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

(8分)甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图，请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到平衡的状态。甲图中：①为清水，②为30%的蔗糖溶液）

（1）典型的渗透装置必须具备2个条件：①               ；②            。
（2）比较到达乙图状态时①和②处溶液浓度的大小：①______②(填＜、＝、＞)。
（3）丙图中⑦的名称为                ，该细胞主要通过_______________作用吸水。
（4）若把根毛细胞放在30%的蔗糖溶液中，它将出现             现象，再放入清水中，它又出现                    现象。
（5）若先把根毛细胞放在90%的蔗糖溶液中，过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗?              。

(11分)取某植物的少量根尖组织，滴加清水制成临时装片如图A，以此研究植物细胞的一些生命活动，整个实验过程保证细胞始终为生活状态：

(1)向盖玻片一侧滴加一定浓度的X溶液，在另一侧用吸水纸吸水，使根尖组织周围充满X溶液，用一定的方法检测细胞内X的浓度随时间的变化情况如图C，据图判断物质X进入细胞的方式应该为        ，细胞吸收X的速率由        决定。
(2)在显微镜下同时观察到图B所示细胞，整个实验过程中，该细胞发生的形态变化是       ，发生此变化的条件为：①植物细胞的      相当于一层半透膜，②          之间存在浓度差。
(3)为了更好的观察图B所示细胞在实验过程中的现象，可以选择紫色洋葱表皮细胞作为材料，实验开始后液泡的颜色变化为      (填“变深”或者“变浅”)。

（一）下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中①~⑤为生
理过程,a~h为物质名称,请回答：（每空1分）

（1）物质a分布在叶绿体的   ，提取该物质 时加入CaCO₃的目的是   。
（2）过程②和③发生的场所分别是     。
（3）上述①~⑤过程中，必须有氧气参与进行的是   ，图中能够产生ATP的生理过程是  （两
空均用图中数字回答）。
（4）在光合作用过程中,二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既要接受   释放的能量，又要被
 还原（两空均用图中字母回答）。突然停止光照，C₃和C₅将如何变化                  。
（二）如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：

（1）K⁺、O₂和葡萄糖三种物质中，通过B方式进入红细胞的是              。
（2）与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助      ，该物质是在细胞内的       上合成的。
（3）胰岛B细胞分泌胰岛素是通过    方式进行，该种运输方式也体现出细胞膜    的结构特点。
（4）若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，     方式将会受到较大影响。
（5）影响B方式运输速度的因素为             ；与C运输方式有关的细胞器是            。

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           ，判断理由是                           。
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，试举一个实例                         。

(8分，除标明外，每空1分)下列是某生物兴趣小组的一个问题探究实例：
1925年，高特和戈来格尔用丙酮提取出细胞膜上的磷脂，并将它在空气和水的界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的面积相当于原来红细胞表面积的2倍。据此，学生得出了细胞膜是由连续的两层磷脂分子组成的推论。

细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列呢？
背景知识：磷脂分子的头部亲水，尾部疏水（图-1）

如果把一滴油滴在水面上，形成“——水”界面，“油——水”界面上磷脂分子的排列是什么样的呢？（结果如图-2）

如果把一滴油滴在水面上，再高速振荡，形成油水乳液，油水乳液中磷脂小滴的结构又会是什么样的呢？（结果如图-3）

（1）图-3中A的主要成分是水还是油？______。
（2）请根据探究-1和探究-2的结果推导细胞膜上磷脂分子的排布情况，在图-4中绘出其简图（片段）。
（3）根据图-4所示结果，科学家利用纯磷脂制成“脂质体”，作为细胞模型。将“脂质体”放置于清水中，一段时间后发现，“脂质体”的形态、体积都没有变化。
①这一事实表明______。进一步根据细胞膜的化学成分分析推测，水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散，它最可能与膜上的蛋白质有关。
②彼德·阿格雷从人红细胞及肾小管细胞的膜中分离出一种分子量为28道尔顿的膜蛋白——CHIP28，并证明它是一种“水通道蛋白”。请简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路。
③有实验证明钾离子也不能通过该“脂质体”，若要使钾离子通过，则该“脂质体”模型中还需要具备哪些物质？______。

下图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为1 mol/L的葡萄糖溶液，B为1moll/L的乳酸溶液，请据图回答以下问题：

（l）磷脂是组成细胞的主要脂质，它的亲水性“头部”和疏水性尾部分别是磷酸基和脂肪酸。许多磷脂分子在空气和水界面上排布成单分子层（如下左图），用玻棒充分搅动后会在水溶液中形成相对稳定的微球体排布，请在下面方框中用图解表示。

（2）图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要        ，如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中葡萄糖和乳酸的跨膜运输       （会，不会）受到影响，原因是         。
（3）如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面      （填高于、低于或等于）右侧液面；如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜：则液面不再变化时，左侧液面____右侧液面。
（4）图丁中①为信号分子，与靶细胞细胞膜上的       结合，结构②的组成成分是      。

(16分。每空2分)
Ⅰ.图甲表示细胞内几种蛋白质的合成和转运过程,图中①②③④⑤⑥⑦代表细胞结构。请据图回答下列问题:

(1)图中不含有磷脂分子的细胞结构是________________ (填图中序号)。
(2)A、B、C、D代表由细胞内合成的各种蛋白质。其中下列物质中属于A类物质的是________________。
①ATP水解酶　②胰岛素 ③线粒体膜的组成蛋白 ④DNA聚合酶 ⑤ATP合成酶
(3)图中通过直接连接联系在一起的膜结构是               。能够大大增加细胞内膜面积并与蛋白质脂质合成有关的细胞器是________________。
(4)E是合成D物质的原料,E物质从细胞外进入细胞，所形成的D物质最终被排出细胞外,与该过程直接相关的膜结构依次是(用“→”和序号表示)______________________________。
Ⅱ.下列实验用于研究不同浓度蔗糖溶液对某种植物叶表皮细胞形态的影响。分别将八片相同的叶片表皮样本置于不同浓度的蔗糖溶液中，10分钟后,把每一叶片表皮样本置于载玻片上,并加一滴曾浸泡过该样本的溶液，然后在显微镜下观察,在约20个细胞的视野范围内计数呈现质壁分离的细胞,所得结果如下表。请回答下列问题:

蔗糖浓度(g/mL)	质壁分离细胞的数目	视野范围内所检视的细胞总数
0.00	0	22
0.05	0	20
0.10	0	18
0.15	1	20
0.20	3	20
0.25	16	20
0.30	19	19
0.35	21	21

(1)从相关细胞结构的差异分析植物发生质壁分离的原因是 ___________        _____。
(2)请在右边坐标系中较准确地绘出曲线图,以表示呈现质壁分离细胞的百分率与蔗糖浓度的关系。
(3)由以上原理可知,对农作物施肥过多,会造成“烧苗”的原因是___________            _____。

以下是一个测定某植物细胞液浓度的实验：

说明：若a管溶液浓度上升，蓝色液滴将在b管的无色溶液中下沉；反之蓝色液滴将上浮；若a管溶液浓度不变，蓝色液滴将均匀扩散。
实验结果如下表：

组别	a1、b1	a2、b2	a3、b3	a4、b4	a5、b5	a6、b6
蔗糖溶液浓度	0.125M	0.025M	0.05M	0.1M	0.2M	0.4M
液滴沉浮情况	下沉	微下沉	均匀扩散	微上浮	上浮	明显上浮

请回答下列问题：
（1）本实验的原理是：                                                   ，这种变化可通过蓝色液滴的浮沉反映出来。
（2）本实验的结论是：                                                   
（3）本实验不同组别间的自变量是             ，因变量是                 。
（4）若在某组a试管中的植物细胞发生了质壁分离现象，则在第③步操作中，将发现蓝色液滴                 。
（5）在操作正确情况下，若发现在所有的组别中蓝色液滴都上浮，则实验应该如何改进？                                                               。

科学家发现了囊泡准确转运物质的调控机制。右图表示细胞的局部亚显微结构和功能模式图，①～⑥表示细胞的结构，a、b表示大分子通过细胞膜的两种方式。请分析回答下列问题。

（1）若图中形成的囊泡内的物质是分泌蛋白，该过程可描述为：首先氨基酸在        上合成链状结构，经内质网初加工，然后由囊泡转运给       再加工修饰形成成熟蛋白。用³H标记的氨基酸，在图中细胞结构上标记物出现的先后顺序为      （写序号）。
（2）囊泡定向转移的过程     （是或否）消耗能量；“a”通过细胞膜的方式称为        ，这种方式与主动运输的区别是                    。
（3）囊泡能将物质准确运输到目的地并“卸货”，是由于囊泡膜表面有特殊的“识别代码”，能识别相应受体。 这种“识别代码”的化学本质是          。
（4）神经递质释放的关键步骤是突触小泡（囊泡）与        的融合过程。有一种水母发光蛋白，它与钙离子结合后可发出荧光。将水母发光蛋白注入枪乌贼巨轴突内,观察发现当兴奋传到轴突末端时荧光增强，随后检测到神经递质释放到突触间隙。据此可推测，      可以启动神经递质的释放。
（5）效应B细胞内膜系统中，通过囊泡向体液释放的物质是             。

(8分)小蚌兰叶片正面呈绿色，背面呈紫红色，常用作盆栽观赏。某兴趣小组为探究气孔开闭与细胞吸水失水的关系进行了如下实验：①配制不同浓度的蔗糖溶液；②制作小蚌兰叶片下表皮临时装片；③用显微镜观察小蚌兰叶片下表皮细胞质壁分离程度及气孔张开程度；④将小蚌兰叶片下表皮临时装片中的清水换成不同浓度的蔗糖溶液；⑤观察并记录实验结果。结果如下表 (“-”表示不能发生，“+”表示能发生，“+”越多表示程度越大)，分析回答：

(1)选用小蚌兰下表皮作实验材料的优点是______________________ ，植物细胞原生质层的选择透过性取决于__________和____________(结构)。
(2)实验步骤④的正确操作方法是__________________________________________。
(3)换用高倍物镜观察时，应转动__________________________进行调焦。
(4)小蚌兰叶片下表皮细胞液渗透压与浓度在_______________之间的蔗糖溶液相当。
(5)结果表明，细胞___________导致气孔关闭。这种现象在自然界中对植物体生存的意义是_________________________________________________。

如图所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。请仔细观察图示回答有关问题。

⑴很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有图中所示标号　　　             　表示的物质                              。
（2）鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是　　　　。
（3）蟾蜍心肌细胞吸收Ca^2＋、K^＋、C₆H₁₂O₆方式不同，若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca^2＋吸收明显减少，但K^＋、C₆H₁₂O₆的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了转运Ca^2＋的　　　　的活动。
（4）柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收盐是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。
①实验步骤：
a.取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗植株，放入适宜浓度的含有Ca^2＋、K^＋、C₆H₁₂O₆的溶液中。
b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组完全抑制呼吸；
c.一段时间后测定两组植株根系对Ca^2＋、K^＋、C₆H₁₂O₆的吸收速率
②实验结论：
A.若两组植株对Ca^2＋、K^＋、C₆H₁₂O₆的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收盐是______________________方式；
B.若                                             ，说明柽柳从土壤中吸收盐是______________________方式；

下图l是小肠上皮细胞亚显微结构示意图，图2是植物细胞亚显微结构示意图，图3为氨基酸和Na⁺进出肾小管上皮细胞的示意图。请据图分析回答：

(1)细胞膜的基本骨架是                        。 图1细胞有无细胞周期?        。
(2)细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D，说明膜蛋白D具有               功能。细胞膜可执行多种功能，从膜的成分分析，出现这一现象的主要原因是                      。
(3)若图2是一同学画的洋葱根尖分生区细胞结构模式图，请写出图中多画的三种细胞结构                   （用图中标号表示）。
(4)若将紫色洋葱表皮细胞置于30%的蔗糖溶液中一段时间后，观察到的变化最明显的细胞器是对应于图2中的     （用图中标号表示），其具体变化是                  。
(5)据图3分析，氨基酸和Na⁺运出肾小管上皮细胞的方式分别是                  。

下图一表示人体吸收葡萄糖的过程示意图，图二表示人体内离子通道的三种类型。请据图回答：

（1）图一中①和②处Na⁺的跨膜运输方式分别是             、             。
（2）葡萄糖从小肠上皮细胞的细胞质进入A侧的跨膜运输方式是             ，A、B两侧液体属于细胞外液的是      。
（3）由图二可推测神经冲动传导过程中Na⁺内流、K⁺外流的通道应属于图中的      通道。神经冲动的传递过程中，神经递质与受体结合后可使图中的      通道打开。
（4）除以上所涉及的方式外，物质进出细胞的方式还有              。

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，请据图回答问题：
 
（1）若图甲是癌细胞的细胞膜，则膜上含量较正常细胞减少的物质是［　］____________。
（2）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。
（3）若图甲表示人体红细胞膜，则表示Na^＋、K^＋运输方式为　　    　　。Na^＋、K^＋的运输方式符合图　　　　所示曲线。
（4）若图甲表示的是白细胞的细胞膜，其吞噬病毒的方式为          。这种运输方式依赖膜的                。

 （1O分）
I、哺乳动物肝细胞内糖代谢的部分过程如图所示。

(1)图中X物质为____。在有氧条件下，该物质和水彻底分解成二氧化碳和[H]，该过程在____中进行。
(2)血糖浓度升高时，葡萄糖进入肝细胞后可合成____，多余的葡萄糖还可以转化成____以储存能量。
(3)用标记的葡萄糖研究肝细胞内糖代谢的过程中，发现血浆中的自蛋白亦出现放射性。在白蛋白合成和分泌的过程中，依次出现放射性的细胞器是____
II、一切生命活动都离不开蛋白质，图示部分细胞结构和多种蛋白质，请回答下列有关问题。

(1)B蛋白与物质跨膜运输有关，如果运输过程需ATP供能，则运输方式称为____，若运输过程不消耗ATP，则运输方式称为____。
(2)C蛋白只能与特定分子结合，结合后使蛋白质的空间结构发生变化，像“分子开关”一样，引起细胞内一系列变化，是细胞膜完成____功能的分子基础。
(3)E蛋白具有催化功能，因其只能与____结合，所以E蛋白的功能具有专一性的特点。
(4)F蛋白的功能是与DNA分子的某一部位结合，以DNA分子的一条链为模扳合成RNA分子，F蛋白的名称是____