上海市闵行区2024-2025学年高一上学期期末生物试题（解析版）

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2．“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。
一、铁与生命活动（57分）
1. 铁是人体不可或缺的元素。
（1）从含量看，铁属于细胞中的______元素，在机体内主要以_____状态存在。
（2）铁的生理功能包括合成血红蛋白、肌红蛋白、含铁酶，参与线粒体内氧化还原反应中酶系的电子传递，形成铁蛋白贮存铁等。说明铁能______。
A. 参与重要化合物组成B. 为细胞提供能量
C. 参与机体代谢活动D. 维持机体内环境稳定
【答案】（1）①. 微量 ②. 化合物 （2）ACD
【分析】组成细胞的元素包括大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素包括Zn、M、Cu、B、Fe、Mn。
【小问1详解】
细胞中的元素根据含量分为大量元素和微量元素，铁在细胞中含量较少，属于微量元素。在生物体内，铁常以化合物形式（形成血红蛋白）存在。
【小问2详解】
A、铁参与合成血红蛋白（血红素）、肌红蛋白等重要化合物，A正确；
B、铁不能为细胞提供能量，细胞的能量主要来自糖类等有机物的氧化分解，B错误；
C、铁参与线粒体内氧化还原反应中酶系的电子传递等代谢活动，C正确；
D、铁形成铁蛋白贮存铁等，对维持机体内环境稳定有重要作用，D正确。
故选ACD。
2. I.血红蛋白（图1）由4个亚基组成，每个亚基中含一条肽链和一个亚铁血红素（图2），共含574个、约19种氨基酸，具有运输O2和CO2的功能。

（1）血红蛋白分子以______为基本骨架，其元素组成是______。
（2）下列因素中，影响血红蛋白分子功能的有________。
A、氨基酸序列 B、空间结构 C、肽键结构 D、铁的氧化状态
II.位于十二指肠的肠上皮细胞主要负责膳食铁的吸收，如图3所示。其中，FPN是目前已知的哺乳动物中唯一的铁外排膜蛋白，广泛分布于全身组织细胞。

（3）肠上皮细胞细胞膜的基本骨架是_______。图中甲为细胞的_______（内/外）侧。
（4）根据图3，下列物质具有催化功能的是______。（编号选填）
①Dcytb ②二价金属转运蛋白 ③FPN ④铜蓝蛋白 ⑤铁蛋白
（5）图3的①-③中，可以代表水分子进入肠上皮细胞的方式为_____。（编号选填）
（6）根据图3，Fe2+通过二价金属转运蛋白的方式为_______。
（7）要鉴定FPN化学本质，可用试剂及预计出现的现象是______。
A、班氏试剂、黄红色沉淀 B、双缩脲试剂、紫色
C、碘液、蓝色 D、苏丹IV染液、红色
（8）FPN由FPN基因控制合成。该FPN基因_______。
A、由核糖、碱基和磷酸组成 B、所含元素与RNA不同
C、基本单位是脱氧核苷酸 D、遗传信息蕴含在磷酸中
（9）研究发现，肠上皮细胞中FPN缺失的小鼠会导致铁吸收障碍，产生缺铁性贫血症状，并且口服铁不能改善。请结合本题信息和已学知识进行解释_______。
【答案】（1）①. 碳链 ②. C、H、O、N、S、Fe （2）ABD
（3）①. 磷脂双分子 ②. 外 （4）①③ （5）②③
（6）① （7）B （8）C
（9）FPN是目前已知的哺乳动物中唯一的铁外排膜蛋白，肠上皮细胞中FPN缺失的小鼠无法将铁从肠上皮细胞完成外排，口服后进入肠道仍无法完成外排过程
【分析】生物大分子：指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。常见的生物大分子包括：蛋白质、核酸、多糖。
【小问1详解】
蛋白质等生物大分子以碳链为基本骨架；血红蛋白是一种含铁的蛋白质，除了含有C、H、O、N等基本元素外，还含有S（存在于某些氨基酸的R基中）和Fe（血红素中含有）。
【小问2详解】
A、氨基酸序列不同，形成的蛋白质结构不同，功能也不同，血红蛋白的氨基酸序列决定了其结构和功能，A正确；
B、空间结构与蛋白质的功能密切相关，血红蛋白的特定空间结构是其能运输O2和CO2的基础，B正确；
C、肽键是连接氨基酸的化学键，不同蛋白质的肽键结构是相同的，肽键结构一般不影响蛋白质的功能，C错误；
D、铁的氧化状态会影响血红蛋白与氧气的结合能力，从而影响其功能，D正确。
故选ABD。
【小问3详解】
肠上皮细胞细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层；图中甲含有糖蛋白，是细胞膜的外侧。
【小问4详解】
①据图可知，Dcytb能够催化Fe3＋向Fe2＋转化，说明其催化功能，①正确；
②二价金属转运蛋白能够转运物质，不具有催化功能，②错误；
③FPN能够协助物质跨膜运输，且能够催化ATP水解，具有催化功能，③正确；
④⑤铜蓝蛋白和铁蛋白不具有催化功能，④⑤错误
故选①③。
【小问5详解】
水分子进入肠上皮细胞的方式为自由扩散和通过水通道蛋白进出的协助扩散，对应图中的②③。
【小问6详解】
根据图3，Fe2+通过二价金属转运蛋白是逆浓度梯度进行的，表示主动运输，对应图中的①。
【小问7详解】
FPN是膜蛋白，检测蛋白质应用双缩脲试剂，两者反应呈紫色。
故选B。
【小问8详解】
ABC、FPN由FPN基因控制合成，该FPN基因的本质是DNA，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，是由脱氧核糖碱基和磷酸组成，所含元素与RNA相同，都是CHONP，AB错误，C正确；
D、遗传信息脱氧核苷酸的排列顺序中，D错误。
故选C。
【小问9详解】
分析题意可知，FPN是目前已知的哺乳动物中唯一的铁外排膜蛋白，肠上皮细胞中FPN缺失的小鼠无法将铁从肠上皮细胞完成外排，口服后进入肠道仍无法完成外排过程，导致机体缺铁。
3. 肠上皮细胞吸收入血的铁离子，在血液中由转铁蛋白运输至靶细胞，与靶细胞膜上的转铁蛋白受体（TFR）结合后经一系列过程释放入细胞质被利用或储存（如图）。靶细胞内铁积累过量时，会引起脂质代谢异常，最终导致细胞死亡，这种死亡方式称为“铁死亡”。
（1）图中，铁离子从血液进入靶细胞的方式是_______。
（2）根据图，铁离子进入靶细胞的以下过程，正确的排序是______。
①复合物释放Fe3+，Fe3+被金属还原成Fe2+
②铁离子与转铁蛋白结合成二铁转铁蛋白
③pH下降激活铁经二价金属转运蛋白释放入细胞质
④二铁转铁蛋白与靶细胞膜上的TFR结合成复合物
（3）铁离子进入靶细胞的过程，体现了质膜具有的特点或功能有______（编号选填）
①一定的流动性 ②控制物质进出 ③参与信息交流
（4）下列①-⑦是靶细胞的结构，其中：RNA主要分布于_______；原核细胞也具有的结构有_______；与转铁蛋白受体（TFR）加工、通过囊泡运输至质膜直接有关的是______；能降解衰老无用的细胞器碎片的是______。
①细胞质膜 ②细胞核 ③细胞质 ④核糖体 ⑤内质网 ⑥高尔基体 ⑦溶酶体
（5）铁过载引起的铁死亡与一系列人类疾病有错综复杂的关系。结合本题信息，下列措施中，可以抑制靶细胞铁死亡发生的有_______。（编号选填）
①提高金属还原酶的活性 ②提高FPN的活性 ③增加TFR的数量 ④增加铁蛋白的合成
【答案】（1）主动运输##主动转运
（2）②④①③ （3）①②
（4）①. ③ ②. ①③④ ③. ④⑤⑥ ④. ⑦ （5）①②
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。
小问1详解】
据图可知，铁离子从血液进入靶细胞是逆浓度梯度进行的，方式是主动运输。
【小问2详解】
根据图，铁离子进入靶细胞的以下过程，具体顺序为：②铁离子与转铁蛋白结合成二铁转铁蛋白→④二铁转铁蛋白与靶细胞膜上的TFR结合成复合物→①复合物释放Fe3+，Fe3+被金属还原成Fe2+→③pH下降激活铁经二价金属转运蛋白释放入细胞质。
【小问3详解】
铁离子进入靶细胞的过程，体现了质膜具有一定的流动性，体现其控制物质进出细胞的功能。
故选①②。
【小问4详解】
真核生物的RNA主要分布于③细胞质；原核细胞也具有的结构有①细胞质膜、 ③细胞质和 ④核糖体 ；与转铁蛋白受体（TFR）加工、通过囊泡运输至质膜直接有关的是④核糖体（合成蛋白质）、⑤内质网 ⑥高尔基体 （对蛋白质进行加工）；⑦溶酶体能够分解衰老、损伤的细胞器，是细胞的消化车间。
【小问5详解】
分析题意，铁离子在血液中由转铁蛋白运输至靶细胞，与靶细胞膜上的转铁蛋白受体（TFR）结合后经一系列过程释放入细胞质被利用或储存，靶细胞内铁积累过量时，会引起脂质代谢异常，最终导致细胞死亡，结合（2）可知，可以抑制靶细胞铁死亡发生应该抑制铁的过多转运或储存，故相关途径有①提高金属还原酶的活性、②提高FPN的活性 。
4. 机体内铁稳态受到精密调控。研究发现，铁调素（肝脏分泌的一种多肽）能与FPN结合从而影响铁从细胞向外排入组织和血液。为探究铁调素如何影响FPN对铁的外排，研究人员设计了如下实验：
①制备含有FPN的脂质体（图1），内部包含一种荧光强度受Fe2+浓度影响的荧光指示剂；
②将上述脂质体内部添加铁调素与Fe2+，对照组内部只添加Fe2+：
③使用荧光光谱仪监测，记录不同时间点荧光强度的变化，以评估FPN运输Fe2+的速率，实验结果如图2所示。
（1）根据题意，结合图1和图2信息，分析这种荧光指示剂的荧光强度与Fe2+浓度成______（正比/反比）关系。
（2）图2结果说明，铁调素能_______（抑制/促进）FPN对铁的外排。写出分析过程_______。
【答案】（1）正比 （2）①. 抑制 ②. 荧光指示剂的荧光强度与Fe2+浓度成正比，FPN+铁调素条件下，荧光强度大于FPN单独条件，由此说明铁调素减慢了Fe2+向外的运输，即铁调素抑制FPN对铁的外排。
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。
【小问1详解】
据图分析，加入Fe2+后，Fe2+会被排出，而FPN+铁调素条件下和FPN单独条件下，荧光强度均减弱，即随脂质体中Fe2+减少，荧光强度减弱，即二者之间成正比。
【小问2详解】
根据（1）中分析，荧光指示剂的荧光强度与Fe2+浓度成正比；分析图2可知，加入Fe2+后，FPN+铁调素条件下和FPN单独条件下，荧光强度均减弱，而FPN+铁调素条件下，荧光强度大于FPN单独条件，由此说明铁调素减慢了Fe2+向外的运输，即铁调素抑制FPN对铁的外排。
二、干旱胁迫与光合作用（25分）
5. I.近年来，干旱持续影响全球农业。为探究土壤干旱对番茄光合作用的影响，科研人员利用人工气候室进行了“番茄长期土壤干旱—复水试验”，图1呈示了指标测定阶段。

（1）试验期间，人工气候室需控制的适宜环境条件有_______。
A、温度 B、空气湿度 C、光照强度 D、CO2浓度
（2）结合图1信息分析，从T1经T2到T3阶段，番茄根部成熟细胞的状态最可能是______。
A、 B、
C、 D、
（3）番茄叶片部分生理过程如图2所示（字母表示物质、数字表示生理过程），中物质B、C、D、E分别表示_______、_______、_______、______。（编号选填）
①ADP、Pi ②CO2 ③NADP+ ④三碳糖 ⑤蔗糖 ⑥淀粉
（4）结合图2，下列有关番茄光合作用的叙述正确的是______。
A、H+顺浓度梯度穿过类囊体膜上的ATP合酶，驱动ATP形成
B、光反应产生的ATP驱动图2中反应I、Ⅱ和Ⅲ
C、三碳化合物接受了NADPH提供的H+和电子
D、碳反应将活跃的化学能转变为稳定的化学能
II.研究人员设置了每日土壤含水量保持85%θFc、其他变量与实验组一致的对照组进行实验，于T4阶段采集两组的等量叶片，进行了叶绿素含量测定。图3为叶绿体色素的吸收光谱。

（5）叶绿素含量的测定可使用_______法。
（6）图3中，代表叶绿素的曲线是_______。（编号选填）
（7）研究结果显示，干旱条件下番茄叶绿素浓度较高于对照组，但净光合速率低于对照组。为进一步探究，研究人员对T4阶段其它有关指标进行了测定，如表所示。请结合所学知识分析干旱条件下净光合速率下降的原因_______。
注：大表示与对照组存在显著差异，*越多差异性越显著；Rubisc酶为碳反应过程关键酶
【答案】（1）ABCD （2）C
（3）① ①③ ②. ④ ③. ⑤ ④. ⑥
（4）ACD （5）分光光度 （6）①②
（7）气孔导度降低，胞间二氧化碳浓度降低，暗反应减慢
【分析】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】
温度可以影响酶的活性，空气湿度 能够影响光合和呼吸作用，而光照强度能够影响光反应过程，CO2浓度能够影响暗反应过程，故试验期间，人工气候室需控制的适宜环境条件有温度 、空气湿度 、光照强度和CO2浓度。
故选ABCD。
【小问2详解】
结合图1信息分析，从T1经T2到T3阶段，番茄根部成熟细胞先发生质壁分离后吸水复原，对应图中的C。
故选C。
【小问3详解】
据图可知，图中的B可与ATP和NADPH相互转化，表示①ADP、Pi和③NADP+；C表示三碳化合物转化产物，表示④三碳糖；D表示光合产物的运输，是⑤蔗糖；E可表示植物的储能物质淀粉。
【小问4详解】
A、光反应的场所是类囊体薄膜，该过程H+顺浓度梯度穿过类囊体膜上的ATP合酶，驱动ATP形成，A正确；
B、光反应产生的ATP驱动图2中的C3还原过程，对应图中的I，B错误；
C、三碳化合物接受了NADPH提供的H+和电子，完成还原过程，C正确；
D、碳反应将NADPH和ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能，D正确。
故选ACD。
【小问5详解】
叶绿素含量的测定可使用分光光度法。
【小问6详解】
叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，对应图中的①和②。
【小问7详解】
二氧化碳是暗反应的原料，据表分析可知，气孔导度降低，胞间二氧化碳浓度降低，暗反应减慢，故干旱条件下番茄叶绿素浓度较高于对照组，但净光合速率低于对照组。
三、线粒体与细胞呼吸（18分）
6. I.随着核能在医学、工业等领域的应用，电离辐射损伤时有发生。研究表明，线粒体是电离辐射损伤的重要靶点之一。图1为人成纤维细胞有氧呼吸过程示意图，其中①、②、③、④表示过程，A、B、C为中间产物，I、Ⅱ、Ⅲ、IV为电子传递链上关键的酶复合物。

（1）据图1分析，物质A是_______，物质B是_____，过程③是______。
（2）过程①-④中，产生ATP最多的是_____。（编号选填）
（3）结合图1，下列关于细胞呼吸过程的叙述正确的是_____。
A、有氧呼吸的过程只在细胞质基质中进行
B、葡萄糖、淀粉、麦芽糖可直接进入细胞进行有氧呼吸
C、有氧呼吸过程中以热能形式散失的能量对机体没有意义
D、无氧条件下，过程①仍能进行
（4）电离辐射造成细胞呼吸速率下降。结合图1分析可能原因是_____（编号选填）
①破坏酶复合物结构 ②电子传递效率下降·③影响了丙酮酸进入线粒体 ④乙酰辅酶A生成减少
II.进一步研究表明，细胞内某些关键蛋白（如Clck蛋白）缺失会影响细胞呼吸速率。研究人员以小鼠成纤维细胞为研究对象，探究了Clck蛋白缺失对细胞呼吸的影响及机制，结果如图2所示。

注：ECAR：细胞外酸化速率，可表征细胞糖酵解能力；Clckwt：野生型，即正常含有Clck蛋白的成纤维细胞；ClckC195S：Clck蛋白缺失的成纤维细胞；*代表与对照组存在显著性差异
（5）Clck蛋白缺失会影响细胞呼吸速率。请根据图2，结合已学分析其可能的机理_____。
【答案】（1）①. 丙酮酸 ②. 乙酰CA ③. 三羧酸循环
（2）④ （3）D （4）①②③④
（5）lck蛋白缺失的成纤维细胞的ECAR水平降低，表示其糖酵解能力下降，且NAD＋水平下降，影响NADH的合成
【分析】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。
【小问1详解】
据图1分析，物质A是细胞呼吸第一阶段的产物，表示丙酮酸；物质B是乙酰CA，过程③是三羧酸循环。
【小问2详解】
过程①-④中，产生ATP最多的是有氧呼吸第三阶段，该阶段[H]与氧气结合生成水，对应图中的④。
【小问3详解】
A、有氧呼吸的过程主要是在线粒体，A错误；
B、淀粉、麦芽糖不能直接被细胞吸收利用，不能直接进入细胞进行有氧呼吸，B错误；
C、有氧呼吸过程中以热能形式散失的能量有利于维持温度，对于机体具有重要意义，C错误；
D、无氧条件下，过程①由葡萄糖分解为丙酮酸的过程仍能进行，D正确。
故选D。
【小问4详解】
线粒体是电离辐射损伤的重要靶点之一，电离辐射造成细胞呼吸速率下降，原因可能是破坏酶复合物结构 、电子传递效率下降·、影响了丙酮酸进入线粒体 、乙酰辅酶A生成减少。
故选①②③④。
【小问5详解】
结合图2可知，与野生型细胞相比，lck蛋白缺失的成纤维细胞的ECAR水平降低，表示其糖酵解能力下降，且NAD＋水平下降，影响NADH的合成，故Clck蛋白缺失会影响细胞呼吸速率。
处理
Rubisc酶活性（nml·min-1·g-1）
气孔导度（mlH2O·m-2·s-1）
胞间CO2浓度（umlCO2·ml-1）
净光合速率（μml·m-2·s-1）
对照组
221.95
0.28
248.00
25.01
实验组
222.07
0.02*
201.00**
2.68***