(2009江苏金坛调研)阅读有关生物膜结构探索历程的资料,回答相关问题:
资料1:1985年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。
资料2:20世纪初,科学家们第一次将细胞膜从某种细胞中分离出来,化学分析表明,它们的主要成分是磷脂和蛋白质。
资料3:1925年科学家用丙酮从某种细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为细胞表面积的2倍。
资料4:19世纪30年代初,科学家通过实验发现细胞膜不可能是单纯磷脂分子构成,再通过实验进一步发现可能还有蛋白质,于是提出在磷脂双分子层内外两侧都有蛋白质分子覆盖的假说。
资料5:1959年,罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的“暗—亮—暗”的三层结构。按照“三明治”模型,科学家经过计算认为生物膜至少厚约15~20 nm。但电镜照片中,实际测得细胞膜的厚度为7~10 nm。
资料6:1970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞等做了一系列相关融合实验。
(1)仅通过对资料1的分析,你能对膜结构提出什么样的假说?____________________。
(2)资料2、3中要获得纯净的细胞膜,最好选择哺乳动物的哪一类细胞?____________________。试简述理由:____________________。
(3)从资料3的实验结果可以得出什么结论?____________________。
(4)资料4、5中,通过比较分析生物膜的计算厚度和实测厚度,科学家对膜结构模型提出了什么样的假说?____________________。
(5)资料6中,科学家最早是用红色荧光染料标记人细胞的膜蛋白,用绿色荧光染料标记小鼠细胞的膜蛋白,进行融合实验。刚融合时,融合细胞一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37 ℃下经过40 min,两种颜色的荧光均匀分布,这一实验现象表明___________________。
(6)1972年,桑格和尼克森综合以上实验,并在新的观察和实验证据基础上,提出了大多数人所接受的____________________模型。
分如下图是几种生物的基本结构单位,请据图回答:
(1)属于病毒的是________,它在结构上不同于其他三种图示的显著特点是____________;病毒的生活及繁殖必须在_______内才能进行。
(2)图中属于原核细胞的是____________,属于真核细胞的是________,判断的主要依据为_________________________________________________。
(3)图中能进行光合作用的是_____,能完成此生理过程的物质基础是因为其含有_______。
(4)D图展示了哺乳动物的平滑肌细胞,其遗传物质在存在方式上不同于其他三种图示的特点为___________________。
(5)图中细胞的统一性表现在______。在生命系统的结构层次中,既属于细胞层次,又属于个体层次的是________。
(6)德国科学家华尔柏在研究线粒体时,统计了某种动物部分细胞中线粒体的数量
肝细胞 |
肾皮质细胞 |
平滑肌细胞 |
心肌细胞 |
动物冬眠状态下肝细胞 |
950个 |
400个 |
260个 |
12500个 |
1350个 |
心肌细胞的线粒体数量最多,这是因为____________________________。从表中表示数据可以看出线粒体的多少与__________________________有关。
(16分)A图表示一个受精卵细胞的一个细胞周期(G1、S、G2组成了分裂间期,分裂期包括前、中、后、末4个时期)中的细胞核内DNA含量的变化曲线;B图表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化,请据图作答:
(1)从分子水平看,间期细胞的主要变化是___________。说出动物和高等植物有丝分裂的区别___________
(2)B图中有四种不同DNA含量的细胞,这些细胞所处的时期相当于A图中细胞周期的________期。
(3)能够使B图中DNA含量为2N的细胞所占比例下降,DNA含量为4N的细胞所占比例相对上升的化学试剂不包括________(a.秋水仙素,b.DNA合成抑制剂,c.聚乙二醇)。
(4)A图细胞周期中,染色体数目的最大值及达到最大值的时期分别是________和________。
(5)如果染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换,通常对生物的遗传是否有影响?________________。请简述理由:________________。
(16分)图甲是采用黑白瓶法测定某池塘夏季各深度24小时内的平均氧浓度变化曲线,纵轴表示水池深度,横轴表示瓶中O2的变化量(g/m2);图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图。请回答下列问题:
(1)水藻的代谢类型是______________
(2)光照适宜时,水深2 m处每平方米的生产者一小时制造的O2约为________g。
(3)水深3 m时,产生ATP的结构有______________。若将植物从2 m处移到3 m处时,C3的含量将________。
(4)图乙装置中,若实验中每隔5 min改变一次试管与灯泡之间的距离,随着距离的增加,气泡产生速率下降,产生这一结果的原因:①________________;②________________。
(5)图乙中若将水用18O标记,一段时间后,产生了C18O2,请用文字说明该过程:________________________________。
(6)为了探究光照强度对光合速率的影响,利用图乙装置进行实验的另一设计思路是_________________________________________________。
在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如图甲Ⅰ所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图甲Ⅱ、Ⅲ所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时,底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题:
(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时,酶才能与底物结合,这说明酶的催化作用具有。
(2)现有胃蛋白酶,A试管放置正常温度,B试管放置100度,相同时间处理后,加入双缩脲试剂后,两个试管的颜色深浅是(A:A管颜色深,B:B管颜色深,C:颜色一样深)
(3)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,故能抑制细菌合成细胞壁相关酶的活性,其原因是。
(4)据图乙分析,随着底物浓度升高,抑制效力变得越来越小的是抑制剂,原因是。
(5)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高5℃,请在图丙内绘出相应变化曲线。
蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽,具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤等广泛的生物学效应。体外研究发现,蜂毒素对多种癌细胞具有强烈的杀伤作用。请回答:
(1)在工蜂毒腺细胞的核糖体上,蜂毒素是以为模板合成的。
(2)在适宜条件下进行体外培养,癌细胞能够,在此过程中细胞内的DNA含量将持续出现周期性的变化。下图-1表示癌细胞在一定浓度的蜂毒素培养液中培养一定时间后,DNA含量不同的细胞数。据此推测,蜂毒素能将癌细胞阻断在有丝分裂的期。当突变时,细胞由正常细胞变为癌细胞。
(3)研究表明,阻断癌细胞增殖周期可引起细胞凋亡。科研人员为研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,进行了以下实验。请完善实验并回答问题。
方法步骤:
a.取4只相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液并接种等量离体胃癌细胞。
b.1号培养瓶为空白对照,向2-4号培养瓶中分别加入 2、4、8 μg/mL蜂毒素溶液。
c.培养48h后,检测并统计,结果如上图-2所示。
d.重复a、b步骤,检测凋亡基因(Bax、Bel-2)的表达,结果如上图-3所示。
分析讨论:
a.图-2表明一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,并随浓度增大诱导效应。
b.图-2、图-3表明:从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与有关。当Bel-2蛋白/Bax蛋白的比值出现趋势时,将会诱导胃癌细胞凋亡。