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高中三年级生物

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    下列各曲线生物学含义的描述合理的是

    [     ]

    A.甲图表示人肌肉细胞中ATP生成速率与氧气浓度的关系
    B.乙图表示小鼠离体细胞内酶活性与温度变化的关系
    C.丙图表示物质运输速率不受呼吸酶抑制剂的影响
    D.丁图表示种群增长速率与时间的关系,t1时种群数量最多
    本题信息:2011年模拟题生物单选题难度一般 来源:姚瑶
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本试题 “下列各曲线生物学含义的描述合理的是[ ]A.甲图表示人肌肉细胞中ATP生成速率与氧气浓度的关系B.乙图表示小鼠离体细胞内酶活性与温度变化的关系C.丙图表示物...” 主要考查您对

物质跨膜运输的方式

探究:影响酶活性的条件

有氧呼吸

种群数量的变化

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物质跨膜运输的方式:

1、被动运输:物质进出细胞是顺浓度梯度的扩散,叫做被动运输,包括自由扩散和协助扩散。
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散进出细胞的方式。(如:O2)
(2)协助扩散:进出细胞的物质借助载蛋白的扩散方式。(葡萄糖进出细胞的方式)
2、主动运输:有能量消耗,并且需要有载体的帮助进出细胞的方式。(小分子物质、离子)
3、胞吞和胞吐:大分子颗粒物质进出细胞的方式。
物质进出细胞方式的比较:

1、小分子和离子进出细胞的方式
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度到低浓度 高浓度到低浓度 低浓度到高浓度
是否需要载体 不需要 需要 需要
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗
举例 O2、CO2、H2O、甘油乙醇、苯等出入细胞 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等

2、大分子物质和颗粒进出细胞的方式
 

(2)结构基础:细胞膜的流动性。
(3)条件:二者都需要消耗能量。
易错点拨:

1、上表中“高浓度”“低浓度”是指运输的离子或小分子本身的浓度,而不是它们所处溶液的浓度。
2、被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度差,主动运输的动力来自ATP。
3、胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应,如果分泌细胞中的ATP合成受阻,则胞吐不能继续进行。
4、载体是细胞膜上的一种蛋白质,不同物质分子的运输载体不同,即载体具有专一性,不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。
5、在低浓度时,物质通过细胞膜的速度,协助扩散要比自由扩散快得多,这是由于细胞膜上有载体蛋白能与特定的物质结合。
6、主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要的物质,排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质,是一种对生命活动来说最重要的物质运输方式。
7、抑制某载体蛋白活性,则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止,对其他物质运输不影响。
8、若抑制呼吸作用,所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。

知识拓展:

一、影响物质跨膜运输的因素
1.自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
 
(1)甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,不消耗能量也不需载体协助,所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。
(2)可以预测,甲图中随着细胞膜外物质浓度的降低,自由扩散的速率会越来越慢。
(3)甲图中箭头表示当细胞外物质的浓度高于细胞内时的物质转运方向。
(4)乙图表示物质的运输速率与物质浓度差呈正比关系,说明自由扩散过程只受物质浓度差的影响。

2.协助扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
 
(1)A图代表协助扩散过程,物质从高浓度向低浓度转运,不消耗能量,但需要载体蛋白协助。
(2)可以预测,A图中物质转运速率会受细胞膜上载体蛋白的制约,如B图ab段,即物质浓度再大,物质运输速率也不再增加。
(3)B图Oa段随浓度的升高,物质运输速率逐渐加快,说明此段的限制因素是物质浓度梯度,而载体蛋白是充足的。

 3.主动运输中物质的运输速率与氧分压的关系

(1)由A图可判断为主动运输,因为此物质的运输是由低浓度到高浓度,并且需要能量和载体蛋白。
(2)B图中,a点表示氧气浓度为零时,也可发生主动运输(所需能量来自无氧呼吸);ab段表示随氧分压的升高,物质运输速率逐渐增加,此时,限制物质运输速率的直接因素是能量;bc段随氧分压的升高,物质运输速率不再增加,此时限制物质运输速率的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。
(3)由C图可知,主动运输中物质运输的方式既可逆浓度梯度,也可顺浓度梯度。

二、物质跨膜运输层数的分析判断
1.物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析
(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜 O2 由产生场所到利用场所共跨4层膜。
(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题
①内质网上核糖体合成肽链后,肽链直接进入内质网中加工,不跨膜;
②蛋白质在内质网中完成初步加工后,经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合,不跨膜;
③高尔基体对蛋白质进一步加工后,成熟蛋白也以囊泡形式分泌,并与细胞膜融合,以胞吐方式分泌出细胞,整个过程均不跨膜。
2.血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析
(1)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)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液,经过组织处的毛细血管,至少要跨毛细血管壁(一层上皮细胞,共2层细胞膜)。
(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜,要分析该物质具体在细胞中被利用的场所,然后计算出跨膜层数。如葡萄糖利用的场所是细胞质基质,因此组织液中的葡萄糖只跨 1层膜,进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上,它要跨3层膜,进入线粒体中被利用。
3.体外环境与血浆之间的跨膜分析
(l)物质由体外环境(肺泡、小肠等)进入血浆,至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞,即要跨4层膜,才能进入到血浆中。
(2)物质进入血浆后,由循环系统转运到全身各处,该过程不是跨膜。

例   外界空气中0:进人人体细胞中被利用,至少要穿过的生物膜层数是(   )
A.5层  B.10层  C.11层  D.12层
思路点拨:氧气经过肺泡壁细胞(2层膜)+肺部毛细血管壁细胞(2层膜)+红细胞进和出(2层膜)+组织处毛细血管壁细胞(2层膜)+组织细胞膜(1层膜)+线粒体(2层膜) =11层。答案C


探究影响酶活性的条件:

一、探究温度对酶活性的影响:
1、实验目的:
(1)初步学会探索温度和pH对酶活性的影响的方法。
(2)探索淀粉酶在不同温度和pH下催化淀粉水解的情况。
2、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。
注:市售a-淀粉酶的最适温度约60℃
3、方法步骤:
 序号   加入试剂或处理方法   试管
A B C c
1 可溶性淀粉溶液 2mL 2mL 2mL / / /
新鲜淀粉酶溶液  / / 1mL 1mL  1mL 
2 保温5min 60℃ 100℃  0℃ 60℃ 100℃ 0℃
3

将a液加入到A试管,
b液加入到B试管,
c液加入到C试管中,摇匀 

         
4 保温5min  
5 滴入碘液,摇匀 60℃ 100℃ 0℃      
6 观察现象并记录            

二、不同pH值对酶活性的影响(原理、目的参照温度的相关内容)
1、实验步骤:
序号 加入试剂或处理方法 试管
1 2 3
1 注入新鲜的淀粉酶溶液 1mL 1mL 1mL
2 注入蒸馏水 1mL / /
3 注入氢氧化钠溶液 / 1mL /
4 注入盐酸 / / 1mL
5 注入可溶性淀粉溶液 2mL 2mL 2mL
6 60℃水浴保温5min  
7 加入斐林试剂,边加边振荡 2mL 2mL 2mL
8 水浴加热煮沸1min  
9 观察3支试管中溶液颜色变化边记录      
2、实验结论:影响酶活性的因素有温度和PH值有关。

易错点拨:

1、在酶的最适pH探究实验中,操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸),然后再加入反应物。不能把酶加入反应物在酶的作用下先发生水解。
2、在酶的最适温度探究实验中,酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度,检测的试剂宜先用碘液,不应该选用斐林试剂。因选用斐林试剂需热水浴加热,而该实验中需严格控制温度。


有氧呼吸:

1.线粒体的结构和功能
(1)形状:粒状、棒状。
(2)功能:有氧呼吸的主要场所。
(3)结构:

具有内、外两层膜,内膜向内折叠形成嵴,大大增加了内膜表面积,嵴周围充满液态的基质,内膜上和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶。

2.有氧呼吸的概念有氧呼吸是指细胞在O2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成C02和 H2O,并释放能量,生成大量ATP的过程。

3.有氧呼吸分为三个阶段:
①葡萄糖的初步分解:
场所:细胞质基质
C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP
②丙酮酸彻底分解:
场所:线粒体基质
2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP
③[H]的氧化:
场所:线粒体内膜
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量去向:以活跃的化学能形式储存在ATP中,以热能形式散失。


有氧呼吸过程三个阶段的比较:

阶段 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
物质变化 C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP 2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量释放 少量能量 少量能量 大量能量
O2参与情况 不参与 不参与 参与

知识点拨:

1、反应中各原子的去向和来源

2、有氯呼吸中的能量利用率 1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解和体外燃烧都能释放出2870kJ能量,但是体内氧化分解的能量是逐步释放的,其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中(约38molATP),其余的能量以热能的形式散式,以维持体温的恒定。葡萄糖有氧分解时,能量利用率为 40.45%左右,还有59.55%左右的能量以热能形式散失。
3、细胞内有机物在氧气参与下,进行氧化分解,产生的能量合成ATP,这个过程即为有氧呼吸。 4、细胞内O2浓度为零时,细胞内的ATP含量不为零,因为无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。
思维拓展:

1、同种生物的不同细胞往往含有线粒体的数量不同,生命活动旺盛,消耗能量多的细胞中线粒体数量越多。
2、各反应参与的阶段:葡萄糖在第一阶段参与, H2O在第二阶段参与,O2在第三阶段参与。 3、各生成物产生的阶段:[H]存第一、二阶段都产生,CO2在第二阶段产生,H2O在第三阶段产生。
4、1mol葡萄糖彻底氧化释放的总能量为 2870kJ,可记为“二爸70岁”;其中有1161kJ合成 ATP,1161可记为“爷爷61岁”。
种群数量的变化:

1.种群增长的“J”型曲线与“S”型曲线
项目 “J”型曲线 “S ”型曲线
产生条件 理想状态
①食物、空间条件充裕
②气候适宜
③没有敌害、疾病
现实状态
①食物、空间有限
②各种生态因素综合作用
特点 种群数量以一定的倍数连续增长 种群数量达到环境容纳量K值后,将在K值上下保持相对稳定
环境容纳量(K值) 无K值 有K值
曲线形成的原因 无种内斗争,缺少天敌 种内斗争加剧,天敌数量增多
种群增长率 保持稳定 先增加后减少
种群增长曲线
Nt=N0λ
种群增长(速)率曲线
联系
2、研究种群数量变化的意义:对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用、以及濒临动物种群的拯救和恢复有重要意义。
预测种群密度变化趋势的方法:

1、根据年龄结构来预测种群密度的变化趋势。年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
类型 图示 种群特征 出生率 种群密度
增长型 幼年个体数多于成年、老年个体数 出生率>死亡率 增大
稳定型 各年龄期个体数比例适中 出生率≈死亡率 稳定
衰退型 幼年个体数少于成年、老年个体数 出生率<死亡率 减少
2、根据性别比例来预测种群密度的变化趋势。
(1)种群的性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。

(2)性别比例影响种群密度的原因
性别比例 繁殖机会 出生率 种群密度
各年龄阶段中雌雄个体数量相当 雌雄个体都有充分交配繁殖机会 决定了较高的出生率 将逐渐增大
雌多于雄或雄多于雌的种群,性别比例失调 个体间交配繁殖机会较少 出生率较低 将逐渐减小

种群数量增长与种群增长(速)率:

1、增长速率与种群数量不是一个概念,只要增长速率为正值,种群数量就在增加;增长速率为零,种群数量恒定不变;增长速率为负值时,种群数量应下降。
2、种群的“J”型增长和“S”型增长
项目 “S”型曲线 “J”型曲线
种群数量增长曲线
种群增长(速)率曲线

知识点拨:

1、“S”型曲线中注意点:
①K值为环境容纳量(在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量);
②K/2处增长率最大。
③大多数种群的数量总是在波动中,在不利的条件下,种群的数量会急剧下降甚至消失。
2、实例:
灭鼠 捕鱼
K/2(有最大增长速率) 捕捞后,防止灭鼠后,鼠的种群数量在K/2附近,这样鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果 捕捞后使鱼的种群数量维持在K/2,鱼的种群数量将迅速回升
K(环境最大容纳量) 降低K值,改变环境,使之不适合鼠生存 保护K值,保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值
3、种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等,而“J”型曲线和“S”型曲线都知识研究了种群数量增长的规律。
4、 “J”型曲线反映的种群增长率是一定的;而“S”型曲线所反映的种群增长率是先增大后减小。不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。
知识拓展:

1、种群数量的波动和下降
(1)种群数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的。
 
(2)原因:气候、食物、天敌、传染病、空间、人类影响等多种生态因素共同作用的结果。因此,大多数种群的数量总是在波动中。

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