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

图1表示物质进出细胞膜的几种方式；图2表示用相同的培养液培养水稻和番茄一段时间后，测得的培养液中各种离子（Mg²⁺、Ca²⁺、SiO₄^4-）的浓度，请根据图回答下面的问题：

（1）细胞膜功能的主要承担者是            ，大分子物质进出细胞只能依靠胞吞和胞吐，这依赖于细胞具有            。
（2）在图1中的a-e的五种过程中，代表主动运输的是           ，能表示乙醇运输过程的是       。能表示K⁺从血浆进入红细胞的过程是             ，该物质的最大转运速率与             有关。
（3）从图2中可以看出番茄生长过程中需求量最大的离子是       ，水稻需求量最大的离子是        ，说明不同植物细胞对离子的吸收具有        性，这与细胞膜上的      有关。
（4）水稻培养液里的Mg²⁺和Ca²⁺浓度高于初始浓度，原因是                 。

如下图为一实验装置，甲、乙两个小室由一小孔相连通，小孔上覆盖着一个双层磷脂分子薄膜。在两室中分别插入电极，使离子做定向移动。甲室内盛K ⁺ 或Na ⁺ 溶液，乙室内盛水。仔细看图后回答问题：

（1）图一中，甲、乙两室中水面会上升的是     ，从微观上研究原因是   。
（2）图二实验中，甲室中的K⁺ 进入乙室，说明加入的缬氨霉素起到了      的作用。
（3）图三实验中．Na⁺ 不能进入乙室，说明    。
（4）上述实验间接地说明了双层磷脂分子薄膜具有   __的特点。

2013年诺贝尔生理学奖获或医学奖授予了美国和德国的3位科学家，以表彰他们在“揭开细胞内的物质运输机制”方面做出的巨大贡献。结合下图分析回答问题。

（1）人体内的细胞可以通过“出芽”方式形成囊泡的细胞器有          ，含有神经递质的囊泡被称为          。
（2）如图1所示，兰迪谢克曼发现了调节囊泡运输的基因，若这些基因发生了突变，细胞内的物质运输就会出现“交通堵塞”而堆在细胞内找不到目的地。如果这种情形发生在胰岛B细胞内，则人体肌细胞对葡萄糖的利用将            （填“增多”、“减少”或“不变”）。
（3）詹姆斯罗斯曼发现了囊泡准确送货的联络暗语，如图2所示，你认为这些联络暗语的化学本质是        ，囊泡发货的过程体现了生物膜具有           的特点。
（4）一种新的制药工艺是以磷脂分子为基本骨架制成很小的“人工囊泡”，让这些“人工囊泡”裹着药物运输到患病部位，通过人工囊泡与细胞膜的融合，将药物送入细胞。这种物质运输的方式是          。

回答下列与细胞有关的实验问题。
（一）下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有               （填序号）。
①用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动  
②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布   
③探究酵母菌细胞呼吸的方式   
④观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
（二）按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。
步骤二：              。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0．3g／mL的蔗糖溶液中。
步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。

（1）请在横线上填写出步骤二的操作方法。
（2）用显微镜观察标本时，正确的操作顺序是
①把装片放在载物台上，使标本位于低倍镜的正下方
②眼睛从侧面注视物镜，转动粗准焦螺旋使镜筒下降至离标本0．5cm处
③转动转换器，使低倍物镜对准通光孔
④调节反光镜，使视野明亮
⑤注视目镜，同时转动粗准焦螺旋使镜筒上升，直到看清物像
⑥转动转换器使高倍物镜对准通光孔
⑦调节细准焦螺旋，直到物像清晰
⑧将要观察的物像移动到视野正中央
A．①③②④⑤⑦⑧⑥         B．③④①②⑤⑧⑥⑦
C．④③①⑦②⑥⑤⑧         D．①②③④⑦⑥⑤⑧
（3）选择蔗糖作质壁分离试剂的原因是（ ）
A．糖是生物体的重要组成物质          B．糖是生命活动的主要能源物质
C．蔗糖分子能溶于水而透过细胞壁      D．蔗糖分子溶于水而不能透过半透膜
（4）如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0．3g／mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是             、            。
（5）如果将步骤二中浸润在0．3g／mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的藓类小叶保持在0．3g／mL的蔗糖溶液中）。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，如果A处呈绿色，可能的原是                    。
（三）下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中，叙述正确的是（多选）（ ）
A．用无水乙醇提取色素是因为四种色素均溶于有机溶剂中
B．叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同
C．实验中要注意不能让层析液没及滤液细线，是为避免色素迅速扩散进入层析液中
D．将叶绿体色素提取液装入试管，让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，光谱的颜色明显减弱的是绿光
E．提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO₂可进行光合作用

图甲示物质跨膜运输方式，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体。图乙为细胞膜的结构模型及物质出入细胞膜的示意图，请回答问题。(请在[   ]内写出结构的标号，在横线上填结构或物质名称)

（1）在甲图中，③表示          方式，其与①统称           方式。
（2）K⁺、O₂和葡萄糖三种物质中，通过②方式进入红细胞的是          。
（3）与①方式相比，③方式的主要特点是需要借助           。加入呼吸抑制剂，①②③中将会受到影响的是             。
（4）在图乙中，该结构模型的名称为        ，图中构成该结构的基本支架是[   ]        。

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_______。

下图显示的是某种物质通过细胞膜的运输过程，请据图分析回答下面的问题。

（1）图示物质运输的方式是             ，判断的依据是                。
（2）若该细胞为洋葱根尖成熟区表皮细胞，则生成②的主要部位是细胞质中的         （细胞器），若想用高倍镜观察该细胞器，则可用         染液对根尖进行染色。
（3）如果该细胞是人的小肠绒毛上皮细胞，则 O₂、K⁺和氨基酸三者中，不可能是物质④的是    ，因为它是以的方式通过细胞膜的          。

下图是研究渗透作用的装置图，请根据探究的主题和要求完善相关的内容。
材料：清水、不同浓度的蔗糖溶液、纱布等。
（1）在装置 A 的基础上，请你完善渗透装置：                。
（2）若要验证渗透作用的发生条件之一是必须具有半透膜，那么该实验的单一变量是      __________，实验结果的不同在于______________。
（3）撕取紫色万年青的叶表皮，剪成大小相等的小块，分别浸入不同浓度的 KNO3 溶液中，经过一段时间后，用显微镜观察到的实验结果如表所示：
请回答下列问题：
①万年青叶表皮细胞的细胞液浓度约为__________________。
②用 KNO₃溶液诱发细胞质壁分离的基本条件是___________________。
③C 和 D 均发生质壁分离自动复原，该现象的合理解释是__________________。
④用高浓度的 KNO₃溶液诱发细胞质壁分离，不能再诱发其复原，其主要的原因是____________。

将浸润在0．3 g/mL蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。请据图回答下列问题：

（1）洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了       。以下结构或物质属于原生质层的是       。

A．液泡膜

B．液泡色素

C．细胞壁

D．细胞核

E．线粒体
（2）请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度的变化曲线。

下图为为生物膜的流动镶嵌模型，据图回答：

（1）图中③的基本组成单位是               。
（2）构成细胞膜基本支架的结构是[    ]                   。与细胞膜的识别功能有关的结构是[    ]                   。
（3）a物质进入细胞的方式为               ； b物质进入细胞的方式为               。

请分析下表，回答有关实验的问题。

组别	材料	实验条件	观察内容
A	浸泡过的花生种子	清水、苏丹Ⅳ染液、体积分数为50%酒精溶液	细胞中着色的小颗粒
B	大白鼠胰腺细胞	染液	线粒体
C	紫色洋葱鳞片叶 外表皮细胞	甲基绿—吡罗红染液	DNA和RNA在细胞中 的分布
D	哺乳动物成熟红细胞	蒸馏水	细胞吸水涨破

（1）A组实验中所用酒精的作用是        。细胞中着色的小颗粒的颜色应为      。
（2）B组实验中，染液的名称应为        。染色后，活细胞中的线粒体呈现        。
（3）C组的实验材料是        （能/不能/不一定能）达到实验目的。
（4）D组实验中细胞涨破后，还需要用             的方法分离得到纯净的细胞膜。
（5）要准确观察到上述实验的实验内容，需要借助显微镜的实验是         组。

马铃薯易于取材，可用于生物学实验，请回答：
（1）马铃薯中含有大量储存能量的淀粉，其发芽过程中____________酶的含量（活性）增高，促使淀粉分解；将其制成匀浆使其与_____________试剂发生作用，可生成砖红色沉淀。
（2）将马铃薯切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组（每组的细条数相等），取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组马铃薯细条的长度．结果如图所示。假如蔗糖溶液与马铃薯细胞之间只有水分交换，请回答：

①a～f六组中渗透失水的是哪几组?_________，此时细胞发生了___________现象，其中水分子通过___________方式进出细胞。
②使马铃薯细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于____________mol．L^-1之间，这样可初步估算出马铃薯细胞液的浓度。若进一步探究细胞液浓度，实验思路是__________________________________________。

科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时做了如下的实验：向枪乌贼的神经细胞内注入微量的放射性同位素²⁴Na⁺， 在不同的条件下，分别检测神经细胞周围溶液中的²⁴Na⁺。实验方法和现象如下表：

	实验方法	观察到的现象
1	向枪乌贼的神经细胞内注入微量的放射性同位素^24Na^+			神经细胞周围溶液中出现^24Na^+
2	同上	加入甲药物		神经细胞周围溶液中没有出现^24Na^+
3	同上	加入甲药物	加入ATP	神经细胞周围溶液中出现^24Na^+
4	同上	加入乙药物	加入ATP	神经细胞周围溶液中没有出现^24Na^+

（1）由实验1现象可知，神经细胞周围溶液中²⁴Na⁺来源于            。
（2）由实验2、3及其现象可知，²⁴Na⁺穿过神经细胞膜需要           ,据此可判断²⁴Na⁺通过神经细胞膜的方式是              。
（3）由实验2和3可知甲药物的作用_________________。
（4）实验4中加入乙药物后，除了表中现象外，细胞其他生命活动没有受到影响，乙药物最可能是抑制了________的作用。

如下图是人体某局部组织的模式图,箭头表示物质交换方向,A、B、C表示结构,a、b、c、d表示液体。请据图分析完成下列问题:

（1）图中A、B、C分别表示的结构是:B    。
（2）a~d中不属于内环境组分的是    。试以图示表示a~d四种物质交换概况。          。
（3）图中a~d O₂浓度最高的是    。
（4）试以简短语言概括a与人体外界环境之间的关系:          。

洋葱是生物学实验的常用材料之一，现用洋葱做以下实验，请分析回答：
（1）将洋葱根尖的研磨液置于试管中，加入斐林试剂，并             ，试管中出现砖红色沉淀。说明根尖中含有             （物质）。
（2）利用洋葱叶片进行“叶绿体色素的提取与分离”实验时，你将用到的试剂有                      、                     。
（3）为了证明根尖中含过氧化氢酶，除了在盛有10mL3%过氧化氢溶液的试管中加入0．5mL新鲜根尖研磨液以外，你认为还要设计的对照组是                  。
（4）若要观察洋葱表皮细胞的质壁分离，应该选择                   制作临时装片，从盖玻片一侧滴入0．3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流，却迟迟引不过去。这往往是因为盖玻片下的清水中残留           。用光学显微镜观察发生质壁分离现象的洋葱表皮细胞，不能观察到染色体的原因是                    。