四川省眉山市彭山区第一中学2024-2025学年高三上学期开学考试生物试题(解析版)
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这是一份四川省眉山市彭山区第一中学2024-2025学年高三上学期开学考试生物试题(解析版),共25页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
1. 创伤弧菌可通过人体表面伤口或者是游泳者吞咽海水而进入人体内进行繁殖,严重危害人体健康。下列相关描述,正确的是( )
A. 创伤弧菌是病毒的一种,必须依赖活细胞才能生活
B. 创伤弧菌细胞内的DNA都位于拟核中
C. 创伤弧菌在分裂过程中不会出现染色体的周期性变化
D. 创伤弧菌变异的主要来源是基因突变和基因重组
【答案】C
【解析】
【分析】1、细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质,都没有以核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有环状的DNA分子,位于细胞内特定的区域,这个区域叫作拟核。
2、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合。
【详解】A、创伤弧菌是细菌属于原核生物,不是病毒,能独立生存,A错误;
B、创伤弧菌是细菌属于原核生物,细胞内的DNA主要存在于拟核中,也存在于细胞质的质粒上,B错误;
C、创伤弧菌细胞为原核细胞无染色体,在二分裂过程中不会出现染色体的周期性变化,C正确;
D、创伤弧菌是原核生物,不能进行有性生殖,自然状态下其变异来源只有基因突变,D错误。
故选C。
2. 下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是( )
A. 还原糖-斐林试剂-砖红色B. DNA-台盼蓝染液-蓝色
C. 脂肪-苏丹Ⅲ染液-橘黄色D. 淀粉-碘液-蓝色
【答案】B
【解析】
【分析】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)。(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。(5)线粒体可被活性染料健那绿染成蓝绿色。(6)在酸性条件下,酒精与重铬酸钾呈灰绿色。(7)DNA可以用二苯胺试剂鉴定,呈蓝色。(8)染色体可以被碱性染料染成深色。(9)台盼蓝染液用于鉴别细胞死活,死细胞被染成蓝色。
【详解】A、还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,A正确;
B、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈蓝色,B错误;
C、苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色,苏丹Ⅳ将脂肪染成红色,C正确;
D、淀粉遇碘变蓝,D正确。
故选B
3. 新冠肺炎是由COVID-19引起的,COVID-19病毒相关的叙述,错误的是( )
A. 将COVID-19的核酸彻底水解后能得到六种产物
B. 组成COVID-19的生物大分子都以碳链为基本骨架
C. COVID-19主要侵入并破坏人体的T细胞
D. COVID-19蛋白质的合成在宿主细胞的核糖体上
【答案】C
【解析】
【分析】COVID-19病毒没有细胞结构,主要由蛋白质和RNA组成,RNA初步水解的产物是核糖核苷酸,彻底水解的产物是A、U、G、C四种碱基、核糖和磷酸等六种产物。
【详解】A、COVID-19病毒的遗传物质为RNA,将COVID-19的核酸彻底水解后能得到A、U、G、C四种碱基、核糖和磷酸等六种产物,A正确;
B、组成COVID-19的生物大分子包括蛋白质和RNA,都以碳链为基本骨架,B正确;
C、COVID-19主要侵入并破坏人体的肺部细胞引起肺炎,C错误;
D、病毒没有细胞结构,需要寄生在活细胞内才能生活,所以COVID-19蛋白质的合成需在宿主细胞的核糖体上,D正确。
故选C。
4. 环孢菌素A是一种从真菌培养液中分离出的由11个氨基酸组成的天然环肽,是临床上常用的免疫抑制药物。相关叙述正确的是( )
A. 环孢菌素A与几丁质、ATP共有的元素组成为C、H、O、N
B. 环孢菌素A在核糖体上合成,结构中含10个肽键
C. 高温失效的环孢菌素A仍可用双缩脲试剂鉴定显蓝色
D. 环孢菌素A可用于艾滋病等免疫缺陷疾病的治疗
【答案】A
【解析】
【分析】环孢菌素A是一种天然环肽,其元素组成为C、H、O、N,由11个氨基酸组成,故其在核糖体上合成,结构中含有11个肽键。
【详解】A、环孢菌素A是一种天然环肽,几丁质是由N-乙酰葡萄糖胺聚合而成的,故环孢菌素A与几丁质、ATP共有的元素组成为C、H、O、N,A正确;
B、环孢菌素A是的化学本质是环状多肽,由11个氨基酸组成,故其在核糖体上合成,结构中含有11个肽键,B错误;
C、高温失效的环孢菌素A中的肽键没有被破坏,仍可用双缩脲试剂鉴定显紫色,C错误;
D、环孢菌素A是临床上常用的免疫抑制药物,而艾滋病则是一种免疫缺陷病,故不能将环孢菌素A用于艾滋病等免疫缺陷疾病的治疗,D错误。
故选A。
5. 真核细胞内,蛋白质合成后会被定向和分拣到相应位置行使功能,其定位由多肽链本身具有的信号肽序列决定,如果蛋白质不含信号肽,则会留在细胞质基质。下列说法错误的是( )
A. 信号肽在游离的核糖体合成
B. 构成染色体的组蛋白分拣后由核孔进入细胞核
C. 人类囊性纤维化由蛋白质的定位和分拣异常导致
D. 抗体肽链的合成需要信号肽引导到粗面内质网上继续进行
【答案】C
【解析】
【分析】分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在游离的核糖体上合成一段肽链,然后肽链转移进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、信号肽是一段短肽链,最初在游离的核糖体合成,A正确;
B、构成染色体的组蛋白属于大分子,由核孔进入细胞核,B正确;
C、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状:CFTR基因缺失3个碱基对→>CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→>囊性纤维病,C错误;
D、抗体属于分泌蛋白,其肽链的合成需要信号肽引导到粗面内质网上继续进行,D正确。
故选C。
6. 人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素,才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是( )
A. 热带雨林生态系统中分解者丰富多样,其物质循环的速率快
B. 高温处理后的抗体,失去了与抗原结合的能力
C. 硝化细菌没有中心体,因而不能进行细胞分裂
D. 草履虫具有纤毛结构,有利于其运动
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质的功能:
(1)免疫功能:抗体的本质是免疫球蛋白,会与抗原结合形成沉淀团,被吞噬细胞消化分解。
(2)结构功能:有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质,如人和动物的肌肉、毛发。
(3)催化功能:绝大多数酶都是蛋白质,具有催化功能。
(4)运输功能:有些蛋白质具有运输载体的功能,如血红蛋白运输氧气。
(5)调节功能:有些蛋白质有信息传递功能,能够调节机体的生命活动,如胰岛素可以调节血糖。
【详解】A、生态系统的结构包括组成成分和营养结构,其中分解者属于组成成分,其以动植物残体、排泄物中的有机物质为生命活动能源,并把复杂的有机物逐步分解为简单的无机物,所以其重要功能是维持生态系统物质循环的正常进行,以保证生态系统结构和功能的稳定,因此热带雨林生态系统中分解者丰富多样,该生态系统物质循环速率会加快,A不符合题意;
B、抗体的本质是免疫球蛋白,会与抗原结合形成沉淀团,被吞噬细胞消化分解,高温会破坏抗体(免疫球蛋白)的空间结构,使抗体失去生物活性(即生物学功能),所以无法与抗原结合,B不符合题意;
C、硝化细菌是原核生物,只含核糖体这一种细胞器,其分裂时,DNA分子附着在细胞膜上并复制为二,然后随着细胞膜的延长,复制而成的两个DNA分子彼此分开;同时细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长,形成隔膜,将细胞质分成两半,形成两个子细胞,该过程即二分裂,依赖于细胞膜和细胞壁,C符合题意;
D、草履虫的纤毛会辅助运动,草履虫靠纤毛的摆动在水中旋转前进,还可帮助口沟摄食,D不符合题意。
故选C。
7. 如皋新官紫桃具有国家农产品地理标志,以富含花青素而闻名,其果面光洁无毛,果面、果肉均呈紫红色,口感酸甜适中。下列叙述正确的是( )
A. 紫桃果肉口感酸甜,是斐林试剂鉴定还原性糖的理想材料
B. 氢、钙、磷等大量元素在紫桃植株中大多以离子形式存在
C. 紫桃果肉中的花青素主要位于液泡,颜色可随pH发生变化
D. 紫桃叶肉细胞膜上含有胆固醇,其与细胞膜的流动性有关
【答案】C
【解析】
【分析】有机物的鉴定方法:(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)。(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染液鉴定,呈橘黄。(4)淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、紫桃果肉含有颜色,会造成颜色干扰,不是斐林试剂鉴定还原性糖的理想材料,A错误;
B、氢、钙、磷等大量元素在紫桃植株中大多以化合物的形式存在,B错误;
C、液泡主要存在于成熟植物细胞中,液泡内有细胞液,化学成分包括有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等,紫桃果肉中的花青素主要位于液泡,颜色可随pH发生变化,C正确;
D、胆固醇存在于动物细胞中,植物细胞不含胆固醇,D错误。
故选C。
8. 某同学进行下列实验时,相关操作合理的是( )
A. 从试管取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B. 观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋
C. 探究温度对酶活性的影响时,先将酶与底物混合,然后在不同温度下水浴处理
D. 鉴定脂肪时,子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡,再用苏丹Ⅲ染液染色
【答案】A
【解析】
【分析】在进行实验操作时,需要遵循正确的操作规范和原则,以保证实验的准确性和安全性。
【详解】 A 、从试管取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰,这样可以避免菌种被污染,A正确;
B、在高倍镜下观察时,只能调节细准焦螺旋,B错误;
C、探究温度对酶活性的影响时,应先将酶和底物分别在不同温度下处理,然后再混合,若先将酶与底物混合,再在不同温度下水浴处理,会在达到设定温度前就发生反应,影响实验结果,C错误;
D、鉴定脂肪时,子叶临时切片先用苏丹Ⅲ染液染色,然后用体积分数为50%的乙醇洗去浮色,D错误。
故选A。
9. 细胞色素C是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素C的叙述正确的是( )
A. 仅由C、H、O、N四种元素组成
B. 是一种能催化ATP合成的蛋白质
C. 是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D. 不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质的元素组成是C、H、O、N等,由氨基酸脱水缩合而成的,能构成蛋白质的氨基酸一般有氨基和羧基连接在同一个碳原子上。
【详解】A、蛋白质的元素组成一般是C、H、O、N等,但细胞色素C的组成元素中含有Fe和S元素,A错误;
B、细胞色素C是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,但催化ATP合成的蛋白质是ATP合成酶,B错误;
C、细胞色素C是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,C错误;
D、不同物种间细胞色素C氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据,相似度越高,说明生物的亲缘关系越近,D正确。
故选D。
10. 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
【解析】
【分析】分析图形,在信号的刺激下,蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白质,使蛋白质的空间结构发生改变;而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落,形成去磷酸化的蛋白质,从而使蛋白质空间结构的恢复。
【详解】A、通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构,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正确;
B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,将会使该位点无法磷酸化,进而影响细胞信号的传递,B错误;
C、根据题干信息:进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用,而ATP为其提供了磷酸基团和能量,从而参与细胞信号传递,C正确;
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,D正确。
故选B。
11. 高原大气中氧含量较低,长期居住在低海拔地区的人进入高原后,血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力。此过程主要与一种激素——促红细胞生成素(EPO)有关,该激素是一种糖蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 低氧刺激可以增加人体内EPO的生成,进而增强造血功能
B. EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达并促进红细胞成熟
C. EPO是构成红细胞膜的重要成分,能增强膜对氧的通透性
D. EPO能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导
【答案】C
【解析】
【分析】激素调节是指由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行的调节。不同激素的化学本质组成不同,但它们的作用方式却有一些共同的特点:(1)微量和高效;(2)通过体液运输;(3)作用于靶器官和靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。激素只能对生命活动进行调节,不参与生命活动。
【详解】A、分析题意,人体缺氧时,EPO生成增加,并使血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力,A正确;
B、长期居住在低海拔地区的人进入高原后,血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力,据此推测,该过程中EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达,使血红蛋白增多,并促进红细胞成熟,使红细胞数目增加,B正确;
C、EPO是一种激素,激素不参与构成细胞膜,C错误;
D、EPO是一种激素,其作为信号分子能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导,进而引发靶细胞生理活动改变,D正确。
故选C。
12. 某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是( )
A. 该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%
B. 病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C. 病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D. 病毒基因的遗传符合分离定律
【答案】B
【解析】
【分析】据表可知,该病毒遗传物质中含有U,不含T,即该病毒为RNA病毒。病毒必需寄生在活细胞内才能完成正常的生命活动。
【详解】A、由表可知,该病毒为RNA病毒,根据碱基互补配对原则可知,该病毒复制合成的互补链中G+C含量与原RNA含量一致,为48.8%,A错误;
B、逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上,引起宿主DNA变异,B正确;
C、病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成,C错误;
D、必需是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律,病毒基因的遗传不符合分离定律,D错误。
故选B。
13. 红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸,进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液,测定 PAL 的活性,测定过程如下表。下列叙述错误的是( )
A. 低温提取以避免PAL 失活B. 30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C. ④加H2O补齐反应体系体积D. ⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
【答案】B
【解析】
【分析】1、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。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低.另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、温度过高酶失活,因此本实验采用低温提取,以避免PAL 失活,A正确;
B、B、本实验是测定酶活性的实验,需要根据单位时间内产物生成量来计算酶活性,所以不能在 1h 内将试管里的苯丙氨酸消耗完,否则产物量由实验开始时的底物量决定,而与酶活性无关,无法达到实验目的,B错误;
C、④加H2O,补齐了②试管1没有加入的液体的体积,即补齐反应体系体积,保存无关变量相同,C正确;
D、pH过低或过高酶均会失活,⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应,D正确。
故选B。
14. 梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是( )
A. 根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
【答案】B
【解析】
【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程;
2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADP,释放少量能量;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADP,释放少量能量;第三阶段是氧气和NADP反应生成水,释放大量能量;
3、无氧呼吸是指在无氧条件下通过酶的催化作用,细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解,同时释放少量能量的过程;
4、无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同,无氧呼吸的第二阶段丙酮酸和NADP反应生成酒精和CO2或乳酸,第二阶段不合成ATP。
【详解】A、大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程,这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量,浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,A正确;
B、根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,B错误;
C、浇水过多使土壤含氧量减少,抑制了根细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸的进行,C正确;
D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中,会产生酒精或乳酸等有害物质,D正确。
故选B。
15. 关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A. 酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B. 种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C. 有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D. 通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
【答案】B
【解析】
【分析】1、 无氧呼吸分为两个阶段:第一阶段:葡萄糖分解成丙酮酸和[H],并释放少量能量;第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳,不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳,酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳,A错误;
B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解,可为新器官的发育提供原料和能量,B正确;
C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,C错误;
D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精,两者反应呈灰绿色,而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸,不产生酒精,故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色,D错误。
故选B。
16. 胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。以下相关推测合理的是( )
A. 磷脂分子尾部疏水,因而尾部位于复合物表面
B. 球形复合物被胞吞过程,需要高尔基体直接参与
C. 胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性
D. 胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
【答案】C
【解析】
【分析】溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的本质是蛋白质),能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。
【详解】A、磷脂分子头部亲水,尾部疏水,所以头部位于复合物表面,A错误;
B、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与,直接由细胞膜形成囊泡,然后与溶酶体融合后,释放胆固醇,B错误;
C、胞吞形成的囊泡(单层膜)能与溶酶体融合,依赖于膜具有一定的流动性,C正确;
D、胆固醇属于固醇类物质,是小分子物质,D错误。
故选C。
17. 图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是
A. 载体①逆浓度运输溶质分子
B. 载体②具有ATP酶活性
C. 载体①和②转运方式不同
D. 载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
【答案】B
【解析】
【分析】
物质跨膜运输包括主动运输(需载体需能量)、自由扩散(不需载体,不需能量)、协助扩散(需载体,不需能量)、胞吐和胞吐(利用生物膜的流动性)。
【详解】由图可知载体①逆浓度梯度运输溶质分子,A正确;载体②顺浓度梯度运输溶质分子,不消耗ATP,不具有ATP酶活性,B错误;载体①和②运转方式不同,前者是主动运输,后者是协助扩散,C正确;协助扩散有载体协助,自由扩散没有,前者快,D正确。
18. 下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述,错误的是
A. 膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的
B. 膜蛋白不参与物质跨膜的被动运输过程
C. 主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同
D. 物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据流动镶嵌模型理论,膜蛋白分布具有不对称性,A正确;
被动运输包括自由扩散和协助扩散,协助扩散不需要能量,但需要载体蛋白,即协助扩散需要膜蛋白的参与,B错误;
主动运输需要借助载体蛋白,把物质从低浓度一侧运送到高浓度一侧,并消耗能量,能使被运输离子在细胞内外浓度不同,C正确;
磷脂双分子层是脂溶性的,因此亲水性小分子不易透过,所以扩散速率与脂溶性有关,D正确。
故选B。
19. 某研究团队发现,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬,下列叙述错误的是( )
A. 饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量
B. 当细胞长时间处在饥饿状态时,过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
C. 溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程
D. 细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应
【答案】C
【解析】
【分析】细胞自噬是指在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、由题干信息可知,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解,所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量,来支持基本的生命活动,A正确;
B、细胞长时间处在饥饿状态时,细胞可能无法获得足够的能量和营养素,细胞自噬会过度活跃,导致细胞功能紊乱,可能会引起细胞凋亡,B正确;
C、溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,在溶酶体内发挥作用,参与了细胞自噬过程,C错误;
D、细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为,来支持基本的生命活动,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。
故选C。
20. 科研小组以某种硬骨鱼为材料在鱼鳍(由不同组织构成)“开窗”研究组织再生的方向性和机制(题图所示),下列叙述不合理的是( )
A. “窗口”愈合过程中,细胞之间的接触会影响细胞增殖
B. 对照组“窗口”远端,细胞不具有增殖和分化的潜能
C. “窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关,F可抑制远端H酶活性
D. 若要比较尾鳍近、远端的再生能力,则需沿鳍近、远端各开“窗口”观察
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析,该实验研究的是组织再生的方向和机制,由图可知,组织再生的方向为由H酶活性低向H酶活性高方向延伸,添加F后,能抑制远端H酶的活性,组织延伸方向为两端向中间延伸,据此答题。
【详解】A、“窗口”愈合过程中存在细胞增殖以增加细胞的数量,正常细胞增殖过程中存在接触抑制,即细胞之间的接触会影响细胞增殖,A正确;
B、处理组与对照组比较发现,添加F后,“窗口”远端的细胞继续增殖和分化,说明对照组“窗口”远端的细胞保留了增殖分化的能力,B错误;
C、由图可知,“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关,由活性低的向活性高的方向再生,添加F后可抑制远端H酶活性,使组织再生的方向往中间延伸,C正确;
D、图中的近端和远端为同一个“窗口”,只能判断出再生的方向,若要判断出再生的能力,则需沿鳍近、远端各开“窗口”分别观察,D正确。
故选B。
21. 果蝇的生物钟基因位于X染色体上,有节律(XB)对无节律(Xb)为显性;体色基因位于常染色体上,灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中,若出现一个AAXBXb类型的变异细胞,有关分析正确的是
A. 该细胞是初级精母细胞
B. 该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C. 形成该细胞过程中,A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D. 形成该细胞过程中,有节律基因发生了突变
【答案】D
【解析】
【分析】本题以果蝇为例,考查了减数分裂的过程与变异,要求考生识记细胞减数分裂不同时期的特点,掌握减数分裂过程中染色体、DNA、染色单体等物质的行为变化规律,再根据题干要求作出准确的判断,属于考纲理解层次的考查。
【详解】A、亲本雄果蝇的基因型为AaXBY,进行减数分裂时,由于染色体复制导致染色体上的基因也复制,即初级精母细胞的基因型是AAaaXBXBYY,而基因型为AAXBXb的细胞基因数目是初级精母细胞的一半,说明其经过了减数第一次分裂,即该细胞不是初级精母细胞,而属于次级精母细胞,A错误;
B、该细胞为次级精母细胞,经过了间期的DNA复制(核DNA加倍)和减一后同源染色体的分离(核DNA减半),该细胞内DNA的含量与体细胞相同,B错误;
C、形成该细胞的过程中,A与a随同源染色体的分开而分离,C错误;
D、该细胞的亲本AaXBY没有无节律的基因,而该细胞却出现了无节律的基因,说明在形成该细胞的过程中,节律的基因发生了突变,D正确。
故选D。
【点睛】在减数第一次分裂的间期,可能会发生基因突变,进而影响产生的子细胞的基因型。在减数分裂过程中,可能会发生同源染色体不分离、或者姐妹染色单体不分离,进而产生异常的细胞,考生要能够根据所给细胞的基因型或者染色体组成,判断出现异常细胞的原因。
22. 研究发现,内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时,LC3-Ⅰ蛋白形成LC3-Ⅱ蛋白,促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解。科研人员选取大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组。训练一段时间后,检测大鼠腓肠肌细胞LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量,结果如下图。下列叙述不正确的是( )
A. 自噬体与溶酶体的融合依赖于膜的流动性
B. LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值随运动强度增大而增大
C. 溶酶体内的水解酶能分解衰老、损伤的线粒体
D. 运动可以抑制大鼠腓肠肌细胞的线粒体自噬
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图可知:LC3-II蛋白促使自噬体与溶酶体融合,完成损伤的线粒体降解,实验数据显示随运动强度增大,LC3-II的含量增加。
【详解】A、内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体,与溶酶体融合依赖膜的流动性,A正确;
B、根据柱形图分析,运动强度增大,LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ蛋白,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值增大,B正确;
C、溶酶体内的水解酶,能分解衰老、损伤的线粒体,C正确;
D、运动LC3-Ⅱ蛋白增加,可以促进大鼠细胞的线粒体自噬,D错误。
故选D。
23. BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是( )
A. 红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞
B. BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C. 该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D. 红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
【答案】A
【解析】
【分析】分析题意可知,RMI1基因的表达产物能使红系祖细胞分化为成熟红细胞,RMI1基因大量表达,红系祖细胞能大量增殖分化为成熟红细胞。
【详解】A、红系祖细胞能分化为成熟红细胞,但不具有无限增殖的能力,A错误;
B、BMI1基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍,推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化,B正确;
C、若使BMI1基因过量表达,则可在短时间内获得大量成熟红细胞,可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路,C正确;
D、当红系祖细胞分化为成熟红细胞后,BMI1基因表达量迅速下降,若使该基因过量表达,则成熟红细胞的数量快速增加,可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关,D正确。
故选A。
24. 研究者构建敲除B基因的人胚胎干细胞系,诱导其向平滑肌细胞分化,发现敲除B基因明显降低平滑肌细胞标志基因的表达水平。发生形态转变的细胞占比少于对照细胞系。以下关于“人胚胎干细胞”的叙述错误的是( )
A. 分化为平滑肌细胞过程中遗传物质未改变
B. 与平滑肌细胞形态差异是由于某些蛋白质不同
C. 向平滑肌细胞分化过程中B基因起抑制作用
D. 向平滑肌细胞分化过程中分化潜能逐渐降低
【答案】C
【解析】
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化为平滑肌细胞过程中遗传物质未改变,A正确;
B、分化过程中发生了基因的选择性表达,与平滑肌细胞形态差异是由于某些蛋白质不同,B正确;
C、分析题意,敲除B基因明显降低平滑肌细胞标志基因的表达水平,发生形态转变的细胞占比少于对照细胞系,说明向平滑肌细胞分化过程中B基因起促进作用,C错误;
D、向平滑肌细胞分化过程中分化潜能逐渐降低,分化程度增加,D正确。
故选C。
25. 芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽B. 基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C. 成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同D. 该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
【答案】A
【解析】
【分析】由图1可知,芽殖酵母以出芽方式进行增殖,其增殖方式是无性增殖,属于有丝分裂;由图2可知,基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数,而溶液丙可降低芽殖酵母的最大分裂次数。
【详解】A、细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知,芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽;A错误;
B、由图2可知,基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数,而溶液丙可降低芽殖酵母的最大分裂次数,而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡,因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命,B正确;
C、芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖,无性繁殖不会改变染色体的数目,C正确;
D、一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡,基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数,因此,该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路,D正确。
故选A。
二、填空题
26. 脊髓灰质炎病毒是一种单股正链RNA(+RNA)病毒(由RNA和蛋白质组成),能与人体口、咽和肠道等上皮细胞膜上受体结合,整个病毒通过包膜的形式进入人体细胞。病毒进入人体细胞后的复制途径如图所示。回答下列问题:
(1)脊髓灰质炎病毒进入人体细胞的方式为__________,当病毒的+RNA进入宿主细胞后,开始合成RNA复制酶,该过程的场所是宿主细胞的_________(填细胞器)。d过程的碱基互补配对方式与b过程的_________(填“完全相同”或“不完全相同”)。
(2)人体细胞中的RNA一般以单链的形式存在,当形成双链时,容易被细胞内的酶降解。科研人员发现,脊髓灰质炎病毒在宿主细胞内的增殖主要在囊泡内进行,推测原因可能是_________。
(3)实验室常将人体癌细胞用作实验材料,_________(填“能”或“不能”)利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,通过用脊髓灰质炎病毒侵染某癌细胞系来探究脊髓灰质炎病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质,其原因是_________。
【答案】(1) ①. 胞吞 ②. 核糖体 ③. 完全相同
(2)脊髓灰质炎病毒复制时,+RNA与-RNA会形成双链结构,在囊泡内进行复制,可以避免被宿主细胞内的酶降解
(3) ①. 不能 ②. 脊髓灰质炎病毒侵入人体癌细胞时,整个病毒(RNA和蛋白质)会一起进入人体癌细胞,无法确定放射性来源,无法区别RNA和蛋白质
【解析】
【分析】脊髓灰质炎病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,以+RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸(+RNA)在宿主细胞内大量复制,形成全长的-RNA和大小不等的mRNA,再以mRNA为模板合成病毒的蛋白质外壳,以-RNA为模板合成大量的+RNA。
【小问1详解】
由题意可知,脊髓灰质炎病毒能与人体口、咽和肠道等上皮细胞膜上的受体结合,整个病毒通过包膜的形式进入人体细胞,说明脊髓灰质炎病毒进入人体细胞的方式为胞吞。
当病毒的+RNA进入宿主细胞后,开始合成RNA复制酶,绝大多数的酶是蛋白质,故其合成场所是宿主细胞的核糖体。
b过程是翻译,涉及tRNA上反密码子与mRNA上密码子碱基互补配对,d过程是将-RNA的遗传信息传递到mRNA,d和b过程都存在A→U、G→C、C→G、U→A的配对方式,因此d过程的碱基互补配对方式与b过程的完全相同。
【小问2详解】
人体细胞内的酶能够降解双链RNA,脊髓灰质炎病毒复制时,+RNA与-RNA会形成双链结构,在囊泡内进行复制,可以避免被宿主细胞内的酶降解。
【小问3详解】
由于脊髓灰质炎病毒侵入人体癌细胞的方式是胞吞,病毒的蛋白质和RNA会一起进入人体癌细胞,导致无法确定放射性是来源于RNA还是来源于蛋白质,所以不能利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,通过用脊髓灰质炎病毒侵染某癌细胞系来探究脊髓灰质炎病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质。
27. 细胞正常增殖可维持个体稳态,异常分裂可能引发个体患病。图甲是基因型为AaBb的动物细胞某次分裂部分时期示意图,图乙为细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线。请分析回答下列相关问题:
(1)根据图甲中的_____细胞可以判断该动物的性别,②细胞产生的子细胞可继续进行的分裂方式是_____。
(2)图甲中的③图含有核DNA_____个,②图含有姐妹染色单体_____条,①图中含有同源染色体_____对。
(3)细胞①中基因异常的原因是否由于互换导致?_____(填“是”或“否”),判断的依据_____;据图甲推测,细胞③最终产生的子细胞的基因型为_____。
(4)区分细胞②与细胞③所处时期的主要依据是_____;图甲中细胞①所处时期位于图乙曲线中的_____段。
(5)一对基因型为XaXa(色盲女性)与XAY(正常男性)的夫妇,生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩。形成该个体的原因可能是_____或_____。
【答案】(1) ①. ③ ②. 有丝分裂、减数分裂
(2) ①. 4 ②. 0 ③. 2
(3) ①. 否 ②. 如果发生了互换,则同源染色体的一条染色单体上应有基因A ③. aB、AB
(4) ①. 细胞②中有同源染色体,为有丝分裂后期,细胞③中没有同源染色体,为减数分裂Ⅱ后期 ②. CD
(5) ①. 母亲产生卵细胞时,减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离,进入同一个次级卵母细胞中,形成XaXa异常卵细胞 ②. 母亲产生卵细胞时,减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂姐妹染色单体分离,未分向细胞两级,进入同一个卵细胞中,形成XaXa异常卵细胞
【解析】
【分析】分析图甲:①细胞中含同源染色体,每条染色体上有两条姐妹染色单体,为有丝分裂的前期;②细胞中含同源染色体,着丝点分裂,处于有丝分裂后期;③细胞不含同源染色体,且着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期。
【小问1详解】
根据图甲中的③细胞可以判断该动物的性别,因为发生了不均等分裂,为雌性,②细胞进行的是有丝分裂,产生的子细胞可进行有丝分裂,或者减数分裂。
【小问2详解】
图甲中③图含有核DNA4个,②图含有姐妹染色单体0条,①图中含有同源染色体2对。
【小问3详解】
细胞①中基因异常的原因不是由于互换导致,因为如果发生了互换,则同源染色体的一条染色单体上应有基因A,据图甲推测,因为①中,与A同一条的染色上的,另一条染色单体上基因为a,所以细胞③最终产生的子细胞的基因型为aB、AB。
【小问4详解】
区分细胞②与细胞③所处时期的主要依据是细胞②中有同源染色体,为有丝分裂后期,细胞③中没有同源染色体,为减数分裂Ⅱ后期;图甲中细胞①上的染色体有姐妹染色单体,每条染色体上有两个DNA分子,所处时期位于图乙曲线中的CD。
【小问5详解】
一对基因型为XaXa(色盲女性)与XAY(正常男性)的夫妇,生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩。形成该个体的原因可能是母亲产生卵细胞时,减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离,进入同一个次级卵母细胞中,形成XaXa异常卵细胞或者母亲产生卵细胞时,减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂姐妹染色单体分离,未分向细胞两级,进入同一个卵细胞中,形成XaXa异常卵细胞
28. 图1代表细胞进行主动运输的三种类型,葡萄糖进出小肠上皮细胞的运输方式如图2所示。回答下列问题:
(1)分析图1所示的细胞膜结构,____________侧(填“P”或“Q”)为细胞外。
(2)在小肠腔面,细胞膜上的蛋白S有两种结合位点:一种与Na+结合,一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中_________(填“a”,“b”或“c”)类型的主动运输。
(3)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,据图2推测,Na+-K+泵的两种功能分别是______________。
(4)图2中葡萄糖运出小肠上皮细胞的过程受温度的影响,是因为温度影响了细胞膜的___________特性。
(5)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。(载体蛋白由相关基因控制合成)
实验材料:甲(敲除了SGLTI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。
实验思路:__________________________
实验结论:若_______________________,则验证了上述研究结果。
【答案】(1)P (2)a
(3)运输钠钾离子、催化ATP水解 (4)流动
(5) ①. 将甲、乙、丙三组细胞分别置于相同的较高浓度的葡萄糖溶液中,其他条件相同,培养适宜时间,检测三组培养液的葡萄糖浓度 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的
【解析】
【分析】分析图1可知,主动运输能量可来源于①电化学梯度势能;②ATP驱动泵,ATP直接提供能量;③光驱动泵:光能驱动。
分析图2:小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的载体有蛋白G(运载葡萄糖出细胞)、Na+ 驱动的葡萄糖同向转运载体(运载葡萄糖进细胞),其运输方式分别为协助扩散、主动运输。
【小问1详解】
糖链与蛋白质形成的糖蛋白一般分布在细胞膜外侧,故图1所示的细胞膜结构中P侧含糖蛋白,为细胞外侧。
【小问2详解】
蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞,葡萄糖进入细胞所需的能量直接来自Na+浓度差产生的电化学梯度势能,属于图1中a类型的主动运输。
【小问3详解】
结合图2可知,小肠基膜上Na+-K+泵一方面能完成Na+、K+运输,一方面催化ATP水解成ADP和Pi,故Na+-K+泵的两种功能分别是运输钠钾离子、催化ATP水解。
【小问4详解】
图2中葡萄糖运出小肠上皮细胞的方式属于协助扩散,温度会影响生物膜的流动性,从而影响协助扩散的速率。
【小问5详解】
要验证当肠腔葡萄糖浓度较高时,葡萄糖既可以通过主动运输又可以通过协助扩散进入小肠上皮细胞,且协助扩散的速度更快,则实验的自变量应该是设置不同的运输方式,各组均创造相同的高浓度葡萄糖环境,比较各组葡萄糖的吸收速率。如甲组敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行协助扩散,乙组敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行主动运输,丙组正常的小肠上皮细胞可以同时进行主动运输和协助扩散,将甲、乙、丙三组细胞分别置于相同浓度的高浓度葡萄糖溶液中,培养一段时间, 其他条件相同且适宜,并检测培养液中葡萄糖的浓度。
实验结果:丙组同时进行主动运输和协助扩散,葡萄糖的吸收速率最快,故培养液中葡萄糖的浓度最小;由于协助扩散的速率大于主动运输,故乙组吸收葡萄糖的速率慢,培养液中葡萄糖的剩余量最多,浓度最大,即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,则可证明上述观点正确。
29. 春季时节的倒春寒、秋季霜冻都会对作物苗期生长及秋季收获期的产量产生巨大影响,低温胁迫影响玉米幼苗的生长。研究人员选用敏感型和耐冷型两个玉米品种,进行不同温度与不同时间胁迫处理,开展相关研究。回答下列问题:
(1)在饱和光照强度和适宜CO2浓度下,温度降低时玉米幼苗净光合速率下降主要是由于细胞中大多数酶活性降低,导致___________;除此之外,还与叶绿体缺乏无机磷有关,缺乏无机磷会降低基粒上____________的产生速率,导致暗反应____________的速率降低。
(2)倒春寒时气温急剧下降,植物可能出现冷害或冻害。细胞膜的脂质过氧化损伤是低温伤害植物的另一途径,损伤程度可通过检测叶片的电导率进行分析。相关研究结果如下图所示:
据图可知:细胞膜损伤程度增大,叶片的相对电导率___________。两个玉米品种中,耐冷型玉米品种是___________,判断的依据是____________。随着时间的延长,玉米幼苗受低温胁迫的影响程度__________。
(3)过氧化物酶(POD)能清除膜脂过氧化产生的过氧化氢,抑制氧自由基的产生,从而减轻膜脂过氧化。该酶有利于玉米幼苗抵御8~0℃低温胁迫,使玉米幼苗保持相对稳定的净光合速率。与对照组相比,请预测POD在低温条件下的活性变化可能是____________。
【答案】(1) ①. 光合作用各个过程速率均下降 ②. NADPH和ATP ③. C3的还原
(2) ①. 增大 ②. 先玉335 ③. 相同低温条件处理,先玉335的电导率增大较少,细胞损伤程度较低 ④. 增大
(3)低温条件下的活性增强
【解析】
【分析】分析柱状图可知,植物细胞膜损伤程度增大,相对电导率增大;温度低,时间延长会导致植物细胞膜损伤程度增大;相较而言,先玉335受低温胁迫的影响较小。
【小问1详解】
温度对光合作用速率的影响主要通过影响相关酶的活性,低温时大多数酶活性降低,光合作用各个过程速率均下降;光合作用中含P的物质主要有ATP和NADPH,在叶绿体类囊体上进行光反应合成ATP和NADPH,为暗反应的C3的还原提供能量和还原剂;
【小问2详解】
分析柱状图可知,温度低,时间延长会导致植物细胞膜损伤程度增大;植物细胞膜损伤程度增大,相对电导率增大;相较而言,先玉335受低温胁迫的影响较小;
【小问3详解】
POD用于低温时减轻膜脂过氧化,有利于玉米幼苗抵御8~0℃低温胁迫,使玉米幼苗保持相对稳定的净光合速率,推测在低温条件下POD活性将会增强,有利于玉米幼苗抵御低温胁迫。
【点睛】本题考查温度对光合作用的影响以及对照试验分析实验数据的能力。
30. 放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题:
(1)放射刺激心肌细胞产生的_________会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过_________酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对_________的竞争性结合,调节基因表达。
(3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是_________。
(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路_________。
【答案】(1)自由基 (2) ①. RNA聚合 ②. miRNA
(3)P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡
(4)可通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡
【解析】
【分析】结合题意分析题图可知,miRNA能与mRNA结合,使其降解,降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时,就不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
【小问1详解】
放射刺激心肌细胞,可产生大量自由基,攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。
【小问2详解】
RNA聚合酶能催化转录过程,以DNA的一条链为模板,通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知,miRNA既能与mRNA结合,降低mRNA的翻译水平,又能与circRNA结合,提高mRNA的翻译水平,故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达。
【小问3详解】
P蛋白能抑制细胞凋亡,当miRNA表达量升高时,大量的miRNA与P基因的mRNA结合,并将P基因的mRNA降解,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡。
【小问4详解】
根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,还能通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA,使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡。
碱基种类
A
C
G
T
U
含量(%)
31.2
20.8
28.0
0
20.0
步骤
处理
试管1
试管2
①
苯丙氨酸
1.0ml
1.0ml
②
HCL溶液(6ml/L)
——
0.2ml
③
PAL酶液
1.0ml
1.0ml
④
试管1加0.2mlH2O,2支试管置30℃水浴1小时
⑤
HCL溶液(6ml/L)
0.2ml
——
⑥
试管2加0.2mlH2O,测定2支试管中的产物量
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