【精品解析】广东省清远市2024-2025学年高一上学期期末考试生物试题

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【精品解析】广东省清远市2024-2025学年高一上学期期末考试生物试题

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广东省清远市2024-2025学年高一上学期期末考试生物试题
一、选择题:本题共16小题,第1~12题,每小题2分,第13~16题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2025高一上·清远期末)“细胞学说”被恩格斯誉为19世纪自然科学三大发现之一,下列科学家与细胞学说的建立无关的是(  )
A.施莱登 B.施旺 C.卡尔文 D.魏尔肖
2.(2025高一上·清远期末)登革热是由登革热病毒(RNA病毒)引起的,该病毒的化学组成如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.大分子B主要以单链形式存在 B.a与a之间通过肽键连接
C.b所含碱基为A、G、C、U D.A高温变性不影响病毒侵染性
3.(2025高一上·清远期末)北京时间11月16日2时32分,天舟八号货运飞船成功对接天宫空间站。这个天外快递给三位宇航员带去了米饭、豆浆、调味品、冰淇淋等食物和其他研究补给。关于太空食物,下列说法错误的是(  )
A.豆浆中含有Ca、Fe、Zn等微量元素
B.米饭中的淀粉等属于生物大分子
C.各种食物中的元素均可在自然界找到
D.无机盐保证航天员生命活动的正常进行
4.(2025高一上·清远期末)近年来奶茶等饮料深受年轻人喜爱,某学生兴趣小组对奶茶成分真实性问题进行了以下探究实验,完全正确的是(  )
选项 探究目的 实验试剂 预期结果 结论
A “零脂奶茶”是否含有脂肪 双缩脲试剂 出现橘黄色 含有脂肪
B “草莓奶昔”是否含有蛋白质 苏丹皿染液 出现紫色 含有蛋白质
C “波波奶茶”是否添加淀粉 碘液 不出现蓝色 不含淀粉
D “零糖牛乳”是否含有糖 斐林试剂 不出现砖红色 不含糖
A.A B.B C.C D.D
5.(2025高一上·清远期末)水是生命之源,每年3月22日是“世界水日”。下列有关水对生命活动影响的叙述,错误的是(  )
A.晒干的小麦种子不含自由水 B.水是细胞内酶促反应的环境
C.细胞代谢影响细胞的含水量 D.水具有缓和温度变化的作用
6.(2025高一上·清远期末)黑藻叶片薄而小、叶绿体清晰,是观察细胞质流动的首选材料。下列有关叙述错误的是(  )
A.以叶绿体等颗粒的移动作为细胞质流动的标志
B.细胞质流动的速度与温度、植物种类等条件相关
C.显微镜下观察到的细胞质流动方向与实际方向相反
D.观察细胞质流动和质壁分离都需要保持细胞的活性
7.(2025高一上·清远期末)实验材料的选取对实验成功非常关键。研究人员用30%蔗糖溶液对洋葱鳞叶、紫鸭跖草叶片和紫色大蒜鳞叶等进行质壁分离实验,结果如表。下列分析正确的是(  )
比较项目 洋葱 紫鸭跖草 大蒜
观察部位 鳞叶外表皮 叶片外表皮 鳞叶
细胞颜色 紫色 紫色+绿色(有保卫细胞) 紫色
细胞大小 大 适中 适中
质壁分离程度 0.29 0.22 0.71
分离后原生质层形状 不规则 不规则 近圆形或椭圆形
A.绿色细胞含叶绿体,叶绿体会干扰观察原生质层变化
B.结果表明,紫色大蒜鳞叶是观察质壁分离的理想材料
C.为了缩短实验时间,可以在实验前分别用纤维素酶处理各组材料
D.用硝酸钾溶液处理洋葱根尖细胞,均能看到质壁分离及自动复原
8.(2025高一上·清远期末)下图分别是叶绿素和血红素部分结构图,两者均是卟啉化合物,以下推测合理的是(  )
A.植物长期缺镁离子,光反应速率减慢会导致暗反应中C3含量升高
B.血红素是血红蛋白的辅助因子,缺铁会影响红细胞运输氧气
C.图中Mg、Fe的存在说明细胞中的无机盐主要以化合物形式存在
D.叶绿素与血红素结构相似,贫血的人多吃绿叶蔬菜是可以补血的
9.(2025高一上·清远期末)西湖大学施一公团队解析了核孔复合物(NPC)的精细结构,震撼了结构分子生物学领域。他们通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在核膜上,控制着核质之间的物质交换。下列相关叙述错误的是(  )
A.NPC的数量与细胞代谢强度有关
B.蛋白质和DNA等通过NPC进出细胞核
C.附着NPC的核膜为双层膜,且与内质网膜相联系
D.核质间的物质交换没有体现细胞膜的控制物质进出功能
10.(2025高一上·清远期末)转氨酶是催化氨基酸与酮酸之间氨基转移的一类酶,肝细胞是转氨酶的主要生存地。当肝细胞发生炎症、中毒、坏死等时会造成肝细胞的受损,转氨酶便会释放到血液里,使血清转氨酶升高。下列叙述正确的是(  )
A.转氨酶通过为反应物提供能量以降低化学反应所需活化能
B.低温下转氨酶的活性降低是因为酶的空间结构遭到了破坏
C.转氨酶既可以催化化学反应又可以作为化学反应的反应物
D.强酸强碱能破坏转氨酶的氨基酸序列,而导致其变性失活
11.(2025高一上·清远期末)“蓝眼泪”是海浪拍击聚集在一起的夜光藻等微生物激发的荧光,激发的蓝色荧光,这一过程与ATP密切相关。以下关于ATP的叙述,错误的是(  )
A.ATP是夜光藻细胞的直接能源物质
B.一个ATP含3个Pi和2个特殊化学键
C.持续发光是因为夜光藻中ATP含量高
D.特定气候条件下才能产生“蓝眼泪”
12.(2025高一上·清远期末)农谚是我国劳动人民经过无数实践总结出的智慧结晶,蕴含着许多科学道理。下列关于农谚的解释错误的是(  )
A.“立春三场雨,遍地都是米”是说雨水对农作物的生长有利,能提高农作物的产量
B.“三伏不热,五谷不结”是指丰富的光照和适当高温有利于农作物中有机物的积累
C.“正其行,通其风”是指农作物应该保持空气流通,提高CO2浓度以提高光合效率
D.“庄稼一枝花,全靠粪当家”指明农作物吸收粪便当中的有机物和无机盐长得更好
13.(2025高一上·清远期末)科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别。新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说(如下图所示)。下列说法错误的是(  )
A.核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的
B.血红蛋白合成过程不会发生SRP与DP结合
C.将新生肽的信号序列切除,游离核糖体不能附着于内质网上
D.附着型核糖体合成的肽链通过通道蛋白转移至内质网腔后再进一步加工
14.(2025高一上·清远期末)家禽饲料中添加剂的使用可有效提高饲料利用率,减少浪费。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性进行研究,结果如图。据图分析正确的是(  )
A.本实验的因变量是pH、植酸酶的种类
B.实验温度、酶的用量不会影响实验结果
C.两种植酸酶均在pH为6时催化效率较高
D.推测适合添加在家畜饲料中的是植酸酶B
15.(2025高一上·清远期末)细胞膜受到物理或化学因素刺激后,胞吞形成多囊体。多囊体可与溶酶体融合使内容物被水解酶降解,也可与膜融合释放到胞外而形成外泌体(如图所示)。外泌体可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调节受体细胞的生物学活性。下列说法正确的是(  )
A.外泌体是由内、外两层膜包被的特殊囊泡结构
B.来源于肿瘤细胞的外泌体可作为肿瘤诊断标志物
C.溶酶体能合成多种水解酶,分解衰老、损伤的细胞器
D.外泌体调节受体细胞活性,与细胞间的信息交流无关
16.(2025高一上·清远期末)电子传递链是线粒体内膜上的一组复合体,电子传递过程与形成ATP的过程相偶联,部分过程如下图所示。氰化物可以抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2;DNP是一种解偶联剂,可降低线粒体膜间隙的H+浓度,使合成的ATP减少。下列叙述正确的是(  )
A.ATP合酶既可催化ATP合成又可逆浓度运输H+
B.氰化物、DNP皆是作用于有氧呼吸的第二阶段
C.氰化物使哺乳动物成熟红细胞分解葡萄糖速率低
D.氰化物中毒可导致ATP/ADP的比值下降
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
17.(2025高一上·清远期末)甲是细胞的亚显微结构模式图,1~13为细胞器或细胞的某一结构,据图回答下列问题:
(1)甲细胞与蓝细菌相比根本区别是   。图中双层膜的结构有   (填序号)。
(2)图甲细胞的细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由纤维蛋白构成的   支持和束缚,以保证细胞内部的有序结构。
(3)若用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞,测得细胞内三种细胞器上放射性强度如图乙所示,则Ⅱ、Ⅲ所示细胞器的名称依次是   
(4)用台盼蓝染色鉴别死细胞和活细胞,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色。该方法利用的是细胞膜的   功能。
(5)图丙表示细胞间信息交流的一种方式,请举出一例这种信息交流的实例:   
18.(2025高一上·清远期末)1955年,科学家采用了一种新方法确定牛胰岛素氨基酸序列,这种方法的原理之一是2,4-二硝基氟苯(DNFB)与肽链的N-末端氨基酸的氨基产生黄色荧光反应。1965年,我国科学家第一次用人工方法合成出具有生物活性的蛋白质-结晶牛胰岛素。据此回答下列问题:
(1)胰岛素是由多个氨基酸通过   反应形成的蛋白质,氨基酸的结构通式为   。
(2)科学家将胰岛素与DNFB反应后再用盐酸完成水解,发现水解产物中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸发黄色荧光,实验结果说明   。若分别用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理胰岛素,产生的多肽种类不同,这说明不同蛋白酶的专一性不仅体现在只能催化蛋白质或多肽水解,还体现在能识别   形成的肽键。
(3)合成结晶牛胰岛素后,科学家发现,将A、B两条肽链分开,胰岛素失去活性,将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明   。
(4)胰岛素制剂要冰箱冷藏保存,且使用时不能口服,原因分别是   。
(5)在下图建构的数学模型上,画出细胞分泌胰岛素后另外两种细胞器膜面积的变化情况   。
19.(2025高一上·清远期末)细胞中的少部分ATP会在酶的催化下形成环磷酸腺苷(cAMP),cAMP作为第二信使在调节细胞代谢方面发挥重要作用。下图甲是某细胞部分生理过程图解,图乙是该细胞膜局部亚显微结构示意图。据图回答下列问题:
(1)ATP合成酶主要存在于各种细胞的膜结构上。具体而言,ATP合成酶在动物细胞中主要存在于   上,在原核细胞中主要存在于   膜上。
(2)图甲中cAMP的增多会改变细胞中某些酶的活性。这些酶活性改变后,通过促进   的合成,进而促进细胞通过   的方式吸收水。
(3)小余同学据图乙判断该细胞最可能为动物细胞,其判断依据是   ,图中的蛋白质A具有   功能;脂质体是一种没有膜蛋白只由磷脂双分子层所形成的囊泡,它可以作为药物的运载体。根据磷酸分子的特性,下图中药物   是脂溶性药物,   是能在水中结晶的药物。
20.(2025高一上·清远期末)小麦是重要的粮食作物,小麦植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图甲所示),旗叶对籽粒产量有重要贡献。分析并回答下列问题:
注:RuBP羧化加氧酶和SBP酶是旗叶光合作用过程中的关键酶
(1)可选择   (填试剂)提取旗叶中光合色素,然后用   (填方法)分离色素。
(2)在旗叶的叶肉细胞中存在着如图乙所示的代谢过程,字母E代表   。研究发现,RuBP羧化酶还可催化C5与O2反应产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3,即光呼吸过程。该过程   (填“提高”“降低”或“不影响”)光合作用效率,同时使细胞内O2/CO2的值降低,有利于生物适应   (填“高氧低碳”或“低氧高碳”)的环境。
(3)为指导田间管理和育种,科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如表所示。表中数值代表相关性,数值越大,表明该指标对籽粒产量的影响越大。(注:气孔导度表示气孔张开的程度)
时期 抽穗期 开花期 灌浆前期 灌浆中期 灌浆后期 灌浆末期
气孔导度 0.30 0.37 0.70 0.63 0.35 0.11
胞间CO2浓度 0.33 0.33 0.60 0.57 0.30 0.22
叶绿素含量 0.22 0.27 0.33 0.34 0.48 0.45
①以上研究结果表明,旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大的时期是在   期。若在此时期干旱导致气孔开放程度下降,籽粒产量会明显降低,有效的增产干预措施是   。
②根据以上研究结果,针对灌浆后期和末期,应优先选择进行培育旗叶   (填“叶绿素含量高”“气孔导度大”或“胞间CO2浓度高”)的小麦品种。
③在植物体内,制造或输出有机物的组织、器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织、器官被称为“库”。欲研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,请写出简单的研究思路:   。
21.(2025高一上·清远期末)古代有很多关于荔枝的诗词,白居易云:“若离本枝,一日而色变,二日而香变,三日而味变”。果实褐变严重影响荔枝外观、风味,甚至导致果肉变质、营养损失。研究发现,荔枝果皮中存在多酚氧化酶(POD),POD引起褐变原理如下。回答下列问题:
(1)花色素苷是一类可溶性色素,存在于果皮细胞   内的细胞液中。自然状态(未离本枝前)下,成熟的荔枝没有发生褐变可能与细胞中   系统的分隔作用有关,使多酚氧化酶不能与多酚类物质相遇,避免发生褐变反应。
(2)在完全无氧条件下,多酚氧化酶将无法催化上述褐变反应。如果在此条件下,荔枝果皮不会发生褐变,那么   (填“能”或“不能”)在此条件下储藏荔枝,原因是   。
(3)在研究温度对多酚氧化酶活性的影响时,应先分别对多酚氧化酶和多酚类物质保温,达到各自预设温度后再混合,理由是   。
(4)科研人员采摘妃子笑、无核和紫娘喜三个品种的荔枝鲜果,定期测定果皮中POD活性,结果如图:
由曲线可知,采摘后最不易褐变的荔枝品种是   ,理由是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、施莱登是德国植物学家,1838年,他通过研究植物的生长发育,提出细胞是构成植物的基本单位 ,为细胞学说的建立奠定了基础,是细胞学说的建立者之一。A错误B、施旺是德国动物学家,1839年,他在施莱登研究的基础上,将细胞学说应用于动物领域,指出动物也是由细胞构成的,与施莱登共同创立了细胞学说,是细胞学说的建立者之一。B错误
C、卡尔文是美国生物化学家,他因研究光合作用中碳的同化途径,揭示了二氧化碳中的碳如何转化为有机物中的碳,即卡尔文循环,而闻名于世。他的研究领域主要集中在光合作用的生化过程方面,与细胞学说的建立毫无关系。C正确
D、魏尔肖是德国病理学家,他对细胞学说进行了重要的补充,提出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”,这一观点完善了细胞学说,是细胞学说建立过程中的重要贡献者。D错误
故选C。
【分析】细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出,细胞学说的内容有:(1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所组成。 (2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。(3)新细胞可以从老细胞中产生。
2.【答案】D
【知识点】蛋白质变性的主要因素;DNA与RNA的异同
【解析】【解答】登革热病毒由两种大分子组成:大分子A:由小分子a构成,a的元素组成是C、H、O、N,因此a是氨基酸,A是蛋白质。大分子B:由小分子b构成,b的元素组成是C、H、O、N、P,因此b是核糖核苷酸,B是RNA。
A、大分子B是RNA,RNA在病毒中通常以单链形式存在。A正确。
B、a是氨基酸,氨基酸之间通过肽键连接形成蛋白质。B正确。
C、b是核糖核苷酸,核糖核苷酸的碱基组成为A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、U(尿嘧啶)。C正确。
D、A是蛋白质,蛋白质在高温下会发生变性,失去其空间结构和功能。登革热病毒侵染宿主细胞时,需要其表面蛋白质与宿主细胞受体结合。如果蛋白质变性,病毒将失去侵染能力。D错误。
故选D。
【分析】据图可知,A是蛋白质,B是RNA,a是氨基酸,b是核糖核苷酸。
3.【答案】A
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;无机盐的主要存在形式和作用;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、微量元素是生物体需要量很少但不可或缺的元素,如Fe(铁)、Zn(锌)、Mn(锰)、Cu(铜)等。Ca(钙)是大量元素,不是微量元素。豆浆中确实含有Ca,但它属于大量元素,而非微量元素。A错误
B、淀粉是由葡萄糖分子通过糖苷键连接而成的多糖,属于生物大分子(如多糖、蛋白质、核酸等)。B正确。
C、生物体内的元素都直接或间接来源于自然界,没有一种元素是生物体自己合成的。C正确。
D、无机盐在生物体内具有重要作用,如维持渗透压、酸碱平衡、神经肌肉兴奋性等,对生命活动至关重要。D正确。
故选A。
【分析】生物大分子主要包括多糖(淀粉、纤维素和糖原)、蛋白质和核酸。
4.【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色),而双缩脲试剂是用于鉴定蛋白质的,能与蛋白质发生紫色反应。“零脂奶茶”是否含有脂肪,应该用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液来鉴定,而不是双缩脲试剂,A错误。
B、蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应,苏丹Ⅲ染液是用于检测脂肪的。“草莓奶昔”是否含有蛋白质,应使用双缩脲试剂进行鉴定,若出现紫色则说明含有蛋白质,而不是用苏丹Ⅲ染液,B错误。
C、淀粉遇碘液变蓝色,这是淀粉的特性,可以用碘液来检测淀粉是否存在。“波波奶茶”是否添加淀粉,加入碘液后,若不出现蓝色,说明不含淀粉,C正确。
D、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,能与还原糖反应生成砖红色沉淀。但斐林试剂使用时需要水浴加热,且“零糖牛乳”中可能含有非还原糖等其他情况,同时斐林试剂是用于鉴定可溶性还原糖的,而牛乳中的糖如果是蔗糖等非还原糖,用斐林试剂也无法检测出。更重要的是,斐林试剂检测还原糖需要水浴加热条件,这对“零糖牛乳”的检测操作不便且可能影响结果判断。“零糖牛乳”是否含有糖,不能用斐林试剂直接鉴定,D错误。
故选C。
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。(4)淀粉遇碘液变蓝。
5.【答案】A
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、自由水是指细胞内可以自由流动的水,而结合水是与细胞内的其他物质相结合的水。晒干的小麦种子主要失去了自由水,但仍然含有少量的自由水,同时含有结合水。因为完全去除所有自由水是非常困难的,而且种子中总会保留一部分结合水。所以说晒干的小麦种子不含自由水是错误的。A错误。
B、细胞内的许多酶促反应都需要在水溶液中进行,水为酶促反应提供了一个液态环境,有利于酶与底物的接触和反应的进行。B正确。
C、细胞代谢的强弱会影响细胞的含水量。例如,代谢旺盛的细胞中自由水的含量相对较高,因为自由水参与了细胞内的许多生化反应;而代谢较弱的细胞中自由水含量相对较低。C正确。
D、水具有较高的比热容,这意味着水在吸收或释放较多热量时,温度变化相对较小。在细胞和生物体中,水可以缓和温度的变化,使细胞和生物体的温度保持相对稳定。D正确。
故选A。
【分析】水是活细胞中含量最多的化合物,包括自由水和结合水两种,水是物质运输的良好介质,细胞中的许多代谢反应都离不开水,水具有缓和温度变化的作用。
6.【答案】C
【知识点】质壁分离和复原;显微镜;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、由于叶绿体等颗粒会随着细胞质的流动而移动,且叶绿体呈绿色、体积较大,在显微镜下容易观察,所以常以叶绿体等颗粒的移动作为细胞质流动的标志,A正确。
B、细胞质流动是一种生命活动,生命活动需要酶的催化,而酶的活性受温度等因素的影响。不同植物种类细胞质中酶的种类和活性可能不同,所以细胞质流动的速度与温度、植物种类等条件相关,B正确。
C、显微镜下观察到的物像是倒像,即上下、左右均颠倒,但细胞质环流方向不会改变。例如,在显微镜下观察到细胞质是顺时针方向流动,那么实际也是顺时针方向流动,C错误。
D、观察细胞质流动时,需要细胞是活的,因为只有活细胞的细胞质才会流动;观察质壁分离时,细胞也必须是活的,因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性,才能发生渗透作用,从而出现质壁分离现象,D正确。
故选C。
【分析】观察叶绿体:(1)制片:在洁净的载玻片中央滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片。(2)低倍镜观察:在低倍镜下找到叶片细胞,然后换用高倍镜。(3)高倍镜观察:调清晰物像,仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
7.【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、紫鸭跖草叶片外表皮细胞中含有绿色的保卫细胞,但观察质壁分离时,通常以液泡中色素的移动作为观察标志,绿色细胞中的叶绿体存在于细胞质中,并不在液泡内,一般不会干扰对原生质层变化的观察,且题干及表格信息并未表明绿色细胞含叶绿体会干扰观察原生质层变化,A错误。B、从表格数据可以看出,紫色大蒜鳞叶质壁分离程度为0.71,在三种材料中最大,且分离后原生质层形状近圆形或椭圆形,更便于观察质壁分离现象,所以紫色大蒜鳞叶是观察质壁分离的理想材料,B正确。
C、若在实验前用纤维素酶处理各组材料,纤维素酶会分解细胞壁中的纤维素成分,破坏细胞壁结构,细胞将无法维持正常形态,也就不能观察到质壁分离现象,C错误。
D、用硝酸钾溶液处理洋葱根尖细胞,若细胞为未成熟的细胞(如根尖分生区细胞),则没有大液泡,不会发生质壁分离现象;只有成熟的细胞(具有大液泡)才能发生质壁分离及自动复原现象,D错误。
故选B。
【分析】植物细胞的质壁分离原理:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
8.【答案】B
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用;叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、镁是叶绿素的重要组成元素,植物长期缺镁离子,会导致叶绿素合成受阻,光反应速率减慢。光反应为暗反应提供ATP和[H],光反应速率减慢,产生的ATP和[H]减少,会使暗反应中C3的还原过程减慢,而CO2固定形成C3的速率短时间内不变,所以会导致暗反应中C3含量升高,但题干中叶绿素结构图中镁离子影响的是叶绿素,A不符合题意。
B、血红素与血红蛋白的关系:由图可知血红素含有Fe,血红素是血红蛋白的辅助因子。铁与氧气运输的关系:铁是血红蛋白的重要组成成分,缺铁会影响血红蛋白的合成,进而影响红细胞运输氧气的功能,该选项从结构中Fe的存在推测其功能相关影响,B符合题意。
C、无机盐的存在形式:图中Mg、Fe是以与有机物结合的形式存在,属于化合态,但这只是个别细胞中无机盐的存在形式,不能由此说明细胞中的无机盐主要以化合物形式存在,实际上细胞中的无机盐主要以离子形式存在,C不符合题意。
D、虽然叶绿素与血红素结构相似,但叶绿素不能被人体吸收利用,且绿叶蔬菜中含有的叶绿素不能转化为血红素,所以贫血的人多吃绿叶蔬菜不能补血,D不符合题意。
故选B。
【分析】细胞中的无机盐的主要存在形式是离子,有的无机盐是某些复杂化合物的组成成分,如Mg是叶绿素的组成成分,Fe是血红蛋白的组成成分。
9.【答案】B
【知识点】细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞代谢强度越强,物质运输等生命活动越频繁,核质之间物质交换的频率也越高。NPC控制着核质之间的物质交换,所以NPC的数量与细胞代谢强度有关,代谢旺盛的细胞中NPC数量可能较多,A正确。
B、NPC是核孔复合物,控制着核质之间的物质交换。蛋白质等大分子物质可以通过NPC进出细胞核,但DNA不能通过NPC进出细胞核。DNA主要存在于细胞核中,是细胞遗传信息的携带者,其位置相对稳定,不会通过核孔进出细胞核,B错误。
C、核膜是双层膜结构,外层核膜与内质网膜直接相连,这使得细胞核和细胞质之间的物质运输和信息交流更加便捷。NPC“附着”并稳定融合在核膜上,所以附着NPC的核膜为双层膜,且与内质网膜相联系,C正确。
D、细胞膜控制物质进出细胞的功能主要体现在细胞膜对物质进出细胞的控制作用。而核质间的物质交换是通过NPC进行的,NPC是核膜上的结构,核膜不属于细胞膜,所以核质间的物质交换没有体现细胞膜的控制物质进出功能,D正确。
故选B。
【分析】细胞核包括:核膜(双层膜,上面有孔是蛋白质和RNA通过的地方)、核仁(与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关)、染色质;功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。
10.【答案】C
【知识点】酶的本质及其探索历程;酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、酶催化化学反应的原理是降低化学反应的活化能,而不是为反应物提供能量。转氨酶作为酶的一种,也是通过降低氨基酸与酮酸之间氨基转移反应的活化能来催化反应的,并非为反应物提供能量。A错误。
B、低温会抑制酶的活性,但此时酶的空间结构并没有被破坏,当温度恢复到适宜条件时,酶的活性可以恢复。所以低温下转氨酶活性降低不是因为酶的空间结构遭到了破坏。B错误。
C、转氨酶能催化氨基酸与酮酸之间氨基转移的化学反应,体现了其催化功能。在转氨酶发挥催化作用后,它可能会参与其他化学反应,作为反应物被消耗或转化,例如在酶的代谢过程中。所以转氨酶既可以催化化学反应又可以作为化学反应的反应物。C正确。
D、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏,从而导致酶变性失活,但一般不会破坏转氨酶的氨基酸序列。氨基酸序列是由基因决定的,强酸强碱主要影响的是酶的空间结构而非氨基酸序列。D错误。
故选C。
【分析】酶是由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,极少数酶是RNA。酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(p H)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
11.【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是细胞的直接能源物质,能为细胞的生命活动提供能量。夜光藻发光等生命活动需要消耗能量,这些能量直接由ATP提供,所以ATP是夜光藻细胞的直接能源物质,A正确。
B、ATP的结构简式是A - P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团(Pi),~代表特殊化学键。一个ATP含有3个磷酸基团(Pi)和2个特殊化学键,B正确。
C、细胞内的ATP含量很少,但ATP与ADP之间的转化十分迅速,这样可以保证细胞内的能量供应。夜光藻持续发光是因为ATP与ADP能够快速相互转化,从而持续为发光提供能量,而不是因为夜光藻中ATP含量高,C错误。
D、“蓝眼泪”是海浪拍击聚集在一起的夜光藻等微生物激发的荧光,夜光藻的生长和繁殖需要适宜的环境条件,如温度、光照、营养等。只有在特定气候条件下,夜光藻才能大量繁殖并聚集,从而产生“蓝眼泪”现象,D正确。
故选C。
【分析】1、ATP直接给细胞的生命活动提供能。2、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。3、在生物体内ATP与ADP的相互转化是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。
12.【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、“立春三场雨,遍地都是米”,水是光合作用的原料之一,雨水为农作物提供了充足的水分,有利于农作物进行光合作用等生理活动,促进农作物的生长和发育,从而提高农作物的产量,A正确。
B、“三伏不热,五谷不结”,三伏天是一年中气温较高且光照较强的时期。在光合作用中,光照是光反应的必要条件,适当的高温有利于提高光合作用相关酶的活性,增强光合作用强度;同时,适当高温也能增强农作物的呼吸作用,但白天光合作用制造的有机物多于夜晚呼吸作用消耗的有机物,有利于农作物中有机物的积累,B正确。
C、“正其行,通其风”,合理密植和保持空气流通,能使农作物充分接受光照,同时提高周围环境中的CO2浓度。CO2是光合作用的原料,提高CO2浓度可以增强光合作用强度,从而提高光合效率,C正确。
D、“庄稼一枝花,全靠粪当家”,农作物不能直接吸收粪便中的有机物,粪便中的有机物需要经过土壤中微生物的分解作用,转化为无机物(如无机盐等)后,才能被农作物的根系吸收利用,从而促进农作物的生长,而不是吸收粪便当中的有机物,D错误。
故选D。
【分析】影响光合作用强度的限制因素有:温度、光照强度、二氧化碳浓度、水、土壤中矿质元素含量,由于在大田中,一般水分和矿质元素的供应往往是充足的,所以平时影响光合作用的因素主要是温度、光照强度和二氧化碳浓度。
13.【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、从图中可以看出,核糖体可以处于游离状态(如步骤1),也可以附着在内质网上(如步骤6),所以核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的,A正确。
B、血红蛋白是胞内蛋白,在游离的核糖体上合成,不需要信号肽引导其附着到内质网上,因此血红蛋白合成过程不会发生SRP与DP结合,B正确。
C、根据信号肽假说,新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成。若将新生肽的信号序列切除,游离核糖体就无法与SRP结合,也就不能附着于内质网上,C正确。
D、从图中可知,附着型核糖体合成的肽链应与SRP结合,在SRP的引导下,核糖体附着到内质网上,肽链通过通道蛋白进入内质网腔,在内质网腔中进行进一步加工形成折叠的蛋白质,而不是肽链直接通过通道蛋白转移至内质网腔,D错误。
故选D。
【分析】据图分析,核糖体与蛋白质的信号肽结合,信号识别颗粒(SRP)识别信号肽,再与内质网上信号识别受体结合,再与信号识别颗粒(SRP)结合,切除信号肽,与信使RNA结合,形成蛋白质进入内质网,形成折叠的蛋白质。分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
14.【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、因变量是随着自变量的变化而变化的变量。在本实验中,研究人员研究的是真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下的活性,所以自变量是pH和植酸酶的种类,因变量是植酸酶的活性,而不是植酸酶的种类,植酸酶种类是自变量。A错误。
B、酶的活性受温度影响,温度通过影响酶的活性进而影响实验结果;酶的用量也会影响反应速率,从而对实验结果产生影响。所以实验温度、酶的用量都会影响实验结果。B错误。
C、从图中可以明显看出,对于植酸酶A和植酸酶B,当pH为6时,两种酶的相对活性都达到了较高水平,即两种植酸酶均在pH为6时催化效率较高。C正确。
D、家畜饲料一般呈中性到弱碱性,从图中可知,在pH接近中性(7左右)时,植酸酶A的活性高于植酸酶B的活性,所以推测适合添加在家畜饲料中的应该是植酸酶A,而不是植酸酶B。D错误。
故选C。
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
15.【答案】B
【知识点】细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、外泌体是由细胞膜包裹多囊体释放到胞外形成的,细胞膜是单层膜结构,所以外泌体是由单层膜包被的特殊囊泡结构,而不是由内、外两层膜包被,A选项错误。
B、肿瘤细胞代谢旺盛,其分泌的外泌体数量可能较多,且肿瘤细胞分泌的外泌体中含有的蛋白质、核酸等物质可能与正常细胞分泌的外泌体不同,因此来源于肿瘤细胞的外泌体可作为肿瘤诊断标志物,B选项正确。
C、溶酶体中含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,但溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的,然后经内质网和高尔基体加工后运输到溶酶体中,溶酶体自身不能合成水解酶,C错误。
D、外泌体可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调节受体细胞的生物学活性,这实际上是细胞间进行信息交流的一种方式,所以外泌体调节受体细胞活性与细胞间的信息交流有关,D错误。
故选B。
【分析】细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的,这体现细胞膜的流动性,是细胞膜的结构特性;而细胞膜具有不同种类和数量的载体蛋白,这才是细胞膜选择透过性的基础,是细胞膜的功能特性。
16.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;被动运输
【解析】【解答】A、从图中可以看出,ATP合酶能利用线粒体膜间隙的H+顺浓度梯度运输时释放的能量,催化ADP和Pi合成ATP,即ATP合酶可催化ATP合成,同时它又能作为载体蛋白逆浓度运输H+,实际上ATP合酶主要作用是催化ATP合成,是H+顺浓度梯度运输的通道,并非逆浓度运输H+,A错误
B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放少量能量的过程,该过程发生在线粒体基质中,而氰化物抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2,DNP降低线粒体膜间隙的H+浓度,使合成的ATP减少,二者作用的都是有氧呼吸的第三阶段,而不是第二阶段,B错误。
C、氰化物使电子传递链受阻,影响的是有氧呼吸第三阶段,而哺乳动物成熟红细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸,其分解葡萄糖的过程不受氰化物的影响,C错误。
D、氰化物抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2,导致线粒体膜间隙H+浓度降低,H+顺浓度梯度运输减少,ATP合成减少,ADP积累,所以ATP/ADP的比值下降,D正确。
故选D。
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
17.【答案】(1)该细胞有以核膜为界限的细胞核,而蓝细菌没有;4、8和9
(2)细胞骨架
(3)内质网、高尔基体
(4)控制物质进出细胞
(5)精卵识别
【知识点】细胞膜的功能;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;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)甲细胞与蓝细菌的根本区别:甲细胞为真核细胞,蓝细菌为原核细胞,真核细胞与原核细胞的根本区别是真核细胞有以核膜为界限的细胞核,而原核细胞没有。
图甲中1是细胞壁,2是高尔基体,3是核仁,4是核膜,5是染色质,6是核孔,7是细胞核,8是线粒体,9是叶绿体,10是内质网,11是液泡,12是核糖体,双层膜的结构有4、8和9。
(2)细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,图甲细胞的细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由纤维蛋白构成的细胞骨架支持和束缚,以保证细胞内部的有序结构。
(3)氨基酸是蛋白质的基本组成单位,用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞,35S会出现在蛋白质中。分泌蛋白的合成与分泌过程为:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→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。内质网先出现放射性,然后高尔基体出现放射性,最后细胞膜出现放射性,结合图乙可知,Ⅱ所示细胞器是内质网,Ⅲ所示细胞器是高尔基体。
(4)用台盼蓝染色鉴别死细胞和活细胞,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,这是因为活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,能阻止台盼蓝进入细胞,而死细胞的细胞膜失去了这种功能,台盼蓝可以进入细胞,该方法利用的是细胞膜的控制物质进出细胞功能。
(5)图丙表示细胞间信息交流的一种方式,通过细胞膜接触进行信息交流,如精子和卵细胞之间的识别和结合,就是通过细胞膜上的糖蛋白进行直接接触实现信息交流的。
【分析】图甲分析,1是细胞壁,2是高尔基体,3是核仁,4是核膜,5是染色质,6是核孔,7是细胞核,8是线粒体,9是叶绿体,10是内质网,11是液泡,12是核糖体。图乙分析,Ⅰ是核糖体,Ⅱ是内质网,Ⅲ是高尔基体。图丙分析,发出信号的细胞和靶细胞通过直接接触进行信息交流。
(1)甲细胞为真核细胞,蓝细菌为原核细胞,甲细胞与蓝细菌相比根本区别是该细胞有以核膜为界限的细胞核,而蓝细菌没有。图甲中1是细胞壁,2是高尔基体,3是核仁,4是核膜,5是染色质,6是核孔,7是细胞核,8是线粒体,9是叶绿体,10是内质网,11是液泡,12是核糖体,双层膜的结构有4、8和9。
(2)图甲细胞的细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由纤维蛋白构成的细胞骨架支持和束缚,以保证细胞内部的有序结构。
(3)若用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞,氨基酸首先在核糖体上脱水缩合形成多肽,多肽先后进入内质网和高尔基体加工,最终形成有活性的蛋白质,因此图乙Ⅰ是核糖体,Ⅱ是内质网,Ⅲ是高尔基体。
(4)由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,因此死的动物细胞会被台盼蓝染成蓝色,而活的动物细胞不着色。
(5)图丙所示,发出信号的细胞和靶细胞通过直接接触进行信息交流,精卵识别(或细胞毒性T细胞识别靶细胞)就是通过该方式进行信息交流的。
18.【答案】(1)脱水缩合;
(2)胰岛素分子由两条肽链组成或两条肽链N一末端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸;不同氨基酸
(3)A、B链结合形成特定的空间结构才具有生物活性
(4)蛋白质在高温条件下容易变性失活,在低温时可以保持其活性,防止蛋白质变性;口服会被消化酶水解而失效
(5)
【知识点】氨基酸的分子结构特点和通式;蛋白质分子结构多样性的原因;蛋白质在生命活动中的主要功能;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)胰岛素是由多个氨基酸通过脱水缩合反应形成的蛋白质。氨基酸的结构通式为
(2)2,4 - 二硝基氟苯(DNFB)与肽链的N 末端氨基酸的氨基产生黄色荧光反应,将胰岛素与 DNFB 反应后再用盐酸完成水解,发现水解产物中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸发黄色荧光,这说明胰岛素分子由两条肽链组成,且两条肽链N 末端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸。不同蛋白酶的专一性不仅体现在只能催化蛋白质或多肽水解,还体现在能识别不同氨基酸形成的肽键。因为不同的氨基酸形成的肽键,其R基不同,蛋白酶可以识别这些差异从而选择性地水解特定的肽键。
(3)将A、B两条肽链分开,胰岛素失去活性,将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明A、B链结合形成特定的空间结构才具有生物活性。因为蛋白质的结构决定功能,只有形成正确的空间结构,蛋白质才能发挥其相应的功能。
(4)胰岛素制剂要冰箱冷藏保存,是因为蛋白质在高温条件下容易变性失活,在低温时可以保持其活性,防止蛋白质变性;使用时不能口服,是因为口服会被消化酶水解而失效,因为消化酶可以将蛋白质水解为小分子物质,从而使胰岛素失去作用。
(5)胰岛素是分泌蛋白,在核糖体上合成后,先进入内质网进行初步加工,然后由内质网形成囊泡运输到高尔基体,囊泡与高尔基体膜融合,使高尔基体膜面积增加,内质网膜面积减少;接着高尔基体对蛋白质进一步加工后,再形成囊泡运输到细胞膜,囊泡与细胞膜融合,将胰岛素分泌到细胞外,此时高尔基体膜面积减少,细胞膜面积增加。所以细胞分泌胰岛素后内质网膜面积减少,高尔基体膜面积先增加后减少基本不变,细胞膜面积增加。其膜面积变化情况的数学模型如下(以初始膜面积为基准,纵坐标表示膜面积变化量):
在坐标图中,内质网的膜面积变化曲线是逐渐下降的;高尔基体的膜面积变化曲线是先上升后下降,最终回到接近原来的水平;细胞膜的膜面积变化曲线是逐渐上升的。
【分析】分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
(1)胰岛素是由多个氨基酸通过脱水缩合反应形成的蛋白质。氨基酸含有一个中央碳原子,分别直接连接一个氨基、一个羧基、一个氢和一个R基,氨基酸通式如下:

(2)由于2,4-二硝基氟苯(DNFB)与肽链的N-末端氨基酸的氨基产生黄色荧光反应,现发现水解产物中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸发黄色荧光,实验结果说明胰岛素分子由两条肽链组成或两条肽链N-末端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸。分别用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理胰岛素,产生的多肽种类不同,说明两种不同的蛋白酶作用的肽键位置不同,即体现在能识别不同氨基酸形成的肽键。
(3)将胰岛素A、B两条肽链分开,胰岛素失去活性,将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明A、B链结合形成特定的空间结构才具有生物活性。
(4)胰岛素制剂要冰箱冷藏保存,原因是蛋白质在高温条件下容易变性失活,在低温时可以保持其活性,防止蛋白质变性;胰岛素使用时不能口服,原因是胰岛素的化学本质是蛋白质,口服会被消化酶水解而失效。
(5)胰岛素是一种分泌蛋白,胰岛素合成、加工、运输过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜膜面积增大,因此细胞分泌胰岛素后另外两种细胞器膜面积的变化情况如下图所示:。
19.【答案】(1)线粒体内膜;细胞
(2)水通道蛋白;协助扩散
(3)细胞膜的组成成分中有胆固醇;催化和运输;C;A、B
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能;有氧呼吸的过程和意义;被动运输
【解析】【解答】(1)动物细胞:线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸的第三阶段能产生大量ATP,ATP合成酶主要存在于线粒体内膜上,参与ATP的合成。所以ATP合成酶在动物细胞中主要存在于线粒体内膜上。
原核细胞:原核细胞没有线粒体等具膜细胞器,其细胞膜是进行呼吸等生理活动的重要场所,能进行ATP的合成,因此ATP合成酶主要存在于细胞膜上。
(2)由图甲可知,cAMP增多会改变细胞中某些酶的活性,这些酶活性改变后,会促进水通道蛋白的合成。水通道蛋白的存在可以使细胞吸收水分的方式更高效。细胞吸收水的方式有自由扩散和协助扩散,当存在水通道蛋白时,细胞可以通过协助扩散的方式吸收水,这种方式比自由扩散的速度更快。所以细胞通过协助扩散的方式吸收水。
(3)胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,植物细胞膜中一般不含胆固醇。图乙中细胞膜的组成成分中有胆固醇,所以该细胞最可能为动物细胞,即判断依据是细胞膜的组成成分中有胆固醇。
蛋白质A的功能:图乙中蛋白质A可以催化ATP水解形成ADP和Pi,同时还能运输Na+,所以蛋白质A具有催化和运输功能。
根据相似相溶原理,脂溶性药物易溶于脂质,而脂质体是由磷脂双分子层构成的,所以脂溶性药物C可以进入脂质体内部;能在水中结晶的药物是水溶性药物,水溶性药物可以存在于脂质体外部的水溶液中,也可以包裹在由磷脂头部的亲水部分形成的内部水环境中,所以药物A、B是能在水中结晶的药物。
【分析】题图分析,图甲中ATP会在酶的催化下形成cAMP,cAMP通过相关的酶影响水通道蛋白基因的表达,产生更多的水通道蛋白。图乙的细胞膜局部亚显微结构示意图中可知,K+和Na+共用一个载体蛋白,但两者反向运输,Na+出细胞时需消耗ATP,即主动运输,K+进细胞时不需消耗ATP,即协助扩散。
(1)ATP合成酶的作用是合成ATP,主要存在于各种细胞的膜结构上。在动物细胞中,ATP的来源是细胞呼吸,有氧呼吸是ATP的主要来源,而有氧呼吸第三阶段产生最多的ATP,因此ATP合成酶在动物细胞中主要存在于有氧呼吸第三阶段场所线粒体内膜上,原核细胞中唯一的膜结构是细胞膜,因此ATP合酶在原核细胞中主要存在于细胞膜上。
(2)从图甲可知,cAMP的增多通过某些酶,影响细胞核内相关的代谢活动,通过促进水通道蛋白的合成,促进了水分子的协助扩散运输进入细胞,该过程不消耗能量。
(3)图乙细胞膜局部亚显微结构示意图中存在胆固醇,动物细胞膜的组成成分中有胆固醇,因此判断该细胞最可能是动物细胞。图中的蛋白质A运输K+和Na+,且将ATP变成ADP和Pi,所以具有运输和催化作用。脂质体是一种没有膜蛋白只由磷脂双分子层所形成的囊泡,它可以作为药物的运载体,磷脂分子具有亲水性头部和疏水性尾部,在水中形成双层脂分子的球形脂质体时,亲水性头部排列外侧,疏水性尾部排列内侧。据此可判断,药物C是脂溶性药物,药物A、B是能在水中结晶的药物。
20.【答案】(1)无水乙醇;纸层析法
(2)C3;降低;高氧低碳
(3)灌浆前;合理灌溉;叶绿素含量高;阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)光合色素易溶于有机溶剂,可选择无水乙醇提取旗叶中光合色素;不同色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速度也不同,因此可用纸层析法分离色素。
(2)字母E代表的物质:在光合作用暗反应中,CO2与RuBP(C5)结合生成C3,所以字母E代表C3。
光呼吸对光合作用效率的影响:C5与O2反应产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3,即光呼吸过程消耗了C5,减少了用于CO2固定的C5的量,从而降低了光合作用效率。
对环境的适应:光呼吸使细胞内O2 /CO2的值降低,有利于生物适应高氧低碳的环境。因为在高氧低碳的环境中,光呼吸可以消耗多余的O2,减少光氧化损伤等。
(3)①旗叶气孔导度对籽粒产量影响最大的时期及增产干预措施:分析表格数据可知,灌浆前期气孔导度与籽粒产量的相关性数值最大,所以旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大的时期是灌浆前期。
若在此时期干旱导致气孔开放程度下降,会影响CO2的吸收,进而影响光合作用,有效的增产干预措施是合理灌溉,以保证气孔的开放程度,促进CO2
的吸收。
②针对灌浆后期和末期培育旗叶的小麦品种的选择:灌浆后期和末期,叶绿素含量与籽粒产量的相关性数值较大,所以应优先选择进行培育旗叶叶绿素含量高的小麦品种,以提高光合作用强度,增加籽粒产量。
③研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系的研究思路:欲研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,可阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化。如果籽粒产量明显降低,说明旗叶作为“源”对籽粒这个“库”有重要的物质供应作用。
【分析】光合作用的影响因素有色素含量、光照强度、二氧化碳浓度等;根据反应过程可以分为光反应阶段和暗反应阶段。分析图乙:Ⅰ表示光反应过程,Ⅱ表示暗反应过程。字母A代表ATP,字母B代表ADP和Pi,字母C代表NADP+,字母D代表NADPH,字母E代表C3,字母F代表C5。
(1)光合色素为脂溶性物质,可以选择用无水乙醇进行溶解和提取,然后用纸层析法分离色素,分离原理是不同种类色素在层析液中的溶解度不同。
(2)E是二氧化碳和C5反应形成的,E是C3。RuBP羧化酶既能催化C5和二氧化碳反应,也能催化C5和O2反应,两者竞争RuBP羧化酶,分析可知,光呼吸会降低光合作用的效率。RuBP羧化酶还可催化C5与O2反应产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3,通过光呼吸增加二氧化碳浓度,降低氧气浓度,有利于生物适应高氧低碳的环境。
(3)①二氧化碳是暗反应的原料,气孔导度表示气孔张开的程度,气孔导度越大,植物吸收的CO2越多,对暗反应越有利。由表格数据可知,灌浆前期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。由于干旱导致气孔开放程度下降,因此为避免产量下降,应保证水分供应,降低蒸腾作用,有效的增产干预措施为合理灌溉。
②叶绿素能吸收、传递、转化光能,由表格可知,灌浆后期和末期,叶绿素含量指数最高,对光合速率的影响较大,所以应优先选择培育旗叶叶绿素含量高的品种。
③为了研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,可以通过阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化。
21.【答案】(1)液泡;生物膜
(2)不能;在完全无氧条件下,荔枝进行无氧呼吸产生酒精毒害细胞,更不利于保存
(3)确保混合后的酶促反应在预设温度下进行
(4)紫娘喜;采摘开始时POD活性低,且峰值出现最晚
【知识点】细胞的生物膜系统;探究影响酶活性的因素;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】(1)花色素苷是一类可溶性色素,通常存在于果皮细胞液泡内的细胞液中。自然状态(未离本枝前)下,成熟的荔枝没有发生褐变,可能是因为细胞中生物膜系统(包括细胞膜、细胞器膜和核膜等)将多酚氧化酶与多酚类物质分隔开,使它们无法相遇,从而避免发生褐变反应。
(2)在完全无氧条件下,多酚氧化酶虽无法催化上述褐变反应,但荔枝会进行无氧呼吸。荔枝无氧呼吸的产物是酒精,酒精会对细胞产生毒害作用,导致果肉变质,所以不能在此条件下储藏荔枝。
(3)在研究温度对多酚氧化酶活性的影响时,若先混合再保温,在达到预设温度之前,酶和底物可能已经发生了反应,从而影响实验结果。而先分别对多酚氧化酶和多酚类物质保温,达到各自预设温度后再混合,可以确保混合后的酶促反应在预设温度下进行,使实验结果更准确。
(4)从曲线可以看出,采摘后最不易褐变的荔枝品种是紫娘喜。原因是紫娘喜采摘开始时POD(多酚氧化酶)活性最低,且峰值出现最晚,这意味着其催化多酚类物质转化为褐色物质的速率相对较慢,所以最不易发生褐变。
【分析】由第一个图分析可知,荔枝产生褐变与愈创木酚、花色素苷有关;愈创木酚在POD的催化作用下会形成褐色的多聚色素,花色素苷在pH升高的情况下会形成查尔酮;由第二个图分析可知,紫娘喜的POD活性峰值出现的时间最晚,其次是妃子笑,峰值出现最早的是无核,由此推断无核是三个品种中最易褐变的荔枝品种,紫娘喜是最不易褐变的荔枝品种。
(1)花色素苷是一类可溶性色素,存在于果皮细胞中液泡内的细胞液中。自然状态下果蔬并没有发生褐变,是因为细胞内具有生物膜系统,使多酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中而不能相遇。
(2)在完全无氧条件下,果实的有氧呼吸停止,但无氧呼吸明显加强,造成酒精的大量积累,从而对细胞造成毒害,引起果实腐烂,不利于储藏。
(3)酶具有高效性,先混合后保温可能会出现未达到预设温度酶就和底物发生了反应,从而影响实验结果,所以应先分别对多酚氧化酶和多酚类物质进行保温,各自达到预设温度后再混合。
(4)由图中数据可知,采摘后最不易褐变的荔枝品种是紫娘喜,因为紫娘喜的POD活性峰值出现的时间最晚。
1 / 1广东省清远市2024-2025学年高一上学期期末考试生物试题
一、选择题:本题共16小题,第1~12题,每小题2分,第13~16题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2025高一上·清远期末)“细胞学说”被恩格斯誉为19世纪自然科学三大发现之一,下列科学家与细胞学说的建立无关的是(  )
A.施莱登 B.施旺 C.卡尔文 D.魏尔肖
【答案】C
【知识点】细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、施莱登是德国植物学家,1838年,他通过研究植物的生长发育,提出细胞是构成植物的基本单位 ,为细胞学说的建立奠定了基础,是细胞学说的建立者之一。A错误B、施旺是德国动物学家,1839年,他在施莱登研究的基础上,将细胞学说应用于动物领域,指出动物也是由细胞构成的,与施莱登共同创立了细胞学说,是细胞学说的建立者之一。B错误
C、卡尔文是美国生物化学家,他因研究光合作用中碳的同化途径,揭示了二氧化碳中的碳如何转化为有机物中的碳,即卡尔文循环,而闻名于世。他的研究领域主要集中在光合作用的生化过程方面,与细胞学说的建立毫无关系。C正确
D、魏尔肖是德国病理学家,他对细胞学说进行了重要的补充,提出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”,这一观点完善了细胞学说,是细胞学说建立过程中的重要贡献者。D错误
故选C。
【分析】细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出,细胞学说的内容有:(1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所组成。 (2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。(3)新细胞可以从老细胞中产生。
2.(2025高一上·清远期末)登革热是由登革热病毒(RNA病毒)引起的,该病毒的化学组成如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.大分子B主要以单链形式存在 B.a与a之间通过肽键连接
C.b所含碱基为A、G、C、U D.A高温变性不影响病毒侵染性
【答案】D
【知识点】蛋白质变性的主要因素;DNA与RNA的异同
【解析】【解答】登革热病毒由两种大分子组成:大分子A:由小分子a构成,a的元素组成是C、H、O、N,因此a是氨基酸,A是蛋白质。大分子B:由小分子b构成,b的元素组成是C、H、O、N、P,因此b是核糖核苷酸,B是RNA。
A、大分子B是RNA,RNA在病毒中通常以单链形式存在。A正确。
B、a是氨基酸,氨基酸之间通过肽键连接形成蛋白质。B正确。
C、b是核糖核苷酸,核糖核苷酸的碱基组成为A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、U(尿嘧啶)。C正确。
D、A是蛋白质,蛋白质在高温下会发生变性,失去其空间结构和功能。登革热病毒侵染宿主细胞时,需要其表面蛋白质与宿主细胞受体结合。如果蛋白质变性,病毒将失去侵染能力。D错误。
故选D。
【分析】据图可知,A是蛋白质,B是RNA,a是氨基酸,b是核糖核苷酸。
3.(2025高一上·清远期末)北京时间11月16日2时32分,天舟八号货运飞船成功对接天宫空间站。这个天外快递给三位宇航员带去了米饭、豆浆、调味品、冰淇淋等食物和其他研究补给。关于太空食物,下列说法错误的是(  )
A.豆浆中含有Ca、Fe、Zn等微量元素
B.米饭中的淀粉等属于生物大分子
C.各种食物中的元素均可在自然界找到
D.无机盐保证航天员生命活动的正常进行
【答案】A
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;无机盐的主要存在形式和作用;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、微量元素是生物体需要量很少但不可或缺的元素,如Fe(铁)、Zn(锌)、Mn(锰)、Cu(铜)等。Ca(钙)是大量元素,不是微量元素。豆浆中确实含有Ca,但它属于大量元素,而非微量元素。A错误
B、淀粉是由葡萄糖分子通过糖苷键连接而成的多糖,属于生物大分子(如多糖、蛋白质、核酸等)。B正确。
C、生物体内的元素都直接或间接来源于自然界,没有一种元素是生物体自己合成的。C正确。
D、无机盐在生物体内具有重要作用,如维持渗透压、酸碱平衡、神经肌肉兴奋性等,对生命活动至关重要。D正确。
故选A。
【分析】生物大分子主要包括多糖(淀粉、纤维素和糖原)、蛋白质和核酸。
4.(2025高一上·清远期末)近年来奶茶等饮料深受年轻人喜爱,某学生兴趣小组对奶茶成分真实性问题进行了以下探究实验,完全正确的是(  )
选项 探究目的 实验试剂 预期结果 结论
A “零脂奶茶”是否含有脂肪 双缩脲试剂 出现橘黄色 含有脂肪
B “草莓奶昔”是否含有蛋白质 苏丹皿染液 出现紫色 含有蛋白质
C “波波奶茶”是否添加淀粉 碘液 不出现蓝色 不含淀粉
D “零糖牛乳”是否含有糖 斐林试剂 不出现砖红色 不含糖
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色),而双缩脲试剂是用于鉴定蛋白质的,能与蛋白质发生紫色反应。“零脂奶茶”是否含有脂肪,应该用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液来鉴定,而不是双缩脲试剂,A错误。
B、蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应,苏丹Ⅲ染液是用于检测脂肪的。“草莓奶昔”是否含有蛋白质,应使用双缩脲试剂进行鉴定,若出现紫色则说明含有蛋白质,而不是用苏丹Ⅲ染液,B错误。
C、淀粉遇碘液变蓝色,这是淀粉的特性,可以用碘液来检测淀粉是否存在。“波波奶茶”是否添加淀粉,加入碘液后,若不出现蓝色,说明不含淀粉,C正确。
D、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,能与还原糖反应生成砖红色沉淀。但斐林试剂使用时需要水浴加热,且“零糖牛乳”中可能含有非还原糖等其他情况,同时斐林试剂是用于鉴定可溶性还原糖的,而牛乳中的糖如果是蔗糖等非还原糖,用斐林试剂也无法检测出。更重要的是,斐林试剂检测还原糖需要水浴加热条件,这对“零糖牛乳”的检测操作不便且可能影响结果判断。“零糖牛乳”是否含有糖,不能用斐林试剂直接鉴定,D错误。
故选C。
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。(4)淀粉遇碘液变蓝。
5.(2025高一上·清远期末)水是生命之源,每年3月22日是“世界水日”。下列有关水对生命活动影响的叙述,错误的是(  )
A.晒干的小麦种子不含自由水 B.水是细胞内酶促反应的环境
C.细胞代谢影响细胞的含水量 D.水具有缓和温度变化的作用
【答案】A
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、自由水是指细胞内可以自由流动的水,而结合水是与细胞内的其他物质相结合的水。晒干的小麦种子主要失去了自由水,但仍然含有少量的自由水,同时含有结合水。因为完全去除所有自由水是非常困难的,而且种子中总会保留一部分结合水。所以说晒干的小麦种子不含自由水是错误的。A错误。
B、细胞内的许多酶促反应都需要在水溶液中进行,水为酶促反应提供了一个液态环境,有利于酶与底物的接触和反应的进行。B正确。
C、细胞代谢的强弱会影响细胞的含水量。例如,代谢旺盛的细胞中自由水的含量相对较高,因为自由水参与了细胞内的许多生化反应;而代谢较弱的细胞中自由水含量相对较低。C正确。
D、水具有较高的比热容,这意味着水在吸收或释放较多热量时,温度变化相对较小。在细胞和生物体中,水可以缓和温度的变化,使细胞和生物体的温度保持相对稳定。D正确。
故选A。
【分析】水是活细胞中含量最多的化合物,包括自由水和结合水两种,水是物质运输的良好介质,细胞中的许多代谢反应都离不开水,水具有缓和温度变化的作用。
6.(2025高一上·清远期末)黑藻叶片薄而小、叶绿体清晰,是观察细胞质流动的首选材料。下列有关叙述错误的是(  )
A.以叶绿体等颗粒的移动作为细胞质流动的标志
B.细胞质流动的速度与温度、植物种类等条件相关
C.显微镜下观察到的细胞质流动方向与实际方向相反
D.观察细胞质流动和质壁分离都需要保持细胞的活性
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原;显微镜;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、由于叶绿体等颗粒会随着细胞质的流动而移动,且叶绿体呈绿色、体积较大,在显微镜下容易观察,所以常以叶绿体等颗粒的移动作为细胞质流动的标志,A正确。
B、细胞质流动是一种生命活动,生命活动需要酶的催化,而酶的活性受温度等因素的影响。不同植物种类细胞质中酶的种类和活性可能不同,所以细胞质流动的速度与温度、植物种类等条件相关,B正确。
C、显微镜下观察到的物像是倒像,即上下、左右均颠倒,但细胞质环流方向不会改变。例如,在显微镜下观察到细胞质是顺时针方向流动,那么实际也是顺时针方向流动,C错误。
D、观察细胞质流动时,需要细胞是活的,因为只有活细胞的细胞质才会流动;观察质壁分离时,细胞也必须是活的,因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性,才能发生渗透作用,从而出现质壁分离现象,D正确。
故选C。
【分析】观察叶绿体:(1)制片:在洁净的载玻片中央滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片。(2)低倍镜观察:在低倍镜下找到叶片细胞,然后换用高倍镜。(3)高倍镜观察:调清晰物像,仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
7.(2025高一上·清远期末)实验材料的选取对实验成功非常关键。研究人员用30%蔗糖溶液对洋葱鳞叶、紫鸭跖草叶片和紫色大蒜鳞叶等进行质壁分离实验,结果如表。下列分析正确的是(  )
比较项目 洋葱 紫鸭跖草 大蒜
观察部位 鳞叶外表皮 叶片外表皮 鳞叶
细胞颜色 紫色 紫色+绿色(有保卫细胞) 紫色
细胞大小 大 适中 适中
质壁分离程度 0.29 0.22 0.71
分离后原生质层形状 不规则 不规则 近圆形或椭圆形
A.绿色细胞含叶绿体,叶绿体会干扰观察原生质层变化
B.结果表明,紫色大蒜鳞叶是观察质壁分离的理想材料
C.为了缩短实验时间,可以在实验前分别用纤维素酶处理各组材料
D.用硝酸钾溶液处理洋葱根尖细胞,均能看到质壁分离及自动复原
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、紫鸭跖草叶片外表皮细胞中含有绿色的保卫细胞,但观察质壁分离时,通常以液泡中色素的移动作为观察标志,绿色细胞中的叶绿体存在于细胞质中,并不在液泡内,一般不会干扰对原生质层变化的观察,且题干及表格信息并未表明绿色细胞含叶绿体会干扰观察原生质层变化,A错误。B、从表格数据可以看出,紫色大蒜鳞叶质壁分离程度为0.71,在三种材料中最大,且分离后原生质层形状近圆形或椭圆形,更便于观察质壁分离现象,所以紫色大蒜鳞叶是观察质壁分离的理想材料,B正确。
C、若在实验前用纤维素酶处理各组材料,纤维素酶会分解细胞壁中的纤维素成分,破坏细胞壁结构,细胞将无法维持正常形态,也就不能观察到质壁分离现象,C错误。
D、用硝酸钾溶液处理洋葱根尖细胞,若细胞为未成熟的细胞(如根尖分生区细胞),则没有大液泡,不会发生质壁分离现象;只有成熟的细胞(具有大液泡)才能发生质壁分离及自动复原现象,D错误。
故选B。
【分析】植物细胞的质壁分离原理:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
8.(2025高一上·清远期末)下图分别是叶绿素和血红素部分结构图,两者均是卟啉化合物,以下推测合理的是(  )
A.植物长期缺镁离子,光反应速率减慢会导致暗反应中C3含量升高
B.血红素是血红蛋白的辅助因子,缺铁会影响红细胞运输氧气
C.图中Mg、Fe的存在说明细胞中的无机盐主要以化合物形式存在
D.叶绿素与血红素结构相似,贫血的人多吃绿叶蔬菜是可以补血的
【答案】B
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用;叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、镁是叶绿素的重要组成元素,植物长期缺镁离子,会导致叶绿素合成受阻,光反应速率减慢。光反应为暗反应提供ATP和[H],光反应速率减慢,产生的ATP和[H]减少,会使暗反应中C3的还原过程减慢,而CO2固定形成C3的速率短时间内不变,所以会导致暗反应中C3含量升高,但题干中叶绿素结构图中镁离子影响的是叶绿素,A不符合题意。
B、血红素与血红蛋白的关系:由图可知血红素含有Fe,血红素是血红蛋白的辅助因子。铁与氧气运输的关系:铁是血红蛋白的重要组成成分,缺铁会影响血红蛋白的合成,进而影响红细胞运输氧气的功能,该选项从结构中Fe的存在推测其功能相关影响,B符合题意。
C、无机盐的存在形式:图中Mg、Fe是以与有机物结合的形式存在,属于化合态,但这只是个别细胞中无机盐的存在形式,不能由此说明细胞中的无机盐主要以化合物形式存在,实际上细胞中的无机盐主要以离子形式存在,C不符合题意。
D、虽然叶绿素与血红素结构相似,但叶绿素不能被人体吸收利用,且绿叶蔬菜中含有的叶绿素不能转化为血红素,所以贫血的人多吃绿叶蔬菜不能补血,D不符合题意。
故选B。
【分析】细胞中的无机盐的主要存在形式是离子,有的无机盐是某些复杂化合物的组成成分,如Mg是叶绿素的组成成分,Fe是血红蛋白的组成成分。
9.(2025高一上·清远期末)西湖大学施一公团队解析了核孔复合物(NPC)的精细结构,震撼了结构分子生物学领域。他们通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在核膜上,控制着核质之间的物质交换。下列相关叙述错误的是(  )
A.NPC的数量与细胞代谢强度有关
B.蛋白质和DNA等通过NPC进出细胞核
C.附着NPC的核膜为双层膜,且与内质网膜相联系
D.核质间的物质交换没有体现细胞膜的控制物质进出功能
【答案】B
【知识点】细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞代谢强度越强,物质运输等生命活动越频繁,核质之间物质交换的频率也越高。NPC控制着核质之间的物质交换,所以NPC的数量与细胞代谢强度有关,代谢旺盛的细胞中NPC数量可能较多,A正确。
B、NPC是核孔复合物,控制着核质之间的物质交换。蛋白质等大分子物质可以通过NPC进出细胞核,但DNA不能通过NPC进出细胞核。DNA主要存在于细胞核中,是细胞遗传信息的携带者,其位置相对稳定,不会通过核孔进出细胞核,B错误。
C、核膜是双层膜结构,外层核膜与内质网膜直接相连,这使得细胞核和细胞质之间的物质运输和信息交流更加便捷。NPC“附着”并稳定融合在核膜上,所以附着NPC的核膜为双层膜,且与内质网膜相联系,C正确。
D、细胞膜控制物质进出细胞的功能主要体现在细胞膜对物质进出细胞的控制作用。而核质间的物质交换是通过NPC进行的,NPC是核膜上的结构,核膜不属于细胞膜,所以核质间的物质交换没有体现细胞膜的控制物质进出功能,D正确。
故选B。
【分析】细胞核包括:核膜(双层膜,上面有孔是蛋白质和RNA通过的地方)、核仁(与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关)、染色质;功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。
10.(2025高一上·清远期末)转氨酶是催化氨基酸与酮酸之间氨基转移的一类酶,肝细胞是转氨酶的主要生存地。当肝细胞发生炎症、中毒、坏死等时会造成肝细胞的受损,转氨酶便会释放到血液里,使血清转氨酶升高。下列叙述正确的是(  )
A.转氨酶通过为反应物提供能量以降低化学反应所需活化能
B.低温下转氨酶的活性降低是因为酶的空间结构遭到了破坏
C.转氨酶既可以催化化学反应又可以作为化学反应的反应物
D.强酸强碱能破坏转氨酶的氨基酸序列,而导致其变性失活
【答案】C
【知识点】酶的本质及其探索历程;酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、酶催化化学反应的原理是降低化学反应的活化能,而不是为反应物提供能量。转氨酶作为酶的一种,也是通过降低氨基酸与酮酸之间氨基转移反应的活化能来催化反应的,并非为反应物提供能量。A错误。
B、低温会抑制酶的活性,但此时酶的空间结构并没有被破坏,当温度恢复到适宜条件时,酶的活性可以恢复。所以低温下转氨酶活性降低不是因为酶的空间结构遭到了破坏。B错误。
C、转氨酶能催化氨基酸与酮酸之间氨基转移的化学反应,体现了其催化功能。在转氨酶发挥催化作用后,它可能会参与其他化学反应,作为反应物被消耗或转化,例如在酶的代谢过程中。所以转氨酶既可以催化化学反应又可以作为化学反应的反应物。C正确。
D、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏,从而导致酶变性失活,但一般不会破坏转氨酶的氨基酸序列。氨基酸序列是由基因决定的,强酸强碱主要影响的是酶的空间结构而非氨基酸序列。D错误。
故选C。
【分析】酶是由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,极少数酶是RNA。酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(p H)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
11.(2025高一上·清远期末)“蓝眼泪”是海浪拍击聚集在一起的夜光藻等微生物激发的荧光,激发的蓝色荧光,这一过程与ATP密切相关。以下关于ATP的叙述,错误的是(  )
A.ATP是夜光藻细胞的直接能源物质
B.一个ATP含3个Pi和2个特殊化学键
C.持续发光是因为夜光藻中ATP含量高
D.特定气候条件下才能产生“蓝眼泪”
【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是细胞的直接能源物质,能为细胞的生命活动提供能量。夜光藻发光等生命活动需要消耗能量,这些能量直接由ATP提供,所以ATP是夜光藻细胞的直接能源物质,A正确。
B、ATP的结构简式是A - P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团(Pi),~代表特殊化学键。一个ATP含有3个磷酸基团(Pi)和2个特殊化学键,B正确。
C、细胞内的ATP含量很少,但ATP与ADP之间的转化十分迅速,这样可以保证细胞内的能量供应。夜光藻持续发光是因为ATP与ADP能够快速相互转化,从而持续为发光提供能量,而不是因为夜光藻中ATP含量高,C错误。
D、“蓝眼泪”是海浪拍击聚集在一起的夜光藻等微生物激发的荧光,夜光藻的生长和繁殖需要适宜的环境条件,如温度、光照、营养等。只有在特定气候条件下,夜光藻才能大量繁殖并聚集,从而产生“蓝眼泪”现象,D正确。
故选C。
【分析】1、ATP直接给细胞的生命活动提供能。2、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。3、在生物体内ATP与ADP的相互转化是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。
12.(2025高一上·清远期末)农谚是我国劳动人民经过无数实践总结出的智慧结晶,蕴含着许多科学道理。下列关于农谚的解释错误的是(  )
A.“立春三场雨,遍地都是米”是说雨水对农作物的生长有利,能提高农作物的产量
B.“三伏不热,五谷不结”是指丰富的光照和适当高温有利于农作物中有机物的积累
C.“正其行,通其风”是指农作物应该保持空气流通,提高CO2浓度以提高光合效率
D.“庄稼一枝花,全靠粪当家”指明农作物吸收粪便当中的有机物和无机盐长得更好
【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、“立春三场雨,遍地都是米”,水是光合作用的原料之一,雨水为农作物提供了充足的水分,有利于农作物进行光合作用等生理活动,促进农作物的生长和发育,从而提高农作物的产量,A正确。
B、“三伏不热,五谷不结”,三伏天是一年中气温较高且光照较强的时期。在光合作用中,光照是光反应的必要条件,适当的高温有利于提高光合作用相关酶的活性,增强光合作用强度;同时,适当高温也能增强农作物的呼吸作用,但白天光合作用制造的有机物多于夜晚呼吸作用消耗的有机物,有利于农作物中有机物的积累,B正确。
C、“正其行,通其风”,合理密植和保持空气流通,能使农作物充分接受光照,同时提高周围环境中的CO2浓度。CO2是光合作用的原料,提高CO2浓度可以增强光合作用强度,从而提高光合效率,C正确。
D、“庄稼一枝花,全靠粪当家”,农作物不能直接吸收粪便中的有机物,粪便中的有机物需要经过土壤中微生物的分解作用,转化为无机物(如无机盐等)后,才能被农作物的根系吸收利用,从而促进农作物的生长,而不是吸收粪便当中的有机物,D错误。
故选D。
【分析】影响光合作用强度的限制因素有:温度、光照强度、二氧化碳浓度、水、土壤中矿质元素含量,由于在大田中,一般水分和矿质元素的供应往往是充足的,所以平时影响光合作用的因素主要是温度、光照强度和二氧化碳浓度。
13.(2025高一上·清远期末)科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别。新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说(如下图所示)。下列说法错误的是(  )
A.核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的
B.血红蛋白合成过程不会发生SRP与DP结合
C.将新生肽的信号序列切除,游离核糖体不能附着于内质网上
D.附着型核糖体合成的肽链通过通道蛋白转移至内质网腔后再进一步加工
【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、从图中可以看出,核糖体可以处于游离状态(如步骤1),也可以附着在内质网上(如步骤6),所以核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的,A正确。
B、血红蛋白是胞内蛋白,在游离的核糖体上合成,不需要信号肽引导其附着到内质网上,因此血红蛋白合成过程不会发生SRP与DP结合,B正确。
C、根据信号肽假说,新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成。若将新生肽的信号序列切除,游离核糖体就无法与SRP结合,也就不能附着于内质网上,C正确。
D、从图中可知,附着型核糖体合成的肽链应与SRP结合,在SRP的引导下,核糖体附着到内质网上,肽链通过通道蛋白进入内质网腔,在内质网腔中进行进一步加工形成折叠的蛋白质,而不是肽链直接通过通道蛋白转移至内质网腔,D错误。
故选D。
【分析】据图分析,核糖体与蛋白质的信号肽结合,信号识别颗粒(SRP)识别信号肽,再与内质网上信号识别受体结合,再与信号识别颗粒(SRP)结合,切除信号肽,与信使RNA结合,形成蛋白质进入内质网,形成折叠的蛋白质。分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
14.(2025高一上·清远期末)家禽饲料中添加剂的使用可有效提高饲料利用率,减少浪费。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性进行研究,结果如图。据图分析正确的是(  )
A.本实验的因变量是pH、植酸酶的种类
B.实验温度、酶的用量不会影响实验结果
C.两种植酸酶均在pH为6时催化效率较高
D.推测适合添加在家畜饲料中的是植酸酶B
【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、因变量是随着自变量的变化而变化的变量。在本实验中,研究人员研究的是真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下的活性,所以自变量是pH和植酸酶的种类,因变量是植酸酶的活性,而不是植酸酶的种类,植酸酶种类是自变量。A错误。
B、酶的活性受温度影响,温度通过影响酶的活性进而影响实验结果;酶的用量也会影响反应速率,从而对实验结果产生影响。所以实验温度、酶的用量都会影响实验结果。B错误。
C、从图中可以明显看出,对于植酸酶A和植酸酶B,当pH为6时,两种酶的相对活性都达到了较高水平,即两种植酸酶均在pH为6时催化效率较高。C正确。
D、家畜饲料一般呈中性到弱碱性,从图中可知,在pH接近中性(7左右)时,植酸酶A的活性高于植酸酶B的活性,所以推测适合添加在家畜饲料中的应该是植酸酶A,而不是植酸酶B。D错误。
故选C。
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
15.(2025高一上·清远期末)细胞膜受到物理或化学因素刺激后,胞吞形成多囊体。多囊体可与溶酶体融合使内容物被水解酶降解,也可与膜融合释放到胞外而形成外泌体(如图所示)。外泌体可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调节受体细胞的生物学活性。下列说法正确的是(  )
A.外泌体是由内、外两层膜包被的特殊囊泡结构
B.来源于肿瘤细胞的外泌体可作为肿瘤诊断标志物
C.溶酶体能合成多种水解酶,分解衰老、损伤的细胞器
D.外泌体调节受体细胞活性,与细胞间的信息交流无关
【答案】B
【知识点】细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、外泌体是由细胞膜包裹多囊体释放到胞外形成的,细胞膜是单层膜结构,所以外泌体是由单层膜包被的特殊囊泡结构,而不是由内、外两层膜包被,A选项错误。
B、肿瘤细胞代谢旺盛,其分泌的外泌体数量可能较多,且肿瘤细胞分泌的外泌体中含有的蛋白质、核酸等物质可能与正常细胞分泌的外泌体不同,因此来源于肿瘤细胞的外泌体可作为肿瘤诊断标志物,B选项正确。
C、溶酶体中含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,但溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的,然后经内质网和高尔基体加工后运输到溶酶体中,溶酶体自身不能合成水解酶,C错误。
D、外泌体可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调节受体细胞的生物学活性,这实际上是细胞间进行信息交流的一种方式,所以外泌体调节受体细胞活性与细胞间的信息交流有关,D错误。
故选B。
【分析】细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的,这体现细胞膜的流动性,是细胞膜的结构特性;而细胞膜具有不同种类和数量的载体蛋白,这才是细胞膜选择透过性的基础,是细胞膜的功能特性。
16.(2025高一上·清远期末)电子传递链是线粒体内膜上的一组复合体,电子传递过程与形成ATP的过程相偶联,部分过程如下图所示。氰化物可以抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2;DNP是一种解偶联剂,可降低线粒体膜间隙的H+浓度,使合成的ATP减少。下列叙述正确的是(  )
A.ATP合酶既可催化ATP合成又可逆浓度运输H+
B.氰化物、DNP皆是作用于有氧呼吸的第二阶段
C.氰化物使哺乳动物成熟红细胞分解葡萄糖速率低
D.氰化物中毒可导致ATP/ADP的比值下降
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;被动运输
【解析】【解答】A、从图中可以看出,ATP合酶能利用线粒体膜间隙的H+顺浓度梯度运输时释放的能量,催化ADP和Pi合成ATP,即ATP合酶可催化ATP合成,同时它又能作为载体蛋白逆浓度运输H+,实际上ATP合酶主要作用是催化ATP合成,是H+顺浓度梯度运输的通道,并非逆浓度运输H+,A错误
B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放少量能量的过程,该过程发生在线粒体基质中,而氰化物抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2,DNP降低线粒体膜间隙的H+浓度,使合成的ATP减少,二者作用的都是有氧呼吸的第三阶段,而不是第二阶段,B错误。
C、氰化物使电子传递链受阻,影响的是有氧呼吸第三阶段,而哺乳动物成熟红细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸,其分解葡萄糖的过程不受氰化物的影响,C错误。
D、氰化物抑制电子从复合体Ⅳ传递给O2,导致线粒体膜间隙H+浓度降低,H+顺浓度梯度运输减少,ATP合成减少,ADP积累,所以ATP/ADP的比值下降,D正确。
故选D。
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
17.(2025高一上·清远期末)甲是细胞的亚显微结构模式图,1~13为细胞器或细胞的某一结构,据图回答下列问题:
(1)甲细胞与蓝细菌相比根本区别是   。图中双层膜的结构有   (填序号)。
(2)图甲细胞的细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由纤维蛋白构成的   支持和束缚,以保证细胞内部的有序结构。
(3)若用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞,测得细胞内三种细胞器上放射性强度如图乙所示,则Ⅱ、Ⅲ所示细胞器的名称依次是   
(4)用台盼蓝染色鉴别死细胞和活细胞,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色。该方法利用的是细胞膜的   功能。
(5)图丙表示细胞间信息交流的一种方式,请举出一例这种信息交流的实例:   
【答案】(1)该细胞有以核膜为界限的细胞核,而蓝细菌没有;4、8和9
(2)细胞骨架
(3)内质网、高尔基体
(4)控制物质进出细胞
(5)精卵识别
【知识点】细胞膜的功能;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;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)甲细胞与蓝细菌的根本区别:甲细胞为真核细胞,蓝细菌为原核细胞,真核细胞与原核细胞的根本区别是真核细胞有以核膜为界限的细胞核,而原核细胞没有。
图甲中1是细胞壁,2是高尔基体,3是核仁,4是核膜,5是染色质,6是核孔,7是细胞核,8是线粒体,9是叶绿体,10是内质网,11是液泡,12是核糖体,双层膜的结构有4、8和9。
(2)细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,图甲细胞的细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由纤维蛋白构成的细胞骨架支持和束缚,以保证细胞内部的有序结构。
(3)氨基酸是蛋白质的基本组成单位,用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞,35S会出现在蛋白质中。分泌蛋白的合成与分泌过程为:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→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。内质网先出现放射性,然后高尔基体出现放射性,最后细胞膜出现放射性,结合图乙可知,Ⅱ所示细胞器是内质网,Ⅲ所示细胞器是高尔基体。
(4)用台盼蓝染色鉴别死细胞和活细胞,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,这是因为活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,能阻止台盼蓝进入细胞,而死细胞的细胞膜失去了这种功能,台盼蓝可以进入细胞,该方法利用的是细胞膜的控制物质进出细胞功能。
(5)图丙表示细胞间信息交流的一种方式,通过细胞膜接触进行信息交流,如精子和卵细胞之间的识别和结合,就是通过细胞膜上的糖蛋白进行直接接触实现信息交流的。
【分析】图甲分析,1是细胞壁,2是高尔基体,3是核仁,4是核膜,5是染色质,6是核孔,7是细胞核,8是线粒体,9是叶绿体,10是内质网,11是液泡,12是核糖体。图乙分析,Ⅰ是核糖体,Ⅱ是内质网,Ⅲ是高尔基体。图丙分析,发出信号的细胞和靶细胞通过直接接触进行信息交流。
(1)甲细胞为真核细胞,蓝细菌为原核细胞,甲细胞与蓝细菌相比根本区别是该细胞有以核膜为界限的细胞核,而蓝细菌没有。图甲中1是细胞壁,2是高尔基体,3是核仁,4是核膜,5是染色质,6是核孔,7是细胞核,8是线粒体,9是叶绿体,10是内质网,11是液泡,12是核糖体,双层膜的结构有4、8和9。
(2)图甲细胞的细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由纤维蛋白构成的细胞骨架支持和束缚,以保证细胞内部的有序结构。
(3)若用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞,氨基酸首先在核糖体上脱水缩合形成多肽,多肽先后进入内质网和高尔基体加工,最终形成有活性的蛋白质,因此图乙Ⅰ是核糖体,Ⅱ是内质网,Ⅲ是高尔基体。
(4)由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,因此死的动物细胞会被台盼蓝染成蓝色,而活的动物细胞不着色。
(5)图丙所示,发出信号的细胞和靶细胞通过直接接触进行信息交流,精卵识别(或细胞毒性T细胞识别靶细胞)就是通过该方式进行信息交流的。
18.(2025高一上·清远期末)1955年,科学家采用了一种新方法确定牛胰岛素氨基酸序列,这种方法的原理之一是2,4-二硝基氟苯(DNFB)与肽链的N-末端氨基酸的氨基产生黄色荧光反应。1965年,我国科学家第一次用人工方法合成出具有生物活性的蛋白质-结晶牛胰岛素。据此回答下列问题:
(1)胰岛素是由多个氨基酸通过   反应形成的蛋白质,氨基酸的结构通式为   。
(2)科学家将胰岛素与DNFB反应后再用盐酸完成水解,发现水解产物中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸发黄色荧光,实验结果说明   。若分别用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理胰岛素,产生的多肽种类不同,这说明不同蛋白酶的专一性不仅体现在只能催化蛋白质或多肽水解,还体现在能识别   形成的肽键。
(3)合成结晶牛胰岛素后,科学家发现,将A、B两条肽链分开,胰岛素失去活性,将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明   。
(4)胰岛素制剂要冰箱冷藏保存,且使用时不能口服,原因分别是   。
(5)在下图建构的数学模型上,画出细胞分泌胰岛素后另外两种细胞器膜面积的变化情况   。
【答案】(1)脱水缩合;
(2)胰岛素分子由两条肽链组成或两条肽链N一末端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸;不同氨基酸
(3)A、B链结合形成特定的空间结构才具有生物活性
(4)蛋白质在高温条件下容易变性失活,在低温时可以保持其活性,防止蛋白质变性;口服会被消化酶水解而失效
(5)
【知识点】氨基酸的分子结构特点和通式;蛋白质分子结构多样性的原因;蛋白质在生命活动中的主要功能;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】(1)胰岛素是由多个氨基酸通过脱水缩合反应形成的蛋白质。氨基酸的结构通式为
(2)2,4 - 二硝基氟苯(DNFB)与肽链的N 末端氨基酸的氨基产生黄色荧光反应,将胰岛素与 DNFB 反应后再用盐酸完成水解,发现水解产物中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸发黄色荧光,这说明胰岛素分子由两条肽链组成,且两条肽链N 末端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸。不同蛋白酶的专一性不仅体现在只能催化蛋白质或多肽水解,还体现在能识别不同氨基酸形成的肽键。因为不同的氨基酸形成的肽键,其R基不同,蛋白酶可以识别这些差异从而选择性地水解特定的肽键。
(3)将A、B两条肽链分开,胰岛素失去活性,将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明A、B链结合形成特定的空间结构才具有生物活性。因为蛋白质的结构决定功能,只有形成正确的空间结构,蛋白质才能发挥其相应的功能。
(4)胰岛素制剂要冰箱冷藏保存,是因为蛋白质在高温条件下容易变性失活,在低温时可以保持其活性,防止蛋白质变性;使用时不能口服,是因为口服会被消化酶水解而失效,因为消化酶可以将蛋白质水解为小分子物质,从而使胰岛素失去作用。
(5)胰岛素是分泌蛋白,在核糖体上合成后,先进入内质网进行初步加工,然后由内质网形成囊泡运输到高尔基体,囊泡与高尔基体膜融合,使高尔基体膜面积增加,内质网膜面积减少;接着高尔基体对蛋白质进一步加工后,再形成囊泡运输到细胞膜,囊泡与细胞膜融合,将胰岛素分泌到细胞外,此时高尔基体膜面积减少,细胞膜面积增加。所以细胞分泌胰岛素后内质网膜面积减少,高尔基体膜面积先增加后减少基本不变,细胞膜面积增加。其膜面积变化情况的数学模型如下(以初始膜面积为基准,纵坐标表示膜面积变化量):
在坐标图中,内质网的膜面积变化曲线是逐渐下降的;高尔基体的膜面积变化曲线是先上升后下降,最终回到接近原来的水平;细胞膜的膜面积变化曲线是逐渐上升的。
【分析】分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
(1)胰岛素是由多个氨基酸通过脱水缩合反应形成的蛋白质。氨基酸含有一个中央碳原子,分别直接连接一个氨基、一个羧基、一个氢和一个R基,氨基酸通式如下:

(2)由于2,4-二硝基氟苯(DNFB)与肽链的N-末端氨基酸的氨基产生黄色荧光反应,现发现水解产物中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸发黄色荧光,实验结果说明胰岛素分子由两条肽链组成或两条肽链N-末端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸。分别用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理胰岛素,产生的多肽种类不同,说明两种不同的蛋白酶作用的肽键位置不同,即体现在能识别不同氨基酸形成的肽键。
(3)将胰岛素A、B两条肽链分开,胰岛素失去活性,将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明A、B链结合形成特定的空间结构才具有生物活性。
(4)胰岛素制剂要冰箱冷藏保存,原因是蛋白质在高温条件下容易变性失活,在低温时可以保持其活性,防止蛋白质变性;胰岛素使用时不能口服,原因是胰岛素的化学本质是蛋白质,口服会被消化酶水解而失效。
(5)胰岛素是一种分泌蛋白,胰岛素合成、加工、运输过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜膜面积增大,因此细胞分泌胰岛素后另外两种细胞器膜面积的变化情况如下图所示:。
19.(2025高一上·清远期末)细胞中的少部分ATP会在酶的催化下形成环磷酸腺苷(cAMP),cAMP作为第二信使在调节细胞代谢方面发挥重要作用。下图甲是某细胞部分生理过程图解,图乙是该细胞膜局部亚显微结构示意图。据图回答下列问题:
(1)ATP合成酶主要存在于各种细胞的膜结构上。具体而言,ATP合成酶在动物细胞中主要存在于   上,在原核细胞中主要存在于   膜上。
(2)图甲中cAMP的增多会改变细胞中某些酶的活性。这些酶活性改变后,通过促进   的合成,进而促进细胞通过   的方式吸收水。
(3)小余同学据图乙判断该细胞最可能为动物细胞,其判断依据是   ,图中的蛋白质A具有   功能;脂质体是一种没有膜蛋白只由磷脂双分子层所形成的囊泡,它可以作为药物的运载体。根据磷酸分子的特性,下图中药物   是脂溶性药物,   是能在水中结晶的药物。
【答案】(1)线粒体内膜;细胞
(2)水通道蛋白;协助扩散
(3)细胞膜的组成成分中有胆固醇;催化和运输;C;A、B
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能;有氧呼吸的过程和意义;被动运输
【解析】【解答】(1)动物细胞:线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸的第三阶段能产生大量ATP,ATP合成酶主要存在于线粒体内膜上,参与ATP的合成。所以ATP合成酶在动物细胞中主要存在于线粒体内膜上。
原核细胞:原核细胞没有线粒体等具膜细胞器,其细胞膜是进行呼吸等生理活动的重要场所,能进行ATP的合成,因此ATP合成酶主要存在于细胞膜上。
(2)由图甲可知,cAMP增多会改变细胞中某些酶的活性,这些酶活性改变后,会促进水通道蛋白的合成。水通道蛋白的存在可以使细胞吸收水分的方式更高效。细胞吸收水的方式有自由扩散和协助扩散,当存在水通道蛋白时,细胞可以通过协助扩散的方式吸收水,这种方式比自由扩散的速度更快。所以细胞通过协助扩散的方式吸收水。
(3)胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,植物细胞膜中一般不含胆固醇。图乙中细胞膜的组成成分中有胆固醇,所以该细胞最可能为动物细胞,即判断依据是细胞膜的组成成分中有胆固醇。
蛋白质A的功能:图乙中蛋白质A可以催化ATP水解形成ADP和Pi,同时还能运输Na+,所以蛋白质A具有催化和运输功能。
根据相似相溶原理,脂溶性药物易溶于脂质,而脂质体是由磷脂双分子层构成的,所以脂溶性药物C可以进入脂质体内部;能在水中结晶的药物是水溶性药物,水溶性药物可以存在于脂质体外部的水溶液中,也可以包裹在由磷脂头部的亲水部分形成的内部水环境中,所以药物A、B是能在水中结晶的药物。
【分析】题图分析,图甲中ATP会在酶的催化下形成cAMP,cAMP通过相关的酶影响水通道蛋白基因的表达,产生更多的水通道蛋白。图乙的细胞膜局部亚显微结构示意图中可知,K+和Na+共用一个载体蛋白,但两者反向运输,Na+出细胞时需消耗ATP,即主动运输,K+进细胞时不需消耗ATP,即协助扩散。
(1)ATP合成酶的作用是合成ATP,主要存在于各种细胞的膜结构上。在动物细胞中,ATP的来源是细胞呼吸,有氧呼吸是ATP的主要来源,而有氧呼吸第三阶段产生最多的ATP,因此ATP合成酶在动物细胞中主要存在于有氧呼吸第三阶段场所线粒体内膜上,原核细胞中唯一的膜结构是细胞膜,因此ATP合酶在原核细胞中主要存在于细胞膜上。
(2)从图甲可知,cAMP的增多通过某些酶,影响细胞核内相关的代谢活动,通过促进水通道蛋白的合成,促进了水分子的协助扩散运输进入细胞,该过程不消耗能量。
(3)图乙细胞膜局部亚显微结构示意图中存在胆固醇,动物细胞膜的组成成分中有胆固醇,因此判断该细胞最可能是动物细胞。图中的蛋白质A运输K+和Na+,且将ATP变成ADP和Pi,所以具有运输和催化作用。脂质体是一种没有膜蛋白只由磷脂双分子层所形成的囊泡,它可以作为药物的运载体,磷脂分子具有亲水性头部和疏水性尾部,在水中形成双层脂分子的球形脂质体时,亲水性头部排列外侧,疏水性尾部排列内侧。据此可判断,药物C是脂溶性药物,药物A、B是能在水中结晶的药物。
20.(2025高一上·清远期末)小麦是重要的粮食作物,小麦植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图甲所示),旗叶对籽粒产量有重要贡献。分析并回答下列问题:
注:RuBP羧化加氧酶和SBP酶是旗叶光合作用过程中的关键酶
(1)可选择   (填试剂)提取旗叶中光合色素,然后用   (填方法)分离色素。
(2)在旗叶的叶肉细胞中存在着如图乙所示的代谢过程,字母E代表   。研究发现,RuBP羧化酶还可催化C5与O2反应产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3,即光呼吸过程。该过程   (填“提高”“降低”或“不影响”)光合作用效率,同时使细胞内O2/CO2的值降低,有利于生物适应   (填“高氧低碳”或“低氧高碳”)的环境。
(3)为指导田间管理和育种,科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如表所示。表中数值代表相关性,数值越大,表明该指标对籽粒产量的影响越大。(注:气孔导度表示气孔张开的程度)
时期 抽穗期 开花期 灌浆前期 灌浆中期 灌浆后期 灌浆末期
气孔导度 0.30 0.37 0.70 0.63 0.35 0.11
胞间CO2浓度 0.33 0.33 0.60 0.57 0.30 0.22
叶绿素含量 0.22 0.27 0.33 0.34 0.48 0.45
①以上研究结果表明,旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大的时期是在   期。若在此时期干旱导致气孔开放程度下降,籽粒产量会明显降低,有效的增产干预措施是   。
②根据以上研究结果,针对灌浆后期和末期,应优先选择进行培育旗叶   (填“叶绿素含量高”“气孔导度大”或“胞间CO2浓度高”)的小麦品种。
③在植物体内,制造或输出有机物的组织、器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织、器官被称为“库”。欲研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,请写出简单的研究思路:   。
【答案】(1)无水乙醇;纸层析法
(2)C3;降低;高氧低碳
(3)灌浆前;合理灌溉;叶绿素含量高;阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)光合色素易溶于有机溶剂,可选择无水乙醇提取旗叶中光合色素;不同色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速度也不同,因此可用纸层析法分离色素。
(2)字母E代表的物质:在光合作用暗反应中,CO2与RuBP(C5)结合生成C3,所以字母E代表C3。
光呼吸对光合作用效率的影响:C5与O2反应产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3,即光呼吸过程消耗了C5,减少了用于CO2固定的C5的量,从而降低了光合作用效率。
对环境的适应:光呼吸使细胞内O2 /CO2的值降低,有利于生物适应高氧低碳的环境。因为在高氧低碳的环境中,光呼吸可以消耗多余的O2,减少光氧化损伤等。
(3)①旗叶气孔导度对籽粒产量影响最大的时期及增产干预措施:分析表格数据可知,灌浆前期气孔导度与籽粒产量的相关性数值最大,所以旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大的时期是灌浆前期。
若在此时期干旱导致气孔开放程度下降,会影响CO2的吸收,进而影响光合作用,有效的增产干预措施是合理灌溉,以保证气孔的开放程度,促进CO2
的吸收。
②针对灌浆后期和末期培育旗叶的小麦品种的选择:灌浆后期和末期,叶绿素含量与籽粒产量的相关性数值较大,所以应优先选择进行培育旗叶叶绿素含量高的小麦品种,以提高光合作用强度,增加籽粒产量。
③研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系的研究思路:欲研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,可阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化。如果籽粒产量明显降低,说明旗叶作为“源”对籽粒这个“库”有重要的物质供应作用。
【分析】光合作用的影响因素有色素含量、光照强度、二氧化碳浓度等;根据反应过程可以分为光反应阶段和暗反应阶段。分析图乙:Ⅰ表示光反应过程,Ⅱ表示暗反应过程。字母A代表ATP,字母B代表ADP和Pi,字母C代表NADP+,字母D代表NADPH,字母E代表C3,字母F代表C5。
(1)光合色素为脂溶性物质,可以选择用无水乙醇进行溶解和提取,然后用纸层析法分离色素,分离原理是不同种类色素在层析液中的溶解度不同。
(2)E是二氧化碳和C5反应形成的,E是C3。RuBP羧化酶既能催化C5和二氧化碳反应,也能催化C5和O2反应,两者竞争RuBP羧化酶,分析可知,光呼吸会降低光合作用的效率。RuBP羧化酶还可催化C5与O2反应产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3,通过光呼吸增加二氧化碳浓度,降低氧气浓度,有利于生物适应高氧低碳的环境。
(3)①二氧化碳是暗反应的原料,气孔导度表示气孔张开的程度,气孔导度越大,植物吸收的CO2越多,对暗反应越有利。由表格数据可知,灌浆前期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。由于干旱导致气孔开放程度下降,因此为避免产量下降,应保证水分供应,降低蒸腾作用,有效的增产干预措施为合理灌溉。
②叶绿素能吸收、传递、转化光能,由表格可知,灌浆后期和末期,叶绿素含量指数最高,对光合速率的影响较大,所以应优先选择培育旗叶叶绿素含量高的品种。
③为了研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,可以通过阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化。
21.(2025高一上·清远期末)古代有很多关于荔枝的诗词,白居易云:“若离本枝,一日而色变,二日而香变,三日而味变”。果实褐变严重影响荔枝外观、风味,甚至导致果肉变质、营养损失。研究发现,荔枝果皮中存在多酚氧化酶(POD),POD引起褐变原理如下。回答下列问题:
(1)花色素苷是一类可溶性色素,存在于果皮细胞   内的细胞液中。自然状态(未离本枝前)下,成熟的荔枝没有发生褐变可能与细胞中   系统的分隔作用有关,使多酚氧化酶不能与多酚类物质相遇,避免发生褐变反应。
(2)在完全无氧条件下,多酚氧化酶将无法催化上述褐变反应。如果在此条件下,荔枝果皮不会发生褐变,那么   (填“能”或“不能”)在此条件下储藏荔枝,原因是   。
(3)在研究温度对多酚氧化酶活性的影响时,应先分别对多酚氧化酶和多酚类物质保温,达到各自预设温度后再混合,理由是   。
(4)科研人员采摘妃子笑、无核和紫娘喜三个品种的荔枝鲜果,定期测定果皮中POD活性,结果如图:
由曲线可知,采摘后最不易褐变的荔枝品种是   ,理由是   。
【答案】(1)液泡;生物膜
(2)不能;在完全无氧条件下,荔枝进行无氧呼吸产生酒精毒害细胞,更不利于保存
(3)确保混合后的酶促反应在预设温度下进行
(4)紫娘喜;采摘开始时POD活性低,且峰值出现最晚
【知识点】细胞的生物膜系统;探究影响酶活性的因素;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】(1)花色素苷是一类可溶性色素,通常存在于果皮细胞液泡内的细胞液中。自然状态(未离本枝前)下,成熟的荔枝没有发生褐变,可能是因为细胞中生物膜系统(包括细胞膜、细胞器膜和核膜等)将多酚氧化酶与多酚类物质分隔开,使它们无法相遇,从而避免发生褐变反应。
(2)在完全无氧条件下,多酚氧化酶虽无法催化上述褐变反应,但荔枝会进行无氧呼吸。荔枝无氧呼吸的产物是酒精,酒精会对细胞产生毒害作用,导致果肉变质,所以不能在此条件下储藏荔枝。
(3)在研究温度对多酚氧化酶活性的影响时,若先混合再保温,在达到预设温度之前,酶和底物可能已经发生了反应,从而影响实验结果。而先分别对多酚氧化酶和多酚类物质保温,达到各自预设温度后再混合,可以确保混合后的酶促反应在预设温度下进行,使实验结果更准确。
(4)从曲线可以看出,采摘后最不易褐变的荔枝品种是紫娘喜。原因是紫娘喜采摘开始时POD(多酚氧化酶)活性最低,且峰值出现最晚,这意味着其催化多酚类物质转化为褐色物质的速率相对较慢,所以最不易发生褐变。
【分析】由第一个图分析可知,荔枝产生褐变与愈创木酚、花色素苷有关;愈创木酚在POD的催化作用下会形成褐色的多聚色素,花色素苷在pH升高的情况下会形成查尔酮;由第二个图分析可知,紫娘喜的POD活性峰值出现的时间最晚,其次是妃子笑,峰值出现最早的是无核,由此推断无核是三个品种中最易褐变的荔枝品种,紫娘喜是最不易褐变的荔枝品种。
(1)花色素苷是一类可溶性色素,存在于果皮细胞中液泡内的细胞液中。自然状态下果蔬并没有发生褐变,是因为细胞内具有生物膜系统,使多酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中而不能相遇。
(2)在完全无氧条件下,果实的有氧呼吸停止,但无氧呼吸明显加强,造成酒精的大量积累,从而对细胞造成毒害,引起果实腐烂,不利于储藏。
(3)酶具有高效性,先混合后保温可能会出现未达到预设温度酶就和底物发生了反应,从而影响实验结果,所以应先分别对多酚氧化酶和多酚类物质进行保温,各自达到预设温度后再混合。
(4)由图中数据可知,采摘后最不易褐变的荔枝品种是紫娘喜,因为紫娘喜的POD活性峰值出现的时间最晚。
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