学习以下材料,回答(1)~(4)题。
动植物跨界医疗,衰老细胞重回青春
细胞合成代谢是维持细胞正常功能的关键过程。合成代谢指的是利用细胞内的能量和电子供体,将小分子物质合成为生命所需的氨基酸、核苷酸等组分,其中包括ATP 和NADPH。一旦合成代谢的供能出现障碍,细胞就难以正常运转并开始衰老。
借助植物的类囊体“光合作用”增强动物细胞的合成代谢的关键挑战,在于避免移植带来的免疫排斥。体内的巨噬细胞会将它们视作异物清理,即使一些类囊体侥幸进入细胞,细胞内的溶酶体也能通过吞噬作用将它们降解。研究团队使用动物自身的细胞膜来包裹类囊体,借助这层伪装,类囊体就能成功“骗”过细胞,顺利抵达细胞内部。
骨关节炎患者软骨细胞退变、老化,主要原因是ATP、NADPH 的耗竭导致细胞内合成代谢受损,胶原蛋白、蛋白聚糖等胞外基质蛋白的合成减少。为了恢复软骨细胞的功能,研究团队利用小鼠的软骨细胞膜封装类囊体,并注射到软骨受损的部位。当外部光透过小鼠皮肤到达软骨细胞内部,类囊体开始运转。研究团队观察到小鼠的关节健康状况得到明显改善。
在数十亿年的生命演化历程中,动物界与植物界早早分开,如同有一道鸿沟阻隔。但现在,科学家们从存在了数十亿年的植物生存机制中找到了治疗人类疾病的全新策略。
(1)动植物细胞生成ATP 的途径有:________ 。
(2)类囊体成功进入靶细胞内的原因是动物自身细胞膜表面的________ 可将信息传递给靶细胞,从而通过________ 方式成功进入。
(3)据文中信息解释注射类囊体小鼠关节恢复健康的原因:________ 。
(4)请设计实验,证明类囊体可顺利抵达细胞内部需要软骨细胞膜封装。________ 。
动植物跨界医疗,衰老细胞重回青春
细胞合成代谢是维持细胞正常功能的关键过程。合成代谢指的是利用细胞内的能量和电子供体,将小分子物质合成为生命所需的氨基酸、核苷酸等组分,其中包括ATP 和NADPH。一旦合成代谢的供能出现障碍,细胞就难以正常运转并开始衰老。
借助植物的类囊体“光合作用”增强动物细胞的合成代谢的关键挑战,在于避免移植带来的免疫排斥。体内的巨噬细胞会将它们视作异物清理,即使一些类囊体侥幸进入细胞,细胞内的溶酶体也能通过吞噬作用将它们降解。研究团队使用动物自身的细胞膜来包裹类囊体,借助这层伪装,类囊体就能成功“骗”过细胞,顺利抵达细胞内部。
骨关节炎患者软骨细胞退变、老化,主要原因是ATP、NADPH 的耗竭导致细胞内合成代谢受损,胶原蛋白、蛋白聚糖等胞外基质蛋白的合成减少。为了恢复软骨细胞的功能,研究团队利用小鼠的软骨细胞膜封装类囊体,并注射到软骨受损的部位。当外部光透过小鼠皮肤到达软骨细胞内部,类囊体开始运转。研究团队观察到小鼠的关节健康状况得到明显改善。
在数十亿年的生命演化历程中,动物界与植物界早早分开,如同有一道鸿沟阻隔。但现在,科学家们从存在了数十亿年的植物生存机制中找到了治疗人类疾病的全新策略。
(1)动植物细胞生成ATP 的途径有:
(2)类囊体成功进入靶细胞内的原因是动物自身细胞膜表面的
(3)据文中信息解释注射类囊体小鼠关节恢复健康的原因:
(4)请设计实验,证明类囊体可顺利抵达细胞内部需要软骨细胞膜封装。
更新时间:2024-01-17 08:32:53
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解题方法
【推荐1】为细胞膜的结构图,A、B表示细胞膜的两侧。请据图回答相关问题(括号内填写图中序号或字母,横线上填写文字):
(1)细胞膜的外侧是________ ,判断依据是____________ 只存在于细胞膜的外侧。
(2)细胞膜的基本支架是_____________ ;细胞膜的流动性是由_______ 和_______ 共同决定的。与细胞膜的识别功能有关的结构是______ 。
(3)不同细胞的细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上的哪些结构的不同?_____________ (填写标号)。
(4)这种细胞膜的结构模型被称为_____________ 。
(5)动物细胞吸水膨胀后,质膜的厚度明显变小,这说明质膜具有__________ 。
(1)细胞膜的外侧是
(2)细胞膜的基本支架是
(3)不同细胞的细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上的哪些结构的不同?
(4)这种细胞膜的结构模型被称为
(5)动物细胞吸水膨胀后,质膜的厚度明显变小,这说明质膜具有
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【推荐2】图1中的X、Y、Z是图2细胞中的三种化合物,请据图回答问题:
(1)若X表示图2细胞的储能物质,则X是________ 。7的功能特点是________ 。
(2)若Y、Z是7中的化合物,则Z表示______ 。鉴定Y常用________ 试剂。
(3)若Y、Z是8中的化合物,则Z表示_________________________ 。(至少写两种)
(4)若X是能够对人和动物生殖器官发育的某种激素,则图2中合成X的细胞器为_______ 。(填标号)
(1)若X表示图2细胞的储能物质,则X是
(2)若Y、Z是7中的化合物,则Z表示
(3)若Y、Z是8中的化合物,则Z表示
(4)若X是能够对人和动物生殖器官发育的某种激素,则图2中合成X的细胞器为
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【推荐1】如图分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图,据图回答下列问题:
(1)图甲中的三种物质都是由许多单糖连接而成的,其基本单位是_____ ,这三种物质中,纤维素是 _____ 的重要成分。
(2)若图乙所示化合物为 RNA,在真核细胞中主要分布在_____ 中,其基本组成单位可用图中字母_____ (填“a”或“b”)
(3)图丙所示化合物是胰岛素分子,其由51个氨基酸、2条链构成,结构图中—S—S—(二硫键)有_____ 个。胰岛素可以作用于肝脏细胞膜的受体起到降低血糖的作用,这一过程体现了细胞膜的 _____ 的功能。
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(2)若图乙所示化合物为 RNA,在真核细胞中主要分布在
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【推荐2】下图甲为人体内胰岛素合成和分泌的过程,图乙表示胰岛素合成与分泌过程中细胞内几种相关膜结构表面积的变化。据图回答:
(1)请写出图甲中与胰岛素合成和分泌的相关场所:肽链的形成最初是在_______ 中,肽链经初步加工并形成一定空间结构的蛋白质是在_________ 中,然后在④_________ 中进一步修饰加工,蛋白质加工完成后形成⑥____________ 移动到细胞膜,进而分泌至细胞外。
(2)当胰岛素作用于靶细胞时,会与靶细胞膜上的受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有______________ 的功能。
(3)若图乙表示的是细胞膜、内质网膜和高尔基体膜的面积变化,则①③分别表示的结构依次是______________ 、_____________ 。
(1)请写出图甲中与胰岛素合成和分泌的相关场所:肽链的形成最初是在
(2)当胰岛素作用于靶细胞时,会与靶细胞膜上的受体结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有
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【推荐3】科学研究表明:精神因素(焦虑、紧张等的心理应激)会使T细胞活性下降,对病毒、真菌感染的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力下降,还间接引起机体生成抗体的能力降低。下图表示神经、免疫、内分泌三大系统相互调节的部分示意图,请据图回答:
(1)精神因素会使T细胞活性下降,____________ 的分泌量减少,影响_____________________ 的过程,从而使机体生成抗体的能力降低。
(2)由图可知,神经系统可通过突触前膜释放______ 直接调节免疫器官或免疫细胞的活动,还可通过有关____________ 间接调节免疫器官或免疫细胞的活动。
(3)维持机体的稳态离不开细胞间的信息交流,动物细胞间进行信息交流的途径有:一是_______________________ (至少填两种)等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现信息交流;二是通过细胞间的接触实现信息交流,如吞噬细胞将抗原呈递给T细胞就是通过细胞间的接触实现信息交流的。
(4)若抗体能破坏人体自身的红细胞,这属于__________________ ;若抗体结合到呼吸道上皮细胞,在再次接受同一抗原刺激后引起哮喘,这在免疫学上称为__________ 。
(5)当人体感染H7N9流感病毒时,免疫系统的功能加强,往往会发烧。发烧的原因是病毒产生的毒素可以改变下丘脑中_______ 的功能,最终使机体产热增加,体温升高。
(6)激素通过血液循环分布于全身,机体中很多细胞都会同时接触到某一激素,为什么它却只引起某一种细胞的特定反应?________________________________________
(1)精神因素会使T细胞活性下降,
(2)由图可知,神经系统可通过突触前膜释放
(3)维持机体的稳态离不开细胞间的信息交流,动物细胞间进行信息交流的途径有:一是
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【推荐1】在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,根据所学知识回答下列问题。
(1)人体骨骼肌细胞中,ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上,某同学参加100m短跑过程中,其肌细胞中ATP相对含量变化如上图所示,试回答:
①由A到B的变化过程中,说明ATP被水解,释放的能量用于__________________________________ 。
②由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明_____________________________________ 。
(2)某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的_____________ 消耗之后,才能进行实验。
②在程序上,采取自身前后对照的方法,先滴加___________ ,观察___________ 与否以后,再滴加__________ (均填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)
③如果将上述顺序颠倒一下,实验结果是否可靠?解释原因:______________________________________ 。
(1)人体骨骼肌细胞中,ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上,某同学参加100m短跑过程中,其肌细胞中ATP相对含量变化如上图所示,试回答:
①由A到B的变化过程中,说明ATP被水解,释放的能量用于
②由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明
(2)某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的
②在程序上,采取自身前后对照的方法,先滴加
③如果将上述顺序颠倒一下,实验结果是否可靠?解释原因:
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【推荐2】研究人员研究青年鼠和老年鼠心肌细胞ATP的合成能力,结果发现老年鼠ATP合成能力明显下降,推测心肌细胞衰老的过程中会发生线粒体损伤。心脏作为人体的重要器官,延缓心肌衰老对改善老年人生活质量具有非常重要的意义。
(1)ATP可为细胞生命活动提供能量,ATP的三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ)中,______ (填“α”“β”或“γ”)位磷酸基团可使蛋白质磷酸化,导致蛋白质的______ 发生变化,活性也被改变。心肌细胞代谢旺盛,每天能产生相当于自身重量70倍的ATP,但细胞中ATP含量却很低,对此现象合理的解释是________________________ 。
(2)在青年健康心肌细胞中,损伤线粒体可以通过自噬机制被清除(如图),a形成囊泡包裹损伤的线粒体并与b融合,b中的酸性水解酶可以将线粒体水解。图中a来源于______ (填细胞器名称),b代表的细胞器是______ 。这种融合过程反映了生物膜在结构上具有____________ 特点。有研究表明心肌细胞线粒体自噬水平______ (填“升高”或“降低”)会导致受损线粒体堆积,进而产生炎症反应,加速心肌细胞衰老。
(3)适量运动可延缓心肌衰老,请基于上述研究提出一个合理的解释:__________ 。
(1)ATP可为细胞生命活动提供能量,ATP的三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ)中,
(2)在青年健康心肌细胞中,损伤线粒体可以通过自噬机制被清除(如图),a形成囊泡包裹损伤的线粒体并与b融合,b中的酸性水解酶可以将线粒体水解。图中a来源于
(3)适量运动可延缓心肌衰老,请基于上述研究提出一个合理的解释:
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【推荐3】为验证主动运输需要消耗能量,某同学选取成熟、幼嫩胡萝卜切成等大薄片浸泡在通入空气的水中一段时间后,置于 KH2PO4溶液中,实验装置如图 1 所示。24小时后,检测并计算实验前后细胞内 H2PO -浓度变化,实验结果如图2所示,请回答:
(1)H2PO4—以主动运输的方式进入细胞,一般情况下运输方向是从_______ 浓度运往______________ 浓度,同时需要细胞膜上的_____ 协助。
(2)浸泡在通入空气中的水中一段时间的目的是_____________________________ 。
(3)甲、乙两组相比,实验前后磷酸盐浓度差较大的一组是_________ 组,推测该组吸收磷酸盐的能力_____ ,出现该现象说明_____ ,还可通过_____ 对比得出上述结论。
(4)甲、丙两组比较,推测出现该结果的可能原因是________________ , 该结果可以为实验假设进一步提供证据。
(5)若将乙组中加入的 HgCl2换成蛋白抑制剂,则甲、乙组实验前后磷酸盐平均浓度变化量较大的是_____ ,原因是______________________ 。
(1)H2PO4—以主动运输的方式进入细胞,一般情况下运输方向是从
(2)浸泡在通入空气中的水中一段时间的目的是
(3)甲、乙两组相比,实验前后磷酸盐浓度差较大的一组是
(4)甲、丙两组比较,推测出现该结果的可能原因是
(5)若将乙组中加入的 HgCl2换成蛋白抑制剂,则甲、乙组实验前后磷酸盐平均浓度变化量较大的是
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【推荐1】民以食为天,从黄河流域到江汉平原,小麦是中华大地上最主要的粮食作物之一。提高小麦产量是人们亘古不变的话题。如图为小麦光合作用过程模式图,A-J表示物质或结构。
(1) 图中,J的化学本质和E 所表示的物质分别是 。
(2) 反应Ⅰ 类囊体腔中积累 H⁺的生理意义是 。
(3) 突然停止光照,图中C 和三碳化合物的含量变化分别是__________ 和__________ 。 (用“升高”、“不变”或“下降”表示) 。
研究者研究了不同强度紫外线对小麦光合作用的影响。设置了自然光照组(CK)、紫外线强度增强25%组(R1) 、紫外线强度增强50%组(R2) 三组,每组处理3个重复,连续处理56天。获得的总叶绿素含量变化数据如图2 所示。研究者还用显微镜观察了三组细胞结构,发现:
CK 组:大量叶绿体紧贴细胞边缘,呈长椭圆形,膜结构完整,内部结构清晰,基粒排列整齐而致密。
R1组:叶绿体数目减少,明显肿胀变形,叶绿体膜完整性有轻微破坏,基粒松散。
R2 组:叶绿体数目很少,肿胀加剧,呈梭形; 叶绿体膜边缘模糊部分破损缺失; 基粒膨胀松散,排列稀疏紊乱,类囊体模糊不清。
(4) 据图推测CK、R1、R2三组实验中小麦的净光合速率的大小______________________ 。
(5)根据本实验中获取的数据和资料,结合光合作用过程阐述高强度紫外线辐射影响小麦光合作用的机制:_____________________________________________ 。
(1) 图中,J的化学本质和E 所表示的物质分别是 。
A.蛋白质和ATP | B.多糖和 NADPH |
C.RNA 和ATP | D.蛋白质和NADPH |
(2) 反应Ⅰ 类囊体腔中积累 H⁺的生理意义是 。
A.为水的光解提供能量 |
B.形成膜内外两侧的H`浓度差 |
C.为 ATP 合成提供能量 |
D.防止叶绿体色素被破坏 |
(3) 突然停止光照,图中C 和三碳化合物的含量变化分别是
研究者研究了不同强度紫外线对小麦光合作用的影响。设置了自然光照组(CK)、紫外线强度增强25%组(R1) 、紫外线强度增强50%组(R2) 三组,每组处理3个重复,连续处理56天。获得的总叶绿素含量变化数据如图2 所示。研究者还用显微镜观察了三组细胞结构,发现:
CK 组:大量叶绿体紧贴细胞边缘,呈长椭圆形,膜结构完整,内部结构清晰,基粒排列整齐而致密。
R1组:叶绿体数目减少,明显肿胀变形,叶绿体膜完整性有轻微破坏,基粒松散。
R2 组:叶绿体数目很少,肿胀加剧,呈梭形; 叶绿体膜边缘模糊部分破损缺失; 基粒膨胀松散,排列稀疏紊乱,类囊体模糊不清。
(4) 据图推测CK、R1、R2三组实验中小麦的净光合速率的大小
(5)根据本实验中获取的数据和资料,结合光合作用过程阐述高强度紫外线辐射影响小麦光合作用的机制:
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【推荐2】黑藻是多年生沉水草本,适合室内水体绿化,是装饰水族箱的良好材料,全草可作猪饲料,亦可作为绿肥使用,亦能入药,具利尿祛湿之功效,也是生物实验的理想选材。请分析并回答下列问题:
(1)破坏黑藻细胞膜后,常采用___________ 法分离得到叶绿体,再将叶绿体破坏后分离得到的类囊体薄膜装入①③试管中,叶绿体基质装入②④试管中,试管①②置于光下,试管③④置于黑暗环境,其他条件保持相同且适宜,含有与光合作用有关酶的试管有___________ (填序号),经检测有O2产生的试管是___________ (填序号)。
(2)科研人员模拟了卡尔文循环的实验过程,以期追踪暗反应中的碳的转移途径:在密闭环境中用14C标记的NaH14CO3培养新制备的黑藻悬浮细胞(其他条件相同且适宜),光照30s后将黑藻细胞迅速加入煮沸的甲醇中,同时检测到了多种带有14C标记的化合物。请回答下列问题:
①该实验中的NaH14CO3作用主要是___________ ,将黑藻细胞迅速加入煮沸的甲醇中的目的是使细胞中的代谢停止以便检测______________________ 。
②为确认最先生成的含14C标记化合物种类,科研人员应如何改进实验操作:______________________ 。
③实验发现最先生成的含14C标记化合物是C3,有人推测是“CO2+C2→C3”,也有人推测是“CO2+C5→2C3”。但是突然降低NaH14CO3的浓度,检测发现C5的含量明显升高,由此可以初步确认______________________ 。
(3)叶绿体在黑藻细胞内的分布依照光照情况而变化:光照较弱时,叶绿体会聚集到细胞顶面,其意义是___________ ;如长期处于光照较弱的条件下,叶绿体还会发生的适应性变化有___________ ;而光照较强时,叶绿体则移到细胞的侧面,以避免强光的伤害,这种叶绿体在细胞内位置和分布受到的动态调控称为叶绿体定位。
(4)叶绿素含量可以根据色素中的镁元素的量来计算,其原因是______________________ 。
(1)破坏黑藻细胞膜后,常采用
(2)科研人员模拟了卡尔文循环的实验过程,以期追踪暗反应中的碳的转移途径:在密闭环境中用14C标记的NaH14CO3培养新制备的黑藻悬浮细胞(其他条件相同且适宜),光照30s后将黑藻细胞迅速加入煮沸的甲醇中,同时检测到了多种带有14C标记的化合物。请回答下列问题:
①该实验中的NaH14CO3作用主要是
②为确认最先生成的含14C标记化合物种类,科研人员应如何改进实验操作:
③实验发现最先生成的含14C标记化合物是C3,有人推测是“CO2+C2→C3”,也有人推测是“CO2+C5→2C3”。但是突然降低NaH14CO3的浓度,检测发现C5的含量明显升高,由此可以初步确认
(3)叶绿体在黑藻细胞内的分布依照光照情况而变化:光照较弱时,叶绿体会聚集到细胞顶面,其意义是
(4)叶绿素含量可以根据色素中的镁元素的量来计算,其原因是
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【推荐3】土壤中的氮素主要以铵态氮()和硝态氮()形式存在。氮素含量及形态对济麦229幼苗光合作用的影响如下图表所示。在希尔反应活性测定时将叶绿体加入含氧化剂DCIP的溶液中并照光,溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化。
(1)希尔反应模拟了光合作用过程中___________ 阶段的部分变化过程,氧化剂DCIP相当于该阶段中______________ (填写物质)的作用。
(2)组成类囊体薄膜的含氮有机物主要包括___________ (填两种),氮元素也是光反应产物___________ 的组成成分。
(3)据表中数据分析,氮素含量对济麦229幼苗叶片净光合速率的影响是___________ ,在高氮情况下,限制光合速率持续升高的因素是____________ 。
(4)据图分析,济麦229幼苗光合能力最强的氮素配比是____________ ,理由是___________ 。
组别 | 希尔反应活性(μmoL/mg·h) | 胞间CO2浓度(μmoL/moL) | 净光合速率(μmoL/m2/s) |
低氮 | 140.11 | 75 | 9 |
中氮 | 160.23 | 125 | 15 |
高氮 | 180.31 | 80 | 14.9 |
(1)希尔反应模拟了光合作用过程中
(2)组成类囊体薄膜的含氮有机物主要包括
(3)据表中数据分析,氮素含量对济麦229幼苗叶片净光合速率的影响是
(4)据图分析,济麦229幼苗光合能力最强的氮素配比是
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