【精品解析】广东省广州市广州大学附属中学2024~2025学年高一上学期12月月考生物试卷

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广东省广州市广州大学附属中学2024~2025学年高一上学期12月月考生物试卷
一、单选题(1-20题, 2分/题; 21-25题, 4分/题, 共60分。)
1.(2024高一上·广州月考)如图为细胞结构模式图,下列叙述错误的是(  )
A.H5N1病毒无图示的任何结构,但其体内也存在遗传物质
B.大肠杆菌、乳酸菌、酵母菌的体内都没有核膜包被的⑧
C.细胞因含⑥,所以能够进行有氧呼吸
D.蓝细菌细胞不含⑦,但能够进行光合作用
【答案】B
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位;原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、H5N1病毒属于病毒,无细胞结构,因此不含图中任何细胞结构(如细胞膜、线粒体、细胞核等);但病毒都含有遗传物质,H5N1病毒的遗传物质是RNA,能指导自身在宿主细胞内的复制,故其体内存在遗传物质,A不符合题意;
B、大肠杆菌、乳酸菌均为原核生物,原核生物的细胞内没有核膜包被的细胞核,因此不含⑨核膜及与之相关的⑧核孔;而酵母菌是真核生物,真核生物的细胞内有核膜包被的细胞核,含有⑨核膜和⑧核孔,并非“体内都没有核膜包被的⑧”,B符合题意;
C、图中⑥为线粒体,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所(有氧呼吸的第二、三阶段在线粒体中进行),能将有机物中的化学能转化为细胞可利用的能量。细胞中含有线粒体,意味着其具备进行有氧呼吸的关键结构,因此能够进行有氧呼吸,C不符合题意;
D、蓝细菌属于原核生物,其细胞内仅含核糖体一种细胞器,不含图中⑦叶绿体;但蓝细菌的细胞内含有藻蓝素和叶绿素两种光合色素,还含有与光合作用相关的酶,因此能够利用光能将二氧化碳和水合成有机物,进行光合作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】图中①为细胞壁、②为细胞膜、③为高尔基体、④为细胞质基质、⑤为染色质、⑥为线粒体、⑦为叶绿体、⑧为核孔、⑨为核膜、⑩为液泡、 为核糖体、 为核仁。病毒无细胞结构,但含遗传物质(DNA或RNA);原核生物无核膜包被的细胞核(无⑨核膜、⑧核孔等结构),仅含核糖体一种细胞器,部分原核生物(如蓝细菌)可通过光合色素进行光合作用;真核生物有核膜包被的细胞核,线粒体是有氧呼吸主要场所,叶绿体是光合作用场所(仅存在于光合细胞中)。
2.(2024高一上·广州月考)蛋清溶液做如下两种方式的处理:
(注:蛋白酶为一种催化剂,可催化蛋白质水解)
下列有关分析正确的是(  )
A.经①②③过程处理,蛋白质的空间结构及肽键没有遭到破坏
B.经③④过程处理,分别破坏了蛋白质的空间结构及肽键
C.③过程有水分子的产生,④过程有水分子的消耗
D.向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂,甲溶液变紫色,乙溶液不会变紫色
【答案】B
【知识点】蛋白质变性的主要因素;检测蛋白质的实验
【解析】【解答】A、①是盐析(加入饱和硫酸铵)、②是盐析后的再溶解(加入蒸馏水),这两个过程仅改变蛋白质溶解度,不会破坏其空间结构和肽键;但③是高温处理,会破坏蛋白质的空间结构(导致变性),只是不破坏肽键,A不符合题意;
B、③是高温处理,仅破坏蛋白质的空间结构(使蛋白质失去原有的空间构象),不破坏肽键;④是蛋白酶处理,蛋白酶的作用是催化蛋白质水解,会断裂肽键,将蛋白质分解为多肽或氨基酸,因此分别破坏了空间结构及肽键,B符合题意;
C、③是高温变性,该过程仅改变蛋白质空间结构,没有化学键的断裂或形成,不产生水分子;④是蛋白酶水解蛋白质,肽键断裂时需要消耗水分子(水解反应的特点),C不符合题意;
D、双缩脲试剂与蛋白质或多肽中的肽键反应呈紫色。甲溶液(经①②③处理)中仍有变性的蛋白质(含肽键),乙溶液中蛋白酶本身是蛋白质(含肽键),且蛋白质水解产物多肽中也含肽键,因此甲、乙两溶液加入双缩脲试剂后均会变紫色,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】蛋白质的盐析是可逆过程,不破坏空间结构和肽键,仅改变溶解度;高温变性是不可逆过程,破坏空间结构但不破坏肽键;蛋白酶水解是不可逆过程,破坏肽键(将蛋白质分解为小分子)。双缩脲试剂的显色反应依赖肽键,只要溶液中存在含肽键的物质(蛋白质、多肽),就能发生紫色反应,与蛋白质是否变性无关。
3.(2024高一上·广州月考)“膜流”是指细胞的各种膜结构之间的联系和转移,下列相关叙述正确的是(  )
A.“膜流”现象说明生物膜成分和结构相似
B.细胞吸水涨破属于“膜流”现象
C.枯草杆菌和酵母菌均能发生“膜流”现象
D.溶酶体内含有较多的水解酶,与“膜流”无关
【答案】A
【知识点】细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】A、“膜流”是细胞内各种膜结构之间的联系与转移,这种转移能实现的前提是生物膜的成分(主要为脂质和蛋白质)和结构(流动镶嵌模型)相似,只有成分和结构相似,膜结构之间才能通过囊泡等方式相互融合、转移,因此“膜流”现象可说明生物膜成分和结构相似,A符合题意;
B、细胞吸水涨破是细胞膜因外界溶液浓度过低,细胞过度吸水导致膜结构破裂,此过程仅涉及细胞膜的单独变化,没有体现细胞内各种膜结构(如内质网、高尔基体、细胞膜)之间的联系或转移,不符合“膜流”的定义,B不符合题意;
C、枯草杆菌是原核生物,其细胞内仅含有细胞膜一种生物膜,没有内质网、高尔基体、线粒体等具膜细胞器,无法形成膜结构之间的联系与转移,不能发生“膜流”现象;酵母菌是真核生物,有多种具膜结构,可发生“膜流”,C不符合题意;
D、溶酶体内的水解酶合成与运输过程依赖“膜流”:水解酶先在核糖体合成,进入内质网加工后,由内质网形成的囊泡包裹运输到高尔基体;高尔基体进一步加工后,再形成囊泡包裹水解酶,最终囊泡与溶酶体融合,将水解酶送入溶酶体。全程涉及囊泡介导的膜结构转移,与“膜流”密切相关,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】生物膜主要由脂质和蛋白质组成,成分相似且结构具有流动性,这是膜结构之间能相互联系、转移的前提,因此“膜流”现象可体现生物膜成分和结构的相似性。 溶酶体中的水解酶合成与运输过程(核糖体合成→内质网加工→囊泡运输→高尔基体加工→囊泡运输→溶酶体),全程涉及囊泡介导的膜结构转移,与“膜流”密切相关。
4.(2024高一上·广州月考)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11O2N)羧基端的肽键,蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14O2N2)两侧的肽键。某四十九肽分别经酶1和酶2作用后的情况如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.此多肽中至少含3个苯丙氨酸、1个赖氨酸
B.位于四十九肽的16、30、48位的是苯丙氨酸
C.适宜条件下酶1和酶2同时作用于此多肽,可形成4条短肽和1个氨基酸
D.短肽D、E的氧原子数之和与四十九肽的氧原子数相同,氮原子数减少2个
【答案】C
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合
【解析】【解答】A、蛋白酶1作用于苯丙氨酸羧基端的肽键,水解后产生3条短肽(A、B、C),说明有3个水解位点(16-17、30-31、48-49),对应多肽中至少含3个苯丙氨酸(位于16、30、48位);蛋白酶2作用于赖氨酸两侧的肽键,水解后产生2条短肽(D、E),说明只有1个水解位点(破坏赖氨酸两侧肽键,去掉1个赖氨酸),对应多肽中至少含1个赖氨酸(位于23位),A不符合题意;
B、蛋白酶1作用于苯丙氨酸羧基端的肽键,即苯丙氨酸右侧的肽键会被断裂。水解后产生的短肽A为1-16、B为17-30、C为31-48(剩余49位氨基酸),说明16、30、48位氨基酸的羧基端肽键被断裂,因此这三个位置的氨基酸是苯丙氨酸,B不符合题意;
C、酶1单独作用产生3条短肽和1个氨基酸(49位),酶2单独作用产生2条短肽(去掉23位赖氨酸)。两者同时作用时,会断裂16-17、30-31、48-49肽键(酶1作用)和22-23、23-24肽键(酶2作用),最终形成4条短肽(1-16、17-22、24-30、31-48)和2个氨基酸(23位赖氨酸、49位氨基酸),而非“4条短肽和1个氨基酸”,C符合题意;
D、短肽D、E是四十九肽经酶2水解的产物(去掉23位赖氨酸,断裂2个肽键),水解过程消耗2个水分子(每个肽键断裂消耗1个水)。从氧原子看,四十九肽去掉1个赖氨酸(含2个氧),但加入2个水分子(含2个氧),氧原子总数不变;从氮原子看,去掉的赖氨酸含2个氮,因此氮原子数减少2个,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】蛋白酶的作用具有特异性,仅断裂特定氨基酸附近的肽键,可通过水解后短肽的数量推断水解位点,进而确定特定氨基酸的数量和位置。分析多肽水解后的元素变化时,需考虑“肽键断裂消耗水分子”和“去掉的氨基酸所含元素”:肽键断裂消耗的水分子会补充氧和氢,去掉的氨基酸会带走相应元素,需综合计算总数变化。
5.(2024高一上·广州月考)DNA指纹技术在案件侦破、亲子鉴定等工作中起着重要作用,如图是一幅DNA指纹技术应用图,下列叙述错误的是(  )
A.DNA指纹能用于案件侦破,原因是个体的DNA的脱氧核苷酸序列具有特异性
B.DNA指纹显示,受害者和嫌疑人1、2、3与发现的样品中DNA有相同的区域
C.DNA指纹显示,嫌疑人2核酸彻底水解产物有8种,受害人DNA彻底水解产物有5种
D.罪犯样品和怀疑对象1、2、3进行DNA指纹比对,怀疑对象1最可能是罪犯
【答案】C
【知识点】DNA分子的结构;DNA分子的多样性和特异性
【解析】【解答】A、DNA指纹技术的核心依据是DNA的特异性,即不同个体的DNA分子中,脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序各不相同,这种独特的序列能作为个体的“遗传标识”,因此可用于案件侦破中锁定个体,A不符合题意;
B、从DNA指纹图谱来看,受害者、嫌疑人1、2、3的DNA条带与发现的样品(如案发现场提取的DNA)之间,存在部分位置相同的条带,说明它们的DNA有相同的区域,这些区域可能是物种共有的或亲属间相似的序列,B不符合题意;
C、DNA的彻底水解产物是固定的,无论来自嫌疑人还是受害者,都包括4种脱氧核苷酸(进一步彻底水解为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基),共6种产物,而非“嫌疑人2有8种、受害人有5种”。且DNA指纹图谱仅显示DNA片段的比对结果,无法从图中判断DNA彻底水解产物的种类,C符合题意;
D、通过DNA指纹比对,怀疑对象1的DNA条带与罪犯样品(如受害者体内分离的外来DNA)的条带重合度最高,说明二者的DNA序列最相似,因此怀疑对象1最可能是罪犯,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】DNA指纹技术依赖DNA分子的特异性(脱氧核苷酸序列的独特性);DNA彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基(共6种),与个体无关;DNA指纹图谱比对时,条带重合度越高,说明两者的DNA关联性越强。此外,不同个体的DNA并非完全不同,会存在部分相同区域(如保守序列),因此图谱中会有共同条带。
6.(2024高一上·广州月考)油菜种子在形成和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线如图。下列分析正确的是(  )
A.种子形成过程中,曲线交点表示可溶性糖与脂肪的相互转化处于动态平衡
B.种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,说明所有细胞中的脂肪均可以大量转化糖
C.种子萌发过程中细胞代谢增强,细胞中结合水的相对含量上升
D.种子萌发过程中,有机物的总量减少,有机物的种类增多
【答案】D
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能;糖类、脂质和蛋白质的代谢过程与相互关系
【解析】【解答】A、种子形成过程中,曲线交点仅表示此时可溶性糖与脂肪的含量相等,并非转化处于动态平衡。从整体趋势看,交点后可溶性糖含量持续下降、脂肪含量持续上升,说明可溶性糖在不断转化为脂肪,二者转化速率并不相等,A不符合题意;
B、种子萌发时脂肪可转变为可溶性糖,但这并不意味着“所有细胞中的脂肪均可以大量转化为糖”。实际上,脂肪转化为糖类的过程具有组织和生理阶段的特异性,且脂肪通常不能大量转化为糖类,B不符合题意;
C、种子萌发过程中,细胞代谢活动增强,需要更多自由水参与物质运输和化学反应,因此自由水的相对含量上升,结合水的相对含量下降,而非上升,C不符合题意;
D、种子萌发初期无法进行光合作用,只能通过分解储存的有机物(如脂肪、糖类)供能,导致有机物的总量减少;同时,脂肪等大分子有机物会分解转化为可溶性糖、氨基酸等小分子物质,使得细胞内有机物的种类增多,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】油菜种子形成时,光合作用产生的可溶性糖会不断转化为脂肪储存起来,因此可溶性糖含量下降、脂肪含量上升;种子萌发时,储存的脂肪会逐步分解为可溶性糖,为细胞代谢和胚的生长提供能量,故脂肪含量下降、可溶性糖含量上升。此外,细胞代谢强度与自由水含量正相关,代谢增强时自由水比例升高;种子萌发初期(未长出绿叶前),有机物总量因呼吸消耗而减少,但物质分解会产生更多中间产物,使有机物种类增加。
7.(2024高一上·广州月考)以碳链为基本骨架的小分子单体能构成许多不同的多聚体,模式图如下。有关说法正确的是 (  )
A.若图中多聚体为多糖,则构成它的单体可能是果糖
B.若图中多聚体为DNA,则参与其构成的核糖核苷酸有4种
C.若图中 S1、S2、S3、S4……是同一种单体,则该多聚体可以表示脂肪
D.若图中单体表示氨基酸,则形成长链时不是所有氨基和羧基都参与脱水缩合
【答案】D
【知识点】核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;生物大分子以碳链为骨架
【解析】【解答】A、若多聚体为多糖,常见的淀粉、纤维素、糖原其单体均为葡萄糖,而非果糖;即使是特殊多糖(如几丁质),其单体也是乙酰葡萄糖胺,并非果糖,A不符合题意;
B、若多聚体为DNA(脱氧核糖核酸),其单体应为4种脱氧核糖核苷酸(含脱氧核糖、磷酸和A、T、C、G四种碱基);核糖核苷酸是RNA(核糖核酸)的单体,含核糖而非脱氧核糖,与DNA的单体类型不符,B不符合题意;
C、脂肪的结构是1分子甘油与3分子脂肪酸结合形成,不属于“单体重复聚合形成的多聚体”;且脂肪的组成成分(甘油和脂肪酸)并非同一种单体,因此即使S1、S2、S3、S4……是同一种单体,也无法表示脂肪,C不符合题意;
D、若单体为氨基酸,氨基酸聚合形成肽链时,仅每个氨基酸分子中与α-碳原子(中心碳原子)直接相连的氨基和羧基参与脱水缩合,形成肽键;而氨基酸R基中可能含有的氨基或羧基,一般不参与脱水缩合过程,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)多糖的单体多为单糖,如淀粉、纤维素、糖原的单体均为葡萄糖,几丁质的单体为乙酰葡萄糖胺,并非所有多糖的单体都是果糖。
(2)核酸分为DNA和RNA,DNA的单体是4种脱氧核糖核苷酸,RNA的单体是4种核糖核苷酸,二者单体的五碳糖不同(前者为脱氧核糖,后者为核糖)。
(3)脂肪不属于多聚体,它由1分子甘油和3分子脂肪酸组成,不存在“相同单体重复聚合”的特点,与多聚体(单体重复连接形成)的结构本质不同。
(4)蛋白质的单体是氨基酸,氨基酸聚合形成肽链时,仅每个氨基酸分子中与中心碳原子直接相连的氨基(-NH2)和羧基(-COOH)参与脱水缩合,氨基酸R基中的氨基或羧基一般不参与该过程。
8.(2024高一上·广州月考)研究发现一类称做“分子伴侣”的蛋白质可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽折叠、组装或转运,其本身不参与组成最终产物并可循环发挥作用。下列叙述正确的是(  )
A.“分子伴侣”介导加工的直链八肽化合物中至少含有9个氧原子和8个氮原子
B.“分子伴侣”溶于盐水中会造成其生物活性的丧失
C.“分子伴侣”的空间结构一旦发生改变,则不可逆转
D.“分子伴侣”对核糖体有高度的专一性
【答案】A
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合
【解析】【解答】A、直链八肽由8个氨基酸经脱水缩合形成,过程中脱去7个水分子。从氮原子来看,每个氨基酸至少含1个主链氨基(含1个N),若R基无额外N,8个氨基酸共含8个N,脱水缩合不消耗N,故八肽至少含8个N;从氧原子来看,每个氨基酸至少含1个主链羧基(含2个O),8个氨基酸共含16个O,脱去7个水分子(含7个O),则八肽至少含16-7=9个O。因此直链八肽至少含有9个氧原子和8个氮原子,A符合题意;
B、“分子伴侣”属于蛋白质,溶于盐水中会发生盐析,即蛋白质因溶解度降低而析出,但盐析过程不破坏蛋白质的空间结构,其生物活性不会丧失,加水后蛋白质可重新溶解并恢复功能,B不符合题意;
C、题干提到“分子伴侣”通过改变自身空间结构发挥作用,且能循环发挥作用,这说明其改变后的空间结构可以恢复到原始状态,即空间结构的改变是可逆转的,并非一旦改变就无法恢复,C不符合题意;
D、“分子伴侣”的作用是识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,帮助其完成折叠、组装或转运,它的作用对象是多肽,而非核糖体,因此对核糖体没有高度的专一性,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】氨基酸脱水缩合形成直链多肽时,N原子数至少等于氨基酸数(主链氨基提供,R基无额外N时),O原子数至少为氨基酸数×2减去脱去水分子数(脱去水分子数=氨基酸数-肽链数,因每个羧基含2个O,脱水会脱去1个O);蛋白质盐析是溶解度降低析出,不破坏空间结构和活性,变性则是空间结构破坏且不可逆;“分子伴侣”空间结构改变可逆转(因能循环使用),作用对象是多肽,对核糖体无专一性。
9.(2024高一上·广州月考)如图所示,甲、乙、丙为组成生物体的相关化合物,乙为一个由α、β、γ三条多肽链形成的蛋白质分子,共含285个氨基酸,图中每条虚线表示由两个巯基(—SH)脱氢形成的二硫键(—S—S—)。下列相关叙述正确的是(  )
A.由不同的甲形成乙后,相对分子质量比原来少了5080
B.甲为组成乙的基本单位,动物细胞中的甲都在核糖体上合成
C.丙是生物体中遗传信息的携带者,主要存在于细胞核且不能继续水解
D.如果甲中的R为C3H5O2,则由两分子甲形成的有机化合物中含有16个H
【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;核酸的种类及主要存在的部位;核酸在生命活动中的作用
【解析】【解答】A、氨基酸形成蛋白质时,相对分子质量减少的部分包括脱水缩合失去的水分子质量和形成二硫键脱去的氢原子质量。乙由285个氨基酸、3条肽链组成,脱水数为285-3=282个,水分子总质量为282×18=5076;图中含4个二硫键,每个二硫键由2个巯基(-SH)脱去2个H形成,共脱去4×2=8个H,质量为8。因此总减少质量为5076+8=5084,而非5080,A不符合题意;
B、甲是氨基酸,是组成蛋白质(乙)的基本单位;但“动物细胞中的甲都在核糖体上合成”表述错误,氨基酸大多需要从外界吸收,核糖体是合成蛋白质(乙)的场所,并非合成氨基酸的场所,B不符合题意;
C、丙是核苷酸,是核酸的基本单位,而生物体中遗传信息的携带者是核酸(DNA或RNA),并非核苷酸;核酸主要存在于细胞核(DNA)或细胞质(RNA)中,且核苷酸还能进一步水解为磷酸、五碳糖和含氮碱基,并非“不能继续水解”,C不符合题意;
D、氨基酸的结构通式为C2H4O2NR,若R基为C3H5O2,则甲的分子式为C2H4O2N + C3H5O2 = C5H9O4N。两分子甲脱水缩合形成二肽时,脱去1个水分子(H2O),则二肽的分子式为2×C5H9O4N - H2O = C10H16O7N,其中氢原子数为16,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】氨基酸脱水缩合时,肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数,相对分子质量减少量=脱水数×18+二硫键数×2(每个二硫键脱去2个H)。蛋白质的基本单位是氨基酸,合成场所是核糖体;核酸的基本单位是核苷酸,核酸是遗传信息的携带者,核苷酸可进一步水解为磷酸、五碳糖和碱基。计算氨基酸及其脱水缩合产物的元素数量时,需结合结构通式和脱水过程中的元素守恒。
10.(2024高一上·广州月考)下列关于探究酶特性的实验的相关叙述,正确的是 (  )
A.探究pH对蔗糖酶活性的影响时,将蔗糖酶和蔗糖溶液的pH分别调到设定值后,再将相应pH下的蔗糖酶和蔗糖溶液混合
B.若探究过氧化氢酶有催化作用,应选择无机催化剂作为对照
C.若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测
【答案】A
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、探究pH对蔗糖酶活性的影响时,自变量是pH,实验关键是保证反应从开始到结束均在设定pH下进行。若先混合蔗糖酶和蔗糖溶液,再调pH,混合初期的pH已偏离设定值,会影响酶活性,导致实验结果不准确。因此需先将蔗糖酶和蔗糖溶液分别调到设定pH,再混合反应,符合实验设计的变量控制原则,A符合题意;
B、实验目的不同,对照设置不同:若探究“过氧化氢酶有催化作用”,需证明酶能促进反应发生,对照应是“不加催化剂的过氧化氢溶液”(空白对照),通过对比有无酶时的反应速率,判断酶的催化作用;若探究“过氧化氢酶的高效性”,才需以“无机催化剂(如Fe3+)”为对照,对比酶与无机催化剂的催化效率。该选项混淆了“催化作用”与“高效性”的对照设计,B不符合题意;
C、过氧化氢的化学性质不稳定,自身易受温度影响分解:温度升高时,即使无酶催化,过氧化氢的分解速率也会加快;高温下酶虽失活,但过氧化氢自身分解产生的气泡会干扰实验,导致无法区分反应速率变化是由酶活性改变还是底物自身分解引起的。因此不能选择过氧化氢溶液作为探究温度对酶活性实验的底物,C不符合题意;
D、碘液的作用是检测淀粉是否存在(淀粉遇碘变蓝),但无法检测蔗糖的分解情况:若淀粉酶能催化淀粉分解,溶液蓝色会褪去;若淀粉酶不能催化蔗糖分解,蔗糖及分解产物(葡萄糖、果糖)均不与碘液反应,溶液始终无蓝色变化。因此无论蔗糖是否分解,碘液都无法显示差异,不能用碘液检测实验结果,应改用斐林试剂检测还原糖(淀粉分解产物和蔗糖分解产物均为还原糖,可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀),D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】探究pH对酶活性的影响时,需先将酶和底物分别调至设定pH,再混合反应,避免混合后pH变化干扰实验;探究酶的催化作用(与无催化对比)需以“不加催化剂”为对照,探究酶的高效性(与无机催化剂对比)才以无机催化剂为对照;过氧化氢自身易受温度影响分解,不能作为探究温度对酶活性实验的底物;用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究专一性时,碘液无法检测蔗糖是否分解(蔗糖及分解产物均不与碘液反应),需用斐林试剂检测还原糖。
11.(2024高一上·广州月考)高尔基体是有“极性”的,构成高尔基体的膜囊有顺面、中间和反面三部分。顺面接受由内质网合成的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面参与溶酶体酶(具有M6P标记)等蛋白质的分类和包装。下图是发生在高尔基体反面的3条分选途径。下列叙述错误的是(  )
A.组成型分泌可能有利于物质的跨膜运输
B.可调节性分泌离不开细胞间的信息交流
C.M6P 受体数量减少会抑制衰老细胞器的分解
D.高尔基体膜上的蛋白质在内质网中都有存在
【答案】D
【知识点】细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、组成型分泌是高尔基体持续将蛋白质分泌到细胞膜的过程,部分分泌的蛋白质会整合到细胞膜上形成膜蛋白。有些膜蛋白(如载体蛋白、通道蛋白)具有物质跨膜运输的功能,因此组成型分泌通过形成这类膜蛋白,可能有利于物质的跨膜运输,符合组成型分泌的功能特点,A不符合题意;
B、可调节性分泌的特点是蛋白质先在囊泡中储存,需外界信号分子(如激素、神经递质)与细胞膜上的受体结合后,才触发囊泡与细胞膜融合并释放内容物。信号分子与受体的结合是细胞间信息交流的重要方式,因此可调节性分泌离不开细胞间的信息交流,B不符合题意;
C、溶酶体酶具有M6P标记,在高尔基体反面分选时,需与M6P受体结合才能被包装到囊泡中,进而形成溶酶体。衰老细胞器的分解依赖溶酶体中的水解酶,若M6P受体数量减少,溶酶体酶无法有效结合并分选到囊泡,会导致溶酶体形成受阻,进而抑制衰老细胞器的分解,C不符合题意;
D、高尔基体不同膜囊(顺面、中间、反面)的功能不同,而膜蛋白的种类和数量决定膜的功能,因此不同膜囊上的蛋白质存在差异:顺面膜蛋白主要负责接收内质网物质,反面膜蛋白主要负责分类包装(如M6P受体),部分反面特有的膜蛋白(如M6P受体)并非来自内质网,而是在高尔基体自身合成或修饰形成,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】高尔基体顺面接收内质网物质,中间膜囊修饰加工,反面负责分类包装(如溶酶体酶含M6P标记);反面有三条分选途径——组成型分泌(持续分泌,可形成膜蛋白辅助跨膜运输)、可调节性分泌(需信号分子触发,依赖细胞间信息交流)、溶酶体酶分选(依赖M6P受体,形成溶酶体分解衰老细胞器)。此外,高尔基体不同膜囊(顺面、中间、反面)功能不同,膜上蛋白质种类和数量存在差异,并非所有高尔基体膜蛋白都来自内质网。
12.(2024高一上·广州月考)肝脏是哺乳动物合成胆固醇的主要场所,餐后胆固醇的合成量会增加,其调节机制如图所示,图中mTORC1、AMPK、USP20、HMGCR均为调节代谢过程的酶,HMGCR是胆固醇合成的关键酶,mTORC1能促进USP20磷酸化,USP20磷酸化后使HMGCR稳定发挥催化作用。结合下图,以下说法错误的是(  )
A.葡萄糖载体、胰岛素受体(一种蛋白质)的空间结构发生改变,可能会失去生物学活性
B.图中合成胆固醇的原料为乙酰-CoA,合成胆固醇的细胞器为内质网
C.胆固醇是构成动植物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
D.据图推测,高糖饮食后进入肝细胞的葡萄糖增加,会引起细胞内胆固醇的合成量增加
【答案】C
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;其它细胞器及分离方法;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、葡萄糖载体和胰岛素受体均为蛋白质,而蛋白质的功能依赖其特定空间结构。若二者空间结构发生改变,其介导物质运输或信号传递的功能可能丧失,即失去生物学活性,A不符合题意;
B、由图可知,乙酰-CoA在关键酶HMGCR的催化下可转变为胆固醇,说明合成胆固醇的原料是乙酰-CoA;胆固醇属于脂质,而内质网是细胞内“脂质合成车间”,因此合成胆固醇的细胞器为内质网,B不符合题意;
C、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,可维持细胞膜的流动性;但植物细胞膜中不含胆固醇。此外,在人体内,胆固醇确实能参与血液中脂质的运输,C符合题意;
D、高糖饮食后,进入肝细胞的葡萄糖增多,一方面会抑制AMPK活性(AMPK可抑制mTORC1),解除AMPK对mTORC1的抑制;另一方面,高血糖会刺激胰岛素分泌,胰岛素与受体结合后可活化mTORC1。活化的mTORC1能促进USP20磷酸化,磷酸化的USP20使HMGCR稳定发挥作用,最终导致胆固醇合成量增加,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】胆固醇的合成原料为乙酰-CoA,合成场所是内质网,其功能包括构成动物细胞膜、参与人体血液中脂质的运输(植物细胞不含胆固醇)。高糖饮食对胆固醇合成的调节路径为:葡萄糖增多→抑制AMPK活性+胰岛素活化mTORC1→mTORC1促进USP20磷酸化→磷酸化USP20维持HMGCR活性→胆固醇合成增加。此外,蛋白质的功能与其空间结构密切相关,结构改变可能导致功能丧失。
13.(2024高一上·广州月考)蛋白复合体种类较多,其中核孔复合体是由多个蛋白质镶嵌在核孔上的一种双向亲水核质运输通道。易位子是一种位于内质网膜上的蛋白复合体,其中心有一个直径大约2纳米的通道,能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网,若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列叙述不正确的是(  )
A.核孔的数目因细胞种类及代谢状况不同而有所差别
B.核孔复合体的双向性是指物质均可以双向进出核孔
C.易位子与核孔均具有运输某些大分子物质进出的能力
D.易位子进行物质运输时具有识别能力,体现了内质网膜的选择性
【答案】B
【知识点】生物膜的功能特性;细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、核孔是核质之间物质交换和信息交流的通道,细胞代谢越旺盛,核质间物质交换越频繁,核孔数目通常越多;不同种类的细胞功能不同,核孔数目也会存在差异,因此核孔数目因细胞种类及代谢状况不同而有差别,A不符合题意;
B、核孔复合体的双向性是指某些物质可双向运输,比如RNA从细胞核运到细胞质,蛋白质从细胞质运到细胞核,但并非所有物质都能通过核孔,例如DNA分子不能从细胞核运出,也不能从细胞质运入细胞核,存在严格的物质选择性,B符合题意;
C、核孔复合体可运输大分子物质,比如蛋白质、RNA;易位子能引导新合成的多肽链(大分子)进入内质网,也能将内质网中未正确折叠的多肽链(大分子)运回细胞质基质,因此二者均具有运输某些大分子物质进出的能力,C不符合题意;
D、易位子能特异性识别并结合多肽链上的信号肽,仅引导含信号肽的多肽链进入内质网,对运输的物质有选择性,这体现了内质网膜的选择透过性,即通过蛋白复合体实现对特定物质的运输选择,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】核孔复合体是双向运输通道,但具有物质选择性,比如DNA不能通过,其数目与细胞代谢强度相关;易位子位于内质网膜,可识别信号肽并运输多肽链,既能将多肽链运入内质网,也能将错误折叠的多肽链运回细胞质,体现膜的选择性。二者均能运输大分子物质,但运输的物质种类和方向受特定机制调控。
14.(2024高一上·广州月考)图甲表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述正确的是(  )
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和细胞膜
B.图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间可以相互转换
C.图甲中构成分泌蛋白的物质X都有21种,b的产物没有生物活性
D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有选择透过性
【答案】B
【知识点】生物膜的功能特性;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、分泌蛋白合成起始于核糖体(a),随后进入内质网(b)进行初步加工,再通过囊泡运输到高尔基体(c)进一步加工,最终通过细胞膜分泌到细胞外。因此c应为高尔基体,A不符合题意;
B、图乙中,内质网通过囊泡将蛋白质运输到高尔基体,膜面积减少;高尔基体加工后再通过囊泡将蛋白质运输到细胞膜,膜面积先增加后减少,最终基本不变。这一过程说明高尔基体可分别与内质网、细胞膜通过囊泡实现膜成分的相互转换,B符合题意;
C、构成蛋白质的氨基酸共21种,但并非所有分泌蛋白都会包含全部21种氨基酸,具体取决于蛋白质的结构和功能;b(内质网)对蛋白质进行初步加工,形成具有一定空间结构的蛋白质,该产物已具备初步生物活性,而非完全没有生物活性,C不符合题意;
D、图甲中囊泡的形成与融合、图乙中膜面积的变化,均体现了生物膜的结构特点——流动性,即膜的形态和结构可发生变化;而选择透过性是指膜对物质进出细胞的选择性控制,与题干中的变化无关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】分泌蛋白的合成路径为:核糖体(合成多肽链)→ 内质网(初步加工,形成有一定空间结构的蛋白质,产生囊泡)→ 高尔基体(进一步加工、分类和包装,产生囊泡)→ 细胞膜(囊泡与膜融合,分泌蛋白释放)。该过程中,核糖体无膜结构,内质网膜面积减少,细胞膜膜面积增加,高尔基体膜面积先增后减,最终基本不变。同时,囊泡的形成与融合是生物膜流动性的典型体现,而非选择透过性。
15.(2024高一上·广州月考)下图表示某种细胞内甲、乙、丙三种细胞器的物质组成情况。下列相关叙述正确的是(  )
A.若该细胞是动物细胞,则甲可能是线粒体或细胞核
B.若该细胞是植物细胞,则乙不是内质网就是高尔基体
C.若甲在牛的细胞中不存在,则该细胞器为叶绿体
D.丙这种细胞器中含有的核酸可能是DNA
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、从物质组成看,甲含膜结构和微量核酸,可能是线粒体或叶绿体(二者均为具膜细胞器且含少量DNA和RNA);但细胞核不是细胞器,即使动物细胞有细胞核,也不能将其归为“细胞器甲”,A不符合题意;
B、乙含膜结构但不含核酸,植物细胞中符合该特征的细胞器不止内质网和高尔基体,还包括液泡、溶酶体等(这些细胞器均有膜结构,且不含核酸),因此“乙不是内质网就是高尔基体”的表述过于绝对,B不符合题意;
C、甲含膜和核酸,只能是线粒体或叶绿体;牛是动物,动物细胞中不存在叶绿体,仅含线粒体,因此若甲在牛的细胞中不存在,该细胞器必然是叶绿体,C符合题意;
D、丙不含膜结构,且组成成分是蛋白质和核酸,符合核糖体的物质组成(核糖体由蛋白质和rRNA构成,不含DNA);因此丙是核糖体,含有的核酸只能是RNA,而非DNA,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞器的物质组成可作为判断依据:含膜+核酸(少量)的是线粒体或叶绿体;含膜但无核酸的是内质网、高尔基体、液泡、溶酶体等;无膜+蛋白质+核酸(RNA)的是核糖体。此外,动物细胞无叶绿体,植物细胞可能有液泡,细胞核不属于细胞器。
16.(2024高一上·广州月考)使用显微镜观察细胞时,可依据图像中特定的结构判断细胞的类型。下列叙述正确的是(  )
A.若观察不到核膜,则一定为原核细胞
B.若观察不到叶绿体,则一定不是植物细胞
C.若观察到染色体,则一定为真核细胞
D.若观察到中心体,则一定为动物细胞
【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;动、植物细胞的亚显微结构
【解析】【解答】若观察不到核膜,不一定是原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞,A错误;若观察不到叶绿体,则不一定不是植物细胞,如根尖细胞,B错误;若观察到染色体,则一定为真核细胞,因为原核细胞不含染色体,C正确;若观察到中心体,则可能是动物细胞或低等植物细胞,D错误。故答案为:C。
【分析】原核细胞、真核细胞的比较
  原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁,遗传物质DNA分布的区域称拟核;无染色体 有核膜和核仁;核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体,无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素,主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
17.(2024高一上·广州月考)有关“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验如下图。下列相关的叙述中,正确的是(  )
A.组别1号与2号对照,说明加热能降低化学反应的活化能
B.组别1号与4号对照,说明酶具有高效性
C.组别3号和4号实验可置于90℃水浴中进行
D.温度是组别3号与4号的无关变量
【答案】D
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、组别1号(常温)与2号(加热)对照,加热的作用是提供能量,使过氧化氢分子从难以反应的常态转变为容易反应的活跃状态,从而加快分解速率;而“降低化学反应的活化能”是催化剂(如酶、Fe3+)的作用机制,加热并不具备这一功能,A不符合题意;
B、组别1号(无催化剂)与4号(加肝脏研磨液,含过氧化氢酶)对照,二者的单一变量是“有无催化剂”,通过对比可知酶能加快过氧化氢分解,说明酶具有“催化作用”;若要证明酶的“高效性”,需对比“酶(4号)”与“无机催化剂(3号,FeCl3)”,通过二者分解速率的差异体现酶的高效性,B不符合题意;
C、90℃水浴环境下,过氧化氢自身会因高温而加速分解(即使无催化剂也会产生大量气泡),同时高温会使4号实验中的过氧化氢酶变性失活,导致酶无法发挥催化作用。这种情况下,无法区分气泡产生是由“条件处理(催化剂)”还是“高温自身作用”引起,会严重干扰实验结果,因此组别3号和4号实验不能置于90℃水浴中进行,C不符合题意;
D、组别3号(加FeCl3,无机催化剂)与4号(加肝脏研磨液,酶)对照,二者的单一变量是“催化剂的种类”(无机催化剂 vs 酶),而温度、过氧化氢浓度、试剂用量等其他因素均属于无关变量,实验中需保证这些无关变量适宜且一致,以避免其对实验结果产生干扰,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】实验中自变量是“过氧化氢所处的条件”(加热、FeCl3溶液、肝脏研磨液),因变量是“过氧化氢分解速率”(通过气泡产生快慢体现),无关变量(如温度、过氧化氢浓度、试剂用量)需保持一致且适宜。加热的作用是使过氧化氢分子从常态变为活跃状态(不降低活化能);酶的催化作用需与“无催化剂”对照体现(证明催化性),与“无机催化剂”对照体现(证明高效性);高温会直接导致过氧化氢分解,还会使酶失活,干扰实验结果。
18.(2024高一上·广州月考)植物叶肉细胞光合作用合成的有机物是以蔗糖的形式经筛管不断运出。蔗糖分子利用H+形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与H+同向跨膜运输,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.维持筛管细胞内外正常的H+浓度差有利于蔗糖运输
B.ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解
C.蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,属于协助扩散
D.筛管细胞膜内侧的H+的浓度低于外侧
【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、蔗糖跨膜运输的动力来自筛管细胞内外的H+浓度差,只有维持正常的H+浓度差(外侧H+浓度高于内侧),才能为蔗糖与H+的同向运输提供能量,确保蔗糖顺利进入筛管细胞,因此维持该浓度差有利于蔗糖运输,A不符合题意;
B、由图可知,ATP酶具有双重功能:一方面作为载体蛋白,能协助K+进入细胞、H+运出细胞;另一方面作为酶,能催化ATP水解,释放能量用于维持H+浓度差(将H+主动运出细胞),因此ATP酶既为K+、H+的载体,又可催化ATP水解,B不符合题意;
C、蔗糖的跨膜运输虽未直接消耗ATP,但依赖H+浓度差提供的能量(该浓度差的维持需要ATP水解供能,属于间接消耗能量),符合主动运输“需要能量、需要载体”的特点;而协助扩散仅需载体蛋白,不消耗任何能量(包括间接能量),仅顺浓度梯度运输。因此蔗糖的运输方式是主动运输,而非协助扩散,C符合题意;
D、蔗糖与H+借助蔗糖载体同向跨膜运输,结合图示可知,蔗糖从筛管细胞膜外侧进入内侧,H+也随之从外侧进入内侧,这一过程依赖H+的浓度差(顺浓度梯度运输),说明筛管细胞膜内侧的H+浓度低于外侧,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】蔗糖跨膜运输依赖“蔗糖载体”,其动力来自**H+浓度差**(细胞外H+浓度高于细胞内),而H+浓度差的维持需ATP酶催化ATP水解供能(同时ATP酶也是K+、H+的载体,协助H+运出细胞、K+运入细胞)。虽蔗糖运输未直接消耗ATP,但依赖H+浓度差(该浓度差由ATP供能维持),因此属于主动运输,而非协助扩散;协助扩散仅需载体,不消耗能量(也不依赖其他能量来源)。
19.(2024高一上·广州月考)心肌细胞质中Ca2+浓度过低,会导致心肌收缩无力。心肌细胞膜上相关转运蛋白(Na+-K+泵和Na+- Ca2+交换体)的工作模式如图示。相关叙述错误的是(  )
A.心肌细胞通过Na+-K+泵吸收K+的方式为主动运输
B.心肌细胞通过Na+- Ca2+交换体排出Ca2+不消耗能量
C.Na+- Ca2+交换体转运相关离子时发生自身构象改变
D.Na+- K+泵特异性阻断剂可一定程度提高心肌收缩力
【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、Na+-K+泵在转运离子时,需要水解ATP获取能量,同时逆浓度梯度将K+转运进入心肌细胞(细胞内K+浓度高于细胞外),符合主动运输“逆浓度梯度、需载体蛋白、需能量”的特点,因此心肌细胞通过Na+-K+泵吸收K+的方式为主动运输,A不符合题意;
B、由图及机制可知,Na+-Ca2+交换体的功能是将Ca2+排出心肌细胞,而Ca2+的运输方向是逆浓度梯度(细胞内Ca2+浓度低于细胞外,排出需逆浓度)。该过程虽未直接水解ATP,但依赖Na+顺浓度梯度进入细胞时释放的能量(Na+浓度差由Na+-K+泵消耗ATP维持),本质是间接消耗能量的主动运输,而非“不消耗能量”,B符合题意;
C、转运蛋白(包括Na+-Ca2+交换体)在转运离子时,会通过自身构象的改变实现离子的结合与释放,这是载体蛋白发挥作用的典型机制。因此Na+-Ca2+交换体转运Na+和Ca2+时,必然会发生自身构象改变,C不符合题意;
D、Na+-K+泵特异性阻断剂会抑制Na+-K+泵的功能,导致其无法有效将Na+排出细胞,使细胞内外Na+浓度差减小;Na+浓度差减小会削弱Na+-Ca2+交换体的转运动力,导致Ca2+排出细胞的速率减慢,心肌细胞质中Ca2+浓度升高;而Ca2+浓度升高可增强心肌收缩力,因此阻断剂可一定程度提高心肌收缩力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】Na+-K+泵通过水解ATP供能,逆浓度梯度转运Na+(出细胞)和K+(进细胞),属于主动运输,其维持的Na+浓度差(细胞外Na+浓度高于细胞内)为Na+-Ca2+交换体提供动力;Na+-Ca2+交换体借助Na+顺浓度梯度进入细胞的能量,逆浓度梯度将Ca2+排出细胞(属于主动运输,间接消耗ATP),而心肌细胞质中Ca2+浓度过低会导致收缩无力,Ca2+浓度升高则可增强收缩力。
20.(2024高一上·广州月考)下列关于探究酶特性的实验的相关叙述,正确的是(  )
A.若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
B.若探究过氧化氢酶有催化作用,应选择无机催化剂作为对照
C.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择碘液对实验结果进行检测
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测
【答案】C
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、过氧化氢本身不稳定,在不同温度下会自行分解,且温度越高分解速率越快。若以过氧化氢为底物探究温度对酶活性的影响,自行分解的过氧化氢会干扰实验结果,无法准确判断酶活性的变化,因此不能选择过氧化氢溶液作为底物,A不符合题意;
B、若探究“过氧化氢酶有催化作用”,实验的核心是验证酶是否能催化反应,对照实验应设置“不加酶的过氧化氢组”(空白对照),以排除其他因素的影响;而选择无机催化剂作为对照,是用于探究“酶的高效性”(对比酶与无机催化剂的催化效率),并非验证酶是否有催化作用,B不符合题意;
C、探究温度对淀粉酶活性的影响时,自变量是温度,因变量是淀粉酶对淀粉的水解能力。碘液可与淀粉反应变蓝,若淀粉被水解,蓝色会变浅或消失,通过观察蓝色变化能直观判断不同温度下淀粉酶的活性,且碘液不会受温度影响,适合作为检测试剂,C符合题意;
D、用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶的专一性时,碘液只能检测淀粉是否被水解(变蓝或不变蓝),但无法检测蔗糖是否被水解(蔗糖及其中水解产物葡萄糖、果糖均不与碘液反应)。即使淀粉酶不能催化蔗糖水解,溶液也不会变蓝,无法区分“蔗糖未水解”和“蔗糖已水解”,因此不能用碘液检测,应选用斐林试剂(检测还原糖),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】探究酶特性的实验中,需注意:底物选择要避免自身性质受自变量(如温度)影响(如过氧化氢不适合温度相关实验);对照设置需明确实验目的(验证催化作用用空白对照,验证高效性用无机催化剂对照);检测试剂需能区分因变量变化(如碘液适合淀粉水解的检测,斐林试剂适合还原糖生成的检测)。
21.(2024高一上·广州月考)现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液,已知三种溶液是质量浓度为0.1g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验。(注:图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过)
实验Ⅰ:同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧,一半透膜段时间后,左侧的液面升高;
实验Ⅱ:将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,液面右侧先升高后降低。
根据实验现象,A溶液、B溶液、C溶液依次为(  )
A.0.1g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液
B.0.3g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液
C.0.3g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液、0.1g/mL的蔗糖溶液
D.0.1g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液
【答案】B
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过。液面升高的一侧是水分子进入更多的一侧,即初始浓度更高(水分子少)的一侧。一段时间后左侧液面升高,说明水分子从右侧B液更多地进入左侧A液,即A液初始浓度>B液浓度。由于液面稳定升高后不再下降,说明两侧没有溶质分子的跨膜移动(若有葡萄糖,其可通过半透膜,最终浓度会平衡,液面会回落),因此A、B均为蔗糖溶液(蔗糖分子不能通过半透膜)。 结合浓度关系,A液是0.3g/mL蔗糖溶液,B液是0.1g/mL蔗糖溶液。右侧液面先升高后降低。初始右侧升高,说明水分子从左侧B液进入右侧C液,即C液初始浓度>B液浓度(B液已知为0.1g/mL蔗糖)。随后右侧降低,是因为C液中的溶质可通过半透膜进入左侧(只有葡萄糖能通过,蔗糖不能),导致左侧浓度升高,水分子反向扩散,液面下降。因此C液是0.1g/mL葡萄糖溶液,初始浓度与B液的蔗糖相同,但葡萄糖可通过半透膜,导致后续液面变化。溶液为0.3g/mL的蔗糖溶液,B溶液为0.1g/mL的蔗糖溶液,C溶液为0.1g/mL的葡萄糖溶液,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】渗透作用中,液面变化取决于初始浓度差和溶质能否通过半透膜:
溶质不能通过半透膜(如蔗糖):浓度高的一侧液面最终保持较高水平。
溶质能通过半透膜(如葡萄糖):初始浓度高的一侧液面先升高,随后因溶质扩散,两侧浓度平衡,液面回落。
22.(2024高一上·广州月考)植物细胞的细胞膜、液泡膜上含有一种H+—ATP酶,可以转运H+,有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内的酸性环境。上图是植物细胞对H+运输示意图,下列相关说法错误的是(  )
A.在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中,细胞质基质的pH值最大
B.H+进出植物细胞的跨膜运输方式都是主动运输
C.H+—ATP酶是一种膜蛋白,能催化ATP水解和运输H+出细胞
D.线粒体功能受到抑制,会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收
【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、。H+-ATP酶通过主动运输将H+从细胞质基质转运到细胞外和液泡内(逆浓度梯度),说明细胞质基质中的H+浓度低于细胞外和细胞液(液泡内)。pH值与H+浓度呈负相关,H+浓度越低,pH值越大,因此在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中,细胞质基质的pH值最大,A不符合题意;
B、由图及运输机制可知,H+的运输方式并非都是主动运输:H+被H+-ATP酶转运出细胞或转运进液泡时,逆浓度梯度且需ATP供能,属于主动运输;但H+顺浓度梯度从细胞外或液泡内进入细胞质基质时,仅需载体蛋白协助,不消耗能量,属于协助扩散,B符合题意;
C、H+-ATP酶位于细胞膜和液泡膜上,属于膜蛋白;其功能具有双重性:一方面作为酶,能催化ATP水解产生能量;另一方面作为载体蛋白,能将H+转运出细胞(细胞膜上),C不符合题意;
D、细胞对细胞外某些溶质分子的吸收,依赖H+顺浓度梯度进入细胞时提供的动力(间接消耗ATP),而ATP主要由线粒体的有氧呼吸产生。若线粒体功能受到抑制,ATP合成减少,会影响H+-ATP酶主动转运H+形成浓度差,进而影响溶质分子的吸收,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】H+-ATP酶是兼具载体和酶功能的膜蛋白,可催化ATP水解供能,将H+逆浓度梯度转运出细胞(细胞膜上)或转运进液泡(液泡膜上),这两个过程均为主动运输;同时,H+可顺浓度梯度(从细胞外或液泡内进入细胞质基质)通过载体蛋白运输,属于协助扩散。H+的主动运输依赖ATP(主要由线粒体呼吸提供),其形成的浓度差可辅助细胞吸收外界溶质分子,线粒体功能受抑制会影响这一过程。
23.(2024高一上·广州月考)下图是不同物质进出细胞方式中运输速度与影响因素间的关系曲线图,甲——丁为不同物质的跨膜运输实例,下列相关叙述中,正确的是 (  )
甲:性激素进入组织细胞; 乙:葡萄糖进入人成熟的红细胞; 丙:植物根毛细胞吸收水分 丁:人的小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖
A.甲和乙都涉及的图有①、③
B.丙和丁都涉及的图有②、④、⑥
C.乙涉及的的图包括②、③、⑥
D.丁涉及的图包括③、⑤
【答案】C
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、甲(自由扩散)对应的曲线为①(仅浓度影响)、③(不耗能)、⑤(无转运蛋白影响);乙(协助扩散)对应的曲线为②(浓度+转运蛋白影响)、③(不耗能)、⑥(需转运蛋白)。二者共有的曲线是③,而非①、③,A不符合题意;
B、丙(自由扩散,吸水)对应的曲线为①、③、⑤;丁(主动运输)对应的曲线为②(浓度+转运蛋白)、④(能量+转运蛋白)、⑥(需转运蛋白)。二者无共有的曲线,B不符合题意;
C、乙为协助扩散(葡萄糖进入人成熟红细胞),其特点是顺浓度梯度、需转运蛋白、不耗能:对应曲线②(受浓度和转运蛋白影响)、③(不消耗能量,属于被动运输)、⑥(受转运蛋白影响),与“乙涉及的图包括②、③、⑥”表述一致,C符合题意;
D、丁为主动运输(小肠上皮细胞吸收葡萄糖),其特点是逆浓度梯度、需转运蛋白和能量:对应曲线②(浓度+转运蛋白影响)、④(能量+转运蛋白影响)、⑥(需转运蛋白),而非③(不耗能,被动运输)、⑤(无转运蛋白影响),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】①仅受浓度影响→自由扩散;②受浓度和转运蛋白影响→协助扩散或主动运输;③不消耗能量→被动运输(自由扩散或协助扩散);④受能量和转运蛋白影响→主动运输或胞吞胞吐;⑤不受转运蛋白影响→自由扩散或胞吞胞吐;⑥受转运蛋白影响→协助扩散或主动运输。甲(性激素进入细胞)→自由扩散(顺浓度、无转运蛋白/能量);乙(葡萄糖进入人成熟红细胞)→协助扩散(顺浓度、需转运蛋白、无能量);丙(根毛细胞吸水)→自由扩散(渗透作用,顺浓度、无转运蛋白/能量);丁(小肠上皮细胞吸收葡萄糖)→主动运输(逆浓度、需转运蛋白和能量)。
24.(2024高一上·广州月考)柽柳是强耐盐植物,它的根部能够吸收无机盐,叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。为探究根部对无机盐X的吸收方式,兴趣小组的同学利用生理状况相同的多条柳根,已知浓度的X溶液,X转运蛋白抑制剂和呼吸酶抑制剂完成了以下实验。对实验思路或实验结论的叙述正确的是(  )
甲组:6条柽柳根+X溶液→一段时间后测定溶液中X的浓度,计算X吸收速率。
乙组:6条柽柳根+X溶液+X转运蛋白抑制剂→一段时间后测定溶液中X的浓度,计算X吸收速率。
丙组:6条柽柳根+X溶液+呼吸酶抑制剂→一段时间后测定溶液中X的浓度,计算X吸收速率。
A.本实验没有设置对照组,不符合对照原则
B.若丙组溶液中X的吸收速率与甲组的吸收速率相等说明X吸收过程需要消耗能量
C.若乙组溶液中X的吸收速率比甲组的低,说明X是通过主动运输吸收的
D.若乙、丙溶液中X的吸收速率均小于甲组的吸收速率,说明X是通过主动运输吸收的
【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、甲组即为对照组,所以该实验符合对照原则,A不符合题意;
B、细胞呼吸产生能量,呼吸酶抑制剂会抑制细胞呼吸,从而使细胞产生的能量减少,所以若丙组溶液中X的吸收速率与甲组的吸收速率相等说明X吸收过程不需要消耗能量,B不符合题意;
C、主动运输和协助扩散都需要转运蛋白的协助,所以若乙组溶液中X的吸收速率比甲组的低,说明X的运输需要转运蛋白的协助,则X是通过协助扩散或主动运输吸收的,C不符合题意;
D、主动运输需要转运蛋白的协助,同时需要消耗能量,所以若乙、丙溶液中X的吸收速率均小于甲组的吸收速率,说明X是通过主动运输吸收的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物质跨膜运输的方式主要有三种:
自由扩散:物质从高浓度向低浓度转运,不需要消耗能量,也不需要转运蛋白;
协助扩散:物质从高浓度向低浓度转运,不需要消耗能量,但需要转运蛋白;
主动运输:物质从低浓度向高浓度转运,需要消耗能量和转运蛋白。
25.(2024高一上·广州月考)图A是将菠菜叶肉细胞进行差速离心的过程,图B是细胞中部分结构的图示,下列叙述正确的是(  )
A.图A的P2、P3、P4中均含图B中⑥结构
B.图A的P2中含图B中④,④是进行光合作用的场所
C.A的P1中细胞壁的形成与图B中③、⑤有关
D.图B中的②存在于图A中的S1、S2、S3中
【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、图B中⑥是细胞膜,图A中P2含叶绿体、P3含线粒体、P4含核糖体。其中核糖体(P4)无膜结构,不含⑥细胞膜,A不符合题意;
B、图A中P2是差速离心后得到的叶绿体沉淀,对应图B中的④(叶绿体);叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所,B符合题意;
C、图A中P1含细胞壁等结构,植物细胞壁的形成与高尔基体(图B①)有关,还需线粒体(图B②)提供能量;而图B中③是内质网、⑤是核糖体,二者与细胞壁形成无关,C不符合题意;
D、图B中②是线粒体,线粒体密度较大,在图A的离心过程中,会随离心步骤沉淀到P3中,不会留在S3(P3的上清液)中;因此②仅存在于S1(未离心的上清液)、S2(P1的上清液)和P3中,不存在于S3中,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】差速离心的关键是“密度梯度分离”:密度大的结构先沉淀(如P1含细胞壁、细胞核等,密度最大),密度小的后沉淀(如P4含核糖体,密度最小)。需明确图A各组分对应的细胞结构(P2=叶绿体、P3=线粒体、P4=核糖体),再结合图B各结构(①高尔基体、②线粒体、③内质网、④叶绿体、⑤核糖体、⑥细胞膜)的功能和分布,逐一匹配选项。
二、非选择题(无特殊说明,每空1分,共40分。)
26.(2024高一上·广州月考)细胞是生物体的基本结构和功能单位,而自然界中生物种类繁多,根据生物知识回答:
(1)某研究小组在培养H2N9病毒时,应选用的培养基是:   (A、富集各种有机物的培养基; B、活鸡胚细胞),说明其理由   。
(2)幽门螺杆菌是引起胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡等疾病的“罪魁祸首”。如图是幽门螺杆菌结构模式图。请回答:
幽门螺杆菌与酵母菌比较,二者共有的结构是   (填序号);二者的主要区别在于幽门螺杆菌   ;
(3)如图所示, 图甲中①②③④表示镜头, ⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,图乙和图丙分别表示不同放大倍数下观察到的图象。请回答以下问题:
若使物像放大倍数最大,图甲中的组合一般是   (选填其中的三个序号)。从图乙调为图丙,正确的顺序:移动标本→转动转换器→调节光圈→调节   。
(4)为了进一步探究影响幽门螺杆菌生长繁殖的因素,某研究性学习小组在培养该菌过程中,发现了在某种细菌(简称W菌) 的周围,幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制。他们把W 菌接种在专门的培养基上培养,一段时间后,除去 W菌,在此培养基上再培养幽门螺杆菌,结果是幽门螺杆菌仍不能正常生长繁殖。
①据材料分析,研究小组的同学对“造成W 菌周围的幽门螺杆菌不能正常生长繁殖”的原因提出假设:W菌产生了不利于幽门螺杆菌生存的物质。
②试参照上述材料设计实验,验证①中的假设。
A. 方法步骤:
a. 制备培养基:取两个培养皿,按相同的营养成分,配制成甲、乙两个培养基。
b. 设置对照:在甲培养基上接种 W菌,乙培养基上   ,相同条件下培养一段.时间后,除去甲培养基的W菌。
c. 在甲、乙两培养基上分别接种相同的幽门螺杆菌。
d. 培养观察:在相同且适宜条件下培养甲、乙两个培养基上的幽门螺杆菌。
B. 实验结果:   (甲/乙) 培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制,不能正常繁殖,另一组培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖不受抑制,正常繁殖。
【答案】(1)B;病毒没有细胞结构,不能独立生存,必须寄生于活细胞才能生存和繁殖
(2)1、2、3、5;没有以核膜界限的细胞核
(3)②③⑤;细准焦螺旋
(4)不接种W菌;甲
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;细胞是生物体的结构和功能单位;显微镜;病毒
【解析】【解答】(1)病毒没有细胞结构,无法独立进行新陈代谢,不能在富集有机物的无生命培养基(A)中生存,必须寄生在活细胞内才能完成生存和繁殖过程。活鸡胚细胞(B)能为H2N9病毒提供必要的生存环境和营养物质,因此应选用B作为培养基。
(2)幽门螺杆菌是原核生物,酵母菌是真核生物。结合结构模式图,二者共有的结构是1(细胞壁)、2(细胞膜)、3(核糖体)、5(细胞质);原核细胞与真核细胞的主要区别在于,幽门螺杆菌没有以核膜为界限的细胞核,其遗传物质主要集中在拟核区域。
(3)显微镜的放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数。目镜放大倍数与长度成反比,②比①短,故②放大倍数更大;物镜放大倍数与长度成正比,③比④长,故③放大倍数更大;且物镜放大倍数越大,与载玻片的距离越近(⑤为近距离),因此使物像放大倍数最大的组合是②③⑤。从图乙(低倍镜视野)调为图丙(高倍镜视野),正确顺序为移动标本(将目标移至视野中央)→转动转换器(换高倍物镜)→调节光圈(调亮视野)→调节细准焦螺旋(使物像清晰),高倍镜下不能调节粗准焦螺旋,避免压坏玻片或损坏镜头。
(4)本实验目的是验证“W菌产生不利于幽门螺杆菌生存的物质”,自变量为培养基是否接触过W菌(即是否含有W菌产生的物质),无关变量需保持一致。
步骤b中,乙培养基作为对照,应不接种W菌,确保两组仅存在“是否接触W菌产生的物质”这一差异;
实验结果中,甲培养基曾接种过W菌,即使除去W菌,其表面仍残留W菌产生的抑制物质,因此甲培养基上的幽门螺杆菌生长繁殖受抑制,乙培养基无抑制物质,幽门螺杆菌正常生长。
【分析】病毒无细胞结构,需寄生在活细胞中才能繁殖,故培养病毒需用活细胞培养基;原核细胞(如幽门螺杆菌)与真核细胞(如酵母菌)共有的结构为细胞壁、细胞膜、核糖体、细胞质,主要区别是原核细胞无核膜包被的细胞核;显微镜放大倍数由目镜和物镜决定,目镜短放大倍数大、物镜长放大倍数大,高倍镜观察需用细准焦螺旋调焦;验证“W菌产生抑制幽门螺杆菌的物质”需设计对照实验,自变量为是否接触W菌产生的物质,通过对比两组幽门螺杆菌生长情况得出结论。
(1)由于病毒没有细胞结构,不能独立生存,必须寄生于活细胞才能生存和繁殖,因此应该选择活鸡胚细胞作为H2N9病毒的培养基。
故选B。
(2)幽门螺杆菌是原核生物,而酵母菌是真核生物,两者共有的结构是1细胞壁、2细胞膜、3核糖体、5细胞质基质,与酵母菌(真核生物)相比,最大的区别是幽门螺杆菌(原核生物)没有以核膜界限的细胞核。
(3)目镜放大倍数与其长度成反比,而物镜放大倍数与其长度成正比,故目镜②比①的放大倍数大,物镜③比④放大倍数大,物镜放大倍数越大,与玻片的距离越近,若使物像放大倍数最大,所选用的目镜和物镜放大倍数要最大,故图甲中的组合是②③⑤。换用高倍镜后,不能动粗准焦螺旋,只需微调细准焦螺旋。
(4)①根据题干信息已知,W菌周围的幽门螺杆菌不能生长繁殖,且除去W菌后再接种幽门螺杆菌仍然不能正常生长繁殖,说明W菌可能产生了不利于幽门螺杆菌生存的物质。
②b、设置对照:本实验的自变量为是否接种W菌,根据实验设计的基本原则,在甲培养基上接种W菌,乙培养基上不接种W菌,相同条件下培养一段时间后,除去甲培养基上的W菌。
c、在甲、乙两培养基上分别接种相同的幽门螺杆菌。
d、培养观察:在相同且适宜条件下培养甲、乙两个培养基上的幽门螺杆菌。
B、实验结果是:由于W菌产生了抑制幽门螺杆菌的物质,即使除去了W菌,甲培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖受到限制,不能正常繁殖,而乙培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖不受限制,正常繁殖。
27.(2024高一上·广州月考)香蕉成熟过程中,果实逐渐变甜。图1为香蕉细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,A、B 代表元素, I、II、III、IV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,V是某类有机物分子。图2中I、II两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉,分别加等量的蒸馏水制成提取液,然后在a、b试管中各加5mL 第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL 第y天的提取液,如图3。请根据图回答下列问题:
(1)图1中A、B所代表的元素在 Y、P 中都肯定含有的是   (填元素名称)。
(2)图1中的Ⅱ携带遗传信息,其中含有核苷酸   种。
(3)V代表的物质中,若在人体内可以参与血液中脂质的运输,该物质名称是   。
(4)在b、d试管中各加入等量斐林试剂,水浴加热后,b试管现象是   ,与b相比,d的颜色更   (填“深”或“浅”),图2中的I代表可对应图1中的   (填符号)。
(5)酶属于图1中的   (填符号),酶的作用机理是   。
【答案】(1)氮
(2)4
(3)胆固醇
(4)出现砖红色沉淀;深;Ⅰ
(5)Ⅳ或者Ⅲ;降低化学反应的活化能
【知识点】核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;检测还原糖的实验;酶促反应的原理;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】(1)图1中,Y是脱氧核苷酸(构成DNA),元素组成是C、H、O、N、P;P是氨基酸(构成蛋白质),元素组成是C、H、O、N(部分含S)。A代表N、P,B代表N,二者在Y、P中都肯定含有的元素是氮。
(2)图1中Ⅱ主要分布于细胞核,为DNA,DNA携带遗传信息,其基本单位是脱氧核苷酸,共4种(腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸),因此Ⅱ中含有4种核苷酸。
(3)V代表脂肪等脂质,其中胆固醇是脂质的一种,在人体内可参与血液中脂质的运输,因此该物质名称是胆固醇。
(4)香蕉成熟过程中,淀粉(Ⅰ)逐渐水解为还原糖,第x天成熟度低于第y天,故第x天提取液(b试管)中还原糖含量少于第y天(d试管)。斐林试剂与还原糖水浴加热生成砖红色沉淀,因此b试管会出现砖红色沉淀;与b相比,d试管还原糖更多,颜色更深。图2中曲线Ⅰ随成熟度增加而下降,对应图1中的Ⅰ(淀粉,因水解而减少)。
(5)酶的化学本质是蛋白质或RNA,蛋白质对应图1中的Ⅳ,RNA对应图1中的Ⅲ,因此酶属于图1中的Ⅳ或者Ⅲ。酶的作用机理是降低化学反应的活化能,从而加快反应速率,且不改变反应的平衡点。
【分析】Ⅰ是多糖(如淀粉,能源物质),基本单位X是葡萄糖;Ⅱ是DNA(主要分布于细胞核,携带遗传信息),基本单位Y是脱氧核苷酸;Ⅲ是RNA(主要分布于细胞质),基本单位Z是核糖核苷酸;Ⅳ是蛋白质(承担生命活动),基本单位P是氨基酸;Ⅴ是脂肪(储能物质)。元素A为N、P(核酸组成元素),B为N(蛋白质主要元素)。香蕉成熟时,淀粉(Ⅰ)水解为还原糖,导致还原糖含量升高,对应图2中曲线Ⅱ(还原糖)上升、曲线Ⅰ(淀粉)下降。
(1)分析图1可知,能源物质Ⅰ是多糖,所以X是葡萄糖;Ⅱ主要分布在细胞核,所以Ⅱ是DNA,Y是脱氧核苷酸;Ⅲ主要分布在细胞质,Ⅲ是RNA,Z是核糖核苷酸;Ⅳ承担生命活动,Ⅳ是蛋白质,P是氨基酸。核酸的组成元素有C、H、O、N、P,故A是N、P,蛋白质含有的主要元素有C、H、O、N,故B是N。Y是脱氧核苷酸,其含有的元素是C、H、O、N、P,P是蛋白质,其含有的元素是C、H、O、N,有的还含有S,所以A、B所代表的元素在Y、P中都肯定含有的是氮。
(2) 图1中的Ⅱ是DNA,DNA携带遗传信息,其中含4种脱氧核苷酸。
(3) 胆固醇可以参与血液中脂质的运输,所以Ⅴ代表的是胆固醇。
(4)还原糖和斐林试剂水浴加热,会出现砖红色沉淀。b、d试管中都含有还原糖,在b、d试管中各加入等量斐林试剂,水浴加热后,b试管现象是出现砖红色沉淀。b试管检测的是成熟后x天的还原糖,还原糖量较少,d试管检测的是成熟后y天的还原糖,还原糖量较多,所以与b管相比d管的颜色更深。据分析可知,图2中Ⅰ是多糖(淀粉),Ⅱ是还原糖,所以图2中的Ⅰ可用图1中的Ⅰ多糖代表。
(5)酶的化学本质为蛋白质或RNA,故属于图1中的Ⅳ或者Ⅲ;酶的作用机理是降低化学反应所需要的活化能。
28.(2024高一上·广州月考)研究人员在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸通过检测放射性的聚集和转移情况,研究分泌蛋白的合成和分泌过程。如图表示胰腺腺泡细胞的部分结构和分泌过程。请回答:
(1)该实验采用了   法进行研究,以追踪细胞中相关物质的去向。
(2)预测实验结果:放射性首先出现在核糖体上,随后在不同结构中聚集和转移的先后顺序是   (以图中序号作答),最后出现在④。
(3)图中⑥溶酶体是细胞的“消化车间”,内含多种水解酶,除了图中所示的功能外,溶酶体还能够分解   ,以保持细胞的功能稳定。
(4)②具有对来自①的蛋白质进行   (至少答出三点) 的功能。③与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有什么特点    。
(5)若细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的受体结合,引起了靶细胞的生理活动发生变化,则此过程体现了细胞膜具有   的功能。
(6)研究发现癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大,温热处理可使细胞膜的流动性发生改变,严重时会引起细胞死亡。43℃温热处理时,在100min 内随作用时间延长,膜的流动性逐渐增加,且癌细胞比正常体细胞更显著,100min后冷却到体温(37℃)后,正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全。这成为温热治疗肿瘤的理论依据。为验证温热处理对不同细胞膜流动性的影响,研究小组进行了实验。
①实验思路:取试管若干,均分为4组,编号为ABCD,进行如下设计:
A B c D
加悬液 红细胞悬液 红细胞悬液 肝癌细胞悬液 肝癌细胞悬液
保温 37℃ 43℃处理 100min后冷却 37℃ 43℃处理 100min后冷却
检测 用膜流动性测量仪分别测各组细胞膜的流动性并记录
②预测实验结果:请在所给的坐标系中补充绘制D组结果的示意曲线   。
【答案】(1)同位素标记
(2)①②③
(3)衰老、损伤的细胞器
(4)加工、分类、包装;流动性
(5)细胞间信息交流
(6)
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)该实验通过注射3H标记的亮氨酸,追踪放射性聚集和转移来研究分泌蛋白的合成分泌过程,采用的是同位素标记法,借助放射性标记追踪物质的去向和代谢路径。
(2)分泌蛋白的合成与分泌路径为:核糖体合成蛋白质→①内质网进行初步加工→②高尔基体进行再加工、分类和包装→③囊泡包裹成熟蛋白质→与④细胞膜融合排出。因此放射性在图中结构的转移先后顺序是①②③,最后出现在④细胞膜外(分泌到细胞外)。
(3)溶酶体是细胞的“消化车间”,除图中可能体现的分解侵入细胞的外来物质(如细菌、病毒)外,还能够分解细胞自身衰老、损伤的细胞器,清除细胞内功能异常的结构,以维持细胞内部环境稳定和功能正常。
(4)②是高尔基体,其对来自①内质网的蛋白质具有加工、分类、包装的功能,将初步加工的蛋白质处理为成熟蛋白质,并分类包装到不同囊泡中,运往细胞膜或其他细胞结构。③囊泡与细胞膜融合的过程,涉及膜的形态变化和融合,反映了生物膜在结构上具有一定的流动性,膜的磷脂分子和蛋白质分子可运动,使膜能相互融合。
(5)细胞分泌的蛋白质被运输到靶细胞后,与靶细胞膜上的受体特异性结合,将信息传递给靶细胞,引起靶细胞生理活动改变,这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能,通过信号分子(分泌蛋白)与受体的结合实现细胞间的信息传递。
(6)根据实验设计,A组(正常红细胞,37℃)为对照,膜流动性稳定;B组(正常红细胞,43℃处理后冷却)43℃时膜流动性高于A组,冷却后恢复接近A组且恢复较快较完全;C组(肝癌细胞,37℃)膜流动性基础值可能与A组不同(或相近,因实验未提及基础差异,暂按稳定处理);D组(肝癌细胞,43℃处理后冷却)的特点为:43℃处理的100min内,膜流动性随时间延长逐渐增加,且增加幅度比B组(正常红细胞)更显著;100min后冷却到37℃,膜流动性开始下降,但下降速度比B组慢,恢复到正常水平(接近C组)的程度更差,无法像B组那样完全恢复。绘制曲线时,横坐标为处理时间(0-100min为43℃处理,100min后为冷却阶段),纵坐标为膜流动性,D组曲线在43℃阶段高于B组,冷却后下降但始终高于B组恢复后的水平,且恢复速度更慢。
【分析】分泌蛋白合成始于核糖体,经①内质网(加工)→②高尔基体(进一步加工、分类、包装)→③囊泡→④细胞膜(胞吐排出),全程依赖生物膜流动性;溶酶体除分解外来物质,还能分解衰老损伤的细胞器;细胞分泌的蛋白质与靶细胞受体结合,体现细胞膜的信息交流功能。温热处理实验中,43℃下癌细胞膜流动性比正常红细胞(代表正常体细胞)增加更显著,冷却后正常细胞膜流动性恢复更快更完全。
(1)根据题文可知,该实验采用了同位素标记法进行研究,以追踪相关物质的去向。
(2)分泌蛋白合成与分泌过程: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,因此,放射性在不同结构中聚集和转移的先后顺序是核糖体、①内质网、②高尔基体、③囊泡、④细胞膜。
(3)溶酶体内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌,以保持细胞的功能稳定。
(4)高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。生物膜间的融合过程反映了生物膜在结构上具有一定的流动性。
(5)细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞,与靶细胞膜上的受体结合,将信息传递给靶细胞,引起了靶细胞的生理活动发生变化,体现了细胞膜具有细胞间信息交流的功能。
(6)结合题干信息“43℃温热处理时,膜的流动性逐渐增加,且癌细胞比正常体细胞更显著,100min后冷却后,正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全”分析可得结果如下图: 。
29.(2024高一上·广州月考)在靠近海滩或者海水与淡水汇合的河口地区,陆生植物遭受着高盐环境胁迫。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,其根细胞独特的物质转运机制发挥了十分重要的作用。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。请回答问题:
(1)植物细胞的质壁分离指的是细胞壁和   的分离。
(2)通常情况下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+以   方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,同时抑制了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,影响细胞的生命活动。
(3)据图可知,耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7. 5,而细胞膜外和液泡膜内pH均为5. 5(H+含量越高的溶液pH越低)。这个差异主要由细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵以   方式转运H+来维持的。这种H+分布特点为图中的    两种转运蛋白运输Na+提供了动力,这一转运过程可以帮助根细胞将Na+转运到   ,从而减少Na+对胞内代谢的影响。
(4)在高盐胁迫下,根细胞质基质中的Ca2+抑制HKTl运输Na+,促进 AKTl运输K+,进而调节细胞中各种离子的浓度和比例。一部分离子被运入液泡内,可以通过调节细胞液的渗透压,促进根细胞   ,从而降低细胞内盐的浓度。
(5)为验证Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用,科研小组进行实验:
①实验材料:盐地碱蓬幼苗、一定浓度的高盐培养液M (含NaCl和KCl)、Ca2+转运蛋白抑制剂溶液等。
②实验步骤:
a. 取生长发育基本相同的盐地碱蓬幼苗分成甲、乙两组,加入等量一定浓度的高盐培养液M进行培养:
b. 甲组加入2mL 蒸馏水,乙组加入   ;
c. 一段时间后,测定高盐培养液中 Na+、K+浓度。
③预期实验结果及结论:与甲组相比,乙组培养液中   ,说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。
【答案】(1)原生质层
(2)协助扩散
(3)主动运输;SOS1和NHX;细胞膜外、液泡内
(4)吸水
(5)2mLCa2+转运蛋白抑制剂溶液(或等量的Ca2+转运蛋白抑制剂溶液);培养液中Na+浓度较低,K+浓度较高
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;质壁分离和复原;被动运输;主动运输
【解析】【解答】(1)植物细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离,其中原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成,具有选择透过性,是质壁分离的关键结构。
(2)通常情况下,盐胁迫时Na+顺浓度梯度大量进入根部细胞,且需要借助细胞膜上的转运蛋白(如HKT1),符合协助扩散“顺浓度梯度、需载体蛋白、不耗能”的特点,因此运输方式为协助扩散。
(3)耐盐植物根细胞中,细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵需消耗ATP,将H+从细胞质基质(pH7.5,H+浓度低)逆浓度梯度转运到细胞膜外和液泡内(均为pH5.5,H+浓度高),属于主动运输,从而维持H+浓度差。该浓度差产生的势能为两种转运蛋白提供动力:一是SOS1(将Na+从细胞质基质转运到细胞膜外),二是NHX(将Na+从细胞质基质转运到液泡内),通过这两种转运可减少细胞质基质中Na+的含量,降低其对胞内代谢的影响。
(4)在高盐胁迫下,一部分离子(如K+、Na+)被运入液泡内,使细胞液的渗透压升高。根据渗透原理,细胞液渗透压高于外界环境时,根细胞会吸水,从而稀释细胞内盐的浓度,缓解盐胁迫对细胞的伤害。
(5)本实验的自变量是“是否抑制Ca2+转运”(即是否加入Ca2+转运蛋白抑制剂),无关变量需保持一致(如幼苗生长状态、培养液用量等)。
步骤b中,甲组加入2mL蒸馏水(对照),乙组需加入等量的Ca2+转运蛋白抑制剂溶液(2mLCa2+转运蛋白抑制剂溶液),以抑制Ca2+的正常转运,排除其他变量干扰。
预期实验结果:Ca2+的正常功能是抑制Na+吸收、促进K+吸收。乙组因Ca2+转运被抑制,Ca2+无法正常发挥作用,导致根细胞吸收Na+增多、吸收K+减少,因此与甲组相比,乙组培养液中Na+浓度较低(更多Na+被吸收)、K+浓度较高(更少K+被吸收),从而证明Ca2+能调节细胞中Na+、K+的比例。
【分析】质壁分离是细胞壁与原生质层的分离;Na+顺浓度梯度进入细胞需转运蛋白,为协助扩散;H+-ATP泵通过主动运输维持细胞内外及液泡内外的H+浓度差(细胞质基质pH7.5,膜外和液泡内pH5.5),该浓度差为SOS1(将Na+运出细胞)和NHX(将Na+运入液泡)提供动力,减少Na+对胞内代谢的影响;Ca2+可抑制Na+吸收、促进K+吸收,液泡内离子积累可提高细胞液渗透压,促进细胞吸水。验证Ca2+调节作用的实验中,自变量为是否加入Ca2+转运蛋白抑制剂,通过检测培养液中Na+、K+浓度判断调节效果。
(1)植物细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离,原生质层由细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质组成。
(2)由图可知,Na+顺浓度梯度大量进入根部细胞需要借助转运蛋白,因此方式为协助扩散。
(3)由图可知,位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵,通过主动运输的方式,将细胞质基质中的H+分别转运至细胞外和液泡内,从而维持图示各结构中H+浓度分布的差异,导致相应的pH不同。H+顺浓度梯度从SOS1进入细胞产生的势能将Na+运出根细胞,H+顺浓度梯度从NHX出来产生的势能将Na+运入液泡内。可见,这种H+分布特点可使根细胞将Na+转运到细胞膜外、液泡内,该过程中转运Na+所需的能量来自于细胞膜、液泡膜两侧的H+浓度差(H+势能),进而减少Na+对胞内代谢的影响。
(4)在高盐胁迫下,根细胞质基质中的Ca2+抑制HKTl运输Na+,促进 AKTl运输K+,一部分离子被运入液泡内,使细胞液的渗透压升高,从而促进根细胞吸水,从而降低细胞内盐浓度。
(5) 验证Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用,自变量是Ca2+转运蛋白抑制剂的有无,因变量是高盐培养液中Na+、K+浓度,而对实验结果有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此结合实验设计应遵循的对照原则分析实验步骤可推知:乙组应加入2mLCa2+转运蛋白抑制剂溶液(或等量的Ca2+转运蛋白抑制剂溶液)。由于该实验是验证性实验,其结论是已知的,即在高盐胁迫下,细胞质基质中的Ca2+对HKT1和AKT1的作用依次为抑制、激活,但Ca2+转运蛋白抑制剂能够抑制Ca2+转运蛋白的作用,进而使乙组根细胞借助Ca2+调节Na+、 K+转运蛋白的功能受到抑制。所以预期的实验结果及结论是:与甲组相比,乙组培养液中Na+浓度较低,K+浓度较高,说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。
30.(2024高一上·广州月考)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了下列实验:在酶量一定且环境适宜的条件下,检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响,结果如图1。
回答下列问题:
(1)图1 曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有   (促进/抑制)作用。
(2)图2 中 A 显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,表明酶的作用特点是具有   性。图2 中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图:C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点,从而减少了脂肪与胰脂肪酶的结合几率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制能否通过增加脂肪的浓度而缓解    (是/否)。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为图2的   (填“B”或“C”)。
(3)为研究不同 pH 条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图 3 所示。
①由图 3 可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适 pH 变   。
②本实验的自变量有   。
③若要探究pH为7.4条件下,板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性影响的最适浓度,简述实验的基本思路是:    。
【答案】(1)抑制
(2)专一性;是;B
(3)大;是否加入板栗壳黄酮和不同pH;在pH7.4条件下,设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度,分别测定对照组和加入板栗壳黄酮组的酶活性,并计算其差值
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】(1)由图1曲线可知,在相同脂肪浓度下,加入板栗壳黄酮的实验组酶促反应速率始终低于未加入的对照组,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。
(2)图2中A显示,只有当脂肪与胰脂肪酶的活性部位结构互补时,酶才能发挥作用,这体现了酶具有专一性的作用特点。C图中板栗壳黄酮与脂肪竞争胰脂肪酶的活性位点,若增加脂肪浓度,脂肪与酶活性位点结合的概率会提高,可缓解抑制作用,因此此种抑制能通过增加脂肪浓度缓解。结合图1曲线分析,随着脂肪浓度升高,实验组(加板栗壳黄酮)的酶促反应速率虽有上升,但始终低于对照组,且未出现因底物浓度增加而消除抑制的趋势,说明板栗壳黄酮并非通过竞争活性位点发挥作用,而是像B图所示,与酶结合后改变酶的空间结构,导致脂肪无法结合,因此作用机理应为图2的B。
(3)①由图3可知,未加入板栗壳黄酮时,胰脂肪酶的最适pH约为7.4;加入板栗壳黄酮后,酶活性最高时对应的pH约为7.7,因此胰脂肪酶的最适pH变大。
②本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,因此自变量有两个:是否加入板栗壳黄酮、不同的pH值;因变量是胰脂肪酶的活性(通过酶促反应速率体现)。
③探究pH为7.4条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性影响的最适浓度,需遵循单一变量原则,自变量为板栗壳黄酮的浓度,其他条件(如pH、酶量、脂肪浓度、温度等)保持一致。实验的基本思路是:在pH为7.4的适宜环境中,设置一系列浓度梯度的板栗壳黄酮溶液,同时设置不加板栗壳黄酮的对照组;每组均加入等量且适宜的胰脂肪酶和脂肪,测定各组的酶活性(或酶促反应速率);计算每组与对照组的酶活性差值,差值最大时对应的板栗壳黄酮浓度即为最适浓度(或通过对比各组酶活性,找出酶活性抑制最显著的浓度)。
【分析】酶具有专一性,需与底物结构互补才能发挥作用;抑制剂作用机理分两类——竞争活性位点(可通过增加底物浓度缓解)、改变酶空间结构(不可通过增加底物浓度缓解)。实验中,图1显示板栗壳黄酮抑制胰脂肪酶活性,图3体现不同pH下的抑制效果,需明确自变量、因变量及实验设计思路。
(1)据图1实验结果显示,加入板栗壳黄酮后酶促反应速率比对照组低,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。
(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,这说明酶促反应的发生需要酶与底物发生特异性结合,因此酶的作用具有专一性。图2中的B的作用机理显示板栗壳黄酮与酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使脂肪无法与脂肪酶发生结合,从而实现了对酶促反应速率的抑制,该抑制作用会导致脂肪的分解终止,此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解,C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点,从而减少了脂肪与胰脂肪酶的结合几率,进而是酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解,据图1可知,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组,且增加脂肪浓度,反应速率依然比对照组低,因此板栗壳黄酮的作用机理应为B。
(3)①由图3可知,板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH值约为7.4。加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变大,即由7.4变成了7.7。
②本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄铜对胰脂肪酶活性的影响,根据实验目的可知,本实验的自变量为是否加入板栗壳黄酮和不同pH。
③若要探究不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,则实验的自变量为板栗壳黄酮浓度, 因变量为酶促反应速率,因此实验的基本思路是在pH7.4条件下,设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度,分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性,并计算其差值。
1 / 1广东省广州市广州大学附属中学2024~2025学年高一上学期12月月考生物试卷
一、单选题(1-20题, 2分/题; 21-25题, 4分/题, 共60分。)
1.(2024高一上·广州月考)如图为细胞结构模式图,下列叙述错误的是(  )
A.H5N1病毒无图示的任何结构,但其体内也存在遗传物质
B.大肠杆菌、乳酸菌、酵母菌的体内都没有核膜包被的⑧
C.细胞因含⑥,所以能够进行有氧呼吸
D.蓝细菌细胞不含⑦,但能够进行光合作用
2.(2024高一上·广州月考)蛋清溶液做如下两种方式的处理:
(注:蛋白酶为一种催化剂,可催化蛋白质水解)
下列有关分析正确的是(  )
A.经①②③过程处理,蛋白质的空间结构及肽键没有遭到破坏
B.经③④过程处理,分别破坏了蛋白质的空间结构及肽键
C.③过程有水分子的产生,④过程有水分子的消耗
D.向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂,甲溶液变紫色,乙溶液不会变紫色
3.(2024高一上·广州月考)“膜流”是指细胞的各种膜结构之间的联系和转移,下列相关叙述正确的是(  )
A.“膜流”现象说明生物膜成分和结构相似
B.细胞吸水涨破属于“膜流”现象
C.枯草杆菌和酵母菌均能发生“膜流”现象
D.溶酶体内含有较多的水解酶,与“膜流”无关
4.(2024高一上·广州月考)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11O2N)羧基端的肽键,蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14O2N2)两侧的肽键。某四十九肽分别经酶1和酶2作用后的情况如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.此多肽中至少含3个苯丙氨酸、1个赖氨酸
B.位于四十九肽的16、30、48位的是苯丙氨酸
C.适宜条件下酶1和酶2同时作用于此多肽,可形成4条短肽和1个氨基酸
D.短肽D、E的氧原子数之和与四十九肽的氧原子数相同,氮原子数减少2个
5.(2024高一上·广州月考)DNA指纹技术在案件侦破、亲子鉴定等工作中起着重要作用,如图是一幅DNA指纹技术应用图,下列叙述错误的是(  )
A.DNA指纹能用于案件侦破,原因是个体的DNA的脱氧核苷酸序列具有特异性
B.DNA指纹显示,受害者和嫌疑人1、2、3与发现的样品中DNA有相同的区域
C.DNA指纹显示,嫌疑人2核酸彻底水解产物有8种,受害人DNA彻底水解产物有5种
D.罪犯样品和怀疑对象1、2、3进行DNA指纹比对,怀疑对象1最可能是罪犯
6.(2024高一上·广州月考)油菜种子在形成和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线如图。下列分析正确的是(  )
A.种子形成过程中,曲线交点表示可溶性糖与脂肪的相互转化处于动态平衡
B.种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,说明所有细胞中的脂肪均可以大量转化糖
C.种子萌发过程中细胞代谢增强,细胞中结合水的相对含量上升
D.种子萌发过程中,有机物的总量减少,有机物的种类增多
7.(2024高一上·广州月考)以碳链为基本骨架的小分子单体能构成许多不同的多聚体,模式图如下。有关说法正确的是 (  )
A.若图中多聚体为多糖,则构成它的单体可能是果糖
B.若图中多聚体为DNA,则参与其构成的核糖核苷酸有4种
C.若图中 S1、S2、S3、S4……是同一种单体,则该多聚体可以表示脂肪
D.若图中单体表示氨基酸,则形成长链时不是所有氨基和羧基都参与脱水缩合
8.(2024高一上·广州月考)研究发现一类称做“分子伴侣”的蛋白质可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽折叠、组装或转运,其本身不参与组成最终产物并可循环发挥作用。下列叙述正确的是(  )
A.“分子伴侣”介导加工的直链八肽化合物中至少含有9个氧原子和8个氮原子
B.“分子伴侣”溶于盐水中会造成其生物活性的丧失
C.“分子伴侣”的空间结构一旦发生改变,则不可逆转
D.“分子伴侣”对核糖体有高度的专一性
9.(2024高一上·广州月考)如图所示,甲、乙、丙为组成生物体的相关化合物,乙为一个由α、β、γ三条多肽链形成的蛋白质分子,共含285个氨基酸,图中每条虚线表示由两个巯基(—SH)脱氢形成的二硫键(—S—S—)。下列相关叙述正确的是(  )
A.由不同的甲形成乙后,相对分子质量比原来少了5080
B.甲为组成乙的基本单位,动物细胞中的甲都在核糖体上合成
C.丙是生物体中遗传信息的携带者,主要存在于细胞核且不能继续水解
D.如果甲中的R为C3H5O2,则由两分子甲形成的有机化合物中含有16个H
10.(2024高一上·广州月考)下列关于探究酶特性的实验的相关叙述,正确的是 (  )
A.探究pH对蔗糖酶活性的影响时,将蔗糖酶和蔗糖溶液的pH分别调到设定值后,再将相应pH下的蔗糖酶和蔗糖溶液混合
B.若探究过氧化氢酶有催化作用,应选择无机催化剂作为对照
C.若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测
11.(2024高一上·广州月考)高尔基体是有“极性”的,构成高尔基体的膜囊有顺面、中间和反面三部分。顺面接受由内质网合成的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面参与溶酶体酶(具有M6P标记)等蛋白质的分类和包装。下图是发生在高尔基体反面的3条分选途径。下列叙述错误的是(  )
A.组成型分泌可能有利于物质的跨膜运输
B.可调节性分泌离不开细胞间的信息交流
C.M6P 受体数量减少会抑制衰老细胞器的分解
D.高尔基体膜上的蛋白质在内质网中都有存在
12.(2024高一上·广州月考)肝脏是哺乳动物合成胆固醇的主要场所,餐后胆固醇的合成量会增加,其调节机制如图所示,图中mTORC1、AMPK、USP20、HMGCR均为调节代谢过程的酶,HMGCR是胆固醇合成的关键酶,mTORC1能促进USP20磷酸化,USP20磷酸化后使HMGCR稳定发挥催化作用。结合下图,以下说法错误的是(  )
A.葡萄糖载体、胰岛素受体(一种蛋白质)的空间结构发生改变,可能会失去生物学活性
B.图中合成胆固醇的原料为乙酰-CoA,合成胆固醇的细胞器为内质网
C.胆固醇是构成动植物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
D.据图推测,高糖饮食后进入肝细胞的葡萄糖增加,会引起细胞内胆固醇的合成量增加
13.(2024高一上·广州月考)蛋白复合体种类较多,其中核孔复合体是由多个蛋白质镶嵌在核孔上的一种双向亲水核质运输通道。易位子是一种位于内质网膜上的蛋白复合体,其中心有一个直径大约2纳米的通道,能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网,若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列叙述不正确的是(  )
A.核孔的数目因细胞种类及代谢状况不同而有所差别
B.核孔复合体的双向性是指物质均可以双向进出核孔
C.易位子与核孔均具有运输某些大分子物质进出的能力
D.易位子进行物质运输时具有识别能力,体现了内质网膜的选择性
14.(2024高一上·广州月考)图甲表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述正确的是(  )
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和细胞膜
B.图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间可以相互转换
C.图甲中构成分泌蛋白的物质X都有21种,b的产物没有生物活性
D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有选择透过性
15.(2024高一上·广州月考)下图表示某种细胞内甲、乙、丙三种细胞器的物质组成情况。下列相关叙述正确的是(  )
A.若该细胞是动物细胞,则甲可能是线粒体或细胞核
B.若该细胞是植物细胞,则乙不是内质网就是高尔基体
C.若甲在牛的细胞中不存在,则该细胞器为叶绿体
D.丙这种细胞器中含有的核酸可能是DNA
16.(2024高一上·广州月考)使用显微镜观察细胞时,可依据图像中特定的结构判断细胞的类型。下列叙述正确的是(  )
A.若观察不到核膜,则一定为原核细胞
B.若观察不到叶绿体,则一定不是植物细胞
C.若观察到染色体,则一定为真核细胞
D.若观察到中心体,则一定为动物细胞
17.(2024高一上·广州月考)有关“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验如下图。下列相关的叙述中,正确的是(  )
A.组别1号与2号对照,说明加热能降低化学反应的活化能
B.组别1号与4号对照,说明酶具有高效性
C.组别3号和4号实验可置于90℃水浴中进行
D.温度是组别3号与4号的无关变量
18.(2024高一上·广州月考)植物叶肉细胞光合作用合成的有机物是以蔗糖的形式经筛管不断运出。蔗糖分子利用H+形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与H+同向跨膜运输,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.维持筛管细胞内外正常的H+浓度差有利于蔗糖运输
B.ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解
C.蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,属于协助扩散
D.筛管细胞膜内侧的H+的浓度低于外侧
19.(2024高一上·广州月考)心肌细胞质中Ca2+浓度过低,会导致心肌收缩无力。心肌细胞膜上相关转运蛋白(Na+-K+泵和Na+- Ca2+交换体)的工作模式如图示。相关叙述错误的是(  )
A.心肌细胞通过Na+-K+泵吸收K+的方式为主动运输
B.心肌细胞通过Na+- Ca2+交换体排出Ca2+不消耗能量
C.Na+- Ca2+交换体转运相关离子时发生自身构象改变
D.Na+- K+泵特异性阻断剂可一定程度提高心肌收缩力
20.(2024高一上·广州月考)下列关于探究酶特性的实验的相关叙述,正确的是(  )
A.若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
B.若探究过氧化氢酶有催化作用,应选择无机催化剂作为对照
C.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择碘液对实验结果进行检测
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测
21.(2024高一上·广州月考)现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液,已知三种溶液是质量浓度为0.1g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验。(注:图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过)
实验Ⅰ:同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧,一半透膜段时间后,左侧的液面升高;
实验Ⅱ:将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,液面右侧先升高后降低。
根据实验现象,A溶液、B溶液、C溶液依次为(  )
A.0.1g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液
B.0.3g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液
C.0.3g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液、0.1g/mL的蔗糖溶液
D.0.1g/mL的蔗糖溶液、0.1g/mL的葡萄糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液
22.(2024高一上·广州月考)植物细胞的细胞膜、液泡膜上含有一种H+—ATP酶,可以转运H+,有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内的酸性环境。上图是植物细胞对H+运输示意图,下列相关说法错误的是(  )
A.在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中,细胞质基质的pH值最大
B.H+进出植物细胞的跨膜运输方式都是主动运输
C.H+—ATP酶是一种膜蛋白,能催化ATP水解和运输H+出细胞
D.线粒体功能受到抑制,会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收
23.(2024高一上·广州月考)下图是不同物质进出细胞方式中运输速度与影响因素间的关系曲线图,甲——丁为不同物质的跨膜运输实例,下列相关叙述中,正确的是 (  )
甲:性激素进入组织细胞; 乙:葡萄糖进入人成熟的红细胞; 丙:植物根毛细胞吸收水分 丁:人的小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖
A.甲和乙都涉及的图有①、③
B.丙和丁都涉及的图有②、④、⑥
C.乙涉及的的图包括②、③、⑥
D.丁涉及的图包括③、⑤
24.(2024高一上·广州月考)柽柳是强耐盐植物,它的根部能够吸收无机盐,叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。为探究根部对无机盐X的吸收方式,兴趣小组的同学利用生理状况相同的多条柳根,已知浓度的X溶液,X转运蛋白抑制剂和呼吸酶抑制剂完成了以下实验。对实验思路或实验结论的叙述正确的是(  )
甲组:6条柽柳根+X溶液→一段时间后测定溶液中X的浓度,计算X吸收速率。
乙组:6条柽柳根+X溶液+X转运蛋白抑制剂→一段时间后测定溶液中X的浓度,计算X吸收速率。
丙组:6条柽柳根+X溶液+呼吸酶抑制剂→一段时间后测定溶液中X的浓度,计算X吸收速率。
A.本实验没有设置对照组,不符合对照原则
B.若丙组溶液中X的吸收速率与甲组的吸收速率相等说明X吸收过程需要消耗能量
C.若乙组溶液中X的吸收速率比甲组的低,说明X是通过主动运输吸收的
D.若乙、丙溶液中X的吸收速率均小于甲组的吸收速率,说明X是通过主动运输吸收的
25.(2024高一上·广州月考)图A是将菠菜叶肉细胞进行差速离心的过程,图B是细胞中部分结构的图示,下列叙述正确的是(  )
A.图A的P2、P3、P4中均含图B中⑥结构
B.图A的P2中含图B中④,④是进行光合作用的场所
C.A的P1中细胞壁的形成与图B中③、⑤有关
D.图B中的②存在于图A中的S1、S2、S3中
二、非选择题(无特殊说明,每空1分,共40分。)
26.(2024高一上·广州月考)细胞是生物体的基本结构和功能单位,而自然界中生物种类繁多,根据生物知识回答:
(1)某研究小组在培养H2N9病毒时,应选用的培养基是:   (A、富集各种有机物的培养基; B、活鸡胚细胞),说明其理由   。
(2)幽门螺杆菌是引起胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡等疾病的“罪魁祸首”。如图是幽门螺杆菌结构模式图。请回答:
幽门螺杆菌与酵母菌比较,二者共有的结构是   (填序号);二者的主要区别在于幽门螺杆菌   ;
(3)如图所示, 图甲中①②③④表示镜头, ⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,图乙和图丙分别表示不同放大倍数下观察到的图象。请回答以下问题:
若使物像放大倍数最大,图甲中的组合一般是   (选填其中的三个序号)。从图乙调为图丙,正确的顺序:移动标本→转动转换器→调节光圈→调节   。
(4)为了进一步探究影响幽门螺杆菌生长繁殖的因素,某研究性学习小组在培养该菌过程中,发现了在某种细菌(简称W菌) 的周围,幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制。他们把W 菌接种在专门的培养基上培养,一段时间后,除去 W菌,在此培养基上再培养幽门螺杆菌,结果是幽门螺杆菌仍不能正常生长繁殖。
①据材料分析,研究小组的同学对“造成W 菌周围的幽门螺杆菌不能正常生长繁殖”的原因提出假设:W菌产生了不利于幽门螺杆菌生存的物质。
②试参照上述材料设计实验,验证①中的假设。
A. 方法步骤:
a. 制备培养基:取两个培养皿,按相同的营养成分,配制成甲、乙两个培养基。
b. 设置对照:在甲培养基上接种 W菌,乙培养基上   ,相同条件下培养一段.时间后,除去甲培养基的W菌。
c. 在甲、乙两培养基上分别接种相同的幽门螺杆菌。
d. 培养观察:在相同且适宜条件下培养甲、乙两个培养基上的幽门螺杆菌。
B. 实验结果:   (甲/乙) 培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制,不能正常繁殖,另一组培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖不受抑制,正常繁殖。
27.(2024高一上·广州月考)香蕉成熟过程中,果实逐渐变甜。图1为香蕉细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,A、B 代表元素, I、II、III、IV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,V是某类有机物分子。图2中I、II两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉,分别加等量的蒸馏水制成提取液,然后在a、b试管中各加5mL 第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL 第y天的提取液,如图3。请根据图回答下列问题:
(1)图1中A、B所代表的元素在 Y、P 中都肯定含有的是   (填元素名称)。
(2)图1中的Ⅱ携带遗传信息,其中含有核苷酸   种。
(3)V代表的物质中,若在人体内可以参与血液中脂质的运输,该物质名称是   。
(4)在b、d试管中各加入等量斐林试剂,水浴加热后,b试管现象是   ,与b相比,d的颜色更   (填“深”或“浅”),图2中的I代表可对应图1中的   (填符号)。
(5)酶属于图1中的   (填符号),酶的作用机理是   。
28.(2024高一上·广州月考)研究人员在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸通过检测放射性的聚集和转移情况,研究分泌蛋白的合成和分泌过程。如图表示胰腺腺泡细胞的部分结构和分泌过程。请回答:
(1)该实验采用了   法进行研究,以追踪细胞中相关物质的去向。
(2)预测实验结果:放射性首先出现在核糖体上,随后在不同结构中聚集和转移的先后顺序是   (以图中序号作答),最后出现在④。
(3)图中⑥溶酶体是细胞的“消化车间”,内含多种水解酶,除了图中所示的功能外,溶酶体还能够分解   ,以保持细胞的功能稳定。
(4)②具有对来自①的蛋白质进行   (至少答出三点) 的功能。③与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有什么特点    。
(5)若细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的受体结合,引起了靶细胞的生理活动发生变化,则此过程体现了细胞膜具有   的功能。
(6)研究发现癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大,温热处理可使细胞膜的流动性发生改变,严重时会引起细胞死亡。43℃温热处理时,在100min 内随作用时间延长,膜的流动性逐渐增加,且癌细胞比正常体细胞更显著,100min后冷却到体温(37℃)后,正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全。这成为温热治疗肿瘤的理论依据。为验证温热处理对不同细胞膜流动性的影响,研究小组进行了实验。
①实验思路:取试管若干,均分为4组,编号为ABCD,进行如下设计:
A B c D
加悬液 红细胞悬液 红细胞悬液 肝癌细胞悬液 肝癌细胞悬液
保温 37℃ 43℃处理 100min后冷却 37℃ 43℃处理 100min后冷却
检测 用膜流动性测量仪分别测各组细胞膜的流动性并记录
②预测实验结果:请在所给的坐标系中补充绘制D组结果的示意曲线   。
29.(2024高一上·广州月考)在靠近海滩或者海水与淡水汇合的河口地区,陆生植物遭受着高盐环境胁迫。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,其根细胞独特的物质转运机制发挥了十分重要的作用。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。请回答问题:
(1)植物细胞的质壁分离指的是细胞壁和   的分离。
(2)通常情况下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+以   方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,同时抑制了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,影响细胞的生命活动。
(3)据图可知,耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7. 5,而细胞膜外和液泡膜内pH均为5. 5(H+含量越高的溶液pH越低)。这个差异主要由细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵以   方式转运H+来维持的。这种H+分布特点为图中的    两种转运蛋白运输Na+提供了动力,这一转运过程可以帮助根细胞将Na+转运到   ,从而减少Na+对胞内代谢的影响。
(4)在高盐胁迫下,根细胞质基质中的Ca2+抑制HKTl运输Na+,促进 AKTl运输K+,进而调节细胞中各种离子的浓度和比例。一部分离子被运入液泡内,可以通过调节细胞液的渗透压,促进根细胞   ,从而降低细胞内盐的浓度。
(5)为验证Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用,科研小组进行实验:
①实验材料:盐地碱蓬幼苗、一定浓度的高盐培养液M (含NaCl和KCl)、Ca2+转运蛋白抑制剂溶液等。
②实验步骤:
a. 取生长发育基本相同的盐地碱蓬幼苗分成甲、乙两组,加入等量一定浓度的高盐培养液M进行培养:
b. 甲组加入2mL 蒸馏水,乙组加入   ;
c. 一段时间后,测定高盐培养液中 Na+、K+浓度。
③预期实验结果及结论:与甲组相比,乙组培养液中   ,说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。
30.(2024高一上·广州月考)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了下列实验:在酶量一定且环境适宜的条件下,检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响,结果如图1。
回答下列问题:
(1)图1 曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有   (促进/抑制)作用。
(2)图2 中 A 显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,表明酶的作用特点是具有   性。图2 中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图:C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点,从而减少了脂肪与胰脂肪酶的结合几率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制能否通过增加脂肪的浓度而缓解    (是/否)。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为图2的   (填“B”或“C”)。
(3)为研究不同 pH 条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图 3 所示。
①由图 3 可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适 pH 变   。
②本实验的自变量有   。
③若要探究pH为7.4条件下,板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性影响的最适浓度,简述实验的基本思路是:    。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位;原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、H5N1病毒属于病毒,无细胞结构,因此不含图中任何细胞结构(如细胞膜、线粒体、细胞核等);但病毒都含有遗传物质,H5N1病毒的遗传物质是RNA,能指导自身在宿主细胞内的复制,故其体内存在遗传物质,A不符合题意;
B、大肠杆菌、乳酸菌均为原核生物,原核生物的细胞内没有核膜包被的细胞核,因此不含⑨核膜及与之相关的⑧核孔;而酵母菌是真核生物,真核生物的细胞内有核膜包被的细胞核,含有⑨核膜和⑧核孔,并非“体内都没有核膜包被的⑧”,B符合题意;
C、图中⑥为线粒体,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所(有氧呼吸的第二、三阶段在线粒体中进行),能将有机物中的化学能转化为细胞可利用的能量。细胞中含有线粒体,意味着其具备进行有氧呼吸的关键结构,因此能够进行有氧呼吸,C不符合题意;
D、蓝细菌属于原核生物,其细胞内仅含核糖体一种细胞器,不含图中⑦叶绿体;但蓝细菌的细胞内含有藻蓝素和叶绿素两种光合色素,还含有与光合作用相关的酶,因此能够利用光能将二氧化碳和水合成有机物,进行光合作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】图中①为细胞壁、②为细胞膜、③为高尔基体、④为细胞质基质、⑤为染色质、⑥为线粒体、⑦为叶绿体、⑧为核孔、⑨为核膜、⑩为液泡、 为核糖体、 为核仁。病毒无细胞结构,但含遗传物质(DNA或RNA);原核生物无核膜包被的细胞核(无⑨核膜、⑧核孔等结构),仅含核糖体一种细胞器,部分原核生物(如蓝细菌)可通过光合色素进行光合作用;真核生物有核膜包被的细胞核,线粒体是有氧呼吸主要场所,叶绿体是光合作用场所(仅存在于光合细胞中)。
2.【答案】B
【知识点】蛋白质变性的主要因素;检测蛋白质的实验
【解析】【解答】A、①是盐析(加入饱和硫酸铵)、②是盐析后的再溶解(加入蒸馏水),这两个过程仅改变蛋白质溶解度,不会破坏其空间结构和肽键;但③是高温处理,会破坏蛋白质的空间结构(导致变性),只是不破坏肽键,A不符合题意;
B、③是高温处理,仅破坏蛋白质的空间结构(使蛋白质失去原有的空间构象),不破坏肽键;④是蛋白酶处理,蛋白酶的作用是催化蛋白质水解,会断裂肽键,将蛋白质分解为多肽或氨基酸,因此分别破坏了空间结构及肽键,B符合题意;
C、③是高温变性,该过程仅改变蛋白质空间结构,没有化学键的断裂或形成,不产生水分子;④是蛋白酶水解蛋白质,肽键断裂时需要消耗水分子(水解反应的特点),C不符合题意;
D、双缩脲试剂与蛋白质或多肽中的肽键反应呈紫色。甲溶液(经①②③处理)中仍有变性的蛋白质(含肽键),乙溶液中蛋白酶本身是蛋白质(含肽键),且蛋白质水解产物多肽中也含肽键,因此甲、乙两溶液加入双缩脲试剂后均会变紫色,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】蛋白质的盐析是可逆过程,不破坏空间结构和肽键,仅改变溶解度;高温变性是不可逆过程,破坏空间结构但不破坏肽键;蛋白酶水解是不可逆过程,破坏肽键(将蛋白质分解为小分子)。双缩脲试剂的显色反应依赖肽键,只要溶液中存在含肽键的物质(蛋白质、多肽),就能发生紫色反应,与蛋白质是否变性无关。
3.【答案】A
【知识点】细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】A、“膜流”是细胞内各种膜结构之间的联系与转移,这种转移能实现的前提是生物膜的成分(主要为脂质和蛋白质)和结构(流动镶嵌模型)相似,只有成分和结构相似,膜结构之间才能通过囊泡等方式相互融合、转移,因此“膜流”现象可说明生物膜成分和结构相似,A符合题意;
B、细胞吸水涨破是细胞膜因外界溶液浓度过低,细胞过度吸水导致膜结构破裂,此过程仅涉及细胞膜的单独变化,没有体现细胞内各种膜结构(如内质网、高尔基体、细胞膜)之间的联系或转移,不符合“膜流”的定义,B不符合题意;
C、枯草杆菌是原核生物,其细胞内仅含有细胞膜一种生物膜,没有内质网、高尔基体、线粒体等具膜细胞器,无法形成膜结构之间的联系与转移,不能发生“膜流”现象;酵母菌是真核生物,有多种具膜结构,可发生“膜流”,C不符合题意;
D、溶酶体内的水解酶合成与运输过程依赖“膜流”:水解酶先在核糖体合成,进入内质网加工后,由内质网形成的囊泡包裹运输到高尔基体;高尔基体进一步加工后,再形成囊泡包裹水解酶,最终囊泡与溶酶体融合,将水解酶送入溶酶体。全程涉及囊泡介导的膜结构转移,与“膜流”密切相关,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】生物膜主要由脂质和蛋白质组成,成分相似且结构具有流动性,这是膜结构之间能相互联系、转移的前提,因此“膜流”现象可体现生物膜成分和结构的相似性。 溶酶体中的水解酶合成与运输过程(核糖体合成→内质网加工→囊泡运输→高尔基体加工→囊泡运输→溶酶体),全程涉及囊泡介导的膜结构转移,与“膜流”密切相关。
4.【答案】C
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合
【解析】【解答】A、蛋白酶1作用于苯丙氨酸羧基端的肽键,水解后产生3条短肽(A、B、C),说明有3个水解位点(16-17、30-31、48-49),对应多肽中至少含3个苯丙氨酸(位于16、30、48位);蛋白酶2作用于赖氨酸两侧的肽键,水解后产生2条短肽(D、E),说明只有1个水解位点(破坏赖氨酸两侧肽键,去掉1个赖氨酸),对应多肽中至少含1个赖氨酸(位于23位),A不符合题意;
B、蛋白酶1作用于苯丙氨酸羧基端的肽键,即苯丙氨酸右侧的肽键会被断裂。水解后产生的短肽A为1-16、B为17-30、C为31-48(剩余49位氨基酸),说明16、30、48位氨基酸的羧基端肽键被断裂,因此这三个位置的氨基酸是苯丙氨酸,B不符合题意;
C、酶1单独作用产生3条短肽和1个氨基酸(49位),酶2单独作用产生2条短肽(去掉23位赖氨酸)。两者同时作用时,会断裂16-17、30-31、48-49肽键(酶1作用)和22-23、23-24肽键(酶2作用),最终形成4条短肽(1-16、17-22、24-30、31-48)和2个氨基酸(23位赖氨酸、49位氨基酸),而非“4条短肽和1个氨基酸”,C符合题意;
D、短肽D、E是四十九肽经酶2水解的产物(去掉23位赖氨酸,断裂2个肽键),水解过程消耗2个水分子(每个肽键断裂消耗1个水)。从氧原子看,四十九肽去掉1个赖氨酸(含2个氧),但加入2个水分子(含2个氧),氧原子总数不变;从氮原子看,去掉的赖氨酸含2个氮,因此氮原子数减少2个,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】蛋白酶的作用具有特异性,仅断裂特定氨基酸附近的肽键,可通过水解后短肽的数量推断水解位点,进而确定特定氨基酸的数量和位置。分析多肽水解后的元素变化时,需考虑“肽键断裂消耗水分子”和“去掉的氨基酸所含元素”:肽键断裂消耗的水分子会补充氧和氢,去掉的氨基酸会带走相应元素,需综合计算总数变化。
5.【答案】C
【知识点】DNA分子的结构;DNA分子的多样性和特异性
【解析】【解答】A、DNA指纹技术的核心依据是DNA的特异性,即不同个体的DNA分子中,脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序各不相同,这种独特的序列能作为个体的“遗传标识”,因此可用于案件侦破中锁定个体,A不符合题意;
B、从DNA指纹图谱来看,受害者、嫌疑人1、2、3的DNA条带与发现的样品(如案发现场提取的DNA)之间,存在部分位置相同的条带,说明它们的DNA有相同的区域,这些区域可能是物种共有的或亲属间相似的序列,B不符合题意;
C、DNA的彻底水解产物是固定的,无论来自嫌疑人还是受害者,都包括4种脱氧核苷酸(进一步彻底水解为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基),共6种产物,而非“嫌疑人2有8种、受害人有5种”。且DNA指纹图谱仅显示DNA片段的比对结果,无法从图中判断DNA彻底水解产物的种类,C符合题意;
D、通过DNA指纹比对,怀疑对象1的DNA条带与罪犯样品(如受害者体内分离的外来DNA)的条带重合度最高,说明二者的DNA序列最相似,因此怀疑对象1最可能是罪犯,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】DNA指纹技术依赖DNA分子的特异性(脱氧核苷酸序列的独特性);DNA彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基(共6种),与个体无关;DNA指纹图谱比对时,条带重合度越高,说明两者的DNA关联性越强。此外,不同个体的DNA并非完全不同,会存在部分相同区域(如保守序列),因此图谱中会有共同条带。
6.【答案】D
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能;糖类、脂质和蛋白质的代谢过程与相互关系
【解析】【解答】A、种子形成过程中,曲线交点仅表示此时可溶性糖与脂肪的含量相等,并非转化处于动态平衡。从整体趋势看,交点后可溶性糖含量持续下降、脂肪含量持续上升,说明可溶性糖在不断转化为脂肪,二者转化速率并不相等,A不符合题意;
B、种子萌发时脂肪可转变为可溶性糖,但这并不意味着“所有细胞中的脂肪均可以大量转化为糖”。实际上,脂肪转化为糖类的过程具有组织和生理阶段的特异性,且脂肪通常不能大量转化为糖类,B不符合题意;
C、种子萌发过程中,细胞代谢活动增强,需要更多自由水参与物质运输和化学反应,因此自由水的相对含量上升,结合水的相对含量下降,而非上升,C不符合题意;
D、种子萌发初期无法进行光合作用,只能通过分解储存的有机物(如脂肪、糖类)供能,导致有机物的总量减少;同时,脂肪等大分子有机物会分解转化为可溶性糖、氨基酸等小分子物质,使得细胞内有机物的种类增多,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】油菜种子形成时,光合作用产生的可溶性糖会不断转化为脂肪储存起来,因此可溶性糖含量下降、脂肪含量上升;种子萌发时,储存的脂肪会逐步分解为可溶性糖,为细胞代谢和胚的生长提供能量,故脂肪含量下降、可溶性糖含量上升。此外,细胞代谢强度与自由水含量正相关,代谢增强时自由水比例升高;种子萌发初期(未长出绿叶前),有机物总量因呼吸消耗而减少,但物质分解会产生更多中间产物,使有机物种类增加。
7.【答案】D
【知识点】核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;生物大分子以碳链为骨架
【解析】【解答】A、若多聚体为多糖,常见的淀粉、纤维素、糖原其单体均为葡萄糖,而非果糖;即使是特殊多糖(如几丁质),其单体也是乙酰葡萄糖胺,并非果糖,A不符合题意;
B、若多聚体为DNA(脱氧核糖核酸),其单体应为4种脱氧核糖核苷酸(含脱氧核糖、磷酸和A、T、C、G四种碱基);核糖核苷酸是RNA(核糖核酸)的单体,含核糖而非脱氧核糖,与DNA的单体类型不符,B不符合题意;
C、脂肪的结构是1分子甘油与3分子脂肪酸结合形成,不属于“单体重复聚合形成的多聚体”;且脂肪的组成成分(甘油和脂肪酸)并非同一种单体,因此即使S1、S2、S3、S4……是同一种单体,也无法表示脂肪,C不符合题意;
D、若单体为氨基酸,氨基酸聚合形成肽链时,仅每个氨基酸分子中与α-碳原子(中心碳原子)直接相连的氨基和羧基参与脱水缩合,形成肽键;而氨基酸R基中可能含有的氨基或羧基,一般不参与脱水缩合过程,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)多糖的单体多为单糖,如淀粉、纤维素、糖原的单体均为葡萄糖,几丁质的单体为乙酰葡萄糖胺,并非所有多糖的单体都是果糖。
(2)核酸分为DNA和RNA,DNA的单体是4种脱氧核糖核苷酸,RNA的单体是4种核糖核苷酸,二者单体的五碳糖不同(前者为脱氧核糖,后者为核糖)。
(3)脂肪不属于多聚体,它由1分子甘油和3分子脂肪酸组成,不存在“相同单体重复聚合”的特点,与多聚体(单体重复连接形成)的结构本质不同。
(4)蛋白质的单体是氨基酸,氨基酸聚合形成肽链时,仅每个氨基酸分子中与中心碳原子直接相连的氨基(-NH2)和羧基(-COOH)参与脱水缩合,氨基酸R基中的氨基或羧基一般不参与该过程。
8.【答案】A
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合
【解析】【解答】A、直链八肽由8个氨基酸经脱水缩合形成,过程中脱去7个水分子。从氮原子来看,每个氨基酸至少含1个主链氨基(含1个N),若R基无额外N,8个氨基酸共含8个N,脱水缩合不消耗N,故八肽至少含8个N;从氧原子来看,每个氨基酸至少含1个主链羧基(含2个O),8个氨基酸共含16个O,脱去7个水分子(含7个O),则八肽至少含16-7=9个O。因此直链八肽至少含有9个氧原子和8个氮原子,A符合题意;
B、“分子伴侣”属于蛋白质,溶于盐水中会发生盐析,即蛋白质因溶解度降低而析出,但盐析过程不破坏蛋白质的空间结构,其生物活性不会丧失,加水后蛋白质可重新溶解并恢复功能,B不符合题意;
C、题干提到“分子伴侣”通过改变自身空间结构发挥作用,且能循环发挥作用,这说明其改变后的空间结构可以恢复到原始状态,即空间结构的改变是可逆转的,并非一旦改变就无法恢复,C不符合题意;
D、“分子伴侣”的作用是识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,帮助其完成折叠、组装或转运,它的作用对象是多肽,而非核糖体,因此对核糖体没有高度的专一性,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】氨基酸脱水缩合形成直链多肽时,N原子数至少等于氨基酸数(主链氨基提供,R基无额外N时),O原子数至少为氨基酸数×2减去脱去水分子数(脱去水分子数=氨基酸数-肽链数,因每个羧基含2个O,脱水会脱去1个O);蛋白质盐析是溶解度降低析出,不破坏空间结构和活性,变性则是空间结构破坏且不可逆;“分子伴侣”空间结构改变可逆转(因能循环使用),作用对象是多肽,对核糖体无专一性。
9.【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;核酸的种类及主要存在的部位;核酸在生命活动中的作用
【解析】【解答】A、氨基酸形成蛋白质时,相对分子质量减少的部分包括脱水缩合失去的水分子质量和形成二硫键脱去的氢原子质量。乙由285个氨基酸、3条肽链组成,脱水数为285-3=282个,水分子总质量为282×18=5076;图中含4个二硫键,每个二硫键由2个巯基(-SH)脱去2个H形成,共脱去4×2=8个H,质量为8。因此总减少质量为5076+8=5084,而非5080,A不符合题意;
B、甲是氨基酸,是组成蛋白质(乙)的基本单位;但“动物细胞中的甲都在核糖体上合成”表述错误,氨基酸大多需要从外界吸收,核糖体是合成蛋白质(乙)的场所,并非合成氨基酸的场所,B不符合题意;
C、丙是核苷酸,是核酸的基本单位,而生物体中遗传信息的携带者是核酸(DNA或RNA),并非核苷酸;核酸主要存在于细胞核(DNA)或细胞质(RNA)中,且核苷酸还能进一步水解为磷酸、五碳糖和含氮碱基,并非“不能继续水解”,C不符合题意;
D、氨基酸的结构通式为C2H4O2NR,若R基为C3H5O2,则甲的分子式为C2H4O2N + C3H5O2 = C5H9O4N。两分子甲脱水缩合形成二肽时,脱去1个水分子(H2O),则二肽的分子式为2×C5H9O4N - H2O = C10H16O7N,其中氢原子数为16,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】氨基酸脱水缩合时,肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数,相对分子质量减少量=脱水数×18+二硫键数×2(每个二硫键脱去2个H)。蛋白质的基本单位是氨基酸,合成场所是核糖体;核酸的基本单位是核苷酸,核酸是遗传信息的携带者,核苷酸可进一步水解为磷酸、五碳糖和碱基。计算氨基酸及其脱水缩合产物的元素数量时,需结合结构通式和脱水过程中的元素守恒。
10.【答案】A
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、探究pH对蔗糖酶活性的影响时,自变量是pH,实验关键是保证反应从开始到结束均在设定pH下进行。若先混合蔗糖酶和蔗糖溶液,再调pH,混合初期的pH已偏离设定值,会影响酶活性,导致实验结果不准确。因此需先将蔗糖酶和蔗糖溶液分别调到设定pH,再混合反应,符合实验设计的变量控制原则,A符合题意;
B、实验目的不同,对照设置不同:若探究“过氧化氢酶有催化作用”,需证明酶能促进反应发生,对照应是“不加催化剂的过氧化氢溶液”(空白对照),通过对比有无酶时的反应速率,判断酶的催化作用;若探究“过氧化氢酶的高效性”,才需以“无机催化剂(如Fe3+)”为对照,对比酶与无机催化剂的催化效率。该选项混淆了“催化作用”与“高效性”的对照设计,B不符合题意;
C、过氧化氢的化学性质不稳定,自身易受温度影响分解:温度升高时,即使无酶催化,过氧化氢的分解速率也会加快;高温下酶虽失活,但过氧化氢自身分解产生的气泡会干扰实验,导致无法区分反应速率变化是由酶活性改变还是底物自身分解引起的。因此不能选择过氧化氢溶液作为探究温度对酶活性实验的底物,C不符合题意;
D、碘液的作用是检测淀粉是否存在(淀粉遇碘变蓝),但无法检测蔗糖的分解情况:若淀粉酶能催化淀粉分解,溶液蓝色会褪去;若淀粉酶不能催化蔗糖分解,蔗糖及分解产物(葡萄糖、果糖)均不与碘液反应,溶液始终无蓝色变化。因此无论蔗糖是否分解,碘液都无法显示差异,不能用碘液检测实验结果,应改用斐林试剂检测还原糖(淀粉分解产物和蔗糖分解产物均为还原糖,可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀),D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】探究pH对酶活性的影响时,需先将酶和底物分别调至设定pH,再混合反应,避免混合后pH变化干扰实验;探究酶的催化作用(与无催化对比)需以“不加催化剂”为对照,探究酶的高效性(与无机催化剂对比)才以无机催化剂为对照;过氧化氢自身易受温度影响分解,不能作为探究温度对酶活性实验的底物;用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究专一性时,碘液无法检测蔗糖是否分解(蔗糖及分解产物均不与碘液反应),需用斐林试剂检测还原糖。
11.【答案】D
【知识点】细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、组成型分泌是高尔基体持续将蛋白质分泌到细胞膜的过程,部分分泌的蛋白质会整合到细胞膜上形成膜蛋白。有些膜蛋白(如载体蛋白、通道蛋白)具有物质跨膜运输的功能,因此组成型分泌通过形成这类膜蛋白,可能有利于物质的跨膜运输,符合组成型分泌的功能特点,A不符合题意;
B、可调节性分泌的特点是蛋白质先在囊泡中储存,需外界信号分子(如激素、神经递质)与细胞膜上的受体结合后,才触发囊泡与细胞膜融合并释放内容物。信号分子与受体的结合是细胞间信息交流的重要方式,因此可调节性分泌离不开细胞间的信息交流,B不符合题意;
C、溶酶体酶具有M6P标记,在高尔基体反面分选时,需与M6P受体结合才能被包装到囊泡中,进而形成溶酶体。衰老细胞器的分解依赖溶酶体中的水解酶,若M6P受体数量减少,溶酶体酶无法有效结合并分选到囊泡,会导致溶酶体形成受阻,进而抑制衰老细胞器的分解,C不符合题意;
D、高尔基体不同膜囊(顺面、中间、反面)的功能不同,而膜蛋白的种类和数量决定膜的功能,因此不同膜囊上的蛋白质存在差异:顺面膜蛋白主要负责接收内质网物质,反面膜蛋白主要负责分类包装(如M6P受体),部分反面特有的膜蛋白(如M6P受体)并非来自内质网,而是在高尔基体自身合成或修饰形成,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】高尔基体顺面接收内质网物质,中间膜囊修饰加工,反面负责分类包装(如溶酶体酶含M6P标记);反面有三条分选途径——组成型分泌(持续分泌,可形成膜蛋白辅助跨膜运输)、可调节性分泌(需信号分子触发,依赖细胞间信息交流)、溶酶体酶分选(依赖M6P受体,形成溶酶体分解衰老细胞器)。此外,高尔基体不同膜囊(顺面、中间、反面)功能不同,膜上蛋白质种类和数量存在差异,并非所有高尔基体膜蛋白都来自内质网。
12.【答案】C
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;其它细胞器及分离方法;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、葡萄糖载体和胰岛素受体均为蛋白质,而蛋白质的功能依赖其特定空间结构。若二者空间结构发生改变,其介导物质运输或信号传递的功能可能丧失,即失去生物学活性,A不符合题意;
B、由图可知,乙酰-CoA在关键酶HMGCR的催化下可转变为胆固醇,说明合成胆固醇的原料是乙酰-CoA;胆固醇属于脂质,而内质网是细胞内“脂质合成车间”,因此合成胆固醇的细胞器为内质网,B不符合题意;
C、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,可维持细胞膜的流动性;但植物细胞膜中不含胆固醇。此外,在人体内,胆固醇确实能参与血液中脂质的运输,C符合题意;
D、高糖饮食后,进入肝细胞的葡萄糖增多,一方面会抑制AMPK活性(AMPK可抑制mTORC1),解除AMPK对mTORC1的抑制;另一方面,高血糖会刺激胰岛素分泌,胰岛素与受体结合后可活化mTORC1。活化的mTORC1能促进USP20磷酸化,磷酸化的USP20使HMGCR稳定发挥作用,最终导致胆固醇合成量增加,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】胆固醇的合成原料为乙酰-CoA,合成场所是内质网,其功能包括构成动物细胞膜、参与人体血液中脂质的运输(植物细胞不含胆固醇)。高糖饮食对胆固醇合成的调节路径为:葡萄糖增多→抑制AMPK活性+胰岛素活化mTORC1→mTORC1促进USP20磷酸化→磷酸化USP20维持HMGCR活性→胆固醇合成增加。此外,蛋白质的功能与其空间结构密切相关,结构改变可能导致功能丧失。
13.【答案】B
【知识点】生物膜的功能特性;细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、核孔是核质之间物质交换和信息交流的通道,细胞代谢越旺盛,核质间物质交换越频繁,核孔数目通常越多;不同种类的细胞功能不同,核孔数目也会存在差异,因此核孔数目因细胞种类及代谢状况不同而有差别,A不符合题意;
B、核孔复合体的双向性是指某些物质可双向运输,比如RNA从细胞核运到细胞质,蛋白质从细胞质运到细胞核,但并非所有物质都能通过核孔,例如DNA分子不能从细胞核运出,也不能从细胞质运入细胞核,存在严格的物质选择性,B符合题意;
C、核孔复合体可运输大分子物质,比如蛋白质、RNA;易位子能引导新合成的多肽链(大分子)进入内质网,也能将内质网中未正确折叠的多肽链(大分子)运回细胞质基质,因此二者均具有运输某些大分子物质进出的能力,C不符合题意;
D、易位子能特异性识别并结合多肽链上的信号肽,仅引导含信号肽的多肽链进入内质网,对运输的物质有选择性,这体现了内质网膜的选择透过性,即通过蛋白复合体实现对特定物质的运输选择,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】核孔复合体是双向运输通道,但具有物质选择性,比如DNA不能通过,其数目与细胞代谢强度相关;易位子位于内质网膜,可识别信号肽并运输多肽链,既能将多肽链运入内质网,也能将错误折叠的多肽链运回细胞质,体现膜的选择性。二者均能运输大分子物质,但运输的物质种类和方向受特定机制调控。
14.【答案】B
【知识点】生物膜的功能特性;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、分泌蛋白合成起始于核糖体(a),随后进入内质网(b)进行初步加工,再通过囊泡运输到高尔基体(c)进一步加工,最终通过细胞膜分泌到细胞外。因此c应为高尔基体,A不符合题意;
B、图乙中,内质网通过囊泡将蛋白质运输到高尔基体,膜面积减少;高尔基体加工后再通过囊泡将蛋白质运输到细胞膜,膜面积先增加后减少,最终基本不变。这一过程说明高尔基体可分别与内质网、细胞膜通过囊泡实现膜成分的相互转换,B符合题意;
C、构成蛋白质的氨基酸共21种,但并非所有分泌蛋白都会包含全部21种氨基酸,具体取决于蛋白质的结构和功能;b(内质网)对蛋白质进行初步加工,形成具有一定空间结构的蛋白质,该产物已具备初步生物活性,而非完全没有生物活性,C不符合题意;
D、图甲中囊泡的形成与融合、图乙中膜面积的变化,均体现了生物膜的结构特点——流动性,即膜的形态和结构可发生变化;而选择透过性是指膜对物质进出细胞的选择性控制,与题干中的变化无关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】分泌蛋白的合成路径为:核糖体(合成多肽链)→ 内质网(初步加工,形成有一定空间结构的蛋白质,产生囊泡)→ 高尔基体(进一步加工、分类和包装,产生囊泡)→ 细胞膜(囊泡与膜融合,分泌蛋白释放)。该过程中,核糖体无膜结构,内质网膜面积减少,细胞膜膜面积增加,高尔基体膜面积先增后减,最终基本不变。同时,囊泡的形成与融合是生物膜流动性的典型体现,而非选择透过性。
15.【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、从物质组成看,甲含膜结构和微量核酸,可能是线粒体或叶绿体(二者均为具膜细胞器且含少量DNA和RNA);但细胞核不是细胞器,即使动物细胞有细胞核,也不能将其归为“细胞器甲”,A不符合题意;
B、乙含膜结构但不含核酸,植物细胞中符合该特征的细胞器不止内质网和高尔基体,还包括液泡、溶酶体等(这些细胞器均有膜结构,且不含核酸),因此“乙不是内质网就是高尔基体”的表述过于绝对,B不符合题意;
C、甲含膜和核酸,只能是线粒体或叶绿体;牛是动物,动物细胞中不存在叶绿体,仅含线粒体,因此若甲在牛的细胞中不存在,该细胞器必然是叶绿体,C符合题意;
D、丙不含膜结构,且组成成分是蛋白质和核酸,符合核糖体的物质组成(核糖体由蛋白质和rRNA构成,不含DNA);因此丙是核糖体,含有的核酸只能是RNA,而非DNA,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞器的物质组成可作为判断依据:含膜+核酸(少量)的是线粒体或叶绿体;含膜但无核酸的是内质网、高尔基体、液泡、溶酶体等;无膜+蛋白质+核酸(RNA)的是核糖体。此外,动物细胞无叶绿体,植物细胞可能有液泡,细胞核不属于细胞器。
16.【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;动、植物细胞的亚显微结构
【解析】【解答】若观察不到核膜,不一定是原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞,A错误;若观察不到叶绿体,则不一定不是植物细胞,如根尖细胞,B错误;若观察到染色体,则一定为真核细胞,因为原核细胞不含染色体,C正确;若观察到中心体,则可能是动物细胞或低等植物细胞,D错误。故答案为:C。
【分析】原核细胞、真核细胞的比较
  原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁,遗传物质DNA分布的区域称拟核;无染色体 有核膜和核仁;核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体,无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素,主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
17.【答案】D
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、组别1号(常温)与2号(加热)对照,加热的作用是提供能量,使过氧化氢分子从难以反应的常态转变为容易反应的活跃状态,从而加快分解速率;而“降低化学反应的活化能”是催化剂(如酶、Fe3+)的作用机制,加热并不具备这一功能,A不符合题意;
B、组别1号(无催化剂)与4号(加肝脏研磨液,含过氧化氢酶)对照,二者的单一变量是“有无催化剂”,通过对比可知酶能加快过氧化氢分解,说明酶具有“催化作用”;若要证明酶的“高效性”,需对比“酶(4号)”与“无机催化剂(3号,FeCl3)”,通过二者分解速率的差异体现酶的高效性,B不符合题意;
C、90℃水浴环境下,过氧化氢自身会因高温而加速分解(即使无催化剂也会产生大量气泡),同时高温会使4号实验中的过氧化氢酶变性失活,导致酶无法发挥催化作用。这种情况下,无法区分气泡产生是由“条件处理(催化剂)”还是“高温自身作用”引起,会严重干扰实验结果,因此组别3号和4号实验不能置于90℃水浴中进行,C不符合题意;
D、组别3号(加FeCl3,无机催化剂)与4号(加肝脏研磨液,酶)对照,二者的单一变量是“催化剂的种类”(无机催化剂 vs 酶),而温度、过氧化氢浓度、试剂用量等其他因素均属于无关变量,实验中需保证这些无关变量适宜且一致,以避免其对实验结果产生干扰,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】实验中自变量是“过氧化氢所处的条件”(加热、FeCl3溶液、肝脏研磨液),因变量是“过氧化氢分解速率”(通过气泡产生快慢体现),无关变量(如温度、过氧化氢浓度、试剂用量)需保持一致且适宜。加热的作用是使过氧化氢分子从常态变为活跃状态(不降低活化能);酶的催化作用需与“无催化剂”对照体现(证明催化性),与“无机催化剂”对照体现(证明高效性);高温会直接导致过氧化氢分解,还会使酶失活,干扰实验结果。
18.【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、蔗糖跨膜运输的动力来自筛管细胞内外的H+浓度差,只有维持正常的H+浓度差(外侧H+浓度高于内侧),才能为蔗糖与H+的同向运输提供能量,确保蔗糖顺利进入筛管细胞,因此维持该浓度差有利于蔗糖运输,A不符合题意;
B、由图可知,ATP酶具有双重功能:一方面作为载体蛋白,能协助K+进入细胞、H+运出细胞;另一方面作为酶,能催化ATP水解,释放能量用于维持H+浓度差(将H+主动运出细胞),因此ATP酶既为K+、H+的载体,又可催化ATP水解,B不符合题意;
C、蔗糖的跨膜运输虽未直接消耗ATP,但依赖H+浓度差提供的能量(该浓度差的维持需要ATP水解供能,属于间接消耗能量),符合主动运输“需要能量、需要载体”的特点;而协助扩散仅需载体蛋白,不消耗任何能量(包括间接能量),仅顺浓度梯度运输。因此蔗糖的运输方式是主动运输,而非协助扩散,C符合题意;
D、蔗糖与H+借助蔗糖载体同向跨膜运输,结合图示可知,蔗糖从筛管细胞膜外侧进入内侧,H+也随之从外侧进入内侧,这一过程依赖H+的浓度差(顺浓度梯度运输),说明筛管细胞膜内侧的H+浓度低于外侧,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】蔗糖跨膜运输依赖“蔗糖载体”,其动力来自**H+浓度差**(细胞外H+浓度高于细胞内),而H+浓度差的维持需ATP酶催化ATP水解供能(同时ATP酶也是K+、H+的载体,协助H+运出细胞、K+运入细胞)。虽蔗糖运输未直接消耗ATP,但依赖H+浓度差(该浓度差由ATP供能维持),因此属于主动运输,而非协助扩散;协助扩散仅需载体,不消耗能量(也不依赖其他能量来源)。
19.【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、Na+-K+泵在转运离子时,需要水解ATP获取能量,同时逆浓度梯度将K+转运进入心肌细胞(细胞内K+浓度高于细胞外),符合主动运输“逆浓度梯度、需载体蛋白、需能量”的特点,因此心肌细胞通过Na+-K+泵吸收K+的方式为主动运输,A不符合题意;
B、由图及机制可知,Na+-Ca2+交换体的功能是将Ca2+排出心肌细胞,而Ca2+的运输方向是逆浓度梯度(细胞内Ca2+浓度低于细胞外,排出需逆浓度)。该过程虽未直接水解ATP,但依赖Na+顺浓度梯度进入细胞时释放的能量(Na+浓度差由Na+-K+泵消耗ATP维持),本质是间接消耗能量的主动运输,而非“不消耗能量”,B符合题意;
C、转运蛋白(包括Na+-Ca2+交换体)在转运离子时,会通过自身构象的改变实现离子的结合与释放,这是载体蛋白发挥作用的典型机制。因此Na+-Ca2+交换体转运Na+和Ca2+时,必然会发生自身构象改变,C不符合题意;
D、Na+-K+泵特异性阻断剂会抑制Na+-K+泵的功能,导致其无法有效将Na+排出细胞,使细胞内外Na+浓度差减小;Na+浓度差减小会削弱Na+-Ca2+交换体的转运动力,导致Ca2+排出细胞的速率减慢,心肌细胞质中Ca2+浓度升高;而Ca2+浓度升高可增强心肌收缩力,因此阻断剂可一定程度提高心肌收缩力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】Na+-K+泵通过水解ATP供能,逆浓度梯度转运Na+(出细胞)和K+(进细胞),属于主动运输,其维持的Na+浓度差(细胞外Na+浓度高于细胞内)为Na+-Ca2+交换体提供动力;Na+-Ca2+交换体借助Na+顺浓度梯度进入细胞的能量,逆浓度梯度将Ca2+排出细胞(属于主动运输,间接消耗ATP),而心肌细胞质中Ca2+浓度过低会导致收缩无力,Ca2+浓度升高则可增强收缩力。
20.【答案】C
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、过氧化氢本身不稳定,在不同温度下会自行分解,且温度越高分解速率越快。若以过氧化氢为底物探究温度对酶活性的影响,自行分解的过氧化氢会干扰实验结果,无法准确判断酶活性的变化,因此不能选择过氧化氢溶液作为底物,A不符合题意;
B、若探究“过氧化氢酶有催化作用”,实验的核心是验证酶是否能催化反应,对照实验应设置“不加酶的过氧化氢组”(空白对照),以排除其他因素的影响;而选择无机催化剂作为对照,是用于探究“酶的高效性”(对比酶与无机催化剂的催化效率),并非验证酶是否有催化作用,B不符合题意;
C、探究温度对淀粉酶活性的影响时,自变量是温度,因变量是淀粉酶对淀粉的水解能力。碘液可与淀粉反应变蓝,若淀粉被水解,蓝色会变浅或消失,通过观察蓝色变化能直观判断不同温度下淀粉酶的活性,且碘液不会受温度影响,适合作为检测试剂,C符合题意;
D、用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶的专一性时,碘液只能检测淀粉是否被水解(变蓝或不变蓝),但无法检测蔗糖是否被水解(蔗糖及其中水解产物葡萄糖、果糖均不与碘液反应)。即使淀粉酶不能催化蔗糖水解,溶液也不会变蓝,无法区分“蔗糖未水解”和“蔗糖已水解”,因此不能用碘液检测,应选用斐林试剂(检测还原糖),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】探究酶特性的实验中,需注意:底物选择要避免自身性质受自变量(如温度)影响(如过氧化氢不适合温度相关实验);对照设置需明确实验目的(验证催化作用用空白对照,验证高效性用无机催化剂对照);检测试剂需能区分因变量变化(如碘液适合淀粉水解的检测,斐林试剂适合还原糖生成的检测)。
21.【答案】B
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过。液面升高的一侧是水分子进入更多的一侧,即初始浓度更高(水分子少)的一侧。一段时间后左侧液面升高,说明水分子从右侧B液更多地进入左侧A液,即A液初始浓度>B液浓度。由于液面稳定升高后不再下降,说明两侧没有溶质分子的跨膜移动(若有葡萄糖,其可通过半透膜,最终浓度会平衡,液面会回落),因此A、B均为蔗糖溶液(蔗糖分子不能通过半透膜)。 结合浓度关系,A液是0.3g/mL蔗糖溶液,B液是0.1g/mL蔗糖溶液。右侧液面先升高后降低。初始右侧升高,说明水分子从左侧B液进入右侧C液,即C液初始浓度>B液浓度(B液已知为0.1g/mL蔗糖)。随后右侧降低,是因为C液中的溶质可通过半透膜进入左侧(只有葡萄糖能通过,蔗糖不能),导致左侧浓度升高,水分子反向扩散,液面下降。因此C液是0.1g/mL葡萄糖溶液,初始浓度与B液的蔗糖相同,但葡萄糖可通过半透膜,导致后续液面变化。溶液为0.3g/mL的蔗糖溶液,B溶液为0.1g/mL的蔗糖溶液,C溶液为0.1g/mL的葡萄糖溶液,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】渗透作用中,液面变化取决于初始浓度差和溶质能否通过半透膜:
溶质不能通过半透膜(如蔗糖):浓度高的一侧液面最终保持较高水平。
溶质能通过半透膜(如葡萄糖):初始浓度高的一侧液面先升高,随后因溶质扩散,两侧浓度平衡,液面回落。
22.【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、。H+-ATP酶通过主动运输将H+从细胞质基质转运到细胞外和液泡内(逆浓度梯度),说明细胞质基质中的H+浓度低于细胞外和细胞液(液泡内)。pH值与H+浓度呈负相关,H+浓度越低,pH值越大,因此在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中,细胞质基质的pH值最大,A不符合题意;
B、由图及运输机制可知,H+的运输方式并非都是主动运输:H+被H+-ATP酶转运出细胞或转运进液泡时,逆浓度梯度且需ATP供能,属于主动运输;但H+顺浓度梯度从细胞外或液泡内进入细胞质基质时,仅需载体蛋白协助,不消耗能量,属于协助扩散,B符合题意;
C、H+-ATP酶位于细胞膜和液泡膜上,属于膜蛋白;其功能具有双重性:一方面作为酶,能催化ATP水解产生能量;另一方面作为载体蛋白,能将H+转运出细胞(细胞膜上),C不符合题意;
D、细胞对细胞外某些溶质分子的吸收,依赖H+顺浓度梯度进入细胞时提供的动力(间接消耗ATP),而ATP主要由线粒体的有氧呼吸产生。若线粒体功能受到抑制,ATP合成减少,会影响H+-ATP酶主动转运H+形成浓度差,进而影响溶质分子的吸收,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】H+-ATP酶是兼具载体和酶功能的膜蛋白,可催化ATP水解供能,将H+逆浓度梯度转运出细胞(细胞膜上)或转运进液泡(液泡膜上),这两个过程均为主动运输;同时,H+可顺浓度梯度(从细胞外或液泡内进入细胞质基质)通过载体蛋白运输,属于协助扩散。H+的主动运输依赖ATP(主要由线粒体呼吸提供),其形成的浓度差可辅助细胞吸收外界溶质分子,线粒体功能受抑制会影响这一过程。
23.【答案】C
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、甲(自由扩散)对应的曲线为①(仅浓度影响)、③(不耗能)、⑤(无转运蛋白影响);乙(协助扩散)对应的曲线为②(浓度+转运蛋白影响)、③(不耗能)、⑥(需转运蛋白)。二者共有的曲线是③,而非①、③,A不符合题意;
B、丙(自由扩散,吸水)对应的曲线为①、③、⑤;丁(主动运输)对应的曲线为②(浓度+转运蛋白)、④(能量+转运蛋白)、⑥(需转运蛋白)。二者无共有的曲线,B不符合题意;
C、乙为协助扩散(葡萄糖进入人成熟红细胞),其特点是顺浓度梯度、需转运蛋白、不耗能:对应曲线②(受浓度和转运蛋白影响)、③(不消耗能量,属于被动运输)、⑥(受转运蛋白影响),与“乙涉及的图包括②、③、⑥”表述一致,C符合题意;
D、丁为主动运输(小肠上皮细胞吸收葡萄糖),其特点是逆浓度梯度、需转运蛋白和能量:对应曲线②(浓度+转运蛋白影响)、④(能量+转运蛋白影响)、⑥(需转运蛋白),而非③(不耗能,被动运输)、⑤(无转运蛋白影响),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】①仅受浓度影响→自由扩散;②受浓度和转运蛋白影响→协助扩散或主动运输;③不消耗能量→被动运输(自由扩散或协助扩散);④受能量和转运蛋白影响→主动运输或胞吞胞吐;⑤不受转运蛋白影响→自由扩散或胞吞胞吐;⑥受转运蛋白影响→协助扩散或主动运输。甲(性激素进入细胞)→自由扩散(顺浓度、无转运蛋白/能量);乙(葡萄糖进入人成熟红细胞)→协助扩散(顺浓度、需转运蛋白、无能量);丙(根毛细胞吸水)→自由扩散(渗透作用,顺浓度、无转运蛋白/能量);丁(小肠上皮细胞吸收葡萄糖)→主动运输(逆浓度、需转运蛋白和能量)。
24.【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、甲组即为对照组,所以该实验符合对照原则,A不符合题意;
B、细胞呼吸产生能量,呼吸酶抑制剂会抑制细胞呼吸,从而使细胞产生的能量减少,所以若丙组溶液中X的吸收速率与甲组的吸收速率相等说明X吸收过程不需要消耗能量,B不符合题意;
C、主动运输和协助扩散都需要转运蛋白的协助,所以若乙组溶液中X的吸收速率比甲组的低,说明X的运输需要转运蛋白的协助,则X是通过协助扩散或主动运输吸收的,C不符合题意;
D、主动运输需要转运蛋白的协助,同时需要消耗能量,所以若乙、丙溶液中X的吸收速率均小于甲组的吸收速率,说明X是通过主动运输吸收的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物质跨膜运输的方式主要有三种:
自由扩散:物质从高浓度向低浓度转运,不需要消耗能量,也不需要转运蛋白;
协助扩散:物质从高浓度向低浓度转运,不需要消耗能量,但需要转运蛋白;
主动运输:物质从低浓度向高浓度转运,需要消耗能量和转运蛋白。
25.【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、图B中⑥是细胞膜,图A中P2含叶绿体、P3含线粒体、P4含核糖体。其中核糖体(P4)无膜结构,不含⑥细胞膜,A不符合题意;
B、图A中P2是差速离心后得到的叶绿体沉淀,对应图B中的④(叶绿体);叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所,B符合题意;
C、图A中P1含细胞壁等结构,植物细胞壁的形成与高尔基体(图B①)有关,还需线粒体(图B②)提供能量;而图B中③是内质网、⑤是核糖体,二者与细胞壁形成无关,C不符合题意;
D、图B中②是线粒体,线粒体密度较大,在图A的离心过程中,会随离心步骤沉淀到P3中,不会留在S3(P3的上清液)中;因此②仅存在于S1(未离心的上清液)、S2(P1的上清液)和P3中,不存在于S3中,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】差速离心的关键是“密度梯度分离”:密度大的结构先沉淀(如P1含细胞壁、细胞核等,密度最大),密度小的后沉淀(如P4含核糖体,密度最小)。需明确图A各组分对应的细胞结构(P2=叶绿体、P3=线粒体、P4=核糖体),再结合图B各结构(①高尔基体、②线粒体、③内质网、④叶绿体、⑤核糖体、⑥细胞膜)的功能和分布,逐一匹配选项。
26.【答案】(1)B;病毒没有细胞结构,不能独立生存,必须寄生于活细胞才能生存和繁殖
(2)1、2、3、5;没有以核膜界限的细胞核
(3)②③⑤;细准焦螺旋
(4)不接种W菌;甲
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;细胞是生物体的结构和功能单位;显微镜;病毒
【解析】【解答】(1)病毒没有细胞结构,无法独立进行新陈代谢,不能在富集有机物的无生命培养基(A)中生存,必须寄生在活细胞内才能完成生存和繁殖过程。活鸡胚细胞(B)能为H2N9病毒提供必要的生存环境和营养物质,因此应选用B作为培养基。
(2)幽门螺杆菌是原核生物,酵母菌是真核生物。结合结构模式图,二者共有的结构是1(细胞壁)、2(细胞膜)、3(核糖体)、5(细胞质);原核细胞与真核细胞的主要区别在于,幽门螺杆菌没有以核膜为界限的细胞核,其遗传物质主要集中在拟核区域。
(3)显微镜的放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数。目镜放大倍数与长度成反比,②比①短,故②放大倍数更大;物镜放大倍数与长度成正比,③比④长,故③放大倍数更大;且物镜放大倍数越大,与载玻片的距离越近(⑤为近距离),因此使物像放大倍数最大的组合是②③⑤。从图乙(低倍镜视野)调为图丙(高倍镜视野),正确顺序为移动标本(将目标移至视野中央)→转动转换器(换高倍物镜)→调节光圈(调亮视野)→调节细准焦螺旋(使物像清晰),高倍镜下不能调节粗准焦螺旋,避免压坏玻片或损坏镜头。
(4)本实验目的是验证“W菌产生不利于幽门螺杆菌生存的物质”,自变量为培养基是否接触过W菌(即是否含有W菌产生的物质),无关变量需保持一致。
步骤b中,乙培养基作为对照,应不接种W菌,确保两组仅存在“是否接触W菌产生的物质”这一差异;
实验结果中,甲培养基曾接种过W菌,即使除去W菌,其表面仍残留W菌产生的抑制物质,因此甲培养基上的幽门螺杆菌生长繁殖受抑制,乙培养基无抑制物质,幽门螺杆菌正常生长。
【分析】病毒无细胞结构,需寄生在活细胞中才能繁殖,故培养病毒需用活细胞培养基;原核细胞(如幽门螺杆菌)与真核细胞(如酵母菌)共有的结构为细胞壁、细胞膜、核糖体、细胞质,主要区别是原核细胞无核膜包被的细胞核;显微镜放大倍数由目镜和物镜决定,目镜短放大倍数大、物镜长放大倍数大,高倍镜观察需用细准焦螺旋调焦;验证“W菌产生抑制幽门螺杆菌的物质”需设计对照实验,自变量为是否接触W菌产生的物质,通过对比两组幽门螺杆菌生长情况得出结论。
(1)由于病毒没有细胞结构,不能独立生存,必须寄生于活细胞才能生存和繁殖,因此应该选择活鸡胚细胞作为H2N9病毒的培养基。
故选B。
(2)幽门螺杆菌是原核生物,而酵母菌是真核生物,两者共有的结构是1细胞壁、2细胞膜、3核糖体、5细胞质基质,与酵母菌(真核生物)相比,最大的区别是幽门螺杆菌(原核生物)没有以核膜界限的细胞核。
(3)目镜放大倍数与其长度成反比,而物镜放大倍数与其长度成正比,故目镜②比①的放大倍数大,物镜③比④放大倍数大,物镜放大倍数越大,与玻片的距离越近,若使物像放大倍数最大,所选用的目镜和物镜放大倍数要最大,故图甲中的组合是②③⑤。换用高倍镜后,不能动粗准焦螺旋,只需微调细准焦螺旋。
(4)①根据题干信息已知,W菌周围的幽门螺杆菌不能生长繁殖,且除去W菌后再接种幽门螺杆菌仍然不能正常生长繁殖,说明W菌可能产生了不利于幽门螺杆菌生存的物质。
②b、设置对照:本实验的自变量为是否接种W菌,根据实验设计的基本原则,在甲培养基上接种W菌,乙培养基上不接种W菌,相同条件下培养一段时间后,除去甲培养基上的W菌。
c、在甲、乙两培养基上分别接种相同的幽门螺杆菌。
d、培养观察:在相同且适宜条件下培养甲、乙两个培养基上的幽门螺杆菌。
B、实验结果是:由于W菌产生了抑制幽门螺杆菌的物质,即使除去了W菌,甲培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖受到限制,不能正常繁殖,而乙培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖不受限制,正常繁殖。
27.【答案】(1)氮
(2)4
(3)胆固醇
(4)出现砖红色沉淀;深;Ⅰ
(5)Ⅳ或者Ⅲ;降低化学反应的活化能
【知识点】核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;检测还原糖的实验;酶促反应的原理;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】(1)图1中,Y是脱氧核苷酸(构成DNA),元素组成是C、H、O、N、P;P是氨基酸(构成蛋白质),元素组成是C、H、O、N(部分含S)。A代表N、P,B代表N,二者在Y、P中都肯定含有的元素是氮。
(2)图1中Ⅱ主要分布于细胞核,为DNA,DNA携带遗传信息,其基本单位是脱氧核苷酸,共4种(腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸),因此Ⅱ中含有4种核苷酸。
(3)V代表脂肪等脂质,其中胆固醇是脂质的一种,在人体内可参与血液中脂质的运输,因此该物质名称是胆固醇。
(4)香蕉成熟过程中,淀粉(Ⅰ)逐渐水解为还原糖,第x天成熟度低于第y天,故第x天提取液(b试管)中还原糖含量少于第y天(d试管)。斐林试剂与还原糖水浴加热生成砖红色沉淀,因此b试管会出现砖红色沉淀;与b相比,d试管还原糖更多,颜色更深。图2中曲线Ⅰ随成熟度增加而下降,对应图1中的Ⅰ(淀粉,因水解而减少)。
(5)酶的化学本质是蛋白质或RNA,蛋白质对应图1中的Ⅳ,RNA对应图1中的Ⅲ,因此酶属于图1中的Ⅳ或者Ⅲ。酶的作用机理是降低化学反应的活化能,从而加快反应速率,且不改变反应的平衡点。
【分析】Ⅰ是多糖(如淀粉,能源物质),基本单位X是葡萄糖;Ⅱ是DNA(主要分布于细胞核,携带遗传信息),基本单位Y是脱氧核苷酸;Ⅲ是RNA(主要分布于细胞质),基本单位Z是核糖核苷酸;Ⅳ是蛋白质(承担生命活动),基本单位P是氨基酸;Ⅴ是脂肪(储能物质)。元素A为N、P(核酸组成元素),B为N(蛋白质主要元素)。香蕉成熟时,淀粉(Ⅰ)水解为还原糖,导致还原糖含量升高,对应图2中曲线Ⅱ(还原糖)上升、曲线Ⅰ(淀粉)下降。
(1)分析图1可知,能源物质Ⅰ是多糖,所以X是葡萄糖;Ⅱ主要分布在细胞核,所以Ⅱ是DNA,Y是脱氧核苷酸;Ⅲ主要分布在细胞质,Ⅲ是RNA,Z是核糖核苷酸;Ⅳ承担生命活动,Ⅳ是蛋白质,P是氨基酸。核酸的组成元素有C、H、O、N、P,故A是N、P,蛋白质含有的主要元素有C、H、O、N,故B是N。Y是脱氧核苷酸,其含有的元素是C、H、O、N、P,P是蛋白质,其含有的元素是C、H、O、N,有的还含有S,所以A、B所代表的元素在Y、P中都肯定含有的是氮。
(2) 图1中的Ⅱ是DNA,DNA携带遗传信息,其中含4种脱氧核苷酸。
(3) 胆固醇可以参与血液中脂质的运输,所以Ⅴ代表的是胆固醇。
(4)还原糖和斐林试剂水浴加热,会出现砖红色沉淀。b、d试管中都含有还原糖,在b、d试管中各加入等量斐林试剂,水浴加热后,b试管现象是出现砖红色沉淀。b试管检测的是成熟后x天的还原糖,还原糖量较少,d试管检测的是成熟后y天的还原糖,还原糖量较多,所以与b管相比d管的颜色更深。据分析可知,图2中Ⅰ是多糖(淀粉),Ⅱ是还原糖,所以图2中的Ⅰ可用图1中的Ⅰ多糖代表。
(5)酶的化学本质为蛋白质或RNA,故属于图1中的Ⅳ或者Ⅲ;酶的作用机理是降低化学反应所需要的活化能。
28.【答案】(1)同位素标记
(2)①②③
(3)衰老、损伤的细胞器
(4)加工、分类、包装;流动性
(5)细胞间信息交流
(6)
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)该实验通过注射3H标记的亮氨酸,追踪放射性聚集和转移来研究分泌蛋白的合成分泌过程,采用的是同位素标记法,借助放射性标记追踪物质的去向和代谢路径。
(2)分泌蛋白的合成与分泌路径为:核糖体合成蛋白质→①内质网进行初步加工→②高尔基体进行再加工、分类和包装→③囊泡包裹成熟蛋白质→与④细胞膜融合排出。因此放射性在图中结构的转移先后顺序是①②③,最后出现在④细胞膜外(分泌到细胞外)。
(3)溶酶体是细胞的“消化车间”,除图中可能体现的分解侵入细胞的外来物质(如细菌、病毒)外,还能够分解细胞自身衰老、损伤的细胞器,清除细胞内功能异常的结构,以维持细胞内部环境稳定和功能正常。
(4)②是高尔基体,其对来自①内质网的蛋白质具有加工、分类、包装的功能,将初步加工的蛋白质处理为成熟蛋白质,并分类包装到不同囊泡中,运往细胞膜或其他细胞结构。③囊泡与细胞膜融合的过程,涉及膜的形态变化和融合,反映了生物膜在结构上具有一定的流动性,膜的磷脂分子和蛋白质分子可运动,使膜能相互融合。
(5)细胞分泌的蛋白质被运输到靶细胞后,与靶细胞膜上的受体特异性结合,将信息传递给靶细胞,引起靶细胞生理活动改变,这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能,通过信号分子(分泌蛋白)与受体的结合实现细胞间的信息传递。
(6)根据实验设计,A组(正常红细胞,37℃)为对照,膜流动性稳定;B组(正常红细胞,43℃处理后冷却)43℃时膜流动性高于A组,冷却后恢复接近A组且恢复较快较完全;C组(肝癌细胞,37℃)膜流动性基础值可能与A组不同(或相近,因实验未提及基础差异,暂按稳定处理);D组(肝癌细胞,43℃处理后冷却)的特点为:43℃处理的100min内,膜流动性随时间延长逐渐增加,且增加幅度比B组(正常红细胞)更显著;100min后冷却到37℃,膜流动性开始下降,但下降速度比B组慢,恢复到正常水平(接近C组)的程度更差,无法像B组那样完全恢复。绘制曲线时,横坐标为处理时间(0-100min为43℃处理,100min后为冷却阶段),纵坐标为膜流动性,D组曲线在43℃阶段高于B组,冷却后下降但始终高于B组恢复后的水平,且恢复速度更慢。
【分析】分泌蛋白合成始于核糖体,经①内质网(加工)→②高尔基体(进一步加工、分类、包装)→③囊泡→④细胞膜(胞吐排出),全程依赖生物膜流动性;溶酶体除分解外来物质,还能分解衰老损伤的细胞器;细胞分泌的蛋白质与靶细胞受体结合,体现细胞膜的信息交流功能。温热处理实验中,43℃下癌细胞膜流动性比正常红细胞(代表正常体细胞)增加更显著,冷却后正常细胞膜流动性恢复更快更完全。
(1)根据题文可知,该实验采用了同位素标记法进行研究,以追踪相关物质的去向。
(2)分泌蛋白合成与分泌过程: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,因此,放射性在不同结构中聚集和转移的先后顺序是核糖体、①内质网、②高尔基体、③囊泡、④细胞膜。
(3)溶酶体内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌,以保持细胞的功能稳定。
(4)高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。生物膜间的融合过程反映了生物膜在结构上具有一定的流动性。
(5)细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞,与靶细胞膜上的受体结合,将信息传递给靶细胞,引起了靶细胞的生理活动发生变化,体现了细胞膜具有细胞间信息交流的功能。
(6)结合题干信息“43℃温热处理时,膜的流动性逐渐增加,且癌细胞比正常体细胞更显著,100min后冷却后,正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全”分析可得结果如下图: 。
29.【答案】(1)原生质层
(2)协助扩散
(3)主动运输;SOS1和NHX;细胞膜外、液泡内
(4)吸水
(5)2mLCa2+转运蛋白抑制剂溶液(或等量的Ca2+转运蛋白抑制剂溶液);培养液中Na+浓度较低,K+浓度较高
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;质壁分离和复原;被动运输;主动运输
【解析】【解答】(1)植物细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离,其中原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成,具有选择透过性,是质壁分离的关键结构。
(2)通常情况下,盐胁迫时Na+顺浓度梯度大量进入根部细胞,且需要借助细胞膜上的转运蛋白(如HKT1),符合协助扩散“顺浓度梯度、需载体蛋白、不耗能”的特点,因此运输方式为协助扩散。
(3)耐盐植物根细胞中,细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵需消耗ATP,将H+从细胞质基质(pH7.5,H+浓度低)逆浓度梯度转运到细胞膜外和液泡内(均为pH5.5,H+浓度高),属于主动运输,从而维持H+浓度差。该浓度差产生的势能为两种转运蛋白提供动力:一是SOS1(将Na+从细胞质基质转运到细胞膜外),二是NHX(将Na+从细胞质基质转运到液泡内),通过这两种转运可减少细胞质基质中Na+的含量,降低其对胞内代谢的影响。
(4)在高盐胁迫下,一部分离子(如K+、Na+)被运入液泡内,使细胞液的渗透压升高。根据渗透原理,细胞液渗透压高于外界环境时,根细胞会吸水,从而稀释细胞内盐的浓度,缓解盐胁迫对细胞的伤害。
(5)本实验的自变量是“是否抑制Ca2+转运”(即是否加入Ca2+转运蛋白抑制剂),无关变量需保持一致(如幼苗生长状态、培养液用量等)。
步骤b中,甲组加入2mL蒸馏水(对照),乙组需加入等量的Ca2+转运蛋白抑制剂溶液(2mLCa2+转运蛋白抑制剂溶液),以抑制Ca2+的正常转运,排除其他变量干扰。
预期实验结果:Ca2+的正常功能是抑制Na+吸收、促进K+吸收。乙组因Ca2+转运被抑制,Ca2+无法正常发挥作用,导致根细胞吸收Na+增多、吸收K+减少,因此与甲组相比,乙组培养液中Na+浓度较低(更多Na+被吸收)、K+浓度较高(更少K+被吸收),从而证明Ca2+能调节细胞中Na+、K+的比例。
【分析】质壁分离是细胞壁与原生质层的分离;Na+顺浓度梯度进入细胞需转运蛋白,为协助扩散;H+-ATP泵通过主动运输维持细胞内外及液泡内外的H+浓度差(细胞质基质pH7.5,膜外和液泡内pH5.5),该浓度差为SOS1(将Na+运出细胞)和NHX(将Na+运入液泡)提供动力,减少Na+对胞内代谢的影响;Ca2+可抑制Na+吸收、促进K+吸收,液泡内离子积累可提高细胞液渗透压,促进细胞吸水。验证Ca2+调节作用的实验中,自变量为是否加入Ca2+转运蛋白抑制剂,通过检测培养液中Na+、K+浓度判断调节效果。
(1)植物细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离,原生质层由细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质组成。
(2)由图可知,Na+顺浓度梯度大量进入根部细胞需要借助转运蛋白,因此方式为协助扩散。
(3)由图可知,位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵,通过主动运输的方式,将细胞质基质中的H+分别转运至细胞外和液泡内,从而维持图示各结构中H+浓度分布的差异,导致相应的pH不同。H+顺浓度梯度从SOS1进入细胞产生的势能将Na+运出根细胞,H+顺浓度梯度从NHX出来产生的势能将Na+运入液泡内。可见,这种H+分布特点可使根细胞将Na+转运到细胞膜外、液泡内,该过程中转运Na+所需的能量来自于细胞膜、液泡膜两侧的H+浓度差(H+势能),进而减少Na+对胞内代谢的影响。
(4)在高盐胁迫下,根细胞质基质中的Ca2+抑制HKTl运输Na+,促进 AKTl运输K+,一部分离子被运入液泡内,使细胞液的渗透压升高,从而促进根细胞吸水,从而降低细胞内盐浓度。
(5) 验证Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用,自变量是Ca2+转运蛋白抑制剂的有无,因变量是高盐培养液中Na+、K+浓度,而对实验结果有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此结合实验设计应遵循的对照原则分析实验步骤可推知:乙组应加入2mLCa2+转运蛋白抑制剂溶液(或等量的Ca2+转运蛋白抑制剂溶液)。由于该实验是验证性实验,其结论是已知的,即在高盐胁迫下,细胞质基质中的Ca2+对HKT1和AKT1的作用依次为抑制、激活,但Ca2+转运蛋白抑制剂能够抑制Ca2+转运蛋白的作用,进而使乙组根细胞借助Ca2+调节Na+、 K+转运蛋白的功能受到抑制。所以预期的实验结果及结论是:与甲组相比,乙组培养液中Na+浓度较低,K+浓度较高,说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。
30.【答案】(1)抑制
(2)专一性;是;B
(3)大;是否加入板栗壳黄酮和不同pH;在pH7.4条件下,设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度,分别测定对照组和加入板栗壳黄酮组的酶活性,并计算其差值
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】(1)由图1曲线可知,在相同脂肪浓度下,加入板栗壳黄酮的实验组酶促反应速率始终低于未加入的对照组,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。
(2)图2中A显示,只有当脂肪与胰脂肪酶的活性部位结构互补时,酶才能发挥作用,这体现了酶具有专一性的作用特点。C图中板栗壳黄酮与脂肪竞争胰脂肪酶的活性位点,若增加脂肪浓度,脂肪与酶活性位点结合的概率会提高,可缓解抑制作用,因此此种抑制能通过增加脂肪浓度缓解。结合图1曲线分析,随着脂肪浓度升高,实验组(加板栗壳黄酮)的酶促反应速率虽有上升,但始终低于对照组,且未出现因底物浓度增加而消除抑制的趋势,说明板栗壳黄酮并非通过竞争活性位点发挥作用,而是像B图所示,与酶结合后改变酶的空间结构,导致脂肪无法结合,因此作用机理应为图2的B。
(3)①由图3可知,未加入板栗壳黄酮时,胰脂肪酶的最适pH约为7.4;加入板栗壳黄酮后,酶活性最高时对应的pH约为7.7,因此胰脂肪酶的最适pH变大。
②本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,因此自变量有两个:是否加入板栗壳黄酮、不同的pH值;因变量是胰脂肪酶的活性(通过酶促反应速率体现)。
③探究pH为7.4条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性影响的最适浓度,需遵循单一变量原则,自变量为板栗壳黄酮的浓度,其他条件(如pH、酶量、脂肪浓度、温度等)保持一致。实验的基本思路是:在pH为7.4的适宜环境中,设置一系列浓度梯度的板栗壳黄酮溶液,同时设置不加板栗壳黄酮的对照组;每组均加入等量且适宜的胰脂肪酶和脂肪,测定各组的酶活性(或酶促反应速率);计算每组与对照组的酶活性差值,差值最大时对应的板栗壳黄酮浓度即为最适浓度(或通过对比各组酶活性,找出酶活性抑制最显著的浓度)。
【分析】酶具有专一性,需与底物结构互补才能发挥作用;抑制剂作用机理分两类——竞争活性位点(可通过增加底物浓度缓解)、改变酶空间结构(不可通过增加底物浓度缓解)。实验中,图1显示板栗壳黄酮抑制胰脂肪酶活性,图3体现不同pH下的抑制效果,需明确自变量、因变量及实验设计思路。
(1)据图1实验结果显示,加入板栗壳黄酮后酶促反应速率比对照组低,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。
(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,这说明酶促反应的发生需要酶与底物发生特异性结合,因此酶的作用具有专一性。图2中的B的作用机理显示板栗壳黄酮与酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使脂肪无法与脂肪酶发生结合,从而实现了对酶促反应速率的抑制,该抑制作用会导致脂肪的分解终止,此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解,C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点,从而减少了脂肪与胰脂肪酶的结合几率,进而是酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解,据图1可知,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组,且增加脂肪浓度,反应速率依然比对照组低,因此板栗壳黄酮的作用机理应为B。
(3)①由图3可知,板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH值约为7.4。加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变大,即由7.4变成了7.7。
②本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄铜对胰脂肪酶活性的影响,根据实验目的可知,本实验的自变量为是否加入板栗壳黄酮和不同pH。
③若要探究不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,则实验的自变量为板栗壳黄酮浓度, 因变量为酶促反应速率,因此实验的基本思路是在pH7.4条件下,设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度,分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性,并计算其差值。
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