋白结合能提高运输速率
B. 图中Na+-K+泵运输Na+、K+的过程中空间结构会发生变化
C. 图中细胞吸收Na+和Cl-能促进肾小管上皮细胞通过主动运输吸收H2O
D. 用乌本苷处理图示细胞会影响其从细胞间隙液中吸收K+而不影响其从肾小管腔中吸收Cl-
15. 脂质体是一种人工膜,根据磷脂分子可在水中形成稳定脂双层的原理制成,是很多药物的理想载体,其结构如图。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳定性有重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A. 甲处适合装载脂溶性药物,乙处适合装载水溶性药物
B. 构成脂质体的磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部
C. 脂质体中加入胆固醇的目的可能是为了减少药物渗漏
D. 脂质体到达细胞后,通过脂质体与细胞膜融合使药物进入细胞内
16. 研究发现,蛋白质在内质网中进行加工时,错误折叠的蛋白质会与内质网中的伴侣蛋白结合而被“扣留”,正确折叠后方可离开,过程如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A. 附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质会进入内质网腔中进行加工
B. 伴侣蛋白与图中内质网膜表面的受体结合使受体被活化
C. 若蛋白A是抗体,则还需高尔基体对其进一步加工
D. 伴侣蛋白mRNA可运出细胞核,而伴侣蛋白基因不能运出细胞核
二、非选择题(本题共5小题,共52分)
17. 细胞学说由施莱登和施旺创立,魏尔肖对其进行重要补充。该学说建立初期,仅揭示动植物的统一性;随着显微技术、基因组测序技术的发展,研究者发现了多种特殊单细胞生物:蓝细菌也可进行光合作用;华丽硫珠菌是巨型细菌,肉眼可见,胞内存在膜结合囊泡,能对DNA、核糖体进行分区排布,但无核膜,也不具备内质网、高尔基体等细胞器;阿斯加德古菌无成形细胞核,却携带大量以往认为仅存在于真核生物中的骨架蛋白基因,是目前已知与真核生物亲缘关系最近的原核生物。上述一系列发现并未推翻细胞学说,而是不断拓展人们对细胞统一性的认识。结合材料与必修一相关知识,回答下列问题:
(1)魏尔肖对细胞学说的补充内容是______________________________________________________。
(2)蓝细菌和绿色植物叶肉细胞均能进行光合作用,二者在光合结构上的本质差异是______________________________________________________。
(3)和常见的小型细菌相比,华丽硫珠菌结构上的特殊之处是细胞内具有________________________,可实现遗传物质的分区排布。
(4)华丽硫珠菌、阿斯加德古菌、蓝细菌共有的细胞器是______________________________。
(5)请写出区分原核细胞与真核细胞的根本依据:______________________________________________________。
(6)阿斯加德古菌的相关研究,为探究______________________________的演化起源提供了有力证据。
(7)结合材料分析,新的科研发现没有推翻细胞学说,这体现出科学理论具有____________的特点。
18. 下图表示动物、植物细胞二合一亚显微结构模式图,回答以下关于细胞的问题(在[ ]填标号,________________填相应名称):
(1)植物细胞中起支持和保护作用结构的化学成分主要是____________________________
(2)如果B图为大葱根细胞,则应该没有[ ]______________;
(3)B图细胞中没有,且与A图所示细胞分裂有关的结构是[ ]______________;
(4)若某细胞同时有AB图中各种细胞器,则为______________细胞。
(5)若A细胞能够分泌产生胞外蛋白,下图是该过程中几种生物膜面积的变化图,在图中补充过程结束后的膜面积变化情况。
19. 胰岛素是由胰岛B细胞合成的。合成过程如下:游离核糖体最初合成的多肽,主要是一段具有23个氨基酸残基的信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,此时蛋白质合成暂时中止;SRP引导核糖体附着于内质网上,继续蛋白质的合成(如图1所示)。在内质网中产生具有109个氨基酸残基的前胰岛素原,内质网腔中的信号肽酶切除其信号肽部分,产生胰岛素原;胰岛素原随内质网出芽产生的囊泡进入到高尔基体,并被其腔中的蛋白酶将其中间的一段(C肽)脱去,最终生成由A、B链组成的具有51个氨基酸残基的胰岛素(如图2所示)。
(1)胰岛素的合成、运输需要多种细胞结构协调配合,如:氨基酸经细胞膜进入细胞后,在____________(细胞器)中经过____________过程形成多肽;囊泡包裹着蛋白质,沿着__________________________________________在细胞内定向运输,囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的______________________________,这些膜在结构和功能上紧密联系;______________________________在囊泡转运中起着重要的交通枢纽作用。
(2)胰岛素原具____________个氨基酸残基,胰岛素完全水解为氨基酸需要消耗__________________个水分子。
(3)分离出胰岛B细胞中的各种物质或结构,并在体外进行如下实验(“+”表示有,“-”表示没有,mRNA可以指导合成相关蛋白)
实验
mRNA
核糖体
SRP
内质网
高尔基体
实验产物
①
+
+
-
-
-
b
②
+
+
+
-
-
③
+
+
+
+
-
④
+
+
+
-
+
a
⑤
+
+
+
+
+
请预测②③⑤组实验产物依次应为__________________________________________(请选填下列选项前的字母)
a.信号肽 b.前胰岛素原 c.胰岛素原 d.胰岛素
20. 黑藻是一种常见的沉水植物,其叶片小而薄,叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体。某同学用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液及黑藻叶肉细胞,观察细胞的失水与吸水现象。图1是该同学某时刻看到的一个叶肉细胞的图像,图2是观察到的原生质体体积变化曲线,请回答下列问题:
(1)成熟的黑藻叶肉细胞是一个渗透系统,图1中相当于该渗透系统半透膜的结构是________________________(用图中的数字表示)。黑藻叶肉细胞的液泡无色,但也能观察到较明显的质壁分离现象,根据图1分析,原因是________________________________________________。
(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是____________________________________,植物细胞自身应具备的结构特点是____________________________________________________________。
(3)图2中原生质体体积由a→b的变化过程中,细胞的吸水能力逐渐______________________________。
21. 研究表明,在盐胁迫下大量的Na⁺进入植物根部细胞,会抑制K⁺进入细胞,导致细胞中Na⁺/K⁺的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的 正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,下图是耐盐植物 根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图,其根细胞生物膜借助质子泵(H⁺-ATP酶)使两侧H⁺形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题。
(1)盐碱地上大多数植物很难生长,主要原因是土壤溶液浓度大于____________________________________,植物无法从土壤中获取充足的水分甚至导致萎蔫。图1中各种离子的运输,体现了细胞膜____________________________________的功能。
(2)据图分析,各结构中H⁺浓度分布存在差异,该差异主要由__________________转运H⁺来维持的。这种H⁺ 的分布特点为SOS1和NHX两种转运蛋白运输Na⁺提供了动力,帮助根细胞将Na⁺转运到细胞膜外和液泡内,从而减少Na⁺对胞内代谢的影响。Na⁺、H⁺通过NHX反向进出液泡的运输方式分别是____________________________________。
(3)若使用ATP抑制剂处理细胞,Na⁺的排出量会__________________填(“减少”“增多”或“不变”),其原因是____________________________________。
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甘谷一中2026—2027学年高一级第一学期期中考试试卷
生物学
本卷满分100分,考试时间75分钟
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,只有一项符合题目要求。)
1. 结合图形分析下列有关说法,错误的是( )
A. 若判断甲是否为需氧型生物,依据的是细胞中是否含有结构①
B. 若判断乙是否为植物细胞,并不能仅依据细胞中是否含有结构②
C. 用电子显微镜观察可区分细胞甲和细胞乙是否为原核生物
D. 甲、乙两种生物均含有核糖体
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:甲是原核生物,乙是植物细胞,丙是噬菌体,属于病毒,①是线粒体,②是叶绿体,③是细胞核。
【详解】A、结构①为线粒体,甲是原核生物,细胞没有线粒体,是否为需氧生物需要看细胞中是否含有相关的酶,A错误;
B、若判断乙是否为植物细胞,并不能仅依据细胞中是否含有结构②叶绿体,因有些植物结构如根部无叶绿体,B正确;
C、电子显微镜可以观察到细胞器和细胞核,能区分真核细胞和原核细胞,C正确;
D、原核细胞和真核细胞都含有核糖体,D正确。
故选A。
2. 猴痘病毒是一种双链DNA病毒,可以感染人和动物。下列相关叙述正确的是( )
A. 猴痘病毒的遗传物质彻底水解的产物是磷酸、四种碱基和核糖
B. 光学显微镜下观察猴痘病毒,视野较暗时应调节光圈和反光镜
C. 与HIV相比,猴痘病毒变异能力较弱是因其遗传物质的结构更稳定
D. 在生命系统结构层次中,猴痘病毒属于个体层次
【答案】C
【解析】
【详解】A、猴痘病毒的遗传物质为双链DNA,其彻底水解的产物包含脱氧核糖,而非核糖,A错误;
B、猴痘病毒体积微小,光学显微镜无法观察到该病毒,需借助电子显微镜观察,B错误;
C、HIV的遗传物质是单链RNA,结构稳定性差,易发生变异;猴痘病毒的遗传物质是双链DNA,双螺旋结构更稳定,因此变异能力更弱,C正确;
D、生命系统最基本的结构层次是细胞,猴痘病毒无细胞结构,不能独立完成生命活动,不属于生命系统的任何结构层次,D错误。
3. 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。
4. 在细胞培养液中加入某大分子荧光染料,细胞膜上先出现荧光,一段时间后,胞内逐渐出现多个荧光小泡。下列叙述错误的是( )
A. 小泡的形成与膜流动性有关 B. 小泡的形成过程无需消耗能量
C. 小泡的运输与细胞骨架相关 D. 小泡的形成速率受温度的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A、胞吞过程中细胞膜内陷形成小泡,该过程依赖生物膜的流动性,因此小泡的形成与膜流动性有关,A正确;
B、胞吞是细胞主动摄入大分子的过程,需要消耗细胞呼吸释放的能量,B错误;
C、细胞骨架具有维持细胞形态、参与细胞内物质运输和囊泡转运的功能,因此小泡的运输与细胞骨架相关,C正确;
D、温度会影响细胞膜的流动性,也会通过影响呼吸酶的活性改变能量供应,因此小泡的形成速率受温度的影响,D正确。
5. 科学家已创造出“人造支原体”(将“山羊支原体”挖空,注入“蕈状支原体”的DNA)和“人造酿酒酵母”(将酿酒酵母的16条染色体融合成1条染色体)。下列关于这两种人造生命的说法,错误的是( )
A. 支原体和酿酒酵母既属于细胞层次也属于个体层次
B. 喹诺酮类药物是一类广谱的抗菌药物,主要用于阻止细菌DNA的复制、修复以及转录,在治疗支原体肺炎中有很好的疗效,因此,支原体属于细菌
C. 酿酒酵母和支原体具有不同的生物膜系统
D. 支原体属于原核生物,具有的细胞器是核糖体
【答案】B
【解析】
【详解】A、支原体和酿酒酵母均为单细胞生物,单个细胞即可完成全部生命活动,因此既属于细胞层次也属于个体层次,A正确;
B、支原体是无细胞壁的原核生物,在分类上独立于细菌类群,不属于细菌;喹诺酮类药物对支原体有效,是因为支原体作为原核生物,其DNA复制、转录的分子机制与细菌相似,存在药物作用的靶点,不能由此推导支原体属于细菌,B错误;
C、酿酒酵母是真核生物,具有由细胞膜、核膜、多种细胞器膜共同构成的复杂生物膜系统;支原体是原核生物,无核膜和具膜细胞器,仅存在细胞膜,不具备复杂的生物膜系统,二者的生物膜相关结构存在显著差异,即具有不同的生物膜系统,C正确;
D、支原体属于原核生物,细胞内仅含有核糖体这一种无膜结构的细胞器,D正确。
6. 线粒体功能障碍可引发多种疾病。通过在靶细胞膜表面表达结合蛋白,可将外源正常线粒体精准移植至靶细胞内,从而有望治疗相关疾病。研究发现,部分外源线粒体可在靶细胞中“存活”,且出现与内源线粒体融合并增殖的现象。下列叙述错误的是( )
A. 靶细胞可特异性识别外源线粒体,并通过转运蛋白将其移至细胞内
B. 外源线粒体和自身功能障碍的线粒体均有可能被靶细胞溶酶体降解
C. 破坏由蛋白质纤维构成的细胞骨架,对线粒体的融合有影响
D. 线粒体增殖所需的蛋白质大部分由细胞核DNA指导合成
【答案】A
【解析】
【详解】A、线粒体属于较大的细胞器,其进入靶细胞的方式为胞吞,依赖细胞膜的流动性,转运蛋白仅能介导小分子、离子等物质的跨膜运输,无法转运线粒体这种结构,A错误;
B、溶酶体是细胞的“消化车间”,可以降解衰老、损伤的内源细胞器,也可以清除进入细胞的异物,因此外源线粒体和自身功能障碍的线粒体均可能被溶酶体降解,B正确;
C、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构,参与细胞器的运输、定位等生命活动,破坏细胞骨架会影响线粒体的移动,进而对线粒体的融合过程产生影响,C正确;
D、线粒体是半自主性细胞器,自身仅含有少量DNA,只能指导合成少量蛋白质,其增殖所需的大部分蛋白质由细胞核DNA指导合成,D正确。
7. 某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果,该小组把这些野果带回实验室欲检测其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列叙述正确的是( )
A. 若对该野果的组织样液中加入斐林试剂并加热后出现较深的砖红色,说明该野果中含有大量的葡萄糖
B. 进行蛋白质的检测时可用斐林试剂的甲液和乙液直接代替双缩脲试剂A液和B液
C. 还原糖检测实验结束时,可以将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以便长期保存备用
D. 对该野果进行脂肪的检测需要使用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
【答案】D
【解析】
【详解】A、若对该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热后出现较深的砖红色,说明该野果中含有大量的还原糖,但不一定是葡萄糖,A错误;
B、斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液的成分及浓度相同,斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分相同,但浓度不同,因此进行蛋白质的检测时不能直接用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液,B错误;
C、斐林试剂使用时需将NaOH和CuSO4混合后立即使用,现用现配,不能长期放置,C错误;
D、对野果的切片进行脂肪检测实验需要使用显微镜观察被染成橘黄色的脂肪滴,D正确。
故选D。
8. 2026年“世界水日”中国纪念活动主题口号为“水流动之处,平等随之增长”。下列有关水对生命活动影响的叙述,正确的是( )
A. 水分子更多的是以自由扩散的方式进出细胞的
B. 阿格雷在1988年成功分离出水通道蛋白,证实了水通道蛋白的存在
C. 与未萌发的小麦种子相比,正在萌发的小麦种子中自由水与结合水的比值下降
D. 越冬的植物体内自由水与结合水的比值升高,有利于植物抵抗寒冷的环境
【答案】B
【解析】
【详解】A、水分子进出细胞时,仅少部分通过自由扩散方式跨膜,更多是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞,A错误;
B、1988年阿格雷成功分离出了水通道蛋白,正式证实了水通道蛋白的存在,B正确;
C、正在萌发的小麦种子代谢活动旺盛,自由水含量相对升高,与未萌发的种子相比,自由水与结合水的比值上升,C错误;
D、越冬植物为抵抗寒冷环境,会降低自由水与结合水的比值,使细胞代谢速率减慢,避免低温下自由水结冰损伤细胞,增强抗逆性,D错误。
9. “秋风起,蟹脚肥”,此时蟹黄多油满、壳薄、肉质细腻。下列说法正确的是( )
A. 蟹肉的蛋白质与人体蛋白质种类不同的原因是氨基酸种类不同
B. 蟹壳中的几丁质可用于废水处理、制作人工皮肤等
C. 蟹黄多油,说明此季节脂肪是蟹细胞主要的能源物质
D. 煮熟蟹肉更易消化是因为高温能使大多数肽键断裂
【答案】B
【解析】
【分析】几丁质是一种多糖,又称为壳多糖,几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,可用于废水处理;可用于制作食品的包装纸和食品添加剂;可用于制作人造皮肤等。细胞主要能源物质是糖类,脂肪是细胞良好的储能物质。高温使蛋白质的空间结构被破坏。
【详解】A、蛋白质种类多样性的原因是氨基酸的数目、种类和排列顺序不同和肽链的空间结构不同,A错误;
B、蟹壳含有几丁质,几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,用于废水处理,还可以用于制作人工皮肤,B正确;
C、脂肪是细胞中良好的储能物质,糖类是细胞的主要的能源物质,故脂肪是蟹细胞储能物质,C错误;
D、高温破坏蛋白质的空间结构,使肽链变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,所以煮熟的蟹肉更易消化,高温不会使肽键断裂,D错误。
故选B。
10. 核酸甲和乙是某生物体内的两种核酸,这两种核酸的基本组成单位如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 核酸甲和核酸乙分别是DNA和RNA B. 核酸在蛋白质的生物合成中具有重要作用
C. M与N相比,N的2'位置的碳原子上多一个氧 D. A、G、C、U参与合成的核苷酸共有4种
【答案】D
【解析】
【详解】A、核酸甲中有T,为DNA,核酸乙中有U,为RNA,A正确;
B、核酸是遗传信息携带者,在生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用,B正确;
C、M(脱氧核糖)与N(核糖)相比,N的2'位置的碳原子上多一个氧,C正确;
D、A、G、C、U参与合成的核苷酸共有7种,A、G、C均能构成脱氧核苷酸和核糖核苷酸,U参与构成核糖核苷酸。D错误。
故选D。
11. 以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素,实验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同,且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B. 细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞质流动速率越快
C. 黑藻中叶绿体的实际环流方向与显微镜下的环流方向相反
D. 植物细胞的细胞质处于不断流动状态有利于加速进行物质交换
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据实验结果,实验观测了新叶与老叶(叶龄差异)、同一叶片不同区域的细胞质流动速率差异,因此叶龄、同一叶片的不同区域均为实验自变量,A正确;
B、自由水参与细胞代谢与物质运输,细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,细胞质流动速率越快,与题干中新叶(代谢更旺盛)细胞质流动速率高于老叶的结果一致,B正确;
C、显微镜成上下、左右均颠倒的虚像,相当于将观察标本在平面上旋转180度,环形的细胞质环流方向经旋转后不会发生反转,因此黑藻中叶绿体的实际环流方向与显微镜下的环流方向相同,C错误;
D、植物细胞的细胞质处于不断流动状态,可带动细胞内物质在不同细胞器间转运,有利于加速细胞内的物质交换,保障代谢高效进行,D正确。
12. 内共生假说认为,叶绿体来源于蓝细菌,即蓝细菌被真核细胞吞噬后,与宿主间形成共生关系,在长期的共生过程中,通过演变,形成了真核细胞的叶绿体。下列叙述不支持该假说的是( )
A. 叶绿体内与蓝细菌中的DNA都呈环状
B. 蓝细菌可以进行需氧呼吸而叶绿体不能
C. 叶绿体中的核糖体与蓝细菌的类似而与植物细胞质内的不同
D. 叶绿体外膜成分与植物细胞膜相似,内膜成分与蓝细菌细胞膜相似
【答案】B
【解析】
【详解】A、叶绿体内的遗传物质为环状DNA,因为蓝藻内遗传物质也是环状DNA,符合内共生学说,A正确;
B、根据内共生假说,叶绿体来源于蓝细菌,若蓝细菌能进行有氧呼吸,则叶绿体应也能进行有氧呼吸,B错误;
C、叶绿体中的核糖体与蓝细菌的类似而与植物细胞质内的不同,这表明叶绿体可能来源于蓝细菌,支持内共生假说,C正确;
D、叶绿体外膜成分与植物细胞膜相似,内膜成分与蓝细菌细胞膜相似。这显示了叶绿体膜成分的特殊性,与内共生假说中叶绿体的起源和演化过程相符合,支持了内共生假说,D正确。
13. 匐灯藓的叶片由单层细胞构成,用适宜浓度的蔗糖溶液和蒸馏水进行质壁分离与复原实验,显微镜下观察到部分现象如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 先在载玻片上滴一滴清水,再将撕下的表皮放在清水中,盖上盖玻片
B. 通过观察叶绿体的分布变化可判断细胞的失水和吸水状态
C. 图是光学显微镜下观察到的质壁分离与复原的物理模型
D. 高倍镜下可清晰观察到叶绿体的双层膜结构
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题意可知,匐灯藓的叶片由单层细胞构成,制作临时装片时,可先在载玻片上滴一滴清水,直接将其叶片放在清水中,盖上盖玻片,A错误;
B、匐灯藓叶片细胞含有叶绿体,失水时原生质层收缩,叶绿体会随原生质层的收缩发生分布变化,因此通过观察叶绿体的分布变化可判断细胞是否失水,B正确;
C、照片不属于物理模型,C错误;
D、叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构,需要在电子显微镜下观察,D错误。
故选B。
14. 如图为高等哺乳动物肾小管上皮细胞与周围环境进行部分物质交换示意图,图中Na+-K+泵工作原理与Ca2+泵相似。乌本苷是Na+-K+泵抑制剂。下列叙述正确的是( )
A. 图中Cl-进入细胞间隙液的过程中,Cl-与通道蛋白结合能提高运输速率
B. 图中Na+-K+泵运输Na+、K+的过程中空间结构会发生变化
C. 图中细胞吸收Na+和Cl-能促进肾小管上皮细胞通过主动运输吸收H2O
D. 用乌本苷处理图示细胞会影响其从细胞间隙液中吸收K+而不影响其从肾小管腔中吸收Cl-
【答案】B
【解析】
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散,被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量;而主动运输既需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助。
【详解】A、图中Cl-进入细胞间隙液需要通道蛋白协助,通道蛋白运输Cl-时不和Cl-结合,A错误;
B、图中Na+-K+泵为载体蛋白,载体蛋白转运物质时其空间结构会发生变化。B正确;
C、肾小管上皮细胞吸收水的方式属于被动运输,C错误;
D、乌本苷是Na+-K+泵抑制剂,若用乌本苷处理图示细胞,会影响Na+运出细胞,而Na+细胞内外浓度差形成的电化学势能是肾小管上皮细胞通过主动运输吸收Cl-的动力,故用乌本苷处理图示细胞会影响该细胞从肾小管腔中吸收Cl-,D错误。
故选B。
15. 脂质体是一种人工膜,根据磷脂分子可在水中形成稳定脂双层的原理制成,是很多药物的理想载体,其结构如图。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳定性有重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A. 甲处适合装载脂溶性药物,乙处适合装载水溶性药物
B. 构成脂质体的磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部
C. 脂质体中加入胆固醇的目的可能是为了减少药物渗漏
D. 脂质体到达细胞后,通过脂质体与细胞膜融合使药物进入细胞内
【答案】A
【解析】
【分析】磷脂的一端为亲水的头,两个脂肪酸一端为疏水的尾,多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将其运送到特定的细胞发挥作用。
【详解】A、甲处是磷脂分子亲水性头部相对的地方,乙处是磷脂分子疏水性尾部相对的地方,所以甲处适合装载水溶性药物,乙处适合装载脂溶性药物,A错误;
B、磷脂为两性分子,具有亲水的头部和疏水的尾部,B正确;
C、胆固醇可以维持生物膜结构的稳定性,可使膜的通透性降低,因此脂质体中加入胆固醇的目的可能是为了减少药物渗漏,C正确;
D、脂质体到达细胞后,利用膜的流动性,脂质体的膜与细胞膜相融合,从而将药物送入细胞,D正确。
故选A。
16. 研究发现,蛋白质在内质网中进行加工时,错误折叠的蛋白质会与内质网中的伴侣蛋白结合而被“扣留”,正确折叠后方可离开,过程如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A. 附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质会进入内质网腔中进行加工
B. 伴侣蛋白与图中内质网膜表面的受体结合使受体被活化
C. 若蛋白A是抗体,则还需高尔基体对其进一步加工
D. 伴侣蛋白mRNA可运出细胞核,而伴侣蛋白基因不能运出细胞核
【答案】B
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→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,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、由图可知,附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质会进入内质网腔中进行加工,即内质网是蛋白质合成的加工的场所,A正确;
B、题中显示,错误折叠的蛋白质会与内质网中的伴侣蛋白结合而被“扣留”,正确折叠后方可离开,可见伴侣蛋白起作用的场所在内质网腔中,伴侣蛋白不参与内质网膜表面受体的活化,B错误;
C、分泌蛋白的合成和加工需要核糖体、内质网和高尔基体的参与,最终可形成具有一定空间结构的蛋白质,抗体属于分泌蛋白,故若蛋白A是抗体,则还需高尔基体对其进一步加工,C正确;
D、细胞核中的DNA不能运出细胞核,因此,伴侣蛋白的基因是不能转出细胞核的,而mRNA可通过核孔运出细胞核,D正确。
故选B。
二、非选择题(本题共5小题,共52分)
17. 细胞学说由施莱登和施旺创立,魏尔肖对其进行重要补充。该学说建立初期,仅揭示动植物的统一性;随着显微技术、基因组测序技术的发展,研究者发现了多种特殊单细胞生物:蓝细菌也可进行光合作用;华丽硫珠菌是巨型细菌,肉眼可见,胞内存在膜结合囊泡,能对DNA、核糖体进行分区排布,但无核膜,也不具备内质网、高尔基体等细胞器;阿斯加德古菌无成形细胞核,却携带大量以往认为仅存在于真核生物中的骨架蛋白基因,是目前已知与真核生物亲缘关系最近的原核生物。上述一系列发现并未推翻细胞学说,而是不断拓展人们对细胞统一性的认识。结合材料与必修一相关知识,回答下列问题:
(1)魏尔肖对细胞学说的补充内容是______________________________________________________。
(2)蓝细菌和绿色植物叶肉细胞均能进行光合作用,二者在光合结构上的本质差异是______________________________________________________。
(3)和常见的小型细菌相比,华丽硫珠菌结构上的特殊之处是细胞内具有________________________,可实现遗传物质的分区排布。
(4)华丽硫珠菌、阿斯加德古菌、蓝细菌共有的细胞器是______________________________。
(5)请写出区分原核细胞与真核细胞的根本依据:______________________________________________________。
(6)阿斯加德古菌的相关研究,为探究______________________________的演化起源提供了有力证据。
(7)结合材料分析,新的科研发现没有推翻细胞学说,这体现出科学理论具有____________的特点。
【答案】(1)新细胞是由老细胞分裂产生的
(2)蓝细菌无叶绿体,依靠细胞质中的叶绿素和藻蓝素完成光合作用;植物叶肉细胞依靠叶绿体进行光合作用
(3)膜结合囊泡 (4)核糖体
(5)有无以核膜为界限的细胞核
(6)真核细胞 (7)不断丰富、发展(动态发展、在修正中前进)
【解析】
【小问1详解】
施莱登、施旺创立细胞学说后,魏尔肖作出重要补充,提出“细胞通过分裂产生新细胞”,即所有细胞都来源于先前存在的细胞,修正了此前“新细胞从老细胞中自发产生”的错误认知。
【小问2详解】
蓝细菌为原核生物,无叶绿体这一具膜光合细胞器,其光合作用依赖细胞膜向内折叠形成的光合片层上的光合色素、相关酶完成;绿色植物叶肉细胞为真核细胞,具有结构完整的叶绿体作为专门的光合作用场所,这是二者光合结构的本质区别。
【小问3详解】
根据材料描述,华丽硫珠菌虽为无核膜、无内质网/高尔基体的原核生物,但胞内存在膜结合囊泡,可对DNA、核糖体进行分区排布,这是其与常见小型细菌相比的特殊结构。
【小问4详解】
华丽硫珠菌(细菌)、阿斯加德古菌、蓝细菌均属于原核生物,原核生物仅含有核糖体这一种无膜细胞器,不存在内质网、高尔基体等复杂具膜细胞器,因此三者共有的细胞器为核糖体。
【小问5详解】
原核细胞与真核细胞的核心区分标准是细胞内是否存在以核膜为界限的成形细胞核,原核生物无核膜包被的细胞核,真核生物有核膜包被的成形细胞核。
【小问6详解】
根据材料,阿斯加德古菌是目前已知与真核生物亲缘关系最近的原核生物,且携带大量原本仅存在于真核生物中的特征基因,这一研究为探究真核生物(真核细胞)的演化起源提供了关键证据。
【小问7详解】
细胞学说建立初期仅揭示动植物的结构统一性,后续发现的各类特殊单细胞生物的特征,并未推翻细胞学说的核心内涵,反而不断拓展了对细胞统一性的认知边界,体现了科学理论具有动态发展、可不断完善的特点,并非僵化不变的终极结论。
18. 下图表示动物、植物细胞二合一亚显微结构模式图,回答以下关于细胞的问题(在[ ]填标号,________________填相应名称):
(1)植物细胞中起支持和保护作用结构的化学成分主要是____________________________
(2)如果B图为大葱根细胞,则应该没有[ ]______________;
(3)B图细胞中没有,且与A图所示细胞分裂有关的结构是[ ]______________;
(4)若某细胞同时有AB图中各种细胞器,则为______________细胞。
(5)若A细胞能够分泌产生胞外蛋白,下图是该过程中几种生物膜面积的变化图,在图中补充过程结束后的膜面积变化情况。
【答案】(1)纤维素和果胶##果胶和纤维素
(2)4叶绿体 (3)13中心体
(4)低等植物 (5)
【解析】
【分析】分析题图:图示是动物、植物细胞二合一亚显微结构模式图,其中A表示动物细胞结构、B表示植物细胞结构,结构1~14依次是细胞膜、液泡、细胞质基质、叶绿体、高尔基体、核仁、细胞壁、内质网、线粒体、核孔、核糖体、染色质、中心体、核膜。
【小问1详解】
植物细胞中起支持和保护作用的结构是细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶。
【小问2详解】
大葱根细胞不含4叶绿体。
【小问3详解】
结构13中心体分布在动物细胞和低等植物细胞中,与细胞的有丝分裂有关。
【小问4详解】
低等植物细胞含有细胞器种类最多,同时含有AB两图中各种细胞器。
【小问5详解】
分泌蛋白的合成与分泌过程为:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。在分泌蛋白合成与分泌过程中,内质网粗加工后“出芽”形成囊泡,囊泡与高尔基体膜融合,这样内质网膜转化为高尔基体膜;高尔基体再加工后,也“出芽”形成囊泡,囊泡与细胞膜融合,这样高尔基体膜就转化为细胞膜.所以分泌蛋白合成与分泌过程中,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。结束后的膜面积变化情况如下图所示:
【点睛】本题结合动植物细胞结构图,考查细胞结构和功能、物质跨膜运输方式,要求考生熟记各种细胞器的图象、分布和功能,能准确判断图中各结构的名称,注意动植物细胞的区别,属于考纲识记层次的考查。
19. 胰岛素是由胰岛B细胞合成的。合成过程如下:游离核糖体最初合成的多肽,主要是一段具有23个氨基酸残基的信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,此时蛋白质合成暂时中止;SRP引导核糖体附着于内质网上,继续蛋白质的合成(如图1所示)。在内质网中产生具有109个氨基酸残基的前胰岛素原,内质网腔中的信号肽酶切除其信号肽部分,产生胰岛素原;胰岛素原随内质网出芽产生的囊泡进入到高尔基体,并被其腔中的蛋白酶将其中间的一段(C肽)脱去,最终生成由A、B链组成的具有51个氨基酸残基的胰岛素(如图2所示)。
(1)胰岛素的合成、运输需要多种细胞结构协调配合,如:氨基酸经细胞膜进入细胞后,在____________(细胞器)中经过____________过程形成多肽;囊泡包裹着蛋白质,沿着__________________________________________在细胞内定向运输,囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的______________________________,这些膜在结构和功能上紧密联系;______________________________在囊泡转运中起着重要的交通枢纽作用。
(2)胰岛素原具____________个氨基酸残基,胰岛素完全水解为氨基酸需要消耗__________________个水分子。
(3)分离出胰岛B细胞中的各种物质或结构,并在体外进行如下实验(“+”表示有,“-”表示没有,mRNA可以指导合成相关蛋白)
实验
mRNA
核糖体
SRP
内质网
高尔基体
实验产物
①
+
+
-
-
-
b
②
+
+
+
-
-
③
+
+
+
+
-
④
+
+
+
-
+
a
⑤
+
+
+
+
+
请预测②③⑤组实验产物依次应为__________________________________________(请选填下列选项前的字母)
a.信号肽 b.前胰岛素原 c.胰岛素原 d.胰岛素
【答案】(1) ①. 核糖体 ②. 脱水缩合 ③. 细胞骨架 ④. 生物膜系统 ⑤. 高尔基体
(2) ①. 86 ②. 49
(3)a c d
【解析】
【小问1详解】
核糖体为蛋白质(多肽)的合成场所,氨基酸在核糖体上脱水缩合形成多肽链;细胞骨架中的微管构成运输轨道,囊泡沿微管定向移动;细胞膜、核膜、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器膜共同组成生物膜系统,膜之间可通过囊泡相互转化;高尔基体能接收内质网囊泡、加工蛋白、再形成囊泡运往细胞膜,是分泌蛋白转运的交通枢纽。
【小问2详解】
前胰岛素原共 109 个氨基酸,内质网切除 23 个氨基酸的信号肽:109−23=86,因此胰岛素原含86 个氨基酸残基。胰岛素由 51 个氨基酸形成两条肽链(A、B 链),肽键数 = 氨基酸数 − 肽链数 =51−2=49;蛋白质完全水解,断裂全部肽键,消耗水分子数 = 肽键数 = 49。
【小问3详解】
胰岛素合成过程如下:(1)游离核糖体合成一段信号序列(信号肽)。(2)信号肽被SRP识别,此时蛋白质合成暂时中止。(3)SRP引导核糖体附着于内质网上,继续在内质网中产生前胰岛素原。(4)内质网腔中的信号肽酶切除其信号肽部分,产生胰岛素原。(5)胰岛素原随内质网出芽产生的囊泡进入到高尔基体,并被其腔中的蛋白酶将其中间的一段(C肽)脱去,最终生成胰岛素。组别②:mRNA + 核糖体 + SRP,无内质网、高尔基体SRP 识别信号序列后蛋白质合成暂停,只能合成信号肽 → 产物a。组别③:mRNA + 核糖体 + SRP + 内质网,无高尔基体SRP 引导核糖体结合内质网,完整合成前胰岛素原,内质网切除 23 个信号肽,生成胰岛素原;缺少高尔基体,无法切除 C 肽 → 产物c。组别④:mRNA + 核糖体 + SRP,有高尔基体、无内质网,SRP 识别后合成暂停,只能合成信号肽 → 产物a。组别⑤:mRNA + 核糖体 + SRP + 内质网 + 高尔基体(全套结构)内质网切除信号肽得到胰岛素原,高尔基体切除 C 肽,加工为成熟胰岛素 → 产物d。
20. 黑藻是一种常见的沉水植物,其叶片小而薄,叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体。某同学用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液及黑藻叶肉细胞,观察细胞的失水与吸水现象。图1是该同学某时刻看到的一个叶肉细胞的图像,图2是观察到的原生质体体积变化曲线,请回答下列问题:
(1)成熟的黑藻叶肉细胞是一个渗透系统,图1中相当于该渗透系统半透膜的结构是________________________(用图中的数字表示)。黑藻叶肉细胞的液泡无色,但也能观察到较明显的质壁分离现象,根据图1分析,原因是________________________________________________。
(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是____________________________________,植物细胞自身应具备的结构特点是____________________________________________________________。
(3)图2中原生质体体积由a→b的变化过程中,细胞的吸水能力逐渐______________________________。
【答案】(1) ①. 2.4.5 ②. 黑藻叶肉细胞的原生质层中含有叶绿体而呈现绿色,可以明显观察到原生质层和细胞壁的位置
(2) ①. 外界溶液浓度大于细胞液浓度 ②. 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
(3)增强
【解析】
【小问1详解】
首先识别图1各结构:1为细胞壁,2为细胞膜,3为细胞核,4为液泡膜,5为细胞膜与液泡膜之间的细胞质,6为质壁分离后细胞壁与原生质层间隙的外界溶液,7为液泡内的细胞液。成熟植物细胞的渗透半透膜为原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜间的细胞质构成,对应图中的2、4、5。黑藻叶肉细胞的液泡虽无色,但细胞质(原生质层的组成部分)中分布有绿色的叶绿体,使原生质层呈现绿色,当原生质层因失水收缩时,绿色的原生质层与无色的细胞壁、间隙的无色蔗糖溶液形成清晰的视觉对比,因此无需对液泡染色即可观察到明显的质壁分离现象。
【小问2详解】
质壁分离的发生需要满足两类条件:①外界条件:当外界溶液浓度高于细胞液浓度时,细胞会通过渗透作用持续失水,这是质壁分离的动力来源;②自身结构特点:成熟植物细胞具有中央大液泡,可与外界溶液形成渗透浓度差;同时原生质层的伸缩性远大于细胞壁的伸缩性,且原生质层具有选择透过性(相当于半透膜),因此细胞失水时,伸缩性更大的原生质层会与伸缩性小的细胞壁逐渐分离。
【小问3详解】
图2中a→b阶段,原生质体体积持续下降,说明细胞在不断渗透失水,细胞液浓度随失水过程逐渐升高,细胞的渗透压不断增大,因此细胞的吸水能力会随失水过程逐渐增强,直到b点时细胞失水达到最大,水分子进出达到动态平衡。
21. 研究表明,在盐胁迫下大量的Na⁺进入植物根部细胞,会抑制K⁺进入细胞,导致细胞中Na⁺/K⁺的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的 正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,下图是耐盐植物 根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图,其根细胞生物膜借助质子泵(H⁺-ATP酶)使两侧H⁺形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题。
(1)盐碱地上大多数植物很难生长,主要原因是土壤溶液浓度大于____________________________________,植物无法从土壤中获取充足的水分甚至导致萎蔫。图1中各种离子的运输,体现了细胞膜____________________________________的功能。
(2)据图分析,各结构中H⁺浓度分布存在差异,该差异主要由__________________转运H⁺来维持的。这种H⁺ 的分布特点为SOS1和NHX两种转运蛋白运输Na⁺提供了动力,帮助根细胞将Na⁺转运到细胞膜外和液泡内,从而减少Na⁺对胞内代谢的影响。Na⁺、H⁺通过NHX反向进出液泡的运输方式分别是____________________________________。
(3)若使用ATP抑制剂处理细胞,Na⁺的排出量会__________________填(“减少”“增多”或“不变”),其原因是____________________________________。
【答案】(1) ①. 植物根部细胞的细胞液浓度 ②. 控制物质进出细胞
(2) ①. 质子泵 ②. Na+进入液泡为主动运输,H+出液泡为协助扩散
(3) ①. 减少 ②. 由于H+逆浓度梯度运出细胞的方式为主动运输,需要ATP为其提供能量,使用ATP抑制剂处理细胞,H+运出细胞减少,而Na+的排出依赖于H+浓度差,因此Na+排出量减少
【解析】
【小问1详解】
盐碱地的土壤溶液浓度过高,当土壤溶液浓度大于植物根细胞的细胞液浓度时,根细胞会失水,导致植物无法获取充足水分甚至萎蔫。图中不同离子通过不同的转运蛋白进出细胞,体现了细胞膜能控制物质进出细胞的功能,且这种转运具有选择性,也体现了细胞膜的选择透过性。
【小问2详解】
Na+借助通道蛋白HKT1进入根部细胞的方式为协助扩散;H+通过质子泵从细胞内进入细胞外和进入液泡,维持膜外和液泡内高浓度H+,所以H+浓度差主要通过质子泵(H⁺-ATP酶)维持,根细胞将Na+转运到细胞膜外和液泡内,从而减少Na+对胞内代谢的影响,液泡内Na+浓度升高,提高了细胞液渗透压,Na+通过NHX进出液泡的运输方式由H+浓度差提供能量,其运输方式是主动运输,而H+是顺浓度梯度进行的,所以其运输方式是协助扩散。
【小问3详解】
由于H+逆浓度梯度运出细胞的方式为主动运输,需要ATP为其提供能量,使用ATP抑制剂处理细胞,H+运出细胞减少,而Na+的排出依赖H+浓度差,因此Na+排出量减少。
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