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

下图是生物膜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，该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，具有离子选择性。请据图回答有关问题。

（1）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”这一说法。这证明组成细胞膜的主要成分中有             。
（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，鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是                。
（3）对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca²⁺的吸收明显减少，但K⁺、C₆H₁₂O₆的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca²⁺的          的活性。
（4）用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2的关系最恰当的是（     ）

A．S1="2S2"

B．S1>2S2

C．S1<2S2

D．无法判断

（5）该模型的名称是                 。生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是                。

下图中a、b、c、d为细胞器，³H-亮氨酸参与图示过程可合成物质³H-X（一种外分泌蛋白）。请据图回答

（1）分离细胞中细胞器的常用方法是           ，其中观察C需用到染色剂       。
（2）在图示过程中，b和d之间物质运输的枢纽是           。
（3）乳酸菌细胞中也有的细胞器是    （填字母）。
（4）³H-X经过细胞膜分泌到细胞外的方式是          ，该过程的进行依赖细胞膜的         。

下图表示物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体，表示能量，请回答

（1）①属于              ；②属于          ；
（2） O₂进入红细胞属                  ；水进入红细胞属于           ；K⁺进入红细胞属于        ；葡萄糖进入小肠上皮细胞属于             。（填序号）

下图表示物质出入细胞的三种方式的模式图，请分析回答：

（1）图中甲表示__________方式，乙表示_________方式，丙表示_______方式。
（2）与甲相比，丙方式的不同之处是      ；
（3）如果是人体红细胞，则甘油、K⁺采用甲方式进入细胞的是_________，采用乙方式进入细胞的是______。
（4）若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，则图中______方式将会受到较大影响。

用2 mol·L^-1的乙二醇溶液和2 mol·L^-1的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图完成下列问题。

（1）原生质体体积A→B段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体__________，细胞液浓度__________。
（2）在1 min后,处于2 mol·L^-1蔗糖溶液中的细胞,其细胞液浓度将      ,此时,在细胞壁与原生质层之间充满了      ,要使该细胞复原,应将其置于      中。
（3）在1 min后,处于2 mol·L^-1乙二醇溶液中的细胞,其原生质体体积的变化是由于        逐渐进入细胞内,引起细胞液浓度        。
（4）不是该植物的所有细胞均可发生质壁分离,发生质壁分离的细胞须具有          。

如图是几类细胞的亚显微结构模式图，据图回答下列问题，“[  ]”中填数字序号，“      ”上填文字。
（1）Ⅳ属于              细胞。判断依据是             。
（2）从结构上看，III与其他三者的差别最大，主要表现在       。

（3）若Ⅰ是乳腺细胞，乳脂的主要成分是甘油三酯（脂肪），则合成甘油三酯的细胞器是[   ]         ，合成过程所需的能量由[   ]         提供；乳腺细胞合成、加工和分泌乳清蛋白过程中其重要交通枢纽作用的细胞器是[   ]         。
（4）将Ⅱ放入较高浓度的蔗糖溶液中会发生质壁分离，即        与细胞壁逐渐分离开来，随后将其放入清水中，由于         的浓度大于外界溶液的浓度，细胞逐渐发生        。

下图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V₀）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（    ）

A．从图甲可见250 mmol·L^－1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢

B．人的红细胞长时间处在300mmol·L^－1NaCl溶液可能死亡，乙图中的处理时间内细胞一直有生物活性

C．图乙中a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小

D．图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大

根据下表所列实验，分析并回答问题：

组别	材料	实验条件	观察内容
A	苹果或梨匀浆	斐林试剂、水浴加热	组织样液颜色变化
B	紫色洋葱鳞片叶外表皮	清水、适宜浓度的蔗糖溶液	质壁分离及复原
C	洋葱根尖	解离液、龙胆紫溶液等	细胞的有丝分裂

（1）上述实验中，需要使用显微镜进行观察的是           （填实验组别字母）。
（2）A组实验中，组织样液最终的颜色是           ，斐林试剂的正确使用方法是            。
（3）某同学进行B组实验时，绘制如下两图。

①一般情况下，该实验需要进行       次显微观察，出现图b所示实验结果的外因是              。
②图a中的原生质层是由           （填数字序号）构成的，它相当于渗透系统中的              。
（4）做C实验时，主要观察根尖            细胞。某同学观察到了如右图所示视野图像，图中A细胞所处分裂时期为             ，欲将其移到视野中央，具体操作是把装片           移动。

下图是人体细胞结构模式简图，据图可知细胞膜的结构与细胞的物质交换、细胞识别和信息传递等密切相关。请回答下列问题：

（1）若该细胞是胰岛B细胞，当血糖升高时，可促进该细胞分泌某种激素，该激素的主要作用是促进葡萄糖进入组织细胞、               、促进血糖合成糖原及转化成非糖物质等。
（2）若该细胞是甲状腺细胞，当机体受到寒冷等刺激时，该细胞结构中的受体最有可能识别         激素，并与其特异性结合。
（3）若该细胞是下丘脑的神经分泌细胞，当细胞外液渗透压升高时能够增加         激素的合成与分泌，该激素的生理作用是                。
（4）若该细胞是神经细胞，当受到一定强度的刺激后，电信号可通过       的跨膜运输使突触前膜释放神经递质而转化为                 。
（5）图中的神经递质出细胞的方式是                 。

图1为某动物肌细胞的部分物质转运过程示意图，请回答：

（l）图中为细胞膜的＿＿（选填“显微”或“亚显微”）结构模式图。水环境中细胞膜的磷脂分子呈双层排列的原因是    。图中Na^＋进入细胞的运输方式是    。
（2）钠钾泵的化学本质是  ，据图推测钠钾泵在物质跨膜运输过程中的作用有：①协助Na^＋、K^＋跨膜运输；②
（3）癌细胞和肌细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是肌细胞的若干倍。图2表示癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程。

①葡萄糖进入癌细胞后，可参与细胞呼吸，也可通过形成五碳糖进而合成    作为DNA复制的原料。在有氧条件下，癌细胞呼吸作用方式为    ，且与正常细胞相比，④过程明显增强，从而有利于癌细胞的增殖。
②细胞在致癌因子的影响下，    基因的结构发生改变而被激活，进而影响代谢途径·若要研制药物来抑制癌细胞中的异常代谢途径，图中的过程＿＿＿＿（填编号）不宜选为作用位点。

下图为小肠上皮细胞物质跨膜运输示意图，肠腔侧细胞膜上的载体为钠依赖的葡萄糖转运体（SGLT），基底侧细胞膜上的载体分别为葡萄糖转运体（GLUT-2）和Na⁺-K⁺泵。据图回答下列问题。

（1）图中三种载体在发挥功能时，只有一个需要直接消耗ATP水解释放的能量，这个载体是        。
（2）目前发现GLUT共有14种，不同的组织细胞所具有的GLUT有明显的差异，产生这种差异的根本原因是         。GLUT-2主要分布于能释放葡萄糖入血的细胞膜上，据此推测除小肠上皮细胞外，          细胞和          细胞也具有该载体。
（3）近年来的研究发现，GLUT-2也分布于肠腔侧细胞膜上，据此推断小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为            。
（4）骨骼肌细胞含有GLUT-4，当受到          激素或肌肉收缩刺激时，细胞膜上的GLUT-4数量将       ，从而调节骨骼肌摄取葡萄糖的速率。当刺激下丘脑某区域时，通过    神经，将兴奋传入骨骼肌，从而加速骨骼肌细胞摄入葡萄糖。

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的主要部位主要是            。
（2）实验一：科研人员切取幼苗的AB段（上胚轴），分别提取P侧和D侧细胞的所有mRNA，与被IAA诱导表达的PsIAA4/5基因的探针进行         ，目的是通过检测P侧和D侧PsIAA4/5基因的         水平，来检测IAA的含量。检测发现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。6h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P侧运输能力较强。

（4）实验三：科研人员制备切去P侧或D侧3mm的AB段，将它们的A端插入含有¹⁴C-IAA溶液的试管中（插入深度不超过3mm），6h后检测B端¹⁴C-IAA含量，得到图3所示数据．由实验数据判断，P侧和D侧对IAA的运输能力         （填“相同”，“不同”或“无法判断”），被切去的一侧也检测到¹⁴C-IAA，说明IAA存在             运输。

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）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）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。

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________。
（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蒸馏水，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）上述实验中最能体现细胞膜两种特性的实验现象是________。

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）图中可产生ATP的细胞器有          （填序号），图中可合成mRNA的场所有        （填序号）。若该细胞合成的蛋白质为参与有氧呼吸第三阶段的酶，则该酶进入线粒体中体现了线粒体膜的功能特性是        。据图可知，叶绿体、线粒体部分蛋白质由细胞核基因指导合成，从一个方面印证了二者是          （填“自主性”或“半自主性”）细胞器的特点。
（2）若该细胞合成的蛋白质为RNA聚合酶，则该酶经过一系列加工后穿过细胞核上的           转运到细胞核中。核仁与代谢强度密切相关，如果将RNA聚合酶的抗体显微注射到体外培养细胞的核仁区域中，会发现细胞中的核糖体数量            。
（3）若该细胞为人的浆细胞，则细胞内抗体蛋白合成和初步加工的场所是          （填序号），合成后通过囊泡运输到          （填序号）中进一步加工成熟后再分泌到细胞外。用含有¹⁵ N标记的氨基酸培养浆细胞，请用文字写出¹⁵ N在细胞各结构间移动的先后顺序           （用“→’’表示先后顺序）。