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

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。

在“观察植物细胞的质壁分离和复原实验”中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次连续观察(如下图所示)。 请回答：

（1）图中三次观察的目的依次是_______________（用数字序号表示）。
①观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞起始的状态；②观察质壁分离现象；③观察质壁分离复原现象
（2）视野中能被观察到的细胞器是___________，能否观察到染色体？_________。
（3）以下A、B、C、D四图所示实验中，其实验原理与“观察植物细胞的质壁分离和复原实验”的原理差异最大的是________。

（4）以下是一个测定某植物细胞液浓度的实验：
实验步骤：
第一步：在每组试管中注入等量不同浓度的蔗糖溶液；
第二步：在每组的a试管中加入等量叶圆片和少量亚甲基蓝晶粒（对溶液浓度影响可忽略不计），并定时摇晃；
第三步：从每组a中吸取1小滴蓝色液体，小心放入对应b试管的溶液中部，观察蓝色液滴沉浮情况并记录。
实验示意图如下：

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	0.0125M	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

①本实验的原理是：植物细胞液与外界溶液存在___________时会发生渗透吸水或失水现象，引起外界溶液浓度的改变，这种变化可通过蓝色液滴的浮沉反映出来。
②本实验不同组别间的自变量是             。
③若在某组a试管中的植物细胞发生了质壁分离现象，则在第三步操作中，将发现蓝色液滴                 。
④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，则实验应该设置______(填“高于”或“低于”）最低溶液浓度的系列蔗糖溶液组别重新进行实验。

图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

（1）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              。
（2）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                                    。(2分)
（3）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分)
②选两片洁净的载玻片，标号，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                      。
（4）(2分)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是                           

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。

（共10分）甲状腺主要是由许多滤泡上皮细胞组成的，甲状腺激素包括四碘甲状腺原氨酸（T4）和少量三碘甲状腺原氨酸（T3）。人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力。甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高20~25倍。下图为甲状腺滤泡上皮细胞中甲状腺素的形成过程图（TG：甲状腺球蛋白；T：酪氨酸；MIT：一碘酪氨酸DIT：二碘酪氨酸），据图回答下列问题：

（1）滤泡上皮细胞从血浆中摄取氨基酸，在附着有________粗面内质网合成甲状腺球蛋白的前体，继而在________加工并浓缩形成分泌颗粒，再以胞吐方式排放到腺泡腔内贮存。
(2)滤泡上皮细胞能从血浆中以________的方式摄取I^-，I^-经过_________的催化作用而活化后进入滤泡腔内与甲状腺球蛋白结合，形成碘化的甲状腺球蛋白。
（3）滤泡上皮细胞在________分泌的促甲状腺激素的作用下，以_________方式摄取滤泡腔内的碘化甲状腺球蛋白，成为胶质小泡，胶质小泡与图中L所示的_______（细胞器）融合，碘化甲状腺球蛋白被L内水解酶分解形成大量四碘甲状腺原氨酸（T4）和少量三碘甲状腺原氨酸（T3），即甲状腺激素素，于细胞基底部释放入血。
（4）甲状腺激素进入靶细胞与核受体结合后启动基因_______，促进mRNA的形成，加速新蛋白质和和各种酶的生成。幼年缺碘会患呆小症，这说明甲状腺激素可以影响_______________________________。

(12分)基础填空题
（1）生物膜是以磷脂双分子层为基本支架。生物大分子是以       为基本骨架。DNA是以      为基本骨架。
（2）葡萄糖可以口服，也可以通过静脉注射进入人体细胞。蔗糖是否可以口服？是否可以通过静脉注射？
                  
（3）将各种细胞器分离出来，常用的方法是差速离心法。证明DNA进行半保留复制的实验中，使不同密度的DNA在试管中的位置不同，出现不同条带，使用的方法是                  
（4）矿工中常见的职业病——硅肺，是           （填“吞噬细胞”或“肺泡细胞”）细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶。
（5）下列物质或结构中可能含尿嘧啶U的是         
①启动子   ②密码子    ③内含子     ④终止子   ⑤线粒体   ⑥核糖体    ⑦RNA聚合酶    ⑧与RNA聚合酶结合位点
（6）将线粒体置于蒸馏水中，会吸水破裂。你认为线粒体的内膜、外膜破裂情况是        （填“内膜先破裂”、“外膜先破裂”或“同时破裂”）
（7）鉴别动物细胞的死活，常用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染上蓝色，而活的动物细胞不着色，该方法称为               ，检测酵母菌培养液中CO₂的产生情况，可以用澄清的石灰水，也可以用溴麝香草酚蓝水溶液。请再举一例检测CO₂的方法             。
（8）模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述，模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方法。生物膜的流动镶嵌模型属于          模型。
（9）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，对于生物的新陈代谢具有非常重要的作用。酶的基本组成单位是                      。

回答有关动植物生命活动调节的实验研究问题：
Ⅰ．科研人员在黑暗环境中培养水平放置的豌豆种子，获得图1所示豌豆幼苗，研究生长素（IAA）对植物背地（向上）生长的影响。

（1）豌豆幼苗中合成IAA的主要部位是幼苗的___________。
（2）实验一、科研人员切取幼苗的AB段（上胚轴），分别检测P侧和D侧的IAA含量。结果发现P侧的IAA浓度较高，推测该侧细胞的___________生长较快，导致上胚轴向上弯曲，表现出背地性。
（3）实验二、科研人员将若干幼苗分为两组，每一组切取AB段并纵剖为P侧和D侧两部分，将其中一组B端插入含有¹⁴C－IAA溶液的试管中，另一组A端插入。6 h后分别测定两组不接触¹⁴C—IAA溶液一端的¹⁴C—IAA相对浓度，结果如图2。A端插入和B端插入结果相比较，说明_________________________，并且______________侧运输能力较强。
Ⅱ．图甲为人体手背皮肤（A）接受一定刺激后引起肱二头肌（E）发生收缩而产生屈肘动作的神经传导路径示意图。图乙为图甲中某部分结构放大图，据图回答问题：

（4）当兴奋在B上传导时，兴奋部位的膜内侧电位变化为____________。现切断Ⅰ处，在Ⅱ处施加适宜的电流刺激，则在A、B、C、D、E中能测到电位变化的有_______。
（5）吗啡有镇痛作用，原因是吗啡能和图乙中[    ]______________上的特异性受体结合使其失去与____________结合的能力，从而阻断了兴奋的传递。

如图甲所示为物质出入细胞膜的示意图，乙所示为出入方式与浓度的关系，请据图回答问题。

（1）图甲中A代表__________分子；B代表____________；D代表____________。
（2）细胞膜从功能上来说，它是一层________膜。
（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B在结构上具有_______________。
（4）在a～e的五种过程中，代表被动运输的是______，它们可用图乙中的①表示的是______，可用图乙中②表示的为a～e中的________。
（5）性激素进入小肠上皮细胞应是图中编号________；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号________。

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_______。

大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图：

(1)阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。阶段Ⅰ中，水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为________。阶段Ⅲ中，种子胚细胞内水的主要存在形式是________。
(2)阶段Ⅱ期间，大豆种子胚细胞合成的________解除种子休眠，促进种子萌发。阶段Ⅲ中根向地生长的原因是________分布不均，使根的近地侧生长受到________。
(3)若测得阶段Ⅱ种子吸收O₂与释放CO₂的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。
(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO₂供应，短时间内叶绿体中C₅和ATP含量的变化分别为________、________。大田种植大豆时，“正其行，通其风”的主要目的是通过________提高光合作用强度以增加产量。

下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

（1）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。渗透平衡时的液面差为Δh，此时S₁和S₂浓度大小关系为________。
（2）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________________              ____________。
（3）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、0.3 g/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。渗透平衡时不会出现液面差的装置有__________(填代号)。
②选两片洁净的载玻片标号，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用蔗糖溶液和KNO₃溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞，运用________法，使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液和KNO₃溶液中，观察临时装片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____________。
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是____          _____________。

(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。

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。