阶段检测一——必修1
一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.合成生物学是生物科学的一个新兴分支学科,其研究成果有望破解人类面临的健康、能源、环境等诸多问题,比如为食品研发赋能:开发多种功能的替代蛋白、糖类和脂质等。下列有关蛋白质、糖类和脂质的叙述,正确的是( )
A.脂肪分子中C、H的比例高,O的比例低,是细胞的主要能源物质
B.糖原和淀粉的功能不同是因为其单体的排列顺序不同
C.细胞中各种蛋白质的合成过程都需要核糖体和线粒体参与
D.细胞膜、细胞质、细胞核中均含有由糖类参与形成的化合物
2.(2025·海口模拟)胶原蛋白在人体皮肤中起到支撑、连接和保护的作用,能够保持皮肤的弹性,减少皱纹。下列有关胶原蛋白的叙述,正确的是( )
A.胶原蛋白能与斐林试剂发生作用,产生紫色反应
B.胶原蛋白由氨基酸经不同的脱水缩合方式缩合而成
C.胶原蛋白的生理作用与碳链骨架以及功能基团有关
D.面膜中的胶原蛋白能被细胞直接吸收,使皮肤富有弹性
3.(2025·重庆渝中区模拟)分泌蛋白的合成、加工过程受到细胞严密的调控,如图表示分泌蛋白加工过程的调控,下列说法正确的是( )
A.正确折叠的蛋白A 直接通过囊泡运输的方式分泌到细胞外
B.伴侣蛋白通过直接与内质网膜表面的受体结合来激活受体
C.图中错误折叠和正确折叠的蛋白A,其氨基酸的种类、数目和排列顺序均相同
D.伴侣蛋白和蛋白A的基本单位、 结构和功能均不同
4.(2025·天津蓟州区一模)在某动物体内,由81个氨基酸形成的胰岛素原,被加工切除M片段(31~60)后成为能降低血糖的胰岛素(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A.加工后的胰岛素中至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基
B.加工完成后的胰岛素分子中含有的氨基数和羧基数均不会少于49个
C.胰岛素中的肽键在核糖体上形成,二硫键(—S—S—)在细胞质基质中形成
D.M片段的切除需要酶的催化,每生成一个M片段,同时会产生2个水分子
5.(2024·天津北辰区三模)集合管上皮细胞对集合管中的Na+、Cl-重吸收机制如图,①~④表示转运蛋白。下列叙述正确的是( )
A.图中转运蛋白合成时需核糖体、内质网和高尔基体等具膜结构的参与
B.Na+、Cl-通过①以协助扩散的方式进入上皮细胞
C.②③转运物质时均需要与被转运的物质相结合
D.磷酸化引起④的空间结构变化有利于Na+、K+的转运
6.(2025·绍兴模拟)磷脂酸(PA)是一种常见的磷脂,在组成细胞膜脂质中的占比约为0.25%。盐胁迫时(膜外Na+浓度显著高于膜内浓度),PA在细胞膜迅速聚集并与蛋白激酶SOS2结合,使钙结合蛋白(SCaBP8)磷酸化而解除对K+通道(AKT1)的抑制,同时还能激活钠氢转运蛋白(SOS1),具体调节机制如图所示。据此推测下列相关说法错误的是( )
A.HKT1活性增强时,AKT1活性减弱
B.盐胁迫下,Na+通过主动运输方式运输至细胞外
C.SOS1能同时转运H+和Na+,但仍具有专一性
D.盐胁迫下,细胞通过上述调节机制,激活SOS1和AKT1,抑制HKT1,从而有效缓解Na+对细胞的毒害作用
7.(2024·沈阳二模)将紫色洋葱外表皮细胞置于某种溶液中,细胞吸水力随质壁分离程度变化的曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.b时液泡颜色较a时深,a时液泡较b时大
B.由a至b过程中细胞体积明显缩小
C.将洋葱根尖分生区细胞置于此溶液中,也可出现同样实验现象
D.当外界溶液浓度与细胞液浓度相等时,没有水分进出细胞
8.(2025·泉州模拟)图示为一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.Na+排到细胞外需要通道蛋白并消耗能量
B.Mg2+进入细胞的速率与膜上载体蛋白的数量有关
C.细胞通过主动运输维持其内外K+浓度差
D.细胞内外离子浓度的差异体现了细胞膜具有选择透过性
9.(2024·福州一模)如图表示植物细胞光合作用及淀粉与蔗糖合成的调节过程,a~d表示物质。酶A是淀粉合成关键酶,其活性受叶绿体基质中磷酸丙糖与Pi的比值调节,比值越大活性越强。磷酸转运体是叶绿体膜上的重要蛋白质,夜间细胞质基质Pi浓度较高,促进磷酸转运体顺浓度梯度将Pi从细胞质基质运入叶绿体,同时将磷酸丙糖运出叶绿体。下列判断正确的是( )
A.a、b分别代表ATP与ADP,光反应将光能转化为化学能
B.植物从黑暗中转入适宜光照环境后,叶绿体内c含量上升,d含量下降
C.磷酸转运体活性高可促进蔗糖合成,从而降低暗反应中CO2固定速率
D.白天叶绿体中淀粉合成较活跃,夜晚细胞质基质中蔗糖合成较活跃
10.(2024·重庆渝北区模拟)铁是人体内必不可少的微量元素,如图表示铁被小肠吸收后转运至组织细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3+,以Tf—Fe3+结合形式进入血液。 Tf— Fe3+与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞,并在囊泡的酸性环境中将Fe3+转化成Fe2+释放,下列叙述正确的是( )
A.小肠上皮细胞的蛋白1和蛋白2都能运输 Fe2+且功能相同
B.Tf与TfR 结合后携带Fe3+进入细胞的方式依赖于膜的流动性
C.H+通过蛋白4进入囊泡需要载体、不需要能量
D.在物质运输过程中,蛋白1 需要与被运输物质结合
11.(2024·合肥二模)氨甲酰转移酶是大肠杆菌胞苷三磷酸(CTP)合成代谢的关键酶,由12条肽链分别构成多个与底物结合的催化亚基、多个与调节物(CTP和ATP)结合的调节亚基。该酶在溶液中存在R态和T态两种活性不同的构象,调节物或底物的结合均会影响其构象并会使反应的速率发生变化,如图所示。下列关于该酶的说法,正确的是( )
A.该酶至少含游离的氨基和羧基各12个,各亚基间主要通过肽键相连
B.ab段的变化原因是底物与催化亚基的结合使更多酶向T态转变
C.ATP的结合能进一步提高该反应的活化能,从而使酶的活性升高
D.CTP能反馈调节该酶的活性,有利于细胞内CTP含量的相对稳定
12.一般的金鱼细胞呼吸与其他鱼类没有多大区别,可处于北极的一种金鱼能在极度缺氧的环境下生存很长一段时间,原因是金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种新的“无氧代谢”机制——“分解葡萄糖产生乙醇(-80 ℃不结冰)”的奇异代谢过程,金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.过程③只有在极度缺氧环境中才会发生
B.若给肌细胞提供18O标记的O2,在CO2中也会检测到18O
C.过程①②③⑤均能生成ATP,其中过程②生成的ATP更多
D.向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由蓝变绿再变黄的现象
13.(2024·宝鸡模拟)如图,有氧呼吸过程中产生的[H]可以经过不同的途径传递,最终与O2结合生成H2O; 图中“物质6→物质7”过程容易被氰化物抑制; 给兔子提供氰化物后,兔子因呼吸被抑制而死亡,但给天南星科植物提供氰化物,呼吸仍能进行。依据上述信息判断下列说法正确的是( )
A.“物质 4→物质5”过程比“物质6→物质 7”过程产生的ATP多
B.天南星科植物开花时花序温度较高,但 ATP 生成量基本不变,此时途径2 增强
C.兔子细胞中的[H]传递只有途径1,天南星科植物的[H]传递只有途径2
D.有氧呼吸中的[H]来自丙酮酸和水,最终在线粒体内膜被消耗
14.(2024·宜昌联考)将若干生理状态相同、长度为3 cm的鲜萝卜条随机均分为四组,分别置于清水a(对照组)和三种物质的量浓度相同的b、c、d溶液(实验组)中,定时测量每组萝卜条平均长度,记录如图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.a、b、c三组的萝卜条细胞均发生了渗透吸水
B.90 min时,实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
C.40 min时,若将萝卜条全移至清水,足够时间后测量,则b、c组长度大于a、d组
D.40 min后,c组的萝卜细胞开始吸收葡萄糖导致质壁分离复原
15.(2025·龙岩模拟)颖壳是水稻种子外包的干燥鳞状的保护壳,含有一定量的叶绿素,使其在灌浆(结实)期为绿色。颖壳中叶绿素会随着颖壳衰老而消失,研究人员探究颖壳的光合作用对籽粒增重的影响,实验结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A.对稻穗提供14C标记的CO2,可追踪颖壳光合作用产物的转移途径
B.由图可知颖壳叶绿素含量消失后子房的增重速率趋于零
C.强势粒的颖壳最高叶绿素含量、最终子房重都高于弱势粒
D.实验结果表明颖壳光合作用制造的有机物全部转化为子房的重量
16.(2024·福州模拟)人工光植物工厂是一种新兴的植物生产方式。实验探究5种光强的 LED红蓝光对两种洋葱“紫玉”和“金冠”生长的影响,设置5种分别为100、200、300、400 和500 μmol·m-2·s-1的光强进行相同时间的处理,图1和图2分别为“紫玉”洋葱和“金冠”洋葱地上部分的质量,下列叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是洋葱的品种
B.光强越大,“金冠”洋葱的产量越高
C.5 种光强的红光与蓝光比例应保持一致
D.“紫玉”洋葱的最适光强为 500 μmol·m-2·s-1
17.(2025·北京海淀区一模)内生真菌生活在植物体内, 植物为内生真菌提供光合产物和矿物质, 内生真菌呼吸产生的 CO2可供植物利用。在恒定光照强度下, 研究人员测定了土壤不同N元素含量及有无内生真菌对植物光合速率的影响, 结果如图所示。下列相关分析不正确的是( )
A.土壤含 N量及 CO2浓度都是影响光合速率的环境因素
B.内生真菌呼吸产生的CO2可进入植物叶绿体基质参与暗反应
C.图中A点制约植物光合速率的主要环境因素是光照强度
D.在土壤高N含量下内生真菌可提高植物的光合速率
18.(2024·南昌一模)科学家研究发现,裂殖酵母的细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M),它受多种细胞周期蛋白(cyclin)和周期蛋白依赖性激酶(CDK)的共同调节,成熟促进因子(MPF,一种能使多种蛋白质磷酸化的CDK-cyclin复合物)能触发相关过程的转变。细胞从分裂间期进入分裂期依赖于关键激酶CDK1的调控,该酶驱动细胞分裂的过程转化伴随着磷酸化和去磷酸化的发生,其被磷酸化后活性受到抑制。如图为裂殖酵母的细胞周期调控过程示意图,下列说法错误的是( )
A.由图可知,细胞周期调控的关键时期是有丝分裂的分裂期
B.G2期CDK1磷酸化水平高,去磷酸化后才能使细胞进入M期
C.若抑制M期M-cyclin的降解,可能会延长细胞周期
D.可通过调节CDK1的活性,使细胞暂时停留在相应的阶段
19.(2024·银川模拟)如图为三种诱发细胞衰老的机制,下列有关细胞衰老的说法,错误的是( )
A.细胞周期阻滞是导致细胞衰老的关键环节
B.细胞端粒的延长或缩短都会加速细胞衰老
C.ATM等酶的磷酸化可能会引起细胞衰老
D.衰老细胞的DNA会有不同程度的损伤
20.(2025·芜湖模拟)果蝇从幼虫到预蛹的发育过程中,前中肠的肠上皮细胞内会发生线粒体自噬和内质网自噬。细胞自噬发生时,蛋白ATG8a会与待水解细胞器上的自噬受体蛋白结合,启动自噬过程。Parkin 和Keap1两种蛋白可分别提高线粒体和内质网上的自噬受体蛋白泛素化水平,进而促进自噬受体蛋白与ATG8a的结合。下列叙述错误的是( )
A.细胞自噬是果蝇肠上皮细胞生命历程中的正常过程,需要借助溶酶体完成
B.细胞自噬有利于维持细胞内部环境的相对稳定,但细胞自噬过于激烈,可能诱导细胞凋亡
C.提高Parkin和Keap1的泛素化水平将加速线粒体和内质网自噬
D.上述调节机制说明细胞可选择性地清除某些特定细胞器
二、非选择题(本题共5小题,共50分)
21.(11分)(2024·深圳二模)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组,一段时间后检测相关指标,结果如图。
(1)(2分)URAT1和GLUT9在细胞内____(填“需要”或“不需要”)需要高尔基体参与加工和转运过程。
(2)(2分)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘,有利于尿酸盐的重吸收,原因是________________________________。
(3)(3分)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是__________________。与其他两组比较,设置模型组的目的是_________________________。
(4)(4分)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是__________________________________,从而减少尿酸盐重吸收,为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为____________________。
22.(9分)(2025·枣庄模拟)植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时,引起光能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上,PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧破坏PSⅡ,使光合速率下降。中国科学院研究人员提出“非基因方式电子引流”的策略,利用能接收电子的人工电子梭(铁氰化钾)有效解除微藻的光抑制现象,实验结果如图所示。
(1)PSⅡ将水分解释放的电子用于____________与________结合,形成NADPH。该过程中发生的能量转化是_________________________________________________________。
(2)(3分)据图分析,当光照强度由Ⅰ1增加到Ⅰ2的过程中,对照组微藻的光能转化效率________(填“下降”“不变”或“上升”),理由是__________________________
________________________________________________________________________。
(3)(2分)根据实验结果可知,当光照强度过大时,加入铁氰化钾能够有效解除光抑制,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若将对照组中经Ⅰ1和Ⅰ3光照强度处理的微藻分别加入铁氰化钾后置于Ⅰ3光照强度下,________(填“Ⅰ1”或“Ⅰ3”)光照强度处理的微藻光合放氧速率较高。
23.(10分)(2024·郑州阶段检测)酶是一类极为重要的生物催化剂,由于酶的作用,生物体内的化学反应在温和的条件下可以高效和专一地进行。为研究酶X的作用及其作用特点,某同学将A、B两种物质混合,T1时加入酶X,在适宜温度和pH条件下,物质A、B浓度的变化曲线如图1所示。回答下列问题:
(1)(2分)酶X作为生物催化剂的具体作用机理是__________________________________。
(2)(3分)上述实验中,若适当增加酶X的使用量,则T2会________(填“提前”“不变”或“延后”),原因是_________________________________________________________。
(3)(5分)研究发现,酶抑制剂能作用于酶的某些基团,从而降低酶的活性甚至使酶完全丧失活性。酶抑制剂可分为:①不可逆性抑制剂(与酶结合,酶的活性不能恢复);②可逆性抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复),包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂等。竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的作用机理如图2所示,相应的反应速率情况如图3所示,其中a为未添加抑制剂时的反应速率。
①由图2推测,不可逆性抑制剂作用于酶后,酶的活性不能恢复的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②据图2分析,图3中曲线________对应竞争性抑制剂,判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
24.(9分)(2024·长治阶段检测)番茄是常用的研究植物光合作用的材料。
(1)(5分)某同学利用番茄新鲜绿色叶片进行色素的提取和分离实验,结果如图1所示。
①光合色素的主要功能有吸收光能、________,吸收的光能可用于将水分解产生____________。
②分析实验结果可知,含量最少的色素为__________,出现该实验结果的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(4分)农业生产中农药化肥的使用、土壤微生物的活动等均可产生NO。NO以S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO)的形式在植物体内储存和运输。某研究小组用GSNO处理番茄后,检测叶片光合色素含量与净光合速率,结果如图2。
①分析图2可知,GSNO处理番茄后光合速率下降的原因是___________________________
________________________________________________________________________;
②科研人员通过实验证实,PORC基因和PSY2基因分别是叶绿素与类胡萝卜素合成的关键基因,而HY5基因表达的HY5蛋白可直接结合两基因的启动子促进其转录。关于NO处理组光合速率下降的机理有两种观点:甲认为NO直接影响PORC基因和PSY2基因的表达量;乙认为NO直接影响HY5基因的表达量,进而影响PORC基因和PSY2基因的表达量。
若要探究哪种观点正确,则需要检测_______________________________________
________________________________________________________________________。
若乙的观点正确,则观点中的“影响”即________(填“促进”或“抑制”)。
25.(11分)(2024·绵阳阶段检测)秀丽隐杆线虫是多细胞真核生物,具有身体透明、细胞数量少和发育周期短等特点,是生物学研究的模式生物。
(1)秀丽隐杆线虫受精卵发育过程中共产生1 090个细胞,而成虫总共只有959个体细胞,一些细胞在固定的发育时间和固定位置消失的过程称为______________,该过程是由基因决定的____________的过程。
(2)(2分)秀丽隐杆线虫的体细胞遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,其根本原因是___________________________________________________________。
(3)(7分)关于细胞衰老的机制,自由基学说认为机体代谢产生的自由基积累过多,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,例如使细胞呼吸酶的活性下降,导致有氧呼吸第三阶段氧不能有效利用,从而产生更多的自由基,加速细胞衰老。儿茶素一直被认为是一种抗氧化剂,可以中和或防止由氧自由基(ROS)引起的氧化应激反应,从而发挥抗衰老的作用。为验证上述观点的准确性,研究者将秀丽隐杆线虫随机分为4组,利用BHA(常用的抗氧化剂)和EGCG(一种儿茶素)进行相关实验:
①定期检测秀丽隐杆线虫的生存率,结果如图1所示。从实验自变量的角度分析,图中对照组培养在__________________的培养基中。
②据图1推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。为验证上述推测,研究者进一步检测了秀丽隐杆线虫的线粒体呼吸酶活性、细胞呼吸强度和ROS含量,结果如图2所示。
EGCG组处理6 h后,导致ROS含量升高的原因是____________________________________。培养24 h及120 h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低。实验表明EGCG首先是通过短期内升高ROS的含量,从而____________________氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。
③以往的研究表明,ROS含量的升高会激活体内一种依赖skn基因表达的信号通路。该通路可提高超氧化物歧化酶SOD的含量,进而清除ROS。研究者将skn基因敲除的线虫均分为两组,一组用EGCG处理,另一组不做处理,检测不同时间的存活率。若实验结果是________________________________,则说明EGCG是通过激活上述信号通路发挥延缓衰老的作用。
阶段检测一——必修1
一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.合成生物学是生物科学的一个新兴分支学科,其研究成果有望破解人类面临的健康、能源、环境等诸多问题,比如为食品研发赋能:开发多种功能的替代蛋白、糖类和脂质等。下列有关蛋白质、糖类和脂质的叙述,正确的是( )
A.脂肪分子中C、H的比例高,O的比例低,是细胞的主要能源物质
B.糖原和淀粉的功能不同是因为其单体的排列顺序不同
C.细胞中各种蛋白质的合成过程都需要核糖体和线粒体参与
D.细胞膜、细胞质、细胞核中均含有由糖类参与形成的化合物
答案 D
解析 细胞中的主要能源物质是糖类,脂肪是良好的储能物质,A错误;糖原和淀粉的单体都是葡萄糖,其排列顺序不影响糖原和淀粉的功能,二者的空间结构不同,因而其功能不同,B错误;原核细胞中没有线粒体,故不是所有蛋白质的合成都需要线粒体参与,C错误;细胞膜上有糖蛋白,细胞质和细胞核中都有RNA,RNA中有五碳糖,因此,细胞膜、细胞质、细胞核中均含有由糖类参与形成的化合物,D正确。
2.(2025·海口模拟)胶原蛋白在人体皮肤中起到支撑、连接和保护的作用,能够保持皮肤的弹性,减少皱纹。下列有关胶原蛋白的叙述,正确的是( )
A.胶原蛋白能与斐林试剂发生作用,产生紫色反应
B.胶原蛋白由氨基酸经不同的脱水缩合方式缩合而成
C.胶原蛋白的生理作用与碳链骨架以及功能基团有关
D.面膜中的胶原蛋白能被细胞直接吸收,使皮肤富有弹性
答案 C
解析 胶原蛋白属于蛋白质,能与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,A错误;胶原蛋白由氨基酸经相同的脱水缩合方式缩合而成,B错误;蛋白质的功能与其空间结构有关,故胶原蛋白的生理作用与碳链骨架以及功能基团有关,C正确;面膜中的胶原蛋白不能被细胞直接吸收,D错误。
3.(2025·重庆渝中区模拟)分泌蛋白的合成、加工过程受到细胞严密的调控,如图表示分泌蛋白加工过程的调控,下列说法正确的是( )
A.正确折叠的蛋白A 直接通过囊泡运输的方式分泌到细胞外
B.伴侣蛋白通过直接与内质网膜表面的受体结合来激活受体
C.图中错误折叠和正确折叠的蛋白A,其氨基酸的种类、数目和排列顺序均相同
D.伴侣蛋白和蛋白A的基本单位、 结构和功能均不同
答案 C
解析 正确折叠的蛋白A还需要经过高尔基体的加工才能分泌到细胞外,A错误;据图可知,伴侣蛋白不参与内质网膜表面受体的活化,B错误; 错误折叠和正确折叠的蛋白A,只有空间结构不同,氨基酸的种类、数目和排列顺序均相同,C正确; 伴侣蛋白和蛋白A的基本单位相同,都是氨基酸,D错误。
4.(2025·天津蓟州区一模)在某动物体内,由81个氨基酸形成的胰岛素原,被加工切除M片段(31~60)后成为能降低血糖的胰岛素(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A.加工后的胰岛素中至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基
B.加工完成后的胰岛素分子中含有的氨基数和羧基数均不会少于49个
C.胰岛素中的肽键在核糖体上形成,二硫键(—S—S—)在细胞质基质中形成
D.M片段的切除需要酶的催化,每生成一个M片段,同时会产生2个水分子
答案 A
解析 加工后的胰岛素由2条肽链构成,因此至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基,A正确;加工完成后的胰岛素分子中含有的氨基数和羧基数均不会少于2个,B错误;胰岛素是分泌蛋白,其中的肽键在核糖体上形成,二硫键(—S—S—)在内质网中形成,C错误;M片段的切除需要酶的催化,每生成一个M片段需要消耗2个水分子,水解肽键需要消耗水分子而不是产生水分子,D错误。
5.(2024·天津北辰区三模)集合管上皮细胞对集合管中的Na+、Cl-重吸收机制如图,①~④表示转运蛋白。下列叙述正确的是( )
A.图中转运蛋白合成时需核糖体、内质网和高尔基体等具膜结构的参与
B.Na+、Cl-通过①以协助扩散的方式进入上皮细胞
C.②③转运物质时均需要与被转运的物质相结合
D.磷酸化引起④的空间结构变化有利于Na+、K+的转运
答案 D
解析 图中转运蛋白位于细胞膜上,其合成时需内质网和高尔基体等具膜结构的参与,核糖体无膜结构,A错误;Na+主要存在于细胞外液中,因此Na+进入细胞的方式是协助扩散,Cl-通过③方式转运出细胞是顺浓度梯度进行的,因此为协助扩散,则其进入上皮细胞的方式为主动运输,该过程消耗的是Na+的梯度势能,B错误;图中②③转运物质时不需要与被转运的物质相结合,C错误;磷酸化引起④钠钾泵的空间结构变化进而实现了Na+、K+的转运,该过程需要消耗能量,为主动运输,D正确。
6.(2025·绍兴模拟)磷脂酸(PA)是一种常见的磷脂,在组成细胞膜脂质中的占比约为0.25%。盐胁迫时(膜外Na+浓度显著高于膜内浓度),PA在细胞膜迅速聚集并与蛋白激酶SOS2结合,使钙结合蛋白(SCaBP8)磷酸化而解除对K+通道(AKT1)的抑制,同时还能激活钠氢转运蛋白(SOS1),具体调节机制如图所示。据此推测下列相关说法错误的是( )
A.HKT1活性增强时,AKT1活性减弱
B.盐胁迫下,Na+通过主动运输方式运输至细胞外
C.SOS1能同时转运H+和Na+,但仍具有专一性
D.盐胁迫下,细胞通过上述调节机制,激活SOS1和AKT1,抑制HKT1,从而有效缓解Na+对细胞的毒害作用
答案 D
解析 HKT1活性增强时,细胞内Na+增多,Na+会抑制AKT1活性,A正确;由图可知,Na+通过SOS1逆浓度梯度运出细胞的方式为主动运输,B 正确;转运蛋白 SOS1能同时转运 H+和Na+,而不能转运其他离子,说明其具有专一性,C正确;盐胁迫下,细胞通过上述调节机制,激活SOS1和AKT1,从而有效缓解Na+对细胞的毒害作用,但不能抑制HKT1的活性,D错误。
7.(2024·沈阳二模)将紫色洋葱外表皮细胞置于某种溶液中,细胞吸水力随质壁分离程度变化的曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.b时液泡颜色较a时深,a时液泡较b时大
B.由a至b过程中细胞体积明显缩小
C.将洋葱根尖分生区细胞置于此溶液中,也可出现同样实验现象
D.当外界溶液浓度与细胞液浓度相等时,没有水分进出细胞
答案 A
解析 图中横坐标为细胞质壁分离程度,b时细胞质壁分离程度比a时大,失水更多,故b时液泡颜色较a时深,a时液泡较b时大,A正确;由于细胞壁伸缩性很小,故细胞体积不会明显缩小,B错误;洋葱根尖分生区细胞无大液泡,不会发生质壁分离,C错误;当外界溶液浓度与细胞液浓度相等时,水分进出细胞达到平衡,D错误。
8.(2025·泉州模拟)图示为一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.Na+排到细胞外需要通道蛋白并消耗能量
B.Mg2+进入细胞的速率与膜上载体蛋白的数量有关
C.细胞通过主动运输维持其内外K+浓度差
D.细胞内外离子浓度的差异体现了细胞膜具有选择透过性
答案 A
解析 细胞内Na+的浓度远低于细胞外,说明Na+通过主动运输方式运输到细胞外,主动运输需要耗能,需要载体蛋白,A错误;细胞内Mg2+的浓度高于细胞外,说明Mg2+通过主动运输的方式运输到细胞内,主动运输的运输速率与载体蛋白的数量有关,B正确。
9.(2024·福州一模)如图表示植物细胞光合作用及淀粉与蔗糖合成的调节过程,a~d表示物质。酶A是淀粉合成关键酶,其活性受叶绿体基质中磷酸丙糖与Pi的比值调节,比值越大活性越强。磷酸转运体是叶绿体膜上的重要蛋白质,夜间细胞质基质Pi浓度较高,促进磷酸转运体顺浓度梯度将Pi从细胞质基质运入叶绿体,同时将磷酸丙糖运出叶绿体。下列判断正确的是( )
A.a、b分别代表ATP与ADP,光反应将光能转化为化学能
B.植物从黑暗中转入适宜光照环境后,叶绿体内c含量上升,d含量下降
C.磷酸转运体活性高可促进蔗糖合成,从而降低暗反应中CO2固定速率
D.白天叶绿体中淀粉合成较活跃,夜晚细胞质基质中蔗糖合成较活跃
答案 D
解析 由图可知,a在类囊体薄膜上反应,代表ADP和Pi,b在叶绿体基质中参与暗反应,代表ATP,A错误;由图可知,d接受CO2参与反应,代表C5,生成了c,所以c代表C3,光反应产生的ATP和NADPH用于暗反应阶段C3的还原,植物从黑暗中转入适宜光照环境,促进C3的还原导致C3含量减少,C5含量增加,B错误;由题干信息可知,磷酸转运体活性高,可促进磷酸丙糖转运出叶绿体,用于合成蔗糖,从而促进C3的还原,进而提高暗反应中CO2的固定速率,C错误;由题干信息可知,夜间细胞质基质Pi浓度较高,促进磷酸转运体顺浓度梯度将Pi从细胞质基质运入叶绿体,同时将磷酸丙糖运出叶绿体,促进蔗糖合成,即夜间细胞质基质中蔗糖合成较活跃,而白天叶绿体中淀粉合成较活跃,D正确。
10.(2024·重庆渝北区模拟)铁是人体内必不可少的微量元素,如图表示铁被小肠吸收后转运至组织细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3+,以Tf—Fe3+结合形式进入血液。 Tf— Fe3+与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞,并在囊泡的酸性环境中将Fe3+转化成Fe2+释放,下列叙述正确的是( )
A.小肠上皮细胞的蛋白1和蛋白2都能运输 Fe2+且功能相同
B.Tf与TfR 结合后携带Fe3+进入细胞的方式依赖于膜的流动性
C.H+通过蛋白4进入囊泡需要载体、不需要能量
D.在物质运输过程中,蛋白1 需要与被运输物质结合
答案 B
解析 如图所示,Fe2+是通过蛋白1运输到细胞外,该运输方式是协助扩散, 蛋白2将 Fe2+转化成Fe3+,说明其具有催化作用,A错误; Tf与TfR 结合后形成大分子复合体,因此其携带 Fe3+进入细胞的方式是胞吞,该方式体现了细胞膜具有流动性,B正确; H+进入囊泡是逆浓度梯度进行的,方式是主动运输,需要能量,C错误;蛋白1是通道蛋白,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D错误。
11.(2024·合肥二模)氨甲酰转移酶是大肠杆菌胞苷三磷酸(CTP)合成代谢的关键酶,由12条肽链分别构成多个与底物结合的催化亚基、多个与调节物(CTP和ATP)结合的调节亚基。该酶在溶液中存在R态和T态两种活性不同的构象,调节物或底物的结合均会影响其构象并会使反应的速率发生变化,如图所示。下列关于该酶的说法,正确的是( )
A.该酶至少含游离的氨基和羧基各12个,各亚基间主要通过肽键相连
B.ab段的变化原因是底物与催化亚基的结合使更多酶向T态转变
C.ATP的结合能进一步提高该反应的活化能,从而使酶的活性升高
D.CTP能反馈调节该酶的活性,有利于细胞内CTP含量的相对稳定
答案 D
解析 肽链上相邻氨基酸通过肽键相连,氨甲酰转移酶的12条肽链之间不是通过肽键相连的,而是通过其他化学键如二硫键相连,A错误;ab段的酶促反应速率增大原因是底物浓度增加,加快了酶促反应的进行,不是因为底物与催化亚基的结合使更多酶向T态转变,B错误;ATP的结合能加快酶促反应的速率,说明降低了化学反应所需的活化能,C错误;CTP是该酶促反应的产物,产物CTP增多,会减弱该酶促反应的速率,从而减弱CTP产生的速度,有利于细胞内CTP含量的相对稳定,D正确。
12.一般的金鱼细胞呼吸与其他鱼类没有多大区别,可处于北极的一种金鱼能在极度缺氧的环境下生存很长一段时间,原因是金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种新的“无氧代谢”机制——“分解葡萄糖产生乙醇(-80 ℃不结冰)”的奇异代谢过程,金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.过程③只有在极度缺氧环境中才会发生
B.若给肌细胞提供18O标记的O2,在CO2中也会检测到18O
C.过程①②③⑤均能生成ATP,其中过程②生成的ATP更多
D.向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由蓝变绿再变黄的现象
答案 B
解析 过程③是有氧呼吸的第一阶段,因而在有氧条件下过程③也会发生,A错误;18O标记的O2进行有氧呼吸产生HO,HO进入肌细胞的线粒体基质与丙酮酸反应生成C18O2,B正确;①③过程能产生ATP,②⑤过程不生成ATP,C错误;向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由橙色变为灰绿色的现象,D错误。
13.(2024·宝鸡模拟)如图,有氧呼吸过程中产生的[H]可以经过不同的途径传递,最终与O2结合生成H2O; 图中“物质6→物质7”过程容易被氰化物抑制; 给兔子提供氰化物后,兔子因呼吸被抑制而死亡,但给天南星科植物提供氰化物,呼吸仍能进行。依据上述信息判断下列说法正确的是( )
A.“物质 4→物质5”过程比“物质6→物质 7”过程产生的ATP多
B.天南星科植物开花时花序温度较高,但 ATP 生成量基本不变,此时途径2 增强
C.兔子细胞中的[H]传递只有途径1,天南星科植物的[H]传递只有途径2
D.有氧呼吸中的[H]来自丙酮酸和水,最终在线粒体内膜被消耗
答案 B
解析 “物质4→物质5”过程是有氧呼吸第二阶段,产生少量ATP, “物质6→物质7”过程是有氧呼吸第三阶段,产生大量ATP,A错误; ATP生成量基本不变,表明途径1正常进行,但花序温度升高表明有机物中的能量被更多地释放出来转化成了热能,途径2不额外产生ATP,但会产生热量,因此途径2增强,B正确;给兔子提供氰化物后,兔子因呼吸被抑制而死亡,表明兔子细胞中的[H]传递只有途径1,但天南星科植物呼吸仍能进行,因此天南星科植物的[H]传递肯定存在途径2,但可能还存在途径1,C错误;有氧呼吸中的[H]来自葡萄糖、丙酮酸和水,最终在线粒体内膜被消耗,D错误。
14.(2024·宜昌联考)将若干生理状态相同、长度为3 cm的鲜萝卜条随机均分为四组,分别置于清水a(对照组)和三种物质的量浓度相同的b、c、d溶液(实验组)中,定时测量每组萝卜条平均长度,记录如图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.a、b、c三组的萝卜条细胞均发生了渗透吸水
B.90 min时,实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
C.40 min时,若将萝卜条全移至清水,足够时间后测量,则b、c组长度大于a、d组
D.40 min后,c组的萝卜细胞开始吸收葡萄糖导致质壁分离复原
答案 D
解析 清水组萝卜条细胞发生了渗透吸水,甘油溶液和葡萄糖溶液组萝卜条先渗透失水后渗透吸水,A正确;蔗糖使萝卜细胞失去水分,所以细胞液浓度变大,甘油组和葡萄糖组由于细胞都吸收了溶质,所以细胞液浓度也变大,B正确;最初萝卜条的细胞液浓度一致,萝卜条b和c吸收了甘油和葡萄糖,导致细胞中溶质多于a和d组,40 min时,将萝卜条全移至清水,足够时间后测量,则b、c组长度大于a、d组,C正确;萝卜细胞一开始就吸收葡萄糖,并非从40 min后开始吸收,D错误。
15.(2025·龙岩模拟)颖壳是水稻种子外包的干燥鳞状的保护壳,含有一定量的叶绿素,使其在灌浆(结实)期为绿色。颖壳中叶绿素会随着颖壳衰老而消失,研究人员探究颖壳的光合作用对籽粒增重的影响,实验结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A.对稻穗提供14C标记的CO2,可追踪颖壳光合作用产物的转移途径
B.由图可知颖壳叶绿素含量消失后子房的增重速率趋于零
C.强势粒的颖壳最高叶绿素含量、最终子房重都高于弱势粒
D.实验结果表明颖壳光合作用制造的有机物全部转化为子房的重量
答案 D
解析 光合作用暗反应的原料是CO2,对稻穗提供14C标记的CO2,可追踪颖壳光合作用产物的转移途径,A正确;根据图中曲线可知,强势粒的颖壳最高叶绿素含量、最终子房重都高于弱势粒,C正确;实验结果表明颖壳光合作用制造的有机物转化为子房的重量,但不能得出光合作用制造的有机物全部转化为子房的重量的结论,D错误。
16.(2024·福州模拟)人工光植物工厂是一种新兴的植物生产方式。实验探究5种光强的 LED红蓝光对两种洋葱“紫玉”和“金冠”生长的影响,设置5种分别为100、200、300、400 和500 μmol·m-2·s-1的光强进行相同时间的处理,图1和图2分别为“紫玉”洋葱和“金冠”洋葱地上部分的质量,下列叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是洋葱的品种
B.光强越大,“金冠”洋葱的产量越高
C.5 种光强的红光与蓝光比例应保持一致
D.“紫玉”洋葱的最适光强为 500 μmol·m-2·s-1
答案 C
解析 该实验的自变量是洋葱的品种和光照强度,A错误;在一定范围内,光强越大,“金冠”洋葱的地上部分质量越高,B错误;除了实验的自变量以外,其他无关变量应保持一致,因此5种光强的红光与蓝光比例应保持一致,C正确;就图中所给的光强而言,“紫玉”洋葱的最适光强为 300 μmol·m-2·s-1左右,D错误。
17.(2025·北京海淀区一模)内生真菌生活在植物体内, 植物为内生真菌提供光合产物和矿物质, 内生真菌呼吸产生的 CO2可供植物利用。在恒定光照强度下, 研究人员测定了土壤不同N元素含量及有无内生真菌对植物光合速率的影响, 结果如图所示。下列相关分析不正确的是( )
A.土壤含 N量及 CO2浓度都是影响光合速率的环境因素
B.内生真菌呼吸产生的CO2可进入植物叶绿体基质参与暗反应
C.图中A点制约植物光合速率的主要环境因素是光照强度
D.在土壤高N含量下内生真菌可提高植物的光合速率
答案 C
解析 由图可知,土壤含N量的差异会影响光合速率, CO2浓度也会影响光合速率,A正确;该实验在恒定光照强度下进行,图中A点制约植物光合速率的主要环境因素是CO2浓度,C错误。
18.(2024·南昌一模)科学家研究发现,裂殖酵母的细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M),它受多种细胞周期蛋白(cyclin)和周期蛋白依赖性激酶(CDK)的共同调节,成熟促进因子(MPF,一种能使多种蛋白质磷酸化的CDK-cyclin复合物)能触发相关过程的转变。细胞从分裂间期进入分裂期依赖于关键激酶CDK1的调控,该酶驱动细胞分裂的过程转化伴随着磷酸化和去磷酸化的发生,其被磷酸化后活性受到抑制。如图为裂殖酵母的细胞周期调控过程示意图,下列说法错误的是( )
A.由图可知,细胞周期调控的关键时期是有丝分裂的分裂期
B.G2期CDK1磷酸化水平高,去磷酸化后才能使细胞进入M期
C.若抑制M期M-cyclin的降解,可能会延长细胞周期
D.可通过调节CDK1的活性,使细胞暂时停留在相应的阶段
答案 A
解析 由题干信息可知,成熟促进因子(MPF)能触发细胞周期中相关过程的转变,而由题图可知,MPF在分裂间期合成,故细胞周期调控的关键时期是分裂间期,A错误;由题图可知,MPF能启动有丝分裂,而G2期形成的MPF并未立刻启动有丝分裂,结合题干信息推测是因为推动细胞进入分裂期的CDK1活性被抑制,即G2期CDK1磷酸化水平高,导致细胞不能进入分裂期,去磷酸化后CDK1活性恢复,细胞能进入分裂期,B正确;由题图可知,M期M-cyclin降解,细胞从M期进入G1期,若抑制M期M-cyclin的降解,细胞可能会继续停留在M期从而使M期延长,最终使细胞周期延长,C正确;由题图可知,cyclin与CDK1结合形成的MPF能触发酶促反应,促使细胞进入下一个时期,通过调节CDK1的活性,可以影响MPF的作用,使细胞周期暂停在相应的阶段,D正确。
19.(2024·银川模拟)如图为三种诱发细胞衰老的机制,下列有关细胞衰老的说法,错误的是( )
A.细胞周期阻滞是导致细胞衰老的关键环节
B.细胞端粒的延长或缩短都会加速细胞衰老
C.ATM等酶的磷酸化可能会引起细胞衰老
D.衰老细胞的DNA会有不同程度的损伤
答案 B
解析 三种方式都会引发细胞周期阻滞,进而产生衰老特征引起细胞衰老,A正确;端粒缩短会加速衰老,延长可以延缓衰老,B错误;激活DNA损伤反应会引起ATM等酶的磷酸化,进而引发衰老,C正确。
20.(2025·芜湖模拟)果蝇从幼虫到预蛹的发育过程中,前中肠的肠上皮细胞内会发生线粒体自噬和内质网自噬。细胞自噬发生时,蛋白ATG8a会与待水解细胞器上的自噬受体蛋白结合,启动自噬过程。Parkin 和Keap1两种蛋白可分别提高线粒体和内质网上的自噬受体蛋白泛素化水平,进而促进自噬受体蛋白与ATG8a的结合。下列叙述错误的是( )
A.细胞自噬是果蝇肠上皮细胞生命历程中的正常过程,需要借助溶酶体完成
B.细胞自噬有利于维持细胞内部环境的相对稳定,但细胞自噬过于激烈,可能诱导细胞凋亡
C.提高Parkin和Keap1的泛素化水平将加速线粒体和内质网自噬
D.上述调节机制说明细胞可选择性地清除某些特定细胞器
答案 C
解析 自噬是果蝇肠上皮细胞生命历程中的正常过程,是细胞利用溶酶体选择性清除自身受损、衰老的细胞器,或降解过剩的生物大分子,供细胞回收利用的正常生命过程,A正确;根据题意可知,自噬发生时,蛋白ATG8a会与待水解细胞器上的自噬受体蛋白结合,启动自噬过程,Parkin和Keap1两种蛋白可分别提高线粒体和内质网上的自噬受体蛋白泛素化水平,进而促进自噬受体蛋白与ATG8a的结合,而不是提高Parkin和Keap1的泛素化水平,C错误;果蝇从幼虫到预蛹的发育过程中,前中肠的肠上皮细胞内会发生线粒体自噬和内质网自噬,上述调节机制说明细胞可选择性地清除某些特定细胞器,D正确。
二、非选择题(本题共5小题,共50分)
21.(11分)(2024·深圳二模)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组,一段时间后检测相关指标,结果如图。
(1)(2分)URAT1和GLUT9在细胞内____(填“需要”或“不需要”)需要高尔基体参与加工和转运过程。
(2)(2分)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘,有利于尿酸盐的重吸收,原因是________________________________。
(3)(3分)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是__________________。与其他两组比较,设置模型组的目的是_________________________。
(4)(4分)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是__________________________________,从而减少尿酸盐重吸收,为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为____________________。
答案 (1)需要 (2)肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大吸收面积 (3)有无尿酸氧化酶抑制剂 和对照组相比,确定模型制备是否成功;和治疗组相比,说明治疗的效果如何 (4)F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达 给高尿酸血症大鼠灌服等量生理盐水配制的E溶液
解析 (1)细胞膜上转运蛋白的合成、加工过程中需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等多种细胞器的共同参与,因此URAT1和GLUT9在细胞内需要高尔基体参与加工和转运过程。(2)据图可知,URAT1分布于肾小管细胞刷状缘,由于肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大了吸收面积,有利于尿酸盐的重吸收。(3)由题可得,模型组与空白对照组相比,区别是灌服药物不同,模型组灌服的是尿酸氧化酶抑制剂,故自变量为有无尿酸氧化酶抑制剂,其作用为设置对照,和对照组相比,确定模型制备是否成功;和治疗组相比,说明治疗的效果如何。(4)由检测结果可以推测出,F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达,从而减少尿酸盐重吸收。为了进一步评价F的作用效果,还需要设置对照组:给高尿酸血症大鼠灌服等量生理盐水配制的E溶液。
22.(9分)(2025·枣庄模拟)植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时,引起光能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上,PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧破坏PSⅡ,使光合速率下降。中国科学院研究人员提出“非基因方式电子引流”的策略,利用能接收电子的人工电子梭(铁氰化钾)有效解除微藻的光抑制现象,实验结果如图所示。
(1)PSⅡ将水分解释放的电子用于____________与________结合,形成NADPH。该过程中发生的能量转化是_________________________________________________________。
(2)(3分)据图分析,当光照强度由Ⅰ1增加到Ⅰ2的过程中,对照组微藻的光能转化效率________(填“下降”“不变”或“上升”),理由是__________________________
________________________________________________________________________。
(3)(2分)根据实验结果可知,当光照强度过大时,加入铁氰化钾能够有效解除光抑制,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若将对照组中经Ⅰ1和Ⅰ3光照强度处理的微藻分别加入铁氰化钾后置于Ⅰ3光照强度下,________(填“Ⅰ1”或“Ⅰ3”)光照强度处理的微藻光合放氧速率较高。
答案 (1)NADP+ H+ 光能转化为化学能 (2)下降 光照强度由Ⅰ1到Ⅰ2过程中,光照强度增加,光合作用利用的光能不变 (3)铁氰化钾能将光合作用产生的电子及时导出,使细胞内活性氧水平下降,降低PSⅡ受损伤的程度
(4)Ⅰ1
解析 (1)光反应中,水分解为O2、H+和电子,电子与H+、NADP+结合形成NADPH,该过程中光能转化为NADPH中的化学能。(2)由图可知光照强度从Ⅰ1到Ⅰ2的过程中,对照组微藻的光合放氧速率不变,即光合作用利用的光能不变,但光照强度增加,因此光能转化效率下降。(3)由题干信息可知,“电子积累过多会产生活性氧破坏PSⅡ,使光合速率下降”,推测铁氰化钾能将光合作用产生的电子及时导出,使细胞内活性氧水平下降,降低PSⅡ受损伤的程度,因而能够有效解除光抑制。(4)对照组中经Ⅰ1光照强度处理的微藻PSⅡ没有被破坏,加入铁氰化钾后,光抑制解除,置于Ⅰ3光照强度下,光合放氧速率会升高;而Ⅰ3光照强度下,对照组微藻细胞中PSⅡ已经被累积的电子破坏,加入铁氰化钾后并不能恢复,光合放氧速率仍然较低。
23.(10分)(2024·郑州阶段检测)酶是一类极为重要的生物催化剂,由于酶的作用,生物体内的化学反应在温和的条件下可以高效和专一地进行。为研究酶X的作用及其作用特点,某同学将A、B两种物质混合,T1时加入酶X,在适宜温度和pH条件下,物质A、B浓度的变化曲线如图1所示。回答下列问题:
(1)(2分)酶X作为生物催化剂的具体作用机理是__________________________________。
(2)(3分)上述实验中,若适当增加酶X的使用量,则T2会________(填“提前”“不变”或“延后”),原因是_________________________________________________________。
(3)(5分)研究发现,酶抑制剂能作用于酶的某些基团,从而降低酶的活性甚至使酶完全丧失活性。酶抑制剂可分为:①不可逆性抑制剂(与酶结合,酶的活性不能恢复);②可逆性抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复),包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂等。竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的作用机理如图2所示,相应的反应速率情况如图3所示,其中a为未添加抑制剂时的反应速率。
①由图2推测,不可逆性抑制剂作用于酶后,酶的活性不能恢复的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②据图2分析,图3中曲线________对应竞争性抑制剂,判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)降低化学反应的活化能 (2)提前 增加酶的浓度后,酶促反应速率增加,完成反应所需的时间变短 (3)①不可逆性抑制剂与酶的活性部位发生不可逆的结合,使酶不能再与底物结合;也可能是其与酶结合后导致酶的空间结构发生不可逆的改变,使酶失去原有功能 ②b 在底物浓度充足的情况下,酶促反应速率与未添加抑制剂时的反应速率相等
解析 (1)酶能催化生化反应,具体作用机理是降低化学反应的活化能。(2)若适当增加酶X的使用量,则反应速率加快,完成反应所需的时间变短,则T2时间提前。(3)①不可逆性抑制剂与酶结合,酶的活性不能恢复,可能是其与酶的活性部位发生不可逆的结合,使酶不能再与底物结合,也可能是其与酶结合后导致酶的空间结构发生不可逆的改变,使酶失去原有功能。②非竞争性抑制剂会改变酶的空间结构,使酶促反应速率降低,而竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响可通过增加底物浓度解除,因此图3中曲线b对应竞争性抑制剂。
24.(9分)(2024·长治阶段检测)番茄是常用的研究植物光合作用的材料。
(1)(5分)某同学利用番茄新鲜绿色叶片进行色素的提取和分离实验,结果如图1所示。
①光合色素的主要功能有吸收光能、________,吸收的光能可用于将水分解产生____________。
②分析实验结果可知,含量最少的色素为__________,出现该实验结果的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(4分)农业生产中农药化肥的使用、土壤微生物的活动等均可产生NO。NO以S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO)的形式在植物体内储存和运输。某研究小组用GSNO处理番茄后,检测叶片光合色素含量与净光合速率,结果如图2。
①分析图2可知,GSNO处理番茄后光合速率下降的原因是___________________________
________________________________________________________________________;
②科研人员通过实验证实,PORC基因和PSY2基因分别是叶绿素与类胡萝卜素合成的关键基因,而HY5基因表达的HY5蛋白可直接结合两基因的启动子促进其转录。关于NO处理组光合速率下降的机理有两种观点:甲认为NO直接影响PORC基因和PSY2基因的表达量;乙认为NO直接影响HY5基因的表达量,进而影响PORC基因和PSY2基因的表达量。
若要探究哪种观点正确,则需要检测_______________________________________
________________________________________________________________________。
若乙的观点正确,则观点中的“影响”即________(填“促进”或“抑制”)。
答案 (1)①传递和转化光能 氧气和H+ ②叶绿素a 研磨时没有加入碳酸钙 (2)①GSNO处理番茄后叶绿素和类胡萝卜素的含量均下降,进而导致光反应速率下降,为暗反应提供的NADPH和ATP减少,因而光合速率下降 ②叶绿素与类胡萝卜素含量 抑制
解析 (1)①光合色素位于类囊体薄膜上,主要吸收红光和蓝紫光,有吸收、传递和转化光能的作用,吸收的光能一方面将水分解成氧气和H+;另一方面提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。②图中的色素带由点样处开始依次为叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。根据图1实验结果可知,含量最少的色素为叶绿素a,导致叶绿素含量少的原因可能是研磨时没有加入碳酸钙,因为碳酸钙能保护叶绿素。(2)①图2结果显示,GSNO处理番茄后叶绿素和类胡萝卜素的含量均下降,进而导致光反应速率下降,则为暗反应提供的NADPH和ATP减少,因而光合速率下降。②若要探究哪种观点正确,则实验的检测结果是两组植物体内两种色素含量的变化。若乙的观点正确,则该观点中的“影响”表示“抑制”,即NO直接抑制HY5基因的表达量,进而导致PORC基因和PSY2基因表达量下降,表现为叶绿素和类胡萝卜素含量下降。
25.(11分)(2024·绵阳阶段检测)秀丽隐杆线虫是多细胞真核生物,具有身体透明、细胞数量少和发育周期短等特点,是生物学研究的模式生物。
(1)秀丽隐杆线虫受精卵发育过程中共产生1 090个细胞,而成虫总共只有959个体细胞,一些细胞在固定的发育时间和固定位置消失的过程称为______________,该过程是由基因决定的____________的过程。
(2)(2分)秀丽隐杆线虫的体细胞遗传信息完全相同,但形态、结构、功能却有很大的差异,其根本原因是___________________________________________________________。
(3)(7分)关于细胞衰老的机制,自由基学说认为机体代谢产生的自由基积累过多,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,例如使细胞呼吸酶的活性下降,导致有氧呼吸第三阶段氧不能有效利用,从而产生更多的自由基,加速细胞衰老。儿茶素一直被认为是一种抗氧化剂,可以中和或防止由氧自由基(ROS)引起的氧化应激反应,从而发挥抗衰老的作用。为验证上述观点的准确性,研究者将秀丽隐杆线虫随机分为4组,利用BHA(常用的抗氧化剂)和EGCG(一种儿茶素)进行相关实验:
①定期检测秀丽隐杆线虫的生存率,结果如图1所示。从实验自变量的角度分析,图中对照组培养在__________________的培养基中。
②据图1推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。为验证上述推测,研究者进一步检测了秀丽隐杆线虫的线粒体呼吸酶活性、细胞呼吸强度和ROS含量,结果如图2所示。
EGCG组处理6 h后,导致ROS含量升高的原因是____________________________________。培养24 h及120 h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低。实验表明EGCG首先是通过短期内升高ROS的含量,从而____________________氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。
③以往的研究表明,ROS含量的升高会激活体内一种依赖skn基因表达的信号通路。该通路可提高超氧化物歧化酶SOD的含量,进而清除ROS。研究者将skn基因敲除的线虫均分为两组,一组用EGCG处理,另一组不做处理,检测不同时间的存活率。若实验结果是________________________________,则说明EGCG是通过激活上述信号通路发挥延缓衰老的作用。
答案 (1)细胞凋亡 细胞自动结束生命(细胞程序性死亡) (2)基因的选择性表达 (3)①不含BHA和EGCG ②EGCG使线粒体呼吸酶活性下降(导致细胞呼吸速率降低),氧不能有效利用 提高 ③实验组和对照组的存活率无显著差异
解析 (1)细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡。(2)秀丽隐杆线虫的体细胞遗传信息完全相同,但形态、结构和功能却有很大的差异,说明发生了细胞分化,其根本原因是基因的选择性表达。(3)①分析题干可知,实验的自变量是抗氧化剂的种类和培养时间,所以对照组培养在不含BHA和EGCG的培养基中。②BHA是常用的抗氧化剂,但是分析图1可知BHA组和EGCG组的作用效果不同;且同时添加BHA和EGCG后,效果与对照组相似,所以推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。分析图2可知,EGCG组处理6 h后与对照组相比,线粒体呼吸酶活性下降,细胞呼吸强度减弱,ROS含量增加,所以EGCG组处理6 h后,导致ROS含量升高的原因是EGCG使线粒体呼吸酶活性下降(导致细胞呼吸速率降低),氧不能有效利用。培养24 h及120 h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低,表明EGCG首先是通过短期内升高ROS的含量,从而提高氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。