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  • ID:11-5396633 [精]高考一轮复习学案第12讲 光合作用与细胞呼吸相关知识与题型

    高中生物/高考专区

    第12讲 光合作用与细胞呼吸相关知识与题型(解析版) 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。其探究过程蕴含着丰富的生物学方法,其原理的应用对指导农业生产具有很重要的指导意义;以光合作用为落脚点的题目可考查考试说明中的各方面能力。呼吸作用的学习在于通过证明植物进行呼吸作用的实验,使学生掌握呼吸作用的概念,理解呼吸作用的过程。通过实验,培养学生的观察能力,分析试验现象的除试验结果。认同绿色植物在制造有机物方面以及释放氧气对与生物圈的重要意义故 “光合作用、呼吸作用” 是全国卷及自主命题省份卷的高频考点。 关于光合作用以及呼吸作用的过程不再赘述,本节内容主要对光合作用以及呼吸作用之间的关系以及相应的题目类型进行辨析、讲解。 题型一 光合作用和细胞呼吸过程图解的理解 解题技巧:解答此类题目最基本的是对光合作用和细胞呼吸的过程熟记以及理解,同时对细胞器(线粒体、叶绿体)的形态和结构有被比较清晰的认识,除此之外,在审题上要求做到细致,认真辨析。 借助细胞结构的综合分析 例1:图中为某植物细胞部分结构示意图,据图分析,下列四项 叙述中正确的是(   ) A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程 B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程 C.以C18O2作原料进行光合作用,在较强光照下,测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d D.以HO作原料进行光合作用,在较强呼吸作用下,测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b 【答案】C 【解析】a表示叶绿体吸收CO2,b表示释放O2,e表示线粒体吸收O2,f表示释放CO2,c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用,d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C 18O2作原料进行光合作用,18O的转移途径为:C18O2C6HO6C18O2,在较强光照下,光合作用大于呼吸作用,呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用。以HO作原料进行光合作用,其18O全部生成18O2,在较强呼吸强度下,18O2主要被线粒体利用进行有氧呼吸。 2.柱状图的理解与分析 例2:将生长状况相同的等量某种植物的叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其有机物变化得到如下数据(下左图)由此可以得出的结论是( ) A.该植物在27℃时生长得最快,在29℃和30℃时将不表 现为生长现象 B.该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温 度中都是29℃ C.27℃、28℃、和29℃光合作用制造的有机物的量相等 D.30℃时,光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物,都是1 mg/h 【答案】B 【解析】在4个温度中,29℃暗处理后,有机物减少最多,说明呼吸作用最旺盛,此时此组叶片含有机物最少,而光照1 h(光照强度相同)后,有机物含量最多,说明光合作用制造的有机物最多。 关于代谢类物质变化的分析 例3:如上右图表示某高等植物体内的生 理过程,有关分析正确的是(  ) A.阶段Ⅰ生成的NADPH将作为还原剂固定二氧化碳 B.能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅱ、Ⅲ C.过程⑤可为细胞吸收Mg2+等离子提供动力,而不是过程④ D.过程④、⑤进行的场所有细胞质基质和线粒体 【答案】C 【解析】本题考查光合作用与细胞呼吸的比较。据图分析可知Ⅰ阶段代表光合作用的光反应阶段,Ⅱ阶段代表暗反应阶段,Ⅲ阶段代表细胞呼吸过程。阶段Ⅰ生成的NADPH作为还原剂还原CO2;Ⅱ阶段在叶肉细胞的叶绿体基质中进行,Ⅲ阶段的部分过程在细胞质基质中进行;过程④只在细胞质基质中进行。 4.关于实验装置、物质变化的分析 例4:把经过相同时间饥饿处理且长势相近的同种植物放在相同的透明玻璃钟罩内(密封),玻璃钟罩内的烧杯中放有等量的不同物质,如下图所示。探究光合作用是否需要CO2,以及探究CO2浓度对光合速率的影响的实验装置分别是(   ) ①②;③④ B.①③;①④ C.①④;②③ D.③④;①③ 【答案】A 【解析】[本题考查与光合作用有关的探究实验,正确确定单一变量是解答本题的关键。探究光合作用是否需要CO2,单一变量是有无CO2,所以可以用装置①(有CO2)和装置②(无CO2)进行实验。探究CO2浓度对光合速率的影响,单一变量是CO2浓度,所以可以用装置③(浓度较低)和装置④(浓度较高)进行实验。 题型二 光合作用和细胞呼吸过程坐标图(曲线)的理解和分析 光合作用和细胞呼吸的坐标曲线图题分为单一曲线图题和复合曲线图题,此类题旨在全面考察学生的综合素质,关于曲线的理解和考察一直是高考命题的重点和热点。 解题技巧:此类题目关键是三看:一看变量(x、y轴)表示的意义,懂得横横纵坐标什么意思,找出两者的关系;二看曲线中的特殊点(起点、拐点、顶点、终点、交叉点)表示的意义;三看曲线的走向、变化趋势,对有些曲线还要明白切线斜率的含义。 分析图中为什么会有这种变化趋势:如果同一坐标系中有多条曲线,解题时要明确每条曲线的含义、变化及其原因,以及与此曲线代表的相关的影响因素有哪些等。 单一曲线的分析 例5: 如图为某植物在一定CO2浓度下温度与光合作用速率的关系 曲线。根据曲线分析,下列选项不正确的是(  ) A.图中C点对应的温度表示该植物在此条件下光合作用的最适温度 B.图中CD段下降的原因可能是随着温度的升高,酶活性降低 C.在C点对应的温度下,如果增加环境中CO2浓度,C点可能会上移 D.在BC段,限制光合作用速率的因素除了温度之外还有光照强度 【答案】D 【解析】本题考查影响光合作用的因素。在BC段,影响光合作用速率的因素包括温度,但由于题干中没有提到光照强度,故D项结论无法得出。 2.复合曲线的分析 例6:农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响,将实验结果绘制成如下曲线。据此提出以下结论,你认为合理的是(  ) A.光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度 B.阴影部分表示5~35℃时蔬菜的净光合速率小于零 C.光照越强,该蔬菜新品种的产量越高 D.温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25~30℃ 【答案】D 【解析】题图中反映出光合作用酶的最适温度在25~30℃之间,没有反映出呼吸作用酶的最适温度,不能得出A项结论。阴影部分表示5~35℃时蔬菜光合作用量减去呼吸作用量,即净光合量,很明显是大于零的。植物有光饱和点时,光照强度大于光饱和点时,光合作用不再增强,产量不再提高。在25~30℃时,净光合量最大,蔬菜产量最高,因此,温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25~30℃。 题型三 细胞呼吸和光合作用的相关实验分析 1.探究光合作用实验 (1)实验类型:①萨克斯验证光合作用产物——淀粉的实验(经常考查暗处理的目的、酒精脱色处理的目的、照光与遮光对照、碘液的检验鉴定等);恩格尔曼的实验(现象及结论、实验材料的优点、实验的巧妙之处);鲁宾、卡门的实验(技术手段——放射性同位素标记法)。②教材实验——色素的提取与分离。③影响因素——光照、CO2、温度等。 (2)实验试剂及作用:①NaHCO3→提供CO2; ③油层→密封; ④开水冷却→排除水中气体。 (3)实验材料及方法:①绿色叶片、黑藻等——观察气泡(即O2)冒出的速率。②打孔器打取小的圆形叶片——观察叶片上浮的速率和数量。 【与光合作用相关的实验的注意事项:(1)鉴定光合作用是否产生了淀粉,需事先将植物做“饥饿”处理以消耗原有淀粉,排除原有产物对实验结果的干扰。宜将光合作用后的叶片做“脱色”处理,以消除色素对显色反应(淀粉遇碘变蓝色)的干扰。(2)若实验中的单一变量是光时,宜设置是否给予光照(遮光与否)的对照组。(3)NaHCO3溶液作为CO2的缓冲液,可使密闭容器内CO2深度保持稳定;NaOH溶液作为CO2的吸收剂,可去除空气中的CO2。】 2.细胞呼吸实验的类型 (1)探究细胞呼吸强度的实验:常用下面的实验装置探究植物或动物细胞的有氧呼吸强度,用NaOH溶液吸收细胞呼吸产生的CO2,瓶内气体减少量即为O2的消耗量,代表呼吸强度。乙瓶为对照。 (2)探究细胞呼吸方式的实验(以糖类为呼吸底物):除了教材实验外,常用上面的实验装置来探究植物细胞或酵母菌的细胞呼吸方式。 装置1红色液滴左移表明细胞呼吸吸收了O2。 装置2红色液滴右移表明细胞进行了无氧呼吸,因为有氧呼吸O2的吸收量与CO2的释放量相等,无氧呼吸不吸收O2但释放CO2。 3.解决此类问题要从以下几方面入手: (1)明确实验目的。(2)根据实验目的确定实验类型,即是验证实验还是探究实验。(3)根据实验的目的和给定的实验条件确定实验的变量,要遵循单一变量原则、条件一致且适宜性原则等。 题型四 光合作用和细胞呼吸表格数据分析 1.数据表格 学会识别关键数据 例7:一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列叙述错误的是(  ) 氧浓度(%) a b c d 产生CO2的量(mol) 0.9 1.3 1.5 3.0 产生C2H5OH的量(mol) 0.9 0.7 0.6 0 A.氧浓度为a时,只进行无氧呼吸 B.氧浓度为b时,经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol C.氧浓度为c时,消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵----------- D.氧浓度为d时,只进行有氧呼吸 【答案】C 【解析】如果无C2H5OH,只有CO2产生,则说明酵母菌只进行有氧呼吸,如氧气浓度为d时的呼吸方式。如果产生的CO2和C2H5OH摩尔数相等,则说明酵母菌只进行无氧呼吸,如在氧气浓度为a时的呼吸方式。如果产生的CO2的摩尔数大于C2H5OH的摩尔数,说明酵母菌同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸方式,如氧气浓度为b和c的呼吸方式。氧气浓度为b时,通过无氧呼吸产生的CO2为0.7 mol,剩余的0.6 mol是有氧呼吸方式产生的。氧气浓度为c时,有氧呼吸产生0.9 mol的CO2,消耗0.15 mol葡萄糖,无氧呼吸消耗0.3 mol葡萄糖,故C错误。 例8:将状况相同的某种植物绿叶分成相同的四组,在不同温度下先案处理一小时,再用相同适宜的光照射1小时,测量重量变化(假设在有光和黑暗条件下,细胞呼吸消耗有机物量相同),得到如下表的数据,不能得出的结论是( ) 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理前后重量变化/mg 1 —2 —3 —1 光照前后重量变化/mg +4 +5 +6 +2 A.27℃时该绿叶在整个实验期间积累的有机物是2mg B.28℃时该绿叶光照后比暗处理前重量增加3mg C.29℃是该绿叶进行光合作用和呼吸作用的最适温度 D.30℃时该绿叶经光合作用合成有机物的总量是3mg/h 【答案】C 例9:将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h(光照强度相同),测量其重量变化,得到如下数据。以下说法错误的是( ) 组别 1 2 3 4 温度(℃) 27 28 29 30 暗处理后的重量变化(mg) -1 -2 -3 -1 光照后和暗处理前的重量变化(mg) +3 +3 +3 +1 A.轮藻催化呼吸作用的酶的最适温度约为29℃。 B.第三组轮藻释放的氧气量最多 C.四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度 第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为2mg 【答案】D 材料表格的分析 例10:分别在A、B、C三个研钵中加2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液,即:深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。(注:“+”表示加,“-”表示不加)试回答: 处理 A B C SiO2(少量) + + + CaCO3(少量) - + + 95%乙醇(10 mL) + - + 蒸馏水(10 mL) - + - (1)A处理得到的溶液颜色是________,原因是______________________________。 (2)B处理得到的溶液颜色是_________,原因是____________________________。 (3)C处理得到的溶液颜色是__________,原因是____________________________。 【答案】 (1)黄绿色 部分叶绿素受到破坏 (2)几乎无色 叶绿素不溶于水 (3)深绿色 大量叶绿素溶于乙醇中 题型五:光合作用和呼吸作用的有关计算 1.光合作用有光时才能进行;而呼吸作用每时每刻都在进行。 2.主要过程可以依据光合作用和细胞呼吸的过程来计算。根据化学计算比例原理,可以将反应式简化:光合作用:6CO2 ~C6H12O6 ~6O2 有氧呼吸:C6H12O6~6O2 ~6CO2 无氧呼吸(产生酒精):C6H12O6 ~2 CO2~2C2H5OH酒精 3.光合作用以及呼吸作用的注意点: (1)植物能正常生长的条件:一昼夜葡萄糖净积累大于0; (2) CO2吸收量最大时的温度是光合作用的最适温度;CO2释放量最大时的温度是呼吸作用的最适温度; (3) CO2吸收量为0时,不等于不进行光合作用,有可能呼吸作用释放的CO2量正好等于光合作用吸收的CO2量。 注意:(1)对于一株绿色植物而言,黑暗环境下,植物只进行呼吸作用 而将绿色植物置于适宜的光照条件下时,植物同时进行光合作用和呼吸作用,此时无法直接将光合作用与呼吸作用区分开,测得的数据,表示的是净光合作用。 例1:如上乙图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打 出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图甲),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是(  ) A.在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐减小 B.在bc段,单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度,都可以缩短叶圆片上浮的时间 C.在c点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降 D.因配制的NaHCO3溶液中不含氧气,所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用 【答案】C 【解析】在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,叶片上浮的时间缩短,说明产生氧气的速率加快,光合作用的速率也加快,A错。叶片细胞只要有活性,就一定进行呼吸作用,D错。在一定范围内适当提高温度或增大光照强度或增大NaHCO3溶液浓度会提高光合作用速率。变式训练1:分析下列甲、乙、丙三图,下列说法正确的是(  ) A.若图甲曲线表示阴生植物光合作用速率受光照强度 的影响,则阳生植物的曲线与其比较,b点向左移,c点向右移 B.图乙中t2℃时植物净光合作用强度最大 C.若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f代表胡萝卜素 D.用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色或红色的塑料大棚 例2:下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析正确的是(多选)(  ) A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量 B.乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉细胞中C3的生成量多 C.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度 D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变 【答案】ABC 【解析】在一定温度范围内,随着温度的升高,光合速率逐渐增强;当温度到达一定程度时,光合速率不会继续升高;温度过高时,酶失活,光合速率下降。 变式训练2:如下左图曲线表示农田中昼夜温度变化(Ⅰ),光照强度变化(Ⅱ),植物吸收CO2的变化(Ⅲ)。请判断下列说法中,不正确的是(  ) A.在曲线Ⅲ与时间轴交点c和e时,光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量相等 B.a点的形成是由夜间的低温造成的 C.在时间轴上的c点开始合成有机物,到e点有机物的合成终止 D.若能保证水分的供应,则可使曲线Ⅲ与时间轴所围成的面积增大 例3:某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验,他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24 h测定,得到如上中图所示的曲线,以下说法正确的是(多选) (  ) 图中d点光合速率最大,e点有机物积累最多 B.c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 d、e之间的区段光合速率小于呼吸速率 D.进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段 【答案】ABD 【解析】a点只进行呼吸作用,产生ATP的细胞器只有线粒体;在C选项中,当温度提高到30℃时,呼吸作用强度增加,而光合作用强度下降,所以a点上移,b点右移,d点上移。 变式训练3.如上右图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中正确的是(多选) (  ) A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等 C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃,如图表示该植物处于25℃环境中,则将温度提高到30℃时,a点上移,b点左移,d点下移 D.当植物缺镁时,b点将向右移 一、单选题 1.(甘肃省平凉市静宁县第一中学2019届高三上学期第二次模拟考试生物试题)如图表示人体呼吸作用过程中葡萄糖分解的两种途径。酶1、酶2和酶3依次存在于(  ) A. 线粒体、线粒体和细胞质基质 B. 细胞质基质、线粒体和细胞质基质 C. 线粒体、细胞质基质和线粒体 D. 细胞质基质、细胞质基质和线粒体 2.(西藏林芝市第一中学2019届高三上学期第三次月考理综-生物试题)下面是人体细胞内常见的两种生理过程,有关说法正确的是(??) 过程①:C6H12O6+6O2+6H2O(酶)→6CO2+12H2O+能量 过程②:C6H12O6(酶)→2C3H6O3(乳酸)+能量 A. 过程①只发生在细胞的线粒体中 B. 过程①的CO2中的O来自C6H12O6和O2 C. 过程②与过程①完全不同 D. 人体内葡萄糖的最终来源是植物的光合作用 4.(河北省武邑中学2019届高三上学期第二次调研考试生物试题)如图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解,其中f~i表示相关过程,a~e表示相关物质。据图判断下列说法正确的是(  ) A. i过程是有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程 B. 叶肉细胞中b的产生速率等于c的产生速率,则植株的干重保持不变 C. a中的O全部来自O2,H全部来自C6H12O6 D. f、g、h、i四个过程在植物体的全部细胞中都能发生 5.(成都市第七中学 2019 届高中毕业班阶段性检测理科)下列关于叶绿体和线粒体产生气体过程的叙述,错误的是( ) A. 产生气体的过程都有水的参与 B. 产生气体的过程都与生物膜有关 C. 产生气体的过程都有酶的催化 D. 产生气体的过程都会产生 ATP 6.(成都市第七中学 2019 届高中毕业班阶段性检测理科)下列有关实验分析正确的( ) A. 用 35S 标记的噬菌体侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是保温时间过长所致 B. 探究温度对淀粉酶活性的影响,不可用斐林试剂对产物进行检测 C. 重铬酸钾在酸性条件下与二氧化碳发生化学反应变成灰绿色 D. 分离叶绿体色素实验中,色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小 7.(天津市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)研究发现,冬小麦在秋冬受低温袭击时,呼吸速率先升高后降低;持续的冷害使根生长迟缓,吸收能力下降,但细胞内可溶性糖的含量明显的提高。下列推断合理的是( ) A. 冷害初期呼吸作用增强,不利于抵御寒冷 B. 低温持续使线粒体内氧化酶活性减弱,影响可溶性糖合成淀粉 C. 低温使细胞内结合水含量降低,自由水含量增加,以适应低温环境 D. 低温使根细胞呼吸减弱,使根细胞吸收矿质元素能力下降 8.(三湘名校教育联盟2019届高三第一次大联考生物试题)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,下列叙述错误的是( ) A. 有氧呼吸和无氧呼吸,细胞产生的CO2都是在第二阶段形成的 B. 水是有氧呼吸的反应物,也是有氧呼吸的产物 C. ATP和NADH在有氧呼吸的各个阶段中都有产生 D. 呼吸产物中有酒精生成,说明细胞一定进行了无氧呼吸 9.(湖北省武汉市第六中学2017-2018学年高二下学期第8次月考生物试题)水是对生命活动起重要作用的物质,下列叙述中正确的是(  ) A. 植物矿质元素的吸收与水分吸收的方式相同 B. 细胞有氧呼吸过程的第三阶段,既有水的生成,又有水的分解 C. 氨基酸用于合成蛋白质的过程中有水生成,DNA复制过程中没有水生成 D. 如果白天用含18O的水浇花草,周围空气中的H2O、O2中都可能检测出18O 10.(黑龙江省哈尔滨市第三中学校2019届高三上学期第一次调研考试生物试题)玻璃温室里栽培植物,对室内空气中CO2含量进行了24小时测定,下图曲线中能正确表示结果的是(横轴为日时间,纵轴为CO2浓度)( ) A. B. C. D. 11.(福建省三明市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)下列有关生物学知识的说法中正确的是( ) A. 淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后,得到的产物是不同的 B. 有氧呼吸的酶存在于线粒体中,无氧呼吸的酶存在于细胞质基质中 C. 恩格尔曼的水绵实验和卡尔文的小球藻实验均运用了同位素标记法 D. 组成真核生物体的细胞不一定都有细胞核 12.(陕西省西安市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)下列有关高中生物实验中酸、碱性物质应用的说法,错误的是( ) A. 浓硫酸为橙色重铬酸钾溶液与酒精的反应提供酸性条件 B. 观察根尖细胞有丝分裂时用盐酸和酒精混合液使细胞相互分离 C. 用盐酸处理口腔上皮细胞有利于甲基绿、吡罗红进入细胞进行染色 D. 观察洋葱根尖有丝分裂实验中龙胆紫进入细胞,体现了膜的选择透过性 13.(四川省成都市外国语学校2019届高三上学期半期考试理综生物试题)为了探究光合作用产物的运输路径,某人设计如下实验:将一植株保留一叶片(a)和一幼嫩果实(c),b为叶片和果实连接的茎;把处理好的植株放入一透明小室,并放到光合作用最适的温度和光照强度下培养;向小室充入一定量14CO2 ,密封小室,立即用仪器测定abc三处的放射性物质含量并记录;将测得的数据绘制成曲线图如下图。请回答下列问题。 (1)光合作用光反应为暗反应提供的能还原C3的物质是_________。 (2)14C在光合作用过程中的转移途径是__________________________________。 (3)叶片放射性含量在t0—t1下降的原因是:_______________________________;但呼吸速率和运输速率基本不变。 (4)果实放射性含量达到的S2_______(“是”或“否”)能表示果实从b得到的有机物放射性总量,因为 _________________________________。 (5)如果适当提高温度,图中S1的值将_______(填“增大”或“缩小”)。 14.(广西壮族自治区河池市高级中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下图表示植物细胞代谢的某些过程,请根据题意回答问题。(图中数字代表物质,a 、b、c代表细胞器) (1)该植物细胞发生渗透吸水的条件是____________________________________________ (2)图甲显示,在细胞器b中进行的能量变化为_____________________(用文字箭头作答)。 (3)图中⑤代表的物质其分子结构简式是___________________。 (4)缺氧时马铃薯块茎细胞产物和玉米根细胞产物不相同,直接原因是________________。 (5)将一株植物放置于密闭的容器中,用红外测量仪进行测量,测量时间均为1小时,测定的条件和结果如图乙所示(数据均在标准状况下测得),据此回答: ① 在15℃、1klx光照条件下,该植物10小时光合作用固定CO2_________mL。 ② 在无光条件下25℃比15℃释放CO2多,说明温度是通过影响_______________来影响代谢的。 (6)据图可知,影响C点光合速率的因素主要是_________________________。 45.(湖南省长沙市麓山国际实验学校2019学年高三上学期开学摸底考试生物试题)伏旱是发生在长江中下游7月中旬至8月中旬期间的旱象。在此期间气温高(午间气温高达35~42℃),少降水,而春播农作物正处在抽穗、扬花、灌浆期,需要大量水分补充、供给。2017年7月22日,研究人员测定了某植物的CO2吸收速率变化曲线如图1所示,气孔的开放率化曲线如图2所示。回答下列问题: (1)据图1可知,曲线上A点代表的含义________________________________________,AB段凌晨内CO2释放速率逐渐变小,原因是________________________________________。 (2)图1中CD段光合速率减小,结合图2分析,光合速率变化的原因是__________;图1中F点代表的含义________________________________________。 (3)绿叶中的色素可用_____________提取,光反应产生的_____________在暗反应中将C3还原成有机物。有人提出图1中CD段光合速率变小的原因还可能是,中午温度过高,高温破坏了_____________膜结构,使叶绿体吸收光能效率降低,_______________反应受抑制。 实验小组尝试采用根部滴灌的方式,发现光合速率迅速恢复,分析原因可能是______ 。 14 第12讲 光合作用与细胞呼吸相关知识与题型(解析版) 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。其探究过程蕴含着丰富的生物学方法,其原理的应用对指导农业生产具有很重要的指导意义;以光合作用为落脚点的题目可考查考试说明中的各方面能力。呼吸作用的学习在于通过证明植物进行呼吸作用的实验,使学生掌握呼吸作用的概念,理解呼吸作用的过程。通过实验,培养学生的观察能力,分析试验现象的除试验结果。认同绿色植物在制造有机物方面以及释放氧气对与生物圈的重要意义故 “光合作用、呼吸作用” 是全国卷及自主命题省份卷的高频考点。 关于光合作用以及呼吸作用的过程不再赘述,本节内容主要对光合作用以及呼吸作用之间的关系以及相应的题目类型进行辨析、讲解。 题型一 光合作用和细胞呼吸过程图解的理解 解题技巧:解答此类题目最基本的是对光合作用和细胞呼吸的过程熟记以及理解,同时对细胞器(线粒体、叶绿体)的形态和结构有被比较清晰的认识,除此之外,在审题上要求做到细致,认真辨析。 借助细胞结构的综合分析 例1:图中为某植物细胞部分结构示意图,据图分析,下列四项 叙述中正确的是(   ) A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程 B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程 C.以C18O2作原料进行光合作用,在较强光照下,测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d D.以HO作原料进行光合作用,在较强呼吸作用下,测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b 【答案】C 【解析】a表示叶绿体吸收CO2,b表示释放O2,e表示线粒体吸收O2,f表示释放CO2,c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用,d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C 18O2作原料进行光合作用,18O的转移途径为:C18O2C6HO6C18O2,在较强光照下,光合作用大于呼吸作用,呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用。以HO作原料进行光合作用,其18O全部生成18O2,在较强呼吸强度下,18O2主要被线粒体利用进行有氧呼吸。 2.柱状图的理解与分析 例2:将生长状况相同的等量某种植物的叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其有机物变化得到如下数据(下左图)由此可以得出的结论是( ) A.该植物在27℃时生长得最快,在29℃和30℃时将不表 现为生长现象 B.该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温 度中都是29℃ C.27℃、28℃、和29℃光合作用制造的有机物的量相等 D.30℃时,光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物,都是1 mg/h 【答案】B 【解析】在4个温度中,29℃暗处理后,有机物减少最多,说明呼吸作用最旺盛,此时此组叶片含有机物最少,而光照1 h(光照强度相同)后,有机物含量最多,说明光合作用制造的有机物最多。 关于代谢类物质变化的分析 例3:如上右图表示某高等植物体内的生 理过程,有关分析正确的是(  ) A.阶段Ⅰ生成的NADPH将作为还原剂固定二氧化碳 B.能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅱ、Ⅲ C.过程⑤可为细胞吸收Mg2+等离子提供动力,而不是过程④ D.过程④、⑤进行的场所有细胞质基质和线粒体 【答案】C 【解析】本题考查光合作用与细胞呼吸的比较。据图分析可知Ⅰ阶段代表光合作用的光反应阶段,Ⅱ阶段代表暗反应阶段,Ⅲ阶段代表细胞呼吸过程。阶段Ⅰ生成的NADPH作为还原剂还原CO2;Ⅱ阶段在叶肉细胞的叶绿体基质中进行,Ⅲ阶段的部分过程在细胞质基质中进行;过程④只在细胞质基质中进行。 4.关于实验装置、物质变化的分析 例4:把经过相同时间饥饿处理且长势相近的同种植物放在相同的透明玻璃钟罩内(密封),玻璃钟罩内的烧杯中放有等量的不同物质,如下图所示。探究光合作用是否需要CO2,以及探究CO2浓度对光合速率的影响的实验装置分别是(   ) ①②;③④ B.①③;①④ C.①④;②③ D.③④;①③ 【答案】A 【解析】[本题考查与光合作用有关的探究实验,正确确定单一变量是解答本题的关键。探究光合作用是否需要CO2,单一变量是有无CO2,所以可以用装置①(有CO2)和装置②(无CO2)进行实验。探究CO2浓度对光合速率的影响,单一变量是CO2浓度,所以可以用装置③(浓度较低)和装置④(浓度较高)进行实验。 题型二 光合作用和细胞呼吸过程坐标图(曲线)的理解和分析 光合作用和细胞呼吸的坐标曲线图题分为单一曲线图题和复合曲线图题,此类题旨在全面考察学生的综合素质,关于曲线的理解和考察一直是高考命题的重点和热点。 解题技巧:此类题目关键是三看:一看变量(x、y轴)表示的意义,懂得横横纵坐标什么意思,找出两者的关系;二看曲线中的特殊点(起点、拐点、顶点、终点、交叉点)表示的意义;三看曲线的走向、变化趋势,对有些曲线还要明白切线斜率的含义。 分析图中为什么会有这种变化趋势:如果同一坐标系中有多条曲线,解题时要明确每条曲线的含义、变化及其原因,以及与此曲线代表的相关的影响因素有哪些等。 单一曲线的分析 例5: 如图为某植物在一定CO2浓度下温度与光合作用速率的关系 曲线。根据曲线分析,下列选项不正确的是(  ) A.图中C点对应的温度表示该植物在此条件下光合作用的最适温度 B.图中CD段下降的原因可能是随着温度的升高,酶活性降低 C.在C点对应的温度下,如果增加环境中CO2浓度,C点可能会上移 D.在BC段,限制光合作用速率的因素除了温度之外还有光照强度 【答案】D 【解析】本题考查影响光合作用的因素。在BC段,影响光合作用速率的因素包括温度,但由于题干中没有提到光照强度,故D项结论无法得出。 2.复合曲线的分析 例6:农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响,将实验结果绘制成如下曲线。据此提出以下结论,你认为合理的是(  ) A.光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度 B.阴影部分表示5~35℃时蔬菜的净光合速率小于零 C.光照越强,该蔬菜新品种的产量越高 D.温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25~30℃ 【答案】D 【解析】题图中反映出光合作用酶的最适温度在25~30℃之间,没有反映出呼吸作用酶的最适温度,不能得出A项结论。阴影部分表示5~35℃时蔬菜光合作用量减去呼吸作用量,即净光合量,很明显是大于零的。植物有光饱和点时,光照强度大于光饱和点时,光合作用不再增强,产量不再提高。在25~30℃时,净光合量最大,蔬菜产量最高,因此,温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25~30℃。 题型三 细胞呼吸和光合作用的相关实验分析 1.探究光合作用实验 (1)实验类型:①萨克斯验证光合作用产物——淀粉的实验(经常考查暗处理的目的、酒精脱色处理的目的、照光与遮光对照、碘液的检验鉴定等);恩格尔曼的实验(现象及结论、实验材料的优点、实验的巧妙之处);鲁宾、卡门的实验(技术手段——放射性同位素标记法)。②教材实验——色素的提取与分离。③影响因素——光照、CO2、温度等。 (2)实验试剂及作用:①NaHCO3→提供CO2; ③油层→密封; ④开水冷却→排除水中气体。 (3)实验材料及方法:①绿色叶片、黑藻等——观察气泡(即O2)冒出的速率。②打孔器打取小的圆形叶片——观察叶片上浮的速率和数量。 【与光合作用相关的实验的注意事项:(1)鉴定光合作用是否产生了淀粉,需事先将植物做“饥饿”处理以消耗原有淀粉,排除原有产物对实验结果的干扰。宜将光合作用后的叶片做“脱色”处理,以消除色素对显色反应(淀粉遇碘变蓝色)的干扰。(2)若实验中的单一变量是光时,宜设置是否给予光照(遮光与否)的对照组。(3)NaHCO3溶液作为CO2的缓冲液,可使密闭容器内CO2深度保持稳定;NaOH溶液作为CO2的吸收剂,可去除空气中的CO2。】 2.细胞呼吸实验的类型 (1)探究细胞呼吸强度的实验:常用下面的实验装置探究植物或动物细胞的有氧呼吸强度,用NaOH溶液吸收细胞呼吸产生的CO2,瓶内气体减少量即为O2的消耗量,代表呼吸强度。乙瓶为对照。 (2)探究细胞呼吸方式的实验(以糖类为呼吸底物):除了教材实验外,常用上面的实验装置来探究植物细胞或酵母菌的细胞呼吸方式。 装置1红色液滴左移表明细胞呼吸吸收了O2。 装置2红色液滴右移表明细胞进行了无氧呼吸,因为有氧呼吸O2的吸收量与CO2的释放量相等,无氧呼吸不吸收O2但释放CO2。 3.解决此类问题要从以下几方面入手: (1)明确实验目的。(2)根据实验目的确定实验类型,即是验证实验还是探究实验。(3)根据实验的目的和给定的实验条件确定实验的变量,要遵循单一变量原则、条件一致且适宜性原则等。 题型四 光合作用和细胞呼吸表格数据分析 1.数据表格 学会识别关键数据 例7:一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列叙述错误的是(  ) 氧浓度(%) a b c d 产生CO2的量(mol) 0.9 1.3 1.5 3.0 产生C2H5OH的量(mol) 0.9 0.7 0.6 0 A.氧浓度为a时,只进行无氧呼吸 B.氧浓度为b时,经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol C.氧浓度为c时,消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵----------- D.氧浓度为d时,只进行有氧呼吸 【答案】C 【解析】如果无C2H5OH,只有CO2产生,则说明酵母菌只进行有氧呼吸,如氧气浓度为d时的呼吸方式。如果产生的CO2和C2H5OH摩尔数相等,则说明酵母菌只进行无氧呼吸,如在氧气浓度为a时的呼吸方式。如果产生的CO2的摩尔数大于C2H5OH的摩尔数,说明酵母菌同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸方式,如氧气浓度为b和c的呼吸方式。氧气浓度为b时,通过无氧呼吸产生的CO2为0.7 mol,剩余的0.6 mol是有氧呼吸方式产生的。氧气浓度为c时,有氧呼吸产生0.9 mol的CO2,消耗0.15 mol葡萄糖,无氧呼吸消耗0.3 mol葡萄糖,故C错误。 例8:将状况相同的某种植物绿叶分成相同的四组,在不同温度下先案处理一小时,再用相同适宜的光照射1小时,测量重量变化(假设在有光和黑暗条件下,细胞呼吸消耗有机物量相同),得到如下表的数据,不能得出的结论是( ) 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理前后重量变化/mg 1 —2 —3 —1 光照前后重量变化/mg +4 +5 +6 +2 A.27℃时该绿叶在整个实验期间积累的有机物是2mg B.28℃时该绿叶光照后比暗处理前重量增加3mg C.29℃是该绿叶进行光合作用和呼吸作用的最适温度 D.30℃时该绿叶经光合作用合成有机物的总量是3mg/h 【答案】C 例9:将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h(光照强度相同),测量其重量变化,得到如下数据。以下说法错误的是( ) 组别 1 2 3 4 温度(℃) 27 28 29 30 暗处理后的重量变化(mg) -1 -2 -3 -1 光照后和暗处理前的重量变化(mg) +3 +3 +3 +1 A.轮藻催化呼吸作用的酶的最适温度约为29℃。 B.第三组轮藻释放的氧气量最多 C.四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度 第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为2mg 【答案】D 材料表格的分析 例10:分别在A、B、C三个研钵中加2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液,即:深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。(注:“+”表示加,“-”表示不加)试回答: 处理 A B C SiO2(少量) + + + CaCO3(少量) - + + 95%乙醇(10 mL) + - + 蒸馏水(10 mL) - + - (1)A处理得到的溶液颜色是________,原因是______________________________。 (2)B处理得到的溶液颜色是_________,原因是____________________________。 (3)C处理得到的溶液颜色是__________,原因是____________________________。 【答案】 (1)黄绿色 部分叶绿素受到破坏 (2)几乎无色 叶绿素不溶于水 (3)深绿色 大量叶绿素溶于乙醇中 题型五:光合作用和呼吸作用的有关计算 1.光合作用有光时才能进行;而呼吸作用每时每刻都在进行。 2.主要过程可以依据光合作用和细胞呼吸的过程来计算。根据化学计算比例原理,可以将反应式简化:光合作用:6CO2 ~C6H12O6 ~6O2 有氧呼吸:C6H12O6~6O2 ~6CO2 无氧呼吸(产生酒精):C6H12O6 ~2 CO2~2C2H5OH酒精 3.光合作用以及呼吸作用的注意点: (1)植物能正常生长的条件:一昼夜葡萄糖净积累大于0; (2) CO2吸收量最大时的温度是光合作用的最适温度;CO2释放量最大时的温度是呼吸作用的最适温度; (3) CO2吸收量为0时,不等于不进行光合作用,有可能呼吸作用释放的CO2量正好等于光合作用吸收的CO2量。 注意:(1)对于一株绿色植物而言,黑暗环境下,植物只进行呼吸作用 而将绿色植物置于适宜的光照条件下时,植物同时进行光合作用和呼吸作用,此时无法直接将光合作用与呼吸作用区分开,测得的数据,表示的是净光合作用。 例1:如上乙图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打 出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图甲),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是(  ) A.在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐减小 B.在bc段,单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度,都可以缩短叶圆片上浮的时间 C.在c点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降 D.因配制的NaHCO3溶液中不含氧气,所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用 【答案】C 【解析】在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,叶片上浮的时间缩短,说明产生氧气的速率加快,光合作用的速率也加快,A错。叶片细胞只要有活性,就一定进行呼吸作用,D错。在一定范围内适当提高温度或增大光照强度或增大NaHCO3溶液浓度会提高光合作用速率。变式训练1:分析下列甲、乙、丙三图,下列说法正确的是(  ) A.若图甲曲线表示阴生植物光合作用速率受光照强度 的影响,则阳生植物的曲线与其比较,b点向左移,c点向右移 B.图乙中t2℃时植物净光合作用强度最大 C.若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f代表胡萝卜素 D.用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色或红色的塑料大棚 【答案】B 【解析】阳生植物需要较强的光照才能使光合作用强度与呼吸作用强度相等,所以甲图中的b 点应该右移;净光合作用强度=总光合作用强度-呼吸作用强度,根据图示可知,温度为t2℃时,植物净光合作用强度约为6个相对单位,值最大;胡萝卜素主要吸收蓝紫光,故C错误;有色塑料大棚透光率差,光合作用强度低,故用塑料大棚种植蔬菜时,应选用无色塑料大棚。 例2:下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析正确的是(多选)(  ) A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量 B.乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉细胞中C3的生成量多 C.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度 D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变 【答案】ABC 【解析】在一定温度范围内,随着温度的升高,光合速率逐渐增强;当温度到达一定程度时,光合速率不会继续升高;温度过高时,酶失活,光合速率下降。 变式训练2:如下左图曲线表示农田中昼夜温度变化(Ⅰ),光照强度变化(Ⅱ),植物吸收CO2的变化(Ⅲ)。请判断下列说法中,不正确的是(  ) A.在曲线Ⅲ与时间轴交点c和e时,光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量相等 B.a点的形成是由夜间的低温造成的 C.在时间轴上的c点开始合成有机物,到e点有机物的合成终止 D.若能保证水分的供应,则可使曲线Ⅲ与时间轴所围成的面积增大 【答案】C 【解析】b点开始有光照,到f点无光照,b~f段制造有机物;c点和e点光合强度等于呼吸强度;a点呼吸作用减弱是夜间低温引起的;保证水分供应,能防止气孔关闭,提供更多CO2,积累更多有机物。 例3:某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验,他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24 h测定,得到如上中图所示的曲线,以下说法正确的是(多选) (  ) 图中d点光合速率最大,e点有机物积累最多 B.c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 d、e之间的区段光合速率小于呼吸速率 D.进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段 【答案】ABD 【解析】a点只进行呼吸作用,产生ATP的细胞器只有线粒体;在C选项中,当温度提高到30℃时,呼吸作用强度增加,而光合作用强度下降,所以a点上移,b点右移,d点上移。 变式训练3.如上右图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中正确的是(多选) (  ) A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等 C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃,如图表示该植物处于25℃环境中,则将温度提高到30℃时,a点上移,b点左移,d点下移 D.当植物缺镁时,b点将向右移 【答案】AB 【解析】题图中d点CO2的吸收速率最大,光合速率也最大,e点温室内CO2的含量最低,说明植物积累的有机物最多;cd区段,光照强度不断增强,光合作用不断增强,结合CO2吸收速率的变化,可分析出光合速率大于呼吸速率;de区段CO2的吸收速率仍为正值,说明此段中光合速率仍大于呼吸速率,只是幅度越来越小;细胞呼吸在全天各个时段都能进行。 一、单选题 1.(甘肃省平凉市静宁县第一中学2019届高三上学期第二次模拟考试生物试题)如图表示人体呼吸作用过程中葡萄糖分解的两种途径。酶1、酶2和酶3依次存在于(  ) A. 线粒体、线粒体和细胞质基质 B. 细胞质基质、线粒体和细胞质基质 C. 线粒体、细胞质基质和线粒体 D. 细胞质基质、细胞质基质和线粒体 【答案】B 【解析】高等动物有氧呼吸可以分为三个阶段: 第一阶段:在细胞质的基质中,反应式为C6H12O6 2C3H4O3+4[H]+少量能量; 第二阶段:在线粒体基质中进行,反应式为2C3H4O3+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量; 第三阶段:在线粒体的内膜上进行,反应式为24[H]+6O212H2O+大量能量; 高等动物乳酸发酵:在细胞质基质中进行,反应式为C6H12O6 2C3H6O3+能量。 图示中酶1是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的场所,形成丙酮酸和[H],场所是细胞质基质;酶2是有氧呼吸第二阶段和第三阶段,形成CO2和[H],场所是线粒体;酶3是无氧呼吸的第二阶段,产物是乳酸,场所是细胞质基质;所以酶1、酶2、酶3的场所是细胞质基质、线粒体、细胞质基质,故选B。 2.(西藏林芝市第一中学2019届高三上学期第三次月考理综-生物试题)下面是人体细胞内常见的两种生理过程,有关说法正确的是(??) 过程①:C6H12O6+6O2+6H2O(酶)→6CO2+12H2O+能量 过程②:C6H12O6(酶)→2C3H6O3(乳酸)+能量 A. 过程①只发生在细胞的线粒体中 B. 过程①的CO2中的O来自C6H12O6和O2 C. 过程②与过程①完全不同 D. 人体内葡萄糖的最终来源是植物的光合作用 【答案】D 【解析】过程①表示有氧呼吸反应式,发生在细胞质基质和线粒体中,A错误;过程①的CO2中的O来自C6H12O6和H2O,生成的H2O中的O来自O2,B错误;过程②与过程①的第一阶段相同,都是葡萄糖酵解,发生在细胞质基质中,C错误;人属于异养型生物,体内葡萄糖的最终来源是植物的光合作用,D正确。 3.(黑龙江省哈尔滨市第三中学2019届高三上学期第二次调研考试生物试题)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( ) A. 细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B. 人体成熟红细胞也能进行细胞呼吸 C. 酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸 D. 叶肉细胞在光下进行光合作用,不进行呼吸作用 【答案】D 【解析】不论有氧呼吸还是无氧呼吸,有机物的分解都必须在酶的催化作用下进行,A正确;人体成熟红细胞是活细胞,也能进行呼吸,B正确;酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生二氧化碳和水,无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,C正确;叶肉细胞在光照下进行光合作用,同时也进行呼吸作用,D错误;故选D。 4.(河北省武邑中学2019届高三上学期第二次调研考试生物试题)如图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解,其中f~i表示相关过程,a~e表示相关物质。据图判断下列说法正确的是(  ) A. i过程是有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程 B. 叶肉细胞中b的产生速率等于c的产生速率,则植株的干重保持不变 C. a中的O全部来自O2,H全部来自C6H12O6 D. f、g、h、i四个过程在植物体的全部细胞中都能发生 【答案】A 【解析】据图分析,图中f表示光反应,g表示暗反应,h表示有氧呼吸的第二和第三阶段,i表示有氧呼吸的第一阶段;a是水分子、b是氧气、c二氧化碳、d是[H]、e是ATP。 根据以上分析已知,i表示有氧呼吸的第一阶段,而无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同,A正确;根据以上分析已知,b是氧气,c二氧化碳,如果叶肉细胞中氧气的产生速率等于二氧化碳的产生速率,说明叶肉细胞中有机物的积累量为0,而植物的其他细胞会通过呼吸作用消耗有机物,因此植株的干重会下降,B错误;a是有氧呼吸第三阶段产生的水分子,水分子的氧全部来自于氧气,而H来自于葡萄糖(C6H12O6)和水,C错误;植物的所有细胞都可以进行呼吸作用(h、i),而光合作用(f、g)只有叶肉细胞等可以发生,D错误。 5.(成都市第七中学 2019 届高中毕业班阶段性检测理科)下列关于叶绿体和线粒体产生气体过程的叙述,错误的是( ) A. 产生气体的过程都有水的参与 B. 产生气体的过程都与生物膜有关 C. 产生气体的过程都有酶的催化 D. 产生气体的过程都会产生 ATP 【答案】B 【解析】1、有氧呼吸的过程: 第一阶段:在细胞质基质中进行。 反应式:1C6H12O6(葡萄糖)2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP) 第二阶段:在线粒体基质中进行。 反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP) 第三阶段:在线粒体内膜上进行。 反应式:24[H]+6O212H2O+大量能量(26ATP) 2、光合作用的过程 光反应阶段:H2OO2+[H](或NADPH);ADP+Pi+能量ATP 暗反应阶段: CO2+C5A2C3;C3+ATP+[H] C5+(CH2O) 光反应阶段,水在光下分解生成氧气和[H],同时产生ATP。有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和水结合生成二氧化碳和[H],产生少量的ATP。因此,两个过程都有水的参与和产生ATP,A、D正确;光反应阶段发生在类囊体薄膜上,与生物膜有关。有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质,与生物膜无关,B错误;由分析可知,光反应阶段和有氧呼吸的第二阶段均需要酶的催化,C正确。故选B。 6.(成都市第七中学 2019 届高中毕业班阶段性检测理科)下列有关实验分析正确的( ) A. 用 35S 标记的噬菌体侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是保温时间过长所致 B. 探究温度对淀粉酶活性的影响,不可用斐林试剂对产物进行检测 C. 重铬酸钾在酸性条件下与二氧化碳发生化学反应变成灰绿色 D. 分离叶绿体色素实验中,色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小 【答案】B 【解析】35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留在细菌外,若搅拌不充分,少数蛋白质外壳吸附在细菌表面,沉淀物中存在少量的放射性,A错误;斐林试剂可用于检测还原糖,但需要进行水浴加热。因此,探究温度对淀粉酶活性的影响,不能用斐林试剂对产物进行检测,B正确;重铬酸钾在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色,C错误;分离叶绿体色素实验中,色素带的宽度反映了色素的含量,D错误。故选B。 7.(天津市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)研究发现,冬小麦在秋冬受低温袭击时,呼吸速率先升高后降低;持续的冷害使根生长迟缓,吸收能力下降,但细胞内可溶性糖的含量明显的提高。下列推断合理的是( ) A. 冷害初期呼吸作用增强,不利于抵御寒冷 B. 低温持续使线粒体内氧化酶活性减弱,影响可溶性糖合成淀粉 C. 低温使细胞内结合水含量降低,自由水含量增加,以适应低温环境 D. 低温使根细胞呼吸减弱,使根细胞吸收矿质元素能力下降 【答案】D 【解析】根据题干信息分析,冷害初期,呼吸速率先升高,释放能量增加,有利于抵御寒冷;但持续冷害,会使呼吸减弱,供能不足,导致通过主动运输的方式吸收矿质离子的能力下降;持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,对可溶性糖消耗减少,使得细胞内可溶性糖的含量明显的提高冷害初期呼吸作用增强,释放能量增加,利于抵御寒冷,A错误;持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,使细胞呼吸减弱,而氧化酶与可溶性糖合成淀粉无关,B错误;低温使细胞内结合水含量增加,自由水含量降低,细胞液浓度上升,有利于适应低温环境,C错误;低温使根细胞呼吸减弱,提供能量减少,导致细胞吸收矿质营养能力下降,D正确。 8.(三湘名校教育联盟2019届高三第一次大联考生物试题)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,下列叙述错误的是( ) A. 有氧呼吸和无氧呼吸,细胞产生的CO2都是在第二阶段形成的 B. 水是有氧呼吸的反应物,也是有氧呼吸的产物 C. ATP和NADH在有氧呼吸的各个阶段中都有产生 D. 呼吸产物中有酒精生成,说明细胞一定进行了无氧呼吸 【答案】C 【解析】酵母菌的有氧呼吸的过程包括三个阶段:第一阶段是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,产生少量的NADH,并释放少量的能量;第二阶段是丙酮酸与H2O一起被彻底分解成CO2和NADH,释放少量的能量;第三阶段是前两个阶段产生的NADH与O2结合生成H2O,并释放大量的能量。酵母菌的无氧呼吸的过程包括两个阶段:第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同;第二阶段是丙酮酸在酶的催化下,分解为酒精和CO2。综上分析,A、B、D均正确,C错误。 9.(湖北省武汉市第六中学2017-2018学年高二下学期第8次月考生物试题)水是对生命活动起重要作用的物质,下列叙述中正确的是(  ) A. 植物矿质元素的吸收与水分吸收的方式相同 B. 细胞有氧呼吸过程的第三阶段,既有水的生成,又有水的分解 C. 氨基酸用于合成蛋白质的过程中有水生成,DNA复制过程中没有水生成 D. 如果白天用含18O的水浇花草,周围空气中的H2O、O2中都可能检测出18O 【答案】D 【解析】白天用含有18O的水浇花草,植物通过蒸腾作用,周围空气中的水会含有O18,植物进行光合作用产生的氧气含有O18,植物有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应产生的二氧化碳,因此二氧化碳中也可能含有O18。线粒体进行有氧呼吸第三阶段产生水,核糖体的氨基酸脱水缩合反应过程也产生水,叶绿体、高尔基体等都可能产生水。细胞有氧呼吸第二阶段水参与反应,水产生于有氧呼吸的第三阶段。 植物对矿质元素的吸收是主动运输,而对水分吸收是自由扩散,A错误;有氧呼吸的第二阶段有水参与反应,有氧呼吸的第三阶段产生水,B错误;氨基酸用于合成蛋白质的过程中有水生成,DNA复制过程中也有水的生成,C错误;白天用含18O的水浇花草,通过蒸腾作用,周围空气中的H2O可能含有放射性;光合作用的光反应阶段产生的O2含有放射性,有氧呼吸过程产生的CO2中也可能检测出18O,D正确。 10.(黑龙江省哈尔滨市第三中学校2019届高三上学期第一次调研考试生物试题)玻璃温室里栽培植物,对室内空气中CO2含量进行了24小时测定,下图曲线中能正确表示结果的是(横轴为日时间,纵轴为CO2浓度)( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】夜晚植物只进行呼吸作用,消耗氧气产生二氧化碳;白天植物可以同时进行光合作用和呼吸作用,若光合作用大于呼吸作用,则二氧化碳浓度降低,若呼吸作用大于光合作用,则二氧化碳浓度升高。 0点到6点这一时间段,因为没有光照,所以植物只进行呼吸作用,消耗O2,产生CO2,使玻璃温室中的CO2浓度越来越高;6点太阳升起,植物进行呼吸作用的同时开始进行光合作用,而且随着光照的逐渐增强,光合作用的强度大于呼吸作用,消耗了更多的CO2,使玻璃温室中的CO2浓度逐渐降低;18点光照逐渐减弱趋近于0,植物的光合作用停止,而呼吸作用一直进行,所以玻璃温室中的CO2浓度又逐渐升高,故选D。 11.(福建省三明市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)下列有关生物学知识的说法中正确的是( ) A. 淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后,得到的产物是不同的 B. 有氧呼吸的酶存在于线粒体中,无氧呼吸的酶存在于细胞质基质中 C. 恩格尔曼的水绵实验和卡尔文的小球藻实验均运用了同位素标记法 D. 组成真核生物体的细胞不一定都有细胞核 【答案】D 【解析】淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后,得到的产物是相同的,都是葡萄糖,A错误;有氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中,无氧呼吸的酶存在于细胞质基质中,B错误;恩格尔曼将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗、无空气的环境中,用极细光束照射水绵或将临时装片暴露在光下,依据好氧细菌的分布得出“O2是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所”的结论,卡尔文用14C标记C02,供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中碳元素在光合作用中转化为有机物中的碳的转移途径,可见,恩格尔曼的水绵实验没有运用同位素标记法,卡尔文的小球藻实验运用了同位素标记法,C错误;组成真核生物体的细胞不一定都有细胞核,例如哺乳动物成熟的红细胞就没有细胞核,D正确。 12.(陕西省西安市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)下列有关高中生物实验中酸、碱性物质应用的说法,错误的是( ) A. 浓硫酸为橙色重铬酸钾溶液与酒精的反应提供酸性条件 B. 观察根尖细胞有丝分裂时用盐酸和酒精混合液使细胞相互分离 C. 用盐酸处理口腔上皮细胞有利于甲基绿、吡罗红进入细胞进行染色 D. 观察洋葱根尖有丝分裂实验中龙胆紫进入细胞,体现了膜的选择透过性 【答案】D 【解析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离→漂洗→染色→制片→观察 重铬酸钾(橙色)在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色。浓硫酸为重铬酸钾溶液与酒精的反应提供酸性条件,A正确;质量分数15%的盐酸与体积分数95%的酒精以1︰1配制为解离液使组织中的细胞分散开来,B正确;用盐酸处理口腔上皮细胞,增大细胞膜的通透性,有利于甲基绿、吡罗红进入细胞进行染色,C正确;观察植物细胞的有丝分裂,使用解离液时细胞已经死亡,细胞膜失去选择透过性,龙胆紫进入细胞将染色体染色,D错误。故选D。 13.(四川省成都市外国语学校2019届高三上学期半期考试理综生物试题)为了探究光合作用产物的运输路径,某人设计如下实验:将一植株保留一叶片(a)和一幼嫩果实(c),b为叶片和果实连接的茎;把处理好的植株放入一透明小室,并放到光合作用最适的温度和光照强度下培养;向小室充入一定量14CO2 ,密封小室,立即用仪器测定abc三处的放射性物质含量并记录;将测得的数据绘制成曲线图如下图。请回答下列问题。 (1)光合作用光反应为暗反应提供的能还原C3的物质是_________。 (2)14C在光合作用过程中的转移途径是__________________________________。 (3)叶片放射性含量在t0—t1下降的原因是:_______________________________;但呼吸速率和运输速率基本不变。 (4)果实放射性含量达到的S2_______(“是”或“否”)能表示果实从b得到的有机物放射性总量,因为 _________________________________。 (5)如果适当提高温度,图中S1的值将_______(填“增大”或“缩小”)。 【答案】[H] 4CO2→14C3→(14CH2O) 用于光合作用的14CO2减少,产生含14C的有机物的速率下降 否 果实细胞呼吸会消耗部分含14C的有机物 缩小 【解析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解,产生ATP和[H],同时释放氧气,ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原。根据题图,向小室充入一定量14CO2,放射性出现的先后顺序分别是a叶片、b叶片和果实连接的茎、c幼嫩果实,说明光合作用产物发生了运输,据此分析。 (1)光合作用光反应为暗反应提供的能还原C3的物质是光反应的产物[H]。 (2)CO2进入叶绿体后在叶绿体基质中首先与C5结合形成2C3,C3接受ATP释放的能量并被[H]还原为,经过一系列反应生成(CH2O),因此14C在光合作用过程中的转移途径是 4CO2→14C3→(14CH2O)。 (3)t0—t1时间段,a叶片中放射性降低,而b叶片和果实连接的茎部分放射性升高,叶片是光合作用的场所,由于向小室充入的14CO2 是一定的,随着光合作用的进行,14CO2 被不断消耗,而同时光合作用产生的有机物被呼吸作用消耗和运输,因此叶片放射性含量下降的原因包括:用于光合作用的14CO2减少,产生含14C的有机物的速率下降;但呼吸速率和运输速率基本不变。 (4)由于果实细胞呼吸会消耗部分含14C的有机物,所以果实放射性含量达到的S2不能表示果实从b得到的放射性有机物总量。 (5)实验中曲线是在最适宜温度条件下测定的,适当提高温度,光合作用减弱,则图2中的S1的值将变小。 14.(广西壮族自治区河池市高级中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下图表示植物细胞代谢的某些过程,请根据题意回答问题。(图中数字代表物质,a 、b、c代表细胞器) (1)该植物细胞发生渗透吸水的条件是____________________________________________ (2)图甲显示,在细胞器b中进行的能量变化为_____________________(用文字箭头作答)。 (3)图中⑤代表的物质其分子结构简式是___________________。 (4)缺氧时马铃薯块茎细胞产物和玉米根细胞产物不相同,直接原因是________________。 (5)将一株植物放置于密闭的容器中,用红外测量仪进行测量,测量时间均为1小时,测定的条件和结果如图乙所示(数据均在标准状况下测得),据此回答: ① 在15℃、1klx光照条件下,该植物10小时光合作用固定CO2_________mL。 ② 在无光条件下25℃比15℃释放CO2多,说明温度是通过影响_______________来影响代谢的。 (6)据图可知,影响C点光合速率的因素主要是_________________________。 【答案】细胞液浓度>外界溶液浓度光能→ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能A-P~P~P(两者无氧呼吸第二阶段)酶的种类不同224酶活性 光照强度 【解析】根据题意和图示分析可知: 1、在甲图中细胞器b吸收光能,将①②转变成葡萄糖,可推知:细胞器b是叶绿体,①是水分子、②是二氧化碳;同时可以推知:细胞器a具有调节渗透压的功能,是液泡;K+在⑤协助下进入细胞中,可推知⑤是能量;葡萄糖变成④,并进入c与③生成⑤和②,可推知:细胞器c是线粒体、③是氧气、④是丙酮酸、②是二氧化碳。 2、据图乙分析,纵坐标上二氧化碳的吸收量表示净光合作用吸收二氧化碳的量,在光照强度为0kLx时,曲线与纵坐标相交点表示呼吸作用强度.真正光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,积累葡萄糖的量=净光合作用生成葡萄糖的量。 (1)细胞器a具有调节渗透压的功能,是液泡。植物细胞发生渗透吸水的外在条件是细胞液(a)中浓度大于外界溶液浓度。 (2)图甲显示,在细胞器b是叶绿体,能进行光合作用,其中进行的能量变化为光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。 (3)图中⑤代表的物质是ATP,其分子结构简式是A-P~P~P。 (4)缺氧时马铃薯块茎细胞产物和玉米根细胞产物不相同,直接原因是与无氧呼吸有关的酶有所不同。 (5)①在15℃、1千勒克司光照下,求该植物10小时光合作用吸收CO2,这是要求总光合作用量。图乙中纵坐标中的数值为净光合作用量,需加上呼吸量。所以由图可知,15℃、1千勒克司光照下净光合作用量为11.2mL,加上呼吸量11.2mL,总光合作用量为22.4mL,该植物10小时光合作用吸收CO2为22.4×10=224mL。 ②在无光条件下25℃比15℃释放CO2多说明温度是通过酶的活性影响来影响代谢的。 (6)据图乙中两曲线变化情况分析可知:在C点所对应的光照强度下,15℃和25℃下吸收二氧化碳的量不同,说明了C点光合速率受温度影响;同时对于25℃温度曲线中,C点对应的光照强度未达到光饱和点,因此C点光合速率也受光照强度影响。 45.(湖南省长沙市麓山国际实验学校2019学年高三上学期开学摸底考试生物试题)伏旱是发生在长江中下游7月中旬至8月中旬期间的旱象。在此期间气温高(午间气温高达35~42℃),少降水,而春播农作物正处在抽穗、扬花、灌浆期,需要大量水分补充、供给。2017年7月22日,研究人员测定了某植物的CO2吸收速率变化曲线如图1所示,气孔的开放率化曲线如图2所示。回答下列问题: (1)据图1可知,曲线上A点代表的含义________________________________________,AB段凌晨内CO2释放速率逐渐变小,原因是________________________________________。 (2)图1中CD段光合速率减小,结合图2分析,光合速率变化的原因是__________;图1中F点代表的含义________________________________________。 (3)绿叶中的色素可用_____________提取,光反应产生的_____________在暗反应中将C3还原成有机物。有人提出图1中CD段光合速率变小的原因还可能是,中午温度过高,高温破坏了_____________膜结构,使叶绿体吸收光能效率降低,_______________反应受抑制。 实验小组尝试采用根部滴灌的方式,发现光合速率迅速恢复,分析原因可能是______ 。 【答案】植物的呼吸作用(有氧呼吸)速率 气温降低,呼吸作用减缓气孔关闭,CO2吸收减少光合作用速率等于呼吸作用速率无水乙醇[H]和ATP类囊体光滴灌能够补充水分,增强叶片蒸腾作用加强,降低叶片温度减少高温对叶绿体的破坏 【解析】 图1表示某植物的CO2吸收速率随时间的变化,A点只有二氧化碳的释放,表示为呼吸速率;图2中:植物体气孔的开放率化与时间的关系,可以看出正午气孔开放度低,因为正午叶片蒸腾作用加强,气孔关闭。 (1)由分析可知:图1曲线上A点代表的含义表示植物的呼吸作用速率,AB段表示凌晨内CO2释放速率逐渐变小,因为气温降低,呼吸作用减缓。 (2)图1中CD段光合速率减小,由图2可知,正午植物体气孔关闭,CO2吸收减少,光合速率减慢。图1中F点二氧化碳的吸收速率为0,说明光合作用速率等于呼吸作用速率。 (3)绿叶中的色素可溶于无水乙醇中,所以可用无水乙醇提取;光反应产生的ATP和[H]在暗反应中将C3还原成有机物。由于色素具有吸收光能的作用,故该推测应为中午温度过高,高温破坏了类囊体膜结构,使叶绿体吸收光能效率降低,光反应受到抑制,实验小组尝试采用根部滴灌的方式,发现光合速率迅速恢复,因为滴灌能够补充水分,增强叶片蒸腾作用加强,降低叶片温度减少高温对叶绿体的破坏。 14

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  • ID:11-5058818 [精]高考一轮复习学案 第8讲 物质跨膜运输的实例及方式

    高中生物/高考专区/一轮基础复习

    第8讲 物质跨膜运输的实例及方式(解析版) 《物质跨膜运输的实例》是人教版普通高中新课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例,说明细胞膜是选择透过性膜,是在学习了第2章《组成细胞的分子》和第3章《细胞的基本结构》的基础上再学习的,也是为进一步学习细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式,并从结构与功能相适应的角度来认识生物膜的结构和功能特点打好基础的。 一、渗透作用 半透膜:半透膜是一类可以让某些小分子离子的物质通过而大分子的物质不能通过的一类薄膜的总称。 1、水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散,称为渗透作用 实质:(即顺着水的相对含量梯度的扩散) 2、条件;(1)半透膜(2)膜两侧的溶液具有浓度差 3、原理:溶液A浓度大于溶液B,水分子从B A移动 溶液A浓度小于溶液B,水分子从A B移动 在渗透作用中,水分是从溶液浓度 低 的一侧向溶液浓度 高 的一侧渗透。 扩散:物质从高浓度到低浓度的运动 渗透:水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散 区别:渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透膜(半透膜)。 【注意】 (1)渗透系 统适用 于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。 (2)两溶液中的水分子进行双向运动,我们只是观测出由水分子双向运动的差异所导致的液面改变。 (3)溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度,如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同,但10%蔗糖溶液的摩尔浓度小,故水由10%蔗糖溶液向10%葡萄糖溶液移动。 二、动物细胞的吸水和失水 外界溶液的浓度= 细胞质的浓度 水分子进出细胞达到动态平衡 外界溶液的浓度 〉细胞质的浓度 失水皱缩 外界溶液的浓度〈细胞质的浓度 吸水涨破 三、植物细胞的吸水和失水 细胞吸水的方式 (1)吸涨吸水 机理:靠细胞内的亲水性物质(蛋白质﹥淀粉﹥纤维素)吸收水分 实例:未成熟植物细胞、干种子 (2)渗透吸水(主要的吸水方式) 实例:成熟的植物细胞 条件:有中央液泡 细胞膜;液泡膜;两层膜之间的细胞质统称原生质层 把成熟的植物细胞看作一个渗透装置 原生质层(选择性透过膜)相当于半透膜,细胞内有细胞液与外界溶液具有浓度差 当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ,细胞失水,发生质壁分离现象 外界溶液浓度 ﹤ 细胞液的浓度,细胞吸水,发生质壁分离复原现象 质壁分离外因:当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ,细胞失水,发生质壁分离现象 质壁分离内因:细胞壁伸缩性﹤原生质层的伸缩性。 (3)植物细胞的质壁分离 *质壁分离实验的拓展与应用: (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 (2)测定细胞液浓度范围 +细胞液浓度介于未发生 质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 +发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大 四、物质跨膜运输的其他实例 1.不同物质跨膜运输的特点 (1) (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点:逆浓度梯度运输。 (3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同,吸收时各自都有选择性。 2.生物膜的功能特性 (1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,水分子、一些离子和小分子可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 (2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。 五、物质跨膜运输的方式 1、小分子或离子的跨膜运输 (1)被动运输:顺浓度梯度的扩散,统称为被动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散两种情况: ①自由扩散:物质顺浓度梯度,通过简单的扩散作用进出细胞。不消耗细胞内的能量 ,也不需载体蛋白。 例子:水,气体,甘油,脂肪酸 ,酒精,苯… ②协助扩散:进出细胞的物质顺浓度梯度,借助载体蛋白的扩散,也不需要能量 。例子:葡萄糖进入红细胞等 (2)主动运输:物质一般从低浓度一侧运输到高浓度一侧,即逆浓度梯度的跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 例子:小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 注意:相关曲线 自由扩散坐标图 (2)协助扩散 (3)主动运输 注意⑴影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素 ①影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。 ②影响协助扩散的因素:a.细胞膜内外物质的浓度差;b.细胞膜上载体的种类和数量。 ③影响主动运输的因素:a.载体(核糖体);b.能量(细胞质基质和线粒体)。 凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。 ⑵载体的化学本质及作用特点 ①载体是细胞膜上的一类蛋白质,它具有特异性,不同物质的载体不同,不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。 ②载体具有饱和现象,当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。 非跨膜运输——胞吞与胞吐(大分子物质) 胞吞:例如:白细胞吞噬病菌 胞吐:分泌蛋白的形成 (消化酶,抗体,某些蛋白质激素) 特点:消耗能量,无需载体蛋白,体现了细胞膜的流动性。 1.(海南省2018届高三高考生物试题)将水稻幼苗培养在含?MgSO4的培养液中,一段时间后,发现营养液中Mg2+和SO42-的含量下降,下列叙述不合理的是(  ) A. Mg2+通过自由扩散进入根细胞 B. MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收 C. 根吸收的Mg2+可以参与叶绿素的形成 D. 降低温度会影响水稻根系对Mg2+的吸收 【答案】A 【解析】Mg2+?通过主动运输进入根细胞,A错误;MgSO4?必须溶解在水中呈现离子形式,才能被根吸收,B正确;Mg2+?可以参与叶绿素的形成,说明无机盐能组成复杂的化合物,C正确;降低温度会影响膜的流动性和酶的活性,则对?Mg2+?的吸收也会造成影响,D正确。 2.(浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题)下列细胞放在一定浓度的蔗糖溶液中,一段时间后会发生质壁分离的是( ) A. 人的红细胞 B. 洋葱根毛区细胞 C. 芽尖分生区细胞 D. 蓝藻细胞 【答案】B 【解析】质壁分离指的是高度分化的成熟植物细胞在高浓度的细胞外液中发生的细胞壁与原生质层分离的现象;发生质壁分离的细胞必须是具有大液泡的成熟植物细胞。 人的红细胞没有细胞壁,不可能发生质壁分离,A错误;洋葱根毛区细胞是高度分化的成熟植物细胞,具有大液泡,在一定浓度的蔗糖溶液中,一段时间后会发生质壁分离现象,B正确;芽尖分生区细胞具有分裂能力,没有大液泡,不会发生质壁分离,C错误;蓝藻细胞是原核生物,细胞中没有液泡,不能发生质壁分离,D错误。 3.(天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题)观察细胞质壁分离的装片时,可看到洋葱表皮细胞的变化状况是(  ) A. 液泡变小,紫色加深 B. 液泡变大,紫色变浅 C. 液泡变小,紫色变浅 D. 液泡变大,紫色变深 【答案】A 【解析】植物细胞质壁分离和复原的条件有:①必须是活细胞;②细胞液与外界溶液必须有浓度差;③植物细胞必须有大的液泡(成熟的植物细胞),且液泡最好有颜色便于观察。 洋葱表皮细胞发生质壁分离时,细胞由于失水,使液泡变小,细胞液浓度增大,紫色加深。 4.(黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列没有发生渗透作用的是(  ) A. 萎蔫的青菜放在清水中变得硬挺 B. 一杯清水中加入食盐变咸 C. 根毛细胞吸水 D. 红细胞在高浓度溶液中皱缩 【答案】B 【解析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差。萎蔫的青菜放在清水中变硬挺,发生了植物细胞的渗透吸水,A正确;一杯清水中加入食盐变咸,没有通过膜结构,只是溶液的扩散作用,B错误;根毛细胞通过渗透作用吸收水分,C正确;红细胞在高浓度溶液中通过渗透作用失水,导致细胞皱缩,D正确。 5.(黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)如图为浸在0.3g/ml蔗糖溶液中的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞,下列有关说法不正确的是( ) A. 该细胞处于质壁分离状态,图中的③呈现紫色 B. 图中的①具有全透性,②③④构成的原生质层可以看作一层半透膜 C. 将该细胞置于清水中,可以使细胞恢复实验前的形态 D. 如果该细胞长时间处于图示状态,可能会失去活性 【答案】A 【解析】图中的③是细胞质;④是液泡,其中的液体是细胞液,呈现紫色,A错误. 细胞壁具有全透性,②③④分别是细胞膜、细胞质和液泡膜构成的原生质层,具有选择透过性,可以看作一层半透膜,B正确.将该细胞置于清水中,细胞质壁分离复原,恢复实验前的形态,C正确.细胞长时间处于图示状态,持续失水,细胞可能会因失水过多而死亡,从而失去活性,D正确. 例1:(黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列表述中,不正确的是( ) A. 通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活 B. 动物细胞也能渗透吸水或失水,原因之一是细胞膜相当于半透膜 C. 水分子进出细胞,取决于细胞内外液体的浓度差 D. 小分子物质都能通过细胞膜,大分子物质则不能 【答案】D 【解析】活细胞才能发生质壁分离,通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活,A正确.渗透作用的条件是有半透膜和半透膜两侧溶液浓度不同,细胞膜是选择透过性膜,相当于半透膜,所以动物细胞也可能渗透吸水或失水,B正确.水是顺着相对含量梯度扩散,所以水分子进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差,C正确.细胞膜具有选择透过性,一些小分子物质能通过细胞膜,其它小分子和不能通过细胞膜,D错误. 渗透作用的两个必要条件是:半透膜和膜两侧溶液有浓度差;动物细胞的细胞膜和成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性,水分子自由通过,一些小分子和离子可以通过,其它小分子和离子不能通过,大分子则不能通过,所以相当于半透膜;水顺相对含量梯度进行扩散,细胞质溶液或细胞液的浓度和外界溶液的浓度有浓度差是就可以渗透失水或吸水。 变式训练1:(江西省玉山县第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试生物试题)如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞影响的实验中所观察到的细胞图,请判断下列叙述中正确的是(  ) A. 图中1、2、6组成了细胞的原生质层 B. 图中1是细胞壁,6中充满了蔗糖溶液 C. 图中细胞处于质壁分离状态,此时6处的浓度一定大于7处的浓度 D. 图中7是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,其颜色逐渐变浅 【答案】B 【解析】植物细胞与渗透作用有关的细胞器是液泡,分析题图:1是细胞壁,2是细胞膜,3是细胞核,4是液泡膜,5是细胞质,6是细胞壁与原生质层之间的空隙,7是细胞液。 原生质层是指细胞膜、液泡膜和二者之间的细胞质,由图中2、4、5组成,A错误。因为细胞壁是全透性,外界蔗糖溶液可以进入到6中,B正确。图中细胞处于质壁分离状态,但无法确定是质壁分离过程中还是质壁分离结束,若为质壁分离过程中则6处的浓度大于7处的浓度,若为质壁分离结束时则6处的浓度等于7处的浓度,C错误。质壁分离时,因为细胞失水,会使液泡变小,细胞液浓度变大,颜色变深,D错误。 例2:(湖南省娄底市2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的三种盐溶液中,结果如下图所示,这三种溶液的浓度大小关系是(  ) A. Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ B. Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ C. Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ D. Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ 【答案】D 【解析】水分进出细胞的方式是自由扩散,当细胞液浓度大于环境溶液浓度时,细胞吸水;当细胞液浓度小于环境溶液浓度时,细胞吸失水,细胞液浓度等于环境溶液浓度时,进出细胞的水分子达到动态平衡,表现为细胞既不吸水也不失水。 分析图解可知,在Ⅰ中口腔上皮细胞形态不变,说明Ⅰ浓度与细胞内液浓度相当;在Ⅱ中口腔上皮细胞皱缩,说明Ⅱ溶液浓度大于细胞内液浓度,细胞失水;在Ⅲ中口腔上皮细胞破裂,说明Ⅲ溶液浓度小于细胞内液浓度,细胞吸水破裂。因此,三种盐溶液的浓度是Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。 变式训练2.(黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列属于主动运输的是(  ) A. 人体肺泡细胞释放CO2 B. 蔗糖通过植物细胞的细胞壁 C. 甘油分子进入人的皮肤细胞 D. 人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘 【答案】D 【解析】小分子物质跨膜运输的方式: 名 称 运输方向 载体 能量 实  例 自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等 协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖 主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+等 人体肺泡细胞释放CO2的方式是自由扩散,A错误;植物细胞的细胞壁是全透性的,蔗糖可以自由的通过,不属于主动运输,B错误;甘油分子进入人的皮肤细胞的方式是自由扩散,C错误;人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式是主动运输,D正确。 例3:(天津市第一中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列有关实验的叙述正确的是( ) A. 检测还原糖时,向样液中先加入NaOH溶液,摇匀后再滴加CuS04溶液 B. 稀释的蛋清溶液加入斐林试剂——出现砖红色反应 C. 将叶肉细胞置于较高浓度溶液中,在显微镜下能观察到质壁分离现象 D. 将双缩脲试剂加入新鲜的西瓜汁中,经热水浴后西瓜汁溶液呈现紫色 【答案】C 【解析】检测还原糖时使用的是斐林试剂,NaOH溶液和CuS04溶液先混合再使用,A错误. 蛋白质用双缩脲试剂鉴定,B错误.叶肉细胞是成熟的植物细胞,有大液泡,置于较高浓度溶液中,在显微镜下能观察到质壁分离现象,C正确.西瓜汁溶液中富含的是糖类,但由于是红色,不宜作为鉴定有机物的材料,D错误. 变式训练3.(江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题)下列关于植物细胞吸水或失水的叙述错误的是( ) A. 外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水 B. 外界溶液浓度和细胞液相等时,水分进出平衡 C. 在低浓度的外界溶液中,细胞因吸水一定胀破 D. 成熟植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜 【答案】C 【解析】渗透作用是指水分子通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程。成熟植物细胞的原生质层是由细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质组成。外界溶液浓度大于细胞液浓度时根据渗透作用原理细胞会表现失水,反之则吸水,A正确。外界溶液浓度和细胞液相等时,细胞内外渗透压平衡,则水分进出平衡,B正确。因为植物细胞有细胞壁,当外界溶液浓度低于细胞液浓度时,植物细胞会吸水,但不会涨破,C错误。成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性,相当于半透膜,D正确。 例4:(吉林省延吉市延边第二中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中,水的颜色无明显变化。若进行加温,随水温的升高,水的颜色逐渐变红。其原因是( ) A. 细胞壁在高温中受到破坏 B. 水温升高,花青素的溶解度加大 C. 高温使生物膜失去了选择透过性 D. 高温使水中的化学物质发生了反应 【答案】C 【解析】紫色萝卜细胞中有花青素,使块根呈红色,花青素存在于液泡中,由于原生质层具有选择透过性,即可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过,因此花青素不能通过原生质层进入水中。用加温处理块根后能使水变红,说明原生质层失去选择透过性。 变式训练4.(黑龙江省哈尔滨市第三中学校2019届高三上学期第一次调研考试生物试题)将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以观察到的现象是( ) A. 菠菜叶片下表皮细胞中具有多个叶绿体 B. 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 C. 人口腔上皮细胞中线粒体数目较多 D. 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡清晰可见 【答案】D 【解析】细胞中的叶绿体是绿色的、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡是紫色的,两者不需要染色便可以在显微镜下观察到;而线粒体需要用健那绿染液染色、脂肪需要用苏丹Ⅲ或Ⅳ染色后才能观察到。菠菜叶片下表皮细胞是透明的,起保护作用,不含有叶绿体,A错误;花生子叶细胞需要用苏丹Ⅲ染色后才能观察到存在多个橘黄色脂肪颗粒,B错误;线粒体需要用健那绿染色后才能在显微镜下观察到,C错误;紫色洋葱鳞片外表皮细胞中液泡呈紫色,容易观察到,D正确。 1.(黑龙江省2018年高三高考模拟精编大考卷(七)生物试卷)在生物实验中,有关渗透系统的应用的描述,错误的是( ) A. 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有半透膜 B. 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有浓度差 C. 利用渗透系统能够观测到两溶液间的水分子进行双向运动 D. 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小 【答案】C 【解析】半透膜和半透膜两侧溶液的的浓度差是发生渗透作用的两个必要条件,A正确。 结合上述分析,利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有浓度差, B正确。 水分子运动是观察不到的,C错误。 把溶质不能透过半透膜的溶液置于半透膜两侧,水从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散,根据这个原理可以判断浓度的大小,D正确。 2.(北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题)下列有关质壁分离及复原实验的实验材料及外界溶液的叙述,正确的是( ) ①实验材料必须是成熟的植物活细胞 ②细胞液必须有颜色 ③细胞液最好有颜色 ④外界溶液必须对细胞无毒害作用 ⑤外界熔液浓度适中,不能过高或过低 ⑥外界溶液的浓度无特殊要求,任何浓度均可 A. ①③④⑤ B. ①②④⑤ C. ①③④⑥ D. ①②④⑥ 【答案】A 【解析】质壁分离发生的条件是:(1)活细胞;(2)成熟的植物细胞,即含有液泡和细胞壁;(3)外界溶液浓度大于细胞液浓度。另外所选细胞的细胞液最好有颜色,这样便于观察;外界溶液的浓度应适中,不能过低或过高,且对细胞无毒害作用。 质壁分离的前提条件是实验材料必须是成熟的植物活组织细胞,①正确;细胞液是否有颜色不能决定质壁分离和复原能否发生,②错误;所选细胞的细胞液最好有颜色,这样便于观察和判断细胞质壁分离和复原现象,③正确;外界溶液必须对细胞无毒害,因为该实验需要细胞保持活性,④正确;外界溶液的浓度应适中,不能过低或过高,否则会使实验现象不明显或使细胞失水过多死亡,⑤正确;外界溶液的浓度要适中,不能是任何浓度,否则可能不会观察到质壁分离及复原现象,⑥错误。 3.(天津市第一中学2017?2018学年高一上学期期末考试生物试题)下列哪项不是发生质壁分离的必备条件( ) A. 细胞壁与原生质层的伸缩性不同 B. 液泡的有无 C. 原生质层两侧的溶液具有浓度差 D. 细胞质的多少 【答案】D 【解析】细胞发生质壁分离的内因就是原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性,A正确;液泡是发生质壁分离的结构基础,B正确;细胞发生质壁分离的外因就是外界溶液浓度大于细胞液浓度,C正确;细胞质的多少与质壁分离无关,D错误。 4.(浙江省杭州市塘栖中学2017-2018学年高一12月阶段检测生物试题)解答本题的关键是掌握植物细胞的结构及植物细胞发生质壁分离的条件图为某紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列说法合理的是(  ) A. 图中编号中属于选择透性膜的是②④ B. 将该细胞浸入清水当中,③中的紫色会越来越浅 C. 将该细胞浸入低浓度蔗糖溶液中,液泡体积会增大,当其不再增大时,细胞液浓度等于外界溶液浓度 D. 用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验,叶绿体的存在会影响观察 【答案】A 【解析】①是细胞壁,②是细胞膜,③是细胞质,④是液泡膜,⑤是细胞膜和细胞壁之间的空隙。2、成熟的植物细胞有一大液泡。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,既发生了质壁分离。 ②细胞膜和④液泡膜是生物膜,是选择透性膜,A正确;将该细胞浸入清水当中,细胞会吸水,导致细胞液浓度减小,④中的紫色会越来越浅,B错误;将该细胞浸入低浓度蔗糖溶液中,液泡体积会增大,当其不再增大时,进出细胞的水分子数达到平衡,细胞液浓度不一定等于外界溶液浓度,C错误;用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验,叶绿体的存在不会影响观察,D错误。 5.(2018年普通高等学校招生全国统一考试模拟金卷二理科综合生物试题)下列有关物质或结构分离的叙述,错误的是( ) A. 将人成熟的红细胞中的各种细胞器一一分离开的方法是差速离心法 B. 减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开是在纺锤丝的作用下完成的 C. 当蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度时,原生质层会和细胞壁分离 D. 分离溶解在无水乙醇中的叶绿素和类胡萝卜素的方法是纸层析法 【答案】A 【解析】人成熟的红细胞中没有各种细胞器,A错误。 减数第二次分裂后期着丝点分裂,姐妹染色单体在纺锤丝的作用下分开移项两极,B正确。 当蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,原生质体体积减小,原生质层会和细胞壁分离,C正确。分离溶解在无水乙醇中的叶绿素和类胡萝卜素的方法是纸层析法,D正确。 易错点:哺乳动物红细胞的特殊性。没有细胞核,没有细胞器,协助扩散吸收葡萄糖,进行无氧呼吸,不进行细胞分裂,没有基因表达。 6.(浙江省杭州市2017-2018学年第二学期高二下学期期末生物试题)关于“验证活细胞吸收物质的选择性”实验,下列说法错误的是( ) A. 温水浸泡玉米籽粒的目的是促进胚吸收红墨水 B. 沿玉米籽粒胚的中线纵切有利于观察胚的颜色 C. 未煮熟的玉米胚有较浅的着色与纵切时部分细胞破损有关 D. 该实验说明活细胞吸收物质具有选择性 【答案】A 【解析】通过实验证明生物膜的功能特性—选择透过性。考查实验设计和结果分析得出结论的能力。玉米籽粒先要在温水里浸泡的目的是植物细胞吸水,恢复其活性,并便于切割,A错误。沿玉米籽粒胚的中线纵切有利于观察胚的颜色,B正确。未煮熟的玉米胚细胞膜有选择透过性,本不应该着色。有较浅的着色与纵切时部分细胞破损有关,C正确。 煮过的玉米胚着色深,没有煮过的玉米胚着色浅,说明活细胞吸收物质具有选择性,D正确。 7.(黑龙江省2018年模拟精编大考卷(三) 生物试题)某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置,实验开始后,烧杯中水分子通过膀胱膜进入长颈漏斗中的相对速率为( ) A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】解答本题的关键是抓住问题的实质:①水分子是顺着相对含量梯度进行运输的;②蔗糖分子不能透过半透膜,水分子可以透过半透膜,据此结合题意和图示信息,联系所学知识即可做出判断。 分析题干信息和题图可知,膀胱膜是半透膜,水分子能通过,蔗糖分子不能通过,漏斗内是蔗糖溶液,烧杯内是蒸馏水,因此开始阶段水分子进入长颈漏斗的数量多于水分子进入烧杯的数量,使漏斗内的液面升高,随着内外浓度差的减小,水分子进入漏斗的速率减慢,最终水分子进入长颈漏斗的数量与水分子进入烧杯的数量达到动态平衡,此时水分子通过膀胱膜进入长颈漏斗中的相对速率为0,漏斗内的液面不再升高。 8.(江西省吉安市2017-2018学年高一下学期期末考试生物试题)原生质体(去除细胞壁的植物细胞)长度和细胞长度之比(设为Y)可以反映成熟植物细胞在外界溶液中失水和吸水情况。现将黑藻叶肉细胞分为两组,分别浸润在浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液和浓度为lmol/1的硝酸钾溶液中,然后每5分钟用显微镜观察一次,并测量Y值,其结果如下图所示。下列叙述错误的是( ) A. 黑藻叶肉细胞在两种溶液中均发生了质壁分离 B. 实验开始15分钟后,乙组细胞的细胞液浓度达到最高 C. 实验开始30分钟后,乙组的细胞已经死亡,细胞体积不再变化 D. 曲线乙说明细胞失水处于质壁分离状态时,仍能吸收矿质离子 【答案】C 【解析】细胞质壁分离,细胞失水增加,原生质层体积减小,长度减小,则Y值将变小,甲乙两曲线在0-15分钟Y值减小,说明黑藻叶肉细胞在两种溶液中均发生了质壁分离,A正确。实验开始15分钟后,乙组细胞质壁分离达到最大程度,失水量达到最大值,因而细胞液浓度最高,B正确。C、实验开始30分钟后,乙组由于K+和NO3-进入细胞液中,使得细胞液中的浓度逐渐增大,细胞发生了质壁分离复原现象,说明细胞是活的,C错误。 曲线乙说明细胞失水处于质壁分离状态时,仍能吸收矿质离子,这是之后质壁分离复原的前提,D正确。 (浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题)扩散是分子或离子从高浓度方向往低浓度方向运动的现象,下列实验或生命活动中不涉及扩散的是( ) A. 用显微镜观察叶绿体流动现象 B. 温特实验中胚芽鞘尖端生长素运输到空白琼脂块 C. 兴奋的传递过程 D. 组织细胞吸收氧气 【答案】A 【解析】扩散是分子或离子从高浓度方向往低浓度方向运动的现象,自由扩散是分子通过生物膜从高浓度方向往低浓度方向运动的现象,协助扩散是分子利用载体的协助,通过生物膜从高浓度方向往低浓度方向运动的现象。 显微镜观察叶绿体实验中,叶绿体随着细胞质基质流动,没有涉及到扩散,A错误;温特实验中胚芽鞘尖端生长素运输到空白琼脂块的方式为扩散,B正确;兴奋的传递过程,神经递质从突触前膜释放后通过突触间隙扩散到突触后膜,C正确;组织细胞吸收氧气的方式是自由扩散,D正确。 10.(天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题)下列物质中,通过自由扩散进入组织细胞的是(?? ) A. K+和Na+ B. 氨基酸和葡萄糖 C. O2和NO3- D. 甘油和脂肪酸 【答案】D 【解析】小分子物质跨膜运输的方式和特点: 名 称 运输方向 载体 能量 实  例 自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等 协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖 主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等 其次是大分子出入细胞的方式是胞吞和胞吐,需要消耗能量。 K+和Na+进入组织细胞的方式一般是主动运输,特点是需要载体和能量,A错误;氨基酸和葡萄糖进入组织细胞的方式一般是主动运输,特点是需要载体和能量,B错误;O2进入组织细胞的方式是自由扩散,特点不需要载体和能量,NO3-进入细胞的方式是主动运输,需要载体和能量,C错误;甘油和脂肪酸进入组织细胞的方式是自由扩散,特点不需要载体和能量,D正确。 11.(山东日照市2019届高三校际联考考试生物试题)下列关于生物体中ATP的叙述,正确的是( ) A. 温度变化会影响ATP与ADP相互转化的速率 B. 在淀粉水解成葡萄糖时一定伴随有ADP的生成 C. 葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使细胞内ADP的含量大大增加 D. 一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成噬菌体遗传物质的单体 【答案】A 【解析】本题旨在考查生物体中ATP的结构组成,ATP与ADP的转化;ATP是三磷酸腺苷,其中A是腺苷,由腺嘌呤和核糖结合而成;ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量主要来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放;吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP 水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。 温度变化会影响酶的活性从而影响ATP与ADP相互转化的速率,A正确;在淀粉水解成葡萄糖时不需要ATP水解供能,不会有ADP的生成,B错误;葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞运输方式是主动运输,需要ATP水解提供能量,则ADP含量增加,但ATP与ADP可以快速转化,二者的含量会保持动态平衡,故细胞内ADP的含量不会大大增加,C错误;一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成腺嘌呤核糖核苷酸,而噬菌体遗传物质是DNA,其单体为脱氧核苷酸,D错误;故正确的应选A。 12.(安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题)如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线,下列选项中正确的是 ( ) A. 肌肉细胞吸收水一一② B. 红细胞吸收葡萄糖一一① C. 小肠上皮细胞吸收氨基酸一一③ D. 神经细胞吸收氧气- -② 【答案】C 【解析】本题考查物质进出细胞的方式,考查对物质进出细胞方式特点的理解。据图可知,①为顺浓度运输,且不需要载体蛋白的协助,为自由扩散方式;②也为顺浓度运输,但需要载体蛋白的协助,为协助扩散;③为逆浓度运输,为主动运输方式。 水分子、氧气以自由扩散的方式进出细胞,肌肉细胞吸收水、神经细胞吸收氧气应对应于①,A项、D项错误;红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖,应对应于②,B项错误;小肠上皮细胞通过主动运输吸收氨基酸,对应于③,C项正确。 “三看法”快速判定物质出入细胞的方式 13.(安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题)下列关于细胞结构和功能相关叙述,错误的是( ) A. 大分子物质进出细胞的基础是细胞膜的流动性 B. 鉴别细胞死活可用台盼蓝染色,死细胞被染成蓝色 C. 离子的跨膜运输方式不一定是主动运输 D. 蜜饯腌制时蔗糖进入细胞的方式是协助扩散 【答案】D 【解析】大分子物质通过胞吞、胞吐方式进出细胞,胞吞、胞吐依赖于细胞膜的流动性,A项正确;活细胞的细胞膜不允许台盼蓝进入,鉴别细胞死活可用台盼蓝染色,死细胞被染成蓝色,B项正确;离子的跨膜运输方式也可能是协助扩散,如钠离子进入人体细胞,C项正确;蜜饯腌制时高浓度的蔗糖导致细胞失水过多而死亡,蔗糖分子通过简单的扩散作用进入细胞,D项错误。 14.(江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题)下图为物质出入细胞的3种方式示意图,请据图回答: (1)不需要载体又不需要消耗能量的运输方式是图______。图①和图②两种运输方式合称为______。 (2)人体内,O2进入组织细胞的方式对应于图______,葡萄糖进入红细胞的方式对应于图______,碘离子进入甲状腺细胞的方式对应于图______。 (3)细胞膜上与细胞的识别功能密切相关的物质在图______中有表示。 【答案】② 被动运输 ② ① ③ ③ 【解析】 物质的跨膜运输包括被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散。主动运输是从低浓度到高浓度,需要载体和消耗能量,被动运输都是从高浓度到低浓度。①图是从高浓度到低浓度,需要载体携带,不消耗能量,是协助扩散,②图是高浓度到低浓度,不需要载体和能量,③图是从低浓度到高浓度,需要载体并消耗能量,是主动运输。 【详解】 (1)根据比较和分析三个图可以看出不需要载体又不需要消耗能量的运输方式是图②,①和②都属于被动运输。 (2)O2是通过自由扩散的方式进入细胞,与图②对应,葡萄糖进入红细胞是协助扩散,与①对应,碘离子进入甲状腺细胞的方式是主动运输,与图③对应。 (3)图③的细胞膜的外侧有糖蛋白与细胞的识别功能有关。 15.(辽宁省重点六校协作体2019届高三上学期期中考试生物试卷)图甲是某细胞的部分结构;图乙表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程;图丙是细胞膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,①~④代表物质运输方式。据图回答问题: (1)科学家分离各种细胞器的方法是________________,分析图甲可知,含有核酸的结构有______(填序号),能增大膜面积的细胞器有____________(填序号)。正常情况下,该细胞中CO2浓度最高的结构是 ______填序号)。 (2)图乙细胞中含有磷脂双分子层的结构有 ______(填序号),囊泡Y到达并与⑤融合,若囊泡Y内“货物”为水解酶,可推测结构⑤是________。 (3)精子和卵细胞结合形成受精卵,首先需要识别对方,该任务主要与图丙细胞膜上的_____(填字母)相关,体现了细胞膜的_____________功能。 (4)乙醇能以图丙中 ________(填序号)的方式进入细胞,②④物质跨膜运输方式所需条件的共同点是 ____________。 【答案】差速离心法 ①②③⑤⑥ ②④⑤ ② ①③④⑤ 溶酶体 c (进行细胞间的)信息交流 ① 都需要载体蛋白 【解析】 (1)从细胞匀浆中分离各种细胞器分离的方法是差速离心法,分析图甲可知,含有核酸的结构有染色质、线粒体、核糖体、叶绿体和细胞质基质,即①②③⑤⑥,能增大膜面积的细胞器有线粒体、内质网和叶绿体,即②④⑤。正常情况下,该细胞中CO2浓度最高的结构是产生CO2 的场所线粒体,即②。 (2)图乙细胞中含有磷脂双分子层的结构即具膜结构有细胞核、内质网、高尔基体和囊泡,即①③④⑤;溶酶体储存水解酶,是细胞内的消化车间,所以⑤是溶酶体。 (3)精子和卵细胞识别与细胞膜上的糖蛋白即c相关,体现了细胞膜的细胞间信息交流的功能。 (4)乙醇以自由扩散的方式进出细胞,图丙中①的运输方式不需要载体的协助,是自由扩散;②是协助扩散、④是主动运输,共同点是都需要载体蛋白。 【点睛】 染色体、叶绿体和线粒体含有DNA,核糖体、细胞质基质含有RNA,细胞核、叶绿体、线粒体既有DNA又有RNA。线粒体中类囊体堆叠成基粒增大了膜面积,线粒体的内膜向内折叠形成嵴增大了膜面积。 16.(北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题)科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时,做了下述实验:先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na,不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,测得神经纤维周围溶液中24Na的量的变化如图所示,则: (1)据图可知,加入某药物后,溶液中24Na的量________;而加入ATP后,溶液中24Na的量________,由此可见,神经纤维排出24Na需要消耗________,通过细胞膜的方式是________。 (2)某药物的作用机理可能是________。 (3)请在右图中画出“细胞中24Na的量”的相应变化曲线________(在横坐标右侧画出表示“细胞中24Na的量”的纵坐标。注入神经纤维中24Na的总量为2)。 【答案】不变增加ATP主动运输抑制ATP的合成(或阻碍细胞呼吸) 【解析】 根据题意和图示分析可知:在神经纤维膜外溶液中先加入某药物后,测得周围溶液中24Na的量停止增加;加入ATP后,周围溶液中24Na的量迅速增加,说明钠离子从神经细胞排出需要消耗能量,属于主动运输,而该药物的作用是抑制呼吸作用的进行。 (1)据图可知:加入某药物后,溶液中24Na的量不再增加,而加入ATP后,溶液中24Na的量增加,由此可见,神经纤维排出24Na需要消耗ATP,24Na通过细胞膜的方式是主动运输。 (2)某种药物加入后,抑制细胞呼吸,减少能量供应,神经细胞不能排出24Na。 (3)细胞内的24Na的量和细胞外的正好相反,其变化曲线如图所示:。 【点睛】 本题考查物质跨膜运输的方式,意在考查学生分析实验和解决问题的能力。本题所给信息主要来源于图中,形式新颖,陌生度大,但难度不是很大,旨在考查学生对信息的获取、加工、转换能力。 14 第8讲 物质跨膜运输的实例及方式(解析版) 《物质跨膜运输的实例》是人教版普通高中新课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例,说明细胞膜是选择透过性膜,是在学习了第2章《组成细胞的分子》和第3章《细胞的基本结构》的基础上再学习的,也是为进一步学习细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式,并从结构与功能相适应的角度来认识生物膜的结构和功能特点打好基础的。 一、渗透作用 半透膜:半透膜是一类可以让某些小分子离子的物质通过而大分子的物质不能通过的一类薄膜的总称。 1、水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散,称为渗透作用 实质:(即顺着水的相对含量梯度的扩散) 2、条件;(1)半透膜(2)膜两侧的溶液具有浓度差 3、原理:溶液A浓度大于溶液B,水分子从B A移动 溶液A浓度小于溶液B,水分子从A B移动 在渗透作用中,水分是从溶液浓度 低 的一侧向溶液浓度 高 的一侧渗透。 扩散:物质从高浓度到低浓度的运动 渗透:水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散 区别:渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透膜(半透膜)。 【注意】 (1)渗透系 统适用 于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。 (2)两溶液中的水分子进行双向运动,我们只是观测出由水分子双向运动的差异所导致的液面改变。 (3)溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度,如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同,但10%蔗糖溶液的摩尔浓度小,故水由10%蔗糖溶液向10%葡萄糖溶液移动。 二、动物细胞的吸水和失水 外界溶液的浓度= 细胞质的浓度 水分子进出细胞达到动态平衡 外界溶液的浓度 〉细胞质的浓度 失水皱缩 外界溶液的浓度〈细胞质的浓度 吸水涨破 三、植物细胞的吸水和失水 细胞吸水的方式 (1)吸涨吸水 机理:靠细胞内的亲水性物质(蛋白质﹥淀粉﹥纤维素)吸收水分 实例:未成熟植物细胞、干种子 (2)渗透吸水(主要的吸水方式) 实例:成熟的植物细胞 条件:有中央液泡 细胞膜;液泡膜;两层膜之间的细胞质统称原生质层 把成熟的植物细胞看作一个渗透装置 原生质层(选择性透过膜)相当于半透膜,细胞内有细胞液与外界溶液具有浓度差 当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ,细胞失水,发生质壁分离现象 外界溶液浓度 ﹤ 细胞液的浓度,细胞吸水,发生质壁分离复原现象 质壁分离外因:当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ,细胞失水,发生质壁分离现象 质壁分离内因:细胞壁伸缩性﹤原生质层的伸缩性。 (3)植物细胞的质壁分离 *质壁分离实验的拓展与应用: (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 (2)测定细胞液浓度范围 +细胞液浓度介于未发生 质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 +发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大 四、物质跨膜运输的其他实例 1.不同物质跨膜运输的特点 (1) (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点:逆浓度梯度运输。 (3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同,吸收时各自都有选择性。 2.生物膜的功能特性 (1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,水分子、一些离子和小分子可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 (2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。 五、物质跨膜运输的方式 1、小分子或离子的跨膜运输 (1)被动运输:顺浓度梯度的扩散,统称为被动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散两种情况: ①自由扩散:物质顺浓度梯度,通过简单的扩散作用进出细胞。不消耗细胞内的能量 ,也不需载体蛋白。 例子:水,气体,甘油,脂肪酸 ,酒精,苯… ②协助扩散:进出细胞的物质顺浓度梯度,借助载体蛋白的扩散,也不需要能量 。例子:葡萄糖进入红细胞等 (2)主动运输:物质一般从低浓度一侧运输到高浓度一侧,即逆浓度梯度的跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 例子:小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 注意:相关曲线 自由扩散坐标图 (2)协助扩散 (3)主动运输 注意⑴影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素 ①影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。 ②影响协助扩散的因素:a.细胞膜内外物质的浓度差;b.细胞膜上载体的种类和数量。 ③影响主动运输的因素:a.载体(核糖体);b.能量(细胞质基质和线粒体)。 凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。 ⑵载体的化学本质及作用特点 ①载体是细胞膜上的一类蛋白质,它具有特异性,不同物质的载体不同,不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。 ②载体具有饱和现象,当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。 非跨膜运输——胞吞与胞吐(大分子物质) 胞吞:例如:白细胞吞噬病菌 胞吐:分泌蛋白的形成 (消化酶,抗体,某些蛋白质激素) 特点:消耗能量,无需载体蛋白,体现了细胞膜的流动性。 1.(海南省2018届高三高考生物试题)将水稻幼苗培养在含?MgSO4的培养液中,一段时间后,发现营养液中Mg2+和SO42-的含量下降,下列叙述不合理的是(  ) A. Mg2+通过自由扩散进入根细胞 B. MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收 C. 根吸收的Mg2+可以参与叶绿素的形成 D. 降低温度会影响水稻根系对Mg2+的吸收 【答案】A 【解析】Mg2+?通过主动运输进入根细胞,A错误;MgSO4?必须溶解在水中呈现离子形式,才能被根吸收,B正确;Mg2+?可以参与叶绿素的形成,说明无机盐能组成复杂的化合物,C正确;降低温度会影响膜的流动性和酶的活性,则对?Mg2+?的吸收也会造成影响,D正确。 2.(浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题)下列细胞放在一定浓度的蔗糖溶液中,一段时间后会发生质壁分离的是( ) A. 人的红细胞 B. 洋葱根毛区细胞 C. 芽尖分生区细胞 D. 蓝藻细胞 【答案】B 【解析】质壁分离指的是高度分化的成熟植物细胞在高浓度的细胞外液中发生的细胞壁与原生质层分离的现象;发生质壁分离的细胞必须是具有大液泡的成熟植物细胞。 人的红细胞没有细胞壁,不可能发生质壁分离,A错误;洋葱根毛区细胞是高度分化的成熟植物细胞,具有大液泡,在一定浓度的蔗糖溶液中,一段时间后会发生质壁分离现象,B正确;芽尖分生区细胞具有分裂能力,没有大液泡,不会发生质壁分离,C错误;蓝藻细胞是原核生物,细胞中没有液泡,不能发生质壁分离,D错误。 3.(天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题)观察细胞质壁分离的装片时,可看到洋葱表皮细胞的变化状况是(  ) A. 液泡变小,紫色加深 B. 液泡变大,紫色变浅 C. 液泡变小,紫色变浅 D. 液泡变大,紫色变深 【答案】A 【解析】植物细胞质壁分离和复原的条件有:①必须是活细胞;②细胞液与外界溶液必须有浓度差;③植物细胞必须有大的液泡(成熟的植物细胞),且液泡最好有颜色便于观察。 洋葱表皮细胞发生质壁分离时,细胞由于失水,使液泡变小,细胞液浓度增大,紫色加深。 4.(黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列没有发生渗透作用的是(  ) A. 萎蔫的青菜放在清水中变得硬挺 B. 一杯清水中加入食盐变咸 C. 根毛细胞吸水 D. 红细胞在高浓度溶液中皱缩 【答案】B 【解析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差。萎蔫的青菜放在清水中变硬挺,发生了植物细胞的渗透吸水,A正确;一杯清水中加入食盐变咸,没有通过膜结构,只是溶液的扩散作用,B错误;根毛细胞通过渗透作用吸收水分,C正确;红细胞在高浓度溶液中通过渗透作用失水,导致细胞皱缩,D正确。 5.(黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)如图为浸在0.3g/ml蔗糖溶液中的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞,下列有关说法不正确的是( ) A. 该细胞处于质壁分离状态,图中的③呈现紫色 B. 图中的①具有全透性,②③④构成的原生质层可以看作一层半透膜 C. 将该细胞置于清水中,可以使细胞恢复实验前的形态 D. 如果该细胞长时间处于图示状态,可能会失去活性 【答案】A 【解析】图中的③是细胞质;④是液泡,其中的液体是细胞液,呈现紫色,A错误. 细胞壁具有全透性,②③④分别是细胞膜、细胞质和液泡膜构成的原生质层,具有选择透过性,可以看作一层半透膜,B正确.将该细胞置于清水中,细胞质壁分离复原,恢复实验前的形态,C正确.细胞长时间处于图示状态,持续失水,细胞可能会因失水过多而死亡,从而失去活性,D正确. 例1:(黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列表述中,不正确的是( ) A. 通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活 B. 动物细胞也能渗透吸水或失水,原因之一是细胞膜相当于半透膜 C. 水分子进出细胞,取决于细胞内外液体的浓度差 D. 小分子物质都能通过细胞膜,大分子物质则不能 【答案】D 【解析】活细胞才能发生质壁分离,通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活,A正确.渗透作用的条件是有半透膜和半透膜两侧溶液浓度不同,细胞膜是选择透过性膜,相当于半透膜,所以动物细胞也可能渗透吸水或失水,B正确.水是顺着相对含量梯度扩散,所以水分子进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差,C正确.细胞膜具有选择透过性,一些小分子物质能通过细胞膜,其它小分子和不能通过细胞膜,D错误. 渗透作用的两个必要条件是:半透膜和膜两侧溶液有浓度差;动物细胞的细胞膜和成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性,水分子自由通过,一些小分子和离子可以通过,其它小分子和离子不能通过,大分子则不能通过,所以相当于半透膜;水顺相对含量梯度进行扩散,细胞质溶液或细胞液的浓度和外界溶液的浓度有浓度差是就可以渗透失水或吸水。 变式训练1:(江西省玉山县第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试生物试题)如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞影响的实验中所观察到的细胞图,请判断下列叙述中正确的是(  ) A. 图中1、2、6组成了细胞的原生质层 B. 图中1是细胞壁,6中充满了蔗糖溶液 C. 图中细胞处于质壁分离状态,此时6处的浓度一定大于7处的浓度 D. 图中7是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,其颜色逐渐变浅 例2:(湖南省娄底市2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的三种盐溶液中,结果如下图所示,这三种溶液的浓度大小关系是(  ) A. Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ B. Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ C. Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ D. Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ 【答案】D 【解析】水分进出细胞的方式是自由扩散,当细胞液浓度大于环境溶液浓度时,细胞吸水;当细胞液浓度小于环境溶液浓度时,细胞吸失水,细胞液浓度等于环境溶液浓度时,进出细胞的水分子达到动态平衡,表现为细胞既不吸水也不失水。 分析图解可知,在Ⅰ中口腔上皮细胞形态不变,说明Ⅰ浓度与细胞内液浓度相当;在Ⅱ中口腔上皮细胞皱缩,说明Ⅱ溶液浓度大于细胞内液浓度,细胞失水;在Ⅲ中口腔上皮细胞破裂,说明Ⅲ溶液浓度小于细胞内液浓度,细胞吸水破裂。因此,三种盐溶液的浓度是Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。 变式训练2.(黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列属于主动运输的是(  ) A. 人体肺泡细胞释放CO2 B. 蔗糖通过植物细胞的细胞壁 C. 甘油分子进入人的皮肤细胞 D. 人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘 例3:(天津市第一中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)下列有关实验的叙述正确的是( ) A. 检测还原糖时,向样液中先加入NaOH溶液,摇匀后再滴加CuS04溶液 B. 稀释的蛋清溶液加入斐林试剂——出现砖红色反应 C. 将叶肉细胞置于较高浓度溶液中,在显微镜下能观察到质壁分离现象 D. 将双缩脲试剂加入新鲜的西瓜汁中,经热水浴后西瓜汁溶液呈现紫色 【答案】C 【解析】检测还原糖时使用的是斐林试剂,NaOH溶液和CuS04溶液先混合再使用,A错误. 蛋白质用双缩脲试剂鉴定,B错误.叶肉细胞是成熟的植物细胞,有大液泡,置于较高浓度溶液中,在显微镜下能观察到质壁分离现象,C正确.西瓜汁溶液中富含的是糖类,但由于是红色,不宜作为鉴定有机物的材料,D错误. 变式训练3.(江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题)下列关于植物细胞吸水或失水的叙述错误的是( ) A. 外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水 B. 外界溶液浓度和细胞液相等时,水分进出平衡 C. 在低浓度的外界溶液中,细胞因吸水一定胀破 D. 成熟植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜 例4:(吉林省延吉市延边第二中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中,水的颜色无明显变化。若进行加温,随水温的升高,水的颜色逐渐变红。其原因是( ) A. 细胞壁在高温中受到破坏 B. 水温升高,花青素的溶解度加大 C. 高温使生物膜失去了选择透过性 D. 高温使水中的化学物质发生了反应 【答案】C 【解析】紫色萝卜细胞中有花青素,使块根呈红色,花青素存在于液泡中,由于原生质层具有选择透过性,即可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过,因此花青素不能通过原生质层进入水中。用加温处理块根后能使水变红,说明原生质层失去选择透过性。 变式训练4.(黑龙江省哈尔滨市第三中学校2019届高三上学期第一次调研考试生物试题)将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以观察到的现象是( ) A. 菠菜叶片下表皮细胞中具有多个叶绿体 B. 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 C. 人口腔上皮细胞中线粒体数目较多 D. 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡清晰可见 1.(黑龙江省2018年高三高考模拟精编大考卷(七)生物试卷)在生物实验中,有关渗透系统的应用的描述,错误的是( ) A. 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有半透膜 B. 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有浓度差 C. 利用渗透系统能够观测到两溶液间的水分子进行双向运动 D. 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小 2.(北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题)下列有关质壁分离及复原实验的实验材料及外界溶液的叙述,正确的是( ) ①实验材料必须是成熟的植物活细胞 ②细胞液必须有颜色 ③细胞液最好有颜色 ④外界溶液必须对细胞无毒害作用 ⑤外界熔液浓度适中,不能过高或过低 ⑥外界溶液的浓度无特殊要求,任何浓度均可 A. ①③④⑤ B. ①②④⑤ C. ①③④⑥ D. ①②④⑥ 3.(天津市第一中学2017?2018学年高一上学期期末考试生物试题)下列哪项不是发生质壁分离的必备条件( ) A. 细胞壁与原生质层的伸缩性不同 B. 液泡的有无 C. 原生质层两侧的溶液具有浓度差 D. 细胞质的多少 【答案】D 4.(浙江省杭州市塘栖中学2017-2018学年高一12月阶段检测生物试题)解答本题的关键是掌握植物细胞的结构及植物细胞发生质壁分离的条件图为某紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列说法合理的是(  ) A. 图中编号中属于选择透性膜的是②④ B. 将该细胞浸入清水当中,③中的紫色会越来越浅 C. 将该细胞浸入低浓度蔗糖溶液中,液泡体积会增大,当其不再增大时,细胞液浓度等于外界溶液浓度 D. 用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验,叶绿体的存在会影响观察 5.(2018年普通高等学校招生全国统一考试模拟金卷二理科综合生物试题)下列有关物质或结构分离的叙述,错误的是( ) A. 将人成熟的红细胞中的各种细胞器一一分离开的方法是差速离心法 B. 减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开是在纺锤丝的作用下完成的 C. 当蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度时,原生质层会和细胞壁分离 D. 分离溶解在无水乙醇中的叶绿素和类胡萝卜素的方法是纸层析法 6.(浙江省杭州市2017-2018学年第二学期高二下学期期末生物试题)关于“验证活细胞吸收物质的选择性”实验,下列说法错误的是( ) A. 温水浸泡玉米籽粒的目的是促进胚吸收红墨水 B. 沿玉米籽粒胚的中线纵切有利于观察胚的颜色 C. 未煮熟的玉米胚有较浅的着色与纵切时部分细胞破损有关 D. 该实验说明活细胞吸收物质具有选择性 7.(黑龙江省2018年模拟精编大考卷(三) 生物试题)某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置,实验开始后,烧杯中水分子通过膀胱膜进入长颈漏斗中的相对速率为( ) A. A B. B C. C D. D 8.(江西省吉安市2017-2018学年高一下学期期末考试生物试题)原生质体(去除细胞壁的植物细胞)长度和细胞长度之比(设为Y)可以反映成熟植物细胞在外界溶液中失水和吸水情况。现将黑藻叶肉细胞分为两组,分别浸润在浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液和浓度为lmol/1的硝酸钾溶液中,然后每5分钟用显微镜观察一次,并测量Y值,其结果如下图所示。下列叙述错误的是( ) A. 黑藻叶肉细胞在两种溶液中均发生了质壁分离 B. 实验开始15分钟后,乙组细胞的细胞液浓度达到最高 C. 实验开始30分钟后,乙组的细胞已经死亡,细胞体积不再变化 D. 曲线乙说明细胞失水处于质壁分离状态时,仍能吸收矿质离子 (浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题)扩散是分子或离子从高浓度方向往低浓度方向运动的现象,下列实验或生命活动中不涉及扩散的是( ) A. 用显微镜观察叶绿体流动现象 B. 温特实验中胚芽鞘尖端生长素运输到空白琼脂块 C. 兴奋的传递过程 D. 组织细胞吸收氧气 10.(天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题)下列物质中,通过自由扩散进入组织细胞的是(?? ) A. K+和Na+ B. 氨基酸和葡萄糖 C. O2和NO3- D. 甘油和脂肪酸 11.(山东日照市2019届高三校际联考考试生物试题)下列关于生物体中ATP的叙述,正确的是( ) A. 温度变化会影响ATP与ADP相互转化的速率 B. 在淀粉水解成葡萄糖时一定伴随有ADP的生成 C. 葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使细胞内ADP的含量大大增加 D. 一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成噬菌体遗传物质的单体 12.(安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题)如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线,下列选项中正确的是 ( ) A. 肌肉细胞吸收水一一② B. 红细胞吸收葡萄糖一一① C. 小肠上皮细胞吸收氨基酸一一③ D. 神经细胞吸收氧气- -② 13.(安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题)下列关于细胞结构和功能相关叙述,错误的是( ) A. 大分子物质进出细胞的基础是细胞膜的流动性 B. 鉴别细胞死活可用台盼蓝染色,死细胞被染成蓝色 C. 离子的跨膜运输方式不一定是主动运输 D. 蜜饯腌制时蔗糖进入细胞的方式是协助扩散 14.(江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题)下图为物质出入细胞的3种方式示意图,请据图回答: (1)不需要载体又不需要消耗能量的运输方式是图______。图①和图②两种运输方式合称为______。 (2)人体内,O2进入组织细胞的方式对应于图______,葡萄糖进入红细胞的方式对应于图______,碘离子进入甲状腺细胞的方式对应于图______。 (3)细胞膜上与细胞的识别功能密切相关的物质在图______中有表示。 15.(辽宁省重点六校协作体2019届高三上学期期中考试生物试卷)图甲是某细胞的部分结构;图乙表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程;图丙是细胞膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,①~④代表物质运输方式。据图回答问题: (1)科学家分离各种细胞器的方法是________________,分析图甲可知,含有核酸的结构有______(填序号),能增大膜面积的细胞器有____________(填序号)。正常情况下,该细胞中CO2浓度最高的结构是 ______填序号)。 (2)图乙细胞中含有磷脂双分子层的结构有 ______(填序号),囊泡Y到达并与⑤融合,若囊泡Y内“货物”为水解酶,可推测结构⑤是________。 (3)精子和卵细胞结合形成受精卵,首先需要识别对方,该任务主要与图丙细胞膜上的_____(填字母)相关,体现了细胞膜的_____________功能。 (4)乙醇能以图丙中 ________(填序号)的方式进入细胞,②④物质跨膜运输方式所需条件的共同点是 ____________。 16.(北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题)科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时,做了下述实验:先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na,不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,测得神经纤维周围溶液中24Na的量的变化如图所示,则: (1)据图可知,加入某药物后,溶液中24Na的量________;而加入ATP后,溶液中24Na的量________,由此可见,神经纤维排出24Na需要消耗________,通过细胞膜的方式是________。 (2)某药物的作用机理可能是________。 (3)请在右图中画出“细胞中24Na的量”的相应变化曲线________(在横坐标右侧画出表示“细胞中24Na的量”的纵坐标。注入神经纤维中24Na的总量为2)。 14

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  • ID:11-5020643 [精]高考生物一轮复习学案 第7讲 细胞核—系统的控制中心

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第三章 细胞的基本结构/第3节 细胞核──系统的控制中心

    第7讲 细胞核—系统的控制中心(解析版) 本节内容是在学习了细胞膜和细胞质的基础上,进一步对细胞结构的整体认识,同时也是后面的“细胞的增殖”“遗传变异”等生物学知识的基础。其核心在于构建“细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心”这一核心概念。 高中生物必修1《分子与细胞》模块是整个高中阶段生物学的基础。主要是让学生从细胞中的分子水平认识生命的物质基础和结构基础。本节为细胞结构的最后一节,在前面学习细胞膜和各种细胞器结构和功能等内容的基础上,学生对细胞的亚显微结构和功能的认识更加全面完整,也为后续的学习作了铺垫,如细胞核的结构和功能是生物遗传的基础,染色质和染色体的关系是学习细胞有丝分裂时染色体变化的基础,也使学生对“结构和功能相统一”的观念有进一步认识。另外,其中的几个经典实验也让学生体验了生物学研究的一般方法和过程。同时也为继续学习必修2《遗传与进化》及必修三《稳态与环境》打下很好的基础。 细胞核 细胞核的功能 (1)美西螈核移植实验 实验过程: 实验结论:生物体性状的遗传主要是由细胞核控制 实验分析:该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照 (2)横缢蝾螈受精卵实验 实验过程: 实验结论:细胞核控制着细胞的分裂和分化 实验分析:该实验既有相互对照,又有自身对照 变形虫切割实验 实验过程: 实验结论:变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 实验分析:该实验既有相互对照,又有自身对照 (4)伞藻的嫁接和核移植实验 伞藻嫁接实验过程: 伞藻核移植实验过程: 实验结论:细胞核与生物体形态结构的建成有关 实验分析:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状 【细胞核的功能:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。】 细胞核的结构 (1)核膜 ①双层膜,外膜附着大量的核糖体,有些部位与内质网相连,内膜光滑无核糖体 ②膜上有核孔,在细胞分裂过程中周期性的消失和重建。 ③功能:将核内物质与细胞质分隔开,具有选择透过性。 染色质 ①由DNA和蛋白质组成,易被碱性染料染成深色而得名 ②细胞分裂间期呈细长丝状,分裂期高度螺旋化、缩短变粗,成为光镜下能观察到的圆柱状或杆状的染色体,在分裂末期染色体解螺旋,重新恢复成细长丝状的染色质,所以,染色体和染色质是同种物质在不同时期的两种存在状态。 ③功能:遗传物质的主要载体 核仁 ①功能:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 ②蛋白质合成比较旺盛的细胞,核仁体积相对较大 核孔 ①功能:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 ②代谢比较旺盛的细胞,核孔比较多 ③RNA和某些蛋白质等生物大分子运输的通道,但遗传物质DNA不能通过,只能在细胞核内进行复制和贮存 3、染色质与染色体 染色质 染色体 不同点 存在时期 分裂间期/分裂末期 分裂期 形态 细长的丝状 光镜下能看到呈圆柱状或杆状 相同点 成分 主要是DNA和蛋白质 特性 易被碱性染料染成深色 功能 遗传物质的主要载体 关系 同种物质在不同时期的两种存在状态 二、细胞核与细胞质: 1.无核的细胞质不能长期生存,因为细胞核对细胞质起到调节和控制的作用(如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,其寿命较短,含细胞质少的精子寿命也很短)。 2.细胞核也不能脱离细胞质而独立生存,因为细胞质为细胞核提供营养物质和能量 3.细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系,细胞只有保持完整性,才能进行正常的生命活动。⑴从结构上看:①细胞核与细胞质可以通过核孔相互沟通;②细胞器膜和细胞膜、核膜等结构相互连接构成细胞完整的“生物膜系统”。 ⑵从功能上看:细胞各部分结构和功能虽不相同,但它们是相互联系,分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动。 ⑶从调控上看:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。因此,细胞的整个生命活动主要是DNA调控和决定的,使细胞形成一个高度有序的整体调控系统。 ⑷从与外界环境关系上看:细胞的整体性还表现在每一细胞都要与相邻细胞进行物质交换,而与外界环境相接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换。因此细胞与外界环境之间形成一个统一整体。 一、判断正误 1、核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出( × ) 2、染色体和染色质只是形态不同,而成分完全相同(√ ) 3、细胞核是细胞代谢的控制中心,也是细胞代谢的中心( × ) 4、细胞核是活细胞进行细胞代谢的主要场所( × ) 5、真核细胞的DNA都分布在细胞核中( × ) 二、概念理解 1、物质进出细胞核都必须通过核孔吗?大分子物质(RNA和蛋白质)也能通过核孔进出细胞核,是否说明核孔不具有选择性? 不是。小分子进出细胞核通过核膜。不能说明。核孔也具有选择性,如核内形成的RNA可以通过核孔到细胞质中,但是DNA和染色质就不能通过核孔到细胞质。 2、为什么哺乳动物的红细胞和精子寿命非常短? 人的成熟红细胞没有细胞核,精子几乎没有细胞质,两者寿命都很短,这说明细胞质和细胞核是相互依存的。 3、核膜外层有时附着有核糖体,这说明什么?核糖体的形成是否一定与核仁有关? 外层核膜和内质网相连,也是代谢的场所。真核细胞的核糖体形成与核仁有关,原核细胞无核仁,核糖体的形成与核仁无关。 例1:(海南省2018届高三高考生物试题)关于真核细胞的叙述,错误的是(  ) A. 线粒体的内膜上有酶的分布 B. 细胞核中含有DNA和蛋白质 C. 核膜主要由脂质和蛋白质组成 D. 叶肉细胞的细胞膜含有纤维素 【答案】D 【解析】本题考查细胞结构和功能,要求考生识记线粒体的结构和功能、细胞核的结构和功能、生物膜系统的组成及化学成分、糖类的种类及功能,能结合所学的知识准确判断各选项。 线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,其上分布有与有氧呼吸第三阶段有关的酶,A正确;真核细胞的细胞核中含有染色体,其主要成分是蛋白质和DNA,B正确;核膜主要由脂质和蛋白质组成,C正确;纤维素是组成植物细胞壁的重要成分,叶肉细胞的细胞膜不含纤维素,D错误。故选:D。 变式训练1:(四川省成都市第七中学2018届高三下学期三诊模拟考试理科综合生物试题)关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( ) A. 性激素主要由内质网上的核糖体合成 B. 溶酶体内的酶由内质网形成的囊泡运入 C. 高尔基体是肽链合成和加工的场所 D. 各种生物膜的化学组成和结构相似 【答案】D 【解析】核糖体是蛋白质的合成场所,高尔基体是蛋白质加工的场所;组成生物膜的基本组成成分相似,主要由脂质和蛋白质构成。A. 性激素属于脂质,其合成场所是内质网,A错误;B. 溶酶体内的酶由高尔基体形成的囊泡运入,B错误;C. 核糖体是肽链合成的场所,高尔基体是加工的场所,C错误;D. 生物膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质,基本骨架均为磷脂双分子层,即各种生物膜的结构和化学组成相似,D正确。 例2:(四川省成都市第七中学2018届热身考试理科综合生物试题)细胞中不同结构间联系密切,下列叙述中正确的是( ) A. 内质网参与蛋白质的合成和加工,并对其进行分类和包装 B. 叶肉细胞发生质壁分离复原时水通过原生质层渗入细胞液 C. 肝脏细胞中mRNA从细胞核被运入溶酶体以指导合成蛋白质 D. 有氧条件下酵母菌细胞质基质产生的NADPH和丙酮酸进入线粒体 【答案】B 【解析】蛋白质在核糖体上合成,内质网和高尔基体对其进行加工和运输,水分子通过渗透作用进出细胞,呼吸作用过程产生的是NADP,光合作用过程产生的是NADPH。蛋白质的合成场所在核糖体上,内质网对蛋白质进行加工和运输,A错误;叶肉细胞发生质壁分离复原时,叶肉细胞渗透吸水,B正确;肝脏细胞中mRNA从细胞核被运入核糖体指导蛋白质的合成,C错误;有氧条件下酵母菌细胞质基质产生的NADP(不是NADPH)和丙酮酸进入线粒体,D错误,故选B。 变式训练2.(江西省南昌市第十中学2019届高三上学期期中考试生物试题)3月24日是世界结核病防治日。下列关于结核杆菌的描述正确的是( ) A. 高倍镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内 B. 该菌是好氧菌,其生命活动所需要的能量主要由线粒体提供 C. 该菌的细胞膜结构和成分与人的相似 D. 该菌的蛋白质在核糖体合成、内质网加工后由高尔基体分泌运输到相应部位 【答案】C 【解析】原核细胞与真核细胞在结构上的最本质的区别是原核细胞没有核膜包被的细胞核,只含有核糖体一种细胞器,没有各种复杂的其他的细胞器。A. 结核杆菌属于原核生物,没有细胞核,其遗传物质分布在拟核中,A错误;B. 该菌是原核生物,无线粒体,B错误; C. 该菌的细胞膜结构和成分与人的相似,都是由脂质、蛋白质和少量糖类组成,C正确; D. 该菌是原核生物,无内质网和高尔基体等细胞器,D错误。 例3:(陕西省西安市长安区第一中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)功能与结构相适应是生物学的基本观点,下列有关叙述不正确的是( ) A. 哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核,利于携带氧 B. 大量合成胰蛋白酶的胰腺细胞中粗面内质网发达 C. 蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量明显增加 D. 鸟类心肌细胞与其口腔上皮细胞中线粒体的数量相同 【答案】D 【解析】考点是细胞结构和功能,通过分泌蛋白的合成与运输、有氧呼吸、成熟红细胞运输氧气等生理功能的考查,强化细胞结构和功能相适应的思想,这也是一种分析问题的方法。 哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核,细胞内成分主要有血红蛋白,利于携带氧,A正确 . 消化酶是分泌蛋白,分泌蛋白在附着在内质网上的核糖体中合成后,进入粗面内质网中进行合成加工,所有胰腺细胞中粗面内质网发达,B正确.核糖体是蛋白质合成车间,蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量明显增加,C正确.线粒体是有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需能量主要是由线粒体提供的,鸟类心肌细胞运动量大,所以线粒体的数量比口腔上皮细胞中多,D错误. 变式训练3.(天津市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)细胞是生物体结构与功能的基本单位,下列有关叙述错误的是( ) A. 细胞中核糖体的形成不一定与核仁有关 B. 生物膜系统是对细胞内各种膜结构的统称,其化学组成和结构相似 C. 细胞内 DNA 转录和翻译过程均有特定运输工具搬运原料到指定位置 D. 新细胞是通过细胞增殖产生的 【答案】C 【解析】真核细胞和原核细胞的共同点是细胞膜、核糖体和DNA;核仁与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关。内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。转录:在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程,翻译是在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。 核糖体的形成一般与核仁有关,真核细胞和原核细胞都含有核糖体,而原核细胞没有核仁,说明核糖体的形成不一定与核仁有关,故A正确;生物膜系统包括核膜、细胞膜和细胞器膜,化学组成主要是磷脂和蛋白质,基本骨架都是磷脂双分子层,故B正确;转录是以DNA一条链为模板,合成RNA的过程,场所主要是细胞核,原料是核糖核苷酸,不需要运输工具,翻译是以RNA为模板,以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,需要转运RNA识别密码子和搬运氨基酸,故C错误;细胞增殖使得细胞数量增加,故D正确,故选C。 例4:(内蒙古集宁一中(西校区)2019届高三上学期第一次月考理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 线粒体与叶绿体都由双层膜构成,内外膜化学成分相似且含量相同 B. 核糖体是唯一合成蛋白质的场所,叶绿体是唯一含有色素的细胞器 C. 线粒体、中心体和核糖体在高等植物细胞有丝分裂过程中起重要作用 D. 胰岛B细胞的高尔基体比癌细胞发达 【答案】D 【解析】本题考查细胞的结构与功能,考查对细胞结构与功能相统一的理解。不同细胞的功能不同,表现为不同细胞器的种类和数量不同。 线粒体与叶绿体的内外膜功能不同,其化学成分的含量不同,A项错误;有的液泡中含有色素,B项错误;高等植物细胞没有中心体,C项错误;与癌细胞相比,胰岛B细胞的分泌功能旺盛,高尔基体参与分泌蛋白的分类、包装、运输,比较发达,D项正确。 变式训练4.(四川省仁寿第一中学校南校区2019届高三第一次调研考试生物试题)关于下列a、b、c、d四种生物的叙述,不正确的是(  ) A. a和d不具有核膜包被的细胞核 B. a和b都能进行光合作用 C. b、c细胞中有染色体 D. a、b、c、d都能独立繁殖和代谢 【答案】D 【解析】本题中a蓝藻是原核细胞,b水绵是真核细胞,c酵母菌是真核细胞,d噬菌体是细菌病毒。a蓝藻为原核细胞,无核膜包被的细胞核,d噬菌体没有细胞结构,更无核膜包被的细胞核,故A正确;a蓝藻含有光合片层结构,内含叶绿素和藻蓝素等,可进行光合作用,b水绵含叶绿体,能进行光合作用,故B正确;b水绵和c酵母菌均是真核细胞,含染色体,故C正确;d噬菌体是细菌病毒,只能寄生于活细胞中生活,不能独立生活,故D错误;综上所述,选D项。 1.(福建省三明市第一中学2018-2019学年高二上学期第一次月考生物试题)下列真核细胞结构与成分,对应有误的是( ) A. 细胞膜:脂质、蛋白质、糖类 B. 中心体:核糖核酸、蛋白质 C. 核糖体:蛋白质、核糖核酸 D. 细胞骨架:蛋白质 【答案】B 【解析】细胞膜的主要组成成分的蛋白质和磷脂,其次还含有少量糖类;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶;染色体是由DNA和蛋白质组成。细胞膜的主要组成成分是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,A正确;一个中心体是由2个中心粒和周围物质组成的,其成分中含有蛋白质而不含核酸,B错误;核糖体的组成成分是蛋白质和RNA(核糖核酸),C正确;细胞骨架是由蛋白构成的,D正确。 2.(福建省三明市第一中学2018-2019学年高二上学期第一次月考生物试题)鉴别一个细胞是动物细胞还是植物细胞,应检查它有无( ) A. 叶绿体 B. 细胞壁 C. 中心体 D. 液泡 【答案】B 【解析】动植物细胞的区别:动物细胞特有的结构:中心体(低等植物细胞也有);植物细胞特有的结构:细胞壁、叶绿体和液泡,并不是所有的植物细胞都有叶绿体和液泡,只有绿色植物细胞才有叶绿体,只有成熟的植物细胞才有液泡;动植物细胞共有的细胞器:内质网、高尔基体、线粒体、核糖体。动物细胞和有些植物细胞没有叶绿体,如根尖的细胞,A错误;植物细胞都有细胞壁,而动物细胞无细胞壁,B正确;低等植物细胞和动物细胞都有中心体,高等植物细胞无中心体,C错误;只有成熟的植物细胞才有中央大液泡,D错误。 3.(江苏省海安高级中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下列关于根尖分生区细胞和醋酸杆菌的描述,不正确的是( ) A. 遗传物质都是DNA,但主要载体不同 B. 都可以合成蛋白质,但翻译场所相同 C. 都可以进行细胞分裂,但分裂方式不同 D. 都具有相同的边界,但生物膜系统组成不同 【答案】D 【解析】原核细胞和真核细胞的遗传物质都是DNA,而分生区细胞DNA的主要载体是染色体,而醋酸杆菌没有染色体,A正确;两种细胞都可以合成蛋白质,并且翻译场所都是核糖体,B正确;两种细胞都可以进行细胞分裂,分生区细胞进行有丝分裂,而醋酸杆菌进行二分裂,C正确;两种细胞都有细胞膜为边界,但根尖分生区细胞为真核细胞,细胞内有生物膜系统,而醋酸杆菌是原核细胞,细胞内没有生物膜系统,D错误。 4.(黑龙江省哈尔滨市第三中学校2018-2019学年高一10月月考生物试题)以下关于蓝藻和细菌的叙述,正确的是(  ) A. 细菌的遗传物质DNA与蛋白质等构成染色体 B. 细菌中绝大多数种类是营寄生或腐生生活的 C. 发菜与菠菜、油菜等具有完全相同的细胞结构 D. 蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素,属于异养生物 【答案】B 【解析】细菌与蓝藻都属于原核生物。原核细胞与真核细胞的共同点:都有细胞的基本结构:细胞膜,细胞质,遗传物质,都具有核糖体,但真核细胞有其他细胞器,原核细胞仅有核糖体。原核细胞与真核细胞的不同点:大小不同,原核细胞比真核细胞小。真核细胞有具膜细胞器,原核细胞没有。最主要的差别是原核细胞没有成形的细胞核,真核细胞有核膜包被的细胞核。 细菌无染色体,只有DNA分子,A错误;细菌属于原核生物,少数细菌如硝化细菌能够进行化能合成作用,属于自养型生物,而绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物,B正确;发菜属于原核生物,油菜属于真核生物,因此发菜与菠菜、油菜等的细胞结构不同,C错误;蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素,能够进行光合作用,属于自养生物,D错误。 5.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2019届高三上学期10月月考生物试题)以下关于“生物结构与物质组成”的叙述错误的是( ) A. 病毒虽无细胞结构,但其生命活动必须借助活细胞来完成 B. 在蓝藻细胞膜上,含有ATP水解酶,能快速高效的水解ATP,此处的ATP主要是由有氧呼吸第三阶段线粒体内膜提供的 C. 在人体肌肉细胞中,为了提高供能效率,线粒体聚集在一起形成“肌质体” D. 叶肉细胞内的类囊体薄膜也是由磷脂和蛋白质组成的 【答案】B 【解析】病毒无细胞结构,不能独立完成其生命活动,它必须寄生在活细胞内,借助活细胞来完成其生命活动。蓝藻属于原核生物,细胞内除有核糖体这一中细胞器外,无其他膜结构的细胞器,但蓝藻可以进行有氧呼吸和光合作用,其完成场所在细胞质和细胞膜上。线粒体在细胞内一般是均匀分布在细胞质中,但是活细胞中的线粒体往往可以定向运动到代谢比较旺盛的部位,如肌细胞内的线粒体就大量集中形成肌质体,有利于对肌细胞的能量供应。细胞内所有生物膜都主要是有磷脂和蛋白质构成。 病毒无细胞结构,不能独立完成其生命活动,所以它必须寄生在活细胞内,依靠活细胞来完成其生命活动,A正确;蓝藻是原核生物,细胞内没有线粒体,B错误;在人体肌肉细胞中,由于常常需要快速提供较多的直接能源物质,所以为了提高供能效率,线粒体聚集在一起形成“肌质体”,C正确;叶肉细胞内的类囊体薄膜也属于生物膜,也是由磷脂和蛋白质组成,D正确。 6.(甘肃省临夏中学2018-2019学年高二上学期第一次月考生物试题)图为某些概念间的相互关系,下列概念与a、b、c、d、e依次相对应的一组是( ) A. 个体、系统、器官、组织、细胞 B. 有机物、脂质、蛋白质、胆固醇、固醇 C. 细胞、细胞质、细胞核、细胞器、液泡 D. 生态系统、种群、无机环境、群落、个体 【答案】C 【解析】生命系统的结构层次由小到大的正确顺序是细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈,系统由器官组成,因此系统和器官之间是包含关系,而不是并列关系,A 错误;有机物包括脂质、蛋白质等,固醇属于脂质的种类之一,固醇包含胆固醇,B错误;真核细胞的结构包括细胞膜、细胞质、细胞核,细胞质包括细胞质基质和细胞器,液泡属于细胞器的范畴,C正确;生态系统是群落及其无机环境相互作用形成的一个统一整体,生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,种群是在一定的区域内的同种生物的全部个体,D错误。 7.(山东省泰安第一中学2018-2019学年高一10月学情检测生物试题)下列关于DNA的说法,正确的是( ) A. 细胞中所有DNA都是细胞核的组成成分 B. 真核生物的遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质都是RNA C. 真核细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质DNA D. 原核细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质DNA 【答案】C 【解析】真核细胞中的大部分DNA在细胞核,少部分DNA在线粒体与叶绿体,原核细胞的DNA大部分在拟核,A错误;真核生物的遗传物质都是DNA,RNA病毒的遗传物质是RNA,DNA病毒的遗传物质是DNA,B错误;真核细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质DNA,C正确;真核核细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质DNA,原核细胞无细胞核、叶绿体和线粒体,D错误;故选C。 8.(山东省泰安第一中学2018-2019学年高一10月学情检测生物试题)真核细胞具有多样性,但都有相似的基本结构,即都有( ) A. 细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核 B. 细胞膜、细胞质、细胞核 C. 细胞膜、细胞质、细胞核、液泡 D. 细胞膜、细胞质、叶绿体 【答案】B 【解析】动物细胞没有细胞壁,A错误;真核细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核,B正确;动物细胞没有液泡,C错误;只有能进行光合作用的植物细胞才有叶绿体,D错误;故选B。 真核细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核。 9.(江西省南昌市第二中学2018-2019学年高一上学期第一次月考生物试题)下列关于小麦叶肉细胞和蓝藻细胞的有关叙述正确的是( ) A. 蓝藻与小麦都是能进行光合作用的自养生物,细胞中都含有叶绿体 B. 蓝藻细胞与小麦细胞在结构上的一个相同点是都有细胞壁,其成分也相同 C. 这两类细胞都是以DNA作为遗传物质,而且DNA都与蛋白质结合构成染色体 D. 蓝藻与小麦叶肉细胞中都含有核糖体,但小麦叶肉细胞还含有其他细胞器 【答案】D 【解析】小麦叶肉细胞属于真核细胞,细胞中具有细胞核,并含有线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器;蓝藻细胞属于原核细胞,原核细胞不具有以核膜为界限的细胞核,除核糖体外,不含有其他细胞器。A. 蓝藻与小麦都是能进行光合作用的自养生物,但蓝藻细胞不含叶绿体,A错误;B. 蓝藻细胞与小麦细胞在结构上的一个相同点是都有细胞壁,其成分不相同,B错误;C. 这两类细胞都是以DNA作为遗传物质,蓝藻细胞没有的DNA没有与蛋白质结合构成染色体,C错误;D. 蓝藻与小麦叶肉细胞中都含有核糖体,但小麦叶肉细胞还含有其他细胞器,如线粒体、叶绿体、溶酶体等,D正确。 10.(湖南省衡阳市第八中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下列有关原核细胞和真核细胞的叙述,正确的是( ) A. 小球藻细胞进行有丝分裂时由两极发出纺锤丝形成纺锤体 B. 大肠杆菌和酵母菌的组成元素种类和含量差异很大 C. 发菜细胞内有一种不含磷脂的细胞器 D. 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞能进行光合作用 【答案】C 【解析】 小球藻是低等植物,有中心体,细胞进行有丝分裂时由中心体发出星射线形成纺锤体,A错误.大肠杆菌和酵母菌的组成元素种类大体相同,含量差异较大,B错误.发菜是原核细胞,细胞内只有核糖体一种细胞器且没有膜结构,即不含磷脂,C正确.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞不含叶绿体,不能进行光合作用,D错误. 小球藻是低等植物,细胞有细胞壁、中心体、叶绿体等细胞结构;原核细胞只有一种细胞器—核糖体,核糖体没有膜结构;洋葱的鳞茎是变态茎,不能进行光合作用。 11.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)下列关于细胞中物质或结构的叙述,正确的是( ) A. 植物细胞的边界是细胞壁,控制物质进出的是细胞膜 B. 蔗糖、淀粉、纤维素等是生命活动的主要能源物质 C. 核酸是含有C、H、O、N、P的有机物之一 D. 血红蛋白、血浆蛋白、性激素的合成都与内质网、高尔基体和线粒体有关 【答案】C 【解析】细胞膜将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定,是细胞的边界;糖类是细胞中主要能源物质,但不是所有糖类都可以供能,有些糖类参与构成细胞中的重要结构,如纤维素,脱氧核糖等,不属于能源物质;核酸含有元素包括C、H、O、N、P,此外磷脂分子也含有C、H、O、N、P;蛋白质的合成场所位于核糖体;性激素是脂质,在内质网中合成。A. 植物细胞的边界是细胞膜,A错误;B. 蔗糖、淀粉必须先水解产生葡萄糖才能被利用,而纤维素参与形成细胞壁,构成植物细胞的结构,不参与供能,B错误; C. 核酸和磷脂都含有C、H、O、N、P,C正确;D. 血红蛋白、血浆蛋白合成场所在核糖体,性激素在内质网上合成,线粒体为合成过程提供能量,而高尔基体不参与这些物质的合成过程,D错误。 12.(甘肃省甘谷县第一中学2019届高三上学期第二次检测考试生物试题)细胞是生物体结构和功能的基本单位,有关各种细胞的叙述正确的是( ) A. 黑藻、念珠藻、蓝球藻、颤藻都含有拟核 B. 木纤维、高等植物成熟的筛管细胞、蛙的红细胞线粒体、核孔数目都很多 C. 洋葱根尖细胞不含有,而发菜含有的结构是叶绿体 D. 在鸡细胞和狼尾草细胞中都可找到的细胞器是核糖体和高尔基体 【答案】D 【解析】A. 黑藻属于真核生物,有细胞核而无拟核;念珠藻、蓝球藻、颤藻属于原核生物,含有拟核,A错误;B.高等植物成熟的筛管细胞没有细胞核, B错误;C.发菜属于原核生物,不含叶绿体,C错误;D. 鸡细胞和狼尾草细胞为真核细胞,都可找到的细胞器是核糖体和高尔基体,D正确. 一些常考生物的类别: 常考的真核生物:绿藻、水绵、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、变形虫)及动、植物. 常考的原核生物:蓝藻(如颤藻、发菜、念珠藻)、细菌(如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌、肺炎双球菌等)、支原体、衣原体、放线菌. 13.(宁夏银川一中2019届高三第二次月考理综生物试题)下列关于细胞的结构和生命活动的叙述,错误的是( ) A. 成熟个体中的细胞增殖过程必须消耗能量 B. 细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素 C. 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的 D. 两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递 【答案】C 【解析】细胞增殖涉及大分子有机物的合成、染色体的运动等生命活动,需消耗能量,A正确.细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷脂,所以含有磷元素,B正确.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,即组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的,不是全部,C错误.两个相邻细胞的细胞膜接触,膜上的信息分子和受体结合可实现细胞间的信息传递,D正确. 14.(河北省安平中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下列关于真核细胞结构和功能的叙述,正确的是(  ) A. 细胞膜是由脂质和蛋白质构成 B. 抑制线粒体的功能会影响人的成熟红细胞的主动运输 C. 细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应 D. 有核糖体的细胞一定是真核细胞 【答案】C 【解析】1、细胞膜主要由脂质和蛋白质构成;2、哺乳动物的成熟红细胞没有细胞器和细胞核;3、细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应:含有叶绿体的真核细胞能进行光合作用,含有线粒体的真核细胞能进行有氧呼吸.4、核糖体是原核细胞和真核细胞共有的一种细胞器.细胞膜主要由脂质与蛋白质构成,还含有少量的糖类,A错误;人的成熟红细胞中没有线粒体,所以抑制线粒体的功能不会影响人的成熟红细胞的主动运输,B错误;不同种类功能的细胞中细胞器的种类和数量不同,细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应,C正确;原核细胞和真核细胞都有核糖体,D错误.答案选C。 15.(吉林省舒兰市一中2018-2019学年高一九月月考生物试卷)下列关于真核生物、原核生物和病毒的叙述中有几项正确( ) ①乳酸菌、青霉菌、大肠杆菌都属于原核生物 ②乳酸菌、酵母菌都含有核糖体和DNA ③HIV病毒中只有一种细胞器,即核糖体 ④细胞没有叶绿体就不能进行光合作用 ⑤有些细菌只含有RNA A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项 【答案】A 【解析】原核细胞与真核细胞相比,最主要的区别是原核细胞没有核膜包被的成形的细胞核(没有核膜、核仁和染色体);原核生物没有复杂的细胞器,只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸(DNA和RNA)和蛋白质等物质,且遗传物质是DNA.青霉菌是真菌,属于真核生物,乳酸菌和大肠杆菌属于原核生物,①错误;乳酸菌是原核生物,酵母菌是真核生物,两者都含有核糖体,遗传物质都是DNA,②正确;HIV病毒没有细胞结构,不含核糖体,③错误;蓝藻细胞中不含叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,可进行光合作用,④错误;细菌的遗传物质都是DNA,细胞中含有DNA和RNA,⑤错误;答案选A。 16.(河南省洛阳市孟津县第二高级中学2019届高三9月月考调研考试生物试题)下图为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题: (1)图中可产生ATP的细胞器有_______(填序号),图中可合成mRNA的场所有______(填序号),图中能显著增大膜面积、有利于酶附着的细胞结构包括____________。 (2)若该细胞合成的蛋白质为 DNA聚合酶,则该酶经过一系列加工后穿过细胞核上的___转运到细胞核中;此时在光学显微镜下观察,明显可见细胞核中有__存在。 (3)若向该细胞中注射含3H标记的氨基酸,则在细胞膜蛋白的合成、加工和运输过程中,3H在细胞各结构间移动的先后顺序依次是_____(请用文字和箭头填写)。 【答案】④⑤④⑤⑥线粒体内膜(嵴 )、叶绿体基粒(类囊体)、内质网核孔核仁核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜 【解析】本题考查细胞的结构与功能,考查对细胞核、细胞器及其分工协作的理解。可根据图中细胞器的形态和结构判断各细胞器名称,根据图示分析细胞膜蛋白的合成、加工和运输过程。 【详解】 (1)图中④为线粒体,可通过氧呼吸第二、三阶段产生ATP,⑤为叶绿体,可通过光反应可产生ATP,⑥为细胞核,线粒体、叶绿体和细胞核均含有DNA,均可通过转录合成mRNA,②为内质网,增大了细胞内的膜面积,线粒体内膜折叠成嵴,增大了线粒体内的膜面积,叶绿体的类囊体堆叠而成基粒,扩大了叶绿体内的膜面积。 (2)DNA聚合酶穿过细胞核上的核孔转运到细胞核中;核仁折光率较低,光学显微镜下观察,可见细胞核中明亮的核仁。 (3)3H标记的氨基酸,在核糖体上合成肽链后,进入内质网进行肽链的折叠等加工,然后通过囊泡转运到高尔基体进行分类、包装,再通过囊泡转运到细胞膜。 17.(内蒙古集宁一中(西校区)2019届高三上学期第一次月考理综生物试题)甲图是某高等动物细胞亚显微结构示意图,乙图是人体部分细胞分化示意图。请据图回答下列问题: (1)甲图中含有核酸的结构是__________________________________(填序号)。 (2)在研究分泌蛋白的合成和分泌时,3H标记的氨基酸进入细胞后,3H出现的部位依次为______________________(填写序号)。若3H标记的氨基酸缩合产生了3H2O,那么水中的3H可能来自于氨基酸的______(基团)。 (3)若甲图表示吞噬细胞,则可吞噬失活的抗体,并将其最终水解为______。 (4)由a细胞形成b、c、d、e的过程是______,发生这一过程的根本原因是______。 【答案】①⑥⑧①④⑦② 氨基和羧基 氨基酸 细胞分化 不同细胞中遗传信息的执行情况不同(或基因的选择性表达) 【解析】本题考查细胞的结构与功能、细胞的分裂与分化。图甲中①~⑧分别为核糖体、细胞膜、中心体、内质网、溶酶体、线粒体、高尔基体、细胞核。图乙中由a或c形成不同的细胞代表细胞的分化过程。 【详解】 (1)甲图中核糖体的化学成分是蛋白质和RNA,线粒体含有少量的DNA和RNA,细胞核是遗传物质的贮存场所,三者均含有核酸。 (2)在研究分泌蛋白的合成和分泌时,3H标记的氨基酸首先在核糖体上合成为肽链,然后依次运进内质网、高尔基体进行加工,最后通过细胞膜的胞吐作用分泌出去。氨基酸脱水缩合时生成水中的H来源于氨基和羧基。 (3)抗体的化学本质是蛋白质,彻底水解后得到蛋白质的基本单位氨基酸。 (4)a细胞通过细胞分化形成不同种类的细胞,细胞分化过程中遗传物质不变,分化的根本原因基因的选择性表达。 生物的分子水解的产物 生物大分子(多聚体) 初步水解产物 彻底水解产物:基本单位(单体) 多糖 二糖 单糖 蛋白质 多肽 氨基酸 核酸 核苷酸 磷酸、碱基 五碳糖 14 第7讲 细胞核—系统的控制中心(解析版) 本节内容是在学习了细胞膜和细胞质的基础上,进一步对细胞结构的整体认识,同时也是后面的“细胞的增殖”“遗传变异”等生物学知识的基础。其核心在于构建“细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心”这一核心概念。 高中生物必修1《分子与细胞》模块是整个高中阶段生物学的基础。主要是让学生从细胞中的分子水平认识生命的物质基础和结构基础。本节为细胞结构的最后一节,在前面学习细胞膜和各种细胞器结构和功能等内容的基础上,学生对细胞的亚显微结构和功能的认识更加全面完整,也为后续的学习作了铺垫,如细胞核的结构和功能是生物遗传的基础,染色质和染色体的关系是学习细胞有丝分裂时染色体变化的基础,也使学生对“结构和功能相统一”的观念有进一步认识。另外,其中的几个经典实验也让学生体验了生物学研究的一般方法和过程。同时也为继续学习必修2《遗传与进化》及必修三《稳态与环境》打下很好的基础。 细胞核 细胞核的功能 (1)美西螈核移植实验 实验过程: 实验结论:生物体性状的遗传主要是由细胞核控制 实验分析:该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照 (2)横缢蝾螈受精卵实验 实验过程: 实验结论:细胞核控制着细胞的分裂和分化 实验分析:该实验既有相互对照,又有自身对照 变形虫切割实验 实验过程: 实验结论:变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 实验分析:该实验既有相互对照,又有自身对照 (4)伞藻的嫁接和核移植实验 伞藻嫁接实验过程: 伞藻核移植实验过程: 实验结论:细胞核与生物体形态结构的建成有关 实验分析:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状 【细胞核的功能:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。】 细胞核的结构 (1)核膜 ①双层膜,外膜附着大量的核糖体,有些部位与内质网相连,内膜光滑无核糖体 ②膜上有核孔,在细胞分裂过程中周期性的消失和重建。 ③功能:将核内物质与细胞质分隔开,具有选择透过性。 染色质 ①由DNA和蛋白质组成,易被碱性染料染成深色而得名 ②细胞分裂间期呈细长丝状,分裂期高度螺旋化、缩短变粗,成为光镜下能观察到的圆柱状或杆状的染色体,在分裂末期染色体解螺旋,重新恢复成细长丝状的染色质,所以,染色体和染色质是同种物质在不同时期的两种存在状态。 ③功能:遗传物质的主要载体 核仁 ①功能:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 ②蛋白质合成比较旺盛的细胞,核仁体积相对较大 核孔 ①功能:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 ②代谢比较旺盛的细胞,核孔比较多 ③RNA和某些蛋白质等生物大分子运输的通道,但遗传物质DNA不能通过,只能在细胞核内进行复制和贮存 3、染色质与染色体 染色质 染色体 不同点 存在时期 分裂间期/分裂末期 分裂期 形态 细长的丝状 光镜下能看到呈圆柱状或杆状 相同点 成分 主要是DNA和蛋白质 特性 易被碱性染料染成深色 功能 遗传物质的主要载体 关系 同种物质在不同时期的两种存在状态 二、细胞核与细胞质: 1.无核的细胞质不能长期生存,因为细胞核对细胞质起到调节和控制的作用(如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,其寿命较短,含细胞质少的精子寿命也很短)。 2.细胞核也不能脱离细胞质而独立生存,因为细胞质为细胞核提供营养物质和能量 3.细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系,细胞只有保持完整性,才能进行正常的生命活动。⑴从结构上看:①细胞核与细胞质可以通过核孔相互沟通;②细胞器膜和细胞膜、核膜等结构相互连接构成细胞完整的“生物膜系统”。 ⑵从功能上看:细胞各部分结构和功能虽不相同,但它们是相互联系,分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动。 ⑶从调控上看:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。因此,细胞的整个生命活动主要是DNA调控和决定的,使细胞形成一个高度有序的整体调控系统。 ⑷从与外界环境关系上看:细胞的整体性还表现在每一细胞都要与相邻细胞进行物质交换,而与外界环境相接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换。因此细胞与外界环境之间形成一个统一整体。 一、判断正误 1、核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出( ) 2、染色体和染色质只是形态不同,而成分完全相同( ) 3、细胞核是细胞代谢的控制中心,也是细胞代谢的中心( ) 4、细胞核是活细胞进行细胞代谢的主要场所( ) 5、真核细胞的DNA都分布在细胞核中( ) 二、概念理解 1、物质进出细胞核都必须通过核孔吗?大分子物质(RNA和蛋白质)也能通过核孔进出细胞核,是否说明核孔不具有选择性? 为什么哺乳动物的红细胞和精子寿命非常短? 核膜外层有时附着有核糖体,这说明什么?核糖体的形成是否一定与核仁有关? 例1:(海南省2018届高三高考生物试题)关于真核细胞的叙述,错误的是(  ) A. 线粒体的内膜上有酶的分布 B. 细胞核中含有DNA和蛋白质 C. 核膜主要由脂质和蛋白质组成 D. 叶肉细胞的细胞膜含有纤维素 【答案】D 【解析】本题考查细胞结构和功能,要求考生识记线粒体的结构和功能、细胞核的结构和功能、生物膜系统的组成及化学成分、糖类的种类及功能,能结合所学的知识准确判断各选项。 线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,其上分布有与有氧呼吸第三阶段有关的酶,A正确;真核细胞的细胞核中含有染色体,其主要成分是蛋白质和DNA,B正确;核膜主要由脂质和蛋白质组成,C正确;纤维素是组成植物细胞壁的重要成分,叶肉细胞的细胞膜不含纤维素,D错误。故选:D。 变式训练1:(四川省成都市第七中学2018届高三下学期三诊模拟考试理科综合生物试题)关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( ) A. 性激素主要由内质网上的核糖体合成 B. 溶酶体内的酶由内质网形成的囊泡运入 C. 高尔基体是肽链合成和加工的场所 D. 各种生物膜的化学组成和结构相似 例2:(四川省成都市第七中学2018届热身考试理科综合生物试题)细胞中不同结构间联系密切,下列叙述中正确的是( ) A. 内质网参与蛋白质的合成和加工,并对其进行分类和包装 B. 叶肉细胞发生质壁分离复原时水通过原生质层渗入细胞液 C. 肝脏细胞中mRNA从细胞核被运入溶酶体以指导合成蛋白质 D. 有氧条件下酵母菌细胞质基质产生的NADPH和丙酮酸进入线粒体 【答案】B 【解析】蛋白质在核糖体上合成,内质网和高尔基体对其进行加工和运输,水分子通过渗透作用进出细胞,呼吸作用过程产生的是NADP,光合作用过程产生的是NADPH。蛋白质的合成场所在核糖体上,内质网对蛋白质进行加工和运输,A错误;叶肉细胞发生质壁分离复原时,叶肉细胞渗透吸水,B正确;肝脏细胞中mRNA从细胞核被运入核糖体指导蛋白质的合成,C错误;有氧条件下酵母菌细胞质基质产生的NADP(不是NADPH)和丙酮酸进入线粒体,D错误,故选B。 变式训练2.(江西省南昌市第十中学2019届高三上学期期中考试生物试题)3月24日是世界结核病防治日。下列关于结核杆菌的描述正确的是( ) A. 高倍镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内 B. 该菌是好氧菌,其生命活动所需要的能量主要由线粒体提供 C. 该菌的细胞膜结构和成分与人的相似 D. 该菌的蛋白质在核糖体合成、内质网加工后由高尔基体分泌运输到相应部位 例3:(陕西省西安市长安区第一中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题)功能与结构相适应是生物学的基本观点,下列有关叙述不正确的是( ) A. 哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核,利于携带氧 B. 大量合成胰蛋白酶的胰腺细胞中粗面内质网发达 C. 蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量明显增加 D. 鸟类心肌细胞与其口腔上皮细胞中线粒体的数量相同 【答案】D 【解析】考点是细胞结构和功能,通过分泌蛋白的合成与运输、有氧呼吸、成熟红细胞运输氧气等生理功能的考查,强化细胞结构和功能相适应的思想,这也是一种分析问题的方法。 哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核,细胞内成分主要有血红蛋白,利于携带氧,A正确 . 消化酶是分泌蛋白,分泌蛋白在附着在内质网上的核糖体中合成后,进入粗面内质网中进行合成加工,所有胰腺细胞中粗面内质网发达,B正确.核糖体是蛋白质合成车间,蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量明显增加,C正确.线粒体是有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需能量主要是由线粒体提供的,鸟类心肌细胞运动量大,所以线粒体的数量比口腔上皮细胞中多,D错误. 变式训练3.(天津市第一中学2019届高三上学期第一次月考生物试题)细胞是生物体结构与功能的基本单位,下列有关叙述错误的是( ) A. 细胞中核糖体的形成不一定与核仁有关 B. 生物膜系统是对细胞内各种膜结构的统称,其化学组成和结构相似 C. 细胞内 DNA 转录和翻译过程均有特定运输工具搬运原料到指定位置 D. 新细胞是通过细胞增殖产生的 例4:(内蒙古集宁一中(西校区)2019届高三上学期第一次月考理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 线粒体与叶绿体都由双层膜构成,内外膜化学成分相似且含量相同 B. 核糖体是唯一合成蛋白质的场所,叶绿体是唯一含有色素的细胞器 C. 线粒体、中心体和核糖体在高等植物细胞有丝分裂过程中起重要作用 D. 胰岛B细胞的高尔基体比癌细胞发达 【答案】D 【解析】本题考查细胞的结构与功能,考查对细胞结构与功能相统一的理解。不同细胞的功能不同,表现为不同细胞器的种类和数量不同。 线粒体与叶绿体的内外膜功能不同,其化学成分的含量不同,A项错误;有的液泡中含有色素,B项错误;高等植物细胞没有中心体,C项错误;与癌细胞相比,胰岛B细胞的分泌功能旺盛,高尔基体参与分泌蛋白的分类、包装、运输,比较发达,D项正确。 变式训练4.(四川省仁寿第一中学校南校区2019届高三第一次调研考试生物试题)关于下列a、b、c、d四种生物的叙述,不正确的是(  ) A. a和d不具有核膜包被的细胞核 B. a和b都能进行光合作用 C. b、c细胞中有染色体 D. a、b、c、d都能独立繁殖和代谢 1.(福建省三明市第一中学2018-2019学年高二上学期第一次月考生物试题)下列真核细胞结构与成分,对应有误的是( ) A. 细胞膜:脂质、蛋白质、糖类 B. 中心体:核糖核酸、蛋白质 C. 核糖体:蛋白质、核糖核酸 D. 细胞骨架:蛋白质 2.(福建省三明市第一中学2018-2019学年高二上学期第一次月考生物试题)鉴别一个细胞是动物细胞还是植物细胞,应检查它有无( ) A. 叶绿体 B. 细胞壁 C. 中心体 D. 液泡 3.(江苏省海安高级中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下列关于根尖分生区细胞和醋酸杆菌的描述,不正确的是( ) A. 遗传物质都是DNA,但主要载体不同 B. 都可以合成蛋白质,但翻译场所相同 C. 都可以进行细胞分裂,但分裂方式不同 D. 都具有相同的边界,但生物膜系统组成不同 4.(黑龙江省哈尔滨市第三中学校2018-2019学年高一10月月考生物试题)以下关于蓝藻和细菌的叙述,正确的是(  ) A. 细菌的遗传物质DNA与蛋白质等构成染色体 B. 细菌中绝大多数种类是营寄生或腐生生活的 C. 发菜与菠菜、油菜等具有完全相同的细胞结构 D. 蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素,属于异养生物 5.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2019届高三上学期10月月考生物试题)以下关于“生物结构与物质组成”的叙述错误的是( ) A. 病毒虽无细胞结构,但其生命活动必须借助活细胞来完成 B. 在蓝藻细胞膜上,含有ATP水解酶,能快速高效的水解ATP,此处的ATP主要是由有氧呼吸第三阶段线粒体内膜提供的 C. 在人体肌肉细胞中,为了提高供能效率,线粒体聚集在一起形成“肌质体” D. 叶肉细胞内的类囊体薄膜也是由磷脂和蛋白质组成的 6.(甘肃省临夏中学2018-2019学年高二上学期第一次月考生物试题)图为某些概念间的相互关系,下列概念与a、b、c、d、e依次相对应的一组是( ) A. 个体、系统、器官、组织、细胞 B. 有机物、脂质、蛋白质、胆固醇、固醇 C. 细胞、细胞质、细胞核、细胞器、液泡 D. 生态系统、种群、无机环境、群落、个体 7.(山东省泰安第一中学2018-2019学年高一10月学情检测生物试题)下列关于DNA的说法,正确的是( ) A. 细胞中所有DNA都是细胞核的组成成分 B. 真核生物的遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质都是RNA C. 真核细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质DNA D. 原核细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体中都含有遗传物质DNA 8.(山东省泰安第一中学2018-2019学年高一10月学情检测生物试题)真核细胞具有多样性,但都有相似的基本结构,即都有( ) A. 细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核 B. 细胞膜、细胞质、细胞核 C. 细胞膜、细胞质、细胞核、液泡 D. 细胞膜、细胞质、叶绿体 9.(江西省南昌市第二中学2018-2019学年高一上学期第一次月考生物试题)下列关于小麦叶肉细胞和蓝藻细胞的有关叙述正确的是( ) A. 蓝藻与小麦都是能进行光合作用的自养生物,细胞中都含有叶绿体 B. 蓝藻细胞与小麦细胞在结构上的一个相同点是都有细胞壁,其成分也相同 C. 这两类细胞都是以DNA作为遗传物质,而且DNA都与蛋白质结合构成染色体 D. 蓝藻与小麦叶肉细胞中都含有核糖体,但小麦叶肉细胞还含有其他细胞器 10.(湖南省衡阳市第八中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下列有关原核细胞和真核细胞的叙述,正确的是( ) A. 小球藻细胞进行有丝分裂时由两极发出纺锤丝形成纺锤体 B. 大肠杆菌和酵母菌的组成元素种类和含量差异很大 C. 发菜细胞内有一种不含磷脂的细胞器 D. 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞能进行光合作用 11.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)下列关于细胞中物质或结构的叙述,正确的是( ) A. 植物细胞的边界是细胞壁,控制物质进出的是细胞膜 B. 蔗糖、淀粉、纤维素等是生命活动的主要能源物质 C. 核酸是含有C、H、O、N、P的有机物之一 D. 血红蛋白、血浆蛋白、性激素的合成都与内质网、高尔基体和线粒体有关 12.(甘肃省甘谷县第一中学2019届高三上学期第二次检测考试生物试题)细胞是生物体结构和功能的基本单位,有关各种细胞的叙述正确的是( ) A. 黑藻、念珠藻、蓝球藻、颤藻都含有拟核 B. 木纤维、高等植物成熟的筛管细胞、蛙的红细胞线粒体、核孔数目都很多 C. 洋葱根尖细胞不含有,而发菜含有的结构是叶绿体 D. 在鸡细胞和狼尾草细胞中都可找到的细胞器是核糖体和高尔基体 . 13.(宁夏银川一中2019届高三第二次月考理综生物试题)下列关于细胞的结构和生命活动的叙述,错误的是( ) A. 成熟个体中的细胞增殖过程必须消耗能量 B. 细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素 C. 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的 D. 两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递 14.(河北省安平中学2019届高三上学期第二次月考生物试题)下列关于真核细胞结构和功能的叙述,正确的是(  ) A. 细胞膜是由脂质和蛋白质构成 B. 抑制线粒体的功能会影响人的成熟红细胞的主动运输 C. 细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应 D. 有核糖体的细胞一定是真核细胞 15.(吉林省舒兰市一中2018-2019学年高一九月月考生物试卷)下列关于真核生物、原核生物和病毒的叙述中有几项正确( ) ①乳酸菌、青霉菌、大肠杆菌都属于原核生物 ②乳酸菌、酵母菌都含有核糖体和DNA ③HIV病毒中只有一种细胞器,即核糖体 ④细胞没有叶绿体就不能进行光合作用 ⑤有些细菌只含有RNA A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项 16.(河南省洛阳市孟津县第二高级中学2019届高三9月月考调研考试生物试题)下图为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题: (1)图中可产生ATP的细胞器有_______(填序号),图中可合成mRNA的场所有______(填序号),图中能显著增大膜面积、有利于酶附着的细胞结构包括____________。 (2)若该细胞合成的蛋白质为 DNA聚合酶,则该酶经过一系列加工后穿过细胞核上的___转运到细胞核中;此时在光学显微镜下观察,明显可见细胞核中有__存在。 (3)若向该细胞中注射含3H标记的氨基酸,则在细胞膜蛋白的合成、加工和运输过程中,3H在细胞各结构间移动的先后顺序依次是_____(请用文字和箭头填写)。 17.(内蒙古集宁一中(西校区)2019届高三上学期第一次月考理综生物试题)甲图是某高等动物细胞亚显微结构示意图,乙图是人体部分细胞分化示意图。请据图回答下列问题: (1)甲图中含有核酸的结构是__________________________________(填序号)。 (2)在研究分泌蛋白的合成和分泌时,3H标记的氨基酸进入细胞后,3H出现的部位依次为______________________(填写序号)。若3H标记的氨基酸缩合产生了3H2O,那么水中的3H可能来自于氨基酸的______(基团)。 (3)若甲图表示吞噬细胞,则可吞噬失活的抗体,并将其最终水解为______。 (4)由a细胞形成b、c、d、e的过程是______,发生这一过程的根本原因是______。 14

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  • ID:11-5019450 [精]人教版西安市莲湖区2019届高三生物第一次摸底考试

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    西安莲湖区2019届高三生物第一次摸底考试 班级: 姓名: 学号: 一、单选题(共25题,每题2分) 1.子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组,下列图解中哪些过程可以发生基因重组( ) A. ①②④⑤ B. ④⑤ C. ③⑥ D. ①②③④⑤⑥ 2.在小鼠的一个自然种群中,体色有黄色(Y )和灰色(y ) ,尾巴有短尾(D )和长尾(d ) ,两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配,F1 的表现型为:黄色短尾:黄色长尾:灰色短尾:灰色长尾=4 : 2 : 2 : 1 。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是( ) A.黄色短尾亲本能产生4种正常配子?? B. F2中致死个体的基因型共有4种 C.表现型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种 D.若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则F2代中灰色短尾鼠占2/3 3.基因型为AaXBY小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离,而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析,正确的是 ( ) ①2号染色体一定在减数第二次分裂时末分离 ②2号染色体可能在减数第一次分裂时末分离 ③性染色体可能在减数第二次分裂时末分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时末分离 A.②③ B.①④ C.①③ D.②④ 4.已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性,红花对白花为显性,两对性状独立遗传。用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交,F1自交,播种所有的F2,假定所有的F2植株都能成活,F2植株开花时,拔掉所有的白花植株,假定剩余的每株F2自交收获的种子数量相等,且F3的表现性符合遗传的基本定律。从理论上讲F3中表现白花植株的比例( ) A.1/4??????????????? ?B.1/6??????????????????? C.1/8?????????????? D.1/16 5.生物实验中常用盐酸处理实验材料。下列说法正确的是(  ) A. 盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境 B. 盐酸处理染色质能促进DNA与吡罗红结合 C. 盐酸浓度过高会破坏过氧化氢酶的空间结构导致其失活 D. 盐酸处理细胞有利于健那绿(詹纳斯绿B)对线粒体染色 6.小麦的粒色受不连锁的两对基因R1和r1、和R2和r2控制。R1和R2决定红色,r1和r2决定白色,R对r不完全显性,并有累加效应,所以麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。将红粒R1R1R2R2与白粒r1r1r1r1杂交得F1,F1自交得F2,则F2的表现型有( ) A. 4种????????? ????????????B. 5种 C. 9种???????????????????? D. 10种?? 7.下列关于基因、性状、基因型和表现型的描述正确的是( ) A. 基因是有遗传效应的DNA片段,基因不全位于染色体上 B. DNA的脱氧核苷酸的数量、种类或序列改变,一定会引起基因突变 C. 生物发生基因突变后一定会导致生物的性状发生改变 D. 表现型相同的生物基因型不一定相同,基因型相同的生物表现型却一定相同 8.如图所示的四个遗传图谱中,肯定不属于伴性遗传的是( ) A.①????????????B.④???????????????C.①③???????????? D.②④ 9.细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异,其中仅发生在减数分裂过程的变异是( ) A.染色体不分离或不能移向两极,导致染色体数目变异 B.非同源染色体自由组合,导致基因重组 C.染色体复制时受诱变因素影响,导致基因突变 D.非同源染色体某片段移接,导致染色体结构变异 10.图甲表示反射弧和脊髓结构图,图乙表示神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况,下列叙述不正确的是( ) A. 在图甲中,兴奋在②处以电信号形式传导 B. 在图甲中,兴奋在③处以化学信号形式传递 C. 在图乙中,表示兴奋部位的是b,其电位特点是外负内正 D. 在图甲中,给予②处一个强刺激,电流计指针发生2次偏转 11.下列是生物兴趣小组开展人类遗传病调查的基本步骤,正确的顺序是( ) ①确定要调查的遗传病,掌握其症状及表现 ②汇总结果,统计分析 ③设计记录表格及调查要点 ④分多个小组调查,获得足够大的群体调查数据 A.①③②④ B.③①④② C.①③④② D.①④③② 12. 下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( ) A. 人体细胞的分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱 B. 染色体移向两极的鼠细胞中可能不含有X染色体 C. 生物发育过程中,细胞的产生和死亡始终保持动态平衡 D. 效应T细胞与癌细胞密切接触可导致癌细胞裂解死亡 13.右图是高等生物多聚核糖体合成肽链的合成过程,有关该过程的说法正确的是( ) A.该图表示翻译的过程,图中核糖体从左向右移动 B.多聚核糖体合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序上互不相同 C.若合成某条肽链时脱去了100个分子的水,则该肽链中至少含有102个O原子 D.若合成产物为胰岛素,则它不需经内质网和高尔基体的加工 14.在下列几种化合物的化学组成中,“○”中所对应的含义最接近的是( ) A.①和② B.①和③ C.③和④ D.⑤和⑥ 15.如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。下列叙述中不正确的是(  ) A. 图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择以及隔离 B. 小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群,是生物进化的基本单位 C. 地理隔离一旦形成,原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种 D. 小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库 16.下图表示同一生物体内不同时期的细胞分裂图,相关说法不正确的是(  )      A. 处于有丝分裂过程中的细胞是①和③ B. 一般情况下,将要发生等位基因分离的是细胞② C. 细胞③中染色体、染色单体、核 DNA 数量之比为 1∶2∶2 D. 细胞③和细胞④所示过程不可能发生在同一器官中 17.对某植株作如下处理:①持续光照20 min;②光照5s后再黑暗处理5s,如此连续交替进行20 min。若其他条件不变,则在两种情况下,植株所能制造的有机物总量 ( ) A. ①多于② B. ①少于② C. ①和②相等 D. 无法确定 18.对绿色植物细胞某细胞器组成成分进行分析,发现A、T、C、G、U五种碱基的相对含量分别约为35%、0、30%、20%、15%,则该细胞器能完成的生理活动是( ) A.吸收氧气,进行需氧呼吸 B.发出星射线,形成纺锤体 C.结合mRNA,合成蛋白质 D.吸收并转换光能,完成光合作用 19.下列关于原核生物和真核生物的叙述,正确的是 ( ) A.原核生物细胞不含线粒体,不能进行有氧呼吸 B.真核生物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝分裂 C.真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质 D.真核生物细胞具有生物膜系统,有利于细胞代谢有序进行 20.下列有关生物的共同特征的叙述,正确的是( ) A.酵母菌、乳酸菌都是细菌,且都能进行有丝分裂,遗传都遵循遗传规律 B.酵母菌、乳酸菌、硝化细菌都不含叶绿素,且都是分解者,都能进行有氧呼吸 C.乳酸菌、硝化细菌、蓝藻都是原核生物,且都有细胞壁,体内含有DNA和RNA D.乳酸菌、硝化细菌都是异养型生物,在电镜下可观察到核糖体附着在内质网上 21.下列有关酶的实验设计思路,正确的是( ) A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 22.关于生物体内水和无机盐的叙述,不正确的是(  ) A.体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 B.某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分 C.生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水 D.自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化 23.对下列四幅图的描述正确的是( ) A. 图1中b阶段X射线照射可诱发突变,c阶段用秋水仙素能抑制纺锤体形成 B. 图2中的温度在a时,酶分子结构改变,活性较低 C. 图3中bc段和de段的变化都会引起C3含量的下降 D. 图4中造成cd段下降的原因在减数分裂和有丝分裂中是相同的 24.在含重氮(15N)培养基中培养多代的细菌转移到含轻氮(14N)培养基中培养相当于复制4轮的时间,则关于细菌DNA组成分析不正确的是 A. 含有15N的DNA分子占1/8 B. 含有14N的DNA分子占7/8 C. 含有15N的脱氧核苷酸链占1/16 D. 含有14N的脱氧核苷酸链占15/16 25.U型管中有两种不同浓度的蔗糖溶液R及S,并为一半透性膜(X)隔开(如下图)。与S相比,R浓度较低。图a中颜色的深浅即代表浓度高低。当图a中的U形管内达到平衡时,关于U型管两侧溶液液面高度和渗透压大小情况(参看图b)说法正确的是(  )   A. 右侧较高,两溶液等渗 B. 右侧较高,且右侧为高渗,即浓度较高 C. 两侧高度相等,且为等渗 D. 左侧较高,且右侧为低渗,即浓度较低 二、非选择题(共50分) 26.(10分)下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图,其中a、b表示物质,①~④表示生理过程.据图回答: (1)图中物质a是__________,过程①表示光合作用的__________反应阶段,发生的场所是在叶绿体的__________。 (2)图中物质b是__________,在同一个叶肉细胞中,过程④产生的b__________(能/不能)用于过程②。 (3)在物质变化的同时,伴随着能量的变化,请写出上述的光合作用中的能量转移的途径:光能→__________→有机物中稳定的化学能。 (4)若用18O标记①过程中的H2O,那么在①和②过程的产物中,最可能检测到18O的物质是__________。 (5)当光照不变,突然停止CO2的供应,叶绿体中C3化合物的量将__________(填“增加”或“减少”)。 (6)上述生理过程中,能产生ATP的过程有__________(写序号);其重要意义是为各项生命活动提供所需的__________。 27.(6分)人类遗传病发病率逐年增高,相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题。 注:上图第一代2号,第二代3号,第三代2和3号患甲病;第二代2号两病都患,第三代4号患乙病。 (1)上图为两种遗传病的系谱图,甲病基因用A、a表示,乙病基因用B、b表示,Ⅱ?4无致病基因。甲病的遗传方式为______________________,乙病的遗传方式为____________________。 (2)Ⅱ?2的基因型为____________,Ⅲ?1的基因型为____________。 (3)如果Ⅲ?2与Ⅲ?3婚配,生出正常孩子的概率为______________。 28.(9分)如图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式.如图2为能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中a~g表示能量值.请据图作答: (1)图1中,m1、m2表示的能量形式分别为 、 。 通常情况下,位于营养级Ⅳ的生物个体数量会远远少于Ⅲ,主要原因是 。 (2)图2中,若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量,则B表示 ,C表示 ,C的能量除图中所示去路外,还有一部分是 。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y,则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是 (用图中所给字母表示)。 (3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是 。 (4)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙,构成的食物关系如图3所示.其中,甲能量中比例为X的部分直接提供给丙,则要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量为 kJ(用所给字母表示)。 29.(10分)图一为甲状腺激素的分泌调节示意图,其中a、b和c表示人体内三种内分泌腺,①②③表示三种不同的激素。图二为寒冷时甲状腺激素发挥作用使细胞产热增多的过程图,请回答下列相关问题: (1)内分泌腺a是指_________(填“下丘脑、垂体或甲状腺”),腺体b的细胞的内环境是_______ (填“血浆、组织液或淋巴”)。 (2)图一中,甲状腺激素为___________ (用数字①②③作答),甲状腺激素含量增多对abc中的某些腺体的活动起抑制作用,这种调节机制为___________调节。 (3)图二中细胞质受体的化学本质最可能是_______________。分析可知,细胞中物质D起作用的具体部位是_______________。 (4)与此同时,下丘脑也可以通过传出神经促进肾上腺素的分泌,它与甲状腺激素有_________作用,该过程中的内分泌腺可以看作是反射弧的____________部分。 (5)若体温调节的主要中枢位于____________, 它 的突触后膜对Na+的通透性增大,则此处膜内的电位变化是_____________________。 【选做题】(15分) 30.[生物—选修一:生物技术实践] 有机磷农药是用于防治植物害虫的含磷有机化合物,广泛应用于农业生产中,有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标,不少品种对人、畜的毒性很强,人误食后如不及时医治就会危及生命。某班同学欲从土壤中分离高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题: (1)为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,可在被有机磷农药污染的土壤中取样,并在含有碳源、氮源及_________等的选择培养基上添加适量的_____________进行选择培养。 (2)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是__________。若培养基需要调节pH,则应在灭菌之_____________(填“前”或“后”)调节。 (3)该小组在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,这样做的目的是__________________________________________________。 (4)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用 ____________直接计数,也可选用____________________法统计活菌数目。 (5)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观察从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时,则应选择微生物_____(填“甲”、“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养,理由是_________________________。 31.[生物—选修三:现代生物科技专题] 下图是基因工程示意图,请据图回答: (1)从基因文库中提取的目的基因通过PCR进行扩增时,需使用一种特殊的酶是_________。 (2)进行过程①时,需用_________酶切开载体以插入目的基因,载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动目的基因转录,该部位称为_______________。 (3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在_________中稳定存在并遗传给下一代,使目的基因能够_________。 (4)若将重组质粒转入大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是_________。 (5)在抗虫作物的培育过程中,将Bt毒蛋白基因导入作物受体细胞时,常用的方法是_________。 (6)检测细菌的目的基因是否转录出mRNA时,需要用_________做探针,再与相应的物质杂交。 西安莲湖区2019届高三生物第一次摸底考试答案 一、选择题 1-5 BBCBC 6-10 BAABD 11-15 CCCDC 16-20 DBCDC 21-25 CBDBB 二、非选择题 O2 光 类囊体薄膜 CO2 能 ATP中活跃的化学能 a(或O2) 减少 ①③④ 能量 常染色体显性遗传 伴X染色体隐性遗传 AaXbY aaXBXb 7/32 (1)太阳能(或生产者固定的能量)、热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级越高,可利用的能量少 Ⅱ同化的能量Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 未被利用 b/y×100% (3)单向流动、逐级递减 (4)25A/(1+4X) 29.垂体 组织液 ③ 负反馈 蛋白质 线粒体(基质和内膜) 协同 效应器 下丘脑 由负电位变为正电位 选修一 30.【答案】(1)水和无机盐 有机磷农药 (2)琼脂 前 (3)检测培养基平板灭菌是否合格 (4)血细胞计数板 稀释涂布平板 (5)丙 微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强 选修二 31.【答案】 热稳定的DNA聚合酶(或Taq酶) 限制 启动子 受体细胞 表达和发挥作用 未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力弱 农杆菌转化法 标记的目的基因 2

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  • ID:11-5019377 [精]人教版生物西安市莲湖区高三一轮复习遗传题专项训练

    高中生物/高考专区

    高三生物一轮复习遗传题专项训练 班级: 姓名: 学号: 一、选择题(共12小题,每题2份,共24分) 1.(本题2分)现用一只隐性雌性个体与一只显性雄性个体杂交,不考虑突变。根据子代的性状表现判断基因的位置正确的是( ) A. 若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段I上 B. 若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段II-2上 C. 若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段I上 D. 若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段II-2上 2.(本题2分)人类遗传病中,抗维生素D佝偻病是由X染色性上的显性基因控制的,而血友病是由X染色性上的隐性基因控制的。甲家庭中丈夫患抗维生素D佝偻病,妻子表现正常;乙家庭中,夫妻都表现正常,但妻子的弟弟患血友病,从优生角度考虑,甲乙家庭应分别选择生育( ) A. 不生育 B. 女孩;女孩 C. 男孩;女孩 D. 女孩;男孩 3.(本题2分)水稻的雄性可育(能产生可育花粉)性状由显性基因A、B控制(水稻植株中有A、B或两者之一为雄性可育)。现有甲、乙、丙三种基因型不同的水稻,甲不含A、B基因,乙含有A、b基因,丙含有 a、B基因,若甲与乙杂交得到的F1全部雄性可育,甲与丙杂交得到的F1全部雄性不育。根据上述杂交实验结果可以确定这两对基因存在的部位是 ( ) A.两者均存在于细胞核中 B.两者均存在于细胞质中 C.仅A、a基因位于细胞核中 D.仅B、b基因位于细胞核中 4.(本题2分)下列各图表示的生物学意义,哪一项是错误的( ) A.甲图中生物自交后代产生AaBB的生物体的概率为1/8 B.乙图中黑色框图表示男性患者,由此推断该病最可能为X染色体隐性遗传病 C.丙图表示一对夫妇,如产生的后代是一个男孩,该男孩是患者的概率为1/2 D.丁图细胞表示有丝分裂后期 5.(本题2分)某夫妇的一方表现正常,另一方是色盲。子女中女儿的表现型与父亲相同,儿子的表现型与母亲相同。由此可推出母亲、儿子、父亲、女儿的基因型依次是(  ) ①BB;②XBXB;③Bb;④XBXb;⑤bb;⑥XbXb;⑦XBY;⑧XbY。 A.①③⑤⑤ B.⑥⑧⑦④ C.④⑦⑦② D.②⑦⑧② 6.(本题2分)分析如图所示的家族遗传系谱图,(甲病:显性基因为A,隐性基因为a;乙病:显性基因为B,隐性基因为b)。下列对该家族遗传系谱图分析错误的是 ( ) A.已知I2、II6的家族无乙病史,则III1的基因型为bbXaXa B.已知I2、II6的家族无乙病史,若IIl2与IIl3近亲结婚,子女同时患甲乙两病的概率为1/48 C.若II2再次怀孕后到医院进行遗传咨询,已鉴定胎儿性染色体为XX,患病概率为5/8 D.已知I2、II6的家族无乙病史,则III3的基因型为Bb的概率为2/3 7.(本题2分)已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制,刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性,两亲代果蝇杂交,子代雄性全部表现为截毛,雌性全部表现为刚毛,则亲本雄性和雌性的基因型分别是 A.XbYb、XBXB B.XBYb、XBXb C.XBYb、XbXb D.XbYB、XBXb 8.某种果蝇野生型个体的翅为圆形。该种果蝇有两种纯合的突变品系,一种为椭圆形翅,另一种为镰刀形翅。将这三种果蝇相互杂交得到下表所示结果。判断不合理的是( ) 杂交 亲本 F1 雌蝇 雄蝇 雌蝇 雄蝇 1 镰刀形 圆形 镰刀形 镰刀形 2 圆形 镰刀形 镰刀形 圆形 3 镰刀形 椭圆形 椭圆形 镰刀形 A.镰刀形相对于圆形为显性 B.控制翅形的基因位于X染色体上 C.镰刀形相对于椭圆形为显性 D.F1椭圆形与圆形杂交可产生镰刀形后代 9.(本题2分)某种蝇的翅的表现型由一对等位基因控制。如果翅异常的雌蝇与翅正常的雄蝇杂交,后代中25%为雄蝇翅异常、25%为雌蝇翅异常、25%雄蝇翅正常、25%雌蝇翅正常,那么,翅异常不可能由( ) A.常染色体上的显性基因控制 B.常染色体上的隐性基因控制 C.性染色体上的显性基因控制 D.性染色体上的隐性基因控制 10.(本题2分)家猫的毛色受非同源染色体上的两对等位基因(基因A、a和基因B、b)控制,其中基因A、a位于常染色体上,基因B、b位于X染色体上。当有基因A存在时表现为白色,当无基因A存在时,B控制斑纹色,b控制红色,而杂合子Bb是玳瑁色。一只白色雌猫与一只斑纹色雄猫交配,生出的小猫有1只红色雄猫、1只玳瑁色雌猫、1只斑纹色雌猫、1只白色雄猫、1只白色雌猫。由此可知交配的亲本为( ) A.AaXBXb×aaXBY B.AaXBXB×AaXBY C.aaXBXb×aaXBY D.AaXBXb×AAXBY 11.(本题2分)野生型果蝇(纯合体)的眼形是圆眼,某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇,他想探究果蝇眼形的遗传方式,设计了如图甲实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示。据图分析回答下列说法不正确的是( ) A.果蝇圆眼是显性性状 B.若F2中 圆眼∶棒眼≈3∶1,且雌、雄果蝇中均有圆眼、棒眼,则眼形基因位于常染色体上 C.若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼,则控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的Ⅱ区段 D.如果基因位于X染色体的Ⅰ区段,则后代雌雄果蝇表现的性状也可能不同 12. 10.(本题2分)表现型正常的双亲,生了一个白化色盲的男孩,这对夫妇的基因型是( ) A.AAXBY和AaXBXb B. AaXBY和AAXBXb C.AaXBY和AaXBXb D.AaXBY和AaXBXB 二、综合题(共2题,每题13分) 16.人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为A、a)和乙遗传病(基因为B、b)患者,系谱图如下。请回答下列问题(所有概率用分数表不)。 (1)甲种遗传病其致病基因位于________染色体上,是________性遗传。乙病最可能的遗传方式为______。 (2)若Ⅰ-3无乙病致病基因,请继续以下分析。 ①Ⅰ-2的基因型为__________;Ⅱ-5的基因型为_________________。 ②如果Ⅱ-5与Ⅱ-6结婚,则所生男孩同时患两种遗传病的概率为___________, 请写出相应的遗传图解: 18.有两种罕见的家族遗传病,致病基因分别位于常染色体和性染色体上。一种先天代谢病称为黑尿病(A,a),另一种因缺少珐琅质而牙齿为棕色(B,b)。现有一家族遗传图谱如下: (1)棕色牙齿是位于___________染色体上的__________性基因决定的。 (2)写出3号个体可能的基因型:_____ ____ 。7号个体基因型可能有_________种。 (3)若10号个体和14号个体结婚,生育一个棕色牙齿的女儿概率是_________ 。 (4)假设某地区人群中每100正常人当中有1个黑尿病基因携带者。若10号个体与该地一表现正常的男子结婚,则他们生育一个棕色牙齿并患有黑尿病 的孩子的概率为_________ 。 高三生物一轮复习遗传题专项训练 1.A 2.C 3.C 4.D 5.B 6.D 7.D 8.C 9.D 10.A 11.C 12.C 13.(1)常 隐 伴X隐性遗传 (2)AaXBXB AAXBY或AaXBY 1/36 14.(1)X 显 (2)AaXaY 2 (3) 1/4 (4) 1/404 2

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  • ID:11-5019339 [精]人教版生物西安市莲湖区高二第二学期综合练习(必修二)

    高中生物/月考专区/高三

    高二第二学期生物必修二综合练习 班级: 姓名: 一、选择题 1.如图中甲、乙、丙、丁分别表示某人体内的几种细胞,它们的形态结构和功能各不相同的根本原因是细胞中( ) A.遗传物质不同 B.DNA的结构不同 C.信使RNA不同 D.线粒体结构不同 2.下列是某同学关于真核生物基因的叙述: ①携带遗传信息; ②能转运氨基酸; ③能与核糖体结合; ④能转录产生RNA; ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子; ⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换。 其中正确的是( ) A.①③⑤ B.①④⑥ C.②③⑥ D.②④⑤ 3.对下列各图所表示的生物学意义的描述,正确的是( ) A.甲图中生物自交后产生基因型为Aadd个体的概率为 B.乙图细胞处于有丝分裂后期,该生物正常体细胞的染色体数为8条 C.丙图家系中男性患者明显多于女性患者,该病最有可能是伴X隐性遗传病 D.丁图表示某果蝇染色体组成,其配子基因型有AXw、aXw、AY、aY四种 4.某三倍体生物的正常体细胞的染色体数目为12条,下图表示正常体细胞的是( ) 5.下列关于生物变异的叙述中,错误的是( ) A.基因突变不一定导致生物性状发生改变 B.体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体 C.基因重组一般发生在受精作用的过程中,是生物变异的重要来源 D.与基因突变不同,染色体结构变异可以在高倍镜下观察到 6.下图中①和②所示的变异类型分别属于( ) A.基因重组和染色体易位 B.染色体易位和染色体易位 C.染色体易位和基因重组 D.基因重组和基因重组 7.下面说法正确的是( ) A.基因选择性表达导致了口腔上皮细胞与心肌细胞中所表达的基因完全不同 B.基因突变发生在各种细胞分裂过程中,基因重组发生在所有真核生物中 C.互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量 D.用多倍体的花粉培育成的单倍体可能是可育的 8.一条多肽链中有氨基酸1000个,作为合成该多肽链模板的mRNA分子和用来转录成mRNA的DNA分子,至少含有碱基的数量分别是 ( ) A.3000个和3000个 B.1000个和2000个 C.2000个和4000个 D.3000个和6000个 9.下列有关生物变异和进化的叙述,正确的是( ) A.突变一定不利于生物适应环境,但可为进化提供原材料 B.21-三体综合征患儿的病因是亲代减数分裂时,染色体分离异常 C.生物多样性主要包括三个层次:直接价值、间接价值和潜在价值 D.用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉,则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜 10.据如图分析,下列相关叙述正确的是( ) A.①过程实现了遗传信息的传递和表达 B.③过程只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP就能完成 C.人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 D.图中只有①②过程发生碱基互补配对 11.mRNA的某个碱基被氧化会导致核糖体中该碱基处停止移动,而神经细胞中的质控因子能切碎受损的mRNA,解救被卡住的核糖体,否则受损的mRNA就会在细胞中累积,进而引发神经退行性疾病。下列相关推测不正确的是( ) A.正常的mRNA通常会结合多个核糖体,产生氨基酸序列相同的多条肽链 B.可根据合成肽链长度判断mRNA是否被氧化 C.质控因子能催化RNA水解,该因子不可能与双缩脲试剂作用显紫色 D.控制质控因子合成的基因发生突变可能会引发神经退行性疾病 12.下列关于遗传信息流的叙述,正确的是( ) A.生物的遗传信息只能储存在DNA的核苷酸序列中 B.核苷酸序列不同的基因表达出的蛋白质一定不同 C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链 13.如下图中,基因A与a1、a2、a3之间的关系不能说明的是( ) A.基因突变是不定向的 B.等位基因的出现是基因突变的结果 C.正常基因与致病基因可以通过突变而转化 D.图中基因的遗传将遵循自由组合定律 14.下列有关生物变异与育种的叙述,正确的是( ) A.红眼果蝇中出现白眼性状,导致这种变异现象的原因是基因突变 B.用单倍体育种法改良缺乏某种抗病性的水稻品种 C.诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型 D.基因突变可发生在任何生物DNA复制过程中,此现象可用于诱变育种 15.下列关于生物变异的叙述中不正确的是( ) A.基因突变是随机的,可以发生在细胞分裂的任何时期 B.基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体 C.有丝分裂和无丝分裂过程中都可能发生染色体变异 D.基因重组能产生新的基因组 二、综合题 16.如图表示以某种农作物①和②两个品种为基础,培育出④⑤⑥⑦四个品种的过程.请回答下列问题: (1)过程Ⅰ叫做 ;Ⅲ过程常采用的方法是 ,④Ab可称作 植株。 (2)用Ⅰ、Ⅱ培育出⑤所采用的育种方法的原理是 ;用Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ培育出⑤所采用的育种方法是 ,后者的优越性主要表现为 。 (3)从③培育出⑥常用的化学药剂作用部位是 ,其作用的时期是_________________。则⑥是 倍体。 (4)除图中所示的几种育种方法外改良动植物品种,最古老的育种方法是 。 17.下列各图中,所表示的是某些植物的体细胞,请根据下列条件判断: (1)肯定是单倍体的是_____图,它是由______倍体的生殖细胞直接发育形成的。 (2)茎秆较粗壮但不能产生种子的是____图,判断的理由是_________ _______。 (3)如果都不是由生殖细胞直接发育形成,其中肯定是二倍体的是_____ 图。 (4)某植物的基因型为Aaa,它可能是上述的 图,这类生物是不可育的,其理由是 。 (5)体细胞为C图的细胞其在有丝分裂后期的细胞中有 个染色体组,染色体形态有 种。 (6)假定A是由未受精的卵细胞发育而来,则A是 体,其最大的特点是 ,在生产上用途最广的是用它进行 育种,这种育种的最大的优点是 。 高二第二学期生物必修二综合练习 1.C 2.B 3.D 4.A 5.C 6.A 7.D 8.D 9.B 10.C 11.C 12.C 13.D 14.A 15.B 16.(1)杂交 花药离体培养 单倍体 (2)基因重组 单倍体育种 明显缩短育种年限 (3)幼苗或萌发的种子 有丝分裂前期 四 (4)选择育种 17.(1)D 二 (2)A A所代表的植物是三倍体 (3)BC (4)A 减数分裂形成配子时发生紊乱,不能形成可育的配子 (5)4 4(6)单倍体 植物弱小,高度不育 单倍体育种 能缩短育种年限 2

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  • ID:11-5009122 [精]高考生物一轮复习学案 第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第二章 组成细胞的分子/第1节 细胞中的元素和化合物

    第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物(解析版) 本节是人教版高中必修1《分子与细胞》第二章第一节“细胞中的元素和化合物”的内容。由于生物科学的许多问题都是在细胞层次上寻求解答的,要深入阐明细胞生命活动的规律,必须要了解生物大分子的结构和功能。要从系统的视角来认识细胞,首先要了解细胞这个系统的物质组成。因此,本章节内容是学习本模块其它章节的基础,也是学习高中生物课程其它模块的基础。教材从组成细胞中的最基本物质——元素,再深入到化合物,这样层层深入,也符合学生学习的认知过程。同时,也使学生在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性,为后续学习进一步打下基础。教学重点难点一是阐明组成细胞的主要元素和化合物,二是解释.构成细胞的基本元素是碳,三是检测生物组织中的糖类、脂肪。通过比较,识记不同化合物的组成元素,联系生态系统的元素循环(物质循环)理解生物体与无机自然界元素组成的统一性和差异性。联系代谢、抗性和生产实际理解自由水和结合水的生理作用,通过实例识记无机盐的作用。牢记物质鉴定的试剂和显色反应,注意不同试剂的使用方法和不同物质鉴定的条件。 一、组成细胞的元素和化合物 1.种类 (1)按含量分: ①大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 ②微量元素:生物生活必需但需要量却很少的元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(新木桶碰铁锰)(谐音记忆法) (2)作用: ①最基本元素:C。 ②基本元素:C、H、O、N。 2.细胞中的元素种类关系 组成生物体的化学元素的种类大体相同,同一生物体内不同元素的含量也相差很大。 无论是大量元素还是微量元素,都是细胞中不可缺少的,其划分的依据是它们在细胞中的含量而非作用。 3.生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系 4.几种重要化合物的组成元素 化合物 糖类 脂质 蛋白质 核酸 ATP 叶绿素 血红 蛋白 脂肪、固醇 磷脂 组成元素 C、H、O C、H、O C、H、O、N、P C、H、O、N(P、S 等) C、H、O、N、P C、H O、N、 P C、H、O、N、Mg C、H、O、N、 Fe 【特别提醒】 (1)无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用,如P是组成ATP、膜结构等的重要成分;Ca是组成骨骼、牙齿的成分;Mg是叶绿素的成分;Fe是血红蛋白的成分。 (2)细胞鲜重含量最多的元素是O。 (3)细胞干重含量最多的元素是C。 (4)误以为生物体内大量元素重要,微量元素不重要 大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。 (5)误以为细胞内含量最多的元素是C 活细胞内含量最多的元素是O而不是C,组成细胞干重最多的元素是C,活细胞中原子个数最多的元素是H。 5.组成细胞的化合物 (1)种类:水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸。 (2)含量: ①鲜重含量最多的化合物:水。 ②鲜重含量最多的有机物蛋白质。 ③占细胞干重最多的化合物:蛋白质。 二、细胞中的无机物 1.细胞中的水 (1)存在形式:自由水和结合水。 (2)功能: ①结合水是细胞结构的重要组成成分。 ②自由水是细胞内的良好溶剂;参与细胞内的许多生物化学反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废物。 (3)含量变化 ①不同的生物体内水的含量差别很大 ②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同,幼儿期>成年期,幼嫩部分>老熟部分。 ③同一生物不同器官水的含量不同。生物体的含水量与生物种类和生物的生长发育期有关。 2.细胞中的无机盐 (1)存在形式:主要以离子形式存在。 (2)功能: ①细胞的重要组成成分; ②维持细胞和生物体的生命活动; ③维持细胞内的酸碱平衡。 特别提醒: ①是细胞的结构成分(如下图);②参与并维持生物体的代谢活动,如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐;③维持生物体内的平衡:渗透压平衡(Na+、Cl-维持细胞外液渗透压,K+维持细胞内液渗透压),酸碱平衡(如人血浆中HCO3-、HPO42-等的调节)。 【特别提醒】 (1)自由水与结合水是可以相互转化。 (2)自由水与结合水比值与抗逆性的关系: 衰老的细胞内水分含量减少,细胞萎缩,体积减小,细胞代谢速率减慢。癌细胞中代谢增强,水分含量增加。 (3)水与细胞代谢的关系: 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 【实验原理】 (1)糖类 (2)脂肪+苏丹Ⅲ染液―→橘黄色 脂肪+苏丹Ⅳ染液―→红色 (3)蛋白质+双缩脲试剂―→紫色 【实验步骤】 (1)还原糖的检测与观察: 制备组织样液   结论:组织样液与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀,说明组织样液中有可溶性还原糖。 (2)脂肪的检测: 方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 方法二:取材:花生种子(浸泡),将子叶削成薄片。 制片 观察:先在低倍镜下寻找到已着色的颗粒再用高倍镜观察。  结论:圆形小颗粒呈橘黄色,说明有脂肪存在。 (3)蛋白质的检测: 选材与制备:鲜肝提取液或黄豆浆滤液。 结论:说明组织样液中存在蛋白质。 【特别提醒】 1.选材:三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。 2.脂肪的鉴定不一定都使用显微镜:若要观察被染色的种子细胞中脂肪颗粒,则使用显微镜,但若要通过溶液颜色变化,则不必使用显微镜。 3.双缩脲试剂与斐林试剂的比较 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 不同点 使用方法 甲液和乙液混合均匀后方可使用,且现配现用 使用时先加A液,再加B液 反应条件 需水浴加热 不需加热 颜色 砖红色 紫色 浓度 乙液CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL B液CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL 相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分,且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 1.(2017届高三11月第一次浙江省普通高校招生选考科目)下列关于脂质的叙述,错误的是( ) A. 胆固醇参与动物细胞膜的构成 B. 植物蜡可减少植物细胞水分的散失 C. 油脂中氧原子的相对含量高于葡萄糖 D.“检测生物组织中的油脂”实验中可用乙醇洗去多余的染料 【答案】C 【解析】A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,脂质包括磷脂和胆固醇,故A正确。B.植物角质层由表皮细胞合成,主要由角质和蜡质两类脂类物质组成。角质层作为覆盖在植物地上部分表面的保护层能降低植物表面的水分散失,帮助植物抵抗生物和非生物的伤害,故B正确。C.油脂相对于葡萄糖来讲,氧原子相对含量低于葡萄糖,而氢的含量更多,故C错误。D.将油脂染色的染色剂溶于脂肪和酒精,故可用乙醇洗去多余的染料,D正确 2.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(北京卷))以下高中生物学实验中,操作不正确的是(  ) A. 在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置 B. 鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴 C. 用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒) D. 用龙胆紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体 【答案】A 【解析】在制作果酒的实验中,葡萄汁液不能装满发酵装置,要留出1/3的空间,A错误;在DNA鉴定实验中,DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色,B正确;用苏丹Ⅲ染液可以把花生子叶细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色,C正确;用龙胆紫染液能将细胞中的染色体染成深紫色,在洋葱根尖分生区细胞中能清晰地观察到,D正确,所以选A。 3.(山东省菏泽一中、单县一中2016-2017学年高二下学期期末考试生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是(  ) A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色 【答案】B 【解析】通常认为细胞膜丧失完整性,细胞即可被认为已经死亡。台盼蓝是检测细胞膜完整性最常用的生物染色试剂。健康的正常细胞能够排斥台盼蓝,而死亡的细胞,膜的完整性丧失,通透性增加,细胞可被台盼蓝染成蓝色,A正确;氨基酸不含肽键,而双缩脲试剂是用来检测蛋白质中的肽键,B错误;观察细胞分裂过程中的染色体,通常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液,C正确;斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色,D正确。 4.(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物(广东卷))关于人胰岛素的叙述,正确的是( ) ①以碳链为基本骨架 ②与双缩脲试剂反应呈蓝色 ③促进肝糖原分解 ④由胰岛B细胞合成、分泌 A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④ 【答案】B 【解析】①胰岛素是蛋白质,蛋白质是生物大分子,以碳链为基本骨架,①正确;②蛋白质可以与双缩脲试剂反应生成紫色,②错误;③胰岛素可以促进肝糖原合成,③错误;④胰岛素由胰岛B细胞合成和分泌,④正确。综上所述,B正确。 例1:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))下列有关植物根系吸收利用营养物质元素的叙述,错误的是( ) A. 在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和NO3- B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D. 给玉米施肥过多,会因根系水分外流引起“烧苗”现象 【答案】A 【解析】植物根细胞从土壤中能吸收无机盐,但无机盐需以离子形成存在,所以N2不能直接吸收利用,A错误;根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,主动运输需要消耗能量,农田适时松土能促进根系的有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量,因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收,B正确;土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物,产生无机盐离子,从而可以被根系吸收,C正确;给玉米施肥过多时,会使土壤溶液浓度过高,大于根系细胞溶液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而萎蔫,引起“烧苗”现象,D正确。 变式训练1:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国II卷带解析))下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是( ) A. 浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原 B. 肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程 C. 蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输 D. 细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分 【答案】C 【解析】抗原能和特异性抗体相结合,病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质,都可以作为引起免疫反应的抗原,可见,浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原,A正确;肌肉细胞中的某些蛋白质(如肌动蛋白等)参与肌肉收缩的过程,B正确;蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2的运输,C错误;染色体是细胞核的结构之一,染色体主要由DNA和蛋白质组成,D正确。 例2:(浙江省名校协作体2018-2019学年高二第一学期模拟考试生物试题)无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分,具体表现在( ) A. 维持血浆的正常浓度 B. 维持血浆的酸碱平衡 C. 维持神经肌肉的兴奋性 D. Mg2+是叶绿素的必需成分 【答案】D 【解析】无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是叶绿素的必需成分,Fe2+是血红蛋白的组成成分,I-是甲状腺激素的组成成分等。 维持血浆的正常浓度的无机盐主要不是以化合物的形式存在,A错误;维持血浆的酸碱平衡的无机盐也主要是一些离子形式存在,如HCO3-、HPO32-等,B错误;维持神经肌肉的兴奋性主要也是一些离子如K+、Na+等,C错误;Mg2+是叶绿素的必需成分和Fe2+是血红蛋白的组成成分,都体现了无机盐参与组成复杂化合物,D正确。 变式训练2:(云南省玉溪市一中2019届高三上学期第二次调研考试生物试题 )下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述,正确的是 A. 寒冬来临,植物细胞中的结合水含量下降 B. C、H、O、N是组成生物体内酶所必需的元素 C. 组成细胞的化合物都能被相应的酶水解 D. 氮是构成脱氧核糖和核糖核酸必不可少的元素 【答案】B 【解析】1、自由水和结合水可相互转化:代谢旺盛时自由水含量增多,反之,含量减少。 2、酶的化学本质是蛋白质或RNA。组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N,少部分蛋白质的组成元素还有S、Fe。组成RNA的元素有C、H、O、N、P。 寒冬来临,植物细胞的代谢活动减弱,植物细胞中的结合水含量升高,A错误;酶的化学本质是蛋白质或RNA,蛋白质和RNA的组成元素均有C、H、O、N,B正确;并不是所有组成细胞的化合物都能被相应的酶水解,例如葡萄糖、水、甘油等,C错误;核糖核酸的组成元素为C、H、O、N,脱氧核糖属于糖类,组成元素有C、H、O。因此,脱氧核糖不含有N元素,D错误。故选B。 例3:(青海省西宁市第四高级中学2019届高三上学期第一次模拟考试理综生物试题)下列有关生物体组成元素和化合物的叙述,正确的是 A. Mg元素缺乏会造成人体血液中血红蛋白含量不足,从而影响体内氧气供应 B. 一个RNA分子水解后能得到4种脱氧核苷酸 C. 蛋白质和DNA分子的多样性都与它们的空间结构密切相关 D. 淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后,得到的产物是相同的 【答案】D 【解析】镁元素是构成叶绿素的重要元素,铁元素是构成血红蛋白的重要元素;RNA的基本单位是核糖核苷酸,DNA的基本单位是脱氧核苷酸;一个RNA分子水解后能得到4种核糖核苷酸,B错误; 蛋白质分子的多样性与氨基酸的数量、种类、排列顺序以及蛋白质的空间结构有关,DNA分子的多样性与脱氧核苷酸的排列顺序有关;葡萄糖是糖类的基本单位,多糖和二糖中的蔗糖的组成成分中都只有葡萄糖。 Fe2+是构成血红蛋白的重要元素,因此铁元素缺乏会造成人体血液中血红蛋白含量不足,从而影响体内氧气供应,A错误;一个RNA分子水解后能得到4种核糖核苷酸,B错误;不同的DNA分子都具有独特的双螺旋结构,因此DNA分子的多样性与其空间结构无关,C错误;淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后,得到的产物都只有葡萄糖,D正确。 变式训练3.(江苏省无锡市2017-2018学年高二第二次学业水平模拟测试生物试题)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列无机盐中,缺乏后会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降的是(  ) A. Fe2+ B. Mg2+ C. Ca2+ D. Cu2+ 【答案】A 【解析】哺乳动物血液中的红细胞具有运输O2的能力,Fe2+是合成红细胞中血红蛋白的必需元素。答案选A。 1.(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)下列有关细胞中的元素和化合物的说法,正确的是( ) A. 盐析会改变蛋白质的空间结构,使其成为白色絮状物 B. 油料作物种子成熟过程中,糖类不断转化成脂肪导致脂肪含量增加 C. 叶肉细胞吸收的氮元素可用于合成核苷酸、蛋白质、磷脂和淀粉 D. 干旱环境生长的仙人掌细胞中结合水的含量多于自由水 【答案】B 【解析】盐析是指在蛋白质水溶液中加入中性盐,随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象,蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失,这种现象称为蛋白质变性,盐析是可逆的,变性是不可逆的。油料种子成熟过程中,糖类会转化成脂肪;淀粉是糖类,不含N元素;仙人掌由于生活在干旱的环境中,细胞内的结合水含量较其他植物而言相对含量较高,但细胞中绝大部分水以自由水形式存在的。 2.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(八)生物试题)下列关于生物体内水和无机盐的叙述,错误的是( ) A. 自由水与结合水的比值低时代谢旺盛 B. 自由水既是细胞的良好溶剂,又是生物体内物质运输的主要介质 C. 无机盐对于维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用 D. 氨基酸形成多肽时,生成的水中的氢来自氨基和羧基 【答案】A 【解析】自由水:(占大多数)以游离形式存在,可以自由流动;生理功能:①良好的溶剂;②运送营养物质和代谢的废物;③参与许多化学反应,如绿色植物进行光合作用的原料;④为细胞提供液体环境。无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:①细胞中某些复杂化合物的重要组成成分;如Fe2+是血红蛋白的主要成分;Mg2+是叶绿素的必要成分。②维持细胞的生命活动,如Ca可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。③维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。 3.(浙江省温州市十五校2017—2018学年第二学期高二生物试题)下列化合物构成元素种类一般最少的是( ) A. 磷脂 B. 血红蛋白 C. 叶绿素 D. 胡萝卜素 【答案】D 【解析】磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成;组成血红蛋白的元素是C、H、O、N、Fe;叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg;胡萝卜素的元素是C、H。综上所述,A、B、C均错误,D正确。 4.(贵州省思南中学2018-2019学年高一上学期第一次月考生物试题)下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化,下列叙述错误的是( ) A. 随着种子的成熟,种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态 B. 种子的鲜重随着种子的成熟发生改变 C. 种子成熟期间的这两种物质的变化和种子萌发时相反 D. 种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少 【答案】D 【解析】水是活细胞中含量最多的化合物,细胞的一切生命活动离不开水,一般来说细胞代谢旺盛的细胞含水量多,老熟的器官比幼嫩的器官含水量多;细胞内的水的存在形式是自由水与结合水,自由水与结合水在一定的条件下可以相互转化。分析题图可知,小麦种子成熟过程中干物质含量逐渐升高,水分的相对含量逐渐下降。 分析题图可知,小麦种子成熟过程中水分含量逐渐降低,种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态,A正确;种子的鲜重在成熟过程中由于含水量降低的幅度大于干物质增加的幅度,因此种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减小;B正确;种子成熟期间干物质相对含量升高,水分的相对含量下降,种子萌发时干物质的相对含量降低,水的相对含量下降,C正确;种子中水分减小的主要原因是生物体自身的调节,不是植物吸收的水分减少,D错误,故选D。 5.(2018届高三理综高考压轴冲刺卷二生物试题)下列有关细胞及其物质组成的叙述,正确的是( ) A. 细胞中的水大多以结合水形式存在,其含量影响细胞代谢 B. 构成生物膜的磷脂分子中既有亲水基团又有疏水基团 C. 卵细胞的体积较大,它与周围环境进行物质交换的效率较高 D. 细胞在发生分化和癌变后,其细胞膜的成分不会发生改变 【答案】B 【解析】细胞内的水的存在形式有自由水和结合水,主要的存在形式是自由水,自由水与结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛;磷脂分子的结构特点是具有亲水的头部和疏水的尾部;细胞体积越大,相对表面积越小,和周围环境进行物质交换的效率越低;癌细胞的主要特征:(1)无限增殖;(2)细胞形态结构发生显著变化;(3)细胞表面发生变化。 6.(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高一下学期春季联赛生物试题)如图所示为刚收获的小麦种子所做的不同处理方式,下列说法最可能正确的是( ) A. ②在适宜条件下很难萌发成幼苗 B. ③在生物体内均以离子形式存在 C. ③与①的质量比是1?1.5% D. ④是细胞结构的重要组成成分 【答案】A 【解析】分析题干的信息:刚收获的种子含量最多的化合物是水;种子在晒干过程中,主要失去的是自由水(有活性,能进行呼吸作用等),干种子在烘烤过程中,主要失去的是结合水(失去生命活性);烘干的种子燃烧后,残留的主要是无机盐,碳元素在燃烧的过程中主要随二氧化碳而散失。 干种子在烘烤过程中,主要失去的是结合水,会导致种子死亡,②是失去结合水后的种子,在适宜条件下很难萌发成幼苗,A正确;无机盐大多数以离子(可离解的化合物)形式存在,少数以稳定化合物(不可离解的化合物)形式存在,如碳酸钙,B错误;丙(无机盐)与刚收获的种子(种子的鲜重)的质量之比大约是1%~1.5%,而①是失去自由水后的种子(干重),故丙与①的比值大于1%~1.5%,C错误;④是自由水,⑤是结合水,⑤是细胞结构重要组成成分,D错误。 7.(河北省武邑中学2018届高三下学期第六次模拟考试生物试题)下列有关生命活动中,细胞内物质含量或比值的关系,正确的是( ) A. 人体细胞内02/C02的比值,线粒体内比细胞质基质高 B. 细胞内结合水/自由水的比值,种子萌发时比休眠时高 C. 神经纤维膜内K+/Na+的比值,动作电位时比静息电位时高 D. 适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值,停止供应C02后比停止前的高 【答案】D 【解析】O2、CO2的运输方式是自由扩散,O2在细胞内的运输方向是细胞质基质→线粒体,CO2的运输方向是线粒体→细胞质基质。细胞内的水以自由水和结合水的形式存在,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,比值越低,细胞代谢活动越弱。静息电位的产生和维持是由于钾离子外流引起,动作电位的产生和维持是钠离子内流引起。停止CO2供应,CO2固定消耗的五碳化合物(C5)减少,形成的三碳化合物(C3)减少,而C3还原进行的消耗C3不变,形成的C5不变,因此C3减少,C5增加,C5/C3的比值升高。 线粒体中产生CO2,消耗O2,所以线粒体中CO2浓度大于细胞质基质,而O2浓度低于细胞质基质,因此线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质低,A错误;种子萌发时比休眠时代谢活动增强,结合水与自由水比值更低,B错误;产生动作电位时,钠离子内流,因此神经纤维膜内K+/Na+的比值降低,C错误;适宜条件下光合作用过程中,停止供应CO2后,三碳化合物减少,五碳化合物增加,故C5/C3的比值升高,D正确。 8.(山东省威海市2018年高考模拟考试理综生物试题)大麦种子吸水萌发时,淀粉大量水解,新的蛋白质和RNA分别在吸水后15~20min和12h开始合成。水解淀粉的淀粉酶一部分来自种子中原有酶的活化,还有一部分来自新合成的蛋白质。下列叙述错误的是( ) A. 萌发种子中自由水与结合水的比值高于干燥种子 B. 淀粉酶水解淀粉的产物经斐林试剂检测后不会产生砖红色沉淀 C. 有些酶和RNA可以在干种子中长期保存 D. 用赤霉素处理大麦种子可以使其无需发芽就产生新的淀粉酶 【答案】B 【解析】A.萌发种子的新陈代谢旺盛,自由水与结合水的比值高于干燥种子,A正确; B.淀粉经淀粉酶水解成麦芽糖,具有还原性,用斐林试剂检测会产生砖红色沉淀,B错误; C.由题意可知,在新的蛋白质和RNA合成前,种子中已有淀粉酶和合成酶所需的RNA,C正确; D.启动α—淀粉酶合成的化学信使是赤霉素,因此用赤霉素处理大麦种子可以使其无需发芽就产生新的淀粉酶,D正确 9.(江苏省盐城市2018届高三下学期第三次模拟考试生物试题)下列有关生物体内组成成分的叙述,错误的是(  ) A. 脂肪、糖原和淀粉都是储能物质 B. 胰岛素与血红蛋白的组成元素不完全相同 C. 无机盐与神经元产生兴奋有关,与传导兴奋无关 D. 水既是细胞代谢所需的原料,也是细胞代谢的产物 【答案】C 【解析】脂肪是良好的储能物质,动植物细胞中均有,糖原是动物细胞中的储能物质,淀粉是植物细胞中的储能物质,A正确。胰岛素与血红蛋白均属于蛋白质,均含有C、H、O、N,但血红蛋白中含有Fe元素,而胰岛素中没有,因此两者的组成元素不完全相同,B正确。无机盐如Na+和K+,与神经元接受刺激产生兴奋有关,与传导兴奋也有关,C错误。水既是细胞代谢所需的原料,同时也是细胞代谢的产物,例如水是有氧呼吸的原料,也是有氧呼吸的产物,D正确。 10.(四川省乐山四校2017-2018学年高二第二学期半期联考生物试题)实验 1:用任氏液(含少量 Ca2+)灌注离体蛙心,发现蛙心可持续跳动数小时;实验 2:用不含 Ca2+的任氏液灌注离体蛙心,发现蛙心会很快停止跳动。这两个实验的结果表明 Ca2+( ) A. Ca2+进入心肌细胞的方式是主动运输 B. 对维持生命活动有重要作用 C. 对维持蛙心形态有重要作用 D. 为蛙心的跳动直接提供能量 【答案】B 【解析】已知用任氏液(含少量 Ca2+)灌注离体蛙心,发现蛙心可持续跳动数小时;用不含 Ca2+的任氏液灌注离体蛙心,发现蛙心会很快停止跳动。这两个实验的结果说明Ca2+对于维持离体的蛙的心脏跳动(生命活动)具有重要作用,表明Ca2+对于维持生物体的生命活动具有重要作用,故B项正确,A、C、D项错误。 11.(河南省安阳市2018届高三第三次模拟考试理科综合生物试题)下列有关酶和ATP与细胞代谢的叙述,正确的是( ) A. 酶和激素都须与相应物质结合后才能发挥作用,作用前后自身不变 B. 适当降低氧气浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗 C. 在安静状态下,肌细胞中可以储存大量的ATP以供运动时需要 D. 种子萌发过程中,自由水/结合水的值会减小,细胞代谢旺盛 【答案】B 【解析】酶和激素都须与相应受体结合后才能发挥作用,酶作用前后保持不变,激素作用后会被灭活,A错误。氧气浓度会影响有氧呼吸,适当降低氧气浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗,B正确。ATP在生物体内含量很少,在安静状态下,由于耗能少,所以ATP与ADP之间的转化较慢,C错误。种子萌发过程中,自由水/结合水的值会增大,细胞代谢旺盛,D错误。 12.(全国普通高校招生统一考试模拟试卷2018仿真模拟卷(二)理科综合生物试题)下列关于人体内某些物质的叙述,正确的是( ) A. RNA是由多个脱氧核苷酸形成的多聚体 B. 食物中的蔗糖可被小肠上皮细胞直接吸收 C. 无机盐离子含量过低可导致人体酸碱平衡紊乱 D. 蛋白质结构的多样性只与氨基酸的种类和数量有关 【答案】C 【解析】RNA是由多个核糖核苷酸形成的多聚体,A错误。蔗糖不能被小肠上皮细胞直接吸收,需要消化成单糖才能被吸收,B错误。无机盐离子对维持血浆的酸碱平衡有重要作用?,含量过低可导致人体酸碱平衡紊乱,C正确。蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质的空间结构有关,D错误。 13.(湖南省长郡中学2018届高三下学期第一次模拟考试理科综合生物试题)下列有关细胞的分子组成的叙述,正确的是( ) A. 脂肪、糖原、淀粉、纤维素等是细胞内重要的储能物质 B. 细胞膜的主要成分是蛋白质、磷脂,此外,还有少量糖类 C. 休眠种子与萌发种子相比,结合水与自由水的比值更小 D. 血钙过高引起抽搐,说明无机盐有维持机体正常的生命活动的作用 【答案】B 【解析】脂肪是细胞内良好的储能物质,糖原是动物细胞中储能物质,淀粉是植物细胞中储能物质,纤维素是构成植物细胞的细胞壁的主要成分,A错误;细胞膜的主要成分是蛋白质、磷脂,此外,还有少量糖类,B正确;休眠种子与萌发种子相比,结合水与自由水的比值更大,C错误;血钙过低引起抽搐,说明无机盐有维持机体正常生命活动的作用,D错误。 14.(普通高等学校2018年招生全国统一考试冲刺预测?全国卷理科综合(五)生物试题)研究发现鳕鱼、美洲拟鲽等海水硬骨鱼能在结冰的海水中生活,这与其体内电解质的含量(主要是无机盐离子)以及抗冻蛋白(AFP)有关,回答下列问题: (1)鳕鱼可通过增加体内电解质含量来提高血液_______,使其冰点下降,保障了其正常的生命活动,这说明无机盐具有___________的功能。 (2)研究发现,温度能影响美洲拟鲽AFP基因的转录水平,请你设计实验:探究温度与AFP基因转录水平的关系。要求写出实验设计思路、预期结果和结论______________________。 【答案】 渗透压维持正常的生命活动实验思路:①取生长状态及大小相似的美洲拟鲽若干条,均分成两组(若干组),分别放入相对低温和相对高温C或一系列温度梯度)模拟海水中培养一段时间;②测量并记录各组美洲拟鲽体内AFP基因转录出的mRNA量,进行对比。 预测结果和结论:若相对低温美洲拟鲽体内AFP基因的mRNA数量更多,则说明低温能促进AFP基因的转录,反之,高温促进AFP基因的转录。 【解析】 细胞内的无机盐主要存在形式是离子,有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分,许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐参与维持酸碱平衡和渗透压。 【详解】 (1)渗透压是溶质微粒对水的吸引力,溶质微粒越多,渗透压越大,鳕鱼可通过增加体内电解质含量提高渗透压,冰点下降,保障机体生命活动的正常进行,体现了无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。 (2)由题意知,该实验的目的是探究温度与AFP基因转录水平的关系,实验的自变量是温度,因变量是AFP转录细胞的mRNA的含量,美洲拟鲽的生理状态、培养条件和时间是无关变量,无关变量应该保持一致且适宜,按照实验设计的对照原则、单一变量原则和平行重复原则,实验的思路如下:①取生长状态及大小相似的美洲拟鲽若干条,均分成两组,分别放入相对低温和相对高温(或一系列温度梯度)模拟海水中培养一段时间;②测量并记录各组美洲拟鲽体内AFP基因转录出的mRNA量,进行对比。预测结果和结论:若相对低温美洲拟鲽体内AFP基因的mRNA数量更多,则说明低温能促进AFP基因的转录,反之,高温促进AFP基因的转录。 15.(北京市海淀区2018届高三理综模拟测试卷八生物试题)下图是种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势。据图回答下列问题: (1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在,风干种子细胞中的 水主要以________的形式存在。 (2)从细胞膜组成和结构的角度来推测,水分可经过细胞膜中的________、________从细胞外进入细胞内。 (3)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________,通过呼吸作用为种子萌发提供能量。若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与放出CO2的体积比为1:3,则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。与阶段Ⅱ相比,阶段Ⅲ有氧呼吸速率明显加强的原因是_______________。 (4)小麦、玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨天气,种子就容易在穗上发芽。此现象与________在高温条件下容易降解有关。 【答案】结合水磷脂双分子层载体(水通道)葡萄糖6:1胚根突破种皮,氧气供应增多脱落酸 【解析】细胞内水的存在形式分为自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与细胞内的许多化学反应,自由水自由移动对运输营养物质和代谢废物具有重要作用;自由水与结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛,反之亦然。种子萌发前,风干的种子自由水含量少,代谢弱,同时种子内脱落酸含量较高而抑制种子萌发;当干种子不断吸水到一定程度,种子中胚细胞代谢增强,开始萌发;尤其是种子的胚根突破后,吸水能力增强,供氧更充足,种子有氧呼吸加强,代谢进一步变得旺盛。 【详解】 (1)风干种子细胞中自由水含量较少,主要以结合水的形式存在。 (2)细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,故从细胞膜组成和结构的角度来推测,水分可经过细胞膜中的磷脂双分子层、水通道从细胞外进入细胞内。 (3)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被彻底水解成葡萄糖,通过呼吸作用为种子萌发提供能量。设阶段Ⅱ种子无氧呼吸消耗的葡萄糖为x,有氧呼吸消耗的葡萄糖为y。由题意“种子吸收O2与放出CO2的体积比为1:3”,结合有氧呼吸和无氧呼吸总反应式可得:6y:(6y+2x)=1:3,计算得出x:y=6:1,即此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为6:1。与阶段Ⅱ相比,由于阶段Ⅲ时,胚根突破种皮,氧气供应增多,所以阶段Ⅲ的有氧呼吸速率明显加强。 (4)小麦、玉米在即将成熟时,种子内脱落酸产生较多,如果此时经历持续一段时间的干热之后又遇大雨天气,脱落酸就容易降解,种子失去脱落酸的抑制,就容易在穗上发芽。 16.(陕西省西安市长安区第五中学2018届高三上学期第二次模拟考试生物试题)华北某地区经常出现苹果小叶病,有人认为是土壤中缺Zn引起的,有人认为是土壤中缺Mg引起的。现有如下材料,请你完成下列实验,证实上面的猜测哪个正确。 (1)材料用具:三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。 (2)实验原理:任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用,一旦缺乏,就会表现出相应的症状。根据全素培养液和相应缺Zn、缺Mg的培养液对苹果生长发育影响的比较,判断小叶病的病因。 (3)方法步骤: ①首先配制全素培养液和相应的缺Zn培养液和_________培养液,分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。 ②将三株长势相同的幼苗分别培养在上述三种培养液中。 ③放在适宜的条件下培养一段时间,观察苹果幼苗的生长发育状况。 (4)结果预测和分析: ①____________缸内的苹果幼苗正常生长。 ②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病,而C缸中的没有,则说明苹果小叶病是缺____________引起的; 若C缸内苹果幼苗表现出小叶病,而B缸没有,则说明苹果小叶病是由缺____________引起的; 若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病,则说明苹果小叶病是由缺____________引起的; 若B、C两缸都不表现为小叶病,则说明苹果小叶病____________。 (5)若实验证明苹果小叶病是由于缺Zn引起的,从科学研究的严谨角度出发,还应增加的实验步骤是:____________________。增加故障后的实验结果是______________________________。 【答案】 缺Mg A Zn Mg Zn或Mg 与缺Zn和缺Mg都无关 在缺Zn的完佘培养液B中加入一定量的含Zn的无机盐 一段时间后小叶病消失,幼苗恢复正常生长 【解析】分析题干信息可知,该实验为探究性实验,实验的自变量是培养液中矿质元素的不同,因变量是苹果幼苗生长发育状况。设计实验时,利用全素培养液作为对照,设置缺锌和缺镁的培养液为实验组,其他培养条件都相同,通过比较苹果幼苗的生长发育状况即可得出结论;探究实验的结果和结论是开放的,要根据所学习的理论知识正确预测所有可能的实验结果并得出相应的实验结论。 (3)该实验的自变量是营养液的种类,因为探究的是苹果小叶病是土壤中缺锌引起的还是土壤中缺镁引起的,因此实验组的培养液是缺镁培养液、缺锌培养液,对照实验的营养液是全素营养液。 (4) 结果预测和分析: ①A缸中是全素营养液,正常生长; ②如果是小叶病是由缺锌引起的,则B缸内苹果幼苗表现出小叶病,而C缸没有;如果是由缺镁引起的,则C缸内苹果幼苗表现出小叶病,而B缸没有,B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病,则说明小叶病与与缺锌和缺镁都有关;如果B、C两缸内幼苗都不表现为小叶病,则说苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关。 (5)若实验证明苹果小叶病是由缺锌引起的,从科学研究的严谨角度出发,还应增加的实验步骤是在缺锌的完全培养液B中加入一定量的含锌的无机盐,观察缺素症状是否消失;如果一段时间后小叶病消失,幼苗恢复正常生长,说明苹果小叶病是由缺锌引起的。 14 第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物(解析版) 本节是人教版高中必修1《分子与细胞》第二章第一节“细胞中的元素和化合物”的内容。由于生物科学的许多问题都是在细胞层次上寻求解答的,要深入阐明细胞生命活动的规律,必须要了解生物大分子的结构和功能。要从系统的视角来认识细胞,首先要了解细胞这个系统的物质组成。因此,本章节内容是学习本模块其它章节的基础,也是学习高中生物课程其它模块的基础。教材从组成细胞中的最基本物质——元素,再深入到化合物,这样层层深入,也符合学生学习的认知过程。同时,也使学生在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性,为后续学习进一步打下基础。教学重点难点一是阐明组成细胞的主要元素和化合物,二是解释.构成细胞的基本元素是碳,三是检测生物组织中的糖类、脂肪。通过比较,识记不同化合物的组成元素,联系生态系统的元素循环(物质循环)理解生物体与无机自然界元素组成的统一性和差异性。联系代谢、抗性和生产实际理解自由水和结合水的生理作用,通过实例识记无机盐的作用。牢记物质鉴定的试剂和显色反应,注意不同试剂的使用方法和不同物质鉴定的条件。 一、组成细胞的元素和化合物 1.种类 (1)按含量分: ①大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 ②微量元素:生物生活必需但需要量却很少的元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(新木桶碰铁锰)(谐音记忆法) (2)作用: ①最基本元素:C。 ②基本元素:C、H、O、N。 2.细胞中的元素种类关系 组成生物体的化学元素的种类大体相同,同一生物体内不同元素的含量也相差很大。 无论是大量元素还是微量元素,都是细胞中不可缺少的,其划分的依据是它们在细胞中的含量而非作用。 3.生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系 4.几种重要化合物的组成元素 化合物 糖类 脂质 蛋白质 核酸 ATP 叶绿素 血红 蛋白 脂肪、固醇 磷脂 组成元素 C、H、O C、H、O C、H、O、N、P C、H、O、N(P、S 等) C、H、O、N、P C、H O、N、 P C、H、O、N、Mg C、H、O、N、 Fe 【特别提醒】 (1)无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用,如P是组成ATP、膜结构等的重要成分;Ca是组成骨骼、牙齿的成分;Mg是叶绿素的成分;Fe是血红蛋白的成分。 (2)细胞鲜重含量最多的元素是O。 (3)细胞干重含量最多的元素是C。 (4)误以为生物体内大量元素重要,微量元素不重要 大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。 (5)误以为细胞内含量最多的元素是C 活细胞内含量最多的元素是O而不是C,组成细胞干重最多的元素是C,活细胞中原子个数最多的元素是H。 5.组成细胞的化合物 (1)种类:水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸。 (2)含量: ①鲜重含量最多的化合物:水。 ②鲜重含量最多的有机物蛋白质。 ③占细胞干重最多的化合物:蛋白质。 二、细胞中的无机物 1.细胞中的水 (1)存在形式:自由水和结合水。 (2)功能: ①结合水是细胞结构的重要组成成分。 ②自由水是细胞内的良好溶剂;参与细胞内的许多生物化学反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废物。 (3)含量变化 ①不同的生物体内水的含量差别很大 ②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同,幼儿期>成年期,幼嫩部分>老熟部分。 ③同一生物不同器官水的含量不同。生物体的含水量与生物种类和生物的生长发育期有关。 2.细胞中的无机盐 (1)存在形式:主要以离子形式存在。 (2)功能: ①细胞的重要组成成分; ②维持细胞和生物体的生命活动; ③维持细胞内的酸碱平衡。 特别提醒: ①是细胞的结构成分(如下图);②参与并维持生物体的代谢活动,如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐;③维持生物体内的平衡:渗透压平衡(Na+、Cl-维持细胞外液渗透压,K+维持细胞内液渗透压),酸碱平衡(如人血浆中HCO3-、HPO42-等的调节)。 【特别提醒】 (1)自由水与结合水是可以相互转化。 (2)自由水与结合水比值与抗逆性的关系: 衰老的细胞内水分含量减少,细胞萎缩,体积减小,细胞代谢速率减慢。癌细胞中代谢增强,水分含量增加。 (3)水与细胞代谢的关系: 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 【实验原理】 (1)糖类 (2)脂肪+苏丹Ⅲ染液―→橘黄色 脂肪+苏丹Ⅳ染液―→红色 (3)蛋白质+双缩脲试剂―→紫色 【实验步骤】 (1)还原糖的检测与观察: 制备组织样液   结论:组织样液与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀,说明组织样液中有可溶性还原糖。 (2)脂肪的检测: 方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 方法二:取材:花生种子(浸泡),将子叶削成薄片。 制片 观察:先在低倍镜下寻找到已着色的颗粒再用高倍镜观察。  结论:圆形小颗粒呈橘黄色,说明有脂肪存在。 (3)蛋白质的检测: 选材与制备:鲜肝提取液或黄豆浆滤液。 结论:说明组织样液中存在蛋白质。 【特别提醒】 1.选材:三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。 2.脂肪的鉴定不一定都使用显微镜:若要观察被染色的种子细胞中脂肪颗粒,则使用显微镜,但若要通过溶液颜色变化,则不必使用显微镜。 3.双缩脲试剂与斐林试剂的比较 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 不同点 使用方法 甲液和乙液混合均匀后方可使用,且现配现用 使用时先加A液,再加B液 反应条件 需水浴加热 不需加热 颜色 砖红色 紫色 浓度 乙液CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL B液CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL 相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分,且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 1.(2017届高三11月第一次浙江省普通高校招生选考科目)下列关于脂质的叙述,错误的是( ) A. 胆固醇参与动物细胞膜的构成 B. 植物蜡可减少植物细胞水分的散失 C. 油脂中氧原子的相对含量高于葡萄糖 D.“检测生物组织中的油脂”实验中可用乙醇洗去多余的染料 【答案】C 【解析】A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,脂质包括磷脂和胆固醇,故A正确。B.植物角质层由表皮细胞合成,主要由角质和蜡质两类脂类物质组成。角质层作为覆盖在植物地上部分表面的保护层能降低植物表面的水分散失,帮助植物抵抗生物和非生物的伤害,故B正确。C.油脂相对于葡萄糖来讲,氧原子相对含量低于葡萄糖,而氢的含量更多,故C错误。D.将油脂染色的染色剂溶于脂肪和酒精,故可用乙醇洗去多余的染料,D正确 2.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(北京卷))以下高中生物学实验中,操作不正确的是(  ) A. 在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置 B. 鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴 C. 用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒) D. 用龙胆紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体 【答案】A 【解析】在制作果酒的实验中,葡萄汁液不能装满发酵装置,要留出1/3的空间,A错误;在DNA鉴定实验中,DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色,B正确;用苏丹Ⅲ染液可以把花生子叶细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色,C正确;用龙胆紫染液能将细胞中的染色体染成深紫色,在洋葱根尖分生区细胞中能清晰地观察到,D正确,所以选A。 3.(山东省菏泽一中、单县一中2016-2017学年高二下学期期末考试生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是(  ) A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色 【答案】B 【解析】通常认为细胞膜丧失完整性,细胞即可被认为已经死亡。台盼蓝是检测细胞膜完整性最常用的生物染色试剂。健康的正常细胞能够排斥台盼蓝,而死亡的细胞,膜的完整性丧失,通透性增加,细胞可被台盼蓝染成蓝色,A正确;氨基酸不含肽键,而双缩脲试剂是用来检测蛋白质中的肽键,B错误;观察细胞分裂过程中的染色体,通常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液,C正确;斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色,D正确。 4.(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物(广东卷))关于人胰岛素的叙述,正确的是( ) ①以碳链为基本骨架 ②与双缩脲试剂反应呈蓝色 ③促进肝糖原分解 ④由胰岛B细胞合成、分泌 A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④ 【答案】B 【解析】①胰岛素是蛋白质,蛋白质是生物大分子,以碳链为基本骨架,①正确;②蛋白质可以与双缩脲试剂反应生成紫色,②错误;③胰岛素可以促进肝糖原合成,③错误;④胰岛素由胰岛B细胞合成和分泌,④正确。综上所述,B正确。 例1:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))下列有关植物根系吸收利用营养物质元素的叙述,错误的是( ) A. 在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和NO3- B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D. 给玉米施肥过多,会因根系水分外流引起“烧苗”现象 【答案】A 【解析】植物根细胞从土壤中能吸收无机盐,但无机盐需以离子形成存在,所以N2不能直接吸收利用,A错误;根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,主动运输需要消耗能量,农田适时松土能促进根系的有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量,因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收,B正确;土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物,产生无机盐离子,从而可以被根系吸收,C正确;给玉米施肥过多时,会使土壤溶液浓度过高,大于根系细胞溶液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而萎蔫,引起“烧苗”现象,D正确。 变式训练1:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国II卷带解析))下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是( ) A. 浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原 B. 肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程 C. 蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输 D. 细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分 例2:(浙江省名校协作体2018-2019学年高二第一学期模拟考试生物试题)无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分,具体表现在( ) A. 维持血浆的正常浓度 B. 维持血浆的酸碱平衡 C. 维持神经肌肉的兴奋性 D. Mg2+是叶绿素的必需成分 【答案】D 【解析】无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是叶绿素的必需成分,Fe2+是血红蛋白的组成成分,I-是甲状腺激素的组成成分等。 维持血浆的正常浓度的无机盐主要不是以化合物的形式存在,A错误;维持血浆的酸碱平衡的无机盐也主要是一些离子形式存在,如HCO3-、HPO32-等,B错误;维持神经肌肉的兴奋性主要也是一些离子如K+、Na+等,C错误;Mg2+是叶绿素的必需成分和Fe2+是血红蛋白的组成成分,都体现了无机盐参与组成复杂化合物,D正确。 变式训练2:(云南省玉溪市一中2019届高三上学期第二次调研考试生物试题 )下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述,正确的是 A. 寒冬来临,植物细胞中的结合水含量下降 B. C、H、O、N是组成生物体内酶所必需的元素 C. 组成细胞的化合物都能被相应的酶水解 D. 氮是构成脱氧核糖和核糖核酸必不可少的元素 例3:(青海省西宁市第四高级中学2019届高三上学期第一次模拟考试理综生物试题)下列有关生物体组成元素和化合物的叙述,正确的是 A. Mg元素缺乏会造成人体血液中血红蛋白含量不足,从而影响体内氧气供应 B. 一个RNA分子水解后能得到4种脱氧核苷酸 C. 蛋白质和DNA分子的多样性都与它们的空间结构密切相关 D. 淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后,得到的产物是相同的 【答案】D 【解析】镁元素是构成叶绿素的重要元素,铁元素是构成血红蛋白的重要元素;RNA的基本单位是核糖核苷酸,DNA的基本单位是脱氧核苷酸;一个RNA分子水解后能得到4种核糖核苷酸,B错误; 蛋白质分子的多样性与氨基酸的数量、种类、排列顺序以及蛋白质的空间结构有关,DNA分子的多样性与脱氧核苷酸的排列顺序有关;葡萄糖是糖类的基本单位,多糖和二糖中的蔗糖的组成成分中都只有葡萄糖。 Fe2+是构成血红蛋白的重要元素,因此铁元素缺乏会造成人体血液中血红蛋白含量不足,从而影响体内氧气供应,A错误;一个RNA分子水解后能得到4种核糖核苷酸,B错误;不同的DNA分子都具有独特的双螺旋结构,因此DNA分子的多样性与其空间结构无关,C错误;淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后,得到的产物都只有葡萄糖,D正确。 变式训练3.(江苏省无锡市2017-2018学年高二第二次学业水平模拟测试生物试题)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列无机盐中,缺乏后会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降的是(  ) A. Fe2+ B. Mg2+ C. Ca2+ D. Cu2+ 1.(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)下列有关细胞中的元素和化合物的说法,正确的是( ) A. 盐析会改变蛋白质的空间结构,使其成为白色絮状物 B. 油料作物种子成熟过程中,糖类不断转化成脂肪导致脂肪含量增加 C. 叶肉细胞吸收的氮元素可用于合成核苷酸、蛋白质、磷脂和淀粉 D. 干旱环境生长的仙人掌细胞中结合水的含量多于自由水 2.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(八)生物试题)下列关于生物体内水和无机盐的叙述,错误的是( ) A. 自由水与结合水的比值低时代谢旺盛 B. 自由水既是细胞的良好溶剂,又是生物体内物质运输的主要介质 C. 无机盐对于维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用 D. 氨基酸形成多肽时,生成的水中的氢来自氨基和羧基 3.(浙江省温州市十五校2017—2018学年第二学期高二生物试题)下列化合物构成元素种类一般最少的是( ) A. 磷脂 B. 血红蛋白 C. 叶绿素 D. 胡萝卜素 4.(贵州省思南中学2018-2019学年高一上学期第一次月考生物试题)下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化,下列叙述错误的是( ) A. 随着种子的成熟,种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态 B. 种子的鲜重随着种子的成熟发生改变 C. 种子成熟期间的这两种物质的变化和种子萌发时相反 D. 种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少 5.(2018届高三理综高考压轴冲刺卷二生物试题)下列有关细胞及其物质组成的叙述,正确的是( ) A. 细胞中的水大多以结合水形式存在,其含量影响细胞代谢 B. 构成生物膜的磷脂分子中既有亲水基团又有疏水基团 C. 卵细胞的体积较大,它与周围环境进行物质交换的效率较高 D. 细胞在发生分化和癌变后,其细胞膜的成分不会发生改变 6.(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高一下学期春季联赛生物试题)如图所示为刚收获的小麦种子所做的不同处理方式,下列说法最可能正确的是( ) A. ②在适宜条件下很难萌发成幼苗 B. ③在生物体内均以离子形式存在 C. ③与①的质量比是1?1.5% D. ④是细胞结构的重要组成成分 7.(河北省武邑中学2018届高三下学期第六次模拟考试生物试题)下列有关生命活动中,细胞内物质含量或比值的关系,正确的是( ) A. 人体细胞内02/C02的比值,线粒体内比细胞质基质高 B. 细胞内结合水/自由水的比值,种子萌发时比休眠时高 C. 神经纤维膜内K+/Na+的比值,动作电位时比静息电位时高 D. 适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值,停止供应C02后比停止前的高 8.(山东省威海市2018年高考模拟考试理综生物试题)大麦种子吸水萌发时,淀粉大量水解,新的蛋白质和RNA分别在吸水后15~20min和12h开始合成。水解淀粉的淀粉酶一部分来自种子中原有酶的活化,还有一部分来自新合成的蛋白质。下列叙述错误的是( ) A. 萌发种子中自由水与结合水的比值高于干燥种子 B. 淀粉酶水解淀粉的产物经斐林试剂检测后不会产生砖红色沉淀 C. 有些酶和RNA可以在干种子中长期保存 D. 用赤霉素处理大麦种子可以使其无需发芽就产生新的淀粉酶 9.(江苏省盐城市2018届高三下学期第三次模拟考试生物试题)下列有关生物体内组成成分的叙述,错误的是(  ) A. 脂肪、糖原和淀粉都是储能物质 B. 胰岛素与血红蛋白的组成元素不完全相同 C. 无机盐与神经元产生兴奋有关,与传导兴奋无关 D. 水既是细胞代谢所需的原料,也是细胞代谢的产物 10.(四川省乐山四校2017-2018学年高二第二学期半期联考生物试题)实验 1:用任氏液(含少量 Ca2+)灌注离体蛙心,发现蛙心可持续跳动数小时;实验 2:用不含 Ca2+的任氏液灌注离体蛙心,发现蛙心会很快停止跳动。这两个实验的结果表明 Ca2+( ) A. Ca2+进入心肌细胞的方式是主动运输 B. 对维持生命活动有重要作用 C. 对维持蛙心形态有重要作用 D. 为蛙心的跳动直接提供能量 11.(河南省安阳市2018届高三第三次模拟考试理科综合生物试题)下列有关酶和ATP与细胞代谢的叙述,正确的是( ) A. 酶和激素都须与相应物质结合后才能发挥作用,作用前后自身不变 B. 适当降低氧气浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗 C. 在安静状态下,肌细胞中可以储存大量的ATP以供运动时需要 D. 种子萌发过程中,自由水/结合水的值会减小,细胞代谢旺盛 12.(全国普通高校招生统一考试模拟试卷2018仿真模拟卷(二)理科综合生物试题)下列关于人体内某些物质的叙述,正确的是( ) A. RNA是由多个脱氧核苷酸形成的多聚体 B. 食物中的蔗糖可被小肠上皮细胞直接吸收 C. 无机盐离子含量过低可导致人体酸碱平衡紊乱 D. 蛋白质结构的多样性只与氨基酸的种类和数量有关 13.(湖南省长郡中学2018届高三下学期第一次模拟考试理科综合生物试题)下列有关细胞的分子组成的叙述,正确的是( ) A. 脂肪、糖原、淀粉、纤维素等是细胞内重要的储能物质 B. 细胞膜的主要成分是蛋白质、磷脂,此外,还有少量糖类 C. 休眠种子与萌发种子相比,结合水与自由水的比值更小 D. 血钙过高引起抽搐,说明无机盐有维持机体正常的生命活动的作用 14.(普通高等学校2018年招生全国统一考试冲刺预测?全国卷理科综合(五)生物试题)研究发现鳕鱼、美洲拟鲽等海水硬骨鱼能在结冰的海水中生活,这与其体内电解质的含量(主要是无机盐离子)以及抗冻蛋白(AFP)有关,回答下列问题: (1)鳕鱼可通过增加体内电解质含量来提高血液_______,使其冰点下降,保障了其正常的生命活动,这说明无机盐具有___________的功能。 (2)研究发现,温度能影响美洲拟鲽AFP基因的转录水平,请你设计实验:探究温度与AFP基因转录水平的关系。要求写出实验设计思路、预期结果和结论______________________。 15.(北京市海淀区2018届高三理综模拟测试卷八生物试题)下图是种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势。据图回答下列问题: (1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在,风干种子细胞中的 水主要以________的形式存在。 (2)从细胞膜组成和结构的角度来推测,水分可经过细胞膜中的________、________从细胞外进入细胞内。 (3)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________,通过呼吸作用为种子萌发提供能量。若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与放出CO2的体积比为1:3,则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。与阶段Ⅱ相比,阶段Ⅲ有氧呼吸速率明显加强的原因是_______________。 (4)小麦、玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨天气,种子就容易在穗上发芽。此现象与________在高温条件下容易降解有关。 16.(陕西省西安市长安区第五中学2018届高三上学期第二次模拟考试生物试题)华北某地区经常出现苹果小叶病,有人认为是土壤中缺Zn引起的,有人认为是土壤中缺Mg引起的。现有如下材料,请你完成下列实验,证实上面的猜测哪个正确。 (1)材料用具:三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。 (2)实验原理:任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用,一旦缺乏,就会表现出相应的症状。根据全素培养液和相应缺Zn、缺Mg的培养液对苹果生长发育影响的比较,判断小叶病的病因。 (3)方法步骤: ①首先配制全素培养液和相应的缺Zn培养液和_________培养液,分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。 ②将三株长势相同的幼苗分别培养在上述三种培养液中。 ③放在适宜的条件下培养一段时间,观察苹果幼苗的生长发育状况。 (4)结果预测和分析: ①____________缸内的苹果幼苗正常生长。 ②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病,而C缸中的没有,则说明苹果小叶病是缺____________引起的; 若C缸内苹果幼苗表现出小叶病,而B缸没有,则说明苹果小叶病是由缺____________引起的; 若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病,则说明苹果小叶病是由缺____________引起的; 若B、C两缸都不表现为小叶病,则说明苹果小叶病____________。 (5)若实验证明苹果小叶病是由于缺Zn引起的,从科学研究的严谨角度出发,还应增加的实验步骤是:____________________。增加故障后的实验结果是______________________________。 14

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  • ID:11-4949999 [精]【期末模拟】2018-1019学年人教版生物西安莲湖区高二下学期期末检测 (选修三)

    高中生物/人教版(新课程标准)/选修3《现代生物科技专题》/本册综合

    高中生物人教版选修三 专题检测练习 一、选择题 1.质粒作为基因工程的载体,下列说法正确的是(  ) A.质粒只有一个限制酶切割位点 B.质粒上有特殊的标记基因 C.质粒不能在受体细胞中自我复制 D.质粒上不含碱基T 2.用某人胰岛素基因制成 DNA探针,用来检测下列物质,不能形成杂交分子的是(  ) A.该人胰岛A细胞中的 DNA B.该人胰岛 B细胞的mRNA C.该人胰岛A细胞的mRNA D.该人肝脏细胞中的DNA 3.下列有关基因工程的叙述,错误的是 ( ) A. 从基因组文库中获取的某种生物的部分基因,可以实现物种间的基因交流 B. 从cDNA文库中获取的目的基因,既无启动子,又无终止子 C. 用人胰高血糖素基因制成的DNA探针,检测人胰岛B细胞中的mRNA,可形成杂交分子 D. 在基因工程技术中,获取目的基因可从基因文库中获取、PCR扩增、人工合成 4.很多生物工程技术都需要进行“筛选”,下列与之相关的叙述错误的是(  ) A. 目的基因导入受体细胞后,需要筛选,以确保目的基因已经成功导入 B. 诱变育种过程中需要筛选诱变处理后的植株,以获得新品种 C. 动物细胞融合后要进行筛选,选出杂种细胞进行细胞培养 D. 单克隆抗体制备过程中的第一次筛选,要选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞 5.下列有关早期胚胎发育的叙述,正确的是 A. 卵裂过程中细胞体积减小,胚胎总体积增加 B. 囊胚期的滋养层细胞处于未分化状态 C. 卵裂期的胚胎始终包裹在透明带中 D. 原肠胚期内细胞团发育成胎盘和胎膜 6.下列有关生态工程的叙述不正确的是( ) A.“退耕还林还草”是湿地生态恢复工程建设的措施 B.生物数量超过了环境的承载力,违背了生态工程应遵循的协调与平衡原理 C.某些地区出现“前面造林,后面砍林”的现象,是因为发展中系统整体性原理失调造成的 D.珊瑚虫与藻类共生,提高了珊瑚礁生态系统的生产力,其原理是系统整体性原理 7.下图表示转基因动、植物的成功培育过程,有关叙述错误的是( ) A.目的基因导入受体细胞A前,受体细胞要用Ca2+处理,使其处于感受态 B.①过程用到的生物技术包括动物细胞培养 C.过程②要用到植物组织培养技术 D.可通过标记基因对受体细胞A、B进行筛选 8.若某种限制性核酸内切酶的识别序列是CCTAGG,它在A和G之间切断DNA。下图表示用该酶处理某基因后产生的片段。下列有关叙述正确的是 A. 该正常基因中有4个CCTAGG序列 B. 产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来 C. 用该酶处理得到图示基因片段要水解3个磷酸二酯键 D. 若该基因某处有一个CCTAGG突变为CCTAGC,用该酶处理后将产生5个片段 9.下列观点不符合生态农业建设思路的是( ) A. 循环利用农业有机废弃物 B. 调整产业结构,开展多种经营 C. 以高能量获得农业的高产量 D. 保持生态系统内的平衡 10.下列有关现代生物技术的表述,不正确的是( ) A.转入到油菜细胞核的抗除草剂基因,可通过花粉传播造成基因污染 B.基因治疗是将健康的外源基因导入患者的所有细胞中 C.蛋白质工程和基因工程的直接操作对象都是基因 D.移植胚胎干细胞可使退化的组织修复并恢复正常功能 11.下列有关生态工程的原理和实例中,错误的是 选项 有关事例 相关的生态工程原理 A 无废弃物农业 遵循物质循环再生原理 B 在人工林中增加植被的层次 遵循物种多样性原理 C 太湖水体富营养化引起大面积水华 违反协调与平衡原理 D 农民因生计“前面造林,后面砍林” 违反系统学和工程学原理 12.下列与胚胎移植相关的叙述中不合理的是( ) A.试管牛和克隆牛的培育过程中均用到胚胎移植 B.用来促进供体母牛超数排卵的是下丘脑分泌的促性腺激素 C.胚胎移植时应选用发育到桑椹胚期和囊胚期的胚胎 D.采取胚胎分割移植技术可同时获得多个性状相同的家畜个体 13.下列关于基因工程技术的叙述,正确的是( ) A. 切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B. PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C. 载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D. 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 14.科研人员通过PCR获得肝细胞特异性启动子——白蛋白启动子,将该启动子与Cre重组酶基因结合构建表达载体,培育出在肝细胞特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠。下列叙述正确的是 A. 将该表达载体导入肝细胞以获得转基因小鼠 B. PCR获得白蛋白启动子需设计特异性的引物 C. 构建该表达载体需要限制酶和DNA聚合酶 D. 通过核酸分子杂交技术检测目的基因是否完成表达 15.“细胞核重编程”是指将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态,它们就有再分化形成多种类型细胞的可能,可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是( ) A. 干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病 B. 干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性 C. 细胞核重编程和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关 D. 该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望 16.下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( ) ①利用PCR技术扩增目的基因   ②从基因文库中获取目的基因 ③反转录法  ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因 A. ①②③④ B. ①②③ C. ①③ D. ②③④ 17.以下关于植物组织培养的说法,正确的是 A.烟草根细胞经组织培养发育成新植株体现了体细胞全能性 B.脱分化过程不需要加植物激素,再分化过程需要加入一些植物激素 C.胚性细胞的细胞质丰富、液泡大、细胞核小 D.利用植物组织培养技术可按人们的意愿定向改造生物 18.如图表示通过二倍体植株甲(自花受粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程,其中植株甲的基因型为AaBb,两对等位基因分别位于两对同源染色体上。下列叙述错误的是( ) A.植株A为单倍体,植株B的基因型为AABB或AAbb或aaBB或aabb B.对于植株D,由离体细胞形成愈伤组织需脱分化 C.植株A、B、C、D、E中可能与植株甲的基因型相同的是植株C、D D.植株A、D、E培育过程中所用生物技术相同 19.下列有关育种的说法,正确的是( ) A.植物体细胞杂交技术可引起染色体变异,它突破了自然生殖隔离的限制 B.以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗一定能抗病毒 C.基因工程和植物体细胞杂交育种均能定向改变生物性状 D.通过体细胞核移植技术获得克隆牛是一种培育新品种的方式 20.如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是( ) A.图示“白菜—甘蓝”植株是二倍体 B.愈伤组织能释放氧气 C.上述过程中包含着有丝分裂,细胞分化和减数分裂等过程 D.“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果 21.下列有关生物工程技术图解的叙述正确的是( ) A.基因工程除了需要图一所示的工具外,还需两种工具酶 B.图二中的4是指受精卵的体外培养过程 C.图三中的内细胞团最终发育成脐带和胎盘 D.图四高度概括了系统整体性原理 22.如图为哺乳动物受精卵发育过程中某一时期的示意图,下列叙述正确的是(  ) A.此图所处的阶段已经发生孵化 B.此图中细胞还没有分化,图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团 C.随着③部分细胞的分裂,内部以后会逐渐形成原肠胚腔 D.进行胚胎分割时之前,可以取③中的细胞先做性别鉴定 23.为了培育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交,培育过程如图所示。下列有关叙述正确的是 A. 野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体,属于同一物种 B. ①过程常选择酶解法去壁,获得原生质层 C. ②过程体现了细胞膜的选择透过性 D. d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质 24.下列有关生态工程原理的说法,正确的是 A. 农作物合理密植,遵循的是协调与平衡原理, B. 农作物兼作套种,遵循的是整体性原理 C. 前面造林,后面砍树,违反的是系统学与工程学原理 D. 某湖中水体富营养化,引起大面积水华,违反的是物种多样性原理 25.某实验室做了图10所示的实验研究,下列相关叙述,正确的是( ) A. 过程①形成的诱导干细胞分化程度高 B. 过程②产生具有不同种类蛋白质的各类细胞 C. 过程③不需用选择性培养基进行筛选 D. 过程④单抗释放耑要膜上载体蛋白的协助 26.科学家将β干扰素基因进行定点突变后通过载体导入大肠杆菌表达,使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸,结果大大提高了储存稳定性,该生物技术为 (? ) A. 基因工程 B. 蛋白质工程 C. 基因突变 D. 细胞工程 27.克隆抗体时,在培养基中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞,该试剂的作用是( ) A. 能选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制 B. 能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活 C. 能抑制淋巴细胞的DNA复制 D. 能阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质的合成 28.从基因型为Aa的绿色植物某器官中获取组织,显微观察如下图。下列对该图所示细胞的叙述正确的是( ) A.若将X细胞离体培养成完整植株,此过程要涉及胰蛋白酶和胶原蛋白酶 B.若将Y细胞离体培养成幼苗后用秋水仙素处理,目的是使其发生染色体结构变异 C.X与Y两个细胞进行杂交,形成杂种细胞,发育成基因型为AAaa的杂种植株是不可育的 D.如果X与Y细胞所含蛋白质种类有明显差异,其根本原因是信使RNA的不同 29.下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程,分析不正确的是( ) A. 该培养过程可以体现棉花叶肉细胞的全能性 B. ②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变 C. ③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能 D. ④过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理 30.下图为转基因抗病香蕉的培育过程示意图。其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ等为相应限制性内切酶的切点,同时质粒中含有卡那霉素的抗性基因(Kanr)。以下有关培育过程的说法不正确的是(   ) A. ①过程为脱分化,细胞数目不变 B.①②过程需要激素支持,但不需要二氧化碳培养箱 C.在含抗病基因的DNA和质粒中,可能不只含有1个PstⅠ限制酶的识别序列 D.用含卡那霉素的培养基培养香蕉组织块时,导入普通质粒的组织细胞也能存活 二、非选择题 31.现代人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图: (1)过程①代表的是____________,过程①所需原料为_________。 (2)过程⑦采用的实验技术是_________,获得的X是___________。浆细胞和骨髓瘤细胞融合,至少需经_____次筛选才能选出产生所需单一抗体的杂交瘤细胞,然后要用__________技术在体外培养,培养时配置的培养基是_____________(填“_固体”或“液体”)培养基,其成分与培养植物相比不同的是含有葡萄糖和______等。 (3)若将含有A基因的受体细胞在体外培养时,必须满足无菌无毒、营养、___________、气体环境等条件,才能使细胞大量增殖,其中培养环境中的空气必须加5%的C02,目的是为了__________。若受体细胞是受精卵,则需将其在体外培养到___________时期,将其移入到母体子宫,培育成转基因动物。转基因动物可以作为____________,生产A蛋白。 (4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的____________制成的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可从疑似患者体内分离病毒,与已知病毒的_________进行比较;或用图中的________进行特异性结合检测。 32.下面表示北京郊区某生态农业工程体系的示意图。请据图回答: (1)生态工程建设的目的就是遵循自然界的 规律,充分发挥资源的 ,防止 ,达到 和 的同步发展。 (2)该生态农业建设所遵循的主要生态工程原理是 、 、 等。 (3)鸡和猪在该生态系统中属于哪种成分 ,它们在物质循环中的积极作用是 。 (4)上述生态系统中的各种生物所需的有机物都依赖于 ,生命活动所需的能量归根到底都来自于________。 33.下列是有关基因工程和细胞工程的问题,请据图分析回答。 (一)(8分)科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉,其过程大致如图所示。 (1) 细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内,原因是 。 (2) 上述过程中,将目的基因导入棉花细胞内使用了______________ 法,这种导入方法较经济、有效。原因是T-DNA的 特点。[Bt毒蛋白基因转入普通棉株的细胞内,并成功表达的过程在基因工程中称为 ;能成功表达的原因是 。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是 ,还需要通过检测才能知道,检测采用的方法是 。该方法依据的原理是 . (二).下图是某同学根据杂交瘤技术的方法,设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案。请据图回答: (1)该方案并不能达到预期效果,请你给予补充纠正 。 (2) 图中②为 过程, 目的是使得到的细胞具有 __特性。 (3)图中③表示用特定的选择性培养基进行细胞培养, 目的是 。 (4)破伤风杆菌抗体最终可从 中提取。 34.人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA 基因母羊的羊乳中获得。流程如下: (1)htPA 基因与载体用_______________________切割后,通过___________连接,以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用_________________________技术。 (2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其_______________。采集的精子需要经过__________________,才具备受精能力。 (3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是_________________。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行___________________。利用___________和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的__________________。 (4)若在转ht-PA基因母羊的羊乳中检测到_________________________,说明目的基因成功表达。 答 案 选择题 1-5BCCDC 6-10AABCB 11-15DBDBB 16-20CADAD 21-25ACDAB 26-30BADBA 非选择题 31. 逆转录 四种游离的脱氧核苷酸 动物细胞融合 杂交瘤细胞 2 动物细胞培养 液体 动物血清 (适宜的)温度和pH 维持培养液的pH 桑椹胚或囊胚 生物反应器 A蛋白 核酸(基因)序列 抗A蛋白的单克隆抗体 32.(1)物质循环 生产潜力 环境污染 经济效益 生态效益 (2)物质循环再生原理 物种多样性原理 系统结构决定功能原理 (3)消费者 加速生态系统物质循环 (4)绿色植物(农作物)的光合作用 太阳能 (一) (1)组成细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同 农杆菌转化 可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上 转化 不同生物共用一套密码子 目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上 DNA分子杂交技术 碱基互补配对 小鼠没有注射抗原,不能从小鼠体内获得产生特异性抗体的单一B淋巴细胞给小鼠注射相应的抗原 细胞融合 既能产生特异性抗体又能无限增殖 筛选出融合的杂种细胞 (4)小鼠腹水和细胞培养液中 34.(1)同种限制性核酸内切酶 DNA连接酶 DNA分子杂交(或核酸探针) (2)超数排卵 获能(处理) (3)显微注射法 性别鉴定 胚胎分割 全能性 (4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物) 6

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  • ID:11-4949997 [精]【期末模拟】2018-1019学年人教版生物西安莲湖区高二第二学期生物期末检测(必修3)

    高中生物/期末专区/高二下学期

    高二第二学期 生物期末检测卷 班级: 姓名: 1.如图为“细胞直接与内环境进行物质交换”的图解,其中②④⑤为细胞外液。下列相关叙述中错误的是( ) A. 体液包括细胞内液和细胞外液,其中细胞内液约占2/3,细胞外液占1/3 B. 图中⑥细胞具体的内环境是淋巴 C. 若某人长期营养不良,血浆中蛋白质含量降低,会使图中②液体增加,引起组织水肿 D. ②④⑤的成分和含量相近,最主要的差别在于⑤中含有较多的蛋白质 2.下列关于人体内环境的叙述,错误的是( ) A. 抗原与抗体的特异性结合发生在内环境中 B. 内环境成分中含有神经递质等物质 C. 组织液渗回血浆和渗入淋巴的量相差较大 D. 神经递质的合成发生在人体内环境中 3.下列有关神经兴奋产生、传导的叙述,错误的是( ) A. 神经纤维上兴奋的产生与Na+内流有关 B. 神经纤维上兴奋部位与未兴奋部位形成局部电流 C. 兴奋在神经纤维上的传导可以是双向的 D. 兴奋在神经纤维上的传导方向与膜外的局部电流方向一致 4.某饲养员长期给海狮喂食,海狮听到该饲养员的脚步声就分泌唾液,下列相关叙述错误的是( ) A. 此过程需要高级中枢和低级中枢的共同参与 B. 该反射活动的效应器是唾液腺 C. 食物引起味觉不属于反射活动 D. 此过程中存在“电信号-化学信号-电信号”的转化 5.下图为人体内血糖平衡调节的部分过程示意图,下列相关叙述错误的是( ) A. 激素甲是人体内唯一可以降低血糖浓度的激素 B. 下丘脑还可产生某种促激素释放激素直接促进激素甲的分泌 C. 该调节过程包含了神经调节和体液调节两种方式 D. 激素甲和胰高血糖素的相互拮抗,共同维持血糖含量的稳定 6.下列关于激素的叙述正确的是( ) A. 弥散在全身的体液中,对全身的细胞都起作用 B. 激素经靶细胞接受后可持续发挥作用 C. 甲状腺激素的化学本质是蛋白质,性激素的化学本质是固醇 D. 激素既不组成细胞结构,也不提供能量,也不起催化作用 7.如图为水平衡调节机理,请据图判断A、B、C依次是( ) 抗利尿激素、渴觉中枢、肾小管和集合管 B. 渴觉中枢、抗利尿激素、肾小管和集合管 渴觉中枢、肾小管和集合管、抗利尿激素 D. 抗利尿激素、肾小管和集合管、渴觉中枢 8.毒性弥漫性甲状腺肿患者血清中有促甲状腺激素受体的抗体,此抗体与促甲状腺激素受体结合后,刺激甲状腺分泌高水平的甲状腺激素。相关分析正确的是( ) A.患者表现甲状腺功能减退的症状 B.促甲状腺激素受体分布在甲状腺细胞的表面上 C.该病与类风湿性关节炎都属于免疫缺陷病 D.患者垂体分泌促甲状腺激素的速率加快 9.针对下列各种生物种群密度的调查方法,采用恰当的是( ) A. 采用标志重捕法调查跳蝻和蚯蚓的种群密度 B. 培养酵母菌的种群密度宜采用抽样检测法 C. 利用样方法调查某种土壤微生物的种群密度 D. 样方法要做到随机取样,标志重捕法中标志要醒目,易识别 10.下列对生物多样性的理解,错误的是( ) A. 基因多样性较低的生物种群适应环境的能力弱 B. 捕食者的存在有利于增加生物多样性 C. 通过漫长的共同进化过程,地球上形成了生态系统的多样性 D. 自然选择作用下种群的基因频率不定向改变,导致生物多样性 11.生长素对植物生长的调节作用具有两重性。如图所示,P点表示对植物生长既不促进也不抑制的生长素浓度,该图可表示( ) A. 水平放置后根近地侧生长素浓度的变化 B. 水平放置后茎远地侧生长浓度的变化 C. 胚芽鞘尖端向光侧生长素浓度的变化 D. 去掉顶芽后侧芽生长素浓度的变化 12.下列有关植物激素调节的叙述,正确的是( ) ①可利用适宜浓度的赤霉素促进细胞伸长,使植物增高 ②将枝条插入高浓度的2、4-D溶液中,可促进生根 ③乙烯可促进果实的成熟 ④在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输,根失去了向地生长的特性 A. ①② B. ①④ C. ①③ D. ②④ 13.甲、乙、丙及NAA等植物激素或植物激素类似物的作用模式如图所示,图中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用,下列叙述错误的是( ) A. 甲、乙之间具有拮抗作用 B. 甲、乙、丙在细胞中大量合成后去调节生命活动 C. 用NAA形成的无子果实属于不可遗传变异 D. 乙、丙最可能代表赤霉素和生长素 14.下列生理活动可“双向”进行的是( ) A. 生长素在胚芽鞘中的极性运输 B. 缩手反射时兴奋在神经元间的传递 C. 生态系统中的信息传递 D. 草原生态系统中兔和狼之间的能量流动 15.随着“全面实施一对夫妇可生育两个孩子”政策的落实,专家预测,我国人口在未来几年会有一定的增长。下列有关“全面实施二孩”政策的叙述,正确的是 ( ) A. 会使我国人口出生率显著提高而死亡率不变 B. 对我国人口的年龄组成没有影响 C. 会使我国人口的年龄组成从衰退型直接转变为增长型 D. 有助于改善我国人口的年龄组成 16.科学研究表明,生物种群的数量增长曲线如下图所示,可分为“S”型增长曲线和“J”型增长曲线,且“S”型增长曲线通常又分为5个时期:开始期(如A)、加速期(如B)、转折期(如C)、减速期(个体超过K/2以后,如D)、饱和期(如E)。以下说法正确的是( ) “S”型增长曲线加速期的种群增长速率最大 B. “J”型增长的种群数量增长率不变 C. 环境阻力开始于减速期 D. 应将有害生物数量控制在加速期 17.下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的操作正确的是( ) A. 从试管吸出培养液之前应静置一段时间 B. 对于压在小方格界线上的酵母菌,计数四条边上的菌数 C. 当一个小方格中酵母菌数目较多时应适当稀释 D. 应该先将培养液滴到计数室中,然后盖上盖玻片,再镜检 18.下列关于群落的叙述,错误的是( ) A. 某群落演替到相对稳定阶段后不会有新物种的形成 B. 群落的物种组成随季节、气候的变化可出现差异 C. 群落的演替速度与方向可受外来物种入侵的影响 D. 群落的垂直结构可提高生物利用环境资源的能力 19.下列关于物质循环和能量流动的关系叙述不正确的是( ) A. 物质为能量的载体,使能量在生物群落与无机环境之间循环往复 B. 能量作为动力,使物质在生物群落与无机环境之间循环往复 C. 物质循环和能量流动同时进行 D. 二者相互依存,不可分割 20.下列生态系统中传递的信息形式与其他三项不同的是( ) A. 蚜虫遇敌害时释放报警信息素警示同伴 B. 夏夜中雌雄萤火虫靠发光相互识别 C. 狗靠自己沿途的尿迹巡回出发地 D. 雄鼠散发气味使幼鼠的性成熟大大提前 21.下列各项措施中,最能提高一个生态系统的稳定性的是( ) A. 适当增加物种的数量 B. 减少肉食动物和寄生生物的数量 C. 平衡生产者和消费者的数量 D. 植树造林,增加绿色植物的数量 22.生长素是人们发现和研究较早的植物激素,其主要作用是促进细胞生长。下图示某植物地上部分,下列有关生长素调节的叙述,正确的是( ) A. 该植物体地上部分生长素不都是由 ①、②、③、④所示结构合成 B. ①生长迅速而②生长受抑制是由于②对生长素的敏感性高于① C. ②生长受抑制而④生长较快,是由于①合成的生长素无法运输到④部位 D. 由于④结构能够生长,因此该植物的生长没有体现植物的顶端优势现象 23.生态系统具有自我调节能力以保持自身结构与功能的稳定,以下不属于生态系统自我调节的实例是( ) A. 使用毒鼠药控制农田中老鼠的种群生长 B. 某水环境中的微生物可降解有机污染物 C. 某种动物在其种群密度较高时繁殖能力下降 D. 某森林鸟类的数量因害虫的数量的增加而增加 24.在生态环境的研究及生物多样性的保护过程中,下列方法与目的不相符的是( ) A. 利用昆虫信息素诱导有害昆虫,可降低有害昆虫的种群密度 B. 建立濒危动物精子库,有利于保护濒危动物的基因多样性 C. 采用许多恢复生态学技术来治理退化的生态系统 D. 沼气池中的沼液、沼渣作为肥料还田,可加速物质和能量的循环利用 25.人类只是“地球村”中的成员之一,只有正确处理人与资源和环境的关系,才能走可持续发展之路。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( ) A. 水资源短缺、酸雨等全球性生态环境问题,对生物圈的稳态造成严重威胁 B. 人类利用信息传递原理,可以调节生物的种间关系,从而维持生态系统的稳定 C. 我国生物多样性的保护,可以概括为建立自然保护区以及风景名胜区两大类 D. 虽然氮元素能在生物圈内循环,但是人们还是需要往农田不断地施加氮肥 26、在建设“森林城市”时,欲通过人工造林使荒坡逐渐演替为森林.下列对演替过程中图中曲线I和曲线Ⅱ的生物学含义的描述全都正确的是( ) A.Ⅰ为土壤中的有机物量,Ⅱ为生态系统物种的多样性程度 B.Ⅰ为土壤中的微生物数量,Ⅱ为生态系统的结构稳定性 CⅠ为生态系统的恢复力稳定性,Ⅱ为群落垂直结构的层次性 DⅠ为群落呼吸消耗的有机物量,Ⅱ为生态系统的抵抗力稳定性 27、如果一个人食物有1/2来自绿色植物,1/4来自小型肉食动物。1/4来自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重,约消耗植物( ) A.10千克 B.28千克 C.100千克 D.280千克 28、下列关于生命活动的调节叙述正确的是( ) A.生长素可以加快新陈代谢,因而生长素是种高效的酶 B.生长素都是从形态学上端向形态学下端运输 C.CO2可以调节生命活动,属于体液调节 D.胰岛素和胰高血糖素共同调节血糖平衡,它们之间表现为协同作用 29.细胞外液渗透压感受器、水盐平衡调节中枢、产生渴感的部位分别位于( ) A. 下丘脑、下丘脑、大脑皮层 B. 下丘脑、下丘脑、下丘脑 C. 下丘脑、大脑皮层、大脑皮层 D. 大脑皮层、下丘脑、下丘脑 30.下图为人体的生命活动调节示意图,下列有关叙述中,不能准确地描述其调节过程的是( ) A. 血糖平衡调节的过程可以通过c→d→e来实现,属于体液调节 B. 一般来说,动物体的生命活动常常受神经和体液的共同调节 C. 司机见红灯停车时,其调节过程可能通过a→b→e来实现,属于神经调节 D. 体温调节过程可通过a→b→d→e来实现,属于神经调节 31、下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( ) A.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础[来源:学|科|网Z|X|X|K] B.自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越高 C.不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同 D.提高生态系统稳定性,就是要禁止对生态系统的干扰和利用 32.基因工程是在DNA分子水平上操作的。在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的是( ) A.人工合成目的基因 B.目的基因与运载体结合 C.将目的基因导入受体细 D.目的基因的检测表达 33.水母发光蛋白由236个氨基酸构成,其中有三种氨基酸构成发光环,现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中,这种蛋白质的作用( ) A.促使目的基因导入宿主细胞中 B.促使目的基因在宿主细胞中复制 C.使目的基因容易被检测出来 D.使目的基因容易成功表达 34.下列有关基因工程的叙述中,不正确的是( ) A.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B.基因探针是指用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C.基因治疗主要是对有基因缺陷的细胞进行替换 D.蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料 35.蛋白质工程中,直接需要进行操作的对象是 A.氨基酸结构 B.蛋白质的空间结构 C.肽链结构 D.基因结构 36.“工程菌”是指( ) A.用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B.用遗传工程的方法,把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系 C.用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 D.从自然界中选取能迅速增殖的菌类 37.科学家已能运用基因工程技术,让羊合成并分泌人的抗体。相关叙述正确的是( ) ①该技术将导致定向变异 ②DNA连接酶把目的基因与运载体粘性末端的碱基对连接起来 ③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料 ④受精卵是理想的受体 ⑤该羊的产生要用到核移植技术 ⑥该羊的产生要用到胚胎移植技术 A.①②③④ B.③④⑥ C.②③④⑤ D.①③④⑥ 38.通过基因工程的方法,能使马铃薯块茎含有人奶蛋白.有关该基因工程的叙述错误的是( ) A.采用反转录的方法得到的目的基因有内含子 B.基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的 C.马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞 D.用同一种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA,可产生黏性末端而形成重组DNA分子 39.有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是( ) ①用基因工程方法培育的抗虫植物和能抗病毒的植物 ②基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大、品质优良的动物 ③任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分,所以假单孢杆菌是“超级菌” ④基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 ①② B.③④ C.②③ D.②④ 下列有关PCR技术的叙述正确的是 A.作为模板的DNA序列必须不断的加进每一次的扩增当中 B.作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断的加进每一次的扩增当中 C.反应需要的DNA聚合酶必须不断的加进反应当中 D.反应需要的DNA连接酶必须不断的加进反应当中 41.回答下列有关动物生命活动调节的问题: (1)人体主要的散热器官是_________。当人体处在41℃的外界环境中时,主要的散热方式是____________。 (2)甲状腺能参与体温调节,是因为________________________________________。 (3)神经细胞与肌细胞接触点的递质乙酰胆碱与受体结合,肌细胞收缩,乙酰胆碱很快被胆碱脂酶分解,肌细胞恢复舒张状态。美洲箭毒有与乙酰胆碱争夺受体的作用,若美洲箭毒进入人体,其效应是__________。 (4)当动物缺乏某种激素时,可以通过“饲喂”或“注射法”对激素进行人为补充,在下列给出的四种激素中,可以通过“饲喂法”补充的有______(填序号,多选题)。 A.生长激素 B.甲状腺激素 C.胰岛素 D.性激素 42.如图甲为某生态系统示意图,图乙表示兔迁入该环境后种群数量随时间的变化曲线。请据图回答问题: (1)图甲中全部生物的总和构成了________。该生态系统含有食物链 ___条,狐与鸟之间的关系为________,这两种动物之间信息传递的方向是________。 (2)流入该生态系统的总能量是________,兔子粪便中的能量属于________同化的能量。碳元素在生物群落内部传递是沿着 _进行的。 (3)在图乙B点时用标志重捕法调查该兔的种群密度,第一次捕获50只,全部标记后释放,一个月后进行第二次捕捉,捕获到未标记的40只,标记的10只。估算该兔种群在这一环境中的K值是________只。 (4)试用所学知识,写出两种既可防治农业害虫又不会造成环境污染措施:  。 43.(10分)如图表示人体的特异性免疫过程,请据图作答: (1)①表示  ,d是 细胞。 (2)与细胞f的功能相适应的细胞器有    。 (3)图中能特异性识别抗原的细胞有  (填字母)。 (4)人体消灭结核杆菌的免疫方式是图中的   (填编号)。 (5)HIV侵入人体后,主要攻击的细胞是 (填字母),导致的疾病属于免疫失调疾病类型中的  。 44.某岛屿由海底火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被茂盛,风景优美,并栖息着狐和野兔,生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐,狐也捕食羔羊。第五年,岛上狐濒临灭绝,但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年,野兔种群爆发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫,其数量骤减。回答问题: (1)该岛屿形成后最初进行的群落演替属于________________。在对该地区土壤小动物丰富度进行调查时,常用_____________方法。 (2)小组成员发现群落中的植物具有垂直结构,其意义是__________。 (3)探究酵母菌种群增长的最适温度是多少,每隔24小时取一定量的酵母菌培养液,用血细胞计数板在显微镜下进行细胞计数,并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌种群数量,这种方法称为___________法。 (4)在人类多的地区,大鼠种群出生率下降,长期来看其种群的年龄组成类型将变为__________。 (5)通过标重捕法调查田鼠种群密度。在1hm2范围内,第一次捕获标记40只田鼠,第二次捕获30只,其中有标记的15只。该种群密度是___________只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食,则会导致种群密度估算结果___________。 (6)该种群蚜虫刚进入某森林(食物和空间充裕,没有天敌)后的一段时间内,某种群数量的变化与___________的数学模型相似。 (7)在“S”种群增长的相关曲线,请分析K/2以后种群数量增长缓慢的原因 . 生物答案 1.B 2.D 3.D 4.B 5.B 6.D 7.D 8.B 9.B 10.D 11.D 12.C 13.B 14.C 15.D 16.B 17.C 18.A 19.A 20.B 21.A 22.A 23.A 24.D 25.C 26. C 27. D 28. C 29.A 30.D 31. A 32.C 33.C 34.A 35.D 36.C 37.D 38.A 39.C 40.B 41.(1)皮肤 汗液蒸发散热 (2)甲状腺能分泌甲状腺激素,促进新陈代谢,加速体内物质氧化分解 (3)肌细胞不能收缩 BD 42.(1)生物群落 2 捕食 双向的 (2)草固定太阳能的总量 草 食物链和食物网 (3)500 引入害虫天敌;引入害虫寄生物(其他合理答案也可) 43.(1)吞噬细胞摄取、处理和呈递抗原 效应T (2)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(缺一不可) (3)b、c、d、e、g (4)④ (5)b 免疫缺陷病 44.(1)初生演替 取样器取样法 (2)提高了群落利用阳光等自然资源的能力 (3)抽样检测法 (4)衰退型 (5)80 偏大 (6)“J”型增长 (7)种内斗争加剧,天敌增多,使出生率下降,死亡率上升,种群增长缓慢 17

    • 2018-11-19
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  • ID:11-4949991 [精]【期末模拟】2018-1019学年人教版生物西安莲湖区高二下学期期末检测 (必修三)

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    必修3 稳态与环境 期末测试 本试卷满分90分,考试时间90分钟,其中第Ⅰ卷选择题含两部分,请将答案用2B铅笔填涂在答题卡上,第Ⅱ卷请将答案直接填在答题纸上,考试结束时,只交答题卡和答题纸。 第Ⅰ卷 选择题(60分) 一、单项选择题(本题含有40小题,每题只有一个正确答案,每题1.5分,共60分) 1.下列有关人体稳态与调节的叙述,正确的是( ) A.维持稳态依赖于机体神经—体液的调节网络 B.内环境渗透压大小主要取决于水和无机盐 C.下丘脑不仅能分泌激素还能产生冷觉 D.由内环境的成分可推知某种疾病的发病风险 2.下图是细胞直接与内环境进行物质交换示意图,⑤处的箭头表示血液流动的方向。分析下列说法正确的是( ) A.若③为组织细胞,则各物质交换过程如下图所示: B.若③为脑细胞,⑤处的氧气浓度高于①处,而CO2的浓度相反 C.若③为肝脏细胞,饭后半小时⑤处的血糖浓度低于①处 D.若③为胰岛B细胞,饭后半小时⑤处的胰岛素浓度高于①处 3.下图曲线显示一个处于安静状态的人在不同气温中,流经皮肤血管的血液相对流量。据此判断,下列叙述错误的是( ) A.在AB段下丘脑活动加强 B.在AB段机体甲状腺激素分泌增加 C.在CD段皮肤血管收缩,汗腺分泌加强 D.在D点以后需要及时补充水和无机盐 4.下图表示机体内生命活动调节的途径。下列说法错误的是( ) A.该图示可以说明神经系统可调控内分泌系统的活动 B.感受器→①→下丘脑→⑦→内分泌腺构成一个完整的反射弧 C.①过程既有电信号的传导又可能有化学信号的传递 D.如果内分泌腺为甲状腺,则⑥的增加可引起③和④的增加 5.下图表示神经元联系的一种形式,与此相关的表述正确的是( ) A.刺激a处,会导致b处连续兴奋或抑制,c处也发生电位变化 B.刺激b处,不会引起a和c处发生电位变化 C.刺激c处,a和b处都会产生兴奋 D.刺激a处,b、c同时产生兴奋或抑制 6.下面关于下丘脑功能的叙述正确的是( ) ①大量出汗后,下丘脑分泌的抗利尿激素增加 ②寒冷刺激使下丘脑分泌促甲状腺激素,促进甲状腺的活动来调节体温 ③下丘脑是体温感觉的高级中枢,不是体温调节的高级中枢 ④下丘脑通过相关神经的作用可以促进肾上腺素和胰高血糖素的分泌 ⑤内环境渗透压的增高使下丘脑某部位产生的神经冲动传至大脑皮层引起渴觉 A.①②③ B.①④⑤ C.②④⑤ D.②③④ 7.右图是人体某项生命活动调节过程的示意图。据图判断,下列说法中正确的是( ) A.该图可以表示体液调节或神经调节的过程 B.如果细胞1是垂体细胞,细胞2可以表示甲状腺细胞 C.如果细胞1是胰岛B细胞,则细胞2只能表示肝细胞 D.细胞1的分泌物,只能是蛋白质类物质 8.下图表示神经元的轴突与肌细胞之间的联系,这种联系是突触联系的另一种形式。下列叙述不正确的是( ) A.该图体现的是突触联系,由②③④构成 B.①中的物质释放到③中需消耗能量并依赖②的选择透过性 C.③内的液体为组织液,构成了神经细胞和肌细胞的内环境 D.①中的物质释放并使④兴奋时,兴奋处的外表面为负电位 9.某健康人在上午11点前仅进食了早餐,右图为其体内血糖浓度变化的情况,有关叙述正确的是( ) A.B点时体内分泌的胰岛素增加,A点时体内分泌的胰高血糖素增加 B.胰岛素能促进细胞将血糖转化成各种氨基酸 C.B点时有肝糖原分解成葡萄糖进入血液 D.激素只运输给靶细胞,不直接参与细胞内多种生命活动 10.某人血液中甲状腺激素浓度过高时会引起线粒体原有功能的改变,即虽然进行有机物的氧化及电子传递但无ATP生成。根据这一事实,可以预料此人( ) A.食量小,耗氧量低,肥胖,皮肤温度比正常人高 B.食量大,耗氧量高,消瘦,皮肤温度比正常人低 C.食量小,耗氧量高,肥胖,皮肤温度比正常人高 D.食量大,耗氧量高,消瘦,皮肤温度比正常人高 11.如果将人脑比成森林,那么神经元就是一棵棵大树,有趣的是,这些大树都只有一根“树根”——细长的轴突;但都拥有许许多多的“树枝”——树突,而神经元之间就是通过树突来连接成网络的。为什么会只有一根“树根”?中科院上海神经研究所的研究,证明了蛋白质的局部降解与神经元“长相”之间的关系。下列有关说法不正确的是( ) A.神经元含有线粒体,能进行有氧呼吸 B.轴突末端含有大量线粒体 C.树突末端含有神经递质 D.蛋白质的局部降解与只有一根“树根”有关 12.为验证“甲状腺激素具有促进幼年动物发育”的作用,某实验小组的同学将一只幼年家兔的甲状腺摘除并缝合后进行观察。作为对照,他们还应该( ) A.用一只成年的家兔做同样的实验 B.用一只幼年家兔外源补充甲状腺激素并在相同环境中观察 C.用一只相似的幼年家兔在颈部切开伤口并缝合,在相同的环境中观察 D.用一只幼年家兔做相同处理后,外源补充甲状腺激素并在相同的环境中观察 13.如图为突触结构模式图,a、d分别表示两个神经元的局部。下列与此相关的表述中正确的是( ) A.在a中可发生电信号→化学信号→电信号的转变 B.③内的递质只能经④释放再作用于⑥ C.兴奋由b传至c的过程中,①处膜外电流方向是b→c D.经④释放的递质必然引起神经元d的兴奋 14.有关神经系统的叙述,错误的是( ) A.脊髓、脑干属于中枢神经系统 B.位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命的必要中枢 C.神经系统调节机体活动的基本方式是反射 D.高级神经中枢和低级神经中枢对躯体运动都有调节作用 15.某科研小组作了一系列生理实验,将小鼠先后置于25℃、0℃、25℃环境中,每一环境中均生活15分钟,从开始到结束,每隔5分钟测一次皮肤血流量、血液中促甲状腺激素、甲状腺激素的含量,共测10次。假设测量过程不影响激素的分泌,测量结果(相对值)如下表。下列有关叙述错误的是( ) A.进入0℃环境时,首先增加的是甲指标,即促甲状腺激素 B.实验过程中,乙增加到最大值后,甲随之降低,这种调节方式属于负反馈调节 C. 0℃时,在甲、乙、丙的共同作用下,小鼠的产热大于散热,以维持体温相对稳定 D.丙代表皮肤血流量0℃时丙值降低,以减少热量散发 16.下列表示生物体内的三个生理过程(a、b、c),在此三个过程中,Y代表的物质分别为( ) A.酶、抗体、载体   B.抗体、载体、酶 C.载体、抗体、酶 D.酶、载体、抗体 17.关于人体三道防线的叙述中,正确的是( ) A.吞噬细胞在三道防线中都能够发挥作用 B.感染发生时,病原体已经突破了两道防线 C.第三道防线的结构最复杂,功能最强大 D.第二道防线的杀菌物质是指抗体 18.下列有关免疫的说法中,正确的是( ) A.能特异性识别抗原的细胞只有T细胞、B细胞、效应T细胞三种 B.吞噬细胞仅在特异性免疫的抗原识别、加工和呈递过程中发挥重要作用 C.有过敏反应的人在初次接触过敏原时不会发生免疫反应 D.体液免疫和细胞免疫均有吞噬细胞的参与 19.选取长度相同的幼苗,实验装置如图4甲所示,给予光照,在不同时间测定胚芽鞘伸长的长度,结果如图4乙。能正确表示对照组、实验组光照侧和背光侧胚芽鞘伸长长度的曲线依次是( ) A.①②③ B.②③① C.③②① D.②①③ 20.下列有关植物激素及植物生长调节剂应用的叙述,不正确的是( ) A.用适宜浓度乙烯利处理香蕉,可加快果实成熟 B.用适宜浓度赤霉素处理的芹菜,可提高产量 C.用适宜浓度细胞分裂素处理水稻,可促进细胞分裂 D.用适宜浓度的2,4-D处理插条两端,可促进插条两端生根 21.盛花期的连续暴雨影响植物的正常受粉,为防止减产,采用喷施一定浓度的生长素类似物溶液。此举对下列哪种植物有效( ) A.小麦 B.玉米 C.黄豆 D.辣椒 22.将一盆栽植物如右图所示置于地面,则其水平方向根的近地侧和茎的近地侧生长素浓度变化曲线为下列哪项(图中虚线对生长既不促进也不抑制的生长素浓度)?( ) A.①④ B.②③ C.①② D.③④ 23.在生态学研究中,下列方法与研究目的不相符的是( ) A.给海龟安装示踪器调查其洄游路线 B.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线 C.用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系 D.用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度 24.下列4个种群不同年龄的个体数曲线图中,表示衰退型种群的是( ) 25.自然界中生物种群增长表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是( ) A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系 B.种群增长率在各阶段是不相同的 C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关 D.种群增长不受种群密度制约 26.在群落演替中,一般不会出现的现象是( ) A.群落中生物种类的增多 B.群落中个体数量的增多 C.草本植物被高大乔木取代 D.灌木被草本植物取代 27.关于生态系统的叙述,正确的是( ) A.生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的 B.生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然有利的 C.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大 D.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越小 28.下列最可能用于同一生物的一组名词是( ) ①初级消费者,第二营养级 ②次级消费者,自养型生物 ③分解者,腐生生物 ④消费者,自养生物 ⑤草食动物,异养生物 ⑥自养生物,第一营养级 ⑦自养生物,初级消费者 A.①③⑤ B.②④⑥ C.①③⑤⑥ D.①⑥⑦ 29.图示为一食物网,若蛇被全部捉光,则此食物网中①的数量将大量减少,②的数量会有增加的趋势,其中的①、②依次为( ) A.花生、山猫 B.兔、鹰 C.地鼠、草 D.兔、山猫 30.运用生态系统能量流动规律分析下列四项中,能量不利于流向对人类最有益的部分的是( ) A.在森林中,使能量多储存在木材里 B.在草原牧场,使能量多流向牛和羊 C.能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者(人的食物) D.在养鱼池,让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食 31.如下图所示的一个食物网(能量传递效率按10%计算),则下列叙述中正确的是( ) A.该食物网中初级消费者是昆虫,次级消费者是鸟 B.昆虫属于第一营养级,鸟属于第二营养级 C.若绿色植物固定的太阳能总量为M,昆虫获得的总能量为m1,鸟获得的总能量为m2,则M>m1+m2 D.在鸟类的食物构成中,若动物性食物占1/3,植物性食物占2/3,则鸟类增加能量A时,生产者需提供能量为55A 32.很多同学都曾尝试设计制作生态瓶,探究保持生态系统相对稳定的条件。下列设计中不合理的是( ) A.瓶内各种生物间有营养上的联系 B.瓶内各种生物的数量应合理 C.向瓶内通往空气以保证生物有氧呼吸 D.给予生态瓶适当的光照 33.下列信息传递的实例中,属于调节生物种间关系的是( ) A.莴苣在适宜波长光下才能萌发生长 B.昆虫散发性外激素传递信息 C.草原返青时,“绿色”为食草动物提供信息 D.雄鸟求偶时进行复杂的“求偶”炫耀 34.下列属于生态系统功能过程描述的是( ) ①生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用,经其呼吸作用消耗 ②在植物→鼠→蛇这条食物链中,鼠是初级消费者、第二营养级 ③蜜蜂发现蜜源时,就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜 ④根瘤菌将大气的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用,最后重新回到大气中 A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④ 35.下列有关生态系统功能的描述,错误的是( ) A.物质循环的关键环节是分解者的分解作用 B.物质流是循环的,能量流是单向的,信息流往往是双向的 C.一个生态系统的营养级越多,消耗的能量就越多,人类可利用的能量就越少 D.信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系,具有调节生态系统稳定性的作用 36.下列哪个食物链(网)中鹰的个体数量最多 ( ) A.草→昆虫→青蛙→蛇→鹰 B.草→昆虫→田螺→食虫鸟→鹰 C. D. 37.下列有关生态学问题的叙述不正确的是( ) A.大力植树造林、改善能源结构是缓解温室效应的重要途径之一 B.生物圈有多层次的自动调节能力,其基础是生物的多样性 C.抵抗力稳定性高的生态系统,恢复力稳定性往往比较高 D.湿地的蓄洪防旱、调节气候功能体现了生物多样性的间接价值 38.可以说明生态系统具有自动调节能力的简化实例是( ) A.食草动物数量增加,导致植物数量减少,从而引起食草动物数量增长受到抑制 B.豆科植物供给根瘤菌有机养料,并从根瘤菌获得含氮养料 C.山区植被遭到破坏后造成水土流失 D.废弃耕地上杂草丛生 39.下列关于生物多样性的叙述错误的是( ) A.生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础 B.建立自然保护区是保护生物多样性的有效方法 C.生物多样性的间接价值是指对生态平衡、生物圈稳态的调节功能 D.生物多样性包括遗传多样性、个体多样性和生态系统多样性 40.下列措施符合保护物种多样性原则的是( ) A.为美化城市环境,随意从国外引进多种观赏类植物 B.为保护草场、减少沙化,要杀死所有危害草原的黄鼠 C.将东北虎迁入野生动物园繁育,并进行部分的野外回归实验 D.为控制水葫芦在我国造成的严重灾害,应将其天敌引入我国 第Ⅱ卷 非选择题(40分) 二、非选择题(本题包括4个题,共40分) 41.(共10分)人体的内环境稳态依赖于神经—体液调节机制来实现,请据图回答有关问题: (1)图中下丘脑的神经细胞除具有神经细胞的功能外,还具有______的功能。 (2)若Y细胞代表甲状腺细胞,物质甲就是______;如果用物质丙饲喂正常动物,则物质乙的分泌量的变化是______;此调节过程称为______调节。 (3)当血浆渗透压过高时, 感受此变化产生兴奋,下丘脑产生的__________,通过促进肾小管、集合管上皮细胞对水的重吸收,使尿量______。 (4)血糖浓度上升会导致下丘脑血糖调节中枢兴奋并进行神经调节,使Z细胞分泌的激素增多,Z表示______细胞。 (5)若刺激A 点,则图中的灵敏电流计偏转______次。 42.(共10分)下图表示棉花的根、芽、茎在不同生长素浓度下的生长情况。请回答相关问题: (1)比较图中三条曲线,能说明 。 (2)若棉花幼苗顶芽处的生长素浓度为b,则最靠近顶芽的侧芽处生长素浓度应为_______(用图中字母回答),二者的生长情况体现了生长素作用的________。 (3)某棉农获知脱落酸可以促进叶片脱落的原理后,采收前在棉田喷施了一定量的脱落酸,试图除去棉花叶片便于机械采收,但效果不明显,为探究其原因,生物兴趣小组设计了下面的实验方案。 实验假设:生长素对脱落酸的功能有抑制作用。 实验方案:取若干长势相同的、处于生殖生长末期的棉花植株,均分成甲、乙、丙三组,做下图所示的处理,观察三组植株叶片脱落的先后。 ①脱落酸能抑制 ,促进叶和果实的衰老和脱落。主要分布在 中。 ②根据科学实验原则,上图中X处应放置________,则乙、丙两组的实验变量是________。 ③预测三组植株的落叶情况,得出实验结论: 若 ,则假设成立; 若 ,则假设不成立。 43.(共10分)下图一为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式。图二表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中a~g表示能量值。请据图作答: (1)图一中,m1、m2表示的能量形式分别为________、________。通常情况下,位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ,主要原因是_________________ _______________________________________________________________。 (2)图二中,若A表示图一中营养级Ⅱ所摄入的全部能量,则B表示________,C表示____________。若图一中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y,则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母表示)。 (3)由图二可以总结出生态系统中能量流动的主要特点是___________________ _________________________________________________________________。 (4)若图一中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙,构成的食物关系如图三。其中,甲的能量中比例为x的部分直接提供给丙,则要使丙的能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母表示)。 参考答案 一、选择题 1~5.DBCDA 6~10.BBBCD 11~15.CDBBC 15~20.CCDBD 21~25.DADDB 26~30.DACDC 31~35.CCCBC 36~40.CCADC 二、非选择题 41.(13分) (1)内分泌 (2)促甲状腺激素释放激素 减少 反馈 (3)下丘脑渗透压感受器(2分) 抗利尿激素 减少 (4) 胰岛B (5)2 42.(13分)(1)植物的不同器官对生长素的反应敏感程度不同(2分) (2)f 两重性 (3)①细胞分裂  将要脱落的器官和组织 ②空白琼脂块 有无生长素 ③丙组落叶明显早于甲、乙组  三组的叶片几乎同时脱落 43.(14分)(1)太阳能(或生产者同化固定的能量)  热能(或呼吸作用散失的热量)   营养级高,可利用的能量少(2分) (2)同化固定的能量  用于生长、发育和繁殖的能量  b/y×100% (3)单向流动,逐级递减(2分)  (4)[25A/(1+4x)] 草 小鸟 田鼠 兔 鹰 草 鹰 田鼠 昆虫 食虫鸟 17

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  • ID:11-4884374 [精]【2019备战高考】高考生物一轮复习 第31讲 通过激素的调节(学生版+解析版)

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修3《稳态与环境》/第2章 动物和人体生命活动的调节/第2节 通过激素的调节

    第31讲 通过激素的调节 神经调节与体液调节的关系(解析版) 高中生物必修3(人教版)第2章动物和人体生命活动的调节,本章主要介绍人体生理功能的调节方式有两种:神经调节和体液调节,二者紧密联系,互相配合,共同调节机体的各种生理功能。体液调节主要是激素调节。教材在“通过神经系统的调节”一节的后面,紧接着安排“通过激素的调节”的内容,使学生对动物和人体生命活动的调节有个完整的认识。 这一节包括激素调节的发现,激素调节的实例,激素调节的特点,评价应用激素类药物的利与弊等四部分内容,对于血糖调节,学生在初中学习时就已有了初步的了解,另外通过必修1的学习,学生对糖类的种类、代谢等也有了较完整的认识,在此基础上再学习本节内容困难不是太大。 同时,“激素”这一名词已经广为人知,因为在现代生活中,激素已被广泛使用在医药、美容护肤品、保健品等多个领域,一方面在造福人类,并带来巨大的社会和经济效益。另一方面激素也被一些人滥用,造成了一定的负面影响,甚至在一定程度上威胁着人类的健康。因此通过本节的学习,不仅能使学生获得有关激素的知识,而且能更好地指导其日常生活,有助于学生选择健康的生活方式、抵制和批判滥用激素的行为。 激素调节 由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节 激素调节是体液调节的主要内容,体液调节还有CO2、H+、等的调节 【区分:激素调节和体液调节】 内分泌腺:没有导管,通过体液运输分泌激素 外分泌腺:有导管,通过导管运输,分泌消化酶(肠腺,胃腺,唾液腺,汗腺,泪腺) 二、人体主要激素及其作用 激素分泌部位 激素名称 主要作用 下丘脑 抗利尿激素 调节水平衡、血压 多种促激素释放激素 调节内分泌等重要生理过程 垂体 生长激素 促进蛋白质合成,促进生长 多种促激素 控制其他内分泌腺的活动 甲状腺 甲状腺激素 (含I) 促进新陈代谢;促进生长发育(包括中枢神经系统的发育),提高神经系统的兴奋性。 肾上腺 肾上腺激素 参与机体的应激反应和体温调节等多项生命活动 胰岛 胰岛素、 胰高血糖素 调节血糖动态平衡 卵巢 雌激素等 促进女性性器官的发育、卵细胞的发育和排卵,激发并维持第二性征等 睾丸 雄激素 促进男性性器官的发育、精子的生成,激发并维持男性第二性征 【阉割催肥的原理是割除牲畜的生殖腺,使其不具有性行为和生殖能力,而且驯良,节约能量,利于育肥】 【激素的化学本质】 (1)固醇类激素:性激素。 (2)氨基酸衍生物类激素:甲状腺激素、肾上腺素。 (3)多肽和蛋白质类激素:下丘脑和垂体分泌的激素,胰岛素和胰高血糖素。 三、血糖平衡的调节 外分泌部:分泌胰液 1胰腺 胰岛A细胞:胰高血糖素 内分泌部:胰岛 胰岛B细胞:胰岛素 2、血糖的来源和去路 【特别提醒】 (1)血糖的最重要的来源是食物中消化吸收,最主要的去路是氧化分解。 (2)人体血糖的正常含量是0.8-1.2g/L(即80-120mg/dL)。 (3)当血糖含量低于0.5-0.6g/L时,会出现早期低血糖的症状(头晕、心慌、四肢发冷、面色苍白、出冷汗等)。 (4)当血糖含量低于0.45g/L时,会出现晚期低血糖的症状(脑细胞供能不足引起的昏迷、惊厥、休克等)。 (5)空腹时血糖含量高于1.3g/L时表现为高血糖。高血糖加重肾脏的负担。 (6)当血糖含量高于1.6-1.8g/L(肾糖阈),会出现尿糖症状。 (7)糖尿病:胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足(Ⅰ型糖尿病),胰岛素分泌正常,细胞对胰岛素不敏感(Ⅱ型糖尿病)。 (8)尿糖≠糖尿病。出现尿糖不一定就是糖尿病,因为如果正常人一次性吃糖过多,肾小管不能吸收多余的葡萄糖,也会出现尿糖。但持续性的尿糖一般就是糖尿病。 (9)肝糖原可直接分解产生葡萄糖,而肌糖原不能实现此过程。 3.血糖平衡的调节过程 【特别提醒】 (1)胰岛素是唯一的降血糖激素。胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低(即可通过增加血糖去路及减少血糖来源降低血糖浓度,“三促进去路两抑制来源”)。 (2)升高血糖的激素有胰高血糖素、肾上腺素等。胰高血糖素能促进肝糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高(“两促进来源”)。 (3)胰岛素与胰高血糖素(肾上腺素)之间是拮抗作用,胰高血糖素与肾上腺素之间是协同作用。 (4)下丘脑作用于胰岛细胞是通过有关神经(内脏神经)实现的,并不是通过促激素释放激素实现的。 (5)血糖平衡的调节是神经-体液调节,其中神经调节通过体液调节发挥作用。 (6)血糖调节的中枢在下丘脑。 (7)人体饭后血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间相对变化坐标曲线图。 4、糖尿病的病因、防治 (1)糖尿病病因及病症 病症:“三多一少”,即多饮、多食、多尿,身体消瘦、体重减轻。 (2)糖尿病防治 较轻患者可通过控制饮食,配合降血糖药物进行治疗,对于较重患者,可静脉注射胰岛素进行治疗。 4、血糖平衡的意义 人的正常血糖浓度在3.9-6.1mmol/L(或80-120mg/dl),保证人体各组织和器官的能量供应,进而保持人体健康。 五、甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节 1、甲状腺激素的功能 甲状腺激素功能(1)促进新陈代谢(2)促进生长发育(3)提高神经系统的兴奋性 2、甲状腺激素分泌的调节 【分级调节】 下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体这种分层控制的方式称为分级调节。 调节方式:负反馈 【反馈调节的类型与实例】 反馈调节又分正反馈和负反馈。 (1)正反馈:加强并偏离静息水平,如排尿排便、血液凝固、胎儿分娩、池塘污染后鱼类死亡更加剧污染等。 (2)负反馈(普遍存在):偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。 3、甲状腺激素分泌异常 分泌过多:甲状腺功能亢进 ---甲亢(易激动) 分泌过少:甲状腺功能不足 (精神萎缩) 缺碘:地方性甲状腺肿(大脖子病) 婴幼儿缺碘:易患呆小症 4.分级调节基本模型 解读:分级调节:下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式称为分级调节。 5、激素间的相互作用 (1)协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥相同作用,如生长激素和甲状腺激素在促进生长发育方面具有协同作用。 (2)拮抗作用:不同激素对同一生理效应发挥相反作用,如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面具有拮抗作用。 六.激素调节的特点 1、微量、高效。 2、通过体液运输。 3、作用于靶器官、靶细胞。激素与靶器官、靶细胞上的特异性受体结合后,引起细胞原有生理活动发生变化,从而起调节作用。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。 【特别提醒】酶和激素的几个易混点 (1)化学本质:大部分酶是蛋白质,少数酶是RNA;激素有多肽、蛋白质(如胰岛素)、固醇类(如性激素)或氨基酸的衍生物(如甲状腺激素)等。 (2)产生细胞:活细胞(人和哺乳动物的成熟红细胞除外)都能产生酶,但激素只能由内分泌腺细胞或下丘脑细胞产生。 (3)作用:酶的作用是催化生物体内的各种化学反应,激素的作用是调节(促进或抑制)生命活动。 (4)作用部位:酶在细胞内外均能发挥作用,催化特定的化学反应,激素要随着血液循环运输到相应的靶细胞或靶器官,调节其生理过程。 【常见激素的靶细胞】 甲状腺激素的靶细胞是全身细胞;胰岛素的靶细胞是全身细胞; 促甲状腺激素释放激素的靶细胞是垂体;促甲状腺激素的靶细胞是甲状腺; 抗利尿激素的靶细胞是肾小管、集合管;胰高血糖素的靶细胞主要是肝细胞。 七、神经调节与激素调节的区别与联系 1. 区别 比较项目 神经调节 体液调节 作用途径 反射弧 体液运输 反应速度 迅速 较缓慢 作用范围 准确、比较局限 较广泛 作用时间 短暂 比较长 (2)关系: ①内分泌腺受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做是神经调节的一个环节。 ②激素也可以影响神经系统的发育和功能,两者常常同时调节生命活动。 【注:CO2刺激呼吸中枢使呼吸加快属于体液调节】 八、人体体温调节 1、体温调节中枢:位于下丘脑。 2、热量平衡:产热与散热应维持动态平衡 ―→ || ―→ 【重要考点】 ①体温调节中枢:下丘脑 ; ②冷觉与温觉的形成在大脑皮层。(人体的感觉中枢都是大脑皮层) ③温觉或冷觉感受器分布在皮肤黏膜、内脏器官; ④调节方式:神经-体液调节 3、构建体温调节模型 九、水盐平衡的调节 1、水平衡调节中枢:下丘脑 2、调节过程 3、调节方式:神经—体液调节 【小结】 (1)人体水平衡的调节方式为神经和体液调节。 (2)水平衡的调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。 (3)抗利尿激素由下丘脑神经细胞分泌、由垂体释放。 (4)抗利尿激素作用:促进肾小管和集合管对水的重吸收 (5)调节方式:神经—体液调节 【注意】 动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节,其中以神经调节为主。 1.(湖北省天门市、仙桃市、潜江市2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)美国耶鲁大学的科学家利用X射线晶体学手段绘制出了β—Klotho蛋白质的高清三维结构图,并发表在新一期《自然》杂志上。β—Klotho蛋白质位于人体特定身体组织的细胞表面,负责与某一类激素——成纤维细胞生长因子(FGF)相结合,这些激素调控着肝、肾、大脑等器官的重要代谢过程,从而增强机体对胰岛素的敏感性,促进葡萄糖代谢。下列说法中,错误的是( ) A. β-Klotho蛋白质是成纤维细胞生长因子(FGF)的相应受体 B. β-Klotho蛋白质的功能与其本身特定的空间结构有关 C. 成纤维细胞生长因子(FGF)直接参与葡萄糖的代谢过程 D. 人体几乎所有的细胞都含有控制β—Klotho蛋白质合成的基因 【答案】C 【解析】 β-Klotho蛋白质位于人体特定身体组织的细胞表面,与成纤维细胞生长因子(FGF)相结合,因此β—Klotho蛋白质是成纤维细胞生长因子(FGF)的相应受体,A正确;结构决定功能,β-Klotho蛋白质的功能与其本身特定的空间结构有关,B正确;成纤维细胞生长因子(FGF)为某一类激素,是一种信息分子,不直接参与葡萄糖的代谢过程,C错误;人体细胞均由同一个受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成,因此含有的遗传物质相同,所以人体几乎所有的细胞都含有控制β—Klotho蛋白质合成的基因,D正确。 【易错提醒 点睛】 解答此类问题的关键是:① 阅读题干,提取有效信息:β—Klotho蛋白质位于人体特定身体组织的细胞表面,负责与某一类激素——成纤维细胞生长因子(FGF)相结合;② 据题干中信息找准解题的切入点,运用所学相关知识及获取的有效信息进行综合分析判断。如本题中的切入点为“β—Klotho蛋白质位于细胞表面”、“激素——成纤维细胞生长因子(FGF)”,联想所学激素调节的特点、细胞膜的信息交流等相关知识分析判断各选项。 2.(湖北省天门市、仙桃市、潜江市2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下列关于细胞间信息交流的说法中,正确的是( ) A. 垂体分泌的抗利尿激素随血液到达全身各处,与肾小管、集合管细胞表面受体结合 B. 效应T细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,信息就从一个细胞传送给另一个细胞 C. 相邻的两个植物细胞之间都可通过胞间连丝相互连接,从而进行细胞间的信息交流 D. 突触前膜释放的神经递质进入突触后膜,从而实现两个神经元之间的信息交流 【答案】B 【详解】 下丘脑分泌经垂体释放的抗利尿激素随血液到达全身各处,与肾小管、集合管细胞表面受体结合,A错误;效应T细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,将信息就从一个细胞传送给另一个细胞,B正确;高等植物细胞的细胞连丝在相邻的两个细胞间形成通道,携带信息的物质可以通过该通道进入另一个细胞,从而进行细胞间的信息交流,C错误;突触前膜释放的神经递质没有进入突触后膜,而是与突触后膜上的特异性受体结合,从而实现两个神经元之间的信息交流,D错误。 【易错提醒 点睛】 解题的关键是熟记并理解细胞间的信息交流的主要方式,知道动物细胞间信息交流的方式主要依靠信号分子(激素、神经递质等)被靶细胞的细胞膜上的受体(糖蛋白)识别而实现信息传递,植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的。据此分析判断各选项涉及到的生理过程是否有细胞膜上的受体或胞间连丝参与。 例1:(河南省平顶山市2017-2018学年高二下学期理科综合生物试题)“柯萨奇”病毒可引起“胃肠感冒”,患者常出现呕吐和发热等症状。下列正确的是( ) A. 病毒进入胃部后引起胃体肌肉收缩属于条件反射 B. T细胞、B细胞、浆细胞和效应T细胞都能特异性识別该病毒 C. 机体消灭“柯萨奇”病毒只体现了免疫系统的清除功能 D. 机体发热说明下丘脑的体温调节能力是有限的 【答案】D 【解析】反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射,非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成,也称为简单反射;条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式;人体的三道防线:第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,他们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用;第二道防线是体液中的杀菌物质--溶菌酶和吞噬细胞;第三道防线主要由免疫器官(扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏等)和免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞等)借助血液循环和淋巴循环而组成的;其中第一道和第二道防线属于非特异性免疫,第三道防线属于特异性免疫。 变式训练1:(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)甲状腺激素抵抗综合征是由于甲状腺激素受体发生改变或甲状腺激素与受体结合障碍等原因,导致组织器官对甲状腺激素的敏感性降低,引起细胞代谢和甲状腺功能异常的疾病。下列有关该病的说法中错误的是( ) A. 甲状腺激素和不同靶细胞膜上的受体结合后发挥的功能可能不同 B. 各种原因引起的甲状腺激素抵抗综合征都可通过注射甲状腺激素进行治疗 C. 若仅组织细胞对甲状腺激素有抵抗,会导致细胞代谢减缓,机体精神萎缩 D. 若仅是垂体对甲状腺激素有抵抗,可能导致机体出现甲亢 例2:(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)下列有关人体的内环境及稳态的说法中,错误的是( ) A. 内环境中可能存在激素、氨基酸和肝糖原等物质 B. 饥饿状态下,血浆流经肝脏部位后葡萄糖浓度上升 C. 淋巴细胞生存的内环境有血浆或淋巴 D. 血浆蛋白渗出会降低血浆渗透压引起组织水肿 【答案】A 【解析】人体的细胞外液即血浆、淋巴和组织液构成了人体的内环境,内环境的成分有:营养物质、代谢废物、激素、气体等。A. 肝糖原位于肝脏细胞中,内环境中没有,A错误; B. 饥饿时,肝糖原分解成葡萄糖进入血液,血液流经肝脏后血糖浓度会有所上升,B正确; C. 淋巴细胞主要存在于淋巴管中,血液中也有淋巴细胞,因此淋巴细胞生存的内环境有血浆或淋巴,C正确;D. 血浆蛋白含量减少,导致血浆渗透压降低,组织液的渗透压相对升高,引起组织水肿,D正确。 变式训练2:(湖北省荆州市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)荆州首届国际马拉松比赛于2017年10月28日在关公义园鸣枪开跑,海内外10000名长跑爱好者参加了比赛。在长跑时,运动员分泌大量汗液。初始汗液的渗透压与血浆的渗 透压相等。初始汗液在流经汗腺导管到排出体外的过程中,大部分的Na+、Cl-被重吸收,而水很少被重吸收。下列有关叙述中,正确的是( ) A. 出汗不利于维持体温恒定 B. 出汗可使血浆渗透压降低 C. 汗腺导管重吸收Na+、Cl-需要消耗ATP D. 出汗时下丘脑渗透压感受器的兴奋性减弱 例3:(广东省中山市第一中学2018届高三第七次统测理科综合生物试题)研究表明青蒿素可与一种Gephyrin蛋白相结合,能激活GABA受体(活细胞信号的主要开关),引发胰岛A细胞一系列的变化,从而转变为胰岛B细胞。下列叙述正确的是( ) A. 注射青蒿素---Gephyrin蛋白制剂可以治疗糖尿病 B. 不同胰岛细胞的基因不同导致产生不同的激素 C. 胰岛A细胞转变为胰岛B细胞,体现了细胞的全能性 D. 青蒿素是引发胰岛A细胞突变出胰岛素基因的化学因素 【答案】A 【解析】青蒿素与Gephyrin蛋白结合,激活GABA受体(活细胞信号的主要开关),引发胰岛A细胞转变为胰岛B细胞,该过程是调控基因进行选择性表达的过程,不是基因突变。 A. 注射结合了青蒿素的Gephyrin蛋白可以诱导胰岛A细胞转化为胰岛B细胞,胰岛B细胞可以分泌胰岛素,所以可以治疗糖尿病,A正确;B. 不同胰岛细胞产生不同激素的原因是基因选择性表达的结果,B错误;C. 全能性是指离体细胞发育成完整个体,而胰岛A细胞转变为胰岛B细胞没有体现全能性,C错误;D. 胰岛A细胞转变为胰岛B细胞不是基因突变,D错误。 变式训练3.(安徽省宣城市2017-2018学年第二学期期末考试宣城高二生物试题)关于神经体液调节下列说法正确的是( ) A. 兴奋在反射弧中的神经纤维上的传导是单向的 B. 人类大脑言语区W区受损,患者不能看懂文字 C. 促甲状腺激素几乎作用于全身所有细胞,提高代谢速率 D. 人在寒冷环境中,皮肤血管收缩、产热增加,机体散热量小于产热量 1.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)桥本氏甲减是由于甲状腺被破坏所导致的甲状腺激素减少而引发的病症。从该病患者血清中可检出抗甲状腺相应成分的自身抗体。下表为某患者甲状腺功能的检测报告(部分数据)。下列有关分析错误的是( ) 检验项目 结果 单位 参考值 游离甲状腺激素 0.86 ng/dL 0.8-1.7 促甲状腺激素(TSH) 7.47 mIU/L 0.3-3.6 抗甲状腺球蛋白抗体(TGAb) 140.60 IU//mL 5-100 抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb) 47.90 IU//mL 1-16 A. TGAb和TPOAb值偏高是诊断该病的主要依据 B. 促甲状腺激素含量偏高是机体反馈调节的结果 C. 桥本氏甲减属于自身免疫病 D. 该病可通过接种疫苗的方式预防 2.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)关于体液调节的特点,下列叙述错误的是( ) A. 与神经调节相比,调节速度较缓慢,作用时间较长 B. 通过体液运送调节因子 C. 调节因子都是由内分泌腺产生的 D. 与神经调节相比,调节作用范围较广泛 3.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)视网膜细胞可感受光照强度的变化,将信号传至视交叉上核(SCN),使松果体分泌褪黑激素发生节律性变化,导致人的睡眠和觉醒出现昼夜节律。褪黑激素可提高人体睡眠质量,降低化学致癌因子对DNA的损伤。调查发现,患松果体恶性肿瘤的儿童会出现性早熟现象。由此推断下列叙述错误的是( ) A. SCN可能位于下丘脑 B. 人体内褪黑激素的含量,晴天比阴天多 C. 褪黑激素对促性腺激素的分泌可能有一定的抑制作用 D. 除工作、学习压力之外,光污染也是导致城市失眠人数和癌症患者数增多的因素 4.(湖北省汉川第二中学2017-2018学年高一下学期期末考试生物试题)下图为人体内细胞间的信息传递机制模式图,图中①②分别代表不同的细胞、A表示物质。下列描述中,不符合该模型的是 ( ) A. ①是甲状腺细胞,A是甲状腺激素,②是下丘脑神经分泌细胞 B. ①是下丘脑神经分泌细胞,A是抗利尿激素,②是垂体细胞 C. ①是传入神经元,A是神经递质,②是传出神经元 D. ①是T细胞,A是淋巴因子,②是B细胞 5.(河南省七校2017-2018学年高二下学期升级摸底考试生物试题)如图所示为甲状腺激素在细胞内的作用机理,其中PB表示甲状腺激素的血浆运输蛋白、P表示RNA聚合酶、TH表示甲状腺激素。据图分析,下列相关叙述中正确的是( ) A. 人成熟红细胞内没有甲状腺激素发挥其调节功能的基础 B. pre-mRNA经核孔进入细胞质后直接作为合成蛋白质的模板 C. 若TH进入细胞时需载体的协助,则进入方式为协助扩散 D. TH不能提高垂体细胞的代谢,而是抑制其合成和分泌TSH 6.(云南省玉溪市一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)根据下图中人体器官模型,判断下列说法错误的是( ) A. 如果该器官为甲状腺,则寒冷刺激时甲状腺激素浓度A处高于B处 B. 如果该器官为肝脏,则饥饿时血糖浓度A处低于B处 C. 如果该器官为肾脏,则尿素的浓度A处高于B处 D. 如果该器官为胰脏,则饭后胰岛素浓度A处低于B处 7.(云南省玉溪市一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关人体内激素的叙述,错误的是( ) A. 运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素是高能化合物 B. 饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,非糖物质转化为葡萄糖 C. 进食后胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可促进细胞摄取、利用葡萄糖 D. 青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育 8.(云南省玉溪市一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下图为人体内环境示意图,下列关于人体内环境稳态与调节的叙述,错误的是( ) A. 人体遇冷时,甲状腺激素和肾上腺素均可参与机体产热调节 B. 垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺 C. 胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度的调节,也受神经调节 D. 饮水不足会引起垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水 9.(江苏省无锡市2017-2018学年高二第二次学业水平模拟测试生物试题)下列关于人体内血糖调节的叙述,正确的是(  ) A. 饥饿时,胰岛素的分泌会增加 B. 胰岛素能促进细胞对葡萄糖的摄取和利用 C. 饭后,胰高血糖素的分泌会增加 D. 胰高血糖素能促进肌糖原分解 10.(河南省平顶山市2017-2018学年高二下学期理科综合生物试题)“Graves氏病”是由于人体产生针对促甲状腺激素的受体的抗体,该种抗体能发挥与促甲状腺激素相同的生理作用,但甲状腺激素不会影响该抗体的分泌。如图表示健康人和Graves病人激素分泌的调节机制,A、B、C为三种激素。下列叙述正确的是( ) A. 激素A随血液循环主动运输到垂体,促进激素B的分泌 B. 图中抗体与激素B能和同种受体结合 C. Graves病人血液中的激素A和激素B含量比健康人的高 D. Graves病是一种自身免疫缺陷病,且病人的甲状腺肥大 11.(黑龙江省2018年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟(三)理综生物试题)下列有关稳态与健康的叙述,正确的是() A. 组织液的成分稳定时,机体就达到稳态 B. 稳态的维持依赖于机体神经-体液-免疫调节网络 C. 血浆渗透压降低时,抗利尿激素分泌增加 D. 运动后Na+、K+排出体外较多,机体的内环境就不能维持相对稳定状态 12.(黑龙江省2018高三年高考模拟精编大考卷(六)生物试卷)抽动症是一种慢性精神病,多发于学龄儿童,其病因之一是多巴胺过度分泌。多巴胺是一种相对分子质量为153的神经递质,其分泌过多会引起人体内的甲状腺激素等多种激素的分泌异常,并导致内环境稳态失调。下列相关叙述正确的是( ) A. 多巴胺是兴奋性神经递质,其分泌过多会引起肌肉过度收缩 B. 多巴胺从突触前膜进入突触间隙的方式为自由扩散 C. 多巴胺分泌异常对下丘脑和垂体的激素分泌没有影响 D. 多巴胺与激素都有专一性,都通过体液只运输给相应靶器官 13.(山东省潍坊市第六中学2017-2018学年高一下学期期中考试生物试题)下图是细胞间的三种信息交流方式,请据图回答: (1)图A表示通过细胞分泌的化学物质,随[①]____到达全身各处,与靶细胞表面的[②]____结合,将信息传递给靶细胞。 (2)图B表示通过相邻两细胞的____,使信息从一个细胞传递给另一个细胞,图B中③表示____,请举例:____。 (3)图C表示相邻两植物细胞之间形成____,携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞,图中④表示____。 (4)由以上分析可知:在多细胞生物体内,各个细胞之间都维持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也有赖于信息的交流,这种交流大多与____有关。 13.(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)凋亡功能的失常或凋亡细胞清除缺陷可诱发多种疾病,研究发现,高浓度的葡萄糖溶液会诱导 胰岛B细胞的凋亡,若凋亡的胰岛B细胞未及时淸除,其凋亡小体可剌激机体产生抗体,该抗体破坏其他的胰岛B细胞,引起高血糖。请回答下列问题: (1)从免疫角度的分析,凋亡小体属于____________________,胰岛B细胞的抗体破坏导致的高血糖症属于____________病。免疫调节过程中能够产生抗体的细胞可以由____________细胞增殖分化形成。 (2)在血糖调节过程中,与胰岛B细胞分泌的激素有拮抗作用的激素有____________,高血糖会诱导胰岛B细胞的凋亡,从而进一步导致血糖浓度的升高,这种调节机制称为____________。 (3)免疫调节过程中,T细胞会分泌能促使细胞凋亡的信息分子CD95L,正常情况下胰岛B细胞表面由于缺乏受体,而不会凋亡。试分析高血糖刺激下,胰岛B细胞发生细胞凋亡的原因可能是____________。 53.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(十二)生物试题)如图为人体生命活动调节的部分途径示意图,其中字母代表器官或细胞,数字代表激素。请据图回答: (1)图中A代表的器官是__________;A对C、D、E的调节方式为________,其结构基础是__________。 (2)①代表________激素,它是由________释放的,该激素能特异性作用于B细胞的原因是________。 (3)图中具有协同作用关系的激素有__________(填序号)。 (4)由图可知,⑦的分泌调节要经过A→F→甲状腺几个等级,这种激素分泌的调节称为______调节;⑦的含量过高时,又能反作用于A与F,这种调节属于________调节。 14 第31讲 通过激素的调节 神经调节与体液调节的关系(解析版) 高中生物必修3(人教版)第2章动物和人体生命活动的调节,本章主要介绍人体生理功能的调节方式有两种:神经调节和体液调节,二者紧密联系,互相配合,共同调节机体的各种生理功能。体液调节主要是激素调节。教材在“通过神经系统的调节”一节的后面,紧接着安排“通过激素的调节”的内容,使学生对动物和人体生命活动的调节有个完整的认识。 这一节包括激素调节的发现,激素调节的实例,激素调节的特点,评价应用激素类药物的利与弊等四部分内容,对于血糖调节,学生在初中学习时就已有了初步的了解,另外通过必修1的学习,学生对糖类的种类、代谢等也有了较完整的认识,在此基础上再学习本节内容困难不是太大。 同时,“激素”这一名词已经广为人知,因为在现代生活中,激素已被广泛使用在医药、美容护肤品、保健品等多个领域,一方面在造福人类,并带来巨大的社会和经济效益。另一方面激素也被一些人滥用,造成了一定的负面影响,甚至在一定程度上威胁着人类的健康。因此通过本节的学习,不仅能使学生获得有关激素的知识,而且能更好地指导其日常生活,有助于学生选择健康的生活方式、抵制和批判滥用激素的行为。 激素调节 由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节 激素调节是体液调节的主要内容,体液调节还有CO2、H+、等的调节 【区分:激素调节和体液调节】 内分泌腺:没有导管,通过体液运输分泌激素 外分泌腺:有导管,通过导管运输,分泌消化酶(肠腺,胃腺,唾液腺,汗腺,泪腺) 二、人体主要激素及其作用 激素分泌部位 激素名称 主要作用 下丘脑 抗利尿激素 调节水平衡、血压 多种促激素释放激素 调节内分泌等重要生理过程 垂体 生长激素 促进蛋白质合成,促进生长 多种促激素 控制其他内分泌腺的活动 甲状腺 甲状腺激素 (含I) 促进新陈代谢;促进生长发育(包括中枢神经系统的发育),提高神经系统的兴奋性。 肾上腺 肾上腺激素 参与机体的应激反应和体温调节等多项生命活动 胰岛 胰岛素、 胰高血糖素 调节血糖动态平衡 卵巢 雌激素等 促进女性性器官的发育、卵细胞的发育和排卵,激发并维持第二性征等 睾丸 雄激素 促进男性性器官的发育、精子的生成,激发并维持男性第二性征 【阉割催肥的原理是割除牲畜的生殖腺,使其不具有性行为和生殖能力,而且驯良,节约能量,利于育肥】 【激素的化学本质】 (1)固醇类激素:性激素。 (2)氨基酸衍生物类激素:甲状腺激素、肾上腺素。 (3)多肽和蛋白质类激素:下丘脑和垂体分泌的激素,胰岛素和胰高血糖素。 三、血糖平衡的调节 外分泌部:分泌胰液 1胰腺 胰岛A细胞:胰高血糖素 内分泌部:胰岛 胰岛B细胞:胰岛素 2、血糖的来源和去路 【特别提醒】 (1)血糖的最重要的来源是食物中消化吸收,最主要的去路是氧化分解。 (2)人体血糖的正常含量是0.8-1.2g/L(即80-120mg/dL)。 (3)当血糖含量低于0.5-0.6g/L时,会出现早期低血糖的症状(头晕、心慌、四肢发冷、面色苍白、出冷汗等)。 (4)当血糖含量低于0.45g/L时,会出现晚期低血糖的症状(脑细胞供能不足引起的昏迷、惊厥、休克等)。 (5)空腹时血糖含量高于1.3g/L时表现为高血糖。高血糖加重肾脏的负担。 (6)当血糖含量高于1.6-1.8g/L(肾糖阈),会出现尿糖症状。 (7)糖尿病:胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足(Ⅰ型糖尿病),胰岛素分泌正常,细胞对胰岛素不敏感(Ⅱ型糖尿病)。 (8)尿糖≠糖尿病。出现尿糖不一定就是糖尿病,因为如果正常人一次性吃糖过多,肾小管不能吸收多余的葡萄糖,也会出现尿糖。但持续性的尿糖一般就是糖尿病。 (9)肝糖原可直接分解产生葡萄糖,而肌糖原不能实现此过程。 3.血糖平衡的调节过程 【特别提醒】 (1)胰岛素是唯一的降血糖激素。胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低(即可通过增加血糖去路及减少血糖来源降低血糖浓度,“三促进去路两抑制来源”)。 (2)升高血糖的激素有胰高血糖素、肾上腺素等。胰高血糖素能促进肝糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高(“两促进来源”)。 (3)胰岛素与胰高血糖素(肾上腺素)之间是拮抗作用,胰高血糖素与肾上腺素之间是协同作用。 (4)下丘脑作用于胰岛细胞是通过有关神经(内脏神经)实现的,并不是通过促激素释放激素实现的。 (5)血糖平衡的调节是神经-体液调节,其中神经调节通过体液调节发挥作用。 (6)血糖调节的中枢在下丘脑。 (7)人体饭后血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间相对变化坐标曲线图。 4、糖尿病的病因、防治 (1)糖尿病病因及病症 病症:“三多一少”,即多饮、多食、多尿,身体消瘦、体重减轻。 (2)糖尿病防治 较轻患者可通过控制饮食,配合降血糖药物进行治疗,对于较重患者,可静脉注射胰岛素进行治疗。 4、血糖平衡的意义 人的正常血糖浓度在3.9-6.1mmol/L(或80-120mg/dl),保证人体各组织和器官的能量供应,进而保持人体健康。 五、甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节 1、甲状腺激素的功能 甲状腺激素功能(1)促进新陈代谢(2)促进生长发育(3)提高神经系统的兴奋性 2、甲状腺激素分泌的调节 【分级调节】 下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体这种分层控制的方式称为分级调节。 调节方式:负反馈 【反馈调节的类型与实例】 反馈调节又分正反馈和负反馈。 (1)正反馈:加强并偏离静息水平,如排尿排便、血液凝固、胎儿分娩、池塘污染后鱼类死亡更加剧污染等。 (2)负反馈(普遍存在):偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。 3、甲状腺激素分泌异常 分泌过多:甲状腺功能亢进 ---甲亢(易激动) 分泌过少:甲状腺功能不足 (精神萎缩) 缺碘:地方性甲状腺肿(大脖子病) 婴幼儿缺碘:易患呆小症 4.分级调节基本模型 解读:分级调节:下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式称为分级调节。 5、激素间的相互作用 (1)协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥相同作用,如生长激素和甲状腺激素在促进生长发育方面具有协同作用。 (2)拮抗作用:不同激素对同一生理效应发挥相反作用,如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面具有拮抗作用。 六.激素调节的特点 1、微量、高效。 2、通过体液运输。 3、作用于靶器官、靶细胞。激素与靶器官、靶细胞上的特异性受体结合后,引起细胞原有生理活动发生变化,从而起调节作用。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。 【特别提醒】酶和激素的几个易混点 (1)化学本质:大部分酶是蛋白质,少数酶是RNA;激素有多肽、蛋白质(如胰岛素)、固醇类(如性激素)或氨基酸的衍生物(如甲状腺激素)等。 (2)产生细胞:活细胞(人和哺乳动物的成熟红细胞除外)都能产生酶,但激素只能由内分泌腺细胞或下丘脑细胞产生。 (3)作用:酶的作用是催化生物体内的各种化学反应,激素的作用是调节(促进或抑制)生命活动。 (4)作用部位:酶在细胞内外均能发挥作用,催化特定的化学反应,激素要随着血液循环运输到相应的靶细胞或靶器官,调节其生理过程。 【常见激素的靶细胞】 甲状腺激素的靶细胞是全身细胞;胰岛素的靶细胞是全身细胞; 促甲状腺激素释放激素的靶细胞是垂体;促甲状腺激素的靶细胞是甲状腺; 抗利尿激素的靶细胞是肾小管、集合管;胰高血糖素的靶细胞主要是肝细胞。 七、神经调节与激素调节的区别与联系 1. 区别 比较项目 神经调节 体液调节 作用途径 反射弧 体液运输 反应速度 迅速 较缓慢 作用范围 准确、比较局限 较广泛 作用时间 短暂 比较长 (2)关系: ①内分泌腺受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做是神经调节的一个环节。 ②激素也可以影响神经系统的发育和功能,两者常常同时调节生命活动。 【注:CO2刺激呼吸中枢使呼吸加快属于体液调节】 八、人体体温调节 1、体温调节中枢:位于下丘脑。 2、热量平衡:产热与散热应维持动态平衡 ―→ || ―→ 【重要考点】 ①体温调节中枢:下丘脑 ; ②冷觉与温觉的形成在大脑皮层。(人体的感觉中枢都是大脑皮层) ③温觉或冷觉感受器分布在皮肤黏膜、内脏器官; ④调节方式:神经-体液调节 3、构建体温调节模型 九、水盐平衡的调节 1、水平衡调节中枢:下丘脑 2、调节过程 3、调节方式:神经—体液调节 【小结】 (1)人体水平衡的调节方式为神经和体液调节。 (2)水平衡的调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。 (3)抗利尿激素由下丘脑神经细胞分泌、由垂体释放。 (4)抗利尿激素作用:促进肾小管和集合管对水的重吸收 (5)调节方式:神经—体液调节 【注意】 动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节,其中以神经调节为主。 1.(湖北省天门市、仙桃市、潜江市2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)美国耶鲁大学的科学家利用X射线晶体学手段绘制出了β—Klotho蛋白质的高清三维结构图,并发表在新一期《自然》杂志上。β—Klotho蛋白质位于人体特定身体组织的细胞表面,负责与某一类激素——成纤维细胞生长因子(FGF)相结合,这些激素调控着肝、肾、大脑等器官的重要代谢过程,从而增强机体对胰岛素的敏感性,促进葡萄糖代谢。下列说法中,错误的是( ) A. β-Klotho蛋白质是成纤维细胞生长因子(FGF)的相应受体 B. β-Klotho蛋白质的功能与其本身特定的空间结构有关 C. 成纤维细胞生长因子(FGF)直接参与葡萄糖的代谢过程 D. 人体几乎所有的细胞都含有控制β—Klotho蛋白质合成的基因 【答案】C 【解析】 β-Klotho蛋白质位于人体特定身体组织的细胞表面,与成纤维细胞生长因子(FGF)相结合,因此β—Klotho蛋白质是成纤维细胞生长因子(FGF)的相应受体,A正确;结构决定功能,β-Klotho蛋白质的功能与其本身特定的空间结构有关,B正确;成纤维细胞生长因子(FGF)为某一类激素,是一种信息分子,不直接参与葡萄糖的代谢过程,C错误;人体细胞均由同一个受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成,因此含有的遗传物质相同,所以人体几乎所有的细胞都含有控制β—Klotho蛋白质合成的基因,D正确。 【易错提醒 点睛】 解答此类问题的关键是:① 阅读题干,提取有效信息:β—Klotho蛋白质位于人体特定身体组织的细胞表面,负责与某一类激素——成纤维细胞生长因子(FGF)相结合;② 据题干中信息找准解题的切入点,运用所学相关知识及获取的有效信息进行综合分析判断。如本题中的切入点为“β—Klotho蛋白质位于细胞表面”、“激素——成纤维细胞生长因子(FGF)”,联想所学激素调节的特点、细胞膜的信息交流等相关知识分析判断各选项。 2.(湖北省天门市、仙桃市、潜江市2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下列关于细胞间信息交流的说法中,正确的是( ) A. 垂体分泌的抗利尿激素随血液到达全身各处,与肾小管、集合管细胞表面受体结合 B. 效应T细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,信息就从一个细胞传送给另一个细胞 C. 相邻的两个植物细胞之间都可通过胞间连丝相互连接,从而进行细胞间的信息交流 D. 突触前膜释放的神经递质进入突触后膜,从而实现两个神经元之间的信息交流 【答案】B 【详解】 下丘脑分泌经垂体释放的抗利尿激素随血液到达全身各处,与肾小管、集合管细胞表面受体结合,A错误;效应T细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,将信息就从一个细胞传送给另一个细胞,B正确;高等植物细胞的细胞连丝在相邻的两个细胞间形成通道,携带信息的物质可以通过该通道进入另一个细胞,从而进行细胞间的信息交流,C错误;突触前膜释放的神经递质没有进入突触后膜,而是与突触后膜上的特异性受体结合,从而实现两个神经元之间的信息交流,D错误。 【易错提醒 点睛】 解题的关键是熟记并理解细胞间的信息交流的主要方式,知道动物细胞间信息交流的方式主要依靠信号分子(激素、神经递质等)被靶细胞的细胞膜上的受体(糖蛋白)识别而实现信息传递,植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的。据此分析判断各选项涉及到的生理过程是否有细胞膜上的受体或胞间连丝参与。 例1:(河南省平顶山市2017-2018学年高二下学期理科综合生物试题)“柯萨奇”病毒可引起“胃肠感冒”,患者常出现呕吐和发热等症状。下列正确的是( ) A. 病毒进入胃部后引起胃体肌肉收缩属于条件反射 B. T细胞、B细胞、浆细胞和效应T细胞都能特异性识別该病毒 C. 机体消灭“柯萨奇”病毒只体现了免疫系统的清除功能 D. 机体发热说明下丘脑的体温调节能力是有限的 【答案】D 【解析】反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射,非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成,也称为简单反射;条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式;人体的三道防线:第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,他们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用;第二道防线是体液中的杀菌物质--溶菌酶和吞噬细胞;第三道防线主要由免疫器官(扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏等)和免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞等)借助血液循环和淋巴循环而组成的;其中第一道和第二道防线属于非特异性免疫,第三道防线属于特异性免疫。 变式训练1:(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)甲状腺激素抵抗综合征是由于甲状腺激素受体发生改变或甲状腺激素与受体结合障碍等原因,导致组织器官对甲状腺激素的敏感性降低,引起细胞代谢和甲状腺功能异常的疾病。下列有关该病的说法中错误的是( ) A. 甲状腺激素和不同靶细胞膜上的受体结合后发挥的功能可能不同 B. 各种原因引起的甲状腺激素抵抗综合征都可通过注射甲状腺激素进行治疗 C. 若仅组织细胞对甲状腺激素有抵抗,会导致细胞代谢减缓,机体精神萎缩 D. 若仅是垂体对甲状腺激素有抵抗,可能导致机体出现甲亢 【答案】B 【解析】A. 不同靶细胞膜上受体可能不同,因此甲状腺激素和不同靶细胞膜上的受体结合后发挥的功能可能不同,A正确;B. 若是由于甲状腺激素受体发生改变导致,即便注射甲状腺激素也不能起到治疗作用,B错误;C. 甲状腺激素主要作用是促进物质代谢和能量代谢,若仅组织细胞对甲状腺激素有抵抗,会导致细胞代谢减缓,机体精神萎缩,C正确; D. 若仅是垂体对甲状腺激素有抵抗,则甲状腺激素的负反馈调节机制失调,导致甲状腺激素分泌过多,可能导致机体出现甲亢,D正确。 例2:(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)下列有关人体的内环境及稳态的说法中,错误的是( ) A. 内环境中可能存在激素、氨基酸和肝糖原等物质 B. 饥饿状态下,血浆流经肝脏部位后葡萄糖浓度上升 C. 淋巴细胞生存的内环境有血浆或淋巴 D. 血浆蛋白渗出会降低血浆渗透压引起组织水肿 【答案】A 【解析】人体的细胞外液即血浆、淋巴和组织液构成了人体的内环境,内环境的成分有:营养物质、代谢废物、激素、气体等。A. 肝糖原位于肝脏细胞中,内环境中没有,A错误; B. 饥饿时,肝糖原分解成葡萄糖进入血液,血液流经肝脏后血糖浓度会有所上升,B正确; C. 淋巴细胞主要存在于淋巴管中,血液中也有淋巴细胞,因此淋巴细胞生存的内环境有血浆或淋巴,C正确;D. 血浆蛋白含量减少,导致血浆渗透压降低,组织液的渗透压相对升高,引起组织水肿,D正确。 变式训练2:(湖北省荆州市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)荆州首届国际马拉松比赛于2017年10月28日在关公义园鸣枪开跑,海内外10000名长跑爱好者参加了比赛。在长跑时,运动员分泌大量汗液。初始汗液的渗透压与血浆的渗 透压相等。初始汗液在流经汗腺导管到排出体外的过程中,大部分的Na+、Cl-被重吸收,而水很少被重吸收。下列有关叙述中,正确的是( ) A. 出汗不利于维持体温恒定 B. 出汗可使血浆渗透压降低 C. 汗腺导管重吸收Na+、Cl-需要消耗ATP D. 出汗时下丘脑渗透压感受器的兴奋性减弱 【答案】C 【解析】运动时,机体产热增加,而汗液蒸发会带走部分热量,从而维持机体产热与散热的平衡,因此出汗利于维持体温恒定,A错误;汗液在流经汗腺导管到排出体外的过程中,大部分的Na+、Cl-被重吸收,而水很少被重吸收,说明失水量相对较多,因此出汗可使血浆渗透压升高,B错误;排汗过程中,汗腺导管重吸收Na+、Cl-的方式是主动运输,需要消耗ATP,C正确;出汗时机体失水多于失盐,导致细胞外液渗透压升高,进而引起下丘脑渗透压感受器的兴奋性增强,D错误。 例3:(广东省中山市第一中学2018届高三第七次统测理科综合生物试题)研究表明青蒿素可与一种Gephyrin蛋白相结合,能激活GABA受体(活细胞信号的主要开关),引发胰岛A细胞一系列的变化,从而转变为胰岛B细胞。下列叙述正确的是( ) A. 注射青蒿素---Gephyrin蛋白制剂可以治疗糖尿病 B. 不同胰岛细胞的基因不同导致产生不同的激素 C. 胰岛A细胞转变为胰岛B细胞,体现了细胞的全能性 D. 青蒿素是引发胰岛A细胞突变出胰岛素基因的化学因素 【答案】A 【解析】青蒿素与Gephyrin蛋白结合,激活GABA受体(活细胞信号的主要开关),引发胰岛A细胞转变为胰岛B细胞,该过程是调控基因进行选择性表达的过程,不是基因突变。 A. 注射结合了青蒿素的Gephyrin蛋白可以诱导胰岛A细胞转化为胰岛B细胞,胰岛B细胞可以分泌胰岛素,所以可以治疗糖尿病,A正确;B. 不同胰岛细胞产生不同激素的原因是基因选择性表达的结果,B错误;C. 全能性是指离体细胞发育成完整个体,而胰岛A细胞转变为胰岛B细胞没有体现全能性,C错误;D. 胰岛A细胞转变为胰岛B细胞不是基因突变,D错误。 变式训练3.(安徽省宣城市2017-2018学年第二学期期末考试宣城高二生物试题)关于神经体液调节下列说法正确的是( ) A. 兴奋在反射弧中的神经纤维上的传导是单向的 B. 人类大脑言语区W区受损,患者不能看懂文字 C. 促甲状腺激素几乎作用于全身所有细胞,提高代谢速率 D. 人在寒冷环境中,皮肤血管收缩、产热增加,机体散热量小于产热量 【答案】A 【详解】 在反射弧中,刺激在感受器上,产生兴奋的传导方向:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,所以兴奋在反射弧中的神经纤维上的传导是单向的,A正确;人类大脑言语区W区受损,能看懂文字,听懂谈话,也会讲话,但不能写字,B错误;促甲状腺激素作用于甲状腺,促进甲状腺激素的生成和分泌,C错误; 在寒冷环境中,人体与环境的温差大,通过辐射、对流方式向外散热的速度加快。可通过收缩皮肤血管,减少散热;通过战栗和增强新陈代谢,增加产热,使得机体散热量等于产热量,维持人体体温相对稳定,D错误。故选A。 1.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)桥本氏甲减是由于甲状腺被破坏所导致的甲状腺激素减少而引发的病症。从该病患者血清中可检出抗甲状腺相应成分的自身抗体。下表为某患者甲状腺功能的检测报告(部分数据)。下列有关分析错误的是( ) 检验项目 结果 单位 参考值 游离甲状腺激素 0.86 ng/dL 0.8-1.7 促甲状腺激素(TSH) 7.47 mIU/L 0.3-3.6 抗甲状腺球蛋白抗体(TGAb) 140.60 IU//mL 5-100 抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb) 47.90 IU//mL 1-16 A. TGAb和TPOAb值偏高是诊断该病的主要依据 B. 促甲状腺激素含量偏高是机体反馈调节的结果 C. 桥本氏甲减属于自身免疫病 D. 该病可通过接种疫苗的方式预防 【答案】D 【解析】A. 根据TGAb和TPOAb超出正常参考值,可对患者做出诊断,A正确; B. 桥本氏甲减患者的甲状腺被破坏所,导致的甲状腺激素减少,机体通过反馈调节使促甲状腺激素含量偏高,B正确;C. 桥本氏甲减属于自身免疫病,C正确;D. 桥本氏甲减属于自身免疫疾病,不能通过注射疫苗进行预防,D错误。 2.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)关于体液调节的特点,下列叙述错误的是( ) A. 与神经调节相比,调节速度较缓慢,作用时间较长 B. 通过体液运送调节因子 C. 调节因子都是由内分泌腺产生的 D. 与神经调节相比,调节作用范围较广泛 【答案】C 【解析】A. 体液调节的速度较缓慢,作用时间较长,A正确;B. CO2等调节因子通过体液运送完成调节,B正确;C. 体液调节的物质有激素、CO2等化学物质,并不都是内分泌腺产生,如CO2,C错误;D. 与神经调节相比,体液调节作用范围较广泛,D正确。 3.(广东省深圳实验,珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)视网膜细胞可感受光照强度的变化,将信号传至视交叉上核(SCN),使松果体分泌褪黑激素发生节律性变化,导致人的睡眠和觉醒出现昼夜节律。褪黑激素可提高人体睡眠质量,降低化学致癌因子对DNA的损伤。调查发现,患松果体恶性肿瘤的儿童会出现性早熟现象。由此推断下列叙述错误的是( ) A. SCN可能位于下丘脑 B. 人体内褪黑激素的含量,晴天比阴天多 C. 褪黑激素对促性腺激素的分泌可能有一定的抑制作用 D. 除工作、学习压力之外,光污染也是导致城市失眠人数和癌症患者数增多的因素 【答案】B 【解析】下丘脑中有一些细胞不仅能传导兴奋,而且能分泌激素,是机体调节内分泌活动的枢纽;视网膜细胞可感受光照强度的变化,使松果体分泌褪黑激素发生节律性变化,因此光照会影响褪黑激素的分泌;褪黑激素可提高人体睡眠质量,因此夜间褪黑激素含量要比白天多,而学习压力、光照等都会影响褪黑激素的分泌。A. 视网膜细胞可感受光照强度的变化,将信号传至视交叉上核(SCN),使松果体分泌褪黑激素,调节人的睡眠和觉醒出现昼夜节律,即SCN既可传导兴奋,又可调节激素分泌,因此推测可能位于下丘脑,A正确;B. 晴天比阴天光照强,因此晴天人体内褪黑激素的含量要低,B错误;C. 患松果体恶性肿瘤的儿童会出现性早熟现象,因此正常情况下松果体分泌褪黑激素对促性腺激素的分泌可能有一定的抑制作用,C正确;D. 褪黑激素可提高人体睡眠质量,降低化学致癌因子对DNA的损伤,因此褪黑激素含量降低可能会致癌,或导致失眠,工作、学习压力和光污染都会导致褪黑色素含量降低,D正确。 4.(湖北省汉川第二中学2017-2018学年高一下学期期末考试生物试题)下图为人体内细胞间的信息传递机制模式图,图中①②分别代表不同的细胞、A表示物质。下列描述中,不符合该模型的是 ( ) A. ①是甲状腺细胞,A是甲状腺激素,②是下丘脑神经分泌细胞 B. ①是下丘脑神经分泌细胞,A是抗利尿激素,②是垂体细胞 C. ①是传入神经元,A是神经递质,②是传出神经元 D. ①是T细胞,A是淋巴因子,②是B细胞 【答案】B 【解析】由题图可知,①细胞能分泌某种物质A,A可以通过运输作用于②细胞,这体现了细胞间的信息传递过程。甲状腺细胞分泌的甲状腺激素可反馈作用于下丘脑神经分泌细胞,A不符合题意;抗利尿激素由下丘脑细胞合成和分泌,由垂体后叶释放到内环境中,B符合题意;①传入神经元可释放神经递质作用于传出神经元上的受体,C不符合题意;T细胞产生对的淋巴因作用于B细胞,B细胞在淋巴因子与抗原的共同刺激下增殖分化为浆细胞,D不符合题意。 5.(河南省七校2017-2018学年高二下学期升级摸底考试生物试题)如图所示为甲状腺激素在细胞内的作用机理,其中PB表示甲状腺激素的血浆运输蛋白、P表示RNA聚合酶、TH表示甲状腺激素。据图分析,下列相关叙述中正确的是( ) A. 人成熟红细胞内没有甲状腺激素发挥其调节功能的基础 B. pre-mRNA经核孔进入细胞质后直接作为合成蛋白质的模板 C. 若TH进入细胞时需载体的协助,则进入方式为协助扩散 D. TH不能提高垂体细胞的代谢,而是抑制其合成和分泌TSH 【答案】A 【解析】据图分析:甲状腺激素在细胞核内参与有关RNA的转录过程,①甲状腺激素的血浆运输蛋白运输甲状腺激素,TH是甲状腺激素,甲状腺激素进入细胞,所以其受体位于细胞核内;②甲状腺激素和其它转录因子结合,启动基因的表达;③转录形成RNA,④RNA在细胞质基质中翻译形成蛋白质。 由图可知甲状腺激素作用的受体在细胞核内,而人成熟红细胞内无细胞核,就没有甲状腺激素发挥其调节功能的基础,A项正确。pre-mRNA经核孔进入细胞质后与核糖体结合才能进行翻译过程,B项错误。甲状腺激素跨膜进入细胞内过程属于主动运输,需要载体和能量,C项错误。甲状腺激素可作用于几乎全身细胞,提高细胞代谢的速率,包括垂体细胞在内。D项错误,故选A。 6.(云南省玉溪市一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)根据下图中人体器官模型,判断下列说法错误的是( ) A. 如果该器官为甲状腺,则寒冷刺激时甲状腺激素浓度A处高于B处 B. 如果该器官为肝脏,则饥饿时血糖浓度A处低于B处 C. 如果该器官为肾脏,则尿素的浓度A处高于B处 D. 如果该器官为胰脏,则饭后胰岛素浓度A处低于B处 【答案】A 【解析】内环境是细胞生活的人体内环境,细胞与内环境之间进行物质交换,对内环境的成分和理化性质产生影响。本题考查不同器官的生理功能及其对血浆成分的影响,以考查应用知识解释问题的能力。 寒冷刺激时甲状腺分泌甲状腺激素增多,血液流经甲状腺后激素浓度变高,浓度A处低于B处,A错误. 饥饿时血糖浓度低于正常水平,肝糖原分解成葡萄糖,血液流经肝脏后血糖浓度升高,A处低于B处,B正确。 肾脏是排泄器官,血液中尿素以尿液的形式经肾脏排出后浓度变低,A处高于B处,C正确. 饭后血糖浓度高于正常水平,胰脏分泌胰岛素进入血液的量增多,浓度A处低于B处, D正确. 7.(云南省玉溪市一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关人体内激素的叙述,错误的是( ) A. 运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素是高能化合物 B. 饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,非糖物质转化为葡萄糖 C. 进食后胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可促进细胞摄取、利用葡萄糖 D. 青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育 【答案】A 【解析】考查多种激素的生理作用,意在考查相关知识的识记和理解并在具体情境下判断正误的能力。激素作为信息分子通过传递信息调节细胞和生物体的生命活动,但不参与代谢。 运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素具有调节生命活动的作用,激素不提供能量,A错误.饥饿时血糖浓度低于正常水平,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,非糖物质转化为葡萄糖,以升高血糖,B正确.进食后血糖升高,胰岛素分泌增多,其既可加速糖原合成,也可促进细胞摄取、利用葡萄糖,从而降低血糖,C正确.青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育,D正确. 8.(云南省玉溪市一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下图为人体内环境示意图,下列关于人体内环境稳态与调节的叙述,错误的是( ) A. 人体遇冷时,甲状腺激素和肾上腺素均可参与机体产热调节 B. 垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺 C. 胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度的调节,也受神经调节 D. 饮水不足会引起垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水 【答案】B 【解析】综合考查体温调节、激素分泌的调节、水盐平衡调节和激素的特点,意在考查掌握知识要点形成知识系统的能力。 人体遇冷时,甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,促进新陈代谢,机体产热增加,A正确. 垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液运送到全身,只与甲状腺细胞上的受体结合,B错误. 胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度的调节,也受下丘脑的神经调节,C正确. 饮水不足,细胞外液的渗透压升高,会引起垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水,维持渗透压平衡,D正确. 9.(江苏省无锡市2017-2018学年高二第二次学业水平模拟测试生物试题)下列关于人体内血糖调节的叙述,正确的是(  ) A. 饥饿时,胰岛素的分泌会增加 B. 胰岛素能促进细胞对葡萄糖的摄取和利用 C. 饭后,胰高血糖素的分泌会增加 D. 胰高血糖素能促进肌糖原分解 【答案】B 【解析】 A.饥饿时血糖浓度低,胰高血糖素的分泌会增加,促进肝糖原分解,A错误; B.胰岛素通过促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用和储存而降血糖,B正确; C.饭后,血糖浓度升高,胰岛素的分泌会增加,胰高血糖素的分泌减少,C错误; D.胰高血糖素能促进肝糖原分解而升高血糖浓度,D错误; 10.(河南省平顶山市2017-2018学年高二下学期理科综合生物试题)“Graves氏病”是由于人体产生针对促甲状腺激素的受体的抗体,该种抗体能发挥与促甲状腺激素相同的生理作用,但甲状腺激素不会影响该抗体的分泌。如图表示健康人和Graves病人激素分泌的调节机制,A、B、C为三种激素。下列叙述正确的是( ) A. 激素A随血液循环主动运输到垂体,促进激素B的分泌 B. 图中抗体与激素B能和同种受体结合 C. Graves病人血液中的激素A和激素B含量比健康人的高 D. Graves病是一种自身免疫缺陷病,且病人的甲状腺肥大 【解析】 【分析】激素A随血液循环运输到全身,但只有垂体细胞表面有相应激素的受体,促进激素B的分泌,A错误;图中该种抗体能发挥与促甲状腺激素相同的生理作用,因此抗体也能作用于促甲状腺激素的受体,即抗体与激素B能和同种受体结合,使得甲状腺细胞大量分泌甲状腺激素,B正确;Graves病人血液中的甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,激素A和激素B含量比健康人的低,C错误;根据试题的分析,可知Graves病是一种自身免疫病,且病人的甲状腺不肥大,D错误。 11.(黑龙江省2018年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟(三)理综生物试题)下列有关稳态与健康的叙述,正确的是() A. 组织液的成分稳定时,机体就达到稳态 B. 稳态的维持依赖于机体神经-体液-免疫调节网络 C. 血浆渗透压降低时,抗利尿激素分泌增加 D. 运动后Na+、K+排出体外较多,机体的内环境就不能维持相对稳定状态 【答案】B 【解析】内环境稳态的实质是:健康人的内环境每一种成分和理化性质处于动态平衡中,渗透压、酸碱度和温度是由血浆、组织液、淋巴组成的内环境理化性质的三个主要方面,因此组织液的成分稳定时,机体不一定就达到稳态,A错误;神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制,B正确;血浆渗透压升高时,抗利尿激素分泌增加,C错误;运动后Na+、K+排出体外较多,但是机体通过调节作用,能维持内环境的相对稳定,D错误。 12.(黑龙江省2018高三年高考模拟精编大考卷(六)生物试卷)抽动症是一种慢性精神病,多发于学龄儿童,其病因之一是多巴胺过度分泌。多巴胺是一种相对分子质量为153的神经递质,其分泌过多会引起人体内的甲状腺激素等多种激素的分泌异常,并导致内环境稳态失调。下列相关叙述正确的是( ) A. 多巴胺是兴奋性神经递质,其分泌过多会引起肌肉过度收缩 B. 多巴胺从突触前膜进入突触间隙的方式为自由扩散 C. 多巴胺分泌异常对下丘脑和垂体的激素分泌没有影响 D. 多巴胺与激素都有专一性,都通过体液只运输给相应靶器官 【答案】A 【解析】肌肉抽动是肌肉持续兴奋的结果,原因是多巴胺分泌过多,所以多巴胺是兴奋性递质,A正确神经递质的释放是胞吐作用,B错误多巴胺分泌异常会引起人体内的甲状腺激素等多种激素的分泌异常,经过甲状腺激素的反馈调节,会对下丘脑和垂体的激素分泌有影响,C错误多巴胺与激素通过体液运输到全身各处,但只能作用于靶器官或靶细胞,D错误 13.(山东省潍坊市第六中学2017-2018学年高一下学期期中考试生物试题)下图是细胞间的三种信息交流方式,请据图回答: (1)图A表示通过细胞分泌的化学物质,随[①]____到达全身各处,与靶细胞表面的[②]____结合,将信息传递给靶细胞。 (2)图B表示通过相邻两细胞的____,使信息从一个细胞传递给另一个细胞,图B中③表示____,请举例:____。 (3)图C表示相邻两植物细胞之间形成____,携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞,图中④表示____。 (4)由以上分析可知:在多细胞生物体内,各个细胞之间都维持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也有赖于信息的交流,这种交流大多与____有关。 【答案】血液特异性受体细胞膜接触与膜结合的信号分子 精子和卵细胞之间的识别和结合通道胞间连丝细胞膜的结构和功能 【解析】 细胞膜的功能有:⑴将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定;⑵控制物质进出细胞;⑶进行细胞间的信息交流。细胞间的信息交流的方式有:①通过细胞分泌的化学物质间接传递信息;②通过相邻两个细胞的细胞膜接触传递信息;③通过相邻两个细胞之间形成通道进行信息交流。 【详解】 (1)分泌的化学物质随血液流到全身各处,与靶细胞表面的受体结合进行信息传递。 (2)B表示的是细胞膜直接接触,③表示的是与膜结合的信号分子,如精子和卵细胞之间的识别和结合就是细胞膜直接接触. (3)C表示的是植物间形成通道进行交流的胞间连丝。 (4)细胞间信息交流大多与细胞膜的结构和功能有关。 13.(河南省天一大联考2017—2018学年高二年级阶段性测试(四)生物试卷)凋亡功能的失常或凋亡细胞清除缺陷可诱发多种疾病,研究发现,高浓度的葡萄糖溶液会诱导 胰岛B细胞的凋亡,若凋亡的胰岛B细胞未及时淸除,其凋亡小体可剌激机体产生抗体,该抗体破坏其他的胰岛B细胞,引起高血糖。请回答下列问题: (1)从免疫角度的分析,凋亡小体属于____________________,胰岛B细胞的抗体破坏导致的高血糖症属于____________病。免疫调节过程中能够产生抗体的细胞可以由____________细胞增殖分化形成。 (2)在血糖调节过程中,与胰岛B细胞分泌的激素有拮抗作用的激素有____________,高血糖会诱导胰岛B细胞的凋亡,从而进一步导致血糖浓度的升高,这种调节机制称为____________。 (3)免疫调节过程中,T细胞会分泌能促使细胞凋亡的信息分子CD95L,正常情况下胰岛B细胞表面由于缺乏受体,而不会凋亡。试分析高血糖刺激下,胰岛B细胞发生细胞凋亡的原因可能是____________。 【答案】抗原自身免疫B细胞和记忆胰高血糖素(和肾上腺素)(正)反馈调节高血糖作用诱导了胰岛B细胞中控制CD95L受体合成的基因的表达(或高血糖作用诱导了胰岛B细胞中 CD95L受体的合成) 【分析】 高浓度的葡萄糖溶液会诱导胰岛B细胞的凋亡,其凋亡小体可剌激机体产生抗体,抗体由效应B细胞分泌,因此可知凋亡小体属于体液免疫;胰岛B细胞分泌胰岛素,而抗体会破坏其他的胰岛B细胞,会导致胰岛素分泌异常,引起高血糖,这属于自身免疫病。 【详解】 (1)根据题意,凋亡小体属于体液免疫,胰岛B细胞被人体内产生的抗体破坏导致的高血糖症属于自身免疫病。能够产生抗体的细胞为效应B细胞,该细胞可以由B细胞和记忆B细胞增殖分化形成。 (2)在血糖调节过程中,与胰岛素有拮抗作用的激素有胰高血糖素(和肾上腺素),高血糖会诱导胰岛B细胞的凋亡,导致血糖浓度的进一步升高,这种调节机制称为正反馈调节。 (3)免疫调节过程中,T细胞会分泌能促使细胞凋亡的信息分子CD95L,正常情况下胰岛B细胞表面由于缺乏受体,而不会凋亡,而高血糖刺激下胰岛B细胞会发生细胞凋亡,推测很可能是高血糖作用诱导了胰岛B细胞中控制CD95L受体合成的基因的表达。 53.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(十二)生物试题)如图为人体生命活动调节的部分途径示意图,其中字母代表器官或细胞,数字代表激素。请据图回答: (1)图中A代表的器官是__________;A对C、D、E的调节方式为________,其结构基础是__________。 (2)①代表________激素,它是由________释放的,该激素能特异性作用于B细胞的原因是________。 (3)图中具有协同作用关系的激素有__________(填序号)。 (4)由图可知,⑦的分泌调节要经过A→F→甲状腺几个等级,这种激素分泌的调节称为______调节;⑦的含量过高时,又能反作用于A与F,这种调节属于________调节。 【答案】下丘脑 神经调节 反射弧 抗利尿 垂体 B 细胞膜上具有特异性受体 ③和④、④和⑦ 分级反馈 【解析】 据题文描述和分析图示信息可知,本题考查学生对血糖调节、体温调节、水盐平衡调节、甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节等相关知识的识记和理解能力,以及识图分析能力。 【详解】 (1)分析图示可知:A为下丘脑,是内分泌活动的枢纽,C、D、E分别指胰岛B细胞、胰岛A细胞和肾上腺,下丘脑对C、D、E的调节方式为神经调节,其结构基础为反射弧。 (2) ①代表下丘脑合成分泌、由垂体释放的抗利尿激素。B所示的肾小管和集合管细胞的细胞膜上具有与抗利尿激素结合的特异性受体,因此抗利尿激素能特异性作用于B细胞。 (3) 图中的③为胰高血糖素,④为肾上腺素,⑦为甲状腺激素。胰高血糖素和肾上腺素都具有升高血糖的作用,二者在调节血糖平衡的过程中具有协同作用;肾上腺素和甲状腺激素都能促进细胞代谢,增加产热,二者在体温调节过程中具有协同作用。 (4) [A]下丘脑分泌[⑤]促甲状腺激素释放激素(TRH);TRH运输到[F]垂体,促使垂体分泌[⑥]促甲状腺激素(TSH);TSH随血液运输到甲状腺,促使甲状腺增加[⑦]甲状腺激素的合成和分泌。可见,⑦的分泌调节要经过A→F→甲状腺几个等级,这种激素分泌的调节称为分级调节;⑦的含量过高时,又能反作用于A与F,使A与F分泌的相应激素减少,这种调节属于反馈调节。 14

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  • ID:11-4871538 [精]【2019备战高考】高考生物一轮复习学案 第30讲 通过神经系统的调节(学生版+解析版)

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修3《稳态与环境》/第2章 动物和人体生命活动的调节/第1节 通过神经系统的调节

    第30讲 通过神经系统的调节(解析版) 本节内容是有关于神经调节的内容,有关于神经调节的基本方式──反射,反射的结构基础──反射弧等相关的基础知识,学生在初中就已经学过,所以教师可以给出少量时间由学生快速阅读进行回忆,并通过提问及时深化。兴奋在神经纤维上的传导和在神经元上的传递这些内容比较抽象,学生没有接触过,不容易理解,在学习上具有一定的难度。而这些既是教学重点又是教学难点,特别是兴奋传导时膜电位的变化和突触释放递质的过程。教师在这方面要多做指导、启发。本节内容对于生物学科知识体系的建构,生物学科思维方法的形成,生物学科能力的培养都具有重要作用。通过观察兴奋传导的动态过程,培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。通过介绍研究兴奋传导的材料和方法培养学生的科学思维能力。通过利用电学原理分析膜电位变化,提高学生学科之间相互渗透的迁移能力。 神经调节的结构基础和反射 神经系统结构和功能的基本单位——?神经元 神经元是神经系统结构和功能的基本单位,其功能是接受刺激产生兴奋,并传导兴奋。(★有些神经元具有内分泌功能,如:下丘脑的某些细胞可产生抗利尿激素、促激素释放激素等)。神经元的结构见下图: ??★注:①神经元的轴突或长的树突+包裹在外的髓鞘→神经纤维→?神经 ②一个神经元细胞有多个树突,但有且仅有一个轴突 神经调节的基本方式——反射 概念:在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对?外界环境变化作出的规律性应答。 反射的结构基础——反射弧 兴奋传导 反射弧特点 结构特点 功能 结构破坏后对功能的影响 感受器 ↓ 传入神经 ↓ 神经中枢 ↓ 传出神经 ↓ 效应器 感受器 感觉神经末梢的特殊结构 将适宜的内外界刺激的信息转变为兴奋(即神经冲动) 既无感觉又无效应 传入神经 感觉神经元的一部分 将兴奋由感受器传入神经中枢 既无感觉又无效应 神经中枢 调节某一特定生理功能的神经元群 对传入的兴奋进行分析与综合 既无感觉又无效应 传出神经 运动神经元的一部分 将兴奋由神经中枢传至效应器 只有感觉无效应 效应器 运动神经末梢和它支配的肌肉或腺体 对内外界刺激产生相应的规律性活动 只有感觉无效应 相互联系 反射弧中任何一个环节中断,反射都不能发生,必须保证反射弧结构的完整性 ★注:①一个反射弧至少需要两个神经元:感觉神经元和运动神经元。 ②一个反射弧组成的神经元越多,形成的突触越多,完成反射的时间就越长。 ③刺激感受器或传出神经,信息都能传到效应器而使效应器产生相同的效应,但刺激前者产生的效应可以称做反射,但刺激后者产生的效应就不能称为反射,即反射活动的进行必须经过完整的反射弧。效应器产生的效应可以称做机体对刺激做出的反应,而只有经过完整反射弧的反应才能称为反射。 ④神经中枢的兴奋只影响效应器的效应活动而不影响感受器的敏感性。 ⑤反射弧只有保持其完整性,才能完成反射活动。 ⑥反射弧完整,还需有适宜刺激才能发生反射活动。 ⑦具有神经系统的多细胞生物才有反射,植物和单细胞生物没有反射。 反射弧中传入神经和传出神经的判断 由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,导致兴奋在完整反射弧中的传导也是单向的,只能由传入神经传入、传出神经传出。具体判断方法如下: ①根据是否具有神经节:具有神经节的是传入神经。 ②根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“ ”相连的为传入神经,与“●—”相连的为传出神经。 ③切断试验法:若切断剪断或麻醉神经后,刺激远离中枢的位置效应器有反应,刺激近中枢的位置效应器无反应,证明是传出神经;刺激远离中枢的位置效应器无反应,刺激近中枢的位置效应器有反应,则证明为传入神经。 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋:指动物体或人体内的某些组织或细胞,感受外界刺激后,由相对静止状态变成显著活跃状态的过程,即动作电位的产生过程。 静息电位和动作电位 ①静息电位:细胞内外各种离子浓度不等,膜内K+浓度高,膜外Na+浓度高。静息状态,细胞膜上K+通道开放,K+外流,而膜内带负电的离子不能透过细胞膜,于是形成细胞膜内外“外正内负”的静息电位。 ②动作电位:当细胞受到刺激时,Na+离子通道开放,Na+内流大于K+外流,形成“外负内正”的动作电位 ③静息电位的恢复:动作电位产生后,通过Na+—K+离子泵,细胞排钠保钾,再恢复到静息电位。 ★注:兴奋产生和传导过程中Na+、K+的运输方式分析 ①静息电位产生时,K+由高浓度向低浓度运输,属于协助扩散 ②动作电位产生时,Na+的内流需要载体蛋白,同时由高浓度向低浓度运输,属于协助扩散 3、兴奋产生和传导的机制 传导形式:兴奋是以动作电位即电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫作神经冲动。 (2)传导过程 (3)传导特点:双向传导,刺激神经纤维的任何一点,所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导。(如下图) ①在膜外,局部电流的方向与兴奋传导方向相反 ②在膜内,局部电流的方向与兴奋传导方向相同 ★注:兴奋在离体的神经纤维上和生物体内神经纤维上的传导是不同的,在离体神经纤维上兴奋的传导是双向的;而在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。 4、兴奋在神经纤维上传导的电流方向分析 (1)静息状态(如图所示,其中B测的是静息电位) ①电位都在膜外,电流计指针不偏转。 ②电极分别在膜内、外,电流计指针向电极置于膜内一侧偏转。 ③电极都在膜内,电流计指针不偏转。 刺激神经纤维(如图所示) ①刺激a点,b点先兴奋(内正外负),电流计指针向左侧偏转;b点恢复静息电位(内负外正),但兴奋未传到d点,指针归零;d点兴奋(内正外负),电流计指针向右侧偏转;d点恢复静息电位,指针归零。电流计指针总共发生两次方向相反的偏转。 ②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,又同时恢复静息电位,所以电流计指针不发生偏转。 ★注:解题时要注意电流计在神经纤维上的位置,是膜内还是膜外,两极在同一侧还是不同侧。 兴奋在神经元之间的传递 结构基础——突触 神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小支末端膨大,呈杯状或球状,叫做突触小体。突触小体与其他神经元的细胞体、树突或肌肉细胞、腺体细胞等可兴奋细胞间相接触,共同形成突触 突触的常见类型 ①轴突——树突型: ②轴突——胞体型: 突触的结构 ①突触前膜:轴突末端膨大的突触小体的膜 ②突触间隙:突触前膜和突触后膜之间的缝隙,其内液体属于组织液 ③突触后膜:下一神经元的细胞体膜或树突膜 ★注:突触小体≠突触:①组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙、突触后膜②信号转变不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号;在突触中完成的信号为电信号→化学信号→电信号。 2、神经递质及种类 (1)神经递质:是神经细胞产生的一种化学信使物质,对具有相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。 (2)供体:轴突末端突触小体内的突触小泡。(但注意:神经递质只是在突触小泡内储存,并不在其中合成) (3)受体:与轴突相邻的另一个神经元的树突膜或细胞体膜上的糖蛋白。 (4)种类:兴奋型递质、抑制型递质。 (5)作用:使另一个神经元兴奋或抑制。 (6)释放:方式为胞吐,神经递质在该过程中穿过了0层膜,体现了膜的流动性 (7)特点:神经递质发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移走而迅速停止作用。如果因药物或酶活性降低,递质不能失活,则会引起后一神经元持续兴奋或抑制。 3、兴奋的传递 (1)递质移动方向:突触小泡→ 神经递质(胞吐)→突触间隙→突触后膜 (与受体结合)。 (2)传递过程:前一个神经元轴突→突触小体→突触小泡→神经递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(后一个神经元)。 (3)信号转换:电信号→化学信号 →电信号 (兴奋) (递质) (兴奋) ★注:突触传递异常分析 ①正常情况下:神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活。 ②异常情况1:若某种有毒有害物质将分解神经递质的相应酶变性失活,则突触后膜会持续兴奋或抑制。 ③异常情况2:若突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据,则神经递质不能与之结合,突触后膜不会产生电位变化,阻断信息传递。 4、兴奋在神经元之间的传递特点分析 (1) 单向传递:递质只存在于突触小体的突触小泡内,只能由突触前膜释放,并作用于只存在于突触后膜的受体,与受体特异性结合,所以传递方向是单向的。 (2)突触延搁:兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢,这是因为兴奋由突触前神经末梢传至突触后神经元,需要经历神经递质的释放、扩散以及对突触后膜作用的过程,所以需要较长的时间(约0.5 ms),这段时间就叫做突触延搁。因此,一个反射需要的神经元越多,突触就越多,消耗的时间越长。 5、在神经元间,电流计指针偏转问题方法分析(ab=bd) ①刺激b点,由于兴奋在突触部位的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 ②刺激c点兴奋不能传至a,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。 四、人脑的高级功能和神经系统的分级调节 1、中枢神经系统包括脑(大脑、小脑、脑干、下丘脑)和脊髓 ★注:位于脊髓的低级中枢受相应的高级中枢的调控 2、人脑的高级功能 大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位,它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。 3、人脑的言语区 言语区名称 受损后的病症 病症的症状 书写中枢(W区) 失写症 病人能听懂别人的谈话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写、绘图能力 说话中枢(S区) 运动性失语症 病人可以看懂文字,也能听懂别人讲话,但自己却不会讲话 听话中枢(H区) 听觉性失语症 病人能讲话、书写,也能看懂文字,能听见别人发音,但不懂其含义,病人可以模仿别人说话,但往往是答非所问 阅读中枢(V区) 失读症 病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,即不能阅读 短期记忆与长期记忆 短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系相关;长期记忆可能与新突触的建立有关 1.(湖北省荆州市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下图是突触结构示意图,在a、d两点连接一个电流表。下列有关分析中,不正确的是( ) A. 刺激a点时,电流表的指针会偏转两次,说明兴奋能由a点传递到d点 B. b是神经元轴突末端的膨大部分,含有许多突触小泡,其内含有神经递质 C. 刺激c点时,电流表的指针只会偏转一次,说明兴奋不能由c点传递到b点 D. 兴奋经过神经纤维和突触时,都是以电信号的形式进行传导 【答案】D 【点睛】 兴奋传导与电流计指针偏转问题的难点与易错点分析 ①在神经纤维上: a.刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 b.刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转。 ②在神经元之间: a.刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 b.刺激c点,兴奋不能传至a,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。 2.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(十二)生物试题)乙酰胆碱是兴奋型的神经递质,通过与细胞膜上的受体结合,直接或间接调节细胞膜上离子通道,进而改变细胞膜电位。假如某一神经递质使该细胞膜外的氯离子(Cl-)进入细胞内,正确的判断是( ) A. 细胞无法恢复静息电位 B. 细胞膜两侧电位差保持不变 C. 形成局部电流 D. 使细胞膜内由正电位变为负电位 【答案】C 【点睛】①依题意可知:受刺激时,突触前膜释放的乙酰胆碱通过与突触后膜上的受体结合,导致Na+内流,使膜电位由原来的内负外正的静息电位变为外负内正的动作电位,导致该细胞产生兴奋。假设某一神经递质使该细胞膜外的氯离子(Cl-)进入细胞内,则会导致该细胞兴奋部位的外负内正的动作电位差值变小,有利于该细胞兴奋部位恢复静息电位,A、B错误;当兴奋部位恢复为静息电位时,会与邻近兴奋部位之间存在电位差,进而形成局部电流,C正确;K+的外流,导致细胞膜内由正电位变为负电位,D错误。 解答此题需抓住问题的实质:氯离子(Cl-)进入该细胞内,发生在乙酰胆碱使该细胞兴奋之后,②明确静息电位和动作电位产生的机理是解答此题的关键。 例1:(浙江省平湖市平湖中学2019届高三9月模拟考试生物选考试题)图是有关突触的图形,下列有关叙述正确的是( ) A. 轴突末梢上也存在神经递质的受体 B. 突触就是指两个神经元之间相接触的部位 C. 根据突触接触的部位分类,突触有2种类型 D. 突触后膜上的乙酰胆碱受体与乙酰胆碱结合后,突触后膜就会产生动作电位 【答案】A 【解析】由图可知,轴突末梢上也有神经递质的受体,A正确;突触是指神经轴突与另一个神经元胞体或树突相接处的部分,B错误;由图可知,突触有3种类型,分别为轴突末梢与轴突末梢,轴突与胞体和轴突与树突,C错误;乙酰胆碱分子与突触后膜上的受体结合,使受体通道打开,导致后膜去极化,产生一个小电位.当多个乙酰胆碱分子与受体结合,使突触后膜电位变化达到一定阈值,才会刺激相邻肌细胞膜产生动作电位,D错误。 变式训练1:(江苏省无锡市2017-2018学年高二第二次学业水平模拟测试生物试题)下图为神经调节中两个重要的结构模式图(图甲为图乙中结构e的局部放大图),下列有关叙述错误的是(  ) A. 甲图中④⑤⑥构成突触 B. 甲图中AB间兴奋的传递是单向的 C. 乙图中X为传出神经 D. 乙图中结构e和b中兴奋的传导速度不同 【答案】C 【解析】A.突触包括④突触前膜、⑤突触间隙和⑥突触后膜,A正确;B.兴奋在AB两个神经元间的传递是单向的,B正确;C.据甲图可知兴奋是从A神经元传递至B神经元,所以乙图中的X为传入神经,C错误;D.乙图中结构e是突触,b是传出神经,兴奋在突触间传递的速度比在神经纤维上传导的速度要慢,D正确; 例2:(黑龙江省2018年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟(十) 理科综合试卷生物试题)如图为某神经调节的反射弧结构示意图,下列有关叙述错误的是( ) A. 神经中枢中突触数量越多,越能应对复杂多变的内外环境刺激 B. 在神经中枢处施加某麻醉剂,可抑制突触处兴奋的传递,则刺激A处,效应器会反应 C. 若B神经元释放乙酰胆碱,则会引起下一个神经元兴奋或抑制 D. 神经递质大多是小分子物质,通过胞吐的方式释放至突触间隙 【答案】C 【解析】通过突触,一个神经元可以影响多个神经元(因为轴突末梢有很多分枝),一个神经元也可以接受多个神经元的刺激,以此构成网络,所以神经中枢中突触数量越多,越能应对复杂多变的内外环境刺激,A选项正确。刺激的A处位于传出神经,传出神经连接效应器,而兴奋在神经纤维上的传递是双向的,所以效应器会发生反应,B选项正确。乙酰胆碱属于兴奋性神经递质,传递是兴奋,C选项错误。神经递质以胞吐的方式释放,提高传递效率,D选项正确,故选C。 变式训练2:(甘肃省岷县一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试卷)下图表示三个通过突触相连的神经元。若在箭头处施加一定强度刺激,则a点不能测到膜内外电位变化,而b、c、d、e四个点都能测到膜内外电位有变化,该现象说明了(  ) A. 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的 B. 兴奋在神经元内的传导是双向的,而在神经元之间的传递是单向的 C. 兴奋在神经元之间通过神经递质与特异性受体相结合的 D. 神经纤维某一部位受到刺激时,这个部位的膜电位由外正内负变为内正外负 【答案】B 【解析】据题意只能知道兴奋部位有电位变化,但不能证明兴奋从未兴奋部位向兴奋部位的传导是以电信号的形式进行的,A错误。刺激箭头部位,bc都能测到电位变化,说明兴奋在神经元内的传导是双向的;a处无电位变化,而de处有电位变化,说明兴奋在神经元之间的传递是单向的,B正确。兴奋在神经元之间通过神经递质与特异性受体相结合的,但实验无法证明,C错误。实验没有测刺激部位在刺激前后的电位变化,因此不能说明该问题,D错误。 例3:(河南省平顶山市2017-2018学年高二下学期理科综合生物试题)“柯萨奇”病毒可引起“胃肠感冒”,患者常出现呕吐和发热等症状。下列正确的是( ) A. 病毒进入胃部后引起胃体肌肉收缩属于条件反射 B. T细胞、B细胞、浆细胞和效应T细胞都能特异性识別该病毒 C. 机体消灭“柯萨奇”病毒只体现了免疫系统的清除功能 D. 机体发热说明下丘脑的体温调节能力是有限的 【答案】D 【解析】反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射,非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成,也称为简单反射;条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式;人体的三道防线:第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,他们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用;第二道防线是体液中的杀菌物质--溶菌酶和吞噬细胞;第三道防线主要由免疫器官(扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏等)和免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞等)借助血液循环和淋巴循环而组成的;其中第一道和第二道防线属于非特异性免疫,第三道防线属于特异性免疫。 变式训练3.(安徽省宣城市2017-2018学年第二学期期末考试宣城高二生物试题)关于神经体液调节下列说法正确的是( ) A. 兴奋在反射弧中的神经纤维上的传导是单向的 B. 人类大脑言语区W区受损,患者不能看懂文字 C. 促甲状腺激素几乎作用于全身所有细胞,提高代谢速率 D. 人在寒冷环境中,皮肤血管收缩、产热增加,机体散热量小于产热量 【答案】A 【解析】1.反射弧:是反射活动的结构基础和功能单位。反射弧的组成:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。 2.语言中枢的位置和功能: 书写(W)中枢(能听、说、读,不能写) 谈话(S)中枢(能听、读、写,不能说) 听觉(H)性语言中枢(能说、写、读,不能听懂) 视觉(V)性语言中枢(能听、说、写,不能读懂 ) 在反射弧中,刺激在感受器上,产生兴奋的传导方向:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,所以兴奋在反射弧中的神经纤维上的传导是单向的,A正确;人类大脑言语区W区受损,能看懂文字,听懂谈话,也会讲话,但不能写字,B错误;促甲状腺激素作用于甲状腺,促进甲状腺激素的生成和分泌,C错误; 在寒冷环境中,人体与环境的温差大,通过辐射、对流方式向外散热的速度加快。可通过收缩皮肤血管,减少散热;通过战栗和增强新陈代谢,增加产热,使得机体散热量等于产热量,维持人体体温相对稳定,D错误。故选A。 1.(安徽省合肥市2019届高三上学期调研性检测生物试题)下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是( ) A. 突触前膜释放的神经递质,一定会引起突触后膜兴奋 B. 当兴奋传导到③时,膜电位由外负内正变为外正内负 C. 神经递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙 D. 结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关 【答案】D 【解析】分析题图:①是线粒体,②是突触小泡,③是突触前膜,④是突触后膜。兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成,神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元兴奋或抑制,所以兴奋在神经元之间的传递是单向的。突触可完成“电信号→化学信号→化学信号”的转变。 突触前膜释放的神经递质,会引起突触后膜兴奋的兴奋或抑制,A错误;当兴奋传导到③时,膜电位由外正内负变为外负内正,B错误;递质经②的转运和③的胞吐作用释放至突触间隙,C错误;结构④膜电位的变化是钠离子通道打开,钠离子大量内流,形成内正外负的动作电位,说明与其选择透过性密切相关,D正确。 2.(浙江省嘉兴市2017-2018年高二下学期期末生物试题卷)下图是反射弧的示意图,下列叙述正确的是( ) A. 轴突是神经细胞的一种细胞器 B. 给予③或④适宜的刺激,都可使②产生反应 C. 膝跳反射反射弧的神经元数目与图示相同 D. ①②分布于机体的同一组织或器官 【答案】B 【解析】1.分析题图:①为感受器,②为效应器,③传入神经,④为传出神经,反射的完成必须有完整的反射弧,缺少任何一个环节反射活动都不能完成;2.神经元的突起由于形态结构和功能的不同,分为树突和轴突。 轴突是神经细胞的突起,不是细胞器,A错误;给予③传入神经或④传出神经适宜的刺激,都可使②效应器产生反应,但不属于反射,B正确;参与膝跳反射的反射弧有2个神经元,图示有3个神经元,C错误;①为感受器,②为效应器,感受器和效应器大多数不分布于机体同一组织或器官中,D错误。 3.(浙江省嘉兴市2017-2018年高二下学期期末生物试题卷)蛙类的坐骨神经既有传入神经纤维,又有传出神经纤维,是混合神经。实验人员做脊蛙(无头蛙)反射实验时,将麻醉药处理左腿的坐骨神经,在不同条件下分别刺激左趾尖和右趾间,观察刺激反应,实验结果如下表。(“+”表示发生缩腿反射,“-”表示不发生缩腿反射)。下列叙述正确的是( ) 用药前 用药后5分钟 用药后10分钟 用药后15分钟 左腿 右腿 左腿 右腿 左腿 右腿 左腿 右腿 刺激左趾尖 + + + + - + - - 刺激右趾尖 + + + + - + - + A. 脊蛙没有大脑皮层,缩腿反射的中枢受到破坏 B. 该麻醉药对传出神经的起效比对传入神经快 C. 用药后10分钟,左腿的传入神经已经被麻醉 D. 用药后15分钟,右腿的传出神经已经被麻醉 【答案】B 【解析】结合题干信息和表格内容可知,用药10分钟后,刺激左趾尖,左腿无反应,右腿仍有反应,说明左腿的传出神经已被麻醉,但左腿传入神经未被麻醉; 用药15分钟后,刺激右趾尖,左腿无反应,右腿有反应,说明右腿的传入神经已被麻醉,但传出神经未被麻醉。 缩腿反射的神经中枢在脊髓,所以脊蛙没有大脑皮层,但缩腿反射的中枢未受到破坏,A错误;根据题干,麻醉药处理左腿的坐骨神经,表格中左腿先失去反应,刺激右趾尖,右腿在用药后15分钟仍有反应,说明该麻醉药对传出神经的起效比对传入神经快,B正确; 根据表格数据分析可知,用药后10min,刺激左趾尖,右腿仍有反应,说明左腿的传入神经纤维未被麻醉,C错误;用药后15分钟,刺激右趾尖,右腿仍有反应,说明右腿的传出神经未被麻醉,D错误。 4.(内蒙古翁牛特旗乌丹第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)在某溶液中维持正常活性的离体神经纤维受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。如图显示受刺激部位的膜电位变化趋势(曲线1)和膜内钠离子含量变化趋势(曲线2),下列有关分析正确的是(  ) A. a~c所需的时间和c点膜电位数值的大小均由膜内Na+浓度决定 B. b、d两点膜电位的数值均代表静息电位 C. 曲线e~f段膜内钠离子含量增多需要消耗能量 D. g点前后神经细胞膜内外始终存在离子的交换 【答案】D 【解析】神经纤维未受到刺激时,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,其膜电位变为外负内正。静息电位形成的原因是钾离子外流,动作电位形成的原因是钠离子内流,钠离子内流是协助扩散,扩散的速率与浓度差有关。 A、a-c所需的时间和c点膜电位数值大小均由膜外Na+浓度决定,A错误;b,d两点膜电位的数值均为0,不是静息电位,B错误;曲线e-f段钠离子含量增多是钠离子内流导致的,属于协助扩散,不需要消耗能量,C错误;g点前后神经细胞膜内外始终存在离子的交换,D正确。 5.(内蒙古翁牛特旗乌丹第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)19世纪英国著名外科医生贝尔和法国生理学家马让迪发现,动物的脊神经是由背根和腹根组成的(如图所示),两人进行如下实验,研究背根和腹根的功能。 ①分别电刺激每对脊神经根的腹根和背根均可引起动物同侧后肢发生运动反应 ②在一对脊神经根的背根中央处剪断(图中甲箭头所示)电刺激背根向中段B,动物后肢发生运动反应;电刺激背根外周段A,动物后肢不发生反应 ③在另一对脊神经根的腹根中央处剪断(图中乙箭头所示),电刺激腹根向中段D,动物后肢不发生反应,电刺激腹根外周段C,动物后肢发生运动反应。下列说法不正确的是(  ) A. 通常要将实验动物的脑破坏,保留脊髓,以排除脑对实验结果的影响 B. 实验①的作用证明脊神经的背根、腹根结构完好,功能正常 C. 由②、③结果可知背根的功能是运动,腹根的功能是感受 D. 上述实验可以看出组成一根神经的许多神经纤维之间的功能互不干扰 【答案】C 【解析】据图分析:脊神经背根中的神经是传入神经,腹根中的神经是传出神经。神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射必须依赖于反射弧结构的完整性。据此分析作答。低级中枢脊髓的活动受高级中枢大脑的控制,故要将实验动物的脑破坏,保留脊髓,以排除脑对实验结果的影响,A正确;实验①的作用证明脊神经的背根、腹根结构完好,功能正常,B正确;由②、③结果可知腹根的功能是运动,背根的功能是感受,C错误;根据实验可以看出组成一根神经中有许多神经,许多神经纤维之间的功能互不干扰,D正确。 6.(内蒙古翁牛特旗乌丹第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)当条件反射建立之后,条件刺激与非条件刺激可引起同样的反应,这说明(  ) A. 条件反射与非条件反射的结构基础相同 B. 非条件反射的反射弧是可以发生改变的 C. 条件刺激与非条件刺激的性质是相同的 D. 无关刺激已转化为条件刺激 【答案】D 【解析】反射可以分为非条件反射和条件反射,非条件反射是指人生来就有的先天性反射。是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成。条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,经过一定的过程,在大脑皮层参与下完成的,是一种高级的神经活动,是高级神经活动的基本方式。条件反射是在非条件反射的基础上建立的,是条件刺激与非条件刺激的多次结合,在大脑皮层上建立了一个新的联系,通过这个联系,条件刺激就可以引起条件反射。例如每次给狗喂食物,狗就流唾液,这是非条件反射,这是生来就有的。现在每次喂食物之前给一次铃声,这样多次结合之后,只给铃声狗就流唾液,这就是条件反射,这是因为无关刺激(铃声)已经转化成了非条件刺激的信号,即成了条件刺激。这时只给铃声与喂食物效果相同,即条件刺激(铃声)与非条件刺激(食物)可引起同样的反应。 7.(湖北省黄冈市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关兴奋的传导和传递的叙述,正确的是( ) A. 在反射弧中兴奋以神经冲动的形式进行传导和传递 B. 神经细胞兴奋的原因是在适宜刺激下Na+大量外流 C. 轴突末梢兴奋时以主动运输的形式释放神经递质 D. 在神经纤维上,兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同 【答案】D 【解析】兴奋以电信号的形式沿着神经纤维双向传导,兴奋在神经元之间是单向传递的,突触传导过程中有电信号→化学信号→电信号的信号转换过程;静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子大量内流,形成内正外负的动作电位,兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,膜内由兴奋部位流向未兴奋部位,膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,而兴奋传导的方向与膜内电流方向一致;当兴奋传至轴突末梢时,突触小泡和突触前膜融合,以胞吐的方式释放神经递质,作用于突触后膜上相应的受体,使后一个神经元产生兴奋或抑制。 8.(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下列关于神经调节和体液调节关系的叙述,正确的是( ) A. 神经调节和体液调节过程中都会涉及一些信息分子 B. 参与神经调节的器官不能参与体液调节 C. 内分泌腺只能参与体液调节而不能参与神经调节 D. 细胞外液渗透压升髙时,在下丘脑处产生渴觉属于神经调节,而抗利尿激素促进重吸收属于体液调节 【答案】A 【解析】神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答。完成反射的结构基础是反射弧。体液调节指激素等化学物质(除激素以外,还有其他调节因子,如CO2等),通过体液传送的方式对生命活动进行调节。神经调节和体液调节之间的关系可以概括为以下两个方面:一方面,不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看做是神经调节的一个环节。另一方面,内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能,如幼年时甲状腺激素缺乏,就会影响脑的发育,成年时,甲状腺激素的分泌不足会使神经系统兴奋性降低。 9.(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)图中电位计的电极都置于膜外,下列相关叙述错误的是( ) A. 刺激图1中的c点和图2中的b点,指针都不偏转 B. 刺激图1中的a点,指针发生两次方向相反的偏转 C. 刺激图2中的c点,指针只发生一次偏转 D. 剌激图2中的b点可能会引起神经递质的释放 【答案】A 【解析】兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号,所以可以双向传导;由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,使下一个神经元产生兴奋或抑制,因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的,在神经元之间的传递是单向的。在图1中的c点给予足够强度的刺激,由于bc=cd,因此兴奋同时传导到b点与d点电极,bd之间无电位差,电位计指针不偏转;在图2中的c点给予足够强度的刺激,兴奋传导到a点电极,电位计指针偏转一次,接着兴奋通过突触传导到d点电极,电位计指针再偏转一次,A错误;刺激图1中的a点,兴奋先到达b点电极,后达到d点电极,因此电位计指针先向左偏转一次,再向右偏转一次。所以,刺激a点电位计指针发生两次方向相反的偏转,B正确;刺激图2中的c点,由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,其只能传导到d点电极,因此电位计指针只发生一次偏转,C正确;b点位于突触小体上,剌激图2中的b点可能会引起神经递质的释放,D正确。 10、(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下列关于神经递质的叙述,正确的是( ) A. 神经递质的化学本质是糖蛋白 B. 神经递质合成后储存在突触小泡内 C. 突触后神经元不能合成神经递质 D. 突触后膜接受递质后产生兴奋 【答案】B 【解析】神经冲动在神经元之间传递是通过突触结构传递的,突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。突触有两种类型,即轴突-树突型和轴突-胞体型。神经递质有两种类型,即兴奋型和抑制型。由于神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此兴奋在突触处只能单向传递。 神经递质的化学本质有的是蛋白质、有的是脂质、有的是氨基酸衍生物等,A错误;神经递质合成后储存在突触小泡内,B正确;突触后神经元也能合成神经递质,C错误;突触后膜接受递质后产生兴奋或抑制,D错误。 11.(普通高等学校2018年招生全国统一考试冲刺预测?全国卷理科综合(五)生物试题)下列有关“方向”的叙述,错误的是( ) A. 生物之间的信息传递一般是双向进行的,但信息种类一定不相同 B. 碳元素不一定以CO2的形式在无机环境和生物群落之间循环流动 C. 兴奋可以双向传导,但通过突触时一定是单向传递的 D. 基因A和a可以双向突变,但生物的性状不一定改变 【答案】A 【解析】生态系统的物质是循环利用的、能量是单向流动、信息是双向传递的;兴奋在神经纤维上是双向传导的、在神经元之间是单向传递的;基因突变具有不定向性,由于密码子的简并性等原因,突变后的性状不一定发生改变。 生态系统中信息传递是双向进行的,不同的对象传递的信息种类可能相同也可能不同,A错误;碳元素在无机环境和生物群落之间的循环主要形式是CO2,B正确;兴奋在神经纤维上的传导是双向的,而通过突触一定是单向传递的,C正确;基因突变具有不定向性,基因A和a可以双向突变,但生物的性状不一定改变,如AA突变为Aa,或Aa突变为AA,性状都没改变,D正确。 12.(山东省师范大学附属中学2017-2018学年高二下学期第六次学分认定考试生物试题 )下列有关细胞结构和功能的说法,错误的是(  ) A. 神经细胞细胞膜面积大有利于细胞间的信息交流 B. 人成熟红细胞、蛔虫体细胞等真核细胞无线粒体,不能进行有氧呼吸 C. 睾丸大量合成分泌雄性激素与细胞中发达的核糖体、内质网和高尔基体有关 D. 高尔基体在囊泡的运输过程中起到重要交通枢纽作用 【答案】C 【解析】据题文和选项的描述可知:该题考查学生对细胞的结构和功能等相关知识的识记和理解能力。 神经细胞的树突与轴突,增大了细胞膜面积,有利于接受来自于突触前膜的神经递质,进而完成细胞间的信息交流,A正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所,人成熟红细胞、蛔虫体细胞等真核细胞无线粒体,不能进行有氧呼吸,B正确;雄性激素的化学本质是脂质中的固醇,脂质在内质网上合成,通过高尔基体的分泌,与核糖体无关,C错误;在细胞内,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起重要交通枢纽作用,D正确。 13.(2018届高三理综高考压轴冲刺卷二生物试题)下图是两个神经元(部分)构成的突触结构,当神经冲动传至轴突末梢时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,触发突触小泡前移并释放神经递质。图中①?⑥分别表示发生在膜上的不同过程。回答下列问题: (1)神经元与其功能相适应的形态特点是___________。Ca2+通过①过程进入膜内,活化①过程和⑤过程的信号刺激分别是___________、___________。 (2)②过程为释放神经递质,②过程与⑥过程的共同点是____________________。若②过程释放的神经递质活化④过程,突触后膜将不能产生兴奋,原因最可能是_____________________。 (3)为研究Ca2+对神经冲动的产生及神经元之间的兴奋传递是 否必需,研究者做了以下实验:将能迅速结合Ca2+的药物 BAPTA注入突触小体内,同时电刺激突触前神经元,若____________________,则说明Ca2+不影响突触前神经元产生神经冲动;若神经递质释放量___________(填“增加”“减少”“不变”),则说明Ca2+对于神经元之间的兴奋传递是必需的。 【答案】具有许多突起膜电位变化(电信号)神经递质(化学信号)消耗能量④过程为Cl-内流,使膜电位继续保持内负外正,不能产生动作电位突触前神经元的动作电位无变化减少 【解析】根据图示,当神经冲动传至轴突末梢时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,触发突触小泡移动,突触小泡和突触前膜融合,释放神经递质到突触间隙中;图中①?⑥分别表示发生在膜上的不同过程,③表示K+外流,④表示Cl-内流,⑤表示Na+内流,⑥表示钠钾泵对K+、Na+的运输过程,该过程为主动运输。 【详解】 (1)神经元具有许多突起,这与其功能相适应。①表示神经冲动传至轴突末梢时引起Ca2+通道开放,⑤表示神经递质作用于突触后膜,使Na+通道打开引起Na+内流,因此活化①和⑤过程的信号刺激分别是神经冲动、神经递质。 (2)②过程释放神经递质方式为胞吐,⑥表示钠钾泵对K+、Na+内流的运输,⑥过程是主动运输,②过程与⑥过程的都要消耗能量;若②过程释放的神经递质活化④过程,说明突触前膜释放的是抑制性神经递质,引起Cl-内流,会使突触后膜电位继续保持内负外正,不能产生动作电位,导致突触后膜不能产生兴奋。 (3)若Ca2+不影响突触前神经元产生神经冲动,当将能迅速结合Ca2+的药物 BAPTA注入突触小体内后,电刺激突触前神经元,出现的现象是突触前神经元的动作电位无变化;若Ca2+对于神经元之间的兴奋传递是必需的,则神经递质释放量减少。 14.(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下图为排尿反射示意图,请据图回答下列问题: (1)单纯的排尿反射是一种____________(填“条件”或“非条件”)反射,高级神经中枢——大脑皮层对脊髓具有控制作用,但是幼儿易发生遗尿现象,原因是____________。 (2)由图可知,当膀胱中尿量充盈到一定程度时(400?500mL),膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋,冲动沿____________(填字母)传入,到达____________的排尿反射初级中枢;同时,冲动也会到达位于大脑皮层的排尿反射高级中枢,并产生排尿欲。做好准备后,脑发出神经冲动沿下行传导束传到脊髓排尿中枢,排尿中枢发出的神经冲动由____________(填字母)传到效应器,膀胱逼尿肌收缩,尿道括约肌放松,尿便经尿道口排出。 (3)当人体内水分含量过多时,____________合成的____________的量减少,排尿量增加。 【答案】非条件幼儿的大脑机能发育尚未完善,对下级排尿中枢的控制能力较弱b脊髓a下丘脑抗利尿激素 【解析】神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧。反射必须依赖于反射弧的结构的完整性,反射弧不完整不能称之为反射。排尿反射的中枢在脊髓,但可以受到大脑的控制。据图分析:a、c表示传出神经,b、d表示传入神经。 【详解】 (1)非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成,单纯的排尿反射是一种非条件反射。高级神经中枢——大脑皮层对脊髓具有控制作用,但是幼儿易发生遗尿现象,原因是幼儿的大脑机能发育尚未完善,对下级排尿中枢的控制能力较弱。 (2)反射必须经过完整的反射弧,据图可知,膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋时,冲动沿传入神经即图中的b传入,到达排尿反射的神经中速脊髓,同时,冲动也会到达位于大脑皮层的排尿反射高级中枢,并产生排尿欲,脑发出神经冲动沿下行传导束传到脊髓排尿中枢,排尿中枢发出的神经冲动由传出神经即图中的a传到效应器,膀胱逼尿肌收缩,尿道括约肌放松,尿便经尿道口排出。 (3)当人体内水分含量过多时,会导致细胞外液渗透压降低,下丘脑合成的抗利尿激素的量减少,排尿量增加。 15.(河南创新发展联盟2017-2018年度高二期末考试生物试题)突触前膜释放的ACh(—种兴奋性神经递质)与突触后膜的ACh受体(AChR)结合,使突触后膜兴奋,引起肌肉收缩。ACh发挥作用后即被ACh酯酶分解。据此回答下列问题: (1)突触前膜通过___________的方式将ACh释放到突触间隙。ACh与突触后膜的受体结合,引起肌细胞膜发生的电位转变是___________。 (2)某种药物可以明显抑制ACh酯酶的活性,若给正常小鼠体内注射该药物,则会导致___________。 (3)筒箭毒碱是从防己科植物中提取的生物碱。南美洲印第安人曾把它涂于箭头,猎取野兽,动物中箭后四肢麻痹。筒箭毒碱的结构与ACh相似,据此推测,筒箭毒碱麻痹肌肉的机制可能是___________。 (4)某病人体内产生的某种抗体作用于ACh受体后,使ACh受体退化且再生受阻,从免疫学角度上说,该疾病属于___________。临床上可以切除部分胸腺来治疗此病的重度患者,其原因是___________。 【答案】胞吐 由外正内负变为外负内正 肌肉持续收缩 与ACh受体结合 抑制ACh与受体结合 自身免疫病 切除部分胸腺能抑制T细胞的发育成熟,从而使其分泌的淋巴因子减少,进而减少抗体的产生 【解析】 (1)突触前膜通过胞吐的方式将ACh释放到突触间隙。兴奋性神经递质引起突触后膜发生的电位转变是由外正内负变为外负内正 。 (2)抑制ACh酯酶的活性,则突触间隙的递质增多,后膜持续兴奋,造成肌肉持续收缩 。 (3)筒箭毒碱的结构与ACh相似,据此推测可能与ACh受体结合使神经递质不能与受体结合而造成肌肉麻痹。 (4)人体内产生的某种抗体作用于ACh受体后,使ACh受体退化且再生受阻,造成自身结构功能受损,该疾病属于自身免疫病。临床上可以切除部分胸腺来治疗此病的重度患者,是因为胸腺能抑制T细胞的发育成熟,从而使其分泌的淋巴因子减少,进而减少抗体的产生 ,从而降低自身的免疫能力,缓解症状。 14 第30讲 通过神经系统的调节(学生版) 本节内容是有关于神经调节的内容,有关于神经调节的基本方式──反射,反射的结构基础──反射弧等相关的基础知识,学生在初中就已经学过,所以教师可以给出少量时间由学生快速阅读进行回忆,并通过提问及时深化。兴奋在神经纤维上的传导和在神经元上的传递这些内容比较抽象,学生没有接触过,不容易理解,在学习上具有一定的难度。而这些既是教学重点又是教学难点,特别是兴奋传导时膜电位的变化和突触释放递质的过程。教师在这方面要多做指导、启发。本节内容对于生物学科知识体系的建构,生物学科思维方法的形成,生物学科能力的培养都具有重要作用。通过观察兴奋传导的动态过程,培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。通过介绍研究兴奋传导的材料和方法培养学生的科学思维能力。通过利用电学原理分析膜电位变化,提高学生学科之间相互渗透的迁移能力。 神经调节的结构基础和反射 神经系统结构和功能的基本单位——?神经元 神经元是神经系统结构和功能的基本单位,其功能是接受刺激产生兴奋,并传导兴奋。(★有些神经元具有内分泌功能,如:下丘脑的某些细胞可产生抗利尿激素、促激素释放激素等)。神经元的结构见下图: ??★注:①神经元的轴突或长的树突+包裹在外的髓鞘→神经纤维→?神经 ②一个神经元细胞有多个树突,但有且仅有一个轴突 神经调节的基本方式——反射 概念:在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对?外界环境变化作出的规律性应答。 反射的结构基础——反射弧 兴奋传导 反射弧特点 结构特点 功能 结构破坏后对功能的影响 感受器 ↓ 传入神经 ↓ 神经中枢 ↓ 传出神经 ↓ 效应器 感受器 感觉神经末梢的特殊结构 将适宜的内外界刺激的信息转变为兴奋(即神经冲动) 既无感觉又无效应 传入神经 感觉神经元的一部分 将兴奋由感受器传入神经中枢 既无感觉又无效应 神经中枢 调节某一特定生理功能的神经元群 对传入的兴奋进行分析与综合 既无感觉又无效应 传出神经 运动神经元的一部分 将兴奋由神经中枢传至效应器 只有感觉无效应 效应器 运动神经末梢和它支配的肌肉或腺体 对内外界刺激产生相应的规律性活动 只有感觉无效应 相互联系 反射弧中任何一个环节中断,反射都不能发生,必须保证反射弧结构的完整性 ★注:①一个反射弧至少需要两个神经元:感觉神经元和运动神经元。 ②一个反射弧组成的神经元越多,形成的突触越多,完成反射的时间就越长。 ③刺激感受器或传出神经,信息都能传到效应器而使效应器产生相同的效应,但刺激前者产生的效应可以称做反射,但刺激后者产生的效应就不能称为反射,即反射活动的进行必须经过完整的反射弧。效应器产生的效应可以称做机体对刺激做出的反应,而只有经过完整反射弧的反应才能称为反射。 ④神经中枢的兴奋只影响效应器的效应活动而不影响感受器的敏感性。 ⑤反射弧只有保持其完整性,才能完成反射活动。 ⑥反射弧完整,还需有适宜刺激才能发生反射活动。 ⑦具有神经系统的多细胞生物才有反射,植物和单细胞生物没有反射。 反射弧中传入神经和传出神经的判断 由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,导致兴奋在完整反射弧中的传导也是单向的,只能由传入神经传入、传出神经传出。具体判断方法如下: ①根据是否具有神经节:具有神经节的是传入神经。 ②根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“ ”相连的为传入神经,与“●—”相连的为传出神经。 ③切断试验法:若切断剪断或麻醉神经后,刺激远离中枢的位置效应器有反应,刺激近中枢的位置效应器无反应,证明是传出神经;刺激远离中枢的位置效应器无反应,刺激近中枢的位置效应器有反应,则证明为传入神经。 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋:指动物体或人体内的某些组织或细胞,感受外界刺激后,由相对静止状态变成显著活跃状态的过程,即动作电位的产生过程。 静息电位和动作电位 ①静息电位:细胞内外各种离子浓度不等,膜内K+浓度高,膜外Na+浓度高。静息状态,细胞膜上K+通道开放,K+外流,而膜内带负电的离子不能透过细胞膜,于是形成细胞膜内外“外正内负”的静息电位。 ②动作电位:当细胞受到刺激时,Na+离子通道开放,Na+内流大于K+外流,形成“外负内正”的动作电位 ③静息电位的恢复:动作电位产生后,通过Na+—K+离子泵,细胞排钠保钾,再恢复到静息电位。 ★注:兴奋产生和传导过程中Na+、K+的运输方式分析 ①静息电位产生时,K+由高浓度向低浓度运输,属于协助扩散 ②动作电位产生时,Na+的内流需要载体蛋白,同时由高浓度向低浓度运输,属于协助扩散 3、兴奋产生和传导的机制 传导形式:兴奋是以动作电位即电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫作神经冲动。 (2)传导过程 (3)传导特点:双向传导,刺激神经纤维的任何一点,所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导。(如下图) ①在膜外,局部电流的方向与兴奋传导方向相反 ②在膜内,局部电流的方向与兴奋传导方向相同 ★注:兴奋在离体的神经纤维上和生物体内神经纤维上的传导是不同的,在离体神经纤维上兴奋的传导是双向的;而在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。 4、兴奋在神经纤维上传导的电流方向分析 (1)静息状态(如图所示,其中B测的是静息电位) ①电位都在膜外,电流计指针不偏转。 ②电极分别在膜内、外,电流计指针向电极置于膜内一侧偏转。 ③电极都在膜内,电流计指针不偏转。 刺激神经纤维(如图所示) ①刺激a点,b点先兴奋(内正外负),电流计指针向左侧偏转;b点恢复静息电位(内负外正),但兴奋未传到d点,指针归零;d点兴奋(内正外负),电流计指针向右侧偏转;d点恢复静息电位,指针归零。电流计指针总共发生两次方向相反的偏转。 ②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,又同时恢复静息电位,所以电流计指针不发生偏转。 ★注:解题时要注意电流计在神经纤维上的位置,是膜内还是膜外,两极在同一侧还是不同侧。 兴奋在神经元之间的传递 结构基础——突触 神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小支末端膨大,呈杯状或球状,叫做突触小体。突触小体与其他神经元的细胞体、树突或肌肉细胞、腺体细胞等可兴奋细胞间相接触,共同形成突触 突触的常见类型 ①轴突——树突型: ②轴突——胞体型: 突触的结构 ①突触前膜:轴突末端膨大的突触小体的膜 ②突触间隙:突触前膜和突触后膜之间的缝隙,其内液体属于组织液 ③突触后膜:下一神经元的细胞体膜或树突膜 ★注:突触小体≠突触:①组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙、突触后膜②信号转变不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号;在突触中完成的信号为电信号→化学信号→电信号。 2、神经递质及种类 (1)神经递质:是神经细胞产生的一种化学信使物质,对具有相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。 (2)供体:轴突末端突触小体内的突触小泡。(但注意:神经递质只是在突触小泡内储存,并不在其中合成) (3)受体:与轴突相邻的另一个神经元的树突膜或细胞体膜上的糖蛋白。 (4)种类:兴奋型递质、抑制型递质。 (5)作用:使另一个神经元兴奋或抑制。 (6)释放:方式为胞吐,神经递质在该过程中穿过了0层膜,体现了膜的流动性 (7)特点:神经递质发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移走而迅速停止作用。如果因药物或酶活性降低,递质不能失活,则会引起后一神经元持续兴奋或抑制。 3、兴奋的传递 (1)递质移动方向:突触小泡→ 神经递质(胞吐)→突触间隙→突触后膜 (与受体结合)。 (2)传递过程:前一个神经元轴突→突触小体→突触小泡→神经递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(后一个神经元)。 (3)信号转换:电信号→化学信号 →电信号 (兴奋) (递质) (兴奋) ★注:突触传递异常分析 ①正常情况下:神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活。 ②异常情况1:若某种有毒有害物质将分解神经递质的相应酶变性失活,则突触后膜会持续兴奋或抑制。 ③异常情况2:若突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据,则神经递质不能与之结合,突触后膜不会产生电位变化,阻断信息传递。 4、兴奋在神经元之间的传递特点分析 (1) 单向传递:递质只存在于突触小体的突触小泡内,只能由突触前膜释放,并作用于只存在于突触后膜的受体,与受体特异性结合,所以传递方向是单向的。 (2)突触延搁:兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢,这是因为兴奋由突触前神经末梢传至突触后神经元,需要经历神经递质的释放、扩散以及对突触后膜作用的过程,所以需要较长的时间(约0.5 ms),这段时间就叫做突触延搁。因此,一个反射需要的神经元越多,突触就越多,消耗的时间越长。 5、在神经元间,电流计指针偏转问题方法分析(ab=bd) ①刺激b点,由于兴奋在突触部位的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 ②刺激c点兴奋不能传至a,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。 四、人脑的高级功能和神经系统的分级调节 1、中枢神经系统包括脑(大脑、小脑、脑干、下丘脑)和脊髓 ★注:位于脊髓的低级中枢受相应的高级中枢的调控 2、人脑的高级功能 大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位,它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。 3、人脑的言语区 言语区名称 受损后的病症 病症的症状 书写中枢(W区) 失写症 病人能听懂别人的谈话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写、绘图能力 说话中枢(S区) 运动性失语症 病人可以看懂文字,也能听懂别人讲话,但自己却不会讲话 听话中枢(H区) 听觉性失语症 病人能讲话、书写,也能看懂文字,能听见别人发音,但不懂其含义,病人可以模仿别人说话,但往往是答非所问 阅读中枢(V区) 失读症 病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,即不能阅读 短期记忆与长期记忆 短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系相关;长期记忆可能与新突触的建立有关 1.(湖北省荆州市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下图是突触结构示意图,在a、d两点连接一个电流表。下列有关分析中,不正确的是( ) A. 刺激a点时,电流表的指针会偏转两次,说明兴奋能由a点传递到d点 B. b是神经元轴突末端的膨大部分,含有许多突触小泡,其内含有神经递质 C. 刺激c点时,电流表的指针只会偏转一次,说明兴奋不能由c点传递到b点 D. 兴奋经过神经纤维和突触时,都是以电信号的形式进行传导 【答案】D 【点睛】 兴奋传导与电流计指针偏转问题的难点与易错点分析 ①在神经纤维上: a.刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 b.刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转。 ②在神经元之间: a.刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 b.刺激c点,兴奋不能传至a,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。 2.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(十二)生物试题)乙酰胆碱是兴奋型的神经递质,通过与细胞膜上的受体结合,直接或间接调节细胞膜上离子通道,进而改变细胞膜电位。假如某一神经递质使该细胞膜外的氯离子(Cl-)进入细胞内,正确的判断是( ) A. 细胞无法恢复静息电位 B. 细胞膜两侧电位差保持不变 C. 形成局部电流 D. 使细胞膜内由正电位变为负电位 【答案】C 【点睛】①依题意可知:受刺激时,突触前膜释放的乙酰胆碱通过与突触后膜上的受体结合,导致Na+内流,使膜电位由原来的内负外正的静息电位变为外负内正的动作电位,导致该细胞产生兴奋。假设某一神经递质使该细胞膜外的氯离子(Cl-)进入细胞内,则会导致该细胞兴奋部位的外负内正的动作电位差值变小,有利于该细胞兴奋部位恢复静息电位,A、B错误;当兴奋部位恢复为静息电位时,会与邻近兴奋部位之间存在电位差,进而形成局部电流,C正确;K+的外流,导致细胞膜内由正电位变为负电位,D错误。 解答此题需抓住问题的实质:氯离子(Cl-)进入该细胞内,发生在乙酰胆碱使该细胞兴奋之后,②明确静息电位和动作电位产生的机理是解答此题的关键。 例1:(浙江省平湖市平湖中学2019届高三9月模拟考试生物选考试题)图是有关突触的图形,下列有关叙述正确的是( ) A. 轴突末梢上也存在神经递质的受体 B. 突触就是指两个神经元之间相接触的部位 C. 根据突触接触的部位分类,突触有2种类型 D. 突触后膜上的乙酰胆碱受体与乙酰胆碱结合后,突触后膜就会产生动作电位 【答案】A 【解析】由图可知,轴突末梢上也有神经递质的受体,A正确;突触是指神经轴突与另一个神经元胞体或树突相接处的部分,B错误;由图可知,突触有3种类型,分别为轴突末梢与轴突末梢,轴突与胞体和轴突与树突,C错误;乙酰胆碱分子与突触后膜上的受体结合,使受体通道打开,导致后膜去极化,产生一个小电位.当多个乙酰胆碱分子与受体结合,使突触后膜电位变化达到一定阈值,才会刺激相邻肌细胞膜产生动作电位,D错误。 变式训练1:(江苏省无锡市2017-2018学年高二第二次学业水平模拟测试生物试题)下图为神经调节中两个重要的结构模式图(图甲为图乙中结构e的局部放大图),下列有关叙述错误的是(  ) A. 甲图中④⑤⑥构成突触 B. 甲图中AB间兴奋的传递是单向的 C. 乙图中X为传出神经 D. 乙图中结构e和b中兴奋的传导速度不同 例2:(黑龙江省2018年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟(十) 理科综合试卷生物试题)如图为某神经调节的反射弧结构示意图,下列有关叙述错误的是( ) A. 神经中枢中突触数量越多,越能应对复杂多变的内外环境刺激 B. 在神经中枢处施加某麻醉剂,可抑制突触处兴奋的传递,则刺激A处,效应器会反应 C. 若B神经元释放乙酰胆碱,则会引起下一个神经元兴奋或抑制 D. 神经递质大多是小分子物质,通过胞吐的方式释放至突触间隙 【答案】C 【解析】通过突触,一个神经元可以影响多个神经元(因为轴突末梢有很多分枝),一个神经元也可以接受多个神经元的刺激,以此构成网络,所以神经中枢中突触数量越多,越能应对复杂多变的内外环境刺激,A选项正确。刺激的A处位于传出神经,传出神经连接效应器,而兴奋在神经纤维上的传递是双向的,所以效应器会发生反应,B选项正确。乙酰胆碱属于兴奋性神经递质,传递是兴奋,C选项错误。神经递质以胞吐的方式释放,提高传递效率,D选项正确,故选C。 变式训练2:(甘肃省岷县一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试卷)下图表示三个通过突触相连的神经元。若在箭头处施加一定强度刺激,则a点不能测到膜内外电位变化,而b、c、d、e四个点都能测到膜内外电位有变化,该现象说明了(  ) A. 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的 B. 兴奋在神经元内的传导是双向的,而在神经元之间的传递是单向的 C. 兴奋在神经元之间通过神经递质与特异性受体相结合的 D. 神经纤维某一部位受到刺激时,这个部位的膜电位由外正内负变为内正外负 例3:(河南省平顶山市2017-2018学年高二下学期理科综合生物试题)“柯萨奇”病毒可引起“胃肠感冒”,患者常出现呕吐和发热等症状。下列正确的是( ) A. 病毒进入胃部后引起胃体肌肉收缩属于条件反射 B. T细胞、B细胞、浆细胞和效应T细胞都能特异性识別该病毒 C. 机体消灭“柯萨奇”病毒只体现了免疫系统的清除功能 D. 机体发热说明下丘脑的体温调节能力是有限的 【答案】D 【解析】反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射,非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成,也称为简单反射;条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式;人体的三道防线:第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,他们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用;第二道防线是体液中的杀菌物质--溶菌酶和吞噬细胞;第三道防线主要由免疫器官(扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏等)和免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞等)借助血液循环和淋巴循环而组成的;其中第一道和第二道防线属于非特异性免疫,第三道防线属于特异性免疫。 变式训练3.(安徽省宣城市2017-2018学年第二学期期末考试宣城高二生物试题)关于神经体液调节下列说法正确的是( ) A. 兴奋在反射弧中的神经纤维上的传导是单向的 B. 人类大脑言语区W区受损,患者不能看懂文字 C. 促甲状腺激素几乎作用于全身所有细胞,提高代谢速率 D. 人在寒冷环境中,皮肤血管收缩、产热增加,机体散热量小于产热量 1.(安徽省合肥市2019届高三上学期调研性检测生物试题)下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是( ) A. 突触前膜释放的神经递质,一定会引起突触后膜兴奋 B. 当兴奋传导到③时,膜电位由外负内正变为外正内负 C. 神经递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙 D. 结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关 2.(浙江省嘉兴市2017-2018年高二下学期期末生物试题卷)下图是反射弧的示意图,下列叙述正确的是( ) A. 轴突是神经细胞的一种细胞器 B. 给予③或④适宜的刺激,都可使②产生反应 C. 膝跳反射反射弧的神经元数目与图示相同 D. ①②分布于机体的同一组织或器官 3.(浙江省嘉兴市2017-2018年高二下学期期末生物试题卷)蛙类的坐骨神经既有传入神经纤维,又有传出神经纤维,是混合神经。实验人员做脊蛙(无头蛙)反射实验时,将麻醉药处理左腿的坐骨神经,在不同条件下分别刺激左趾尖和右趾间,观察刺激反应,实验结果如下表。(“+”表示发生缩腿反射,“-”表示不发生缩腿反射)。下列叙述正确的是( ) 用药前 用药后5分钟 用药后10分钟 用药后15分钟 左腿 右腿 左腿 右腿 左腿 右腿 左腿 右腿 刺激左趾尖 + + + + - + - - 刺激右趾尖 + + + + - + - + A. 脊蛙没有大脑皮层,缩腿反射的中枢受到破坏 B. 该麻醉药对传出神经的起效比对传入神经快 C. 用药后10分钟,左腿的传入神经已经被麻醉 D. 用药后15分钟,右腿的传出神经已经被麻醉 4.(内蒙古翁牛特旗乌丹第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)在某溶液中维持正常活性的离体神经纤维受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。如图显示受刺激部位的膜电位变化趋势(曲线1)和膜内钠离子含量变化趋势(曲线2),下列有关分析正确的是(  ) A. a~c所需的时间和c点膜电位数值的大小均由膜内Na+浓度决定 B. b、d两点膜电位的数值均代表静息电位 C. 曲线e~f段膜内钠离子含量增多需要消耗能量 D. g点前后神经细胞膜内外始终存在离子的交换 5.(内蒙古翁牛特旗乌丹第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)19世纪英国著名外科医生贝尔和法国生理学家马让迪发现,动物的脊神经是由背根和腹根组成的(如图所示),两人进行如下实验,研究背根和腹根的功能。 ①分别电刺激每对脊神经根的腹根和背根均可引起动物同侧后肢发生运动反应 ②在一对脊神经根的背根中央处剪断(图中甲箭头所示)电刺激背根向中段B,动物后肢发生运动反应;电刺激背根外周段A,动物后肢不发生反应 ③在另一对脊神经根的腹根中央处剪断(图中乙箭头所示),电刺激腹根向中段D,动物后肢不发生反应,电刺激腹根外周段C,动物后肢发生运动反应。下列说法不正确的是(  ) A. 通常要将实验动物的脑破坏,保留脊髓,以排除脑对实验结果的影响 B. 实验①的作用证明脊神经的背根、腹根结构完好,功能正常 C. 由②、③结果可知背根的功能是运动,腹根的功能是感受 D. 上述实验可以看出组成一根神经的许多神经纤维之间的功能互不干扰 6.(内蒙古翁牛特旗乌丹第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)当条件反射建立之后,条件刺激与非条件刺激可引起同样的反应,这说明(  ) A. 条件反射与非条件反射的结构基础相同 B. 非条件反射的反射弧是可以发生改变的 C. 条件刺激与非条件刺激的性质是相同的 D. 无关刺激已转化为条件刺激 7.(湖北省黄冈市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关兴奋的传导和传递的叙述,正确的是( ) A. 在反射弧中兴奋以神经冲动的形式进行传导和传递 B. 神经细胞兴奋的原因是在适宜刺激下Na+大量外流 C. 轴突末梢兴奋时以主动运输的形式释放神经递质 D. 在神经纤维上,兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同 8.(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下列关于神经调节和体液调节关系的叙述,正确的是( ) A. 神经调节和体液调节过程中都会涉及一些信息分子 B. 参与神经调节的器官不能参与体液调节 C. 内分泌腺只能参与体液调节而不能参与神经调节 D. 细胞外液渗透压升髙时,在下丘脑处产生渴觉属于神经调节,而抗利尿激素促进重吸收属于体液调节 9.(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)图中电位计的电极都置于膜外,下列相关叙述错误的是( ) A. 刺激图1中的c点和图2中的b点,指针都不偏转 B. 刺激图1中的a点,指针发生两次方向相反的偏转 C. 刺激图2中的c点,指针只发生一次偏转 D. 剌激图2中的b点可能会引起神经递质的释放 10、(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下列关于神经递质的叙述,正确的是( ) A. 神经递质的化学本质是糖蛋白 B. 神经递质合成后储存在突触小泡内 C. 突触后神经元不能合成神经递质 D. 突触后膜接受递质后产生兴奋 11.(普通高等学校2018年招生全国统一考试冲刺预测?全国卷理科综合(五)生物试题)下列有关“方向”的叙述,错误的是( ) A. 生物之间的信息传递一般是双向进行的,但信息种类一定不相同 B. 碳元素不一定以CO2的形式在无机环境和生物群落之间循环流动 C. 兴奋可以双向传导,但通过突触时一定是单向传递的 D. 基因A和a可以双向突变,但生物的性状不一定改变 12.(山东省师范大学附属中学2017-2018学年高二下学期第六次学分认定考试生物试题 )下列有关细胞结构和功能的说法,错误的是(  ) A. 神经细胞细胞膜面积大有利于细胞间的信息交流 B. 人成熟红细胞、蛔虫体细胞等真核细胞无线粒体,不能进行有氧呼吸 C. 睾丸大量合成分泌雄性激素与细胞中发达的核糖体、内质网和高尔基体有关 D. 高尔基体在囊泡的运输过程中起到重要交通枢纽作用 13.(2018届高三理综高考压轴冲刺卷二生物试题)下图是两个神经元(部分)构成的突触结构,当神经冲动传至轴突末梢时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,触发突触小泡前移并释放神经递质。图中①?⑥分别表示发生在膜上的不同过程。回答下列问题: (1)神经元与其功能相适应的形态特点是___________。Ca2+通过①过程进入膜内,活化①过程和⑤过程的信号刺激分别是___________、___________。 (2)②过程为释放神经递质,②过程与⑥过程的共同点是____________________。若②过程释放的神经递质活化④过程,突触后膜将不能产生兴奋,原因最可能是_____________________。 (3)为研究Ca2+对神经冲动的产生及神经元之间的兴奋传递是 否必需,研究者做了以下实验:将能迅速结合Ca2+的药物 BAPTA注入突触小体内,同时电刺激突触前神经元,若____________________,则说明Ca2+不影响突触前神经元产生神经冲动;若神经递质释放量___________(填“增加”“减少”“不变”),则说明Ca2+对于神经元之间的兴奋传递是必需的。 14.(湖北省孝感市重点高中协作体2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)下图为排尿反射示意图,请据图回答下列问题: (1)单纯的排尿反射是一种____________(填“条件”或“非条件”)反射,高级神经中枢——大脑皮层对脊髓具有控制作用,但是幼儿易发生遗尿现象,原因是____________。 (2)由图可知,当膀胱中尿量充盈到一定程度时(400?500mL),膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋,冲动沿____________(填字母)传入,到达____________的排尿反射初级中枢;同时,冲动也会到达位于大脑皮层的排尿反射高级中枢,并产生排尿欲。做好准备后,脑发出神经冲动沿下行传导束传到脊髓排尿中枢,排尿中枢发出的神经冲动由____________(填字母)传到效应器,膀胱逼尿肌收缩,尿道括约肌放松,尿便经尿道口排出。 (3)当人体内水分含量过多时,____________合成的____________的量减少,排尿量增加。 15.(河南创新发展联盟2017-2018年度高二期末考试生物试题)突触前膜释放的ACh(—种兴奋性神经递质)与突触后膜的ACh受体(AChR)结合,使突触后膜兴奋,引起肌肉收缩。ACh发挥作用后即被ACh酯酶分解。据此回答下列问题: (1)突触前膜通过___________的方式将ACh释放到突触间隙。ACh与突触后膜的受体结合,引起肌细胞膜发生的电位转变是___________。 (2)某种药物可以明显抑制ACh酯酶的活性,若给正常小鼠体内注射该药物,则会导致___________。 (3)筒箭毒碱是从防己科植物中提取的生物碱。南美洲印第安人曾把它涂于箭头,猎取野兽,动物中箭后四肢麻痹。筒箭毒碱的结构与ACh相似,据此推测,筒箭毒碱麻痹肌肉的机制可能是___________。 (4)某病人体内产生的某种抗体作用于ACh受体后,使ACh受体退化且再生受阻,从免疫学角度上说,该疾病属于___________。临床上可以切除部分胸腺来治疗此病的重度患者,其原因是___________。 14

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  • ID:11-4844018 [精]【2019备战高考】高考生物第一轮复习学案 第29讲 人体内环境的稳态与调节(学生版+解析版)

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修3《稳态与环境》/第1章 人体的内环境与稳态/本章综合与测试

    人体内环境的稳态与调节(解析版) 课程标准中关于本节内容的具体标准是“说明内环境稳态的生理意义”。描述不同细胞生活的环境,描述内环境的组成和理化性质,认识到多细胞生物的细胞也需要与环境进行物质和能量的交换,从而更好的理解这些细胞的生活环境,并加深对生命世界的认识。要实现这一目标,首先要说明什么是内环境稳态。稳态概念是生命科学的一大基本概念,也是本模块的核心概念。搞好这一概念的教学 (?http:?/??/?www.5ykj.com?/?Health?/?" \t "http:?/??/?www.5ykj.com?/?Health?/?gaoer?/?_blank?),可以为后续的学习打下坚实的基础。因此稳态概念及稳态的重要性是本节教学内容的重点。稳态调节机制在后面章节中要逐步展开、深化,在本节仅做简要概述,以承上启下,因此达到了解水平即可。每一个人的健康都与内环境的稳态有关,几乎所有人都亲历过诸如发烧等稳态失调引起的疾病。通过学习有关内环境稳态的内容,可以帮助学生结合生活体验构建概念,经过思想认同强化自我保健的意识。 一、内环境的稳态: 1、内环境的动态变化 (2)具体表现:内环境各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。 2、内环境稳态的概念、内容与基础 (1)概念:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。 (2)内环境稳态的内容与意义: (3)维持基础:人体各器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。 (4)直接参与的器官与系统: ①消化系统②呼吸系统③泌尿系统④循环系统 3、内环境稳态调节机制现代观点:神经一体液一免疫调节网络 4、内环境的稳态与消化、吸收、循环、排泄系统的功能联系: 5、意义:内环境中血糖含量、温度、pH等保持在适宜的范围内,细胞代谢正常进行。是机体进行正常生命活动的必要条件。 稳态失调与相关疾病: 病状名称 内环境理化性质变化 引起疾病的症状 尿毒症 尿素等代谢废物在体内积累 自身中毒和综合病症 糖尿病 血液中葡萄糖含量过高 多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈,身体消瘦 高原反应 体内缺氧,血氧过低 头痛、乏力、心跳加快 感冒发烧 体温过高,影响酶的活性 食欲不振、四肢无力 严重腹泻 丢失大量的水和无机盐 疲倦、周身不适、恶心 重点知识点拨: 1、血液Na+、K+、pH的稳定性:血液的pH通常在7.35~7.45之间,变化范围很小。原因是血浆中含有HCO3-、HPO42-等离子,可起到缓冲作用。 2、内环境稳态失调:长期营养不良,会出现组织水肿。人体发生花粉等过敏反应时,引起毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白渗出,会造成局部组织液增加。淋巴管阻塞会引起组织液中的大分子蛋白质回流到血浆从而使组织液增加。肾小管肾炎也会使组织液增加而水肿。细胞代谢旺盛使代谢产物增多,组织液浓度增加使组织液增多而水肿。 3、人体维持内环境稳态的具体表现:饮水不足时,抗利尿激素释放增加;剧烈运动时,人体会大量出汗;接受抗原刺激后,B淋巴细胞增殖分化。 4、体液各成分间的转化与判断方法 ①相互转化关系: ②判断方法: 5、不存在于内环境中的物质 ①只存在于细胞内的物质:血红蛋白及与细胞呼吸、DNA分子复制、DNA分子转录、mRNA翻译有关的酶等。 ②在细胞内合成后直接分泌到体外的物质:消化酶等。 ③不能被吸收的物质:纤维素等。 6、不发生于内环境中的生理过程 ①细胞呼吸的各阶段反应。 ②细胞内蛋白质、递质和激素等物质的合成。 ③消化道等外界环境所发生淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。 知识拓展: 1、人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。出现下列情形,稳态会遭到破坏: ①外界环境变化过于剧烈; ②人体自身的调节功能出现障碍。 2、神经一体液一免疫调节网络是内环境稳态的主要调节机制。 ①神经调节:调节的主要方式,如体温调节中枢在下丘脑。 ②体液调节:某些化学物质,如激素、CO2、H+等通过俸液传送对机体进行凋节,其中主要是激素调节。 ③免疫调节:免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。 3、内环境成分的位置关泵分析 (l)图中①为细胞内液,②为血浆,③为组织液,④ 为淋巴,②③④共同组成了内环境。 (2)A端若为动脉的上端,则A处的氧分压要高于 B处,A处的营养物质含量高于B处,但B处CO2和代谢废物的含量均高于A处。 (3)由图中可知:毛细血管壁细胞的生活环境为血浆、组织液,毛细淋巴管壁细胞的生活环境为淋巴、组织液,血细胞的生活环境为血浆,组织细胞的生活环境为组织液。 4、内环境与外界环境的物质交换分析 I是体内外进行物质交换的系统,并能为内环境提供02并排出CO2,这说明I是呼吸系统,内环境与 I交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁;如果Ⅱ内的葡萄糖通过①只能进入血液,那么Ⅱ为消化道,①表示主动运输;Ⅲ是泌尿系统,②表示重吸收作用;皮肤有保护的作崩,皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物,Ⅳ表示的器官是皮肤。 内环境与细胞之间的跨膜分析 几种由单层细胞形成的结构 人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构:如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等,这些非常薄的结构有利于物质交换,物质透过这些管壁或泡壁时,要经过两层细胞膜。 (2)细胞、生物膜、磷脂双分子层、磷脂分子层数间的关系 1层细胞=2层生物膜 1层生物膜=1个磷脂双分子层=2层磷脂分子 若物质出入细胞内的线粒体需多跨越线粒体内外膜(4层磷脂分子) (3)外界空气中O2进入组织细胞被利用跨膜层数分析 从图1可知,在肺通气和肺泡内的气体交换的过程中,O2要穿过肺泡壁(一层上皮细胞)、毛细血管壁(一层上皮细胞)及红细胞膜,共计5层生物膜,才能与血红蛋白结合;从图2可知,经过组织里的气体交换,O2进入组织细胞要透过红细胞膜、毛细血管壁(一层上皮细胞)和一层组织细胞的细胞膜(合计4层生物膜),再加上O2最终要进入线粒体参与有氧呼吸,而线粒体是具有双层膜的细胞器,故共合计6层膜。 由此可知,外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞(9层膜) 如果氧气进入组织细胞被利用(还要进入线粒体至少要穿过的生物膜层数是9+2=11层膜)。 (4)消化道(小肠)中葡萄糖分子进入组织细胞被利用跨膜层数分析 食物中的淀粉在消化道中被淀粉酶和麦芽糖酶分解成葡萄糖,主要在小肠中被吸收,其吸收过程如图所示: 肠腔中的葡萄糖经过小肠绒毛上皮细胞(2层膜)+绒毛内毛细血管壁(2层膜)+组织处毛细血管壁(2层膜)+组织细胞膜(1层膜)=7层膜;而1层膜由2层磷脂分子构成,所以共穿过14层磷脂分子层。 蛋白质等大分子运输通过胞吞和胞吐,通过0层膜 例1:(珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)下列有关酶与ATP的相关叙述正确的是( ) A. 人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度 B. 叶肉细胞中产生的ATP只能用于光合作用的暗反应阶段 C. 少数酶的组成元素与ATP的组成元素相同 D. 寒冷的冬季,哺乳动物体内酶的活性随环境温度的下降而降低 【答案】C 【解析】ATP结构式是A-P~P~P,其组成元素有C、H、O、N、P,是一种含有高能磷酸键的有机物,它的大量化学能就储存在高能磷酸键中;ATP是生命活动能量的直接来源,合成ATP的能量来源于光合作用和呼吸作用,场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体,据此分析。A. 人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快,但ATP和ADP的含量处于动态平衡,ATP的合成速度和分解速度相等,A错误;B. 叶肉细胞光合作用产生的ATP只能用于光合作用暗反应阶段,细胞呼吸作用产生的ATP可用于植物体的各项生命活动,B错误;C. 少数酶是RNA,组成元素与ATP相同,都含有C、H、O、N、P,C正确; D. 哺乳动物为恒温动物,体温维持相对恒定,故寒冷的冬季,体内酶的活性不会随环境温度的下降而降低,D错误。 变式训练1:(河南创新发展联盟2017-2018年度高二期末考试生物试题)下列关于内环境中化学成分的相关叙述,错误的是( ) A. 流经肝脏后的血液,血糖含量可能升降低 B. 血浆中含有浆细胞产生的免疫球蛋白 C. 血浆的葡萄糖可以被肌细胞的线粒体氧化分解 D. 血浆渗透压的髙低与蛋白质、Na+和Cl-的含量有关 【答案】C 【解析】葡萄糖被合成肝糖原,肝糖原也可以分解为葡萄糖。所以血液流经肝脏后,血糖含量可能升高或降低,A正确。 .抗体是免疫球蛋白,主要分布在血液中,所以血浆中含有浆细胞产生的免疫球蛋白,B正确。血浆的葡萄糖可以被肌细胞氧化分解,但是葡萄糖不进入线粒体,进入线粒体氧化分解的是丙酮酸,C错误。血浆渗透压的髙低与蛋白质、Na+和Cl-等成分的含量有关,D正确。 例2:(陕西省西安市长安区第一中学2017-2018学年高一下学期期末考试)如图为人体细胞与内环境之间物质交换的示意图。①②③④分别表示人体内不同部位的液体。据图判断下列说法不正确的是( ) A. 长跑时运动员通过出汗排出①②④中多余的水分以维持机体的水平衡 B. 液体①中含激素、氨基酸、尿素、CO2等物质 C. 浆细胞分泌的抗体进入①,经循环系统运输到发炎部位 D. 胰岛B细胞分泌的胰岛素先进入②,再进入①后运输到相应部位 【答案】A 【解析】根据前面的分析可知,①②④共同构成内环境(细胞外液)。运动员产热较多,通过出汗是为了带走体内大量的热量,以维持体温的相对稳定;但是出汗因排出①②④中大量的水分,同时也排出了无机盐离子等其他代谢产物,以维持内环境的稳态,A错误;①表示血浆,其中含来自细胞分泌的激素、小肠处吸收的氨基酸、细胞产生的代谢产物如尿素和CO2等物质,B正确;浆细胞分泌的抗体进入血浆,经循环系统运输到发炎部位,与相应的抗原结合,C正确;胰岛B细胞分泌的胰岛素先进入组织液,再透过毛细血管壁进入血浆后运输到相应部位,D正确。 变式训练2:(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生)内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。据图分析判断下列说法正确的是( ) A. 若③为胰岛B细胞,饭后半小时⑤处的胰岛素浓度高于①处 B. 若③为脑细胞,⑤处的氧气浓度高于①处,而C02的浓度相反 C. 若③为骨骼肌细胞,饭后五小时⑤处的血糖浓度低于①处 D. 若③为肝脏细胞,合成的血红蛋白通过胞吐运送到⑤处 【答案】B 【解析】若③为胰岛B细胞,由于饭后半小时血糖浓度升高,胰岛素向血液的分泌增多,根据血液流向,⑤处的胰岛素浓度低于①处,A错误;若③为脑细胞,细胞呼吸消耗氧气,血浆中氧气浓度降低,根据血液的流向,⑤处的氧气浓度高于①处,而C02的浓度相反,B正确;若③为骨骼肌细胞,吸收并分解葡萄糖获得能量,使血糖降低,根据血液流向,饭后五小时⑤处的血糖浓高于①处,C错误; 血红蛋白位于红细胞中,血浆蛋白分泌到血浆中,所以若③为肝脏细胞,通过胞吐运送到⑤处的应该是血浆蛋白,D错误。 例3:(福建省龙岩市一级达标校2017-2018学年高一下学期期末考试生物)下图是人体局部内环境示意图。以下叙述正确的是( ) A. 激素类物质不能通过1进入C液 B. 某人长期营养不良,会引起C液减少 C. 1结构的细胞所处的内环境为血浆和组织液 D. 若3为肝细胞,D处的葡萄糖浓度高于E处 【答案】C 【解析】激素类物质通过血液运输,再通过毛细血管壁进入组织液,然后作用于靶细胞, A错误。长期营养不良,血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,更多的水分进入组织液,因此会引起C即组织液增多,B错误。1结构是毛细血管壁细胞,内有血浆外有组织液,C正确。 肝细胞在血糖浓度高时可以把葡萄糖合成肝糖原,根据血流方向,此时D处高于E处;在血糖浓度低时,肝细胞也可以把肝糖原分解成葡萄糖释放到血液中,根据血流方向,此时D处低于E处,D错误。 变式训练3.(浙江省宁波市六校2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)图为人体细胞与内环境进行物质交换的示意图,a、b处的箭头表示血液流动的方向。下列说法正确的是( ) A. ①③④是人体内细胞代谢的主要场所 B. 若②为肌肉细胞,则a处的氧气浓度高于b处 C. 稳态意味着固定不变的状态 D. 毛细血管壁细胞生活的具体内环境是①③ 【答案】B 【解析】①②③④分别是淋巴、细胞内液、组织液和血浆,而细胞代谢的主要场所是细胞内,A错误;若②为肌肉细胞,血浆在流经肌肉细胞时,由于细胞吸收部分氧气,氧气浓度会下降,所以,则a处的氧气浓度高于b处,B正确;稳态是指内环境保持相对稳定,C错误;毛细血管壁细胞生活的具体内环境血浆和组织液,即④③,D错误。 1.(黑龙江省2018年 高考模拟精编大考卷(十一)生物试卷)下图为人体体液物质交换示意图,叙述正确的是( ) A. 神经递质可以存在于②中 B. ①、②、③依次为淋巴、血浆、组织液 C. ①、②、④相比,②中含有较多的蛋白质 D. ①的渗透压的大小由蛋白质含量决定 【答案】A 【解析】上图中①②③④分别代表血浆、组织液、组织细胞(细胞内液)、淋巴,其中细胞外液主要为血浆、组织液、淋巴,三者成分相似,但血浆成分中含较多的蛋白质。神经递质是从突触前神经元以胞吐的方式释放到突触间隙中,然后再作用于突触后膜,这里的突触间隙液即为组织液,故A正确;①、②、③依次为血浆、组织液、细胞内液,故B错误;①血浆、②组织液、④淋巴相比,①血浆中含有较多的蛋白质,故C错误;血浆渗透压主要与钠离子和氯离子以及蛋白质有关,虽然蛋白质含量大,但钠离子和氯离子数量较蛋白质分子数多,所以,血浆渗透压主要取决于钠离子和氯离子的数量,故D错误;综上所述,选A项。 2.(湖北省黄冈市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)如图是人体组织局部切片示意阁,其中①③⑤表示体液,②④表示细胞,①⑤所在的位置是某些管道的切面。下列有关说法正确的是( ) A. ②细胞所处的内环境是血液和组织液 B. 营养不良吋会造成①蛋白质过少而引起组织水肿 C. 血红蛋内、各种激素、尿素部可以在①处找到 D. 长期饮用弱减性水,会使①的pH明显升高 【答案】B 【解析】分析题图:图示是人体组织局部切片示意图,其中①为血浆,②为毛细血管壁细胞,③为组织液,④为组织细胞,⑤为淋巴。 A. ②为毛细血管壁细胞,②细胞所处的内环境是血浆和组织液,A错误; B. 由于长期营养不良,且自身蛋白质不断被消耗,细胞内缺乏合成蛋白质的原料,使血浆蛋白含量减少,导致血浆渗透压降低,组织液的渗透压相对升高,引起组织水肿,B正确; C. 血红蛋内位于红细胞内,不能①处找到,C错误; D. 长期饮用弱碱性水,由于人体中有缓冲物质的存在,人体的pH维持在相对稳定的范围,D错误。 3.(陕西省西安市长安区第一中学2017-2018学年高一下学期期末考试生物(理)试题 )科学家研究甲、乙两种生活在不同地方的哺乳动物,分别强迫灌饮海水1000 g后,再分析尿量和其成分,结果如下表。如果将甲、乙两种动物放在竹筏上,任其漂流在海上,只供饲料不供饮用水,结果会如何( ) 哺乳动物 海水 尿液 灌饮 氯浓度(相对值) 排出 氯浓度(相对值) 甲 1000 535 1350 400 乙 1000 535 165 820 A. 乙比甲先因缺水而死亡 B. 甲乙均能饮用海水而存活 C. 甲比乙先因缺水而死亡 D. 表中资料不足,不能判断结果 【答案】C 【解析】从题中所述的情况分析来看,两种鼠灌饮的海水是相同的,但是甲鼠排出的尿液中氯的浓度较低,且尿量大,说明甲鼠保持体内的水的平衡能力较差,体内的水分流失太多;而乙鼠排出的尿液中氯的浓度较高,且尿量少,说明乙鼠保持体内的水的平衡能力较强,体内的水分流失少。 根据前面的分析,甲鼠排出的尿液中氯的浓度较低,且尿量大,说明甲鼠保持体内的水的平衡能力较差,体内的水分流失太多;而乙鼠排出的尿液中氯的浓度较高,且尿量少,说明乙鼠保持体内的水的平衡能力较强,体内的水分流失少。由此说明甲鼠保水的能力较差,乙鼠保水能力强,二者均不能饮用海水,若长时间不饮水,甲比乙先因缺水而死亡。故选C。 4.(全国普通高招2018年统一考试临考预测押题密卷理科综合B卷生物试题)下列关于人体的稳态与调节的叙述中,正确的是( ) A. 稳态是指人体内环境中的化学成分保持相对稳定的状态 B. 内环境中HCO3-参与维持pH的稳定 C. 机体大量出汗,下丘脑分泌的抗利尿激素减少 D. 胰岛素和胰高血糖素的分泌只受血糖浓度调节 【答案】B 【解析】内环境稳态是指内环境的各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态;血浆的pH之所以能保持相对稳定是因为血液中存在对酸碱度起缓冲的物质,如:H2CO3/NaHCO3,NaH2PO4/Na2HPO4等;大量出汗后,细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器兴奋,下丘脑合成的抗利尿激素增多,并由垂体释放;胰岛素和胰高血糖素的分泌直接受血糖浓度调节,也受神经调节。A. 稳态是指内环境的各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态,A错误;B. 血浆中的HCO3-进行酸碱中和,参与维持血浆pH的稳定,B正确;C. 大量出汗后,下丘脑合成的抗利尿激素增多,经垂体后叶分泌,C错误;D. 血糖直接作用于胰岛B细胞和胰岛A细胞调节胰岛素和胰高血糖素的分泌,胰岛素和胰高血糖素的分泌也受神经系统的调节,D错误。 5.(海南省琼海市2018年高考模拟考试生物试题)下图是人体某组织内环境示意图。A、B、C是液体,1、2是不同的结构,3是组织细胞。以下叙述中正确的是( ) A. 花粉过敏会引起A增多 B. 2处细胞直接的内环境为B C. 机体新陈代谢主要在C中进行 D. A中的O2进入3中被利用至少要通过5层生物膜 【答案】D 【解析】图示是人体局部内环境示意图,其中A是血浆,是血细胞直接生活的环境;B是淋巴,是淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的环境;C是组织液,是组织细胞直接生活的环境。1毛细血管壁细胞,2是毛细淋巴管壁,3是组织细胞。 详解:由于花粉过敏,会引起1毛细血管壁细胞的通透性增加,C组织液的量会增加,A错误;2处是毛细淋巴管壁细胞,其生活的内环境为B(淋巴)和C(组织液),B错误;新陈代谢主要发生在3(组织细胞)中,C错误; A液中的O2进入组织细胞中被利用至少要通过5层生物膜(进单层毛细血管壁细胞膜+出单层毛细血管壁细胞膜+进单层组织细胞膜+进双层线粒体膜),D正确。 6.(重庆一中2017-2018学年高二下学期期中考生物试题)图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的4种器官或系统,①②表示有关的生理过程。下列说法错误的是( ) A. 内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁 B. 血浆中的葡萄糖进入组织细胞参与有氧呼吸至少穿过3层磷脂分子层 C. ②表示重吸收作用 D. Ⅳ表示的器官是皮肤 【答案】B 【解析】分析:结合题意,分析题图,与外界进行氧气和二氧化碳交换的主要器官Ⅰ表示肺;从体外获得营养物质的系统Ⅱ表示消化系统;将体内代谢废物排出体外且能将有用的成分重吸收回体内的器官Ⅲ表示肾脏,则Ⅳ表示皮肤。 详解:内环境与外界环境进行气体交换时,气体从血浆进入到肺泡,需要通过肺泡壁和毛细血管壁,A正确;若血浆中葡萄糖进入组织细胞进行有氧呼吸,至少穿过组织细胞的细胞膜,而细胞膜含2层磷脂分子层,B错误;肾小管通过重吸收,将原尿中的水分、葡萄糖氨基酸等有用的小分子或离子重新摄取回内环境中,C正确;人体通过皮肤,将水分、尿素等代谢废物排出体外,D正确。 7.(辽宁省重点高中协作校2018届高三第三次模拟考试理综生物试题)下列有关人体内环境稳态和生命活动调节的说法,正确的是( ) A. Na+对维持细胞内液渗透压有重要作用 B. 血桨中的HC03-、HP042-等能使血浆的pH保持不变 C. 在寒冷环境中,人体的产热量增加、散热量减少 D. 在血糖调节过程中存在反馈调节 【答案】D 【解析】Na+主要存在于细胞外液,所以Na+对维持细胞外液渗透压有重要作用,A错误;血桨中的HC03-、HP042-等是调节血浆pH的缓冲物质,它们在一定范围内可使血浆PH维持相对稳定,B错误;在寒冷环境中,体温仍然能维持相对稳定,说明人体的产热量与散热量基本相等,只是因为散热速度加快,所以产热速度也加快,C错误;在血糖调节过程中,当血糖含量升高时,胰岛素分泌增加,使血糖含量下降;而当血糖含量下降时,胰高血糖素等分泌增加,血糖含量又逐渐上升,所以血糖调节过程中存在反馈调节,D正确。 8.(福建省厦门双十中学2018届高三第十次理科综合能力考试生物试题)关于内环境稳态,以下说法正确的是( ) A. 下丘脑滲透压感受器能感受细胞外液渗透压升高并产生渴觉 B. 正常情况下生成与回流的组织液中氧气含量相等 C. 血液中C02增多引起呼吸频率加快,是由体液和神经共同调节的 D. 毛细血管处血浆和组织液之间相互转化的量总是平衡的 【答案】C 【解析】A.下丘脑滲透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化,但渴觉是在大脑皮层的神经中枢产生,A错误;B.一般情况下,富含氧气的血浆从毛细血管动脉端渗出生成组织液,生活在组织液中的组织细胞通过有氧呼吸消耗部分氧气,导致毛细血管静脉端回流的组织液氧气含量相对较低,B错误;C.CO2在血液中分压升高后,可以透过血-脑脊液屏障,通过提高脑脊液中H+浓度,作用于中枢化学感受器,刺激神经系统的呼吸中枢,使呼吸运动加快,此过程属于体液和神经共同调节,C正确;D.血浆从毛细血管动脉端渗出生成组织液,大部分组织液可回流进入血浆,少部分组织液可透过毛细胞淋巴管壁形成淋巴,可见毛细血管处血浆和组织液之间相互转化的量是不等的,D错误;答案选C。 9.(河南省2018届高三4月普通高中毕业班高考适应性考试理综生物试题)关于内环境稳态,以下说法正确的是( ) A. 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压下降、产生渴觉 B. 血液中CO2增多引起呼吸频率加快,是由体液和神经共同调节的 C. 正常情况下生成与回流的组织液中氧气含量相等 D. 毛细血管处血浆和组织液之间相互转化的量总是平衡的 【答案】B 【解析】下丘脑不能产生渴觉,各种感觉都是在大脑皮层产生,A错误;血液中CO2增多刺激呼吸中枢兴奋,属于体液调节,而呼吸中枢兴奋引起呼吸肌收缩加快,则呼吸频率加快,是神经调节的结果,所以B正确;正常情况下由于全身组织细胞不断消耗氧气,导致扩散进入组织液的氧气要多于回流到组织液中氧气,C错误;毛细血管处血浆一方面不断从消化道壁吸收营养成分,同时也在时刻不断从肾脏、皮肤等处将其中形成的代谢产物不断排出体外,所以血浆和组织液之间相互转化的量并不总是平衡的,D错误。 10.(四川省达州市普通高中2018届高三第二次诊断性测试生物试题)可存在于人体内环境中,但不能由人体细胞产生的物质是( ) A. IAA B. 乳酸 C. 水 D. 尿素 【答案】A 【解析】IAA是生长素的缩写符号,它是植物激素中的一种,不能由人体细胞产生合成,但人体可以在摄食时吸收少量IAA进入内环境中,A符合题意;乳酸、水和尿素都可以由人体细胞产生且存在于内环境中,所以B、C、D不符合题意。 11.(河南省中原名校(即豫南九校)2017-2018学年高二上学期第一次联考生物试题)人体内的细胞外液构成了细胞生活的液体环境,即内环境,只有这个环境保持相对稳定,细胞才能进行正常的生命活动。下列相关叙述中,不正确的是( ) A. 血浆中的蛋白质大量减少会引起组织水肿 B. 人体内的细胞通过细胞外液与外界环境交换物质 C. 神经递质和甲状腺激素均是在内环境中合成的 D. 组织液渗回血浆和渗入淋巴的量相差较大 【答案】C 【解析】血浆中蛋白质含量减少,导致血浆渗透压下降,水分大量由血浆进入组织液,会引起组织水肿,A正确;人体内细胞通过细胞外液与外界环境交换物质,B正确;神经递质和甲状腺激素均是在细胞内合成的,而内环境是细胞外液,C错误;组织液中的大部分液体可以渗入血浆,少部分可以渗入淋巴,两者相差较大,D正确。 12.(云南师大附中2018届高考适应性月考卷(八)理综生物试题)下列有关内环境与稳态的叙述,正确的是( ) A. 反馈调节在稳态维持中具有重要作用 B. 人体内组织液是所有细胞直接生活的环境 C. 血浆中酸碱平衡的维持不需要器官、系统的参与 D. 细胞都要通过内环境才能与外界环境进行物质交换 【答案】A 【解析】稳态是内环境中各种成分含量和各种理化性质等都维持在一个相对稳定的范围内,这关键得力于体内反馈调节的结果,主要是负反馈调节的结果,A正确;人体内组织液并非所有细胞直接生活的环境,如红细胞直接生活的内环境就是血浆,B错误;血浆中酸碱平衡的维持同样需要心脏、肺、肾脏等器官以及循环系统、呼吸系统、消化系统等系统的参与,C错误;少数细胞直接与外界环境接触时,可以不通过内环境就能与外界环境进行物质交换,如生活在口腔表面的上皮细胞可直接与外界环境中进行氧气和CO2的交换,D错误。 13.(河北省邯郸市2017-2018学年高二上学期期末考试生物试题)下列反应中,发生在内环境的是( ) A. 有氧呼吸 B. 蛋白质的合成 C. 在小肠内淀粉酶水解淀粉 D. 剧烈运动产生的乳酸和碳酸氢钠反应 【答案】D 【解析】有氧呼吸和蛋白质的合成都发生在细胞内,不是发生在内环境,A、B项错误;小肠属于消化道,不属于内环境,所以在小肠内淀粉酶水解淀粉的过程不发生在内环境中,C项错误;剧烈运动产生的乳酸和碳酸氢钠反应发生在内环境中,D项正确。 14.(河南省平顶山市2017-2018学年第一学期期末调研考试高二生物试题)根据下图回答有关问题: (1)图中的食物经①④到组织细胞中利用,主要依赖的系统是___________和___________;而经过②④⑤能实现组织细胞与外界环境进行气体交换,主要依赖的系统是___________和___________;正常机体内环境其理化性质如___________、___________、___________等保持相对稳定。 (2)图中的③主要依赖的系统是______________________。 (3)细胞与内环境直接交换的④为___________、___________;⑤为___________、___________。 (4)用简明句子归纳出内环境在组织细胞与外界环境之间的作用:________________。 【答案】 消化系统 循环系统 呼吸系统 循环系统 渗透压 温度 酸碱度 泌尿系统 氧气 养料 二氧化碳 代谢废物 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 【解析】试题分析:本题考查了内环境稳态的有关知识,要求学生能够理解四大系统在细胞与外界环境之间物质交换的作用;识记内环境的理化性质;掌握内环境的意义、内环境的理化性质、稳态的生理意义。分析题图:①表示消化系统的消化吸收;②表示呼吸系统的气体交换;③表示排泄系统的排泄过程;④表示细胞从内环境中吸收营养物质;⑤表示细胞将代谢废弃物排到内环境中;⑥表示细胞与外界环境通过内环境进行物质交换。据此答题。 (1)内环境是细胞和外界环境进行物质交换的媒介,食物经过消化系统消化分解形成葡萄糖、氨基酸等小分子营养物质,然后通过循环系统经过血浆、组织液到达组织细胞中被利用,因此图中的食物经①④到组织细胞中利用,主要依赖的系统是消化系统和循环系统;组织细胞通过呼吸系统、循环系统实现组织细胞与外界环境的气体交换;内环境的理化性质包括渗透压、温度和酸碱度等保持相对稳定,处于动态平衡之中。 (2)③表示代谢废物排出体外的过程,其依赖的主要系统是泌尿系统。 (3)④表示内环境中可直接被细胞吸收利用的氧气和养料等,⑤表示细胞代谢产生的二氧化碳和代谢废物等排出细胞到达内环境。 (4)根据图示,细胞通过消化、循环、泌尿、呼吸等系统经过内环境与外界环境进行物质交换,即内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 15.(贵州省遵义航天高级中学2017-2018学年高二上学期期末考试理科综合生物试题)如图是人体胰腺组织局部结构模式图,请据图回答问题. (1)A液为________, B液为________, C液为________,三者共同构成了胰腺组织细胞生活的液体环境,这个液体环境称为________.图中毛细淋巴管壁细胞生活的具体内环境是________?(填标号) (2)CO2不能从毛细血管进入胰腺组织细胞的原因是________?。 【答案】 组织液 血浆 淋巴 内环境 A和C 血液中CO2浓度比细胞中低 【解析】本题考查内环境的组成、内环境稳态相关知识,意在考察考生对图形的分析和知识点的理解掌握程度。 (1)分析图形A液中有很多组织细胞,所以A液是组织液。B液是在血管中所以是血浆。C是毛细淋巴管内的,所以是淋巴,这三者共同构成了细胞生活的内环境。毛细淋巴管壁细胞里面是淋巴C液,外面是组织液A液,所以是A和C。 (2)CO2出细胞的方式是自由扩散,主要取决于其浓度,其不能从毛细血管进入胰腺组织细胞的原因是血液中CO2浓度比细胞中低。 14 人体内环境的稳态与调节(解析版) 课程标准中关于本节内容的具体标准是“说明内环境稳态的生理意义”。描述不同细胞生活的环境,描述内环境的组成和理化性质,认识到多细胞生物的细胞也需要与环境进行物质和能量的交换,从而更好的理解这些细胞的生活环境,并加深对生命世界的认识。要实现这一目标,首先要说明什么是内环境稳态。稳态概念是生命科学的一大基本概念,也是本模块的核心概念。搞好这一概念的教学 (?http:?/??/?www.5ykj.com?/?Health?/?" \t "http:?/??/?www.5ykj.com?/?Health?/?gaoer?/?_blank?),可以为后续的学习打下坚实的基础。因此稳态概念及稳态的重要性是本节教学内容的重点。稳态调节机制在后面章节中要逐步展开、深化,在本节仅做简要概述,以承上启下,因此达到了解水平即可。每一个人的健康都与内环境的稳态有关,几乎所有人都亲历过诸如发烧等稳态失调引起的疾病。通过学习有关内环境稳态的内容,可以帮助学生结合生活体验构建概念,经过思想认同强化自我保健的意识。 一、内环境的稳态: 1、内环境的动态变化 (2)具体表现:内环境各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。 2、内环境稳态的概念、内容与基础 (1)概念:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。 (2)内环境稳态的内容与意义: (3)维持基础:人体各器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。 (4)直接参与的器官与系统: ①消化系统②呼吸系统③泌尿系统④循环系统 3、内环境稳态调节机制现代观点:神经一体液一免疫调节网络 4、内环境的稳态与消化、吸收、循环、排泄系统的功能联系: 5、意义:内环境中血糖含量、温度、pH等保持在适宜的范围内,细胞代谢正常进行。是机体进行正常生命活动的必要条件。 稳态失调与相关疾病: 病状名称 内环境理化性质变化 引起疾病的症状 尿毒症 尿素等代谢废物在体内积累 自身中毒和综合病症 糖尿病 血液中葡萄糖含量过高 多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈,身体消瘦 高原反应 体内缺氧,血氧过低 头痛、乏力、心跳加快 感冒发烧 体温过高,影响酶的活性 食欲不振、四肢无力 严重腹泻 丢失大量的水和无机盐 疲倦、周身不适、恶心 重点知识点拨: 1、血液Na+、K+、pH的稳定性:血液的pH通常在7.35~7.45之间,变化范围很小。原因是血浆中含有HCO3-、HPO42-等离子,可起到缓冲作用。 2、内环境稳态失调:长期营养不良,会出现组织水肿。人体发生花粉等过敏反应时,引起毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白渗出,会造成局部组织液增加。淋巴管阻塞会引起组织液中的大分子蛋白质回流到血浆从而使组织液增加。肾小管肾炎也会使组织液增加而水肿。细胞代谢旺盛使代谢产物增多,组织液浓度增加使组织液增多而水肿。 3、人体维持内环境稳态的具体表现:饮水不足时,抗利尿激素释放增加;剧烈运动时,人体会大量出汗;接受抗原刺激后,B淋巴细胞增殖分化。 4、体液各成分间的转化与判断方法 ①相互转化关系: ②判断方法: 5、不存在于内环境中的物质 ①只存在于细胞内的物质:血红蛋白及与细胞呼吸、DNA分子复制、DNA分子转录、mRNA翻译有关的酶等。 ②在细胞内合成后直接分泌到体外的物质:消化酶等。 ③不能被吸收的物质:纤维素等。 6、不发生于内环境中的生理过程 ①细胞呼吸的各阶段反应。 ②细胞内蛋白质、递质和激素等物质的合成。 ③消化道等外界环境所发生淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。 知识拓展: 1、人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。出现下列情形,稳态会遭到破坏: ①外界环境变化过于剧烈; ②人体自身的调节功能出现障碍。 2、神经一体液一免疫调节网络是内环境稳态的主要调节机制。 ①神经调节:调节的主要方式,如体温调节中枢在下丘脑。 ②体液调节:某些化学物质,如激素、CO2、H+等通过俸液传送对机体进行凋节,其中主要是激素调节。 ③免疫调节:免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。 3、内环境成分的位置关泵分析 (l)图中①为细胞内液,②为血浆,③为组织液,④ 为淋巴,②③④共同组成了内环境。 (2)A端若为动脉的上端,则A处的氧分压要高于 B处,A处的营养物质含量高于B处,但B处CO2和代谢废物的含量均高于A处。 (3)由图中可知:毛细血管壁细胞的生活环境为血浆、组织液,毛细淋巴管壁细胞的生活环境为淋巴、组织液,血细胞的生活环境为血浆,组织细胞的生活环境为组织液。 4、内环境与外界环境的物质交换分析 I是体内外进行物质交换的系统,并能为内环境提供02并排出CO2,这说明I是呼吸系统,内环境与 I交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁;如果Ⅱ内的葡萄糖通过①只能进入血液,那么Ⅱ为消化道,①表示主动运输;Ⅲ是泌尿系统,②表示重吸收作用;皮肤有保护的作崩,皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物,Ⅳ表示的器官是皮肤。 内环境与细胞之间的跨膜分析 几种由单层细胞形成的结构 人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构:如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等,这些非常薄的结构有利于物质交换,物质透过这些管壁或泡壁时,要经过两层细胞膜。 (2)细胞、生物膜、磷脂双分子层、磷脂分子层数间的关系 1层细胞=2层生物膜 1层生物膜=1个磷脂双分子层=2层磷脂分子 若物质出入细胞内的线粒体需多跨越线粒体内外膜(4层磷脂分子) (3)外界空气中O2进入组织细胞被利用跨膜层数分析 从图1可知,在肺通气和肺泡内的气体交换的过程中,O2要穿过肺泡壁(一层上皮细胞)、毛细血管壁(一层上皮细胞)及红细胞膜,共计5层生物膜,才能与血红蛋白结合;从图2可知,经过组织里的气体交换,O2进入组织细胞要透过红细胞膜、毛细血管壁(一层上皮细胞)和一层组织细胞的细胞膜(合计4层生物膜),再加上O2最终要进入线粒体参与有氧呼吸,而线粒体是具有双层膜的细胞器,故共合计6层膜。 由此可知,外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞(9层膜) 如果氧气进入组织细胞被利用(还要进入线粒体至少要穿过的生物膜层数是9+2=11层膜)。 (4)消化道(小肠)中葡萄糖分子进入组织细胞被利用跨膜层数分析 食物中的淀粉在消化道中被淀粉酶和麦芽糖酶分解成葡萄糖,主要在小肠中被吸收,其吸收过程如图所示: 肠腔中的葡萄糖经过小肠绒毛上皮细胞(2层膜)+绒毛内毛细血管壁(2层膜)+组织处毛细血管壁(2层膜)+组织细胞膜(1层膜)=7层膜;而1层膜由2层磷脂分子构成,所以共穿过14层磷脂分子层。 蛋白质等大分子运输通过胞吞和胞吐,通过0层膜 例1:(珠海一中等六校2019届高三第一次联考生物试题)下列有关酶与ATP的相关叙述正确的是( ) A. 人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度 B. 叶肉细胞中产生的ATP只能用于光合作用的暗反应阶段 C. 少数酶的组成元素与ATP的组成元素相同 D. 寒冷的冬季,哺乳动物体内酶的活性随环境温度的下降而降低 【答案】C 【解析】ATP结构式是A-P~P~P,其组成元素有C、H、O、N、P,是一种含有高能磷酸键的有机物,它的大量化学能就储存在高能磷酸键中;ATP是生命活动能量的直接来源,合成ATP的能量来源于光合作用和呼吸作用,场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体,据此分析。A. 人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快,但ATP和ADP的含量处于动态平衡,ATP的合成速度和分解速度相等,A错误;B. 叶肉细胞光合作用产生的ATP只能用于光合作用暗反应阶段,细胞呼吸作用产生的ATP可用于植物体的各项生命活动,B错误;C. 少数酶是RNA,组成元素与ATP相同,都含有C、H、O、N、P,C正确; D. 哺乳动物为恒温动物,体温维持相对恒定,故寒冷的冬季,体内酶的活性不会随环境温度的下降而降低,D错误。 变式训练1:(河南创新发展联盟2017-2018年度高二期末考试生物试题)下列关于内环境中化学成分的相关叙述,错误的是( ) A. 流经肝脏后的血液,血糖含量可能升降低 B. 血浆中含有浆细胞产生的免疫球蛋白 C. 血浆的葡萄糖可以被肌细胞的线粒体氧化分解 D. 血浆渗透压的髙低与蛋白质、Na+和Cl-的含量有关 例2:(陕西省西安市长安区第一中学2017-2018学年高一下学期期末考试)如图为人体细胞与内环境之间物质交换的示意图。①②③④分别表示人体内不同部位的液体。据图判断下列说法不正确的是( ) A. 长跑时运动员通过出汗排出①②④中多余的水分以维持机体的水平衡 B. 液体①中含激素、氨基酸、尿素、CO2等物质 C. 浆细胞分泌的抗体进入①,经循环系统运输到发炎部位 D. 胰岛B细胞分泌的胰岛素先进入②,再进入①后运输到相应部位 【答案】A 【解析】根据前面的分析可知,①②④共同构成内环境(细胞外液)。运动员产热较多,通过出汗是为了带走体内大量的热量,以维持体温的相对稳定;但是出汗因排出①②④中大量的水分,同时也排出了无机盐离子等其他代谢产物,以维持内环境的稳态,A错误;①表示血浆,其中含来自细胞分泌的激素、小肠处吸收的氨基酸、细胞产生的代谢产物如尿素和CO2等物质,B正确;浆细胞分泌的抗体进入血浆,经循环系统运输到发炎部位,与相应的抗原结合,C正确;胰岛B细胞分泌的胰岛素先进入组织液,再透过毛细血管壁进入血浆后运输到相应部位,D正确。 变式训练2:(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生)内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。据图分析判断下列说法正确的是( ) A. 若③为胰岛B细胞,饭后半小时⑤处的胰岛素浓度高于①处 B. 若③为脑细胞,⑤处的氧气浓度高于①处,而C02的浓度相反 C. 若③为骨骼肌细胞,饭后五小时⑤处的血糖浓度低于①处 D. 若③为肝脏细胞,合成的血红蛋白通过胞吐运送到⑤处 例3:(福建省龙岩市一级达标校2017-2018学年高一下学期期末考试生物)下图是人体局部内环境示意图。以下叙述正确的是( ) A. 激素类物质不能通过1进入C液 B. 某人长期营养不良,会引起C液减少 C. 1结构的细胞所处的内环境为血浆和组织液 D. 若3为肝细胞,D处的葡萄糖浓度高于E处 【答案】C 【解析】激素类物质通过血液运输,再通过毛细血管壁进入组织液,然后作用于靶细胞, A错误。长期营养不良,血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,更多的水分进入组织液,因此会引起C即组织液增多,B错误。1结构是毛细血管壁细胞,内有血浆外有组织液,C正确。 肝细胞在血糖浓度高时可以把葡萄糖合成肝糖原,根据血流方向,此时D处高于E处;在血糖浓度低时,肝细胞也可以把肝糖原分解成葡萄糖释放到血液中,根据血流方向,此时D处低于E处,D错误。 变式训练3.(浙江省宁波市六校2017-2018学年高二下学期期末联考生物试题)图为人体细胞与内环境进行物质交换的示意图,a、b处的箭头表示血液流动的方向。下列说法正确的是( ) A. ①③④是人体内细胞代谢的主要场所 B. 若②为肌肉细胞,则a处的氧气浓度高于b处 C. 稳态意味着固定不变的状态 D. 毛细血管壁细胞生活的具体内环境是①③ 1.(黑龙江省2018年 高考模拟精编大考卷(十一)生物试卷)下图为人体体液物质交换示意图,叙述正确的是( ) A. 神经递质可以存在于②中 B. ①、②、③依次为淋巴、血浆、组织液 C. ①、②、④相比,②中含有较多的蛋白质 D. ①的渗透压的大小由蛋白质含量决定 2.(湖北省黄冈市2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)如图是人体组织局部切片示意阁,其中①③⑤表示体液,②④表示细胞,①⑤所在的位置是某些管道的切面。下列有关说法正确的是( ) A. ②细胞所处的内环境是血液和组织液 B. 营养不良吋会造成①蛋白质过少而引起组织水肿 C. 血红蛋内、各种激素、尿素部可以在①处找到 D. 长期饮用弱减性水,会使①的pH明显升高 3.(陕西省西安市长安区第一中学2017-2018学年高一下学期期末考试生物(理)试题 )科学家研究甲、乙两种生活在不同地方的哺乳动物,分别强迫灌饮海水1000 g后,再分析尿量和其成分,结果如下表。如果将甲、乙两种动物放在竹筏上,任其漂流在海上,只供饲料不供饮用水,结果会如何( ) 哺乳动物 海水 尿液 灌饮 氯浓度(相对值) 排出 氯浓度(相对值) 甲 1000 535 1350 400 乙 1000 535 165 820 A. 乙比甲先因缺水而死亡 B. 甲乙均能饮用海水而存活 C. 甲比乙先因缺水而死亡 D. 表中资料不足,不能判断结果 4.(全国普通高招2018年统一考试临考预测押题密卷理科综合B卷生物试题)下列关于人体的稳态与调节的叙述中,正确的是( ) A. 稳态是指人体内环境中的化学成分保持相对稳定的状态 B. 内环境中HCO3-参与维持pH的稳定 C. 机体大量出汗,下丘脑分泌的抗利尿激素减少 D. 胰岛素和胰高血糖素的分泌只受血糖浓度调节 5.(海南省琼海市2018年高考模拟考试生物试题)下图是人体某组织内环境示意图。A、B、C是液体,1、2是不同的结构,3是组织细胞。以下叙述中正确的是( ) A. 花粉过敏会引起A增多 B. 2处细胞直接的内环境为B C. 机体新陈代谢主要在C中进行 D. A中的O2进入3中被利用至少要通过5层生物膜 6.(重庆一中2017-2018学年高二下学期期中考生物试题)图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的4种器官或系统,①②表示有关的生理过程。下列说法错误的是( ) A. 内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁 B. 血浆中的葡萄糖进入组织细胞参与有氧呼吸至少穿过3层磷脂分子层 C. ②表示重吸收作用 D. Ⅳ表示的器官是皮肤 7.(辽宁省重点高中协作校2018届高三第三次模拟考试理综生物试题)下列有关人体内环境稳态和生命活动调节的说法,正确的是( ) A. Na+对维持细胞内液渗透压有重要作用 B. 血桨中的HC03-、HP042-等能使血浆的pH保持不变 C. 在寒冷环境中,人体的产热量增加、散热量减少 D. 在血糖调节过程中存在反馈调节 8.(福建省厦门双十中学2018届高三第十次理科综合能力考试生物试题)关于内环境稳态,以下说法正确的是( ) A. 下丘脑滲透压感受器能感受细胞外液渗透压升高并产生渴觉 B. 正常情况下生成与回流的组织液中氧气含量相等 C. 血液中C02增多引起呼吸频率加快,是由体液和神经共同调节的 D. 毛细血管处血浆和组织液之间相互转化的量总是平衡的 9.(河南省2018届高三4月普通高中毕业班高考适应性考试理综生物试题)关于内环境稳态,以下说法正确的是( ) A. 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压下降、产生渴觉 B. 血液中CO2增多引起呼吸频率加快,是由体液和神经共同调节的 C. 正常情况下生成与回流的组织液中氧气含量相等 D. 毛细血管处血浆和组织液之间相互转化的量总是平衡的 10.(四川省达州市普通高中2018届高三第二次诊断性测试生物试题)可存在于人体内环境中,但不能由人体细胞产生的物质是( ) A. IAA B. 乳酸 C. 水 D. 尿素 11.(河南省中原名校(即豫南九校)2017-2018学年高二上学期第一次联考生物试题)人体内的细胞外液构成了细胞生活的液体环境,即内环境,只有这个环境保持相对稳定,细胞才能进行正常的生命活动。下列相关叙述中,不正确的是( ) A. 血浆中的蛋白质大量减少会引起组织水肿 B. 人体内的细胞通过细胞外液与外界环境交换物质 C. 神经递质和甲状腺激素均是在内环境中合成的 D. 组织液渗回血浆和渗入淋巴的量相差较大 12.(云南师大附中2018届高考适应性月考卷(八)理综生物试题)下列有关内环境与稳态的叙述,正确的是( ) A. 反馈调节在稳态维持中具有重要作用 B. 人体内组织液是所有细胞直接生活的环境 C. 血浆中酸碱平衡的维持不需要器官、系统的参与 D. 细胞都要通过内环境才能与外界环境进行物质交换 13.(河北省邯郸市2017-2018学年高二上学期期末考试生物试题)下列反应中,发生在内环境的是( ) A. 有氧呼吸 B. 蛋白质的合成 C. 在小肠内淀粉酶水解淀粉 D. 剧烈运动产生的乳酸和碳酸氢钠反应 14.(河南省平顶山市2017-2018学年第一学期期末调研考试高二生物试题)根据下图回答有关问题: (1)图中的食物经①④到组织细胞中利用,主要依赖的系统是___________和___________;而经过②④⑤能实现组织细胞与外界环境进行气体交换,主要依赖的系统是___________和___________;正常机体内环境其理化性质如___________、___________、___________等保持相对稳定。 (2)图中的③主要依赖的系统是______________________。 (3)细胞与内环境直接交换的④为___________、___________;⑤为___________、___________。 (4)用简明句子归纳出内环境在组织细胞与外界环境之间的作用:________________。 15.(贵州省遵义航天高级中学2017-2018学年高二上学期期末考试理科综合生物试题)如图是人体胰腺组织局部结构模式图,请据图回答问题. (1)A液为________, B液为________, C液为________,三者共同构成了胰腺组织细胞生活的液体环境,这个液体环境称为________.图中毛细淋巴管壁细胞生活的具体内环境是________?(填标号) (2)CO2不能从毛细血管进入胰腺组织细胞的原因是________?。 14

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  • ID:11-4837006 [精]【2019备战高考】高考生物一轮复习学案 第14讲 细胞的分化衰老凋亡癌变(学生版+解析版)

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    细胞的分化、衰老、凋亡、癌变(解析版)  细胞的分化、衰老、凋亡和癌变是人教版必修1第六章后三节内容,是在学生了解细胞的结构、功能、代谢和增殖的基础上,向学生介绍当今细胞生物学的重要研究课题――细胞的分化与细胞的全能性以及干细胞。细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心,《课程标准》对此要求达到的层次为理解水平,而细胞全能性、干细胞都可由细胞分化的内容拓展而来。本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸,又为学习遗传、变异打下基础。另外,细胞全能性及干细胞的知识又是选修课本中植物组织培养、克隆技术和胚胎工程的理论基础,因此学好本节内容对学习后面的有关知识是非常必要的。细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的相关知识也是高考的重点。  一.细胞分化 (1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 (2)特点 ①普遍性:多细胞生物普遍具有。 ②持久性:贯穿于生物体整个生命进程中。 ③稳定性:已分化的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。 ④不可逆性:一般来说,细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞,不能反向进行。 (3)实质(如图所示) 在个体发育过程中,不同细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达。 (4)意义 分化细胞表达的基因: ①管家基因:所有细胞均表达的一类基因,基因产物是维持细胞基本生命活动所必需的基因,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。 ②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。 2.细胞的全能性  3.干细胞 (1)概念:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。 (2)类型 项目 胚胎干细胞 成体干细胞  来源 来自早期胚胎或原始性腺组织 来自各式各样的组织  功能 可以分化成各种组织和器官 具有分化成特定功能细胞的能力  举例 来自囊胚的内细胞团细胞 骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞   二、细胞的衰老、凋亡与癌变 1.细胞衰老 (1)个体衰老与细胞衰老的关系  (2)细胞衰老的特征 ①代谢变化  ②细胞核体积增大,染色质收缩,核膜向内折叠。 (3)细胞衰老的假说 ================================================ 压缩包内容: 高考生物一轮复习学案 第14讲 细胞的分化衰老凋亡癌变(学生版).doc 高考生物一轮复习学案 第14讲 细胞的分化衰老凋亡癌变(解析版).doc

    • 2018-09-27
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  • ID:11-4773616 [精]【备战高考】生物一轮复习学案 第13讲 细胞的增殖(学生版+解析版)

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第六章 细胞的生命历程/第1节 细胞的增殖

    第13讲 细胞的增殖(解析版) 本节是人教版高中生物必修1《分子与细胞》第六章第一节的内容,其内容主要包括细胞不能无限长大、细胞周期、细胞增殖及其意义等。根据教材的安排,可知该节内容承上启下。在前面的学习中,学生已经学习了有关细胞生命系统的物质组成、结构等,而在后面的必修2的学习中,学生将继续学习减数分裂和遗传规律,有丝分裂是真核细胞体细胞增殖的一种主要方式,是学习减数分裂的重要基础,而减数分裂又是学习遗传和变异的基础。此外,细胞全能性、组织培养、克隆等的应用原理均与有丝分裂的特点和意义有关。 随着年龄的增长,高中生的心理和思维与初中阶段相比有不同特点,其独立分析和解决问题的能力有很大的提高,具备了学习抽象复杂知识的内在基础。在课堂教学中,设法提高学生的抽象思维能力,使学生在潜移默化中得到锻炼。本节内容更是高考中的易考点和重点。 一、细胞不能无限长大的原因: 1、细胞表面积与体积的关系限制细胞长大; 2、细胞核中DNA的控制代谢能力有限。 二、细胞通过分裂来进行增殖 1、意义:细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 2、方式:分裂(细胞在分裂之前,必须进行一定的物质准备) 3、过程:包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。 4、真核细胞的分列方式: 1)有丝分裂:产生体细胞 2)无丝分裂 3)减数分裂:产生有性生殖细胞(例如:精子、卵子) 三、有丝分裂 (一)细胞周期 1、条件:连续分裂的细胞 2、起、止点:从一次分裂完成时开始→下一次分裂完成时为止。 3、阶段 1)分裂间期:约占细胞周期的90%--95% ①变化:为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。 ②复制结果:每个染色体(呈染色质状)形成了两个完全一样的姐妹染色单体。 染色体:数着丝点 DNA:数条数 姐妹染色单体:复制后有 2)分裂期:约占细胞周期的5%--10% 根据染色体数目形态的变化,分为四个时期:前期、中期、后期、末期。 (二)高等植物有丝分裂过程 1、分裂间期(D复蛋合现单体) G1期:DNA合成前期 1)时期 S期:DNA合成期 G2期:DNA合成后期 2)时间:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前。 3)特点:①DNA复制,蛋白质合成; ②形成染色单体,DNA数目加倍,染色质数目相同。 2、前期(膜仁消失现两体) 特点:①“两出现”——染色体、纺锤体出现; ②“两消失”——核膜、核仁消失; ③“一散乱”——染色体散乱分布在纺锤体中央。 3、中期(形定数晰赤道齐) 特点:①染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面——赤道板上(实际不存在的); ②染色体形态固定,数目清晰,是观察染色体的最佳时期。 4、后期(点裂数加均两极) 特点:①着丝点一分为二,姐妹染色单体分离,成为两条染色体; ②染色单体消失,染色体数目加倍; ③染色体平均分配到细胞两极。 5、末期(两消两现重建壁) 特点:①“两消失”——染色体,纺锤体消失; ②“两出现”——核膜,核仁出现; ③“一重建”—— 赤道板位置出现细胞板,形成新的细胞壁后,细胞分裂成两个子细胞。 (三)动植物细胞有丝分裂的比较 植物细胞 动物细胞 间期 相同点 染色体复制(蛋白质的合成和DNA的复制) 不同点 没有中心体 中心体数目加倍,形成四个中心粒 前期 相同点 核仁、核膜消失,出现染色体和纺锤体 不同点 由细胞两极发纺锤丝形成纺锤体 已复制的两个中心体分别移向两极,周围发出星射,形成纺锤体 中期 相同点 染色体的着丝点连载两极的纺锤丝上,位于细胞中央,形成赤道板 后期 相同点 染色体的着丝分裂,染色单体变为染色体,染色单体数目为0,染色体加倍 末期 相同点 纺锤体、染色体消失,核仁、核膜重新出现 不同点 赤道板处出现细胞板,扩展形成新细胞壁,并把细胞分为两个 细胞膜中部内陷,把细胞质隘裂为二,形成两个子细胞 (四)细胞有丝分裂的主要特征、意义 特征:染色体和纺锤体的出现,然后染色体复制后平均分配到两个子细胞中去。 意义:亲代细胞的染色体经复制以后,平均分配到两个子细胞中去,由于染色体上有遗传物质DNA,所以使前后代保持遗传性状的稳定性。 (五)规律总结 1、有丝分裂中 染色体、染色单体、DNA的变化特点: (体细胞染色体为2N) 染色体变化:后期加倍(4N),平时不变(2N) DNA变化:间期加倍(2N→4N),末期还原(2N) 染色单体变化:间期出现(0→4N),后期消失(4N→0),存在时数目同DNA。 相关图像: 四、无丝分裂 1、过程:先核裂,后质裂。 即:细胞核延长→核缢裂成两个子细胞核→细胞缢裂成两个子细胞 2、特点:在分裂过程中,没有染色体和纺锤体等结构的出现,但有DNA复制。 3、举例:蛙的红细胞的无丝分裂 五、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1、实验材料:根尖分生区 2、实验原理: ①由于各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。 ②通过在高倍显微镜下观察,同一组织中可以看到各个时期细胞内染色体(或染色质)的存在状态。从而判断细胞各处于有丝分裂的哪个时期。 ③染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。 3、实验步骤:解离→漂洗→染色→制片 解离:目的是杀死细胞,用药液使组织中的细胞互相分离开来。 漂洗:目的是洗去药液,防止解离过度和影响染色。 染色:用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液,使染色体着色。 制片:使细胞分散开来,便于观察。 4、观察:先用低倍镜后用高倍镜观察 5、制作洋葱根尖有丝分裂装片的关键是: (1)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间; (2)解离时,要将根尖细胞杀死,细胞间质被溶解,使细胞容易分离; (3)压片时,用力的大小要适当,要使根尖被压平,细胞分散开 例1:(吉林省抚松第五中学、 长白县实验中学、长白山第二中学、长白山实验中学2018届高三四盟校期中联考生物试卷)螺旋现象普遍存在于多种物质或生物结构中,下列有关说法不正确的是( ) A. 某些蛋白质具有的螺旋结构,决定了其特定的功能 B. DNA分子具有规则的双螺旋结构,决定了其结构的稳定性 C. 染色体解螺旋形成染色质的同时,DNA分子双链也随之解旋 D. 水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于实验时观察光合作用的场所 【答案】C 【解析】结构决定功能,某些蛋白质具有的螺旋结构,有助于维持蛋白质特有的功能,A正确;DNA规则的双螺旋结构,使得DNA分子具有其结构的稳定性,B正确;在有丝分裂的过程中,DNA双链的解旋发生在有丝分裂间期的DNA分子复制的过程中,而染色体解螺旋形成染色质,发生在有丝分裂的末期,因此染色体解螺旋形成染色质的同时,DNA的双链并不随之解旋,C错误;水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,所以水绵是验证光合作用的场所及条件的良好材料,D正确。 变式训练1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间 下列叙述正确的是( ) A. G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生 B. 用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后,细胞都被阻断在S期 C. G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体,导致染色体数目加倍 D. 胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同.但G1、S、G2和M期的时间长短不同 【答案】A 【解析】G1期为DNA复制前期,细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生,A正确;S期是DNA复制期,用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后,DNA复制不能进行,G1细胞都被阻断在S期,B错误;G2期是DNA复制后期,细胞中的每个染色体含2条并列的染色单体,但染色体数目不变,C错误;胡萝卜不同组织细胞的细胞周期持续的时间长短不同,G1、S、G2和M期的时间长短也不同,D错误。 例2:(浙江省诸暨中学2017-2018学年高三(实验班)上学期第二阶段考生物试题)下列关于“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述,错误的是(  ) A. 盐酸使植物细胞间的果胶质层松散 B. 实验选用的醋酸洋红溶液属于碱性染料 C. 装片制作的步骤是解离→漂洗→染色→制片 D. 显微镜下观察中期细胞可看到完整的染色体组型 【答案】D 【解析】用质量分数10%盐酸解离可使植物细胞间的果胶质层松散,A正确;染色体染色可选用碱性染料醋酸洋红,B正确;装片制作的实验流程是解离→漂洗→染色→制片,C正确;染色体组型是观察后再经过排列后形成的,不是可以直接看到的, D错误。 变式训练2:(山东省菏泽一中、单县一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是( ) A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色 【答案】B 【解析】通常认为细胞膜丧失完整性,细胞即可被认为已经死亡。台盼蓝是检测细胞膜完整性最常用的生物染色试剂。健康的正常细胞能够排斥台盼蓝,而死亡的细胞,膜的完整性丧失,通透性增加,细胞可被台盼蓝染成蓝色,A正确;氨基酸不含肽键,而双缩脲试剂是用来检测蛋白质中的肽键,B错误;观察细胞分裂过程中的染色体,通常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液,C正确;斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色,D正确。 例3:(普通高等学校2018年招生全真模拟试题(B卷)理科综合生物试题)如图是某生物体(2n=4)的正常细胞分裂示意图,相关叙述错误的是( ) A. 该细胞含有一对同源染色体 B. 该细胞处于有丝分裂中期 C. 若图中①表示X染色体,则④表示Y染色体 D. ①②两条染色体互换片段属于染色体变异 【答案】A 【分析】根据题干信息已知,该生物含有4条染色体,图中细胞含有4条染色体、8条染色单体,且染色体都处于赤道板上,说明该细胞处于有丝分裂中期,其中②③是一对同源染色体,为常染色体;①④是一对同源染色体,为性染色体X、Y,因此该生物是雄性的。 根据以上分析可知,该细胞含有2对同源染色体,A错误;根据以上分析已知,该细胞处于有丝分裂中期,B正确;根据以上分析已知,图中①④是一对同源染色体,为性染色体X、Y,C正确;①②为非同源染色体,两者之间交叉互换属于染色体变异,D正确。 变式训练3.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(五)生物试题)如图曲线a和b不能用于表示( ) A. 质壁分离过程中植物细胞液浓度和吸水能力的变化 B. 萌发的植物种子在出土之前有机物种类和干重的变化 C. 动物细胞体积与细胞物质运输效率的变化 D. 细胞分化程度和全能性高低的变化 【答案】A 【解析】质壁分离的原因分析:外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度;内因是原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于原生质层。种子萌发过程中,种子吸收水分,鲜重增加;种子萌发前,呼吸作用消耗有机物使得干重减少,出芽后进行光合作用,有机物增加。增大细胞膜表面积与体积比,有利于物质的运输,以保证细胞正常生命代谢需要。细胞的分化程度越高,脱分化越困难,全能性越低。 细胞质壁分离是由细胞渗透失水造成的,细胞失水越多,植物细胞液浓度越大,吸水能力的变化越大,A错误;萌发种子在出土前,细胞呼吸分解有机物,导致有机物种类增加;但因为细胞呼吸旺盛,消耗的有机物增加,导致干重下降,B正确;增大细胞膜表面积与体积比,有利于物质的运输,所以动物细胞体积越大,细胞物质运输效率越小,C正确;细胞的分化程度越低,细胞全能性越高,一般情况下细胞全能性与分化程度呈反相关,D正确。 例4:(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生物试题)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( ) A. 分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 B. 分裂间期有DNA和中心体的复制 C. 分裂过程中能发生的可遗传的变异为基因突变 D. 染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期 【答案】B 【解析】有丝分裂间期发生染色体复制、中心体倍增;分裂过程没有同源染色体的联会、分离和自由组合。 分裂间期染色体复制DNA含量加倍,但复制形成的染色单体共用着丝点,染色体组数没有加倍,A错误;分裂间期DNA复制,中心体也复制,一个中心体成为两个,在前期走向两极形成纺锤体,B正确;有丝分裂过程中能发生的可遗传的变异为基因突变和染色体变异,基因重组发生于减数分裂,C错误;染色单体因染色体复制而形成,是在分裂间期,消失于分裂后期,原因是着丝点分裂,D错误。 变式训练4.(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生物试题 下列生物学实验及操作,不正确的是( ) 选项 实验 实验操作 A 探究酵母菌的呼吸方式 用溴麝香草酹蓝溶液检测二氧化碳的含量 B 观察DNA和RNA分布 用层析液分离出DNA和RNA观察颜色 C 观察细胞质壁分离现象 撕取紫色洋葱的外表皮作为观察材料 D 观察细胞有丝分裂 用pH呈酸性的醋酸洋红染料染色 A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】探究酵母菌的呼吸方式用需要对其产物进行检测,检测二氧化碳可以用澄清石灰水或者溴麝香草酹蓝溶,A正确;要观察细胞中DNA和RNA分布,用甲基绿吡罗红混合染液对组织材料染色观察,不需要提取出来,B错误;观察细胞质壁分离现象除了有大液泡外,细胞中液泡要有颜色或有其它标志物才容易观察,紫色洋葱的外表皮符合要求,C正确; 观察细胞有丝分裂,需要对细胞染色,用pH呈酸性的醋酸洋红液染色,D正确。 1.(河南省焦作市2017-2018学年高二5月联考生物试题)生物实验材料的选择对实验能否成功起着重要的作用,下列有关说法正确的是( ) A. 用于观察细胞中叶绿体的材料也可以用于观察线粒体 B. 西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖,可以用作鉴定还原糖的材料 C. 观察植物细胞的吸水和失水实验只能选择紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞 D. 观察植物细胞有丝分裂实验中应选择洋葱根尖2-3mm处进行观察 【答案】D 【解析】用健那绿染液将线粒体染色后,线粒体被染成蓝绿色,如果用观察叶绿体的材料来观察线粒体,由于叶绿体也呈现绿色,将会影响观察效果,因此不能用观察细胞中叶绿体的材料来用于观察线粒体,A错误;还原糖鉴定需要观察颜色变化,因此选材时一般选用无色或浅色的材料,西瓜汁本身呈红色,有颜色干扰,因此不可用作鉴定还原糖的材料,B错误;观察植物细胞的吸水和失水实验也可选用其他植物的成熟的细胞,如黑藻的叶片细胞等,C错误;观察有丝分裂应该取材分裂最旺盛的细胞,根尖的分生区细胞就可以满足要求,而分生区的位置大约就在根尖2mm-3mm,D正确。 2.(黑龙江省2018年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟(三)理综生物试题)下列对实验操作或实验试剂使用的目的的分析,正确的是( ) A. 在噬菌体侵染细菌实验中,搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与DNA分离开来 B. 在观察细胞有丝分裂实验中,解离和压片的目的是使细胞核中的染色体彼此分离开来 C. 观察植物细胞质壁分离及复原实验中,滴加0.3g/mL蔗糖溶液的目的是使细胞质与细胞壁分离开来 D. 观察DNA和RNA在细胞中分布实验中,盐酸具有使染色体中的蛋白质与DNA分离的作用 【答案】D 【解析】在噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离, A错误;在观察细胞有丝分裂实验中,解离和压片的目的是使细胞彼此分离开来,B错误;观察植物细胞质壁分离及复原实验中,滴加0.3g/mL蔗糖溶液的目的是使原生质层与细胞壁分离开来,C错误;观察DNA和RNA在细胞中分布实验中,盐酸的作用是改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合,D正确。 3.(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生物试题)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( ) A. 分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 B. 分裂间期有DNA和中心体的复制 C. 分裂过程中能发生的可遗传的变异为基因突变 D. 染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期 【答案】B 【解析】有丝分裂间期发生染色体复制、中心体倍增;分裂过程没有同源染色体的联会、分离和自由组合。分裂间期染色体复制DNA含量加倍,但复制形成的染色单体共用着丝点,染色体组数没有加倍,A错误;分裂间期DNA复制,中心体也复制,一个中心体成为两个,在前期走向两极形成纺锤体,B正确;有丝分裂过程中能发生的可遗传的变异为基因突变和染色体变异,基因重组发生于减数分裂,C错误;染色单体因染色体复制而形成,是在分裂间期,消失于分裂后期,原因是着丝点分裂,D错误。 4.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是( ) A. 有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离 B. 有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会 C. 一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同 D. 有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上 【答案】B 【解析】本题主要考查有丝分裂和减数分裂的有关知识。有丝分裂染色体复制一次,细胞分裂一次,前期同源染色体不联会,中期染色体排列在赤道板上,后期姐妹染色单体分离,移向两极;减数分裂染色体复制一次,细胞连续分裂两次,减数第一次分裂前期发生同源染色体联会,后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,减数第二次分裂中期类似有丝分裂,染色体排列在赤道板上,后期姐妹染色单体分离,移向两极。 有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生着丝点分裂,姐妹染色单体分离,移向两极,A正确;有丝分裂不发生同源染色体联会,减数第一次分裂前期发生同源染色体联会,B错误;有丝分裂与减数分裂染色体都只复制一次,C正确;有丝分裂和减数第二次分裂的染色体行为类似,前期散乱分布,中期染色体排列在赤道板上,后期姐妹染色单体分离,D正确,所以选B。 5.(湖北省稳派教育2018届高三上学期第二次联考理科综合生物试题)下列所述生理过程不应该在细胞增殖过程中出现的是( ) A. ATP水解成ADP和Pi并释放能量 B. 细胞核消失,各种细胞器也随之消失 C. 同源染色体分离,非同源染色体自由组合 D. DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成 【答案】B 【解析】细胞增殖过程中需要消耗能量,而消耗的能量主要由ATP提供,A项不符合题意;有丝分裂和减数分裂过程中会出现细胞核消失的现象,但不会出现各种细胞器也随之消失的现象,B项符合题意;减数分裂过程中会出现同源染色体分离和非同源染色体自由组合,C项不符合题意;细胞增殖过程中会出现DNA的复制,而DNA的复制需要DNA聚合酶的催化,该酶能催化磷酸二酯键的形成,D项不符合题意。 6.(辽宁省朝阳市普通高中2018届高三第一次模拟考试理科综合生物试题)下图中a、b、c表示人体细胞的部分生命历程。相关叙述正确的是( ) A. b过程既可是有丝分裂也可是减数分裂 B. c过程形成的三种细胞还可以变成细胞③ C. c过程形成的三种细胞内存在不同种类的mRNA D. 人从出生时的3kg长到成年时的60kg主要依靠a过程 【答案】C 【解析】b过程代表体细胞通过有丝分裂增加细胞数目,A项错误;c过程为细胞分化,体内细胞的分化是不可逆的,B项错误;细胞分化是基因的选择性表达的过程,c过程形成的三种细胞内存在不同种类的mRNA,C项正确;a过程为细胞的生长,人从出生时的3kg长到成年时的60kg主要依靠b过程细胞分裂,D项错误。 7.(河北省保定市2018届高三第一次模拟考试理科综合生物试题)下图甲和乙是细胞分裂过程中相关规律的示意图,与此有关的叙述正确的是( ) A. 甲图中A+B、B+C、C+D的时间长短相同,均可表示完整的细胞周期 B. 甲图中有丝分裂和减数分裂均是在其细胞周期的A、C段完成DNA的复制 C. 乙图中EF段细胞中的DNA易发生碱基对的增添、缺失或替换 D. 乙图中的GH段着丝点分裂,导致有丝分裂或减数第一次分裂后期染色体数目加倍 【答案】C 【解析】本题考查有丝分裂和减数分裂的相关知识,解题要点是对相关概念的识记,并结合细胞分裂中DNA和染色体的数目变化规律对图形进行分析。A.一个细胞周期是指从上一次分裂结束到下一次分裂结束,包括分裂间期和分裂期,且间期在前,即甲图中的A+B和C+D,B+C不能表示一个完整的细胞周期,但A+B、B+C、C+D的时间长短相同,A错误;B.若甲图表示有丝分裂,则DNA的复制是在每一个细胞周期的分裂间期完成,即图中的A、C段。因为进行减数分裂的细胞没有细胞周期,故甲图不能表示减数分裂,且进行减数分裂的细胞只在减一间期进行DNA复制,B错误;C.乙图中EF段细胞中发生DNA复制,易发生碱基对的增添、缺失或替换,C正确;D.减数分裂过程中,着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期,D错误; 8.(广东省茂名市五大联盟学校2018届高三五月联考综合(理科)生物试题)真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。下列相关叙述正确的是( ) A. 与有丝分裂相比,无丝分裂和减数分裂均不出现纺锤体 B. 细胞每次分裂前都会进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成 C. 精原细胞进行分裂时,细胞内染色体数不会大于核DNA数 D. 细胞分裂过程中基因重组只出现在减数第一次分裂的后期 【答案】C 【解析】有丝分裂和减数分裂过程均出现纺锤体,只有无丝分裂不出现纺锤体,A错误;次级性母细胞进行减数第二次分裂前不会进行核DNA的复制,B错误;由于核DNA都是分布在染色体上,而一条染色体上在DNA复制前,只含1个DNA;复制后,1条染色体含2个DNA,所以细胞内染色体数只能是小于或等于核DNA数,C正确;基因重组可出现在减数第一次分裂的前期(四分体时期)和后期,D错误。 9.(安徽省铜陵一中、阜阳一中2017-2018学年高一下学期第一次联考生物试题)下图A为某生物体细胞有丝分裂示意图,图B表示在一个细胞周期(G1、S、G2组成分裂间期,M为分裂期)中细胞核内DNA含量的变化曲线;图C表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化(用特殊方法在一个培养基中测得)。请据图回答: (1)图A细胞中含有_____条染色单体,植物细胞有丝分裂末期与A图所示细胞在分裂末期相比,其特有的特征是________________________________。 (2)A图DNA含量相当于处在C图的_____阶段(填“2”“2~4”或“4”)。 (3)若图A为胚胎干细胞,正处于培养液中,则在正常情况下,下一时期,细胞中着丝点数目有______________个。 (4)图C中的DNA含量为大于2C且小于4C的细胞,则处在B图的_____期(填字母)。? (5)培养过程中若用DNA合成抑制剂处理,图C中DNA含量为_____C的细胞数量会增加。? (6)染色体数目的暂时增倍发生在图B中的_____段(填字母),增倍的原因是__________________。 【答案】 8 有细胞板出现 4 8 S 2 M 着丝点分裂,姐妹染色单体分离成为子染色体 【解析】本题结合细胞分裂图、柱形图和曲线图,考查细胞有丝分裂不同时期的特点,要求考生识记细胞有丝分裂不同时期的特点,掌握有丝分裂过程中DNA的变化规律。 (1)分析图解可知,图A中含有8条染色单体,4条染色体.A图表示动物细胞的有丝分裂中期,植物细胞有丝分裂末期与动物细胞有丝分裂末期相比,其特有的特征是出现细胞板进而形成细胞壁。 (2)图A细胞中有8条染色单体,有8个DNA分子(4n),相当于处在C图的4阶段; (3)A图表示动物细胞的有丝分裂中期,下一时期为有丝分裂后期,着丝点分裂,有8个着丝点。 (4)图C中的DNA含量为大于2C且小于4C的细胞处于有丝分裂间期的S期,正在进行DNA复制。 (5)培养过程中若用DNA合成抑制剂处理,抑制了DNA复制,则图C中DNA含量为2C的细胞数量会增加。 (6)有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分离成为子染色体,染色体数目加倍,发生在图B中的M段。 10.(广东省佛山市2018届高三下学期综合能力测试(二)理综生物试题)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同,对细胞分别计数。研究者用某抗癌物处理体外培养的癌细胞,一段时间后用流式细胞仪检测,结果如下图所示。 (1)与体外培养的正常细胞相比,体外培养的癌细胞的最显著特点是能够_______________。 (2)图中ac两峰之间的b段细胞正在进行的与细胞分裂有关的主要活动是______________。 (3)细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期)。分裂间期又包括一个DNA复制期(S期)和复制期前后的两个间隙期(G1期和G2期)。图中结果说明该药物可以将癌细胞阻滞于细胞周期中的_________期。如果用秋水仙素处理癌细胞,与对照组相比,其a峰和c峰的细胞数目将分别_____________、_____________。 【答案】 无限增殖 DNA复制 G2、M期 减少 增加 【解析】试题分析:本题主要考查有丝分裂。要求学生熟知有丝分裂的过程及特点,以及会分析外界因素对有丝分裂的影响。 (1)与体外培养的正常细胞相比,体外培养的癌细胞的最显著特点是能够无限增殖。 (2)图中a峰到c峰DNA含量加倍,表明b段细胞正在进行DNA的复制 (3)根据细胞周期分析,a峰表示G1期,b表示S期,c表示G2、M期。实验组加入抗癌药物,与对照组相比,处于a峰的细胞数下降,而c峰的细胞数上升,说明该药物可以将癌细胞阻滞于细胞周期中的G2、M期。秋水仙素会抑制前期纺锤体的形成,从而使a峰(G1期)细胞数减少,c峰(G2、M期)细胞数增加。 11.(江苏省苏州市2017-2018学年高二学业质量阳光指标调研生物试题)下图表示真核细胞中某些生理活动,①?⑤表示有关生理过程。请据图冋答下列有关问题: (1)①过程发生的时期是_______(填写细胞分裂的类型和时期)。与DNA复制相比,④过程特有的碱基互补配对方式是_______________。 (2)—个细胞周期中,②过程可发生_________次,同一个DNA分子中,不同基因发生④过程时,所用的模板链是否一定相同?答:_____________________。 (3)⑤过程的产物有_________。 A.磷酸 B.多肽链 C.RNA D.水 (4)若该基因发生插入突变,致使产生的mRMA增加了3个连续的碱基,最终合成的肽链多了1个氨基酸。则与原肽链相比,突变后的多肽链中氨基酸序列最多有___________个氨基酸不同。 (5)若要将⑤过程合成的蛋白质分了中缬氨酸变成甘氨酸(甘氨酸密码子为GGU、GGC,GGA,GGG),可以通过改变该基因模板链上的某个碱基来实现,即由_________________。 【答案】有丝分裂末期或减数第二次分裂末期 A-U 1 不一定 ABD 2 A→C 【解析】本题考查关于基因的本质和基因的表达相关知识,解题要点是结合图形分析细胞分裂中染色体的形态变化规律。 (1)据图分析,①过程表示染色体解螺旋成染色质,该过程发生在有丝分裂末期或减数第二次分裂末期;④过程表示转录,与DNA复制相比,此过程特有的碱基互补配对方式是A-U; (2)②过程表示染色质螺旋成染色体,只发生在细胞周期的前期;同一个DNA分子中,不同基因发生④转录过程时,所用的模板链可能相同,也可能不同。 (3)⑤过程表示翻译,在核糖体上氨基酸发生脱水缩合形成多肽链时需要消耗ATP,ATP水解产物有ADP和Pi,故⑤过程的产物有ABD。 (4)由于mRNA上三个连续的碱基构成一个密码子,故增加了3个连续的碱基,受影响的最多有两个密码子,与原肽链相比,突变后的多肽链中氨基酸序列最多有2个氨基酸不同。 (5)缬氨酸的密码子是GUG,而甘氨酸密码子为GGU、GGC,GGA,GGG,若将缬氨酸变成甘氨酸,可通过改变该基因模板链上A→C来实现。 12.(广东省深圳市宝安区2018届高三下学期适应性测试卷理科综合生物试题)洋葱根尖各区示意图如下,请回答。 (1)观察根尖分生区细胞分裂实验中所用的染色剂为________。显微镜观察判断细胞分裂是有丝分裂的标志是____________。 (2)利用以下实验材料完成探究实验:伸长区是否也适合观察有丝分裂。 材料:洋葱根尖若干,放射性测量仪。 试剂:全素营养液,15N-dTTP(放射性胸腺嘧啶核苷酸)溶液、32P-dUTP(放射性尿嘧啶核苷酸)溶液 步骤: ①取相同大小的洋葱根尖等分成甲、乙、丙三组,各组加入等量且适量的全素营养液。 ②甲组再加入2mL全素营养液,乙组加入________,丙组加入__________。 ③三组根尖在相同条件下培养一段时间,用放射性测量仪测定放射性种类及分布。 结果与结论:若甲组无放射性,乙组只有分生区含15N放射性,丙组__________,则伸长区不适合观察有丝分裂。 【答案】龙胆紫溶液或醋酸洋红液能观察到有纺锤丝的细胞、有染色体数目加倍的细胞、没有四分体的细胞2mL15N-dTTP溶液15N-dTTP与32P-dUTP溶液各1mL分生区含两种放射性,伸长区只含32P放射性(或不含15N放射性) 【详解】 (1)观察根尖分生区细胞分裂实验中,用碱性染料如醋酸洋红或龙胆紫溶液可以将染色体染成深色,便于观察;与减数分裂相比,有丝分裂过程中不会出现四分体、会出现染色体数目加倍的细胞,因此显微镜观察判断细胞分裂是有丝分裂的标志是能观察到有纺锤丝的细胞、有染色体数目加倍的细胞、没有四分体的细胞。 (2)②根据实验目的和提供的材料分析,由于实验结果是乙组只有分生区含15N放射性,说明乙组加入的2mL15N-dTTP(放射性胸腺嘧啶核苷酸)溶液溶液,则丙组加入的是15N-dTTP与32P-dUTP溶液各1mL。 结果与结论:由于实验的结论是伸长区不适合观察有丝分裂,则结果应该是甲组无放射性,乙组只有分生区含15N放射性,丙组分生区含两种放射性,伸长区只含32P放射性(或不含15N放射性)。 14 第13讲 细胞的增殖(解析版) 本节是人教版高中生物必修1《分子与细胞》第六章第一节的内容,其内容主要包括细胞不能无限长大、细胞周期、细胞增殖及其意义等。根据教材的安排,可知该节内容承上启下。在前面的学习中,学生已经学习了有关细胞生命系统的物质组成、结构等,而在后面的必修2的学习中,学生将继续学习减数分裂和遗传规律,有丝分裂是真核细胞体细胞增殖的一种主要方式,是学习减数分裂的重要基础,而减数分裂又是学习遗传和变异的基础。此外,细胞全能性、组织培养、克隆等的应用原理均与有丝分裂的特点和意义有关。 随着年龄的增长,高中生的心理和思维与初中阶段相比有不同特点,其独立分析和解决问题的能力有很大的提高,具备了学习抽象复杂知识的内在基础。在课堂教学中,设法提高学生的抽象思维能力,使学生在潜移默化中得到锻炼。本节内容更是高考中的易考点和重点。 一、细胞不能无限长大的原因: 1、细胞表面积与体积的关系限制细胞长大; 2、细胞核中DNA的控制代谢能力有限。 二、细胞通过分裂来进行增殖 1、意义:细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 2、方式:分裂(细胞在分裂之前,必须进行一定的物质准备) 3、过程:包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。 4、真核细胞的分列方式: 1)有丝分裂:产生体细胞 2)无丝分裂 3)减数分裂:产生有性生殖细胞(例如:精子、卵子) 三、有丝分裂 (一)细胞周期 1、条件:连续分裂的细胞 2、起、止点:从一次分裂完成时开始→下一次分裂完成时为止。 3、阶段 1)分裂间期:约占细胞周期的90%--95% ①变化:为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。 ②复制结果:每个染色体(呈染色质状)形成了两个完全一样的姐妹染色单体。 染色体:数着丝点 DNA:数条数 姐妹染色单体:复制后有 2)分裂期:约占细胞周期的5%--10% 根据染色体数目形态的变化,分为四个时期:前期、中期、后期、末期。 (二)高等植物有丝分裂过程 1、分裂间期(D复蛋合现单体) G1期:DNA合成前期 1)时期 S期:DNA合成期 G2期:DNA合成后期 2)时间:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前。 3)特点:①DNA复制,蛋白质合成; ②形成染色单体,DNA数目加倍,染色质数目相同。 2、前期(膜仁消失现两体) 特点:①“两出现”——染色体、纺锤体出现; ②“两消失”——核膜、核仁消失; ③“一散乱”——染色体散乱分布在纺锤体中央。 3、中期(形定数晰赤道齐) 特点:①染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面——赤道板上(实际不存在的); ②染色体形态固定,数目清晰,是观察染色体的最佳时期。 4、后期(点裂数加均两极) 特点:①着丝点一分为二,姐妹染色单体分离,成为两条染色体; ②染色单体消失,染色体数目加倍; ③染色体平均分配到细胞两极。 5、末期(两消两现重建壁) 特点:①“两消失”——染色体,纺锤体消失; ②“两出现”——核膜,核仁出现; ③“一重建”—— 赤道板位置出现细胞板,形成新的细胞壁后,细胞分裂成两个子细胞。 (三)动植物细胞有丝分裂的比较 植物细胞 动物细胞 间期 相同点 染色体复制(蛋白质的合成和DNA的复制) 不同点 没有中心体 中心体数目加倍,形成四个中心粒 前期 相同点 核仁、核膜消失,出现染色体和纺锤体 不同点 由细胞两极发纺锤丝形成纺锤体 已复制的两个中心体分别移向两极,周围发出星射,形成纺锤体 中期 相同点 染色体的着丝点连载两极的纺锤丝上,位于细胞中央,形成赤道板 后期 相同点 染色体的着丝分裂,染色单体变为染色体,染色单体数目为0,染色体加倍 末期 相同点 纺锤体、染色体消失,核仁、核膜重新出现 不同点 赤道板处出现细胞板,扩展形成新细胞壁,并把细胞分为两个 细胞膜中部内陷,把细胞质隘裂为二,形成两个子细胞 (四)细胞有丝分裂的主要特征、意义 特征:染色体和纺锤体的出现,然后染色体复制后平均分配到两个子细胞中去。 意义:亲代细胞的染色体经复制以后,平均分配到两个子细胞中去,由于染色体上有遗传物质DNA,所以使前后代保持遗传性状的稳定性。 (五)规律总结 1、有丝分裂中 染色体、染色单体、DNA的变化特点: (体细胞染色体为2N) 染色体变化:后期加倍(4N),平时不变(2N) DNA变化:间期加倍(2N→4N),末期还原(2N) 染色单体变化:间期出现(0→4N),后期消失(4N→0),存在时数目同DNA。 相关图像: 四、无丝分裂 1、过程:先核裂,后质裂。 即:细胞核延长→核缢裂成两个子细胞核→细胞缢裂成两个子细胞 2、特点:在分裂过程中,没有染色体和纺锤体等结构的出现,但有DNA复制。 3、举例:蛙的红细胞的无丝分裂 五、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1、实验材料:根尖分生区 2、实验原理: ①由于各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。 ②通过在高倍显微镜下观察,同一组织中可以看到各个时期细胞内染色体(或染色质)的存在状态。从而判断细胞各处于有丝分裂的哪个时期。 ③染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。 3、实验步骤:解离→漂洗→染色→制片 解离:目的是杀死细胞,用药液使组织中的细胞互相分离开来。 漂洗:目的是洗去药液,防止解离过度和影响染色。 染色:用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液,使染色体着色。 制片:使细胞分散开来,便于观察。 4、观察:先用低倍镜后用高倍镜观察 5、制作洋葱根尖有丝分裂装片的关键是: (1)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间; (2)解离时,要将根尖细胞杀死,细胞间质被溶解,使细胞容易分离; (3)压片时,用力的大小要适当,要使根尖被压平,细胞分散开 例1:(吉林省抚松第五中学、 长白县实验中学、长白山第二中学、长白山实验中学2018届高三四盟校期中联考生物试卷)螺旋现象普遍存在于多种物质或生物结构中,下列有关说法不正确的是( ) A. 某些蛋白质具有的螺旋结构,决定了其特定的功能 B. DNA分子具有规则的双螺旋结构,决定了其结构的稳定性 C. 染色体解螺旋形成染色质的同时,DNA分子双链也随之解旋 D. 水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于实验时观察光合作用的场所 【答案】C 【解析】结构决定功能,某些蛋白质具有的螺旋结构,有助于维持蛋白质特有的功能,A正确;DNA规则的双螺旋结构,使得DNA分子具有其结构的稳定性,B正确;在有丝分裂的过程中,DNA双链的解旋发生在有丝分裂间期的DNA分子复制的过程中,而染色体解螺旋形成染色质,发生在有丝分裂的末期,因此染色体解螺旋形成染色质的同时,DNA的双链并不随之解旋,C错误;水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,所以水绵是验证光合作用的场所及条件的良好材料,D正确。 变式训练1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间 下列叙述正确的是( ) A. G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生 B. 用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后,细胞都被阻断在S期 C. G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体,导致染色体数目加倍 D. 胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同.但G1、S、G2和M期的时间长短不同 例2:(浙江省诸暨中学2017-2018学年高三(实验班)上学期第二阶段考生物试题)下列关于“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述,错误的是(  ) A. 盐酸使植物细胞间的果胶质层松散 B. 实验选用的醋酸洋红溶液属于碱性染料 C. 装片制作的步骤是解离→漂洗→染色→制片 D. 显微镜下观察中期细胞可看到完整的染色体组型 【答案】D 【解析】用质量分数10%盐酸解离可使植物细胞间的果胶质层松散,A正确;染色体染色可选用碱性染料醋酸洋红,B正确;装片制作的实验流程是解离→漂洗→染色→制片,C正确;染色体组型是观察后再经过排列后形成的,不是可以直接看到的, D错误。 变式训练2:(山东省菏泽一中、单县一中2017-2018学年高二下学期期末考试生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是( ) A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色 例3:(普通高等学校2018年招生全真模拟试题(B卷)理科综合生物试题)如图是某生物体(2n=4)的正常细胞分裂示意图,相关叙述错误的是( ) A. 该细胞含有一对同源染色体 B. 该细胞处于有丝分裂中期 C. 若图中①表示X染色体,则④表示Y染色体 D. ①②两条染色体互换片段属于染色体变异 【答案】A 【分析】根据题干信息已知,该生物含有4条染色体,图中细胞含有4条染色体、8条染色单体,且染色体都处于赤道板上,说明该细胞处于有丝分裂中期,其中②③是一对同源染色体,为常染色体;①④是一对同源染色体,为性染色体X、Y,因此该生物是雄性的。 根据以上分析可知,该细胞含有2对同源染色体,A错误;根据以上分析已知,该细胞处于有丝分裂中期,B正确;根据以上分析已知,图中①④是一对同源染色体,为性染色体X、Y,C正确;①②为非同源染色体,两者之间交叉互换属于染色体变异,D正确。 变式训练3.(黑龙江省2018年高考模拟精编大考卷(五)生物试题)如图曲线a和b不能用于表示( ) A. 质壁分离过程中植物细胞液浓度和吸水能力的变化 B. 萌发的植物种子在出土之前有机物种类和干重的变化 C. 动物细胞体积与细胞物质运输效率的变化 D. 细胞分化程度和全能性高低的变化 例4:(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生物试题)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( ) A. 分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 B. 分裂间期有DNA和中心体的复制 C. 分裂过程中能发生的可遗传的变异为基因突变 D. 染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期 【答案】B 【解析】有丝分裂间期发生染色体复制、中心体倍增;分裂过程没有同源染色体的联会、分离和自由组合。 分裂间期染色体复制DNA含量加倍,但复制形成的染色单体共用着丝点,染色体组数没有加倍,A错误;分裂间期DNA复制,中心体也复制,一个中心体成为两个,在前期走向两极形成纺锤体,B正确;有丝分裂过程中能发生的可遗传的变异为基因突变和染色体变异,基因重组发生于减数分裂,C错误;染色单体因染色体复制而形成,是在分裂间期,消失于分裂后期,原因是着丝点分裂,D错误。 变式训练4.(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生物试题 下列生物学实验及操作,不正确的是( ) 选项 实验 实验操作 A 探究酵母菌的呼吸方式 用溴麝香草酹蓝溶液检测二氧化碳的含量 B 观察DNA和RNA分布 用层析液分离出DNA和RNA观察颜色 C 观察细胞质壁分离现象 撕取紫色洋葱的外表皮作为观察材料 D 观察细胞有丝分裂 用pH呈酸性的醋酸洋红染料染色 A B. B C. C D. D 1.(河南省焦作市2017-2018学年高二5月联考生物试题)生物实验材料的选择对实验能否成功起着重要的作用,下列有关说法正确的是( ) A. 用于观察细胞中叶绿体的材料也可以用于观察线粒体 B. 西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖,可以用作鉴定还原糖的材料 C. 观察植物细胞的吸水和失水实验只能选择紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞 D. 观察植物细胞有丝分裂实验中应选择洋葱根尖2-3mm处进行观察 2.(黑龙江省2018年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟(三)理综生物试题)下列对实验操作或实验试剂使用的目的的分析,正确的是( ) A. 在噬菌体侵染细菌实验中,搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与DNA分离开来 B. 在观察细胞有丝分裂实验中,解离和压片的目的是使细胞核中的染色体彼此分离开来 C. 观察植物细胞质壁分离及复原实验中,滴加0.3g/mL蔗糖溶液的目的是使细胞质与细胞壁分离开来 D. 观察DNA和RNA在细胞中分布实验中,盐酸具有使染色体中的蛋白质与DNA分离的作用 3.(安徽省示范高中培优联盟2017-2018学年高二下学期春季联赛生物试题)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( ) A. 分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 B. 分裂间期有DNA和中心体的复制 C. 分裂过程中能发生的可遗传的变异为基因突变 D. 染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期 4.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是( ) A. 有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离 B. 有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会 C. 一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同 D. 有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上 5.(湖北省稳派教育2018届高三上学期第二次联考理科综合生物试题)下列所述生理过程不应该在细胞增殖过程中出现的是( ) A. ATP水解成ADP和Pi并释放能量 B. 细胞核消失,各种细胞器也随之消失 C. 同源染色体分离,非同源染色体自由组合 D. DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成 6.(辽宁省朝阳市普通高中2018届高三第一次模拟考试理科综合生物试题)下图中a、b、c表示人体细胞的部分生命历程。相关叙述正确的是( ) A. b过程既可是有丝分裂也可是减数分裂 B. c过程形成的三种细胞还可以变成细胞③ C. c过程形成的三种细胞内存在不同种类的mRNA D. 人从出生时的3kg长到成年时的60kg主要依靠a过程 7.(河北省保定市2018届高三第一次模拟考试理科综合生物试题)下图甲和乙是细胞分裂过程中相关规律的示意图,与此有关的叙述正确的是( ) A. 甲图中A+B、B+C、C+D的时间长短相同,均可表示完整的细胞周期 B. 甲图中有丝分裂和减数分裂均是在其细胞周期的A、C段完成DNA的复制 C. 乙图中EF段细胞中的DNA易发生碱基对的增添、缺失或替换 D. 乙图中的GH段着丝点分裂,导致有丝分裂或减数第一次分裂后期染色体数目加倍 8.(广东省茂名市五大联盟学校2018届高三五月联考综合(理科)生物试题)真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。下列相关叙述正确的是( ) A. 与有丝分裂相比,无丝分裂和减数分裂均不出现纺锤体 B. 细胞每次分裂前都会进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成 C. 精原细胞进行分裂时,细胞内染色体数不会大于核DNA数 D. 细胞分裂过程中基因重组只出现在减数第一次分裂的后期 9.(安徽省铜陵一中、阜阳一中2017-2018学年高一下学期第一次联考生物试题)下图A为某生物体细胞有丝分裂示意图,图B表示在一个细胞周期(G1、S、G2组成分裂间期,M为分裂期)中细胞核内DNA含量的变化曲线;图C表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化(用特殊方法在一个培养基中测得)。请据图回答: (1)图A细胞中含有_____条染色单体,植物细胞有丝分裂末期与A图所示细胞在分裂末期相比,其特有的特征是________________________________。 (2)A图DNA含量相当于处在C图的_____阶段(填“2”“2~4”或“4”)。 (3)若图A为胚胎干细胞,正处于培养液中,则在正常情况下,下一时期,细胞中着丝点数目有______________个。 (4)图C中的DNA含量为大于2C且小于4C的细胞,则处在B图的_____期(填字母)。? (5)培养过程中若用DNA合成抑制剂处理,图C中DNA含量为_____C的细胞数量会增加。? (6)染色体数目的暂时增倍发生在图B中的_____段(填字母),增倍的原因是__________________。 10.(广东省佛山市2018届高三下学期综合能力测试(二)理综生物试题)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同,对细胞分别计数。研究者用某抗癌物处理体外培养的癌细胞,一段时间后用流式细胞仪检测,结果如下图所示。 (1)与体外培养的正常细胞相比,体外培养的癌细胞的最显著特点是能够_______________。 (2)图中ac两峰之间的b段细胞正在进行的与细胞分裂有关的主要活动是______________。 (3)细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期)。分裂间期又包括一个DNA复制期(S期)和复制期前后的两个间隙期(G1期和G2期)。图中结果说明该药物可以将癌细胞阻滞于细胞周期中的_________期。如果用秋水仙素处理癌细胞,与对照组相比,其a峰和c峰的细胞数目将分别_____________、_____________。 11.(江苏省苏州市2017-2018学年高二学业质量阳光指标调研生物试题)下图表示真核细胞中某些生理活动,①?⑤表示有关生理过程。请据图冋答下列有关问题: (1)①过程发生的时期是_______(填写细胞分裂的类型和时期)。与DNA复制相比,④过程特有的碱基互补配对方式是_______________。 (2)—个细胞周期中,②过程可发生_________次,同一个DNA分子中,不同基因发生④过程时,所用的模板链是否一定相同?答:_____________________。 (3)⑤过程的产物有_________。 A.磷酸 B.多肽链 C.RNA D.水 (4)若该基因发生插入突变,致使产生的mRMA增加了3个连续的碱基,最终合成的肽链多了1个氨基酸。则与原肽链相比,突变后的多肽链中氨基酸序列最多有___________个氨基酸不同。 (5)若要将⑤过程合成的蛋白质分了中缬氨酸变成甘氨酸(甘氨酸密码子为GGU、GGC,GGA,GGG),可以通过改变该基因模板链上的某个碱基来实现,即由_________________。 12.(广东省深圳市宝安区2018届高三下学期适应性测试卷理科综合生物试题)洋葱根尖各区示意图如下,请回答。 (1)观察根尖分生区细胞分裂实验中所用的染色剂为________。显微镜观察判断细胞分裂是有丝分裂的标志是____________。 (2)利用以下实验材料完成探究实验:伸长区是否也适合观察有丝分裂。 材料:洋葱根尖若干,放射性测量仪。 试剂:全素营养液,15N-dTTP(放射性胸腺嘧啶核苷酸)溶液、32P-dUTP(放射性尿嘧啶核苷酸)溶液 步骤: ①取相同大小的洋葱根尖等分成甲、乙、丙三组,各组加入等量且适量的全素营养液。 ②甲组再加入2mL全素营养液,乙组加入________,丙组加入__________。 ③三组根尖在相同条件下培养一段时间,用放射性测量仪测定放射性种类及分布。 结果与结论:若甲组无放射性,乙组只有分生区含15N放射性,丙组__________,则伸长区不适合观察有丝分裂。 14

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  • ID:11-4754558 [精]高考一轮复习学案 第9讲 降低化学反应活化能的酶

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/第1节 降低化学反应活化能的酶/本节综合

    第9讲 降低化学反应活化能的酶(解析版) 根据新课程理念,高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”,“引导──探究” 发现式教学法就是在这种理念下应运而生的,该教学法以问题解决为中心的学习方式。本节课以“引导──探究”科学发现的过程来学习科学研究的方法为设计理念。符合《基础教育课程改革纲要(试行)》的要求:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。该理念的运用有利于学生科学素养、协作精神的培养,有利于培养学生的创新精神和实践能力,有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。它不仅重视知识的获取,而且更加重视学生获取知识的过程及方法,更加突出地培养学生的学习能力。在问题的推动下、在教师的引导下,学生学得主动,学得积极,真正体现了“教为主导,学为主体”的思想。“降低化学反应活化能的酶”主要探讨酶在细胞代谢中的作用和酶的特性。该内容以第4章第3节物质的跨膜运输方式中的主动运输需要消耗能量以及初中生物学“消化”为基础。学习本节利于光合作用和呼吸作用的学习,利于选修模块中有关酶的应用、微生物发酵等知识的学习。 一、细胞代谢与酶 1、细胞代谢的概念:细胞内每时每刻进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。 细胞代谢的意义:细胞代谢是生命活动的基础。 2、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 3、酶在细胞代谢中的作用:降低化学反应的活化能 。 4、使化学反应加快的方法: 加热:通过提高分子的能量来加快反应速度; 加催化剂:通过降低化学反应的活化能来加快反应速度;同无机催化相比,酶能更显著地降低化学反应的活化能,因而催化效率更高。 5、酶的本质: 关于酶的本质的探索:(课本整理) 巴斯德之前,人们认为:发酵是纯化学反应,与生命活动无关 巴斯德的观点:发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用。 李比希的观点:引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用; 毕希纳的观点:酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样; 萨姆纳提取酶,并证明酶是蛋白质; 切郝、奥特曼发现:少数RNA也具有生物催化功能; 6、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。 来源 一般来说,活细胞都能产生酶 化学本质 绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA 合成原料 氨基酸或核糖核苷酸 合成场所 主要是核糖体,也可在细胞核内合成 生理作用 生物催化作用 作用机理 降低化学反应的活化能 作用部位 生物体内(细胞内、外)、生物体外 7、酶的特性: 高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107-1013 倍。 专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应 酶的作用条件较温和:酶在最适宜的温度和PH条件下,活性最高。温度过高,过酸或者过碱都会使酶变性失活,并且不可恢复;低温会使酶暂时失活,但适当升温活性可恢复。 二、影响酶促反应的因素(难点) 底物浓度(反应物浓度);酶浓度 PH值:过酸、过碱使酶失活 温度:高温使酶失活。低温降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。 【与酶有关的曲线】 1、表示酶高效性的曲线 (1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 (2)酶能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应平衡点 2、表示酶具有专一性的曲线 (1)在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显快,说明酶A催化底物A参加反应。 (2)在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不催化底物A参加反应。 3、影响酶活性的曲线 (1):在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的活性增强;最适温度(pH)时,酶的活性达到最强;超过这一范围酶的活性逐渐减弱。 (2)强酸、强碱、高温都破坏酶的空间结构,使酶永久性失活;而低温只是抑制酶的活性,温度升高可恢复活性。 【底物浓度和酶浓度对酶促反应的关系】 (1)底物浓度对酶促反应的影响(酶的量一定,其他条件适宜):在底物浓度较低时,反应速率随着底物浓度增加而加快,反应速率与底物浓度几乎成正比;在底物浓度很大时,且达到一定限度时,反应速率就达到一个最大值,此时受到酶的数量和活性的影响,即便再增加底物浓度反应速率不变。 (2)酶浓度对酶促反应的影响:在底物足量的失活,其他条件适宜的情况下,反应系统不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速率与酶的浓度成正比;但底物量一定时,受到底物量的影响,即便酶的浓度增加,反应速率不变。 三、相关实验设计 控制变量法:变量、自变量(实验中人为控制改变的变量)、因变量(随自变量而变化的变量)、无关变量的定义。 对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。通常设置对照组和实验组。 实验设计要遵循的原则:对照原则、单一变量原则、等量原则。 1. 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(课本实验) 实验注意事项: ⑴由于酶具有高效性,若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶,会影响实验准确性. ⑵为何要用新鲜的肝脏?因为过氧化氢酶是蛋白质,放置过久,可受细菌作用而分解,使肝脏组织中酶分子数减少,活性降低。 ⑶为何要有肝脏的研磨液?研磨可破坏肝细胞结构,使细胞内的酶释放出来,增加酶与底物的接触面积。 实验结论:酶具有催化作用,并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多。 2. 验证唾液淀粉酶专一性的实验 已知:⑴ 滴加斐林试剂水浴后若出现砖红色沉淀,证明还原糖的存在; ⑵ 唾液淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖,但不能水解蔗糖成为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖具有还原性,淀粉和蔗糖不具有还原性。 问:在淀粉酶分解淀粉和蔗糖的实验中鉴定试剂只能用斐林试剂而不能用碘液? 答:⑴淀粉、蔗糖和斐林试剂沸水浴都无砖红色沉淀,淀粉、蔗糖的水解产物和斐林试剂沸水浴都有砖红色沉淀,所以斐林试剂检测,只要有砖红色沉淀就是发生水解的试管。所以用斐林试剂检测既能确定淀粉有无水解,又能确定蔗糖有无水解。 ⑵.因蔗糖和蔗糖的水解产物和碘液都不变蓝,所以用碘液不能确定蔗糖有无水解。 3. 影响酶活性的条件(要求用控制变量法,自己设计实验) 建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。 探究温度对酶活性的影响(注意操作顺序不能错) 实验原理: 1.淀粉遇碘后,形成紫蓝色的复合物。 2.淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖(淀粉水解过程中,不同阶段的中间产物遇碘后,会呈现红褐色或红棕色。)麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。 步骤顺序 试管1 试管1 试管2 试管2 试管3 试管3 3%淀粉液 2ml 2ml 2ml 2%α淀粉酶液 2ml 2ml 2ml 温度预处理 0℃ 60℃ 100℃ 反应 混合 混合 混合 恒温时间 5分钟 5分钟 5分钟 加碘 1滴 1滴 1滴 预期现象 蓝色 不变蓝 蓝色 问:在温度影响酶的实验中鉴定试剂只能用碘液而不能用斐林试剂? 答:因为用斐林试剂需水浴加热,两次加热,不是单变量了,也会对酶的活性产生影响,使实验验结果不可靠 探究PH值对酶活性的影响(注意操作顺序不能错) ⑴ 用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响 分别设置不同PH的环境,探究酶的催化作用 一、细胞代谢与酶 例1:(湖北省黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合生物试题)下列关于生物学实验的有关叙述,不正确的是( ) A. 脂肪的鉴定实验可不使用显微镜 B. 观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,需要用到8%的盐酸 C. 通过定期检测培养瓶中的酵母菌种群数量,可以建立种群数量增长的数学模型 D. 若探究温度对酶活性的影响,可用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液 【答案】D 【解析】鉴定脂肪实验中,若观察的是子叶切片中的脂肪,则需要使用显微镜,若观察的组织样液则不需要使用显微镜;在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中用到8%盐酸,它能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA和蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合;数学模型是根据对研究对象所观察到的现象及实践经验,归结成的一套反映其内部因素数量关系的数学公式、逻辑准则和具体算法,用以描述和研究客观现象的运动规律;酶的活性受温度、pH等条件的影响。 根据以上分析已知,脂肪的鉴定实验可不使用显微镜,A正确;观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,8%的盐酸具有改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞等功能,B正确;通过定期检测培养瓶中的酵母菌种群数量,可以建立种群数量增长的S型增长曲线,属于数学模型,C正确;过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响,D错误。 变式训练1:(天津市南开区2018年高三三模生物试题)下列关于酶的叙述,正确的是( ) A. 由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 B. 细胞中,细胞核外没有参与DNA合成的酶 C. 唾液淀粉酶催化反应的最适温度和适于保存的温度均为37℃ D. 在聚合酶链式反应过程中不需要解旋酶的参与 【答案】D 【解析】酶是由活细胞产生的具有生物催化功能的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶具有高效性、专一性、易受环境因素影响等特点。 酶既可以在生物体内发挥作用,也可以在生物体外发挥作用,A错误;真核细胞的线粒体、叶绿体中也含有少量的DNA,也可以进行DNA的复制,因此线粒体和叶绿体中也含有DNA聚合酶,B错误;唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37℃,而酶通常在低温下保存,C错误;在聚合酶链式反应过程中,利用高温打开DNA的氢键,因此不需要解旋酶的参与,D正确。 例2:(天津市南开区2018年高三三模生物试题)下列关于酶的叙述,正确的是( ) A. 由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 B. 细胞中,细胞核外没有参与DNA合成的酶 C. 唾液淀粉酶催化反应的最适温度和适于保存的温度均为37℃ D. 在聚合酶链式反应过程中不需要解旋酶的参与 【答案】D 【解析】酶既可以在生物体内发挥作用,也可以在生物体外发挥作用,A错误;真核细胞的线粒体、叶绿体中也含有少量的DNA,也可以进行DNA的复制,因此线粒体和叶绿体中也含有DNA聚合酶,B错误;唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37℃,而酶通常在低温下保存,C错误;在聚合酶链式反应过程中,利用高温打开DNA的氢键,因此不需要解旋酶的参与,D正确。 变式训练2.(南京师范大学附属中学2018届高三模拟考试生物试卷)图甲表示某种酶催化底物水解的模型,图乙表示在最适温度下,相关酶的催化速率与反应物浓度的关系。下列相关叙述正确的是(  ) A. 甲图中若d、e分别代表果糖和葡萄糖,则a代表蔗糖 B. 甲图中若b表示ATP,则机体的放能反应与该反应相伴随 C. 乙图中若e点反应物浓度升高,反应速率加快 D. 乙图中若g点反应体系温度升高,产物不再增加 【答案】C 【解析】甲图中若d、e分别代表果糖和葡萄糖,则b代表蔗糖,而a在反应前后结构没有发生变化,应该是酶,A项错误;甲图中若b表示ATP,则甲图表示ATP的水解,机体的放能反应往往与ATP的合成相伴随,吸能反应往往与ATP的水解相关联,B项错误;乙图中ef段,反应速率随反应物浓度的增加而增大,若e点反应物浓度升高,反应速率加快,C项正确;乙图是在最适温度下的酶促反应图像,若g点反应体系温度升高,酶的活性降低,反应速率减慢,但产物会增加,D项错误。 例3:(全国高考《考试大纲》2018届高三猜题卷(全国卷II、III)理科综合第六套生物试题)取等量的四份鲜肝匀浆(含过氧化氢酶)分别在pH为3、5、7、9的条件下与等量过氧化氢溶液反应,结果每组都有气体产生。重复上述实验,只是把鲜肝匀浆的加入量减半。两次实验中过氧化氢反应相同时间后的剩余量如图所示。下列判断正确的是( ) A. 这两次实验的差异是pH不同造成的 B. 图中曲线a是第二次实验的结果 C. 鲜肝匀浆的量会明显影响过氧化氢酶的最适pH D. 两次实验中,pH为7的一组产生气体量均最少 【答案】B 【解析】分析:分析曲线图,pH在0~7范围内,随着pH的升高,酶活性逐渐增强;酶的最适pH为7;pH在7~9范围内,随着pH的升高,酶活性逐渐降低。提取液的加入量代表酶的数量,曲线b是第一次实验的结果,曲线a是提取液的加入量减半后的实验结果,由此可知,提取液的量不会影响过氧化氢酶的最适pH。 这两次实验的差异是提取液的量(酶的数量)不同造成的,A错误;曲线a是提取液的加入量减半后的实验结果,即第二次实验的结果,B正确;两条曲线的最低点对应的pH相同,说明鲜肝匀浆的量不会影响过氧化氢酶的最适pH,C错误;?两次实验中,pH为7的一组过氧化氢的剩余量都最少,因此产生气体量均最多,D错误。 点睛:解答本题的关键是根据曲线走势判断pH对酶活性的影响,能够根据纵坐标的值判断两条曲线分别属于第几次实验,明确提取液的量不会影响过氧化氢酶的最适pH。 变式训练3.(江西省南昌市2018届高三第三次模拟考试理科综合生物试题)某实验室新近研制出一种X酶,为测出X酶的最适温度,有人设置了a、25℃、b(已知:a低于25℃低于b)三种温度进行实验,结果发现,此三种温度下的X酶活性无显著差异。据此可推测X酶的最适温度( ) A. 一定在25℃左右 B. 一定在a~25℃之间 C. 一定在25℃~b之间 D. 低于a或高于b或在a~b之间都有可能 【答案】D 【解析】随着温度的升高,酶的活性先升高后降低,甚至失活。根据题意分析,该实验设置了a、25℃、b(已知:a低于25℃低于b)三种温度进行实验,结果是三种温度下X酶的活性没有显著差异,若三种温度差异不大,则最适宜温度可能高于b,也可能低于a;若三种温度中a与b的差异较大,则a与b可能分别位于最适宜温度的两侧,故选D。 点睛:解答本题的关键是了解温度与酶的活性之间的关系,明确随着温度的升高,酶的活性的先增加后降低的,因此在最适宜温度的两侧有若干个酶活性相同的对称点。 例4:(四省名校2018届高三第三次大联考理科综合生物试题)在最适温度和最适pH条件下,用人体胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混合,测得生成物量与反应时间的关系如图中A曲线所示。下列说法正确的是( ) A. A曲线70min后,生成物量不再增加的原因是酶的数量有限 B. 探究胃蛋白酶的最适pH时应设置过酸、过碱和中性三组实验 C. 将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验,结果与B曲线一致 D. 形成B曲线的原因可能是将反应温度变为25℃,其他条件不变 【答案】D 【解析】A曲线70min后,生成物量不再增加的原因蛋清中蛋白质被水解完,A错误;探究胃蛋白酶的最适pH时应设置等pH梯度的一系列实验组,最好是越多越好,不能只有三组实验,B错误;由于胃蛋白酶的最适pH大约在1.8左右,如果将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验,胃蛋白酶已经失去活性,不能水解蛋白质,此时生成物的量为0,结果与B曲线完全不同,C错误;根据前面的分析,A曲线比B曲线先达到平衡,说明A中反应速率比B中快,导致B曲线的原因可能是将反应温度变为25℃,即反应温度不是在最适温度下进行,此时反应速率减慢,D正确。 变式训练4.(海南省琼海市2018年高考模拟考试生物试题)下列有关高中生物实验操作的叙述,错误的是( ) A. 可用无水乙醇提取菠菜绿叶中的色素 B. 将煮沸冷却后的肝脏研磨液加入到过氧化氢溶液中会出现大量气泡 C. 用斐林试剂检测苹果汁中的还原糖,需水浴加热后观察颜色变化 D. 在低倍镜下可观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程 【答案】B 【解析】叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中,如:丙酮、无水乙醇等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素,A正确;肝脏研磨液煮沸后,过氧化氢酶失活,不能催化过氧化氢的分解,就不会有气泡产生,B错误;用斐林试剂检测还原糖时,需要水浴加热,否则不会出现颜色变化,C正确;用低倍镜能观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程,D正确。 1.(湖北省2018届高三五月冲刺理综生物试题)某同学进行了下列有关酶的实验: 甲组:淀粉溶液 + 新鲜唾液 → 加入斐林试剂 → 出现砖红色沉淀 乙组:蔗糖溶液 + 新鲜唾液 → 加入斐林试剂 → 不出现砖红色沉淀 丙组:蔗糖溶液 + 蔗糖酶溶液 → 加入斐林试剂 → ? 下列叙述正确的是( ) A. 丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀” B. 三组实验都应该在37℃条件下进行 C. 该同学的实验目的是验证酶的专一性 D. 可用碘液代替斐林试剂进行检测 【答案】C 【解析】因为蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖,有还原性,加入斐林试剂出现砖红色沉淀,A错误;加入斐林试剂必须水浴加热至50~65℃,B错误;唾液淀粉酶只能水解淀粉,不能水解蔗糖,蔗糖酶才能水解蔗糖,故该实验能验证酶的专一性,C正确;如用碘液代替斐林试剂,则三个组都不会出现蓝色,无法检测,D错误,所以选C。 2.(江苏省盐城市2018届高三下学期第三次模拟考试生物试题)为了更合理地使用某品牌加酶洗衣粉,某兴趣小组在不同温度下测定了该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间,其实验结果如图所示.下列有关叙述正确的是(  ) A. 该实验的自变量是温度 B. 该品牌洗衣粉中添加了蛋白酶、脂肪酶、蓝墨水酶 C. 不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同 D. 实验结果表明,该品牌洗衣粉对蓝墨水的去污效果最好 【答案】C 【解析】该实验是在不同温度下测定该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间,因此自变量为温度和不同的污渍,A错误。蓝墨水的主要成分是胶体,而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶,B错误。污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式均属于无关变量,则不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同,C正确。根据图像分析,该品牌洗衣粉去除蓝墨水所需的时间最长,因此对蓝墨水的去污效果最差,对奶渍的去污效果最好,D错误。 3.(四川省成都市龙泉驿区第一中学校2018届高三模拟考试(二)理综生物试题)下列有关生物实验的叙述,正确的是( ) A. 对培养液中的酵母菌进行计数时,先将培养液滴入计数室,然后盖好盖玻片在显微镜下计数 B. “探究温度对酶的活性的影响”实验中,将酶与底物混合后再进行保温 C. “探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度”的正式实验中,需要用蒸馏水作对照组 D. “体验制备细胞膜的方法”实验中,需用血液加适量的生理盐水制备新鲜的红细胞稀释液 【答案】D 【解析】使用血球计数板时,应先放盖玻片,再滴加培养液,使培养液从边缘处自行渗入计数室,A错误;探究温度对酶活性的影响时,操作顺序一般是先将各组酶和底物保温在不同温度下,再将相同温度的酶与底物混合,B错误;“探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度”的预实验中,需要用蒸馏水作对照组,在正式实验中,不需要用蒸馏水作对照组,C错误;为了保持红细胞的正常形态,需用血液加适量的生理盐水制备新鲜的红细胞稀释液,D正确。 4.(四川省成都市龙泉驿区第一中学校2018届高三模拟考试(二)理综生物试题)下列关于酶的叙述,正确的是( ) A. 酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色 B. 细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关 C. 酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存 D. 各种酶的最适条件都相同,其催化效率受温度和pH的影响 【答案】B 【解析】酶大多数是蛋白质,少数是RNA,RNA不能与双缩脲试剂反应呈紫色,A错误;酶具有专一性,即每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关,B正确;在最适温度和pH值条件下,酶的活性最强,不适合酶的长期保存,C错误;不同种酶的最适条件不一定相同,如胃蛋白酶的最适pH是2,唾液淀粉酶的最适pH是7,胰蛋白酶的最适pH是8.6,D错误。 5.(2018年高考生物热点命题点预测卷)下列有关酶的实验设计思路,正确的是( ) A. 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B. 利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C. 利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 D. 利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 【答案】C 【解析】过氧化氢的分解受温度影响,所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,A错误;淀粉酶能催化淀粉的分解,但不能催化蔗糖的分解,若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性,加碘液无法验证蔗糖是否被水解,利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时,不可采用碘液检测,应该选用斐林试剂,B错误;酶的高效性是指酶和无机催化剂相比具有较高的催化效率,新鲜的猪肝研磨液含过氧化氢酶属于有机催化剂,氯化铁溶液中的铁离子是无机催化剂,二者都可使过氧化氢分解,故可利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性,C正确;胃蛋白酶的适宜pH是1.5-2.0,在pH为7和11的环境中变性失活,所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时,pH不能设置成3、7、11,D错误。 6.(2018年普通高考(泄露天机)押题卷 理综生物(二)试题)下图表示在20℃、不同pH条件下,向等量的反应物中加入等量的某种酶后,生成物的量与时间的关系曲线,下列结论错误的是( ) A. 此实验中,不同pH为自变量,生成物的量为因变量,20℃为无关变量 B. 随pH从5升高到7,酶的活性逐渐降低 C. 该酶的最适pH为5 D. 若将温度改为15℃,酶的最适pH不会发生改变 【答案】C 【解析】依据反映实验结果的曲线图可知:本实验的自变量是时间和pH,因变量是生成物的量,温度等其他能对实验结果有影响的变量均为无关变量,A正确;生成物的量在达到最大值之前,在相同时间内, pH从5升高到7所对应曲线的酶促反应速率依次减慢,说明酶的活性逐渐降低,B正确;在pH为5、6、7这三种实验条件下,pH为5时酶的活性最高,但因缺乏pH小于5和 pH在5~6之间的实验组,所以不能判断该酶的最适宜pH是5,C错误;酶的最适pH是酶的一种性质,不会因温度的改变而发生改变,D正确。 7.(河南省安阳市2018届高三第三次模拟考试理科综合生物试题)下列与教材实验相关的说法,正确的是( ) A. 为加速健那绿染液对线粒体染色,可用适宜浓度的盐酸处理细胞 B. 淀粉酶与淀粉常温下混合后,快速置于预设温度环境中可减小实验误差 C. 观察DNA、RNA在细胞中分布时,水解后需用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片 D. 花生子叶薄片用苏丹Ⅲ染液染色后,肉眼可直接观察到橙黄色颗粒 【答案】C 【解析】健那绿染液对线粒体染色需要保持细胞的活性,不能用盐酸处理,A错误。探究温度对淀粉酶活性的影响时,为减小实验误差,需先把淀粉酶与淀粉分别在预设温度下保温一段时间后再混合,B错误。观察DNA、RNA在细胞中分布时,水解后需用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片,以去除盐酸,防止对实验结果的干扰,C正确。花生子叶薄片用苏丹Ⅲ染液染色后,需要用到显微镜才能观察到橘黄色颗粒,D错误。 8.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(二)?理科综合)流行性感冒是冬春季节常见的一种髙发性传染病(病原体为流感病毒),其典型的临床症状是:高热乏力、全身疼痛,有时还伴有咳嗽、流鼻涕等症状。以下说法正确的是( ) A. 患者一般都会出现持续39度左右的髙烧,此时身体的产热量大于散热量 B. 高热可导致患者体内酶的活性降低,进而影响细胞代谢 C. 感染病毒后引发的细胞免疫会裂解靶细胞并清除血液中的病毒 D. 入侵的流感病毒被抗体结合失去致病能力,被T细胞吞噬消化 【答案】B 【解析】患者一般都会出现持续39度左右的髙烧,此时身体的产热量等于散热量,A错误;高热可导致患者体内酶的活性降低,进而影响细胞代谢,B正确;感染病毒后引发的细胞免疫会裂解靶细胞,将靶细胞内的病毒释放出来,但不能清除血液中的病毒,C错误;入侵的流感病毒被抗体结合失去致病能力,被吞噬细胞吞噬消化,D错误。 9.(宁夏银川市唐徕回民中学2018届高三下学期第四次模拟考理科综合生物试题)下列关于生物实验操作、原理的说法中,不正确的是( ) A. 糖类与斐林试剂在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀 B. 探究温度对酶活性影响实验中,不应选用过氧化氢酶 C. T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,保温时间过短或过长,都会影响实验结果 D. 探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度实验中,必须设置空白对照 【答案】A 【解析】A. 还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀,但不是所有的糖类都是还原糖,如蔗糖、淀粉均不是还原糖,A错误; B. 由于过氧化氢在高温下易分解,因此不能用过氧化氢酶催化过氧化氢分解的反应来探究温度对酶活性的影响,B正确; C. 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,若保温时间过短或过长,都会导致上清液放射性增强,因此保温时间过短或过长,都会影响实验结果,C正确; D. 探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度实验中,需设置空白对照组,D正确。 10.(广西陆川县中学2018届高三下学期押轴考试生物试题)下列有关实验的叙述错误的是(  ) A. 用洋葱鳞片叶的内表皮细胞观察DNA、RNA在细胞中的分布 B. 低温诱导染色体加倍实验中应观察根尖分生区细胞 C. 可以用人的口腔上皮细胞作材料观察线粒体 D. 在探究温度对酶活性影响的实验中,温度是因变量 【答案】D 【解析】“观察DNA和RNA在细胞中的分布”可以用洋葱鳞片叶内表皮细胞(无色)作为实验材料,A正确;低温诱导染色体加倍实验的原理是低温抑制纺锤体的形成,进而导致细胞中染色体数目加倍,因此可以观察分裂旺盛的根尖分生区细胞,B正确;健那绿可以将活细胞中的线粒体染成蓝绿色,该实验的材料可以选择无色的人的口腔上皮细胞,C正确;在探究温度对酶活性影响的实验中,温度是自变量,D错误。 11.(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)已知2H202=2H20+ 02,可以通过观察反应过程中02的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H202分解反应的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验,验证过氧化氢酶具有催化作用且具有高效性。要求写出实验步骤,预测实验结果,得出结论,并回答问题。 实验材料与用具:适宜浓度的H202溶液,蒸馏水,3.5%FeCl3溶液,0.01%过氧化氢酶溶液,37℃恒温水浴锅,试管。 (1)实验步骤:______________________________________________。 (2)实验结果预测及结论: 整个实验中不同处理的试管中02的释放速率从快到慢依次是____________________,由此可得出的结论是__________________________________________________。 (3)如果仅将实验中的恒温水浴改为70℃,重做上述实验,02释放的速率最快的是________________,原因是_____________________________________________。 【答案】 ①取3支试管,各加入等量且适量的H202溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间。 ②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。③观察各管中释放气泡的速率 加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用且具有高效性 加FeCl3溶液的试管 酶的活性受温度的影响,高温使过氧化氢酶失去活性,而无机催化剂对温度不敏感,对催化作用的影响小 【分析】 分析题干信息可知,该实验的目的是验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性,验证酶的催化作用实验的自变量为是否加入过氧化氢酶,验证酶的高效性是催化剂的种类,即过氧化氢酶和FeCl3溶液,因变量是O2的生成速度,其他因素属于无关变量,无关变量应保持一致且适宜,然后按照实验设计的对照原则和单一变量原则设计和完善实验,并预期实验结果获取结论。 (1)由实验目的和提供的材料分析可知,实验分组为3组,按照实验设计的对照原则和单一变量原则,实验步骤如下: ①取3支试管,各加入等量且适量的H2O2溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间; ②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液; ③观察各管中释放气泡的快慢。 (2)该实验为验证性实验,即验证酶具有催化作用和高效性,因此整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是:加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管。 (3)由于过氧化氢酶的活性受温度影响,高温会使过氧化氢酶失去活性,无机催化剂比过氧化氢酶耐高温,因此如果仅将实验中的恒温水浴改为70℃,重做上述实验,O2释放的速度最快的是加FeCl3溶液的试管。 12.(全国(新课标区)2018届高三模拟卷(二)理综生物试题)图甲表示过氧化氢酶活性受pH影响的曲线,图乙与图丙(曲线Ⅰ)分别表示在最适温度、最适pH条件下,氧气产生量与时间、过氧化氢浓度之间关系,请据图回答下列问题: (1)过氧化氢酶的催化效率____________(填:一定/不一定)高于无机催化剂。甲图中,pH由C降到A的过程中,过氧化氢酶活性________________________。 (2)若适度升温,图乙中M点的移动方向为____________(填:左移/右移)。 (3)图丙中若在0点____________(填:适度升温/增加底物量),就会形成曲线Ⅱ。 (4)将动物的肝脏研磨液煮沸加入到过氧化氢溶液中,发现此时仍有少量的氧气产生,试解释原因:__。若将动物新鲜的肝脏研磨液加入到另一过氧化氢溶液中,如发现只产生少量的氧气,试解释原因:___。 【答案】 不一定 保持不变 右移 增加底物量 过氧化氢在常温下能分解产生氧气 过氧化氢溶液的浓度过低 【解析】1.分析图示内容:图甲中,B点为酶作用的最适pH,A点时酶的活性下降,C点时由于过碱酶的活性=0;图乙中M点表示H2O2已全部分解;图丙中的曲线I表示O点之前,氧气生成量随着底物浓度的增加而升高。 2.酶催化功能的本质是降低反应的活化能,与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著;3.H2O2常温下可以分解,加热可加快其分解。 (1)过氧化氢酶降低活化能的作用比无机催化剂显著,所以酶的催化效率高于无机催化剂;pH值处于C点时,强碱下酶已失活,所以当pH由C降到A的过程中,过氧化氢酶活性保持不变。 (2)图乙是在适温条件下所做实验,如果适度升温会降低酶的活性,降低酶促反应速率,延长反应所需时间,即M点将右移。 (3)图丙是在适温条件下所做实验,如果适度升温会降低酶的活性,降低酶促反应速率而减少氧气的生成量,因此如果形成曲线Ⅱ即增加氧气的生成量,只有增加底物量。 (4)将动物的肝脏研磨液煮沸,研磨液中的过氧化氢酶失活,但由于过氧化氢在常温下能分解产生氧气,所以肝脏研磨液煮沸后加入到过氧化氢溶液中,仍有少量的氧气产生。新鲜的肝脏研磨液中过氧化氢酶活性较高,加入过氧化氢溶液中,如发现只产生少量的氧气,说明该过氧化氢溶液的浓度过低。 33.(甘肃省天水市一中2018届高三下学期第四次模拟考试理综生物试题)为了探究pH对过氧化氢酶活性的影响,某小组同学进行了如下实验。请分析做答: (1)表格中的①是________,②是________________。 (2)该实验的无关变量有____________________(至少写出两项)。 (3)及时观察时,第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生,是因为_____________________。 (4)放置几分钟后,该组同学发现第3组马铃薯块茎圆片上基本无气泡继续产生,第1、2组马铃薯块茎圆片上竟然有少量气泡产生。请分析:第3组基本无气泡继续产生的原因是________;第1、2组有少量气泡产生的原因可能是___________________(写出一点即可)。 【答案】 浸泡5 min 有大量气泡产生 马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间(过氧化氢溶液的浓度、用量、观察时间等) 强酸、强碱使马铃薯块茎圆片表面的过氧化氢酶失活 过氧化氢分解完毕 过氧化氢自然分解的气体得到积累,形成少量气泡(浸泡时间短,HCl、NaOH只破坏了马铃薯块茎圆片中部分过氧化氢酶的结构,使得过氧化氢分解减慢,放置几分钟后气体积累形成气泡) 【解析】 (1)表中信息显示:对1、2、3组的处理是分别用HCl溶液、NaOH溶液和蒸馏水浸泡,而浸泡的时间为无关变量,应控制相同,所以①是浸泡5min。由于第3组是用蒸馏水浸泡,马铃薯块茎中的过氧化氢酶活性强,会催化过氧化氢水解为H2O和O2,所以②是有大量气泡产生。 (2)依题意可知:该实验的目的是探究pH对过氧化氢酶活性的影响,马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间、过氧化氢溶液的浓度及用量、观察时间等均属于无关变量。 (3) 第1、2组分别用HCl溶液、NaOH溶液处理,强酸、强碱会使马铃薯块茎圆片表面的过氧化氢酶失活,因此在及时观察第1、2组时马铃薯块茎圆片上均无气泡产生。 (4) 第3组马铃薯块茎圆片上最初有大量气泡产生是过氧化氢酶催化过氧化氢分解的结果, 当过氧化氢全部被分解完毕就不再有气泡产生。放置几分钟后,第1、2组马铃薯块茎圆片有少量气泡产生,可能是过氧化氢自然分解的气体得到积累,形成少量气泡;也可能是浸泡时间短,HCl、NaOH只破坏了马铃薯块茎圆片中部分过氧化氢酶的结构,使得过氧化氢分解减慢,放置几分钟后气体积累形成气泡。 14 第9讲 降低化学反应活化能的酶(解析版) 根据新课程理念,高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”,“引导──探究” 发现式教学法就是在这种理念下应运而生的,该教学法以问题解决为中心的学习方式。本节课以“引导──探究”科学发现的过程来学习科学研究的方法为设计理念。符合《基础教育课程改革纲要(试行)》的要求:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。该理念的运用有利于学生科学素养、协作精神的培养,有利于培养学生的创新精神和实践能力,有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。它不仅重视知识的获取,而且更加重视学生获取知识的过程及方法,更加突出地培养学生的学习能力。在问题的推动下、在教师的引导下,学生学得主动,学得积极,真正体现了“教为主导,学为主体”的思想。“降低化学反应活化能的酶”主要探讨酶在细胞代谢中的作用和酶的特性。该内容以第4章第3节物质的跨膜运输方式中的主动运输需要消耗能量以及初中生物学“消化”为基础。学习本节利于光合作用和呼吸作用的学习,利于选修模块中有关酶的应用、微生物发酵等知识的学习。 一、细胞代谢与酶 1、细胞代谢的概念:细胞内每时每刻进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。 细胞代谢的意义:细胞代谢是生命活动的基础。 2、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 3、酶在细胞代谢中的作用:降低化学反应的活化能 。 4、使化学反应加快的方法: 加热:通过提高分子的能量来加快反应速度; 加催化剂:通过降低化学反应的活化能来加快反应速度;同无机催化相比,酶能更显著地降低化学反应的活化能,因而催化效率更高。 5、酶的本质: 关于酶的本质的探索:(课本整理) 巴斯德之前,人们认为:发酵是纯化学反应,与生命活动无关 巴斯德的观点:发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用。 李比希的观点:引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用; 毕希纳的观点:酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样; 萨姆纳提取酶,并证明酶是蛋白质; 切郝、奥特曼发现:少数RNA也具有生物催化功能; 6、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。 来源 一般来说,活细胞都能产生酶 化学本质 绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA 合成原料 氨基酸或核糖核苷酸 合成场所 主要是核糖体,也可在细胞核内合成 生理作用 生物催化作用 作用机理 降低化学反应的活化能 作用部位 生物体内(细胞内、外)、生物体外 7、酶的特性: 高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107-1013 倍。 专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应 酶的作用条件较温和:酶在最适宜的温度和PH条件下,活性最高。温度过高,过酸或者过碱都会使酶变性失活,并且不可恢复;低温会使酶暂时失活,但适当升温活性可恢复。 二、影响酶促反应的因素(难点) 底物浓度(反应物浓度);酶浓度 PH值:过酸、过碱使酶失活 温度:高温使酶失活。低温降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。 【与酶有关的曲线】 1、表示酶高效性的曲线 (1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 (2)酶能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应平衡点 2、表示酶具有专一性的曲线 (1)在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显快,说明酶A催化底物A参加反应。 (2)在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不催化底物A参加反应。 3、影响酶活性的曲线 (1):在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的活性增强;最适温度(pH)时,酶的活性达到最强;超过这一范围酶的活性逐渐减弱。 (2)强酸、强碱、高温都破坏酶的空间结构,使酶永久性失活;而低温只是抑制酶的活性,温度升高可恢复活性。 【底物浓度和酶浓度对酶促反应的关系】 (1)底物浓度对酶促反应的影响(酶的量一定,其他条件适宜):在底物浓度较低时,反应速率随着底物浓度增加而加快,反应速率与底物浓度几乎成正比;在底物浓度很大时,且达到一定限度时,反应速率就达到一个最大值,此时受到酶的数量和活性的影响,即便再增加底物浓度反应速率不变。 (2)酶浓度对酶促反应的影响:在底物足量的失活,其他条件适宜的情况下,反应系统不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速率与酶的浓度成正比;但底物量一定时,受到底物量的影响,即便酶的浓度增加,反应速率不变。 三、相关实验设计 控制变量法:变量、自变量(实验中人为控制改变的变量)、因变量(随自变量而变化的变量)、无关变量的定义。 对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。通常设置对照组和实验组。 实验设计要遵循的原则:对照原则、单一变量原则、等量原则。 1. 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(课本实验) 实验注意事项: ⑴由于酶具有高效性,若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶,会影响实验准确性. ⑵为何要用新鲜的肝脏?因为过氧化氢酶是蛋白质,放置过久,可受细菌作用而分解,使肝脏组织中酶分子数减少,活性降低。 ⑶为何要有肝脏的研磨液?研磨可破坏肝细胞结构,使细胞内的酶释放出来,增加酶与底物的接触面积。 实验结论:酶具有催化作用,并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多。 2. 验证唾液淀粉酶专一性的实验 已知:⑴ 滴加斐林试剂水浴后若出现砖红色沉淀,证明还原糖的存在; ⑵ 唾液淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖,但不能水解蔗糖成为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖具有还原性,淀粉和蔗糖不具有还原性。 问:在淀粉酶分解淀粉和蔗糖的实验中鉴定试剂只能用斐林试剂而不能用碘液? 答:⑴淀粉、蔗糖和斐林试剂沸水浴都无砖红色沉淀,淀粉、蔗糖的水解产物和斐林试剂沸水浴都有砖红色沉淀,所以斐林试剂检测,只要有砖红色沉淀就是发生水解的试管。所以用斐林试剂检测既能确定淀粉有无水解,又能确定蔗糖有无水解。 ⑵.因蔗糖和蔗糖的水解产物和碘液都不变蓝,所以用碘液不能确定蔗糖有无水解。 3. 影响酶活性的条件(要求用控制变量法,自己设计实验) 建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。 探究温度对酶活性的影响(注意操作顺序不能错) 实验原理: 1.淀粉遇碘后,形成紫蓝色的复合物。 2.淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖(淀粉水解过程中,不同阶段的中间产物遇碘后,会呈现红褐色或红棕色。)麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。 步骤顺序 试管1 试管1 试管2 试管2 试管3 试管3 3%淀粉液 2ml 2ml 2ml 2%α淀粉酶液 2ml 2ml 2ml 温度预处理 0℃ 60℃ 100℃ 反应 混合 混合 混合 恒温时间 5分钟 5分钟 5分钟 加碘 1滴 1滴 1滴 预期现象 蓝色 不变蓝 蓝色 问:在温度影响酶的实验中鉴定试剂只能用碘液而不能用斐林试剂? 答:因为用斐林试剂需水浴加热,两次加热,不是单变量了,也会对酶的活性产生影响,使实验验结果不可靠 探究PH值对酶活性的影响(注意操作顺序不能错) ⑴ 用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响 分别设置不同PH的环境,探究酶的催化作用 一、细胞代谢与酶 例1:(湖北省黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合生物试题)下列关于生物学实验的有关叙述,不正确的是( ) A. 脂肪的鉴定实验可不使用显微镜 B. 观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,需要用到8%的盐酸 C. 通过定期检测培养瓶中的酵母菌种群数量,可以建立种群数量增长的数学模型 D. 若探究温度对酶活性的影响,可用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液 【答案】D 【解析】鉴定脂肪实验中,若观察的是子叶切片中的脂肪,则需要使用显微镜,若观察的组织样液则不需要使用显微镜;在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中用到8%盐酸,它能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA和蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合;数学模型是根据对研究对象所观察到的现象及实践经验,归结成的一套反映其内部因素数量关系的数学公式、逻辑准则和具体算法,用以描述和研究客观现象的运动规律;酶的活性受温度、pH等条件的影响。 根据以上分析已知,脂肪的鉴定实验可不使用显微镜,A正确;观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,8%的盐酸具有改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞等功能,B正确;通过定期检测培养瓶中的酵母菌种群数量,可以建立种群数量增长的S型增长曲线,属于数学模型,C正确;过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响,D错误。 变式训练1:(天津市南开区2018年高三三模生物试题)下列关于酶的叙述,正确的是( ) A. 由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 B. 细胞中,细胞核外没有参与DNA合成的酶 C. 唾液淀粉酶催化反应的最适温度和适于保存的温度均为37℃ D. 在聚合酶链式反应过程中不需要解旋酶的参与 【答案】D 【解析】酶是由活细胞产生的具有生物催化功能的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶具有高效性、专一性、易受环境因素影响等特点。 酶既可以在生物体内发挥作用,也可以在生物体外发挥作用,A错误;真核细胞的线粒体、叶绿体中也含有少量的DNA,也可以进行DNA的复制,因此线粒体和叶绿体中也含有DNA聚合酶,B错误;唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37℃,而酶通常在低温下保存,C错误;在聚合酶链式反应过程中,利用高温打开DNA的氢键,因此不需要解旋酶的参与,D正确。 例2:(天津市南开区2018年高三三模生物试题)下列关于酶的叙述,正确的是( ) A. 由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 B. 细胞中,细胞核外没有参与DNA合成的酶 C. 唾液淀粉酶催化反应的最适温度和适于保存的温度均为37℃ D. 在聚合酶链式反应过程中不需要解旋酶的参与 【答案】D 【解析】酶既可以在生物体内发挥作用,也可以在生物体外发挥作用,A错误;真核细胞的线粒体、叶绿体中也含有少量的DNA,也可以进行DNA的复制,因此线粒体和叶绿体中也含有DNA聚合酶,B错误;唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37℃,而酶通常在低温下保存,C错误;在聚合酶链式反应过程中,利用高温打开DNA的氢键,因此不需要解旋酶的参与,D正确。 变式训练2.(南京师范大学附属中学2018届高三模拟考试生物试卷)图甲表示某种酶催化底物水解的模型,图乙表示在最适温度下,相关酶的催化速率与反应物浓度的关系。下列相关叙述正确的是(  ) A. 甲图中若d、e分别代表果糖和葡萄糖,则a代表蔗糖 B. 甲图中若b表示ATP,则机体的放能反应与该反应相伴随 C. 乙图中若e点反应物浓度升高,反应速率加快 D. 乙图中若g点反应体系温度升高,产物不再增加 【答案】C 【解析】甲图中若d、e分别代表果糖和葡萄糖,则b代表蔗糖,而a在反应前后结构没有发生变化,应该是酶,A项错误;甲图中若b表示ATP,则甲图表示ATP的水解,机体的放能反应往往与ATP的合成相伴随,吸能反应往往与ATP的水解相关联,B项错误;乙图中ef段,反应速率随反应物浓度的增加而增大,若e点反应物浓度升高,反应速率加快,C项正确;乙图是在最适温度下的酶促反应图像,若g点反应体系温度升高,酶的活性降低,反应速率减慢,但产物会增加,D项错误。 例3:(全国高考《考试大纲》2018届高三猜题卷(全国卷II、III)理科综合第六套生物试题)取等量的四份鲜肝匀浆(含过氧化氢酶)分别在pH为3、5、7、9的条件下与等量过氧化氢溶液反应,结果每组都有气体产生。重复上述实验,只是把鲜肝匀浆的加入量减半。两次实验中过氧化氢反应相同时间后的剩余量如图所示。下列判断正确的是( ) A. 这两次实验的差异是pH不同造成的 B. 图中曲线a是第二次实验的结果 C. 鲜肝匀浆的量会明显影响过氧化氢酶的最适pH D. 两次实验中,pH为7的一组产生气体量均最少 【答案】B 【解析】分析:分析曲线图,pH在0~7范围内,随着pH的升高,酶活性逐渐增强;酶的最适pH为7;pH在7~9范围内,随着pH的升高,酶活性逐渐降低。提取液的加入量代表酶的数量,曲线b是第一次实验的结果,曲线a是提取液的加入量减半后的实验结果,由此可知,提取液的量不会影响过氧化氢酶的最适pH。 这两次实验的差异是提取液的量(酶的数量)不同造成的,A错误;曲线a是提取液的加入量减半后的实验结果,即第二次实验的结果,B正确;两条曲线的最低点对应的pH相同,说明鲜肝匀浆的量不会影响过氧化氢酶的最适pH,C错误;?两次实验中,pH为7的一组过氧化氢的剩余量都最少,因此产生气体量均最多,D错误。 点睛:解答本题的关键是根据曲线走势判断pH对酶活性的影响,能够根据纵坐标的值判断两条曲线分别属于第几次实验,明确提取液的量不会影响过氧化氢酶的最适pH。 变式训练3.(江西省南昌市2018届高三第三次模拟考试理科综合生物试题)某实验室新近研制出一种X酶,为测出X酶的最适温度,有人设置了a、25℃、b(已知:a低于25℃低于b)三种温度进行实验,结果发现,此三种温度下的X酶活性无显著差异。据此可推测X酶的最适温度( ) A. 一定在25℃左右 B. 一定在a~25℃之间 C. 一定在25℃~b之间 D. 低于a或高于b或在a~b之间都有可能 【答案】D 【解析】随着温度的升高,酶的活性先升高后降低,甚至失活。根据题意分析,该实验设置了a、25℃、b(已知:a低于25℃低于b)三种温度进行实验,结果是三种温度下X酶的活性没有显著差异,若三种温度差异不大,则最适宜温度可能高于b,也可能低于a;若三种温度中a与b的差异较大,则a与b可能分别位于最适宜温度的两侧,故选D。 点睛:解答本题的关键是了解温度与酶的活性之间的关系,明确随着温度的升高,酶的活性的先增加后降低的,因此在最适宜温度的两侧有若干个酶活性相同的对称点。 例4:(四省名校2018届高三第三次大联考理科综合生物试题)在最适温度和最适pH条件下,用人体胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混合,测得生成物量与反应时间的关系如图中A曲线所示。下列说法正确的是( ) A. A曲线70min后,生成物量不再增加的原因是酶的数量有限 B. 探究胃蛋白酶的最适pH时应设置过酸、过碱和中性三组实验 C. 将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验,结果与B曲线一致 D. 形成B曲线的原因可能是将反应温度变为25℃,其他条件不变 【答案】D 【解析】A曲线70min后,生成物量不再增加的原因蛋清中蛋白质被水解完,A错误;探究胃蛋白酶的最适pH时应设置等pH梯度的一系列实验组,最好是越多越好,不能只有三组实验,B错误;由于胃蛋白酶的最适pH大约在1.8左右,如果将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验,胃蛋白酶已经失去活性,不能水解蛋白质,此时生成物的量为0,结果与B曲线完全不同,C错误;根据前面的分析,A曲线比B曲线先达到平衡,说明A中反应速率比B中快,导致B曲线的原因可能是将反应温度变为25℃,即反应温度不是在最适温度下进行,此时反应速率减慢,D正确。 变式训练4.(海南省琼海市2018年高考模拟考试生物试题)下列有关高中生物实验操作的叙述,错误的是( ) A. 可用无水乙醇提取菠菜绿叶中的色素 B. 将煮沸冷却后的肝脏研磨液加入到过氧化氢溶液中会出现大量气泡 C. 用斐林试剂检测苹果汁中的还原糖,需水浴加热后观察颜色变化 D. 在低倍镜下可观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程 【答案】B 【解析】叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中,如:丙酮、无水乙醇等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素,A正确;肝脏研磨液煮沸后,过氧化氢酶失活,不能催化过氧化氢的分解,就不会有气泡产生,B错误;用斐林试剂检测还原糖时,需要水浴加热,否则不会出现颜色变化,C正确;用低倍镜能观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程,D正确。 1.(湖北省2018届高三五月冲刺理综生物试题)某同学进行了下列有关酶的实验: 甲组:淀粉溶液 + 新鲜唾液 → 加入斐林试剂 → 出现砖红色沉淀 乙组:蔗糖溶液 + 新鲜唾液 → 加入斐林试剂 → 不出现砖红色沉淀 丙组:蔗糖溶液 + 蔗糖酶溶液 → 加入斐林试剂 → ? 下列叙述正确的是( ) A. 丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀” B. 三组实验都应该在37℃条件下进行 C. 该同学的实验目的是验证酶的专一性 D. 可用碘液代替斐林试剂进行检测 【答案】C 【解析】因为蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖,有还原性,加入斐林试剂出现砖红色沉淀,A错误;加入斐林试剂必须水浴加热至50~65℃,B错误;唾液淀粉酶只能水解淀粉,不能水解蔗糖,蔗糖酶才能水解蔗糖,故该实验能验证酶的专一性,C正确;如用碘液代替斐林试剂,则三个组都不会出现蓝色,无法检测,D错误,所以选C。 2.(江苏省盐城市2018届高三下学期第三次模拟考试生物试题)为了更合理地使用某品牌加酶洗衣粉,某兴趣小组在不同温度下测定了该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间,其实验结果如图所示.下列有关叙述正确的是(  ) A. 该实验的自变量是温度 B. 该品牌洗衣粉中添加了蛋白酶、脂肪酶、蓝墨水酶 C. 不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同 D. 实验结果表明,该品牌洗衣粉对蓝墨水的去污效果最好 【答案】C 【解析】该实验是在不同温度下测定该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间,因此自变量为温度和不同的污渍,A错误。蓝墨水的主要成分是胶体,而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶,B错误。污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式均属于无关变量,则不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同,C正确。根据图像分析,该品牌洗衣粉去除蓝墨水所需的时间最长,因此对蓝墨水的去污效果最差,对奶渍的去污效果最好,D错误。 3.(四川省成都市龙泉驿区第一中学校2018届高三模拟考试(二)理综生物试题)下列有关生物实验的叙述,正确的是( ) A. 对培养液中的酵母菌进行计数时,先将培养液滴入计数室,然后盖好盖玻片在显微镜下计数 B. “探究温度对酶的活性的影响”实验中,将酶与底物混合后再进行保温 C. “探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度”的正式实验中,需要用蒸馏水作对照组 D. “体验制备细胞膜的方法”实验中,需用血液加适量的生理盐水制备新鲜的红细胞稀释液 【答案】D 【解析】使用血球计数板时,应先放盖玻片,再滴加培养液,使培养液从边缘处自行渗入计数室,A错误;探究温度对酶活性的影响时,操作顺序一般是先将各组酶和底物保温在不同温度下,再将相同温度的酶与底物混合,B错误;“探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度”的预实验中,需要用蒸馏水作对照组,在正式实验中,不需要用蒸馏水作对照组,C错误;为了保持红细胞的正常形态,需用血液加适量的生理盐水制备新鲜的红细胞稀释液,D正确。 4.(四川省成都市龙泉驿区第一中学校2018届高三模拟考试(二)理综生物试题)下列关于酶的叙述,正确的是( ) A. 酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色 B. 细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关 C. 酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存 D. 各种酶的最适条件都相同,其催化效率受温度和pH的影响 【答案】B 【解析】酶大多数是蛋白质,少数是RNA,RNA不能与双缩脲试剂反应呈紫色,A错误;酶具有专一性,即每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关,B正确;在最适温度和pH值条件下,酶的活性最强,不适合酶的长期保存,C错误;不同种酶的最适条件不一定相同,如胃蛋白酶的最适pH是2,唾液淀粉酶的最适pH是7,胰蛋白酶的最适pH是8.6,D错误。 5.(2018年高考生物热点命题点预测卷)下列有关酶的实验设计思路,正确的是( ) A. 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B. 利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C. 利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 D. 利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 【答案】C 【解析】过氧化氢的分解受温度影响,所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,A错误;淀粉酶能催化淀粉的分解,但不能催化蔗糖的分解,若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性,加碘液无法验证蔗糖是否被水解,利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时,不可采用碘液检测,应该选用斐林试剂,B错误;酶的高效性是指酶和无机催化剂相比具有较高的催化效率,新鲜的猪肝研磨液含过氧化氢酶属于有机催化剂,氯化铁溶液中的铁离子是无机催化剂,二者都可使过氧化氢分解,故可利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性,C正确;胃蛋白酶的适宜pH是1.5-2.0,在pH为7和11的环境中变性失活,所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时,pH不能设置成3、7、11,D错误。 6.(2018年普通高考(泄露天机)押题卷 理综生物(二)试题)下图表示在20℃、不同pH条件下,向等量的反应物中加入等量的某种酶后,生成物的量与时间的关系曲线,下列结论错误的是( ) A. 此实验中,不同pH为自变量,生成物的量为因变量,20℃为无关变量 B. 随pH从5升高到7,酶的活性逐渐降低 C. 该酶的最适pH为5 D. 若将温度改为15℃,酶的最适pH不会发生改变 【答案】C 【解析】依据反映实验结果的曲线图可知:本实验的自变量是时间和pH,因变量是生成物的量,温度等其他能对实验结果有影响的变量均为无关变量,A正确;生成物的量在达到最大值之前,在相同时间内, pH从5升高到7所对应曲线的酶促反应速率依次减慢,说明酶的活性逐渐降低,B正确;在pH为5、6、7这三种实验条件下,pH为5时酶的活性最高,但因缺乏pH小于5和 pH在5~6之间的实验组,所以不能判断该酶的最适宜pH是5,C错误;酶的最适pH是酶的一种性质,不会因温度的改变而发生改变,D正确。 7.(河南省安阳市2018届高三第三次模拟考试理科综合生物试题)下列与教材实验相关的说法,正确的是( ) A. 为加速健那绿染液对线粒体染色,可用适宜浓度的盐酸处理细胞 B. 淀粉酶与淀粉常温下混合后,快速置于预设温度环境中可减小实验误差 C. 观察DNA、RNA在细胞中分布时,水解后需用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片 D. 花生子叶薄片用苏丹Ⅲ染液染色后,肉眼可直接观察到橙黄色颗粒 【答案】C 【解析】健那绿染液对线粒体染色需要保持细胞的活性,不能用盐酸处理,A错误。探究温度对淀粉酶活性的影响时,为减小实验误差,需先把淀粉酶与淀粉分别在预设温度下保温一段时间后再混合,B错误。观察DNA、RNA在细胞中分布时,水解后需用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片,以去除盐酸,防止对实验结果的干扰,C正确。花生子叶薄片用苏丹Ⅲ染液染色后,需要用到显微镜才能观察到橘黄色颗粒,D错误。 8.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(二)?理科综合)流行性感冒是冬春季节常见的一种髙发性传染病(病原体为流感病毒),其典型的临床症状是:高热乏力、全身疼痛,有时还伴有咳嗽、流鼻涕等症状。以下说法正确的是( ) A. 患者一般都会出现持续39度左右的髙烧,此时身体的产热量大于散热量 B. 高热可导致患者体内酶的活性降低,进而影响细胞代谢 C. 感染病毒后引发的细胞免疫会裂解靶细胞并清除血液中的病毒 D. 入侵的流感病毒被抗体结合失去致病能力,被T细胞吞噬消化 【答案】B 【解析】患者一般都会出现持续39度左右的髙烧,此时身体的产热量等于散热量,A错误;高热可导致患者体内酶的活性降低,进而影响细胞代谢,B正确;感染病毒后引发的细胞免疫会裂解靶细胞,将靶细胞内的病毒释放出来,但不能清除血液中的病毒,C错误;入侵的流感病毒被抗体结合失去致病能力,被吞噬细胞吞噬消化,D错误。 9.(宁夏银川市唐徕回民中学2018届高三下学期第四次模拟考理科综合生物试题)下列关于生物实验操作、原理的说法中,不正确的是( ) A. 糖类与斐林试剂在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀 B. 探究温度对酶活性影响实验中,不应选用过氧化氢酶 C. T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,保温时间过短或过长,都会影响实验结果 D. 探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度实验中,必须设置空白对照 【答案】A 【解析】A. 还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀,但不是所有的糖类都是还原糖,如蔗糖、淀粉均不是还原糖,A错误; B. 由于过氧化氢在高温下易分解,因此不能用过氧化氢酶催化过氧化氢分解的反应来探究温度对酶活性的影响,B正确; C. 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,若保温时间过短或过长,都会导致上清液放射性增强,因此保温时间过短或过长,都会影响实验结果,C正确; D. 探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度实验中,需设置空白对照组,D正确。 10.(广西陆川县中学2018届高三下学期押轴考试生物试题)下列有关实验的叙述错误的是(  ) A. 用洋葱鳞片叶的内表皮细胞观察DNA、RNA在细胞中的分布 B. 低温诱导染色体加倍实验中应观察根尖分生区细胞 C. 可以用人的口腔上皮细胞作材料观察线粒体 D. 在探究温度对酶活性影响的实验中,温度是因变量 【答案】D 【解析】“观察DNA和RNA在细胞中的分布”可以用洋葱鳞片叶内表皮细胞(无色)作为实验材料,A正确;低温诱导染色体加倍实验的原理是低温抑制纺锤体的形成,进而导致细胞中染色体数目加倍,因此可以观察分裂旺盛的根尖分生区细胞,B正确;健那绿可以将活细胞中的线粒体染成蓝绿色,该实验的材料可以选择无色的人的口腔上皮细胞,C正确;在探究温度对酶活性影响的实验中,温度是自变量,D错误。 11.(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)已知2H202=2H20+ 02,可以通过观察反应过程中02的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H202分解反应的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验,验证过氧化氢酶具有催化作用且具有高效性。要求写出实验步骤,预测实验结果,得出结论,并回答问题。 实验材料与用具:适宜浓度的H202溶液,蒸馏水,3.5%FeCl3溶液,0.01%过氧化氢酶溶液,37℃恒温水浴锅,试管。 (1)实验步骤:______________________________________________。 (2)实验结果预测及结论: 整个实验中不同处理的试管中02的释放速率从快到慢依次是____________________,由此可得出的结论是__________________________________________________。 (3)如果仅将实验中的恒温水浴改为70℃,重做上述实验,02释放的速率最快的是________________,原因是_____________________________________________。 【答案】 ①取3支试管,各加入等量且适量的H202溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间。 ②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。③观察各管中释放气泡的速率 加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用且具有高效性 加FeCl3溶液的试管 酶的活性受温度的影响,高温使过氧化氢酶失去活性,而无机催化剂对温度不敏感,对催化作用的影响小 【分析】 分析题干信息可知,该实验的目的是验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性,验证酶的催化作用实验的自变量为是否加入过氧化氢酶,验证酶的高效性是催化剂的种类,即过氧化氢酶和FeCl3溶液,因变量是O2的生成速度,其他因素属于无关变量,无关变量应保持一致且适宜,然后按照实验设计的对照原则和单一变量原则设计和完善实验,并预期实验结果获取结论。 (1)由实验目的和提供的材料分析可知,实验分组为3组,按照实验设计的对照原则和单一变量原则,实验步骤如下: ①取3支试管,各加入等量且适量的H2O2溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间; ②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液; ③观察各管中释放气泡的快慢。 (2)该实验为验证性实验,即验证酶具有催化作用和高效性,因此整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是:加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管。 (3)由于过氧化氢酶的活性受温度影响,高温会使过氧化氢酶失去活性,无机催化剂比过氧化氢酶耐高温,因此如果仅将实验中的恒温水浴改为70℃,重做上述实验,O2释放的速度最快的是加FeCl3溶液的试管。 12.(全国(新课标区)2018届高三模拟卷(二)理综生物试题)图甲表示过氧化氢酶活性受pH影响的曲线,图乙与图丙(曲线Ⅰ)分别表示在最适温度、最适pH条件下,氧气产生量与时间、过氧化氢浓度之间关系,请据图回答下列问题: (1)过氧化氢酶的催化效率____________(填:一定/不一定)高于无机催化剂。甲图中,pH由C降到A的过程中,过氧化氢酶活性________________________。 (2)若适度升温,图乙中M点的移动方向为____________(填:左移/右移)。 (3)图丙中若在0点____________(填:适度升温/增加底物量),就会形成曲线Ⅱ。 (4)将动物的肝脏研磨液煮沸加入到过氧化氢溶液中,发现此时仍有少量的氧气产生,试解释原因:__。若将动物新鲜的肝脏研磨液加入到另一过氧化氢溶液中,如发现只产生少量的氧气,试解释原因:___。 【答案】 不一定 保持不变 右移 增加底物量 过氧化氢在常温下能分解产生氧气 过氧化氢溶液的浓度过低 【解析】1.分析图示内容:图甲中,B点为酶作用的最适pH,A点时酶的活性下降,C点时由于过碱酶的活性=0;图乙中M点表示H2O2已全部分解;图丙中的曲线I表示O点之前,氧气生成量随着底物浓度的增加而升高。 2.酶催化功能的本质是降低反应的活化能,与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著;3.H2O2常温下可以分解,加热可加快其分解。 (1)过氧化氢酶降低活化能的作用比无机催化剂显著,所以酶的催化效率高于无机催化剂;pH值处于C点时,强碱下酶已失活,所以当pH由C降到A的过程中,过氧化氢酶活性保持不变。 (2)图乙是在适温条件下所做实验,如果适度升温会降低酶的活性,降低酶促反应速率,延长反应所需时间,即M点将右移。 (3)图丙是在适温条件下所做实验,如果适度升温会降低酶的活性,降低酶促反应速率而减少氧气的生成量,因此如果形成曲线Ⅱ即增加氧气的生成量,只有增加底物量。 (4)将动物的肝脏研磨液煮沸,研磨液中的过氧化氢酶失活,但由于过氧化氢在常温下能分解产生氧气,所以肝脏研磨液煮沸后加入到过氧化氢溶液中,仍有少量的氧气产生。新鲜的肝脏研磨液中过氧化氢酶活性较高,加入过氧化氢溶液中,如发现只产生少量的氧气,说明该过氧化氢溶液的浓度过低。 33.(甘肃省天水市一中2018届高三下学期第四次模拟考试理综生物试题)为了探究pH对过氧化氢酶活性的影响,某小组同学进行了如下实验。请分析做答: (1)表格中的①是________,②是________________。 (2)该实验的无关变量有____________________(至少写出两项)。 (3)及时观察时,第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生,是因为_____________________。 (4)放置几分钟后,该组同学发现第3组马铃薯块茎圆片上基本无气泡继续产生,第1、2组马铃薯块茎圆片上竟然有少量气泡产生。请分析:第3组基本无气泡继续产生的原因是________;第1、2组有少量气泡产生的原因可能是___________________(写出一点即可)。 【答案】 浸泡5 min 有大量气泡产生 马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间(过氧化氢溶液的浓度、用量、观察时间等) 强酸、强碱使马铃薯块茎圆片表面的过氧化氢酶失活 过氧化氢分解完毕 过氧化氢自然分解的气体得到积累,形成少量气泡(浸泡时间短,HCl、NaOH只破坏了马铃薯块茎圆片中部分过氧化氢酶的结构,使得过氧化氢分解减慢,放置几分钟后气体积累形成气泡) 【解析】 (1)表中信息显示:对1、2、3组的处理是分别用HCl溶液、NaOH溶液和蒸馏水浸泡,而浸泡的时间为无关变量,应控制相同,所以①是浸泡5min。由于第3组是用蒸馏水浸泡,马铃薯块茎中的过氧化氢酶活性强,会催化过氧化氢水解为H2O和O2,所以②是有大量气泡产生。 (2)依题意可知:该实验的目的是探究pH对过氧化氢酶活性的影响,马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间、过氧化氢溶液的浓度及用量、观察时间等均属于无关变量。 (3) 第1、2组分别用HCl溶液、NaOH溶液处理,强酸、强碱会使马铃薯块茎圆片表面的过氧化氢酶失活,因此在及时观察第1、2组时马铃薯块茎圆片上均无气泡产生。 (4) 第3组马铃薯块茎圆片上最初有大量气泡产生是过氧化氢酶催化过氧化氢分解的结果, 当过氧化氢全部被分解完毕就不再有气泡产生。放置几分钟后,第1、2组马铃薯块茎圆片有少量气泡产生,可能是过氧化氢自然分解的气体得到积累,形成少量气泡;也可能是浸泡时间短,HCl、NaOH只破坏了马铃薯块茎圆片中部分过氧化氢酶的结构,使得过氧化氢分解减慢,放置几分钟后气体积累形成气泡。 14

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  • ID:11-4728215 [精]高考生物一轮复习学案 第11讲 能量之源——光与光和作用

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/第4节 能量之源——光与光合作用/本节综合

    第11讲 能量之源—光与光合作用 (解析版) 本节课选自高中人教版必修一《分子与细胞》第五章第四节《能量之源—光与光合作用》。本节内容主要包括“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理和应用”两小节。其中,“光合作用的过程”是本节课的重点,也是高考的重点,经常会和有氧呼吸结合在一起考,在《分子与细胞》的第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能,以及第4章的《细胞的能量“通货”――ATP》一节,知道光合作用是合成ATP重要途径之一,学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。在实验操作方面,学生已经能进行研磨、过滤等操作,但纸层析法是首次进行。由于学生缺乏对基粒(类囊体)微观结构的直观认识,本节课又涉及到物理(光学)、化学知识,对于理解色素吸收色光,掌握有关化学试剂的使用方法与技巧,可能存在一定的难度。 光合作用等一系列知识是高考中的常考的点,且光合作用知识题型变化较多,因此本讲相关知识的运用非常重要。 ? 一、捕获光能的色素和叶绿体的结构 1.捕获光能的结构——叶绿体 2. 叶绿体色素的种类和功能 色素 功能 叶绿素 叶绿素a:蓝绿色 吸收红光和蓝紫光 叶绿素b:黄绿色 类胡萝卜素 叶黄素:黄色胡萝卜素:橙黄色 吸收蓝紫光 二、绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理 (1)提取:叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。 (2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。 2.方法:纸层析法 3. 过程 (1)提取色素 ①取材:称取5 g绿色叶片;(含有色素较多的,如菠菜叶片) ②研磨:加少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇; ③过滤:漏斗基部放一块单层尼龙布; ④收集:收集滤液,试管口用棉塞塞严 (2)色素的分离 ①制备滤纸条:将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条,并在一端剪去两角,在距剪去两个角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。 ②画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线,待滤液干后,重复画一两次。 ③分离色素:将3 mL层析液倒入试管中,装置如下图所示,插入滤纸条,有滤液细线的一端朝下,随后用软木塞塞紧试管口。将试管换成烧杯也可以 。 注意:不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。 实验装置及实验结果如图所示: ④观察滤纸条上的色素带:滤纸条上色素带有四条。如下表所示: 三、 光合作用的发现历程(来自于课本) 1.1771年,英国普利斯特利指出:植物可以更新空气。 2.1779年,荷兰英格毫斯指出:植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。 3.1845年,德国梅耶指出:植物能把光能转换成化学能。 4.1864年,德国萨克斯证明:光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。 5.1880年,美国的恩格尔曼证明:氧气是由叶绿体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所。 6.1939年,美国鲁宾和卡门利用同位素标记法证明:光合作用释放的氧气来自于水。 7.1948年,美国卡尔文利用14C标记的二氧化碳追踪检测其放射性,探明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。 四、 光合作用的过程小结 1.光合图解 2.光合作用过程小结 项目 光反应 暗反应 条件 需色素、光、酶 不需色素和光,需要多种酶 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质转化 ①水光解:2H2O4[H]+O2②ATP的合成:ADP+Pi+光能酶ATP 能量转换 光能→电能→ATP中活跃的化 学能 ATP中活跃的化学能→(CH2O) 中稳定的化学能 关系 探究外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化 主要是对光合作用的过程深刻理解并能进行分析 条件 光照由强到弱,CO2供应不变 光照由弱到强,CO2供应不变 CO2供应由充足到不足,光照不变 CO2供应由不足到充足,光照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 [H]和ATP的含量 减少或没有 增加 增加 减少 (CH2O)的合成量 减少 增加 减少 增加 光合作用的影响因素 与光合作用有关的因素都有可能影响光合作用。 1.光照强度:在一定光照强度范围内,增加光照强度可提高光合作用速率。 (1)曲线分析: ①A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO2量表明此时的呼吸强度。 ②AB:表明光照强度加强,光合作用逐渐加强。 ③B点:光合作用强度=细胞呼吸强度,称B点对应的光照强度为光补偿点(白天的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。 ④BC:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强。 ⑤C点:对应的光照强度为光饱和点。 (2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。 2.光照面积(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:随叶面积指数的不断增大,光合作用实际量不断增大。 ②A点:为光合作用面积的饱和点。此后随叶面积指数的增大,光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡。 ③OB:干物质量随光合作用增加而增加。 ④OC:叶片随叶面积指数的不断增加,呼吸量不断增加,而由于A点后光合作用不再增加,所以干物质积累量不断降低。 (2)应用:应适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长,合理密植。 3.CO2浓度(如下图所示)。 (1)曲线分析:曲线表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。A点:即CO2达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用:“正其行,通其风”,温室内充CO2,即提高CO2浓度,是增加产量的方法。 4.含水量及矿质元素(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:水是光合作用的原料,矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内,水和矿质元素越多,光合作用速率越快。 ②A点:即水、矿质元素达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用: ①合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成速率,增加光合作用速率。 ②施用有机肥后,经土壤微生物分解后,既可为植物补充CO2,又可为植物提供各种矿质元素。 5.温度(如下图所示)。 (1)曲线分析: 光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。一般植物在10~35 ℃下正常进行光合作用,其中AB段(10~35 ℃)光合作用随温度的升高而逐渐加强,B点(35 ℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,50 ℃左右光合作用完全停止。 (2)应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率;晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。 6.叶龄(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。 ②AB:为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合作用速率也基本稳定。 ③BC:为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合作用速率也随之下降。 (2)应用 农作物、果树管理后期,适当摘除老叶、残叶及茎叶,可降低其细胞呼吸,减少有机物的消耗。 6. 多种因子对光合作用的影响 (1)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。 (2)应用:为了获得更大产量应该协调控制多个光合作用的影响因素,当一个条件受限时,可以通过加强其他条件来改善光合作用状况。 六、 化能合成作用 1.概念:少数种类的细菌不能进行光合作用,但能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫化能合成作用。 2.实例:生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而将亚硝酸氧化成硝酸。它能利用这两个化学反应中释放出的化学能,将二氧化碳和水合成为糖类,供硝化细菌维持自身的生命活动,过程图解如下图所示。因此,硝化细菌属于生产者。 叶绿体的结构 例1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 【答案】A 【解析】正常情况下,植物叶片在光照下可以合成ATP,而在黑暗条件下不能合成ATP,A错误;根据以上分析可知,当类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质(或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔)时,此叶绿体在黑暗中可以合成ATP,B正确;叶绿体光下发生水的光解产生H+,导致类囊体内外产生H+梯度,因此可以合成ATP,C正确;此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会发生水的光解,因此没有氧气的产生,D正确。 变式训练1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 【答案】A 【解析】正常情况下,植物叶片在光照下可以合成ATP,而在黑暗条件下不能合成ATP,A错误;根据以上分析可知,当类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质(或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔)时,此叶绿体在黑暗中可以合成ATP,B正确;叶绿体光下发生水的光解产生H+,导致类囊体内外产生H+梯度,因此可以合成ATP,C正确;此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会发生水的光解,因此没有氧气的产生,D正确。 二、光合作用 例2:(吉林省吉大附中2018届高三第四次模拟考试理综生物试卷)下列说法错误的是( ) A. 暗反应阶段的化学反应必须在无光条件下进行 B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在 C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法 D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物 【答案】A 【解析】A. 光照不是暗反应所需要的条件,有光无光都能进行,故A错误;B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,故B正确;C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法,故C正确D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物,故D正确。暗反应虽然不需要光,但是暗反应需要光反应为其提供[H]和ATP。 变式训练2.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 【答案】B 【解析】若A代表O2吸收量,则随光照强度的增大,从外界吸收的O2量逐渐减少,说明光合作用生成的O2被有氧呼吸所利用,所以光合作用是从O2吸收量减少开始的,即在D点之前光合作用已经进行,A错误;若A代表CO2释放量,则E点对应的光照强度为光饱和点(光合作用达到最大值所对应的最小光照强度),因此E点时限制光合作用的因素不再是光照强度,而可能是CO2浓度,若提高大气中CO2浓度,E点将向右下方移动,B正确,C错误;已知光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃时,光合作用减弱,呼吸作用增强,B点则上移,D错误。 例3:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 【答案】C 【解析】蓝藻是原核生物,细胞中含有与光合作用有关的色素和酶,可以利用利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,A正确;酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP,B正确;动物的卵细胞体积大,相对表面积小,不利于高效率地完成物质运输,C错误;硝化细菌可以化能合成作用,能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,D正确。 变式训练3.(宁夏银川一中2018届高三第四次模拟考试理综生物试题)植物叶片中有一种酶,其功能是催化反应C5+CO2→2C3。对这种酶的叙述合理的是( ) A. 提高二氧化碳浓度,不能增强该酶活性 B. 在低温环境中会失活,导致光合速率降低 C. 主要分布在细胞质基质中 D. 由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关 【答案】A 【解析】根据提供信息分析,“C5+CO2→2C3”属于光合作用暗反应过程中的二氧化碳的固定,发生在叶绿体基质中,因此该酶的功能是催化二氧化碳固定。 提高二氧化碳浓度可以加速二氧化碳的固定,但是不能提高酶的活性,A正确;低温会导致酶的活性降低,但是酶的活性不会丧失,B错误;根据以上分析已知,该酶分布于叶绿体基质中,催化二氧化碳的固定过程,C错误;题干中没有显现该酶是叶绿体基因还是核基因控制合成的,D错误。 例4:(2018届高三高考临考精品信息卷八生物试题)如图表示叶绿体色素吸收光能的情况.据图分析,以下说法正确的是( ) A. 在晚间用大约550nm波长的绿光照射行道树,可以大量增加空气中的氧气浓度 B. 叶绿素a和叶绿素b对红光和蓝紫光的吸收峰值相同 C. 土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少 D. 由550nm波长的光转为670nm波长的光后,叶绿体中C3的量增加 【答案】C 【解析】分析题图:叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收420~470nm波长的光(蓝紫光)和640~670nm波长的光(红光);类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光(蓝紫光)。分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同。 植物几乎不吸收大约550nm波长的绿光,所以达不到以增加夜间空气中氧气浓度目的,A错误;观察图中曲线可见叶绿素a和叶绿素b对红光的吸收峰值不同,对蓝紫光的吸收峰值也不同,B错误;镁是叶绿素的重要组成元素,镁缺乏时,叶绿素合成受阻,直接影响植物对光的吸收,所以土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少,C正确;由550nm波长的光转为670nm波长的光后,光反应增强,从而促进C3的还原,使C3的量减少,D错误。 变式训练4.(宁夏六盘山高级中学2018届高三下学期第四次模拟考试生物试题)如图为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜),下列叙述正确的是( ) A. 植物Ⅰ在光补偿点时,叶肉细胞不释放氧气 B. 适当提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点 C. 突然遮光处理,植物Ⅱ叶肉细胞中C3还原量减少 D. 最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ 【答案】C 【解析】分析:光的补偿点是植物光合作用速率与呼吸作用速率相等时所需要的光照强度,光的饱和点是植物最大光合作用强度需要的最低光照强度。由题左图可知,三种植物光的补偿点是植物Ⅰ>植物Ⅲ>植物Ⅱ,由右图可知,光的饱和点是植物Ⅲ>植物Ⅰ>植物Ⅱ。 详解:植物I在光补偿点时,整株植物光合速率等于呼吸速率,但其叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,向细胞外释放氧气,A错误;本实验数据是在适宜温度条件下测得,升高温度不利于光合作用,故光饱和点应下降,B错误;突然遮光处理,光反应将立即停止,因此光反应产生的ATP和[H]含量减少,抑制暗反应中的三碳化合物的还原,因此植物Ⅱ叶肉细胞中C3生成量减少,C正确;树林下光照强度较低,植物Ⅱ光补偿点和光饱和点均低,利用较低光照强度生长,D错误。 1.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 【答案】C 【解析】20世纪30年代,鲁宾和卡门采用放射性同位素示踪技术,用18O分别标记C02和H2O,一组植物提供C1802和H2O,另一组植物提供C02和H218O,分析两组植物释放的O2,证明了光合作用释放的氧全部来自水,A错误;赫尔希和蔡斯采用放射性同位素示踪技术,用35S标记一部分噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分噬菌体的DNA,进行噬菌体侵染细菌的实验,证明了噬菌体的遗传物质是DNA,B错误;摩尔根以红眼雌果蝇和白眼雄果蝇为亲本进行杂交实验,从而证明了“基因位于染色体上”,在此过程中没有应用放射性同位素示踪技术,C正确;科学家在研究分泌蛋白的合成、分泌途径时,采用放射性同位素示踪技术,用3H标记的亮氨基注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,D错误。 2.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(二)理科综合冲刺卷生物试题)下列关于生命科学实验的描述中,正确的是( ) A. 观察DNA和RNA的分布实验中,盐酸的作用是使细胞分散开便于观察 B. 恩格尔曼的水绵实验和卡尔文的小球藻实验均运用了同位素标记法 C. 用纸层析法分离菠菜滤液中的色素时,橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远 D. 在性状分离比模拟实验中,两小桶里面的小球数目必须相等 【答案】C 【解析】由题文和和选项的描述可知:该题考查学生对观察DNA和RNA在细胞中的分布、光合作用的探究历程、绿叶中色素的提取和分离、性状分离比的模拟实验等相关知识的识记和理解能力。 观察DNA和RNA的分布实验中,盐酸的作用是改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合,A错误;恩格尔曼没有运用同位素标记法,他将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗、无空气的环境中,用极细光束照射水绵,发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中,如果临时装片暴露在光下,细菌则分布在叶绿体所有受光部位,证明了O2是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,卡尔文用14C标记C02,供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中碳元素在光合作用中转化为有机物中的碳的转移途径,运用了同位素标记法,B错误;在叶绿体所含的色素中,胡萝卜素为橙黄色,在层析液中的溶解度最高,因此用纸层析法分离菠菜滤液中的色素时,橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远,C正确;在性状分离比模拟实验中,两小桶分别代表雌、雄生殖器官,里面的小球分别代表雌、雄配子,因在自然条件下,同种生物产生的雄配子的数量多于雌配子,所以两小桶里面的小球数目可以不相等,D错误。 3.(山东省潍坊市青州市2018届高三第三次高考模拟考试理科综合生物试题)生物学研究用到多种科学方法,下列叙述正确的是( ) A. 由于土壤动物体型微小、活动能力差,可用样方法调查土壤动物的丰富度 B. 利用模型建构法探究酵母菌种群数量变化时,无需设置空白对照和重复实验 C. “细胞大小与物质运输的关系”模拟实验所用的研究方法是类比推理法 D. 卡尔文利用同位素标记法,将标记的C1802供小球藻利用,最终发现了碳循环 【答案】C 【解析】由于土壤小动物身体微小,活动能力强,不能用样方法和标志重捕法调查丰富度,可采用取样器取样的方法进行调查,A错误;探究酵母菌种群数量变化时,由于有前后的自身对照,因此可不设置空白对照实验,但是需要重复实验,B错误;探究细胞大小与物质运输的关系的模拟实验中,大小不同的三个琼脂块中NaOH扩散的深度相同,这说明细胞越大,其物质运输效率越低,该实验所用的研究方法是类比推理法,C正确;卡尔文利用同位素标记法,将标记的C1802供小球藻利用,最终发现了暗反应过程,而碳循环指的是碳元素在生物群落与无机环境之间往返的过程,D错误。 4.(【全国省级联考】2018年高考生物学临考保温卷五生物试题)图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响,图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。下列说法错误的是(  ) A. 图甲中叶绿素含量的测定,可先用无水乙醇提取叶片中的色素 B. 据图甲推测,该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力 C. 图乙中8:00到12:00净光合速率降低的原因一定是光合作用速率减弱 D. 图乙中18:00时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等 【答案】C 【解析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,因此,图甲中叶绿素含量的测定,可先用无水乙醇提取叶片中的色素,A正确;由图甲可知,叶绿素含量随着遮光程度的增加而升高,说明该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力,B正确;图乙中的8:00到12:00,气温升高呼吸速度增强,光照强度增加,但气孔导度相对稳定,由于受到CO2供应的限制,光合速率升高远不如呼吸速率升高的幅度大,导致光合速率与呼吸速率的差值减小,净光合速率降低,C错误;图乙中的18:00时,净光合速率为零,光合速率与呼吸速率相等,所以光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等,D正确。 5.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)菠菜叶片是一种常用的生物实验材料,下列相关实验选材正确的是( ) A. 在提取和分离叶绿体色素时可选择新鲜的菠菜叶 B. 菠菜叶中含有较多的还原糖,可用于还原糖的鉴定 C. 可用菠菜叶下表皮细胞观察细胞的有丝分裂过程 D. 可用菠菜叶上表皮细胞观察叶绿体和细胞的质壁分离 【答案】A 【解析】新鲜的菠菜叶,其叶肉细胞含有的色素较多,层析效果较明显,因此在提取和分离叶绿体色素时可选择新鲜的菠菜叶,A正确;菠菜叶呈现绿色,会对鉴定还原糖时的显色有干扰,不能用于还原糖的鉴定,B错误;菠菜叶的下表皮细胞没有分裂能力,不能用于观察细胞的有丝分裂,C错误;菠菜叶的上表皮细胞不含叶绿体,但有大液泡,所以不能用于叶绿体的观察,但可用于细胞的质壁分离的观察,D错误。 6.(山西省运城市康杰中学2018届高考模拟(四)理科综合生物试题)洋葱是生物学中常用的实验材料,绿色的叶可用于提取光合色素,紫色洋葱鳞片叶外表皮可用于观察细胞的质壁分离与复原,根尖分生区细胞可用于观察细胞的有丝分裂,下列叙述中正确的是( ) A. 根尖分生区细胞都能发生质壁分离与复原现象 B. 细胞发生质壁分离过程中细胞液浓度始终低于外界溶液浓度 C. 遮光条件下,提取色素后试管不加棉塞会导致滤液颜色变浅 D. 通过显微镜可观察到有丝分裂末期细胞板的形成过程 【答案】B 【解析】根尖分生区细胞没有液泡,不能发生质壁分离与复原现象,A错误;当细胞液浓度低于外界溶液浓度时,细胞失水,发生质壁分离,B正确;遮光条件下,提取色素后试管不加棉塞,会导致无水乙醇挥发,滤液颜色变深,C错误;观察根尖分生区细胞有丝分裂的实验中,细胞经过解离后已经死亡,因此不会观察到细胞板的形成过程,D错误。 7.(陕西省2018届高三年级第十二次模拟理综生物试题)下列有关生物学研究和实验方法的叙述不正确的是( ) A.标志重捕法调查种群密度时,部分标志物脱落,实验所得到数值与实际数值相比偏大 B.“建立血糖调节的模型”釆用的实验方法是模型方法,模拟活动本身就是构建动态的物理模型 C.用纸层析法分离色素滤纸条上的色素带颜色自下而上依次虽黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色 D.在探究淀粉酶的最适温度时,为了减小误差需要设置预实验 【答案】D 【解析】标志重捕法调查种群密度时的计算公式:种群数量=第一次捕获的个体数×第二次捕获的个体数/第二次捕获中被标记的个体数,故部分鲤鱼身上的标志物脱落,计算值与实际值相比,数值会偏大,A正确;采用模型方法研究“建立血糖调节的模型”,模拟活动本身就是在构建动态的物理模型,之后,再根据活动中的体会构建概念模型,B正确;叶绿体中色素分离原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。分离的结果是:滤纸条上的色素带颜色自下而上依次虽黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色,C正确;在探究淀粉酶的最适温度时,设置预实验可以找出最适温度的大致范围,而不是为了减少误差,D错误。 8.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(北京卷))光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( ) A. 需要ATP提供能量 B. DCIP被氧化 C. 不需要光合色素参与 D. 会产生氧气 【答案】D 【解析】该题主要考查光反应的有关知识。类囊体是光合作用光反应阶段的场所,光反应发生水的光解,产物是氧气和还原氢;以及ATP的合成。依据题中信息可判断,光照后溶液变为无色,说明有还原剂产生,DCIP被还原。 光反应发生在叶绿体类囊体上,有光时,产生氧气、NADPH和ATP,A错误;DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色,是因为DCIP被[H]还原成无色,B错误;光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能,C错误;光合作用光反应阶段会产生氧气,D正确,所以选D。 9.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(江苏卷))如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( ) A. 横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B. 横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C. 横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D. 横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 【答案】D 【解析】据图分析,图示纵坐标的含义是净光合速率,是光合速率与呼吸速率的差值,在横坐标以下表示光合速率小于呼吸速率,在横坐标以上表示光合速率大于呼吸速率,与横坐标相交的点表示光合速率与呼吸速率相等。 若横坐标是CO2浓度,纵坐标表示净光合速率,则根据题中信息无法判断出较高温度下和较低温度下呼吸速率的大小,同理,也无法判断出较低和较高温度下光合速率的大小,所以无法判断甲和乙的关系,A错误;若横坐标是温度,则随着温度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势,B错误;若横坐标是光波长,则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低,与图中甲乙曲线变化不符,C错误;若横坐标是光照强度,较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行,因此甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度,D正确。 10.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列研究工作中由我国科学家完成的是( ) A. 以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B. 用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C. 证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D. 首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成 【答案】D 【解析】以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成的,A错误;用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的,B错误;证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里完成的,C错误;首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965年完成的,D正确,所以选D。 11.(2017年全国普通高等学校招生统一考试生物(新课标1卷))为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题: (1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高___________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_______________________________________________________。 【答案】 光照强度 CO2浓度 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的 【解析】(1)题图显示:光照强度低于a时,甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加,因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。 (2)b光照强度下,甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增加而增加,因此限制甲组植物光合作用的因子不再是光照强度,而是CO2浓度等。所以,要使甲组的光合作用强度继续升高,可以考虑的措施是提高CO2浓度。 (3)依题意可知:导致曲线图中甲、乙两组光合作用强度差异的原因是光照强度不同,即甲组模拟自然光照,乙组提供低光照;播种乙组植株产生的种子所得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,其植株叶片随光照强度变化的光合作用强度曲线与甲组的相同。据此能够得到的初步结论是:乙组光合作用强度与甲组的不同,是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。 12.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国II卷))为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题: (1)从图可知,A叶片是树冠_________(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是______________________。 (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是______________。 【答案】 下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 暗 无水乙醇 【解析】(1)由于上层叶片对阳光的遮挡,导致下层叶片接受的光照强度较弱,因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低,据此分析图示可推知:A叶片是树冠下层的叶片。 (2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,说明光反应速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。 (3)绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,可以用无水乙醇提取叶绿素。 13.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题: (1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是____________。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________,判断的依据是______________________。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是______。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_________ (填“O2”或“CO2”)不足。 【答案】 甲 甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 乙 CO2 【解析】本题考查影响光合作用的因素,据图可知,甲植物的净光合速率变化幅度明显大于乙植物,因此可以得出甲植物对光能的利用率明显高于乙植物。且乙植物的饱和点和光补偿点都比较低,属于阴生植物,甲植物属于阳生植物。 (1)由图分析可知,当光照强度大于a时,相同光照强度下,甲植物的净光合速率大于乙,有机物的积累较多,对光能的利用率较高。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,植株接受的光照强度相对较弱,光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,因此种植密度过大,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。 (3)从图中可以看出,乙植物的光饱点以及光补偿点都比甲植物低,适合在光照强度相对更弱的环境中生长,林下的光照强度更低,因此更适合在林下种植的是植物乙。 (4)夏日晴天中午12:00时,植物为了减少蒸腾作用对水分的散失,叶片上的部分气孔会关闭,导致细胞间的二氧化碳的含量下降,从而引起光合速率下降。 14 第11讲 能量之源—光与光合作用 (解析版) 本节课选自高中人教版必修一《分子与细胞》第五章第四节《能量之源—光与光合作用》。本节内容主要包括“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理和应用”两小节。其中,“光合作用的过程”是本节课的重点,也是高考的重点,经常会和有氧呼吸结合在一起考,在《分子与细胞》的第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能,以及第4章的《细胞的能量“通货”――ATP》一节,知道光合作用是合成ATP重要途径之一,学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。在实验操作方面,学生已经能进行研磨、过滤等操作,但纸层析法是首次进行。由于学生缺乏对基粒(类囊体)微观结构的直观认识,本节课又涉及到物理(光学)、化学知识,对于理解色素吸收色光,掌握有关化学试剂的使用方法与技巧,可能存在一定的难度。 光合作用等一系列知识是高考中的常考的点,且光合作用知识题型变化较多,因此本讲相关知识的运用非常重要。 ? 一、捕获光能的色素和叶绿体的结构 1.捕获光能的结构——叶绿体 2. 叶绿体色素的种类和功能 色素 功能 叶绿素 叶绿素a:蓝绿色 吸收红光和蓝紫光 叶绿素b:黄绿色 类胡萝卜素 叶黄素:黄色胡萝卜素:橙黄色 吸收蓝紫光 二、绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理 (1)提取:叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。 (2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。 2.方法:纸层析法 3. 过程 (1)提取色素 ①取材:称取5 g绿色叶片;(含有色素较多的,如菠菜叶片) ②研磨:加少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇; ③过滤:漏斗基部放一块单层尼龙布; ④收集:收集滤液,试管口用棉塞塞严 (2)色素的分离 ①制备滤纸条:将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条,并在一端剪去两角,在距剪去两个角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。 ②画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线,待滤液干后,重复画一两次。 ③分离色素:将3 mL层析液倒入试管中,装置如下图所示,插入滤纸条,有滤液细线的一端朝下,随后用软木塞塞紧试管口。将试管换成烧杯也可以 。 注意:不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。 实验装置及实验结果如图所示: ④观察滤纸条上的色素带:滤纸条上色素带有四条。如下表所示: 三、 光合作用的发现历程(来自于课本) 1.1771年,英国普利斯特利指出:植物可以更新空气。 2.1779年,荷兰英格毫斯指出:植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。 3.1845年,德国梅耶指出:植物能把光能转换成化学能。 4.1864年,德国萨克斯证明:光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。 5.1880年,美国的恩格尔曼证明:氧气是由叶绿体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所。 6.1939年,美国鲁宾和卡门利用同位素标记法证明:光合作用释放的氧气来自于水。 7.1948年,美国卡尔文利用14C标记的二氧化碳追踪检测其放射性,探明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。 四、 光合作用的过程小结 1.光合图解 2.光合作用过程小结 项目 光反应 暗反应 条件 需色素、光、酶 不需色素和光,需要多种酶 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质转化 ①水光解:2H2O4[H]+O2②ATP的合成:ADP+Pi+光能酶ATP 能量转换 光能→电能→ATP中活跃的化 学能 ATP中活跃的化学能→(CH2O) 中稳定的化学能 关系 探究外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化 主要是对光合作用的过程深刻理解并能进行分析 条件 光照由强到弱,CO2供应不变 光照由弱到强,CO2供应不变 CO2供应由充足到不足,光照不变 CO2供应由不足到充足,光照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 [H]和ATP的含量 减少或没有 增加 增加 减少 (CH2O)的合成量 减少 增加 减少 增加 光合作用的影响因素 与光合作用有关的因素都有可能影响光合作用。 1.光照强度:在一定光照强度范围内,增加光照强度可提高光合作用速率。 (1)曲线分析: ①A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO2量表明此时的呼吸强度。 ②AB:表明光照强度加强,光合作用逐渐加强。 ③B点:光合作用强度=细胞呼吸强度,称B点对应的光照强度为光补偿点(白天的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。 ④BC:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强。 ⑤C点:对应的光照强度为光饱和点。 (2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。 2.光照面积(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:随叶面积指数的不断增大,光合作用实际量不断增大。 ②A点:为光合作用面积的饱和点。此后随叶面积指数的增大,光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡。 ③OB:干物质量随光合作用增加而增加。 ④OC:叶片随叶面积指数的不断增加,呼吸量不断增加,而由于A点后光合作用不再增加,所以干物质积累量不断降低。 (2)应用:应适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长,合理密植。 3.CO2浓度(如下图所示)。 (1)曲线分析:曲线表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。A点:即CO2达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用:“正其行,通其风”,温室内充CO2,即提高CO2浓度,是增加产量的方法。 4.含水量及矿质元素(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:水是光合作用的原料,矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内,水和矿质元素越多,光合作用速率越快。 ②A点:即水、矿质元素达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用: ①合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成速率,增加光合作用速率。 ②施用有机肥后,经土壤微生物分解后,既可为植物补充CO2,又可为植物提供各种矿质元素。 5.温度(如下图所示)。 (1)曲线分析: 光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。一般植物在10~35 ℃下正常进行光合作用,其中AB段(10~35 ℃)光合作用随温度的升高而逐渐加强,B点(35 ℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,50 ℃左右光合作用完全停止。 (2)应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率;晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。 6.叶龄(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。 ②AB:为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合作用速率也基本稳定。 ③BC:为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合作用速率也随之下降。 (2)应用 农作物、果树管理后期,适当摘除老叶、残叶及茎叶,可降低其细胞呼吸,减少有机物的消耗。 6. 多种因子对光合作用的影响 (1)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。 (2)应用:为了获得更大产量应该协调控制多个光合作用的影响因素,当一个条件受限时,可以通过加强其他条件来改善光合作用状况。 六、 化能合成作用 1.概念:少数种类的细菌不能进行光合作用,但能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫化能合成作用。 2.实例:生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而将亚硝酸氧化成硝酸。它能利用这两个化学反应中释放出的化学能,将二氧化碳和水合成为糖类,供硝化细菌维持自身的生命活动,过程图解如下图所示。因此,硝化细菌属于生产者。 叶绿体的结构 例1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 【答案】A 【解析】正常情况下,植物叶片在光照下可以合成ATP,而在黑暗条件下不能合成ATP,A错误;根据以上分析可知,当类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质(或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔)时,此叶绿体在黑暗中可以合成ATP,B正确;叶绿体光下发生水的光解产生H+,导致类囊体内外产生H+梯度,因此可以合成ATP,C正确;此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会发生水的光解,因此没有氧气的产生,D正确。 变式训练1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 二、光合作用 例2:(吉林省吉大附中2018届高三第四次模拟考试理综生物试卷)下列说法错误的是( ) A. 暗反应阶段的化学反应必须在无光条件下进行 B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在 C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法 D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物 【答案】A 【解析】A. 光照不是暗反应所需要的条件,有光无光都能进行,故A错误;B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,故B正确;C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法,故C正确D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物,故D正确。暗反应虽然不需要光,但是暗反应需要光反应为其提供[H]和ATP。 变式训练2.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 例3:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 【答案】C 【解析】蓝藻是原核生物,细胞中含有与光合作用有关的色素和酶,可以利用利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,A正确;酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP,B正确;动物的卵细胞体积大,相对表面积小,不利于高效率地完成物质运输,C错误;硝化细菌可以化能合成作用,能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,D正确。 变式训练3.(宁夏银川一中2018届高三第四次模拟考试理综生物试题)植物叶片中有一种酶,其功能是催化反应C5+CO2→2C3。对这种酶的叙述合理的是( ) A. 提高二氧化碳浓度,不能增强该酶活性 B. 在低温环境中会失活,导致光合速率降低 C. 主要分布在细胞质基质中 D. 由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关 例4:(2018届高三高考临考精品信息卷八生物试题)如图表示叶绿体色素吸收光能的情况.据图分析,以下说法正确的是( ) A. 在晚间用大约550nm波长的绿光照射行道树,可以大量增加空气中的氧气浓度 B. 叶绿素a和叶绿素b对红光和蓝紫光的吸收峰值相同 C. 土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少 D. 由550nm波长的光转为670nm波长的光后,叶绿体中C3的量增加 【答案】C 【解析】分析题图:叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收420~470nm波长的光(蓝紫光)和640~670nm波长的光(红光);类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光(蓝紫光)。分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同。 植物几乎不吸收大约550nm波长的绿光,所以达不到以增加夜间空气中氧气浓度目的,A错误;观察图中曲线可见叶绿素a和叶绿素b对红光的吸收峰值不同,对蓝紫光的吸收峰值也不同,B错误;镁是叶绿素的重要组成元素,镁缺乏时,叶绿素合成受阻,直接影响植物对光的吸收,所以土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少,C正确;由550nm波长的光转为670nm波长的光后,光反应增强,从而促进C3的还原,使C3的量减少,D错误。 变式训练4.(宁夏六盘山高级中学2018届高三下学期第四次模拟考试生物试题)如图为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜),下列叙述正确的是( ) A. 植物Ⅰ在光补偿点时,叶肉细胞不释放氧气 B. 适当提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点 C. 突然遮光处理,植物Ⅱ叶肉细胞中C3还原量减少 D. 最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ 1.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 2.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(二)理科综合冲刺卷生物试题)下列关于生命科学实验的描述中,正确的是( ) A. 观察DNA和RNA的分布实验中,盐酸的作用是使细胞分散开便于观察 B. 恩格尔曼的水绵实验和卡尔文的小球藻实验均运用了同位素标记法 C. 用纸层析法分离菠菜滤液中的色素时,橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远 D. 在性状分离比模拟实验中,两小桶里面的小球数目必须相等 3.(山东省潍坊市青州市2018届高三第三次高考模拟考试理科综合生物试题)生物学研究用到多种科学方法,下列叙述正确的是( ) A. 由于土壤动物体型微小、活动能力差,可用样方法调查土壤动物的丰富度 B. 利用模型建构法探究酵母菌种群数量变化时,无需设置空白对照和重复实验 C. “细胞大小与物质运输的关系”模拟实验所用的研究方法是类比推理法 D. 卡尔文利用同位素标记法,将标记的C1802供小球藻利用,最终发现了碳循环 4.(【全国省级联考】2018年高考生物学临考保温卷五生物试题)图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响,图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。下列说法错误的是(  ) A. 图甲中叶绿素含量的测定,可先用无水乙醇提取叶片中的色素 B. 据图甲推测,该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力 C. 图乙中8:00到12:00净光合速率降低的原因一定是光合作用速率减弱 D. 图乙中18:00时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等 5.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)菠菜叶片是一种常用的生物实验材料,下列相关实验选材正确的是( ) A. 在提取和分离叶绿体色素时可选择新鲜的菠菜叶 B. 菠菜叶中含有较多的还原糖,可用于还原糖的鉴定 C. 可用菠菜叶下表皮细胞观察细胞的有丝分裂过程 D. 可用菠菜叶上表皮细胞观察叶绿体和细胞的质壁分离 6.(山西省运城市康杰中学2018届高考模拟(四)理科综合生物试题)洋葱是生物学中常用的实验材料,绿色的叶可用于提取光合色素,紫色洋葱鳞片叶外表皮可用于观察细胞的质壁分离与复原,根尖分生区细胞可用于观察细胞的有丝分裂,下列叙述中正确的是( ) A. 根尖分生区细胞都能发生质壁分离与复原现象 B. 细胞发生质壁分离过程中细胞液浓度始终低于外界溶液浓度 C. 遮光条件下,提取色素后试管不加棉塞会导致滤液颜色变浅 D. 通过显微镜可观察到有丝分裂末期细胞板的形成过程 7.(陕西省2018届高三年级第十二次模拟理综生物试题)下列有关生物学研究和实验方法的叙述不正确的是( ) A.标志重捕法调查种群密度时,部分标志物脱落,实验所得到数值与实际数值相比偏大 B.“建立血糖调节的模型”釆用的实验方法是模型方法,模拟活动本身就是构建动态的物理模型 C.用纸层析法分离色素滤纸条上的色素带颜色自下而上依次虽黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色 D.在探究淀粉酶的最适温度时,为了减小误差需要设置预实验 8.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(北京卷))光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( ) A. 需要ATP提供能量 B. DCIP被氧化 C. 不需要光合色素参与 D. 会产生氧气 9.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(江苏卷))如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( ) A. 横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B. 横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C. 横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D. 横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 10.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列研究工作中由我国科学家完成的是( ) A. 以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B. 用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C. 证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D. 首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成 11.(2017年全国普通高等学校招生统一考试生物(新课标1卷))为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题: (1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高___________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_______________________________________________________。 12.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国II卷))为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题: (1)从图可知,A叶片是树冠_________(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是______________________。 (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是______________。 13.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题: (1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是____________。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________,判断的依据是______________________。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是______。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_________ (填“O2”或“CO2”)不足。 14

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  • ID:11-4725030 [精]高考第一轮复学案 第10讲 ATP的主要来源—细胞呼吸

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸

    第10讲 ATP的主要来源——细胞呼吸(解析版) “细胞呼吸”是人教版高中《生物》第一册第三章第七节的教学内容,主要包括三部分:细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、细胞呼吸的意义。“细胞呼吸”是生物体各项生命活动的主要能量来源,是新陈代谢的最基本内容,呼吸过程中所涉及的物质和能量变化对于学生进一步理解细胞的结构与功能如光合作用、矿质营养、细胞分裂、生殖发育、生命活动的调节及遗传和变异等知识,以及生态系统的能量流动和物质循环等知识具有十分重要的意义。确作用步骤,能解决实验过程中出现的问题。通过分析有氧呼吸过程中物质和能量的变化,培养学生分析问题的能力;通过讨论及与教师的交流,提高学生用规范的生物学语言描述生物学事实的能力。 一、ATP的结构简式 ATP的结构式可简写成A—P~P~P,式中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。通常断裂和合成的是第二个高能磷酸键。 二、ATP与ADP的相互转化 1. ATP与ADP相互转化的反应式 ? 2. ATP与ADP之间的相互转化关系 ? ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存,因此与生物体的新陈代谢密切有关。 ?(1)从反应条件上看:ATP的分解是一种水解反应,催化该反应的酶应属水解酶;而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶应属合成酶。酶具有专一性,因此反应条件不同。 ?(2)从能量上看:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能;而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。因此,能量的来源不同。 ?(3)从ATP合成与分解的场所上看:ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,而ATP水解的场所较多。因此,其合成与分解的场所不尽相同。 ?综上所述,ATP与ADP的相互转化物质是可逆的,能量是不可逆的。 3. ATP与ADP相互转化的意义 ?使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡之中,进而构成生物体内部稳定的供能环境。 三、ATP的形成途径 ? 1.?对动物和人来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用。 ? 2.?对绿色植物来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用和光合作用。 四、生物体内的能源物质总结: ?(1)细胞中的重要能源物质——葡萄糖; ?(2)植物细胞中储存能量的物质——淀粉; ?(3)动物细胞中储存能量的物质——糖原; ?(4)生物体内储存能量的物质——脂肪; ?(5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类; ?(6)生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP; ?(7)生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳光。 五、ATP中能量的利用 ??在生物体内能量的转化和传递中,ATP是一种关键的物质。生物生命活动都离不开ATP。ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,用于各项生物活动。这些能量形式主要有以下几种: ?(1)机械能??生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做功,所消耗的就是ATP水解释放出的能。例如,纤毛和鞭毛的摆动,肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等,都是由ATP提供能量来完成的。 ?(2)电能??生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流,所做的电功消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的能量转换而成的。 ?(3)化学能??生物体内物质的合成需要化学能,小分子物质合成大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应。另外,物质在分解的开始阶段,也需要化学能来活化能量较高的物质(如葡萄糖在分解前首先磷酸化)。在生物体的物质代谢中,可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。 ?(4)光能??目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚,但是已经知道,用于发光的能量仍然直接来源于ATP。 六、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。 七、细胞呼吸的方式:有氧呼吸、无氧呼吸 八、实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 (一)实验原理: 1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸,产生水和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2。 2、CO2的检测方法: (1)CO2使澄清石灰水变浑浊。 (2)CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 3、酒精的检测:橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。 (二)实验过程 (三)实验结果 1、CO2的放出情况:A、B两组都有CO2的产生,但A组产生的CO2更多。 2、酒精产生的情况:A组没有酒精的产生,B组产生了酒精。 (四)实验结果所说明的问题 1、A、B组都有CO2的产生说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活 2、从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况,说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用,但呼吸作用方式不同,所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。 3、从A、B组的产物来看,说明了——酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2(还有水);无氧呼吸的产物有CO2和酒精。 (五)对照实验与对比实验 1、概念 对比实验:设置两个或两个以上的实验组,通过的对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。 对照实验:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。一般设置实验组和对照组,遵循单一变量原则。 2、区别 对照实验:有对照组,单一变量,有检验标准,可以预测实验结果。 对比实验:无对照组只有实验组,多个变量,无检验标准,实验结果事先未知。 九、有氧呼吸 1、回顾 1)细胞呼吸的场所:线粒体、细胞质基质 2)线粒体的结构: 双膜结构,内膜向内折叠成嵴(增大了内膜的面积),嵴的周围充满了液态的基质,内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。 2、过程 第一阶段:细胞质基质 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段:线粒体基质 2CH3COCOOH+6H2O 酶 6CO2+20[H] +少量能量(2ATP) 第三阶段:线粒体内膜 24[H]+6O2 酶 12H2O+大量能量(34ATP) 总反应式:C6H12O6 +6H2O+6O2 酶 6CO2 +12H2O +大量能量(38ATP) 3、C、H、O的来龙去脉: C: C6H12O6 →丙酮酸→CO2 C6H12O6 丙酮酸→[H]→H2O H [H]→H2O H2O→[H]→H2O O2→H2O O H2O C6H12O6→丙酮酸→CO2 4、有氧呼吸的概念 细胞在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 十、无氧呼吸 1、过程(场所:细胞质基质) 第一阶段: C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 2C3H6O3(乳酸) (乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细 第二阶段 在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 C2H5OH(酒精)+2CO2 (酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型) 2、发酵:微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵。 3、无氧呼吸的概念:细胞在缺氧的条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解,产生酒精或乳酸等中间产物,释放少量能量,生成ATP的过程。 4、无氧呼吸的特点:氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路 有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。 无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP和以热能形式散失,大部分储存于乳酸或酒精中。 十一、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2,需要酶和适宜的温度 呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质内 分解产物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 释放能量 较多,1 mol葡萄释放能量2870 kJ,其中1161 kJ转移至38molATP中 1 mol葡萄糖释放能量196.65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精),其中均有61.08 kJ转移至2molATP中 相同点 其实质都是:分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化,第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同 相互联系 第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同条件下,在不同的场所沿不同的途径,在不同的酶作用下形成不同的产物: 十二、影响呼吸作用的因素 1、温度:通过影响酶活性 2、含水量:随着水的数量增多,细胞呼吸的速率增高 3、O2的浓度: ①在一定范围内,随O2浓度的增大,有氧呼吸增强,达到一定浓度以后,由于受线粒体的限制,呼吸作用强度不再增大。 ② O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。 4、CO2的浓度:随着CO2的浓度升高,细胞呼吸的速率降低 十三、呼吸作用应用 (见课本P95) 1 . 在酿酒业上的应用:先通气,让酵母菌进行有氧呼吸,使其数量增加;然后隔绝空气,使其发酵,产生酒精。 2 . 在农业生产上:中耕松土,促进根系的有氧呼吸,有利于根系的生长及对矿质离子的吸收。 3 . 在医学上:利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。 4 . 在物质的储存时:控制氧气的浓度,抑制其呼吸作用,减少有机物的消耗。 一、ATP的知识点考察 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( ) A. ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B. ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C. ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D. ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解 【答案】C 【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸,因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量,A错误;ATP-ADP循环,使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,B错误;ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP和Pi,同时释放能量,C正确;ATP分子中含有2个高能磷酸键,远离腺苷的高能磷酸键很容易水解,D错误。 变式训练1:(浙江省诸暨中学2017-2018学年(上学期第二阶段考生物试题)ATP被喻为生物体的“能量货币”,为生命活动直接提供能量.图是ATP的结构示意图,下列叙述正确的是(  ) A. ①表示腺苷 B. ②表示脱氧核糖 C. ③断裂后释放的能量最多 D. ④是高能磷酸键 【答案】D 【解析】图2是ATP的结构示意图,其中①是腺嘌呤,②核糖,腺苷包括①腺嘌呤和②核糖,所以A错误;②是核糖,B错误;③是普通磷酸键,④是高能磷酸键,只有高能磷酸键水解断裂,释放的能量才最多,C错误、D正确。 例2:(云南省玉溪市2018届高三适应性训练理科综合生物试题)下列关于酶、ATP与新陈代谢关系的叙述正确的是( ) A. 吸能反应与ATP的形成有关 B. 生物膜上发生的化学反应均需要酶的参与 C. 剧烈运动时细胞内ATP的分解速率大于合成速率 D. 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供 【答案】D 【解析】吸能反应与ATP的水解有关,A错误;生物膜上发生的化学反应不一定需要酶的参与,如光合作用过程中水的光解发生在类囊体薄膜上,但不需要酶的催化,B错误;人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快,ATP和ADP的含量处于动态平衡,ATP的合成速率和分解速率相等,C错误;ATP是直接的能源物质,细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的,D正确。 变式训练2.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 【答案】D 【解析】DNA是细胞中的遗传物质,原核细胞中的DNA不与蛋白质结合,而真核细胞中的细胞核DNA与蛋白质结合,A正确;ADP的结构简式为A—P~P, 其中由核糖和腺嘌呤组成的A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,即ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,含有高能磷酸键,B正确;生物膜包括细胞膜、核膜、细胞器膜,细胞膜上与传递信息密切相关的糖蛋白具有识别作用,细胞膜上的载体蛋白具有运输物质的作用,线粒体内膜上分布有具有催化作用的酶,该酶的化学本质是蛋白质,可见,生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用,C正确;核孔是细胞内蛋白质和RNA等大分子物质选择性地进出细胞核的通道,D错误。 二、细胞呼吸 例3:(湖北省华中师范大学第一附属中学2018届高三5月押题考试理科综合生物试题)下列有关运动员长跑时生理变化过程的描述,正确的是( ) A. 大量产生C02,有氧呼吸明显升高 B.大量产生热能,人体体温明显升高 C. 大量消耗葡萄糖,血糖含量明显下降 D.大量消耗ATP,细胞内ATP的含量明显下降 【答案】A 【解析】运动员长跑时以有氧呼吸为主,因此大量产生C02,有氧呼吸明显升高,A正确;在细胞呼吸过程中,虽然产生大量的热能,但通过神经—体液的调节,机体散热增加,人体体温不会明显升高,B错误;长跑时,葡萄糖因氧化供能加快而被大量消耗,但通过神经调节和体液调节,肝糖原的分解过程加快,因此血糖含量不会明显下降,C错误;细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,长跑时,虽然大量消耗ATP,但细胞内ATP的含量仍然处于动态平衡之中,不会出现明显下降的现象,D错误。 变式训练3.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))下列有关植物根系吸收利用营养物质元素的叙述,错误的是( ) A. 在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和NO3- B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D. 给玉米施肥过多,会因根系水分外流引起“烧苗”现象 【答案】A 【解析】植物根细胞从土壤中能吸收无机盐,但无机盐需以离子形成存在,所以N2不能直接吸收利用,A错误;根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,主动运输需要消耗能量,农田适时松土能促进根系的有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量,因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收,B正确;土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物,产生无机盐离子,从而可以被根系吸收,C正确;给玉米施肥过多时,会使土壤溶液浓度过高,大于根系细胞溶液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而萎蔫,引起“烧苗”现象,D正确。 例4:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是( ) A. 植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B. 食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C. 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D. 植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP 【答案】C 【解析】本题主要考查植物细胞的光合作用、细胞呼吸及生态系统能量流动的有关知识。植物在有氧时进行有氧呼吸,产物是CO2和H2O,并释放大量能量,合成大量ATP,在无氧时进行短时间的无氧呼吸,大部分组织无氧呼吸产物是CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,并释放少量能量,合成少量ATP;光合作用的光反应阶段主要反应是水的光解和合成ATP;食物链中的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用。植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸,无氧时可进行无氧呼吸,A正确;食物链上的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用,B正确;有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O、CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,C错误;植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D正确,所以选C。 变式训练4.(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是( ) A. 将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀 B. 在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境 C. 乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2 D. 拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味 【答案】B 【解析】将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀,以便使酵母菌在混合液中均匀分布,A正确;酵母菌在无氧条件下才能将葡萄糖分解为乙醇,因此应在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境,B错误;CO2可使澄清石灰水变混浊,乙试管中澄清的石灰水变浑浊,说明酵母菌细胞呼吸产生了CO2,C正确;甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸将葡萄糖分解为乙醇和CO2,因此拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味,D正确。 例5:(2012年普通高等学校招生全国统一考试理综生物部分)下列有关碗豆的叙述,正确为是( ) A. 萌发初期,种子的有机物总量在增加 B. 及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害 C. 进人夜间,叶肉细胞内ATP 合成停止 D. 叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多 【答案】B 【解析】萌发过程中,因为不能进行光合作用会进行呼吸作用消耗有机物,总量会减少,A错误。及时排涝能防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精,B正确。进入夜间,叶肉细胞进行细胞呼吸能合成ATP,C错误。叶片黄化,叶绿素减少,叶绿体对红光的吸收是减少的,D错误。 变式训练5.(河南省中原名校2018届高三高考预测金卷理科综合生物试题)关于丙酮酸生成CO2的过程,下列叙述不成立的是( ) A. 既可生成[H],也可释放少量能量 B. 既可生成ATP,也可消耗ATP C. 既可在硝化细菌内进行,也可在酵母菌内进行 D. 既可在线粒体中进行,也可在细胞质基质中进行 【答案】B 【解析】根据以上分析可知,丙酮酸生成CO2的过程属于有氧呼吸第二阶段,该过程可以产生[H],并释放少量的能量,A正确;有氧呼吸第二阶段释放的能量中一部分用于合成了ATP,但是不消耗ATP,B错误;硝化细菌、酵母菌都可以进行有氧呼吸,C正确;真核细胞中有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,而原核细胞中该过程发生在细胞质基质,D正确。 例6.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图,有关叙述正确的是( ) A. 条件X下葡萄糖中能量的去向有热能、ATP中活跃的化学能和酒精中的化学能 B. 条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生C02和H2O C. 试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液 D. 物质a产生的场所为线粒体基质 【答案】A 【解析】依据产物酒精可推知条件X为无氧,条件Y为有氧。在无氧呼吸过程中,葡萄糖分解释放少量的能量,没有释放的能量以化学能的形式储存在酒精中,释放的能量中的大部分以热能形式散失,少部分转变为ATP中活跃的化学能,A正确;葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,在有氧条件下丙酮酸在线粒体中被分解,并产生C02和H2O,B错误;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色,二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此试剂甲为酸性重铬酸钾溶液,C错误;物质a为CO2,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质,D错误。 变式训练6.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(一)理科综合冲刺卷生物试题)果绳是一种常见的昆虫,以腐烂的水果或植物体为食。下列相关叙述正确的是( ) A. 因果蝇易饲养繁殖快,所以常用作遗传学研究的材料 B. 果蝇进食以后,葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解供能 C. 果蝇的细胞核含DNA,是完成基因复制和表达的场所 D. 雄果蝇产生的精子中一定有Y染色体 【答案】A 【解析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:转录和翻译,转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上;有氧呼吸包括三个阶段,场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜,葡萄糖分解产生丙酮酸只能发生在细胞质基质中;果蝇易饲养、繁殖快,适合用于遗传学研究。 果蝇具有易饲养、繁殖快、世代周期短、相对性状区分明显等优点,因此果蝇是遗传学研究的理想实验材料,A正确;葡萄糖分解为丙酮酸是在细胞质基质中进行的,B错误;基因表达包括转录和翻译,转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上,C错误;雄果蝇含有3对常染色体和一对性染色体XY,产生的精子中可能含有X染色体或Y染色体,D错误。 1.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 【答案】B 【解析】若A代表O2吸收量,则随光照强度的增大,从外界吸收的O2量逐渐减少,说明光合作用生成的O2被有氧呼吸所利用,所以光合作用是从O2吸收量减少开始的,即在D点之前光合作用已经进行,A错误;若A代表CO2释放量,则E点对应的光照强度为光饱和点(光合作用达到最大值所对应的最小光照强度),因此E点时限制光合作用的因素不再是光照强度,而可能是CO2浓度,若提高大气中CO2浓度,E点将向右下方移动,B正确,C错误;已知光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃时,光合作用减弱,呼吸作用增强,B点则上移,D错误。 2.(福建省三明一中2018届高三毕业班模拟考理科综合生物试题)下列相关实验中变量的处理或分析错误的是( ) 选项 实验名称 处理 分析 ① 探究温度对唾液淀粉酶活 性的影响 将唾液和淀粉液混合后,将每 一组温度控制在37℃ 控制无关变量 ② 探究酵母菌的呼吸方式 一组密封,一组通入空气 控制自变量 ③ 探究植物生长调节剂对扦 插枝条生根的作用 比较各组插条生根的长度 检验因变量 ④ 探究影响人工生态瓶稳定 的因素 生态瓶应放在阳光下直接照射 控制因变量 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④ 【答案】B 【解析】自变量:在一组变量中,能够影响其他变量发生变化,而又不受其他变量影响的变量;因变量:依赖于其他变量,而又不能影响其他变量的变量;无关变量,也称控制变量,指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。 探究温度对唾液淀粉酶活性的影响实验中,温度属于自变量,且每一组的温度应该不同,①错误;探究酵母菌的呼吸方式实验中,自变量是否通入氧气,所以一组密封,一组通入空气,②正确;探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,各组插条生根的长度属于因变量,③正确;探究影响人工生态瓶稳定的因素实验中,生态瓶应放在较强的散射光下,属于自变量的控制,④错误。综上所述,相关实验中变量的处理或分析错误的是①④,故选B。 3.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 【答案】C 【解析】蓝藻是原核生物,细胞中含有与光合作用有关的色素和酶,可以利用利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,A正确;酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP,B正确;动物的卵细胞体积大,相对表面积小,不利于高效率地完成物质运输,C错误;硝化细菌可以化能合成作用,能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,D正确。 4.(全国(新课标区)2018届高三模拟卷(三)理科综合生物试题)小明同学参加冬季运动会3000米赛跑,取得了优异的成绩。下列有关叙述正确的是( ) A. 运动过程中所需的能量主要来自无氧呼吸 B. 运动过程中甲状腺激素持续作用于靶细胞发挥作用 C. 运动过程中产热量增加,散热量也增加 D. 运动过程中血浆pH降低,酶活性降低 【答案】C 【解析】A. 厌氧呼吸只是克服暂时缺氧的应急措施,小明运动过程中所需的能量主要来自有氧呼吸,A错误;B. 激素作用于靶细胞后就被灭活,因此甲状腺激素不能持续作用于靶细胞,B错误;C. 人是恒温动物,运动过程中产热量增加,产热器官主要是骨骼肌,同时散热量也增加,以维持体温的相对稳定,C正确;D. 人体内环境在运动过程中会保持稳态,血浆pH和酶活性都会保持相对稳定,D错误; 5.(北京市中国人民大学附属中学2018届高三考前热身练习(三模)生物试题)下列关于细胞内代谢活动和ATP的叙述,不正确的是( ) A. 大肠杆菌在核糖体上合成蛋白质需要线粒体提供ATP B. 根毛细胞依靠主动转运从土壤中吸收K+时需要ATP C. 乳酸杆菌在细胞溶胶进行厌氧呼吸时产生ATP D. 蓝藻在细胞溶胶中进行碳反应的过程中不产ATP 【答案】A 【解析】大肠杆菌是原核生物,只含有核糖体,无线粒体;根毛细胞从土壤中吸收K+的方式是主动转运,该过程需要消耗ATP;乳酸杆菌进行厌氧呼吸场所在细胞溶胶;蓝藻是原核生物,光合作用的碳反应阶段不产生ATP。A. 大肠杆菌是原核生物,只有核糖体,但无线粒体,A错误;B. 根毛细胞从土壤中吸收K+是主动转运,需要ATP,B正确;C. 乳酸杆菌是原核生物,其厌氧呼吸发生在细胞溶胶中,产生ATP,C正确;D. 蓝藻在细胞溶胶中进行碳反应的过程中不产ATP,D正确。 6.(天成教育命题研究院2018年高考精准预测卷(一)理科综合生物试题)盐酸(HC1)是生物实验中常使用一种试剂。下列关于HC1在生物实验中的应用和作用的叙述,正确的是( ) A. HC1能改变细胞膜的通透性,并催化甲基绿吡罗红与核酸的结合 B. HC1对根尖细胞具有解离作用,并利于龙胆紫将染色质染为深色 C. 在浓盐酸的作用下橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应虽现灰绿色 D. 在探究影响酶活性的因素时可用盐酸和Na0H溶液来调节酸碱度 【答案】D 【解析】在观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,盐酸可以改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,便于染色剂与DNA结合,但是盐酸并没有催化作用,A错误;盐酸是强酸,而龙胆紫为碱性染料,因此盐酸不利于龙胆紫将染色质染为深色,B错误;在浓硫酸的作用下橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应虽现灰绿色,C错误;在探究影响酶活性的因素时,可用盐酸和Na0H溶液来调节酸碱度,D正确。 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)测定下列哪一项可简便而准确判断贮存的小麦种子的呼吸方式( ) A. 有无酒精生成 B. 有无水生成 C. 有无有机物消耗 D. O2消耗量与CO2生成量的比值 【答案】D 【解析】酒精是无氧呼吸的产物,有无酒精的生成可以判断小麦种子是否进行了无氧呼吸,但是不能判断是否进行了有氧呼吸,A错误;水是有氧呼吸的产物,有无水的生成,可以判断小麦种子是否进行了有氧呼吸,但是不能准确判断其是否进行了无氧呼吸,B错误;有氧呼吸和无氧呼吸都消耗有机物,C错误;只有有氧呼吸才消耗氧气,所以只要消耗氧气,植物细胞就一定进行有氧呼吸;如果只进行有氧呼吸,则根据有氧呼吸的反应方程式可以看出,氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量,如果二氧化碳的释放量大于氧气的消耗量,说明多出来的二氧化碳是无氧呼吸产生的;如果不消耗氧气,只产生二氧化碳,说明只进行无氧呼吸,因此可以根据O2消耗量与CO2生成量的比值,准确判断小麦种子的细胞呼吸方式,D正确。 8.(重庆市第一中学、合肥市第八中学、石家庄市第一中学2018届高三下学期高考模拟考试理科综合生物试题)在做“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验时,有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析,并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法正确的是( ) 序号 时间(min) 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5mmol/L 2 15 有氧1 18.6mmol/L 无氧1 21.3mmol/L 3 30 有氧2 9.9mmol/L 无氧2 13.5mmol/L A. 该实验属于对照实验,其中有氧组为实验组、无氧组为对照组 B. 该实验也可用澄清的石灰水检测C02的产生情况,以浊度为实验指标 C. 随着时间变化装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 D. 每升培养液中酵母菌前15min的有氧呼吸速率为0.393mmol/min,无氧呼吸速率为0.213mmol/min 【答案】B 【解析】分析:酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。方程式:有氧呼吸:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量;无氧呼吸: C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量;CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况;橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。 9.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是( ) A. 风干种子中有机物的消耗减慢 B. 风干种子上微生物不易生长繁殖 C. 风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D. 风干种子中结合水与自由水的比值大 【答案】C 【解析】风干的种子中自由水含量极少,细胞呼吸作用强度非常弱,因此有机物消耗减慢,A正确,C错误;风干的种子含水量少,不利于微生物的生长繁殖,B正确;风干的种子中自由水含量极少,导致结合水与自由水的比值增大,D正确。 种子风干的过程中自由水含量逐渐降低。在一定范围内,自由水与结合水比值的大小决定了细胞或生物体的代谢强度:比值越大说明细胞(或生物体)中自由水含量越多,代谢越强;反之,代谢越弱。 10.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是 A. t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B. t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C. 若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短 D. 实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色 【答案】C 【解析】本题以图文结合的形式考查了细胞呼吸的类型的相关知识,意在考查学生的识图、析图能力,运用所学的细胞呼吸的知识点解决相应的生物学问题的能力。 在t1~t2时刻,单位时间内氧气的减少速率越来越慢,说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降,A正确;t3时刻,培养液中氧气的含量不再发生变化,说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸,此时主要进行无氧呼吸,t1和t3产生CO2的速率相同,所以单位时间内产生相同量的CO2,所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍,因此t3时,溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快,B正确;图示所给温度是最适温度,此时酶的活性最高,反应速率最快,因此若降低温度,氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长,C错误;据图可知,酵母菌进行了无氧呼吸,无氧呼吸过程会产生酒精,酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色,D正确。 11.(天津市耀华中学2018届高三第二次校级模拟考试理综生物试题)图1表示水稻细胞内发生的生理过程示意图,1~10表示生理过程,A~D表示化学物质。请据图分析: (1)图1中发生在生物膜上的生理过程有_________(用图中数字表示),A表示_______,D表示______。 (2)研究者将玉米叶肉细胞中的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响,结果如图2和图3所示。 ①据图3分析,在光照强度为4和12时,转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值分别为_____,因此转基因水稻更适合栽种在________环境中。 ②下列分析正确的有_________(多选)。 A.光照强度为2?4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同 B.光照强度低于8时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是气孔导度 C.光照强度为10?14时,原种水稻气孔导度下降但实际利用CO2量没有改变 D.光照强度为10?14时,转基因水稻光合速率上升与PEPC酶的功能有关 【答案】 4、5 丙酮酸 [H]和ATP 1:1、7:5 强光 ACD 【解析】本题结合过程图和曲线图,综合考查学生对光合作用、细胞呼吸等相关知识的熟记和理解能力。各问题情境的描述涉及有氧呼吸过程、无氧呼吸过程、光合作用过程及其影响的环境因素等相关知识。 【详解】 (1) 分析图1可知:1为发生在细胞质基质中的有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段;2为发生在细胞质基质中的无氧呼吸的第二阶段;3为发生在线粒体基质中的有氧呼吸第二阶段;4为发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段;5为发生在类囊体薄膜上的光反应阶段;6为发生在叶绿体基质中暗反应阶段;7为释放O2,8为吸收O2;9为吸收CO2,10为释放CO2。可见,图1中发生在生物膜上的生理过程有4、5。A为丙酮酸,B为[H],C为ADP和Pi,D为ATP和[H]。 (2) ①分析图3可知:当光照强度为4时,两种水稻的光合速率相等,转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值为1∶1;当光照强度为12时,转基因水稻与原种水稻的净光合速率分别是30μmol?m-2?s-1和20μmol?m-2?s-1,而二者的呼吸速率均为5μmol?m-2?s-1,所以转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值为(30+5)∶(20+5)=7∶5。综上分析,转基因水稻更适合种植在强光的环境中。 ②综合分析图2和图3曲线可知:光照强度为2?4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同,A正确;光照强度低于8时,转基因水稻的光合速率随光照强度的增加而增大,说明影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度,B错误;光照强度为10?14时,原种水稻的气孔导度下降,但实际光合速率保持在30+5=35μmol?m-2?s-1,因此实际利用CO2量没有改变,C正确;光照强度为10?14时,转基因水稻光合速率上升且大于原种水稻,说明与导入的PEPC酶的功能有关,D正确。 12.(安徽省马鞍山市2018届高三第三次教学质量检测理综生物试题)图1为测定植物呼吸作用强度和光合作用强度的常用装置,图2表示在相同环境条件下,Ⅰ、Ⅱ两种植物随着光照强度的变化,CO2吸收量的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题: (1)如果用图1中甲、乙装置测定植物有氧呼吸速率,甲装置的作用是_______________,乙装置中X溶液为_______________,在_________条件下进行该实验。实验一段时间后,甲装置红色液滴右移距离为a,乙装置红色液滴左移距离为b,则这段时间内呼吸作用消耗的氧气量为_______________(用液滴移动的距离表示)。 (2)图2中,光照强度为A时,植物Ⅰ真正光合作用速率______________(大于、小于、等于)植物Ⅱ真正光合作用速率,此时限制植物Ⅱ光合作用强度的环境因素有_______(至少答两点);若12小时光照强度为B,12小时黑暗,24小时后植物Ⅰ比植物Ⅱ多吸收CO2 ________mg。 【答案】 纠正环境因素引起的实验测量误差(纠正大气压和温度等影响) 氢氧化钠溶液 遮光(无光、黑暗) a+b 大于 CO2 浓度、温度、水、无机盐 12 【解析】 本题以实验为依托,采用图文结合的形式考查学生对呼吸作用、光合作用及其影响的环境因素等相关知识的理解能力以及对实验的分析能力。 【详解】 (1) 用图1中甲、乙装置测定植物有氧呼吸速率,其中的甲装置为对照组,用死亡的植物代替正常生长的植物,其作用是纠正环境因素引起的实验测量误差(纠正大气压和温度等影响)。乙装置是测定植物有氧呼吸速率的装置,因变量是通过红色液滴移动的距离来体现的。在进行有氧呼吸时,O2的吸收量与释放的CO2量相等,不会引起装置内的气体压强改变,红色液滴不会移动。因此若要红色液滴移动,乙装置中X溶液应为能够吸收CO2的氢氧化钠溶液。为了排除植物的光合作用对实验的干扰,应在遮光(无光、黑暗)条件下进行该实验。甲装置红色液滴移动的距离是环境因素变化引起,乙装置红色液滴移动的距离是细胞进行有氧呼吸消耗的氧气引起,实验一段时间后,甲装置红色液滴右移距离为a,乙装置红色液滴左移距离为b,则这段时间内呼吸作用消耗的氧气量为a+b。 (2)图2中,当光照强度为0时,纵坐标所示的CO2吸收量表示呼吸速率,据此可推知:植物Ⅰ、Ⅱ的呼吸速率依次为2mg/h、1mg/h。当光照强度大于0时,纵坐标所示的CO2吸收量表示净光合速率,可见,当光照强度为A时,植物Ⅰ、Ⅱ的净光合速率均为6mg/h。依据“真正光合(作用)速率=净光合速率+呼吸速率”可知,当光照强度为A时,植物Ⅰ、Ⅱ的真正光合速率依次是8mg/h、7mg/h,即植物Ⅰ真正光合作用速率大于植物Ⅱ真正光合作用速率,此时限制植物Ⅱ光合作用强度的环境因素有CO2 浓度、温度、水、无机盐等。光照强度为B时,植物Ⅰ、Ⅱ的净光合速率依次为8mg/h、6mg/h;若12小时光照强度为B、12小时黑暗,则24小时后植物Ⅰ比植物Ⅱ多吸收CO2=(8×12-2×12)-(6×12-1×12)=12mg。 14 第10讲 ATP的主要来源——细胞呼吸(解析版) “细胞呼吸”是人教版高中《生物》第一册第三章第七节的教学内容,主要包括三部分:细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、细胞呼吸的意义。“细胞呼吸”是生物体各项生命活动的主要能量来源,是新陈代谢的最基本内容,呼吸过程中所涉及的物质和能量变化对于学生进一步理解细胞的结构与功能如光合作用、矿质营养、细胞分裂、生殖发育、生命活动的调节及遗传和变异等知识,以及生态系统的能量流动和物质循环等知识具有十分重要的意义。确作用步骤,能解决实验过程中出现的问题。通过分析有氧呼吸过程中物质和能量的变化,培养学生分析问题的能力;通过讨论及与教师的交流,提高学生用规范的生物学语言描述生物学事实的能力。 一、ATP的结构简式 ATP的结构式可简写成A—P~P~P,式中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。通常断裂和合成的是第二个高能磷酸键。 二、ATP与ADP的相互转化 1. ATP与ADP相互转化的反应式 ? 2. ATP与ADP之间的相互转化关系 ? ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存,因此与生物体的新陈代谢密切有关。 ?(1)从反应条件上看:ATP的分解是一种水解反应,催化该反应的酶应属水解酶;而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶应属合成酶。酶具有专一性,因此反应条件不同。 ?(2)从能量上看:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能;而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。因此,能量的来源不同。 ?(3)从ATP合成与分解的场所上看:ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,而ATP水解的场所较多。因此,其合成与分解的场所不尽相同。 ?综上所述,ATP与ADP的相互转化物质是可逆的,能量是不可逆的。 3. ATP与ADP相互转化的意义 ?使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡之中,进而构成生物体内部稳定的供能环境。 三、ATP的形成途径 ? 1.?对动物和人来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用。 ? 2.?对绿色植物来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用和光合作用。 四、生物体内的能源物质总结: ?(1)细胞中的重要能源物质——葡萄糖; ?(2)植物细胞中储存能量的物质——淀粉; ?(3)动物细胞中储存能量的物质——糖原; ?(4)生物体内储存能量的物质——脂肪; ?(5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类; ?(6)生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP; ?(7)生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳光。 五、ATP中能量的利用 ??在生物体内能量的转化和传递中,ATP是一种关键的物质。生物生命活动都离不开ATP。ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,用于各项生物活动。这些能量形式主要有以下几种: ?(1)机械能??生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做功,所消耗的就是ATP水解释放出的能。例如,纤毛和鞭毛的摆动,肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等,都是由ATP提供能量来完成的。 ?(2)电能??生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流,所做的电功消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的能量转换而成的。 ?(3)化学能??生物体内物质的合成需要化学能,小分子物质合成大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应。另外,物质在分解的开始阶段,也需要化学能来活化能量较高的物质(如葡萄糖在分解前首先磷酸化)。在生物体的物质代谢中,可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。 ?(4)光能??目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚,但是已经知道,用于发光的能量仍然直接来源于ATP。 六、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。 七、细胞呼吸的方式:有氧呼吸、无氧呼吸 八、实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 (一)实验原理: 1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸,产生水和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2。 2、CO2的检测方法: (1)CO2使澄清石灰水变浑浊。 (2)CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 3、酒精的检测:橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。 (二)实验过程 (三)实验结果 1、CO2的放出情况:A、B两组都有CO2的产生,但A组产生的CO2更多。 2、酒精产生的情况:A组没有酒精的产生,B组产生了酒精。 (四)实验结果所说明的问题 1、A、B组都有CO2的产生说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活 2、从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况,说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用,但呼吸作用方式不同,所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。 3、从A、B组的产物来看,说明了——酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2(还有水);无氧呼吸的产物有CO2和酒精。 (五)对照实验与对比实验 1、概念 对比实验:设置两个或两个以上的实验组,通过的对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。 对照实验:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。一般设置实验组和对照组,遵循单一变量原则。 2、区别 对照实验:有对照组,单一变量,有检验标准,可以预测实验结果。 对比实验:无对照组只有实验组,多个变量,无检验标准,实验结果事先未知。 九、有氧呼吸 1、回顾 1)细胞呼吸的场所:线粒体、细胞质基质 2)线粒体的结构: 双膜结构,内膜向内折叠成嵴(增大了内膜的面积),嵴的周围充满了液态的基质,内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。 2、过程 第一阶段:细胞质基质 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段:线粒体基质 2CH3COCOOH+6H2O 酶 6CO2+20[H] +少量能量(2ATP) 第三阶段:线粒体内膜 24[H]+6O2 酶 12H2O+大量能量(34ATP) 总反应式:C6H12O6 +6H2O+6O2 酶 6CO2 +12H2O +大量能量(38ATP) 3、C、H、O的来龙去脉: C: C6H12O6 →丙酮酸→CO2 C6H12O6 丙酮酸→[H]→H2O H [H]→H2O H2O→[H]→H2O O2→H2O O H2O C6H12O6→丙酮酸→CO2 4、有氧呼吸的概念 细胞在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 十、无氧呼吸 1、过程(场所:细胞质基质) 第一阶段: C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 2C3H6O3(乳酸) (乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细 第二阶段 在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 C2H5OH(酒精)+2CO2 (酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型) 2、发酵:微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵。 3、无氧呼吸的概念:细胞在缺氧的条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解,产生酒精或乳酸等中间产物,释放少量能量,生成ATP的过程。 4、无氧呼吸的特点:氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路 有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。 无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP和以热能形式散失,大部分储存于乳酸或酒精中。 十一、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2,需要酶和适宜的温度 呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质内 分解产物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 释放能量 较多,1 mol葡萄释放能量2870 kJ,其中1161 kJ转移至38molATP中 1 mol葡萄糖释放能量196.65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精),其中均有61.08 kJ转移至2molATP中 相同点 其实质都是:分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化,第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同 相互联系 第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同条件下,在不同的场所沿不同的途径,在不同的酶作用下形成不同的产物: 十二、影响呼吸作用的因素 1、温度:通过影响酶活性 2、含水量:随着水的数量增多,细胞呼吸的速率增高 3、O2的浓度: ①在一定范围内,随O2浓度的增大,有氧呼吸增强,达到一定浓度以后,由于受线粒体的限制,呼吸作用强度不再增大。 ② O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。 4、CO2的浓度:随着CO2的浓度升高,细胞呼吸的速率降低 十三、呼吸作用应用 (见课本P95) 1 . 在酿酒业上的应用:先通气,让酵母菌进行有氧呼吸,使其数量增加;然后隔绝空气,使其发酵,产生酒精。 2 . 在农业生产上:中耕松土,促进根系的有氧呼吸,有利于根系的生长及对矿质离子的吸收。 3 . 在医学上:利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。 4 . 在物质的储存时:控制氧气的浓度,抑制其呼吸作用,减少有机物的消耗。 一、ATP的知识点考察 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( ) A. ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B. ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C. ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D. ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解 【答案】C 【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸,因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量,A错误;ATP-ADP循环,使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,B错误;ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP和Pi,同时释放能量,C正确;ATP分子中含有2个高能磷酸键,远离腺苷的高能磷酸键很容易水解,D错误。 变式训练1:(浙江省诸暨中学2017-2018学年(上学期第二阶段考生物试题)ATP被喻为生物体的“能量货币”,为生命活动直接提供能量.图是ATP的结构示意图,下列叙述正确的是(  ) A. ①表示腺苷 B. ②表示脱氧核糖 C. ③断裂后释放的能量最多 D. ④是高能磷酸键 例2:(云南省玉溪市2018届高三适应性训练理科综合生物试题)下列关于酶、ATP与新陈代谢关系的叙述正确的是( ) A. 吸能反应与ATP的形成有关 B. 生物膜上发生的化学反应均需要酶的参与 C. 剧烈运动时细胞内ATP的分解速率大于合成速率 D. 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供 【答案】D 【解析】吸能反应与ATP的水解有关,A错误;生物膜上发生的化学反应不一定需要酶的参与,如光合作用过程中水的光解发生在类囊体薄膜上,但不需要酶的催化,B错误;人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快,ATP和ADP的含量处于动态平衡,ATP的合成速率和分解速率相等,C错误;ATP是直接的能源物质,细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的,D正确。 变式训练2.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 二、细胞呼吸 例3:(湖北省华中师范大学第一附属中学2018届高三5月押题考试理科综合生物试题)下列有关运动员长跑时生理变化过程的描述,正确的是( ) A. 大量产生C02,有氧呼吸明显升高 B.大量产生热能,人体体温明显升高 C. 大量消耗葡萄糖,血糖含量明显下降 D.大量消耗ATP,细胞内ATP的含量明显下降 【答案】A 【解析】运动员长跑时以有氧呼吸为主,因此大量产生C02,有氧呼吸明显升高,A正确;在细胞呼吸过程中,虽然产生大量的热能,但通过神经—体液的调节,机体散热增加,人体体温不会明显升高,B错误;长跑时,葡萄糖因氧化供能加快而被大量消耗,但通过神经调节和体液调节,肝糖原的分解过程加快,因此血糖含量不会明显下降,C错误;细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,长跑时,虽然大量消耗ATP,但细胞内ATP的含量仍然处于动态平衡之中,不会出现明显下降的现象,D错误。 变式训练3.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))下列有关植物根系吸收利用营养物质元素的叙述,错误的是( ) A. 在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和NO3- B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D. 给玉米施肥过多,会因根系水分外流引起“烧苗”现象 例4:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是( ) A. 植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B. 食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C. 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D. 植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP 【答案】C 【解析】本题主要考查植物细胞的光合作用、细胞呼吸及生态系统能量流动的有关知识。植物在有氧时进行有氧呼吸,产物是CO2和H2O,并释放大量能量,合成大量ATP,在无氧时进行短时间的无氧呼吸,大部分组织无氧呼吸产物是CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,并释放少量能量,合成少量ATP;光合作用的光反应阶段主要反应是水的光解和合成ATP;食物链中的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用。植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸,无氧时可进行无氧呼吸,A正确;食物链上的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用,B正确;有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O、CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,C错误;植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D正确,所以选C。 变式训练4.(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是( ) A. 将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀 B. 在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境 C. 乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2 D. 拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味 例5:(2012年普通高等学校招生全国统一考试理综生物部分)下列有关碗豆的叙述,正确为是( ) A. 萌发初期,种子的有机物总量在增加 B. 及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害 C. 进人夜间,叶肉细胞内ATP 合成停止 D. 叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多 【答案】B 【解析】萌发过程中,因为不能进行光合作用会进行呼吸作用消耗有机物,总量会减少,A错误。及时排涝能防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精,B正确。进入夜间,叶肉细胞进行细胞呼吸能合成ATP,C错误。叶片黄化,叶绿素减少,叶绿体对红光的吸收是减少的,D错误。 变式训练5.(河南省中原名校2018届高三高考预测金卷理科综合生物试题)关于丙酮酸生成CO2的过程,下列叙述不成立的是( ) A. 既可生成[H],也可释放少量能量 B. 既可生成ATP,也可消耗ATP C. 既可在硝化细菌内进行,也可在酵母菌内进行 D. 既可在线粒体中进行,也可在细胞质基质中进行 例6.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图,有关叙述正确的是( ) A. 条件X下葡萄糖中能量的去向有热能、ATP中活跃的化学能和酒精中的化学能 B. 条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生C02和H2O C. 试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液 D. 物质a产生的场所为线粒体基质 【答案】A 【解析】依据产物酒精可推知条件X为无氧,条件Y为有氧。在无氧呼吸过程中,葡萄糖分解释放少量的能量,没有释放的能量以化学能的形式储存在酒精中,释放的能量中的大部分以热能形式散失,少部分转变为ATP中活跃的化学能,A正确;葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,在有氧条件下丙酮酸在线粒体中被分解,并产生C02和H2O,B错误;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色,二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此试剂甲为酸性重铬酸钾溶液,C错误;物质a为CO2,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质,D错误。 变式训练6.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(一)理科综合冲刺卷生物试题)果绳是一种常见的昆虫,以腐烂的水果或植物体为食。下列相关叙述正确的是( ) A. 因果蝇易饲养繁殖快,所以常用作遗传学研究的材料 B. 果蝇进食以后,葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解供能 C. 果蝇的细胞核含DNA,是完成基因复制和表达的场所 D. 雄果蝇产生的精子中一定有Y染色体 1.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 2.(福建省三明一中2018届高三毕业班模拟考理科综合生物试题)下列相关实验中变量的处理或分析错误的是( ) 选项 实验名称 处理 分析 ① 探究温度对唾液淀粉酶活 性的影响 将唾液和淀粉液混合后,将每 一组温度控制在37℃ 控制无关变量 ② 探究酵母菌的呼吸方式 一组密封,一组通入空气 控制自变量 ③ 探究植物生长调节剂对扦 插枝条生根的作用 比较各组插条生根的长度 检验因变量 ④ 探究影响人工生态瓶稳定 的因素 生态瓶应放在阳光下直接照射 控制因变量 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④ 3.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 4.(全国(新课标区)2018届高三模拟卷(三)理科综合生物试题)小明同学参加冬季运动会3000米赛跑,取得了优异的成绩。下列有关叙述正确的是( ) A. 运动过程中所需的能量主要来自无氧呼吸 B. 运动过程中甲状腺激素持续作用于靶细胞发挥作用 C. 运动过程中产热量增加,散热量也增加 D. 运动过程中血浆pH降低,酶活性降低 5.(北京市中国人民大学附属中学2018届高三考前热身练习(三模)生物试题)下列关于细胞内代谢活动和ATP的叙述,不正确的是( ) A. 大肠杆菌在核糖体上合成蛋白质需要线粒体提供ATP B. 根毛细胞依靠主动转运从土壤中吸收K+时需要ATP C. 乳酸杆菌在细胞溶胶进行厌氧呼吸时产生ATP D. 蓝藻在细胞溶胶中进行碳反应的过程中不产ATP 6.(天成教育命题研究院2018年高考精准预测卷(一)理科综合生物试题)盐酸(HC1)是生物实验中常使用一种试剂。下列关于HC1在生物实验中的应用和作用的叙述,正确的是( ) A. HC1能改变细胞膜的通透性,并催化甲基绿吡罗红与核酸的结合 B. HC1对根尖细胞具有解离作用,并利于龙胆紫将染色质染为深色 C. 在浓盐酸的作用下橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应虽现灰绿色 D. 在探究影响酶活性的因素时可用盐酸和Na0H溶液来调节酸碱度 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)测定下列哪一项可简便而准确判断贮存的小麦种子的呼吸方式( ) A. 有无酒精生成 B. 有无水生成 C. 有无有机物消耗 D. O2消耗量与CO2生成量的比值 8.(重庆市第一中学、合肥市第八中学、石家庄市第一中学2018届高三下学期高考模拟考试理科综合生物试题)在做“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验时,有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析,并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法正确的是( ) 序号 时间(min) 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5mmol/L 2 15 有氧1 18.6mmol/L 无氧1 21.3mmol/L 3 30 有氧2 9.9mmol/L 无氧2 13.5mmol/L A. 该实验属于对照实验,其中有氧组为实验组、无氧组为对照组 B. 该实验也可用澄清的石灰水检测C02的产生情况,以浊度为实验指标 C. 随着时间变化装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 D. 每升培养液中酵母菌前15min的有氧呼吸速率为0.393mmol/min,无氧呼吸速率为0.213mmol/min 9.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是( ) A. 风干种子中有机物的消耗减慢 B. 风干种子上微生物不易生长繁殖 C. 风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D. 风干种子中结合水与自由水的比值大 10.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是 A. t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B. t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C. 若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短 D. 实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色 11.(天津市耀华中学2018届高三第二次校级模拟考试理综生物试题)图1表示水稻细胞内发生的生理过程示意图,1~10表示生理过程,A~D表示化学物质。请据图分析: (1)图1中发生在生物膜上的生理过程有_________(用图中数字表示),A表示_______,D表示______。 (2)研究者将玉米叶肉细胞中的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响,结果如图2和图3所示。 ①据图3分析,在光照强度为4和12时,转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值分别为_____,因此转基因水稻更适合栽种在________环境中。 ②下列分析正确的有_________(多选)。 A.光照强度为2?4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同 B.光照强度低于8时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是气孔导度 C.光照强度为10?14时,原种水稻气孔导度下降但实际利用CO2量没有改变 D.光照强度为10?14时,转基因水稻光合速率上升与PEPC酶的功能有关 12.(安徽省马鞍山市2018届高三第三次教学质量检测理综生物试题)图1为测定植物呼吸作用强度和光合作用强度的常用装置,图2表示在相同环境条件下,Ⅰ、Ⅱ两种植物随着光照强度的变化,CO2吸收量的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题: (1)如果用图1中甲、乙装置测定植物有氧呼吸速率,甲装置的作用是_______________,乙装置中X溶液为_______________,在_________条件下进行该实验。实验一段时间后,甲装置红色液滴右移距离为a,乙装置红色液滴左移距离为b,则这段时间内呼吸作用消耗的氧气量为_______________(用液滴移动的距离表示)。 (2)图2中,光照强度为A时,植物Ⅰ真正光合作用速率______________(大于、小于、等于)植物Ⅱ真正光合作用速率,此时限制植物Ⅱ光合作用强度的环境因素有_______(至少答两点);若12小时光照强度为B,12小时黑暗,24小时后植物Ⅰ比植物Ⅱ多吸收CO2 ________mg。 14

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  • ID:11-4722466 [精]高考生物第一轮复习学案 第6讲 细胞器—系统内的分工合作

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第三章 细胞的基本结构/第2节 细胞器──系统内的分工合作

    第6讲 细胞器—系统内的分工合作(解析版) 本节内容着重介绍系统内怎样进行分工合作,这与各种细胞器有关,因此掌握这些细胞器的结构及各自的功能及细胞内生物膜系统是这一节的重点。是后面将要学习光合作用、呼吸作用、蛋白质的合成、动物有丝分裂等知识的基础,也为学习细胞的能量供应和利用奠定细胞学基础。只有切实明确了各种细胞器的结构和功能,及细胞内生物膜系统在结构和功能上的联系,才能真正理解系统的分工合作。《细胞器----系统分工合作》这部分内容属微观水平,离学生的生活经验较远,初中虽然已经观察过叶绿体、线粒体和液泡的形态,但无法用已有知识解决在高中深入学习细胞器时遇到的认识其亚显微结构并将它与功能相联系,以及在各细胞器之间建立关联的难点问题,学习起来有一定难度和挑战性。由于该节知识微观、抽象,教学时,首先引导学生联系生活经验进行类比,认识细胞内各个细胞器及其分工,然后采用:识图——感知科学过程和方法——实验观察——解决问题的流程进行教学。 一、细胞质 显微结构:光学显微镜下看到的结构 亚显微结构:电子显微镜下看到的结构 细胞质 细胞质基质:胶状物质,是细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞器:具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。(差速离心法) 二、细胞质基质 定义:细胞质中除细胞器以外的液体部分(存在状态:胶质状态) 功能:1.细胞质基质中有多种酶,是多种代谢活动的场所。 2.为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件(如提供ATP、核苷酸、氨基酸等)。 成分:水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶。 三、细胞器结构和功能 (一)双层膜——线粒体和叶绿体: 线粒体 叶绿体 分布 动植物细胞中 主要存在于植物细胞(主要是叶肉细胞) 结构 形态 椭球形 扁平的椭球形或球形 观察 可以对活的动物细胞中的线粒体进行染色。线粒体+健那绿→蓝绿色 叶肉细胞中的叶绿体呈绿色,可直接用高倍显微镜来观察 结 构 双 层 膜 外膜 与周围的细胞质基质分开 内膜 向内折叠形成嵴 是一层光滑的膜 基 粒 无 类囊体堆叠成,含色素和与光反应有关的酶 基 质 含与有氧呼吸有关酶 含与暗反应有关的酶 都含有少量的DNA,RNA和核糖体 功能 有氧呼吸的主要场所—“动力车间” 光合作用的场所—“养料制造车间”和“能量转换站” 【补充】 (1)线粒体的数量与细胞新陈代谢的强弱有关:一般在细胞代谢旺盛的部位比较集中。 (注意:蛔虫的体细胞内不含线粒体,因为蛔虫进行无氧呼吸) (2)线粒体内膜向内折叠形成嵴——意义:增大膜面积有利于生化反应地进行。 (3)线粒体与叶绿体都与能量转换有关: 叶绿体:光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 线粒体:有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能 (4)线粒体与叶绿体都含少量DNA和RNA,可以自主复制与表达,不完全受细胞核控制,决定细胞质遗传. (5)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含的化学成分不同,所具有的生理功能不同。 单层膜 1.内质网: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜连接而成的网状结构; ③类型: 粗面型内质网:有核糖体附着的内质网——蛋白质的合成、加工和运输有关 滑面型内质网:没有核糖体附着的内质网—与糖类、脂质和激素的合成有关 ④功能:蛋白质合成和加工、运输以及脂质合成的“车间”。 2.高尔基体: ①分布:动植物细胞; ②结构:扁平囊状结构和大小囊泡(其中扁平囊是判断高尔基体的依据); 对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动植物细胞) ③功能 与分泌物的形成有关(动物细胞) 与细胞壁的形成有关(植物细胞) 3.液泡: ①分布:高等植物、低等动物(主要在成熟的植物细胞内); 成熟区有大液泡,未成熟区(不断进行分裂,如分生区)没有大液泡 ②结构:单层膜(液泡膜),内含细胞液(细胞液中含有色素、无机盐、糖类、蛋白质等); ③功能:调节植物细胞的内环境;使植物细胞保持坚挺(维持细胞形态);和细胞的吸水失水相关 4.溶酶体: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜囊状结构,内含多种水解酶; ③功能:分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌—“消化车间”。 (三)无膜结构 1.核糖体: ①分布:动植物细胞; ②存在状态:游离于细胞质基质(游离核糖体),附着于粗面内质网和外层核膜上(附着核糖体),在线粒体和叶绿体内; ③结构:不具膜,呈颗粒状,其成分为RNA和蛋白质; ④功能:蛋白质合成的场所—“生产蛋白质的机器”。 中心体: ①分布:动物细胞和低等植物细胞; ②结构:不具膜结构,由两组互相垂直的中心粒及周围物质组成; ③功能:和细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成有关(发出星射线形成纺锤体) (四)分类、总结 ⑴从结构特点分析: ①具有双层膜的细胞器:叶绿体、线粒体; ②不具有膜结构(不含磷脂)的细胞器:核糖体、中心体; ③具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 ⑵从成分特点分析: ①含DNA的细胞器:线粒体、叶绿体; ②含RNA的细胞器:核糖体; ③含核酸的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体 ④含色素的细胞器:叶绿体、液泡 ⑶从分布特点分析: ①高等植物细胞所特有:叶绿体、液泡; ②高等动物细胞所特有:中心体; ③动植物细胞都有:线粒体、内质网、核糖体、溶酶体、高尔基体 ④原核细胞中具有的细胞器:核糖体; ⑤根尖分生区没有的细胞器:叶绿体、中心体、液泡。 ⑷从功能特点分析: ①能产生水的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体; ②与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器):线粒体、叶绿体 ③产生ATP的场所:线粒体、叶绿体、细胞质基质 ④动植物细胞内都有,但功能不同的细胞器:高尔基体 ⑸光学显微镜下可见的结构形式有:细胞壁,细胞质,细胞核,核仁,染色体,叶绿体,线粒体,液泡. (五)细胞骨架:蛋白质纤维构成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生命活动密切相关。 三、实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体 1.实验原理 (1)叶绿体:高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中。叶绿体一般是绿色的、呈扁平的椭球形或球形,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。 (2)线粒体: ①线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。呈短棒状、圆球状、线形、哑铃形等多种形态。 ②健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。线粒体可在健那绿染液中维持活性数小时,因而可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。 2.实验流程 (1)观察叶绿体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴清水, ↓,将藓类小叶?或菠菜稍带些叶肉的下,表皮?放入水滴中,,, ,盖上盖玻片)))) 观察:先用低倍显微镜观察,找到叶肉细胞后再用高倍显微镜观察 (2)观察线粒体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴健那绿染液, ↓,牙签刮口腔内侧壁后涂于染液中, ↓,盖上盖玻片)))) 观察:高倍显微镜下可见被染成蓝绿色的线粒体 【注意】 1.临时装片随时保持有水状态,以免影响细胞的活性。 2.使用低倍镜的正确操作顺序:取镜→对光→安装装片→下降镜筒→调焦。 3.由低倍镜换用高倍镜的正确操作顺序:将要观察的物像移到视野的中央→转动转换器,换高倍物镜→调整光圈或反光镜,使视野亮度适宜→调节细准焦螺旋,直至物像清晰。 4.健那绿染液要溶于生理盐水中的原因:维持人体口腔上皮细胞正常生命活动,维持细胞形态。 四、分泌蛋白的合成与分泌 1.分泌蛋白:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如消化酶、抗体、蛋白质类激素(常考的是胰岛素和生长激素) 2.研究方法:同位素标记法 3.过程:(如图) 4.参与分泌蛋白的合成与分泌的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 五、细胞的生物膜系统 1.组成:各种生物膜的结构特点和化学组成大致相同,都含有磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇等,但含量不同,这与各种膜的功能有关。 2.生物膜的种类: (1)细胞膜:单层、细胞的外界膜。 (2)核膜:双层、具核孔、细胞核的外界膜。 (3)细胞器膜:①双层膜:叶绿体膜、线粒体膜。 ②单层膜:内质网膜、高尔基体膜、液泡膜、溶酶体膜等。 3.结构:⑴直接相连:核膜、内质网膜、细胞膜; ⑵间接相连:内质网膜、高尔基体膜、细胞膜(通过囊泡相连)。 4、功能:①使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递; ②为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所; ③把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。 【动、植物细胞图像的判断】 一、细胞器结构和功能 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)人体细胞内存在一套复杂的膜系统。下列叙述错误的是( ) A. 由单位膜包被的溶酶体含多种水解酶 B. 高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运 C. 肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶 D. 核被膜与质膜的相连可通过线粒体来实现 【答案】D 【解析】溶酶体由一层单位膜包被,内含多种水解酶,A正确;高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,即高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运,B正确;与肝脏解酒精的功能相适应,人肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶,C正确;核被膜与质膜的相连可通过内质网来实现,D错误。 变式训练1:(山西省陵川第一中学2016-2017学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是( ) A. 遗传信息翻译的场所 B. 组成成分中含mRNA C. 全部游离在细胞质基质中 D. 能识别基因的启动子 【答案】A 【解析】遗传信息翻译是指以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所是核糖体,A正确;核糖体的组成成分主要是rRNA和蛋白质,B错误;真核生物核糖体有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中,C错误;识别基因启动子的是RNA聚合酶,主要存在于细胞核中,D错误。 例2:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)与家兔肌肉细胞相比,菠菜叶肉细胞不具有的结构是(  ) A. 细胞壁 B. 叶绿体 C. 液泡 D. 中心体 【答案】D 【解析】家免肌肉细胞是高等动物细胞基因中心体,不具有细胞壁、叶绿体和液泡;菠菜叶肉细胞是高等植物细胞,具有细胞壁、叶绿体和液泡,不具有中心体。综上分析,A、B、C均错误,D正确。 变式训练2.(上海市2017届高三等级考试测试生物试卷)如图是某细胞局部的亚显微结构照片,图中所示表面附着颗粒的膜结构细胞器是(  ) A. 细胞核 B. 内质网 C. 细胞壁 D. 液泡 【答案】B 【解析】图中网状生物膜表面上附着颗粒是核糖体,所以该膜结构细胞器应是内质网,选B。 例3:(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)原核生物都具有的结构是( ) A.质膜和核膜 B.线粒体和核膜 C.质膜和核搪体 D.线粒体和核糖体 【答案】C 【解析】原核细胞无核膜,也无线粒体;A、B、D错误。 变式训练3.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 核糖体是细菌、噬菌体、酵母菌唯一共有的细胞器 B. 线粒体内膜蛋白质的种类与含量均比其外膜的高 C. 吞噬细胞的溶酶体能合成多种水解酶,这与其功能相适应 D. 叶绿体是细胞进行光合作用的必需结构,其中含有少量DNA和RNA 【答案】B 【解析】细菌由原核细胞构成,酵母菌由真核细胞构成,核糖体是原核细胞与真核细胞唯一共有的细胞器,噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,没有细胞结构,A错误;线粒体内膜上含有与有氧呼吸第三阶段有关的酶,其内膜向内腔折叠形成嵴,使内膜的表面积大于外膜,可见,线粒体内膜蛋白质的种类与含量均比其外膜的高,B正确;吞噬细胞的溶酶体内含有多种水解酶,这与其功能相适应,但这些水解酶是在核糖体中合成的,C错误;叶绿体是真核细胞进行光合作用的必需结构,其中含有少量DNA和RNA,D错误。 二、用高倍镜观察叶绿体和线粒体 例4:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)下列有关线粒体的叙述,正确的是( ) A. 在电子显微镜下观察醋酸杆菌,可看到线粒体由双层膜构成 B. 口腔上皮细胞用盐酸处理后,线粒体可被健那绿染成蓝绿色 C. 无论在有氧还是无氧条件下,线粒体基质中都可以生成CO2 D. 线粒体中含有少量DNA,是能进行半自主自我复制的细胞器 【答案】D 【解析】线粒体是具有双膜结构的细胞器,含有少量DNA和RNA,是能进行半自主复制的细胞器,能合成部分蛋白质,因此含有少量核糖体。醋酸杆菌是一种细菌,其细胞中没有线粒体,A错误;健那绿是活性染料,因此口腔上皮细胞不需要用盐酸处理,B错误;无氧呼吸发生在细胞质基质,因此在无氧条件下线粒体中不可能产生二氧化碳,C错误;线粒体中含有少量DNA,可以进行DNA的复制并控制少量蛋白质的合成,是能进行半自主自我复制的细胞器,D正确。 变式训练4.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列有关细胞的叙述,错误的是( ) A. 动物细胞中的细胞骨架由纤维素组成 B. 真核细胞核糖体的形成与核仁有关 C. 细胞分化是生物个体发育的基础 D. 细胞作为一个基本的生命系统,它的边界就是细胞膜 【答案】A 【解析】由题文和选项的描述描述可知:该题考查学生对细胞骨架的成分、核仁的功能、细胞分化的意义、细胞膜的功能等相关知识的识记和理解能力。动物细胞中的细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构,A错误;核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,可将,真核细胞核糖体的形成与核仁有关,B正确;细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础,C正确;细胞是最基本的生命系统,它的边界是细胞膜,D正确。 分泌蛋白的合成与分泌 例4.(江西省南昌市第二中学2018届高三三轮第二次模拟理科综合生物试题)唾液淀粉酶属于分泌蛋白,下列有关叙述错误的是( ) A. 正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上 B. 在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子 C. 淀粉可改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,进而专一性结合 D. 翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对 【答案】C 【解析】由题文和选项的描述可知:该题考查学生对分泌蛋白的合成与加工过程、基因的表达等相关知识的识记和理解能力。唾液淀粉酶属于分泌蛋白,分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成,可见,正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上,A正确;高尔基体可对分泌蛋白进行进一步的修饰加工,因此在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子,B正确;淀粉不能改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,C错误;翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对,D正确。 解答此题的关键是: ①熟记并理解分泌蛋白的合成和分泌过程,形成如下的知识网络。 ②明确翻译时tRNA借助自身的反密码子与mRNA上的密码子配对,且生物界共用一套密码子。 变式训练4.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)奶酪是由牛乳腺上皮细胞分泌的乳汁浓缩而成的营养品。检测得知,牛乳汁中含有乳糖、乳脂、酪蛋白、抗体等成分。下列说法正确的是( ) A. 利用双缩脲试剂可检测并鉴别出酪蛋白或抗体 B. 乳糖可被人小肠上皮细胞以主运输方式吸收 C. 乳脂在乳腺上皮细胞中的内质网中合成 D. 抗体在乳腺上皮细胞的核糖体上合成 【答案】C 【解析】据题文和选项的描述可知:该题考查学生对检测生物组织中的蛋白质、细胞中的糖类、细胞器的功能等相关知识的识记和理解能力。 酪蛋白和抗体的化学本质均是蛋白质,都与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应,因此利用双缩脲试剂不能鉴别出酪蛋白或抗体,A错误;乳糖属于二糖,不能被人小肠上皮细胞吸收,B错误;乳脂属于脂质,在乳腺上皮细胞中的内质网中合成,C正确;抗体的化学本质是蛋白质,在浆细胞的核糖体上合成,D错误。 细胞的生物膜系统 例5.(2012年普通高等学校招生全国统一考试生物)有关生物膜结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 膜载体蛋白的合成不需要ATP B. 葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白 C. 线粒体外膜与内膜的主要功能不同 D. 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同 【答案】C 【解析】试题分析:载体蛋白的合成需要消耗能量,故A错;葡萄糖的运输方式是主动运输,需要细胞膜上载体蛋白的参与,故B错;线粒体内膜是进行有氧呼吸的第三阶段,而外膜没有此功能,故C正确;生物膜的基本组成成分相似,主要都是脂质和蛋白质,故D错。 考点:本题主要考查细胞膜的结构和功能,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。 变式训练5.(河北省石家庄二中2018届最后一卷试题理综生物试题)下列有关细胞结构的叙述,正确的是( ) A. 细胞中的囊泡可由细胞膜形成 B. 细胞中核糖体的形成一定与核仁有关 C. 溶酶体中可合成多种水解酶, D. 细胞中含有色素的细胞器只有叶绿体 【答案】A 【解析】根据分泌蛋白的合成、加工过程可知,细胞中的囊泡可由高尔基体和内质网形成,最后到细胞膜上融合;根据胞吞过程可知,细胞内囊泡也可由细胞膜形成,A正确;原核细胞中没有核仁,但具有核糖体,说明原核细胞中的核糖体形成与核仁无关,B错误;溶酶体内含有许多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,但合成水解酶的场所是核糖体,C错误;在植物细胞中含有色素的细胞器有液泡和叶绿体,D错误。 1.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是( ) 选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型 A. 位于突触后膜,识别并结合神经递质 受体 B. 位于靶细胞膜,识别并结合激素 载体 C. 位于类囊体膜,催化ATP合成 酶 D. 位于癌细胞膜,引起特异性免疫 抗原 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】本题的知识点是膜蛋白的种类及功能。膜蛋白根据功能不同,可分为四类:载体蛋白、受体蛋白、糖蛋白、酶。突触后膜上有与神经递质结合的特异性受体,受体可以特异性的结合相应的神经递质,使下一个神经元兴奋或抑制,A正确;靶细胞上含有能和相应激素特异性结合的受体,当激素与受体结合后,引起细胞代谢发生变化B错误;光合作用的光反应过程中,会发生光能转变为ATP中活跃的化学能,即需要ATP的合成,因此类囊体薄膜上含有ATP合成酶,C正确;细胞癌变后,细胞膜上会产生相应的癌胚抗原,引起机体的特异性免疫反应,进而清除癌变的细胞,D正确。 2.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)关于线粒体的叙述,正确的是( ) A. 线粒体外膜的蛋白质含量比内膜高 B. 葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 C. 成人心肌细胞中线粒体数量比腹肌细胞的多 D. 哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 【答案】C 【解析】试题分析:本题是对线粒体的结构和功能、线粒体与功能相适应的特点的考查,回忆线粒体的结构和功能,分析选项进行解答. 解:A、线粒体内膜的功能更复杂,因此线粒体内膜上的蛋白质的种类和含量比线粒体外膜高,故A选项错误;B、葡萄糖分解成丙酮酸过程发生在细胞质基质中,故B选项错误;C、由于心肌细胞不停地收缩和舒张,消耗的能量多,因此与腹肌细胞相比含线粒体多,故C选项正确;D、哺乳动物精子中的线粒体聚集尾部,故D选项错误. 3.(甘肃省天水市一中2018届高三下学期第四次模拟考试理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,不正确的是( ) A. 真核细胞的各种生物膜中都含有丰富的磷脂 B. 某些细胞器衰老后可被溶酶体吞噬、消化 C. 真核细胞的RNA主要在细胞核中合成 D. 细胞膜两侧的离子浓度差的维持是通过自由扩散实现的 【答案】D 【解析】据题文和选项的描述可知:该题考查学生对生物膜的成分、细胞器的功能、转录、物质跨膜运输等相关知识的识记和理解能力。磷脂是构成细胞膜及各种细胞器膜等膜结构的重要成分,因此真核细胞的各种生物膜中都含有丰富的磷脂,A正确;溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,B正确;真核细胞的RNA主要在细胞核中通过转录过程合成,C正确;细胞膜两侧的离子浓度差的维持主要是通过主动运输实现的,D错误。 4.(湖北省黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,正确的是( ) A. 植物缺乏镁元素不能合成各种色素 B. 细胞膜、线粒体膜上均有运输葡萄糖的载体 C. 内质网增大了细胞内的膜面积,有利于酶和核糖体的附着 D. 正常生理状态下溶酶体中的水解酶不会消化自体的细胞器 【答案】C 【解析】镁是构成叶绿素的重要因素,因此缺镁会导致叶绿素不能合成,但是不影响其他色素的合成,A错误;葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质,产生的丙酮酸可以进入线粒体,而葡萄糖不能进入线粒体,因此线粒体上没有运输葡萄糖的载体,B错误;内质网内链着核膜,外连着细胞膜,增大了细胞内的膜面积,有利于酶和核糖体的附着,C正确;溶酶体含有多种水解酶,能吞噬消化衰老、损伤的细胞器,D错误。 5.(天成教育命题研究院2018年高考精准预测卷(一)理科综合生物试题)下列关于细胞的生物膜系统的叙述,错误是( ) A. 生物膜都以磷脂双分子层为基本支架,并具有一定流动性 B. 生物膜的功能是由组成膜的蛋白质、脂质等共同决定的 C. 细胞膜上糖类等物质的不均匀分布导致了膜电位的产生 D. 生物膜系统保证了细胞内多种代谢反应有序而高效地进行 【答案】C 【解析】磷脂双分子层是生物膜的基本骨架,生物膜的结构特点是具有一定的流动性,A正确;生物膜的主要成分是蛋白质分子和磷脂分子,生物膜的功能与这两种分子密切相关,B正确;神经元细胞膜电位的产生是由于钠离子和钾离子进出细胞导致的,C错误;生物膜系统把各种细胞器分隔开,使得细胞内能同时进行多种化学反应而互不干扰,保证了细胞生命活动高效有序地进行,D正确。 6.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题 )下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 【答案】C 【解析】20世纪30年代,鲁宾和卡门采用放射性同位素示踪技术,用18O分别标记C02和H2O,一组植物提供C1802和H2O,另一组植物提供C02和H218O,分析两组植物释放的O2,证明了光合作用释放的氧全部来自水,A错误;赫尔希和蔡斯采用放射性同位素示踪技术,用35S标记一部分噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分噬菌体的DNA,进行噬菌体侵染细菌的实验,证明了噬菌体的遗传物质是DNA,B错误;摩尔根以红眼雌果蝇和白眼雄果蝇为亲本进行杂交实验,从而证明了“基因位于染色体上”,在此过程中没有应用放射性同位素示踪技术,C正确;科学家在研究分泌蛋白的合成、分泌途径时,采用放射性同位素示踪技术,用3H标记的亮氨基注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,D错误。 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)T2噬菌体与醋酸杆菌的相同之处是( ) A. 为原核生物 B. 以DNA为遗传物质 C. 属于分解者 D. 可以进行有氧呼吸 【答案】B 【解析】T2噬菌体是DNA病毒,组成成分主要是DNA和蛋白质,病毒只有寄生在活细胞中才能完成生命活动;醋酸杆菌是原核生物,含有DNA和RNA,是需氧型生物,属于分解者. 解:A、T2噬菌体是DNA病毒,不具有细胞结构,A错误;B、T2噬菌体与醋酸杆菌都以DNA为遗传物质,B正确;C、病毒只有寄生在活细胞中才能完成生命活动,不是分解者,C错误; D、病毒自身不能进行呼吸,D错误. 8.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)科研人员发现在小鼠新生胚胎细胞分裂过程中,微管(蛋白)桥网络从细胞中心向外生长并组装构成细胞骨架,此时相邻细胞间也连通着该微管桥。下列相关说法错误的是( ) A. 细胞骨架与细胞分裂、物质运输等密切相关 B. 早期胚胎相邻细胞间的信息交流可能与微管桥有关 C. 细胞分裂前期,中心体复制然后移向两极 D. 若水解微管桥网络,细胞形状会发生变化 【答案】C 【解析】细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,A正确;由题意“相邻细胞间也连通着该微管桥”可推知:早期胚胎相邻细胞间的信息交流可能与微管桥有关,B正确;中心体在有丝分裂的间期进行复制倍增,在有丝分裂的前期移向细胞的两极,C错误;微管(蛋白)桥网络组装构成细胞骨架,能维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性,若水解微管桥网络,则细胞形状会发生变化,D正确。 9.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 【答案】D 【解析】DNA是细胞中的遗传物质,原核细胞中的DNA不与蛋白质结合,而真核细胞中的细胞核DNA与蛋白质结合,A正确;ADP的结构简式为A—P~P, 其中由核糖和腺嘌呤组成的A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,即ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,含有高能磷酸键,B正确;生物膜包括细胞膜、核膜、细胞器膜,细胞膜上与传递信息密切相关的糖蛋白具有识别作用,细胞膜上的载体蛋白具有运输物质的作用,线粒体内膜上分布有具有催化作用的酶,该酶的化学本质是蛋白质,可见,生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用,C正确;核孔是细胞内蛋白质和RNA等大分子物质选择性地进出细胞核的通道,D错误。 10.(2018届高三高考临考精品信息卷九生物试题)下列关于真核细胞结构的叙述,错误的是( ) A. 细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应 B. 线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所 C. 由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构 D. 高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所 【答案】D 【解析】细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应,不同种类功能的细胞中细胞器的种类和数量不同,如含有叶绿体的真核细胞能进行光合作用,含有线粒体的真核细胞能进行有氧呼吸,A正确;线粒体是细胞的动力工厂,真核细胞中物质氧化和能量转换主要发生在线粒体中,B正确;每种细胞器都具有自己特定的空间结构,核糖体是由rRNA?和蛋白质组成的,是“生产蛋白质的机器”,C正确;蛋白质合成是在核糖体上完成的,动物细胞的高尔基体主要与分泌蛋白的加工、转运有关,植物细胞的高尔基体与细胞壁的合成有关,D错误。 11.(南京师范大学附属中学2018届高三模拟考试生物试卷)将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以观察到的现象是(  ) A. 菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体 B. 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 C. 人口腔上皮细胞中有数量较多的线粒体 D. 黑藻叶片细胞中清晰可见叶绿体、液泡、细胞核等结构 【答案】A 【解析】菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个绿色的叶绿体,A项正确;花生子叶细胞中存在多个脂肪颗粒,本身不呈现颜色,苏丹Ⅲ染色出现橘黄色,B项错误;细胞中的线粒体需要用健那绿染色后才能看到,C项错误;黑藻叶片细胞由于含有较多的叶绿体,液泡、细胞核等结构不容易看到,D项错误。 12.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)下列关于原核细胞的叙述,正确的是( ) A. 无线粒体的原核细胞不能进行有氧呼吸 B. 无叶绿素的原核细胞不能进行自养代谢 C. 原核细胞的核区DNA上无游离的磷酸基团 D. 原核细胞的细胞质高度区室化、功能专一化 【答案】C 【分析】硝化细菌细胞为原核细胞,无线粒体和叶绿素,但含有与有氧呼吸有关的酶,能进行化能合成作用,因此能进行有氧呼吸和自养代谢,A、B错误;原核细胞的核区DNA为环状,其上无游离的磷酸基团,C正确;原核细胞没有细胞器膜和核膜,其细胞质没有被细胞内的生物膜分隔成“小区室”,所以没有高度区室化、功能专一化,D错误。 13.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)人体疾病往往与细胞器异常相关联。如内质网在病理条件下,受到损伤时,会发生肿胀、肥大和某些物质积累。肿胀是由于水分和钠的流入,使内质网变成囊泡,进而影响内质网的功能。请回答: (1)内质网在病理条件下的肿胀现象能体现出生物膜具有的结构特点是________________。 (2)用含3H标记的亮氨酸(R基为-C4H9)的培养液培养胰腺腺泡细胞,放射性最先出现的部位是_________,一段时间后,可在内质网中检测到放射性,这与内质网的_________功能有关。实验中需要将亮氨酸中的H均标记为3H,通过追踪放射性强度来确定实验结果,亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果,原因是_____________。 (3)矿工职业病中的硅肺也与细胞器异常有关,患病原因是由于_________细胞中的_________缺乏分解硅尘的酶而导致的。 【答案】 (一定的)流动性 细胞膜 蛋白质合成和加工 亮氨酸产生水中的放射性强度明显低于肽链中放射性强度 吞噬 溶酶体 【解析】(1)内质网是具有单层膜的细胞器,其在病理条件下出现肿胀,体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。 (2)用含3H标记的亮氨酸培养胰腺腺泡细胞,氨基酸以主动运输的方式通过细胞膜进入细胞质,因此放射性首先出现于细胞膜;由于内质网具有蛋白质合成与加工的功能,因此一段时间后内质网也可以检测到放射性。氨基酸通过脱水缩合形成多肽和水,由于脱去的水分子中的放射性氢原子明显少于肽链中的放射性氢原子,因此亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果。 (3)硅肺患者是由于其吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶而导致的。 35.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)下面是对高中生物教材上的一些实验的分析,请完成: (1)还原糖的鉴定要选择合适的材料,现有苹果、梨、西瓜、番茄、甘蔗五种材料,适用该实验的材料为________________。 (2)观察线粒体的形态常用________________作为染色剂。 (3)科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,用到的方法是________________ (4)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中利用______________将细胞染色。实验过程中将人口腔上皮细胞浸到质量分数为0. 9%的NaCl溶液中的目的是________________。 【答案】 苹果、梨 健那绿 同位素标记法 甲基绿吡罗红混合染色剂 保持正常形态,利于观察 【解析】分析:鉴定生物材料中某类成分时最好选择该类成分含量丰富的生物材料且没有颜色干扰的材料效果最好。观察细胞中线粒体的形态需要活性染料——健那绿。研究分泌蛋白的合成和分泌时,常用的方法是放射性同位素标记法。观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验是利用甲基绿对DNA亲和力高,而吡罗红对RNA亲和力高,分别将DNA染成绿色,RNA染成红色进行对比观察。 (1)还原糖的检测选材时要注意选择含还原糖量高且材料颜色浅或者接近无色。 (2)健那绿专门染活细胞的线粒体,呈现蓝绿色。 (3)科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,用3H标记氨基酸。 (4)观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,甲基绿染DNA而吡罗红染RNA。生理盐水的作用是维持细胞的正常形态。 15.(全国高考2018届高三密破考情卷(七)理科综合生物试题)如图所示为不同核基因编码的mRNA控制蛋白质合成及蛋白质的转运过程。回答下列有关问题: (1)由图可知,在游离分布于细胞质中的核糖体上合成的蛋白质有____________(至少回答两种)。 (2)核基因编码的蛋白质在细胞内的运输取决于自身的氨基酸序列中是否包含了信号序列以及信号序列的差异,故送往不同细胞结构的蛋白质具有________________________,这是细胞内蛋白质定向运输所必须的;图中可能不含信号序列的蛋白质是________________________。 (3)研究发现,经②过程进入内质网的多肽,经加工后形成有一定____________的蛋白质,③过程输出的蛋白质不包含信号序列,推测其原因是________________________。 (4)蛋白质经⑧过程进入细胞核需要通过____________(结构),这一过程具有____________性。 【答案】 胞质可溶性蛋白、线粒体中部分蛋白质、叶绿体中部分蛋白质、细胞核中的蛋白质 不同的信号序列 胞质可溶性蛋白 空间结构 信号序列在内质网中被相应的酶切除 核孔 选择 【解析】(1)据图可知,游离分布于细胞质中的核糖体上合成的蛋白质包括胞质可溶性蛋白和参与线绿体、叶绿体、细胞核内生命活动的蛋白,例如部分呼吸酶、部分光合作用所需要的蛋白和细胞核中的结构蛋白、酶等。 (2)核基因编码的蛋白质信号序列的有无及信号序列的差异决定了它们运往细胞内不同的位置;胞质可溶性蛋白合成后直接进入细胞质,不需要有信号序列。 (3)粗面内质网对进入的肽链进行剪切,在酶的作用下切除信号序列,然后折叠形成具有一定空间结构的蛋白质,所以③过程输出的蛋白质不包含信号序列。 (4)蛋白质属于大分子,进入细胞核需要通过核孔,核孔对进出细胞核的大分子物质具有选择性。 14 第6讲 细胞器—系统内的分工合作(解析版) 本节内容着重介绍系统内怎样进行分工合作,这与各种细胞器有关,因此掌握这些细胞器的结构及各自的功能及细胞内生物膜系统是这一节的重点。是后面将要学习光合作用、呼吸作用、蛋白质的合成、动物有丝分裂等知识的基础,也为学习细胞的能量供应和利用奠定细胞学基础。只有切实明确了各种细胞器的结构和功能,及细胞内生物膜系统在结构和功能上的联系,才能真正理解系统的分工合作。《细胞器----系统分工合作》这部分内容属微观水平,离学生的生活经验较远,初中虽然已经观察过叶绿体、线粒体和液泡的形态,但无法用已有知识解决在高中深入学习细胞器时遇到的认识其亚显微结构并将它与功能相联系,以及在各细胞器之间建立关联的难点问题,学习起来有一定难度和挑战性。由于该节知识微观、抽象,教学时,首先引导学生联系生活经验进行类比,认识细胞内各个细胞器及其分工,然后采用:识图——感知科学过程和方法——实验观察——解决问题的流程进行教学。 一、细胞质 显微结构:光学显微镜下看到的结构 亚显微结构:电子显微镜下看到的结构 细胞质 细胞质基质:胶状物质,是细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞器:具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。(差速离心法) 二、细胞质基质 定义:细胞质中除细胞器以外的液体部分(存在状态:胶质状态) 功能:1.细胞质基质中有多种酶,是多种代谢活动的场所。 2.为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件(如提供ATP、核苷酸、氨基酸等)。 成分:水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶。 三、细胞器结构和功能 (一)双层膜——线粒体和叶绿体: 线粒体 叶绿体 分布 动植物细胞中 主要存在于植物细胞(主要是叶肉细胞) 结构 形态 椭球形 扁平的椭球形或球形 观察 可以对活的动物细胞中的线粒体进行染色。线粒体+健那绿→蓝绿色 叶肉细胞中的叶绿体呈绿色,可直接用高倍显微镜来观察 结 构 双 层 膜 外膜 与周围的细胞质基质分开 内膜 向内折叠形成嵴 是一层光滑的膜 基 粒 无 类囊体堆叠成,含色素和与光反应有关的酶 基 质 含与有氧呼吸有关酶 含与暗反应有关的酶 都含有少量的DNA,RNA和核糖体 功能 有氧呼吸的主要场所—“动力车间” 光合作用的场所—“养料制造车间”和“能量转换站” 【补充】 (1)线粒体的数量与细胞新陈代谢的强弱有关:一般在细胞代谢旺盛的部位比较集中。 (注意:蛔虫的体细胞内不含线粒体,因为蛔虫进行无氧呼吸) (2)线粒体内膜向内折叠形成嵴——意义:增大膜面积有利于生化反应地进行。 (3)线粒体与叶绿体都与能量转换有关: 叶绿体:光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 线粒体:有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能 (4)线粒体与叶绿体都含少量DNA和RNA,可以自主复制与表达,不完全受细胞核控制,决定细胞质遗传. (5)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含的化学成分不同,所具有的生理功能不同。 单层膜 1.内质网: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜连接而成的网状结构; ③类型: 粗面型内质网:有核糖体附着的内质网——蛋白质的合成、加工和运输有关 滑面型内质网:没有核糖体附着的内质网—与糖类、脂质和激素的合成有关 ④功能:蛋白质合成和加工、运输以及脂质合成的“车间”。 2.高尔基体: ①分布:动植物细胞; ②结构:扁平囊状结构和大小囊泡(其中扁平囊是判断高尔基体的依据); 对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动植物细胞) ③功能 与分泌物的形成有关(动物细胞) 与细胞壁的形成有关(植物细胞) 3.液泡: ①分布:高等植物、低等动物(主要在成熟的植物细胞内); 成熟区有大液泡,未成熟区(不断进行分裂,如分生区)没有大液泡 ②结构:单层膜(液泡膜),内含细胞液(细胞液中含有色素、无机盐、糖类、蛋白质等); ③功能:调节植物细胞的内环境;使植物细胞保持坚挺(维持细胞形态);和细胞的吸水失水相关 4.溶酶体: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜囊状结构,内含多种水解酶; ③功能:分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌—“消化车间”。 (三)无膜结构 1.核糖体: ①分布:动植物细胞; ②存在状态:游离于细胞质基质(游离核糖体),附着于粗面内质网和外层核膜上(附着核糖体),在线粒体和叶绿体内; ③结构:不具膜,呈颗粒状,其成分为RNA和蛋白质; ④功能:蛋白质合成的场所—“生产蛋白质的机器”。 中心体: ①分布:动物细胞和低等植物细胞; ②结构:不具膜结构,由两组互相垂直的中心粒及周围物质组成; ③功能:和细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成有关(发出星射线形成纺锤体) (四)分类、总结 ⑴从结构特点分析: ①具有双层膜的细胞器:叶绿体、线粒体; ②不具有膜结构(不含磷脂)的细胞器:核糖体、中心体; ③具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 ⑵从成分特点分析: ①含DNA的细胞器:线粒体、叶绿体; ②含RNA的细胞器:核糖体; ③含核酸的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体 ④含色素的细胞器:叶绿体、液泡 ⑶从分布特点分析: ①高等植物细胞所特有:叶绿体、液泡; ②高等动物细胞所特有:中心体; ③动植物细胞都有:线粒体、内质网、核糖体、溶酶体、高尔基体 ④原核细胞中具有的细胞器:核糖体; ⑤根尖分生区没有的细胞器:叶绿体、中心体、液泡。 ⑷从功能特点分析: ①能产生水的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体; ②与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器):线粒体、叶绿体 ③产生ATP的场所:线粒体、叶绿体、细胞质基质 ④动植物细胞内都有,但功能不同的细胞器:高尔基体 ⑸光学显微镜下可见的结构形式有:细胞壁,细胞质,细胞核,核仁,染色体,叶绿体,线粒体,液泡. (五)细胞骨架:蛋白质纤维构成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生命活动密切相关。 三、实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体 1.实验原理 (1)叶绿体:高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中。叶绿体一般是绿色的、呈扁平的椭球形或球形,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。 (2)线粒体: ①线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。呈短棒状、圆球状、线形、哑铃形等多种形态。 ②健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。线粒体可在健那绿染液中维持活性数小时,因而可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。 2.实验流程 (1)观察叶绿体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴清水, ↓,将藓类小叶?或菠菜稍带些叶肉的下,表皮?放入水滴中,,, ,盖上盖玻片)))) 观察:先用低倍显微镜观察,找到叶肉细胞后再用高倍显微镜观察 (2)观察线粒体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴健那绿染液, ↓,牙签刮口腔内侧壁后涂于染液中, ↓,盖上盖玻片)))) 观察:高倍显微镜下可见被染成蓝绿色的线粒体 【注意】 1.临时装片随时保持有水状态,以免影响细胞的活性。 2.使用低倍镜的正确操作顺序:取镜→对光→安装装片→下降镜筒→调焦。 3.由低倍镜换用高倍镜的正确操作顺序:将要观察的物像移到视野的中央→转动转换器,换高倍物镜→调整光圈或反光镜,使视野亮度适宜→调节细准焦螺旋,直至物像清晰。 4.健那绿染液要溶于生理盐水中的原因:维持人体口腔上皮细胞正常生命活动,维持细胞形态。 四、分泌蛋白的合成与分泌 1.分泌蛋白:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如消化酶、抗体、蛋白质类激素(常考的是胰岛素和生长激素) 2.研究方法:同位素标记法 3.过程:(如图) 4.参与分泌蛋白的合成与分泌的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 五、细胞的生物膜系统 1.组成:各种生物膜的结构特点和化学组成大致相同,都含有磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇等,但含量不同,这与各种膜的功能有关。 2.生物膜的种类: (1)细胞膜:单层、细胞的外界膜。 (2)核膜:双层、具核孔、细胞核的外界膜。 (3)细胞器膜:①双层膜:叶绿体膜、线粒体膜。 ②单层膜:内质网膜、高尔基体膜、液泡膜、溶酶体膜等。 3.结构:⑴直接相连:核膜、内质网膜、细胞膜; ⑵间接相连:内质网膜、高尔基体膜、细胞膜(通过囊泡相连)。 4、功能:①使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递; ②为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所; ③把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。 【动、植物细胞图像的判断】 一、细胞器结构和功能 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)人体细胞内存在一套复杂的膜系统。下列叙述错误的是( ) A. 由单位膜包被的溶酶体含多种水解酶 B. 高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运 C. 肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶 D. 核被膜与质膜的相连可通过线粒体来实现 【答案】D 【解析】溶酶体由一层单位膜包被,内含多种水解酶,A正确;高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,即高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运,B正确;与肝脏解酒精的功能相适应,人肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶,C正确;核被膜与质膜的相连可通过内质网来实现,D错误。 变式训练1:(山西省陵川第一中学2016-2017学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是( ) A. 遗传信息翻译的场所 B. 组成成分中含mRNA C. 全部游离在细胞质基质中 D. 能识别基因的启动子 例2:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)与家兔肌肉细胞相比,菠菜叶肉细胞不具有的结构是(  ) A. 细胞壁 B. 叶绿体 C. 液泡 D. 中心体 【答案】D 【解析】家免肌肉细胞是高等动物细胞基因中心体,不具有细胞壁、叶绿体和液泡;菠菜叶肉细胞是高等植物细胞,具有细胞壁、叶绿体和液泡,不具有中心体。综上分析,A、B、C均错误,D正确。 变式训练2.(上海市2017届高三等级考试测试生物试卷)如图是某细胞局部的亚显微结构照片,图中所示表面附着颗粒的膜结构细胞器是(  ) A. 细胞核 B. 内质网 C. 细胞壁 D. 液泡 例3:(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)原核生物都具有的结构是( ) A.质膜和核膜 B.线粒体和核膜 C.质膜和核搪体 D.线粒体和核糖体 【答案】C 【解析】原核细胞无核膜,也无线粒体;A、B、D错误。 变式训练3.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 核糖体是细菌、噬菌体、酵母菌唯一共有的细胞器 B. 线粒体内膜蛋白质的种类与含量均比其外膜的高 C. 吞噬细胞的溶酶体能合成多种水解酶,这与其功能相适应 D. 叶绿体是细胞进行光合作用的必需结构,其中含有少量DNA和RNA 二、用高倍镜观察叶绿体和线粒体 例4:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)下列有关线粒体的叙述,正确的是( ) A. 在电子显微镜下观察醋酸杆菌,可看到线粒体由双层膜构成 B. 口腔上皮细胞用盐酸处理后,线粒体可被健那绿染成蓝绿色 C. 无论在有氧还是无氧条件下,线粒体基质中都可以生成CO2 D. 线粒体中含有少量DNA,是能进行半自主自我复制的细胞器 【答案】D 【解析】线粒体是具有双膜结构的细胞器,含有少量DNA和RNA,是能进行半自主复制的细胞器,能合成部分蛋白质,因此含有少量核糖体。醋酸杆菌是一种细菌,其细胞中没有线粒体,A错误;健那绿是活性染料,因此口腔上皮细胞不需要用盐酸处理,B错误;无氧呼吸发生在细胞质基质,因此在无氧条件下线粒体中不可能产生二氧化碳,C错误;线粒体中含有少量DNA,可以进行DNA的复制并控制少量蛋白质的合成,是能进行半自主自我复制的细胞器,D正确。 变式训练4.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列有关细胞的叙述,错误的是( ) A. 动物细胞中的细胞骨架由纤维素组成 B. 真核细胞核糖体的形成与核仁有关 C. 细胞分化是生物个体发育的基础 D. 细胞作为一个基本的生命系统,它的边界就是细胞膜 分泌蛋白的合成与分泌 例4.(江西省南昌市第二中学2018届高三三轮第二次模拟理科综合生物试题)唾液淀粉酶属于分泌蛋白,下列有关叙述错误的是( ) A. 正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上 B. 在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子 C. 淀粉可改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,进而专一性结合 D. 翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对 【答案】C 【解析】由题文和选项的描述可知:该题考查学生对分泌蛋白的合成与加工过程、基因的表达等相关知识的识记和理解能力。唾液淀粉酶属于分泌蛋白,分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成,可见,正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上,A正确;高尔基体可对分泌蛋白进行进一步的修饰加工,因此在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子,B正确;淀粉不能改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,C错误;翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对,D正确。 解答此题的关键是: ①熟记并理解分泌蛋白的合成和分泌过程,形成如下的知识网络。 ②明确翻译时tRNA借助自身的反密码子与mRNA上的密码子配对,且生物界共用一套密码子。 变式训练4.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)奶酪是由牛乳腺上皮细胞分泌的乳汁浓缩而成的营养品。检测得知,牛乳汁中含有乳糖、乳脂、酪蛋白、抗体等成分。下列说法正确的是( ) A. 利用双缩脲试剂可检测并鉴别出酪蛋白或抗体 B. 乳糖可被人小肠上皮细胞以主运输方式吸收 C. 乳脂在乳腺上皮细胞中的内质网中合成 D. 抗体在乳腺上皮细胞的核糖体上合成 细胞的生物膜系统 例5.(2012年普通高等学校招生全国统一考试生物)有关生物膜结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 膜载体蛋白的合成不需要ATP B. 葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白 C. 线粒体外膜与内膜的主要功能不同 D. 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同 【答案】C 【解析】试题分析:载体蛋白的合成需要消耗能量,故A错;葡萄糖的运输方式是主动运输,需要细胞膜上载体蛋白的参与,故B错;线粒体内膜是进行有氧呼吸的第三阶段,而外膜没有此功能,故C正确;生物膜的基本组成成分相似,主要都是脂质和蛋白质,故D错。 考点:本题主要考查细胞膜的结构和功能,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。 变式训练5.(河北省石家庄二中2018届最后一卷试题理综生物试题)下列有关细胞结构的叙述,正确的是( ) A. 细胞中的囊泡可由细胞膜形成 B. 细胞中核糖体的形成一定与核仁有关 C. 溶酶体中可合成多种水解酶, D. 细胞中含有色素的细胞器只有叶绿体 1.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是( ) 选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型 A. 位于突触后膜,识别并结合神经递质 受体 B. 位于靶细胞膜,识别并结合激素 载体 C. 位于类囊体膜,催化ATP合成 酶 D. 位于癌细胞膜,引起特异性免疫 抗原 A. A B. B C. C D. D 2.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)关于线粒体的叙述,正确的是( ) A. 线粒体外膜的蛋白质含量比内膜高 B. 葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 C. 成人心肌细胞中线粒体数量比腹肌细胞的多 D. 哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 3.(甘肃省天水市一中2018届高三下学期第四次模拟考试理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,不正确的是( ) A. 真核细胞的各种生物膜中都含有丰富的磷脂 B. 某些细胞器衰老后可被溶酶体吞噬、消化 C. 真核细胞的RNA主要在细胞核中合成 D. 细胞膜两侧的离子浓度差的维持是通过自由扩散实现的 4.(湖北省黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,正确的是( ) A. 植物缺乏镁元素不能合成各种色素 B. 细胞膜、线粒体膜上均有运输葡萄糖的载体 C. 内质网增大了细胞内的膜面积,有利于酶和核糖体的附着 D. 正常生理状态下溶酶体中的水解酶不会消化自体的细胞器 6.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题 )下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)T2噬菌体与醋酸杆菌的相同之处是( ) A. 为原核生物 B. 以DNA为遗传物质 C. 属于分解者 D. 可以进行有氧呼吸 8.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)科研人员发现在小鼠新生胚胎细胞分裂过程中,微管(蛋白)桥网络从细胞中心向外生长并组装构成细胞骨架,此时相邻细胞间也连通着该微管桥。下列相关说法错误的是( ) A. 细胞骨架与细胞分裂、物质运输等密切相关 B. 早期胚胎相邻细胞间的信息交流可能与微管桥有关 C. 细胞分裂前期,中心体复制然后移向两极 D. 若水解微管桥网络,细胞形状会发生变化 9.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 10.(2018届高三高考临考精品信息卷九生物试题)下列关于真核细胞结构的叙述,错误的是( ) A. 细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应 B. 线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所 C. 由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构 D. 高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所 11.(南京师范大学附属中学2018届高三模拟考试生物试卷)将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以观察到的现象是(  ) A. 菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体 B. 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 C. 人口腔上皮细胞中有数量较多的线粒体 D. 黑藻叶片细胞中清晰可见叶绿体、液泡、细胞核等结构 12.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)下列关于原核细胞的叙述,正确的是( ) A. 无线粒体的原核细胞不能进行有氧呼吸 B. 无叶绿素的原核细胞不能进行自养代谢 C. 原核细胞的核区DNA上无游离的磷酸基团 D. 原核细胞的细胞质高度区室化、功能专一化 13.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)人体疾病往往与细胞器异常相关联。如内质网在病理条件下,受到损伤时,会发生肿胀、肥大和某些物质积累。肿胀是由于水分和钠的流入,使内质网变成囊泡,进而影响内质网的功能。请回答: (1)内质网在病理条件下的肿胀现象能体现出生物膜具有的结构特点是________________。 (2)用含3H标记的亮氨酸(R基为-C4H9)的培养液培养胰腺腺泡细胞,放射性最先出现的部位是_________,一段时间后,可在内质网中检测到放射性,这与内质网的_________功能有关。实验中需要将亮氨酸中的H均标记为3H,通过追踪放射性强度来确定实验结果,亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果,原因是_____________。 (3)矿工职业病中的硅肺也与细胞器异常有关,患病原因是由于_________细胞中的_________缺乏分解硅尘的酶而导致的。 35.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)下面是对高中生物教材上的一些实验的分析,请完成: (1)还原糖的鉴定要选择合适的材料,现有苹果、梨、西瓜、番茄、甘蔗五种材料,适用该实验的材料为________________。 (2)观察线粒体的形态常用________________作为染色剂。 (3)科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,用到的方法是________________ (4)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中利用______________将细胞染色。实验过程中将人口腔上皮细胞浸到质量分数为0. 9%的NaCl溶液中的目的是________________。 15.(全国高考2018届高三密破考情卷(七)理科综合生物试题)如图所示为不同核基因编码的mRNA控制蛋白质合成及蛋白质的转运过程。回答下列有关问题: (1)由图可知,在游离分布于细胞质中的核糖体上合成的蛋白质有____________(至少回答两种)。 (2)核基因编码的蛋白质在细胞内的运输取决于自身的氨基酸序列中是否包含了信号序列以及信号序列的差异,故送往不同细胞结构的蛋白质具有________________________,这是细胞内蛋白质定向运输所必须的;图中可能不含信号序列的蛋白质是________________________。 (3)研究发现,经②过程进入内质网的多肽,经加工后形成有一定____________的蛋白质,③过程输出的蛋白质不包含信号序列,推测其原因是________________________。 (4)蛋白质经⑧过程进入细胞核需要通过_________(结构),这一过程具有_________性。 14

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  • ID:11-4695076 [精]高考生物一轮复习学案 第5讲 细胞膜—系统的边界(学生版+解析版)

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第三章 细胞的基本结构/第1节 细胞膜──系统的边界

    第5讲 细胞膜—系统的边界(解析版) 本节是人教版必修一第三章第一节,前两章学习了细胞的定义以及组成细胞的分子,后面将要学习细胞的物质、功能以及生命历程,所以《细胞的基本结构》这章处于过渡的地位,在整个必修一中起到承上启下的作用。细胞膜对于细胞这个生命系统具有十分重要的意义,在整章甚至整个高中生物学习过程中都占有重要地位,起铺垫作用。 通过前面的复习学生已经具备的坚实的知识基础,知道了细胞的分子组成,初步了解细胞膜;初步掌握了显微镜的使用;同时细胞膜的功能对于学生而言是抽象的、不易理解的;具备一定的自学能力;一定的分析材料和推理判断的能力;根据课标要求和教材的具体内容,结合学生的认知结构和心理水平,制定了下列教学目标:知道如何选用提取细胞膜的实验材料,明确实验方法,理解的细胞膜的主要成分及功能。 能够解释选择哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的原因 能够明确提取细胞膜采用的实验方法; 能够通过对资料的分析推理得出细胞膜的主要成分; (4)能够简述细胞膜作为系统的边界具有的功能 一、制备细胞膜的方法(实验) 体验细胞膜制备的方法 1.实验原理 (1)动物细胞没有细胞壁,选择动物细胞更易制备细胞膜。 (2)动物细胞在清水(低渗溶液)中易吸水涨破,细胞内的物质流出,即可得到细胞膜。 (3)哺乳动物红细胞中没有细胞核及各种具膜的细胞器,避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离的麻烦,经离心即可得到较纯净的细胞膜。 2.实验流程 制作临时装片:在洁净载玻片上滴一滴红细胞稀释液后,加盖盖玻片       低倍镜观察:寻找观察点,并移至视野中央,换用高倍镜 高倍镜观察 : 【注意】 1.取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释,目的是: ①使红细胞分散开,不易凝集成块。 ②使红细胞暂时维持原有的形态。 2.操作时载物台应保持水平,否则易使蒸馏水流走。 3.滴蒸馏水时应缓慢,边滴加边用吸水纸吸引,同时用显微镜观察红细胞的形态变化。 4.如果该实验过程在试管中进行,要想获得较纯净的细胞膜,红细胞破裂后,还必须经过离心、过滤才能成功。 5、选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因: ①动物细胞没有细胞壁。 ②哺乳动物成熟的红细胞,没有细胞核和具膜结构的细胞器(一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞做实验材料,因为有细胞核和各种细胞器); ③红细胞数量多,材料易得。 细胞膜的成分: 1.构成细胞膜的化学元素有C、H、O、N、P等。 2.主要成分: 脂质(50%):以磷脂为主,是细胞膜的骨架,含两层;还有胆固醇。 蛋白质(40%):细胞膜功能的体现者,蛋白质种类和数量越多,细胞膜功能越复杂; 糖类(2%-10%):和蛋白质结合形成糖蛋白也叫糖被,和细胞识别、免疫反应、信息传递、血型决定等有直接联系。 【注意】 (1)不同细胞的细胞膜中各组分的含量不同,这与细胞的功能有关,如功能复杂的膜中,蛋白质数量多。 (2)细胞在癌变的过程中,细胞膜的成分发生改变,有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。 三、细胞膜功能: 1、将细胞与外界环境分隔开:保证细胞内部环境的相对稳定 2、控制物质进出细胞 ①细胞膜的控制作用具有选择性: 可“进”的物质:营养物质。 不易“进”的物质:对细胞有害的物质。 可“出”的物质:抗体、激素等物质,细胞产生的废物。 不可“出”的物质:细胞内的重要成分。 ②细胞膜控制作用的相对性 环境中对细胞有害的物质,以及病毒、病菌等病原体也能侵入细胞,使生物患病。 3、进行细胞间的信息交流(方式:三种,和细胞膜上的糖蛋白紧密相关) ①信号传导——间接交流 信号分子(如激素、递质)          ↓激活      靶细胞膜受体(糖蛋白等)          ↓    胞内信号传导分子沿信号通路传递          ↓     细胞产生特定的生物学效应 ②胞间识别——直接接触 如器官移植时的免疫排斥反应,精子与卵细胞的识别和结合。 ③胞间连接与通讯——形成通道 多细胞生物体内,细胞间通过细胞膜进行相互作用,如动物细胞的间隙连接;植物细胞间则借胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。 4种常考的“膜蛋白”: (1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白—糖蛋白。 (2)膜载体蛋白:膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。 (3)具催化作用的酶:如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。 (4)识别蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别,免疫细胞对抗原的特异性识别等)。 4)除上述功能外,细胞膜还有分泌、排泄和免疫等功能。 四、细胞壁 植物:纤维素和果胶(用纤维素酶和果胶酶可以在不损伤细胞内部结构的前提下出去细胞壁) 原核生物:肽聚糖 结构特点:不具有选择透过性,而具有全透性。 作用:支持和保护 一、制备细胞膜的方法 例1:科学家常用哺乳动物的红细胞作为材料来研究细胞膜的组成,这是因为 (  ) A.哺乳动物红细胞容易得到 B.哺乳动物红细胞在水中容易涨破 C.哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等 D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 【答案】C 【解析】研究细胞膜的组成时,大都用动物细胞、红细胞、神经髓质等作为研究材料。哺乳动物红细胞在发育成熟的过程中,核膜逐渐退化,并从细胞中排出,因此成熟的红细胞中没有核膜,同时红细胞中线粒体膜等膜结构缺乏,使红细胞的结构比较简单,用蒸馏水处理后容易得到成分较单一的细胞膜?。 变式训练1:从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林或班氏试剂并加热,出现砖红色。该成分是 (  ) A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白 【答案】C 【解析】加入双缩脲试剂出现紫色,说明含有蛋白质;加入斐林或班氏试剂并加热,出现砖红色,说明含还原糖。综上所述,该成分是糖蛋白。 二、细胞膜的成分 例2:如图是细胞膜的亚显微结构模式图,有关说法错误的是(  ) A.③构成细胞膜的基本支架 B.细胞膜的结构特点是选择透过性 C.细胞识别与物质①有关 D.有②参加的物质运输不一定为主动运输 【答案】B 【解析】构成细胞膜基本支架的是③磷脂双分子层;细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特点是具有选择透过性;物质①为糖蛋白,其功能与细胞识别有关;②为蛋白质载体,其参加的物质运输可以是协助扩散和主动运输。 变式训练2:细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是 (  ) 【答案】D 【解析】血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白;抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体;胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜.上的胰高血糖素受体结合;骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋,产 生收缩,也可以吸收葡萄糖,所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖载体。 三、细胞膜的功能 例3:细胞膜的亚显微结构模式如下图甲,图甲细胞膜的磷脂分子结构模式如下图乙,下列有关描述错误的是 (  ) A.图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境 B.图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分 C.图甲中②与细胞的选择吸收有关,①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递[来源:ZD.将图乙平展在水面上,a部分与水面接触 【答案】B 【解析】图甲中①表示多糖,②表示蛋白质,③表示磷脂双分子层;图乙中a是亲水性头部,b是疏水性尾部。①②③共同构成了细胞膜,为细胞提供了相对稳定的内部环境,细胞膜上的糖蛋白具有识别作用,而磷脂分子无此功能。 变式训练3:下列有关细胞膜的叙述中,不正确的是(  ) A.组成细胞膜的各种分子大多数是运动的 B.能溶解脂质的溶剂、蛋白酶都会破坏细胞膜 C.细胞膜上糖类均与蛋白质结合[来源:Z|xx|k.Com] D.基因的表达、突变可能影响细胞膜上的糖蛋白数量 【答案】C 【解析】组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多数是可以运动的;细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂,能溶解脂质的溶剂可以溶解磷脂,蛋白酶能够分解蛋白质;细胞膜_上的糖类不一定都与蛋白质结合,也可以与脂质结合形成糖脂;基因控制蛋白质的合成,因此基因的表达、突变都可能影响细胞膜上的糖蛋的数量。 四、细胞壁 例4:下列有关植物细胞壁的叙述,不正确的是(  ) A. 化学成分主要是纤维素和果胶 B. 对细胞有支持和保护作用 C. 能控制物质进出细胞 D. 判断动物细胞与植物细胞的根本依据 【答案】C 【解析】植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶,A项正确;细胞壁对植物细胞有支持和保护作用,B项正确;能控制物质进出细胞的结构是细胞膜,C项错误;动物细胞无细胞壁,植物细胞有细胞壁,故有无细胞壁是判断动物细胞和植物细胞的根本依据,D项正确。 变式训练4: 乳酸菌和酵母菌细胞结构最重要的区别是(  ) A. 有无细胞结构 B. 有无细胞壁 C. 有无核膜 D. 有无核糖体 【答案】C 【解析】乳酸菌细胞是原核细胞,酵母菌细胞是真核细胞,二者都具有细胞结构,A错误;乳酸菌和酵母菌都具有细胞壁,B错误;乳酸菌是原核生物,酵母菌是真核生物,原核细胞和真核细胞在结构上最主要的区别是有无核膜包被的成形细胞核,C正确;乳酸菌和酵母菌都含有核糖体,D错误。 1.(2016海南卷.2)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是( ) A.膜蛋白能自主翻转 B.细胞膜具有流动性 C.细胞膜具有选择透过性 D.膜蛋白可以作为载体蛋白 【答案】B 【解析】两种荧光染料标记细胞表面的蛋白质分子,细胞刚融蛤时,两种荧光染料在细胞表面对等分布,最后在细胞表面均匀分布,说明细胞膜具有流动性。不能说明膜蛋白能在细胞内外翻转,也不能说明细胞摸的物质运输功能。 2.(2016新课标Ⅲ卷.1)下列有关细胞膜的叙述,正确的是( ) A. 细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的 B. 细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同 C. 分泌蛋白质分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象 D. 膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的 【答案】C 【解析】主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧,以保证活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的,A项错误;细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同,例如细胞膜上含有具识别作用的糖蛋白,线粒体膜上含有与有氧呼吸有关的酶等,B项错误;分泌蛋白分泌到细胞外的过程属于胞吐,存在着膜的融合和变形,所以存在膜脂的流动现象,C项正确;膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,D项错误。 3.(2015年上海卷.2)原核生物都具有的结构是( ) A.质膜和核膜 B.线粒体和核膜 C.质膜和核搪体 D.线粒体和核糖体 【答案】C 【解析】原核细胞无核膜,也无线粒体;A、B、D错误。 4.(2015年海南卷.1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述,错误的是( ) A.细胞膜是一种选择透过性膜 B.乙醇通过细胞膜需要消耗ATP C.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜 D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中 【答案】B 【解析】细胞膜是一种选择透过性膜,其功能特点是具有一定的选择性,A正确;乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散,不需要消耗ATP,B错误;氨基酸跨膜运输方式为主动运输,需借助膜蛋白通过细胞膜,C正确;蛋白质分子以不同程度地嵌入磷脂双分子层中,D正确。 5.(2015年江苏卷.16)下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是( ) A. 内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着 B. 白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗 ATP C. 黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达 D. 白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织 【答案】D 【解析】内皮细胞识别结合白细胞膜的糖蛋白,结果使白细胞黏着,A正确;白细胞在血管內黏着、迁移均是耗能过程,消耗ATP,?B正确;黏着、迁移过程中白细胞的形态发生变化,白细胞需进行基因的选择性表达,C正确;白细胞穿过血管壁进入炎症组织依赖于细胞膜的流动性,D错误。 6.(2014·江苏高考)下列关于细胞结构和功能的叙述,错误的是(  ) A. 性激素主要是由内质网上的核糖体合成 B. 囊泡可以由内质网向高尔基体转运 C. 膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关 D. 内质网既参与物质合成,也参与物质运输 【答案】A 【解析】性激素属于脂质,在内质网上合成,A错误;在分泌蛋白加工、运输过程中,内质网形成的囊泡向高尔基体转运,B正确;膜蛋白在核糖体上合成,需要内质网和高尔基体的加工和运输,C正确;内质网参与蛋白质、脂质的合成,也参与物质的运输,D正确。 7.(2014·山东高考)有关细胞内囊泡运输的描述,正确的是(  ) A. 细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质 B. 蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外 C. 细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输 D. 囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量 【答案】B 【解析】细胞核内的RNA通过核孔运输到细胞质,此过程与囊泡无关,A错误;蛋白质类激素经高尔基体加工后,由囊泡运输到细胞膜,然后经胞吐方式分泌到细胞外,B正确;核糖体和中心体无生物膜,无法通过囊泡进行物质运输,C错误;囊泡运输需要消耗能量,D错误。 8.(2014·重庆高考)下列与实验有关的叙述,正确的是(  ) A. 人的口腔上皮细胞经处理后被甲基绿染色,其细胞核呈绿色 B. 剪取大蒜根尖分生区,经染色在光镜下可见有丝分裂各时期 C. 叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢 D. 在光镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片,可见叶绿体的结构 【答案】A 【解析】DNA主要分布在细胞核内,甲基绿使DNA呈现绿色,A正确;剪取根尖2~3 mm,需经解离、漂洗、染色和制片过程后,再用光学显微镜观察,B错误;叶绿体色素在层析液中溶解度越高,在滤纸上扩散就越快,C错误;叶绿体内部结构是亚显微结构,在光学显微镜下观察不到,D错误。 9.(2014·安徽高考)下列关于线粒体的叙述,正确的是(  ) A. 线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高 B. 葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 C. 成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的多 D. 哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 【答案】C 【解析】 线粒体内膜上含有许多与有氧呼吸有关的酶,故线粒体内膜的蛋白质含量比外膜高,A错误;葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在细胞质基质中,B错误;成人心肌细胞比腹肌细胞耗能多,其所含线粒体的数量较多,C正确;哺乳动物精子中的线粒体主要聚集在尾的基部,D错误。 10.下列关于生物膜的叙述,正确的是(  ) A.细胞完成分化以后,细胞膜的通透性不会发生改变 B.膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础 C.糖蛋白主要位于细胞膜外侧,载体蛋白主要位于细胞膜内侧 D.维生素D能以自由扩散的方式优先通过细胞膜,是因为维生素D与细胞膜的主要成分均是磷脂 【答案】B 【解析】细胞完成分化以后,其细胞膜的通透性有可能发生改变,如衰老细胞的细胞膜的透性会改变。膜的流动性指的是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质均可做相对运动,正是基于这点,各种生物膜可借助分子的运动进行转化。载体蛋白或嵌插在细胞膜中,或贯穿细胞膜,这样才有利于被运载物质从细胞膜的一侧运至另一侧。维生素D属于脂质中的固醇类物质。 11.下列关于细胞间信息交流的判断中不正确的是(  ) A.细胞间能通过直接接触传递信息 B.细胞分泌化学物质可以向靶细胞传递信息 C.相邻细胞之间可以形成通道传递信息 D.细胞间的信息交流必须依赖于细胞膜上的糖蛋白 【答案】D 【解析】植物细胞之间还可以通过形成通道进行细胞间的信息交流。 12.下图表示各种膜的组成成分含量,该图不能说明的是(  ) A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质[来源:Z*xx*k.Com] B.膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关 C.膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越少 D.膜的功能越复杂,所含糖类的种类和数量越多 【答案】D 【解析】本题考查膜的组成成分。由图可知,构成髓鞘、人红细胞膜、小鼠肝细胞膜和变形虫细胞膜的成分中,脂质和蛋白质的含量都远远高于糖类,说明构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,故A正确;在线粒体内膜和叶绿体片层结构中,不含糖类,但蛋白质的含量显著高于脂质,这与这些膜结构上附着有大量的酶有关,故B正确;对于不同的细胞膜而言,功能不同,蛋白质含量也不同,髓鞘中蛋白质含量最低,其他膜结构中蛋白质含量较高,说明膜的蛋白质含量与功能复杂程度有关,功能越简单,蛋白质含量越少,反之,蛋白质的种类和含量越多,故C正确、D错误。 13.下面是人体某项生命活动调节过程的示意图。据图判断,下列说法中不正确的是(  ) A.该图可以表示有间隔的细胞间的信息传递 B.细胞1是发出信息的细胞,细胞2为接受信息的细胞 C.若细胞1是胰岛B细胞,则细胞2只能表示肝细胞 D.细胞1的分泌物,可能是蛋白质类物质 【答案】C 【解析】如果细胞1是胰岛B细胞,分泌的激素是胰岛素,从胰岛素的作用来看,细胞2可能是肝细胞、肌细胞、正常的组织细胞等,即胰岛素促进血液中葡萄糖在肝细胞内合成肝糖原,在肌细胞内合成肌糖原,在组织细胞内氧化分解成二氧化碳和水等。细胞1的分泌物,可以是一些蛋白质类物质,如胰岛素、生长激素等;可以是一些氨基酸的衍生物,如甲状腺激素等;也可以是一些脂质,如性激素等。 14.如图为细胞间信息传递的几种模式示意图,下列有关叙述错误的是(  ) A.细胞1与靶细胞间的信息传递是依靠细胞1分泌的化学物质 B.细胞3与细胞2间信息交流的方式与细胞1与靶细胞间的信息交流方式不同 C.细胞分泌的化学物质与靶细胞进行信息识别的结构基础是靶细胞表面的受体蛋白 D.若细胞4是效应T细胞,则其与靶细胞是通过细胞膜直接接触传递信息的 【答案】B 【解析】细胞1是内分泌细胞,通过分泌激素与靶细胞进行信息交流。细胞2和细胞3都是神经细胞,它们之间通过递质进行信息传递,因此细胞1与靶细胞之间以及细胞3与细胞2之间都是通过化学物质进行信息交流。化学物质通过与靶细胞表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。效应T细胞与靶细胞是通过细胞间直接接触传递信息的。 15.下图1表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图,图2表示膜蛋白的功能。请据图回答下列问题: (1)该细胞不同表面执行不同的功能,且具有高度的极性。从质膜的成分分析,出现这一现象的原因是_______________________________________。 (2)膜蛋白A要消耗主要由图中的________(结构)产生的ATP,以________方式吸收葡萄糖。细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛,以增多细胞膜上________数量,高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。 (3)通过膜蛋白B可将相邻的两个细胞膜_______以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。 (4)细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D,说明膜蛋白还具有________功能。 (5)以连线的方式表示图1和图2中膜蛋白之间的关系。膜蛋白A    连结蛋白 膜蛋白B    受体 膜蛋白C    运输蛋白 膜蛋白D    酶 【答案】(1)细胞膜上蛋白质不同(或膜蛋白质结构不同) (2)线粒体 主动运输 载体蛋白(膜蛋白A) (3)紧密连在一起 (4)生物催化(或催化) (5)如下图: 【解析】 (1)决定生物膜不同功能特性的是蛋白质。 (2)为生命活动提供能量的主要是线粒体,葡萄糖穿过小肠上皮细胞膜的方式是主动运输,需要消耗能量,需要载体。 (3)结合图示题干所述可看出膜蛋白B的功能是将两个细胞膜连结在一-起。 (4)膜蛋白D的作用是水解-糖, 能够催化物质水解的是酶。 (5)分析题图可知,膜蛋白A起运输作用,膜蛋白B为连结蛋白,膜蛋白C为受体,膜蛋白D是酶。 16.现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具,请你帮助完成下列实验设计并分析有关问题。 (1)为获得纯净的细胞膜,应选取上述________为材料。选用该材料的原因是它_______________________________________________ ________________________。 (2)将选取的上述材料放入________中,由于________作用,一段时间后细胞将破裂。 (3)科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来,铺在空气—水界面上,测得磷脂占有面积为S,那么该细胞膜的表面积约为________。 (4)通过有关方法,测得多种膜的化学成分如下表: 上表数据显示,细胞膜与细胞器膜在化学物质组成上的共同点是:____________________。主要区别是:________________________________________________________。 有人发现,在一定温度条件下,细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时,细胞膜中的磷脂分子有75%排列不整齐,细胞膜厚度变小,而膜的表面积扩大,膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是____________________________________________________ (6)生物膜具有控制物质进出的功能,请根据以下材料设计实验,验证膜的选择透过性。 材料:红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。 实验步骤: ①___________________________________________________; ②___________________________________________________; ③___________________________________________________。 【答案】 (1)人的成熟红细胞 除细胞膜外无其他膜结构 (2)蒸馏水(清水) 渗透 (3)S/2 (4)主要由蛋白质和脂质组成 细胞器膜上蛋白质含量较高,脂质含量较低(蛋白质和脂质的比例不同),或细胞膜都含糖,而细胞器膜不含糖 (5)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的,细胞膜具有一定的流动性 (6) ①取适量的红玫瑰花瓣,均分为两份,分别加入培养皿中,编号为A、B ②A组加入适量的蒸馏水,B组加入等量的质量分数为15%的盐酸 ③观察A、B两组花瓣的颜色变化、溶液的颜色变化 【解析】 本题以细胞膜的结构和功能的相关知识为命题中心,考查了实验分析和设计能力。人成熟的红细胞不仅无细胞核,也无其他的细胞器,所以是获取纯净细胞膜的好材料。人体细胞外液的渗透压相当于生理盐水的渗透压,将人体成熟红细胞放入蒸馏水中后,红细胞会因渗透作用吸水过多而破裂。细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,当磷脂分子层面积为S时,磷脂双分子层细胞膜)面积约为S/2。由题中表格数据可以看出各种膜的主要组成成分相同,即都主要由蛋白质和脂质组成;分别比较每种成分在不同膜中的含量,可得出细胞膜与细胞器膜在物质组成上的主要区别。磷脂分子由排列整齐变得排列不整齐,导致细胞膜厚度改变,可推测这是由磷脂分子运动造成的,说明细胞膜具有-定的流动性。活细胞的细胞膜、液泡膜具有选择透过性,细胞液中的色素不会从细胞中渗出;当细胞死亡时,细胞膜、液泡膜失去选择透过性,色素才会从细胞中渗出。由题干信息可知,杀死细胞的方法是用质量分数为15%的盐酸处理细胞。 17. 某同学欲获得较纯净的细胞膜,以研究其结构和功能。请你帮助设计一个简易的实验。 (1)选取人的________作为获取细胞膜纯净物的来源。 A.成熟红细胞 B.神经细胞 C.白细胞 D.口腔上皮细胞 (2)将选取的上述材料放入________中,由于渗透吸水,一段时间后细胞将破裂。 (3)再用________法获得较纯净的细胞膜,上清液中含量最多的有机物质是________。 (4)将膜成分分离提纯后,用________试剂可鉴定蛋白质,具体现象是呈现________。 (5)提取膜成分中的磷脂,将其铺在空气水界面上,测得磷脂占有面积为S,请预测红细胞表面积的值接近于________。 (6)若将细胞膜的磷脂提取后放入盛水的容器中,磷脂分子稳定的分布方式为下图中的(____) 【答案】 (1). A (2). 蒸馏水 (3). 离心 (4). 血红蛋白 (5). 双缩脲 (6). 紫色 (7). S/2 (8). A 【解析】 试题分析:选哺乳动物成熟的红细胞提取纯净的细胞膜有如下几方面的优点:动物细胞没有细胞壁,不但省去了去除细胞壁的麻烦,而且无细胞壁的支持、保护,细胞易吸水涨破;哺乳动物和人成熟的红细胞,没有细胞核和具膜结构的细胞器,易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜;同时红细胞数量大,材料易得。 (1)结合前面的分析可知,获得纯净的细胞膜要选择人的成熟红细胞。 (2)红细胞置于蒸馏水中,其会渗透吸水破裂,其中的内容物混合在一起,通过离心的方法可提取纯净的细胞膜。 (3)再用离心法获得纯净的细胞膜,上清液中含量最多的有机物是血红蛋白。 (4)鉴定蛋白质,可用双缩脲试剂,出现紫色现象即可确定膜中含有蛋白质。 (5)磷脂在细胞膜上排布为磷脂双分子层,因此如提取膜成分中的磷脂,将其铺在空气一水界面上,测得磷脂占面积为S,则细胞表面积的值接近于S/2。 (6)由于磷脂有亲水性基团构成头部,疏水性基团构成尾部,所以如果将磷脂分子置于水平面上,始终是头部与水面直接接触,尾部背离水面朝上,故A图示正确。 14 第5讲 细胞膜—系统的边界(学生版) 本节是人教版必修一第三章第一节,前两章学习了细胞的定义以及组成细胞的分子,后面将要学习细胞的物质、功能以及生命历程,所以《细胞的基本结构》这章处于过渡的地位,在整个必修一中起到承上启下的作用。细胞膜对于细胞这个生命系统具有十分重要的意义,在整章甚至整个高中生物学习过程中都占有重要地位,起铺垫作用。 通过前面的复习学生已经具备的坚实的知识基础,知道了细胞的分子组成,初步了解细胞膜;初步掌握了显微镜的使用;同时细胞膜的功能对于学生而言是抽象的、不易理解的;具备一定的自学能力;一定的分析材料和推理判断的能力;根据课标要求和教材的具体内容,结合学生的认知结构和心理水平,制定了下列教学目标:知道如何选用提取细胞膜的实验材料,明确实验方法,理解的细胞膜的主要成分及功能。 能够解释选择哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的原因 能够明确提取细胞膜采用的实验方法; 能够通过对资料的分析推理得出细胞膜的主要成分; (4)能够简述细胞膜作为系统的边界具有的功能 一、制备细胞膜的方法(实验) 体验细胞膜制备的方法 1.实验原理 (1)动物细胞没有细胞壁,选择动物细胞更易制备细胞膜。 (2)动物细胞在清水(低渗溶液)中易吸水涨破,细胞内的物质流出,即可得到细胞膜。 (3)哺乳动物红细胞中没有细胞核及各种具膜的细胞器,避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离的麻烦,经离心即可得到较纯净的细胞膜。 2.实验流程 制作临时装片:在洁净载玻片上滴一滴红细胞稀释液后,加盖盖玻片       低倍镜观察:寻找观察点,并移至视野中央,换用高倍镜 高倍镜观察 : 【注意】 1.取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释,目的是: ①使红细胞分散开,不易凝集成块。 ②使红细胞暂时维持原有的形态。 2.操作时载物台应保持水平,否则易使蒸馏水流走。 3.滴蒸馏水时应缓慢,边滴加边用吸水纸吸引,同时用显微镜观察红细胞的形态变化。 4.如果该实验过程在试管中进行,要想获得较纯净的细胞膜,红细胞破裂后,还必须经过离心、过滤才能成功。 5、选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因: ①动物细胞没有细胞壁。 ②哺乳动物成熟的红细胞,没有细胞核和具膜结构的细胞器(一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞做实验材料,因为有细胞核和各种细胞器); ③红细胞数量多,材料易得。 细胞膜的成分: 1.构成细胞膜的化学元素有C、H、O、N、P等。 2.主要成分: 脂质(50%):以磷脂为主,是细胞膜的骨架,含两层;还有胆固醇。 蛋白质(40%):细胞膜功能的体现者,蛋白质种类和数量越多,细胞膜功能越复杂; 糖类(2%-10%):和蛋白质结合形成糖蛋白也叫糖被,和细胞识别、免疫反应、信息传递、血型决定等有直接联系。 【注意】 (1)不同细胞的细胞膜中各组分的含量不同,这与细胞的功能有关,如功能复杂的膜中,蛋白质数量多。 (2)细胞在癌变的过程中,细胞膜的成分发生改变,有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。 三、细胞膜功能: 1、将细胞与外界环境分隔开:保证细胞内部环境的相对稳定 2、控制物质进出细胞 ①细胞膜的控制作用具有选择性: 可“进”的物质:营养物质。 不易“进”的物质:对细胞有害的物质。 可“出”的物质:抗体、激素等物质,细胞产生的废物。 不可“出”的物质:细胞内的重要成分。 ②细胞膜控制作用的相对性 环境中对细胞有害的物质,以及病毒、病菌等病原体也能侵入细胞,使生物患病。 3、进行细胞间的信息交流(方式:三种,和细胞膜上的糖蛋白紧密相关) ①信号传导——间接交流 信号分子(如激素、递质)          ↓激活      靶细胞膜受体(糖蛋白等)          ↓    胞内信号传导分子沿信号通路传递          ↓     细胞产生特定的生物学效应 ②胞间识别——直接接触 如器官移植时的免疫排斥反应,精子与卵细胞的识别和结合。 ③胞间连接与通讯——形成通道 多细胞生物体内,细胞间通过细胞膜进行相互作用,如动物细胞的间隙连接;植物细胞间则借胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。 4种常考的“膜蛋白”: (1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白—糖蛋白。 (2)膜载体蛋白:膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。 (3)具催化作用的酶:如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。 (4)识别蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别,免疫细胞对抗原的特异性识别等)。 4)除上述功能外,细胞膜还有分泌、排泄和免疫等功能。 四、细胞壁 植物:纤维素和果胶(用纤维素酶和果胶酶可以在不损伤细胞内部结构的前提下出去细胞壁) 原核生物:肽聚糖 结构特点:不具有选择透过性,而具有全透性。 作用:支持和保护 一、制备细胞膜的方法 例1:科学家常用哺乳动物的红细胞作为材料来研究细胞膜的组成,这是因为 (  ) A.哺乳动物红细胞容易得到 B.哺乳动物红细胞在水中容易涨破 C.哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等 D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 变式训练1:从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林或班氏试剂并加热,出现砖红色。该成分是 (  ) A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白 二、细胞膜的成分 例2:如图是细胞膜的亚显微结构模式图,有关说法错误的是(  ) A.③构成细胞膜的基本支架 B.细胞膜的结构特点是选择透过性 C.细胞识别与物质①有关 D.有②参加的物质运输不一定为主动运输 变式训练2:细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是 (  ) 三、细胞膜的功能 例3:细胞膜的亚显微结构模式如下图甲,图甲细胞膜的磷脂分子结构模式如下图乙,下列有关描述错误的是 (  ) A.图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境 B.图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分 C.图甲中②与细胞的选择吸收有关,①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递[来源:ZD.将图乙平展在水面上,a部分与水面接触 变式训练3:下列有关细胞膜的叙述中,不正确的是(  ) A.组成细胞膜的各种分子大多数是运动的 B.能溶解脂质的溶剂、蛋白酶都会破坏细胞膜 C.细胞膜上糖类均与蛋白质结合[来源:Z|xx|k.Com] D.基因的表达、突变可能影响细胞膜上的糖蛋白数量 四、细胞壁 例4:下列有关植物细胞壁的叙述,不正确的是(  ) A. 化学成分主要是纤维素和果胶 B. 对细胞有支持和保护作用 C. 能控制物质进出细胞 D. 判断动物细胞与植物细胞的根本依据 变式训练4: 乳酸菌和酵母菌细胞结构最重要的区别是(  ) A. 有无细胞结构 B. 有无细胞壁 C. 有无核膜 D. 有无核糖体 1.(2016海南卷.2)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是( ) A.膜蛋白能自主翻转 B.细胞膜具有流动性 C.细胞膜具有选择透过性 D.膜蛋白可以作为载体蛋白 2.(2016新课标Ⅲ卷.1)下列有关细胞膜的叙述,正确的是( ) A. 细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的 B. 细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同 C. 分泌蛋白质分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象 D. 膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的 3.(2015年上海卷.2)原核生物都具有的结构是( ) A.质膜和核膜 B.线粒体和核膜 C.质膜和核搪体 D.线粒体和核糖体 4.(2015年海南卷.1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述,错误的是( ) A.细胞膜是一种选择透过性膜 B.乙醇通过细胞膜需要消耗ATP C.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜 D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中 5.(2015年江苏卷.16)下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是( ) A. 内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着 B. 白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗 ATP C. 黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达 D. 白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织 6.(2014·江苏高考)下列关于细胞结构和功能的叙述,错误的是(  ) A. 性激素主要是由内质网上的核糖体合成 B. 囊泡可以由内质网向高尔基体转运 C. 膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关 D. 内质网既参与物质合成,也参与物质运输 7.(2014·山东高考)有关细胞内囊泡运输的描述,正确的是(  ) A. 细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质 B. 蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外 C. 细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输 D. 囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量 8.(2014·重庆高考)下列与实验有关的叙述,正确的是(  ) A. 人的口腔上皮细胞经处理后被甲基绿染色,其细胞核呈绿色 B. 剪取大蒜根尖分生区,经染色在光镜下可见有丝分裂各时期 C. 叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢 D. 在光镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片,可见叶绿体的结构 9.(2014·安徽高考)下列关于线粒体的叙述,正确的是(  ) A. 线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高 B. 葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 C. 成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的多 D. 哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 10.下列关于生物膜的叙述,正确的是(  ) A.细胞完成分化以后,细胞膜的通透性不会发生改变 B.膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础 C.糖蛋白主要位于细胞膜外侧,载体蛋白主要位于细胞膜内侧 D.维生素D能以自由扩散的方式优先通过细胞膜,是因为维生素D与细胞膜的主要成分均是磷脂 11.下列关于细胞间信息交流的判断中不正确的是(  ) A.细胞间能通过直接接触传递信息 B.细胞分泌化学物质可以向靶细胞传递信息 C.相邻细胞之间可以形成通道传递信息 D.细胞间的信息交流必须依赖于细胞膜上的糖蛋白 12.下图表示各种膜的组成成分含量,该图不能说明的是(  ) A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质[来源:Z*xx*k.Com] B.膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关 C.膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越少 D.膜的功能越复杂,所含糖类的种类和数量越多 13.下面是人体某项生命活动调节过程的示意图。据图判断,下列说法中不正确的是(  ) A.该图可以表示有间隔的细胞间的信息传递 B.细胞1是发出信息的细胞,细胞2为接受信息的细胞 C.若细胞1是胰岛B细胞,则细胞2只能表示肝细胞 D.细胞1的分泌物,可能是蛋白质类物质 14.如图为细胞间信息传递的几种模式示意图,下列有关叙述错误的是(  ) A.细胞1与靶细胞间的信息传递是依靠细胞1分泌的化学物质 B.细胞3与细胞2间信息交流的方式与细胞1与靶细胞间的信息交流方式不同 C.细胞分泌的化学物质与靶细胞进行信息识别的结构基础是靶细胞表面的受体蛋白 D.若细胞4是效应T细胞,则其与靶细胞是通过细胞膜直接接触传递信息的 15.下图1表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图,图2表示膜蛋白的功能。请据图回答下列问题: (1)该细胞不同表面执行不同的功能,且具有高度的极性。从质膜的成分分析,出现这一现象的原因是_______________________________________。 (2)膜蛋白A要消耗主要由图中的________(结构)产生的ATP,以________方式吸收葡萄糖。细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛,以增多细胞膜上________数量,高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。 (3)通过膜蛋白B可将相邻的两个细胞膜_______以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。 (4)细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D,说明膜蛋白还具有________功能。 (5)以连线的方式表示图1和图2中膜蛋白之间的关系。膜蛋白A    连结蛋白 膜蛋白B    受体 膜蛋白C    运输蛋白 膜蛋白D    酶 16.现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具,请你帮助完成下列实验设计并分析有关问题。 (1)为获得纯净的细胞膜,应选取上述________为材料。选用该材料的原因是它_______________________________________________ ________________________。 (2)将选取的上述材料放入________中,由于________作用,一段时间后细胞将破裂。 (3)科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来,铺在空气—水界面上,测得磷脂占有面积为S,那么该细胞膜的表面积约为________。 (4)通过有关方法,测得多种膜的化学成分如下表: 上表数据显示,细胞膜与细胞器膜在化学物质组成上的共同点是:____________________。主要区别是:________________________________________________________。 有人发现,在一定温度条件下,细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时,细胞膜中的磷脂分子有75%排列不整齐,细胞膜厚度变小,而膜的表面积扩大,膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是____________________________________________________ (6)生物膜具有控制物质进出的功能,请根据以下材料设计实验,验证膜的选择透过性。 材料:红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。 实验步骤: ①___________________________________________________; ②___________________________________________________; ③___________________________________________________。 17. 某同学欲获得较纯净的细胞膜,以研究其结构和功能。请你帮助设计一个简易的实验。 (1)选取人的________作为获取细胞膜纯净物的来源。 A.成熟红细胞 B.神经细胞 C.白细胞 D.口腔上皮细胞 (2)将选取的上述材料放入________中,由于渗透吸水,一段时间后细胞将破裂。 (3)再用________法获得较纯净的细胞膜,上清液中含量最多的有机物质是________。 (4)将膜成分分离提纯后,用________试剂可鉴定蛋白质,具体现象是呈现________。 (5)提取膜成分中的磷脂,将其铺在空气水界面上,测得磷脂占有面积为S,请预测红细胞表面积的值接近于________。 (6)若将细胞膜的磷脂提取后放入盛水的容器中,磷脂分子稳定的分布方式为下图中的(____) 14

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