【期中真题】山东省青岛市二中2022—2023学年高一上学期期中生物试题.zip
展开青岛二中2022—2023学年第一学期期中考试—高一试题(生物)
一、单项选择题
1. 地球上瑰丽的生命画卷在常人看来千姿百态。但是在生物学家的眼中,它们却是富有层次的生命系统。下列各组合中,能体现生命系统的层次由简单到复杂的正确顺序是( )
①一个大西瓜 ②血液 ③神经元 ④蓝细菌 ⑤细胞内各种化合物 ⑥甲型HIN1病毒 ⑦一片森林 ⑧同一片草地上的所有羊 ⑨某草原上的全部荷斯坦奶牛 ⑩某农田中的所有生物
A. ③②①④⑨⑩⑦ B. ③②④①⑥⑨⑦⑩
C. ③②①④⑨⑧⑦⑩ D. ⑤⑥③②①④⑧⑩⑦
【答案】A
【解析】
【分析】生命系统的结构层次从低到高依次是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。
【详解】①西瓜是果实,属于器官层次;
②血液属于组织层次;
③神经元属于细胞层次;
④蓝细菌属于细胞层次和个体层次;
⑤细胞内各种化合物不属于生命系统的结构层次;
⑥病毒不属于生命系统的结构的层次;
⑦一片森林属于生态系统层次;
⑧同一片草地上的所有羊包括多种类型的羊,但又不包括所有生物,故不属于种群,也不属于群落层次;
⑨某草原上的全部荷斯坦奶牛属于种群层次;
⑩某农田中的所有生物属于群落层次。
综上所述,生命系统的层次由简单到复杂的正确顺序是③②①④⑨⑩⑦,A正确。
故选A。
2. 水分子的结构特点决定了它具有多种多样的功能。下列相关叙述错误的是( )
A. 带有正电荷、负电荷的分子都易与水结合,因此水是良好的溶剂
B. 氢键使水具有较高比热容,因此,水有助于维持生命系统的稳定性
C. 结合水与细胞中的蛋白质、脂肪等相结合,失去流动性,无法参与生化反应
D. 自由水与结合水的比例处于动态变化中,有利于生物体适应环境的多种变化
【答案】C
【解析】
【分析】生物体的一切生命活动离不开水,水是活细胞中含量最多的化合物;细胞内水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的主要组成成分,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;自由水与结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛,反之亦然。
【详解】A、水分子是极性分子,易与带正电荷或负电荷的分子或离子结合,因此水是良好的溶剂,A正确;
B、由于水分子的极性,一个水分子的氧端靠近另一水分子的氢端时,它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力,这种弱的引力称为氢键。氢键的存在使水有较高的比热容,使水的温度不易发生改变,有利于维持生命系统的稳定,B正确;
C、脂肪是疏水性物质,细胞内结合水与蛋白质、多糖等结合,失去流动性和溶解性,成为细胞结构的重要组成成分,无法参与生物化学反应,C错误;
D、自由水与结合水的比值不同,细胞的代谢强度不同,细胞内自由水和结合水比例时刻处于动态变化中,这与细胞的代谢强度和所处环境有关,有利于生物体适应不同的环境,D正确。
故选C。
3. 花生种子中储藏的物质以脂肪为主,并储藏在细胞的油体(植物细胞的一种细胞器)中。下列有关叙述错误的是( )
A. 花生种子播种应注意适当浅播
B. 花生种子萌发过程中,有机物种类不断增加
C. 花生种子中储存的脂肪大多含有饱和脂肪酸
D. 花生种子萌发初期,导致其干重增加的主要元素是氧元素
【答案】C
【解析】
【分析】花生富含脂肪,所以在播种是浅播有利于种子的有氧呼吸,促进种子萌发。这些脂肪多为不饱和脂肪酸,在萌发过程中,由于有机物的分解,使得有机物种类增加。
【详解】A、花生因富含脂肪,适当浅播有利于种子的有氧呼吸,促进萌发,A正确;
B、花生种子萌发过程中,储藏的脂肪转变为各种有机物,使得有机物种类不断增加,B正确;
C、花生种子储藏的脂肪大多含有不饱和脂肪酸,花生油在常温下呈液态,C错误;
D、脂肪不断转变成糖类等物质,而糖类分子中氧的含量远高于脂肪,故花生种子萌发初期,导致其干重增加的主要元素是氧元素,D正确。
故选C。
4. 2022年2月20日北京冬奥会圆满结束,在此期间,冬奥村美食频频登上热搜。中国的饺子、烤鸭备受欢迎。高峰期时,运动员们一天要吃掉100多公斤的饺了,午餐时段消耗80多只烤鸭。下列叙述错误的是( )
A. 饺子皮中主要的营养成分可用碘液检测
B. 饺子馅中的无机盐最终进入到人体细胞中,主要以离子形式存在
C. 烤熟肥鸭的细胞中含量最多的有机化合物是脂肪,其含有饱和脂肪酸
D. 鸭皮细胞在烤制过程中先丢失由水,后丢失结合水
【答案】C
【解析】
【分析】细胞中的水有两种存在形式,自由水和结合水。自由水与结合水的关系:自由水和结合水可相互转化。细胞含水量与代谢的关系:代谢活动旺盛,细胞内自由水含量高;代谢活动下降。细胞中结合水含量高,结合水的比例上升时,植物的抗逆性增强,细胞代谢速率降低。
【详解】A、饺子皮中主要的营养成分是淀粉,可用碘液检测,A正确;
B、饺子馅中的无机盐最终进入到人体细胞中,细胞中无机盐主要以离子形式存在,B正确;
C、烤熟肥鸭的细胞中含量最多的有机物是蛋白质,C错误;
D、鸭皮细胞在烤制过程中先丢失自由水,后丢失结合水,因为自由水是可以流动的,而结合水是与细胞中的有机物结合在一起的,D正确。
故选C。
5. 小鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF,它是由52个氨基酸组成的单链,其中含有6个二硫键(形成一个二硫键会脱去2个H)。EGF与靶细胞表面的受体结合后,激发了细胞内的信号传递过程,从而促进了细胞增殖。下列说法不正确的是( )
A. EGF的元素组成包括C、H、O、N、S,含有51个肽键
B. 在氨基酸形成EGF的过程中,相对分子量减少了930
C. EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应
D. EGF能促进细胞增殖是因为EGF能进入细胞内发挥调节作用
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,一条或几条肽链盘区折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质;氨基酸脱水缩合反应过程中脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸数-肽链数;蛋白质中的肽键能与双缩脲试剂反应产生紫色,因此可以用双缩脲试剂检测蛋白质。蛋白质通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成,转录和翻译过程中DNA中的核苷酸数:mRNA中的核苷酸数:蛋白质中的氨基酸数=6:3:1。
【详解】A、该蛋白质中的氨基酸数目是52个,一条多肽链,因此肽键数为52-1=51,A正确;
B、氨基酸脱水缩合过程脱去的水分子数目是51,6个二硫键脱去12个H,因此相对分子量减少51×18+12=930,B正确;
C、蛋白质变性是空间结构改变,肽键不变,因此可以用双缩脲试剂进行检测,C正确;
D、由题意知,EGF与靶细胞表面的受体结合后引起细胞增殖,并没有进入细胞内,D错误。
故选D。
6. 寨卡(Zika)病毒通过伊蚊叮咬进行传播,导致婴儿患上“小头症”,其模式图如图。下列有关叙述正确的是( )
A. 图中M蛋白、E蛋白二聚体经过酶解后的氨基酸种类和数量均相同
B. 寨卡病毒的遗传物质彻底水解后可得到尿嘧啶和腺嘌呤等化合物
C. 寨卡病毒的RNA分子和DNA分子均可以作为其遗传物质
D. 寨卡病毒体内的水是含量最多的化合物,其含量不断变化
【答案】B
【解析】
【分析】由题图可知,该病毒是RNA病毒,组成成分主要是蛋白质和RNA,其中RNA是遗传物质,RNA彻底水解的产物是核糖、磷酸及A、U、G、C碱基。蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的蛋白质的空间结构不同有关。
【详解】图中M蛋白、E蛋白二聚体是两种蛋白质,水解产生的氨基酸的种类和数目可能不同,A错误;寨卡(Zika)病毒的遗传物质是RNA,RNA彻底水解的产物有核糖、磷酸、尿嘧啶、腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤,B正确;由分析可知,寨卡(Zika)病毒的遗传物质是RNA,RNA中含有遗传信息,不可能是DNA,C错误;水是细胞中含量最多的化合物,病毒不具有细胞结构,因此水不是病毒含量最多的化合物,D错误。
【点睛】解答本题关键要抓住图示病毒模式图标注的信息,该病毒是一种RNA病毒,遗传物质是RNA。
7. 如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物,A、B、C分别由a、b、c、d等小分子物质构成,据图分析正确的有几项( )
①若物质A在动物、植物细胞中均含有的储能物质,则A是脂肪②a是果糖③物质b是氨基酸,其脱水缩合合成B的场所在内质网④物质c在人体细胞中共有8种,分子中的含氮碱基不同决定了c的种类不同⑤物质d是性激素,d和胆固醇、维生素D都属于固醇类物质⑥物质B结构的多样性是由氨基酸的种类、数目和排列顺序所决定的
A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项
【答案】B
【解析】
【分析】核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒,主要由RNA(rRNA)和蛋白质构成,其功能是按照mRNA的指令将遗传密码转换成氨基酸序列并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。核糖体又被称为细胞内蛋白质合成的分子机器。
【详解】①A是淀粉,作为植物体内特有的储能物质存在于植物细胞中,脂肪是细胞内良好的储能物质,若物质A在动物、植物细胞中均含有的储能物质,则A是脂肪,①正确;
②a是葡萄糖,②错误;
③核糖体是由蛋白质和RNA组成,RNA的元素组成是C、H、O、N、P,因此B是蛋白质,由基本单位氨基酸(b)脱水缩合合成,场所在核糖体,③错误;
④物质c是RNA的基本单位核糖核苷酸,在人体细胞中共有4种,由碱基(A/U/C/G)决定,④错误;
⑤物质d是性激素,能促进生殖器官发育,d和胆固醇、维生素D都属于固醇类物质,⑤正确;
⑥物质B结构的多样性是由氨基酸的种类、数目、排列顺序以及蛋白质的空间结构所决定的,⑥错误。
故选B。
8. 研究表明,细胞主要通过蛋白质执行复杂的调控和信息传递功能,在执行前,往往需要在蛋白质分子链上“接种”外来的分子,这称为蛋白质的修饰。“乙酰化修饰”是指在蛋白质分子链上“接种”一个乙酰基分子,这是蛋白质最主要的修饰方式之一。下列叙述错误的是( )
A. 胰岛素和胰蛋白酶的功能不同,原因可能是两者的氨基酸种类、数量及肽链形成的空间结构等均不相同
B. “乙酰化修饰”改变了蛋白质分子的结构,从而影响其功能
C. 组成蛋白质分子的肽链盘曲折叠形成一定的空间结构,从而具有一定功能
D. 乙酰化修饰过程发生在核糖体上
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质分子结构多样性的原因:(1) 直接原因:回)氨基酸分子的种类不同;②氨基酸分子的数量不同:③氨基酸分子的排列次序不同:④多肽链的空间结构不同。(2)根本原因:DNA分子的多样性。
【详解】A、胰岛素和胰蛋白酶都是蛋白质,蛋白质的结构不同取决于氨基酸种类、数量及肽链形成的空间结构,结构决定功能,A正确;
B、“乙酰化修饰”是指在蛋白质分子链上“接种”—个乙酰基分子,该过程改变了蛋白质分子的结构,从而影响其功能,B正确;
C、结构决定功能,组成蛋白质分 子的肽链盘曲折叠形成一定的空间结构,从而具有一定功能,C正确;
D、核糖体是蛋白质的合成场所,“乙酰化修饰”是指在蛋白质分子链上“接种”一个乙酰基分子,属于蛋白质的加工,可能发生在内质网或高尔基体上,D错误。
故选D。
9. 内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时,LC3I蛋白被修饰形成LC3II蛋白,LC3II蛋白促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解。将大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组,测量细胞中LC31蛋白和LC3II蛋白的相对含量,结果如图。下列叙述不正确的是( )
A. 剧烈运动会造成线粒体的损伤,促进大鼠细胞的线粒体自噬
B. LC3II/LC3I的比值随运动强度增大而增大
C. LC3II蛋白促使自噬体与溶酶体融合,体现了膜蛋白可进行细胞间的信息交流
D. 组成LC31、LC3II两种蛋白的氨基酸种类和数目可能不相同
【答案】C
【解析】
【分析】自噬体是指内源性物质包括细胞内由于生理或病理原因而被损伤的细胞器,或过量储存的糖原等,它们可被细胞自身的膜(如内质网或高尔基复合体的膜)包裹形成。
【详解】A、据图分析可知:运动可使LC3II蛋白增加,LC3II蛋白促使自噬体与溶酶体融合,可以促进大鼠细胞的线粒体自噬,A正确;
B、结合图示可知,大强度运动组的LC3II/LC3I的比值最大,B正确;
C、LC3II蛋白促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解,自噬体与溶酶体都在同一细胞内,不能体现膜蛋白可进行细胞间的信息交流,C错误;
D、LC31、LC3II是两种不同的蛋白质,蛋白质的差异取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构,D正确。
故选C。
10. 科学家分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 甲内部的膜上可以产生氧气 B. 乙一定与分泌蛋白的加工修饰有关
C. 丙合成的物质遇双缩脲试剂呈紫色 D. 酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙
【答案】C
【解析】
【分析】脂质和蛋白质是生物膜的重要组成成分,差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,其中甲含有膜结构,并且含有核酸,可线粒体或叶绿体,乙含有膜结构,但是不含有核酸,有可能是内质网、高尔基体、溶酶体、液泡,并没有膜结构,但含有少量核酸,是核糖体。
【详解】A、脂质和蛋白质是生物膜的重要组成成分,这说明甲和乙含有膜结构,丙没有膜结构;甲含有核酸,可能是线粒体或叶绿体,但是动物细胞并没有叶绿体,因此甲是线粒体,线粒体不能产生氧气,A错误;
B、乙可能是液泡,与分泌蛋白的加工修饰无关,B错误;
C、丙是核糖体,合成的物质是蛋白质,遇双缩脲试剂呈紫色,C正确;
D、酵母菌是真核生物,与该细胞共有的细胞器除了核糖体外,还有高尔基体,线粒体、内质网等,D错误。
故选C。
11. 图示是溶酶体形成的两条途径。高尔基体中的部分蛋白质在E酶的作用下形成M6P标志。该标志被M6P受体识别后会引发如图所示的过程。下列叙述正确的是( )
A. 胞外溶酶体酶具有生物学活性
B. 蛋白M具有识别M6P并形成囊泡的功能
C. 若E酶受损,则衰老细胞器会在细胞内积累
D. 若M6P受体受损,则只能通过途径2形成溶酶体
【答案】C
【解析】
【分析】图示两条途径形成溶酶体,途径1是由高尔基体形成囊泡,最终形成溶酶体,途径2是将胞外的溶酶体酶经过胞吞作用形成。
【详解】A、胞外溶酶体酶不具有生物学活性,经过细胞胞吞作用进入细胞后形成溶酶体,A错误;
B、蛋白M具有识别M6P的功能,并将囊泡进行包裹,但不具有形成囊泡的功能,B错误;
C、E酶受损,则不能形成M6P标志,此类蛋白质就不能转化为溶酶体酶,造成衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在细胞内积累,C正确;
D、途径2形成溶酶体需要胞外的溶酶体酶和M6P结合,然后被与M蛋白上的受体结合才能进行,如果M6P受体受损,则途径2也不能进行,D错误。
故选C。
12. 蛋白质的信号序列通常由60个氨基酸构成,有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除。正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。科研小组除去内质网蛋白的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列
B. 该实验说明信号序列对所引导的蛋白质没有特异性
C. 信号肽酶作用于肽键,信号肽酶抑制剂会影响蛋白质的结构
D. 胃蛋白酶属于分泌蛋白,其信号序列的合成发生在内质网中
【答案】D
【解析】
【分析】1、分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质。内质网可以出芽,也就是鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,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,然后形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中,需要消耗能量,这些能量的供给来自线粒体。
2、根据题意和图示分析可知:蛋白质的合成场所是核糖体,部分蛋白质合成后会进入内质网进行初步加工,再经高尔基体加工后形成分泌蛋白,通过胞吐方式排出细胞。
【详解】AB、正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,无需进入内质网的蛋白质不含信号序列,由此推知,蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质上有无信号序列,且该信号序列无特异性,AB正确;
C、信号肽酶能将60个氨基酸的信号肽切除,说明信号肽酶作用于肽键,信号肽酶抑制剂会影响信号序列的切除,从而影响蛋白质的结构,C正确;
D、胃蛋白酶属于分泌蛋白,其信号序列应在核糖体中合成,D错误。
故选D。
13. 正常细胞中含有一种特殊的蛋白质——伴侣蛋白,它是蛋白质正确折叠所必需的。当大肠杆菌编码伴侣蛋白的基因发生突变时,细菌会死亡。科学家将伴侣蛋白加入被人为错误折叠的苹果酸脱氢酶中,此酶被复原,重新恢复活性。以下相关说法正确的是( )
A. 伴侣蛋白仅存在于原核细胞中,真核细胞内无伴侣蛋白
B. 大肠杆菌细胞内伴侣蛋白发挥作用的场所可能是内质网
C. 因加热导致变性的蛋白质的活性可能被伴侣蛋白恢复
D. 细菌伴侣蛋白基因的突变对噬菌体的侵染和增殖无影响
【答案】C
【解析】
【分析】膜的主要成分为蛋白质和磷脂,膜的基本骨架为磷脂双分子层,内质网加工的蛋白质通过囊泡运输到高尔基体,当蛋白质的空间结构发生改变时其功能也发生改变。
【详解】A、原核细胞与真核细胞中都需要对某些肽链进行折叠,产生有生物活性的蛋白质,因此都具有伴侣蛋白,A错误;
B、大肠杆菌是细菌,属于原核生物,没有内质网,B错误;
C、由题干信息可知,伴侣蛋白可将错误折叠的蛋白质恢复活性,加热导致的蛋白质变性,仅空间结构发生改变,因此,伴侣蛋白可能使其恢复活性,C正确;
D、伴侣蛋白基因突变可导致伴侣蛋白功能异常,噬菌体侵染细菌后,需要合成子代病毒的蛋白质外壳,需要进行蛋白质的折叠,因此对噬菌体的增殖会产生影响,D错误。
故选C。
14. 某同学进行质壁分离和复原实验时,实验前测得洋葱鳞片叶外表皮细胞原生质体(不包括细胞壁的植物细胞)体积为x,将其分别置于一定浓度的KNO3溶液和高浓度的蔗糖溶液中,一段时间后测得原生质体的体积分别为y和z,则三者的大小关系不可能是
A. x>y=z B. x=y>z C. x=y=z D. x>y>z
【答案】C
【解析】
【分析】1、植物细胞的质壁分离: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。
【详解】A、若细胞液浓度低于KNO3溶液浓度和蔗糖溶液浓度,而KNO3溶液浓度低于蔗糖溶液浓度,则在KNO3溶液中细胞先发生质壁分离,再发生质壁分离的复原,而在蔗糖溶液浓度中细胞发生质壁分离,则y有可能等于z,均小于x,A不符合题意;
B、若细胞液浓度和KNO3溶液浓度相同,则x=y,若细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度,则细胞发生质壁分离,即x>z,即x=y>z,B不符合题意;
C、题干中蔗糖溶液浓度为高浓度,则细胞在蔗糖溶液中会失水,发生质壁分离,即x一定大于z,C符合题意;
D、若细胞液浓度低于KNO3溶液浓度和蔗糖溶液浓度,在KNO3溶液中细胞先发生质壁分离,再发生质壁分离的复原,而在蔗糖溶液浓度中细胞发生质壁分离,则y>z,均小于x,D不符合题意。
故选C。
15. 为研究细胞核与细胞质之间的物质交流,科学家利用变形虫做了如下实验:
步骤一:将正常生活而没有分裂的多只变形虫随机分为A、B、C三组,A组用含32P标记的尿嘧啶核苷酸食物饲喂;B组将变形虫的细胞核去掉;C组不作任何处理。
步骤二:用放射自显影技术检测到A组每只变形虫的细胞核中出现放射性后,将细胞核移植到B、C两组的变形虫细胞内。
步骤三:适宜条件下培养一段时间后检测B、C两组的放射性,结果如图所示。
下列分析正确的是( )
A. 放射性物质应是复制之后得到的DNA
B. 本实验的自变量为放射性出现的位置
C. 放射性物质能在细胞核和细胞质间相互交流
D. 放射性物质的分布情况可能与核孔直接相关
【答案】D
【解析】
【分析】细胞核的功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。
【详解】A、用32P标记的尿嘧啶核苷酸,因此放射性物质应是转录后得到的RNA,A错误;
B、本实验的因变量为放射性出现的位置,B错误;
C、分析图可知,放射性物质能从细胞核进入细胞质,不能从细胞质进入细胞核,C错误;
D、核孔直接控制某些大分子物质的进出,因此放射性物质RNA在细胞核和细胞质的分布与核孔直接有关,D正确。
故选D
16. 钠钾ATP酶(Na+/K+-ATPase)存在于大多数的动物细胞膜上,能够利用ATP水解释放的能量,将细胞内的Na+泵出细胞外,而相应地将细胞外的K+泵入细胞内,从而维持膜内外一定的电化学梯度。该电化学梯度能驱动葡萄糖协同转运载体以同向协同转运的方式将葡萄糖等有机物转运入细胞内,然后由膜上的转运载体GLUT2转运至细胞外液,完成对葡萄糖的吸收。如图为人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程示意图,下列相关分析正确的是( )
A. 葡萄糖进出小肠绒毛上皮细胞的方式不同,但运输的载体相同
B. Na+通过Na+-K+泵的跨膜运输是主动运输,K+通过Na+-K+泵的跨膜运输是协助扩散
C. 图示细胞膜蛋白有催化、运输、信息交流等功能
D. 当细胞内外Na+浓度相等时,Na+和葡萄糖的协同运输不能进行
【答案】D
【解析】
【分析】利用ATP水解释放能量,将细胞内的Na+泵出细胞外,而相应地将细胞外K+泵入细胞内, 说明Na+出细胞、K+进细胞均为主动运输。该电化学梯度能驱动葡萄糖协同转运载体,运进葡萄糖,说明葡萄糖运进也需要能量,为主动运输。葡萄糖出细胞则为协助扩散。
【详解】A、葡萄糖由肠腔转移到小肠上皮细胞的方式通过Na+形成的电化学梯度驱动,由葡萄糖协同转运载体转运,是一种主动运输的方式,而通过GLUT2将细胞内的葡萄糖转移到细胞外液的内环境中的方式是协助扩散,所以葡萄糖进出小肠绒毛上皮细胞的方式不同,运输的载体也不相同,A错误;
B、Na+、K+通过Na+-K+泵的跨膜运输方式都是主动运输,B错误;
C、图中所示的膜蛋白Na+/K+-ATPase能够催化ATP的水解,并同时转运Na+和K+,因此具有催化作用和运输作用,但图示过程并未提到具有信息交流功能的膜蛋白,因此图中膜蛋白没有信息交流的作用,C错误;
D、细胞的载体蛋白同时与Na+和葡萄糖结合后,在膜两侧Na+浓度梯度驱动下吸收葡萄糖,而细胞内外Na+浓度相等时,不能形成浓度梯度,则该协同运输不能进行,D正确。
故选D。
17. 用打孔器制取新鲜萝卜圆片若干,平均分为6组且每组重量为W1,再分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后取出材料,用吸水纸吸干表面水分并分别称重(W2)。其中(W2-W1)/W1与蔗糖溶液浓度的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A. 蔗糖溶液浓度为0g/mL的一组,W2-W1=0
B. 当蔗糖溶液浓度大于0.4g/mL时,原生质层失去选择透过性
C. 蔗糖溶液浓度为0.13g/mL的一组,植物细胞没有物质的跨膜运输
D. 随着蔗糖溶液浓度的增大,各组细胞的质壁分离程度在逐渐增大
【答案】B
【解析】
【分析】1.把成熟的活的植物细胞放入到不同浓度的溶液中,植物细胞会发生渗透作用。当细胞外液大于细胞液时,细胞发生失水,发生质壁分离现象;反之,看不到质壁分离现象。浓度过高时,能发生质壁分离,但细胞会因为失水过多而死亡。
2.根据题意,将重量为W1的新鲜萝卜圆片分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后称的重量为W2,若W2-W1>0,说明新鲜萝卜圆片在蔗糖溶液中吸水;若W2-W1<0,说明红甜菜根片在蔗糖溶液中失水;若W2-W1=0,说明红甜菜根片在蔗糖溶液中吸水和失水达到动态平衡。
【详解】A、看图曲线可知,蔗糖溶液浓度为0g/ml的时,(W2-W1)/W1=0.04,说明W2-W1≠0,A错误;
B、蔗糖溶液的浓度大于0.4g/ml时,(W2-W1)/W1增加,说明细胞失活,原生质层失去选择透过性,B正确;
C、看图曲线可知,蔗糖溶液浓度为0.13g/ml时,W2-W1=0,此时即为组织细胞的等渗浓度,但细胞仍有水分子的跨膜运输,C错误;
D、看图曲线可知,当蔗糖溶液浓度在0-0.lg/ml之间时,植物细胞不发生质壁分离,在大约0.l3g/ml之后各组细胞的质壁分离程度在逐渐增大,达到一定程度后细胞会死亡,D错误。
故选B。
18. 图1中a、b、c为不同浓度的同种溶液,图2是一段时间后装置1与装置2的液面高度变化曲线,a、b起始液面高度均为H。则图1中a、b, c浓度的关系是( )
A. c>a>b B. c>b>a C. b>a>c D. a>b>c
【答案】A
【解析】
【分析】渗透作用发生的条件是具有半透膜,膜两侧具有浓度差,在渗透装置中,水分子从低浓度溶液中通过半透膜进入高浓度溶液中的多,从而使玻璃管内的液面发生变化,高度差的大小与膜两侧的浓度差有关,在相同条件下,浓度差越大,高度差越大。
【详解】分析题图2可知,图1装置中a、b中的高度都逐渐下降,说明a、b中的水分子进入c中,a、b的浓度都低于c 的浓度,a与b相比b下降的速度更快,水分子由b进入c的速度大于由a进入c的速度,因此a的浓度大于b的浓度,因此a、b、c的内侧关系是c>a>b。
故选A。
【点睛】根据溶剂水的渗透作用方向判断溶液浓度大小:水渗透作用方向始终是低浓度→高浓度,渗透量越多,液面高度差越大,则浓度差越大。
19. 正常情况下,哺乳动物细胞内质网中的Ca2+浓度高于细胞质基质。TMCO1是内质网跨膜蛋白,这种膜蛋白可以感知内质网中过高的Ca2+浓度,形成并激活Ca2+通道,主动将Ca2+排出。一旦内质网中的Ca2+浓度降到正常水平,TMCO1形成的Ca2+通道就会随之解体消失。下列叙述正确的是( )
A. 用3H标记合成TMCCO1的原料,放射性会依次出现在内质网、高尔基体中
B. Ca2+进出内质网都需要通过TMCO1形成的Ca2+通道,且不消耗能量
C. 内质网内外Ca2+浓度相等是TMCOl形成的Ca2+通道消失的必要条件
D. 若敲除TMCOI基因,则内质网中的Ca2+浓度可能过高
【答案】D
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成过程大致是: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。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
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。借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散。
【详解】A、TMCO1是内质网跨膜蛋白,属于结构蛋白,不需要高尔基体的加工,因此放射性不会出现在高尔基体中,A错误;
B、哺乳动物内质网中的Ca²⁺浓度高于细胞质基质,正常情况下Ca²⁺排出内质网的方式是顺浓度梯度的协助扩散,不消耗能量,Ca²⁺进入内质网的方式是逆浓度梯度的主动运输,需要消耗能量;
C、内质网中的Ca2+浓度降到正常水平是Ca2+通道消失的必要条件,此时内质网中的Ca2+浓度仍然高于细胞质基质中的Ca2+浓度,C错误;
D、内质网中的Ca2+排出内质网需要通过TMCO1形成的通道,若敲除TMCO1基因, Ca2+通道不能形成,则内质网中的Ca2+浓度可能过高,D正确。
故选D。
20. 用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体相对体积变化情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 在0~60s时间段内,原生质体内只发生水分子的渗出,没有水分子的渗入
B. 在60s后,处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞的细胞液浓度缓慢降低后趋于稳定
C. 在120s后,处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞逐渐发生质壁分离的复原
D. 该植物的所有活细胞在一定条件下都能发生质壁分离及复原现象
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析,某种植物细胞处于乙二醇溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小,细胞液浓度增大;随后乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞,细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原;而植物细胞处于蔗糖溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小;蔗糖不能进入细胞,不会发生自动复原。
【详解】A、在0~60s时间段内,原生质体内既有水分子的渗出也有水分子的渗入,A错误;
B、在60s后,由于处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞的原生质体体积逐渐变小后趋于稳定,说明此时间段细胞还在失水并趋于渗透平衡,则细胞液浓度缓慢升高后趋于稳定,B错误;
C、在120s后,处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞由于乙二醇的进入,原生质体体积逐渐变大并恢复到原始体积,说明此时间段细胞逐渐发生质壁分离的复原,C正确;
D、并不是该植物的所有活细胞在一定条件下都能发生质壁分离及复原现象,能发生质壁分离及复原现象的细胞须具有大液泡等结构,D错误。
故选C。
二、不定项选择题
21. 细胞膜成分的非对称分布是细胞生理反应(如细胞分泌)的基础。最新发现细胞膜中磷脂分子非对称分布的机理:磷脂转运酶在ATP(一种高能化合物,水解时释放能量)水解的驱动下,将不同头部基团的磷脂分子从细胞膜外侧转运至内侧,从而调控和维持细胞膜的非对称性。Dnf(一种磷脂转运酶)感知其转运底物(即反应物)磷脂酰胆碱在细胞膜内侧的比例降低时,自发地发生构象变化,提高活性以满足需要。下列有关说法正确的是( )
A. 磷脂酰胆碱是细胞膜中的一种磷脂分子
B. 磷脂转运酶运输磷脂分子需要消耗能量
C. 细胞膜内侧的磷脂酰胆碱含量很低
D. 不同磷脂在细胞膜中比例会改变Dnfl的活性
【答案】ABD
【解析】
【分析】细胞膜的流动镶嵌模型:1、主要成分是蛋白质分子和磷脂分子,还含有少量的糖类。2、脂双层:流动镶嵌模型中最基本的部分,由脂双层组成的膜称为单位膜,由两层磷脂分子组成,磷脂分子具有亲水性的头部和亲脂性的尾部,其两层并不是完全相同的。3、膜蛋白:也和磷脂分子一样,具有水溶性部分和脂溶性部分,有的蛋白质整个贯穿在膜中,有的一部分插在膜中,还有的整个露在膜表面,膜蛋白的分布具有不对称性。4、结构特点:具有一定的流动性。
【详解】A、磷脂转运酶的底物为磷脂分子,故磷脂酰胆碱是细胞膜中的一种磷脂分子,A正确;
B、磷脂转运酶在ATP水解的驱动下,将不同头部基团的磷脂分子从细胞膜外侧转运至内侧,故磷脂转运酶运输磷脂分子需要消耗能量,B正确;
C、磷脂酰胆碱在细胞膜内侧的比例降低时,Dnf1自发地发生构象变化,提高活性以满足需要,可知细胞膜内侧的磷脂酰胆碱含量应该较高,C错误;
D、Dnf1(一种磷脂转运酶)感知其转运底物磷脂酰胆碱在细胞膜内侧的比例降低时,自发地发生构象变化,提高活性以满足需要,可知不同磷脂在细胞膜中比例会改变Dnf1的活性,D正确。
故选ABD。
22. 原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单胞菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 甲组NaC1处理不能引起细胞发生质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3mol/L
B. 乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C. 该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D. 若将该菌灭活后,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积可能无变化
【答案】A
【解析】
【分析】假单孢菌属于真菌,真菌具有细胞壁和液泡,当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,原生质体中的水分就透过细胞膜进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层逐渐缩小,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细胞膜进入到原生质体中,原生质体逐渐变大,导致原生质体表面积增加。
【详解】A、分析甲组结果可知,随着培养时间延长,与0时(原生质体表面积大约为0.5μm2)相比,原生质体表面积增加逐渐增大,甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,说明细胞吸水,表明细胞中浓度>0.3 mol/L ,但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L,A错误;
B、分析乙、丙组结果可知,与0时(原生质体表面积大约分别为0.6μm2、0.75μm2)相比乙丙组原生质体略有下降,说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原,B正确;
C、该菌的正常生长,细胞由小变大可导致原生质体表面积增加,该菌吸水也会导致原生质体表面积增加,C正确;
D、若将该菌先65℃水浴灭活,细胞死亡,原生质层失去选择透过性,再用 NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化,D正确。
故选A。
23. “红豆生南国,春来发几枝。愿君多采撷,此物最相思。”红豆就是相思豆。随着科学技术的发展,人们发现相思豆中含有很强毒性的毒蛋白—相思子毒素蛋白。相思子毒素蛋白前体由4部分组成,即34个氨基酸组成的前导信号序列、251个氨基酸组成的A链、263个氨基酸组成的B链以及14个氨基酸组成的连接A、B链的连接肽。经过相应细胞器的加工,最后形成含有514个氨基酸的相思子毒素蛋白,加工过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 内质网与高尔基体能依次对该前体进行切除加工
B. 相思子毒素蛋白前体在合成过程中产生562个水分子
C. 据图分析液泡中含有相应的酶,可以对蛋白质进行切除加工
D. 液泡形成的囊泡与细胞膜的融合体现了细胞膜的流动性
【答案】AD
【解析】
【分析】由图可知,相思子毒蛋白前体含有的前导信号序列在内质网中被切除,后通过囊泡运输止高尔基体,在高尔基体中切除连接肽,再经囊泡运输至液泡,最后经由细胞膜分泌至细胞外。据此分析作答。
【详解】A、分析题图可知,在内质网中加工后可将前导信号序列切除,故内质网对蛋白质进行切除,经高尔基体加工后,形成的囊泡中的相思子毒素蛋白没有链接肽,故高尔基体对该前体也有切除功能,A正确;
B、多肽形成过程中产生的水分子数=肽键数=氨基酸数目-肽链数,故相思子毒素蛋白前体在翻译过程中产生的水=(34+251+263+14)-1(最终为1条肽链)=561个,B错误;
C、据图可知,液泡只起到了运输相思子毒素蛋白的功能,故推测液泡中不含相应的酶,不能对蛋白质进行加工,C错误;
D、囊泡是内质网和高尔基体、液泡之间进行流通的方式,也属于生物膜系统,液泡形成的囊泡与细胞膜的融合体现了细胞膜的流动性,D正确。
故选AD。
24. 如图所示为平衡时的渗透装置,烧杯内的液面高度为a,漏斗内液面高度为b,液面高度差,在此基础上继续实验,以渗透平衡时的液面差为观测指标,不正确的是( )
A. 若吸出漏斗中高出烧杯内的液面的溶液,则平衡时m增大
B. 若向漏斗中加入少量蔗糖,平衡时m将增大
C. 若向漏斗中加入适量且与漏斗内的蔗糖溶液浓度相等的蔗糖溶液,则平衡时m不变
D. 向烧杯中加入适量清水,平衡时m将减小
【答案】AC
【解析】
【分析】渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力,渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,渗透压越高,反之亦然;漏斗中是蔗糖溶液,烧杯内是清水,因此通过渗透作用烧杯内水分子进入漏斗,使漏斗液面升高,影响m高度的因素主要有两个,一个是漏斗内和烧杯中的渗透压差值,二是漏斗内液体的体积产生的液压。
【详解】A、若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则其中溶质也被吸出,其漏斗中溶质减少,渗透压减弱,吸水能力也减弱,则平衡时m将减小,A错误;
B、若吸向漏斗中加入少量蔗糖,则其中溶质含量,其漏斗中溶质变多,渗透压增加,吸水能力也增强,则平衡时m将增大,B正确;
C、若向漏斗中加入适量等浓度的蔗糖溶液,则漏斗中溶质增多,渗透压增大,则平衡时m将增大,C错误;
D、向烧杯中加入适量清水,使a液面高,而漏斗中溶质的量没变,渗透压也没改变,则吸收的水量也将保持不变,b的高度就不变,平衡时m将减小,D正确。
故选AC。
25. 在小肠绒毛上皮细胞膜表面存在两种形式的葡萄糖载体SGLT1和GLUT2,其作用机理如图1所示:小肠绒毛上皮细胞上的这两种载体在不同葡萄糖浓度下的运输速率测定结果如图2所示,下列叙述不正确的是( )
A. 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式,体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
B. 据图1分析,小肠绒毛上皮细胞以自由扩散和主动运输方式从肠腔吸收葡萄糖
C. 据图1分析,小肠绒毛上皮细胞吸收Na+与红细胞吸收葡萄糖的运输方式不同
D. 据图2分析,当葡萄糖浓度高于20mM时,小肠绒毛上皮细胞主要通过主动运输的方式吸收葡萄糖
【答案】BCD
【解析】
【分析】1、分析图1,葡萄糖通过SGLT1,运输方向是低浓度到高浓度,需要载体,需要Na+浓度差提供的动力势能,属于主动运输;葡萄糖通过GLUT2,运输方向是高浓度到低浓度,需要载体,不需要能量,属于协助扩散。
2、分析图2:SGLT1和GLUT2,前者是主动运输的载体,后者是协助扩散的载体;据图可知,协助扩散发生的同时,主动运输也在发生。只不过在低浓度下,主动运输的载体就达到饱和;高浓度情况下,需要依赖于协助扩散和主动运输提高吸收速率,主要吸收方式是协助扩散。
【详解】A、根据小肠绒毛上皮细胞膜上载体种类可知,小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,A正确;
B、据图1分析,葡萄糖通过SGLT1运输时,运输方向是从低浓度到高浓度,需要载体,需要Na+浓度差提供的动力势能,属于主动运输,但不会以自由扩散方式从肠腔中吸收葡萄糖,B错误;
C、小肠绒毛上皮细胞吸收Na+,是从高浓度往低浓度运输,且需要载体蛋白协助,是以协助扩散的方式吸收,葡萄糖进入红细胞的运输方式也是协助扩散,和上述过程中Na+的运输方式相同,C错误;
D、据图2分析,当葡萄糖浓度低于于20mM时,可以依赖于协助扩散和主动运输吸收葡萄糖,随着葡萄糖浓度进一步提高,小肠绒毛上皮细胞主要靠提高协助扩散的速率来增加葡萄糖的吸收,D错误。
故选BCD。
三、非选择题
26. 如图1为组成细胞的有机物及元素,已知A、B、C、D和E为生物大分子。图2为图1中某种生物大分子的部分结构,请回答下列问题:
(1)图1 中的x、y代表的元素分别是______,图2是图1中____(填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”)的部分结构,它是由___种氨基酸连接而成。
(2)A的结构具有多样性,从a角度分析,其原因是________________。
(3)B是______,其在动物细胞中所起的作用是____________。
(4)D在化学组成上与E的不同是____________________。
(5)某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个五肽,3个六肽和4个七肽,则这些短肽所含氨基总数至少为_____,氧原子数与原来的肽链相比,发生了什么样的变化?__________。
【答案】 ①. N、P (顺序不可颠倒) ②. A ③. 5 ④. aa(氨基酸)的种类、数目和排列顺序 ⑤. 多糖 ⑥. 储存能量 ⑦. 五碳糖(DNA是脱氧核糖、RNA是核糖) 含氮碱基(DNA中有胸腺嘧啶、RNA中有尿嘧啶) ⑧. 8 ⑨. 比原来增加了7个氧原子
【解析】
【分析】1、几种化合物的元素组成:①蛋白质是由C、H、O、N元素构成,有些还含有P、S等;②核酸(包括DNA和RNA)是由C、H、O、N、P元素构成;③脂质是由C、H、O构成,有些含有N、P;④糖类是由C、H、O构成。
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,蛋白质结构多样性的直接原因与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别有关。
3、细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为D NA和RNA两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,脱氧核苷酸和核糖核苷酸在组成上的差异有:①五碳糖不同,脱氧核苷酸中的中的五碳糖是脱氧核糖,核糖核苷酸中的五碳糖是核糖;②碱基不完全相同,脱氧核苷酸中的碱基是A、T、G、C,核糖核苷酸中的碱基是A、U、G、C。
4、分析题图1:题图为组成细胞的有机物及元素,已知A、B、C、D和E为生物大分子,D主要存在于细胞核中,是DNA,E主要存在于细胞质中,是RNA,所以C是核酸,小分子c是核苷酸,核苷酸由C、H、O、N、P组成。蛋白质的组成元素是C、H、O、N,所以x是N,y是P,A是蛋白质,小分子a是氨基酸,糖类是由C、H、O组成,所以B是多糖,小分子b是葡萄糖。分析题图2是一种六肽,由5种氨基酸连接而成。
【详解】(1)由上分析可知,图1 中x是N,y是P,图2是一种六肽,是图1中A蛋白质的部分结构,它是由5种氨基酸连接而成。
(2)A蛋白质结构多样性的直接原因与构成蛋白质的氨基酸a的种类、数目、排列顺序千差万别有关。
(3)B是多糖,其在动物细胞中可以储存能量。
(4)DNA和RNA在化学组成上的不同是五碳糖(DNA是脱氧核糖、RNA是核糖)和含氮碱基(DNA中有胸腺嘧啶、RNA中有尿嘧啶)。
(5)某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个五肽,3个六肽和4个七肽,则这些短肽一共含有1+3+4=8条链,故所含氨基总数至少为8个,水解过程增加了7个水,故氧原子数与原来的肽链相比,比原来增加了7个氧原子。
【点睛】本题结合组成细胞的有机物及元素的概念图,考查组成细胞的元素和化合物的知识,考生识记组成细胞的元素和化合物的种类和作用,明确蛋白质的结构和功能、DNA和RNA两种核酸在构成上的异同是解题的关键。
27. 成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中会发生质壁分离。下图1表示发生质壁分离的植物细胞。回答下列问题:
(1)成熟的植物细胞可以发生质壁分离的主要因素分为内部因素和外部因素,其中内部因素:一是具有______结构,该结构由图中的______(填数字)组成;二是从伸缩性方面讲,____________。外部因素是____________。
(2)取形状、大小相同的红心萝卜茎部组织A和B各5块,分别放入5组浓度不同的外界溶液中(用甲~戊表示)。一段时间后取出茎块进行称重,结果如图2所示。
①甲~戊组溶液的浓度按从大到小的顺序排列依次为______(用“>”表示)。
②将乙、丁组的红心萝卜B茎块取出后再放入一定浓度的KNO3溶液中,一段时间后发现丁组的红心萝卜B茎块细胞发生质壁分离后复原,而乙组的红心萝卜B茎块细胞却没有变化,原因可能是____________。
【答案】(1) ①. 原生质层(或半透膜) ②. 2、4、5 ③. 原生质层的伸缩性比细胞壁的大 ④. 细胞液(或7处的溶液)浓度小于外界溶液浓度,使细胞液中的水分子透过原生质层进入外界溶液
(2) ①. 乙>丁>甲>戊>丙 ②. 丁组的红心萝卜B茎块细胞为活细胞,且可主动吸收K+和NO3-,使细胞液浓度增大,从而向外界溶液吸收水分 ;乙组的红心萝卜B茎块细胞失水过多而失活
【解析】
【分析】质壁分离和质壁分离复原:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,当细胞液浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分透过原生质层进入外界溶液中,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,原生质层与细胞壁逐渐分离,称为质壁分离。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,外界溶液中的水分透过原生质层进入细胞液,原生质层慢慢恢复原来的状态,称为质壁分离复原。
【小问1详解】
成熟植物细胞可以发生质壁分离的原理是渗透作用,需要满足半透膜条件和半透膜两侧的浓度差。原生质层是半透膜,即图中的2细胞膜、4液泡膜、5细胞质。浓度差是外界溶液和细胞液之间存在浓度差。同时质壁分离的原因还有原生质层的伸缩性比细胞壁的大。
【小问2详解】
据图,以A为例,各溶液中的萝卜质量是乙<丁<甲(等于初始质量,没有变化,说明细胞液浓度等于外界浓度)<戊<丙,质量越小且小于初始质量,说明失水越多,外界溶液浓度越大,质量越大且大于初始质量,说明吸水越多,外界溶液浓度越小,则外界溶液的浓度是乙>丁>甲>戊>丙。乙组的红心萝卜B失水最多,细胞死亡,不能主动吸收K+和NO3-,不出现质壁分离自动复原。而丁组的红心萝卜B茎块细胞为活细胞,且可主动吸收K+和NO3-,使细胞液浓度增大,从而向外界溶液吸收水分 。
28. 下图为高等动、植物细胞局部亚显微结构拼接示意图,请据图回答([]中填序号,横线上填名称)。
(1)科学家分离各种细胞器的常用方法是___。与高等植物相比,高等动物细胞特有的结构是[ ]___,它与细胞的___有关。
(2)图中结构①的主要成分是___,它的结构特性是具有___。
(3)图中具有双层膜的结构有___(填代号)。结构⑤的功能是___。
(4)细胞内___(填代号)起着重要的交通枢纽作用,该细胞器的功能是___。
(5)⑩高度螺旋化、缩短变粗为___,其与⑩的关系是___。⑩彻底水解可以得到的物质主要有___
A.氨基酸 B.磷酸 C.脱氧核糖 D.含氨碱基 E.核酸 F.核糖
【答案】(1) ①. 差速离心法 ②. ②中心体 ③. 增殖
(2) ①. 脂质和蛋白质 ②. 流动性
(3) ①. ⑥⑪⑫ ②. 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
(4) ①. ⑨ ②. 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的车间及发送站
(5) ①. 染色体 ②. 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 ③. ABCD
【解析】
【分析】①是细胞膜,②是中心体,③是核糖体,④是内质网,⑤是核孔,⑥是核膜,⑦是核仁,⑧是细胞壁,⑨是高尔基体,⑩是染色质,⑪是线粒体,⑫是叶绿体。
【小问1详解】
差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器;高等植物没有中心体(图中的②),高等动物有中心体;中心体与细胞的增殖有关,可以发出星射线形成纺锤体。
【小问2详解】
①是细胞膜,主要由脂质和蛋白质组成;细胞膜具有一定的流动性,这是其结构特性。
【小问3详解】
⑥是核膜,⑪是线粒体,⑫是叶绿体,均具有双层膜;⑤是核孔,(主要)是大分子进出核的通道,实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
【小问4详解】
⑨是高尔基体,可以对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的车间及发送站,是细胞内的重要的交通枢纽。
【小问5详解】
⑩是染色质,在细胞分裂时可以高度螺旋化、缩短变粗为染色体;染色质是丝状,染色体是棒状,是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态;染色质的主要成分是DNA和蛋白质,蛋白质彻底水解为氨基酸,DNA彻底水解为磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,故选ABCD。
29. 胆固醇是人体内一种重要的脂质,下图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程。
(1)胆固醇是构成___(细胞结构)的重要成分。细胞可利用乙酰CoA在___(细胞器)中合成胆固醇,细胞中的胆固醇也可以来源于血浆。
(2)人体血浆中含有的某种低密度脂蛋白(LDL)的结构如图所示,其主要功能是将胆固醇转运到肝脏以外的组织细胞(靶细胞)中,以满足这些细胞对胆固醇的需要。与构成生物膜的基本支架相比,LDL膜结构的主要不同点是___。LDL能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中,与其结构中的载脂蛋白B与细胞膜上___的结合直接相关,LDL通过途径①___方式进入靶细胞,形成网格蛋白包被的囊泡,经过脱包被作用后与胞内体(膜包裹的囊泡结构)融合。由于胞内体内部酸性较强,LDL与受体分离,胞内体以出芽的方式形成含有受体的小囊泡,通过途径②回到细胞膜被重新利用。含有LDL的胞内体通过途径③被转运到___(细胞器),被其中的水解酶降解,胆固醇被释放进入细胞质基质。
(3)当细胞中的胆固醇含量过高时,会抑制LDL受体基因表达以及___、___,从而使游离胆固醇的含量维持在正常水平。
【答案】(1) ①. 动物细胞膜 ②. 内质网
(2) ①. 只有单层磷脂分子 ②. LDL受体 ③. 胞吞 ④. 溶酶体
(3) ①. 抑制乙酰CoA合成胆固醇 ②. 促进胆固醇的储存
【解析】
【分析】1、胆固醇:构成动物细胞膜的重要成分,参与血液中脂质的运输。2、内质网:单层膜细胞器,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的车间。3、分析题图:血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合,以胞吞的方式进入细胞,被溶酶体分解;细胞内过多的胆固醇,抑制LDL受体的合成(转录和翻译),抑制乙酰CoA合成胆固醇,促进胆固醇以胆固醇酯的形式储存,减少来源,增加其去路。细胞中胆固醇含量的相对稳定是反馈调节的结果。4、大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐。
【小问1详解】
动物细胞膜中含有胆固醇;胆固醇属于脂质,内质网是细胞内脂质合成车间,故细胞将乙酰CoA合成胆固醇的场所是内质网。
【小问2详解】
与构成生物膜的基本支架(脂双层)相比,LDL膜结构的主要不同点是只有单层磷脂分子;LDL中的载脂蛋白B与靶细胞膜上的LDL受体特异性结合,使得LDL能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中;由LDL通过靶细胞膜的过程中形成了囊泡可知,这种进入细胞的方式是胞吞;含有多种水解酶的细胞器是溶酶体,它能水解衰老、损伤的细胞器。
【小问3详解】
由图可知,“过多的胆固醇”指向三个方向,表示当细胞内胆固醇过多时,细胞可通过抑制LDL受体基因表达、抑制乙酰CoA还原酶的活性,促进胆固醇的储存等途径,使游离胆固醇的含量维持在正常水平,这属于反馈调节机制。
30. 葡萄糖是细胞的主要能源物质,其进出小肠上皮细胞的运输方式如图1所示。小题基露上Na+—K+泵由a、β两个亚基组成,a亚基上既有Na+、K+的结合位点,又具有ATP水烟酶的活性,该酶被磷酸化后才具有催化活性:ATP水解后产生ADP和磷酸基团(Pi),释放出的能量可供其他生命活动利用。运输过程如图2所示。回答下列问题:
(1)在Na+—K+泵发挥作用时,Na+—K+泵作用有___和___。
(2)Na+—K+泵只能定向运输Na+、K+,而不能运输其他无机盐离子,这体现了细胞膜具有___的功能特性。
(3)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你设计实验加以验证。实验步骤:
第一步:取甲(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组其他生理状况均相同。
第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于一定较高浓度的葡萄糖溶液中(三组浓度相同),培养一段时间,其他条件相同且适宜。第三步:检测___。
实验结果:___,则验证了上面的最新研究结果。
【答案】(1) ①. 运输钠钾离子 ②. 催化ATP水解
(2)选择透过性 (3) ①. 培养液中葡萄糖浓度 ②. 若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组
【解析】
【分析】1. 被动运输:简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度,是最简单的跨膜运输方式,不需能量。被动运输又分为两种方式:自由扩散:不需要载体蛋白协助,如:氧气,二氧化碳,脂肪,协助扩散:需要载体蛋白协助,如:氨基酸,核苷酸,特例...2.主动运输:小分子物质从低浓度运输到高浓度,如:矿物质离子,葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。3.胞吞胞吐:大分子物质的跨膜运输,需能量。
【小问1详解】
Na+—K+泵既有Na+、K+的结合位点,又具有ATP水烟酶的活性,说明其既能运输Na+、K+,又能催化ATP水解为其提供能量。
【小问2详解】
细胞膜具有选择透过性,Na+—K+泵也是一种膜蛋白,其选择Na+、K+,而不能运输其他无机盐离子。
【小问3详解】
要想探究葡萄糖的运输方式,可以检测培养液中葡萄糖浓度;若主要为协助扩散,且通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生,则丙组(正常的小肠上皮细胞)培养液中葡萄糖浓度小于甲组(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞),甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)。
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