高考生物总复习《跨学科训练-跨物理学科》专项测试卷（含答案解析）

核心素养·四维训练第页高考生物总复习《跨学科训练-跨物理学科》专项测试卷（含答案解析）1.物质跨膜运输的物理机制自由扩散：遵循“浓度梯度”的物理扩散原理（如O2、CO2的跨膜运输，与分子热运动相关）。主动运输：消耗能量（ATP）克服“浓度梯度”，体现“能量转化”的物理思想。渗透作用：半透膜两侧的“浓度差”是动力，遵循物理中的“渗透压”原理（如质壁分离与复原实验）。2.生命活动中的物理现象神经调节：神经冲动的传导（电信号的产生与传导，与细胞膜内外Na⁺、K⁺的离子浓度差及电荷分布相关）。光合作用：光反应中“光能→电能→化学能”的能量转化（物理中的能量守恒定律）。3.实验中的物理工具与方法显微镜的使用：凸透镜成像原理、放大倍数与视野亮度/视野范围的关系。离心技术：分离细胞器（如差速离心法），利用不同细胞器的密度差异（物理性质）。温度/压力控制：如探究酶活性实验中恒温水浴锅的使用（维持温度稳定，遵循热平衡原理）。试题精研1.如图所示，图1中的①②是目镜，③④是物镜，图2、图3是在不同物镜下观察到的图像。下列相关叙述正确的是（）A.图1中目镜和物镜组合为②③时，显微镜视野中细胞数目最多B.要使图2中的物像甲转换成物像乙，需要将装片向左下方移动C.图2物像甲转到物像乙后，可调节细准焦螺旋使物像更加清晰D.图3中显微镜物像从放大100倍到放大400倍，图中X应为42.采集某湿地水样进行显微观察，看到衣藻、草履虫若干，下图是在光学显微镜下分别用低倍镜和高倍镜观察到的不同视野，下列叙述正确的是（）A.换成高倍镜后，可以清晰地观察到衣藻的核糖体B.换成高倍镜后，可调节细准焦螺旋使物像清晰C.将视野1换成视野2之前，需先向右上角移动装片D.将视野1换成视野2之后，显微镜下视野会变亮3.如图①②分别是在低倍镜和高倍镜下观察到的细胞，③④⑤⑥分别是不同放大倍数的目镜或物镜。下列有关显微镜使用的说法，正确的是（）A.图中放大倍数最大的镜头组合是⑤⑥，视野最亮的镜头组合是③④B.10×目镜和40×物镜下看到均匀分布的16个细胞，目镜换成5×后，可看到4个细胞C.若要将物像从图①调节为图②，操作步骤为：调节光圈→移动装片→转动转换器→调节细准焦螺旋D.若在图①视野中观察到一异物，转到图②视野时异物消失，则该异物一定在物镜上4.同一个水槽中放置甲、乙、丙三个渗透装置（如图），三个漏斗颈的内径相等，漏斗口均封以半透膜（单糖能透过而二糖和酶不能透过），漏斗内装有不同浓度的蔗糖溶液，开始时漏斗内液面高度相同，蔗糖溶液浓度和半透膜的面积见下表。下列相关说法错误的是（）装置编号甲乙丙半透膜面积（cm2）2SSS蔗糖溶液浓度（mol/L）0.30.30.5A.三个装置达到渗透平衡时，丙漏斗的液面最高B.甲漏斗的液面上升到最大高度所需的时间小于乙C.乙、丙达到渗透平衡时，漏斗内蔗糖溶液的浓度相等D.乙、丙达到渗透平衡后再加入等量蔗糖酶，漏斗内的液面都是先升后降5.如图为研究渗透作用的实验装置，水分子和单糖分子能通过半透膜而二糖不能。漏斗中（S1）和烧杯中（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，实验开始时漏斗内外液面相平，渗透平衡时液面差为Δh（如图）。下列叙述错误的是（）A.渗透平衡时，S1的浓度大于S2的浓度B.若在漏斗和烧杯中加入等量的可将蔗糖水解为单糖的酶（忽略酶本身对浓度的影响），则△h先升后降最后为0C.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时△h将减小D.若S1改为质量分数为10%的蔗糖溶液，S2改为质量分数为10%的葡萄糖溶液，重复上述实验，则漏斗内液柱先降后升最后△h=06.在中部装有半透膜（允许葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）的U形管（如图）中进行的如下实验，结果不正确的是（）A.若a侧为细胞色素（一种红色蛋白质），b侧为清水，开始时两边液面高度相同，一段时间后，a侧液面高B.若a侧为质量浓度为5%的蔗糖溶液，b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液，开始两边液面高度相同，一段时间后，b侧液面高C.若a侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液，开始两边液面高度相同，较长时间后，b侧液面高D.若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，开始两边液面高度相同，较长时间后，b侧液面高7.下图所示生理过程中，PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，CF0、CF1构成ATP合酶。下列说法错误的是（）A.PSⅡ、PSⅠ内含易溶于有机溶剂的色素B.小麦光合作用产生的O2被呼吸作用利用至少需要经过5层生物膜C.PQ转运H+的过程需要消耗电子中的能量D.图中ATP合酶合成的ATP只能为暗反应提供能量8.在光合作用的探究历程中，人们利用离体的叶绿体进行实验，逐渐探明了水的光解和NADPH的产生过程，如图所示（e-为负电子）。下列分析正确的是（）A.过程①的完成与叶绿体中的色素无关B.过程②发生在类囊体薄膜上并存在能量的转换C.NADPH进入叶绿体基质并参与合成C3的反应D.自养生物细胞的过程①②均发生在叶绿体中9.科学家通过将菠菜的“捕光器”（类囊体膜）与9种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体。这种人造叶绿体可在细胞外工作，收集阳光并利用由此产生的能量将二氧化碳转化成富含能量的分子。下列有关叙述错误的是（）A.叶绿体与人造叶绿体都具有能量转换的作用B.叶绿体含有DNA、RNA，人造叶绿体不含有DNA、RNAC.“捕光器”上不含光合作用吸收光能的色素D.人造叶绿体可能没有4层磷脂分子组成的膜结构10.现有若干瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同浓度的氧气，单位时间内产生的酒精和CO2量如图所示。下列与酵母菌呼吸有关的说法，错误的是（）A.O2浓度为a时既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸B.O2浓度为b时消耗O2与产生CO2的体积比为1：1C.O2浓度为a时用于无氧呼吸的C6H12O6的量占消耗C6H12O6总量的比例为2/3D.消耗等质量的C6H12O6时，O2浓度为a时产生的能量多于O2浓度为b时11.钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题：（1）从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生________；光能转化为电能，再转化为________中储存的化学能，用于暗反应的过程。（2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量________，从叶绿素的合成角度分析，原因是_______（答出两点即可）。（3）现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①_______；②_______；③______；④基因测序；⑤______。参考答案及解析1.答案：C解析：A.显微镜的放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数，放大倍数越小，视野中细胞数目越多。目镜越长，放大倍数越小，②放大倍数更小。物镜越短，放大倍数越小，④放大倍数更小。因此，应选用放大倍数最小的目镜①和物镜④组合，显微镜视野中细胞数目最多，A错误；B.显微镜成倒像，物像甲在视野的右上方，实际物体在左下方，要使物像甲转换为物像乙（移到视野中央），需要将装片向右上方移动，B错误；C.图2物像甲转到物像乙，是低倍镜换高倍镜的过程，在高倍镜下只能调节细准焦螺旋使物像更加清晰，C正确；D.显微镜放大倍数是直径放大倍数，视野中细胞数目与放大倍数的平方成反比。从放大100倍到放大400倍，增大了4倍，故图中X应为64×42=64×16=1024，D错误。故选C。2.答案：B解析：A、光学显微镜下无法观察到核糖体，核糖体属于亚显微结构，需要用电子显微镜观察，A错误；B、换成高倍镜后，只能调节细准焦螺旋使物像清晰，因为高倍镜下物镜与装片的距离很近，不能再调节粗准焦螺旋，B正确；C、视野1到视野2，细胞变大，是换用高倍镜的结果，由于显微镜下成的是倒像，所以将视野1换成视野2之前，需先向左下角移动装片，C错误；D、将视野1换成视野2之后，放大倍数增大，视野会变暗，D错误。故选B。3.答案：A解析：分析题图可知，③⑤是目镜，④⑥为物镜，由于目镜长度与放大倍数呈负相关，物镜长度与放大倍数呈正相关，故③的放大倍数比⑤小，④的放大倍数比⑥小，因此图中放大倍数最大的镜头组合是⑤⑥，放大倍数最小的镜头组合是③④；不改变光源亮度情况下，由于放大倍数越小，视野越亮，因此视野最亮的镜头组合是③④，A正确。在放大倍数为400倍时观察到视野中共有16个细胞；将目镜换为5×后，放大倍数变为200倍，是原来的1/2，因此，观察到的细胞数目应增多或不变，B错误。若要将物像从图①调节为图②，即由低倍镜转换成高倍镜，操作步骤应为：移动装片→转动转换器→调节光圈→调节细准焦螺旋，C错误。若在图①视野（低倍镜下）中观察到一异物，转到图②视野（高倍镜下）时异物消失，由于换用高倍镜后视野变小，因此该异物可能在物镜上，也可能在装片上，D错误。4.答案：C解析：漏斗内最终液面高度取决于水分子渗透总量，而水分子渗透总量和蔗糖溶液的浓度呈正相关；半透膜面积与水分子的渗透速率呈正相关。丙的蔗糖溶液浓度最高，水分子的渗透总量最大，达到渗透平衡时，丙漏斗的液面最高，A正确；甲和乙蔗糖溶液的浓度相等，最终水分子渗透总量一样，所以漏斗液面最终高度一样，但甲的半透膜面积是乙的2倍，水分子渗透速率较乙快，升到最大高度所需的时间小于乙，B正确；起始时，漏斗丙的蔗糖溶液浓度大于乙，乙、丙达到渗透平衡时，漏斗丙内蔗糖溶液的浓度仍大于乙，C错误；加入蔗糖酶后，蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，漏斗中糖分子变多，而单糖分子进入烧杯需要一定的时间，所以乙、丙漏斗内的液面都是先升后降，达到平衡后乙、丙漏斗内外液面相同，D正确。5.答案：D解析：题图中初始S1的浓度大于S2的浓度，因此烧杯中的水分子通过渗透作用进入漏斗，使漏斗内液面升高；渗透平衡时，Δh产生的压力=漏斗内因浓度差产生的压力，因此S1的浓度仍大于S2的浓度，A正确。加入酶后蔗糖分解成单糖，单糖能通过半透膜，但达到渗透平衡需要时间，起初仍是漏斗内浓度高于漏斗外，Δh先升，后因单糖在膜两侧均分，Δh又下降最终为0，B正确。吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，膜两侧的浓度差小于初始漏斗内外液面相平时的浓度差，再次平衡时Δh减小，C正确。蔗糖为二糖，葡萄糖为单糖，等质量分数的葡萄糖溶液的物质的量浓度大，起初水分子由S1进入S2的多，漏斗内液柱先下降；由于葡萄糖能通过半透膜而蔗糖分子不能通过半透膜，最终S1溶液浓度高于S2，Δh最终大于0，D错误。6.答案：D解析：A、水分子可以通过半透膜但是细胞色素不能，a侧渗透压大于b侧，因此一段时间后，a侧的渗透压大于b侧，a侧液面上升，A正确；B、蔗糖不能通过半透膜，a侧的质量浓度为5%的蔗糖溶液小于b侧的质量浓度为10%的蔗糖，a侧的渗透压小于b侧，因此一段时间后，b侧液面高，B正确；C、两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液，且质量浓度都是10%，但是由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，葡萄糖的分子量比蔗糖的小，因此葡萄糖的物质的量浓度大于蔗糖，a的渗透压大于b，因此刚开始a液面升高。又因为葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能，因此b渗透压逐渐升高，a渗透压下降，当b渗透压大于a侧时，b侧液面升高，最终会高于a侧，C正确；D、若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，则开始时a渗透压小于b的渗透压，导致b侧液面升高。又因为葡萄糖可以穿过半透膜，因此a侧渗透压逐渐升高，b侧渗透压下降，最终两侧渗透压相等，故两侧液面高度最终会相同，D错误。故选D。7.答案：D解析：A、PS=2\*ROMANII、PSI上含有吸收光能的色素，光合色素易溶于有机溶剂，A正确；B、光反应中水的光解产生的氧气是发生在叶绿体类囊体薄膜内，O2扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过类囊体膜、叶绿体和线粒体各两层膜，共5层膜，B正确；C、H+能通过PQ运输回到类囊体腔内，此过程为逆浓度梯度运输，需要消耗电子中的能量，C正确；D、图中ATP合酶合成的ATP并不止为暗反应提供能量，例如：当处于高光照和高氧低二氧化碳情况下，绿色植物可吸收氧气，消耗ATP、NADPH，分解部分C5并释放CO2，这个过程叫做光呼吸，此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的ATP和[H]又可以为暗反应阶段提供原料，D错误。故选D。8.答案：B解析：水的光解需要叶绿体色素吸收的光能；过程②属于光反应，发生在类囊体薄膜上，电能转化为NADPH中活跃的化学能；NADPH进入叶绿体基质并参与C3的还原过程，自养生物蓝细菌为原核生物，没有叶绿体，因此过程①②不一定发生在叶绿体中。9.答案：C解析：人造叶绿体可在细胞外工作，收集阳光并利用由此产生的能量将二氧化碳转化成富含能量的分子，说明人造叶绿体和植物叶绿体一样都具有能量转换的作用，A正确；科学家用类囊体膜与9种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体，说明人造叶绿体没有DNA、RNA，可能没有4层磷脂分子组成的膜结构，B、D正确；“光器”即类囊体膜，类囊体膜上含有光合作用吸收光能的色素，C错误。10.答案：D解析：A（√）根据题意可知，实线代表酒精，已知无氧呼吸时，产物CO2与酒精的物质的量之比为1：1，O2浓度为a时，酵母菌产生的CO2多于酒精，说明此时酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；B（√）O2浓度为b时，酵母菌产生的酒精量为0，说明酵母菌只进行有氧呼吸，消耗O2与产生CO2的体积比为1：1；C（√）O2浓度为a时单位时间内无氧呼吸产生CO2