福建省福州市九縣(市、區(qū))一中2023-2024學年高二下學期7月期末生物試題(含答案)_第1頁
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第第頁福建省福州市九縣(市、區(qū))一中2023-2024學年高二下學期7月期末生物試題一、單項選擇題(本題共16題,1-12題每題2分,13-16題每題4分,共40分)1.2023年以來,多地出現(xiàn)了呼吸道合胞病毒(結構模式圖如下圖所示)感染引發(fā)肺炎的病例。已知肺炎支原體、肺炎鏈球菌感染也能引發(fā)肺炎,青霉素能抑制細菌細胞壁的形成而具有殺菌作用。下列有關說法正確的是()A.呼吸道合胞病毒的化學組成只有核酸和蛋白質B.肺炎鏈球菌可利用自身的核糖體來進行蛋白質的合成C.臨床上可用一定劑量的青霉素來治療肺炎支原體引發(fā)的肺炎D.以上三種病原體的遺傳物質都是RNA2.滸苔是一種綠藻,微囊藻屬于藍細菌,兩者大量繁殖均能引發(fā)水華現(xiàn)象。下列有關敘述正確的是()A.兩者都能將光能轉化為化學能B.兩者的中心體都參與了有絲分裂C.兩者的核糖體的形成都與核仁有關D.兩者都含有生物膜系統(tǒng)3.下列有關水和無機鹽的敘述,正確的是()A.在滲透作用過程中,水分子主要從高濃度溶液向低濃度溶液擴散B.缺鐵會導致血紅蛋白合成發(fā)生障礙,引起“鐮刀型貧血癥”C.患急性腸炎病人,很可能因嘔吐腹瀉造成機體脫水,需及時補充葡萄糖鹽水D.用含鈣的生理鹽水灌注蛙心,可跳動數(shù)小時,因為鈣鹽可維持細胞的酸堿平衡4.下列關于組成細胞的分子、細胞結構和功能的敘述中,正確的是()A.原核細胞的擬核中不存在DNA一蛋白質的復合物B.纖維素是由葡萄糖聚合而成的生物大分子,是植物細胞內的儲能物質C.細胞骨架和生物膜系統(tǒng)均與物質運輸、能量轉換和信息傳遞等生命活動有關D.卵細胞體積較大有利于和周圍環(huán)境進行物質交換,為胚胎早期發(fā)育提供所需養(yǎng)料5.核酸甲和乙是某生物體內的兩種核酸,這兩種核酸的基本組成單位如圖所示。下列敘述正確的是()A.HIV的遺傳物質是核酸甲B.核酸乙中不會存在氫鍵C.與合成核酸乙的單體相比,核酸甲的單體的3’位置的碳原子上少一個氧原子D.生物體內核酸甲的多樣性與核苷酸的排列順序有關,與其連接方式無關6.下圖甲是人的紅細胞長時間處在不同濃度的NaCl溶液中,紅細胞的體積(V)與初始體積(V0)之比的變化曲線;圖乙是某植物細胞在一定濃度的NaCl溶液中細胞失水量的變化情況。下列分析正確的是()A.從圖甲可見250mmol·L-1NaCl溶液幾乎不影響人紅細胞的代謝B.圖乙中10min內植物細胞體積變化是先減小后增大,b點時細胞內溶液濃度等于0時濃度C.圖乙中a點細胞失水量最大,此時細胞吸水能力最小D.人的紅細胞長時間處在300mmol·L-1NaCl溶液中可能死亡,乙圖實驗過程中細胞始終能保持生物活性7.差速離心主要是采取逐漸提高離心速率分離不同大小顆粒的方法。下列敘述正確的是()A.在分離動物細胞的細胞器時,需要先用胰蛋白酶和膠原蛋白酶破壞細胞膜B.離心速率較低時,能夠讓較小的顆粒沉降,改變離心速率可分離不同細胞器C.將菠菜研磨液在一定轉速下離心得到上清液,向其中加入冷酒精可以粗提取DNAD.將酵母菌破碎后離心得到的沉淀物,向其中加入葡萄糖一定會得到H2O和CO28.如圖所示為某生物細胞核的結構組成,下列有關敘述正確的是()A.核仁是細胞代謝和遺傳的控制中心,與某種RNA的合成有關B.圖示中有中心體,說明該生物一定是動物細胞C.核孔是蛋白質、DNA等大分子物質進出細胞核的通道,具有選擇性,核膜也具有選擇透過性D.內質網(wǎng)膜除了與核膜直接相連,還可以與高爾基體膜間接相連9.在動物組織中存在間隙連接,間隙連接通過相鄰細胞膜上的兩個連接子對接,如下圖所示。間隙連接中心有允許相對分子質量小于1000的離子、氨基酸、信號分子等物質通過的孔道。若細胞內pH值降低,其通透性下降;若連接子蛋白磷酸化,其通透性增強,下列敘述錯誤的是()A.連接子蛋白貫穿2層磷脂分子B.間隙連接的存在能增強細胞與外界環(huán)境的物質交換C.細胞可通過調節(jié)連接子蛋白的空間結構來調節(jié)間隙連接的通透性D.間隙連接與高等植物的胞間連絲均具有細胞間信息交流的作用10.我國科學家成功地用iPS細胞克隆出了活體小鼠,部分流程如下圖所示,其中Kdm4d為組蛋白去甲基化酶,TSA為組蛋白脫乙酰酶抑制劑。下列說法正確的是()A.組蛋白脫乙?;腿ゼ谆欣谥貥嬇吆罄m(xù)的胚胎發(fā)育過程B.用電刺激、Ca2+載體等方法激活重構胚,使其完成細胞分裂和發(fā)育進程C.③過程中使用有活性的病毒處理的目的是誘導細胞融合D.圖示流程運用了重組DNA、體細胞核移植、胚胎移植等技術11.科學家使用巰基乙醇和尿素處理牛胰核糖核酸酶(由124個氨基酸殘基組成,有4個—S—S—),處理后該酶活性消失,再通過透析的方法去除尿素和巰基乙醇,將該酶轉移到生理鹽水緩沖液中,經(jīng)過一段時間,發(fā)現(xiàn)該酶活性得以恢復,下列敘述錯誤的是()A.巰基乙醇和尿素處理后胰核糖核酸酶的二硫鍵被打開B.蛋白質的結構影響其功能C.蛋白質分子中二硫鍵的位置與該蛋白質的氨基酸序列有關D.非折疊狀態(tài)的該酶相對分子質量比天然狀態(tài)減少812.鹽堿地中含大量的NaCl、Na2CO3等鈉鹽,會威脅海水稻的生存。同時一些病原菌也會感染水稻植株,影響正常生長。下圖為海水稻抵抗逆境的生理過程示意圖,相關敘述不正確的是()A.H2O可以通過自由擴散和協(xié)助擴散兩種方式進入海水稻細胞B.海水稻細胞通過胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染C.液泡逆濃度梯度吸收Na+增大細胞液的濃度以適應高濃度環(huán)境D.H+以協(xié)助擴散的方式從細胞質基質運入液泡或運出細胞13.不對稱體細胞雜交是指利用射線破壞供體細胞的染色質,讓其與未經(jīng)射線照射的受體細胞融合成雜種細胞的技術。所得融合細胞含受體的全部遺傳物質及供體的部分遺傳物質。研究人員嘗試運用不對稱體細胞雜交將紅豆杉(2n=24)與柴胡(2n=12)進行了融合,培育能產(chǎn)生紫杉醇的柴胡,過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()注:X射線處理能隨機破壞染色體結構,使其發(fā)生斷裂、易位、染色體消除等,使細胞不再持續(xù)分裂;碘乙酰胺處理使細胞質中的某些酶失活,抑制細胞分裂。A.需對雜種植株進行篩選鑒定,獲得能產(chǎn)紫杉醇的柴胡B.A處理為碘乙酰胺處理,B處理為X射線處理C.可用高Ca2+一高pH融合法、離心法等方法誘導原生質體融合D.只有異源融合的原生質體可持續(xù)分裂形成再生細胞團14.圖1表示葡萄糖載體蛋白的兩種構象狀態(tài)相互轉變,使葡萄糖分子順濃度梯度進入細胞。圖2表示離子通道型受體與特定配體結合后發(fā)生反應,引起門通道蛋白的一種成分發(fā)生構型變化,使“門”打開,介導離子順濃度梯度通過細胞膜。下列有關敘述正確的是()A.載體蛋白和通道蛋白屬于轉運蛋白,圖1、圖2介導的物質轉運均為協(xié)助擴散B.細胞缺氧會直接影響圖2中離子的運輸速率,圖1中葡萄糖的轉運不受影響C.若圖2配體為一種抑制性神經(jīng)遞質,則該配體可開啟突觸前膜上的Cl-通道D.載體蛋白的構象變化在于氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序以及空間結構的變化15.關于葉綠體的起源問題有兩種互相對立的學說,即內共生假說和分化假說。按照內共生假說,葉綠體的祖先是藍細菌(藍藻),它們在生物進化的早期被原始真核細胞捕獲(吞噬),逐步進化為葉綠體。分化假說認為葉綠體是原始的真核細胞內質深逐步分化而形成。已有的一些研究成果更有利于葉綠體起源的內共生假說。以下哪項證據(jù)不支持內共生假說()A.葉綠體內DNA分子為裸露的環(huán)狀雙鏈結構,無組蛋白結合并能進行獨立的復制和轉錄B.葉綠體中核糖體比真核細胞中核糖體小,與藍細菌中核糖體相似C.葉綠體內蛋白質少數(shù)由葉綠體DNA指導合成,多數(shù)由核DNA指導合成D.葉綠體內外膜的化學成分是不同的,外膜與真核細胞膜一致16.水蒸氣從葉片擴散到大氣的過程中,葉片表面的靜止空氣層對水分擴散產(chǎn)生的阻力,稱為葉片界面層阻力。界面層的厚度主要受風速和葉片大小決定。當圍繞葉片的空氣穩(wěn)定時,葉片表面的靜止空氣層較厚,從而成為水氣從葉片散失時的主要阻力。此時增加氣孔的開度對蒸騰速率的影響很小。吊竹梅的蒸騰流量與氣孔開度的關系如圖所示。以下相關說法錯誤的是()A.在靜止空氣中,氣孔開度對蒸騰作用的控制能力較小B.當風速高時,氣孔開度是葉片散失水分的主要調控因子C.有些植物的葉片生有茸毛,會增強植物的蒸騰作用,有利于植物對無機鹽的運輸D.在流動空氣中,為了減少蒸騰作用,有些植物可能會調節(jié)葉片的方向與日光平行二、非選擇題(共5道大題.共60分)某科研小組研究發(fā)現(xiàn),冬小麥在生長過程中會經(jīng)歷春化和光照兩大階段。收獲后的種子可以制作加工成各類食品,食品被人體消化吸收后通過一系列代謝來提供營養(yǎng)。具體途徑如下圖所示。17.冬天來臨前,冬小麥細胞內自由水和結合水的比值發(fā)生的變化是,其生理意義是。18.某同學要減肥,制定了高淀粉低脂的減肥餐,請根據(jù)上圖所示信息,評價該方案(填:“有效”或“無效”),理由是。19.油菜種子中富含脂肪,播種時應適當淺播,其原因是。20.動物肝臟、蛋黃等食物中富含膽固醇,膽固醇是構成的重要成分,在人體內還參與血液中脂質的運輸。由下圖可知,在人體正常體溫條件下,膽固醇能(填“提高”或“降低”)膜流動性。(注:微粘度與流動性呈負相關)科學家推測,在分泌蛋白的合成過程中,游離核糖體最初合成的一段氨基酸序列作為信號序列,被位于細胞質基質中的信號識別顆粒(SRP)識別,并引導核糖體附著于內質網(wǎng)上,繼續(xù)蛋白質的合成,這就是信號肽假說,如下圖所示??茖W家構建了體外的反應體系,證明了該假說。實驗分組及結果見下表。實驗組別核糖體信號識別顆粒(SRP)內質網(wǎng)實驗結果1+合成的肽鏈比正常肽鏈多一段2++合成的肽鏈比正常肽鏈少一段3+++合成的肽鏈與正常肽鏈一致注:“+”和“-”分別代表反應體系中存在或不存在該結構21.折疊的蛋白質經(jīng)內質網(wǎng)后,會被依次運往、等結構,最終分泌至細胞外發(fā)揮作用。能否用3H標記亮氨酸的羧基來追蹤這一過程?。22.對比組別2和3的結果,結合圖中信息可知,只有結合了信號序列的SRP與內質網(wǎng)上的識別并結合后,肽鏈的延伸才會繼續(xù)。23.結合圖中信息,解釋組別I中合成的肽鏈比正常肽鏈多一段的原因:。24.綜合實驗結果說明內質網(wǎng)具有功能。25.根據(jù)信號肽假說,請你推理分析:①組別2中的肽鏈(填“含有”或“不含有”)信號序列。②若在合成新生肽階段就切除了信號序列,游離的核糖體(填“能”或“不能”)附著于內質網(wǎng)上。26.科學研究發(fā)現(xiàn),細胞進行主動運輸主要以圖1中的幾種方式進行(圖中a、b、c代表主動運輸?shù)娜N類型,■、▲、○代表主動運輸?shù)碾x子或小分子)。葡萄糖是細胞的主要能源物質,其進出小腸.上皮細胞的運輸方式如圖2所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)分析圖1所示的細胞膜結構,側(填“P”或“Q”)為細胞外。(2)在小腸腔面,細胞膜上的蛋白S有兩種結合位點:一種與Na+結合,一種與葡萄糖結合。當?shù)鞍譙將Na+順濃度梯度運輸進入上皮細胞時,葡萄糖與Na+相伴也進入細胞。小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是圖1中(填“a”、“b”或“c”)類型的主動運輸,葡萄糖進入小腸上皮細胞的能量來源是。(3)最新研究表明,若腸腔葡萄糖濃度較高,葡萄糖主要通過載體蛋白(GLUT2)的協(xié)助通過協(xié)助擴散的方式進入小腸上皮細胞。在協(xié)助擴散的同時,通過載體蛋白(SGLT1)的主動運輸過程也在發(fā)生。但主動運輸?shù)妮d體(SGLT1)容易飽和,協(xié)助擴散吸收葡萄糖的速率比主動運輸快數(shù)倍。請你設計實驗加以驗證。實驗步驟:第一步:取甲(敲除了SGLT1載體蛋白基因的小腸上皮細胞)、乙(敲除了GLUT2載體蛋白基因的小腸上皮細胞)、丙(正常的小腸上皮細胞),三組其他生理狀況均相同。第二步:將甲、乙、丙三組細胞分別置于。第三步:檢測。實驗結果:,則驗證了上面的最新研究結果。27.野生型菌株經(jīng)過突變后可能失去合成某種營養(yǎng)物質的能力,稱為營養(yǎng)缺陷型菌株,只有在基本培養(yǎng)基中補充所缺乏的營養(yǎng)物質后才能生長。根據(jù)其無法合成的物質種類可分為氨基酸缺陷型菌株、維生素缺陷型菌株和堿基缺陷型菌株等。請完成以下獲得營養(yǎng)缺陷型菌株的步驟:誘變處理:用紫外線誘變野生型大腸桿菌;(1)選出缺陷型:限量培養(yǎng)法可用于營養(yǎng)缺陷型菌株的檢出,其原理是野生型菌株在限量培養(yǎng)基上獲取營養(yǎng)物質的能力強于營養(yǎng)缺陷型菌株。從功能上看,限量培養(yǎng)基屬于一種培養(yǎng)基。下圖甲為經(jīng)過限量培養(yǎng)后形成的菌落,其中菌落(填“A”或“B”)即為檢出的營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌菌株。該方法中還需將一個未接種的平板同時放在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),其主要目的是。(2)鑒定缺陷型:利用生長圖譜法可初步確定檢出的營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌的類型,即在基本培養(yǎng)基乙的A~E這5個區(qū)域中分別添加不同的營養(yǎng)物質,然后用法將檢出的營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌接種在乙上,若培養(yǎng)一段時間后在乙的BC交界處長出了菌落,則說明該菌株是營養(yǎng)缺陷型菌。(3)鑒定缺陷亞型:研究小組用上述方法鑒定了某菌株屬于維生素營養(yǎng)缺陷型,為了進一步確定該菌株的具體類型,他們把15種維生素按照不同組合分為5個小組,分別添加與圖丙培養(yǎng)基的對應區(qū)域,然后接種菌株后培養(yǎng)一段時間。組別維生素組合1維生素A維生素B1維生素B2維生素B6維生素B122維生素C維生素B1維生素D2維生素E煙酰胺3葉酸維生素B2維生素D2膽堿泛酸鈣4對氨基苯甲酸維生素B6維生素E膽堿肌醇5生物素維生素B12煙酰胺泛酸鈣肌醇若觀察到區(qū)域1和區(qū)域2產(chǎn)生菌落,則該營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌不能合成的維生素是;若菌株為葉酸和生物素的雙營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌,則其在丙培養(yǎng)基上形成菌落的位置是。人體內的t-PA蛋白能高效降解血栓,是心梗和腦血栓的急救藥。然而,為心?;颊咦⑸浯髣┝康幕蚬こ蘴-PA會誘發(fā)顱內出血。研究證實,將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸,能顯著降低出血副作用。據(jù)此,先對天然的t-PA基因進行序列改造,然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達該突變基因,可制造出性能優(yōu)異的t-PA突變蛋白。下圖是通過重疊延伸PCR技術獲取t-PA改良基因和利用質粒pCLY11構建含t-PA改良基因的重組質粒示意圖(圖中重疊延伸PCR過程中引物a,b用來擴增突變位點的上游DNA序列,引物c、d用來擴增突變位點的下游DNA序列)。請回答下列問題。28.科學家將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸,生產(chǎn)出性能優(yōu)良的t-PA突變蛋白的生物技術手段屬于范疇。該工程的基礎是。29.獲得性能優(yōu)良的t-PA突變蛋白的正確順序是(選擇正確編號并排序)。①t-PA蛋白功能分析和結構設計②借助定點突變改造t-PA基因序列③檢驗t-PA蛋白的結構和功能④設計t-PA蛋白氨基酸序列和基因序列⑤利用工程菌發(fā)酵合成t-PA蛋白30.已知t-PA蛋白第84位是半胱氨酸,相應的基因模板鏈(圖中t-PA基因的上鏈)上的堿基序列是ACA,絲氨酸的密碼子是UCU。重疊延伸PCR示意圖中的黑點便是突變部位的堿基,引物b中該突變位點的堿基是,引物c中該突變位點的堿基是。31.據(jù)圖可知,PCR3時,需要的引物是,引物的作用是。若擴增圖中序列時引物選擇正確,PCR操作過程沒有問題,但對產(chǎn)物進行電泳時,發(fā)現(xiàn)除了目標序列外還有很多非特異性條帶,請分析出現(xiàn)此情況的原因。32.若獲得的t-PA突變基因如圖所示,那么質粒pCLY11需用限制酶切開,才能與t-PA突變基因高效連接。

答案解析部分1.【答案】B【解析】【解答】A、據(jù)圖,呼吸道合胞病毒的化學組成除了核酸和蛋白質外,還含有包膜,A錯誤;B、肺炎鏈球菌可利用自身的核糖體來進行蛋白質的合成,因為肺炎鏈球菌是原核生物,含有核糖體,B正確;C、肺炎支原體無細胞壁,所以臨床上不可用一定劑量的青霉素來治療肺炎支原體引發(fā)的肺炎,C錯誤;D、呼吸道合胞病毒的遺傳物質是RNA,肺炎支原體和肺炎鏈球菌具有細胞結構,二者的遺傳物質是DNA,D錯誤。故答案為:B?!痉治觥可锊《?,也被稱為病毒,是一種個體微小、結構簡單、只含一種核酸(DNA或RNA)的非細胞型生物。它們必須在活細胞內寄生并以復制方式增殖。病毒的結構非常簡單,主要由一個核酸長鏈(DNA或RNA)和蛋白質外殼(稱為衣殼)構成。病毒沒有自己的代謝機構和酶系統(tǒng),因此它們不能獨立進行生命活動,如復制、轉錄和轉譯等,這些過程都需要在宿主細胞中進行。生物病毒的種類繁多,根據(jù)寄生的生物類型,可以分為植物病毒、動物病毒和細菌病毒(也稱為噬菌體)。不同種類的病毒會引起不同的疾病和癥狀,如人的流行性感冒、水痘、麻疹、腮腺炎等是由動物病毒引起的;而植物病毒則會導致植物病害,如煙草花葉病毒、黃瓜花葉病毒等。

病毒的傳播方式與途徑主要有五種:呼吸道傳播、消化道傳播、蟲媒傳播、接觸傳播以及通過血液或體液進行傳播。病毒的這些傳播方式使得它們能夠在不同生物體間傳播并感染新的宿主。2.【答案】A【解析】【解答】A、綠藻屬于真核生物,有葉綠體,微囊藻屬于藍細菌,有葉綠素和藻藍素,綠藻和微囊藻都能將光能轉化為化學能,A正確;B、微囊藻屬于原核生物,沒有中心體,B錯誤;C、微囊藻屬于原核生物,沒有核仁,C錯誤;D、微囊藻屬于原核生物,它的細胞中只有細胞膜一種生物膜,所以不存在生物膜系統(tǒng),D錯誤。故答案為:A。【分析】原核生物和真核生物是生物分類中的兩大類,它們之間的主要區(qū)別在于細胞結構和遺傳物質的組織方式。原核生物:

定義:原核生物是指細胞沒有真正的細胞核,遺傳物質(DNA)分散在細胞質中,不包含在核膜內的生物。

特點:原核生物的細胞相對簡單,沒有膜結合的細胞器,如線粒體、高爾基體等。它們通常具有一個環(huán)狀DNA分子,這個DNA分子包含了所有遺傳信息。

例子:細菌和藍藻是原核生物的代表。

真核生物:

定義:真核生物是指細胞具有真正的細胞核,遺傳物質(DNA)包含在核膜內的生物。

特點:真核生物的細胞結構復雜,含有多種膜結合的細胞器,如線粒體、內質網(wǎng)、高爾基體、溶酶體等。真核生物的DNA通常以線性或環(huán)狀的形式存在于細胞核中,并且DNA通常與蛋白質結合形成染色體。

例子:動物、植物、真菌和原生生物是真核生物的代表。

區(qū)別:

細胞結構:原核生物沒有真正的細胞核,而真核生物具有細胞核。

遺傳物質:原核生物的遺傳物質分散在細胞質中,而真核生物的遺傳物質包含在細胞核內。

細胞器:原核生物沒有膜結合的細胞器,而真核生物含有多種膜結合的細胞器。

聯(lián)系:

盡管原核生物和真核生物在細胞結構和遺傳物質的組織方式上存在明顯差異,但它們都是生命的基本單位,具有一些共同的特征,如:

都需要進行代謝活動以維持生命。

都需要進行遺傳信息的復制、轉錄和翻譯。

都可以進行生長、繁殖和適應環(huán)境的變化。3.【答案】C【解析】【解答】A、水分子在滲透作用過程中主要從低濃度溶液向高濃度溶液擴散,A錯誤;B、缺鐵會導致血紅蛋白合成發(fā)生障礙從而引起“缺鐵性貧血癥”,鐮刀型貧血癥是由于基因突變,B錯誤;C、嘔吐、腹瀉的病人需及時補充葡萄糖鹽水維持內環(huán)境的穩(wěn)態(tài),因為他們不能吸收水和無機鹽等,C正確;D、用含鈣的生理鹽水灌注蛙心,可跳動數(shù)小時,是由于鈣鹽可調節(jié)肌肉收縮,D錯誤。故答案為:C。【分析】細胞中的水和無機鹽是細胞結構和功能的重要組成部分,它們在細胞內發(fā)揮著多種關鍵作用。細胞中的水:

水在細胞中占據(jù)了很大的比例,是細胞的主要溶劑。它參與了許多細胞內的生化反應,為這些反應提供了必要的環(huán)境。此外,水還負責運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物,確保細胞內的物質交換和代謝活動的順利進行。同時,水還參與調節(jié)細胞的溫度,防止細胞過熱或過冷,從而維持細胞的正常生理功能。在細胞形態(tài)方面,水也起到了關鍵作用,它使細胞保持一定的形狀和體積,防止細胞因內部壓力而破裂。

細胞中的無機鹽:

無機鹽在細胞中以離子的形式存在,對維持細胞的正常生理功能至關重要。它們參與調節(jié)細胞的滲透壓和酸堿平衡,確保細胞內部環(huán)境的穩(wěn)定。此外,無機鹽還作為酶的輔因子或激活劑,參與許多酶促反應,促進細胞的代謝活動。在神經(jīng)傳導和肌肉收縮過程中,無機鹽也發(fā)揮了重要作用。例如,鈣離子是神經(jīng)傳導和肌肉收縮的關鍵信號分子,它通過與細胞內的受體結合,觸發(fā)一系列生物化學反應,實現(xiàn)神經(jīng)信號的傳遞和肌肉的收縮。

兩者之間的相互作用:

細胞中的水和無機鹽并不是孤立存在的,它們之間存在著密切的相互作用。無機鹽溶解在水中,形成離子溶液,為細胞內的生化反應提供了必要的電解質環(huán)境。同時,水分子也通過氫鍵等相互作用與無機鹽離子結合,形成穩(wěn)定的水合離子,進一步促進細胞內的物質交換和代謝活動。4.【答案】C【解析】【解答】A、原核細胞的擬核中也存在DNA一蛋白質的復合物,如DNA復制過程中DNA聚合酶和擬核DNA結合成DNA一蛋白質的復合物,A錯誤;B、纖維素是由葡萄糖聚合而成的生物大分子,是植物細胞壁的組成成分,纖維素不是儲能物質,B錯誤;C、細胞骨架和生物膜系統(tǒng)都與物質運輸、能量轉換和信息傳遞等生命活動密切相關,是細胞進行正常生命活動必不可少的結構物質,C正確;D、卵細胞體積較大富含營養(yǎng)物質,為胚胎早期發(fā)育提供所需養(yǎng)料,卵細胞體積大,相對表面積較小,不利于和周圍環(huán)境進行物質交換,D錯誤。故答案為:C。【分析】細胞骨架是指真核細胞質中的蛋白質纖維網(wǎng)架體系,它主要由微管、微絲和中間纖維組成,這些成分共同構成了細胞內的動態(tài)蛋白質網(wǎng)絡。細胞骨架不僅存在于細胞質內,稱為細胞質骨架,還存在于細胞核內,包括核基質、核纖層和染色體骨架等,與細胞質骨架共同構成廣義的細胞骨架。細胞骨架具有多種功能,包括:

1.保證細胞器的生命活動:為細胞內提供一個框架結構,使各種細胞器能夠附著于其中,并將它們分成各種不同的區(qū)域網(wǎng)絡和體系,以保證各細胞器能夠正常有序進行各種生命活動。

2.機械支撐:為細胞內的細胞器及物質的運動、運輸提供機械支撐,如內質網(wǎng)產(chǎn)生囊泡并運輸?shù)礁郀柣w的過程中,細胞骨架為其提供運輸軌道。

3.機械動力:為細胞運動提供機械動力,如細胞上的鞭毛、纖毛主要由細胞骨架構成。

4.參與細胞分裂:與有絲分裂中的胞質及核分裂有關,胞質分裂中的縊縮環(huán)由微絲形成,有絲分裂中的紡錘體由微管形成。

5.維持細胞形態(tài):承受外來壓力,保持細胞內部有序的結構,還可以維持細胞內水分的平衡。5.【答案】D【解析】【解答】A、HIV的遺傳物質是RNA,而核酸甲是DNA,A錯誤;B、核酸乙為RNA,而RNA中的tRNA具有局部的雙鏈區(qū),也存在氫鍵,B錯誤;C、用于合成核酸甲的單體是脫氧核糖核苷酸,合成核酸時,脫氧核糖的2'位置的碳原子上原有的羥基脫去一個氧,C錯誤;D、核酸甲是DNA,生物體內核酸甲功能多樣性與核苷酸的種類、排序、數(shù)量有關,但是與連接方式無關,D正確。故答案為:D?!痉治觥亢怂岬慕Y構和功能:核酸是一類重要的生物大分子,包括DNA(脫氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸),它們主要參與遺傳信息的存儲、傳遞和表達,以及細胞代謝的調控。

核酸的結構:

核酸的基本結構單位是核苷酸,每個核苷酸由一個磷酸基團、一個五碳糖(DNA中是脫氧核糖,RNA中是核糖)和一個含氮堿基組成。含氮堿基在DNA中有四種,分別是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),而在RNA中,胸腺嘧啶被尿嘧啶(U)所取代。

DNA和RNA在結構上存在一些差異,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.糖分子:DNA含有脫氧核糖,而RNA含有核糖。

2.堿基:如前所述,DNA和RNA的堿基組成存在差異。

3.鏈形態(tài):DNA通常以雙螺旋的形式存在,而RNA通常是單鏈的。

核酸的功能:

核酸在細胞中具有多種重要的功能:

1.遺傳信息的存儲:DNA中的基因是遺傳信息的載體,它決定了生物的遺傳特征。

2.遺傳信息的轉錄與翻譯:在基因表達過程中,DNA上的遺傳信息通過轉錄被復制到RNA分子中,然后通過翻譯過程指導蛋白質的合成。

3.細胞代謝的調控:許多核酸分子如microRNA等參與了對細胞代謝活動的精細調控。

4.參與細胞信號傳導:一些核酸分子如小干擾RNA(siRNA)參與細胞內的信號傳導過程,影響基因的表達。

5.作為酶或輔助因子:一些RNA分子如核糖體RNA(rRNA)是核糖體的主要成分,參與蛋白質的合成;轉運RNA(tRNA)則負責將氨基酸運送到核糖體進行蛋白質合成;其他一些酶如逆轉錄酶、端粒酶等也以核酸為底物或輔助因子。

6.免疫調節(jié)作用:某些核酸分子如CpGDNA能夠激活免疫系統(tǒng),發(fā)揮免疫調節(jié)作用。

7.抗病毒作用:一些核酸分子如干擾素刺激基因(ISG)產(chǎn)物能夠抑制病毒復制,發(fā)揮抗病毒作用。6.【答案】D【解析】【解答】A、如圖甲,250mmol?L-1NaCl溶液中紅細胞體積與初始體積之比小于1,說明此時紅細胞失水皺縮了,會影響紅細胞的代謝,A錯誤;B、如圖乙,植物細胞在10min內失水量先增加后減少,原因是隨著時間的延長,Na+、Cl-通過主動運輸進入了細胞液,增大了細胞液的濃度,10min時,b點時細胞內溶液濃度大于0時濃度,B錯誤;C、由于細胞的吸水能力和細胞液的濃度成正比,a點植物細胞失水量最多,細胞液濃度最大,所以此時細胞吸水能力最大,C錯誤;D、人紅細胞在長時間處于300mmol?L-1NaCl溶液中會導致細胞失水過多而死亡,但圖乙細胞在處理時間內細胞先失水后吸水,所以細胞原生質層具有選擇透過性,所以細胞一直具有活性,D正確。故答案為:D?!痉治觥款}圖分析,甲圖中隨著NaCl溶液濃度的增加,紅細胞的體積(V)與初始體積(V0)之比越來越小,當NaCl溶液濃度低于100mmol?L-1,紅細胞會吸水漲破;當NaCl溶液濃度等于150mmol?L-1,紅細胞的體積(V)與初始體積(V0)之比是1,該溶液濃度與細胞內液濃度的滲透壓相等。乙圖中植物細胞在一定濃度的NaCl溶液中細胞失水量先增加后減少,即發(fā)生質壁分離后自動復原。細胞的吸水和失水是一個重要的生物學現(xiàn)象,其原理主要是滲透作用。滲透作用是指兩種不同濃度的溶液隔著半透膜,水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液通過半透膜進入高濃度溶液中的現(xiàn)象。在細胞中,細胞膜和原生質層(對于植物細胞而言,是細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質)起到了半透膜的作用。

細胞的吸水:

當外界溶液的濃度低于細胞質的濃度時,水分子會通過細胞膜或原生質層從外界溶液進入細胞內,導致細胞吸水。對于動物細胞而言,這會導致細胞膨脹;對于植物細胞而言,如果細胞具有大液泡和細胞壁,細胞質會因為吸水而膨脹,但由于細胞壁的伸縮性較小,因此會出現(xiàn)質壁分離復原的現(xiàn)象,即細胞質與細胞壁之間的空隙被水填滿,細胞恢復原有形態(tài)。

細胞的失水:

相反,當外界溶液的濃度高于細胞質的濃度時,水分子會從細胞內通過細胞膜或原生質層流向外界溶液,導致細胞失水。對于動物細胞而言,這會導致細胞皺縮;對于植物細胞而言,如果細胞具有大液泡和細胞壁,細胞質會因為失水而收縮,但由于細胞壁的限制,細胞無法收縮到與細胞質相同的程度,因此會出現(xiàn)質壁分離的現(xiàn)象,即細胞質與細胞壁之間形成空隙。7.【答案】C【解析】【解答】A、分離動物細胞的細胞器需要先將細胞膜破壞,可采用吸水漲破的方法來破壞細胞膜,但是用胰蛋白酶和膠原蛋白酶只能除去細胞膜中的蛋白質,A錯誤;B、由于不同細胞器的比重不同,采用差速離心法,低速率大顆粒沉降,小顆粒在上清液,取上清液高速率離心,沉降小顆粒,B錯誤;C、將菠菜研磨液在一定轉速下離心得到上清液,向其中加入冷酒精可以粗提取DNA,是因為DNA不溶于冷酒精,C正確;D、將酵母菌破碎后離心得到的沉淀物主要含有線粒體等細胞器以及細胞核,能發(fā)生有氧呼吸的第二、三階段,底物是丙酮酸,故向其中加入葡萄糖后一定不會得到H2O和CO2,D錯誤。故答案為:C?!痉治觥考毎鞯姆蛛x是生物學研究中的一個重要環(huán)節(jié),常用的方法包括差速離心法、密度梯度離心法以及細胞裂解法等。1.差速離心法

差速離心法是利用細胞各組分質量大小不同,在離心管不同區(qū)域沉降的原理,分離出所需組分。這種方法在密度均一的介質中由低速到高速逐級離心,用于分離不同大小的細胞和細胞器。差速離心中細胞器沉降的順序依次為:核、線粒體、溶酶體與過氧化物酶體、內質網(wǎng)與高基體、最后為核蛋白體。由于各種細胞器在大小和密度上相互重疊,而且某些慢沉降顆粒常常被快沉降顆粒裹到沉淀塊中,一般重復2~3次效果會好一些。差速離心只用于分離大小懸殊的細胞,更多用于分離細胞器。通過差速離心可將細胞器初步分離,常需進一步通過密度梯離心再行分離純化。

2.密度梯度離心法

密度梯度離心法是用一定的介質在離心管內形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度,將細胞混懸液或勻漿置于介質的頂部,通過重力或離心力場的作用使細胞分層、分離。這類分離又可分為速度沉降和等密度沉降平衡兩種。密度梯度離心常用的介質為氯化銫、蔗糖和多聚蔗糖。此外,還有葡聚糖、硝基苯基乙醇和碘巴比妥酸鈉等介質可用于密度梯度離心。

3.細胞裂解法

細胞裂解法是最常用的細胞器分離方法之一,其基本原理是通過破壞細胞膜,釋放細胞器到細胞質中。常見的細胞裂解方法有三種:機械裂解、超聲波裂解和溫和洗脫。機械裂解是通過機械力破碎細胞,如玻璃棒破碎、高壓均質器等。超聲波裂解是利用超聲波的機械能來破壞細胞膜,釋放細胞器。溫和洗脫是將細胞置于溫和的緩沖液中,使細胞膜溶解,釋放細胞器到溶液中。

其他方法:

除了上述方法外,還有冷凍斷裂法等特殊的細胞分離方法。冷凍斷裂法通過將生物樣品迅速冷凍至極低溫度,然后通過冷凍樣品的斷裂面來分離細胞器。這種方法可以保持細胞的原始結構和組織,使科學家們能夠觀察到細胞器的真實形態(tài)和互相之間的關系。冷凍斷裂法在電子顯微鏡下應用較為廣泛。8.【答案】D【解析】【解答】A、核仁與某種RNA的合成有關,但細胞核才是細胞代謝和遺傳的控制中心,A錯誤;B、中心體存在于動物和低等植物中,有中心體不一定是動物細胞,B錯誤;C、核孔是大分子物質進出細胞核的通道,其具有選擇性,DNA不能通過核孔進出細胞核,C錯誤;D、內質網(wǎng)膜和高爾基體膜之間通過囊泡進行間接聯(lián)系,與細胞膜和核膜直接相連,D正確。故答案為:D。【分析】細胞核是細胞中的一個重要結構,其結構和功能對于細胞的正常運作至關重要。以下是對細胞核結構和功能的詳細解釋:細胞核的結構:

1.核膜:核膜是細胞核表面的一層薄膜,它起著分隔細胞核和細胞質的作用。核膜上有許多小孔,稱為核孔,它們允許核與細胞質之間進行物質交換和信息交流。

2.核孔:雖然核孔不是所有描述中都明確提到的部分,但它是核膜上的重要結構,負責控制物質進出細胞核。

3.染色質:染色質是細胞核內的重要成分,由DNA和蛋白質組成。在細胞分裂期間,染色質會高度螺旋化形成染色體。染色質/染色體是遺傳信息的載體。

4.核仁:核仁是真核細胞在間期核內出現(xiàn)的一種結構,主要功能是合成、加工rRNA或預rRNA,并進行核糖體亞基的裝配工作。核仁的數(shù)量、形狀和大小可能因生物種類、細胞形態(tài)和生理狀態(tài)而異。

5.核基質:核基質是指除了染色質和核仁以外的核內部分,包括核液和核骨架。核液是細胞核中的液體基質,而核骨架則起到支撐核膜和維持細胞核形態(tài)的作用。

細胞核的功能:

1.存儲和復制遺傳物質:細胞核是遺傳物質DNA的主要儲存場所。DNA在細胞核內得到安全儲存,并在細胞分裂時復制并傳遞給子細胞,確保遺傳信息的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

2.控制基因表達:細胞核內的蛋白質和DNA分子可以組成復雜的調控網(wǎng)絡,控制基因的表達或抑制。這對于細胞的生長、分化和功能實現(xiàn)至關重要。

3.合成RNA:細胞核內的RNA聚合酶能夠利用DNA模板合成RNA分子,這些RNA分子隨后被轉運到細胞質中,參與蛋白質的合成。

4.控制細胞的遺傳、生長和發(fā)育:細胞核是細胞的控制中心,通過調節(jié)基因表達、轉錄和翻譯等過程,控制細胞的遺傳特性、生長和發(fā)育。

5.參與細胞代謝和信號傳導:細胞核還參與細胞內的代謝活動和信號傳導過程,對細胞的整體功能進行調控。9.【答案】B【解析】【解答】A、因為間隙連接中心有允許物質通過的孔道,并且間隙連接通過相鄰細胞膜上的兩個連接子對接,所以連接子蛋白貫穿2層磷脂分子,A正確;B、間隙連接通過相鄰細胞膜上的兩個連接子對接,間隙連接中心有允許物質通過的孔道,故間隙連接的存在能增強細胞與細胞之間的物質交換,B錯誤;C、由題,細胞內pH值降低導致通透性下降,如果連接子蛋白磷酸化,此時會使通透性增強,所以細胞可通過調節(jié)連接子蛋白的空間結構來調節(jié)間隙連接的通透性,C正確;D、間隙連接與高等植物的胞間連絲均具有細胞間信息交流的作用,間隙連接中心有允許信號分子等通過的孔道,D正確。故答案為:B。【分析】細胞信息交流的方式可以歸納為以下三種主要方式:1.相鄰細胞間直接接觸:

細胞膜上的信號分子或受體直接與其他細胞的細胞膜上的受體或信號分子結合,從而實現(xiàn)信息的直接傳遞。例如,精子和卵細胞之間的識別和結合就是典型的細胞間直接接觸的信息交流方式。

2.相鄰細胞間形成通道使細胞相互溝通:

相鄰細胞之間形成通道,攜帶信息的物質通過這些通道從一個細胞進入另一個細胞。這種方式常見于高等植物細胞之間,它們通過胞間連絲相互連接,實現(xiàn)細胞間的信息交流。胞間連絲貫穿兩個相鄰的植物細胞的細胞壁,并連接兩個原生質體的胞質絲,使相鄰細胞的原生質連通,是植物物質運輸、信息傳導的特有結構。

3.通過體液的作用來完成的間接交流:

-細胞分泌的化學物質(如激素、神經(jīng)遞質等)隨體液(如血液、淋巴液等)到達全身各處,與靶細胞細胞膜表面的受體結合,將信息傳遞給靶細胞。例如,內分泌細胞分泌的激素通過血液循環(huán)運輸?shù)桨屑毎?,并與靶細胞上的受體結合,從而傳遞信息。

此外,還有一些特殊的信息交流方式,如外泌體參與的信息交流。外泌體是細胞分泌的膜性小泡,其內含有蛋白質、核酸、脂質等分子,可以通過膜表面信號分子的直接作用、膜融合時內容物的胞內調節(jié)以及生物活性成分的釋放調節(jié)等方式參與細胞間的信息交流。10.【答案】B【解析】【解答】A、據(jù)圖,重構胚在加入中Kdm4d的mRNA和TSA之后發(fā)育成克隆鼠,而Kdm4d可以使組蛋白去甲基化,因為其mRNA表達產(chǎn)物為組蛋白去甲基化酶,TSA為組蛋白脫乙酰酶抑制劑,抑制組蛋白脫乙酰酶的作用從而保持組蛋白乙?;唇M蛋白乙?;腿ゼ谆欣谥貥嬇吆罄m(xù)的胚胎發(fā)育過程,A錯誤;B、在體細胞核移植過程中,要使其完成細胞分裂和發(fā)育進程,需要用物理方法或化學方法(如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白質合成酶抑制劑等)激活重構胚,B正確;C、③為動物細胞融合的過程,所用的是滅活的病毒來誘導動物細胞發(fā)生融合,C錯誤;D、圖示流程運用了體細胞核移植、胚胎移植等技術,并未運用重組DNA技術,D錯誤。故答案為:B?!痉治觥勘碛^遺傳是指在基因的DNA序列沒有發(fā)生改變的情況下,基因功能發(fā)生了可遺傳的變化,并最終導致了表型的變化。這種改變是細胞內除了遺傳信息以外的其他可遺傳物質發(fā)生的改變,且這種改變在發(fā)育和細胞增殖過程中能穩(wěn)定傳遞。以下是對表觀遺傳的詳細解釋:1.可遺傳性:表觀遺傳的改變可以通過有絲分裂或減數(shù)分裂,在細胞或個體世代間遺傳。

2.可逆性:表觀遺傳改變具有可逆性,即基因表達可以在一定條件下發(fā)生改變。

3.無DNA序列改變:表觀遺傳變化不涉及DNA序列的改變,或不能用DNA序列變化來解釋。

表觀遺傳的主要機制包括:

1.DNA修飾:如DNA甲基化,是目前研究最充分的表觀遺傳修飾形式。DNA甲基化一般與基因沉默相關聯(lián),正常的甲基化對于維持細胞的生長及代謝等是必需的,而異常的DNA甲基化則會引發(fā)疾?。ㄈ缒[瘤)。

2.組蛋白修飾:真核生物DNA被組蛋白組成的核小體緊密包繞,組蛋白上的許多位點都可以被修飾,尤其是賴氨酸。組蛋白修飾可影響組蛋白與DNA雙鏈的親和性,從而改變染色質的疏松和凝集狀態(tài),進而影響轉錄因子等調節(jié)蛋白與染色質的結合,影響基因表達。

3.非編碼RNA調控:非編碼RNA指不能翻譯為蛋白質的,具有調控作用的功能性RNA分子,在調控基因表達過程中發(fā)揮著很大的作用。

4.染色質重塑:染色質重塑復合物介導的一系列以染色質上核小體變化為基本特征的生物學過程,對于調控基因表達有著重要影響。11.【答案】D【解析】【解答】A、據(jù)圖,巰基乙醇和尿素處理后胰核糖核酸酶的二硫鍵被打開從而形成非折疊狀態(tài),此時胰核糖核酸酶沒有活性,A正確;B、天然折疊狀態(tài),酶有催化活性,在非折疊狀態(tài)下酶無活性,所以蛋白質的結構影響其功能,B正確;C、該蛋白質的氨基酸序列影響蛋白質分子中二硫鍵的位置,所以特定的氨基酸之間才能形成-S-S-,C正確;D、非折疊狀態(tài)的該酶4個二硫鍵被斷開,形成8個-SH,因此相對分子質量比天然狀態(tài)多8,D錯誤。故答案為:D?!痉治觥康鞍踪|的合成是生物體內一個復雜而精細的過程,它涉及到DNA、mRNA和tRNA等多種生物分子的參與。蛋白質合成的主要過程可以概括為以下幾個階段:

1.轉錄:這是蛋白質合成的第一步,發(fā)生在細胞核內。DNA中的遺傳信息通過轉錄過程被轉錄成mRNA(信使核糖核酸)。mRNA上的堿基排列順序與DNA模板鏈上的堿基排列順序是互補的,這個過程由RNA聚合酶催化。

2.翻譯:mRNA從細胞核轉移到細胞質中的核糖體上,作為模板指導蛋白質的合成。這個過程稱為翻譯,即把mRNA分子中堿基排列順序轉變?yōu)榈鞍踪|或多肽鏈中的氨基酸排列順序。在核糖體內,tRNA(轉運RNA)作為氨基酸的載體,將特定的氨基酸運送到核糖體上,并按照mRNA上的遺傳信息順序連接起來,形成多肽鏈。

3.翻譯后修飾:新合成的多肽鏈在核糖體上釋放后,通常需要經(jīng)過一系列的翻譯后修飾才能成為具有生物活性的蛋白質。這些修飾包括切除N端的甲酰甲硫氨酸(真核生物中為甲硫氨酸)、形成二硫鍵、氨基酸殘基的修飾、肽段的切除、構象形成以及亞基的聚合等。

4.蛋白質折疊:多肽鏈在翻譯后修飾過程中會逐漸折疊成具有特定空間結構的蛋白質。這種折疊過程是由蛋白質內部的氨基酸序列所決定的,同時也受到環(huán)境因素如溫度、pH值和離子強度等的影響。

蛋白質是生物體內一類重要的生物大分子,它們具有多種多樣的功能,包括但不限于以下幾個方面:

1.結構功能:蛋白質是構成細胞和組織的主要成分,如肌肉、骨骼、皮膚、毛發(fā)、指甲等都是由蛋白質組成的。它們?yōu)樯矬w提供結構支持,保持形態(tài)和穩(wěn)定性。

2.催化功能:許多蛋白質具有酶活性,能夠催化生物體內的化學反應。這些酶能夠加速反應速率,降低反應所需的能量,從而推動生物體的代謝過程。

3.運輸功能:蛋白質在生物體內起著運輸?shù)淖饔茫缪t蛋白負責運輸氧氣,載脂蛋白負責運輸脂肪等。這些蛋白質能夠確保營養(yǎng)物質和代謝廢物在生物體內的有效運輸。

4.信息傳導功能:蛋白質在細胞信號傳導過程中發(fā)揮著重要作用。它們能夠作為受體、配體或信號分子,參與細胞間的通訊和調節(jié)細胞的生長、分化、凋亡等過程。

5.免疫功能:免疫系統(tǒng)中的許多成分都是蛋白質,如抗體、補體等。這些蛋白質能夠識別并清除外來病原體,保護生物體免受感染。

6.儲存和調節(jié)功能:某些蛋白質還具有儲存和調節(jié)功能。例如,鐵蛋白能夠儲存鐵元素,并在需要時釋放給細胞使用;激素類蛋白質則能夠調節(jié)生物體的生理功能和代謝過程。12.【答案】D【解析】【解答】A、由圖,H2O可以通過自由擴散和協(xié)助擴散兩種方式進入海水稻細胞,A正確;B、如圖,海水稻細胞可形成囊泡運輸抗菌蛋白,胞吐方式分泌抗菌蛋白,B正確;C、圖中液泡吸收Na+從低濃度到高濃度,為了防止在高濃度的環(huán)境下失水,故逆濃度梯度增大細胞液的濃度以適應高濃度環(huán)境,C正確;D、圖中液泡內pH=5.5,細胞質基質pH=7.5,因此H+從細胞質基質運入液泡是逆濃度梯度,方式是主動運輸,需要消耗能量,D錯誤。故答案為:D?!痉治觥糠肿拥目缒み\輸是生物學中一個重要的過程,它涉及到細胞內外物質的交換。根據(jù)搜索結果,分子的跨膜運輸主要分為以下幾種方式:1.自由擴散:

自由擴散是最簡單的跨膜運輸方式。它不需要能量,也不需要膜蛋白的協(xié)助。

這種方式主要適用于脂溶性高、分子量小的物質,如O2、CO2、N2、乙醇、尿素以及水分子等。

這些物質會順著濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側擴散,直到膜兩側的濃度差消失。

2.協(xié)助擴散:

協(xié)助擴散是一種被動運輸方式,需要膜蛋白(如載體蛋白或通道蛋白)的協(xié)助,但不需要能量。

這種方式適用于分子量較大的極性小分子,如葡萄糖、氨基酸等,它們不能通過自由擴散穿過細胞膜,但可以與膜上的載體蛋白結合,通過載體蛋白的構象變化實現(xiàn)跨膜運輸。

另外,一些帶電離子(如Na+、K+、Ca2+等)也可以通過特定的通道蛋白(如Na+通道、K+通道等)進行協(xié)助擴散。

3.主動運輸:

主動運輸是一種需要細胞提供能量的跨膜運輸方式。

它主要適用于帶電離子、氨基酸、各種無機鹽離子、葡萄糖等不能通過自由擴散或協(xié)助擴散進行跨膜運輸?shù)奈镔|。

主動運輸通常通過離子泵(如鈉鉀泵)或轉運體膜蛋白來實現(xiàn),這些膜蛋白能夠利用ATP分解產(chǎn)生的能量,將物質逆濃度梯度或電位梯度進行跨膜運輸。

4.胞吞作用和胞吐作用:

對于大分子物質和顆粒性物質(如蛋白質、多糖、細菌等),細胞通常通過內吞作用和外排作用進行跨膜運輸。

胞吞作用是指細胞從外界攝入大分子顆粒,并將其包裹在囊泡內,然后轉運到細胞內的過程。

胞吐作用則是細胞內物質先被囊泡裹入形成分泌泡,然后與細胞膜接觸、融合并向外釋放被裹入的物質的過程。13.【答案】B【解析】【解答】A、原生質體融合可能有多種情況,經(jīng)過植物組織培養(yǎng)得到的植株可能有多種類型,所以對這些植株進行篩選鑒定后能獲得產(chǎn)紫杉醇的柴胡,A正確;B、碘乙酰胺處理使細胞質中某些酶失活,X射線處理能隨機破壞染色體結構,所以A處理為X射線處理,B處理為碘乙酰胺處理,B錯誤;C、誘導植物原生質體融合的方法有化學方法:聚乙二醇來誘導,物理法:振動、離心、電激等;故可以用高Ca2+-高pH融合法、離心法等方法誘導原生質體融合,C正確;D、在培養(yǎng)的過程中,需要用選擇性培養(yǎng)基來篩選,只有異源、融合的原生質體在該培養(yǎng)基上可以生存下來,才可持續(xù)分裂形成再生細胞團,D正確。故答案為:B。【分析】植物體細胞雜交技術,又稱原生質體融合,是一種通過人工方法將植物不同種、屬,甚至科間的原生質體誘導融合,然后進行離體培養(yǎng),使其再生雜種植株的技術。以下是關于植物體細胞雜交技術的詳細解釋:定義與原理:

植物體細胞雜交技術利用植物細胞的全能性,通過去除細胞壁(即原生質體制備),將兩個或多個不同植物的原生質體融合,形成雜種細胞。這些雜種細胞在適宜的條件下經(jīng)過離體培養(yǎng),可以再生成為完整的雜種植株。該技術的原理包括細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。

過程:

植物體細胞雜交技術主要包括以下幾個步驟:

1.原生質體制備:使用纖維素酶和果膠酶去除植物細胞的細胞壁,得到原生質體。

2.原生質體融合:通過物理方法(如離心、振動、電激)或化學方法(如聚乙二醇,PEG)誘導原生質體融合。其中,PEG誘導融合法因其融合成本低、融合子產(chǎn)生的異核率高且不受物種限制而得到廣泛應用。電融合法則具有不存在對細胞的毒害問題、融合效率高和操作簡便等優(yōu)點。

3.雜種細胞的篩選和培養(yǎng):通過機械法、生理法或遺傳法篩選出雜種細胞,并進行離體培養(yǎng)。

4.雜種細胞的再生和鑒定:雜種細胞經(jīng)過培養(yǎng)形成愈傷組織,再進一步誘導分化為完整的雜種植株。通過形態(tài)學、細胞學、生化和分子等手段對雜種植株進行鑒定。

優(yōu)點與應用:

植物體細胞雜交技術的主要優(yōu)點在于能夠克服遠緣雜交不親和的障礙,擴大雜交親本范圍,從而培育出新的優(yōu)良品種。例如,“白菜-甘藍”雜種植株相比白菜具有生長期短、耐熱性強和易儲藏等優(yōu)點。此外,該技術還可用于親代、子代的性狀表現(xiàn)和相關理論與實際問題的研究。14.【答案】A【解析】【解答】A、圖1是從高濃度到低濃度,所以屬于協(xié)助擴散,圖2離子通道型受體介導離子跨膜運輸時順濃度梯度,這個過程不消耗能量,所以也是協(xié)助擴散,故圖一圖二均為協(xié)助擴散,A正確;B、圖1和圖2都是被動運輸不消耗能量,細胞缺氧不會影響圖一,也不會影響圖二,B錯誤;C、抑制性神經(jīng)遞質可作為一種配體,來開啟突觸后膜的Cl-通道,使Cl-進入下一神經(jīng)元,從而維持靜息電位,C錯誤;D、載體蛋白與葡萄糖特異性結合從而導致載體蛋白的構象變化,所以載體蛋白的構象變化跟氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序都沒有關系,D錯誤。故答案為:A。【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知:離子通道型受體與細胞內或外的特定配體結合后發(fā)生反應,引起門通道蛋白的一種成分發(fā)生構型變化,使“門”打開,介導離子順濃度梯度通過細胞膜,屬于協(xié)助擴散,不需要消耗能量。

分子進出細胞的方式主要包括以下幾種:

1.自由擴散:這是最基本的物質跨膜運輸方式,物質通過細胞膜的自然滲透作用進行移動。自由擴散主要受分子的大小、脂溶性和電荷影響。小分子、非極性分子(如氧氣、二氧化碳)和脂溶性高的分子通常容易通過自由擴散進出細胞。

2.協(xié)助擴散:某些分子不能通過自由擴散有效地進出細胞,這時需要借助膜蛋白的幫助。協(xié)助擴散不需要能量,但需要特定的載體蛋白。載體蛋白結合特定的分子,并改變其構型,使其通過膜。例如,葡萄糖通過紅細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白(GLUT)以協(xié)助擴散的方式進入細胞。

3.主動運輸:這是細胞消耗能量來逆濃度梯度運輸分子的過程。主動運輸對維持細胞內外某些物質的特定濃度至關重要,如離子和營養(yǎng)物質。例如,鈉-鉀泵(Na+/K+ATPase)通過消耗ATP來將鈉離子送出細胞,將鉀離子帶入細胞。

4.胞吞和胞吐作用:這些是涉及大分子和顆粒通過膜內陷或外翻進出細胞的過程。胞吞作用包括受體介導的內吞、吞噬作用等,而胞吐作用則涉及分泌顆粒的融合和內容物的釋放。

5.滲透作用:這是水分子通過選擇性滲透過半透膜的過程。在生物體內,滲透作用調節(jié)細胞內外的水分平衡。

6.離子通道:這些是形成在細胞膜上的通道,允許特定的離子如鈉、鉀、鈣等離子通過。離子通道可以是持續(xù)開放的,也可以由電壓、化學物質或其他信號調節(jié)其開閉。15.【答案】C【解析】【解答】A、葉綠體無組蛋白結合并能進行獨立的復制和轉錄,且葉綠體內DNA分子為裸露的環(huán)狀雙鏈結構,表明葉綠體與藍細菌在DNA上的相似性,A正確;B、葉綠體與藍細菌中核糖體相似,且其中核糖體比真核細胞中核糖體小,所以葉綠體與藍細菌在細胞器上的相似性,B正確;C、葉綠體內蛋白質多數(shù)由核DNA指導合成,少數(shù)由葉綠體DNA指導合成,所以葉綠體與細胞核的密切聯(lián)系,不支持內共生假說,C錯誤;D、葉綠體內外膜的化學成分是不同的,外膜與真核細胞膜一致,所以葉綠體可能是被真核細胞吞噬捕獲而來,D正確。故答案為:C?!痉治觥績裙采僬f是一種關于真核細胞起源的假說,它主要解釋了真核細胞中線粒體和葉綠體的起源。以下是對內共生假說的詳細解釋:

定義與背景:

內共生假說認為,線粒體和葉綠體這些細胞器最初是獨立的細菌或藍藻,被原始的真核生物吞噬后,在長期的共生過程中,通過演變形成了現(xiàn)在的線粒體和葉綠體。這一假說由美國生物學家琳·馬古利斯在1970年出版的《真核細胞的起源》一書中正式提出,并在其后的研究中得到廣泛推廣和驗證。

主要內容:

1.線粒體的起源:

原始的真核生物吞噬了一種可進行三羧酸循環(huán)和電子傳遞的革蘭氏陰性菌(即原線粒體),這種細菌在共生過程中逐漸演變成了現(xiàn)在的線粒體。

共生關系對共生體和宿主都有好處,宿主獲得了額外的能量來源,而細菌則得到了一個穩(wěn)定的生存環(huán)境。

2.葉綠體的起源:

藍藻被原始的真核生物吞噬后,經(jīng)過共生演化形成了葉綠體。葉綠體能夠進行光合作用,為宿主提供能量和有機物。

3.其他細胞器的起源:

除了線粒體和葉綠體,馬古利斯還提出螺旋體被吞噬后經(jīng)過共生能變成原始鞭毛等細胞器。然而,這一觀點并未被廣泛接受。

證據(jù)與驗證:

1.共生現(xiàn)象的普遍性:共生是生物界的普遍現(xiàn)象,如根瘤菌與豆科植物的共生關系、藍藻或綠藻與真菌共生形成地衣等。

2.遺傳物質的相似性:線粒體和葉綠體都有其獨特的DNA,可以自行復制,不完全受核DNA的控制。它們的DNA與細菌和藍藻的DNA相似,而與細胞核的DNA差別較大。

3.蛋白質合成系統(tǒng)的獨立性:線粒體和葉綠體都有自己特殊的蛋白質合成系統(tǒng),不受核的合成系統(tǒng)的控制。它們的核糖體組成與細菌和藍藻相似,而與真核生物的核糖體不同。

4.膜結構的差異:線粒體和葉綠體的內、外膜有顯著差異,內、外膜之間充滿了液體。外膜與宿主細胞的膜相似,而內膜則與細菌和藍藻的膜相似。16.【答案】C【解析】【解答】A、據(jù)題,在圍繞葉片的空氣穩(wěn)定時葉片表面的靜止空氣層較厚,從而成為水氣從葉片散失時的主要阻力,此時增加氣孔的開度對蒸騰速率的影響很小,所以在靜止空氣中,氣孔開度對蒸騰作用的控制能力較小,A正確;B、由圖可知,蒸騰流量在流動空氣中隨氣孔開度的增加而增加的比較明顯,B正確;C、植物葉片的絨毛會影響水蒸氣從葉片擴散到大氣的過程,降低了植物的蒸騰作用,不利于植物對無機鹽的運輸,C錯誤;D、植物在流動空氣中可通過調節(jié)葉片的方向與日光平行來減少蒸騰作用,D正確。故答案為:C。【分析】界面層的厚度主要受風速和葉片大小決定。當圍繞葉片的空氣穩(wěn)定時,葉片表面的靜止空氣層較厚,從而成為水氣從葉片散失時的主要阻力,此時增加氣孔的開度對蒸騰速率的影響很小。氣孔開度對植物葉片細胞的呼吸作用有重要影響。氣孔是植物葉片表面的微小開口,它們起著植物呼吸和光合作用的關鍵作用。以下是氣孔開度對植物葉片細胞呼吸作用的具體影響:

1.氣體交換:氣孔是植物葉片與外界進行氣體交換的主要通道。當氣孔開放時,植物可以吸收空氣中的二氧化碳(CO2),這是呼吸作用和光合作用的重要原料。同時,氣孔也允許植物釋放氧氣(O2),這是光合作用的產(chǎn)物之一。因此,氣孔的開度直接影響植物葉片細胞與外界環(huán)境的氣體交換效率。

2.呼吸作用速率:氣孔的開度通過影響CO2的供應來影響呼吸作用速率。呼吸作用需要CO2作為底物,因此當氣孔開放度增加時,更多的CO2可以進入葉片細胞,從而可能提高呼吸作用的速率。然而,這種影響并不是線性的,因為呼吸作用還受到其他多種因素的調節(jié),如溫度、氧氣濃度、底物供應等。

3.水分平衡:氣孔的開閉還涉及植物的水分平衡。開放的氣孔會導致植物水分的蒸發(fā),即蒸騰作用。為了避免水分過度流失,植物在干燥或炎熱的環(huán)境中會關閉氣孔,以減少蒸騰作用造成的水分損失。然而,關閉氣孔也會限制CO2的吸收,從而影響呼吸作用。因此,植物通過調節(jié)氣孔的開度來實現(xiàn)呼吸作用、光合作用和蒸騰作用之間的平衡。

4.氣孔導度:氣孔導度表示的是氣孔張開的程度,它是影響植物光合作用、呼吸作用及蒸騰作用的主要因素。氣孔導度的變化會直接影響葉片細胞與外界環(huán)境的氣體交換速率,包括CO2的吸收和O2的釋放,從而影響呼吸作用的進行?!敬鸢浮?7.下降;結合水越多,細胞抵抗寒冷的能力越強18.無效;糖類在供應充足的情況下,可以大量轉化為脂肪19.相同質量的脂肪與糖類相比,脂肪含有較多的C、H元素,氧元素含量相對較少,脂肪需要較多的氧氣20.細胞膜;降低【解析】【解答】(1)冬季來臨時,冬小麥細胞內結合水的比例逐漸上升并且自由水的比例逐漸降低,自由水和結合水的比值下降,這種變化可以避免氣溫下降,增強了植株的抗逆性,自由水過多導致結冰而損害自身,這是植物適應環(huán)境的一種表現(xiàn)。(2)糖類在供應充足的情況下可以大量轉化為脂肪,故高蛋白高淀粉低脂的減肥餐對減肥是無效的。(3)油菜種子含脂肪較多,相同質量的脂肪與糖類相比,前者含有較多的C、H元素,氧元素含量相對較少,脂肪需要較多的氧氣,所以種植植物時需要適當淺播。(4)膽固醇在人體內不僅參與血液中脂質的運輸,還是構成細胞膜的重要成分。由圖,25℃以上時,含膽固醇的人工膜的微粘度高于不含膽固醇的人工膜,由于微粘度與流動性負相關,所以在人體正常體溫條件下,膽固醇能降低膜流動性。

【分析】脂質是一類低溶于水而高溶于非極性溶劑的生物有機分子。大多數(shù)脂質的化學本質是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。脂質的元素組成主要是碳、氫、氧,有的還含有氮、磷、硫。脂質在生物體內起著多種重要作用,以下是關于脂質的詳細解釋:一、脂質的分類:

脂質按化學組成可分為以下幾大類:

1.單純脂質:由脂肪酸和甘油形成的酯,如甘油三酯(中性脂肪)和蠟。

2.復合脂質:單純脂加上磷酸等基團產(chǎn)生的衍生物,如磷脂(包括甘油磷脂和鞘磷脂)和糖脂。

3.活性脂質:具有專一的重要生物活性,包括類固醇(如雄性激素、雌性激素和腎上腺皮質激素)和某些維生素(如維生素A、D、E、K)。

二、脂質的功能:

脂質在生物體內具有多種重要功能,包括但不限于:

1.能量存儲:脂肪可在人體內儲存大量能量,是人體主要的能量儲備資源。

2.提供必需脂肪酸:脂肪能提供人體所不能合成的必需脂肪酸,如亞油酸和亞麻酸等。

3.構成生物膜:磷脂是構成生物膜的主要成分,它們具有“雙層膜”的結構,保護細胞、維持細胞內穩(wěn)定的環(huán)境。

4.傳遞細胞信號:磷脂酰肌醇是第二信使的前體,參與細胞內的信號傳遞。

5.調節(jié)生理過程:膽固醇及其衍生物在調節(jié)機體脂類物質的吸收、鈣磷代謝以及荷爾蒙合成等方面起著重要作用。

三、脂質的生物合成:

脂質的生物合成是一個復雜的過程,涉及多個酶和途徑。以脂肪酸合成為例,乙酰輔酶A(acetyl-CoA)提供最初兩個碳,隨后丙二酰輔酶A(malonyl-CoA)逐次提供兩個碳,在脂肪酸合酶復合體的催化下,經(jīng)過縮合、羰基還原、脫水和雙鍵還原等步驟,最終生成飽和脂肪酸。17.冬季來臨時,冬小麥細胞內結合水的比例逐漸上升并且自由水的比例逐漸降低,自由水和結合水的比值下降,這種變化可以避免氣溫下降,增強了植株的抗逆性,自由水過多導致結冰而損害自身,這是植物適應環(huán)境的一種表現(xiàn)。18.糖類在供應充足的情況下可以大量轉化為脂肪,故高蛋白高淀粉低脂的減肥餐對減肥是無效的。19.油菜種子含脂肪較多,相同質量的脂肪與糖類相比,前者含有較多的C、H元素,氧元素含量相對較少,脂肪需要較多的氧氣,所以種植植物時需要適當淺播。20.膽固醇在人體內不僅參與血液中脂質的運輸,還是構成細胞膜的重要成分。由圖,25℃以上時,含膽固醇的人工膜的微粘度高于不含膽固醇的人工膜,由于微粘度與流動性負相關,所以在人體正常體溫條件下,膽固醇能降低膜流動性。【答案】21.高爾基體;細胞膜;否22.DP(或SRP受體)23.信號序列不能被SRP識別,無法引導核糖體附著至內質網(wǎng)上,信號序列不能被切除24.加工蛋白質25.含有;不能【解析】【解答】(1)分泌蛋白的合成分泌過程中,折疊的蛋白質經(jīng)內質網(wǎng)后,會被依次運往高爾基體、細胞膜,最后分泌至細胞外發(fā)揮作用。如果用3H標記羧基,在氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成蛋白質的過程中,會脫掉羧基上的H生成水,這樣無法追蹤上述蛋白質的合成和運輸過程,所以不能用3H標記亮氨酸的羧基來追蹤這一過程。

(2)對比組別2和3的結果可知,組別2反應體系中不存在內質網(wǎng),則合成的肽鏈比正常肽鏈少一段。由圖,只有結合了信號序列的SRP與內質網(wǎng)上的DP即SRP受體識別并結合后,肽鏈的延伸才會繼續(xù)。

(3)如圖,信號序列不能被SRP識別,無法引導核糖體附著至內質網(wǎng)上,信號序列不能被切除,所以組別1中合成的肽鏈比正常肽鏈多一段。

(4)綜合實驗結果說明內質網(wǎng)能切除信號序列,并且具有加工蛋白質功能。

(5)①組別2中反應體系中沒有內質網(wǎng),不能將信號序列切除,所以組別2中的肽鏈含有信號序列。

②根據(jù)題干信息“游離核糖體最初合成的一段氨基酸序列作為信號序列,被位于細胞質基質中的信號識別顆粒(SRP)識別,新生肽與SRP結合后,停止蛋白質的合成,只有引導核糖體附著于內質網(wǎng)上,才能繼續(xù)蛋白質的合成”,所以在合成新生肽階段就切除了信號序列,游離的核糖體不能附著于內質網(wǎng)上。

【分析】分泌蛋白的合成過程是一個高度有序且復雜的生物化學反應過程,涉及多個細胞器和多種酶的參與。以下是分泌蛋白合成過程的詳細步驟:1.氨基酸的活化與多肽鏈的合成:

在細胞質基質中,氨基酸在氨酰-tRNA合成酶的作用下被激活,形成氨酰-tRNA。然后,這些氨酰-tRNA通過核糖體上的mRNA模板引導,按照遺傳密碼進行多肽鏈的合成。

2.新生肽鏈的折疊與修飾:

新合成的多肽鏈在細胞質中進行初步的折疊和修飾,形成具有一定空間結構的蛋白質。

3.信號肽的識別與切除:

帶有信號肽的新生蛋白在合成后,通過信號肽識別機制被運送到內質網(wǎng)。在內質網(wǎng)中,信號肽被信號肽酶水解切除。

4.內質網(wǎng)中的加工與運輸:

切除信號肽后的蛋白在內質網(wǎng)中進行進一步的折疊、修飾和組裝,然后以囊泡的形式被運送到高爾基體。

5.高爾基體中的進一步加工與包裝:

在高爾基體中,蛋白質進行進一步的糖基化、二硫鍵的形成等修飾,并按照其目的地址被分選到不同的囊泡中。

6.囊泡運輸至細胞膜并胞吐釋放:

含有分泌蛋白的囊泡通過與細胞膜融合的方式將蛋白質釋放到細胞外環(huán)境中,這一過程稱為胞吐作用。21.分泌蛋白的合成分泌過程中,折疊的蛋白質經(jīng)內質網(wǎng)后,會被依次運往高爾基體、細胞膜,最后分泌至細胞外發(fā)揮作用。如果用3H標記羧基,在氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成蛋白質的過程中,會脫掉羧基上的H生成水,這樣無法追蹤上述蛋白質的合成和運輸過程,所以不能用3H標記亮氨酸的羧基來追蹤這一過程。22.對比組別2和3的結果,組別2反應體系中不存在內質網(wǎng),則合成的肽鏈比正常肽鏈少一段。結合圖中信息可知,只有結合了信號序列的SRP與內質網(wǎng)上的DP即SRP受體識別并結合后,肽鏈的延伸才會繼續(xù)。23.如圖,信號序列不能被SRP識別,無法引導核糖體附著至內質網(wǎng)上,信號序列不能被切除,所以組別1中合成的肽鏈比正常肽鏈多一段。24.綜合實驗結果說明內質網(wǎng)能切除信號序列,并且具有加工蛋白質功能。25.①組別2中反應體系中沒有內質網(wǎng),不能將信號序列切除,所以組別2中的肽鏈含有信號序列。

②根據(jù)題干信息“游離核糖體最初合成的一段氨基酸序列作為信號序列,被位于細胞質基質中的信號識別顆粒(SRP)識別,新生肽與SRP結合后,停止蛋白質的合成,只有引導核糖體附著于內質網(wǎng)上,才能繼續(xù)蛋白質的合成”,所以在合成新生肽階段就切除了信號序列,游離的核糖體不能附著于內質網(wǎng)上。26.【答案】(1)P(2)a;細胞膜內外兩側的Na+濃度差形成的勢能(3)一定較高濃度的葡萄糖溶液中(三組濃度相同),培養(yǎng)一段時間,其他條件相同且適宜;培養(yǎng)液中葡萄糖濃度;若丙組培養(yǎng)液中葡萄糖濃度小于甲組,甲組培養(yǎng)液中葡萄糖濃度小于乙組【解析】【解答】(1)糖蛋白只分布在細胞膜的外表面,據(jù)圖可知,糖蛋白分布于P側,故P表示外表面,Q表示內表面。(2)據(jù)圖2可知,當?shù)鞍譙將Na+順濃度梯度運輸進入上皮細胞時,葡萄糖與Na+相伴隨也進入細胞,因此小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是圖1中a類型的主動運輸,此時葡萄糖進入小腸上皮細胞的能量來源是細胞膜內外兩側的Na+濃度差形成的勢能。(3)要驗證當腸腔葡萄糖濃度較高時,葡萄糖既可以通過主動運輸又可以通過協(xié)助擴散進入小腸上皮細胞,且協(xié)助擴散的速度更快,則實驗的自變量應該是設置不同的運輸方式,各組均創(chuàng)造相同的高濃度葡萄糖環(huán)境,比較各組葡萄糖的吸收速率。如甲組敲除了SGLT1載體蛋白基因的小腸上皮細胞只能進行協(xié)助擴散,乙組敲除了GLUT2載體蛋白基因的小腸上皮細胞只能進行主動運輸,丙組正常的小腸上皮細胞可以同時進行主動運輸和協(xié)助擴散,將甲、乙、兩三組細胞分別置于相同濃度的高濃度葡萄糖溶液中,培養(yǎng)一段時間,其他條件相同且適宜,并檢測培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度。實驗結果:丙組同時進行主動運輸和協(xié)助擴散,葡萄糖的吸收速率最快,故培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度最?。挥捎趨f(xié)助擴散的速率大于主動運輸,故乙組吸收葡萄糖的速率慢,培養(yǎng)液中葡萄糖的剩余量最多,濃度最大,即丙組培養(yǎng)液中葡萄糖濃度小于甲組,甲組培養(yǎng)液中葡萄糖濃度小于乙組。

【分析】主動運輸是一種生物膜上的載體介導的跨膜運輸過程,其特點是需要載體蛋白的協(xié)助,并且必須消耗細胞代謝所產(chǎn)生的能量來完成。具體來說,主動運輸是指物質沿著逆化學濃度梯度差(即物質從低濃度區(qū)移向高濃度區(qū))的運輸方式。

主動運輸?shù)倪^程大致如下:

1.載體蛋白的結合:被運輸?shù)奈镔|首先與膜上載體蛋白的特定部位結合。這些載體蛋白是位于細胞膜上的蛋白質分子,它們具有特定的結構和功能,能夠與特定的物質結合并將其運輸?shù)郊毎麅然蚣毎狻?/p>

2.能量推動:在細胞內化學反應釋放的能量推動下,載體蛋白的空間結構發(fā)生變化。這種能量通常來自ATP的水解,ATP是細胞內的主要能量貨幣。

3.轉運與釋放:載體蛋白將其所結合的離子或分子從細胞膜的一側轉運到另一側,并釋放出來。隨后,載體蛋白恢復原狀,準備再次轉運同種物質的其他離子或分子。

主動運輸在生物體內具有多種重要作用,包括:

維持細胞內穩(wěn)態(tài):通過主動運輸,細胞能夠按照生命活動的需要,主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質,排除代謝廢物和對細胞有害的物質。

吸收營養(yǎng)物質:例如,腸上皮細胞利用主動運輸機制將葡萄糖從腸腔轉運到血液中。

廢物排泄:細胞產(chǎn)生的代謝廢物,如二氧化碳、尿素等,需要通過主動運輸排出細胞。

物質儲備:細胞可以利用主動運輸機制將某些物質儲存在細胞內,以備后用。

滲透壓調節(jié):細胞利用主動運輸機制調節(jié)細胞內的滲透壓,以維持細胞的正常功能。

神經(jīng)信號傳遞:神經(jīng)細胞利用主動運輸機制在神經(jīng)細胞膜上建立鈉鉀電位差,使神經(jīng)信號能夠以電位變化的形式快速傳遞。(1)糖蛋白只分布在細胞膜的外表面,據(jù)圖可知,糖蛋白分布于P側,故P表示外表面,Q表示內表面。(2)據(jù)圖2可知,當?shù)鞍譙將Na+順濃度梯度運輸進入上皮細胞時,葡萄糖與Na+相伴隨也進入細胞,因此小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是圖1中a類型的主動運輸,此時葡萄糖進入小腸上皮細胞的能量來源是細胞膜內外兩側的Na+濃度差形成的勢能。(3)要驗證當腸腔葡萄糖濃度較高時,葡萄糖既可以通過主動運輸又可以通過協(xié)助擴散進入小腸上皮細胞,且協(xié)助擴散的速度更快,則實驗的自變量應該是設置不同的運輸方式,各組均創(chuàng)造相同的高濃度葡萄糖環(huán)境,比較各組葡萄糖的吸收速率。如甲組敲除了SGLT1載體蛋白基因的小腸上皮細胞只能進行協(xié)助擴散,乙組敲除了GLUT2載體蛋白基因的小腸上皮細胞只能進行主動運輸,丙組正常的小腸上皮細胞可以同時進行主動運輸和協(xié)助擴散,將甲、乙、兩三組細胞分別置于相同濃度的高濃度葡萄糖溶液中,培養(yǎng)一段時間,其他條件相同且適宜,并檢測培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度。實驗結果:丙組同時進行主動運輸和協(xié)助擴散,葡萄糖的吸收速率最快,故培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度最?。挥捎趨f(xié)助擴散的速率大于主動運輸,故乙組吸收葡萄糖的速率慢,培養(yǎng)液中葡萄糖的剩余量最多,濃度最大,即丙組培養(yǎng)液中葡萄糖濃度小于甲組,甲組培養(yǎng)液中葡萄糖濃度小于乙組。27.【答案】(1)鑒別;B;(作為空白對照)判斷培養(yǎng)基本身是否被雜菌污染(2)稀釋涂布平板法;氨基酸和維生素(3)維生素B1;區(qū)域3與區(qū)域5的交界處【解析】【解答】(1)限量培養(yǎng)法可用于營養(yǎng)缺陷型菌株的檢出,其原理是野生型菌株在限量培養(yǎng)基上獲取營養(yǎng)物質的能力強于營養(yǎng)缺陷型菌株,從功能上看,限量培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基;圖甲中A菌落直徑大于菌落B,說明A菌落是野生型菌株,所以B為檢出的營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌菌株。該方法中還需將一個未接種的平板同時放在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),其目的是作為空白對照,判斷培養(yǎng)基本身是否被雜菌污染;(2)一個培養(yǎng)基被分成五個區(qū)域,進行對照,接種菌株一般使用稀釋涂布平板法,若培養(yǎng)一段時間后在乙的B(加入的氨基酸)C(加入的維生素)交界

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