高中生物物质循环和能量流动的基本规律及其应用综合题

欲进行小鼠肝细胞在不同浓度NaCl溶液中发生体积和数量变化的实验，请根据以下提供的实验材料与用具，提出实验思路，预测实验结果并进行分析。
材料与用具：小鼠肝细胞悬液（用质量分数为0．9﹪NaCl溶液配制）、质量分数为1．3﹪NaCl溶液、蒸馏水、试管若干支、血细胞计数板（具有细胞计数功能）、显微镜（具有测距功能）等。（要求与说明：对NaCl溶液的具体稀释过程、细胞计数的具体操作过程不作要求。不考虑细胞体积变化对计数的影响。绘制曲线时的细胞体积指细胞的平均体积。）
请回答：
（1）实验思路：
①取试管若干支，                 ；
②向各支试管中分别加入肝细胞悬液，放置一定时间；
③取各支试管中的肝细胞悬液，                ；
④对实验数据进行统计分析。
（2）预测实验结果（在以下坐标系中，绘制细胞体积和细胞数量变化示意曲线）：

不同浓度NaCl溶液对小鼠肝细胞体积和数量的影响
（3）分析与讨论：
①当NaCl溶液浓度大于0．9﹪时，细胞体积与数量发生的变化及其原因是什么？
②基于上述实验，怎么才能用肝细胞分离得到纯度较高的细胞膜？

回答下列关于“植物细胞质壁分离及复原”实验的问题
Ⅰ．某同学进行“植物细胞质壁分离和复原”实验，所用材料为紫色的洋葱鳞片叶，试剂是质量浓度为30％蔗糖溶液，清水。请回答:

（1）显微镜下观察到洋葱表皮细胞如上图，此时该细胞处于__________状态，［1］中的液体称为_________。
（2）植物细胞质壁分离的发生是由于外界溶液的浓度比_____的浓度_____，_____的伸缩性比细胞壁_____。
（3）整个实验过程中细胞保持活性，若将此细胞放在清水中，一段时间后与上图相比，B值______，A值_______。
Ⅱ．有的同学想用洋葱鳞片叶无色内表皮进行上述实验，设计如下：
材料用具：洋葱；刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜；质量浓度为0．075g/mL的胭脂红溶液（胭脂红是一种水溶性大分子食用色素，呈红色），清水等。
方法步骤：

请回答下列问题：
（1）该同学在步骤D观察到了质壁分离现象，其实验结果应为下图中的_____（填序号）、判断的理由有_________________。
（2）假如该同学发现植物细胞质壁

分离后不能复原，可能的原因有_____________ 、___________，导致细胞过度失水而死亡。

下图甲是植物细胞亚显微结构模式图，图乙是小麦根尖结构模式图，据图回答（括号内填标号，横线上填名称）。
 
（1）甲图和乙图中都含有遗传物质的细胞器为［  ］                ，与甲图细胞相比，乙图细胞中都不具有的细胞器是［  ］                 。
（2）若用纤维素酶处理甲、丙两种细胞，则图中______细胞外层会发生明显变化，然后进行细胞融合，该融合过程体现了细胞膜的结构特点是_____________。丙图生物体内的遗传物质在遗传时，是否遵循孟德尔遗传定律？
（3）夏季白天图甲细胞能进行下列各项生命活动中的              （填入编号）。
①细胞增殖  ②细胞呼吸  ③光合作用  ④渗透吸水
（4）已知小麦根尖的细胞间隙中含有某种功能蛋白质，它是由核基因控制合成的。若把有关基因通过基因工程导入丙内，也指导合成了相应的蛋白质，但此蛋白质不具备正常的功能，可能的原因是           。
（5）若A为洋葱表皮细胞，浸泡在一定浓度KNO₃溶液中发生了质壁分离后又出现自动复原，与质壁分离复原相关的细胞器有_______         。

A．液泡、线粒体、内质网	B．线粒体、液泡、核糖体
C．线粒体	D．细胞膜、液泡膜；

（6）取小麦根尖经解离、      后制成的临时装片，在其分生区细胞中看到被明显染成深色的是        。

下列是细胞的部分结构放大图，请据图回答下列问题：

（1）图中不属于生物膜系统的是        （填标号），其化学成分是            ；图中不遵循孟德尔遗传规律的遗传物质存在于          （填标号）中。
（2）用含有³⁵S标记的氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含³⁵S的蛋白质。请写出³⁵S在细胞各结构间移动的先后顺序（用“→”和序号表示先后顺序                 。
（3）细胞的识别与⑥中的[  ]            有关。观察活细胞中的②常用的染色剂是              ，可将其染成           （颜色）。
（4）信使RNA在细胞核中合成后由细胞核进入细胞质中并与核糖体结合，通过的生物膜的层数是           。
（5）1972年桑格和尼克森提出了           模型，性激素通过该结构进入细胞的方式是            。

下面是以洋葱为实验材料做实验得到的实验现象或结果，据图回答：

（1）图1是利用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行的质壁分离实验现象，该细胞能否观察到染色体           ，为什么________________；细胞核应位于图1的        处。
（2）图2是利用洋葱根尖进行的有丝分裂实验现象，实验中装片制作时流程为_______；图中E表示细胞分裂________期，判断的依据是___________；若用根尖成熟期细胞作为实验材料，会得到上图三种实验现象的哪种_______________。
（3）分离叶绿体中的色素用           试剂，采用的方法是                ，图3中3和4合称              ，主要吸收                          。
（4）图3是分离洋葱管状叶中色素得到的滤纸条中其中溶解度最大的是           （写序号）
（5）可以用洋葱进行“过氧化氢分解的实验”，原因是________________。

下图甲表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A、a起始浓度分别用MA、Ma表示；图乙表示一个洋葱鳞片叶表皮细胞放在蔗糖溶液后发生质壁分离过程图。请据图回答问题：
 
（1）图甲中，如果A、a均为蔗糖溶液，且开始时Ma>MA，则达到平衡后MA        Ma（填“大于”“小于”“等于”）。
（2）图乙中，如果B，b分别表示蔗糖溶液和细胞液，且起始浓度分别为MB、Mb，则达到平衡后MB        Mb（填“大于”“小于”“等于”）。
（3）图乙中的       （填图中数字）相当于图甲中的半透膜。图乙过程中液泡吸水能力的变化是        。
（4）若将图乙细胞制成临时装片，并用光学显微镜观察，        （填“能”“不能”）观察到核仁。

如图表示渗透作用的装置，其中半透膜为膀胱膜，请思考下列问题：

注：图1、3溶液A、B、a、b浓度分别用M_A、M_B、M_a、M_b表示，图2、4分别表示一段时间后，液面上升的高度为h₁、h₂．葡萄糖能透过半透膜，蔗糖不能通过半透膜。
（1）如果A为清水，a为0．3g/ml的葡萄糖溶液．则图1漏斗中的液面          。如果B为清水，b为0．3g/ml的蔗糖溶液，则图3漏斗中的液面            。
（2）如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且M_A＞M_B、M_a=M_b＞M_A，达到平衡后，h₁          h₂，两个漏斗内溶液浓度大小为M_a          M_b。
（3）如果A、B、a、b均为某种物质的溶液，且M_A=M_B＜M_a=M_b，则达平衡后h₁=h₂，如果在a、b中分别加入两种不同的物质（微量，物质本身不影响溶液的浓度），发现h₁上升，而h₂下降．那么在a、b中加入的物质最可能依次是         （选水解酶或聚合酶）。

教材基础知识填空
（1）原核细胞具有没有由           包被的细胞核，其中没有          ，但有一个环状DNA分子。
（2）蛋白质是生命活动的主要         ，核酸是由          连接而成的长链。
（3）高尔基体主要是对来自          的蛋白质进行加工、          和包装的“车间”及“发送站”。
（4）细胞膜和         以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，成熟植物细胞的原生质层相当于一层          膜。
（5）物质进出细胞，既有顺浓度梯度的         ，统称为被动运输；也有逆浓度梯度的          ，称为主动运输。

生物体细胞内的膜具有选择透过性，即水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也能通过，其他离子、小分子和大分子则不能通过。
（1）如图表示培养液中O₂含量对小麦幼苗吸收K^＋的影响曲线，据图回答：

①小麦幼苗吸收K^＋的方式是____       ____。
②培养液中O₂含量对K^＋吸收速率影响最大的是图中________段。
③d点后K^＋吸收速率不再增加的原因是：____________________。
（2）为探究膜的选择透过性，进行了如下实验：

试管编号	A	B
清水	—	2 mL
盐酸	2 mL	—
红色花瓣	2 g	2 g
现象	盐酸呈红色	水无色

①A试管内盐酸呈红色的原因是___________________。
②此实验设计中应注意的原则有               、               和对照原则。
③此实验主要验证了哪些膜的选择透过性？ ______________、____  _  _____。

图甲表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质．图乙表示甲状腺细胞合成甲状腺球蛋白，并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外的过程．结合图回答下列问题（[]内填写序号，横线上上填写结构名称）

（1）A代表      ，B代表      ，D代表      ；
（2）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，说明B具有      ．
（3）I^﹣进入细胞内需要穿过      层磷脂分子，参与合成甲状腺球蛋白后，甲状腺球蛋白分泌到细胞外需要穿过      层磷脂分子．
（4）一般来说，细胞在吸收培养液中的离子时，主要是通过      方式进行的．比如经过一段时间后，检测到培养液中留存的Ca²⁺较多，而NO₃^﹣较少，这一现象与细胞膜的            性有关．
（5）甲状腺球蛋白的排出依赖于细胞膜的      ，需要消耗[   ]      产生的能量．
（6）图乙中b过程称为    ，其发生的场所为[   ]     ．若含¹⁸O的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了H₂¹⁸O，那么水中的¹⁸O最可能来自于氨基酸的    （填写化学基团名称）．
（7）如用³H标记某种参与甲状腺球蛋白合成的氨基酸，放射性出现的先后顺序依次为         （用图中序号表示）

某小组研究课题：探究植物细胞外液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻为实验材料，请分析并回答下列问题：
实验材料：黑藻叶片；蔗糖溶液；显微镜；载玻片；盖玻片等．
实验假设：
将黑藻叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。图中B/A值（%）将下降。

实验步骤如下：
①分别配制         的蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。
②从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片表面的水分，分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡10分钟。
③取出叶片制成装片，显微镜下观察，每组选取３个细胞测量其A、B值（如图为质壁分离的细胞，其中A代表细胞的长度，则B代表         的长度。）
结果分析：
（1）请你设计一表格，用于记录数据，计算并记录B/A值（%）。
（2）该小组同学根据记录数据作如图所示曲线。请你对该结果进行分析并得出结论。

实验分析：
①                         ；
②                         。
结论：细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。
（3）讨论
①为使结果更科学，该小组同学选用记录表中数据作图，该模型为生物模型中的            。
②假如要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，你怎么设计实验？
               。

【生物技术实践】酿酒厂常用酸性脲酶去除酒精类饮品中的尿素，以改善酒精类饮品的品质。请回答下列问题：
（1）从土壤中筛选酸性脲酶生产菌，其培养基的主要成分有葡萄糖、尿素、琼脂等，从功能上分析，该培养基属于____________培养基。该培养基的氮源来自____________。
（2）筛选和纯化酸性脲酶生产菌常用的两种接种方法是__________和__________
（3）对同一浓度的酸性脲酶生产菌稀释液，分别用血球计数板计数和稀释涂布平板法计数，若不存在实验误操作，则前者的数量_____（多于／等于／小于）后者，其原因是___________。
（4）若用海藻酸钠固定含酸性脲酶的细菌时，应将海藻酸钠溶液和细胞混合滴入溶液中。右表是不同浓度海藻酸钠形成的凝胶珠状况，从表中看出，海藻酸钠的浓度应选用____________g／dL。若利用固定化酶技术，它的优点是_____________。

海藻酸钠质量浓度（g/dL）	凝胶强度	凝胶气泡量	成球难度	凝珠形状
1．0	中	没有	较易	扁圆形
2．0	中	少量	易	圆球形
3．0	强	较多	稍难	有托尾
4．0	强	大量	难	难成球形

 

科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时做了如下的实验：向枪乌贼的神经细胞内注入微量的放射性同位素²⁴Na⁺，在不同的条件下，分别检测神经细胞周围溶液中的²⁴Na⁺。实验方法和现象如下表：

	实验方法	观察到的现象
1	向枪乌贼的神经细胞内注入微量的放射性同位素^24Na^+			神经细胞周围溶液中出现^24Na^+
2	同上	加入甲药物		神经细胞周围溶液中没有出现^24Na^+
3	同上	加入甲药物	加入ATP	神经细胞周围溶液中出现^24Na^+
4	同上	加入乙药物	加入ATP	神经细胞周围溶液中没有出现^24Na^+

（1）由实验1现象可知，神经细胞周围溶液中²⁴Na⁺来源于              。
（2）由实验2、3及其现象可知，²⁴Na⁺穿过神经细胞膜需要             ,据此可判断²⁴Na⁺通过神经细胞膜的方式是          。
（3）由实验2和3可知甲药物的作用________________。
（4）实验4中加入乙药物后，除了表中现象外，细胞其他生命活动没有受到影响，乙药物最可能是抑制了____________的作用。

在利用质壁分离和质壁分离复原的方法测定紫色万年青叶表皮细胞的浓度实验中，将紫色万年青的叶表皮细胞分别浸入不同浓度（A～F）的硝酸钾溶液中。5min后，观察各叶片表皮细胞的质壁分离及复原的实验结果如下：

叶片表皮细胞	A	B	C	D	E	F
硝酸钾溶液/ （mol·L^－1）	0．11	0．12	0．125	0．13	0．14	0．50
质壁分离程度	未分离	未分离	开始分离	分离	显著分离	显著分离
质壁分离复原	未复原	未复原	自动复原	自动复原	被诱导复原	不复原

根据实验结果分析并回答下列问题：
（1）质壁分离指的是___________。分离后，在该实验中，质壁之间充满的是_________。
（2）在C和D的浓度下，叶片表皮细胞发生的质壁分离会自动复原的原因是______________。
（3）在F浓度下，当叶片细胞发生质壁分离后，用清水不能使其复原，原因是____________。
（4）根据该实验结果，万年青叶片表皮细胞的浓度约在____________之间。

下列是细胞的部分结构放大图，请据图回答下列问题：

（1）图中不属于生物膜系统的是        （填标号），其化学成分是              ；图中不遵循孟德尔遗传规律的遗传物质存在于          （填标号）中。
（2）用含有³⁵S标记的氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含³⁵S的蛋白质。请写出³⁵S在细胞各结构间移动的先后顺序（用“→”和序号表示先后顺序               。
（3）细胞的识别与⑥中的[  ]            有关。观察活细胞中的②常用的染色剂是               ，可将其染成           （颜色）。
（4）信使RNA在细胞核中合成后由细胞核进入细胞质中并与核糖体结合，通过的生物膜的层数是           。
（5）1972年桑格和尼克森提出了          模型，性激素通过该结构进入细胞的方式是           。