2022-2023学年山东省青岛市十七中高一上学期期中生物试题含解析
展开山东省青岛市十七中2022-2023学年高一上学期期中生物试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关细胞中水和无机盐的叙述,错误的是( )
A.同一生物处于不同发育时期的自由水/结合水的值不同
B.自由水可作为细胞内化学反应的反应物,但结合水不能
C.Fe2+参与血红蛋白形成,说明无机盐可以化合物形式存在
D.血钙含量偏低引起肌无力,说明生物生命活动离不开微量元素
【答案】D
【分析】1、自由水在细胞内、细胞之间、生物体内可以自由流动,是良好的溶剂,可溶解许多物质和 化合物;可以参与物质代谢,如输送新陈代谢所需营养物质和代谢的废物。2、结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合,失去流动性。 3、结合水是细胞结构的重要组成成分,不能溶解其它物质,不参与代谢作用。
【详解】A、同一生物处于不同发育时期的自由水/结合水的比值不同,如种子休眠期,自由水含量较低,结合水含量较高,A正确;
B、自由水可参与细胞内的化学反应,如呼吸作用等,结合水是细胞的结构物质,不能参与化学反应,B正确;
C、细胞中的无机盐大多以离子的形式存在,少数以化合物的形式存在,C正确;
D、钙是大量元素,血钙偏低会引起抽搐,血钙偏高会导致肌无力,D错误。
故选D。
2.主动运输利用ATP的方式可以是直接的,如钠钾泵,也可以是间接的,很多物质分子间接利用ATP逆浓度梯度运入细胞。钠离子或质子顺浓度梯度运输时,某些分子可以与它们“手拉手”地移动,这种类型的主动运输称为协同运输,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中糖分子进入细胞内是消耗能量的协同运输方式
B.主动运输也可帮助细胞将物质释放到高浓度的细胞外液中
C.红细胞吸收葡萄糖与图中糖分子的运输都是顺浓度梯度进行的
D.Na+通过协同转运蛋白进入细胞内属于协助扩散
【答案】C
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、图中糖分子进入细胞内是消耗能量的协同运输方式,是主动运输,其所需的能量来自于Na+的电化学梯度的势能,A正确;
B、主动运输可逆浓度梯度运输,可帮助细胞将物质释放到高浓度的细胞外液中,B正确;
C、红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,顺浓度梯度运输,图中糖分子的运输是逆浓度梯度进行的主动运输,C错误;
D、细胞外Na+浓度高于细胞内,Na+通过协同转运蛋自进入细胞内属于协助扩散,可参与维持细胞内液渗透压,D正确。
故选C。
3.下列关于细胞膜功能的判断,正确的是( )
A.由于细胞膜能绝对控制物质进出细胞,因而能保证生物体的健康
B.将玉米花粉细胞内部与外界环境隔开的结构是细胞壁
C.器官移植时的异体排斥反应是细胞间信息交流的结果
D.精子和卵细胞、胰岛B细胞和肝细胞进行信息交流的方式相同
【答案】C
【分析】细胞膜的功能:作为细胞边界,将细胞与外界环境分开,保持细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出;进行细胞间的信息传递。
【详解】A、细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的,有些病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体患病,A错误;
B、细胞壁具有全透性,将玉米花粉细胞内部与外界环境隔开的结构是细胞膜,B错误;
C、器官移植时的异体排斥反应,是细胞免疫的结果,是细胞间的信息交流的结果,C正确;
D、精子和卵细胞依靠细胞膜接触进行信息交流,胰岛B细胞分泌的胰岛素随血液运到全身各处,再与肝细胞表面的受体结合,将信息传递给肝细胞,两者进行信息交流的方式不同,D错误。
故选C。
4.高尔基体是真核细胞内分泌蛋白、膜蛋白和胞内水解酶等蛋白质的加工、成熟场所。离开高尔基体的溶酶体可参与细胞的自噬过程,如下图所示。下列相关叙述或推测不合理的是( )
A.分泌蛋白是以囊泡包裹的形式离开高尔基体的
B.动物细胞内具有双层膜的细胞结构是线粒体或细胞核
C.细胞发生图示自噬现象时,利于细胞内部环境的稳定
D.自噬溶酶体的形成离不开生物膜具有一定流动性的特点
【答案】B
【分析】细胞自噬是对细胞内物质进行循环使用的重要过程,该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体中进行降解,产生的小分子物质可以重新利用。
【详解】A、分泌蛋白是以囊泡包裹的形式离开高尔基体的,A正确;
B、从图中信息可知,动物细胞内的自噬体也是双层膜结构,B错误;
C、细胞发生自噬现象时,能将细胞内衰老的细胞器降解掉,利于细胞内部环境的更新,C正确;
D、溶酶体为单层膜全封闭结构,图中所示自噬体为双层膜全封闭结构,二者融合形成自噬溶酶体,首先要膜与膜融合,该过程离不开生物膜的流动性,D正确。
故选B。
5.为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成,研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸,然后观察相应变化,相关结构关系如图甲所示,测得有关的生物膜面积变化如图乙所示。下列结论中错误的是( )
A.图甲中细胞膜上能观察到3H标记
B.图甲中细胞器③能首先观察到3H
C.细胞核内可能出现3H标记
D.图乙中c对应图甲中的④
【答案】B
【分析】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。
题图分析,图甲中①为游离的核糖体,②为附着在内质网上的核糖体,③为内质网,④为高尔基体;图乙中a为内质网,b为细胞膜,c为高尔基体。
【详解】A、由分泌蛋白的分泌过程可知,图甲中细胞膜上能观察到3H标记,A正确;
B、图甲中细胞器①和②核糖体上能首先观察到3H,B错误;
C、细胞核上的核孔是大分子物质出入细胞核的通道,当3H标记的亮氨酸参与合成的蛋白质进入细胞核中之后,会使细胞核出现3H标记,C正确;
D、由分析可知,图乙中c对应图甲中的④,D正确。
故选B。
6.下列关于科学史的说法正确的是( )
A.科学家用放射性同位素标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,证明了细胞膜具有流动性
B.人们对酶本质的探索过程体现了科学研究的继承性和发展性
C.施旺和施莱登建立细胞学说,提出了细胞通过分裂产生新细胞的观点
D.分泌蛋白合成与运输途径的研究,采用差速离心法
【答案】B
【分析】科学家通过追踪示踪元素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。
【详解】A、科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,表明细胞膜具有流动性,该方法为荧光标记法而非放射性同位素标记法,A错误;
B、人们对酶本质的探索经历了一个复杂而漫长的过程,体现了科学研究的继承性和发展性,B正确;
C、施旺和施莱登建立了细胞学说,魏尔肖提出了“细胞通过分裂产生新细胞”的观点,这是对细胞学说进行的补充,C错误;
D、用放射性同位素标记法追踪氨基酸的转移途径进而研究分泌蛋白的合成过程,分离各种细胞器采用的是差速离心法,D错误。
故选B。
7.下列关于元素和化合物的叙述。错误的是( )
A.DNA和ADP中的氮元素都存在于碱基中
B.人体血浆中含有的糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖等
C.碳链是淀粉、脂肪、氨基酸等有机物的基本骨架
D.构成血红蛋白的某些氨基酸中含有硫,镁等元素
【答案】D
【分析】生物体是一个有机体,其含义是所有的生命体都含有机化合物,生命的主要功能是由有机物完成的。狭义上的有机化合物主要是指由碳元素、氢元素组成,一定是含碳的化合物。
【详解】A、DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸,1 分子脱氧核苷酸由子脱氧核糖、1 分子磷酸、1 分子碱基(A、T、G、C)组成,只有碱基含氮。ADP由1分子核糖、2分子磷酸、1分子碱基(A)组成,也只有碱基含氮,A正确;
B、葡萄糖、果糖和半乳糖是动植物都具有单糖。其中果糖可由植物的蔗糖经过消化吸收进入人体参与人体生命活动。半乳糖是乳糖的组成成分。因此,人体血浆中含有的糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖等。且葡萄糖、果糖和半乳糖都可以作为呼吸作用的底物,外界吸收来的果糖还可以参与糖原的合成,B正确;
C、淀粉、蛋白质等属于大分子物质,其单体葡萄糖和氨基酸,是以碳链为基本骨架;脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸脱水形成,甘油和脂肪酸等有机物也是以碳链为基本骨架,C正确;
D、某些氨基酸(如甲硫氨酸和半胱氨酸)中含有硫,但组成血红蛋白的氨基酸不含镁,D错误。
故选D。
8.下图为动、植物细胞亚显微结构模式图,下列有关该图的叙述正确的是( )
A.所有植物细胞都不具有的结构是A
B.胰岛A细胞合成胰高血糖素的场所是C
C.植物细胞在清水中不会涨破,是因为有结构Ⅰ
D.图的下半部分可用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构
【答案】C
【分析】分析题图可知,A是中心体,B是线粒体,C是高尔基体,D是内质网,E是叶绿体,F是核糖体,H是液泡,I是细胞壁。
【详解】A、中心体存在于动物和低等植物细胞中,高等植物不含有中心体,A错误;
B、胰高血糖素的化学本质是蛋白质,胰岛A细胞合成蛋白质的场所是核糖体,B错误;
C、植物细胞具有细胞壁,细胞壁有保护和支撑的作用,因此植物细胞在清水中不会涨破,是因为有结构Ⅰ,C正确;
D、紫色的洋葱内表皮细胞无叶绿体,因此该图的下半部分不能用来表示紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的结构,D错误。
故选C。
9.下列有关酶的叙述正确的是( )
A.酶的催化效率比无机催化剂的高是因为酶能降低反应的活化能
B.酶的组成成分中一定不含糖类
C.在最适温度和最适pH的条件下,酶对细胞代谢的调节作用最强
D.酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应
【答案】D
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著,因而催化效率更高。酶的特性:高效性、专一性、反应条件温和。
【详解】A、酶和无机催化剂都能降低反应的活化能,酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著,因而催化效率更高,A错误;
B、绝大多数酶是蛋白质、少数是RNA,RNA中含核糖,B错误;
C、酶不起调节作用,而是催化作用,C错误;
D、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,D正确。
故选D。
10.如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下,反应物浓度对酶催化反应速率的影响,据图分析,下列说法正确的是( )
A.如果在A点时,温度再提高5 ℃,则反应速率上升
B.在其他条件不变的情况下,在B点时,往反应物中加入少量同样的酶,反应速率不变
C.在A点时,限制反应速率的因素是反应物的浓度
D.在C点时,限制反应速率的因素是反应物的浓度和酶的浓度
【答案】C
【分析】分析曲线:曲线AB段,随着反应物浓度的增加,反应速率加快,故该段影响酶促反应速率的因素是反应物浓度;B点时,酶促反应速率达到最大值;曲线BC段随着反应物浓度的增加,催化速率不变,说明此时限制催化速率的因素最有可能是酶的数量和酶的活性。
【详解】A、本实验是在最适温度条件下进行的,若再提高温度,酶活性会下降,则反应速率降低,A错误;
B、曲线BC段随着反应物浓度的增加,催化速率不变,说明此时限制催化速率的因素最可能是酶的数量,故B点时往反应物中加入少量同样的酶,反应速率会加快,B错误;
C、曲线AB段,随着反应物浓度的增加,反应速率加快,可知该段影响酶促反应速率的因素主要是反应物浓度,C正确;
D、曲线BC段随反应物浓度的增加,催化速率不变,说明此时限制反应速率的因素最可能是酶的数量,D错误。
故选C。
11.下列关于细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关
B.自由水是生化反应的介质,不直接参与生化反应
C.细胞膜中所有的蛋白质都是转运蛋白
D.人体内缺Na+引起肌肉细胞兴奋性降低,最终引发肌肉酸痛乏力
【答案】D
【分析】1.细胞内的水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
2.蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样:①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;②有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;③有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;④有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;⑤有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
【详解】A、细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链也有关,A错误;
B、自由水是生化反应的介质,也能直接参与生化反应,如:有氧呼吸和光合作用,B错误;
C、细胞膜中负责转运氨基酸的载体蛋白属于转运蛋白,而细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA,C错误;
D、人体内Na+缺乏会导致细胞外液渗透压降低,而钠离子与动作电位的产生有关,因而会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,最终会引起肌肉酸痛、无力等症状,D正确。
故选D。
12.下列有关实验的叙述,正确的是( )
A.将低倍镜换成高倍镜后,将目标物像移至视野中央,调节细准焦螺旋至清晰
B.用黑藻为材料观察细胞质的流动性以线粒体为参照
C.向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液,并用体积分数为50%的酒精洗去浮色来鉴定脂肪
D.将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g/mL的蔗糖溶液中,液泡的颜色会变深
【答案】D
【分析】高倍显微镜的使用方法:①选好目标:一定要先在低倍显微镜下把需进一步观察的部位调到中心,同时把物像调节到最清晰的程度,才能进行高倍显微镜的观察。②转动转换器,调换上高倍镜头,转换高倍镜时转动速度要慢,并从侧面进行观察(防止高倍镜头碰撞玻片),如高倍显微镜头碰到玻片,说明低倍镜的焦距没有调好,应重新操作。③调节焦距:转换好高倍镜后,用左眼在目镜上观察,此时一般能见到一个不太清楚的物像,可将细准焦螺旋逆时针移动约0.5-1圈,即可获得清晰的物像(切勿用粗准焦螺旋)。
【详解】A、将低倍镜换成高倍镜后,先将目标物像移至视野中央,再将低倍镜换成高倍镜,调节细准焦螺旋至清晰,A错误;
B、因叶绿体有颜色,便于观察,因此用黑藻为材料观察细胞质的流动性以叶绿体为参照,B错误;
C、用组织样液进行脂肪鉴定时,不需要用酒精洗浮色,若制作装片鉴定脂肪时,需要经过酒精洗去浮色,C错误;
D、将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g/mL的蔗糖溶液中,洋葱细胞会失水,液泡体积会变小,液泡的颜色会变深,D正确。
故选D。
13.下列关于细胞壁的叙述,正确的是( )
A.支原体细胞壁的主要成分为肽聚糖,对青霉素敏感
B.植物细胞壁的特点是选择透过性
C.用纤维素酶处理酵母菌,可提高其细胞壁对外源DNA的通透性
D.用溶菌酶处理后的枯草杆菌,置于低渗溶液中易发生破裂
【答案】D
【分析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,对植物细胞具有支持和保护的作用。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,真菌细胞壁的主要成分是几丁质。
【详解】A、支原体没有细胞壁,A错误;
B、植物细胞壁是全透的,没有选择透过性,B错误;
C、酵母菌的细胞壁为几丁质,不能用纤维素酶处理,C错误;
D、溶菌酶可破坏细菌的细胞壁,使细菌失去保护作用,因此用溶菌酶处理后的枯草杆菌,置于低渗溶液中易发生吸水破裂,D正确。
故选D。
14.内质网小管包裹线粒体形成压缩区后,微管上的马达蛋白将线粒体沿微管拉伸,启动线 粒体分裂,其过程如下图。相关叙述正确的是( )
A.线粒体和内质网都是具有双层膜的细胞器
B.线粒体能为内质网合成脂质、蛋白质等提供 ATP
C.内质网小管选择性地包裹线粒体体现了生物膜的选择透过性
D.在内质网参与下, 线粒体的分裂能实现遗传物质的均等分配
【答案】B
【分析】内质网是动植物细胞单层膜形成的网状结构,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”。
线粒体是动植物细胞都有的细胞器;为双层膜结构,是 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”;
【详解】A、线粒体是具有双层膜的细胞器,而内质网为单层膜形成的网状结构,A错误;
B、线粒体作为细胞中的动力工厂,应该能为内质网合成脂质、蛋白质等提供 ATP,B正确;
C、内质网小管选择性地包裹线粒体通过膜上蛋白质实现,体现了生物膜的流动性,C错误;
D、在内质网参与下, 线粒体的分裂能实现,但遗传物质是随机分配的,未必能均等分配,D错误。
故选B。
15.下列有关真核细胞结构和功能的叙述,不正确的是( )
A.溶酶体内合成的水解酶能够分解衰老、损伤的细胞器
B.同一细胞在不同的发育阶段核孔的数量不同
C.高尔基体在植物细胞内和在动物细胞内的功能不同
D.有氧呼吸的主要场所是线粒体
【答案】A
【分析】 溶酶体:含有多种水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器,能杀死侵入细胞的病毒或病菌,被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,而废物则被排出体外。
分泌蛋白的合成: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,与高尔基体融合,高尔基体对蛋白质做进一步的加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合。
【详解】A、水解酶由核糖体合成,而非溶酶体,A错误;
B、 核孔是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道,代谢旺盛的细胞,核孔数量变多,因此同一细胞在不同的发育阶段核孔的数量不同,B正确;
C、高尔基体与植物细胞的细胞壁形成有关,在动物体内参与分泌蛋白的加工、运输和包装,C正确;
D、有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,第二、三阶段发生在线粒体,故真核细胞有氧呼吸的主要场所是线粒体,D正确。
故选A。
16.生物膜上的V型质子泵是一种载体蛋白,可利用ATP水解释放的能量将H+逆浓度梯度泵入细胞器。下列叙述错误的是( )
A.V型质子泵常镶在磷脂双分子层表面
B.V型质子泵具有运输和催化功能
C.V型质子泵可位于溶酶体和液泡等细胞器
D.V型质子泵的初期合成发生在游离核糖体上
【答案】A
【分析】生物膜上的载体蛋白可将物质运输进行跨膜运输,若消耗能量,则为主动运输,若不消耗能量,则为协助扩散。
【详解】A、V型质子泵不一定镶在磷脂双分子层表面,也可能是贯穿在磷脂双分子中,A错误;
B、V型质子泵是一种载体蛋白,可利用ATP水解释放的能量将H+逆浓度梯度泵入细胞器,说明其具有催化和运输的功能,B正确;
C、V型质子泵是一种载体蛋白,可利用ATP水解释放的能量将H+逆浓度梯度泵入细胞器,说明其存在细胞器膜上,且细胞器内为酸性环境,且细胞器内的pH比细胞质基质低,故V型质子泵可位于溶酶体和液泡等细胞器,C正确;
D、核糖体是合成蛋白质的场所,膜上的蛋白质初期合成发生在游离核糖体上,因此V型质子泵的初期合成发生在游离核糖体上,D正确。
故选A。
17.如图所示,载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的浓度差完成相应物质的逆浓度梯度运输。下列叙述正确的是( )
A.图中所示过程体现了细胞质膜具有流动性的功能特点
B.图中细胞对吸收方式属于协助扩散
C.图中钠钾泵只具有转运物质的功能,不具有催化功能
D.图中上面是胞外,下面是胞内,胞外pH低于胞内pH
【答案】D
【分析】据图分析:载体蛋白1在Na+-K+泵转运离子的同时又把Na+和葡萄糖运进细胞内,而载体蛋白2在Na+-K+泵转运离子的同时又把Na+转运到细胞内,把氢离子运出细胞。
【详解】A、图中所示物质的运输依靠特定的载体完成,载体具有选择性,说明细胞膜的功能特点具有选择透过性,A错误;
B、图中细胞对C6H12O6的吸收方式属于主动运输,动力依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差,B错误;
C、“Na+-K+泵”可以催化ATP水解,故具有ATP酶活性,此外还可运输钠离子和钾离子,故Na+-K+泵既有运输功能,又有催化功能,C错误;
D、图中氢离子的运输是主动运输,动力依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差,说明细胞外氢离子浓度高,则胞外pH低于胞内pH,D正确。
故选D。
18.萌发的种子中酶有两个来源:一是由干燥种子中的酶活化而来;二是萌发时重新合成。研究发现种子萌发时,新的RNA在吸水后12h开始合成,而蛋白质合成在种子吸水后15~20min便可开始。下列有关叙述正确的是( )
A.有些酶、RNA可以在干燥种子中长期的保存
B.干燥种子中结合水与自由水的比例低于萌发种子
C.种子萌发时活跃的细胞器有液泡、线粒体和叶绿体
D.种子吸水后12h内新蛋白的合成不需要酶的催化
【答案】A
【分析】1、细胞中水的存在形式包括自由水和结合水,自由水和结合水的比值与新陈代谢的旺盛程度有关,新陈代谢越旺盛,该比值越高,否则越低。
2、基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个步骤,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA,翻译是以mRNA为模板合成蛋白质,该过程需要mRNA作为模板,需tRNA转运氨基酸,还需要酶、能量和原料(氨基酸)。
【详解】A、根据题干信息“一是由干燥种子种的酶活化而来”,“新RNA在吸水后12h开始合成”,而蛋白质合成在种子吸水后15~20 min便可开始(合成蛋白质需要酶和RNA参与),说明有些酶、RNA可以在干种子中长期保存,A正确;
B、自由水与结合水的比值越高,新陈代谢越旺盛,因此干燥种子中自由水与结合水的比例低于萌发种子,干燥种子中结合水与自由水的比例高于萌发种子,B错误;
C、种子萌发时活跃的细胞器主要是线粒体,为种子萌发提供能量,种子细胞中不含叶绿体、大液泡,C错误;
D、蛋白质是翻译过程中合成的,而翻译过程需要mRNA为模板,需要tRNA转运氨基酸等,因此新蛋白的合成需要RNA参与,D错误。
故选A。
19.研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成ATP
B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
【答案】B
【分析】ATP又叫三磷酸腺苷,简称为ATP,其结构式是:A-P~P~P,A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团,“~”表示高能磷酸键。
【详解】A、根据题意可知:该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP,A错误;
B、根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。”说明:32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,B正确;
C、根据题干信息“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知,32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同,C错误;
D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内,D错误。
故选B。
20.蔗糖在植物组织培养过程中为植物细胞提供营养,能量和维持一定的渗透压。下图为蔗糖分子进入某植物细胞的示意图,相关叙述不正确的是( )
A.一种转运蛋白可转运多种物质,一种物质只能由一种转运蛋白转运
B.结构①和②运输H+的动力不同,H+进入细胞的方式是协助扩散
C.氧气浓度和温度都可影响植物细胞吸收蔗糖的速率
D.植物细胞在蔗糖溶液中发生质壁分离时,植物细胞液的吸水能力逐渐增强
【答案】A
【分析】由题图可知,H+从细胞内运输到细胞外是从低浓度向高浓度运输,需要载体蛋白协助,并消耗ATP,是主动运输过程,蔗糖从细胞外运输到细胞内通过蔗糖-H+转运蛋白完成,蔗糖进入细胞依赖于H+的浓度梯度驱动,也是主动运输过程。
【详解】A、结合题图可知,一种转运蛋白可转运多种物质(结构②可运输H+和蔗糖),一种物质可以由多种转运蛋白转运(H+可由结构①和②运输),A错误;
B、结构①和②运输H+的动力不同:前者需要消耗ATP,为主动运输,后者即H+进入细胞的过程是顺浓度梯度,其运输方式是协助扩散,动力来自浓度差,B正确;
C、蔗糖的运输方式是主动运输,该过程需要能量,氧气浓度和温度都可影响植物细胞的代谢过程,影响能量供应,从而影响吸收蔗糖的速率,C正确;
D、植物细胞在蔗糖溶液中发生质壁分离时,细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,吸水能力逐渐增强,D正确。
故选A。
21.下图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能、实验,据此推断错误的是( )
A.RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中
B.细胞核中的RNA可以通过核孔进入细胞质
C.若核质分离较长时间后进行移植,则B组实验细胞质中无含15N的RNA
D.若A组培养液换用含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验,可得到相同的实验结果
【答案】D
【分析】分析题图:细胞核中首先发现被15N标记的RNA,核移植之后,B组重组细胞的细胞质中含15N标记的RNA,说明RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质当中。
【详解】A、15N标记的尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料,B组重组细胞的细胞质中发现被15N标记的RNA,说明A组细胞核内合成的RNA释放到细胞质当中,A正确;
B、核孔是大分子物质进出细胞的通道,因此,细胞核中的RNA可通过核孔释放到细胞质当中,B正确;
C、若核质分离较长时间后会死亡,因此核质分离较长时间后进行移植,则B组实验细胞质中无15N的RNA,C正确;
D、15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料,A组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验,在细胞核中会发现被15N标记的DNA,但DNA不进入细胞质,所以在细胞质中没有被15N标记的DNA,D错误。
故选D。
22.正常情况下,哺乳动物内质网腔中的钙离子浓度高于细胞溶胶。TMCO1是一种特殊的内质网跨膜蛋白,当内质网腔中钙离子浓度过高时,TMCO1可形成有活性的钙离子通道并排出过多钙,当内质网腔中钙离子浓度降低后,TMCO1形成的钙离子通道活性随之消失。下列有关叙述错误的是( )
A.钙离子可作为内质网中钙离子浓度调节的信号分子
B.当内质网中钙离子过少时,可通过TMCO1逆浓度梯度转运钙离子
C.钙离子运出内质网时无需消耗ATP
D.抑制TMCO1活性会导致内质网腔中钙离子浓度过高
【答案】B
【分析】分析题文可知:正常情况下,哺乳动物内质网中的钙离子浓度高于细胞溶胶。TMCO1 是一种特殊的内质网膜蛋白,当哺乳动物内质网中的钙离子浓度高出正常水平时,TMCO1 可形成钙离子通道,将钙离子排出,说明TMCO1可能普遍存在于哺乳动物内质网膜上,钙离子排出内质网的方式是协助扩散。TMCO1 形成的钙离子通道消失的前提是内质网腔中钙离子浓度降到正常水平。
【详解】A、由题“当内质网腔中钙离子浓度过高时,TMCO1可形成有活性的钙离子通道并排出过多的钙;当内质网腔中钙离子浓度降低后,TMCO1形成的钙离子通道活性随之消失”,可知钙离子可作为内质网中钙离子浓度调节的信号分子,A正确;
B、逆浓度梯度转运的方式是主动运输,不可通过TMCO1逆浓度梯度转运钙离子,B错误;
C、钙离子运出内质网的方式为协助扩散,无需消耗ATP,C正确;
D、内质网腔中的钙离子排出内质网需要通过TMCO1形成的钙离子通道,抑制TMCO1活性,会导致内质网腔中钙离子浓度过高,D正确。
故选B。
23.寄生在人体肠道内的原生动物痢疾内变形虫无线粒体,能通过胞吐分泌蛋白酶,溶解人的肠壁组织,通过胞吞将肠壁细胞消化并引发阿米巴痢疾。下列叙述错误的是( )
A.痢疾内变形虫细胞内不存在双层膜的细胞器
B.痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞需要消耗能量
C.痢疾内变形虫细胞膜上具有蛋白酶的载体
D.痢疾内变形虫消化肠壁细胞依赖其溶酶体内的水解酶
【答案】C
【分析】1.大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,胞吞或胞吐不需要载体蛋白,需要消耗能量。
2.溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。溶酶体中的水解酶是蛋白质,在核糖体上合成。
【详解】A、原生动物痢疾内变形虫无线粒体,因此其细胞内不存在双层膜的细胞器,A正确;
B、胞吞作用需要消耗能量,据此可知,痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞需要消耗能量,B正确;
C、寄生在人体肠道内的原生动物痢疾内变形虫,能通过胞吐分泌蛋白酶,胞吐作用不需要载体蛋白的帮助,痢疾内变形虫细胞膜上没有蛋白酶的载体,C错误;
D、溶酶体是细胞中的消化车间,因此,痢疾内变形虫消化肠壁细胞依赖其溶酶体内的水解酶,D正确。
故选C。
【点睛】
24.室温条件下,将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的某溶液中,测得细胞液浓度与外界溶液浓度的比值随时间的变化曲线如图。下列叙述错误的是( )
A.t0、t1时液泡的紫色深浅相同 B.t1时细胞处于质壁分离状态
C.外界溶液可能是一定浓度的KNO3溶液 D.若降低温度,曲线C点对应的t2应右移
【答案】A
【分析】据图分析,将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中,细胞液浓度与该溶液浓度的比值逐渐增加,开始小于1,说明外界溶液浓度大,细胞失水,发生质壁分离;后来大于1,说明细胞液浓度大于外界溶液,细胞吸水,发生质壁分离的复原。
【详解】A、细胞液浓度与外界溶液浓度的比值小于1,细胞失水,大于1,细胞吸水,t0时比值为0.3,t1时比值为1,t0→t1时,细胞一直失水,液泡体积变小,紫色逐渐加深,因此t0、t1时液泡的紫色深浅不相同,A错误;
B、在t1之前,比值小于1,说明外界溶液浓度大,细胞失水,发生质壁分离,则细胞在t1时仍处于质壁分离状态,B正确;
C、植物细胞能吸收K+、NO3-,该植物先发生细胞失水,后发生细胞吸水,说明外界溶液可以是一定浓度的KNO3溶液,细胞先发生质壁分离,后质壁分离复原,C正确;
D、若降低温度,分子运动的能力减弱,则t1-t2时间段会变长,t2应右移,D正确。
故选A。
25.下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.若某物质的运输方式是自由扩散,则在一定范围内,其运输速率与物质浓度成正比
B.若某物质(氧气除外)的运输方式是被动运输,则其运输速率与氧气浓度无关
C.与主动运输有关的细胞器主要是核糖体和线粒体
D.细胞摄取大分子时,大分子物质不需要与膜上的蛋白质结合
【答案】D
【分析】物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。
(1)自由扩散:高浓度→低浓度,不需要载体和能量;
(2)协助扩散:高浓度→低浓度,需要载体,不需要能量;
(3)主动运输:低浓度→高浓度,需要载体和能量。
此外,大分子物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。
【详解】A、如果某物质跨膜运输的方式是自由扩散,则在一定范围内,其运输速率与物质浓度成正比,A正确;
B、如果某物质 (氧气除外)跨膜运输的方式是被动运输,运输的动力为浓度差,即其运输速率与氧气浓度无关,B正确;
C、主动运输需要载体蛋白和能量,载体蛋白在核糖体内合成,能量由线粒体提供,因此与主动运输有关的细胞器主要是核糖体和线粒体,C正确;
D、细胞摄取大分子时,大分子物质需要与膜上的蛋白质结合,D错误。
故选D。
【点睛】本题着重考查了物质跨膜运输方式的异同点,要求考生能够识记相关物质跨膜运输的方式,同时掌握不同跨膜运输方式的特点,再结合所学知识准确判断各项。
二、多选题
26.冰叶日中花(简称冰菜)是一种耐盐性极强的盐生植物,其茎、叶表面有盐囊细胞,下图表示盐囊细胞中4种离子的转运方式。相关叙述正确的是( )
A.NHX运输Na+有利于提高液泡溶液渗透压
B.P型和V型ATP酶转运H+为NHX转运Na+提供动力
C.CLC开放后H+和Cl-顺浓度梯度转运属于主动运输
D.图中一种转运蛋白可转运多种离子,一种离子可由多种转运蛋白转运,不能体现特异性
【答案】AB
【详解】A、NHX向细胞外和液泡内运输,降低了细胞质基质中Na+含量,提高了细胞液的浓度,有利于提高液泡溶液渗透压,A正确;
B、P型和V型ATP酶转运,从而使细胞外和细胞液有较高的浓度,细胞质基质浓度较低,顺浓度内流进细胞为NHX将转运出细胞提供动力,顺浓度外流入细胞质基质可以为NHX将转运进液泡提供动力,B正确;
C、P型、V型ATP酶的工作造成细胞液中浓度高于细胞质基质,CLC顺浓度梯度转运H+没有问题,但是的转运方式无法据图得出,如果是顺浓度的,那么二者都是协助扩散而非主动运输,C错误;
D、该题图中的转运蛋白只能转运相关离子,并非转运任意离子,体现了转运蛋白的特异性,D错误。
故选AB。
27.2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者Ardem Patapoutian发现了触觉受体Riezo。它由三个相同的Piezo蛋白组成“螺旋桨状”三聚体,能直接响应细胞膜上的机械力刺激并介导阳离子进入细胞。下图为Piezo的结构模式图及可能的作用机理基本示意图。下列相关叙述错误的有( )
A.Piezo蛋白不具有专一性
B.Piezo蛋白是一种跨膜蛋白,一定含有元素C、H、O、N
C.Piezo蛋白在核糖体上合成,不需要内质网和高尔基体的加工
D.机械力刺激导致Piezo蛋白构象改变、中央孔打开,离子内流
【答案】AC
【分析】 ①自由扩散:顺浓度梯度、无需能量和载体蛋白;②协助扩散:顺浓度梯度、需要载体蛋白或通道蛋白、无需能量;③主动运输:逆浓度梯度、需要载体蛋白和能量;④胞吞、胞吐:需要能量。
【详解】A、Piezo蛋白介导阳离子进入细胞,具有专一性,A错误;
B、蛋白质的元素组成:C、H、O、N,有的含有S、Fe,B正确;
C、Piezo蛋白是膜蛋白,在核糖体上合成,需要内质网和高尔基体的加工后运输到膜上,C错误;
D、由图可知,Piezo蛋白能直接响应细胞膜上的机械力刺激改变构象并介导阳离子进入细胞,D正确。
故选AC。
28.在流动镶嵌模型提出后,研究人员又提出了下图所示的脂筏模型:在生物膜上,胆固醇和磷脂等富集区域形成脂筏,其上载有执行特定生物学功能的各种膜蛋白。下列相关叙述正确的是( )
A.磷脂双分子层构成膜的基本支架
B.膜上仅脂筏中的蛋白质可自由运动
C.脂筏也参与细胞间的信息交流
D.脂筏有利于膜功能的高效执行
【答案】ACD
【分析】流动镶嵌模型(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的;(2)蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层,大多数蛋白质也是可以流动的;(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
【详解】A、生物膜的基本支架是磷脂双分子层,A正确;
B、生物膜上的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,B错误;
C、细胞间的信息交流多数依赖于细胞膜上的特异性受体(蛋白质),而脂筏上具有较多特异蛋白,因此其可能与细胞间的信息传递有关,C正确;
D、脂筏上载有执行特定生物学功能的各种膜蛋白,有利于膜功能的高效执行,D正确。
故选ACD。
29.在生物教材中出现了很多有关小泡的叙述,下列说法正确的是( )
A.内质网膜会形成小泡,把附在其上的核糖体上合成的蛋白质包裹起来,随后小泡离开内质网向高尔基体移动并最后与之融合
B.在动物细胞中,含有一些由高尔基体断裂后产生的小泡,内含多种酸性水解酶,形成溶酶体
C.刚分裂形成的植物细胞中只有很少几个分散的小液泡,随着细胞的长大,这些小液泡就逐渐合并发展成一个大液泡
D.在植物有丝分裂的前期,内质网形成分散的小泡,到了有丝分裂的末期,这些小泡会聚集成新的细胞壁
【答案】ABC
【分析】1、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;
2、高尔基体断裂形成的,由单位膜包被的小泡,称为溶酶体;
3、植物细胞有丝分裂末期,赤道板位置出现细胞板,细胞板向四周延伸形成细胞壁,而植物细胞壁的形成与高尔基体有关,因此赤道板附近聚集的小泡是由高尔基体形成的;
4、植物细胞中的大液泡是由很少几个分散的小液泡长大,逐渐合并发展而来。
【详解】A、分泌蛋白合成过程中,内质网可以对核糖体合成的蛋白质进行加工,并产生小泡包裹蛋白质运输至高尔基体,A正确;
B、一些由高尔基体断裂后产生的小泡内含多种酸性水解酶,形成溶酶体,溶酶体主要分布于动物细胞中,B正确;
C、植物细胞中的大液泡是由很少几个分散的小液泡长大,逐渐合并发展而来,C正确;
D、有丝分裂末期,高尔基体产生小泡,汇聚于赤道板,逐渐形成细胞板,再形成细胞壁,D错误。
故选ABC。
30.杂色云芝菌(一种真菌)盛产漆酶(能分解纤维素等)。科研人员将杂色云芝菌的菌丝接种到液体培养基中,适宜条件下培养不同的时间,提取酶并研究pH对酶活性的影响,结果如图。相关叙述正确的是( )
A.漆酶在活细胞中产生,在细胞外发挥作用
B.杂色云芝菌合成的漆酶需要经高尔基体才能转运到细胞外
C.不同培养时间提取的漆酶最适pH都为3左右
D.不同培养时间提取的漆酶空间结构可能不同
【答案】ABD
【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
【详解】A、酶是由活细胞产生的,因此漆酶在活细胞中产生;由题可知,漆酶能分解纤维素,因此漆酶在细胞外发挥作用,A正确;
B、因为该酶在胞外发挥作用,即漆酶属于分泌蛋白,因此杂色云芝菌合成的漆酶需要经高尔基体才能转运到细胞外,B正确;
C、图中酶活性随pH不断降低,故根据此图无法确定不同培养时间提取的漆酶的最适pH,C错误;
D、酶的结构决定功能,由图可知,在同一pH下,不同培养时间提取的漆酶的酶活性不同,故推测不同培养时间提取的漆酶空间结构可能不同,D正确。
故选ABD。
三、综合题
31.下图为高等动物绸胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a~f表示相应的细胞结构,①~⑧表示相应的生理过程,请据图回答问题:
(1)在细胞中合成蛋白质时,肽键是在______上合成的,某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是蛋白质变性后______使蛋白质降解。
(2)据图分析,分泌蛋白合成并分泌的过程依次是______(填序号),通过⑤⑥途径合成的蛋白质除图示⑦⑧去向外,请再列举一个去向:______。
(3)细胞中c、d,e、f等具膜结构的膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,其主要原因是______。在分泌蛋白分泌的过程中膜结构之间能够相互转化,说明了______。
(4)某些细胞在细胞分裂间期,细胞中结构c的数目增多,其增多的方式有3种假设:
Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;
Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;
Ⅲ.结构c分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,每完成一个细胞周期进行取样,检测细胞中结构c的放射性。试分析:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点_______。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是 _______。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是_______(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)
【答案】(1) 核糖体 暴露的肽键易与蛋白酶接触
(2) ⑤⑥⑧ 溶酶体中的水解酶
(3) 组成生物膜的蛋白质的种类和数量不同 膜具有流动性
(4) 链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱 成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记 Ⅲ
【分析】分析题图:图中a-f依次表示细胞结构:核糖体、细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。图示是细胞内蛋白质的合成和转运示意图,在mRNA上同时结合多个核糖体进行翻译,翻译时,核糖体沿着mRNA移动合成多肽链,有的留在细胞质基质中,有的运输到其他细胞结构(如线粒体、细胞核)。合成的另一类多肽经过内质网与高尔基体的加工后,转运到细胞膜上形成膜蛋白或通过胞吐的方式排出细胞外。
【详解】(1)组成蛋白质的基本单位是氨基酸,在核糖体上氨基酸之间脱水缩合形成肽键;蛋白质变性后,肽键得以暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解,所以变性的蛋白质易被蛋白酶水解。
(2)分泌蛋白首先在核糖体上合成,先后经过内质网、高尔基体的加工,最后通过细胞膜分泌到细胞外,因此分泌蛋白的合成和分泌过程依次是⑤⑥⑧;溶酶体中含有大量的水解酶,也是通过⑤⑥途径合成的蛋白质。
(3)蛋白质是生命活动的主要承担者,从生物膜的组成成分分析,生物膜的功能不同的主要原因是组成生物膜的蛋白质的种类和数量不同;在分泌蛋白分泌的过程中膜结构之间能够相互转化,说明了膜的流动性。
(4)①根据表格分析,链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养后,然后转入另一种培养基中继续培养,随着细胞增殖的代数的增加,相对放射性逐渐降低,说明链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱。
②实验设计应遵循对照与单一变量原则,故实验中所用的“另一种培养基”成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记,以形成对照;根据以上分析可知,线粒体是分裂增殖形成的。
③表格结果显示,随着细胞增殖代数的增加,测得的细胞中线粒体的相对放射性成倍减少,初步判断3种假设中成立的是“Ⅲ结构c分裂增殖形成”。
【点睛】本题考查分泌蛋白合成并分泌的相关知识,意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确结论的能力。
四、实验题
32.火龙果有不同品种,其中红皮红肉火龙果受到消费者的青睐,具有较高的营养和经济价值。研究发现,红肉火龙果含有的甜菜红素具有较强的抗氧化能力,还具有抑制癌细胞生长和抗菌的作用。有人用红皮红肉火龙果做了相关实验,请分析回答:
(1)研究发现甜菜红素是一种水溶性色素,据此分析其集中存在于火龙果的__________(填细胞器名)中。健康人一次性大量食用红肉火龙果后会引起尿液不同程度的变红。
(2)用红皮火龙果的果皮外表皮细胞观察质壁分离与复原现象,实验效果明显。下列相关叙述正确的有______。
①为观察质壁分离与复原现象,同一装片需用显微镜观察三次
②质壁分离发生时细胞的吸水能力逐渐减小,红色逐渐加深
③用果皮外表皮的不同部位观察,细胞的质壁分离程度可能不同
④观察到质壁分离现象后,将细胞浸润在清水中始终观察不到复原现象,细胞可能已死亡
(3)为研究甜菜红素对高脂血症大鼠血脂的影响,研究者首先用不同溶剂对色素进行提取,提取结果如下图所示(吸光度值与色素含量呈正相关)。
据上图可知,选择___________作为提取溶剂效果更好。将成功提取的色素提取物制成低剂量、中剂量、高剂量色素溶液,利用高脂大鼠模型进行了相关实验,测定大鼠血脂相关指标,结果如下表。
组别
总胆固醇(mmol/L)
甘油三脂(mmol/L)
低密度脂蛋白
胆固醇(mmol/L)
高密度脂蛋白
胆固醇(mmol/L)
健康对照组
1.36
0.84
0.35
0.93
高脂模型组
不作处理
2.66
1.49
1.16
0.59
低剂量组
1.85
0.95
0.62
0.64
中剂量组
1.71
0.76
0.44
0.73
高剂量组
1.46
0.62
0.23
0.83
实验结果表明甜菜红素具有一定的药用价值。理由是_____________。根据表中数据推测对小鼠健康有利的血脂类型是___________。除药用之外请设想甜菜红素在其它领域的用途_________________(至少写出两点)。
【答案】(1)液泡
(2)①③④
(3) (无水)乙醇 色素提取物能有效降低高脂血症大鼠的总胆固醇 甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇 天然色素食品添加剂、衣物染料、化妆品等
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中,液泡逐渐变大,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,即发生了质壁分离复原。
【详解】(1)植物中色素存在于叶绿体和液泡,叶绿体中色素为叶绿素和类胡萝卜素但是不是红色,因此红心火龙果中含有的甜菜红素存在于植物细胞的液泡中。
(2)①观察质壁分离与复原现象时,需要观察三次,分别为观察细胞初始状态,观察质壁分离状态,观察复原状态,①正确;
②质壁分离发生时,细胞失水,细胞液浓度逐渐升高,细胞的吸水能力逐渐增强,液泡逐渐变小,红色逐渐加深,②错误;
③外表皮的不同位置的细胞由于其细胞内液浓度不同,会造成分离程度不同,③正确;
④若在观察复原状态时,未观察到细胞复原,很有可能是因为细胞过度失水造成细胞死亡,④正确。
综上正确的选项有①③④。
(3)根据题干信息,吸光度值与色素含量呈正相关,由图可知,用10%的乙醇做提取剂效果更好,因为用乙醇作提取剂时提取液的吸光值最大,说明提取到的色素最多。实验结果表明甜菜红素能有效降低高脂血症大鼠的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇,说明其具有一定的药用价值。通过健康对照组、不做处理组以及不同剂量处理组发现,高密度脂蛋白胆固醇对小鼠的健康有利。甜菜红素除了具有药用价值外,还具有作为天然色素食品添加剂、衣物染料、化妆品等用途。
33.聚乳酸(PLA)因其优良的理化性能和生物可降解性被认为是传统塑料的替代材料。某细菌产生的蛋白酶K对PLA有降解作用,为探究溶液起始pH值对蛋白酶K催化效率的影响,设计了如下实验,请补充实验思路,并进行分析讨论。
材料用具:厚度及大小相同的PLA薄膜若干、蛋白酶K、不同pH的缓冲液、试管、恒温振动培养箱、天平等
(说明:PLA薄膜降解率=(m1-m2)/m1×100% m 1:降解前PLA薄膜的质量g;m2:降解后PLA薄膜的质量g)
(1)实验思路:
①配置蛋白酶K浓度为0.2g/ml,pH分别为5、6、7、8、9、10的酶液。
②用天平称取6份______,每份记为m1,分别放入6支试管中,并向试管中分别加入上述酶液各2ml。
③置于恒温振动培养箱中,转速140转/分,50℃保温12h。
④12h后取出样品,分别干燥、______并记为m2,计算每组PLA薄膜降解率。
(2)实验数据处理如下表所示
pH
5
6
7
8
9
10
降解率
15%
10%
10%
18%
80%
60%
请根据表格数据在坐标图中绘制曲线图。
________
(3)分析与讨论
①本实验的自变量是______,将各试管置于50℃恒温培养的目的是_____________。
②由曲线图可以看出,起始pH值在______范围内,PLA降解率较低,说明蛋白酶K在起始pH值相对较低条件下降解活性低; 在此实验基础上,若要进一步探究蛋白酶K酶解的最适起始pH值,应在______范围内做进一步实验。
A.8-9 B.9-10 C.8-10 D.7-10
③有人认为上述实验设计不严谨,缺少空白对照,你认为应增加______个空白对照组。
④蛋白酶K由细菌产生,细菌与真菌最主要的区别是______。
【答案】 适量且等量的厚度及大小相同的PLA薄膜 用天平称重
溶液起始pH值 排除温度变化对酶活性的影响 5-8 C 6 无核膜包被的细胞核
【分析】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),据此分析解答。
【详解】(1)本实验的目的是究溶液起始pH值对蛋白酶K催化效率的影响,通过PLA薄膜降解率作为检测指标,具体的实验思路为:
①配置蛋白酶K浓度为0.2g/ml,pH分别为5、6、7、8、9、10的酶液;
②用天平称取6份适量且等量的厚度及大小相同的PLA薄膜每份记为m1,分别放入6支试管中,并向试管中分别加入上述酶液各2ml;
③置于恒温振动培养箱中,转速140转/分,50℃保温12h;
④12h后取出样品,分别干燥、用天平称重并记为m2,计算每组PLA薄膜降解率。
(2)根据表格数据进行描点划线,得出起始pH值对PLA降解率的影响曲线图如下:
(3)①本实验的自变量是溶液起始pH值,温度属于无关变量,实验过程中无关变量要做到相同且适宜,因此各试管置于50℃恒温培养的目的是排除温度变化对酶活性的影响。
②由曲线图可以看出,起始pH值在5-8范围内,PLA降解率较低,说明蛋白酶K在起始pH值相对较低条件下降解活性低; 在此实验基础上,若要进一步探究蛋白酶K酶解的最适起始pH值,根据曲线的峰值,应在8-10 范围内做进一步实验,C正确。故选C。
③为了保证上述实验的严谨性,应该每个组都增加一个空白对照组,即增加6个空白对照组。
④细菌属于原核生物,真菌属于真核生物,原核生物和真核生物相比最主要的区别是无核膜包被的细胞核。
【点睛】本题考查了探究影响酶活性因素的相关实验,意在考查考生分析实验表格的能力和实验探究的能力,难度适中。考生在做此类题型是注意运用单一变量和对照性原则进行分析。
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