【精品解析】广东省深圳市福田区西交利物浦大学基础教育集团外国语高级中学2024-2025学年高一上学期期末考试生物试题

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广东省深圳市福田区西交利物浦大学基础教育集团外国语高级中学2024-2025学年高一上学期期末考试生物试题
一、选择题:共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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·福田期末)“奶豆添营养,少油更健康”是2024年我国“全民营养周”的主题。下列关于人体营养物质的叙述,正确的是(  )
A.淀粉和纤维素都是大豆中存在的多糖,都能被人体消化吸收
B.少吃胆固醇含量高的食物,人体就不会出现胆固醇含量偏高的情况
C.可用碘液检测婴儿奶粉中是否含有淀粉
D.在锻炼过程中、糖类和脂肪可以互相大量转化,分解提供能量
2.(2025高一上·福田期末)组成人体细胞的糖类、脂质和蛋白质之间具有一定的联系,下列说法错误的是(  )
A.三类物质均可以为细胞提供能量
B.三类物质均含有C、H、O三种元素
C.某些蛋白质参与糖类和脂质的氧化分解
D.糖的代谢中间产物可以转化成各种氨基酸
3.(2025高一上·福田期末)下图①②③④表示由不同化学元素组成的化合物,以下说法正确的是(  )
A.若①为某生物大分子,则①的结构和功能不具有多样性
B.若②是细胞中的储能物质,则②一定是脂肪
C.若③是病毒的遗传物质,则③一定是RNA
D.若④是植物细胞壁的主要成分,则④可能是纤维素
4.(2025高一上·福田期末)科学家向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程。下列有关叙述正确的是(  )
A.放射性物质首先出现在内质网上
B.在该过程中内质网膜面积基本不变
C.在该过程中高尔基体起着交通枢纽作用
D.在该过程中分泌蛋白穿过了2层生物膜
5.(2025高一上·福田期末)染色体是遗传物质的主要载体,主要由蛋白质和DNA组成。下列叙述正确的是(  )
A.在不同生物体内染色体的数量、大小和形态存在差异
B.染色体主要存在细胞核内,染色质主要存在细胞质中
C.DNA的主要载体是染色体,RNA的主要载体是染色质
D.染色质与染色体是细胞不同时期的两种不同物质
6.(2025高一上·福田期末)某兴趣小组以蒸馏水、一定浓度的蔗糖溶液、紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料,进行质壁分离与复原的实验,右图为实验过程中观察到的细胞结构示意图。下列叙述错误的是(  )
A.图中2为细胞膜,7的颜色为紫色
B.图中6处充满了蔗糖溶液
C.图示细胞正在发生质壁分离
D.细胞壁的伸缩性比原生质层的小
7.(2025高一上·福田期末)某同学在探究不同跨膜运输方式影响因素的过程中绘制了如图所示的三个曲线。下列相关叙述错误的是(  )
A.图1可表示O2进入人体细胞的方式
B.图2可表示葡萄糖进入红细胞的运输速率
C.图3可表示甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式
D.图3中B点时可由细胞的有氧呼吸提供能量
8.(2025高一上·福田期末)下列有关酶的叙述,错误的是(  )
A.所有酶都含有C、H、O、N四种元素,是由单体组成的生物大分子
B.有些酶和双缩脲试剂作用呈现紫色反应
C.酶由活细胞产生,只能在细胞内发挥作用
D.催化反应前后酶的性质和数量不变
9.(2025高一上·福田期末)如图为核苷酸的模式图,下列说法正确的是(  )
A.该核苷酸分子与ATP分子的元素组成不同
B.如果要构成ATP,只要在a位置上加上2个磷酸基团即可
C.流感病毒中c有5种,d有8种
D.大肠杆菌细胞中b有2种,c有5种,d有8种
10.(2025高一上·福田期末)下列关于生物学知识的叙述,正确的是(  )
A.水分子之间形成的氢键使其成为细胞内良好的溶剂
B.修剪茶树叶通风透光,可以提高光合作用强度
C.干燥种子不能萌发的原因是缺水导致酶失活
D.包扎伤口时,选用松软的创可贴,是为了让伤口处细胞进行有氧呼吸
11.(2025高一上·福田期末)某学生利用菠菜叶片进行色素的提取和分离实验,并在滤纸条上得到如图所示的4条色素带。下列与该实验原理及结果相关的分析正确的是(  )
A.研磨时加入CaCO3是为了研磨充分
B.可用层析液提取叶片中的色素
C.胡萝卜素在层析液中的溶解度最大
D.画滤液细线后需紧接着重复画线
12.(2025高一上·福田期末)图甲是酵母菌细胞呼吸过程示意图,图乙表示某些环境因素对酵母菌有氧呼吸速率的影响。下列相关叙述正确的是(  )
A.在图甲中条件X和条件Y下产生物质a的场所分别是细胞质基质和线粒体基质
B.只检测图甲中的物质a是否生成,则可以判断酵母菌进行的细胞呼吸方式
C.由图乙可知,30℃是酵母菌有氧呼吸的最适温度
D.据图乙可知,在不同温度条件下,最适合有氧呼吸的O2浓度也相同
13.(2025高一上·福田期末)某蛋白质(不含环肽)中相关化学基团或氨基酸的数目如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.该蛋白质中含有1条肽链
B.该蛋白质中含有51个氮原子
C.该蛋白质的R基含有6个游离的氨基
D.该蛋白质彻底水解时,至少需要消耗51个水分子
14.(2025高一上·福田期末)在某水生生态系统中的某一水深处取样,将水样分成三等份,一份直接测定O2含量(m1)记为初始值;另两份分别装入不透光的玻璃瓶(甲)和透光的玻璃瓶(乙)中,密闭后放回取样处,若干小时后测定甲瓶中的O2含量(m2)和乙瓶中的O2含量(m3)。假设水样中只有生产者且生产者呼吸作用强度相同,下列叙述正确的是(  )
A.在有初始值的情况下,甲瓶中氧气的减少量表示生产者无氧呼吸消耗O2的量
B.在有初始值的情况下,乙瓶中氧气的增加量表示生产者总光合作用产生O2的量
C.在没有初始值的情况下,m3与m2的和表示生产者净光合作用释放O2的量
D.在没有初始值的情况下,m3与m2的差表示生产者总光合作用产生O2的量
15.(2025高一上·福田期末)研究小组将生长状况相同的花生叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再在相同的光照强度下光照1h,测其有机物变化,所得数据如图1所示。图2为叶肉细胞在不同条件下所进行的生理活动。若不考虑叶片中表皮细胞对实验结果的影响,下列叙述正确的是(  )
A.在实验的4个温度中,叶片光合作用和呼吸作用的最适温度相同
B.29℃和30℃时叶片的光合作用速率与细胞呼吸速率相同
C.在28℃且每天光照6小时的环境中,花生叶片仍能够积累有机物
D.27℃时花生叶肉细胞中进行图2中Ⅱ所示的生理过程
16.(2025高一上·福田期末)甲是渗透作用装置示意图(蔗糖不能过半透膜),乙、丙两曲线图中的横坐标代表时间。下列叙述正确的是(  )
A.玻璃管内的液面与烧杯的液面高度差的变化可用曲线乙表示
B.水分子由半透膜外(烧杯)进入半透膜内的速率变化可用曲线丙表示
C.达到渗透平衡时,半透膜两侧溶液浓度相等
D.达到渗透平衡时,玻璃管内的液面高于烧杯内的液面且保持不变
二、非选择题:共5小题,共60分。
17.(2025高一上·福田期末)下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡,可以介导蛋白质在A与B之间的运输。请据图回答以下问题:
(1)图中细胞的“消化车间”是   (填细胞器名称) ,其来源于    (填细胞器名称);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。
(2)图中COPⅡ负责从A   (填细胞结构名称)向B运输“货物”。
(3)为了研究分泌蛋白合成及分泌途径,向细胞中注射3H标记的亮氨酸。通过观察放射性依次出现的细胞结构是   (用文字和箭头描述),此研究方法称为   。
18.(2025高一上·福田期末)图1是某同学利用紫色洋葱外表皮细胞观察植物细胞质壁分离与复原实验的显微照片,图2表示物质出入细胞膜的示意图,其中ABD代表物质或结构,abcde代表物质运输的方式,请据图分析回答有关问题:
(1)图1细胞处于细胞壁与   分离状态;在细胞发生质壁分离复原的过程中,细胞的吸水能力   (“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)图2该物理模型能体现细胞膜在功能上具有   。
(3)图2中的a~e的运输方式中,能表示葡萄糖进入红细胞的过程的是   (填图中字母)。
(4)下图中A、B、C、D、E为细胞结构,H标记的亮氨酸(简写为H-leu)参与图中过程合成了物质H-X。
若合成的物质H-X是分泌蛋白,需要图中   (填字母)高尔基体的参与,在此过程中B与C之间,C与D之间都通过   结构进行物质运输。
19.(2025高一上·福田期末)酶的抑制剂包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。不同的抑制剂抑制酶活性的原理如图1所示,其中竞争性抑制剂与底物争夺酶分子上的结合位点,而非竞争性抑制剂与酶的活性位点以外的部位结合,使酶分子的结构发生变化。现有两种类型的抑制剂,它们是抑制剂Ⅰ、抑制剂Ⅱ,为探究它们分别属于哪一种类型,某同学设计了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别 试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6
底物浓度 酶促反应速率 抑制剂 0 S 2S 3S 4S 5S
①无抑制剂
②抑制剂Ⅰ
③抑制剂Ⅱ
注:S代表某浓度值。
(1)该实验的自变量是   ,实验中无关变量保持相同且适宜,该实验的无关变量有   (至少写出3个)。
(2)表中酶促反应速率具体可用   来表示。
(3)实验过程:将某消化酶溶液等分为甲、乙、丙三组→将每组等分为6份→在乙、丙组中分别加入适量的溶于蒸馏水的抑制剂I、Ⅱ,在甲组中加入   ,一定条件下将三组消化酶溶液与等量的不同浓度的底物混合→定时取样检测,并记录实验结果,如图2所示。
(4)据图2分析可知,抑制剂Ⅰ属于   (填“竞争性”或“非竞争性”)抑制剂。
(5)在图2中绘出抑制剂Ⅱ对酶促反应速率影响的曲线   。
20.(2025高一上·福田期末)种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。研究人员对小麦播种后到长出真叶(第10天,开始进行光合作用)期间的部分数据统计如下表。回答下列问题:
时间/d 0 2 4 6 8
种子干重/g 10.0 11.2 9.8 8.4 1.1
O2吸收量/mmol 3.2 18.6 54.0 96.5 126.0
CO2释放量/mmol 4.1 172.7 154.0 112.8 126.0
(1)小麦种子萌发时需要吸收大量的水,水分子进入细胞后的作用有   (答出2点即可)。小麦种子萌发长出根系后可以从土壤中吸收无机盐,该过程   (填“需要”或“不需要”)细胞呼吸提供能量。
(2)下图表示萌发的小麦种子内发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示生理过程。物质C是   ,物质E可用   溶液检测。
(3)小麦种子萌发过程中糖类含量的变化如下图所示。分析小麦种子播种后第2天,种子干重略有增加的原因是   。
21.(2025高一上·福田期末)小麦和玉米是我国北方地区普遍种植的农作物。一般情况下,在相对较弱光照条件下,小麦叶片的光合作用强度比玉米高;随着光照强度的提高,小麦叶片的光合作用强度不再增加时,玉米叶片的光合作用强度仍会继续提高。某小组测定了小麦和玉米叶片在一定的CO2浓度和适宜温度条件下,光合作用强度随光照强度的变化,如图所示。
(1)当光照强度为Y时,小麦光合作用制造的有机物是玉米的   倍;当光照强度为Z时,限制玉米光合作用强度的环境因素主要是   。
(2)假定一昼夜中白天光照时间为12h,当光照强度为Y时,   (填作物名称)一定不能正常生长,原因是   ,导致叶片无法为非光合作用部位供给有机物。
A.叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于白天光合作用制造的有机物
B.叶片白天光合作用制造的有机物小于白天呼吸作用消耗的有机物
C.叶片白天光合作用积累的有机物与晚上呼吸作用消耗的有机物持平
D.叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于晚上暗反应产生的有机物
(3)若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃,若将温度提高到30℃(其他条件不变),则图中M点的位置理论上会向   (选填“左”或“左下”或“右”或“右上”)移动。P点的位置理论上会向   (选填“左”或“左下”或“右”或“右上”)移动。
(4)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。一般情况下,小麦的光呼吸强度大于玉米。光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的   中,光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而   (填“升高”或“降低”),故生产实践中常用   的方法来降低光呼吸,以减少产量损失。
答案解析部分
1.【答案】C
【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、淀粉是大豆中存在的多糖,能被人体消化酶分解为葡萄糖并吸收。纤维素属于膳食纤维(多糖),但人体缺乏分解纤维素的酶,无法消化吸收,主要作用是促进肠道蠕动,A不符合题意;
B、外源性:从食物(如动物内脏、蛋黄)中摄入。内源性:人体自身(主要在肝脏)合成(占胆固醇总量的70%~80%)。即使少吃高胆固醇食物,若自身合成代谢异常(如遗传因素、代谢疾病等),仍可能出现胆固醇偏高,B不符合题意;
C、碘液遇淀粉变蓝色,可用于检测淀粉的存在。若婴儿奶粉中含淀粉,滴加碘液后会呈现蓝色反应,因此可用该方法初步检测,C符合题意;
D、糖类代谢过剩时,可大量转化为脂肪储存(如长期高糖饮食易发胖)。脂肪仅能少量转化为糖类(因代谢路径限制),且需先分解为甘油和脂肪酸,过程复杂。短时间锻炼以糖类(血糖、肝糖原、肌糖原)供能为主。长时间锻炼(如超过30分钟),脂肪逐渐成为主要供能物质,但无法大量转化为糖类“反哺”供能。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)糖类是细胞的主要能源物质,也是细胞结构的重要组成成分。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等。
(2)脂质通常包括脂肪、磷脂、固醇等,它们有些是细胞结构的重要组成成分,有些参与重要的生命活动过程,其中脂肪是细胞内良好的储能物质。
(3)淀粉与碘液作用,碘分子被包在淀粉分子的螺旋结构中,会改变淀粉的吸光性质从而使淀粉显示出蓝紫色。
2.【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;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、糖类是细胞的主要能源物质。脂肪是储能物质,脂肪酸可通过β-氧化供能。在糖类和脂质供能不足时,氨基酸可脱氨基后参与氧化分解供能。可见三类物质均能为细胞提供能量,A不符合题意;
B、糖类的组成元素为C、H、O。脂肪和固醇的组成元素为C、H、O,磷脂含C、H、O、N、P,但所有脂质均含C、H、O。蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N,部分含S等,但均含C、H、O。可见三类物质均含C、H、O三种元素,B不符合题意;
C、糖类和脂质的氧化分解需要酶的参与,而绝大多数酶是蛋白质。糖酵解过程需要己糖激酶(蛋白质)催化葡萄糖磷酸化;脂肪酸β-氧化需要脂酰辅酶A脱氢酶(蛋白质)参与。可见某些蛋白质(酶)参与糖类和脂质的氧化分解。C不符合题意;
D、人体无法合成必需氨基酸(8种),必须从食物中获取,糖代谢中间产物不能转化为必需氨基酸,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)糖类是细胞的主要能源物质,也是细胞结构的重要组成成分。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等。
(2)脂质通常包括脂肪、磷脂、固醇等,它们有些是细胞结构的重要组成成分,有些参与重要的生命活动过程,其中脂肪是细胞内良好的储能物质。
(3)蛋白质是生命活动的主要承担者,其基本组成单位是氨基酸。20种左右的氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化,肽链通过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别,这样就形成了结构和功能极其多样的蛋白质。
3.【答案】D
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;核酸的种类及主要存在的部位;糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、①的可能身份:由N组成的大分子可能是蛋白质(由氨基酸通过肽键连接,含N)。蛋白质的结构和功能具有高度多样性(如酶、结构蛋白、运输蛋白等)。若①为蛋白质,其结构和功能具有多样性,A错误。
B、②的可能身份:由C、H、O组成的储能物质可能是脂肪、糖原(动物)或淀粉(植物)。脂肪是主要的储能物质,但并非唯一(如植物中淀粉也是储能物质)。②不一定是脂肪,B错误。
C、③的可能身份:由N、P组成的病毒遗传物质可能是DNA或RNA。例如:DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA。RNA病毒(如流感病毒)的遗传物质是RNA。③不一定是RNA,也可能是DNA,C错误。
D、④的可能身份:由C、H、O组成,且为植物细胞壁主要成分的物质是纤维素(或果胶,但果胶含其他元素如Ca,本题中④由C、H、O组成,更可能是纤维素)。纤维素由葡萄糖组成,化学元素为C、H、O。D正确。
故选D。
【分析】蛋白质由C、H、O、N元素构成;糖类、脂肪由C、H、O元素构成;核酸由C、H、O、N、P元素构成。
4.【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、核糖体是蛋白质合成的起始场所,内质网负责后续加工。因此放射性标记的亮氨酸首先在核糖体(附着于内质网)中参与多肽链合成,而非直接出现在内质网,A不符合题意;
B、核糖体合成的多肽链进入内质网加工,内质网通过“出芽”形成囊泡包裹蛋白质,导致内质网膜面积减小,囊泡膜来自内质网,B不符合题意;
C、高尔基体接收来自内质网的囊泡,对蛋白质进一步加工后,通过“出芽”形成囊泡向细胞膜运输,高尔基体在此过程中作为“交通枢纽”,负责蛋白质的分拣和运输,C符合题意;
D、分泌蛋白通过囊泡运输(胞吐作用)排出细胞,整个过程不穿过生物膜(依赖膜的流动性融合),跨膜层数为0层,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
5.【答案】A
【知识点】细胞核的结构;染色体的形态结构
【解析】【解答】A、不同生物的染色体数量、大小和形态存在显著差异。例如:人类体细胞有46条染色体(23对),果蝇体细胞有8条染色体(4对),A符合题意;
B、染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种形态,均主要存在于细胞核内。染色质是间期细胞核内松散的DNA-蛋白质复合体,染色体是分裂期高度螺旋化的染色质,B不符合题意;
C、细胞核内的DNA主要与蛋白质结合成染色体(或染色质),因此染色体是DNA的主要载体,RNA主要在细胞核中合成后进入细胞质(如mRNA、tRNA),C不符合题意;
D、染色质与染色体是同一物质(DNA+蛋白质)在细胞不同时期的不同形态。间期以染色质形式存在(松散丝状),分裂期以染色体形式存在(高度螺旋化)。并非两种不同物质,而是同一物质的动态变化,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞核主要由核膜、核仁、染色质、核基质等部分组成。核膜是细胞核的边界,由双层膜构成,外层常与粗面内质网相连。双层核膜并不是连续的,内、外层核膜常在某些部位相互融合形成环形开口,称为核孔。核孔周围镶嵌有许多蛋白质,构成一种复杂的结构,控制着物质的进出。核孔是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道。
6.【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图中2为细胞膜,7是液泡中的细胞液,由于实验材料为紫色洋葱鳞片叶外表皮,其细胞液中含有花青素等色素,所以7细胞液的颜色为紫色,A正确。
B、在质壁分离过程中,细胞失水,原生质层与细胞壁分离,此时细胞壁和细胞膜之间(图中6处)充满了外界溶液,即蔗糖溶液,B正确。
C、 图示细胞可能正在发生质壁分离,可能达到渗透平衡,可能处于复原过程中,C错误;
D、细胞壁是全透性的,且具有支持和保护作用,其伸缩性比原生质层小,这是质壁分离发生的基础。D正确
故选C。
【分析】据图分析:1表示细胞壁,2表示细胞膜,3表示细胞核,4表示液泡膜,5表示细胞质,6表示细胞壁和细胞膜之间的外界溶液,7表示细胞液。

7.【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、O2进入人体细胞的方式是自由扩散,图1表示自由扩散,所以图1可表示O2进入人体细胞的方式,A不符合题意;
B、葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,图2可表示协助扩散,所以图2可表示葡萄糖进入红细胞的运输速率,B不符合题意;
C、甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式是主动运输,图3表示主动运输,所以图3可表示甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式,C不符合题意;
D、图3中B点时O2浓度为0,此时细胞只能进行无氧呼吸,能量由无氧呼吸提供,而不是有氧呼吸,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)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。
(2)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。
8.【答案】C
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、酶的化学本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA。蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N,其单体是氨基酸;RNA的基本组成元素是C、H、O、N、P,其单体是核糖核苷酸。所以所有酶都含有C、H、O、N四种元素,是由单体组成的生物大分子,A不符合题意;
B、由于绝大多数酶是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,所以有些酶(本质为蛋白质的酶)和双缩脲试剂作用呈现紫色反应,B不符合题意;
C、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶既可以在细胞内发挥作用(如细胞内的呼吸酶),也可以在细胞外发挥作用(如唾液淀粉酶可在口腔中发挥作用),甚至在生物体外也能发挥作用(如在试管中进行的相关酶促反应),C符合题意;
D、酶是生物催化剂,在催化反应前后酶的性质和数量不变,只起催化作用,降低化学反应的活化能,D不符合题意。
故答案为:C。
【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。
9.【答案】D
【知识点】ATP的化学组成和特点;病毒;不同生命体中核酸、核苷酸和碱基的比较
【解析】【解答】A、该核苷酸分子的元素组成是C、H、O、N、P,ATP(三磷酸腺苷)的元素组成也是C、H、O、N、P,二者元素组成相同,A不符合题意;
B、ATP是三磷酸腺苷,由一个腺嘌呤(含氮碱基)、一个核糖(五碳糖)和三个磷酸组成。若要构成ATP,不仅要在a位置加上2个磷酸基团,而且b必须是核糖,c必须是腺嘌呤,B不符合题意;
C、流感病毒只含有一种核酸(RNA),RNA中的含氮碱基c有4种(A、U、G、C),核苷酸d有4种(四种核糖核苷酸),C不符合题意;
D、大肠杆菌细胞中含有DNA和RNA两种核酸,五碳糖b有2种(核糖和脱氧核糖),含氮碱基c有5种(A、T、G、C、U),核苷酸d有8种(四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸),D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成),P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。
(2)一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。图中a为磷酸,b为五碳糖(核糖或脱氧核糖),c为含氮碱基,d为核苷酸。
10.【答案】B
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;细胞呼吸原理的应用;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、水分子之间形成的氢键使水具有较高的比热容等特性,而水成为细胞内良好溶剂是因为水是极性分子,能溶解许多极性物质(如离子和极性小分子),并非因为氢键,A不符合题意;
B、修剪茶树叶通风透光,通风可增加CO2供应,透光能增加光照强度,CO2浓度和光照强度均是影响光合作用的重要因素,所以能提高光合作用强度,B符合题意;
C、干燥种子不能萌发是因为缺水导致细胞代谢缓慢,酶活性降低,但酶并未失活,当种子吸收足够水分后,代谢会恢复,种子可能萌发,C不符合题意;
D、包扎伤口时选用松软的创可贴,是为了防止伤口处厌氧菌(如破伤风杆菌)的繁殖,而不是为了让伤口处细胞进行有氧呼吸。因为厌氧菌在无氧条件下才能生存和繁殖,松软创可贴可增加氧气含量,抑制厌氧菌生长,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解;细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。
(2)光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。
(3)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
11.【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、研磨时加入CaCO3的作用是防止色素(主要是叶绿素)被破坏,而加入二氧化硅SiO2才是为了研磨充分,A不符合题意;
B、提取叶片中色素用的是无水乙醇等有机溶剂,其原理是色素能溶解在有机溶剂中;而层析液是用于分离色素的,利用不同色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素在滤纸上扩散速度快,B不符合题意;
C、在色素分离实验中,胡萝卜素在滤纸条上扩散的距离最远,说明它在层析液中的溶解度最大,扩散速度最快,C符合题意;
D、画滤液细线时,需等滤液干后再重复画线,目的是增加滤液细线上的色素含量,使分离出的色素带更清晰。若紧接着重复画线,会导致滤液细线过粗,色素分离时会相互重叠,影响分离效果,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。
12.【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;细胞呼吸方式的判断
【解析】【解答】图甲展示了酵母菌在不同条件下的呼吸过程:
条件X:为无氧条件。在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸,葡萄糖在细胞质基质中经过一系列反应,最终产生酒精和二氧化碳(物质a为二氧化碳),所以无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质。
条件Y:为有氧条件。在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸后进入线粒体,在线粒体中经过有氧呼吸的第二阶段产生二氧化碳,第三阶段产生水(物质b为水),所以有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质。
图乙呈现了氧气浓度和温度对酵母菌有氧呼吸速率的影响:从图中可以明显看出,当氧气浓度达到相对应的浓度时,有氧呼吸速率相对值不再随着氧气浓度的增加而上升,这表明此时氧气浓度已经达到饱和状态。在这种情况下,温度成为影响有氧呼吸速率的关键因素,因为温度会影响与有氧呼吸相关酶的活性,不同温度下酶活性不同,从而导致有氧呼吸速率不同。
在0-30%氧气浓度下,有氧呼吸速率相对值随着氧气浓度的增加而明显上升,这说明此时氧气浓度是限制有氧呼吸速率的主要因素,氧气尚未达到饱和状态,增加氧气浓度能够有效提高有氧呼吸速率。
A、在图甲中,条件X(无氧)下产生物质a(二氧化碳)的场所是细胞质基质;条件Y(有氧)下产生二氧化碳是在线粒体基质,A正确。
B、由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳(物质a),所以仅仅检测图甲中的物质a是否生成,无法判断酵母菌进行的是哪种细胞呼吸方式,B错误。
C、图乙只能显示在实验所设置的温度范围内的情况,不能就此得出30℃就是酵母菌有氧呼吸的最适温度,有可能在更宽的温度范围内存在更适宜的温度,C错误。
D、从图乙可以清晰地看出,在不同温度条件下,最适合有氧呼吸的氧气浓度是不同的,D错误。
故选A。
【分析】分析图1,条件X为无氧条件,物质a为二氧化碳,条件Y为有氧条件,物质b为水。
分析图2,图为氧气浓度和温度对有氧呼吸速率的影响 ,a点和b点氧气浓度已达到饱和,限制因素为温度,c点未达到饱和,主要限制因素为氧气浓度。
13.【答案】C
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;蛋白质的结构和功能的综合
【解析】【解答】A、因为羧基总数=肽链数+R基上羧基数目,已知羧基总数是6,R基上羧基数目是4,所以肽链数=6-4=2条,不是1条,A不符合题意;
B、每个氨基酸至少含一个氮原子,该蛋白质有51个氨基酸,则这51个氨基酸至少含51个氮原子,且R基上还有氨基(氮原子),氨基总数是8,肽链数是2,则R基上氨基数为8-2=6,所以该蛋白质含有的氮原子数大于51个,B不符合题意;
C、氨基总数=肽链数+R基上氨基数目,已知氨基总数是8,肽链数是2,所以R基上氨基数目=8-2=6个,C符合题意;
D、该蛋白质有51个氨基酸,2条肽链,根据肽键数=氨基酸数-肽链数,可得肽键数为51-2=49个,蛋白质彻底水解时,消耗水分子数等于肽键数,即至少需要消耗49个水分子,不是51个,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子的水,这种结合方式叫作脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。
14.【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】甲瓶(不透光)中的生产者只能进行呼吸作用,不能进行光合作用。乙瓶(透光)中的生产者既能进行光合作用,又能进行呼吸作用。
A、在有初始值的情况下,甲瓶中氧气的减少量表示的是生产者进行有氧呼吸消耗的氧气量,而不是无氧呼吸。因为甲瓶是不透光的,生产者无法进行光合作用,只能进行呼吸作用,且题目已假设生产者呼吸作用强度相同,所以氧气的减少量应全部归因于有氧呼吸。故A错误。
B、在有初始值的情况下,乙瓶中氧气的增加量表示的是生产者净光合作用释放的氧气量,即光合作用产生的氧气量减去呼吸作用消耗的氧气量。而不是总光合作用产生的氧气量。故B错误。
C. 在没有初始值的情况下,m3(乙瓶中的氧气含量)与m2 (甲瓶中的氧气含量)的和并不表示生产者净光合作用释放的氧气量。因为m2表示的是甲瓶中生产者呼吸作用后的氧气含量,它包含了初始氧气含量减去呼吸作用消耗的氧气量,而m3表示的是乙瓶中生产者光合作用和呼吸作用后的氧气含量。所以,m3与m2的和没有实际意义。故C错误。
D、在没有初始值的情况下,m3与m2的差表示的是生产者总光合作用产生的氧气量。因为乙瓶中的生产者既进行光合作用又进行呼吸作用,而甲瓶中的生产者只进行呼吸作用。所以,乙瓶中氧气的增加量(相对于甲瓶)就是生产者总光合作用产生的氧气量(即净光合作用释放的氧气量加上呼吸作用消耗的氧气量,但呼吸作用消耗的氧气量在甲乙两瓶中是相等的,可以相互抵消)。更准确地说,m3 m2等于乙瓶中生产者光合作用产生的氧气量减去甲乙两瓶中生产者呼吸作用消耗的氧气量之差,由于甲乙两瓶中的生产者呼吸作用强度相同,所以这个差就是乙瓶中生产者光合作用产生的氧气量,即总光合作用产生的氧气量。故D正确。
故选D。
【分析】黑白瓶法常用于测定水中生物的光合作用速率的。白瓶就是透光瓶,里面可进行光合作用和呼吸作用,黑瓶就是不透光瓶,只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间,从黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量,从白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量,然后就可以计算出实际光合作用量,即实际光合作用量=总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量。
15.【答案】A
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、图1中暗处理后有机物减少量代表呼吸作用速率,光照后与暗处理前相比有机物的增加量代表1小时光合作用与2小时呼吸作用的差值(先暗处理1小时,再光照1小时,共2小时呼吸作用)。通过计算可以得出不同温度下的光合作用速率和呼吸作用速率,进而找到最适温度。由图1可知,在实验的4个温度中,叶片光合作用和呼吸作用的最适温度相同,均为29℃,A正确。
B、29℃时,暗处理后有机物减少量为3mg/h,即呼吸作用速率为3mg/h;光照后与暗处理前相比有机物的增加量为3mg/h,则光合作用制造的有机物总量为3+3×2=9mg/h(光合作用制造的有机物总量等于光照后与暗处理前相比有机物的增加量加上暗处理1小时有机物的减少量再乘以2)。30℃时,暗处理后有机物减少量为1mg/h,即呼吸作用速率为1mg/h;光照后与暗处理前相比有机物的增加量为1mg/h,则光合作用制造的有机物总量为1+1×2=3mg/h。所以29℃和30℃时叶片的光合作用速率不同,细胞呼吸速率也不同。B错误。
C、在28℃时,暗处理后有机物减少量为2mg/h,即呼吸作用速率为2mg/h; 在每天光照6小时的环境中一昼夜有机物的积累量=6×5-(24-6)×2=30-36=-6<0,因此在28℃且每天光照6小时的环境中花生叶片不能积累有机物,C错误;
D、图2中Ⅱ所示的生理过程为光合作用大于呼吸作用,此时叶绿体不仅吸收线粒体产生的CO2,还需要从外界吸收CO2,同时向外界释放O2。而27℃时,暗处理后有机物减少量为1mg/h,即呼吸作用速率为1mg/h;光照后与暗处理前相比有机物的增加量为3mg/h,则光合作用制造的有机物总量为3+1×2=5mg/h,光合作用制造的有机物总量大于呼吸作用消耗的有机物量,但图2中Ⅱ表示的是叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用,而整个叶片的光合作用大于呼吸作用并不意味着每个叶肉细胞的光合作用都大于呼吸作用。D错误。
故选A。
【分析】分析图1中数据可知:暗处理后有机物减少量表示1h 植物呼吸作用消耗的有机物的量,即呼吸速率。光照阶段该植物有机物的积累量=光照后比处理前的有机物增加量+暗处理后有机物减少量,27℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为3+1=4mg/h;28℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为3+2=5mg/h;29℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为3+3=6mg/h、30℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为1+1=2mg/h。
16.【答案】D
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】A、由于半透膜内是蔗糖溶液,烧杯中是蒸馏水,水分子会从烧杯通过半透膜进入玻璃管内,使玻璃管内液面升高,当达到渗透平衡时,液面不再变化。所以玻璃管内的液面与烧杯的液面高度差应先增大后稳定不变,可用曲线丙表示,而不是曲线乙(曲线乙表示逐渐降低),A不符合题意;
B、随着水分子不断从半透膜外(烧杯)进入半透膜内,半透膜两侧的浓度差逐渐减小,水分子进入半透膜内的速率也逐渐减慢,所以水分子由半透膜外(烧杯)进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示,而不是曲线丙(曲线丙表示速率增大),B不符合题意;
C、达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子进出速率相等,但由于蔗糖不能过半透膜,半透膜内仍为蔗糖溶液,烧杯中为蒸馏水,半透膜两侧溶液浓度并不相等,半透膜内溶液浓度大于半透膜外溶液浓度,C不符合题意;
D、因为半透膜内是蔗糖溶液,烧杯中是蒸馏水,水分子会从烧杯进入玻璃管内,使玻璃管内液面升高,达到渗透平衡时,玻璃管内的液面高于烧杯内的液面且保持不变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】半透膜两侧存在浓度差,渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
17.【答案】(1)溶酶体;高尔基体;衰老、损伤的细胞器
(2)内质网
(3)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜;同位素示踪法或(放射性)同位素标记法
【知识点】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)溶酶体含有多种水解酶,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,被称为细胞的“消化车间”。从图中可以看出,溶酶体来源于B高尔基体。除了图中所示的吞噬并分解细菌的功能外,溶酶体还能够分解衰老、损伤的细胞器,维持细胞内部环境的稳定。
(2)图中A是内质网,B是高尔基体,COPⅡ负责从A内质网向B高尔基体运输“货物”,将内质网加工后的蛋白质运输到高尔基体进行进一步的加工、分类和包装。
(3)分泌蛋白合成及分泌过程中,首先在核糖体上合成,然后进入内质网进行初步加工,再通过囊泡运输到高尔基体进行进一步加工、分类和包装,最后通过囊泡运输到细胞膜分泌到细胞外。所以向细胞中注射3H标记的亮氨酸,放射性依次出现的细胞结构是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。这种利用放射性同位素标记来研究物质合成及运输等过程的方法称为同位素示踪法或(放射性)同位素标记法。
【分析】(1)在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
(2)在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
(1)图中溶酶体是细胞的“消化车间”,其中含有多种水解酶,结合图示可知其来源于高尔基体,即图中的B;除了图中所示的功能外,即吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌,此外溶酶体还能够分解衰老、损伤的细胞器,进而保持细胞内部环境的稳定。
(2)图中COPⅡ负责从A内质网向B高尔基体运输“货物”,而COPⅠ主要负责将货物从高尔基体转运至内质网。
(3)为了研究分泌蛋白合成及分泌途径,向细胞中注射3H标记的亮氨酸。亮氨酸作为蛋白质的基本组成单位,参与细胞中分泌蛋白的合成,因而通过观察放射性的走向,可以确定分泌蛋白的合成与分泌过程,分泌蛋白合成和分泌的途径为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,该过程中消耗的能量主要来自线粒体,此研究方法称为 同位素示踪法或(放射性)同位素标记法。
18.【答案】(1)原生质层;减弱
(2)选择透过性
(3)d
(4)C;囊泡
【知识点】生物膜的功能特性;细胞器之间的协调配合;质壁分离和复原;被动运输
【解析】【解答】(1)图1细胞处于细胞壁与 原生质层 分离状态;在细胞发生质壁分离复原的过程中,细胞液的浓度在逐渐降低,因而细胞的吸水能力在 减弱。
(2)图2显示,细胞膜能控制物质进出细胞,该物理模型体现了细胞膜在功能上具有选择透过性
(3)图2中的a~e的运输方式中,葡萄糖进入红细胞的方式属于协助扩散,需要载体,不需要能量,即图中的d表示的方式。
(4)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,整个过程还需要线粒体提供能量。若合成的物质H-X是分泌蛋白,需要图中 C高尔基体的参与,该过程中B与C之间,C与D之间都通过 囊泡 结构进行物质运输。
【分析】图1中细胞处于质壁分离或质壁分离复原状态;图2中A表示蛋白质,B表示磷脂双分子层,D表示糖蛋白,上侧表示细胞外侧,a表示将物质运进细胞的主动运输,b表示自由扩散,c表示通过通道蛋白的协助扩散,d表示通过载体蛋白的协助扩散,e表示将物质运出细胞的主动运输;图3中A-E依次表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。
(1)质壁分离是指细胞壁与原生质体处于分离状态,在细胞发生质壁分离复原的过程中,随着细胞吸水,细胞液渗透压逐渐减低,细胞的吸水能力减弱。
(2)图2表示细胞膜的功能特点是具有一定的选择透过性。
(3)图2中A表示蛋白质,B表示磷脂双分子层,D表示糖蛋白,上侧表示细胞外侧,a表示将物质运进细胞的主动运输,b表示自由扩散,c表示通过通道蛋白的协助扩散,d表示通过载体蛋白的协助扩散,e表示将物质运出细胞的主动运输,葡萄糖进入红细胞方式为d通过载体蛋白的协助扩散。
(4)图3中A-E依次表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。在分泌蛋白分泌过程中B内质网与C高尔基体之间,C高尔基体与D细胞膜之间都通过囊泡结构进行物质运输。
19.【答案】(1)抑制剂种类和底物浓度;温度、pH、酶浓度、抑制剂的量等
(2)单位时间内产物的生成量或底物的消耗量
(3)等量的蒸馏水
(4)竞争性
(5)
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】(1) 自变量:实验中人为改变的变量。本题中自变量是抑制剂种类和底物浓度。抑制剂种类:无抑制剂、抑制剂 I、抑制剂 II。底物浓度:0、S、2S、3S、4S、5S。无关变量:实验中需要保持相同且适宜的其他变量,至少包括:温度:酶活性受温度影响,需保持恒定。pH:酶活性受 pH 影响,需保持最适 pH。酶浓度:酶量需相同,避免因酶量差异影响反应速率。抑制剂的量:加入的抑制剂量需相同(除无抑制剂组)。反应时间:取样检测的时间需一致。
(2) 酶促反应速率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示。本题中可通过检测单位时间内产物的生成量或底物的减少量来衡量。
(3) 实验设计需设置对照组和实验组:甲组:加入等量的蒸馏水(作为无抑制剂的对照)。乙组:加入抑制剂 I。丙组:加入抑制剂 II。每组分为 6 份,分别与不同浓度的底物混合,在一定条件下反应后取样检测。
(4) 竞争性抑制剂:与底物竞争酶的结合位点,可通过增加底物浓度逆转抑制作用。非竞争性抑制剂:与酶的非活性位点结合,改变酶构象,抑制作用不可逆(通过增加底物浓度无法完全恢复活性)。
图2分析:无抑制剂时,酶促反应速率随底物浓度增加而上升,最终趋于平稳(Vmax)。
抑制剂 I 存在时,反应速率低于无抑制剂组,但随底物浓度增加,反应速率逐渐接近无抑制剂组(抑制作用可被高底物浓度部分逆转),表明抑制剂 I 是竞争性抑制剂。
(5) 抑制剂 II:根据题目描述为非竞争性抑制剂。非竞争性抑制剂的特点:与酶的非活性位点结合,降低酶活性。最大反应速率(Vmax)降低,因为部分酶被抑制。底物浓度增加无法完全逆转抑制作用,Km(米氏常数,反映酶对底物的亲和力)可能不变或略有变化。曲线绘制:无抑制剂组:曲线正常上升,达到 Vmax。抑制剂 I(竞争性):曲线右移,Vmax 不变(可通过高底物浓度达到相同 Vmax)。抑制剂 II(非竞争性):曲线整体下移,Vmax 降低,且右移不明显(Km 可能增加或不变)。
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
(1)分析题意,本实验目的是探究抑制剂分别属于哪一种类型,该实验的自变量是抑制剂种类和底物浓度;实验的无关变量应保持相同且适宜,该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的量等。
(2)酶促反应速率可以以单位时间内底物的减少量或产物的增加量为衡量指标,表中酶促反应速率具体可用单位时间内产物的生成量或底物的消耗量表示。
(3)设计实验应遵循对照原则、单一变量原则和等量性原则,故要探究不同抑制剂对酶活性的影响,实验步骤如下:将某消化酶溶液等分为甲、乙、丙三组→将每组等分为6份→在乙、丙组中分别加入适量的溶于蒸馏水的抑制剂I、Ⅱ,在甲组中加入等量的蒸馏水(作为空白对照),一定条件下将三组消化酶溶液与等量的不同浓度的底物混合→定时取样检测,并记录实验结果。
(4)由题意可知,竞争性抑制剂与底物争夺酶分子上的结合位点,而非竞争性抑制剂与酶的活性位点以外的部位结合,使酶分子的结构发生变化,图2中抑制剂Ⅰ作用下,随着底物浓度增加,酶促反应速率逐渐与对照组一致,说明其属于属于竞争性抑制剂。
(5)抑制剂II应属于非竞争性抑制剂,该类型的抑制剂与酶的活性位点以外的部位结合,使酶分子的结构发生变化,则酶促反应速率降低,且不会随着底物浓度增加而增加,可绘制图形如下:
20.【答案】(1)水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解; 细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与;运输营养物质和代谢废物;需要
(2)NADH;酸性重铬酸钾
(3)种子中淀粉大量水解为还原糖,需要消耗水分
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;有氧呼吸的过程和意义;主动运输
【解析】【解答】(1)水分子进入细胞后具有多种重要作用。水是细胞内良好的溶剂,许多物质能溶解在水中,便于细胞内的物质运输和化学反应进行;细胞内众多生物化学反应都需要水的参与;同时,水还能运输营养物质和代谢废物等。小麦种子萌发长出根系后,从土壤中吸收无机盐的方式主要是主动运输,主动运输需要载体蛋白协助且消耗能量,能量由细胞呼吸提供,所以该过程需要细胞呼吸提供能量。
(2)在细胞呼吸过程中,①过程是细胞呼吸的第一阶段,葡萄糖分解产生A丙酮酸和少量[H](即NADH);④过程是有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和水反应生成B二氧化碳和C(NADH),所以物质C是NADH。②过程是无氧呼吸的第二阶段,产生E酒精和B二氧化碳,酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测,二者反应呈现灰绿色。
(3)小麦种子播种后第2天,种子干重略有增加。这是因为种子中储存的淀粉大量水解为还原糖,而淀粉水解过程需要消耗水分,虽然种子干重增加,但增加的主要是结合水的质量,有机物质量实际上是减少的,只是这种增加在一定程度上体现为干重的增加。
【分析】(1)水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解;细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。
(2)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。
(3)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。
(4)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
(1)种子萌发过程中吸收的大量水分主要是细胞中的自由水,水具有以下作用:①水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解;②细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与;③多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中;④水在生物体内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外;种子根系从土壤吸收无机盐的方式主要为主动运输,主动运输的特点是逆浓度梯度运输、需要载体蛋白、需要消耗细胞代谢提供的能量。
(2)据图分析,葡萄糖可初步分解为丙酮酸和NADH,则图中①表示细胞呼吸第一阶段,A表示丙酮酸;丙酮酸和水进一步发生反应属于有氧呼吸第二阶段,发生于线粒体基质,生成二氧化碳和NADH,因此,图中C既为葡萄糖初步分解产物,又为丙酮酸与水反应的产物,则C为NADH,B为CO2,④为有氧呼吸第二阶段;葡萄糖初步分解的产生的NADH和丙酮酸参加有氧呼吸第二阶段生成的NADH最终会在线粒体内膜与O2发生彻底的氧化还原反应生成H2O,则图中D为O2,③为有氧呼吸第三阶段;图中A还可经无氧呼吸第二阶段转化为酒精和CO2,因此图中②表示无氧呼吸第二阶段,E表示酒精,可用酸性重铬酸钾溶液检测,颜色由橙色变为灰绿色。
(3)据图分析,种子萌发开始后淀粉占比开始减少,还原糖占比增加,说明萌发过程中淀粉水解为还原糖,该过程中消耗水,水分子中的元素通过水解作用进入还原糖导致种子干重略有增加。
21.【答案】(1)1.5;CO2浓度
(2)玉米;C
(3)左下;右
(4)基质;升高;提高环境中CO2的浓度
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)光合作用制造的有机物量(总光合作用强度)等于净光合作用强度加上呼吸作用强度。从图中可知,当光照强度为Y时,小麦净光合作用吸收CO2量为0,其呼吸作用强度为2mg m 2 h 1,则小麦总光合作用制造的有机物对应的CO2吸收量为0+2=2mg m 2 h 1;玉米净光合作用吸收CO2量为4mg m 2 h 1,呼吸作用强度为2mg m 2 h 1,则玉米总光合作用制造的有机物对应的CO2吸收量为4+2=6, 故小麦光合作用制造的有机物是玉米的6/4=1.5倍。
当光照强度为Z时,玉米光照强度不再是限制光合作用的因素,此时随着光照强度增加,光合作用强度还在增加,又因为题干提到是在一定CO2浓度下测定的,所以限制玉米光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。
(2)当光照强度为Y时,玉米净光合作用吸收CO2量大于0,白天能积累有机物,晚上只进行呼吸作用消耗有机物,一昼夜中白天积累的有机物可能大于晚上消耗的有机物,所以玉米有可能正常生长;而小麦在光照强度为Y时,净光合作用为0,白天不积累有机物,晚上还要进行呼吸作用消耗有机物,即叶片白天光合作用积累的有机物与晚上呼吸作用消耗的有机物持平,所以小麦一定不能正常生长。
(3)已知a植物(这里可理解为图中小麦对应曲线相关植物情况)光合速率和呼吸速率的最适温度分别是
25℃和30℃。M点是光饱和点,当温度提高到30℃时,与光合作用有关的酶活性下降,光合速率下降,而呼吸作用增强,所以光饱和点降低,M点位置理论上会向左下移动;P点时表示呼吸作用强度,温度提高到30℃,呼吸作用增强,释放的CO2增多,所以P点位置理论上会向右移动。
(4)光呼吸中C5与O2结合的反应发生场所:光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中,这是光呼吸过程中的一个关键反应步骤。
光呼吸强度随细胞内O2与CO2比值的变化情况:一般情况下,小麦的光呼吸强度大于玉米,光呼吸中
C5与O2结合,当细胞内O2与CO2比值升高时,C5与O2结合的机会增多,光呼吸强度升高。
降低光呼吸的方法:因为光呼吸中C5与O2结合,所以生产实践中常用提高环境中CO2浓度的方法,使
C5更多地与CO2结合进行光合作用,从而降低光呼吸,以减少产量损失。
【分析】由题意可知,随着光照强度的增加,首先达到光合作用强度最大值的曲线b代表小麦,在较强光照强度下仍然能够进行光合作用的曲线代表玉米。
(1)由题意可知,随着光照强度的增加,首先达到光合作用强度最大值的曲线b代表小麦,在较强光照强度下仍然能够进行光合作用的曲线a代表玉米。小麦和玉米光合作用制造的有机物可用单位时间、单位面积上叶片固定的CO2量来表示。当光照强度为Y时,每小时小麦100cm2叶片制造的有机物是5+1=6mg,每小时玉米100cm2叶片制造的有机物是的2+2 =4mg,故小麦光合作用制造的有机物是玉米的6/4=1.5倍。限制植物光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度,当光照强度为Z时,已经达到该条件下玉米光合作用饱和点,所以此时限制玉米光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。
(2) 一昼夜中白天光照时间为12h,当光照强度为Y时,小麦和玉米每100cm2叶片光合作用制造的有机物量分别为6×12=72mg,4×12=48mg;小麦和玉米每100cm2叶片呼吸作用消耗的有机物量分别为1×24=24mg,2×24=48mg,故小麦每100cm2叶片一昼夜积累有机物是72-24=48mg,玉米每100cm2叶片一昼夜积累有机物是48-48=0mg,由此可见,玉米在12h光照时间内制造的有机物仅能满足叶片自身夜晚的呼吸作用消耗,无法满足其他非光合作用部位生长对有机物的需求,因此不能正常生长,C正确。
故选C。
(3)25℃为a植物光合速率所需的最活温度,而呼吸速率的最适温度是30℃,所以若将温度提高到30℃,植物的呼吸速率将上升,光合速率将下降,题图中M点的位置理论上的变化是向左下方移。P点的位置理论上会向右移动。
(4)C5位于叶绿体的基质中,故光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中。细胞内O2与CO2比值的升高,O2与C5结合机会增多,CO2与C5结合机会减少,故光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而升高。如果提高环境中CO2的浓度,会使细胞内O2与CO2比值的减小,减小O2与C5结合机会,增加CO2与C5结合机会,降低光呼吸减少产量损失。
1 / 1广东省深圳市福田区西交利物浦大学基础教育集团外国语高级中学2024-2025学年高一上学期期末考试生物试题
一、选择题:共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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·福田期末)“奶豆添营养,少油更健康”是2024年我国“全民营养周”的主题。下列关于人体营养物质的叙述,正确的是(  )
A.淀粉和纤维素都是大豆中存在的多糖,都能被人体消化吸收
B.少吃胆固醇含量高的食物,人体就不会出现胆固醇含量偏高的情况
C.可用碘液检测婴儿奶粉中是否含有淀粉
D.在锻炼过程中、糖类和脂肪可以互相大量转化,分解提供能量
【答案】C
【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、淀粉是大豆中存在的多糖,能被人体消化酶分解为葡萄糖并吸收。纤维素属于膳食纤维(多糖),但人体缺乏分解纤维素的酶,无法消化吸收,主要作用是促进肠道蠕动,A不符合题意;
B、外源性:从食物(如动物内脏、蛋黄)中摄入。内源性:人体自身(主要在肝脏)合成(占胆固醇总量的70%~80%)。即使少吃高胆固醇食物,若自身合成代谢异常(如遗传因素、代谢疾病等),仍可能出现胆固醇偏高,B不符合题意;
C、碘液遇淀粉变蓝色,可用于检测淀粉的存在。若婴儿奶粉中含淀粉,滴加碘液后会呈现蓝色反应,因此可用该方法初步检测,C符合题意;
D、糖类代谢过剩时,可大量转化为脂肪储存(如长期高糖饮食易发胖)。脂肪仅能少量转化为糖类(因代谢路径限制),且需先分解为甘油和脂肪酸,过程复杂。短时间锻炼以糖类(血糖、肝糖原、肌糖原)供能为主。长时间锻炼(如超过30分钟),脂肪逐渐成为主要供能物质,但无法大量转化为糖类“反哺”供能。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)糖类是细胞的主要能源物质,也是细胞结构的重要组成成分。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等。
(2)脂质通常包括脂肪、磷脂、固醇等,它们有些是细胞结构的重要组成成分,有些参与重要的生命活动过程,其中脂肪是细胞内良好的储能物质。
(3)淀粉与碘液作用,碘分子被包在淀粉分子的螺旋结构中,会改变淀粉的吸光性质从而使淀粉显示出蓝紫色。
2.(2025高一上·福田期末)组成人体细胞的糖类、脂质和蛋白质之间具有一定的联系,下列说法错误的是(  )
A.三类物质均可以为细胞提供能量
B.三类物质均含有C、H、O三种元素
C.某些蛋白质参与糖类和脂质的氧化分解
D.糖的代谢中间产物可以转化成各种氨基酸
【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;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、糖类是细胞的主要能源物质。脂肪是储能物质,脂肪酸可通过β-氧化供能。在糖类和脂质供能不足时,氨基酸可脱氨基后参与氧化分解供能。可见三类物质均能为细胞提供能量,A不符合题意;
B、糖类的组成元素为C、H、O。脂肪和固醇的组成元素为C、H、O,磷脂含C、H、O、N、P,但所有脂质均含C、H、O。蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N,部分含S等,但均含C、H、O。可见三类物质均含C、H、O三种元素,B不符合题意;
C、糖类和脂质的氧化分解需要酶的参与,而绝大多数酶是蛋白质。糖酵解过程需要己糖激酶(蛋白质)催化葡萄糖磷酸化;脂肪酸β-氧化需要脂酰辅酶A脱氢酶(蛋白质)参与。可见某些蛋白质(酶)参与糖类和脂质的氧化分解。C不符合题意;
D、人体无法合成必需氨基酸(8种),必须从食物中获取,糖代谢中间产物不能转化为必需氨基酸,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)糖类是细胞的主要能源物质,也是细胞结构的重要组成成分。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等。
(2)脂质通常包括脂肪、磷脂、固醇等,它们有些是细胞结构的重要组成成分,有些参与重要的生命活动过程,其中脂肪是细胞内良好的储能物质。
(3)蛋白质是生命活动的主要承担者,其基本组成单位是氨基酸。20种左右的氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化,肽链通过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别,这样就形成了结构和功能极其多样的蛋白质。
3.(2025高一上·福田期末)下图①②③④表示由不同化学元素组成的化合物,以下说法正确的是(  )
A.若①为某生物大分子,则①的结构和功能不具有多样性
B.若②是细胞中的储能物质,则②一定是脂肪
C.若③是病毒的遗传物质,则③一定是RNA
D.若④是植物细胞壁的主要成分,则④可能是纤维素
【答案】D
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;核酸的种类及主要存在的部位;糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、①的可能身份:由N组成的大分子可能是蛋白质(由氨基酸通过肽键连接,含N)。蛋白质的结构和功能具有高度多样性(如酶、结构蛋白、运输蛋白等)。若①为蛋白质,其结构和功能具有多样性,A错误。
B、②的可能身份:由C、H、O组成的储能物质可能是脂肪、糖原(动物)或淀粉(植物)。脂肪是主要的储能物质,但并非唯一(如植物中淀粉也是储能物质)。②不一定是脂肪,B错误。
C、③的可能身份:由N、P组成的病毒遗传物质可能是DNA或RNA。例如:DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA。RNA病毒(如流感病毒)的遗传物质是RNA。③不一定是RNA,也可能是DNA,C错误。
D、④的可能身份:由C、H、O组成,且为植物细胞壁主要成分的物质是纤维素(或果胶,但果胶含其他元素如Ca,本题中④由C、H、O组成,更可能是纤维素)。纤维素由葡萄糖组成,化学元素为C、H、O。D正确。
故选D。
【分析】蛋白质由C、H、O、N元素构成;糖类、脂肪由C、H、O元素构成;核酸由C、H、O、N、P元素构成。
4.(2025高一上·福田期末)科学家向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程。下列有关叙述正确的是(  )
A.放射性物质首先出现在内质网上
B.在该过程中内质网膜面积基本不变
C.在该过程中高尔基体起着交通枢纽作用
D.在该过程中分泌蛋白穿过了2层生物膜
【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、核糖体是蛋白质合成的起始场所,内质网负责后续加工。因此放射性标记的亮氨酸首先在核糖体(附着于内质网)中参与多肽链合成,而非直接出现在内质网,A不符合题意;
B、核糖体合成的多肽链进入内质网加工,内质网通过“出芽”形成囊泡包裹蛋白质,导致内质网膜面积减小,囊泡膜来自内质网,B不符合题意;
C、高尔基体接收来自内质网的囊泡,对蛋白质进一步加工后,通过“出芽”形成囊泡向细胞膜运输,高尔基体在此过程中作为“交通枢纽”,负责蛋白质的分拣和运输,C符合题意;
D、分泌蛋白通过囊泡运输(胞吐作用)排出细胞,整个过程不穿过生物膜(依赖膜的流动性融合),跨膜层数为0层,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
5.(2025高一上·福田期末)染色体是遗传物质的主要载体,主要由蛋白质和DNA组成。下列叙述正确的是(  )
A.在不同生物体内染色体的数量、大小和形态存在差异
B.染色体主要存在细胞核内,染色质主要存在细胞质中
C.DNA的主要载体是染色体,RNA的主要载体是染色质
D.染色质与染色体是细胞不同时期的两种不同物质
【答案】A
【知识点】细胞核的结构;染色体的形态结构
【解析】【解答】A、不同生物的染色体数量、大小和形态存在显著差异。例如:人类体细胞有46条染色体(23对),果蝇体细胞有8条染色体(4对),A符合题意;
B、染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种形态,均主要存在于细胞核内。染色质是间期细胞核内松散的DNA-蛋白质复合体,染色体是分裂期高度螺旋化的染色质,B不符合题意;
C、细胞核内的DNA主要与蛋白质结合成染色体(或染色质),因此染色体是DNA的主要载体,RNA主要在细胞核中合成后进入细胞质(如mRNA、tRNA),C不符合题意;
D、染色质与染色体是同一物质(DNA+蛋白质)在细胞不同时期的不同形态。间期以染色质形式存在(松散丝状),分裂期以染色体形式存在(高度螺旋化)。并非两种不同物质,而是同一物质的动态变化,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞核主要由核膜、核仁、染色质、核基质等部分组成。核膜是细胞核的边界,由双层膜构成,外层常与粗面内质网相连。双层核膜并不是连续的,内、外层核膜常在某些部位相互融合形成环形开口,称为核孔。核孔周围镶嵌有许多蛋白质,构成一种复杂的结构,控制着物质的进出。核孔是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道。
6.(2025高一上·福田期末)某兴趣小组以蒸馏水、一定浓度的蔗糖溶液、紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料,进行质壁分离与复原的实验,右图为实验过程中观察到的细胞结构示意图。下列叙述错误的是(  )
A.图中2为细胞膜,7的颜色为紫色
B.图中6处充满了蔗糖溶液
C.图示细胞正在发生质壁分离
D.细胞壁的伸缩性比原生质层的小
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图中2为细胞膜,7是液泡中的细胞液,由于实验材料为紫色洋葱鳞片叶外表皮,其细胞液中含有花青素等色素,所以7细胞液的颜色为紫色,A正确。
B、在质壁分离过程中,细胞失水,原生质层与细胞壁分离,此时细胞壁和细胞膜之间(图中6处)充满了外界溶液,即蔗糖溶液,B正确。
C、 图示细胞可能正在发生质壁分离,可能达到渗透平衡,可能处于复原过程中,C错误;
D、细胞壁是全透性的,且具有支持和保护作用,其伸缩性比原生质层小,这是质壁分离发生的基础。D正确
故选C。
【分析】据图分析:1表示细胞壁,2表示细胞膜,3表示细胞核,4表示液泡膜,5表示细胞质,6表示细胞壁和细胞膜之间的外界溶液,7表示细胞液。

7.(2025高一上·福田期末)某同学在探究不同跨膜运输方式影响因素的过程中绘制了如图所示的三个曲线。下列相关叙述错误的是(  )
A.图1可表示O2进入人体细胞的方式
B.图2可表示葡萄糖进入红细胞的运输速率
C.图3可表示甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式
D.图3中B点时可由细胞的有氧呼吸提供能量
【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、O2进入人体细胞的方式是自由扩散,图1表示自由扩散,所以图1可表示O2进入人体细胞的方式,A不符合题意;
B、葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,图2可表示协助扩散,所以图2可表示葡萄糖进入红细胞的运输速率,B不符合题意;
C、甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式是主动运输,图3表示主动运输,所以图3可表示甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式,C不符合题意;
D、图3中B点时O2浓度为0,此时细胞只能进行无氧呼吸,能量由无氧呼吸提供,而不是有氧呼吸,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)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。
(2)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。
8.(2025高一上·福田期末)下列有关酶的叙述,错误的是(  )
A.所有酶都含有C、H、O、N四种元素,是由单体组成的生物大分子
B.有些酶和双缩脲试剂作用呈现紫色反应
C.酶由活细胞产生,只能在细胞内发挥作用
D.催化反应前后酶的性质和数量不变
【答案】C
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、酶的化学本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA。蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N,其单体是氨基酸;RNA的基本组成元素是C、H、O、N、P,其单体是核糖核苷酸。所以所有酶都含有C、H、O、N四种元素,是由单体组成的生物大分子,A不符合题意;
B、由于绝大多数酶是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,所以有些酶(本质为蛋白质的酶)和双缩脲试剂作用呈现紫色反应,B不符合题意;
C、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶既可以在细胞内发挥作用(如细胞内的呼吸酶),也可以在细胞外发挥作用(如唾液淀粉酶可在口腔中发挥作用),甚至在生物体外也能发挥作用(如在试管中进行的相关酶促反应),C符合题意;
D、酶是生物催化剂,在催化反应前后酶的性质和数量不变,只起催化作用,降低化学反应的活化能,D不符合题意。
故答案为:C。
【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。
9.(2025高一上·福田期末)如图为核苷酸的模式图,下列说法正确的是(  )
A.该核苷酸分子与ATP分子的元素组成不同
B.如果要构成ATP,只要在a位置上加上2个磷酸基团即可
C.流感病毒中c有5种,d有8种
D.大肠杆菌细胞中b有2种,c有5种,d有8种
【答案】D
【知识点】ATP的化学组成和特点;病毒;不同生命体中核酸、核苷酸和碱基的比较
【解析】【解答】A、该核苷酸分子的元素组成是C、H、O、N、P,ATP(三磷酸腺苷)的元素组成也是C、H、O、N、P,二者元素组成相同,A不符合题意;
B、ATP是三磷酸腺苷,由一个腺嘌呤(含氮碱基)、一个核糖(五碳糖)和三个磷酸组成。若要构成ATP,不仅要在a位置加上2个磷酸基团,而且b必须是核糖,c必须是腺嘌呤,B不符合题意;
C、流感病毒只含有一种核酸(RNA),RNA中的含氮碱基c有4种(A、U、G、C),核苷酸d有4种(四种核糖核苷酸),C不符合题意;
D、大肠杆菌细胞中含有DNA和RNA两种核酸,五碳糖b有2种(核糖和脱氧核糖),含氮碱基c有5种(A、T、G、C、U),核苷酸d有8种(四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸),D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成),P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。
(2)一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。图中a为磷酸,b为五碳糖(核糖或脱氧核糖),c为含氮碱基,d为核苷酸。
10.(2025高一上·福田期末)下列关于生物学知识的叙述,正确的是(  )
A.水分子之间形成的氢键使其成为细胞内良好的溶剂
B.修剪茶树叶通风透光,可以提高光合作用强度
C.干燥种子不能萌发的原因是缺水导致酶失活
D.包扎伤口时,选用松软的创可贴,是为了让伤口处细胞进行有氧呼吸
【答案】B
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;细胞呼吸原理的应用;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、水分子之间形成的氢键使水具有较高的比热容等特性,而水成为细胞内良好溶剂是因为水是极性分子,能溶解许多极性物质(如离子和极性小分子),并非因为氢键,A不符合题意;
B、修剪茶树叶通风透光,通风可增加CO2供应,透光能增加光照强度,CO2浓度和光照强度均是影响光合作用的重要因素,所以能提高光合作用强度,B符合题意;
C、干燥种子不能萌发是因为缺水导致细胞代谢缓慢,酶活性降低,但酶并未失活,当种子吸收足够水分后,代谢会恢复,种子可能萌发,C不符合题意;
D、包扎伤口时选用松软的创可贴,是为了防止伤口处厌氧菌(如破伤风杆菌)的繁殖,而不是为了让伤口处细胞进行有氧呼吸。因为厌氧菌在无氧条件下才能生存和繁殖,松软创可贴可增加氧气含量,抑制厌氧菌生长,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解;细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。
(2)光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。
(3)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
11.(2025高一上·福田期末)某学生利用菠菜叶片进行色素的提取和分离实验,并在滤纸条上得到如图所示的4条色素带。下列与该实验原理及结果相关的分析正确的是(  )
A.研磨时加入CaCO3是为了研磨充分
B.可用层析液提取叶片中的色素
C.胡萝卜素在层析液中的溶解度最大
D.画滤液细线后需紧接着重复画线
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、研磨时加入CaCO3的作用是防止色素(主要是叶绿素)被破坏,而加入二氧化硅SiO2才是为了研磨充分,A不符合题意;
B、提取叶片中色素用的是无水乙醇等有机溶剂,其原理是色素能溶解在有机溶剂中;而层析液是用于分离色素的,利用不同色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素在滤纸上扩散速度快,B不符合题意;
C、在色素分离实验中,胡萝卜素在滤纸条上扩散的距离最远,说明它在层析液中的溶解度最大,扩散速度最快,C符合题意;
D、画滤液细线时,需等滤液干后再重复画线,目的是增加滤液细线上的色素含量,使分离出的色素带更清晰。若紧接着重复画线,会导致滤液细线过粗,色素分离时会相互重叠,影响分离效果,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。
12.(2025高一上·福田期末)图甲是酵母菌细胞呼吸过程示意图,图乙表示某些环境因素对酵母菌有氧呼吸速率的影响。下列相关叙述正确的是(  )
A.在图甲中条件X和条件Y下产生物质a的场所分别是细胞质基质和线粒体基质
B.只检测图甲中的物质a是否生成,则可以判断酵母菌进行的细胞呼吸方式
C.由图乙可知,30℃是酵母菌有氧呼吸的最适温度
D.据图乙可知,在不同温度条件下,最适合有氧呼吸的O2浓度也相同
【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;细胞呼吸方式的判断
【解析】【解答】图甲展示了酵母菌在不同条件下的呼吸过程:
条件X:为无氧条件。在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸,葡萄糖在细胞质基质中经过一系列反应,最终产生酒精和二氧化碳(物质a为二氧化碳),所以无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质。
条件Y:为有氧条件。在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸后进入线粒体,在线粒体中经过有氧呼吸的第二阶段产生二氧化碳,第三阶段产生水(物质b为水),所以有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质。
图乙呈现了氧气浓度和温度对酵母菌有氧呼吸速率的影响:从图中可以明显看出,当氧气浓度达到相对应的浓度时,有氧呼吸速率相对值不再随着氧气浓度的增加而上升,这表明此时氧气浓度已经达到饱和状态。在这种情况下,温度成为影响有氧呼吸速率的关键因素,因为温度会影响与有氧呼吸相关酶的活性,不同温度下酶活性不同,从而导致有氧呼吸速率不同。
在0-30%氧气浓度下,有氧呼吸速率相对值随着氧气浓度的增加而明显上升,这说明此时氧气浓度是限制有氧呼吸速率的主要因素,氧气尚未达到饱和状态,增加氧气浓度能够有效提高有氧呼吸速率。
A、在图甲中,条件X(无氧)下产生物质a(二氧化碳)的场所是细胞质基质;条件Y(有氧)下产生二氧化碳是在线粒体基质,A正确。
B、由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳(物质a),所以仅仅检测图甲中的物质a是否生成,无法判断酵母菌进行的是哪种细胞呼吸方式,B错误。
C、图乙只能显示在实验所设置的温度范围内的情况,不能就此得出30℃就是酵母菌有氧呼吸的最适温度,有可能在更宽的温度范围内存在更适宜的温度,C错误。
D、从图乙可以清晰地看出,在不同温度条件下,最适合有氧呼吸的氧气浓度是不同的,D错误。
故选A。
【分析】分析图1,条件X为无氧条件,物质a为二氧化碳,条件Y为有氧条件,物质b为水。
分析图2,图为氧气浓度和温度对有氧呼吸速率的影响 ,a点和b点氧气浓度已达到饱和,限制因素为温度,c点未达到饱和,主要限制因素为氧气浓度。
13.(2025高一上·福田期末)某蛋白质(不含环肽)中相关化学基团或氨基酸的数目如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.该蛋白质中含有1条肽链
B.该蛋白质中含有51个氮原子
C.该蛋白质的R基含有6个游离的氨基
D.该蛋白质彻底水解时,至少需要消耗51个水分子
【答案】C
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;蛋白质的结构和功能的综合
【解析】【解答】A、因为羧基总数=肽链数+R基上羧基数目,已知羧基总数是6,R基上羧基数目是4,所以肽链数=6-4=2条,不是1条,A不符合题意;
B、每个氨基酸至少含一个氮原子,该蛋白质有51个氨基酸,则这51个氨基酸至少含51个氮原子,且R基上还有氨基(氮原子),氨基总数是8,肽链数是2,则R基上氨基数为8-2=6,所以该蛋白质含有的氮原子数大于51个,B不符合题意;
C、氨基总数=肽链数+R基上氨基数目,已知氨基总数是8,肽链数是2,所以R基上氨基数目=8-2=6个,C符合题意;
D、该蛋白质有51个氨基酸,2条肽链,根据肽键数=氨基酸数-肽链数,可得肽键数为51-2=49个,蛋白质彻底水解时,消耗水分子数等于肽键数,即至少需要消耗49个水分子,不是51个,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子的水,这种结合方式叫作脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。
14.(2025高一上·福田期末)在某水生生态系统中的某一水深处取样,将水样分成三等份,一份直接测定O2含量(m1)记为初始值;另两份分别装入不透光的玻璃瓶(甲)和透光的玻璃瓶(乙)中,密闭后放回取样处,若干小时后测定甲瓶中的O2含量(m2)和乙瓶中的O2含量(m3)。假设水样中只有生产者且生产者呼吸作用强度相同,下列叙述正确的是(  )
A.在有初始值的情况下,甲瓶中氧气的减少量表示生产者无氧呼吸消耗O2的量
B.在有初始值的情况下,乙瓶中氧气的增加量表示生产者总光合作用产生O2的量
C.在没有初始值的情况下,m3与m2的和表示生产者净光合作用释放O2的量
D.在没有初始值的情况下,m3与m2的差表示生产者总光合作用产生O2的量
【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】甲瓶(不透光)中的生产者只能进行呼吸作用,不能进行光合作用。乙瓶(透光)中的生产者既能进行光合作用,又能进行呼吸作用。
A、在有初始值的情况下,甲瓶中氧气的减少量表示的是生产者进行有氧呼吸消耗的氧气量,而不是无氧呼吸。因为甲瓶是不透光的,生产者无法进行光合作用,只能进行呼吸作用,且题目已假设生产者呼吸作用强度相同,所以氧气的减少量应全部归因于有氧呼吸。故A错误。
B、在有初始值的情况下,乙瓶中氧气的增加量表示的是生产者净光合作用释放的氧气量,即光合作用产生的氧气量减去呼吸作用消耗的氧气量。而不是总光合作用产生的氧气量。故B错误。
C. 在没有初始值的情况下,m3(乙瓶中的氧气含量)与m2 (甲瓶中的氧气含量)的和并不表示生产者净光合作用释放的氧气量。因为m2表示的是甲瓶中生产者呼吸作用后的氧气含量,它包含了初始氧气含量减去呼吸作用消耗的氧气量,而m3表示的是乙瓶中生产者光合作用和呼吸作用后的氧气含量。所以,m3与m2的和没有实际意义。故C错误。
D、在没有初始值的情况下,m3与m2的差表示的是生产者总光合作用产生的氧气量。因为乙瓶中的生产者既进行光合作用又进行呼吸作用,而甲瓶中的生产者只进行呼吸作用。所以,乙瓶中氧气的增加量(相对于甲瓶)就是生产者总光合作用产生的氧气量(即净光合作用释放的氧气量加上呼吸作用消耗的氧气量,但呼吸作用消耗的氧气量在甲乙两瓶中是相等的,可以相互抵消)。更准确地说,m3 m2等于乙瓶中生产者光合作用产生的氧气量减去甲乙两瓶中生产者呼吸作用消耗的氧气量之差,由于甲乙两瓶中的生产者呼吸作用强度相同,所以这个差就是乙瓶中生产者光合作用产生的氧气量,即总光合作用产生的氧气量。故D正确。
故选D。
【分析】黑白瓶法常用于测定水中生物的光合作用速率的。白瓶就是透光瓶,里面可进行光合作用和呼吸作用,黑瓶就是不透光瓶,只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间,从黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量,从白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量,然后就可以计算出实际光合作用量,即实际光合作用量=总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量。
15.(2025高一上·福田期末)研究小组将生长状况相同的花生叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再在相同的光照强度下光照1h,测其有机物变化,所得数据如图1所示。图2为叶肉细胞在不同条件下所进行的生理活动。若不考虑叶片中表皮细胞对实验结果的影响,下列叙述正确的是(  )
A.在实验的4个温度中,叶片光合作用和呼吸作用的最适温度相同
B.29℃和30℃时叶片的光合作用速率与细胞呼吸速率相同
C.在28℃且每天光照6小时的环境中,花生叶片仍能够积累有机物
D.27℃时花生叶肉细胞中进行图2中Ⅱ所示的生理过程
【答案】A
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、图1中暗处理后有机物减少量代表呼吸作用速率,光照后与暗处理前相比有机物的增加量代表1小时光合作用与2小时呼吸作用的差值(先暗处理1小时,再光照1小时,共2小时呼吸作用)。通过计算可以得出不同温度下的光合作用速率和呼吸作用速率,进而找到最适温度。由图1可知,在实验的4个温度中,叶片光合作用和呼吸作用的最适温度相同,均为29℃,A正确。
B、29℃时,暗处理后有机物减少量为3mg/h,即呼吸作用速率为3mg/h;光照后与暗处理前相比有机物的增加量为3mg/h,则光合作用制造的有机物总量为3+3×2=9mg/h(光合作用制造的有机物总量等于光照后与暗处理前相比有机物的增加量加上暗处理1小时有机物的减少量再乘以2)。30℃时,暗处理后有机物减少量为1mg/h,即呼吸作用速率为1mg/h;光照后与暗处理前相比有机物的增加量为1mg/h,则光合作用制造的有机物总量为1+1×2=3mg/h。所以29℃和30℃时叶片的光合作用速率不同,细胞呼吸速率也不同。B错误。
C、在28℃时,暗处理后有机物减少量为2mg/h,即呼吸作用速率为2mg/h; 在每天光照6小时的环境中一昼夜有机物的积累量=6×5-(24-6)×2=30-36=-6<0,因此在28℃且每天光照6小时的环境中花生叶片不能积累有机物,C错误;
D、图2中Ⅱ所示的生理过程为光合作用大于呼吸作用,此时叶绿体不仅吸收线粒体产生的CO2,还需要从外界吸收CO2,同时向外界释放O2。而27℃时,暗处理后有机物减少量为1mg/h,即呼吸作用速率为1mg/h;光照后与暗处理前相比有机物的增加量为3mg/h,则光合作用制造的有机物总量为3+1×2=5mg/h,光合作用制造的有机物总量大于呼吸作用消耗的有机物量,但图2中Ⅱ表示的是叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用,而整个叶片的光合作用大于呼吸作用并不意味着每个叶肉细胞的光合作用都大于呼吸作用。D错误。
故选A。
【分析】分析图1中数据可知:暗处理后有机物减少量表示1h 植物呼吸作用消耗的有机物的量,即呼吸速率。光照阶段该植物有机物的积累量=光照后比处理前的有机物增加量+暗处理后有机物减少量,27℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为3+1=4mg/h;28℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为3+2=5mg/h;29℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为3+3=6mg/h、30℃植物光照阶段该植物有机物的积累量为1+1=2mg/h。
16.(2025高一上·福田期末)甲是渗透作用装置示意图(蔗糖不能过半透膜),乙、丙两曲线图中的横坐标代表时间。下列叙述正确的是(  )
A.玻璃管内的液面与烧杯的液面高度差的变化可用曲线乙表示
B.水分子由半透膜外(烧杯)进入半透膜内的速率变化可用曲线丙表示
C.达到渗透平衡时,半透膜两侧溶液浓度相等
D.达到渗透平衡时,玻璃管内的液面高于烧杯内的液面且保持不变
【答案】D
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】A、由于半透膜内是蔗糖溶液,烧杯中是蒸馏水,水分子会从烧杯通过半透膜进入玻璃管内,使玻璃管内液面升高,当达到渗透平衡时,液面不再变化。所以玻璃管内的液面与烧杯的液面高度差应先增大后稳定不变,可用曲线丙表示,而不是曲线乙(曲线乙表示逐渐降低),A不符合题意;
B、随着水分子不断从半透膜外(烧杯)进入半透膜内,半透膜两侧的浓度差逐渐减小,水分子进入半透膜内的速率也逐渐减慢,所以水分子由半透膜外(烧杯)进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示,而不是曲线丙(曲线丙表示速率增大),B不符合题意;
C、达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子进出速率相等,但由于蔗糖不能过半透膜,半透膜内仍为蔗糖溶液,烧杯中为蒸馏水,半透膜两侧溶液浓度并不相等,半透膜内溶液浓度大于半透膜外溶液浓度,C不符合题意;
D、因为半透膜内是蔗糖溶液,烧杯中是蒸馏水,水分子会从烧杯进入玻璃管内,使玻璃管内液面升高,达到渗透平衡时,玻璃管内的液面高于烧杯内的液面且保持不变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】半透膜两侧存在浓度差,渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
二、非选择题:共5小题,共60分。
17.(2025高一上·福田期末)下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡,可以介导蛋白质在A与B之间的运输。请据图回答以下问题:
(1)图中细胞的“消化车间”是   (填细胞器名称) ,其来源于    (填细胞器名称);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。
(2)图中COPⅡ负责从A   (填细胞结构名称)向B运输“货物”。
(3)为了研究分泌蛋白合成及分泌途径,向细胞中注射3H标记的亮氨酸。通过观察放射性依次出现的细胞结构是   (用文字和箭头描述),此研究方法称为   。
【答案】(1)溶酶体;高尔基体;衰老、损伤的细胞器
(2)内质网
(3)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜;同位素示踪法或(放射性)同位素标记法
【知识点】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)溶酶体含有多种水解酶,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,被称为细胞的“消化车间”。从图中可以看出,溶酶体来源于B高尔基体。除了图中所示的吞噬并分解细菌的功能外,溶酶体还能够分解衰老、损伤的细胞器,维持细胞内部环境的稳定。
(2)图中A是内质网,B是高尔基体,COPⅡ负责从A内质网向B高尔基体运输“货物”,将内质网加工后的蛋白质运输到高尔基体进行进一步的加工、分类和包装。
(3)分泌蛋白合成及分泌过程中,首先在核糖体上合成,然后进入内质网进行初步加工,再通过囊泡运输到高尔基体进行进一步加工、分类和包装,最后通过囊泡运输到细胞膜分泌到细胞外。所以向细胞中注射3H标记的亮氨酸,放射性依次出现的细胞结构是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。这种利用放射性同位素标记来研究物质合成及运输等过程的方法称为同位素示踪法或(放射性)同位素标记法。
【分析】(1)在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
(2)在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
(1)图中溶酶体是细胞的“消化车间”,其中含有多种水解酶,结合图示可知其来源于高尔基体,即图中的B;除了图中所示的功能外,即吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌,此外溶酶体还能够分解衰老、损伤的细胞器,进而保持细胞内部环境的稳定。
(2)图中COPⅡ负责从A内质网向B高尔基体运输“货物”,而COPⅠ主要负责将货物从高尔基体转运至内质网。
(3)为了研究分泌蛋白合成及分泌途径,向细胞中注射3H标记的亮氨酸。亮氨酸作为蛋白质的基本组成单位,参与细胞中分泌蛋白的合成,因而通过观察放射性的走向,可以确定分泌蛋白的合成与分泌过程,分泌蛋白合成和分泌的途径为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,该过程中消耗的能量主要来自线粒体,此研究方法称为 同位素示踪法或(放射性)同位素标记法。
18.(2025高一上·福田期末)图1是某同学利用紫色洋葱外表皮细胞观察植物细胞质壁分离与复原实验的显微照片,图2表示物质出入细胞膜的示意图,其中ABD代表物质或结构,abcde代表物质运输的方式,请据图分析回答有关问题:
(1)图1细胞处于细胞壁与   分离状态;在细胞发生质壁分离复原的过程中,细胞的吸水能力   (“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)图2该物理模型能体现细胞膜在功能上具有   。
(3)图2中的a~e的运输方式中,能表示葡萄糖进入红细胞的过程的是   (填图中字母)。
(4)下图中A、B、C、D、E为细胞结构,H标记的亮氨酸(简写为H-leu)参与图中过程合成了物质H-X。
若合成的物质H-X是分泌蛋白,需要图中   (填字母)高尔基体的参与,在此过程中B与C之间,C与D之间都通过   结构进行物质运输。
【答案】(1)原生质层;减弱
(2)选择透过性
(3)d
(4)C;囊泡
【知识点】生物膜的功能特性;细胞器之间的协调配合;质壁分离和复原;被动运输
【解析】【解答】(1)图1细胞处于细胞壁与 原生质层 分离状态;在细胞发生质壁分离复原的过程中,细胞液的浓度在逐渐降低,因而细胞的吸水能力在 减弱。
(2)图2显示,细胞膜能控制物质进出细胞,该物理模型体现了细胞膜在功能上具有选择透过性
(3)图2中的a~e的运输方式中,葡萄糖进入红细胞的方式属于协助扩散,需要载体,不需要能量,即图中的d表示的方式。
(4)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,整个过程还需要线粒体提供能量。若合成的物质H-X是分泌蛋白,需要图中 C高尔基体的参与,该过程中B与C之间,C与D之间都通过 囊泡 结构进行物质运输。
【分析】图1中细胞处于质壁分离或质壁分离复原状态;图2中A表示蛋白质,B表示磷脂双分子层,D表示糖蛋白,上侧表示细胞外侧,a表示将物质运进细胞的主动运输,b表示自由扩散,c表示通过通道蛋白的协助扩散,d表示通过载体蛋白的协助扩散,e表示将物质运出细胞的主动运输;图3中A-E依次表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。
(1)质壁分离是指细胞壁与原生质体处于分离状态,在细胞发生质壁分离复原的过程中,随着细胞吸水,细胞液渗透压逐渐减低,细胞的吸水能力减弱。
(2)图2表示细胞膜的功能特点是具有一定的选择透过性。
(3)图2中A表示蛋白质,B表示磷脂双分子层,D表示糖蛋白,上侧表示细胞外侧,a表示将物质运进细胞的主动运输,b表示自由扩散,c表示通过通道蛋白的协助扩散,d表示通过载体蛋白的协助扩散,e表示将物质运出细胞的主动运输,葡萄糖进入红细胞方式为d通过载体蛋白的协助扩散。
(4)图3中A-E依次表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。在分泌蛋白分泌过程中B内质网与C高尔基体之间,C高尔基体与D细胞膜之间都通过囊泡结构进行物质运输。
19.(2025高一上·福田期末)酶的抑制剂包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。不同的抑制剂抑制酶活性的原理如图1所示,其中竞争性抑制剂与底物争夺酶分子上的结合位点,而非竞争性抑制剂与酶的活性位点以外的部位结合,使酶分子的结构发生变化。现有两种类型的抑制剂,它们是抑制剂Ⅰ、抑制剂Ⅱ,为探究它们分别属于哪一种类型,某同学设计了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别 试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6
底物浓度 酶促反应速率 抑制剂 0 S 2S 3S 4S 5S
①无抑制剂
②抑制剂Ⅰ
③抑制剂Ⅱ
注:S代表某浓度值。
(1)该实验的自变量是   ,实验中无关变量保持相同且适宜,该实验的无关变量有   (至少写出3个)。
(2)表中酶促反应速率具体可用   来表示。
(3)实验过程:将某消化酶溶液等分为甲、乙、丙三组→将每组等分为6份→在乙、丙组中分别加入适量的溶于蒸馏水的抑制剂I、Ⅱ,在甲组中加入   ,一定条件下将三组消化酶溶液与等量的不同浓度的底物混合→定时取样检测,并记录实验结果,如图2所示。
(4)据图2分析可知,抑制剂Ⅰ属于   (填“竞争性”或“非竞争性”)抑制剂。
(5)在图2中绘出抑制剂Ⅱ对酶促反应速率影响的曲线   。
【答案】(1)抑制剂种类和底物浓度;温度、pH、酶浓度、抑制剂的量等
(2)单位时间内产物的生成量或底物的消耗量
(3)等量的蒸馏水
(4)竞争性
(5)
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】(1) 自变量:实验中人为改变的变量。本题中自变量是抑制剂种类和底物浓度。抑制剂种类:无抑制剂、抑制剂 I、抑制剂 II。底物浓度:0、S、2S、3S、4S、5S。无关变量:实验中需要保持相同且适宜的其他变量,至少包括:温度:酶活性受温度影响,需保持恒定。pH:酶活性受 pH 影响,需保持最适 pH。酶浓度:酶量需相同,避免因酶量差异影响反应速率。抑制剂的量:加入的抑制剂量需相同(除无抑制剂组)。反应时间:取样检测的时间需一致。
(2) 酶促反应速率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示。本题中可通过检测单位时间内产物的生成量或底物的减少量来衡量。
(3) 实验设计需设置对照组和实验组:甲组:加入等量的蒸馏水(作为无抑制剂的对照)。乙组:加入抑制剂 I。丙组:加入抑制剂 II。每组分为 6 份,分别与不同浓度的底物混合,在一定条件下反应后取样检测。
(4) 竞争性抑制剂:与底物竞争酶的结合位点,可通过增加底物浓度逆转抑制作用。非竞争性抑制剂:与酶的非活性位点结合,改变酶构象,抑制作用不可逆(通过增加底物浓度无法完全恢复活性)。
图2分析:无抑制剂时,酶促反应速率随底物浓度增加而上升,最终趋于平稳(Vmax)。
抑制剂 I 存在时,反应速率低于无抑制剂组,但随底物浓度增加,反应速率逐渐接近无抑制剂组(抑制作用可被高底物浓度部分逆转),表明抑制剂 I 是竞争性抑制剂。
(5) 抑制剂 II:根据题目描述为非竞争性抑制剂。非竞争性抑制剂的特点:与酶的非活性位点结合,降低酶活性。最大反应速率(Vmax)降低,因为部分酶被抑制。底物浓度增加无法完全逆转抑制作用,Km(米氏常数,反映酶对底物的亲和力)可能不变或略有变化。曲线绘制:无抑制剂组:曲线正常上升,达到 Vmax。抑制剂 I(竞争性):曲线右移,Vmax 不变(可通过高底物浓度达到相同 Vmax)。抑制剂 II(非竞争性):曲线整体下移,Vmax 降低,且右移不明显(Km 可能增加或不变)。
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
(1)分析题意,本实验目的是探究抑制剂分别属于哪一种类型,该实验的自变量是抑制剂种类和底物浓度;实验的无关变量应保持相同且适宜,该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的量等。
(2)酶促反应速率可以以单位时间内底物的减少量或产物的增加量为衡量指标,表中酶促反应速率具体可用单位时间内产物的生成量或底物的消耗量表示。
(3)设计实验应遵循对照原则、单一变量原则和等量性原则,故要探究不同抑制剂对酶活性的影响,实验步骤如下:将某消化酶溶液等分为甲、乙、丙三组→将每组等分为6份→在乙、丙组中分别加入适量的溶于蒸馏水的抑制剂I、Ⅱ,在甲组中加入等量的蒸馏水(作为空白对照),一定条件下将三组消化酶溶液与等量的不同浓度的底物混合→定时取样检测,并记录实验结果。
(4)由题意可知,竞争性抑制剂与底物争夺酶分子上的结合位点,而非竞争性抑制剂与酶的活性位点以外的部位结合,使酶分子的结构发生变化,图2中抑制剂Ⅰ作用下,随着底物浓度增加,酶促反应速率逐渐与对照组一致,说明其属于属于竞争性抑制剂。
(5)抑制剂II应属于非竞争性抑制剂,该类型的抑制剂与酶的活性位点以外的部位结合,使酶分子的结构发生变化,则酶促反应速率降低,且不会随着底物浓度增加而增加,可绘制图形如下:
20.(2025高一上·福田期末)种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。研究人员对小麦播种后到长出真叶(第10天,开始进行光合作用)期间的部分数据统计如下表。回答下列问题:
时间/d 0 2 4 6 8
种子干重/g 10.0 11.2 9.8 8.4 1.1
O2吸收量/mmol 3.2 18.6 54.0 96.5 126.0
CO2释放量/mmol 4.1 172.7 154.0 112.8 126.0
(1)小麦种子萌发时需要吸收大量的水,水分子进入细胞后的作用有   (答出2点即可)。小麦种子萌发长出根系后可以从土壤中吸收无机盐,该过程   (填“需要”或“不需要”)细胞呼吸提供能量。
(2)下图表示萌发的小麦种子内发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示生理过程。物质C是   ,物质E可用   溶液检测。
(3)小麦种子萌发过程中糖类含量的变化如下图所示。分析小麦种子播种后第2天,种子干重略有增加的原因是   。
【答案】(1)水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解; 细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与;运输营养物质和代谢废物;需要
(2)NADH;酸性重铬酸钾
(3)种子中淀粉大量水解为还原糖,需要消耗水分
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;有氧呼吸的过程和意义;主动运输
【解析】【解答】(1)水分子进入细胞后具有多种重要作用。水是细胞内良好的溶剂,许多物质能溶解在水中,便于细胞内的物质运输和化学反应进行;细胞内众多生物化学反应都需要水的参与;同时,水还能运输营养物质和代谢废物等。小麦种子萌发长出根系后,从土壤中吸收无机盐的方式主要是主动运输,主动运输需要载体蛋白协助且消耗能量,能量由细胞呼吸提供,所以该过程需要细胞呼吸提供能量。
(2)在细胞呼吸过程中,①过程是细胞呼吸的第一阶段,葡萄糖分解产生A丙酮酸和少量[H](即NADH);④过程是有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和水反应生成B二氧化碳和C(NADH),所以物质C是NADH。②过程是无氧呼吸的第二阶段,产生E酒精和B二氧化碳,酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测,二者反应呈现灰绿色。
(3)小麦种子播种后第2天,种子干重略有增加。这是因为种子中储存的淀粉大量水解为还原糖,而淀粉水解过程需要消耗水分,虽然种子干重增加,但增加的主要是结合水的质量,有机物质量实际上是减少的,只是这种增加在一定程度上体现为干重的增加。
【分析】(1)水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解;细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。
(2)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。
(3)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。
(4)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
(1)种子萌发过程中吸收的大量水分主要是细胞中的自由水,水具有以下作用:①水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解;②细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与;③多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中;④水在生物体内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外;种子根系从土壤吸收无机盐的方式主要为主动运输,主动运输的特点是逆浓度梯度运输、需要载体蛋白、需要消耗细胞代谢提供的能量。
(2)据图分析,葡萄糖可初步分解为丙酮酸和NADH,则图中①表示细胞呼吸第一阶段,A表示丙酮酸;丙酮酸和水进一步发生反应属于有氧呼吸第二阶段,发生于线粒体基质,生成二氧化碳和NADH,因此,图中C既为葡萄糖初步分解产物,又为丙酮酸与水反应的产物,则C为NADH,B为CO2,④为有氧呼吸第二阶段;葡萄糖初步分解的产生的NADH和丙酮酸参加有氧呼吸第二阶段生成的NADH最终会在线粒体内膜与O2发生彻底的氧化还原反应生成H2O,则图中D为O2,③为有氧呼吸第三阶段;图中A还可经无氧呼吸第二阶段转化为酒精和CO2,因此图中②表示无氧呼吸第二阶段,E表示酒精,可用酸性重铬酸钾溶液检测,颜色由橙色变为灰绿色。
(3)据图分析,种子萌发开始后淀粉占比开始减少,还原糖占比增加,说明萌发过程中淀粉水解为还原糖,该过程中消耗水,水分子中的元素通过水解作用进入还原糖导致种子干重略有增加。
21.(2025高一上·福田期末)小麦和玉米是我国北方地区普遍种植的农作物。一般情况下,在相对较弱光照条件下,小麦叶片的光合作用强度比玉米高;随着光照强度的提高,小麦叶片的光合作用强度不再增加时,玉米叶片的光合作用强度仍会继续提高。某小组测定了小麦和玉米叶片在一定的CO2浓度和适宜温度条件下,光合作用强度随光照强度的变化,如图所示。
(1)当光照强度为Y时,小麦光合作用制造的有机物是玉米的   倍;当光照强度为Z时,限制玉米光合作用强度的环境因素主要是   。
(2)假定一昼夜中白天光照时间为12h,当光照强度为Y时,   (填作物名称)一定不能正常生长,原因是   ,导致叶片无法为非光合作用部位供给有机物。
A.叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于白天光合作用制造的有机物
B.叶片白天光合作用制造的有机物小于白天呼吸作用消耗的有机物
C.叶片白天光合作用积累的有机物与晚上呼吸作用消耗的有机物持平
D.叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于晚上暗反应产生的有机物
(3)若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃,若将温度提高到30℃(其他条件不变),则图中M点的位置理论上会向   (选填“左”或“左下”或“右”或“右上”)移动。P点的位置理论上会向   (选填“左”或“左下”或“右”或“右上”)移动。
(4)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。一般情况下,小麦的光呼吸强度大于玉米。光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的   中,光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而   (填“升高”或“降低”),故生产实践中常用   的方法来降低光呼吸,以减少产量损失。
【答案】(1)1.5;CO2浓度
(2)玉米;C
(3)左下;右
(4)基质;升高;提高环境中CO2的浓度
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)光合作用制造的有机物量(总光合作用强度)等于净光合作用强度加上呼吸作用强度。从图中可知,当光照强度为Y时,小麦净光合作用吸收CO2量为0,其呼吸作用强度为2mg m 2 h 1,则小麦总光合作用制造的有机物对应的CO2吸收量为0+2=2mg m 2 h 1;玉米净光合作用吸收CO2量为4mg m 2 h 1,呼吸作用强度为2mg m 2 h 1,则玉米总光合作用制造的有机物对应的CO2吸收量为4+2=6, 故小麦光合作用制造的有机物是玉米的6/4=1.5倍。
当光照强度为Z时,玉米光照强度不再是限制光合作用的因素,此时随着光照强度增加,光合作用强度还在增加,又因为题干提到是在一定CO2浓度下测定的,所以限制玉米光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。
(2)当光照强度为Y时,玉米净光合作用吸收CO2量大于0,白天能积累有机物,晚上只进行呼吸作用消耗有机物,一昼夜中白天积累的有机物可能大于晚上消耗的有机物,所以玉米有可能正常生长;而小麦在光照强度为Y时,净光合作用为0,白天不积累有机物,晚上还要进行呼吸作用消耗有机物,即叶片白天光合作用积累的有机物与晚上呼吸作用消耗的有机物持平,所以小麦一定不能正常生长。
(3)已知a植物(这里可理解为图中小麦对应曲线相关植物情况)光合速率和呼吸速率的最适温度分别是
25℃和30℃。M点是光饱和点,当温度提高到30℃时,与光合作用有关的酶活性下降,光合速率下降,而呼吸作用增强,所以光饱和点降低,M点位置理论上会向左下移动;P点时表示呼吸作用强度,温度提高到30℃,呼吸作用增强,释放的CO2增多,所以P点位置理论上会向右移动。
(4)光呼吸中C5与O2结合的反应发生场所:光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中,这是光呼吸过程中的一个关键反应步骤。
光呼吸强度随细胞内O2与CO2比值的变化情况:一般情况下,小麦的光呼吸强度大于玉米,光呼吸中
C5与O2结合,当细胞内O2与CO2比值升高时,C5与O2结合的机会增多,光呼吸强度升高。
降低光呼吸的方法:因为光呼吸中C5与O2结合,所以生产实践中常用提高环境中CO2浓度的方法,使
C5更多地与CO2结合进行光合作用,从而降低光呼吸,以减少产量损失。
【分析】由题意可知,随着光照强度的增加,首先达到光合作用强度最大值的曲线b代表小麦,在较强光照强度下仍然能够进行光合作用的曲线代表玉米。
(1)由题意可知,随着光照强度的增加,首先达到光合作用强度最大值的曲线b代表小麦,在较强光照强度下仍然能够进行光合作用的曲线a代表玉米。小麦和玉米光合作用制造的有机物可用单位时间、单位面积上叶片固定的CO2量来表示。当光照强度为Y时,每小时小麦100cm2叶片制造的有机物是5+1=6mg,每小时玉米100cm2叶片制造的有机物是的2+2 =4mg,故小麦光合作用制造的有机物是玉米的6/4=1.5倍。限制植物光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度,当光照强度为Z时,已经达到该条件下玉米光合作用饱和点,所以此时限制玉米光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。
(2) 一昼夜中白天光照时间为12h,当光照强度为Y时,小麦和玉米每100cm2叶片光合作用制造的有机物量分别为6×12=72mg,4×12=48mg;小麦和玉米每100cm2叶片呼吸作用消耗的有机物量分别为1×24=24mg,2×24=48mg,故小麦每100cm2叶片一昼夜积累有机物是72-24=48mg,玉米每100cm2叶片一昼夜积累有机物是48-48=0mg,由此可见,玉米在12h光照时间内制造的有机物仅能满足叶片自身夜晚的呼吸作用消耗,无法满足其他非光合作用部位生长对有机物的需求,因此不能正常生长,C正确。
故选C。
(3)25℃为a植物光合速率所需的最活温度,而呼吸速率的最适温度是30℃,所以若将温度提高到30℃,植物的呼吸速率将上升,光合速率将下降,题图中M点的位置理论上的变化是向左下方移。P点的位置理论上会向右移动。
(4)C5位于叶绿体的基质中,故光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中。细胞内O2与CO2比值的升高,O2与C5结合机会增多,CO2与C5结合机会减少,故光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而升高。如果提高环境中CO2的浓度,会使细胞内O2与CO2比值的减小,减小O2与C5结合机会,增加CO2与C5结合机会,降低光呼吸减少产量损失。
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