【精品解析】浙江省杭州市2024-2025学年高一上学期1月期末生物试题

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浙江省杭州市2024-2025学年高一上学期1月期末生物试题
1.(2025高一上·杭州期末)细胞是由多种多样的物质组成,下列物质中只含有C、H、O三种元素的是(  )
A.磷脂 B.氨基酸 C.蔗糖 D.核苷酸
2.(2025高一上·杭州期末)家蚕的发育过程经历了受精卵→幼虫→蛹→成虫四个阶段。下列家蚕细胞中,既具有全能性又没有分化的是(  )
A.受精卵 B.幼虫的体细胞
C.蛹的体细胞 D.成虫的体细胞
3.(2025高一上·杭州期末)脂质与细胞的生命活动息息相关,下列选项中不属于脂质生物学功能的是(  )
A.构成生物膜 B.调节生理代谢
C.储存能量 D.携带遗传信息
4.(2025高一上·杭州期末)某研究团队破坏果蝇肠道干细胞中的一段DNA区域,导致肠道干细胞数量急剧减少。据此推测该DNA片段可促进的生理过程是(  )
A.细胞增殖 B.细胞分化 C.细胞坏死 D.细胞凋亡
(2025高一上·杭州期末)阅读下列材料,完成下面小题。
咽峡炎链球菌是一种常见的细菌,是某些胃部疾病的潜在病原体。该细菌依赖其表面的TMPC蛋白在胃部定植,TMPC通过与胃上皮细胞上的膜联蛋白A2相互作用,进而激活信号传导路径。研究发现,去除TMPC或者膜联蛋白A2,都会减少细菌的附着和侵袭。
5.下列不属于咽峡炎链球菌细胞结构的是(  )
A.细胞壁 B.细胞膜
C.核糖体 D.核膜包被的细胞核
6.下列关于膜联蛋白A2的叙述,正确的是(  )
A.膜联蛋白A2的组成单位是葡萄糖
B.膜联蛋白A2可特异性识别TMPC
C.膜联蛋白A2能控制TMPC蛋白的进出
D.膜联蛋白A2是胃上皮细胞膜的基本骨架
7.(2025高一上·杭州期末)类风湿关节炎患者关节部位的类风湿细胞会自我破裂,释放出大量的酶,促使周围的关节软骨细胞腐蚀分解,导致关节受到损害。人体正常细胞中储存这些酶的细胞器是(  )
A.液泡 B.内质网 C.溶酶体 D.中心体
8.(2025高一上·杭州期末)校运会上,运动员们尽情挥洒汗水的时候,细胞内的ATP发挥着重要作用。下列叙述正确的是(  )
A.ATP分子中的3个高能磷酸键容易水解断裂
B.组成ATP分子的化学元素为C、H、O、N
C.ATP水解形成ADP时释放能量和1个磷酸
D.运动员体内储存着大量的ATP供运动需求
9.(2025高一上·杭州期末)人体骨骼肌细胞呈细长的圆柱状,内含上百个细胞核。研究发现,人体进行剧烈运动后,骨骼肌细胞的细胞核会大量聚集在肌细胞损伤部位。下列叙述错误的是(  )
A.骨骼肌细胞的细胞核含有双层膜结构
B.控制损伤修复的遗传物质存在于核基质中
C.骨骼肌细胞的损伤修复与细胞核迁移有关
D.骨骼肌细胞含多个细胞核有利于调控细胞代谢
10.(2025高一上·杭州期末)辐射、有害物质以及细胞内的氧化反应都会产生化学性质活泼的自由基,自由基会攻击磷脂、蛋白质和DNA等物质,导致细胞衰老。下列叙述正确的是(  )
A.自由基引发细胞衰老后导致细胞坏死
B.自由基可能会导致细胞内酶活性下降
C.自由基攻击DNA后不会引发其损伤
D.自由基不会引起细胞膜的通透性改变
11.(2025高一上·杭州期末)过氧化氢酶的作用是及时清除细胞代谢产生的H2O2,避免H2O2对机体造成损害。下列叙述错误的是(  )
A.细胞中合成过氧化氢酶的场所是核糖体
B.过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于二氧化锰
C.过氧化氢酶的活性强弱可用氧气的生成量表示
D.过氧化氢酶在催化过程中会发生一定的形态变化
12.(2025高一上·杭州期末)土壤中的和是植物根细胞吸收利用的主要无机氮源,相关转运机制如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.结构A转运的方式属于渗透
B.结构B转运H+的方式属于主动转运
C.结构C转运的方式属于易化扩散
D.结构C可转运两种物质,不具有特异性
13.(2025高一上·杭州期末)在“制作和观察根尖细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到甲~丁不同时期的细胞如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.甲细胞所处时期是观察染色体的最佳时期
B.丙细胞中核DNA含量是乙细胞的2倍
C.丁细胞所处时期在显微镜视野中数量最多
D.实验中可观察到某个细胞的连续分裂过程
14.(2025高一上·杭州期末)下列关于“光合色素的提取与分离”实验的叙述,正确的是(  )
A.分离光合色素常用的试剂是95%的酒精
B.提取的色素滤液呈绿色是因为只含有叶绿素
C.研磨时加入SiO2可提高滤液中光合色素含量
D.滤纸条上离滤液细线最远的色素带呈蓝绿色
15.(2025高一上·杭州期末)细胞内糖分解代谢过程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.乳酸菌细胞内,过程①和③只在细胞溶胶进行
B.酵母菌细胞内,任何情况下都可以进行①②④
C.动物细胞内,过程③释放的能量远高于过程②
D.植物细胞内,过程②释放的CO2中的氧全部来自丙酮酸
16.(2025高一上·杭州期末)下列关于“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述,正确的是(  )
A.该实验的可变因素是氧气的有无
B.植物油覆盖溶液可以创造富氧环境
C.重铬酸钾溶液检测后其颜色为橙色说明有酒精生成
D.该实验可根据是否产生CO2判断酵母菌的呼吸方式
17.(2025高一上·杭州期末)用生理状态相同的紫色洋葱外表皮进行“植物细胞的吸水和失水”实验,结果如下表。
分组 ① ② ③ ④ ⑤
步骤1 盖玻片一侧分别滴入下列浓度的蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复3次
0.1g/mL 0.2g/mL 0.3g/mL 0.4g/mL 0.5g/mL
质壁分离现象 - ++ +++ ++++ ++++
步骤2 盖玻片一侧滴入清水,另一侧用吸水纸吸引,重复3次
质壁分离现象 - - + ++ ++++
注:“-”表示没有质壁分离,“+”的数量越多表示质壁分离程度越大。
下列叙述正确的是(  )
A.步骤1中,组别②细胞中液泡颜色变浅
B.步骤2中,水分子单方向进入组别③细胞
C.实验结束时,组别⑤的细胞可能已失活
D.据表推测细胞液浓度范围在0.2~0.3g/mL之间
18.(2025高一上·杭州期末)含酶牙膏中的淀粉酶催化分解牙齿缝隙食物残渣的过程如图所示,其中a~d表示不同的物质。下列叙述正确的是(  )
A.物质a表示食物残渣中的淀粉
B.物质b浓度越大,该反应速率就越大
C.该反应过程可解释酶具有专一性的本质原因
D.淀粉酶可以为食物残渣分解过程提供能量
19.(2025高一上·杭州期末)在温室栽培过程中,菠菜叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示,其它条件都适宜。下列叙述正确的是(  )
A.温度a和c时,叶片有机物积累速率相等
B.温度a时,叶片光合速率低的原因是光照不足
C.菠菜叶片光合作用和呼吸作用酶的最适温度不同
D.温度b时,叶片光合作用产生的氧气全部释放到大气
20.(2025高一上·杭州期末)为探究SV4蛋白在细胞分裂中的作用,科研人员以肿瘤细胞(2n=46)为实验材料,显微镜下观察两组材料有丝分裂某同一时期,发现细胞中的纺锤体及染色体的形态与分布如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.两组细胞处于有丝分裂前期
B.图中对照组细胞含92条染色体
C.SV4蛋白的作用是抑制染色质螺旋化
D.实验组细胞分裂期的时间显著延长
21.(2025高一上·杭州期末)为探究水稻种子发芽过程中淀粉含量变化,研究小组进行了相关实验。实验材料包括水稻种子、本尼迪特试剂、碘液、淀粉、淀粉酶等。回答下列问题:
(1)在不同发芽阶段的水稻种子提取液中滴加   ,进行观察,结果显示对照组呈蓝色,随着发芽时间的延长,实验组蓝色逐渐变浅。由此可得出的结论是   。
(2)研究人员推测(1)中蓝色变浅的原因是水稻种子发芽后产生大量淀粉酶作用的结果,并设计验证该推测的实验方案如下表所示。
试管编号 1 2 3 4
所加物质 淀粉溶液 发芽前的水稻种子提取液+淀粉溶液 发芽后水稻种子提取液+淀粉溶液 淀粉酶+淀粉溶液
处理 适宜温度下保温15min后,分别加入本尼迪特试剂并热水浴加热,观察试管内颜色变化
①试管1作为对照,其目的是   。
②试管2实验结果无明显颜色变化,说明   。
③预测15min后试管3中溶液颜色呈   。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是   。
(3)下列有关水稻种子淀粉酶的叙述正确的是______。
A.淀粉酶既能催化淀粉分解,又能催化蔗糖分解
B.0℃和100℃都会导致淀粉酶的空间结构不可逆的破坏
C.淀粉酶能降低反应所需的活化能从而使淀粉水解速度加快
D.本尼迪特试剂可作为探究淀粉酶最适温度实验的检测试剂
22.(2025高一上·杭州期末)变形虫是一种真核的单细胞生物。回答下列问题:
(1)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的合成和分解,该纤维网架结构称为   ,具维持细胞形态、变形运动等作用,该纤维网架结构的化学本质是   。
(2)变形虫摄取的食物通过   方式进入细胞,该过程依赖于细胞膜具有一定的   。
(3)变形虫摄食后释放食物残渣的过程如图所示。图中的囊泡能精确地将细胞“货物”(食物残渣)运送到细胞膜,据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的   特异性识别并结合,此过程体现了细胞膜具有   的功能。
(4)变形虫合成蛋白质A的过程需要多种细胞器的参与。多肽链在核糖体上合成后,需要在内质网、   (细胞器)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质A,整个过程需要线粒体提供能量。从细胞的结构与功能分析,上述现象说明了什么    。
23.(2025高一上·杭州期末)某生物兴趣小组选取若干生长状况相同的绿萝,置于不同光照强度的环境中进行实验,其它条件相同且适宜,实验结果如下表所示。
组别 光照强度(Lux) 净光合速率(CO2·μmol·m-2·s-1) 呼吸速率(CO2·μmol·m-2·s-1) 叶绿素a含量(mg·g-1)
第1组 200 21 13 1.6
第2组 400 28 13 1.3
第3组 600 33 15 1
注:净光合速率表示植物总光合速率减去呼吸速率的数值。回答下列问题:
(1)本实验的可变因素是   ,净光合速率是用一定量的植物在单位时间内   来表示。
(2)据表可知,随着光照强度的增强,叶绿素a含量   (填“增加”或“减少”)。叶绿素a主要吸收   光,其含量变化会影响光反应中   物质的产生。
(3)若一昼夜中给予绿萝8小时400Lux光照,绿萝   (填“能”或“不能”)积累有机物,原因是   。
(4)增设第4组实验,光照强度增加到800Lux,其他条件不变,绿萝的净光合速率、呼吸速率与第3组相同,限制其净光合速率不再增加的原因有______。
A.光合色素的含量 B.光合酶的含量
C.叶绿体的数量 D.五碳糖含量
24.(2025高一上·杭州期末)为研究洗涤剂对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响,科研人员选取了在洗涤剂环境下生长的蚕豆根尖细胞作为观察对象,进行了显微观察,结果如图1所示。
注:细胞a、b、c中“←”所指的结构分别表示独立于主核之外的微核、染色体断片、染色体断片连接形成的染色体桥。
回答下列问题:
(1)制作蚕豆根尖有丝分裂装片时,为了便于观察染色体,需要用   (填试剂)进行染色处理,显微镜观察需找到   区的细胞。
(2)图1中细胞a处于分裂间期,此时细胞核内发生的主要变化为   。
(3)显微观察显示,洗涤剂会使蚕豆根尖细胞有丝分裂产生微核、染色体断片和染色体桥,分析原因是洗涤剂中的有害成分破坏染色体结构所致,有害成分还可能影响分裂前期微管蛋白的合成及组装,抑制   的形成,造成染色体落单,使细胞缺失部分DNA,最终导致蚕豆亲子代细胞之间无法保证   。
(4)图2是科研人员利用流式细胞仪(可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数)测出蚕豆根尖细胞周期中DNA含量不同的细胞数。
据图可知,洗涤剂对蚕豆根尖细胞分裂的作用可能是   ,图中两组细胞数量都有两个峰值,其中左侧峰表示   期细胞,图2的B峰所对应细胞中染色体与核DNA的比值为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;脂质的元素组成;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、磷脂是生物膜的主要成分,由甘油、脂肪酸和磷酸基团组成,元素组成包括C、H、O、N、P(磷酸基团含P,氨基含N),A不符合题意;
B、氨基酸是蛋白质的基本单位,结构通式中必含氨基(-NH2,含N)和羧基(-COOH,含O),核心元素为C、H、O、N,部分氨基酸还含S(如甲硫氨酸),因此不止三种元素,B不符合题意;
C、蔗糖属于二糖,由一分子葡萄糖和一分子果糖通过脱水缩合形成,糖类的通式为(CH2O) ,仅含C、H、O三种元素,C符合题意;
D、核苷酸是核酸(DNA或RNA)的基本单位,由五碳糖、磷酸基团和含氮碱基组成,元素组成包括C、H、O、N、P(磷酸含P,碱基含N),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】糖类(单糖、二糖、多糖)和脂肪、固醇类脂质,元素组成均为C、H、O;蛋白质(氨基酸)必含C、H、O、N,部分含S;核酸(核苷酸)和磷脂必含C、H、O、N、P。
2.【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、受精卵是家蚕发育的起始细胞,尚未发生细胞分化,且含有家蚕全套遗传物质,具备发育成完整新个体的潜能,既具有全能性又没有分化,A符合题意;
B、幼虫的体细胞已发生形态、结构和功能的稳定性差异(如肌肉细胞、表皮细胞等),属于分化细胞,虽细胞核仍有全能性潜能,但不符合“没有分化”的条件,B不符合题意;
C、蛹的体细胞是幼虫细胞进一步分化形成的,分化程度更高,已具备特定生理功能,属于分化细胞,C不符合题意;
D、成虫的体细胞分化程度最高(如生殖细胞、神经细胞等),功能高度特化,属于分化细胞,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞全能性指细胞具有发育成完整个体的潜能,其大小与细胞分化程度呈负相关,分化程度越低,全能性越高,受精卵的全能性最高。细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,家蚕发育中,仅受精卵为未分化细胞,幼虫、蛹、成虫的体细胞均通过受精卵分裂分化形成,均属于分化细胞。
3.【答案】D
【知识点】脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、脂质中的磷脂是构成生物膜(细胞膜、细胞器膜等)的主要成分,属于脂质的生物学功能,A不符合题意;
B、脂质中的固醇类物质(如性激素)能够调节生物体的生理代谢,属于脂质的生物学功能,B不符合题意;
C、脂质中的脂肪是细胞内良好的储能物质,可储存大量能量,属于脂质的生物学功能,C不符合题意;
D、携带遗传信息是核酸(DNA和RNA)的核心功能,脂质不具备该功能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】脂质包括脂肪、磷脂和固醇三类,其中磷脂是生物膜的重要组成成分,脂肪负责储存能量,固醇中的性激素、维生素D等可调节生理代谢。
4.【答案】A
【知识点】真核细胞的分裂方式;细胞分化及其意义;细胞的凋亡;细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、破坏该DNA片段后,果蝇肠道干细胞数量急剧减少,说明该DNA片段的正常功能是促进肠道干细胞数量增加,而细胞增殖是细胞数量增多的直接原因,因此推测该DNA片段可促进细胞增殖,A符合题意;
B、细胞分化的结果是细胞种类增加,而非细胞数量变化,若该DNA片段促进细胞分化,破坏后不会导致干细胞数量减少,B不符合题意;
C、细胞坏死是由外界不利因素(如损伤、缺氧等)引起的细胞被动死亡,不受DNA片段调控,C不符合题意;
D、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡,若该DNA片段促进细胞凋亡,破坏后凋亡过程受抑制,干细胞数量应增加而非减少,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞增殖直接影响细胞数量,细胞分化影响细胞种类,细胞坏死不受基因调控,细胞凋亡会导致细胞数量减少。
【答案】5.D
6.B
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能;原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【分析】咽峡炎链球菌作为细菌(原核生物),其细胞结构的核心特征是无成形的细胞核(无核膜包被),同时具备细胞壁、细胞膜、核糖体等基本结构。
5.A、咽峡炎链球菌是细菌,属于原核生物,具有细胞壁,A不符合题意;
B、原核生物细胞均具有细胞膜,B不符合题意;
C、核糖体是原核生物唯一的细胞器,咽峡炎链球菌含有核糖体,C不符合题意;
D、原核生物没有核膜包被的细胞核,其遗传物质集中在拟核区域,D符合题意。
故答案为:D。
6.A、膜联蛋白A2是蛋白质,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,而非葡萄糖,A不符合题意;
B、材料明确指出“TMPC通过与胃上皮细胞上的膜联蛋白A2相互作用”,蛋白质间的相互作用依赖特异性识别,因此膜联蛋白A2可特异性识别TMPC,B符合题意;
C、膜联蛋白A2的功能是与TMPC结合,帮助细菌定植,而非控制TMPC蛋白的进出,控制物质进出细胞的是细胞膜的载体蛋白或通道蛋白,C不符合题意;
D、细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,而非膜联蛋白A2,膜联蛋白A2是细胞膜上的蛋白质,D不符合题意。
故答案为:B。
7.【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、液泡主要存在于植物细胞和某些原生动物细胞中,人体细胞中没有液泡,且液泡的功能是储存细胞液(含色素、无机盐等),并非储存水解酶,A不符合题意;
B、内质网的主要功能是参与蛋白质的加工(粗面内质网)和脂质的合成(滑面内质网),是蛋白质和脂质的“合成车间”,但不储存水解酶,B不符合题意;
C、溶酶体是人体细胞中一种含有多种水解酶的细胞器,这些水解酶可分解衰老、损伤的细胞器,也能分解侵入细胞的病原体。题干中类风湿细胞释放的“促使关节软骨细胞腐蚀分解的酶”属于水解酶,其储存场所正是溶酶体,C符合题意;
D、中心体仅存在于动物细胞和低等植物细胞中,功能是在细胞分裂时参与纺锤体的形成,与酶的储存无关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】人体细胞中,溶酶体的核心特征是含有多种水解酶,且这些酶在细胞内被储存于溶酶体中,避免对细胞自身结构造成损伤;而液泡不存在于人体细胞,内质网侧重物质合成与加工,中心体参与细胞分裂,均不具备储存水解酶的功能。
8.【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP分子的结构简式为A-P~P~P,其中仅含2个高能磷酸键(“~”表示),且远离腺苷的那个高能磷酸键更容易水解断裂,并非3个,A不符合题意;
B、ATP由腺苷(腺嘌呤+核糖)和3个磷酸基团组成,腺苷含C、H、O、N元素,磷酸基团含P元素,因此组成ATP的化学元素为C、H、O、N、P,并非仅C、H、O、N,B不符合题意;
C、ATP水解时,远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP(二磷酸腺苷)、1个游离的磷酸基团(Pi),同时释放出能量,该能量可直接用于细胞的各项生命活动,C符合题意;
D、ATP在细胞内的储存量极少,但细胞中存在ATP与ADP的快速转化机制(ATP水解供能后,ADP可迅速通过呼吸作用等合成ATP),能够满足运动员运动时的能量需求,而非储存大量ATP,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】ATP的核心特征:结构上含2个高能磷酸键,元素组成含C、H、O、N、P,功能上是细胞的直接能源物质,且通过快速转化维持能量供应,而非大量储存。
9.【答案】B
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞核具有双层核膜,将细胞核内的遗传物质与细胞质分隔开,骨骼肌细胞的细胞核也不例外,A不符合题意;
B、控制损伤修复的遗传物质是DNA,DNA主要存在于细胞核的染色质(染色体)上,而非核基质中,核基质是细胞核内的胶质环境,为细胞核内的化学反应提供场所,B符合题意;
C、题干明确指出“剧烈运动后,骨骼肌细胞的细胞核会大量聚集在肌细胞损伤部位”,说明细胞核的迁移与肌细胞的损伤修复过程密切相关,C不符合题意;
D、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,骨骼肌细胞含多个细胞核,可更高效地调控细胞内复杂的代谢过程(如肌肉收缩、损伤修复所需的物质合成等),D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】细胞核的基本结构:双层核膜、染色质(含DNA)、核基质等,其中遗传物质DNA主要位于染色质上。
10.【答案】B
【知识点】细胞膜的成分;衰老细胞的主要特征;细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、自由基引发细胞衰老后,细胞会启动程序性死亡(细胞凋亡),这是由基因调控的主动过程;而细胞坏死是由外界不利因素导致的被动损伤,二者机制不同,A不符合题意;
B、酶的化学本质多为蛋白质,自由基具有强氧化性,会攻击蛋白质并破坏其空间结构,导致酶的活性下降,B符合题意;
C、自由基化学性质活泼,攻击DNA时会破坏其核苷酸链结构(如导致碱基损伤、链断裂等),引发DNA损伤,C不符合题意;
D、细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,自由基会攻击磷脂分子,破坏细胞膜的结构完整性,导致细胞膜的通透性改变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】自由基会攻击磷脂(破坏细胞膜结构)、蛋白质(包括酶,导致活性下降)、DNA(引发结构损伤),进而导致细胞衰老。
11.【答案】C
【知识点】酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、过氧化氢酶的化学本质是蛋白质,而核糖体是蛋白质合成的场所,因此细胞中合成过氧化氢酶的场所是核糖体,A不符合题意;
B、酶具有高效性的特点,与无机催化剂(如二氧化锰)相比,过氧化氢酶催化H2O2分解的效率更高,B不符合题意;
C、过氧化氢酶的活性强弱不能用氧气的生成总量表示,因为氧气生成总量取决于底物H2O2的量,而酶活性应通过单位时间内氧气的生成量(反应速率)来衡量,反应速率越快,说明酶活性越强,C符合题意;
D、酶在催化过程中会通过诱导契合模型与底物结合,在此过程中酶的空间结构会发生一定的形态变化,以更好地与底物结合并催化反应,反应结束后酶的结构会恢复原状,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】酶的核心特征:化学本质多为蛋白质(合成场所为核糖体),具有高效性(优于无机催化剂),催化过程中会发生构象变化;而酶活性的检测需关注“反应速率”而非“产物总量”,因为产物总量由底物量决定,无法反映酶的催化效率。
12.【答案】B
【知识点】渗透作用;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、结构A转运NH4+时,顺浓度梯度进行且需要转运蛋白协助,属于易化扩散(协助扩散),而渗透是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,A不符合题意;
B、结构B转运H+时,消耗ATP且需要载体蛋白,逆浓度梯度进行,符合主动转运(主动运输)的特点,B符合题意;
C、结构C转运NO3-时,依赖H+顺浓度梯度运输形成的电化学势能,属于主动转运,而非易化扩散(易化扩散顺浓度梯度且不消耗能量),C不符合题意;
D、结构C可转运H+和NO3-,但两种物质均需与载体蛋白上的特定位点结合才能转运,载体蛋白的结合位点具有特异性,因此结构C仍具有特异性,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
13.【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、甲细胞中染色体着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,处于有丝分裂后期;而观察染色体的最佳时期是有丝分裂中期(染色体形态稳定、数目清晰),A不符合题意;
B、乙细胞处于有丝分裂前期,丙细胞处于有丝分裂中期,两者均已完成DNA复制,核DNA含量相同(均为体细胞的2倍),B不符合题意;
C、丁细胞细胞核完整、染色质呈细丝状,处于有丝分裂间期。由于细胞周期中间期持续时间远长于分裂期(前期、中期、后期、末期),因此间期细胞在显微镜视野中数量最多,C符合题意;
D、实验中制作临时装片时,解离步骤会使细胞死亡,因此无法观察到某个细胞的连续分裂过程,只能观察到不同细胞所处的不同分裂时期,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据细胞形态判断各时期:间期(核完整、染色质细丝状)、前期(核膜核仁消失、染色体出现)、中期(染色体排列在赤道板)、后期(着丝粒分裂、染色体移向两极)。
14.【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、分离光合色素常用的试剂是层析液,95%的酒精的作用是提取光合色素(溶解色素),A不符合题意;
B、提取的色素滤液呈绿色,是因为叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)的含量较高,掩盖了类胡萝卜素(胡萝卜素橙黄色、叶黄素黄色)的颜色,并非只含有叶绿素,B不符合题意;
C、研磨时加入SiO2(二氧化硅)的作用是增大研磨力度,使植物细胞和叶绿体破碎更充分,让更多的光合色素释放出来,从而提高滤液中光合色素的含量,C符合题意;
D、滤纸条上色素带的扩散距离由色素在层析液中的溶解度决定,溶解度越高扩散越远。离滤液细线最远的色素带是胡萝卜素,呈橙黄色;蓝绿色的是叶绿素a,位于滤纸条的第二层,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内,需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种,它们都能溶解在层析液中,但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。这样,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
15.【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;有氧呼吸和无氧呼吸的比较
【解析】【解答】A、乳酸菌是厌氧型生物,只能进行无氧呼吸(过程①和③),而无氧呼吸的整个过程都在细胞溶胶(细胞质基质)中进行,A符合题意;
B、酵母菌是兼性厌氧菌,过程①(细胞呼吸第一阶段)在有氧和无氧条件下均可进行,但过程②(有氧呼吸第二、三阶段)需在有氧条件下进行,过程④(无氧呼吸第二阶段,产生酒精和CO2)仅在无氧条件下进行,并非任何情况下都能同时进行①②④,B不符合题意;
C、动物细胞内,过程②是有氧呼吸的第二、三阶段,能释放大量能量;过程③是无氧呼吸的第二阶段,不释放能量(无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量),因此过程②释放的能量远高于过程③,C不符合题意;
D、植物细胞内,过程②若为有氧呼吸第二阶段,其释放的CO2中的氧来自丙酮酸和水(有氧呼吸第二阶段中,丙酮酸和水反应生成CO2和[H]),并非全部来自丙酮酸,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】①为细胞呼吸第一阶段(细胞溶胶,葡萄糖分解为丙酮酸和[H],释放少量能量);②为有氧呼吸第二、三阶段(线粒体,丙酮酸与水反应生成CO2,[H]与O2结合生成水,释放大量能量);③④为无氧呼吸第二阶段(细胞溶胶,丙酮酸分别转化为乳酸或酒精和CO2,不释放能量)。
16.【答案】A
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、“探究酵母菌的呼吸方式”实验的核心是探究氧气对呼吸方式的影响,因此可变因素(自变量)是氧气的有无,通过设置有氧组(通入空气)和无氧组(密封隔绝空气)进行对比,其他无关变量(如温度、培养液成分、酵母菌数量等)需保持一致,A符合题意;
B、植物油覆盖在培养液表面,其作用是隔绝空气,防止氧气进入培养液,从而创造无氧环境,而非富氧环境,B不符合题意;
C、重铬酸钾溶液检测酒精的原理是:在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应,颜色由橙色变为灰绿色。若检测后仍为橙色,说明无酒精生成;若变为灰绿色,才说明有酒精生成,C不符合题意;
D、酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均会产生CO2(有氧呼吸产生大量CO2,无氧呼吸产生少量CO2),因此不能仅根据是否产生CO2判断呼吸方式,需结合酒精检测(无氧呼吸产生酒精,有氧呼吸不产生)或CO2产生量等指标综合判断,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色。具体做法是:各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
17.【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、步骤1中,组别②的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水发生质壁分离,液泡体积缩小,细胞液浓度升高,液泡颜色应加深而非变浅,A不符合题意;
B、步骤2中滴加清水,组别③细胞处于质壁分离复原过程,水分子进出细胞是双向进行的,只是进入细胞的水分子数多于流出细胞的水分子数,并非单方向进入,B不符合题意;
C、组别⑤使用的蔗糖溶液浓度(0.5g/mL)过高,步骤1中细胞发生重度质壁分离(++++),步骤2中滴加清水后仍未复原(仍为++++),说明细胞可能因过度失水导致原生质体受损,失去选择透过性而失活,C符合题意;
D、细胞液浓度介于“未发生质壁分离”和“发生质壁分离”的蔗糖浓度之间。组别①(0.1g/mL)无质壁分离(-),说明细胞液浓度≥0.1g/mL;组别②(0.2g/mL)出现质壁分离(++),说明细胞液浓度<0.2g/mL,因此细胞液浓度范围应在0.1~0.2g/mL之间,而非0.2~0.3g/mL,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞液浓度<外界溶液浓度时,细胞失水发生质壁分离,液泡颜色加深;细胞液浓度>外界溶液浓度时,细胞吸水发生质壁分离复原,液泡颜色变浅。同时需注意,外界溶液浓度过高会导致细胞过度失水死亡,无法复原。
18.【答案】C
【知识点】酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、根据酶促反应模型,反应前后形态不变的物质a是酶(淀粉酶),被分解的物质b是底物(食物残渣中的淀粉),A不符合题意;
B、物质b是底物(淀粉),在一定范围内,底物浓度越大,反应速率越大,但当酶达到饱和状态时(所有酶分子均与底物结合),即使继续增加底物浓度,反应速率也不会再升高,B不符合题意;
C、淀粉酶仅能催化淀粉(底物b)分解为c、d(葡萄糖等产物),而不能催化其他糖类或物质分解,这一过程直接体现了酶的专一性——酶只能识别特定底物的结构并与之结合催化反应,可解释酶专一性的本质原因,C符合题意;
D、酶的作用是降低化学反应的活化能,从而加快反应速率,不会为反应提供能量,反应所需能量来自底物自身的化学能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】酶在反应前后结构不变,底物被分解为产物;酶的专一性表现为只能催化特定底物反应;酶通过降低活化能加速反应,不提供能量;底物浓度对反应速率的影响存在“饱和效应”。
19.【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、有机物积累速率=净光合速率=光合速率-呼吸速率。温度a和c时,光合速率相等,但温度c时的呼吸速率明显高于温度a,因此两者的净光合速率(有机物积累速率)不相等,A不符合题意;
B、题干明确“其它条件都适宜”,因此温度a时光合速率低的原因不是光照不足,而是低温导致光合作用相关酶的活性较低,B不符合题意;
C、由图可知,菠菜叶片的光合速率在温度b时达到峰值,说明光合作用酶的最适温度接近b;而呼吸速率随温度升高仍在上升(未出现峰值),说明呼吸作用酶的最适温度高于b,因此两者的最适温度不同,C符合题意;
D、温度b时,光合速率大于呼吸速率,叶片光合作用产生的氧气一部分用于自身呼吸作用消耗,另一部分释放到大气中,并非全部释放,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】温度通过影响酶的活性调控光合和呼吸速率,两者的酶对温度的适应性不同,因此最适温度存在差异。
20.【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A、两组细胞中染色体的着丝粒均排列在赤道板上,符合有丝分裂中期的特征,而非前期(前期染色体散乱分布、核膜核仁消失),A不符合题意;
B、对照组细胞处于有丝分裂中期,染色体数目与体细胞相同(2n=46),此时每条染色体含2条姐妹染色单体,但染色体数目仍为46条(着丝粒未分裂),B不符合题意;
C、实验组细胞中染色体已螺旋化形成清晰的染色体形态,说明SV4蛋白不抑制染色质螺旋化;对比对照组,实验组纺锤体组装明显减少,推测SV4蛋白的作用可能是抑制纺锤体形成,而非促进,C不符合题意;
D、纺锤体的功能是在有丝分裂后期牵引染色体向两极移动。实验组纺锤体组装不足,会导致染色体分离受阻,进而使分裂期(尤其是中期到后期的过渡)时间显著延长,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是,在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中,从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
21.【答案】(1)碘液;水稻种子发芽过程中淀粉逐渐减少
(2)证明淀粉溶液不含还原糖;发芽前的水稻种子还原糖很少、淀粉酶很少;红黄色;淀粉酶已失活
(3)C
【知识点】检测还原糖的实验;酶促反应的原理;酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】(1)要探究水稻种子发芽过程中淀粉含量变化,需利用淀粉的特征检测试剂——碘液,因为淀粉遇碘液会呈现蓝色,且蓝色深浅与淀粉含量呈正相关,这是该实验的核心检测依据。实验中对照组(通常为未发芽种子或已知淀粉样本)呈蓝色,而随着发芽时间延长,实验组蓝色逐渐变浅,说明实验组中淀粉的量在减少,由此可得出结论:水稻种子发芽过程中淀粉逐渐减少。
(2)本实验旨在验证“发芽后种子产生大量淀粉酶导致淀粉减少”这一推测,实验设计围绕“淀粉酶的催化作用”设置对照,需结合本尼迪特试剂检测还原糖(淀粉水解产物)的特性分析:
①试管1仅加入淀粉溶液,作为空白对照,其核心目的是排除“淀粉溶液本身含还原糖”这一无关变量的干扰,若试管1无颜色变化,可证明后续实验中出现的还原糖是淀粉被催化分解的产物,而非淀粉自带。
②试管2加入发芽前的水稻种子提取液和淀粉溶液,实验结果无明显颜色变化(即无还原糖产生),说明发芽前的种子中淀粉酶含量极少或淀粉酶无活性,无法将淀粉水解为还原糖。
③试管3加入发芽后水稻种子提取液和淀粉溶液,由于发芽后种子产生大量淀粉酶,淀粉酶会将淀粉水解为麦芽糖等还原糖,而还原糖与本尼迪特试剂在热水浴条件下会产生红黄色沉淀,因此预测试管3中溶液颜色呈红黄色。试管4加入淀粉酶和淀粉溶液,若未出现预期的红黄色,结合其他试管结果正常的条件,最可能的原因是淀粉酶已失活(如储存不当、温度过高破坏结构),导致其无法催化淀粉水解。
(3)A、酶具有专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应,淀粉酶的作用底物是淀粉,不能催化蔗糖分解,A不符合题意;
B、高温(如100℃)会破坏酶的空间结构,导致酶永久失活,但低温(如0℃)仅抑制酶的活性,不会破坏其空间结构,升温后酶活性可恢复,B不符合题意;
C、酶的催化作用机制是降低化学反应所需的活化能,淀粉酶通过降低淀粉水解的活化能,使淀粉水解速度加快,这是酶催化作用的共性,C符合题意;
D、本尼迪特试剂检测还原糖时需热水浴加热,而探究淀粉酶最适温度实验中,温度是唯一变量,热水浴会干扰实验温度条件,影响实验结果,因此不能作为该实验的检测试剂,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】葡萄糖等还原糖中的醛基与班氏试剂中的Cu2+反应,加热后会出现黄红色沉淀;蛋白质遇双缩脲试剂后会呈紫色;脂肪遇苏丹IV染液后会呈红色。分光光度计可对颜色变化进行定量分析。同无机催化剂相比,酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性,并对温度、pH等条件有严格的要求。
(1)在不同发芽阶段的水稻种子提取液中滴加碘液,进行观察,结果显示对照组呈蓝色,随着发芽时间的延长,实验组蓝色逐渐变浅,说明淀粉逐渐被分解,该实验结果说明水稻种子发芽过程中淀粉逐渐减少。
(2)研究人员推测(1)中蓝色变浅的原因是水稻种子发芽后产生大量淀粉酶作用的结果,设计实验验证淀粉酶是否在种子萌发过程中大量产生,表格分析如下:
①试管1作为对照,其目的是证明淀粉溶液不含还原糖,因而其中加入本尼迪特试剂并热水浴加热不会发生颜色变化。
②试管2实验结果无明显颜色变化,说明该试管中几乎不含还原糖,即发芽前的水稻种子还原糖很少、淀粉酶很少。
③试管3中加入的是发芽后水稻种子提取液+淀粉溶液,由于发芽水稻种子中有大量淀粉酶,因此,在含有淀粉的该试管中发生的变化为:15min后试管3中溶液颜色呈红黄色,意味着其中含有还原糖,即在淀粉酶的催化下,淀粉被分解产生还原糖。若试管4未出现预期结果即没有出现红黄色,则最可能的原因是淀粉酶已失活,因而不能催化淀粉水解产生还原糖。
(3)A、根据酶的专一性可推测,淀粉酶能催化淀粉分解,但不能催化蔗糖分解,A错误;
B、100℃会导致淀粉酶的空间结构发生不可逆的破坏,而0℃不会导致淀粉酶的空间结构发生不可逆的破坏,但会抑制酶活性,给与适宜温度条件酶活性会升高,B错误;
C、淀粉酶能降低反应所需的活化能从而使淀粉水解速度加快,进而表现出催化作用,C正确;
D、本尼迪特试剂能与还原糖发生颜色反应,且需要经过水浴加热,因而不可作为探究淀粉酶最适温度实验的检测试剂,D错误。
故选C。
22.【答案】(1)细胞骨架;蛋白质
(2)胞吞;一定的流动性
(3)蛋白质B;细胞识别、控制物质进出、信息交流
(4)高尔基体;细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动
【知识点】细胞膜的功能;细胞器之间的协调配合;胞吞、胞吐的过程和意义;细胞骨架
【解析】【解答】(1)题干明确该纤维网架结构具有维持细胞形态、支撑变形运动的功能,且由被标记的纤维组成,符合细胞骨架的核心特征——细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维构成的网架结构,其重要功能之一就是为细胞提供形态支撑,并参与细胞的运动、物质运输等生命活动。科研人员观察到移动部分细胞质中该结构聚集,且有纤维的合成与分解,进一步印证了这是动态变化的细胞骨架。由于细胞骨架的组成成分是蛋白质纤维,因此其化学本质为蛋白质。
(2)变形虫作为单细胞生物,摄取食物时会通过细胞表面的临时性突起包裹食物,形成囊泡并将其摄入细胞内部,这种依赖膜的包裹与融合实现大分子或颗粒物质进入细胞的方式,属于胞吞。胞吞过程中,细胞膜需要发生形态的改变(如伸展、包裹、内陷),而这种形态变化的基础是细胞膜具有一定的流动性——细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子可以相对运动,使膜的结构具有灵活性。
(3)囊泡能精确将食物残渣运送到细胞膜并完成释放,关键在于膜上蛋白质的特异性识别作用——囊泡膜上的蛋白A作为“信号分子”,会与细胞膜上对应的“受体蛋白”特异性结合,从而实现囊泡与细胞膜的精准对接,结合题干提示可推测该受体蛋白为蛋白质B。这一过程中,蛋白A与蛋白质B的识别与结合,本质是细胞通过膜蛋白传递信息,同时囊泡与细胞膜融合释放残渣,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能,而特异性识别本身也属于细胞识别和信息交流的范畴。
(4)蛋白质的合成与加工是多细胞器协同作用的过程:多肽链在核糖体上合成后,首先进入内质网进行初步加工(如折叠、糖基化等),随后内质网形成囊泡将初步加工的蛋白质运送到高尔基体,高尔基体对其进行进一步的加工、分类和包装,最终形成具有特定空间结构和功能的成熟蛋白质。线粒体作为细胞的“动力车间”,为整个过程提供能量。从结构与功能的关系来看,核糖体负责合成、内质网和高尔基体负责加工、线粒体负责供能,各细胞器并非独立工作,而是通过物质传递和功能配合完成蛋白质合成这一复杂生命活动,这充分说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。
【分析】细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。蛋白质和多糖等有机大分子由于分子太大,靠转运蛋白无法运输,它们进出细胞则通过胞吞或胞吐。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外,还有少量的糖类。细胞膜的磷脂双分子层是膜的基本支架,具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,其中大多数蛋白质分子都是能运动的。细胞膜是细胞对外界环境的屏障,控制着物质的进出,保证了细胞内部环境的相对稳定,使细胞内的生命活动有序进行。分泌蛋白的合成和运输过程:内质网上的核糖体→合成肽链→进入内质网→加工一定空间结构的蛋白质→囊泡运输高尔基体→进一步加工成熟的蛋白质→囊泡运输细胞膜→分泌到细胞外分泌蛋白。
(1)变形虫中维持细胞形态、支撑变形运动的纤维网架结构是细胞骨架;细胞骨架由蛋白质纤维组成,故化学本质为蛋白质。
(2)变形虫摄取食物时,细胞膜包裹食物形成囊泡进入细胞,属于胞吞 ;胞吞过程中细胞膜的形态变化(包裹、融合),依赖其一定的流动性。
(3)囊泡膜上的蛋白A与细胞膜上的蛋白质B特异性识别结合(图中对应受体-配体关系);该过程通过膜蛋白传递信息,体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能(支撑囊泡精准运输)。
(4)多肽链经核糖体合成后,需内质网和高尔基体加工(高尔基体是后续加工场所);核糖体、内质网、高尔基体分工,线粒体供能,说明细胞内 结构间协作联系,协调完成生命活动。
23.【答案】(1)光照强度;CO2吸收量
(2)减少;红光和蓝紫;ATP、NADPH和氧气
(3)能;绿萝8小时光合作用合成有机物的量大于24小时呼吸消耗量
(4)A;B;C;D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用综合
【解析】【解答】(1)实验设计中“可变因素”即自变量,题干明确“置于不同光照强度的环境中,其它条件相同且适宜”,因此本实验的自变量(可变因素)为光照强度。净光合速率是总光合速率减去呼吸速率的差值,在实际检测中,由于植物光合作用吸收CO2、呼吸作用释放CO2,净光合速率可通过“一定量的植物在单位时间内CO2吸收量”来直观表示——吸收量为正时,说明光合消耗的CO2多于呼吸产生的,体现净光合积累。
(2)直接分析表格数据:光照强度从200Lux增至600Lux时,叶绿素a含量从1.6mg·g- 降至1mg·g- ,因此随着光照强度增强,叶绿素a含量减少。叶绿素a作为光合色素的核心成分,主要吸收红光和蓝紫光,其含量直接影响光反应的效率——光合色素吸收光能后分解水产生氧气,同时合成ATP和NADPH,这些物质将为暗反应提供能量和还原剂,因此叶绿素a含量变化会影响光反应中ATP、NADPH和氧气的产生。
(3)有机物积累的判断核心是“一昼夜总光合产生量>呼吸消耗量”,需结合净光合速率与呼吸速率的关系计算:总光合速率=净光合速率+呼吸速率。当光照强度为400Lux时,绿萝总光合速率为28+13=41(CO2·μmol·m-2·s- ),8小时光照下总光合产生的有机物量(以CO2量衡量)为41×8=328;一昼夜24小时呼吸消耗的有机物量为13×24=312。由于328>312,即光合作用合成有机物的量大于全天呼吸消耗量,因此绿萝能积累有机物。
(4)光照强度增至800Lux时,净光合速率未再升高,说明此时限制因素已从“光照强度”这一外因转为植物自身的内因。从光合作用过程分析:A选项光合色素含量,若叶绿素a等色素不足,光反应吸收的光能有限,会限制光合速率;B选项光合酶的含量,暗反应依赖酶催化,酶量不足会导致反应受阻;C选项叶绿体的数量,叶绿体是光合作用的场所,数量有限则光合面积和相关结构不足;D选项五碳糖(C5)含量,C5是暗反应中固定CO2的关键物质,含量不足会影响CO2固定效率。以上因素均会成为净光合速率的限制条件,因此答案为ABCD。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(1)根据题干可知本实验的可变因素是光照强度,净光合速率是指在光照条件下,一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO2量。
(2)据表可知,随着光照强度的增强,叶绿素a含量会减少,叶绿素包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色),主要吸收红光和蓝紫光,光合色素的含量能够影响光反应中ATP、NADPH和氧气物质的产生。
(3)当光照为400Lux,植物在光照8小时合成的有机物量=(28+13)×8=328,一昼夜呼吸消耗的有机物量=13×24=312,呼吸消耗量小于有机物的制造量,所以有有机物的积累。
(4)增设第4组实验,光照强度增加到800Lux,其他条件不变,叶片净光合速率与第3组相同,此时影响光合作用的因素是内因,如光合作用色素的含量、光合作用酶的含量,叶绿体的数量以及C5的含量的多少等。
故选ABCD。
24.【答案】(1)龙胆紫溶液;分生
(2)染色体复制(DNA复制)
(3)纺锤体;遗传物质(性状)的稳定性
(4)阻断DNA复制;分裂间;1:1或1:2
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】(1)制作有丝分裂装片时,染色体的观察依赖碱性染料的染色作用,这类染料能与染色体中的DNA结合,使其呈现明显颜色便于观察,常用的试剂有龙胆紫溶液、醋酸洋红液等。在蚕豆根尖结构中,只有分生区细胞具有分裂旺盛的特点(细胞呈正方形、排列紧密、核大),而根冠、伸长区、成熟区细胞多为高度分化细胞,不进行有丝分裂,因此显微镜观察需专门寻找分生区的细胞。
(2)有丝分裂间期是为分裂期做物质准备的阶段,细胞核内发生的主要变化是染色体复制,具体包括DNA分子的复制和与染色体合成相关的蛋白质的合成,这一过程使每条染色体形成两条姐妹染色单体,为后续分裂期染色体的平均分配奠定基础。图中细胞a处于分裂间期,因此其细胞核内主要变化为染色体复制(DNA复制)。
(3)有丝分裂前期的重要特征是纺锤体的形成,而纺锤体主要由微管蛋白组装而成。题干明确洗涤剂有害成分会影响分裂前期微管蛋白的合成及组装,这必然会抑制纺锤体的形成。纺锤体的功能是在分裂期牵引染色体向细胞两极移动,若纺锤体形成受阻,会导致部分染色体无法被牵引,出现落单现象,进而使细胞缺失部分DNA。亲子代细胞之间遗传物质的稳定传递依赖于染色体的准确复制和平均分配,染色体分配紊乱会导致亲子代细胞无法保证遗传物质(性状)的稳定性。
(4)流式细胞仪检测的核心是细胞中DNA含量的差异。对比对照组(清水组)和实验组(洗涤剂组),洗涤剂组中DNA含量较低的细胞(左侧峰)数量明显增多,说明大量细胞停留在DNA复制前的阶段,推测洗涤剂的作用可能是阻断DNA复制,导致细胞无法进入DNA复制阶段,从而使低DNA含量细胞积累。图中两组细胞数量的两个峰值,分别对应DNA复制前和DNA复制后的细胞:左侧峰DNA相对含量低,尚未进行DNA复制,对应分裂间期的G1期,因此左侧峰表示分裂间期细胞。图2中B峰为DNA复制后的细胞,涵盖分裂间期的G2期、分裂期的前期和中期(此时每条染色体含两条姐妹染色单体,染色体与核DNA比值为1:2),以及分裂期的后期和末期(着丝粒分裂后,姐妹染色单体分离,染色体与核DNA比值为1:1),因此B峰对应细胞中染色体与核DNA的比值为1:1或1:2。
【分析】有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是,在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中,从而保持了细胞在遗传上的稳定性。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态,就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液,旧称龙胆紫溶液)着色。观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,制片流程为:解离→漂洗→染色→制片。
(1)染色体易被碱性染料(如龙胆紫溶液、醋酸洋红液)染色,故①为龙胆紫溶液;蚕豆根尖分生区细胞分裂旺盛,是观察有丝分裂的理想材料,因此需找分生区细胞。
(2)有丝分裂间期,细胞核内主要进行DNA 复制和相关蛋白质合成(即染色体复制),为分裂期做物质准备。
(3)纺锤体由微管蛋白组装而成,若洗涤剂抑制微管蛋白合成 / 组装,会阻断纺锤体形成;纺锤体负责牵引染色体分离,其异常导致染色体分配紊乱,最终使亲子代细胞遗传物质(性状)无法稳定传递。
(4)对比清水组和洗涤剂组,洗涤剂组 低DNA含量细胞(左侧峰)比例升高,说明细胞停留在DNA复制前,推测洗涤剂阻断DNA复制;左侧峰DNA相对含量低,对应分裂间期(G1期,DNA未复制) 的细胞;图2中B峰为DNA复制后(G2期、分裂期)的细胞:若为G2期、前期、中期,染色体:核 DNA=1:2;若为后期、末期(着丝粒分裂),则为1:1,故比值为1:1或 1:2。
1 / 1浙江省杭州市2024-2025学年高一上学期1月期末生物试题
1.(2025高一上·杭州期末)细胞是由多种多样的物质组成,下列物质中只含有C、H、O三种元素的是(  )
A.磷脂 B.氨基酸 C.蔗糖 D.核苷酸
【答案】C
【知识点】核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;脂质的元素组成;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、磷脂是生物膜的主要成分,由甘油、脂肪酸和磷酸基团组成,元素组成包括C、H、O、N、P(磷酸基团含P,氨基含N),A不符合题意;
B、氨基酸是蛋白质的基本单位,结构通式中必含氨基(-NH2,含N)和羧基(-COOH,含O),核心元素为C、H、O、N,部分氨基酸还含S(如甲硫氨酸),因此不止三种元素,B不符合题意;
C、蔗糖属于二糖,由一分子葡萄糖和一分子果糖通过脱水缩合形成,糖类的通式为(CH2O) ,仅含C、H、O三种元素,C符合题意;
D、核苷酸是核酸(DNA或RNA)的基本单位,由五碳糖、磷酸基团和含氮碱基组成,元素组成包括C、H、O、N、P(磷酸含P,碱基含N),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】糖类(单糖、二糖、多糖)和脂肪、固醇类脂质,元素组成均为C、H、O;蛋白质(氨基酸)必含C、H、O、N,部分含S;核酸(核苷酸)和磷脂必含C、H、O、N、P。
2.(2025高一上·杭州期末)家蚕的发育过程经历了受精卵→幼虫→蛹→成虫四个阶段。下列家蚕细胞中,既具有全能性又没有分化的是(  )
A.受精卵 B.幼虫的体细胞
C.蛹的体细胞 D.成虫的体细胞
【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、受精卵是家蚕发育的起始细胞,尚未发生细胞分化,且含有家蚕全套遗传物质,具备发育成完整新个体的潜能,既具有全能性又没有分化,A符合题意;
B、幼虫的体细胞已发生形态、结构和功能的稳定性差异(如肌肉细胞、表皮细胞等),属于分化细胞,虽细胞核仍有全能性潜能,但不符合“没有分化”的条件,B不符合题意;
C、蛹的体细胞是幼虫细胞进一步分化形成的,分化程度更高,已具备特定生理功能,属于分化细胞,C不符合题意;
D、成虫的体细胞分化程度最高(如生殖细胞、神经细胞等),功能高度特化,属于分化细胞,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞全能性指细胞具有发育成完整个体的潜能,其大小与细胞分化程度呈负相关,分化程度越低,全能性越高,受精卵的全能性最高。细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,家蚕发育中,仅受精卵为未分化细胞,幼虫、蛹、成虫的体细胞均通过受精卵分裂分化形成,均属于分化细胞。
3.(2025高一上·杭州期末)脂质与细胞的生命活动息息相关,下列选项中不属于脂质生物学功能的是(  )
A.构成生物膜 B.调节生理代谢
C.储存能量 D.携带遗传信息
【答案】D
【知识点】脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、脂质中的磷脂是构成生物膜(细胞膜、细胞器膜等)的主要成分,属于脂质的生物学功能,A不符合题意;
B、脂质中的固醇类物质(如性激素)能够调节生物体的生理代谢,属于脂质的生物学功能,B不符合题意;
C、脂质中的脂肪是细胞内良好的储能物质,可储存大量能量,属于脂质的生物学功能,C不符合题意;
D、携带遗传信息是核酸(DNA和RNA)的核心功能,脂质不具备该功能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】脂质包括脂肪、磷脂和固醇三类,其中磷脂是生物膜的重要组成成分,脂肪负责储存能量,固醇中的性激素、维生素D等可调节生理代谢。
4.(2025高一上·杭州期末)某研究团队破坏果蝇肠道干细胞中的一段DNA区域,导致肠道干细胞数量急剧减少。据此推测该DNA片段可促进的生理过程是(  )
A.细胞增殖 B.细胞分化 C.细胞坏死 D.细胞凋亡
【答案】A
【知识点】真核细胞的分裂方式;细胞分化及其意义;细胞的凋亡;细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、破坏该DNA片段后,果蝇肠道干细胞数量急剧减少,说明该DNA片段的正常功能是促进肠道干细胞数量增加,而细胞增殖是细胞数量增多的直接原因,因此推测该DNA片段可促进细胞增殖,A符合题意;
B、细胞分化的结果是细胞种类增加,而非细胞数量变化,若该DNA片段促进细胞分化,破坏后不会导致干细胞数量减少,B不符合题意;
C、细胞坏死是由外界不利因素(如损伤、缺氧等)引起的细胞被动死亡,不受DNA片段调控,C不符合题意;
D、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡,若该DNA片段促进细胞凋亡,破坏后凋亡过程受抑制,干细胞数量应增加而非减少,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞增殖直接影响细胞数量,细胞分化影响细胞种类,细胞坏死不受基因调控,细胞凋亡会导致细胞数量减少。
(2025高一上·杭州期末)阅读下列材料,完成下面小题。
咽峡炎链球菌是一种常见的细菌,是某些胃部疾病的潜在病原体。该细菌依赖其表面的TMPC蛋白在胃部定植,TMPC通过与胃上皮细胞上的膜联蛋白A2相互作用,进而激活信号传导路径。研究发现,去除TMPC或者膜联蛋白A2,都会减少细菌的附着和侵袭。
5.下列不属于咽峡炎链球菌细胞结构的是(  )
A.细胞壁 B.细胞膜
C.核糖体 D.核膜包被的细胞核
6.下列关于膜联蛋白A2的叙述,正确的是(  )
A.膜联蛋白A2的组成单位是葡萄糖
B.膜联蛋白A2可特异性识别TMPC
C.膜联蛋白A2能控制TMPC蛋白的进出
D.膜联蛋白A2是胃上皮细胞膜的基本骨架
【答案】5.D
6.B
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能;原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【分析】咽峡炎链球菌作为细菌(原核生物),其细胞结构的核心特征是无成形的细胞核(无核膜包被),同时具备细胞壁、细胞膜、核糖体等基本结构。
5.A、咽峡炎链球菌是细菌,属于原核生物,具有细胞壁,A不符合题意;
B、原核生物细胞均具有细胞膜,B不符合题意;
C、核糖体是原核生物唯一的细胞器,咽峡炎链球菌含有核糖体,C不符合题意;
D、原核生物没有核膜包被的细胞核,其遗传物质集中在拟核区域,D符合题意。
故答案为:D。
6.A、膜联蛋白A2是蛋白质,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,而非葡萄糖,A不符合题意;
B、材料明确指出“TMPC通过与胃上皮细胞上的膜联蛋白A2相互作用”,蛋白质间的相互作用依赖特异性识别,因此膜联蛋白A2可特异性识别TMPC,B符合题意;
C、膜联蛋白A2的功能是与TMPC结合,帮助细菌定植,而非控制TMPC蛋白的进出,控制物质进出细胞的是细胞膜的载体蛋白或通道蛋白,C不符合题意;
D、细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,而非膜联蛋白A2,膜联蛋白A2是细胞膜上的蛋白质,D不符合题意。
故答案为:B。
7.(2025高一上·杭州期末)类风湿关节炎患者关节部位的类风湿细胞会自我破裂,释放出大量的酶,促使周围的关节软骨细胞腐蚀分解,导致关节受到损害。人体正常细胞中储存这些酶的细胞器是(  )
A.液泡 B.内质网 C.溶酶体 D.中心体
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、液泡主要存在于植物细胞和某些原生动物细胞中,人体细胞中没有液泡,且液泡的功能是储存细胞液(含色素、无机盐等),并非储存水解酶,A不符合题意;
B、内质网的主要功能是参与蛋白质的加工(粗面内质网)和脂质的合成(滑面内质网),是蛋白质和脂质的“合成车间”,但不储存水解酶,B不符合题意;
C、溶酶体是人体细胞中一种含有多种水解酶的细胞器,这些水解酶可分解衰老、损伤的细胞器,也能分解侵入细胞的病原体。题干中类风湿细胞释放的“促使关节软骨细胞腐蚀分解的酶”属于水解酶,其储存场所正是溶酶体,C符合题意;
D、中心体仅存在于动物细胞和低等植物细胞中,功能是在细胞分裂时参与纺锤体的形成,与酶的储存无关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】人体细胞中,溶酶体的核心特征是含有多种水解酶,且这些酶在细胞内被储存于溶酶体中,避免对细胞自身结构造成损伤;而液泡不存在于人体细胞,内质网侧重物质合成与加工,中心体参与细胞分裂,均不具备储存水解酶的功能。
8.(2025高一上·杭州期末)校运会上,运动员们尽情挥洒汗水的时候,细胞内的ATP发挥着重要作用。下列叙述正确的是(  )
A.ATP分子中的3个高能磷酸键容易水解断裂
B.组成ATP分子的化学元素为C、H、O、N
C.ATP水解形成ADP时释放能量和1个磷酸
D.运动员体内储存着大量的ATP供运动需求
【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP分子的结构简式为A-P~P~P,其中仅含2个高能磷酸键(“~”表示),且远离腺苷的那个高能磷酸键更容易水解断裂,并非3个,A不符合题意;
B、ATP由腺苷(腺嘌呤+核糖)和3个磷酸基团组成,腺苷含C、H、O、N元素,磷酸基团含P元素,因此组成ATP的化学元素为C、H、O、N、P,并非仅C、H、O、N,B不符合题意;
C、ATP水解时,远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP(二磷酸腺苷)、1个游离的磷酸基团(Pi),同时释放出能量,该能量可直接用于细胞的各项生命活动,C符合题意;
D、ATP在细胞内的储存量极少,但细胞中存在ATP与ADP的快速转化机制(ATP水解供能后,ADP可迅速通过呼吸作用等合成ATP),能够满足运动员运动时的能量需求,而非储存大量ATP,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】ATP的核心特征:结构上含2个高能磷酸键,元素组成含C、H、O、N、P,功能上是细胞的直接能源物质,且通过快速转化维持能量供应,而非大量储存。
9.(2025高一上·杭州期末)人体骨骼肌细胞呈细长的圆柱状,内含上百个细胞核。研究发现,人体进行剧烈运动后,骨骼肌细胞的细胞核会大量聚集在肌细胞损伤部位。下列叙述错误的是(  )
A.骨骼肌细胞的细胞核含有双层膜结构
B.控制损伤修复的遗传物质存在于核基质中
C.骨骼肌细胞的损伤修复与细胞核迁移有关
D.骨骼肌细胞含多个细胞核有利于调控细胞代谢
【答案】B
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞核具有双层核膜,将细胞核内的遗传物质与细胞质分隔开,骨骼肌细胞的细胞核也不例外,A不符合题意;
B、控制损伤修复的遗传物质是DNA,DNA主要存在于细胞核的染色质(染色体)上,而非核基质中,核基质是细胞核内的胶质环境,为细胞核内的化学反应提供场所,B符合题意;
C、题干明确指出“剧烈运动后,骨骼肌细胞的细胞核会大量聚集在肌细胞损伤部位”,说明细胞核的迁移与肌细胞的损伤修复过程密切相关,C不符合题意;
D、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,骨骼肌细胞含多个细胞核,可更高效地调控细胞内复杂的代谢过程(如肌肉收缩、损伤修复所需的物质合成等),D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】细胞核的基本结构:双层核膜、染色质(含DNA)、核基质等,其中遗传物质DNA主要位于染色质上。
10.(2025高一上·杭州期末)辐射、有害物质以及细胞内的氧化反应都会产生化学性质活泼的自由基,自由基会攻击磷脂、蛋白质和DNA等物质,导致细胞衰老。下列叙述正确的是(  )
A.自由基引发细胞衰老后导致细胞坏死
B.自由基可能会导致细胞内酶活性下降
C.自由基攻击DNA后不会引发其损伤
D.自由基不会引起细胞膜的通透性改变
【答案】B
【知识点】细胞膜的成分;衰老细胞的主要特征;细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、自由基引发细胞衰老后,细胞会启动程序性死亡(细胞凋亡),这是由基因调控的主动过程;而细胞坏死是由外界不利因素导致的被动损伤,二者机制不同,A不符合题意;
B、酶的化学本质多为蛋白质,自由基具有强氧化性,会攻击蛋白质并破坏其空间结构,导致酶的活性下降,B符合题意;
C、自由基化学性质活泼,攻击DNA时会破坏其核苷酸链结构(如导致碱基损伤、链断裂等),引发DNA损伤,C不符合题意;
D、细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,自由基会攻击磷脂分子,破坏细胞膜的结构完整性,导致细胞膜的通透性改变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】自由基会攻击磷脂(破坏细胞膜结构)、蛋白质(包括酶,导致活性下降)、DNA(引发结构损伤),进而导致细胞衰老。
11.(2025高一上·杭州期末)过氧化氢酶的作用是及时清除细胞代谢产生的H2O2,避免H2O2对机体造成损害。下列叙述错误的是(  )
A.细胞中合成过氧化氢酶的场所是核糖体
B.过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于二氧化锰
C.过氧化氢酶的活性强弱可用氧气的生成量表示
D.过氧化氢酶在催化过程中会发生一定的形态变化
【答案】C
【知识点】酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、过氧化氢酶的化学本质是蛋白质,而核糖体是蛋白质合成的场所,因此细胞中合成过氧化氢酶的场所是核糖体,A不符合题意;
B、酶具有高效性的特点,与无机催化剂(如二氧化锰)相比,过氧化氢酶催化H2O2分解的效率更高,B不符合题意;
C、过氧化氢酶的活性强弱不能用氧气的生成总量表示,因为氧气生成总量取决于底物H2O2的量,而酶活性应通过单位时间内氧气的生成量(反应速率)来衡量,反应速率越快,说明酶活性越强,C符合题意;
D、酶在催化过程中会通过诱导契合模型与底物结合,在此过程中酶的空间结构会发生一定的形态变化,以更好地与底物结合并催化反应,反应结束后酶的结构会恢复原状,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】酶的核心特征:化学本质多为蛋白质(合成场所为核糖体),具有高效性(优于无机催化剂),催化过程中会发生构象变化;而酶活性的检测需关注“反应速率”而非“产物总量”,因为产物总量由底物量决定,无法反映酶的催化效率。
12.(2025高一上·杭州期末)土壤中的和是植物根细胞吸收利用的主要无机氮源,相关转运机制如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.结构A转运的方式属于渗透
B.结构B转运H+的方式属于主动转运
C.结构C转运的方式属于易化扩散
D.结构C可转运两种物质,不具有特异性
【答案】B
【知识点】渗透作用;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、结构A转运NH4+时,顺浓度梯度进行且需要转运蛋白协助,属于易化扩散(协助扩散),而渗透是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,A不符合题意;
B、结构B转运H+时,消耗ATP且需要载体蛋白,逆浓度梯度进行,符合主动转运(主动运输)的特点,B符合题意;
C、结构C转运NO3-时,依赖H+顺浓度梯度运输形成的电化学势能,属于主动转运,而非易化扩散(易化扩散顺浓度梯度且不消耗能量),C不符合题意;
D、结构C可转运H+和NO3-,但两种物质均需与载体蛋白上的特定位点结合才能转运,载体蛋白的结合位点具有特异性,因此结构C仍具有特异性,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
13.(2025高一上·杭州期末)在“制作和观察根尖细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到甲~丁不同时期的细胞如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.甲细胞所处时期是观察染色体的最佳时期
B.丙细胞中核DNA含量是乙细胞的2倍
C.丁细胞所处时期在显微镜视野中数量最多
D.实验中可观察到某个细胞的连续分裂过程
【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、甲细胞中染色体着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,处于有丝分裂后期;而观察染色体的最佳时期是有丝分裂中期(染色体形态稳定、数目清晰),A不符合题意;
B、乙细胞处于有丝分裂前期,丙细胞处于有丝分裂中期,两者均已完成DNA复制,核DNA含量相同(均为体细胞的2倍),B不符合题意;
C、丁细胞细胞核完整、染色质呈细丝状,处于有丝分裂间期。由于细胞周期中间期持续时间远长于分裂期(前期、中期、后期、末期),因此间期细胞在显微镜视野中数量最多,C符合题意;
D、实验中制作临时装片时,解离步骤会使细胞死亡,因此无法观察到某个细胞的连续分裂过程,只能观察到不同细胞所处的不同分裂时期,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据细胞形态判断各时期:间期(核完整、染色质细丝状)、前期(核膜核仁消失、染色体出现)、中期(染色体排列在赤道板)、后期(着丝粒分裂、染色体移向两极)。
14.(2025高一上·杭州期末)下列关于“光合色素的提取与分离”实验的叙述,正确的是(  )
A.分离光合色素常用的试剂是95%的酒精
B.提取的色素滤液呈绿色是因为只含有叶绿素
C.研磨时加入SiO2可提高滤液中光合色素含量
D.滤纸条上离滤液细线最远的色素带呈蓝绿色
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、分离光合色素常用的试剂是层析液,95%的酒精的作用是提取光合色素(溶解色素),A不符合题意;
B、提取的色素滤液呈绿色,是因为叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)的含量较高,掩盖了类胡萝卜素(胡萝卜素橙黄色、叶黄素黄色)的颜色,并非只含有叶绿素,B不符合题意;
C、研磨时加入SiO2(二氧化硅)的作用是增大研磨力度,使植物细胞和叶绿体破碎更充分,让更多的光合色素释放出来,从而提高滤液中光合色素的含量,C符合题意;
D、滤纸条上色素带的扩散距离由色素在层析液中的溶解度决定,溶解度越高扩散越远。离滤液细线最远的色素带是胡萝卜素,呈橙黄色;蓝绿色的是叶绿素a,位于滤纸条的第二层,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内,需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种,它们都能溶解在层析液中,但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。这样,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
15.(2025高一上·杭州期末)细胞内糖分解代谢过程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.乳酸菌细胞内,过程①和③只在细胞溶胶进行
B.酵母菌细胞内,任何情况下都可以进行①②④
C.动物细胞内,过程③释放的能量远高于过程②
D.植物细胞内,过程②释放的CO2中的氧全部来自丙酮酸
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;有氧呼吸和无氧呼吸的比较
【解析】【解答】A、乳酸菌是厌氧型生物,只能进行无氧呼吸(过程①和③),而无氧呼吸的整个过程都在细胞溶胶(细胞质基质)中进行,A符合题意;
B、酵母菌是兼性厌氧菌,过程①(细胞呼吸第一阶段)在有氧和无氧条件下均可进行,但过程②(有氧呼吸第二、三阶段)需在有氧条件下进行,过程④(无氧呼吸第二阶段,产生酒精和CO2)仅在无氧条件下进行,并非任何情况下都能同时进行①②④,B不符合题意;
C、动物细胞内,过程②是有氧呼吸的第二、三阶段,能释放大量能量;过程③是无氧呼吸的第二阶段,不释放能量(无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量),因此过程②释放的能量远高于过程③,C不符合题意;
D、植物细胞内,过程②若为有氧呼吸第二阶段,其释放的CO2中的氧来自丙酮酸和水(有氧呼吸第二阶段中,丙酮酸和水反应生成CO2和[H]),并非全部来自丙酮酸,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】①为细胞呼吸第一阶段(细胞溶胶,葡萄糖分解为丙酮酸和[H],释放少量能量);②为有氧呼吸第二、三阶段(线粒体,丙酮酸与水反应生成CO2,[H]与O2结合生成水,释放大量能量);③④为无氧呼吸第二阶段(细胞溶胶,丙酮酸分别转化为乳酸或酒精和CO2,不释放能量)。
16.(2025高一上·杭州期末)下列关于“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述,正确的是(  )
A.该实验的可变因素是氧气的有无
B.植物油覆盖溶液可以创造富氧环境
C.重铬酸钾溶液检测后其颜色为橙色说明有酒精生成
D.该实验可根据是否产生CO2判断酵母菌的呼吸方式
【答案】A
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、“探究酵母菌的呼吸方式”实验的核心是探究氧气对呼吸方式的影响,因此可变因素(自变量)是氧气的有无,通过设置有氧组(通入空气)和无氧组(密封隔绝空气)进行对比,其他无关变量(如温度、培养液成分、酵母菌数量等)需保持一致,A符合题意;
B、植物油覆盖在培养液表面,其作用是隔绝空气,防止氧气进入培养液,从而创造无氧环境,而非富氧环境,B不符合题意;
C、重铬酸钾溶液检测酒精的原理是:在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应,颜色由橙色变为灰绿色。若检测后仍为橙色,说明无酒精生成;若变为灰绿色,才说明有酒精生成,C不符合题意;
D、酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均会产生CO2(有氧呼吸产生大量CO2,无氧呼吸产生少量CO2),因此不能仅根据是否产生CO2判断呼吸方式,需结合酒精检测(无氧呼吸产生酒精,有氧呼吸不产生)或CO2产生量等指标综合判断,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色。具体做法是:各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
17.(2025高一上·杭州期末)用生理状态相同的紫色洋葱外表皮进行“植物细胞的吸水和失水”实验,结果如下表。
分组 ① ② ③ ④ ⑤
步骤1 盖玻片一侧分别滴入下列浓度的蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复3次
0.1g/mL 0.2g/mL 0.3g/mL 0.4g/mL 0.5g/mL
质壁分离现象 - ++ +++ ++++ ++++
步骤2 盖玻片一侧滴入清水,另一侧用吸水纸吸引,重复3次
质壁分离现象 - - + ++ ++++
注:“-”表示没有质壁分离,“+”的数量越多表示质壁分离程度越大。
下列叙述正确的是(  )
A.步骤1中,组别②细胞中液泡颜色变浅
B.步骤2中,水分子单方向进入组别③细胞
C.实验结束时,组别⑤的细胞可能已失活
D.据表推测细胞液浓度范围在0.2~0.3g/mL之间
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、步骤1中,组别②的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水发生质壁分离,液泡体积缩小,细胞液浓度升高,液泡颜色应加深而非变浅,A不符合题意;
B、步骤2中滴加清水,组别③细胞处于质壁分离复原过程,水分子进出细胞是双向进行的,只是进入细胞的水分子数多于流出细胞的水分子数,并非单方向进入,B不符合题意;
C、组别⑤使用的蔗糖溶液浓度(0.5g/mL)过高,步骤1中细胞发生重度质壁分离(++++),步骤2中滴加清水后仍未复原(仍为++++),说明细胞可能因过度失水导致原生质体受损,失去选择透过性而失活,C符合题意;
D、细胞液浓度介于“未发生质壁分离”和“发生质壁分离”的蔗糖浓度之间。组别①(0.1g/mL)无质壁分离(-),说明细胞液浓度≥0.1g/mL;组别②(0.2g/mL)出现质壁分离(++),说明细胞液浓度<0.2g/mL,因此细胞液浓度范围应在0.1~0.2g/mL之间,而非0.2~0.3g/mL,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞液浓度<外界溶液浓度时,细胞失水发生质壁分离,液泡颜色加深;细胞液浓度>外界溶液浓度时,细胞吸水发生质壁分离复原,液泡颜色变浅。同时需注意,外界溶液浓度过高会导致细胞过度失水死亡,无法复原。
18.(2025高一上·杭州期末)含酶牙膏中的淀粉酶催化分解牙齿缝隙食物残渣的过程如图所示,其中a~d表示不同的物质。下列叙述正确的是(  )
A.物质a表示食物残渣中的淀粉
B.物质b浓度越大,该反应速率就越大
C.该反应过程可解释酶具有专一性的本质原因
D.淀粉酶可以为食物残渣分解过程提供能量
【答案】C
【知识点】酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、根据酶促反应模型,反应前后形态不变的物质a是酶(淀粉酶),被分解的物质b是底物(食物残渣中的淀粉),A不符合题意;
B、物质b是底物(淀粉),在一定范围内,底物浓度越大,反应速率越大,但当酶达到饱和状态时(所有酶分子均与底物结合),即使继续增加底物浓度,反应速率也不会再升高,B不符合题意;
C、淀粉酶仅能催化淀粉(底物b)分解为c、d(葡萄糖等产物),而不能催化其他糖类或物质分解,这一过程直接体现了酶的专一性——酶只能识别特定底物的结构并与之结合催化反应,可解释酶专一性的本质原因,C符合题意;
D、酶的作用是降低化学反应的活化能,从而加快反应速率,不会为反应提供能量,反应所需能量来自底物自身的化学能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】酶在反应前后结构不变,底物被分解为产物;酶的专一性表现为只能催化特定底物反应;酶通过降低活化能加速反应,不提供能量;底物浓度对反应速率的影响存在“饱和效应”。
19.(2025高一上·杭州期末)在温室栽培过程中,菠菜叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示,其它条件都适宜。下列叙述正确的是(  )
A.温度a和c时,叶片有机物积累速率相等
B.温度a时,叶片光合速率低的原因是光照不足
C.菠菜叶片光合作用和呼吸作用酶的最适温度不同
D.温度b时,叶片光合作用产生的氧气全部释放到大气
【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、有机物积累速率=净光合速率=光合速率-呼吸速率。温度a和c时,光合速率相等,但温度c时的呼吸速率明显高于温度a,因此两者的净光合速率(有机物积累速率)不相等,A不符合题意;
B、题干明确“其它条件都适宜”,因此温度a时光合速率低的原因不是光照不足,而是低温导致光合作用相关酶的活性较低,B不符合题意;
C、由图可知,菠菜叶片的光合速率在温度b时达到峰值,说明光合作用酶的最适温度接近b;而呼吸速率随温度升高仍在上升(未出现峰值),说明呼吸作用酶的最适温度高于b,因此两者的最适温度不同,C符合题意;
D、温度b时,光合速率大于呼吸速率,叶片光合作用产生的氧气一部分用于自身呼吸作用消耗,另一部分释放到大气中,并非全部释放,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】温度通过影响酶的活性调控光合和呼吸速率,两者的酶对温度的适应性不同,因此最适温度存在差异。
20.(2025高一上·杭州期末)为探究SV4蛋白在细胞分裂中的作用,科研人员以肿瘤细胞(2n=46)为实验材料,显微镜下观察两组材料有丝分裂某同一时期,发现细胞中的纺锤体及染色体的形态与分布如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.两组细胞处于有丝分裂前期
B.图中对照组细胞含92条染色体
C.SV4蛋白的作用是抑制染色质螺旋化
D.实验组细胞分裂期的时间显著延长
【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A、两组细胞中染色体的着丝粒均排列在赤道板上,符合有丝分裂中期的特征,而非前期(前期染色体散乱分布、核膜核仁消失),A不符合题意;
B、对照组细胞处于有丝分裂中期,染色体数目与体细胞相同(2n=46),此时每条染色体含2条姐妹染色单体,但染色体数目仍为46条(着丝粒未分裂),B不符合题意;
C、实验组细胞中染色体已螺旋化形成清晰的染色体形态,说明SV4蛋白不抑制染色质螺旋化;对比对照组,实验组纺锤体组装明显减少,推测SV4蛋白的作用可能是抑制纺锤体形成,而非促进,C不符合题意;
D、纺锤体的功能是在有丝分裂后期牵引染色体向两极移动。实验组纺锤体组装不足,会导致染色体分离受阻,进而使分裂期(尤其是中期到后期的过渡)时间显著延长,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是,在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中,从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
21.(2025高一上·杭州期末)为探究水稻种子发芽过程中淀粉含量变化,研究小组进行了相关实验。实验材料包括水稻种子、本尼迪特试剂、碘液、淀粉、淀粉酶等。回答下列问题:
(1)在不同发芽阶段的水稻种子提取液中滴加   ,进行观察,结果显示对照组呈蓝色,随着发芽时间的延长,实验组蓝色逐渐变浅。由此可得出的结论是   。
(2)研究人员推测(1)中蓝色变浅的原因是水稻种子发芽后产生大量淀粉酶作用的结果,并设计验证该推测的实验方案如下表所示。
试管编号 1 2 3 4
所加物质 淀粉溶液 发芽前的水稻种子提取液+淀粉溶液 发芽后水稻种子提取液+淀粉溶液 淀粉酶+淀粉溶液
处理 适宜温度下保温15min后,分别加入本尼迪特试剂并热水浴加热,观察试管内颜色变化
①试管1作为对照,其目的是   。
②试管2实验结果无明显颜色变化,说明   。
③预测15min后试管3中溶液颜色呈   。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是   。
(3)下列有关水稻种子淀粉酶的叙述正确的是______。
A.淀粉酶既能催化淀粉分解,又能催化蔗糖分解
B.0℃和100℃都会导致淀粉酶的空间结构不可逆的破坏
C.淀粉酶能降低反应所需的活化能从而使淀粉水解速度加快
D.本尼迪特试剂可作为探究淀粉酶最适温度实验的检测试剂
【答案】(1)碘液;水稻种子发芽过程中淀粉逐渐减少
(2)证明淀粉溶液不含还原糖;发芽前的水稻种子还原糖很少、淀粉酶很少;红黄色;淀粉酶已失活
(3)C
【知识点】检测还原糖的实验;酶促反应的原理;酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】(1)要探究水稻种子发芽过程中淀粉含量变化,需利用淀粉的特征检测试剂——碘液,因为淀粉遇碘液会呈现蓝色,且蓝色深浅与淀粉含量呈正相关,这是该实验的核心检测依据。实验中对照组(通常为未发芽种子或已知淀粉样本)呈蓝色,而随着发芽时间延长,实验组蓝色逐渐变浅,说明实验组中淀粉的量在减少,由此可得出结论:水稻种子发芽过程中淀粉逐渐减少。
(2)本实验旨在验证“发芽后种子产生大量淀粉酶导致淀粉减少”这一推测,实验设计围绕“淀粉酶的催化作用”设置对照,需结合本尼迪特试剂检测还原糖(淀粉水解产物)的特性分析:
①试管1仅加入淀粉溶液,作为空白对照,其核心目的是排除“淀粉溶液本身含还原糖”这一无关变量的干扰,若试管1无颜色变化,可证明后续实验中出现的还原糖是淀粉被催化分解的产物,而非淀粉自带。
②试管2加入发芽前的水稻种子提取液和淀粉溶液,实验结果无明显颜色变化(即无还原糖产生),说明发芽前的种子中淀粉酶含量极少或淀粉酶无活性,无法将淀粉水解为还原糖。
③试管3加入发芽后水稻种子提取液和淀粉溶液,由于发芽后种子产生大量淀粉酶,淀粉酶会将淀粉水解为麦芽糖等还原糖,而还原糖与本尼迪特试剂在热水浴条件下会产生红黄色沉淀,因此预测试管3中溶液颜色呈红黄色。试管4加入淀粉酶和淀粉溶液,若未出现预期的红黄色,结合其他试管结果正常的条件,最可能的原因是淀粉酶已失活(如储存不当、温度过高破坏结构),导致其无法催化淀粉水解。
(3)A、酶具有专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应,淀粉酶的作用底物是淀粉,不能催化蔗糖分解,A不符合题意;
B、高温(如100℃)会破坏酶的空间结构,导致酶永久失活,但低温(如0℃)仅抑制酶的活性,不会破坏其空间结构,升温后酶活性可恢复,B不符合题意;
C、酶的催化作用机制是降低化学反应所需的活化能,淀粉酶通过降低淀粉水解的活化能,使淀粉水解速度加快,这是酶催化作用的共性,C符合题意;
D、本尼迪特试剂检测还原糖时需热水浴加热,而探究淀粉酶最适温度实验中,温度是唯一变量,热水浴会干扰实验温度条件,影响实验结果,因此不能作为该实验的检测试剂,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】葡萄糖等还原糖中的醛基与班氏试剂中的Cu2+反应,加热后会出现黄红色沉淀;蛋白质遇双缩脲试剂后会呈紫色;脂肪遇苏丹IV染液后会呈红色。分光光度计可对颜色变化进行定量分析。同无机催化剂相比,酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性,并对温度、pH等条件有严格的要求。
(1)在不同发芽阶段的水稻种子提取液中滴加碘液,进行观察,结果显示对照组呈蓝色,随着发芽时间的延长,实验组蓝色逐渐变浅,说明淀粉逐渐被分解,该实验结果说明水稻种子发芽过程中淀粉逐渐减少。
(2)研究人员推测(1)中蓝色变浅的原因是水稻种子发芽后产生大量淀粉酶作用的结果,设计实验验证淀粉酶是否在种子萌发过程中大量产生,表格分析如下:
①试管1作为对照,其目的是证明淀粉溶液不含还原糖,因而其中加入本尼迪特试剂并热水浴加热不会发生颜色变化。
②试管2实验结果无明显颜色变化,说明该试管中几乎不含还原糖,即发芽前的水稻种子还原糖很少、淀粉酶很少。
③试管3中加入的是发芽后水稻种子提取液+淀粉溶液,由于发芽水稻种子中有大量淀粉酶,因此,在含有淀粉的该试管中发生的变化为:15min后试管3中溶液颜色呈红黄色,意味着其中含有还原糖,即在淀粉酶的催化下,淀粉被分解产生还原糖。若试管4未出现预期结果即没有出现红黄色,则最可能的原因是淀粉酶已失活,因而不能催化淀粉水解产生还原糖。
(3)A、根据酶的专一性可推测,淀粉酶能催化淀粉分解,但不能催化蔗糖分解,A错误;
B、100℃会导致淀粉酶的空间结构发生不可逆的破坏,而0℃不会导致淀粉酶的空间结构发生不可逆的破坏,但会抑制酶活性,给与适宜温度条件酶活性会升高,B错误;
C、淀粉酶能降低反应所需的活化能从而使淀粉水解速度加快,进而表现出催化作用,C正确;
D、本尼迪特试剂能与还原糖发生颜色反应,且需要经过水浴加热,因而不可作为探究淀粉酶最适温度实验的检测试剂,D错误。
故选C。
22.(2025高一上·杭州期末)变形虫是一种真核的单细胞生物。回答下列问题:
(1)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的合成和分解,该纤维网架结构称为   ,具维持细胞形态、变形运动等作用,该纤维网架结构的化学本质是   。
(2)变形虫摄取的食物通过   方式进入细胞,该过程依赖于细胞膜具有一定的   。
(3)变形虫摄食后释放食物残渣的过程如图所示。图中的囊泡能精确地将细胞“货物”(食物残渣)运送到细胞膜,据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的   特异性识别并结合,此过程体现了细胞膜具有   的功能。
(4)变形虫合成蛋白质A的过程需要多种细胞器的参与。多肽链在核糖体上合成后,需要在内质网、   (细胞器)中进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质A,整个过程需要线粒体提供能量。从细胞的结构与功能分析,上述现象说明了什么    。
【答案】(1)细胞骨架;蛋白质
(2)胞吞;一定的流动性
(3)蛋白质B;细胞识别、控制物质进出、信息交流
(4)高尔基体;细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动
【知识点】细胞膜的功能;细胞器之间的协调配合;胞吞、胞吐的过程和意义;细胞骨架
【解析】【解答】(1)题干明确该纤维网架结构具有维持细胞形态、支撑变形运动的功能,且由被标记的纤维组成,符合细胞骨架的核心特征——细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维构成的网架结构,其重要功能之一就是为细胞提供形态支撑,并参与细胞的运动、物质运输等生命活动。科研人员观察到移动部分细胞质中该结构聚集,且有纤维的合成与分解,进一步印证了这是动态变化的细胞骨架。由于细胞骨架的组成成分是蛋白质纤维,因此其化学本质为蛋白质。
(2)变形虫作为单细胞生物,摄取食物时会通过细胞表面的临时性突起包裹食物,形成囊泡并将其摄入细胞内部,这种依赖膜的包裹与融合实现大分子或颗粒物质进入细胞的方式,属于胞吞。胞吞过程中,细胞膜需要发生形态的改变(如伸展、包裹、内陷),而这种形态变化的基础是细胞膜具有一定的流动性——细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子可以相对运动,使膜的结构具有灵活性。
(3)囊泡能精确将食物残渣运送到细胞膜并完成释放,关键在于膜上蛋白质的特异性识别作用——囊泡膜上的蛋白A作为“信号分子”,会与细胞膜上对应的“受体蛋白”特异性结合,从而实现囊泡与细胞膜的精准对接,结合题干提示可推测该受体蛋白为蛋白质B。这一过程中,蛋白A与蛋白质B的识别与结合,本质是细胞通过膜蛋白传递信息,同时囊泡与细胞膜融合释放残渣,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能,而特异性识别本身也属于细胞识别和信息交流的范畴。
(4)蛋白质的合成与加工是多细胞器协同作用的过程:多肽链在核糖体上合成后,首先进入内质网进行初步加工(如折叠、糖基化等),随后内质网形成囊泡将初步加工的蛋白质运送到高尔基体,高尔基体对其进行进一步的加工、分类和包装,最终形成具有特定空间结构和功能的成熟蛋白质。线粒体作为细胞的“动力车间”,为整个过程提供能量。从结构与功能的关系来看,核糖体负责合成、内质网和高尔基体负责加工、线粒体负责供能,各细胞器并非独立工作,而是通过物质传递和功能配合完成蛋白质合成这一复杂生命活动,这充分说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。
【分析】细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。蛋白质和多糖等有机大分子由于分子太大,靠转运蛋白无法运输,它们进出细胞则通过胞吞或胞吐。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外,还有少量的糖类。细胞膜的磷脂双分子层是膜的基本支架,具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,其中大多数蛋白质分子都是能运动的。细胞膜是细胞对外界环境的屏障,控制着物质的进出,保证了细胞内部环境的相对稳定,使细胞内的生命活动有序进行。分泌蛋白的合成和运输过程:内质网上的核糖体→合成肽链→进入内质网→加工一定空间结构的蛋白质→囊泡运输高尔基体→进一步加工成熟的蛋白质→囊泡运输细胞膜→分泌到细胞外分泌蛋白。
(1)变形虫中维持细胞形态、支撑变形运动的纤维网架结构是细胞骨架;细胞骨架由蛋白质纤维组成,故化学本质为蛋白质。
(2)变形虫摄取食物时,细胞膜包裹食物形成囊泡进入细胞,属于胞吞 ;胞吞过程中细胞膜的形态变化(包裹、融合),依赖其一定的流动性。
(3)囊泡膜上的蛋白A与细胞膜上的蛋白质B特异性识别结合(图中对应受体-配体关系);该过程通过膜蛋白传递信息,体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能(支撑囊泡精准运输)。
(4)多肽链经核糖体合成后,需内质网和高尔基体加工(高尔基体是后续加工场所);核糖体、内质网、高尔基体分工,线粒体供能,说明细胞内 结构间协作联系,协调完成生命活动。
23.(2025高一上·杭州期末)某生物兴趣小组选取若干生长状况相同的绿萝,置于不同光照强度的环境中进行实验,其它条件相同且适宜,实验结果如下表所示。
组别 光照强度(Lux) 净光合速率(CO2·μmol·m-2·s-1) 呼吸速率(CO2·μmol·m-2·s-1) 叶绿素a含量(mg·g-1)
第1组 200 21 13 1.6
第2组 400 28 13 1.3
第3组 600 33 15 1
注:净光合速率表示植物总光合速率减去呼吸速率的数值。回答下列问题:
(1)本实验的可变因素是   ,净光合速率是用一定量的植物在单位时间内   来表示。
(2)据表可知,随着光照强度的增强,叶绿素a含量   (填“增加”或“减少”)。叶绿素a主要吸收   光,其含量变化会影响光反应中   物质的产生。
(3)若一昼夜中给予绿萝8小时400Lux光照,绿萝   (填“能”或“不能”)积累有机物,原因是   。
(4)增设第4组实验,光照强度增加到800Lux,其他条件不变,绿萝的净光合速率、呼吸速率与第3组相同,限制其净光合速率不再增加的原因有______。
A.光合色素的含量 B.光合酶的含量
C.叶绿体的数量 D.五碳糖含量
【答案】(1)光照强度;CO2吸收量
(2)减少;红光和蓝紫;ATP、NADPH和氧气
(3)能;绿萝8小时光合作用合成有机物的量大于24小时呼吸消耗量
(4)A;B;C;D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用综合
【解析】【解答】(1)实验设计中“可变因素”即自变量,题干明确“置于不同光照强度的环境中,其它条件相同且适宜”,因此本实验的自变量(可变因素)为光照强度。净光合速率是总光合速率减去呼吸速率的差值,在实际检测中,由于植物光合作用吸收CO2、呼吸作用释放CO2,净光合速率可通过“一定量的植物在单位时间内CO2吸收量”来直观表示——吸收量为正时,说明光合消耗的CO2多于呼吸产生的,体现净光合积累。
(2)直接分析表格数据:光照强度从200Lux增至600Lux时,叶绿素a含量从1.6mg·g- 降至1mg·g- ,因此随着光照强度增强,叶绿素a含量减少。叶绿素a作为光合色素的核心成分,主要吸收红光和蓝紫光,其含量直接影响光反应的效率——光合色素吸收光能后分解水产生氧气,同时合成ATP和NADPH,这些物质将为暗反应提供能量和还原剂,因此叶绿素a含量变化会影响光反应中ATP、NADPH和氧气的产生。
(3)有机物积累的判断核心是“一昼夜总光合产生量>呼吸消耗量”,需结合净光合速率与呼吸速率的关系计算:总光合速率=净光合速率+呼吸速率。当光照强度为400Lux时,绿萝总光合速率为28+13=41(CO2·μmol·m-2·s- ),8小时光照下总光合产生的有机物量(以CO2量衡量)为41×8=328;一昼夜24小时呼吸消耗的有机物量为13×24=312。由于328>312,即光合作用合成有机物的量大于全天呼吸消耗量,因此绿萝能积累有机物。
(4)光照强度增至800Lux时,净光合速率未再升高,说明此时限制因素已从“光照强度”这一外因转为植物自身的内因。从光合作用过程分析:A选项光合色素含量,若叶绿素a等色素不足,光反应吸收的光能有限,会限制光合速率;B选项光合酶的含量,暗反应依赖酶催化,酶量不足会导致反应受阻;C选项叶绿体的数量,叶绿体是光合作用的场所,数量有限则光合面积和相关结构不足;D选项五碳糖(C5)含量,C5是暗反应中固定CO2的关键物质,含量不足会影响CO2固定效率。以上因素均会成为净光合速率的限制条件,因此答案为ABCD。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(1)根据题干可知本实验的可变因素是光照强度,净光合速率是指在光照条件下,一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO2量。
(2)据表可知,随着光照强度的增强,叶绿素a含量会减少,叶绿素包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色),主要吸收红光和蓝紫光,光合色素的含量能够影响光反应中ATP、NADPH和氧气物质的产生。
(3)当光照为400Lux,植物在光照8小时合成的有机物量=(28+13)×8=328,一昼夜呼吸消耗的有机物量=13×24=312,呼吸消耗量小于有机物的制造量,所以有有机物的积累。
(4)增设第4组实验,光照强度增加到800Lux,其他条件不变,叶片净光合速率与第3组相同,此时影响光合作用的因素是内因,如光合作用色素的含量、光合作用酶的含量,叶绿体的数量以及C5的含量的多少等。
故选ABCD。
24.(2025高一上·杭州期末)为研究洗涤剂对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响,科研人员选取了在洗涤剂环境下生长的蚕豆根尖细胞作为观察对象,进行了显微观察,结果如图1所示。
注:细胞a、b、c中“←”所指的结构分别表示独立于主核之外的微核、染色体断片、染色体断片连接形成的染色体桥。
回答下列问题:
(1)制作蚕豆根尖有丝分裂装片时,为了便于观察染色体,需要用   (填试剂)进行染色处理,显微镜观察需找到   区的细胞。
(2)图1中细胞a处于分裂间期,此时细胞核内发生的主要变化为   。
(3)显微观察显示,洗涤剂会使蚕豆根尖细胞有丝分裂产生微核、染色体断片和染色体桥,分析原因是洗涤剂中的有害成分破坏染色体结构所致,有害成分还可能影响分裂前期微管蛋白的合成及组装,抑制   的形成,造成染色体落单,使细胞缺失部分DNA,最终导致蚕豆亲子代细胞之间无法保证   。
(4)图2是科研人员利用流式细胞仪(可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数)测出蚕豆根尖细胞周期中DNA含量不同的细胞数。
据图可知,洗涤剂对蚕豆根尖细胞分裂的作用可能是   ,图中两组细胞数量都有两个峰值,其中左侧峰表示   期细胞,图2的B峰所对应细胞中染色体与核DNA的比值为   。
【答案】(1)龙胆紫溶液;分生
(2)染色体复制(DNA复制)
(3)纺锤体;遗传物质(性状)的稳定性
(4)阻断DNA复制;分裂间;1:1或1:2
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】(1)制作有丝分裂装片时,染色体的观察依赖碱性染料的染色作用,这类染料能与染色体中的DNA结合,使其呈现明显颜色便于观察,常用的试剂有龙胆紫溶液、醋酸洋红液等。在蚕豆根尖结构中,只有分生区细胞具有分裂旺盛的特点(细胞呈正方形、排列紧密、核大),而根冠、伸长区、成熟区细胞多为高度分化细胞,不进行有丝分裂,因此显微镜观察需专门寻找分生区的细胞。
(2)有丝分裂间期是为分裂期做物质准备的阶段,细胞核内发生的主要变化是染色体复制,具体包括DNA分子的复制和与染色体合成相关的蛋白质的合成,这一过程使每条染色体形成两条姐妹染色单体,为后续分裂期染色体的平均分配奠定基础。图中细胞a处于分裂间期,因此其细胞核内主要变化为染色体复制(DNA复制)。
(3)有丝分裂前期的重要特征是纺锤体的形成,而纺锤体主要由微管蛋白组装而成。题干明确洗涤剂有害成分会影响分裂前期微管蛋白的合成及组装,这必然会抑制纺锤体的形成。纺锤体的功能是在分裂期牵引染色体向细胞两极移动,若纺锤体形成受阻,会导致部分染色体无法被牵引,出现落单现象,进而使细胞缺失部分DNA。亲子代细胞之间遗传物质的稳定传递依赖于染色体的准确复制和平均分配,染色体分配紊乱会导致亲子代细胞无法保证遗传物质(性状)的稳定性。
(4)流式细胞仪检测的核心是细胞中DNA含量的差异。对比对照组(清水组)和实验组(洗涤剂组),洗涤剂组中DNA含量较低的细胞(左侧峰)数量明显增多,说明大量细胞停留在DNA复制前的阶段,推测洗涤剂的作用可能是阻断DNA复制,导致细胞无法进入DNA复制阶段,从而使低DNA含量细胞积累。图中两组细胞数量的两个峰值,分别对应DNA复制前和DNA复制后的细胞:左侧峰DNA相对含量低,尚未进行DNA复制,对应分裂间期的G1期,因此左侧峰表示分裂间期细胞。图2中B峰为DNA复制后的细胞,涵盖分裂间期的G2期、分裂期的前期和中期(此时每条染色体含两条姐妹染色单体,染色体与核DNA比值为1:2),以及分裂期的后期和末期(着丝粒分裂后,姐妹染色单体分离,染色体与核DNA比值为1:1),因此B峰对应细胞中染色体与核DNA的比值为1:1或1:2。
【分析】有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是,在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中,从而保持了细胞在遗传上的稳定性。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态,就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液,旧称龙胆紫溶液)着色。观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,制片流程为:解离→漂洗→染色→制片。
(1)染色体易被碱性染料(如龙胆紫溶液、醋酸洋红液)染色,故①为龙胆紫溶液;蚕豆根尖分生区细胞分裂旺盛,是观察有丝分裂的理想材料,因此需找分生区细胞。
(2)有丝分裂间期,细胞核内主要进行DNA 复制和相关蛋白质合成(即染色体复制),为分裂期做物质准备。
(3)纺锤体由微管蛋白组装而成,若洗涤剂抑制微管蛋白合成 / 组装,会阻断纺锤体形成;纺锤体负责牵引染色体分离,其异常导致染色体分配紊乱,最终使亲子代细胞遗传物质(性状)无法稳定传递。
(4)对比清水组和洗涤剂组,洗涤剂组 低DNA含量细胞(左侧峰)比例升高,说明细胞停留在DNA复制前,推测洗涤剂阻断DNA复制;左侧峰DNA相对含量低,对应分裂间期(G1期,DNA未复制) 的细胞;图2中B峰为DNA复制后(G2期、分裂期)的细胞:若为G2期、前期、中期,染色体:核 DNA=1:2;若为后期、末期(着丝粒分裂),则为1:1,故比值为1:1或 1:2。
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