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专题限时集训(一)　细胞
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2024·山东潍坊期中)人体内葡萄糖可以转化为脂肪，其转化过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．①②发生的场所均为线粒体基质
B．葡萄糖转化为脂肪后，组成元素不变
C．高糖饮食可使人体内脂肪积累导致肥胖
D．X物质是甘油，室温时脂肪是否呈液态主要取决于脂肪酸是否饱和
2．(2024·山东潍坊一模)研究发现，酵母细胞中有些分泌蛋白不能边合成边跨膜转运，而是由结合 ATP 的分子伴侣Bip蛋白与膜整合蛋白 Sec63 复合物相互作用后，水解 ATP 驱动翻译后的转运途径。下列说法错误的是(　　)
A．真核细胞分泌蛋白的合成起始于附着在内质网上的核糖体
B．分泌蛋白边合成边跨膜转运的过程依赖于生物膜的流动性
C．上述特殊分泌蛋白合成后的运输与细胞骨架密切相关
D．单独的Bip蛋白能与 ATP 结合但不能直接将其水解
3．(2024·江苏南通调研)植物根吸收主要由细胞膜两侧的电位差驱动的吸收由H＋浓度梯度驱动，相关转运机制如图。下列说法错误的是(　　)
进入细胞属于主动运输，需间接消耗ATP
B．膜内的H＋来源于NRT1.1的转运和的分解
C．转运H＋出细胞的载体蛋白，具有ATP水解酶活性
D．施用尿素可被植物根细胞直接吸收，其运输方式与相同
4．(2024·湖南师大附中二模)碘是甲状腺激素合成的原材料，甲状腺滤泡细胞内I－的浓度是血浆中I－浓度的30倍。血浆中I－进入滤泡上皮细胞是由钠碘同向转运体(NIS)介导的，如下图所示。哇巴因是钠钾泵抑制剂，硝酸根离子可以与I－竞争NIS。下列叙述正确的是(　　)
A．钠碘同向转运体运输I－的方式与其运输Na＋的方式相同
B．钠钾泵通过协助扩散将细胞内的钠离子顺浓度梯度运出
C．哇巴因可抑制NIS的功能，从而影响甲状腺激素的合成
能够同时影响Na＋和I－进入甲状腺滤泡上皮细胞
5．(2024·湖北八市联考)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗条件下CO2吸收量的变化，每2 s记录一个实验数据，并在图中以点的形式呈现(光—暗处理过程中温度等条件保持适宜且稳定)，下列相关分析正确的是(　　)
A．200 s以后叶肉细胞内ATP和NADPH的合成均停止
B．光下拟南芥叶片的总光合速率约为0.2～0.6 μmol CO2·m-2·s-1
C．300 s后CO2释放量逐渐增加，并达到一个相对稳定的水平
D．据图可知光下拟南芥叶片可能存在另一个释放CO2的过程
6．(2024·湖南长沙联考)在有丝分裂中期，若出现单附着染色体(如下图所示)，细胞将停滞在分裂中期，直至该染色体与另一极的纺锤丝相连，并正确排列在赤道板上。此过程受位于前期和错误排列的中期染色体上的Mad2蛋白的监控，正确排列的中期染色体上没有Mad2蛋白。用玻璃微针勾住单附着染色体，模拟施加来自另一极的正常拉力时，细胞会进入分裂后期。下列叙述错误的是(　　)
A．当所有染色体上都存在Mad2蛋白时，细胞才能进入分裂后期
B．癌细胞的染色体排布异常时仍然能继续分裂可能与监控缺失有关
C．Mad2蛋白功能异常可能导致细胞发生染色体变异
D．Mad2蛋白基因的表达发生于有丝分裂前的间期并于有丝分裂前期结合到着丝粒上
7．(2024·河北衡水中学检测)一个基因型为AaXbY的精原细胞减数分裂产生了三种基因型的精细胞，分别是aY、AXbXb、A。下列叙述错误的是(　　)
A．减数分裂Ⅰ过程中发生了基因重组
B．初级精母细胞的基因型为AAaaXbXbYY
C．三种基因型精细胞产生的原因是减数分裂Ⅰ发生异常
D．基因型为AXbXb和A的精细胞来自同一个次级精母细胞
8．(2024·山东菏泽一模)胰岛素可促进神经元上胰岛素受体的酪氨酸磷酸化，抑制神经元细胞凋亡。而炎症因子可诱导神经元上胰岛素受体的丝氨酸磷酸化，抑制胰岛素的上述功能，同时还引起神经元中的α-核蛋白功能异常，进一步加重胰岛素的功能障碍。下列叙述错误的是(　　)
A．胰岛素可促进神经元摄取和利用葡萄糖分子
B．炎症因子增多会提高神经元的细胞凋亡水平
C．α-核蛋白异常后通过负反馈调节维持神经元稳态
D．抑制受体的丝氨酸磷酸化可减轻患者神经元损伤
9．(不定项)(2024·湖南雅礼中学检测)蓝细菌的细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH和丙酮酸等中间代谢物。蓝细菌光合作用的光反应除了利用水的光解产生ATP的途径1外，还存在一种只产生ATP不参与水光解的途径2。研究者构建了途径2被强化的工程菌K，在相同培养条件下，测定初始蓝细菌、工程菌K细胞质中ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表：
菌株 ATP NADH NADPH
初始蓝细菌 626 32 49
工程菌K 829 62 49
注：数据单位为pmol/OD730。
下列说法错误的是(　　)
A．蓝细菌的ATP来源于光合作用和细胞呼吸
B．途径2的产物只有ATP和NADPH，没有O2
C．据表可知，工程菌K的有氧呼吸第三阶段被促进
D．据表可知，工程菌K的光反应中的水光解被抑制
10．(不定项)(2024·山东淄博二模)电子传递链是线粒体内膜上的一组酶复合体。在线粒体内膜上，氧化过程(电子传递)和磷酸化(形成ATP)相耦联(如图)。已知DNP可阻碍磷酸化过程而不影响氧化过程，使得呼吸作用仍可进行，但无法产生ATP。鱼藤酮可阻碍电子从复合体Ⅰ传递到UQ。氰化物可抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2，但有些植物体还存在另外一条抗氰呼吸电子传递途径，电子通过复合体Ⅰ传递给UQ后直接传递给交替氧化酶，消耗氧气产生水，此过程无质子穿膜。下列说法正确的是(　　)
A．抗氰呼吸电子传递途径可被鱼藤酮抑制
B．植物抗氰呼吸时ATP的产生速率加快
C．DNP阻碍磷酸化后可使细胞的产热量增加
D．氰化物影响有氧呼吸的第三阶段
11．(不定项)(2024·江苏盐城模拟)下图所示生理过程中，P680和P700表示两种特殊状态的叶绿素a，M表示某种生物膜，其中乙侧的H＋浓度远高于甲侧，在该浓度差中储存着一种势能，该势能是此处形成ATP的前提。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．乙侧的H＋完全来自甲侧
B．生物膜M是叶绿体类囊体薄膜，属于叶绿体内膜
C．CF0和CF1与催化ATP的合成、转运H＋有关，很可能是蛋白质
D．该场所产生的NADPH和ATP将参与暗反应中的CO2的固定
12．(不定项)(2024·山东济宁二模)Klotho基因与人及小鼠的衰老密切相关。在启动子和终止子不变的情况下，该基因在人体内能表达出两种不同结构的蛋白质，分别为跨膜klotho蛋白和内环境中的klotho蛋白。klotho蛋白通过特定的通路诱导某种超氧化物歧化酶的表达，进而降低细胞中自由基的危害。下列说法错误的是(　　)
A．人血清中的klotho蛋白浓度随年龄的增长而降低
B．敲除Klotho基因的小鼠发生基因突变的概率增加
C．细胞通过调节转录过程合成出不同的klotho蛋白
D．Klotho基因通过控制酶的合成控制代谢，直接控制生物性状
二、非选择题
13．(2024·广东广州联考)光反应依赖类囊体薄膜上的PSⅡ光复合体(叶绿素－蛋白质复合体)。PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的吸收，LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，其过程如图1所示。回答下列问题：
(1)PSⅡ光复合体上光合色素可用________提取，主要吸收可见光中的______________。
(2)根据信息分析，强光条件下，植物减弱对光能吸收的机理是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后，光合作用速率不再继续随着光照强度增强而升高时的光照强度，科研人员测定了不同脱水率对海藻浒苔植物光合作用速率的影响，实验结果如图2所示。
①据图2结果分析，在一定范围内，随海藻浒苔脱水率增大，其光饱和点将会________(填“升高”“降低”或“不变”)。已知酶活性会受含水量影响，据此分析脱水导致光饱和点发生该变化的原因是_______________________________
_____________________________________________________________________。
②在高潮沉水状态下，海藻浒苔对的利用能力很强，能直接吸收利用水中的作为光合无机碳源。在低潮干出状态下，海藻浒苔和空气直接接触，其光合作用速率会急剧下降，分析其原因是_____________________________
_____________________________________________________________________。
14．(2024·湖南长沙联考)气孔是由一对保卫细胞围成的孔隙。保卫细胞含有叶绿体。大多数植物的气孔白天打开，晚上则保持很小的开度。但在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭合，称为“气孔振荡”。
(1)关于气孔开闭的假说之一是：在光下，保卫细胞由于_____________________，导致CO2浓度下降，引起pH升高，促进酶促反应淀粉转化为葡萄糖，细胞中葡萄糖浓度增高，保卫细胞________(填“吸水”或“失水”)导致气孔开放。黑暗时，保卫细胞里葡萄糖浓度低，气孔关闭。
(2)“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。这种适应性体现在：植物面临干旱条件时，_______________________
_____________________________________________________________________。
(3)气孔开闭的调节是一个十分复杂的过程，研究者利用拟南芥展开了相关研究。
①研究员欲研究蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用及作用机理，以光照12 h/黑暗12 h为光照周期进行实验，结果如下图1、图2所示：
本实验利用________(填“加法”或“减法”)原理控制实验变量。结合图1、图2所示的结果，可得出TOR激酶在气孔开闭调节中的作用原理是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②研究发现，对于保卫细胞气孔能否打开的调控，蔗糖与TOR激酶起到相同的作用。为确定蔗糖和TOR激酶之间的关系，将野生型拟南芥分为4组开展实验，检测光照后各组中淀粉降解酶BAM1的相对表达量。
组别 1 2 3 4
蔗糖 － ＋ － ＋
TOR激酶抑制剂 － － ＋ ＋
注：“＋/－”分别表示“有/无”添加。
若实验结果表现为____________________________________________________
__________________________________________________________________，
则证明蔗糖通过TOR激酶调节淀粉代谢参与气孔运动。
15．(2024·河北石家庄联考)玉米是主要的粮食作物，增加种植密度是实现其增产的主要途径之一，但密度过大会导致植株产生避阴反应(植物感受周围光变化，引起茎向上伸长速度加快)，从而导致减产。回答下列问题：
(1)玉米叶绿体类囊体膜上的色素可将吸收的光能转化为____________中的化学能，进而通过暗反应储存在有机物中。玉米茎细胞伸长生长所需能量来自__________________(填细胞中的具体部位)。从有机物的分配角度分析，玉米产生避阴反应导致减产的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)phyA基因表达的phyA蛋白是一种光敏色素，其能作为光信号的________在玉米产生避阴反应时参与调节。据表1分析，高密度种植的玉米细胞中phyA基因的表达量______(填“升高”或“降低”)。
表1
栽培密度 phyA蛋白相对含量
叶片 节间
低密度 a b
高密度 3.6a 1.7b
表2
组别 处理 千粒重/g 株高/cm
组1 不遮光 355 265
组2 透光率83% 337 290
组3 透光率50% 319 250
(3)玉米避阴反应还受其他因素调控。科研人员采用不同透光率的遮阳网对中密度种植的玉米进行了处理，结果如表2所示。据表2可知，该研究的自变量是________，玉米植株发生明显避阴反应的组别的透光率是________。推测另一组没有发生明显避阴反应的原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
16．(2024·湖北八市联考)我国是最大的苹果生产国，其栽培面积和年产量均居世界首位。干旱引起的苹果叶片早衰会严重影响果实产量和品质，叶绿素含量降低是叶片衰老的重要标志。某科研团队对苹果叶片衰老的分子机制开展了研究。
(1)相较于正常条件，干旱条件下苹果叶片的光合速率会显著降低，请结合题干信息推测其原因有：①干旱会__________________________________________，导致光反应减弱；②干旱会__________________________________________，导致暗反应减弱。
(2)M10和M2蛋白在调控叶片衰老中均具有重要作用。该团队为探究M10和M2蛋白与叶片衰老之间的关系，进行了三组实验，结果如图所示：
对照组选用的实验材料为____________________________________苹果植株，实验结果初步表明____________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)进一步研究表明，干旱条件下植物激素茉莉酸(JA)含量增多加速叶片衰老，调控机理如图所示。请综合上述研究，用符号“＋”或“－”将图示补充完整(“＋”表示促进或增加，“－”表示抑制或减少)。
(4)据以上信息可知植物生长发育的调控，是由_____________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________共同完成的。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题限时集训(一)
1．A　[①的过程发生在细胞质基质中，A错误。葡萄糖和脂肪都是由C、H、O三种元素构成，因此葡萄糖转化为脂肪后，组成元素不变，B正确。高糖饮食导致体内有过多的葡萄糖，会转化为脂肪，导致肥胖，C正确。脂肪是由甘油和脂肪酸组成的，若X物质能与脂肪酸结合生成脂肪，则X代表甘油，植物脂肪大多含不饱和脂肪酸，在室温时呈液态；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态，D正确。]
2．A　[真核细胞分泌蛋白的合成起始于游离核糖体，只是游离的核糖体会带着一段肽链进入内质网上继续进行合成和加工，A错误；分泌蛋白边合成边跨膜转运的过程依赖于生物膜的流动性这一生物膜的结构特性，B正确；细胞骨架参与物质运输，上述特殊分泌蛋白合成后的运输与细胞骨架密切相关，C正确；结合题干“而是由结合 ATP 的分子伴侣Bip蛋白与膜整合蛋白 Sec63 复合物相互作用后，水解 ATP 驱动翻译后的转运途径”可知，单独的Bip蛋白能与 ATP 结合但不能直接将其水解，D正确。]
3．D　[据图可知进入根细胞膜是H＋的浓度梯度驱动进行的逆浓度梯度运输，属于主动运输，动力是H＋的浓度梯度，而H＋的浓度梯度的维持需要消耗ATP，因此进入细胞需间接消耗ATP，A正确；据图可知，膜内H＋一方面来源于的分解，另一方面通过载体蛋白NRT1.1顺浓度梯度运输运进细胞内，B正确；图中显示转运H＋出细胞的载体蛋白，同时能催化ATP水解形成ADP和Pi，具有ATP水解酶活性，C正确；由题干信息可知的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，而施用尿素可被植物根细胞直接吸收依赖ATP水解提供能量，两者运输方式并不相同，D错误。]
4．C　[根据题干信息“甲状腺滤泡细胞内的I－浓度是血浆中I－浓度的30倍”，血浆中I－进入滤泡上皮细胞是逆浓度梯度进行的，是主动运输，Na＋进入细胞是从高浓度向低浓度，为协助扩散，A错误；由图分析可知，钠钾泵消耗ATP将细胞内多余的钠离子逆浓度梯度运出，因此钠钾泵通过主动运输将细胞内的Na＋逆浓度梯度运出，B错误；哇巴因是钠钾泵抑制剂，则哇巴因抑制了NIS的功能，滤泡上皮细胞吸收I－受到抑制，则影响甲状腺激素的合成，C正确；根据题意，硝酸根离子可以与I－竞争NIS，则影响了I－进入甲状腺滤泡上皮细胞，D错误。]
5．D　[停止光照后叶肉细胞可以通过细胞呼吸合成ATP，A错误；总光合速率是净光合速率和呼吸速率之和，图中纵坐标为净光合速率，B错误；由图可知，300 s后CO2释放量减少并达到一个相对稳定的水平，C错误；停止光照后CO2的释放速率大于呼吸作用产生CO2的速率，说明存在另一个生理过程在释放CO2，D正确。]
6．A　[根据题意“正确排列的中期染色体上没有Mad2蛋白”，当所有染色体上的Mad2蛋白消失时，细胞才能进入分裂后期，A错误。染色体的排布和细胞的分裂受位于前期和错误排列的中期染色体上的Mad2蛋白的监控，而癌细胞的染色体排布异常时仍然能继续分裂可能与Mad2的监控功能异常有关，B正确。Mad2蛋白功能异常时染色体移动可能出现异常而导致染色体变异，C正确。细胞分裂过程中，DNA的复制和蛋白质的合成发生在分裂前的间期，Mad2蛋白基因的表达应发生于有丝分裂前的间期。Mad2蛋白监控纺锤丝在着丝粒上的着生，所以应于前期结合到着丝粒上，D正确。]
7．C　[减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合时发生了基因重组，A正确；一个基因型为AaXbY的精原细胞经复制后，形成的初级精母细胞的基因型为AAaaXbXbYY，B正确；由分析可知，Xb与Xb是复制形成的，由异常精子细胞中的染色体组成可知，Xb与Xb所在的姐妹染色单体分开后移向同一极，因此三种基因型精细胞产生的原因是减数分裂Ⅱ后期发生异常，C错误；由分析可知，基因型为AXbXb和A的精细胞来自同一个次级精母细胞，D正确。]
8．C　[胰岛素的作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，故胰岛素可促进神经元摄取和利用葡萄糖分子，A正确；由分析可知，炎症因子抑制胰岛素的功能，炎症因子增多会提高神经元的细胞凋亡水平，B正确；炎症因子可诱导神经元上胰岛素受体的丝氨酸磷酸化，抑制胰岛素的功能，同时还引起神经元中的α-核蛋白功能异常，进一步加重胰岛素的功能障碍，说明α-核蛋白异常后通过正反馈调节维持神经元稳态，C错误；抑制受体的丝氨酸磷酸化可减轻患者神经元损伤，D正确。]
9．BCD　[由题干可知，蓝细菌的光反应过程可以通过两种途径产生ATP，而且其有氧呼吸过程也会产生ATP，A正确；由题表可知，与初始蓝细菌相比，增强途径2的工程菌K的NADPH并没有增加，说明通过途径2生成ATP时，并没有生成NADPH，而且途径2不参与水光解，因此也没有O2生成，B错误；有氧呼吸的三个阶段都产生NADH，由题表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的NADH显著增加，只能推测出其呼吸作用增强，无法确定是哪个阶段被促进，C错误；由上面分析可知，途径2不产生NADPH，只有途径1利用水光解产生NADPH，若工程菌K的光反应中的水光解被抑制，则会导致NADPH含量降低，与题表信息不符，D错误。]
10．ACD　[分析题意，鱼藤酮可阻碍电子从复合体Ⅰ传递到UQ，故抗氰呼吸电子传递途径可被鱼藤酮抑制，A正确；抗氰呼吸电子传递途径中，电子通过复合体Ⅰ传递给UQ后直接传递给交替氧化酶，消耗氧气产生水，此过程无质子穿膜，则该过程ATP的产生受阻，B错误；正常情况下，有氧呼吸释放的能量大部分转化为热能，少部分转化为ATP中的能量，DNP可阻碍磷酸化过程而不影响氧化过程，使得呼吸作用仍可进行，但无法产生ATP，即DNP阻碍磷酸化后ATP的产生受阻，可使细胞的产热量增加，C正确；有氧呼吸的第三阶段是O2和[H]反应生成水，氰化物可抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2，故氰化物影响有氧呼吸的第三阶段，D正确。]
11．ABD　[根据光反应阶段的物质变化可知，乙侧的H＋除来自甲侧，还来自乙侧的水的光解过程，A错误；叶绿素存在于叶绿体的类囊体薄膜上，即膜M为(叶绿体)类囊体(薄)膜，其不属于叶绿体内膜，B错误；CF0和CF1是复杂的蛋白质，其在图中所示生理过程中的作用是催化ATP的合成、转运H＋，C正确；该场所产生的NADPH和ATP将参与暗反应中的三碳化合物的还原过程，D错误。]
12．CD　[研究表明，随着年龄的增长，人体内klotho蛋白的浓度会下降，这与人体的衰老过程密切相关，A正确；Klotho基因编码的蛋白质能够降低细胞中自由基的危害，所以敲除Klotho基因的小鼠可能会因为自由基的损害而增加基因突变的风险， B正确；由题意可知，在启动子和终止子不变的情况下，Klotho基因在人体内能表达出两种不同结构的蛋白质，这表明细胞可能通过调节翻译过程来合成不同的蛋白质，C错误；由题意可知，Klotho基因通过调控klotho蛋白的表达来诱导超氧化物歧化酶的合成，进而降低细胞中自由基的危害，这里的控制是间接的，通过调控代谢过程中的酶活性来影响细胞功能，是间接控制生物性状，D错误。]
13．(1)无水乙醇　红光和蓝紫光　(2)强光条件下，LHC蛋白激酶活性增强，促进LHCⅡ与PSⅡ的分离，使吸收的光能减少　(3)①降低　脱水降低了光合作用有关酶的活性，导致光饱和点降低　②空气中的CO2浓度较低，影响了暗反应阶段，导致光合作用速率下降
14．(1)进行光合作用，且光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量　吸水　(2)既能降低蒸腾作用，避免失水过多，又能保证CO2供应，使光合作用正常进行　(3)①减法　TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解，使气孔打开　②2组比1组相对表达量更高；3组与4组无显著差异，均小于1组
15．(1)ATP和NADPH　细胞质基质和线粒体　玉米叶片光合作用合成的有机物大量运输到茎，用于茎的伸长生长，运输到种子中的有机物减少，从而导致玉米减产　(2)受体　升高　(3)光照强度(或透光率)　83%　透光率下降引起光合作用减弱，叶片合成及运输到茎的有机物不足，不能满足株高增加的需要
16．(1)降低叶片的叶绿素含量，吸收光能减少　使叶片气孔大量关闭， 吸收CO2减少
(2)M10和M2基因正常表达(或野生型或正常)　M10蛋白(含量增加)能促进叶片衰老，M2蛋白(含量增加)能抑制叶片衰老(或M2蛋白缓解M10蛋白促进叶片衰老的作用)　(3)①＋②＋③－④－　(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节

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