甘肃省部分学校2025-2026学年高三上学期10月月考生物试题-（含答案解析）

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这是一份甘肃省部分学校2025-2026学年高三上学期10月月考生物试题-（含答案解析），共32页。
注意事项：
1.作答前必须认真审题，逐字逐句读懂题目要求，准确把握题目考查意图。
2.审题时需圈画题目中的关键词、限制词和重要条件，避免因漏看、错看导致答非所问。
3.对于包含多问的题目，需逐一明确每一问的作答要求，不可混淆、合并回答。
4.审题后需确认题目是否有字数限制、格式要求或特殊指令，严格遵守。
一、选择题:本大题共16小题，每小题3分，共48分。
1.化学元素对生命活动十分重要。下列有关叙述错误的是
A．婴幼儿缺钙容易患佝偻病
B．人体缺钠会降低肌肉的兴奋性
C．植物缺镁会导致叶绿素的合成量减少
D．缺碘的蝌蚪会发育成大号的青蛙
2.推进马铃薯成为我国主粮产品,对保障国家粮食安全意义重大。甘肃定西马铃薯是中国国家地理标志产品。下列关于以马铃薯块茎为材料的实验的叙述,错误的是
A．向马铃薯块茎匀浆中加入碘液后,溶液会呈蓝色
B．用马铃薯块茎切片制作成的装片,可用于观察叶绿体的形态
C．马铃薯块茎中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响
D．利用马铃薯块茎匀浆制备的培养基,可用于酵母菌的培养
3.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．胰岛素分泌过程中会出现膜融合现象
B．浆细胞能分泌抵御细菌和病毒的蛋白质
C．线粒体外膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
D．叶绿体基质中存在催化C₅合成的蛋白质
4.支原体体积小,难以被察觉,是引起呼吸道感染和泌尿生殖道感染的病原体。支原体的结构如图所示。下列有关叙述错误的是
A．支原体细胞内含有8种核苷酸
B．支原体的核糖体与DNA单链相结合
C．支原体在清水中会因吸水过多而涨破
D．支原体能独立合成自身的蛋白质
5.尼罗红是一种染料,在特定波长光的激发下会发出荧光,对磷脂分子有很高的亲和力,是活细胞成像常用的工具。用尼罗红对腺体细胞进行染色,不能被标记的结构是
A．细胞核
B．内质网
C．中心体
D．溶酶体
6.下列关于技术进步与科学发现之间的促进关系的叙述,错误的是
A．电子显微镜的发明促进了细胞学说的提出
B．差速离心法的应用促进了人们对细胞器的认识
C．同位素标记法的应用促进了人们对暗反应的认识
D．X射线衍射技术的应用促进了DNA双螺旋结构的发现
7.ATP是细胞的能量“货币”,星形胶质细胞释放的ATP能调控突触传递。下列关于ATP的叙述,错误的是
A．可作为细胞之间传递信息的分子
B．远离腺苷的磷酸基团有较高的转移势能
C．必须在有氧条件下才能进行生物合成
D．是细胞的能量“货币”,体现了生物的统一性
8.某同学利用黑藻叶片完成“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验后,继续进行质壁分离实验,如图所示,图中的序号表示结构。下列有关叙述错误的是
A．处理后, ①的伸缩强度大于细胞壁的
B．处理后, ③的渗透压变大,吸水能力增强
C．观察细胞质的流动时,可用 ④的运动作为标志
D．若温度降低,则细胞质的流动速度会变快
9.制作馒头时,通常需要把面粉、温水和酵母菌按比例混合后揉成面团。面团需要“醒”一段时间,才能制作出松软的馒头。面团若发酵过久,则会产生淡淡的酒味。下列有关叙述错误的是
A．适当提高环境温度可缩短“醒”面的时间
B．“醒”面时,细胞呼吸释放热能会使面团发热
C．馒头松软主要是细胞呼吸产生的水所致
D．面团产生酒味是无氧呼吸产生的乙醇所致
10.植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述,错误的是
A．C、N、Mg是构成叶绿素的重要元素
B．叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上
C．叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光
D．胡萝卜素随层析液在滤纸上扩散得最慢
11.下列关于高中生物学教材实验的叙述,正确的是
A．小鼠细胞和人细胞融合实验,运用了同位素标记法
B．观察叶绿体时,可撕取黑藻稍带些叶肉的下表皮作为材料
C．探究植物细胞的失水时,各细胞质壁分离的程度有差异
D．分离绿叶中的色素时,要将滤液细线浸没层析液中
12.核孔又称核孔复合体(NPC),是一个位于核膜上的双功能通道,既能被动运输物质,也能主动运输物质。下列叙述正确的是
A．NPC是核质进行物质交换的唯一途径
B．人体细胞都有NPC介导的RNA运输
C．NPC介导大分子物质入核时不消耗能量
D．NPC被动运输物质入核时不消耗ATP
13.下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图,图中NADH可储存能量,
①
②
③表示不同反应阶段。下列叙述错误的是
A．该示意图表示有氧呼吸过程
B．无氧呼吸第二阶段也可产生NADH
C．无氧条件下, ①可进行
D．③会产生大量的ATP
14.过氧化氢在过氧化氢酶的作用下可以生成O₂。下列措施可以使生成的O₂的总量增加的是
A．增加过氧化氢的量
B．降低反应的pH
C．提高反应温度
D．增加过氧化氢酶的量
15.下图为ATP的结构示意图,其中
①
③表示组成ATP的物质或基团,
②
④表示化学键。下列有关叙述正确的是
A．叶肉细胞中,形成 ②的能量均直接来自光合作用
B．许多放能反应与ATP中 ②的形成相联系
C．ATP被各项生命活动利用时, ② ④都会断裂
D．ATP是所有生物均能合成的直接能源物质
16.研究温度对植株生长的影响,可帮助农民增产、增收。在自然条件下,科研人员测得某农业大棚中某植株叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。下列相关分析错误的是
A．温度为a和c时,叶片有机物积累速率不相等
B．温度超过b时,可能部分气孔关闭使光合速率降低
C．光合速率和呼吸速率的差值大有利于光合产物的积累
D．温度为d时,该植株的干重保持不变
二、非选择题:本大题共5小题，第17-20小题每小题10分，第21小题12分，共52分。
17.溶酶体是酸性细胞器,能降解物质和维持细胞代谢。当溶酶体膜受损时,其内容物泄漏至细胞质基质,会触发级联反应导致细胞死亡。回答下列问题: (1)溶酶体膜的主要组成成分是______,溶酶体内部含有______,因此能降解蛋白质、核酸等大分子。被溶酶体分解后的产物,其去向包括______。 (2)溶酶体的形成与高尔基体密切相关。某科研小组以小鼠肝细胞为材料,探究高尔基体的功能对溶酶体的形成及分解能力的影响。设置对照组(正常培养的肝细胞)和实验组(添加高尔基体功能抑制剂的肝细胞),培养0h、12h、24h,检测各组细胞内的溶酶体数量及待分解线粒体剩余量,结果如表所示。
①该实验的自变量是______。0h时,实验组的溶酶体数量与对照组的基本相同；12h和24h时,实验组的溶酶体数量基本不变,而对照组的显著增多。这表明高尔基体功能被抑制后,影响了溶酶体的______过程,而非其初始存量。 ②实验组的待分解线粒体剩余量远高于对照组的,24h时,实验组的待分解线粒体剩余量(90)仍保持较高水平,而对照组的已降至22。这说明高尔基体功能被抑制后,还影响了溶酶体内部的______,导致其分解能力下降。 (3)为进一步验证高尔基体在溶酶体酶合成后运输过程中的作用,可增设一组实验:先抑制高尔基体功能12h,再添加被______标记的溶酶体酶前体,追踪其在细胞内的位置。若高尔基体功能正常是酶正确运输所必需的,则标记物将主要滞留在______。
18.植物细胞质基质中的Cl⁻和NO3−通过离子通道进入液泡,Na⁺和Ca²⁺逆浓度梯度转运到液泡,以调节渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中,夜间这些蔗糖运到细胞质基质,蔗糖积累会抑制CO₂的固定。液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。回答下列问题:
(1)土壤溶液中的水分子能以______的方式进入根尖细胞。细胞质基质中的Cl⁻和NO3−以______的方式进入液泡。
(2)通道蛋白介导离子跨膜运输时,二者_____₍填“相结合”或“不结合”)。通道蛋白介导运输的物质具有特异性,原因是______。
(3)Na⁺和Ca²⁺逆浓度梯度转运到液泡,所需的能量来自______。
(4)白天,光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中,其生理意义是______。
19.细胞呼吸时,线粒体内膜出现电子传递,形成了跨膜的电势差和H⁺梯度差,以驱动ATP合成,如图1所示。回答下列问题：
(1)在细胞呼吸的过程中,NADH在复合物Ⅰ的作用下被氧化时,释放的能量主要用于驱动______运输到膜间隙。细胞色素(Cytc)发挥的作用是______。
(2)图示反应发生在细胞呼吸的第______阶段,驱动ATP合酶合成ATP的直接能量是______。
(3)为验证H⁺梯度差的产生和NADH的氧化有关,某实验小组做了实验：从细胞中分离得到线粒体,将其悬浮于不含O₂的培养液中,溶液外接pH电极后密封试管(如图2所示),测量溶液H⁺浓度的变化(如图3所示)。已知H⁺可自由渗透线粒体外膜。
①加入O₂前,溶液H⁺浓度保持稳定,原因是NADH的氧化受阻,线粒体基质中的______。
②加入O₂后,溶液H⁺浓度持续升高,原因是______。随后H⁺浓度开始下降,此时线粒体中ATP浓度会______。
20.现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,进行相关实验检测其催化活性,以评价各段序列的生物学功能,部分结果如表所示。回答下列问题：
肽链μlticlumn2|纤维素类底物μlticlumn2|褐藻酸类底物
W₁W₂S₁S₂Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++
Ce5 + ++ - -
Ay3-Bi-CB - - ++ +++
Ay3 - - +++ ++
Bi - - - -
CB - - - -
注：“-”表示无催化活性,“+”表示有催化活性,“+”越多表示催化活性越强。
(1)天然多糖降解酶的化学本质是___________。该酶的催化__________₍填“具有”或“不具有”)专一性。
(2)该实验控制自变量采用了__________₍填“加法”“减法”或“加法和减法”)原理。由表中实验结果可知,Ay3与Ce5催化功能不同,判断依据是___________。但可能存在相互影响,理由是___________。
(3)为判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关,需要增加___________段序列的实验。
21.Rubisc是光合作用中用于固定CO₂的酶。科研人员将强启动子(促进基因转录)基因与Rubisc基因结合后转入某作物的野生型(WT)个体获得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了相关研究,结果如图所示。图中P、Q对应的光照强度分别为WT和S品系的光饱和点,即光合速率达到最大时所需要的最低光照强度。忽略温度变化的影响,回答下列问题:
(1)Rubisc作用的具体场所是______。若其他条件不变,增强Rubisc基因的表达,则短时间内C₃和C₅含量的变化趋势为______。
(2)获得S品系的过程利用了_____₍填变异类型)的原理。
(3)S品系的光饱和点大于WT的原因是______。Q点之后,限制S品系光合速率增加的外界环境因素主要是_______。
甘肃省部分学校2025-2026学年高三上学期10月月考生物试题答案与解析
1. D
解析：A、钙是构成骨骼和牙齿的重要成分,婴幼儿缺钙容易患佝偻病,A正确；
B、人体缺钠会引起肌肉痉挛、头痛等症状,会降低肌肉的兴奋性,B正确；
C、镁是合成叶绿素的原料,植物缺镁会导致叶绿素的合成量减少,C正确；
D、碘是合成甲状腺激素的重要原料,缺碘会导致甲状腺激素分泌不足,蝌蚪会发育成巨大蝌蚪,而不是大号的青蛙(青蛙是蝌蚪发育的成体,缺碘会抑制蝌蚪发育成青蛙的过程),D错误。
故选D。
2. B
解析：A、马铃薯块茎富含淀粉,淀粉遇碘液会呈现蓝色,因此匀浆中加入碘液后溶液变蓝,A正确；
B、叶绿体存在于植物体的绿色部位(如叶片),而马铃薯块茎细胞不含叶绿体,无法用于观察叶绿体形态,B错误；
C、马铃薯块茎中含有过氧化氢酶,可通过设置不同pH条件,探究pH对酶活性的影响,C正确；
D、马铃薯匀浆含有机物(如淀粉、蛋白质),可为酵母菌提供营养,制备的培养基可用于培养酵母菌,D正确。
故选B。
3. C
解析：蛋白质的功能-生命活动的主要承担者：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。
A、胰岛素为分泌蛋白,通过囊泡运输分泌到细胞外,此过程涉及囊泡膜与细胞膜的融合,A正确；
B、浆细胞分泌的抗体能与相应抗原(如细菌、病毒)结合,发挥免疫作用,B正确；
C、葡萄糖需在细胞质基质分解为丙酮酸后才能进入线粒体,线粒体外膜无运输葡萄糖的载体蛋白,C错误；
D、叶绿体基质中进行暗反应,包括CO2与C5结合生成C3的过程,催化C5再生的酶(蛋白质)存在于基质中,D正确。
故选C。
4. B
解析：A、支原体为原核生物,含有DNA、RNA两种核酸,故细胞内含有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸),A正确；
B、支原体无染色体,核糖体不与DNA相结合,且拟核DNA为双链环状DNA分子,B错误；
C、支原体无细胞壁,在清水中会因吸水过多而涨破,C正确；
D、支原体含核糖体,能独立合成自身的蛋白质,D正确。
故选B。
5. C
解析：单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、溶酶体、液泡；双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体；无膜的细胞器：核糖体、中心体。核膜为双层膜。
A、细胞核由双层核膜包裹,含磷脂,可被尼罗红标记,A正确；
B、内质网为单层膜细胞器,含磷脂,可被标记,B正确；
C、中心体由微管蛋白构成,无膜结构,不含磷脂,无法被尼罗红标记,C错误；
D、溶酶体为单层膜细胞器,含磷脂,可被标记,D正确。
故选C。
6. A
解析：A、细胞学说由施莱登、施旺于19世纪中期提出,而电子显微镜发明于20世纪30年代,时间顺序矛盾,电子显微镜不可能促进细胞学说的提出,A错误；
B、差速离心法通过不同离心速率分离细胞器,使科学家能单独研究其功能,B正确；
C、卡尔文利用¹⁴C标记CO₂,追踪碳转移路径,揭示了暗反应中卡尔文循环,C正确；
D、沃森和克里克基于X射线衍射数据(如富兰克林的DNA晶体图)构建DNA双螺旋模型,D正确。
故选A。
7. C
解析：A、由题干信息“星形胶质细胞释放的ATP能调控突触传递”可知,ATP可作为细胞之间传递信息的分子,A正确；
B、ATP中远离腺苷的磷酸基团有较高的转移势能,易脱离,B正确；
C、细胞中合成ATP可通过光合作用和细胞呼吸,其中光合作用在有氧和无氧条件下都能进行,无氧呼吸在无氧条件下也能合成ATP,并非必须在有氧条件下才能进行生物合成,C错误；
D、ATP是细胞的能量“货币”,这体现了生物的统一性,D正确。
故选C。
8. D
解析：A、质壁分离的核心原理是细胞壁伸缩性小于原生质层。图中乙为质壁分离后的细胞,①代表原生质层(由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成)。处理后(质壁分离过程中),原生质层因伸缩性大而收缩更明显,导致与细胞壁分离,A正确；
B、实验中细胞处于“较高浓度蔗糖溶液”,细胞会失水。
③为液泡膜,液泡内的细胞液因失水导致溶质浓度升高。根据渗透压原理,溶质浓度越高,渗透压越大；而渗透压越大,细胞液的吸水能力越强(吸水能力与渗透压正相关),B正确；
C、细胞质流动的观察标志黑藻细胞的叶绿体(④)悬浮在细胞质中,当细胞质流动时,叶绿体也会随细胞质同步运动。因此,观察细胞质流动时,可将叶绿体的运动作为直观标志,C正确；
D、细胞质流动的动力与细胞代谢强度、分子热运动有关。温度降低时,分子热运动减缓,细胞代谢速率(如呼吸作用为细胞质流动供能)也会下降,这会导致细胞质流动速度减慢,D错误。
故选D。
9. C
解析：本题考查酵母菌的呼吸方式及其在馒头制作中的应用。酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生CO2和H2O；在无氧条件下进行无氧呼吸,产生CO2和C2H5OH(乙醇)。面团松软主要由CO2导致,酒味由无氧呼吸产生的乙醇引起。
A、适当提高温度可加快酶活性,促进酵母菌呼吸作用,缩短“醒”面时间,A正确；
B、细胞呼吸过程中,部分能量以热能形式释放,导致面团发热,B正确；
C、馒头松软是因酵母菌有氧呼吸产生的CO2形成气孔,而非水(水为液态,无法支撑结构),C错误；
D、面团发酵过久时,氧气耗尽,酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇,导致酒味,D正确。
故选C。
10. D
解析：A、叶绿素分子含C、H、O、N、Mg,其中Mg是叶绿素的核心元素,C和N参与构成其分子结构,A正确；
B、光合色素(叶绿素和类胡萝卜素)分布在叶绿体的类囊体膜上,参与光反应中光能的吸收与转化,B正确；
C、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素(如胡萝卜素)主要吸收蓝紫光,C正确；
D、在层析实验中,胡萝卜素在层析液中的溶解度最高,扩散速度最快,而叶绿素b扩散最慢,D错误。
故选D。
11. C
解析：A、小鼠细胞和人细胞融合实验使用荧光染料标记膜蛋白,证明细胞膜具有流动性,属于荧光标记法而非同位素标记法,A错误；
B、黑藻叶片小而薄,叶肉细胞含大量叶绿体,可直接用叶片制片观察,无需撕取下表皮,B错误；
C、植物细胞质壁分离时,因细胞液浓度差异或细胞成熟度不同,导致各细胞失水程度不同,C正确；
D、分离绿叶中的色素时,若滤液细线浸没层析液,色素会溶解于层析液而无法分离,正确操作是滤液细线需高于层析液液面,D错误。
故选C。
12. D
解析：A、核孔是核质间物质交换的主要途径,但并非唯一途径,如某些小分子可通过核膜直接运输,A错误；
B、成熟的红细胞无细胞核,故不存在NPC介导的RNA运输,B错误；
C、NPC介导的大分子物质运输(如酶、RNA聚合酶)需消耗能量,属于主动运输,C错误；
D、被动运输(如离子或小分子顺浓度梯度运输)不消耗ATP,D正确。
故选D。
13. B
解析：A、示意图将葡萄糖彻底分解为CO₂和水,表示有氧呼吸过程,A正确；
B、无氧呼吸第二阶段不会产生NADH,而是消耗NADH,B错误；
C、有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段(①)相同,都是将葡萄糖分解为丙酮酸,C正确；
D、③为有氧呼吸第三阶段,会产生大量的ATP,D正确。
故选B。
14. A
解析：过氧化氢酶作为催化剂,只能加快反应速率,不改变产物的总量,产物的总量由反应物的量决定。
A、增加过氧化氢的量,反应物增多,在酶的作用下分解生成的O2总量增加,A正确；
B、降低反应的pH会使过氧化氢酶活性降低,反应速率减慢,但O2总量由过氧化氢初始量决定,B错误；
C、提高反应温度可能导致酶变性失活(高温)或暂时提高活性(适温),但均不影响O2总量,C错误；
D、增加过氧化氢酶的量会加快反应速率,但O2总量仍由过氧化氢的量决定,D错误。
故选A。
15. B
解析：A、叶肉细胞可以进行光合作用和呼吸作用,形成②的能量可以直接来自光合作用和呼吸作用,A错误；
B、许多放能反应与ATP的合成相联系,即与ATP中②的形成相联系,B正确；
C、ATP被各项生命活动利用时,离腺苷较远的特殊化学键②会断裂,C错误；
D、ATP是细胞生命活动的直接能源物质,病毒没有细胞结构,无法合成ATP,D错误。
故选B。
16. D
解析：总光合速率是指植物光合作用制造有机物的速率,呼吸速率是指植物细胞呼吸消耗有机物的速率。当总光合速率大于呼吸速率时,植物有机物积累,积累速率为总光合速率减去呼吸速率。
A、据图可知,温度为a和c时,该植株叶片的光合速率相等,呼吸速率不相等,因此叶片有机物积累速率不相等,A正确；
B、温度超过b时,该植株可能由于温度过高,部分气孔关闭,使光合速率降低,B正确；
C、光合速率和呼吸速率的差值越大,说明有机物积累越多,越有利于光合产物的积累,C正确；
D、温度为d时,该植株叶片的光合速率等于呼吸速率,但该植株的非绿色部分只进行呼吸作用,不进行光合作用,因此整个植株的干重会减少,D错误。
故选D。
17. (1) ①. 脂质和蛋白质
②. 多种酸性水解酶
③. 被细胞再利用、排出细胞
(2) ①. 高尔基体抑制剂的有无、培养时间
②. 形成(或生成)
③. 水解酶活性(或酸性环境)
(3) ①. 同位素(或荧光)
②. 高尔基体(或内质网形成的囊泡)
解析：溶酶体是酸性细胞器,内含多种水解酶,是由高尔基体“出芽”产生的囊泡结构。溶酶体的主要作用是消化作用,是细胞内的消化器官,细胞自溶,防御以及对某些物质的利用均与溶酶体的消化作用有关。
【小问1详解】
溶酶体膜属于生物膜,生物膜的主要组成成分是脂质(磷脂)和蛋白质。溶酶体内部含有多种水解酶(如蛋白酶、核酸酶等),这些水解酶能降解蛋白质、核酸等大分子。被溶酶体分解后的产物,有用的物质会被细胞再利用,无用的物质则会被排出细胞外。
【小问2详解】
该实验的自变量是是否添加高尔基体功能抑制剂、培养时间。0h时,实验组和对照组溶酶体数量基本相同；12h和24h时,对照组溶酶体数量显著增多,实验组基本不变,这表明高尔基体功能被抑制后,影响了溶酶体的形成(或增殖)过程,因为初始存量(0h时数量)相近,后续对照组能增加,实验组不能,说明是形成过程受影响。实验组待分解线粒体剩余量远高于对照组,且24h时仍保持高水平,对照组已大幅下降,这说明高尔基体功能被抑制后,还影响了溶酶体内部的水解酶的活性(或酸性环境),导致其分解能力下降。
【小问3详解】
为追踪溶酶体酶前体的位置,可添加被放射性同位素(或荧光物质等可用于标记追踪的物质)标记的溶酶体酶前体。若高尔基体功能正常是酶正确运输所必需的,那么当高尔基体功能被抑制后,标记物将主要滞留在高尔基体或内质网形成的囊泡,因为无法正常运输到溶酶体等后续结构。
18. (1) ①. 自由扩散和协助扩散
②. 协助扩散
(2) ①. 不结合
②. 通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过
(3)液泡膜两侧的H⁺浓度梯度
(4)减少光合产物蔗糖的积累,有利于光合作用的持续进行
解析：液泡内的细胞液中H⁺浓度大于细胞质基质,说明H⁺运出液泡是顺浓度梯度,因此方式是协助扩散；液泡膜上的载体蛋白能将H⁺转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na⁺、Ca²⁺转运到液泡内,说明Na⁺、Ca²⁺进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H⁺电化学梯度,因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输。
【小问1详解】
水分子进出细胞的方式为自由扩散、协助扩散。分析题图可知,Cl⁻和NO3−需要借助离子通道进入液泡,故其运输方式为协助扩散。
【小问2详解】
通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,通道蛋白介导离子跨膜运输时,不需要与通道蛋白相结合。
【小问3详解】
液泡内的细胞液中H⁺浓度大于细胞质基质,说明H⁺运出液泡是顺浓度梯度,因此方式是协助扩散；液泡膜上的载体蛋白能将H⁺转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na⁺、Ca²⁺转运到液泡内,说明Na⁺、Ca²⁺进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H⁺电化学梯度。
【小问4详解】
白天蔗糖进入液泡,使光合作用产物及时转移,减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累,有利于光合作用的持续进行。
19. (1) ①. H⁺
②. 传递电子
(2) ①. 三
②. 膜两侧H⁺梯度势能
(3) ①. H⁺不能跨线粒体内膜被运出
②. NADH被氧化,线粒体基质中的H⁺被泵出,H⁺透过线粒体外膜进入溶液
③. 升高
解析：题图分析,图示为线粒体内膜上发生的电子传递,该过程为有氧呼吸的第三阶段,该阶段有大量能量释放。
【小问1详解】
在细胞呼吸的过程中,NADH在复合物Ⅰ的作用下被氧化时,释放的能量主要用于驱动H⁺运输到膜间隙,形成H⁺浓度梯度,为ATP的产生提供能量来源。图中细胞色素(Cytc)发挥的作用是传递电子,进而驱动了水的光解过程。
【小问2详解】
图示反应发生线粒体内膜上,属于有氧呼吸的第三阶段,图中驱动ATP合酶合成ATP的直接能量是膜两侧H⁺梯度势能,进而实现了有氧呼吸第三阶段ATP的大量产生。
【小问3详解】
①实验初始设置“无氧”条件做对照,该操作的目的是排除O₂干扰,确保H⁺梯度仅由NADH氧化驱动,使实验结果更具说服力。加入O₂前,溶液H⁺浓度保持稳定,这是因为NADH的氧化受阻,线粒体基质中的H⁺不能跨线粒体内膜被运出,进而也不能形成H⁺的浓度梯度。
②加入O₂后,NADH被氧化,线粒体基质中的H⁺被泵出,H⁺透过线粒体外膜进入溶液,溶液H⁺浓度持续升高。随后H⁺浓度开始下降,说明发生了H⁺顺浓度梯度回流至线粒体基质中,该过程中驱动了ATP的产生,因此线粒体内ATP浓度会升高。
20. (1) ①. 蛋白质
②. 具有
(2) ①. 减法
②. Ce5具有催化纤维素类底物的活性,Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性
③. Ay3-Bi-CB与 Ce5-Ay3-Bi-CB 相比,当缺少Ce5时,就不能催化纤维素类底物,当 Ay3 与 Ce5 同时存在时催化纤维素类底物的活性增强
(3)Ce5-Ay3-Bi
解析：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。
【小问1详解】
天然多糖降解酶的化学本质是蛋白质。酶具有专一性、高效性和作用条件较温和的特性,因此该酶的催化具有专一性。
【小问2详解】
该实验控制自变量采用了减法原理。由表中实验结果可知,Ay3与 Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响,理由是 Ce5 具有催化纤维素类底物的活性,Ay3 具有催化褐藻酸类底物的活性,Ay3-Bi-CB 与 Ce5-Ay3-Bi-CB 相比,当缺少 Ce5 时,就不能催化纤维素类底物,当 Ay3 与 Ce5 同时存在时催化纤维素类底物的活性增强。
【小问3详解】
为判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与 CB 相关,需要增加 Ce5-Ay3-Bi 段序列的实验。
21. (1) ①. 叶绿体基质
②. C₃的含量上升,C₅的含量下降
(2)基因重组 (3) ①. S品系固定CO₂的效率高于WT,S品系消耗的NADPH和ATP多于WT消耗的,因此S品系达到最大光合速率所需要的光照强度相对较高(合理即可)
②. CO₂浓度
解析：光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【小问1详解】
Rubisc是光合作用中用于固定CO₂的酶,而光合作用中CO₂的固定发生在叶绿体基质中。若Rubisc含量增加,则短时间内CO₂的固定增强,因此C₃的含量上升,C₅的含量下降。
【小问2详解】
科研人员将强启动子(促进基因转录)基因与Rubisc基因结合后转入某作物的野生型(WT)个体获得该酶含量增加的转基因品系(S),该变异是利用转基因技术获得的,其原理为基因重组
【小问3详解】
S品系固定CO₂的效率高于WT,S品系消耗的NADPH和ATP多于WT消耗的,因此S品系达到最大光合速率所需要的光照强度较高。Q点之后,限制S品系光合速率增加的外界环境因素主要是CO₂浓度。培养时间/h
组别
溶酶体数量(个/细胞)
待分解线粒体剩余量(相对值)
0
对照组
5.2
100
0
实验组
5.1
101
12
对照组
8.6
45
12
实验组
5.3
88
24
对照组
9.1
22
24
实验组
5.2
90