自 1972年 Singer 和 Nicolson提出生物膜的“流动镶嵌模型”以来,许多科学家投身这一领域的研究,推动了膜生物学的迅速进展。20世纪80年代,研究者发现生物膜上有许多胆固醇聚集的微结构区,就像水面上漂浮的竹筏一样,由此命名为“脂筏”。脂筏就像蛋白质停泊的平台,一些膜蛋白与脂筏表面的化学基团结合,构成了生物膜上分子排列紧密、结构相对稳定的特定区域。请分析回答问题:
(1)由图 1可知,该细胞膜最可能是________ 细胞的细胞膜。构成膜的基本骨架是________ ,由于________ 的分布使生物膜的结构表现出不对称性。
(2)脂筏的存在________ (填“会”或“不会”)影响膜的流动性,据图2可以判断细菌与该细胞受体的结合会发生在________ (用图中字母答题)侧,该过程体现的细胞膜功能是________ 。
(3)根据流动镶嵌模型分析,由于________ 的原因,水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。后续研究发现,红细胞膜的跨膜蛋白中有一种水通道蛋白,且该蛋白能帮助水分子从低浓度溶液向高浓度溶液方向跨膜运输,水分子借助水通道蛋白的跨膜运输方式是________ 。
(4)哺乳动物红细胞在低浓度溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。请简要写出实验思路和预期实验结果。
实验材料:哺乳动物成熟红细胞,蒸馏水,用溶剂 M 配置的水通道蛋白抑制剂, 溶剂 M等。
实验思路:________ 。
预期结果:________ 。
(1)由图 1可知,该细胞膜最可能是
(2)脂筏的存在
(3)根据流动镶嵌模型分析,由于
(4)哺乳动物红细胞在低浓度溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。请简要写出实验思路和预期实验结果。
实验材料:哺乳动物成熟红细胞,蒸馏水,用溶剂 M 配置的水通道蛋白抑制剂, 溶剂 M等。
实验思路:
预期结果:
更新时间:2023-11-24 13:20:33
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【推荐1】图甲表示四种不同物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异;图乙为细胞膜的流动镶嵌模式图。据图回答下列问题:
(1)图甲中Na+进入细胞速率主要受____________________ 决定,图乙所示的物质d对应的是图甲中的____________ 。
(2)图甲中,细胞内产生CO2的生理过程是_______________ ;CO2的扩散方向是____________ 。
(3)图乙中_______ (填“A”或“B”)侧是细胞膜的外侧,判断的依据是[ ]____________ 。图乙中ATP的构成元素有_______ ,其来源于___________________ (填场所)。
(4)1959年罗伯特森提出了蛋白质-脂质-蛋白质的生物膜模型,他将生物膜描述为静态的统一结构, 但这一观点无法解释______________________________ 等现象(举一例)。
(1)图甲中Na+进入细胞速率主要受
(2)图甲中,细胞内产生CO2的生理过程是
(3)图乙中
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解题方法
【推荐2】哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影。结果如下表:(“+”表示有,“-”表示无)
(1)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的___ (填细胞器),其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入红细胞膜上,使细胞膜___ 性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了As斑块的生长。
(2)膜上有多种蛋白质,由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是___ (写出图中字母及结构名称);G蛋白属于___ (填“载体蛋白”或“通道蛋白”),其特异性表现在___ 。B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的___ 功能有关。
(3)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。(要求:写出实验思路、预期实验结果)___ 。
实验处理 | 蛋白质种类 | 处理后红细胞影的形状 | |||||
A | B | C | D | E | F | ||
试剂甲处理后 | + | + | + | + | - | - | 变得不规则 |
试剂乙处理后 | - | - | + | + | + | + | 还能保持 |
(1)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的
(2)膜上有多种蛋白质,由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是
(3)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。(要求:写出实验思路、预期实验结果)
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【推荐3】细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换,细胞膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞膜的转运方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构。回答下列问题:
(1)图中结构甲的名称是___________ 。据图分析,①方式运输的物质最可能是___________ (填“氨基酸”“氧气”)。生物膜对K+和Cl-的运输存在明显差异,造成这种差异的主要原因是___________ 。
(2)低温处理法,载体蛋白抑制法、细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞,细胞呼吸抑制法会影响图中的___________ (填序号)转运方式;已知某时间段轮藻吸收K+的方式为主动运输,若想抑制K+进入轮藻细胞,而不影响其他物质进出,可选用___________ 法。
(3)已知细胞质基质的pH为7.0,溶酶体内部pH为5.0左右,那么细胞质基质中的H+进入溶酶体内的运输方式与图中___________ (填序号)相同,溶酶体内少量的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,原因是___________ 。
(1)图中结构甲的名称是
(2)低温处理法,载体蛋白抑制法、细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞,细胞呼吸抑制法会影响图中的
(3)已知细胞质基质的pH为7.0,溶酶体内部pH为5.0左右,那么细胞质基质中的H+进入溶酶体内的运输方式与图中
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【推荐1】研究人员就乙烯对水稻胚芽鞘伸长的作用展开了相关研究。
(1)研究表明乙烯能促进水稻种子萌发过程中胚芽鞘的伸长,促进幼苗出土。在此过程中,乙烯与生长素之间具有_______ 效应。
(2)研究人员检测种子出土过程中乙烯释放量和集中在胚芽鞘顶部的蛋白E1含量变化,结果如图1和2。据此推测乙烯与E1的表达呈_______ 相关。(3)ROS(活性氧)在植物生长和抗逆境中发挥重要作用,研究人员推测ROS参与了乙烯对胚芽鞘生长的调控过程,对照V基因的表达产物参与清除ROS。现构建了e1突变体(E1基因突变)、e1/V-OX突变体(E1基因突变、V基因过表达)。观察乙烯处理下不同组的细胞伸长情况,如图3。①对比_________ (填字母)伸长量,说明乙烯通过促进E1基因的表达促进细胞伸长;
②对比b图、e图显示,乙烯处理后,细胞仍有伸长。针对这一现象,提出一种假设_______ 。
③e1/V-OX与e1相比,胚芽鞘细胞长度显著增加。有人认为E基因通过V基因发挥促进细胞伸长的作用。你是否认同该观点并说明理由______ 。
(4)根据以上研究成果,有人提出了培育ROS合成酶基因的缺失突变体水稻品种。请评价该思路____ 。
(1)研究表明乙烯能促进水稻种子萌发过程中胚芽鞘的伸长,促进幼苗出土。在此过程中,乙烯与生长素之间具有
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非选择题-实验题
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解题方法
【推荐2】碘是人体不可缺少的微量元素,研究表明碘缺乏或者碘过量引起甲状腺激素的含量变化与垂体前叶 TSH 细胞之间存在密切的联系,碘缺乏导致甲状腺功能低下已被证实,现在研究表明,碘一般不会对垂体细胞产生影响,但是若剂量过大可促进垂体细胞的肥大增殖,为研究碘剂量对垂体细胞的影响;
材料:足够数量的健康的成年大鼠若干,分别含正常碘含量制剂、5 倍碘含量制剂、10 倍碘含量制剂、50 倍碘含量制剂、100 倍碘含量制剂的饲料。(说明:实验鼠饲养 24 周后检测垂体组织鲜重除以其体重即为垂体相对重量;垂体组织的鲜重及体重测量方法不作要求)
(1)完善实验思路:
①分组编号:_________ ;测量各组小鼠的促甲状腺激素含量,每一组均取五只鼠测量其体重及摘除垂体测量垂体的鲜重并计算垂体的相对重量并记录。
②A 组每天饲喂等量的含正常碘制剂的饲料,____________ 。
③在其他条件相同且适宜条件下饲养,___________ 。
④对各组数据进行统计与处理。
(2)绘制一张表格用来记录和统计实验数据___________ 。
(3)分析与讨论
进一步研究发现,100 倍高碘摄入会对甲状腺细胞造成损伤,对促甲状腺激素的反应性降低, 预测 100 倍碘制剂处理组促甲状腺激素含量变化为___________ (填“升高”、“不变”或“降低”),原因为甲状腺激素含量下降,___________ 。
材料:足够数量的健康的成年大鼠若干,分别含正常碘含量制剂、5 倍碘含量制剂、10 倍碘含量制剂、50 倍碘含量制剂、100 倍碘含量制剂的饲料。(说明:实验鼠饲养 24 周后检测垂体组织鲜重除以其体重即为垂体相对重量;垂体组织的鲜重及体重测量方法不作要求)
(1)完善实验思路:
①分组编号:
②A 组每天饲喂等量的含正常碘制剂的饲料,
③在其他条件相同且适宜条件下饲养,
④对各组数据进行统计与处理。
(2)绘制一张表格用来记录和统计实验数据
(3)分析与讨论
进一步研究发现,100 倍高碘摄入会对甲状腺细胞造成损伤,对促甲状腺激素的反应性降低, 预测 100 倍碘制剂处理组促甲状腺激素含量变化为
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【推荐3】下图表示人体细胞受到新冠病毒攻击后发生的部分免疫应答。请回答下列问题:
(1)图中细胞Ⅰ的名称是_____ 。与功能相适应,细胞Ⅲ具有发达的_____ 等结构。过程③指的是________ 。
(2)当相同抗原再次入侵时,主要是图中_____ (填细胞序号)发挥强烈的二次免疫。
(3)淋巴细胞一般需要两个或以上的信号刺激才能被活化,人体在进化过程中选择这种活化机制的意义可能是_____ 。
(4)2021 年 2 月 25 日,由中国科研团队研发的重组新冠疫苗上市注册申请获得批准。现用若干只健康实验动物、抗体定量检测仪器等进行实验,检测疫苗接种后动物产生抗体的能力。
①实验组分别接种一定量不同浓度的疫苗制剂,对照组_____ 。
②一段时间后检测各组新冠病毒抗体水平,结果如下表所示。
③根据上表信息,接种新冠疫苗的最佳方案为:_____ 。
(1)图中细胞Ⅰ的名称是
(2)当相同抗原再次入侵时,主要是图中
(3)淋巴细胞一般需要两个或以上的信号刺激才能被活化,人体在进化过程中选择这种活化机制的意义可能是
(4)2021 年 2 月 25 日,由中国科研团队研发的重组新冠疫苗上市注册申请获得批准。现用若干只健康实验动物、抗体定量检测仪器等进行实验,检测疫苗接种后动物产生抗体的能力。
①实验组分别接种一定量不同浓度的疫苗制剂,对照组
②一段时间后检测各组新冠病毒抗体水平,结果如下表所示。
组别 | 浓度:(单位) | 剂量 | 间隔时间 | 抗体水平 |
1 | 4×105 | 2 | 2 | 94.43 |
2 | 5×105 | 2 | 2 | 96.26 |
3 | 4×105 | 2 | 4 | 97.56 |
4 | 5×105 | 2 | 4 | 98.87 |
③根据上表信息,接种新冠疫苗的最佳方案为:
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名校
【推荐1】如图所示,图甲为由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图,图乙为人的成熟红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况,图丙中A为1 mol/L的葡萄糖溶液,B为1 mol/L的乳酸溶液,请据图回答以下问题:
(1)图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________ 。
(2)图乙中,葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要______________ ,如果将图乙所示细胞放在无氧环境中,图中____________ (填“葡萄糖”“乳酸”或“葡萄糖和乳酸”)的跨膜运输不会受到影响。将图乙所示细胞置于蒸馏水中,该细胞会涨破,溢出细胞外的主要物质应该是________ 。
(3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面________ (填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面;如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①,再用作图丙的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面________ 右侧液面(填“高于”“低于”或“等于”)。
(4)某些药物大分子不容易被细胞吸收,但如果用图甲所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞,此实例可说明细胞膜具有____________________ 性。
(5)图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差,离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素,K+即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧,其他离子不能通过,则K+通过该膜的方式是________ 。
(1)图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的
(2)图乙中,葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要
(3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面
(4)某些药物大分子不容易被细胞吸收,但如果用图甲所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞,此实例可说明细胞膜具有
(5)图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差,离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素,K+即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧,其他离子不能通过,则K+通过该膜的方式是
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【推荐2】如图1所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,a、b、c、d表示被转运的物质,甲、乙表示构成膜的成分,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过,①②③④代表物质运输方式,图2表示物质通过膜运输的速率(纵坐标)随环境中O2浓度(横坐标)的变化。
请仔细观察图示,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”这一事实,这证明组成细胞膜的主要成分中有图1中所示的[________ ]物质(填写字母)。
(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的方式相同,若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则Ca2+、K+、C6H12O6等物质的吸收均会受到显著的影响,则这些物质的运输方式为________ ,物质吸收受到影响的原因是________ 。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,最可能原因是该毒素抑制了图1中所示的转运Ca2+的[________ ]的活动。
(4)图2与图1中的________ 代表的物质运输方式一致,图中曲线出现BC段的主要原因是________________ 。
(5)细胞膜控制不同物质进出体现了其功能特性________ 。
请仔细观察图示,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”这一事实,这证明组成细胞膜的主要成分中有图1中所示的[
(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的方式相同,若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则Ca2+、K+、C6H12O6等物质的吸收均会受到显著的影响,则这些物质的运输方式为
(4)图2与图1中的
(5)细胞膜控制不同物质进出体现了其功能特性
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【推荐3】资料1 表1是乙醇分子进入细胞的运输速度与浓度差之间的关系。表2是葡萄糖进入红细胞的运输速度与浓度差之间的关系。
表1
表2
(1)请据表1、表2分别绘制相关曲线模型____ 。
(2)由表1推测,乙醇分子进入细胞的速度与浓度差呈________ ,应属________ 方式,该方式中影响物质运输速率的因素是________ 。
(3)由表2推测,葡萄糖分子进入红细胞的方式为____ 。浓度差在7.5 mmol/L以后运输速度不再增加的原因是________ 。由此可知,该方式中影响物质运输速率的因素是_________ 。
资料2 载体蛋白是跨膜蛋白分子,能够与特定的分子,通常是一些有机小分子,如葡萄糖、氨基酸、核苷酸或离子等结合,通过自身构象变化,将与它结合的分子转移到膜的另一侧。如图所示为红细胞膜载体蛋白促进葡萄糖扩散的示意图。
资料3 通道蛋白横跨两侧,其分子中的多肽链折叠成通道,通道内带电荷并充满水,与所转运物质结合较弱。通道蛋白有所谓的“闸门”结构,可开可关。当闸门打开时,通道蛋白形成一条通道,能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过;当闸门关闭时,就不允许这些分子通过,这就是构象开关的机制。通道蛋白含有“感受器”,它“感觉刺激”时,蛋白的构象改变,“闸门”开闭。如图所示为水通道、钠离子通道。
(4)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,请结合资料2、3,总结二者的区别是什么?_________ 。
表1
浓度差/(mmol/L) | 0 | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 |
运输速度/(分子/秒) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
浓度差/(mmol/L) | 1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 7.5 | 9 |
运输速度/(分子/秒) | 8 | 15 | 24 | 30 | 31 | 31 |
(2)由表1推测,乙醇分子进入细胞的速度与浓度差呈
(3)由表2推测,葡萄糖分子进入红细胞的方式为
资料2 载体蛋白是跨膜蛋白分子,能够与特定的分子,通常是一些有机小分子,如葡萄糖、氨基酸、核苷酸或离子等结合,通过自身构象变化,将与它结合的分子转移到膜的另一侧。如图所示为红细胞膜载体蛋白促进葡萄糖扩散的示意图。
资料3 通道蛋白横跨两侧,其分子中的多肽链折叠成通道,通道内带电荷并充满水,与所转运物质结合较弱。通道蛋白有所谓的“闸门”结构,可开可关。当闸门打开时,通道蛋白形成一条通道,能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过;当闸门关闭时,就不允许这些分子通过,这就是构象开关的机制。通道蛋白含有“感受器”,它“感觉刺激”时,蛋白的构象改变,“闸门”开闭。如图所示为水通道、钠离子通道。
(4)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,请结合资料2、3,总结二者的区别是什么?
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