题型 综合题型创新应用

专题综合题型题型一代谢综合应用类型一关于物质代谢和能量代谢的综合【例1】某位科学家做了如下实验，首先将叶绿体置于pH=的酸性溶液中（如图A），使叶绿体基质和类囊体腔（基粒的囊状结构）酸化，然后转移到pH=8的碱性溶液中（如图B），并加入ADP和Pi,使得叶绿体基质pH迅速提高到8，类囊体腔内仍为pH=，然后可测得有ATP出现，随之类囊体腔与叶绿体基质的pH的差别也消失了。（1）在该实验中，驱动了ATP复合酶，将ADP转化为ATP。在植物进行正常光合作用时该物质最终来自。（2）该实验模拟的是光合作用的阶段；该实验过程是否需要光？（3）叶绿体中的ATP复合酶是由多肽链组成的，其肽链可能有三种来源：其一是核基因编码，在叶绿体内的核糖体上合成；其二是叶绿体基因编码，在叶绿体内的核糖体上合成；你认为第三个来源是。解析：植物体内生成ATP的场所是细胞质基质、叶绿体囊状结构薄膜、线粒体，而在细胞质基质和线粒体中产生的ATP是生物体生命活动的直接能源物质，而在叶绿体中产生的ATP不能用于其他生命活动，只能参与暗反应，能量转移到有机物中。动物体生成ATP的场所是细胞质基质和线粒体。由图示可知，H+促使ATP的迅速生成，而在光反应中，水光解产生H+，在叶绿体囊状结构薄膜上生成ATP，实验模拟的是光合作用中的光反应阶段，水光解在叶绿体囊状结构薄膜上生成ATP的过程。因实验材料中提供了H+，所以该实验不需要光。细胞内基因有核基因和质基因，合成蛋白质的场所有细胞质内的核糖体，在叶绿体内也有核糖体，所以第三种预测是控制此复合酶合成的基因是核基因，合成场所是细胞质中的核糖体。答案（1）H+水（2）光反应不需要（3）核基因编码，在细胞质中的核糖体上合成解法总结新陈代谢是在活细胞中进行的，ATP的产生和消耗自然也是在活细胞内进行的，对ATP和ADP的互变条件、过程、发生的位置等归纳如下：细胞结构ADP→ATPATP→ADP主要生理功能举例细胞膜上载体

√葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输细胞质基质√√呼吸作用的第一阶段；许多生物化学反应的进行叶绿体√√光反应产生ATP，暗反应消耗ATP线粒体√√呼吸作用的第二、三阶段可产生大量ATP；自身DNA复制等核糖体

√氨基酸合成蛋白质时要消耗ATP高尔基体

√植物细胞的细胞壁形成，动物细胞分泌物的分泌内质网√有机物的合成、运输细胞核

√DNA的复制、转录类型二关于膜结构和功能的综合【例2】下图中图1是与甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白有关的基本过程示意图，图2是与甲状腺细胞合成分泌甲状腺球蛋白有关的细胞结构示意图。请根据题意回答下列问题：（1）甲状腺细胞内的I-浓度远远高于血浆中的I-浓度，这表明完成a过程需要的条件是 ；若含有18O的氨基酸在b过程中产生了H218O，那么水中的18O来自于氨基酸的（填基团名称）。（2）若把含有18O的氨基酸添加到甲状腺细胞内，则在图2中出现18O的部分依次是（填结构标号）。（3）与完成c过程有关的细胞器是（填结构标号）；甲状腺球蛋白被分泌出细胞，与细胞膜的 性有关。（4）细胞内各种膜结构存在着直接或间接的联系。图2中可以直接转化的两种细胞器是［］和［］；膜成分最接近的两种结构是［］ 和［］。（5）请写出图2①中发生的缩合反应式 。（6）请写出图2⑤中发生的供能反应式 。（7）请写出图2⑦中发生的遗传信息传递和表达的关系式。解析（1）a过程属于主动运输，需要的条件是细胞膜上有相关载体和能量；从氨基酸缩合原理分析，水中的18O来自于氨基酸的羧基。（2）分析氨基酸缩合、蛋白质运输、加工、分泌到细胞外的过程，即可得出正确答案。（3）c过程包括氨基酸缩合、蛋白质运输、加工和分泌，与此有关的细胞器有内质网、高尔基体、线粒体；大分子分泌出细胞属于细胞外排，与细胞膜的流动性有关，容易误认为与细胞膜的选择透过性有关。（4）从试题情境看，图中相关结构的联系是：内质网→高尔基体→分泌小泡。答案（1）细胞膜上运输I-的载体，细胞代谢产生的能量羧基（2）①③②⑥⑧（3）②③⑤（不要求次序）流动（4）③内质网②高尔基体②高尔基体⑥分泌小泡（5）（6）2丙酮酸+6H2O+5O26CO2+10H2O+能量（7）DNA+脱氧核苷酸2DNA；DNA+核糖核苷酸DNA+RNA解法总结生物膜系统结构和功能的统一是高考综合命题的热点。复习时要将生物膜知识进行归纳整理。（1）细胞的生物膜系统知识的归纳整合（2）有关生物膜流动性特点的实例归纳①质壁分离和复原实验；②变形虫捕食和运动时伪足的形成；③白细内吞噬细菌；④受精时细胞的融合过程；⑤动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；⑥内吞与外排；⑦细胞杂交时的细胞融合（如杂交瘤细胞的融合）。类型三关于植物代谢的综合【例3】某实验小组用小球藻进行实验，探究影响光合速率的因素。他们将一定量的小球藻浸入适宜且相同温度的培养液的试管中，以白炽灯作为光源。移动台灯可改变光源与试管的距离；CO2浓度分别设置为%和%，根据实验结果绘制成曲线1、曲线2（如图所示）。请分析回答下列问题：（1）比较C、D两点的光合速率，可见限制D点光合速率的主要因素是。EF段不再成为光合速率的主要限制因素，若C处突然关闭台灯，叶绿体中C3含量将如何变化？。（2）F点的含义是。若用缺镁培养液培养小球藻，其他条件不变，F点应向移。（3）该小组又做了探究小球藻最适生长温度的预实验，实验结果见下表：温度（℃）1020304050光照下释放O2（mg/h）请根据预实验结果，设计进一步的探究实验：材料用具：小球藻若干、大试管若干、含CO2缓冲液的培养液、水浴锅（控制温度）、量筒等。该实验应控制好的两个主要无关变量是：① ；② 。实验步骤：第一步： 。第二步：分组控制温度， （温度梯度差为1℃）。第三步：光照6h后测定O2的释放量。解析（1）识别该坐标图时要注意横坐标的含义是白炽台灯与试管的距离，距离越远则光照强度越弱。AC段和BD段的光合速率与该距离无关（随着距离的改变而光合速率不变），所以该段上的任何一点的光合速率的限制因素都是光照强度以外的限制因素CO2浓度。EF段两条曲线重合，说明CO2浓度不再是光合作用的限制因素（两组实验的CO2浓度不同）。突然关闭台灯，光反应停止，则C3的含量将增加，C5将减少。（2）F点的含义容易误答为不进行光合作用。缺镁培养液培养的小球藻因缺乏叶绿素，则在相同光照下的光合速率变小，而呼吸速率不受影响，所以其他条件不变时，F点应向左移（即需要更强的光照）。（3）本实验的单一变量是温度，其他需要控制的条件属于无关变量，如光照强度、小球藻的数量等。实验设计的基本步骤是：分组→控制变量→经过一段时间观察实验结果。答案（1）CO2浓度CO2浓度增加（2）该光照强度（与光源相距105cm）时小球藻光合速率等于呼吸速率左（3）相同光照时间和距离（或相同的光照强度）小球藻的数量相同第一步：将等量的含有足量CO2缓冲液的培养液装入试管，数量相同的小球藻浸入试管中，分别放入5个水浴锅中第二步：使其依次为38℃、39℃、40℃、41℃、42℃（可以适当增加温度梯度），并分别编号为1~5号解法总结光合作用与呼吸作用结合的计算在光照下，光合作用与呼吸作用同时进行时，光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量。（1）进行与光合作用强度有关的计算时，关键是要分清坐标图中光合作用强度是表现光合强度（实际测得的光合强度）还是实验光合强度。若为表现光合强度，则在光照强度或CO2浓度为零时其值为负值（此值为呼吸作用吸收O2的量或放出CO2的量或消耗有机物的量），如下图中的图A所示；若为实验光合强度，则在光照强度为零或CO2浓度为零时，其值为零，如图B所示。（2）要注意题目中的表述，如果题目中告诉我们图中数据是实际测得的，那么不论什么情况都应按表现光合强度计算，同时要注意单位的换算。类型四关于细胞分裂、分化、衰老与癌变的综合【例4】下图是某细胞增殖和分化的概念图，据图回答：（1）图A表示过程，图B表示细胞分化过程。图C处有丝分裂的期。（2）图B中b、c、d、e具有相同的，由许多相同的b共同组成的结构叫。（3）若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个完整植物体，则说明d具有。（4）图C中细胞有条染色体，①和⑤两条染色体是经过分裂间期形成的。（5）神经细胞是高度分化的动物细胞，高度分化的动物细胞分化潜能变小，它的全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性。请用性成熟的小鼠做实验材料，设计一个实验方案证明上述说法。实验的大体思路是。（6）在探索细胞衰老原因的过程中，研究人员发现：衰老动物体内细胞分裂速度明显减慢，但把衰老的体内细胞移植到幼龄动物体内，则这些细胞分裂次数增加。科学家用近交系小鼠进行皮肤移植实验，将小鼠的皮肤移植到F1代身上，当F1变老时，又移植到F2代身上，这样进行了一系列的移植，结果移植的皮肤细胞可生存7~8年，远远超过了原来供体的寿命。该实验的目的是，该实验能够说明。解析根据题意，植物组织培养是利用植物细胞的全能性。图中①和⑤两条染色体是由一个染色体上的两条染色单体经过着丝点的分裂而形成的，因此是复制的结果。第（6）问探索细胞的衰老揭示了衰老的原因不仅在于细胞内部，同时也与外部环境有密切的关系，良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。答案（1）细胞增殖后（2）遗传物质或遗传信息或染色体数组织（3）全能性（4）8复制（5）先把完整的小鼠体细胞单独培养，证明高度分化细胞的全能性受到限制，再把体细胞的细胞核导入去核的小鼠卵细胞中，看重组细胞是否能最终发育为小鼠（6）研究引起细胞衰老的原因是细胞本身的衰老还是体内环境的恶化（或改变）（或答研究细胞的衰老与所处个体的年龄是否有关）细胞的衰老受体内环境因素的影响（或答细胞的衰老与所处个体的年龄有关，或细胞的衰老是多种内因和外因相互作用的结果）解法总结细胞分化与细胞全能性比较：

细胞分化细胞全能性原理基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度②稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡③普遍性：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础①高度分化的植物体细胞具有全能性植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性②动物已分化的体细胞全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性。例如，动物克隆技术结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖细胞>体细胞关系①两者的遗传物质都不发生改变②细胞的分化程度越高，其具有的全能性越小1.下图中的甲、乙分别表示高等植物细胞和高等动物细胞的亚显微结构，图丙表示细胞膜结构。请据图回答：（1）图中［2］、［5］、［6］、［10］、［11］等结构共同构成了细胞的系统，其中结构［2］在细胞与环境之间进行的过程中起着决定性作用。细胞内表面积最大的膜结构是［］。（2）与细胞中能量代谢密切相关的细胞器是 （填编号）。能发生碱基互补配对的细胞器有 （填编号）。（3）若对核糖体中氨基酸用3H进行标记，在分泌胰岛素的过程中，放射性物质在细胞结构间依次出现的顺序是 （用编号和箭头表示）。（4）许多新鲜水果在去皮后，表面鲜嫩的果肉很快就会变成暗褐色，请你对这一现象作出解释。（果肉细胞中含有酚类物质和酚氧化酶） 。（5）若图丙表示正常人的细胞膜，癌细胞的细胞膜与其相比，含量减少的是图中的［］。（6）如果用胰蛋白酶处理细胞，则图丙中物质的运输将受阻。（7）若图丙表示某一神经元的细胞膜，在神经元某一部位受到刺激后，该部位细胞膜上的电位变化是 ，此时b物质可用来表示。（8）动物细胞吸水膨胀后，的厚度将变小，这说明该结构具有。（9）生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的功能对海水进行淡化处理。解析本题从生物膜功能的多样性角度考查了细胞结构与功能相统一的生物学基本原理。在核糖体上翻译出的蛋白质，要进入内质网进行加工，由内质网腔膨大、出芽形成具膜小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体做进一步的加工，然后高尔基体边缘突起形成小泡包裹蛋白质运输到细胞膜，最终将其释放到细胞外。在核糖体内能以mRNA为模板，利用tRNA作为转运氨基酸的工具，tRNA与mRNA发生碱基互补配对从而翻译出蛋白质；叶绿体和线粒体都能进行自我复制，因而能进行碱基互补配对；细胞核内也能发生碱基互补配对，但它不是细胞器。答案（1）生物膜物质交换和信息交流11内质网（2）［5］和［12］［4］、［5］、［12］（3）［11］→［6］→［14］→［2］（4）当水果组织被破坏后氧就大量进入，酚氧化酶催化水果中的酚类物质和氧反应造成氧化产物积累，导致果肉变成暗褐色（5）①糖蛋白（6）b（7）由外正内负变为外负内正Na+（8）细胞膜一定的流动性（9）选择透过2.绿色植物细胞内的部分代谢活动的相互关系如图所示。a、b、c表示不同的细胞器，①~⑤表示不同的物质。请回答以下问题：（1）下列物质或结构的名称是：②；③ ；c。（2）d过程在外界溶液水势（填“＞”、“＜”或“=”）细胞水势时进行。（3）若细胞吸收K+，需要相应的载体和［］。（4）除图中表示出来的外，还可以促使发生在［b］ 中的生理过程正常进行的非生物因素有 等。（5）某实验条件下，测得一定数量的该细胞光照10小时释放氧气640mg，黑暗5小时释放二氧化碳220mg，那么每小时光合作用合成葡萄糖的量应为 mg。解析读图可知，b是叶绿体，c是线粒体。①是H2O，通过渗透作用进入液泡，然后进入叶绿体参与光合作用，而②是参与光合作用的另一种原料——CO2。③参与有氧呼吸，是O2。第（5）问根据呼吸作用的总反应式，可计算如下：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 x 44mg 192 264根据光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量可得：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O y(640/10+x)mg 180192计算出每小时光合作用合成葡萄糖的量应为90mg。答案（1）CO2O2线粒体（2）＞（3）⑤ATP（4）叶绿体温度（5）903.下图是人体内物质代谢的简图，图中字母表示物质，数字序号表示生理过程。据图回答：（1）A是；D是；E是。（2）过程②进行的场所是（填细胞器）。（3）马拉松运动中，骨骼肌所消耗的能量主要来自图中［］途径。（4）正常情况下，人体中的水除图中的来源外，还来源于。机体维持水平衡的主要器官是。解析蛋白质合成的场所为核糖体。人体中的水来自饮水、食物和体内物质的氧化分解。答案（1）蛋白质乳酸和ATPCO2、H2O和ATP（2）核糖体（3）⑥（4）饮水肾4.在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答：（1）在图二乙点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是。（2）在图二甲点状态时，可以发生图一中的哪些过程？（用图中字母表示）。图二中乙~丙段时，限制光合作用的主要因素是。（3）如果在图二的乙点突然停止光照，叶绿体内C3化合物的含量。（4）写出图一细胞中可能形成CO2的反应式： 。解析抓住图二甲点只进行细胞呼吸，甲→乙段光合作用强度小于呼吸强度，乙点二者相等，乙→丁段光合作用随光照增强而逐渐增强；关于实验，注意种子呼吸作用的强弱影响植物的光合作用强度。答案（1）由类囊体薄膜到叶绿体基质（2）afgh光照强度（3）升高（4）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量5.癌症是威胁人类最严重的疾病之一，癌细胞的特点之一是无限增殖。研究发现，癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制。为探究该调控基因存在于细胞质中还是存在于细胞核中，研究者进行了如图所示的实验设计。请根据实验设计的思路，完成下列问题：（1）实验准备：①配制动物细胞培养液：在动物血清中添加葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等。②制备单个细胞：动物组织靠细胞膜上的某些蛋白质紧密黏连，因此可以用分别处理宫颈癌组织和小鼠肝组织，使之分散成单个细胞。（2）实验方案：①分别使单个癌细胞和单个肝细胞核质分离，将癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲，将癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙。②取两个培养瓶分别编号为甲、乙（与重组细胞甲、乙对应），各加入等量的培养液。③ 。④一段时间后，用显微镜观察甲、乙两瓶中的细胞形态。（3）预期实验结果及结论：① 。② 。③ 。④若甲、乙两瓶中细胞均没有明显癌变特征变化，则无法确定基因所在位置而需要进一步实验，但可推断该调控基因