为了探究“植物细胞在什么情况下会失水和吸水?”某同学针对这一问题作出的假设是:当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水。为了检验这一假设,该同学设计并进行了如下实验。
材料用具:紫色的洋葱鳞片叶,质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,清水,刀片,镊子,滴管,载玻片,盖玻片,吸水纸,显微镜。
实施实验:
(1)制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。
(2)用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色的中央液泡的大小,以及原生质层的位置。
(3)在盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在另一侧 。这样重复几次。
(4)用低倍显微镜观察细胞。下图为该同学观察到的一个正处于质壁分离状态的洋葱鳞片叶表皮细胞示意图。请据图回答:
图中 (填序号)合起来称为原生质层。图4处的物质是 。细胞发生质壁分离的原因,除原生质层内外存在浓度差外,其结构上的原因还有 。
(5)在盖玻片的一侧滴入清水,在另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次。
(6)用低倍显微镜观察细胞,发现原生质层逐渐恢复到原来状态。在此过程中,中央液泡的大小变化是 。实验结论:当外界溶液浓度 (“>”、“<”或“=”)细胞液浓度时,细胞失水;反之,细胞吸水。
(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 。
如图表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图,请据图回答下列问题:(括号中填数字编号,横线上填文字)
(1)膜蛋白的合成场所是( )_____________;四种膜蛋白功能的差异是由结构差异造成的,导致结构差异的直接原因是__________________________,根本原因是__________________________。
(2)膜蛋白A在执行相应功能时需要消耗ATP,提供ATP的结构主要是图中( )_____________。
(3)细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛,以增多细胞膜上_____________数量,高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。
(4)细胞膜表面还存在水解双糖的膜蛋白D,说明膜蛋白还具有_____________功能。
(5)图中的四种膜蛋白中,承担受体功能的是_____________。
(6)该细胞不能进行有丝分裂,其原因是__________________________。
囊性纤维病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,如图表示 CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。
(1)如图表示细胞膜的__________模型,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。
(3)正常的CFTR蛋白约由 1500个氨基酸组成,那么直接指导该蛋白质合成的模板至少由 个核苷酸组成。有一种CFTR基因突变会导致肽链错误折叠,使蛋白质的_________结构发生改变,从而影响CFTR蛋白的正常功能。目前已发现CFTR基因有1600多种突变,都能导致严重的囊性纤维病,这一事实说明基因突变具有 等特点。
(4)主动运输所需的的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体,与被动运输的载体蛋白不同,该类蛋白都能催化 水解。
(6分)研究表明,主动运输根据能量的来源不同分为三种类型,如图中a、b、c所示,■、、○代表跨膜的离子或小分子。
(1)图中细胞质基质存在于________(填“P”或“Q”)侧,判断依据是__________________________________________________________。
(2)主动运输的特点是___________________________________。
(3)b类型中,○所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于( )
A.浓度差所造成的势能
B.ATP直接提供能量
C.光能驱动
D.细胞内物质合成时释放的能量
(4)下列生物中,最有可能采用c类型进行主动运输的是( )
A.噬菌体 B.细菌 C.果蝇 D.小鼠
(5)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动的主动运输或协助扩散。为了证实这一假设,进行以下实验探究:取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞,分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中,甲组进行正常呼吸,乙组用细胞呼吸抑制剂处理。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖,则一段时间后两组溶液中浓度降低的是________组。
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)
下图为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题:
(1)图中双层膜包被的细胞器有 (填序号)。
(2)[①]核糖体是由rRNA和 物质组成。rRNA是以细胞核内 ( 结构)中的DNA为模板转录而来的。
(3)细胞内许多大分子物质的运输是通过囊泡完成,有关细胞内囊泡运输的描述错误的是( )(多选)
A.细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质
B.细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输
C.囊泡运输依赖膜的流动性且消耗能量
D.囊泡可以由内质网流动到高尔基体,也可以由高尔基体流动到内质网
(4)该细胞产生的蛋白质属于外分泌蛋白,则该细胞不可能是( )(单选)
A、胰岛B细胞 B、胰腺细胞
C、垂体细胞 D、生殖腺细胞
(5)若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶,推测该酶将被转运到[ ] 中发挥作用。脱去的[H]在 膜上完成跨膜运输,与 结合,生成水,同时能量转化为化学能储存在 中。
葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。人体细胞膜上分布有葡萄糖转运体家族(简称G,包括G1、G2、G3、G4等多种转运体)。
(1)G在细胞中的 合成,经过 加工后,分布到细胞膜上。
(2)
由上图分析可知,葡萄糖通过 的方式运输进入上述两种细胞。研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富。G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。两种转运体中,G1与葡萄糖的亲和力 ,保障红细胞在血糖浓度 时也能以较高速率从细胞外液摄入葡萄糖。当血糖浓度增加至餐后水平(10mmol/L)后,与红细胞相比,肝脏细胞 增加很多,此时肝脏细胞摄入的葡萄糖作为 储存起来。同时,血糖浓度的增加,也会引起胰岛B细胞分泌
增多。
(3)研究表明,G3分布于脑内神经元细胞膜上,G4主要在肌肉和脂肪细胞表达。人体不同的组织细胞膜上分布的G的种类和数量不同,这种差异既保障了不同的体细胞独立调控葡萄糖的 ,又维持了同一时刻机体的 浓度的稳定。
(4)肿瘤细胞代谢率高,与正常细胞相比,其细胞膜上G1的含量 。临床医学上可用G1含量作为预后指标。
成熟的植物细胞具有中央大液泡,可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。如图甲表示渗透装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题:
(1)由图甲漏斗液面上升可知,实验初始时c两侧浓度大小是a b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在 ,最终液面不再上升,当液面不再上升时,c两侧浓度大小是a b。
(2)图丙中相当于图甲中c结构的是 (填序号),结构②中充满的液体是 。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是 。
A.细胞液>外界溶液 | B.细胞液<外界溶液 |
C.细胞液=外界溶液 | D.都有可能 |
(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中,发现细胞液泡体积增大,说明细胞在渗透吸水,细胞能否无限吸水? ,原因是 。
(4)在实验中,怎样操作才能使盖玻片下的丙细胞质壁复原?____________________。
由细胞膜、细胞器膜、核膜等组成的生物膜系统与细胞的很多生命活动过程都有密切关系,请据图回答有关问题:
(1)细胞膜的功能与其化学组成密切相关,功能越复杂的细胞膜,_______的种类与数目越多。
(2)若图一示意的相应细胞为吞噬细胞,其吞噬处理病原体的过程体现了生物膜具有____________的结构特点。
(3)Na+-K+泵是存在于动物细胞膜上的一种载体,具有ATP酶活性。这种泵每消耗1分子的ATP,就逆浓度梯度将3分子的Na+泵出细胞外,将2分子的K+泵入细胞内。据图二回答问题:
①图二体现了细胞膜______________的功能。
②图中X为_______,Na+、K+通过Na+-K+泵的跨膜运输方式是_______。
(4)将形状、大小相同的萝卜条A和萝卜条B各5段,分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲~戊)中,一段时间后,取出萝卜条称重,结果如图三所示,由图可知:
①萝卜条A与萝卜条B的细胞液浓度大小的关系_______________。
②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后萝卜条A的细胞液浓度的变化为_______。
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Ca2+、K+、C6H12O6方式不同,若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+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Ca2+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Ca2+、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Ca2+、K+、C6H12O6的吸收速率
②实验结论:
A.若两组植株对Ca2+、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;
(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_________________________________________________。
(10分)图甲是某成熟植物细胞示意图( a 、 b 、 c 代表细胞结构,数字代表物质),图乙表示光照、温度适宜的封闭温室大棚内一昼夜 CO2浓度的变化,请分析回答:
(1)已知甲图中①是水,将甲图所示细胞置于较高浓度的 KNO 3 溶液中,细胞中体积将发生明显变化的结构是 ( 填字母)。 a 与 b 比较,结构上的相同之处是 。
(2)在结构 a 中,②作为反应物直接参与的生化反应是: 。 将该细胞 置于黑暗处 并供 给 H218O ,短时间内除水外,还能在 中检测到 18O 。
(3)乙图 A 、 B 、 C 、 D 四个点中,光合产物积累最多的点是 。大田作物夏季中午光合速率明显下降的过程称作光合作用的午休现象。据图乙推测该植物光合作用有无午休现象 ,原因是 。
(4)假设温室中植物呼吸速率基本不变,请据图乙曲线推测一昼夜内光合作用的速率变化曲线。
正常细胞内K+浓度约为细胞外的30倍,细胞外Na+浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na+浓度差、K+浓度差减小时,细胞膜上的Na+/K+-ATP酶发挥作用,这种酶可以通过水解ATP,将细胞内的Na+移出膜外,将细胞外的K+移入膜内。具体过程如图1所示:
(1)膜内外Na+具有浓度差,与膜的___________性有关。Na+/K+-ATP酶将细胞内的Na+移出膜外的跨膜运输方式是_________。
(2)在运输Na+和K+的过程中,Na+/K+-ATP酶的___________发生改变,有利于与离子的结合与分离。
(3)比较图2和图3,当Na+和K+________浓度差流过Na+/K+-ATP酶时,将ADP合成ATP,说明进行ATP合成或分解的反应条件取决于__________。
(4)生物膜系统能维系细胞内活动的有序性,体现了它具有的作用是________。线粒体内膜上主要完成类似图________(填编号)的过程。
如图1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)质膜的流动镶嵌模型中最基本的部分是__________。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。
(2)若图2细胞是一同学画的洋葱根尖分生区细胞结构模式图,请写出图中多画的细胞结构__________(用图中标号表示)。
(3)对于图2细胞,以下描述正确的是__________。
A.5和6都含有DNA分子 |
B.3、5、6、8、9、10都具有膜结构 |
C.10与细胞壁形成有关 |
D.人体细胞不具有的结构1、3、6 |
(4)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__________、__________,运输这些物质的载体蛋白在__________合成。