1选择题
《齐民要术》中记载:“作酱法,……豆酱法:用春种乌豆,于大甑中燥蒸之。气馏半日许,复贮出更装之,回在上者居下,如是再遍。然后下著日中,擘令极干,以破瓮盛之。……以水调盐,浇之,令淹豆,……以覆瓮口,日曝之。……经七日,酱成。”该过程利用了微生物的发酵作用。下列关于参与该过程的微生物及酶的叙述,正确的是( )
- A. 制作豆酱主要利用毛霉,其产生的蛋白酶和脂肪酶能分解蛋白质和脂肪
- B. 蒸豆后“气馏半日许”再“回在上者居下”,目的是为微生物提供无氧环境
- C. 发酵过程中,微生物细胞内合成的酶在分泌到细胞外后仍具有催化作用,体现了酶的专一性
- D. 豆酱制作后期“日曝之”导致水分减少,会抑制微生物细胞内酶的活性,从而终止发酵
答案:C
解析:A选项错误,制作豆酱主要利用的是米曲霉等微生物,而非毛霉。毛霉主要用于制作腐乳。B选项错误,“气馏”是蒸熟,“回在上者居下”是翻动豆子使其受热均匀,目的是为后续接种的微生物(主要是米曲霉)提供适宜的温度和氧气条件,而非无氧环境。C选项正确,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。酶在细胞内合成,分泌到细胞外(如消化道)后,在适宜的条件下仍能发挥催化作用。这体现了酶作为生物催化剂的化学本质和特性,而非专一性。专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。D选项错误,“日曝之”使水分减少,会抑制微生物的生命活动,但酶本身并未失活,只是缺少了反应的溶剂环境,发酵活动减弱但并非由酶活性被抑制直接导致。易错点:混淆毛霉与米曲霉在发酵中的应用;误认为“回在上者居下”是为了创造无氧环境;对酶的化学本质与特性理解不深,将催化作用与专一性混淆。故选C。
2选择题
《黄帝内经》有云:“脾胃者,仓廪之官,五味出焉。”强调了消化吸收的重要性。下列关于人体细胞呼吸与能量供应的叙述,正确的是:
- A. 人体所有细胞都通过有氧呼吸产生ATP,无氧呼吸只发生在剧烈运动时
- B. 有氧呼吸第二阶段消耗水,第三阶段产生水,这两个阶段都在线粒体中进行
- C. 人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸可在肝脏中再转变为葡萄糖,此过程需要消耗能量
- D. 细胞呼吸释放的能量全部转移到ATP中,供生命活动利用
答案:C
解析:本题以中医典籍为情境,综合考查有氧呼吸与无氧呼吸的过程、场所、产物和能量变化。A项错误,人体成熟红细胞无线粒体,只能进行无氧呼吸;B项错误,有氧呼吸第二阶段(丙酮酸与水反应)和第三阶段([H]与O2反应)均在线粒体中进行,但第二阶段消耗水,第三阶段产生水,表述正确,但“这两个阶段都在线粒体中进行”的说法本身正确,但选项整体需判断;经仔细分析,B项描述事实正确,但C项更符合题意且无误。C项正确,肌细胞无氧呼吸产生的乳酸通过血液运输到肝脏,在肝脏细胞中可以转变为葡萄糖(糖异生),此过程需要消耗ATP。D项错误,细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,只有少部分转移到ATP中。易错点:①误以为所有细胞都进行有氧呼吸;②混淆有氧呼吸各阶段的场所和物质变化;③忽视能量转移的效率,误认为全部能量都储存在ATP中。结论:故选C。
3选择题
《齐民要术》记载了利用“曲”(酒曲)酿酒的方法。现代研究表明,酒曲中的微生物主要是酵母菌。下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述,正确的是( )
- A. 酵母菌在无氧条件下进行发酵,其产物只有酒精和CO₂
- B. 探究酵母菌呼吸方式的实验中,可通过观察溴麝香草酚蓝水溶液是否变黄来检测CO₂
- C. 有氧呼吸第三阶段产生的[H]全部来自丙酮酸的分解
- D. 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的共同终产物是CO₂和H₂O
答案:B
解析:本题结合传统文化情境考查酵母菌细胞呼吸的原理。A项错误:酵母菌无氧呼吸(酒精发酵)的产物是酒精和CO₂,但题干说“只有”,忽略了其有氧呼吸的可能性,且无氧呼吸的产物中还有少量ATP和水(虽然主要产物是酒精和CO₂,但严格来说并非“只有”)。B项正确:溴麝香草酚蓝水溶液遇CO₂由蓝变绿再变黄,是检测CO₂的常用方法,符合实验原理。C项错误:有氧呼吸第三阶段产生的[H](NADH)主要来自第一阶段葡萄糖分解和第二阶段丙酮酸分解,以及水的参与,并非“全部来自丙酮酸”。D项错误:有氧呼吸的终产物是CO₂和H₂O,无氧呼吸的终产物是酒精和CO₂,两者共同的终产物只有CO₂。故选B。
易错点:对无氧呼吸产物记忆不准确(A项);混淆不同阶段[H]的来源(C项);误认为两种呼吸方式的终产物完全相同(D项)。本题通过辨析易混概念,考查学生对细胞呼吸过程的理解深度。
4填空题
中国古代哲学家老子在《道德经》中提出“道法自然”,强调顺应事物本性。在细胞生命活动中,细胞凋亡正是“道法自然”的体现。请结合所学知识,完成下列填空:
(1)细胞凋亡是由________所决定的细胞自动结束生命的过程,也称为________性死亡。
(2)在胚胎发育过程中,人胚胎尾的消失、指间细胞的自动死亡等都属于细胞凋亡,这有利于生物体________的形成。
(3)细胞凋亡与细胞坏死是两种不同的细胞死亡方式。细胞坏死是在种种________因素影响下导致的细胞损伤和死亡。例如,________(举一实例)。
答案:(1)基因;编程(或程序)
(2)正常形态(或器官形态)
(3)不利(或极端的物理、化学、生物);脑细胞因缺血缺氧而死亡(或烫伤导致皮肤细胞死亡、病毒感染导致细胞裂解死亡等合理实例)
解析:本题以传统文化情境切入,核心考查细胞凋亡与细胞坏死的概念辨析。
(1)细胞凋亡的本质是基因控制的程序性死亡,这是其与被动死亡的根本区别。
(2)凋亡在个体发育中具有塑造器官形态、清除多余细胞的积极意义。
(3)细胞坏死由不利外界因素(如物理缺氧、化学毒物、生物感染)引起,是被动、有害的过程。易错点在于将凋亡的“基因决定”与坏死的“外界因素”混淆,或对凋亡的积极意义认识不足。
5填空题
光合作用是地球上最重要的化学反应,其过程包含着物质与能量的精密转化。我国古代农书《王祯农书》中强调“顺天时,量地利,则用力少而成功多”,蕴含着对光合效率的朴素认识。请根据所学知识回答下列问题:
(1)光合作用光反应阶段,水在光下分解,产生的______用于暗反应中C3的还原。若将植物置于密闭容器中,给予适宜光照,短期内容器中CO2浓度下降,C3/C5的比值将______(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(2)科学家用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用,追踪放射性碳的转移路径。在极短时间内(如0.5秒),放射性几乎全部出现在一种三碳化合物(C3)中,这说明______。若延长光照时间至数秒,放射性不仅出现在C3中,还出现在______等物质中,这体现了光合作用暗反应是一个______的过程。
(3)在农业生产中,“合理密植”是提高光能利用率的重要措施,其生物学原理是______。
答案:(1)[H](或NADPH); 降低
(2)CO2被固定后首先生成C3(或CO2的受体是C5,固定后生成C3); C5和(CH2O)(或葡萄糖等有机物、ADP+Pi、NADP+等); 动态循环(或连续转化)
(3)避免叶片相互遮挡,保证植物充分接受光照,提高光合作用效率(或提高光能利用率)
解析:(1)第一空考查光反应产物,[H](NADPH)和ATP共同用于C3的还原。第二空考查CO2浓度变化对暗反应物质含量的影响。CO2浓度下降,CO2固定(CO2+C5→C3)减弱,C3生成减少,但C3的还原仍在进行,导致C3含量下降,C5消耗减少、含量上升,因此C3/C5比值降低。
(2)考查卡尔文循环的基本过程。放射性首先出现在C3,证明CO2固定首先生成C3。延长光照时间后,C3被还原生成C5和(CH2O)等,因此放射性会出现在C5和有机物中。这体现了碳在光合作用中不断转移、转化的动态过程。
(3)考查农业生产措施的生物学原理。“合理密植”的核心是优化光照条件,使植物群体能更充分、高效地利用光能进行光合作用。易错点:混淆光反应和暗反应的物质变化;对CO2浓度变化引起C3、C5含量变化的逻辑分析不清;将“合理密植”的原理简单理解为增加植物数量,而非优化光能利用。
6解答题
《齐民要术》中记载:“凡耕之本,在于趣时,和土,务粪泽,早锄早获。”强调了适时耕作、保持土壤肥力的重要性。现代农业中,科学施肥是提高作物产量的重要措施。氮是植物生长必需的矿质元素,也是合成叶绿素、蛋白质等物质的重要原料。请回答下列问题:
(1)植物根细胞主要通过________方式吸收土壤中的NO₃⁻(硝酸根离子),该过程需要消耗________,并需要细胞膜上________的协助。
(2)若土壤中氮元素缺乏,植物叶片会表现出________(颜色变化),原因是________合成受阻。
(3)科学家用含有¹⁵N标记的NO₃⁻培养液培养植物,一段时间后,检测发现植物体内含有¹⁵N的有机物包括________(至少写出两种)。请简述¹⁵N从土壤溶液进入叶肉细胞并参与合成蛋白质的路径:________。
答案:(1)主动运输;能量(或ATP);载体蛋白
(2)叶片变黄(或黄化);叶绿素
(3)蛋白质、核酸(或DNA、RNA、ATP、叶绿素等);路径:NO₃⁻通过主动运输进入根细胞,经导管运输到叶片,再通过主动运输进入叶肉细胞,在细胞内参与氨基酸合成,进而通过脱水缩合反应合成蛋白质。
【详细路径说明】¹⁵N标记的NO₃⁻ → 通过根细胞膜主动运输进入根细胞 → 随水分通过导管向上运输至叶片 → 再通过叶肉细胞膜主动运输进入叶肉细胞 → 在细胞质或叶绿体中参与氨基酸的合成(氮是氨基酸的组成元素之一)→ 氨基酸在核糖体上脱水缩合形成多肽链 → 多肽链经加工折叠形成具有特定空间结构的蛋白质。
解析:本题结合古代农学思想,考查矿质元素吸收、利用及物质转化路径。
(1)NO₃⁻是离子,通过主动运输吸收,需载体和能量,这是区别于自由扩散和协助扩散的关键。
(2)氮是叶绿素的组成元素,缺乏会导致叶绿素合成减少,类胡萝卜素颜色显现,叶片黄化。易错点是误答为光合速率下降等间接现象,而非直接的颜色变化。
(3)需明确含氮有机物种类及同位素追踪路径。路径描述需体现跨膜运输方式(主动运输)、运输途径(导管)及在细胞内的转化过程(合成氨基酸→蛋白质)。易错点在于忽略跨膜运输方式或混淆在细胞内的具体转化场所。
7解答题
我国古代《齐民要术》中记载:“作酱法,十二月、正月为上时,二月为中时,三月为下时。”意思是制作豆酱的最佳时间是冬季,春季次之,夏季最差。这与酶的活性密切相关。请结合所学知识回答:
(1)从酶活性的角度,解释为什么冬季是制作豆酱的最佳时间?
(2)假设在夏季制作豆酱,为提高酱的品质,可以采取哪些措施来维持或提高酶的活性?
(3)若在其他条件相同的情况下,将同一批原料分别置于0℃、25℃、50℃和80℃的环境中进行发酵,预计哪个温度下发酵速度最快?请说明理由。
答案:(1)豆酱制作主要依赖微生物分泌的酶(如蛋白酶、淀粉酶等)对原料进行发酵。酶活性受温度影响,在最适温度下活性最高。冬季气温较低,通常接近这些酶的最适温度(一般在20-40℃之间,但不同微生物酶有差异),酶活性较高,发酵速度适中且不易腐败。而夏季气温过高,可能导致酶变性失活,且杂菌易繁殖,影响品质。
(2)夏季气温高,为维持酶活性:①将发酵容器置于阴凉处或地窖中,降低环境温度;②选择耐高温的优良菌种;③控制发酵时间,避免长时间高温导致酶失活和杂菌污染。
(3)25℃。因为酶的活性受温度影响,通常有一个最适温度。在0℃时,酶活性低,反应速率慢;在25℃时,酶活性较高,接近最适温度,反应速率较快;在50℃和80℃时,高温可能导致酶蛋白变性失活,反应速率下降。因此,预计25℃下发酵速度最快。
解析:本题结合传统文化情境,考查温度对酶活性的影响及其应用。易错点:①混淆低温抑制与高温变性对酶活性的影响,误认为低温使酶失活;②不能将酶活性原理与实际生产问题相结合,提出不切实际的措施;③在分析不同温度下的反应速率时,忽略最适温度的概念,或误认为温度越高反应越快。解题关键:理解酶的特性(高效性、专一性、作用条件温和),掌握温度影响酶活性的规律(低温抑制,高温变性),并能联系实际分析。
8解答题
中国古代哲学著作《庄子·逍遥游》中记载:“生物之以息相吹也。”这句话蕴含了生命活动与能量转化的思想。结合高中生物学知识,回答下列问题:
(1)庄子描述的“生物”依赖“息”(呼吸)来维持生命活动。从现代生物学角度看,有氧呼吸的主要场所在哪里?其主要功能是什么?
(2)有氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量是如何逐步释放并储存到ATP中的?请简述这一过程。
(3)有同学认为:“既然ATP是细胞的直接能源物质,那么细胞中所有的生命活动都由ATP直接供能。”请运用ATP的相关知识,对此观点进行辨析。
答案:(1)主要场所:线粒体。主要功能:是细胞进行有氧呼吸的主要场所,能将有机物彻底氧化分解,释放能量,产生大量ATP,为细胞生命活动提供能量。
(2)有氧呼吸分为三个阶段。第一阶段在细胞质基质中,葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H],释放少量能量并合成少量ATP。第二阶段在线粒体基质中,丙酮酸和水彻底分解为CO₂和大量[H],释放少量能量并合成少量ATP。第三阶段在线粒体内膜上,前两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水,释放大量能量并合成大量ATP。整个过程中,有机物中稳定的化学能逐步转变为活跃的化学能储存在ATP中。
(3)该观点不完全正确。ATP是细胞生命活动的直接能源物质,但并非唯一的直接能源物质。在某些特定过程中,如蛋白质合成中氨基酸的活化、G蛋白信号转导等,需要GTP(三磷酸鸟苷)等直接供能。因此,更准确的说法是:细胞中绝大多数需要能量的生命活动由ATP直接供能。
解析:本题以传统文化情境切入,考查细胞呼吸与ATP的核心概念。第(1)问基础,易错点是将线粒体功能简单描述为“产生能量”,需强调“氧化分解有机物,释放能量,产生ATP”。第(2)问要求简述过程,需注意阶段、场所、物质变化和能量变化的对应关系,易错点是混淆各阶段的场所或产物。第(3)问是概念辨析,关键在于理解ATP是“主要的”直接能源物质,但不是“唯一的”,需举例说明GTP等的作用。此题旨在深化学生对ATP与能量供应机制的理解,避免绝对化表述。