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

I.下面是以洋葱为实验材料做实验得到的实验现象或结果，请据图回答：

（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，实验时外界溶液是滴入少量红墨水的0.3g/mL的蔗糖溶液，那么图中a、c两处的颜色分别是           、             ，对原生质层的描述是     ______________________________________。
（2）图2是分离洋葱管状叶中色素得到的滤纸条，由该结果可知洋葱管状叶中_________。

A．色素的种类

B．不同色素在层析液中溶解度的相对大小

C．不同色素的相对含量

D．各种色素的颜色

（3）可以用洋葱进行过氧化氢分解的实验吗？         。原因是                           。
II.某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示（实验1、实验2均在适宜条件下进行，实验3其他条件适宜），请分析回答：

（1）实验1，2，3中的自变量分别为        、          、              。
（2）实验2结果反映，在b、c所对应的H₂O₂浓度范围内，过氧化氢溶液浓度会        （填“升高”“降低”或“不影响”）过氧化氢酶的活性，be段O₂产生速率不再增大的原因最可能是                     。
（3）实验1若温度升高到10℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将     （填“增大”或“减小”）：加Fe^3＋的催化反应曲线斜率将        （填“增大”或“减小”）。
（4）实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为       ，实验结果表明，当pH小于d或大于f时，过氧化氢的活性将永久丧失，其原因是                                 。

下图图甲表示某物质跨膜运输速度变化的曲线图，图乙表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O₂吸收量和CO₂生成量的变化，请据图回答：

（1）在研究具体的物质X时，发现其跨膜运输与图甲曲线①和②相符，那么物质X的跨膜运输方式是    ；当O₂浓度和物质X浓度超过一定值时，运输速度不再增加，此时影响其运输速度的因素是    。
（2）当O₂浓度为零时物质X的运输是否会停止？      ，为什么？            。
（3）图乙中曲线QR区段CO₂生成量急剧减少的主要原因是     。你认为氧浓度应调节到      点的对应浓度时，更有利于蔬菜的运输，原因是          。
（4）在乙图中绘出无氧呼吸产生的CO₂随氧气浓度变化而变化的曲线。

科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。

实验组号	在等森溶液中进行的处理	在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率（cm/s*10^-4）
I	向卵母细胞注入微量水（对照）	27.9
II	向卵母细胞注入蛋白A的mRNA	210.0
III	将部分II细胞放入含HgCl2的等渗溶液中	80.7
IV	将部分III组细胞放入含试剂M的等渗溶液中	188.0

（1）将I组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的           进入卵母细胞。
（2）将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA       （过程）的蛋白质进入细胞膜.使细胞在低渗溶液中体积           。
（3）与II组细胞相比，III组细胞对水的通透性           ，说明HgC1₂对蛋白A的功能有           作用。比较III、IV组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能           .推测HgC1₂没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的           。
（4）已知抗利尿激素通过与细胞膜上的受体结合.可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加
快                  对原尿中水分子的                     。
（5）综合上述结果，可以得出                                         的推论。

(10分)如图甲表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答：

(1)若图甲是线粒体膜，b和c过程运输的气体分别是________。b、c运输方式符合图________所表示的物质运输曲线。
(2)已知红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，而有人认为小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验加以确定。
①实验步骤：
第一步：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。
第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞抑制细胞呼吸，其他条件_____________。
第三步：一段时间后测定两组细胞对葡萄糖的吸收速率。
②预测实验结果并分析：
a．若甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同，则                            。
b．                                                                            。

下图是蚕豆叶的保卫细胞影响气孔开闭的一些生理过程示意图。请据图回答：

(1)从图中可以看出，引起气孔开闭的外界因素主要是________。
(2)夏季中午气孔关闭的直接原因是保卫细胞________(填“吸水”或“失水”)，导致叶肉细胞中三碳酸的含量________(填“增加”或“减少”)。
(3)将蚕豆叶片放入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，气孔会________(填“张开”或“关闭”)，其内部原因：一是原生质层具有______________________二是____________________________________不同。

Ⅰ．请据题回答以下问题：

（1）科学家做过这样的实验，将番茄培养在含Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₄^4-的培养液中，一段时间后，测定培养液中这三种离子的浓度如图1。营养液中的无机盐离子通过           方式进入番茄细胞内，吸收结果表明番茄对SiO₄^4-的吸收较少，而对另外离子的吸收较多，这一差异与根细胞膜上      有关。
（2）如图2表示番茄叶肉细胞内部分代谢过程，甲～丁表示物质，①～⑤表示过程。 ①～⑤表示的过程中能够为番茄细胞吸收K⁺、NO₃^-等矿质离子提供ATP的过程包括        （填数字标号）。
（3）番茄有氧呼吸（以葡萄糖为呼吸底物）产生的［H］来自化合物             。
（4）如图所示为某生物兴趣小组探究光照强度对水绵光合作用强度影响的实验装置示意图（图3，溶液A可维持C0₂浓度恒定）和实验结果（图4）。整个实验在25℃恒温环境中进行，实验过程水绵呼吸作用强度不变。据图分析回答下列问题：

①本实验中25℃恒温属于        变量。
②当测定图4中A点数据时，图3装置的处理方式为           。
③若将培养皿中水绵的量增加一倍再进行实验，则B点位置将会        ；若向培养皿中加入好氧细菌再进行实验，则B点位置将会       。（本小题选填“左移”、“右移”或“不变”）
Ⅱ．酵母菌的线粒体在饥饿和光照等条件下会损伤，线粒体产生的一种外膜蛋白可以引起其发生特异性的“自噬”现象。线粒体外会出现双层膜（图中①）而成为“自噬体”，与溶酶体结合形成“自噬溶酶体”（如下图）。请回答：

（1）为观察正常细胞中的线粒体，可用               进行染色。
（2）线粒体内膜结构的基本支架是                    。
（3）如果人的精子中线粒体基因发生了突变，这种变异一般       （答“能”或“不能”）遗传给后代。
（4）为了研究小鼠在接受大肠杆菌碱性磷酸酶（AKP）刺激后其体内抗体水平的变化，提取大肠杆菌AKP，注射到小白鼠腹腔内，进行第一次免疫。一段时间后，检测到抗体水平达到峰值。在这个过程中，         细胞在淋巴因子的作用下增殖、分化形成的       细胞并产生大量抗体。

图甲是物质A通过细胞膜的示意图。请回答以下问题。

⑴图甲中，物质A跨膜运输的方式是       。该运输方式也可用图乙中的曲线   表示。若物质A进入到细胞内，则转运方向是     (填“Ⅰ→Ⅱ”或“Ⅱ→Ⅰ”)。
⑵图乙中，曲线①反映出物质运输速率与                有关，曲线②Q点之前影响物质运输速率的因素可能是                     。
⑶科学家在           (填“光学显微镜”或“电子显微镜”)下观察细胞膜分子结构，构建如图甲中所示的              模型，该模型很好地解释了生物膜的结构及特点。动物细胞吸水膨胀时，厚度变小，说明细胞膜具           特点。

如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

⑴漏斗内溶液（S₁）和漏斗外溶液（S₂）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△h，此时S₁和S₂浓度的大小关系为     。
⑵图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的       ，两者在物质透过功能上的差异是                                    。
⑶为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。
实验材料：紫色洋葱。
实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
实验试剂：蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO₃溶液，
部分实验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO₃溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有     （填代号）
②选两片洁净的载玻片，        ，在载玻片中央分别滴加      ，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO₃溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是             。
⑷上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是                            。

如图一是某种生物体细胞的亚显微结构示意图，图二为某生物体细胞的物质运输示意图，请据图回答下列问题。

（1）与图一细胞相比，洋葱根尖分生区细胞在结构上的区别主要表现在_______________。
（2）若观察图一中结构⑧，需用_____________染色；具有膜结构的细胞器有___________（填序号）。将该细胞置于质量分数5%的葡萄糖溶液（与该细胞的细胞内液渗透压相等）中，一段时间细胞也会胀破，其原因可能是_________________________。
（3）若图一细胞发生了图二的变化过程，则氨基酸从肾小管管腔进入细胞的跨膜运输方式是__________，Na⁺从肾小管管腔进入细胞_________（消耗\不消耗）ATP，Na⁺从细胞中进入肾小管周围组织液消耗的ATP来源于图一细胞中的场所是___________。（填序号）图二中的P的合成场所是图一中的________（填序号）

（16 分）磷是植物生活必不可少的元素，在植物代谢、生长和繁殖中有着重要作用。
（1）植物的根系从土壤中吸收 PO₄^3—的主要方式是                ，吸收后的磷元素可用于合成多种化合物。如果长期种植同种作物，土壤肥力会下降，从而影响产量。为了避免这种情况，农业生产中常采用____________方法进行耕种。
（2）根据含磷化合物的作用，叶片中磷元素含量与光合速率之间的关系最可能是下列中的    。

（3）下表是冬小麦和棉花对磷的吸收量。

表中数据表明，作物对磷的吸收量因               和               的不同而异。
（4）农民每年都需要施磷肥来提高作物产量，但残余的磷肥成分进入江河湖泊后，常常促使蓝藻等生物的大量繁殖，出现               现象。
（5）科研人员发现，土壤中存在着一类细菌，能够将土壤中难溶的含磷化合物溶解转变为植物能吸收的磷酸盐离子。对这类细菌进行分离并计数的方法是               。如果要进一步提高天然菌株的溶磷能力，则可以通过               等方法。

主动运输是一种重要的跨膜运输方式，体现了生命活动的“主动性”。为探究主动运输的特点，科研人员利用下图装置进行实验，其中HgCl₂影响细胞的能量供给。请分析回答：

(1)成熟胡萝卜片细胞中产生能量的主要部位是              。
(2)主动运输的特点是             、            、            。
(3)本实验的目的是探究                                  。
(4)实验得到如右图所示的结果。科研人员在实验前后需测定                。乙组和甲组结果比较，得出的结论是                              。与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是                         。

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MA、MB、Ma、Mb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30%的葡萄糖溶液。则图1漏斗中的液面     。如果B为清水，b为30%的蔗糖溶液，则图3 中的液面      。
（2）如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB、Ma=Mb>MA，达到平衡后，h1   h2，两个漏斗内溶液浓度大小为Ma   Mb。
（3）如果A、B、a、b均为某种物质，且MA=MB、Ma=Mb，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，直接影响溶液的浓度)，发现h1上升，而h2下降。那么在a、b中加入的物质最可能是      、        。 （选水解酶或聚合酶） 

生物膜系统从结构和功能上看都是一个统一的整体。根据图中所给信息，回答下列问题：

(1)研究图1所示的生理过程，一般采用的方法是________________。从图中可以看出溶酶体起源于____________，并具有分解侵入机体的细菌的功能。在细胞分泌蛋白质的分泌面，通常会形成较多褶皱，依据图中信息，从膜结构转移方面解释，其原因是________________________________________________________________________。
(2)囊性纤维病病人生物膜系统结构受损，导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变，图2显示了细胞膜的______________模型，所展示的两类载体蛋白中，氯离子跨膜运输的正常进行是由____________________决定的。
(3)在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过________________方式转运至细胞外，随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度________，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。

Ⅰ.囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病，导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变，下图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。

（1）图中所示为细胞膜的         结构，其中构成细胞膜的基本支架是           ，氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上                 决定的。
（2）在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过           方式转运至细胞外，随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度          ，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
Ⅱ.(8分)甲、乙两种化学物质可能有一定致畸、致癌作用，利用动物细胞培养的方法鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱。请依据实验结果完成下列实验报告。
(1)实验步骤：
①制备细胞悬液：用        处理小白鼠胚胎组织离散成单个细胞，制成细胞悬浮液。
②进行细胞培养：
a.取A．B．C三个洁净的锥形瓶，分别加入                 。
b.向A．B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；
C瓶加等量生理盐水，作为对照。
c.把3个培养瓶放在37℃的CO2培养箱中培养。
③制作临时装片
④镜检和统计：把临时装片放在显微镜下，寻找处于有丝分裂中期的细胞，与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片进行对比，以确认发生变异的细胞。统计                      。
(2)实验结果：

培养瓶	A	B	C
变异细胞占总细胞数	1.3%	12.5%	0.1%

 
(3)请写出实验结论：                        。                                                    

(14分)某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显变化(如图)。请回答问题：

(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量           ，尿素含量         。由于在原培养液中没有尿素，推测其是       的产物。
(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是                 ；被吸收的葡萄糖主要作用是氧化分解为细胞提供        。
(3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是               。
(4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有              的特性。