2021年高考生物全国真题分类汇编专题01 组成细胞的分子及多样性
一、单选题
1．（2021·湖北）很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴（麦芽糖技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖
B．麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C．55～60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D．麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
2．（2021·辽宁）科研人员发现，运动能促进骨骼肌细胞合成FDC5蛋白，该蛋白经蛋白酶切割，产生的有活性的片段被称为鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞，使细胞中线粒体增多，能量代谢加快。下列有关叙述错误的是（ ）
A．脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染色
B．鸢尾素在体内的运输离不开内环境
C．蛋白酶催化了鸢尾素中肽键的形成
D．更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗
3．（2021·辽宁）蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是（ ）
A．叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质
B．胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质
C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质
D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
4．（2021·天津）富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是（ ）
A．磷是组成藻类细胞的微量元素
B．磷是构成藻类生物膜的必要元素
C．藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物
D．生态系统的磷循环在水生生物群落内完成
5．（2021·北京）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（ ）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
6．（2021·浙江）下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．"酶的催化效率"实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同
B．“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C．"探究酶的专一性"实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D．设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物
7．（2021·浙江）无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是（ ）
A．Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中
B．HCO3- 对体液pH 起着重要的调节作用
C．血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐
D．适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
8．（2021·湖南）以下生物学实验的部分操作过程，正确的是（ ）
实验名称 实验操作
A 检测生物组织中的还原糖 在待测液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液
B 观察细胞中DNA和RNA的分布 先加甲基绿染色，再加吡罗红染色
C 观察细胞中的线粒体 先用盐酸水解，再用健那绿染色
D 探究酵母菌种群数量变化 先将盖玻片放在计数室上，再在盖玻片边缘滴加培养液
A．A B．B C．C D．D
9．（2021·湖南）某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
10．（2021·河北）关于生物学实验的叙述，错误的是（ ）
A．NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同
B．染色质中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基绿着色
C．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液
D．利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度
11．（2021·全国甲）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
12．（2021·全国乙卷）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（ ）
A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色
C．观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
13．（2021·全国乙卷）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述错误的是（ ）
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
二、实验探究题
14．（2021·浙江） 1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成
回答下列问题：
（1）除表中4组外，其它2组的实验处理分别是： ； 。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、 。
（2）若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用 试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是 。
（3）制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是 ，以确保酶的活性。
（4）如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出2项原理不同的方法及相应原理）
三、综合题
15．（2021·河北）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植林随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水十氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度（mmol·m-2s-1） 85 65 196
叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.63
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716
光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括 等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的 ，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动 两种物质的合成以及 的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到 分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是 。
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；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、麦芽糖是植物细胞中特有的二糖，麦芽中存在麦芽糖，A错误；
B、麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，B错误；
C、据图可知，该过程55-60℃条件下保温6小时左右，是为了抑制细菌的生长，避免污染，C正确；
D、通常植物体内酶的最适温度高于动物，麦芽中的淀粉酶的最适温度比人的唾液淀粉酶高，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、糖类的种类及其分布和功能
种类 分子式 分布 生理功能
单
糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 动植物细胞 五碳糖是构成核酸的重要物质
脱氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖是细胞的主要能源物质
二
糖 蔗糖 C12H22O11 植物细胞 水解产物中都有葡萄糖
麦芽糖
乳糖 C12H22O11 动物细胞
多
糖 淀粉 （C6H10O5）n 植物细胞 淀粉是植物细胞中储存能量的物质
纤维素 纤维素是细胞壁的组成成分之一
糖原 动物细胞 糖原是动物细胞中储存能量的物质
2、酶
（1）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。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）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。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
2．【答案】C
【知识点】酶的相关综合；内环境的组成；检测脂肪的实验；线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色，A正确；
B、 鸢尾素是骨骼肌细胞合成的FDC5蛋白切割形成的，作用于白色脂肪细胞，期间需要血液运输，B正确；
C、蛋白酶的作用是水解蛋白质，催化肽键断裂，C错误；
D、细胞中线粒体增多，能量代谢加快，利于脂肪等有机物的消耗，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、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（或苏丹IV染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。（4）淀粉遇碘液变蓝。
2、体液调节指激素等化学物质（除激素以外，还有其他调节因子，如CO，等），通过体液传送的方式对生命活动进行调节。
3、蛋白酶是催化蛋白质水解的酶。
4、线粒体广泛存在于动植物细胞当中，是一种双层膜结构细胞器，是有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力车间”。
3．【答案】D
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能
【解析】【解答】A、叶绿体中光合作用光反应合成ATP需要ATP合成酶催化，A正确；
B、胰岛B细胞分泌胰岛素调节血糖下降，是一种蛋白质，B正确；
C、唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶（蛋白质）水解淀粉，C正确；
D、葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，不进入线粒体，线粒体上不存在运输葡萄糖的协助蛋白，D错误。
故答案为：D。
【分析】蛋白质的功能：①构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白；②催化作用：如绝大多数酶；③传递信息，即调节作用：如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）；⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。
4．【答案】B
【知识点】组成细胞的元素和化合物；生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、磷是组成细胞的大量元素，A错误；
B、磷脂构成生物膜的基本支架，含有磷元素，B正确；
C、ATP的元素组成为：C、H、O、N、P，淀粉的组成元素为：C、H、O，C错误；
D、磷循环属于物质循环，生态系统的物质循环具有全球性，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、组成细胞的元素从含量的角度分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N这四种元素的含量最多，是细胞的基本元素；微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu含量少，但是对于生物体的生长发育具有重要作用。
2、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。
5．【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验；酶的特性；叶绿体色素的提取和分离实验；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、探究酶的高效性，利用肝脏研磨液获得过氧化氢酶，A正确；
B、DNA粗提取的原理为不同物质在酒精溶液中溶解性不同，B正确；
C、色素分离原理色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，C错误；
D、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
2、DNA粗提取：（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大；破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可.如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜.例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液；（2）去除滤液中的杂质：方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同；方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，实质是蛋白质中的肽键可以与双缩脲试剂发生反应产生紫色的络合物。只要存在肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
6．【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A.加热会杀死马铃薯块茎中的酶，所以不能用熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎做酶的催化实验，A说法错误；
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，应将等量的酶中先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物，保证实验的准确，B说法正确；
C. "探究酶的专一性"实验中，设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖，C说法错误；
D.本尼迪特试剂的使用需要加热，不能用来检测该实验结果，D说法错误。
故答案为：B。
【分析】探究酶受温度影响时，不宜选过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢本身受热易分解，探究酶受Ph影响时，不宜淀粉和淀粉酶作用实验材料，因为在因变量的检测时需要
7．【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A. Mg2+是构成于叶绿素的重要成分，A说法错误；
B.HCO3-、 HPO42-等缓冲物质，维持着体液pH稳定，B说法正确；
C.血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐，C说法正确；
D.甲状腺激素的合成需要I，适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 ，D说法正确。
故答案为：A。
【分析】细胞中的无机盐绝大多数以离子形式存在，无机盐的生理功能：①是细胞中化合物的重要成分；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持细胞酸碱平衡；④维持细胞的正常形态（维持细胞的渗透压平衡）。
部分无机盐的功能：
无机盐 功能 含量异常症状
Na+ 维持细胞外液的渗透压 缺乏会导致细胞外液渗透压下降
K+ 促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持 缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭
Ca2+ 降低神经系统的兴奋性 血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时，会出现“花而不实”
Mg2+ 组成叶绿素的元素之一 缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用
Fe2+ 血红蛋白的组成成分 缺乏时患贫血
I﹣ 甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿
8．【答案】D
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；检测还原糖的实验；观察线粒体和叶绿体；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、检测生物组织中的还原糖使用斐林试剂。斐林试剂在使用时，需将甲液和乙液混合后再加入到待测样品中，A不符合题意；
B、观察细胞中DNA和RNA的分布时，是用甲基绿吡罗红混合染色剂对细胞染色，由于甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，可显示DNA和RNA在细胞中的分布，B不符合题意；
C、健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，因此观察线粒体时不需要用盐酸水解，C不符合题意；
D、用抽样检测法调查酵母菌种群数量变化的实验中，应先将盖玻片放在计数室上，将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入后，吸取多余的培养液后即可镜检开始计数，D符合题意。
故答案为：D
【分析】1.鉴别还原糖用的是斐林试剂，斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用。鉴别蛋白质用双缩脲试剂，使用时先加A液再加B液。
2.甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿对DNA亲和力强，使DNA显现出绿色，而吡罗红对RNA的亲和力强，使RNA呈现出红色。用甲基绿、吡罗红的混合染色剂将细胞染色，可同时显示DNA和RNA在细胞中的分布。
3.线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中，健那绿染液能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。通过染色，可以在高倍显微镜下观察到处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。
9．【答案】B
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因；细胞膜的功能；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、蛋白质磷酸化使蛋白质结构发生改变，可携带信号分子，蛋白质去磷酸化又恢复原来的结构将信号分子释放，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A不符合题意；
B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，蛋白质的结构发生改变，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B符合题意；
C、根据图示可知在进行细胞信号传递时，蛋白质的磷酸化是由ATP为其提供了磷酸基团和能量，所以ATP能参与细胞信号传递，C不符合题意；
D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，所以蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据图示可知信号进入过程中，蛋白质和ATP在蛋白激酶作用下，ATP为蛋白质提供磷酸基团并未这一过程提供能量，信号进入后，蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化。解答本题的关键是理解蛋白质结构与功能相适应且酶受温度和pH的影响。
10．【答案】B
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；检测还原糖的实验；叶绿体色素的提取和分离实验；土壤中动物类群丰富度的研究
【解析】【解答】A、斐林试剂的甲液为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂的A液为0.1g/mL的NaOH溶液，B液为0.01g/mL的CuSO4溶液，斐林试剂使用时需将甲乙液等量混匀、水浴加热后使用，双缩脲试剂使用时先加A液，创造碱性环境，再加4滴B液，A说法正确；
B.染色质中的DNA和蛋白质结合，同裸露的DNA相比，更不容易被甲基绿着色，B说法错误；
C.不同色素在层析液中的溶解度不同，层析液由20份石油醚、2份丙酮和1份苯酚混合而成，C说法正确；
D.常用取样器取样的方法对土壤中的小动物进行采集，并统计小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】 1、检测还原糖时使用斐林试剂，在水浴加热的条件下，会产生砖红色沉淀；检测蛋白质时使用双缩脲试剂，会在常温产生紫色络合物；
2、在提取和分离绿叶中的色素实验中，无水乙醇提取色素，纸层析法（利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的，扩散的快）分离色素。
11．【答案】C
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合；核酸的基本组成单位；糖类的种类及其分布和功能；生物大分子以碳链为骨架；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、①酶的化学本质是蛋白质或RNA，②抗体的化学本质是蛋白质，③激素的化学本质有氨基酸衍生物或者蛋白质或者脂质等；有机物中只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；
B、③激素不一定是大分子物质，如甲状腺激素、肾上腺髓质激素是氨基酸衍生物，④糖原是生物大分子，⑤脂肪不是生物大分子，B错误；
C、①酶的化学本质是蛋白质或RNA，单体是氨基酸（C、H、O、N等）或者核糖核苷酸（C、H、O、N、P），②抗体的化学成分是蛋白质，单体是氨基酸，⑥核酸的单体是核苷酸（C、H、O、N、P），C正确；
D、人体主要的能源物质是糖类，例如④糖类，⑥核酸是生物的遗传物质，⑤脂肪是机体主要的储能物质，D错误。
故答案选：C。
【分析】1、 酶：
2、抗体：机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
化学本质：球蛋白（蛋白质）
抗体的性质：特异性(一种抗体只能与一种抗原结合。)
3、激素的化学本质：
①多肽和蛋白质类激素：促激素释放激素、抗利尿激素、促激素、生长激素、胰岛素、胰高血糖素等。
②氨基酸衍生物：甲状腺激素、肾上腺素等。
③固醇类激素：性激素等。
4、有关能源物质的归纳：
能源物质：糖类、脂肪、蛋白质
主要的能源物质：糖类
细胞生命活动所需要的主要能源物质：葡萄糖
储能物质：淀粉、脂肪、糖原
动物细胞中的储能物质：脂肪、糖原
植物细胞中的储能物质：淀粉（主要）、脂肪
主要的储能物质：脂肪
细胞生命活动的直接能源物质：ATP
最终能量来源：太阳光
三大能源物质供能次序：糖类→脂肪→蛋白质
12．【答案】A
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；细胞膜的功能；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、活细胞不会被台盼蓝染成蓝色，而死细胞会被染成淡蓝色，A项中代谢旺盛的动物细胞属于活细胞，台盼蓝不能进入活细胞内，因此不会被染成蓝色，A错误；
B、龙胆紫能够使染色体着色，B正确；
C、盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，C正确；
D、用0.3g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱情片叶外表皮细胞后，显微镜下可观察到该细胞发生质壁分离现象，D正确：
故答案为：A.
【分析】1、活细胞具有选择透过性，一般情况下，不让染色剂计入细胞；健那绿是活细胞染色剂。
2、染色体溶液被碱性染料染成深色，例如龙胆紫。
3、观察核酸分布，盐酸作用：①将DNA和蛋白质分离；②改变细胞膜通透性。
4、质壁分离和复原的原理：
（1）质壁分离的原理：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。
（2）质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
用适宜浓度的蔗糖处理洋葱表皮细胞，可以观察植物细胞的质壁分离和复原。
13．【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A正确；
B、结合水是植物细胞结构的重要组成成分，B正确；
C、细胞的有氧呼吸过程中第二阶段消耗水，第三阶段产生水，C错误；
D、自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，如：自由水与结合水比值增大，细胞代谢旺盛，但抗逆性下降，D正确：
故答案为：C.
【分析】 1、细胞中水的存在形式与作用：
2、结合水和自由水的关系
①在一定条件下可以相互转
②两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率
自由水的比例高——代谢活跃，但抗逆性差
结合水的比例高——代谢下降，抗旱抗寒抗热等抗逆性增强。
3、细胞的有氧呼吸过程（C6H12O6+6H2O+6O2→6CO+12HO）消耗水，也能产生水。
14．【答案】（1）葡萄糖溶液＋酵母汁；葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液；酵母汁和B溶液
（2）双缩脲；葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液
（3）保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
（4）染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖。
【知识点】检测蛋白质的实验；生物膜的功能特性；酶的相关综合
【解析】【解答】（1）结合分析可知：为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液＋酵母汁（预期实验结果为有乙醇生成），另外一组为葡萄糖溶液＋A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶）＋B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），此组预期结果为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌（细胞中含有各类物质）、酵母汁和B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）中存在。（2）多肽用双缩脲试剂进行检测；据题干信息可知，M离子存在于B溶液中，故为验证M对乙醇发酵的是否为必需的，则应加设一组实验，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液：若有乙醇生成，则证明B不是必须的，若无乙醇生成，则证明B是必须的。（3）酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。（4）检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有：染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性：若为死细胞，则能被染色；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖：一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。
【分析】1、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。2、酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能。3、分析题干信息可知：本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，所给实验材料中，葡萄糖溶液为反应的底物，在此实验中为无关变量，其用量应一致；酵母菌为细胞生物，与其对应的酵母汁无细胞结构，可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”；而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
15．【答案】（1）细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；主动吸收
（2）镁；ATP和NADpH（或[H]）；水；C5（或RuBP）
（3）气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水的功能是：细胞内良好的溶剂；参与生化反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮。
故答案为：细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；主动吸收。
（2）叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应。光反应包括水的光解和ATP的合成，能产生NADPH（[H]）和氧气；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。
故答案为：镁；ATP、NADPH（或[H]）；水；C5（或RuBP）。
（3）从表格数据可知，水+氮组同对照组合施氮组相比，气孔导度增加，CO2吸收量增多，RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，植物有足量的CO2供应，增加了光合速率。
故答案为： 气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大 。
【分析】实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，自变量为补充氮、补充氮和水，因变量为自由水与结合水的比值、气孔导度、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、光合速率。
1 / 12021年高考生物全国真题分类汇编专题01 组成细胞的分子及多样性
一、单选题
1．（2021·湖北）很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴（麦芽糖技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖
B．麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C．55～60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D．麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、麦芽糖是植物细胞中特有的二糖，麦芽中存在麦芽糖，A错误；
B、麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，B错误；
C、据图可知，该过程55-60℃条件下保温6小时左右，是为了抑制细菌的生长，避免污染，C正确；
D、通常植物体内酶的最适温度高于动物，麦芽中的淀粉酶的最适温度比人的唾液淀粉酶高，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、糖类的种类及其分布和功能
种类 分子式 分布 生理功能
单
糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 动植物细胞 五碳糖是构成核酸的重要物质
脱氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖是细胞的主要能源物质
二
糖 蔗糖 C12H22O11 植物细胞 水解产物中都有葡萄糖
麦芽糖
乳糖 C12H22O11 动物细胞
多
糖 淀粉 （C6H10O5）n 植物细胞 淀粉是植物细胞中储存能量的物质
纤维素 纤维素是细胞壁的组成成分之一
糖原 动物细胞 糖原是动物细胞中储存能量的物质
2、酶
（1）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。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）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。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
2．（2021·辽宁）科研人员发现，运动能促进骨骼肌细胞合成FDC5蛋白，该蛋白经蛋白酶切割，产生的有活性的片段被称为鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞，使细胞中线粒体增多，能量代谢加快。下列有关叙述错误的是（ ）
A．脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染色
B．鸢尾素在体内的运输离不开内环境
C．蛋白酶催化了鸢尾素中肽键的形成
D．更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗
【答案】C
【知识点】酶的相关综合；内环境的组成；检测脂肪的实验；线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色，A正确；
B、 鸢尾素是骨骼肌细胞合成的FDC5蛋白切割形成的，作用于白色脂肪细胞，期间需要血液运输，B正确；
C、蛋白酶的作用是水解蛋白质，催化肽键断裂，C错误；
D、细胞中线粒体增多，能量代谢加快，利于脂肪等有机物的消耗，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、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（或苏丹IV染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。（4）淀粉遇碘液变蓝。
2、体液调节指激素等化学物质（除激素以外，还有其他调节因子，如CO，等），通过体液传送的方式对生命活动进行调节。
3、蛋白酶是催化蛋白质水解的酶。
4、线粒体广泛存在于动植物细胞当中，是一种双层膜结构细胞器，是有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力车间”。
3．（2021·辽宁）蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是（ ）
A．叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质
B．胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质
C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质
D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
【答案】D
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能
【解析】【解答】A、叶绿体中光合作用光反应合成ATP需要ATP合成酶催化，A正确；
B、胰岛B细胞分泌胰岛素调节血糖下降，是一种蛋白质，B正确；
C、唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶（蛋白质）水解淀粉，C正确；
D、葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，不进入线粒体，线粒体上不存在运输葡萄糖的协助蛋白，D错误。
故答案为：D。
【分析】蛋白质的功能：①构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白；②催化作用：如绝大多数酶；③传递信息，即调节作用：如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）；⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。
4．（2021·天津）富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是（ ）
A．磷是组成藻类细胞的微量元素
B．磷是构成藻类生物膜的必要元素
C．藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物
D．生态系统的磷循环在水生生物群落内完成
【答案】B
【知识点】组成细胞的元素和化合物；生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、磷是组成细胞的大量元素，A错误；
B、磷脂构成生物膜的基本支架，含有磷元素，B正确；
C、ATP的元素组成为：C、H、O、N、P，淀粉的组成元素为：C、H、O，C错误；
D、磷循环属于物质循环，生态系统的物质循环具有全球性，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、组成细胞的元素从含量的角度分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N这四种元素的含量最多，是细胞的基本元素；微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu含量少，但是对于生物体的生长发育具有重要作用。
2、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。
5．（2021·北京）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（ ）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验；酶的特性；叶绿体色素的提取和分离实验；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、探究酶的高效性，利用肝脏研磨液获得过氧化氢酶，A正确；
B、DNA粗提取的原理为不同物质在酒精溶液中溶解性不同，B正确；
C、色素分离原理色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，C错误；
D、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
2、DNA粗提取：（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大；破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可.如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜.例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液；（2）去除滤液中的杂质：方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同；方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，实质是蛋白质中的肽键可以与双缩脲试剂发生反应产生紫色的络合物。只要存在肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
6．（2021·浙江）下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．"酶的催化效率"实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同
B．“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C．"探究酶的专一性"实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D．设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物
【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A.加热会杀死马铃薯块茎中的酶，所以不能用熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎做酶的催化实验，A说法错误；
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，应将等量的酶中先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物，保证实验的准确，B说法正确；
C. "探究酶的专一性"实验中，设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖，C说法错误；
D.本尼迪特试剂的使用需要加热，不能用来检测该实验结果，D说法错误。
故答案为：B。
【分析】探究酶受温度影响时，不宜选过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢本身受热易分解，探究酶受Ph影响时，不宜淀粉和淀粉酶作用实验材料，因为在因变量的检测时需要
7．（2021·浙江）无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是（ ）
A．Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中
B．HCO3- 对体液pH 起着重要的调节作用
C．血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐
D．适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A. Mg2+是构成于叶绿素的重要成分，A说法错误；
B.HCO3-、 HPO42-等缓冲物质，维持着体液pH稳定，B说法正确；
C.血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐，C说法正确；
D.甲状腺激素的合成需要I，适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 ，D说法正确。
故答案为：A。
【分析】细胞中的无机盐绝大多数以离子形式存在，无机盐的生理功能：①是细胞中化合物的重要成分；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持细胞酸碱平衡；④维持细胞的正常形态（维持细胞的渗透压平衡）。
部分无机盐的功能：
无机盐 功能 含量异常症状
Na+ 维持细胞外液的渗透压 缺乏会导致细胞外液渗透压下降
K+ 促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持 缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭
Ca2+ 降低神经系统的兴奋性 血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时，会出现“花而不实”
Mg2+ 组成叶绿素的元素之一 缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用
Fe2+ 血红蛋白的组成成分 缺乏时患贫血
I﹣ 甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿
8．（2021·湖南）以下生物学实验的部分操作过程，正确的是（ ）
实验名称 实验操作
A 检测生物组织中的还原糖 在待测液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液
B 观察细胞中DNA和RNA的分布 先加甲基绿染色，再加吡罗红染色
C 观察细胞中的线粒体 先用盐酸水解，再用健那绿染色
D 探究酵母菌种群数量变化 先将盖玻片放在计数室上，再在盖玻片边缘滴加培养液
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；检测还原糖的实验；观察线粒体和叶绿体；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、检测生物组织中的还原糖使用斐林试剂。斐林试剂在使用时，需将甲液和乙液混合后再加入到待测样品中，A不符合题意；
B、观察细胞中DNA和RNA的分布时，是用甲基绿吡罗红混合染色剂对细胞染色，由于甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，可显示DNA和RNA在细胞中的分布，B不符合题意；
C、健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，因此观察线粒体时不需要用盐酸水解，C不符合题意；
D、用抽样检测法调查酵母菌种群数量变化的实验中，应先将盖玻片放在计数室上，将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入后，吸取多余的培养液后即可镜检开始计数，D符合题意。
故答案为：D
【分析】1.鉴别还原糖用的是斐林试剂，斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用。鉴别蛋白质用双缩脲试剂，使用时先加A液再加B液。
2.甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿对DNA亲和力强，使DNA显现出绿色，而吡罗红对RNA的亲和力强，使RNA呈现出红色。用甲基绿、吡罗红的混合染色剂将细胞染色，可同时显示DNA和RNA在细胞中的分布。
3.线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中，健那绿染液能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。通过染色，可以在高倍显微镜下观察到处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。
9．（2021·湖南）某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
【答案】B
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因；细胞膜的功能；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、蛋白质磷酸化使蛋白质结构发生改变，可携带信号分子，蛋白质去磷酸化又恢复原来的结构将信号分子释放，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A不符合题意；
B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，蛋白质的结构发生改变，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B符合题意；
C、根据图示可知在进行细胞信号传递时，蛋白质的磷酸化是由ATP为其提供了磷酸基团和能量，所以ATP能参与细胞信号传递，C不符合题意；
D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，所以蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据图示可知信号进入过程中，蛋白质和ATP在蛋白激酶作用下，ATP为蛋白质提供磷酸基团并未这一过程提供能量，信号进入后，蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化。解答本题的关键是理解蛋白质结构与功能相适应且酶受温度和pH的影响。
10．（2021·河北）关于生物学实验的叙述，错误的是（ ）
A．NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同
B．染色质中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基绿着色
C．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液
D．利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度
【答案】B
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；检测还原糖的实验；叶绿体色素的提取和分离实验；土壤中动物类群丰富度的研究
【解析】【解答】A、斐林试剂的甲液为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂的A液为0.1g/mL的NaOH溶液，B液为0.01g/mL的CuSO4溶液，斐林试剂使用时需将甲乙液等量混匀、水浴加热后使用，双缩脲试剂使用时先加A液，创造碱性环境，再加4滴B液，A说法正确；
B.染色质中的DNA和蛋白质结合，同裸露的DNA相比，更不容易被甲基绿着色，B说法错误；
C.不同色素在层析液中的溶解度不同，层析液由20份石油醚、2份丙酮和1份苯酚混合而成，C说法正确；
D.常用取样器取样的方法对土壤中的小动物进行采集，并统计小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】 1、检测还原糖时使用斐林试剂，在水浴加热的条件下，会产生砖红色沉淀；检测蛋白质时使用双缩脲试剂，会在常温产生紫色络合物；
2、在提取和分离绿叶中的色素实验中，无水乙醇提取色素，纸层析法（利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的，扩散的快）分离色素。
11．（2021·全国甲）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
【答案】C
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合；核酸的基本组成单位；糖类的种类及其分布和功能；生物大分子以碳链为骨架；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、①酶的化学本质是蛋白质或RNA，②抗体的化学本质是蛋白质，③激素的化学本质有氨基酸衍生物或者蛋白质或者脂质等；有机物中只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；
B、③激素不一定是大分子物质，如甲状腺激素、肾上腺髓质激素是氨基酸衍生物，④糖原是生物大分子，⑤脂肪不是生物大分子，B错误；
C、①酶的化学本质是蛋白质或RNA，单体是氨基酸（C、H、O、N等）或者核糖核苷酸（C、H、O、N、P），②抗体的化学成分是蛋白质，单体是氨基酸，⑥核酸的单体是核苷酸（C、H、O、N、P），C正确；
D、人体主要的能源物质是糖类，例如④糖类，⑥核酸是生物的遗传物质，⑤脂肪是机体主要的储能物质，D错误。
故答案选：C。
【分析】1、 酶：
2、抗体：机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
化学本质：球蛋白（蛋白质）
抗体的性质：特异性(一种抗体只能与一种抗原结合。)
3、激素的化学本质：
①多肽和蛋白质类激素：促激素释放激素、抗利尿激素、促激素、生长激素、胰岛素、胰高血糖素等。
②氨基酸衍生物：甲状腺激素、肾上腺素等。
③固醇类激素：性激素等。
4、有关能源物质的归纳：
能源物质：糖类、脂肪、蛋白质
主要的能源物质：糖类
细胞生命活动所需要的主要能源物质：葡萄糖
储能物质：淀粉、脂肪、糖原
动物细胞中的储能物质：脂肪、糖原
植物细胞中的储能物质：淀粉（主要）、脂肪
主要的储能物质：脂肪
细胞生命活动的直接能源物质：ATP
最终能量来源：太阳光
三大能源物质供能次序：糖类→脂肪→蛋白质
12．（2021·全国乙卷）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（ ）
A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色
C．观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
【答案】A
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；细胞膜的功能；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、活细胞不会被台盼蓝染成蓝色，而死细胞会被染成淡蓝色，A项中代谢旺盛的动物细胞属于活细胞，台盼蓝不能进入活细胞内，因此不会被染成蓝色，A错误；
B、龙胆紫能够使染色体着色，B正确；
C、盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，C正确；
D、用0.3g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱情片叶外表皮细胞后，显微镜下可观察到该细胞发生质壁分离现象，D正确：
故答案为：A.
【分析】1、活细胞具有选择透过性，一般情况下，不让染色剂计入细胞；健那绿是活细胞染色剂。
2、染色体溶液被碱性染料染成深色，例如龙胆紫。
3、观察核酸分布，盐酸作用：①将DNA和蛋白质分离；②改变细胞膜通透性。
4、质壁分离和复原的原理：
（1）质壁分离的原理：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。
（2）质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
用适宜浓度的蔗糖处理洋葱表皮细胞，可以观察植物细胞的质壁分离和复原。
13．（2021·全国乙卷）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述错误的是（ ）
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A正确；
B、结合水是植物细胞结构的重要组成成分，B正确；
C、细胞的有氧呼吸过程中第二阶段消耗水，第三阶段产生水，C错误；
D、自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，如：自由水与结合水比值增大，细胞代谢旺盛，但抗逆性下降，D正确：
故答案为：C.
【分析】 1、细胞中水的存在形式与作用：
2、结合水和自由水的关系
①在一定条件下可以相互转
②两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率
自由水的比例高——代谢活跃，但抗逆性差
结合水的比例高——代谢下降，抗旱抗寒抗热等抗逆性增强。
3、细胞的有氧呼吸过程（C6H12O6+6H2O+6O2→6CO+12HO）消耗水，也能产生水。
二、实验探究题
14．（2021·浙江） 1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成
回答下列问题：
（1）除表中4组外，其它2组的实验处理分别是： ； 。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、 。
（2）若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用 试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是 。
（3）制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是 ，以确保酶的活性。
（4）如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出2项原理不同的方法及相应原理）
【答案】（1）葡萄糖溶液＋酵母汁；葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液；酵母汁和B溶液
（2）双缩脲；葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液
（3）保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
（4）染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖。
【知识点】检测蛋白质的实验；生物膜的功能特性；酶的相关综合
【解析】【解答】（1）结合分析可知：为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液＋酵母汁（预期实验结果为有乙醇生成），另外一组为葡萄糖溶液＋A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶）＋B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），此组预期结果为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌（细胞中含有各类物质）、酵母汁和B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）中存在。（2）多肽用双缩脲试剂进行检测；据题干信息可知，M离子存在于B溶液中，故为验证M对乙醇发酵的是否为必需的，则应加设一组实验，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液：若有乙醇生成，则证明B不是必须的，若无乙醇生成，则证明B是必须的。（3）酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。（4）检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有：染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性：若为死细胞，则能被染色；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖：一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。
【分析】1、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。2、酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能。3、分析题干信息可知：本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，所给实验材料中，葡萄糖溶液为反应的底物，在此实验中为无关变量，其用量应一致；酵母菌为细胞生物，与其对应的酵母汁无细胞结构，可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”；而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
三、综合题
15．（2021·河北）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植林随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水十氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度（mmol·m-2s-1） 85 65 196
叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.63
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716
光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括 等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的 ，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动 两种物质的合成以及 的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到 分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是 。
【答案】（1）细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；主动吸收
（2）镁；ATP和NADpH（或[H]）；水；C5（或RuBP）
（3）气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水的功能是：细胞内良好的溶剂；参与生化反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮。
故答案为：细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；主动吸收。
（2）叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应。光反应包括水的光解和ATP的合成，能产生NADPH（[H]）和氧气；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。
故答案为：镁；ATP、NADPH（或[H]）；水；C5（或RuBP）。
（3）从表格数据可知，水+氮组同对照组合施氮组相比，气孔导度增加，CO2吸收量增多，RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，植物有足量的CO2供应，增加了光合速率。
故答案为： 气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大 。
【分析】实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，自变量为补充氮、补充氮和水，因变量为自由水与结合水的比值、气孔导度、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、光合速率。
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