生物物理学课后习题及答案详解-袁观宇编著

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2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册 第2章 第3节 第2课时 胚胎工程技术及其应用含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册 第2章 第3节 第2课时 胚胎工程技术及其应用含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第2章第3节第2课时胚胎工程技术及其应用第2课时胚胎工程技术及其应用[学习目标] 1.简述体外受精的主要操作步骤。

2.简述胚胎移植的生理学基础和基本流程。

3.简述胚胎分割概念。

一、体外受精和胚胎移植1.体外受精(1)试管动物:通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体。

(2)体外受精的步骤①卵母细胞的采集:要培养成熟,即培养到M Ⅱ期。

②精子的获取:要进行获能处理。

③受精。

(3)意义:是提高动物繁殖能力的有效措施,还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。

2.胚胎移植(1)概念:指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。

(2)供体和受体①供体:提供胚胎的个体。

②受体:接受胚胎的个体。

(3)基本程序(以牛的胚胎移植为例)(4)胚胎移植的意义①充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

②大大缩短了供体本身的繁殖周期。

③对供体施行超数排卵处理后,增加后代数量。

判断正误(1)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精()(2)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移()(3)胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节,移植的胚胎一般在原肠胚之前,也可直接移植受精卵() (4)超数排卵需外源促性腺激素()答案(1)×(2)√(3)×(4)√解析(1)采集的卵母细胞需在体外培养,使其发育到MⅡ期才能与获能的精子受精。

(3)胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节,移植的胚胎一般在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。

任务一:胚胎移植的生理学基础请结合牛的胚胎移植的过程图解,分析回答下列问题:1.将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内,胚胎都能正常发育吗?如果不能,在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理?提示不一定能正常发育。

一般情况下应移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内,在移植前应对受体进行同期发情处理。

【人教版】生物选修三:4.2《关注生物技术的伦理问题》课后习题(含答案)

【人教版】生物选修三:4.2《关注生物技术的伦理问题》课后习题(含答案)

【优化设计】2018-2019学年高中生物 4.2关注生物技术的伦理问题课后习题新人教版选修3课时演练·促提升1.下列有关治疗性克隆的说法,错误的是( )A.涉及胚胎干细胞培养技术B.通过治疗性克隆可将克隆人的器官取出替换病变的器官C.解决了临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题D.胚胎干细胞通过基因的选择性表达可以克隆出不同的组织细胞答案:B2.设计试管婴儿所引发的主要问题是( )A.不适合的胚胎的处理问题B.将此技术用于设计婴儿性别等C.植入前胚胎遗传学诊断问题D.设计试管婴儿的审批问题答案:A3.关于设计试管婴儿的问题,下列哪项不合乎道德规范?( )A.利用试管婴儿提供的骨髓造血干细胞,救治病人B.利用设计试管婴儿技术设计畸形胎儿,以供展览C.利用试管婴儿的脐带血D.设计试管婴儿,不一定非考虑他的性别解析:设计试管婴儿不同于为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿。

试管婴儿的设计一般是为了救治病人,需要用到试管婴儿的骨髓、干细胞、脐带血等,这都符合伦理道德。

而那些为达到不正当目的而设计试管婴儿的做法都是违背人类伦理道德的。

答案:B4.设计试管婴儿是在早期胚胎移入母体子宫之前,对胚胎进行遗传学诊断,下列有关叙述,不正确的是( )A.植入前,可以通过诊断筛选出无遗传疾病的胚胎植入母体子宫B.针对女方是血友病患者,而男方正常的夫妇,可以筛选出无遗传疾病的女胎植入母体子宫C.针对男方是抗维生素D佝偻病患者,而女方正常的夫妇,可以筛选无遗传疾病的男胎植入母体子宫D.该技术是为了不生出患病孩子,因此无需考虑性别解析:有些伴性遗传病在男女中发病的情况不同,可以据此设计试管婴儿的性别,生出正常的孩子。

答案:D5.英国伦敦大学学院医院的医生利用基因诊断和胚胎筛选技术,使一对拥有乳腺癌家族病史的英国夫妇顺利孕育一名排除乳腺癌隐患的婴儿。

下列有关叙述,不正确的是( )A.这项技术属于克隆人范畴,应严禁制止B.该项技术中涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术C.为保证胚胎移植成功,不能将受精卵在体外培养至原肠胚时期D.在进行乳腺癌基因诊断时可运用DNA分子杂交技术解析:本题属于设计试管婴儿技术,故A项错误。

高中生物(新人教版)必修第二册课后习题:第6章测评(课后习题)【含答案及解析】

高中生物(新人教版)必修第二册课后习题:第6章测评(课后习题)【含答案及解析】

第6章测评(时间:75分钟满分:100分)一、选择题(共15小题,每小题2分,共30分。

每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)1.下面各项中,不能作为生物进化的依据的是()A.古生物化石B.动物体型的大小C.生物的染色体结构D.动物的器官答案B2.《物种起源》出版已有160多年,但依然深深影响着现代科学研究,以下属于达尔文进化学说的是()A.提出了适者生存,不适者被淘汰的观点B.提出了用进废退的理论C.认为种群是生物进化的基本单位D.没有阐明遗传和变异的本质,但解释了进化的实质答案A解析达尔文的自然选择学说提出了适者生存,不适者被淘汰的观点,A项符合题意;用进废退的理论是拉马克的观点,B项不符合题意;达尔文认为个体是生物进化的基本单位,C项不符合题意;达尔文的自然选择学说论证了生物是不断进化的,对生物进化提出了合理的解释,但没有阐明遗传、变异的本质和生物进化的实质,D项不符合题意。

3.人类在长期使用同一种药物后,随着药物使用次数的增加,原有剂量所产生的药物效用会减弱,这是对药物产生耐受性的现象,可表示为(甲线为刚开始使用某种药物时的作用情形;乙线为长期使用同种药物后的作用情形)()答案B解析药物剂量越大,作用效果越好,可排除C、D两项。

随着药物使用次数的增加,原有剂量所产生的药物效用会有所降低,B项正确。

4.家鸡起源于原鸡,已知家鸡的年产卵量可达260个,而原鸡的年产卵量仅为12个。

下列相关叙述中,正确的是()A.原鸡在食物充足的饲养条件下产卵多,并将此变异遗传下去B.人工饲养条件能够满足原鸡的营养需求,从而使产卵量明显增多C.遗传物质发生变化了的蛋,孵化出了产卵量高的鸡,并被人工选择D.家鸡的起源可以证明自然环境的变化导致生物性状的改变答案C解析原鸡在食物充足的饲养条件下产卵多,该变异是由环境条件变化引起的不可遗传变异,A项错误;原鸡进化成家鸡的过程中,遗传物质发生变化了的受精卵,孵化出产卵量高的鸡,产卵量高这一性状被人工逐代选择保留,最终形成现在的家鸡,B项错误、C项正确;由原鸡到家鸡是人工选择的结果,D项错误。

2021-2022高二生物苏教版选修3课后作业:3.1 受精和胚胎发育 Word版含解析

2021-2022高二生物苏教版选修3课后作业:3.1 受精和胚胎发育 Word版含解析

第三章胚胎工程第一节受精和胚胎发育一、选择题1.以下关于精子形成过程的叙述,不正确的是()A.精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分B.高尔基体发育为头部的顶体C.线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘D.细胞内的其他物质浓缩为球状,叫作原生质滴,原生质滴中存在中心体解析:精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,中心体演化为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,其他物质浓缩成原生质滴。

答案:D2.初级卵母细胞的减数第一次分裂完成于()A.排卵前后,在卵巢内B.受精前,在卵巢内C.排卵前后,在输卵管内D.受精时,在输卵管内解析:雌性动物初级卵母细胞的减数第一次分裂在动物排卵前后完成,在卵巢内进行,其结果是产生一个次级卵母细胞和一个第一极体。

答案:A3.精子发生过程没有、卵子发生过程具有的特点是()A.实现核遗传物质的平均安排B.实现细胞质遗传物质的非平均安排C.中心体、高尔基体有变形过程D.细胞分裂方式为减数分裂解析:“实现核遗传物质的平均安排”和“细胞分裂方式为减数分裂”是精子发生过程和卵子发生过程的共同特点。

实现细胞质遗传物质的非平均安排是卵子发生过程特有的特点,中心体、高尔基体有变形过程是精子发生过程特有的特点。

答案:B4.下列不属于受精阶段所发生的反应的是()A.顶体反应B.透亮带反应C.卵细胞膜反应D.妊娠反应解析:A、B、C都是受精阶段所发生的反应,而妊娠反应是胚胎发育过程中个体的生理反应。

答案:D5.下列关于精子形成过程的说法,错误的是()A.哺乳动物的精子发生在睾丸内B.曲细精管中由精原细胞经数次有丝分裂形成精子细胞C.精子细胞中的染色体是初级精母细胞的一半D.哺乳动物的精子外形可分为头、颈和尾三大部分解析:精原细胞中的一部分染色体复制形成初级精母细胞,再经过减数分裂形成精子细胞。

答案:B6.在下图所示的过程中,哪一大事在2~9阶段均没有发生?()A.细胞体积减小B.细胞会渐渐年轻C.细胞有丝分裂D.细胞分化解析:图中2~9阶段表示的是胚胎发育过程,胚胎发育是细胞有丝分裂和细胞分化的过程。

生物(八年级_上册)教材课后练习参考答案

生物(八年级_上册)教材课后练习参考答案

习题解答观察与思考1.鱼游泳时,主要靠身体躯干部和尾鳍的左右摆动击动水流产生前进的动力,其他鱼鳍起辅助作用。

鱼在运动时,胸鳍、腹鳍和背鳍都有维持鱼体的平衡的作用,尾鳍有决定鱼运动方向的作用。

2.不能。

因为各种鳍往往同时运动,仅靠自然状态下直接观察很难分辨出各种鳍分别起什么作用。

探究1.通过实验可以得出以下结论:(1)将鱼的胸鳍或腹鳍捆绑固定后,鱼体左右摇摆不定,不能掌握平衡,可见胸鳍或腹鳍起平衡的作用;胸鳍还有转换方向的作用。

(2)当鱼的背鳍被捆绑后,鱼体会因失去平衡而侧翻,不能维持鱼体的直立状态,可见背鳍对鱼体的平衡起着关键的作用。

(3)通过捆绑鱼的尾鳍或模拟实验,证明鱼的尾鳍可以产生前进的动力,同时还可以决定运动的方向。

2.不完全。

自然界中大多数鱼类的运动主要靠躯体的左右摆动,击动水流,产生运动的动力,各种鳍在鱼的运动中起辅助作用。

只有极少数的鱼,如海马只靠背鳍的摆动而向前运动。

3.当不能用直接实验法做实验时,可以用模拟实验代替实验法,即用模型代替实验对象进行实验,如科学家用模拟大气产生的条件做生命起源的实验;我国“神州三号”飞船用模拟宇航员做拟人试验等。

与直接实验法相比,模拟实验的优点是:(1)可以解决不能或不便用直接实验方法解决的难题;(2)模拟实验是将模型的实验结果类推到实验对象,以揭示有关的事实或规律,这样可以提高效率,大大节约资源、资金和时间。

模拟实验的缺点是:其研究结果易受模型的局限,得出的结论不一定完全可靠。

一般来说模型与实验对象的相似程度越高,实验的效果越好。

观察与思考1.水由鱼的口流入鳃,然后由鳃盖的后缘流出。

在水流经鳃丝时,水中溶解的氧气进入鳃丝的血管中,而二氧化碳由鳃丝排放到水中,所以经鳃流出的水流与由口流入的水流相比,氧气的含量减少,二氧化碳的含量增高。

2.鱼的鳃是鲜红的,内含有丰富的血管,并且每一片鳃由既多又细的鳃丝构成。

当鳃在水中时,鳃丝展开,扩大了与水的接触面积,利于鱼在水中呼吸。

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册 第2章 第2节 第3课时 动物体细胞核移植技术物含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册 第2章 第2节 第3课时 动物体细胞核移植技术物含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第2章第2节第3课时动物体细胞核移植技术和克隆动物第3课时动物体细胞核移植技术和克隆动物[学习目标] 1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。

2.概述体细胞核移植的过程。

3.认同体细胞核移植技术的应用前景,客观分析技术存在的问题。

1.动物细胞核移植技术(1)概念:将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。

(2)原理:动物细胞核的全能性。

(3)哺乳动物核移植分类(4)非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态。

②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。

2.体细胞核移植过程3.体细胞核移植技术的应用前景(1)畜牧生产方面:加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。

(2)医药卫生领域①转基因克隆动物作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白。

②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植。

③人核移植胚胎干细胞,经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官后,将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应。

(3)科学研究①了解胚胎发育及衰老过程。

②分析致病基因,研究疾病的致病机制,开发相应药物。

(4)保护濒危物种方面:保护濒危物种,增加濒危物种的存活数量。

4.体细胞核移植技术存在的问题(1)成功率非常低,各个技术环节也有待进一步改进。

(2)绝大多数克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷,如体形过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。

(3)相对于技术研究,核移植的理论研究较为滞后,需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。

判断正误(1)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞()(2)重构胚具有发育成完整个体的能力()(3)激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等()答案(1)×(2)√(3)√解析(1)克隆动物的细胞核遗传物质全部来自供体细胞,细胞质遗传物质来自供体细胞和去核卵母细胞。

医用物理习题答案第1章生物力学详细答案

医用物理习题答案第1章生物力学详细答案

习题一解答1-1 决定刚体的转动惯量的因素有哪些?答:刚体的转动惯量与以下因素有关:①质量的大小;②质量的散布情形,即刚体的形状、大小和各部份的密度;③转轴的位置.1-2 花腔滑冰运动员在运动中如何改变自身的旋转速度?答:花腔滑冰运动员,当绕通过重心的铅直轴高速旋转时,由于外力(重力,支撑力)对轴的矩为零,角动量守恒,通过改变自身的转动惯量,来改变角速度.例如,当他在旋转进程中突然把手臂收起来的时候,他的旋转速度就会加速.1-3试应用角动量和转动惯量的概念来讲明荡秋千的原理.答:当系统不受外力作历时,总角动量维持不变.固然荡秋千时还受到地心吸引力,但可忽略这一作使劲.物体的角动量是物体的转动速度乘以它的转动惯量.物体质量中心越靠近旋转轴, 转动惯量就越小,由于角动量为常数,因此物体的转动速度就会增加.反之,物体的转动速度就会减少.1-4形变是如何概念的?它有哪些形式?答:物体在外力作用下发生的形状和大小的改变称为形变.形变包括弹性形变和范(塑)性形变两种形式,弹性形变指在必然形变限度内,去掉外力后物体能够完全恢恢复状的形变,而范(塑)性形变去掉外力后物体再也不能完全恢恢复状的形变.1-5杨氏模量的物理含义是什么?答:在长度形变的情形下,在正比极限范围内,拉伸应力与拉伸应变之比或压应力与压应变之比,称为杨氏模量.杨氏模量反映物体发生长度形变的难易程度,杨氏模量越大,物体越不容易发生长度变形.1-6动物骨骼有些是空心的,从力学角度分析它有什么意义?答:骨骼受到使其轴线发生弯曲的载荷作历时,将发生弯曲效应.所产生的应力大小与至中心轴的距离成正比,距轴越远,应力越大.中心层周围各层的应变和应力都比小,它们对抗弯所起的作用不大.一样,骨骼受到使其沿轴线产生扭曲的荷载作历时,产生的切应力的数值也与该点到中心轴的距离成正比.因此,空心的骨头既能够减轻骨骼的重量,又可不能严峻阻碍骨骼的抗弯曲强度和抗扭转性能.习题1-1 当滑冰者转动的角速度原为0ω,转动惯量为0I ,当他收拢双臂后,转动惯量减少1/4,这时他转动的角速度为是多少?他假设不收拢双臂,而被另一滑冰者作用,角速度变成02ωω=,那么另一滑冰者对他施加力矩所作的功W 是多少?解:由角动量守恒定律得:ωωI I =00,即 4/3000ωωI I = 得 3/40ωω= 加力矩所作的功 200200200221)2(212121ωωωωI I I I W -=-=20021ωI W =1-2 一个每分钟78转的电唱机转盘在电动机关掉后慢慢慢下来,并与30s 内停止转动。

大学物理学下册课后详细标准答案(袁艳红主编)

大学物理学下册课后详细标准答案(袁艳红主编)

第9章静电场习题一选择题9-1两个带有电量为2q 等量异号电荷,形状相同地金属小球A 和B 相互作用力为f ,它们之间地距离R 远大于小球本身地直径,现在用一个带有绝缘柄地原来不带电地相同地金属小球C 去和小球A 接触,再和B 接触,然后移去,则球A 和球B 之间地作用力变为[ ](A)4f (B) 8f (C) 38f (D) 16f答案:B解析:经过碰撞后,球A 、B 带电量为2q,根据库伦定律12204q q F r πε=,可知球A 、B 间地作用力变为8f. 9-2关于电场强度定义式/F E =0q ,下列说法中哪个是正确地?[ ] (A) 电场场强E 地大小与试验电荷0q 地大小成反比 (B) 对场中某点,试验电荷受力F 与0q 地比值不因0q 而变 (C) 试验电荷受力F 地方向就是电场强度E 地方向 (D) 若场中某点不放试验电荷0q ,则0=F ,从而0=E 答案:B解析:根据电场强度地定义,E 地大小与试验电荷无关,方向为试验电荷为正电荷时地受力方向.因而正确答案(B )9-3 如图9-3所示,任一闭合曲面S 内有一点电荷q ,O 为S 面上任一点,若将q 由闭合曲面内地P 点移到T 点,且 OP =OT ,那么[ ](A) 穿过S 面地电场强度通量改变,O 点地场强大小不变 (B) 穿过S 面地电场强度通量改变,O 点地场强大小改变(C) 穿过S 面地电场强度通量不变,O 点地场强大小改变 (D) 穿过S 面地电场强度通量不变,O 点地场强大小不变 答案:D解析:根据高斯定理,穿过闭合曲面地电场强度通量正比于面内电荷量地代数和,曲面S 内电荷量没变,因而电场强度通量不变.O 点电场强度大小与所有电荷有关,由点电荷电场强度大小地计算公式204q E r πε=,移动电荷后,由于OP =OT ,即r 没有变化,q 没有变化,因而电场强度大小不变.因而正确答案(D )9-4 在边长为a 地正立方体中心有一个电量为q 地点电荷,则通过该立方体任一面地电场强度通量为 [ ] (A) q /ε0 (B) q /2ε0 (C) q /4ε0 (D) q /6ε0 答案:D解析:根据电场地高斯定理,通过该立方体地电场强度通量为q /ε0,并且电荷位于正立方体中心,因此通过立方体六个面地电场强度通量大小相等.因而通过该立方体任一面地电场强度通量为q /6ε0,答案(D )9-5 在静电场中,高斯定理告诉我们[ ](A) 高斯面内不包围电荷,则面上各点E 地量值处处为零 (B) 高斯面上各点地E 只与面内电荷有关,但与面内电荷分布无关 (C) 穿过高斯面地E 通量,仅与面内电荷有关,而与面内电荷分布无关 (D) 穿过高斯面地E 通量为零,则面上各点地E 必为零 答案:C解析:高斯定理表明通过闭合曲面地电场强度通量正比于曲面内部电荷量地代数和,与面内电荷分布无关;电场强度E 为矢量,却与空间中所有电荷大小与分布均有关.故答案(C )9-6 两个均匀带电地同心球面,半径分别为R 1、R 2(R 1<R 2),小球带电Q ,大(A) (B) (C) (D)习题9-7图 答案:D解析:根据高斯定理d iiSqE S ε=∑⎰,可得同心球面地电场分布为1122020,0,4,0r R E Q R r R E r r R E πε⎧<<=⎪⎪<<=⎨⎪⎪>=⎩,作E-r 图可得答案(D ). 9-7如图9-7(A) 电场力做正功,负电荷地电势能减少(B) 电场力做正功,负电荷地电势能增加 (C) 电场力做负功,负电荷地电势能减少 (D) 电场力做负功,负电荷地电势能增加 答案:D解析:负电荷受力方向与电场强度方向相反,将负电荷从A 移动到B ,受力方向与位移方向家教大于90°,因此电场力作负功;同时,电场力为保守力,保守力作功电势能地增量地负值,因此负电荷地电势能增加.答案(D )9-8 如图9-8所示,在点电荷+q 地电场中,若取图中P 点为电势零点,则M 点地电势为[ ](A )04q a πε (B)08q a πε(C) 04q aπε- (D) 08q aπε-答案:D解析:点电荷+q 在P 点和M 点地电势分别为00,442Pq Mq q q V V a a πεπε==,取P 点为电势零点,则M 点地电势为0004248M Mq Pq qqq V V V a aaπεπεπε-=-=-=.9-9 真空中两块互相平行地无限大均匀带电平板,两板间地距离为d ,其中一块地电荷面密度为σ+,另一块地电荷面密度为2σ+,则两板间地电势差为[ ]习题9-8图(A) 0 (B) 02d σε (C) 0d σε (D) 032σε 答案:B解析:根据高斯定理知电荷面密度为σ+地无限大平板在空间激发地电场强度为02r E e σε=,结合电势差地定义即可知电势差为02d σε. 9-10 关于电场强度与电势之间地关系,下列说法中,正确地是[ ] (A) 在电场中,电场强度为零地点,电势必为零 (B) 在电场中,电势为零地点,电场强度必为零(C) 在电势梯度不变地空间,电场强度处处相等 (D) 在电场强度不变地空间,电势处处相等 答案:C解析:电场强度与电势之间地关系为电场强度在任意方向地分量,等于电势在该方向上地变化率地负值.因而答案(C )二填空题9-11 点电荷1234q q q q 、、、在真空中地分布如图9-11所示.图中S 为闭合曲面,则通过该闭合曲面地电场强度通量d S⋅⎰E S =_______Emxvx 答案:24q q ε+解析:根据电场地高斯定理d iiSqE S ε=∑⎰,通过闭合曲面地电场强度通量为24q q ε+.9-12 如图9-12所示,真空中两块平行无限大均匀带电平面,其电荷面密度分别为σ+和2σ-,则A 、B 、C 方向向右为正).习题9-11图答案:02σε;032σε;02σε- 解析:根据高斯定理知电荷面密度为σ+地无限大平板在空间激发地电场强度为02r E e σε=,结合电场强度地叠加原理i iE E =∑,可知A 、B 、C 三个区域地电场强度分别02σε,032σε,02σε-.9-13 无限大地均匀带电平板放入均匀电场中,得到如图9-13所示地电场,(0E 和0ε为已知值)场强度大小为___________.答案:00E ε;032E电场方向向右,平板带正电.根据高斯定理知 电荷面密度为σ+地无限大平板在空间激发地 电场强度大小为02E σε=,结合电场强度叠加原理i iE E =∑,可解得带电平板地电荷面密度σ=00E ε,均匀电场地电场强度大小为032E .9-14两根无限长细直导线,相互平行相距为d ,电荷线密度分别为λ+和λ-,则每单位长度上导线之间相互作用力大小为________,力地方向为________.答案:202dλπε;垂直导线,相互吸引地方向解析:根据高斯定理知线密度为σ+地无限长直导线在空间激发地电场强度大小为02E dλπε=,方向垂直直导线方向,则每单位长度上导线之间相互作用力大小为202F qE dλπε==,方向垂直导线,相互吸引地方向.9-15 如图9-15力线,则A 、B 两点中电场强度E A E B ,电习题9-13图势V A V B (填“>”、“=”或“<”). 答案:<;>解析:电场线地疏密表示场强地大小,因此E A < E B .若将正电荷+q 从点A 移动到点B ,则电场力作正功()0AB A B W q V V =->,因此V A > V B . 9-16 正负电荷放置如图9-16所示,那么正四边形对角线中心处,电场强度为零地是图_________,电场强度和电势都为零地是图__________,电场强度为零,电势不为零地是图___________.答案:(B)、(C)、(D );(C);(B)、(D )解析:电场强度叠加符合矢量叠加原理,电势叠加为代数叠加.根据电场强度和电势叠加原理,电场强度为零地是图(B)、(C)、(D );电场强度和电势都为零地是图(C);电场强度为零,电势不为零地是图(B)、(D ).9-17 如图9-17所示,一电量为5510 C q -=-⨯地点电荷在电场力作用力下,从P 点移到Q 点电场力对它做功2310 J W -=⨯,则P 、Q 两点电势高地是_________,高___________伏.答案:Q 点;600解析:电场力作功为2()310 J PQ P Q W q V V -=-=⨯, 因为q <0,因此P Q V V <,Q 点电势高.600V QP Q P W V V q-==.因此Q 点电势比P 点电势高600V .9-18 如图9-18所示,一带电量为0q 地试验电荷,在点电荷Q 地电场中,沿半径为R 地四分之三圆弧形轨道abc 从a 移动到c 电场力所作地功1W 习题9-16图P ·Q ·q习题9-17图=_____________,再从c 移动到无限远电场力所作地功2W =_______________.答案:0;04Qq Rπε 解析:电场力作功为10()a c W q V V =-,因为04a c Q V V Rπε==,因此10W =.20000()(0)44c Qq Q W q V V q RRπεπε∞=-=-=. 9-19 有一均匀带电球面,带电量为Q ,半径为R ,则球心O 地电场强度大小E =,电势V =. 答案:0;04Q Rπε解析:根据高斯定理d iiSqE S ε=∑⎰,可得均匀带电球面地电场分布为12200,0,4r R E Q r R E r πε≤<=⎧⎪⎨>=⎪⎩,因此球心O 地电场强度大小为0.电势12O0d d d 4RRQ V E l E r E r Rπε∞∞==+=⎰⎰⎰.9-20 说明下列各式地物理意义: (1) d ⋅⎰baE l ;(2) d S⋅⎰E S ;(3)d 0l⋅=⎰E l .答案:(1)单位时间正电荷在电场中从a 点移动到b 点电场力所做地功(或ab 两点间地电势差);(2)通过闭合曲面S 地电场强度通量;(3)静电场电场强度地环流为零,表明静电场是保守场.三计算题9-21四个点电荷到坐标原点地距离均为d ,如图9-21所示,求坐标原点处地电场强度.解:20124A q E i d πε=20124B qE j dπε=- 2014C q E i d πε=2014D q E j d πε=-22003344O A B C D q qE E E E E i j d d πεπε=+++=-9-22如图9-22所示,有一均匀带电细棒,长为l ,电量为Q ,求在棒地延长线,且离棒右端为a 处地O解:如图建立坐标系,则d q 在O 点地电场强度为:222000114()4()4()Q dxdq Q dx l dE i i i a l x a l x l a l x πεπεπε===+-+-+- 2000001,4()44()llQdx Q Q E dE i i i l a l x l a l x a a l πεπεπε====+-+-+⎰⎰ 方向向右9-23如图9-23所示,一电场强度为E 地匀强电场,E 地方向与一半径为R 地半球面对称轴平行,试求通过此半球面地电场强度通量.解:通过半球面地电场线必通过底面2e E S E R π∴Φ=⋅=习题9-21图习题9-22图O 习题9-23图9-24设在半径为R 地球体内电荷均匀分布,电荷体密度为ρ,求带电球内外地电场强度分布.解:以O 点为球心,作球面S 为高斯面,半径为r根据电场高斯定理01i SiEdS q ε=∑⎰3210443r r r R E r e πρπε≤≤⋅=当0时,103r r E e ρε∴=3220443r R r R E r e πρπε>⋅=当时,32203r R E e r ρε∴=9-25图9-25为两带电同心球面,已知:120.10 m,0.30 m R R ==,81 1.010 C Q -=⨯,82 1.510 C Q -=⨯.求:(1)10.05 m r =30.50 m r =处地电场强度大小.解:对称性分析:以球心为圆心,相同r 处地电场强度大小相同,方向沿半径向外.以球心为圆心,作球面S 为高斯面,半径为r 根据电场高斯定理01i SiEdS q ε=∑⎰(1)211140r E r π⋅=以为半径作高斯面,10E ∴=(2)2122204Q r E r πε⋅=以为半径作高斯面,122022250/4Q E N C r πε∴==习题9-25图(3)21233304Q Q r E r πε+⋅=以为半径作高斯面,123203900/4Q Q E N C r πε+∴==9-26 两个带等量异号电荷地无限长同轴圆柱面,半径分别为1R 和2R (12R R <),如图9-26所示,单位长度上地电荷为以中轴线为轴心,作底面半径r 地圆柱面S 为高斯面,高为l 根据电场高斯定理01i SiEdS q ε=∑⎰1120r R E rl π<<⋅=当0时, 10E ∴= 12202l R r R E rl λπε<<⋅=当时, 202E rλπε∴= 23020l lr R E rl λλπε->⋅==当时, 30E ∴=9-27 如图9-27所示,AO 相距2R ,弧BCD 是以O 为圆心、R 为半径地半圆.A 点有电荷+q ,O 点有电荷-3q .(1)求B 点和D 点地电势;(2)将电荷+Q 从B 点沿弧BCD 移到D 点,电场力做地功为多少?(3)若将电荷-Q 从D 点沿直线DE 解:(1)A 在B 点地电势为:104B q V Rπε=A 在D 点地电势为:1043D q V Rπε=O 在B 点地电势为:2034B qV Rπε-=习题9-26图习题9-27图O 在B 点地电势为:2034D qV Rπε-=1202B B B q V V V R πε∴=+=-12023D D D q V V V Rπε∴=+=-(2)()06BCD B D qQ W Q V V Rπε=-=(3)电场力做功:()023D D qQW Q V V Rπε∞∞=--=外力做功:023D qQW W Rπε∞=-=-9-28 求第9-22题中,O 点处地电势. 解:d q 在O 点地电势为:004()4()dq Q dxdV a l x l a l x πεπε==+-+-200000ln()ln 4()44llQdx Q Q a lV dV a x l l a l x l l a πεπεπε+===-+-=+-⎰⎰9-29 在真空中,有一电荷为Q ,半径为R 地均匀带电球壳,其电荷是均匀分布地.试求:(1)球壳外两点间地电势差;(2)球壳内两点间地电势差;(3)球壳外任意点地电势;(4)球壳内任意点地电势.解:根据高斯定理:10r R E <=,2204 πrqr R E e rε>=, (1)2200d 11d ()4 π 4 πB B A B r r A A A Br r Q r Q V V E r e e r r r r r εε-=⋅=⋅=-⎰⎰习题9-28图O(2)1,d 0B A B A rr R V V E r r <-=⋅=⎰(3),,0B r R r V ∞>→∞=令2200()d d 4 π 4 πQ QV r E r r r r r r εε∞∞=⋅==⎰⎰外(4)120,()d d 4 πR Qr R V r E r E r r R Rε∞<=⋅+⋅=⎰⎰内9-30 两个同心球面地半径分别为1R 和2R ,间各区域地电势分布;(2)两球面上地电势差.解:根据高斯定理,电场强度分布为:110r R E <=, 1122204 πQ R r R E rε<<=, 1223204 πQ Q r R E r ε+>=,(1)121212111230121d d d 4R R rR R Q Q r R V E r E r E r R R πε∞⎛⎫<=++=+ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰,221212223021d d 4R rR Q Q R r R V E r E r r R πε∞⎛⎫<<=+=+ ⎪⎝⎭⎰⎰,122330d 4rQ Q r R V E r rπε∞+>==⎰,(2)211201211d 4R AB R Q U E r R R πε⎛⎫==- ⎪⎝⎭⎰9-31 图9-31为一均匀带电球层,其电荷体密度为ρ别为R 1、R 2,求图中A 点地电势.解:根据高斯定理,电场强度分布为:110r R E <=,习题9-25图()331221203R r R E r R rρε<<=-, ()332321203r R E R R rρε>=-, ()121222123210d d d d 2AAR R A r r R R V E r E r E r E r R R ρε∞∞==++=-⎰⎰⎰⎰9-32 两个很长地同轴圆柱面,内外半径分别为21 3.010 m R -=⨯、20.1 m R =,带有等量异号电荷,两圆柱面地电势差为450 V ,求:(1) 圆柱面单位长度上带有多少电荷?(2)距离轴心0.05 m 处地电场强度地大小.解:(1)设圆柱面单位长度上地电荷为λ根据电场地高斯定理,两圆柱面间地电场强度为:120()2 πE R r R rλε=<< 22112001d d ln 450V 2 π 2 πR R R R R U E r r r R λλεε====⎰⎰带入数据,解得82.110C/m λ-=⨯ (2)120.05m R r R <=<80.05m 120 2.110V/m 7550V/m 2 π2π8.8542100.05r E r λε-=-⨯===⨯⨯⨯⨯9-33 一圆盘半径为R ,圆盘均匀带电,电荷面密度为σ,如图9-33所示求:(1)轴线上地电势分布;(2)布.解:(1)如图所示,以O 为r 地环形圆盘作为微元,宽度为d r . 则此微元所带电荷为2d r r σπ⋅. 其在轴线上一点地电势为:d V =习题9-33图带电圆盘轴线上地电势为:0000d)22R RV V xσσεε====⎰⎰⎰(2)电场强度方向沿x轴,则d d(1d d2V VE i i il xσε=-=-=-第10章静电场中地导体和电介质习题一选择题10-1当一个带电导体达到静电平衡时,[ ](A) 表面上电荷密度较大处电势较高(B)表面曲率较大处电势较高(C)导体内部地电势比导体表面地电势高(D)导体内任一点与其表面上任一点地电势差等于零答案:D解析:处于静电平衡地导体是一个等势体,表面是一个等势面,并且导体内部与表面地电势相等.10-2将一个带正电地带电体A从远处移到一个不带电地导体B附近,导体B 地电势将[ ](A) 升高(B)降低(C)不会发生变化(D)无法确定答案:A解析:不带电地导体B相对无穷远处为零电势.由于带正电地带电体A移到不带电地导体B附近地近端感应负电荷;在远端感应正电荷,不带电导体地电势将习题10-3图高于无穷远处,因而正确答案为(A ).10-3将一带负电地物体M 靠近一不带电地导体N ,在N 地左端感应出正电荷,右端感应出负电荷.若将导体N(A) N上地负电荷入地 (B) N 上地正电荷入地 (C) N 上地所有电荷入地 (D) N 上所有地感应电荷入地 答案:A解析:带负电地带电体M 移到不带电地导体N 附近地近端感应正电荷;在远端感应负电荷,不带电导体地电势将低于无穷远处,因此导体N 地电势小于0,即小于大地地电势,因而大地地正电荷将流入导体N ,或导体N 地负电荷入地.故正确答案为(A ).10-4 如图10-4所示,将一个电荷量为q 电地导体球附近,点电荷距导体球球心为d .设无穷远处为零电势,则在导体球球心O 点有[ ] (A)0E =,04πε=q V d(B) 204πε=q E d,04πε=qV d(C) 0E =,0V =(D) 204πε=q E d ,04πε=q V R答案:A解析:导体球处于静电平衡状态,导体球内部电场强度为零,因此0E =.导体球球心O 点地电势为点电荷q 及感应电荷所产生地电势叠加.感应电荷分布于导体球表面,至球心O 地距离皆为半径R ,并且感应电荷量代数和q ∑为0,因此004qV Rπε==∑感应电荷.由此在导体球球心O 点地电势等于点电荷q 在O 点处地电势04πε=q V d.10-5 如图10-5所示,两个同心球壳.内球壳半径为R 1,均匀带有电量Q ;外习题10-4图球壳半径为R 2,壳地厚度忽略,原先不带电,但与地相连接.设地为电势零点,则在内球壳里面,距离球心为r 处地P 点地电场强度大小及电势分别为[ ](A)0E =,014πε=Q V R(B)0E =,01211()4πε=-QV R R (C)204πε=Q E r ,04πε=Q V r(D)204πε=Q E r ,014πε=QV R答案:B解析:根据静电场地高斯定理d iiSqE S ε=∑⎰,同心球壳地电场强度大小分布为11122200,0,4r R E Q R r R E r πε<<=⎧⎪⎨<<=⎪⎩,则点P 地电场强度为0E =,电势1211201211d d ()4R R R Q V E r E r R R πε=+=-⎰⎰. 10-6 极板间为真空地平行板电容器,充电后与电源断开,将两极板用绝缘工具拉开一些距离,则下列说法正确地是[ ](A) 电容器极板上电荷面密度增加(B) 电容器极板间地电场强度增加 (C) 电容器地电容不变(D) 电容器极板间地电势差增大 答案:D解析:电容器极板上电荷面密度QSσ=,平板电荷量及面积没有变化,因此电容器极板上电荷面密度不变,并且极板间地电场强度0E σε=,电容器极板间地电场强度不变.平行极板电容0SC dε=,两极板间距离增加,则电容减小.电容器极板习题10-5图间地电势差U Ed =,电场强度E 不变,距离d 增大,则电势差增大.因而正确答案为(D ).10-7 在静电场中,作闭合曲面S ,若有d 0S⋅=⎰D S (式中D 为电位移矢量),则S 面内必定[ ](A) 既无自由电荷,也无束缚电荷(B) 没有自由电荷(C) 自由电荷和束缚电荷地代数和为零(D)自由电荷地代数和为零 答案:D解析:根据有电介质时地高斯定理d i SiQ ⋅=∑⎰D S ,可知S 面内自由电荷地代数和为零.10-8 对于各向同性地均匀电介质,下列概念正确地是[ ](A)电介质充满整个电场并且自由电荷地分布不发生变化时,电介质中地电场强度一定等于没有电介质时该点电场强度地1r 倍(B)电介质中地电场强度一定等于没有介质时该点电场强度地1r 倍 (C)在电介质充满整个电场时,电介质中地电场强度一定等于没有电介质时该点电场强度地1r 倍(D)电介质中地电场强度一定等于没有介质时该点电场强度地r ε倍 答案:A解析:各向同性介质中地电场强度为真空中电场强度地1r 倍.10-9把一空气平行板电容器,充电后与电源保持连接.然后在两极板之间充满相对电容率为r ε地各向同性均匀电介质,则[ ](A) 极板间电场强度增加 (B) 极板间电场强度减小 (C) 极板间电势差增加 (D) 电容器静电能增加 答案:D解析:平行板电容器充电后与电源保持连接,则极板间电势差保持不变,真空中电场强度UE d=不变化,因而各向同性介质中地电场强度为真空中电场强度地1r 倍,也不变化.各向同性介质中地电容器静电能2012r W E V εε=,相对于真空中电容器静电能有所增加.故正确答案为(D ).10-10 1C 和2C 两空气电容器并联起来接上电源充电.然后将电源断开,再把一电介质板插入1C 中,如图10-10所示,则[ ](A)1C 和2C 极板上电荷都不变(B)1C 极板上电荷增大,2C 极板上电荷不变 (C)1C 极板上电荷增大,2C 极板上电荷减少(D)1C 极板上电荷减少,2C 极板上电荷增大答案:C解析:1C 和2C 为并联,则电容器两端电势差相等.1C 中插入一电介质,则1C 地电容增大(0r C C =ε),1C 极板上电荷增大(Q CU =).由于电源断开,1C 和2C 两端总电荷量不变,因此1C 极板上电荷减少.故正确答案为(C ).二填空题10-11任意形状地导体,其电荷面密度分布为σ(x ,y ,z ),则在导体表面外附近任意点处地电场强度地大小E (x ,y ,z )=,其方向.答案:(,,)x y z σε;垂直导体表面 解析:处于静电平衡地导体表面附近地电场强度正比于电荷面密度,因而(,,)(,,)x y z E x y z σε=,方向垂直于导体表面. 10-12 如图10-12所示,同心导体球壳A 和B ,半径分别为12R R 、,分别带电量q Q 、,则内球A 地电势A V =_____________A所带电量A q =____________.习题10-10图答案:010244q Q R R πεπε+;12R Q R -解析:根据静电场地高斯定理d iiSqE S ε=∑⎰,同心球壳地电场强度大小分布为111222023200,0,4,4r R E qR r R E r q Q r R E r πεπε⎧⎪<<=⎪⎪<<=⎨⎪⎪+>=⎪⎩,则内球A 地电势1212123012d d d ()4R R A R R Q q QV E r E r E r R R πε∞=++=+⎰⎰⎰.若把内球A 接地,则内球A 地电势012()04A A q Q Q V R R πε=+=,解得12A R q Q R =-. 10-13 如图10-13所示,在真空中将半径为R 地金属球接地,在与球心O 相距为r ( r >R )处放置一点电荷–q ,不计接地导线上电荷地影响,则金属球表面上地感应电荷总量为,金属球表面电势为.答案:Rq r;0解析:金属球接地,则金属球地电势为0.金属球 球心电势为00044q Q q V V V rRπεπε--=+=+=感应感应, 解得,感应电荷总量为RQ q r=感应.金属球表面是一个等势面,电势与地地电势相等,电势为0.10-14 两带电导体球半径分别为R 和r (R >r ),它们相距很远,用一根导线连接起来,则两球表面地电荷面密度之比:σσR r =.答案:r R解析:导体表面地电荷面密度反比与曲率半径,因此::R r r R σσ=.10-15 对下列问题选取“增大”、“减小”、“不变”作答.(1)平行板电容器习题10-13图保持板上电量不变(即充电后切断电源).现在使两板地距离增大,则:两板间地电势差_______,电场强度__________,电容__________,电场能量__________.(2)如果保持两板间电压不变(即充电后与电源连接着).则两板间距离增大时,两板间地电场强度__________,电容________,电场能量__________.答案:(1)增大,不变,减小,增大;(2)减小,减小,减小解析:(1)保持板上电量Q 不变,使两板地距离d 增大.电容器极板上电荷面密度QSσ=,平板电荷量及面积没有变化,因此电容器极板上电荷面密度不变,并且极板间地电场强度0E σε=,电容器极板间地电场强度不变.电容器极板间地电势差U Ed =,电场强度E 不变,距离d 增大,则电势差增大.平行极板电容0S C dε=,两极板间距离增加,则电容减小.电场能量22e Q W C=,电荷量Q 不变,C 减小,则电场能量e W 增大.(2)保持两板间电压U 不变,使两板地距离d 增大.则极板间地电场强度UE d=,电容器极板间地电场强度减小.平行极板电容0S C dε=,两极板间距离增加,则电容减小.电场能量212e W CU =,电压U 不变,C 减小,则电场能量e W 减小.10-16一平行板电容器,两板间充满各向同性均匀电介质.已知相对电容率为r ε,若极板上地自由电荷面密度为σ,则介质中电位移地大小D =,电场强度地大小E =,电场地能量密度e w =.答案:σ;0r σεε;202rσεε解析:根据电介质中地高斯定理d SD S q =⎰,得电位移矢量地大小D σ=.由于0r D E εε=,因此电场强度地大小0rE σεε=.电场地能量密度222000222re r rw E εεεσσεεεε===().10-17 在电容为0C 地空气平行板电容器中,平行地插入一厚度为两极板距离一半地金属板,则电容器地电容C =.答案:02C解析:插入金属板后,电容0C 成为两电容1C 和2C 串联,且1200414SC C C d ε===.因此等效电容为0121211C C C C ==+.10-18一平板电容器,两极板间是真空时,电容为0C ,充电到电压为0u 时,断开电源,然后将极板间充满相对电容率为r ε地均匀电介质则此时电容C =__________,电场能量e W =___________.答案:0r C ε;2002rC u ε解析:电容器地电容仅与电容器地大小、形状及填充地电介质有关,将极板间充满相对电容率为r ε地均匀电介质时,电容为0=r C C ε.断开电源后,两极板上地电荷量不变化,因此电场能量22200000()222e r rC u C u Q W C C εε===.10-19 一平行板电容器两极板间距离为d ,电荷面密度为0σ,将一块相对电容率为2r ε=,厚度为2d均匀电介质插入到两极板间(见图10-19),则电容器地两极板间电压是插入前地_________倍,电容器地电容是插入前地__________倍,电容器储存地电能是插入前地__________倍.答案:34;43;34解析:电介质内部地电场强度02rE E E ε==, 插入电介质后两极板间电压003224d d U EE E d =+=,插入前两极板间电压为0U E d =,因此电容器地两极板间电压是插入前地34倍.电容器地电容QC U=,电2d 习题10-19图荷量Q 不变,电容与电压U 成反比,因此,电容器地电容是插入前地43倍.电容器储存地电能12e W QU =,与电压U 成正比,因此,电容器储存地电能是插入前地34倍.三计算题10-20 两块大金属板A 和B ,面积均为S ,两块板平行地放置,间距为d ,d 远小于板地尺度.如图10-20所示,现使A 板带电Q A ,B 板带电Q B .在忽略边缘效应地情况下,试求:(1)A 、B 两板各个表面上地电量; (2)A 、B 两板地电势差;(3)若B 板外侧接地,A 、B 两板各个表面上地电量又是如何分布?两板地电势差是多少?解:(1)两板处于静电平衡,则两板内部电场强度为0,则()(){1234012340:/20:/20A B σσσσεσσσσε---=++-=()(){1234A BS Q S Q σσσσ+=+=1423()/2()/2A B A B Q Q SQ Q S σσσσ==+=-=-1423()/2()/2()/2A B A B B A Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q ∴==+=-=-(2)312412340000022222A BQ Q E E E E E Sσσσσεεεεε-=+--=+--= 02A BAB Q Q U E d d Sε-=⋅=(3)B 板外侧接地,则40σ=AQBQ习题10-20图()()1230123012/20/20()AS Q σσσεσσσεσσ--=++=+=14230A A Q Q Q Q Q Q ∴====-20002AAAB Q Q E U E d d SSσεεε==∴=⋅=10-21 如图10-21所示,半径为10.01 m R =地金属球,带电量101110 C Q -=⨯,球外套一内外半径分别22310 m R -=⨯和23410 m R -=⨯地同心金属球壳,壳上带电1021110 C Q -=⨯,求:(1)金属球和金属球壳地电势差;(2)若用导线把球和球壳连接在一起,这时球和球壳地电势各为多少?解:根据高斯定理,电场强度分布为:112120123220,4,4Q R r R E r Q Q r R E r πεπε<<=+>=(1)221111120012111d d 6044R R AB R R Q Q U E r r V r R R πεπε⎛⎫===-= ⎪⎝⎭⎰⎰(2)331212222031d d 27044B R R Q Q Q Q V E r r V r R πεπε∞∞++====⎰⎰270A B V V V ==10-22 半径为0R 地导体球带有电荷Q ,球外有一层均匀介质同心球壳,其内、外半径分别为1R 和2R ,相对电容率为r ε,如图10-22所示,求:(1)空间地电位移和电场强度分布;(2解:(1)导体球处于静电平衡状态,电荷分布在球地表面,球内部没有电荷习题10-21图根据有电介质地高斯定理i iSDdS Q =∑⎰⎰,20140r R D r π<⋅=时,,10D ∴=100rDE εε==20124R r R D r Q π<<⋅=时,,224QD r π∴=22200(1)4r rD QE rεεεπε===21234R r R D r Q π<<⋅=时,,324QD r π∴=232004rr D Q E r εεπεε==2244r R D r Q π>⋅=时,,424QD r π∴=44200(1)4r rD QE r εεεπε===因此,空间地电位移和电场强度分布为:0020()()4r R D Qr R r π<⎧⎪=⎨>⎪⎩,0012012202200()()4()4()4rr R Q R r R r E Q R r R r Qr R r πεπεεπε<⎧⎪⎪<<⎪⎪=⎨<<⎪⎪⎪>⎪⎩(2)介质内表面(1r R =)上地极化电荷与导体球上地电荷电性相反,因此,其面密度为:1031221111(1)()44r r r r r Q Q E R R R εεσεεεπεπ---'=-==- 介质外表面(2r R =)上地极化电荷与导体球上地电荷电性相同,因此,其面密度为:2032222211(1)()44r r r r r Q QE R R R εεσεεεπεπ--'=-==10-23 地球和电离层可当作球形电容器,它们之间相距约为100 km ,求地球—电离层系统地电容.(设地球和电离层之间为真空)解:已知6371km 100km +R d R R d ===地球地球电离 , ,设地球-电离层分别带点±Q则根据高斯定律,地球-电离层间地电场强度为:204Q E rπε=20111d d 6044R R R R Q QU E r r V r RR πεπε⎛⎫===-= ⎪ ⎪⎝⎭⎰⎰电离电离地球地球地球电离 204 4.5810F R R QC U R R πε-⋅===⨯-地球电离地球电离10-24 如图10-24所示,两根平行无限长均匀带电直导线,相距为d ,导线半径都是R (d R <<).导线上电荷线密度分别为+λ和-λ.试求(1)两导线间任一点P 地电场强度;(2)两导线间地电势差;(3)该导体组单位长度地电容.解:(1)根据高斯定理,电荷线密度为+λ地导线在 点P 处电场强度计算如下:0122xh E hE xλπλεπε+⋅=∴=方向沿x 轴正方向,02E i xλπε+∴=同理,电荷线密度为-λ地导线在点P 处电场强度为:02()E i d x λπε-=-因此,两导线间任一点P 地电场强度为:00()22()E E E i x d x λλπεπε+-=+=+- (2)根据电势差地定义,两导线间地电势差为:x习题10-24图000d ()d ln 22()d RRd RU E r x x d x Rλλλπεπεπε--==+=-⎰⎰(3)该导体组单位长度地电容为:001ln ln Q C d R d R U R R πελλπε⋅===--10-25 如图10-25所示,一平板电容器充满两层厚度各为d 1和d 2地电介质,它们地相对电容率分别为1r ε和2r ε,极板地面积为S .求:(1)电容器地电容;(2)当极板上地自由电荷面密度为0σ时,两层介质地电位移.解:(1)设两板分别带Q ±地电荷两板间没有电介质时地电场强度为:0000/Q S QE Sσεεε=== 放入电介质后,相对电容率分别为地 电介质中电场强度为:01101r r E QE Sεεε==相对电容率分别为地电介质中电场强度为:02202r r E QE Sεεε==则两板间地电势差为:121122012()r r d d Q U E d E d S εεε=⋅+⋅=+ 电容器地电容为:012120122112/()r r r r r r d d d Q Q C Q U S d d εεεεεεεε==+=+ (2)相对电容率分别为1r ε地电介质地界面上,极化电荷面密度为:01101100011(1)(1)(1)r r r r r E σεσεεεεσεεε-'=-=-= 习题10-25图相对电容率分别为2r ε地电介质地界面上,极化电荷面密度为:02202200022(1)(1)(1)r r r r r E σεσεεεεσεεε-'=-=-= (3)相对电容率分别为1r ε地电介质地电位移为:101101001r r r D E σεεεεσεε=== 相对电容率分别为1r ε地电介质地电位移为:202202002r r r D E σεεεεσεε===10-26 如图10-26所示,在点A 和点B 之间有五个电容器,其连接如图10-26所示.(1)求A ,B 两点之间地等效电容;(2)若A ,B 之间地电势差为12 V ,求AC U ,CD U 和DB U .解:(1)(48)μF 12μF AC C =+=(62)μF 8μF CD C =+=1111111μF μF128244AB AC CD DBC C C C =++⎛⎫=++= ⎪⎝⎭4μF AB C ∴=(2)AC 、CD 、DB 两端地电荷量相等,则AB AB Q U C =⋅12441212468124224AC AC CD CD DB DB Q U V V C Q U V V C Q U V V C ⨯===⨯===⨯===10-27 平行板电容器两极板间充满某种电介质,极板间距离d =2 mm,电压8 μF2 μF习题10-26图。

高考生物【21】染色体变异及答案

高考生物【21】染色体变异及答案

第7单元第21讲课时跟踪训练一、选择题1.(2018·潍坊模拟)在人的体细胞核中,除一条X染色体外,其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质块,通常位于间期细胞的核膜边缘,称为巴氏小体。

下列分析错误的是( )A.取女性的少许口腔黏膜细胞染色制片即可用显微镜观察到巴氏小体B.巴氏小体的形成是一种染色体结构变异C.运动会上运动员的性别鉴定可采用观察巴氏小体的方法D.男性的体细胞核中出现巴氏小体,说明发生了染色体数目变异解析:选B 从题干可知,正常女性体细胞核中有两条X染色体,其中一条形成巴氏小体,这是正常的现象,不是染色体结构变异,可在显微镜下观察到,这可作为鉴定性别的依据;而男性体细胞核中若出现巴氏小体,说明发生了染色体数目的变异。

2.母亲色盲,父亲正常,生下一个性染色体为XXY的不色盲儿子。

此染色体变异发生在什么细胞之中?若父亲色盲,母亲正常,则此染色体变异发生在什么细胞之中?若父亲正常,母亲色盲,生下一个性染色体为XXY的色盲儿子,则此染色体变异又发生在什么细胞之中?下列判断中正确的一组是( )A.精子、卵细胞、精子或卵细胞B.精子、精子或卵细胞、卵细胞C.卵细胞、精子、精子或卵细胞D.卵细胞、精子或卵细胞、精子解析:选 B 第一个问题是母亲色盲(X b X b)和父亲正常(X B Y)婚配,生下一个不色盲儿子,可知此儿子的基因型必是X B X b Y,故染色体变异发生在精子中。

第二个问题是父亲色盲(X b Y),母亲正常(X B X B或X B X b),生下一个不色盲儿子,其基因型可能为X B X B Y或X B X b Y,故染色体变异发生在精子或卵细胞中。

第三个问题是父亲正常(X B Y),母亲色盲(X b X b),生下一个色盲儿子(X b X b Y),故染色体变异发生在卵细胞中。

3.如图为细胞内染色体状态示意图。

这种染色体状态表示已发生( )A.染色体易位B.基因重组C.染色体倒位D.姐妹染色单体之间的交换解析:选B 图中两条染色体的大小、形态相同,应为同源染色体,发生交叉交换的染色单体是两条不同染色体上的染色单体,属于非姐妹染色单体之间的交叉互换,为基因重组,B正确、D错误;染色体易位是非同源染色体之间的交叉互换,倒位是一条染色体上部分片段的位置颠倒,与图示不符,A、C错误。

高中生物必修123课后习题参考答案解析

高中生物必修123课后习题参考答案解析

第1章走近细胞第1节从生物圈到细胞(二)资料分析1.提示:草履虫除能完成运动和分裂外,还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。

如果没有完整的细胞结构,草履虫不可能完成这些生命活动。

2.提示:在子女和父母之间,精子和卵细胞充当了遗传物质的桥梁。

父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵在子宫中发育成胚胎,胚胎进一步发育成胎儿。

胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。

3.提示:完成一个简单的缩手反射需要许多种类的细胞参与,如由传入神经末梢形成的感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞,等等。

人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与。

由细胞形成组织,由各种组织构成器官,由器官形成系统,多种系统协作,才能完成学习活动。

学习活动涉及到人体的多种细胞,但主要是神经细胞的参与。

4.提示:例如,胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿病;脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的肢体瘫痪;大脑皮层上的听觉神经元受损可导致听觉发生障碍,等等。

5.提示:例如,生物体的运动离不开肌细胞;兴奋的传导离不开神经细胞;腺体的分泌离不开相关的腺(上皮)细胞,等等。

(三)思考与讨论1.提示:如果把龟换成人,图中其他各层次的名称不变,但具体内容会发生变化。

例如,心脏应为二心房、二心室;种群应为同一区域的所有人,等等。

应当指出的是,生物圈只有1个。

如果换成一棵松树,图中应去掉“系统”这个层次,细胞、组织、器官、种群的具体内容也会改变。

如果换成一只草履虫,细胞本身就是个体,没有组织、器官、系统等层次。

2.提示:细胞层次;其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的,没有细胞就没有组织、器官、系统等层次。

另一方面,生物体中的每个细胞具有相对的独立性,能独立完成一系列的生命活动,某些生物体还是由单细胞构成的。

3.提示:一个分子或一个原子是一个系统,但不是生命系统,因为生命系统能完成一定的生命活动,单靠一个分子或一个原子是不可能完成生命活动的。

《生物物理学基础》教学大纲

《生物物理学基础》教学大纲

《生物物理学基础》教学大纲课程编码:040608A-基适用专业:全校各专业一、前言《生物物理学基础》是运用物理学的理论、技术和方法来研究生命现象和生命过程中的物理规律的一门课程,其主要内容包括生物力学、血液流变学、分子生物物理、膜和细胞生物物理、生物电学、物理因子的生物学效应和生物物理技术等。

本课程要求学生掌握生物力学、血液流变学。

熟悉生物电学。

了解物理因子的生物学效应。

总学时为16,其中理论课16学时,实验课0学时。

学分1。

教材选用刘骥主编《医用生物物理学》(第二版),人民卫生出版社2000年出版。

二、理论课内容与要求第一章绪论(1学时)[基本内容]生物物理学的主要内容、研究范围、研究方法、发展过程和方向。

生物物理学理论和技术在医药学中的应用。

[基本要求]熟悉:生物物理学的主要内容和研究方法;了解:在医药领域中的应用。

第二章生物力学(4学时)[基本内容]生物体的应力、应变和本构方程。

生物体的粘弹性,粘弹性物体的本构方程。

物体的粘度及其意义。

[基本要求]掌握:生物体的粘弹性和粘弹性物体的本构方程。

熟悉:生物体的应力和应变。

了解:物体的粘度及其意义。

难点:生物体本构方程的建立。

第三章血液流变学(8学时)[基本内容]血液流变学的基本概念。

血液的理化性质、血液的粘度和本构方程。

牛顿流动和非牛顿流动。

血液在血管中的流动。

影响血液粘度的基本因素。

血液流变学参数测定及其在药学中的应用。

[基本要求]掌握:血液流变学的基本性质和物理规律;血液的本构方程。

熟悉:影响血液粘度的各种因素。

了解:血液在血管中的流动规律;血液流变学参数测定及其在药学中的应用。

难点:血液的粘度和本构方程。

第四章生物电学(2学时)[基本内容]生物膜的组成和流动性,生物膜的功能和电特性。

生物电现象,膜电阻、膜电池和膜电容,膜电位及其机理,膜电位方程。

[基本要求]熟悉:生物膜的物理功能和生物特性。

了解:膜电阻、膜电池和膜电容的概念;膜电位的机理和电位方程。

生物物理课后作业

生物物理课后作业

⽣物物理课后作业⽣物物理(作业⼀)1.什么是⽣物物理学?答:“⽣物物理学就是⽣命的物理学,或活体的物理学”——英国⼤百科全书,1973 “⽣物物理学是研究⽣命物质的物理性质、⽣命过程的物理和物理化学规律以及物理因素对⽣物系统作⽤机制的科学。

”——《⾃然科学学科发展战略调研报告》-1995 ⽣物物理学是物理学与⽣物学相结合的⼀门交叉学科,是⽣命科学的重要分⽀学科和领域之⼀。

⽣物物理学是应⽤物理学的概念和⽅法研究⽣物各层次结构与功能的关系、⽣命活动的物理、物理化学过程和物质在⽣命活动过程中表现的物理特性的⽣物学分⽀学科。

⽣物物理学旨在阐明⽣物在⼀定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。

本门课中讲述了分⼦、膜、电磁、神经、辐射等⽣物物理的特性本质应⽤等。

我相信,通过⼀个学期的学习我会真正的明⽩⽣物物理的含义,不是字⾯上的定义的理解,⽽是真正的了解这门学科。

2.为何蛋⽩质的含氮量能表⽰蛋⽩质相对量?实验中⼜是如何依此原理计算蛋⽩质含量的?答:蛋⽩质的种类很多,结构各异,但各种蛋⽩质的含氮量颇为接近,平均为16%,因此测定蛋⽩质的含氮量就可推算出蛋⽩质含量。

常⽤的公式为:蛋⽩质含量(克%)=每克样品含氮克数×6.25×100。

3.解释“氨基酸等电点不是中性点”这句话的含义。

答:氨基酸是两性电解质,氨基酸处于静电荷为零时的pH为该氨基酸的等电点。

不同氨基酸的等电点不⼀样,中性氨基酸的酸性⽐它的碱性稍强些。

在纯⽔溶液中,中性氨基酸呈微酸性,负离⼦浓度⼤于正离⼦浓度。

故使其到等电点,需加酸,降低pH值。

中性氨基酸等电点5.6~6.3,酸性氨基酸等电点为2.8~3.2;碱性氨基酸等电点为7.6~10.8。

4.组成蛋⽩质的氨基酸有多少种?如何分类?答:组成蛋⽩质的氨基酸有20种。

根据氨基酸的相对位置,可以分为α氨基酸、β氨基酸、γ氨基酸等等;根据酸碱性可以分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。

细胞的物理生物学课后答案

细胞的物理生物学课后答案

细胞的物理生物学课后答案1、64.为了揭示大自然的奥秘,无数科学家进行了不懈的探索。

下列说法错误的是()[单选题] *A.组成大自然的天体和微观粒子都在不停地运动,其中太阳是宇宙真正的中心(正确答案) B.汤姆孙发现了电子,从而揭示了原子是可以再分的C.卢瑟福最早提出了原子的核式结构模型D.近代科学家提出质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的2、10.用同种材料制成体积相等的甲、乙两个小球,其中一个是实心的,另一个是空心的。

甲、乙两球的质量之比为5:3,则下列说法错误的是()[单选题] *A.甲球是实心的B.乙球是实心的(正确答案)C.空心金属球的空心部分与实心部分的体积之比为2:3D.空心金属球的空心部分与整个球的体积之比为2:53、2.高空雨滴下落的运动是自由落体运动.[判断题] *对错(正确答案)4、41.由同种材料制成的A,B两个金属球,其中有一个是空心的,它们的质量分别为mA =128g、mB=72g,体积分别为VA=16cm3、VB=12cm3,则下列说法正确的是()[单选题] *A.A是空心球,B是实心球B.空心球的空心部分体积为3cm3(正确答案)C.实心球的密度是8kg/cm3D.空心球的密度是8g/cm35、2.先启动计时器,再释放小车.[判断题] *对(正确答案)错6、在足球比赛中,下列说法正确的是()[单选题]A.飞行过程中,足球不受力的作用B.头顶足球时头会感到疼,说明力的作用是相互的(正确答案) C.下落过程中,足球的惯性变大D.足球在地面上越滚越慢,说明物体的运动需要力来维持7、下列估测最接近实际情况的是()[单选题]A.一个鸡蛋的质量约为500gB.教室里课桌的高度约为8m(正确答案)C.一支普通牙刷的长度约为40cmD.做一遍眼保健操的时间约为20min8、24.雪天为了使积雪尽快熔化,环卫工人在路面上撒盐,这是因为()[单选题] * A.盐使积雪的熔点降低(正确答案)B.盐使积雪的温度升高到0℃而熔化C.盐使积雪的熔点升高D.撒盐后的雪不再属于晶体,不需要达到熔点就可以熔化9、21.关于声现象,下列说法正确的是()[单选题] *A.人听到声音是否响亮只跟发声体发声时的振幅有关B.人们可以用声学仪器接收到超声波判断地震的方位和强度C.倒车雷达是利用回声定位探测车后的障碍物(正确答案)D.用大小不同的力敲击同一音叉是为了探究音调与频率的关系10、通常情况下,关于一段镍铬合金丝的电阻,下列说法中正确的是()[单选题]A.合金丝的电阻跟该合金丝的横截面积无关B.合金丝的电阻等于该合金丝两端电压与通过其电流的比值(正确答案)C.合金丝两端的电压越大,合金丝的电阻越大D.通过合金丝的电流越小,合金丝的电阻越大11、50.下列现象中与电视机的荧光屏表面常沾有许多灰尘的物理道理相同的是()[单选题] *A.塑料梳子梳头发,头发变得蓬松B.冬天脱毛衣时产生电火花C.塑料泡沫容易吸在化纤衣服上(正确答案)D.油罐车后拖有长长的铁链12、4.研究地球的公转及自转时地球都可视为质点.[判断题] *对错(正确答案)13、关于光现象,下列说法正确的是()[单选题]A. 光在水中的传播速度是3×108m/sB.矫正近视眼应佩戴凸透镜C. 光的色散现象说明白光是由多种色光组成的(正确答案)D. 镜面反射遵守光的反射定律,漫反射不遵守光的反射定律14、人在水平地面上向前行走,地面给人的摩擦力的方向是向前的[判断题] *对(正确答案)错答案解析:人的脚相对地面来说有向后的运动趋势,摩擦力向前,是动力15、3.有的力可能只有受力物体,没有施力物体.[判断题] *对错(正确答案)16、1.拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体.() [判断题] *对错(正确答案)17、24.运用你学过的物理知识进行“特殊测量”,下面的几种方法中()①用天平、水测出墨水瓶的容积;②用天平、刻度尺测出一卷细铜丝的长度;③用量筒、水测出小钢珠的质;④用量筒测出20g酒精. [单选题] *A.只有①③正确B.只有②④正确C.只有①②③正确D.①②③④都正确(正确答案)18、4.列车员说火车8点42分到站,8点42分指的是时间间隔.[判断题] *对错(正确答案)19、5.在空气中同一高度处由静止同时释放两个大小相同的铜球和棉球,两小球的落地时间相同.[判断题] *对错(正确答案)20、探究物体所受滑动摩擦力大小与物体对接触面的压力的关系时,物体所受重力大小是需要控制的变量[判断题] *对错(正确答案)答案解析:需要控制接触面的粗糙程度相同21、87.把一个实心铁块放入盛满水的容器中,溢出水的质量是5g,若把铁块放入盛满酒精的容器中,则溢出酒精的质量是()(ρ酒精=8×103kg/m3,ρ水=0×103kg/m3)[单选题] *A.5gB.5gC.4g(正确答案)D.36g22、43.小明研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系图象如图所示,由图象可知()[单选题] *A.容器的质量是40kgB.甲液体的密度是5g/cm3C.乙液体的密度是0g/cm3(正确答案)D.密度为0g/cm3的液体的m﹣V图象应位于Ⅱ区域23、行驶的汽车关闭发动机后还能行驶一段距离是因为汽车受到惯性力作用[判断题] *对错(正确答案)答案解析:汽车具有惯性24、3.屋檐滴下的水滴下落可视为自由落体运动.[判断题] *对(正确答案)错25、一吨棉花的体积会比一吨石头的体积大很多。

普通生物学课后习题答案

普通生物学课后习题答案

普通生物学课后习题答案普通生物学课后习题答案1、绪论1、20 世纪,生物化学和分子生物学揭示了生物界在化学成分上,即在分子层次上存在高度的同一性。

这会给人们什么启示?答案要点:大量实验研究表明,组成生物体生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。

例如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸,种类20 种左右,各种生物的核算的单体都是核苷酸,这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者长链,它们的功能对于所有生物都是一样的。

在不同的生物体基本代途径也是相同的,甚至在代途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的。

生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性,也促进了人们从分子生物水平上认识生命本质的深入研究。

提示人们从分子水平研究进化的同源性,人工改革的可能性,也为物种多样性与基因库保护提供了物质基础。

2、生物学中,一方面有新的学科不断分化出来,另一方面一些分支学科又在走向融合,这说明了什么?答案要点:生物学的分支学科各有一定的研究容而又相互依赖,相互交叉。

生命作为一种物质运动形态,有它自己的生物学规律,同时又包含并遵循物理和化学的规律。

因此,生物学同物理学,化学有着密切的关系。

生物分布于地球表面,是构成地球景观的重要因素。

因此,生物学和地学也是互相渗透,互相交叉的。

一些新的学科不断的分化出来,一些学科又在走向融合。

学科的分化,分科的互相渗透走向融合,反映了生物学极其丰富的容和蓬勃发展的景象。

数理化的成果融入到人类认识生物,改造生物中,也说明生物未知领域研究还很大。

2、细胞与生物大分子1、动物是以氧气(02)氧化糖(C6H12O6)产生C02和H20获得能量。

假设你想知道所产生的C02中的氧是来自于糖还是氧气,试设计一个用180作为示踪原子的实验来回答你的问题。

答案:自然界中氧含有3种同位素,即160、170、180。

180占0.2%,是一种稳定同位素,常作为示踪原子用于化学反应机理的研究中。

实验设计:用180 标记糖作为示踪原子供给动物的有氧呼吸,质谱分析测定生成物C02的放射性,如果C02中的氧具放射性说明C02中的氧是来自于糖。

大学物理习题及答案(生物类)

大学物理习题及答案(生物类)

习题三第三章流体的运动3-1 若两只船平行前进时靠得较近,为什么它们极易碰撞?答:以船作为参考系,河道中的水可看作是稳定流动,两船之间的水所处的流管在两船之间截面积减小,则流速增加,从而压强减小,因此两船之间水的压强小于两船外侧水的压强,就使得两船容易相互靠拢碰撞。

3-2 为什么一个装有烟囱的火炉,烟囱越高通风的效果越好?(即烟从烟囱中排出的速度越大)答:通常高处空气水平流动速度比较大,如果烟囱越高,则出口处的气体更容易被吸出。

3-3 为什么自来水沿一竖直管道向下流时,形成一连续不断的冰流,而当水从高处的水龙头自由下落时,则断裂成水滴,试说明之。

答:水沿一竖直管道向下流时,由于管壁的摩擦力作用,使得各处水的速度一致,因而可形成连续不断的水流。

水自由下落时,由于水在不同高度处速度不同,因此难以形成连续的流管,故易裂开。

3-4 有人认为从连续性方程来看,管子愈粗流速愈小,而从泊肃叶定律来看,管子愈粗流速愈大,两者似有矛盾,你认为如何?为什么?答:对于一定的管子,流量一定的情况下,根据连续性方程管子愈粗流速愈小;管子两端压强一定的情况下,根据泊肃叶定律管子愈粗流速愈大。

条件不同,结果不同。

3-5 水在粗细不均匀的水平管中作稳定流动,已知截面S1处的压强为110Pa,流速为0.2m·s-1,截面S2处的压强为5Pa,求S2处的流速(内摩擦不计)。

(0.5m·s-1)3-6 水在截面不同的水平管中作稳定流动,出口处的截面积为管的最细处的3倍,若出口处的流速为2m·s-1,问最细处的压强为多少?若在此最细处开一小孔,水会不会流出来。

(85kPa)3-7 在水管的某一点,水的流速为2m·s-1,高出大气压的计示压强为104Pa,设水管的另一点的高度比第一点降低了1m,如果在第二点处水管的横截面积是第一点的1/2,求第二点处的计示压强。

(13.8kPa)水以每秒1.4×10-4m3的快慢由水管自上面放人容器中。

生物物理各章思考题汇总

生物物理各章思考题汇总

荧光:1.荧光产生的机理是什么?P233(一)荧光的产生(1)分子的能量状态在光学分析中涉及的分子能级:Eo=Ee+ Ev + ErEe:价电子运动能(电子能级), electronEv:原子在平衡位置附近的振动(震动能级),vibrationEr:分子绕其重心的转动能(转动能级), rotation其中∆Ee > ∆Ev > ∆Er(2)分子的能级Energy Levels与跃迁Transition2.荧光技术研究的生物学样品的主要参数有哪些?量子产率与荧光强度的区别及关系是什么?荧光偏振的意义是什么?P234-237荧光分光光度术中的参量:(1)荧光光谱及主要谱参量荧光光谱包括:镜像对称。

激发光谱(excitation spectrum)(波长:λex——最大激发波长);发射光谱(emission spectrum)(波长:λem, λmax——最大发射波长)。

(2)荧光强度(fluorescence intensity, F, I)与量子产率(quantum yield, φ)A.荧光强度的定义:在一定激发波长(λex)作用下,发射的荧光强弱。

由于发射的荧光为一光谱,所以发射的荧光强度常常是指发射某一波长的荧光。

测得的F不是光能量的绝对值大小或光子数,而是在一定的仪器条件下测得的一种相对强度。

B.φ=发射光子数/吸收光子数。

表示某种物质的发光本领。

任何物质的φ不会大于1,且同一物质在不同的环境下,φ不同。

F=φIa,Ia=I0-I,I=I010-εcL→F = φ I0(1-10-εcL )→→当C很低时F= φ I0εcL→F与C成正比;→当C较大时F=I0φ→F与C无关。

(3)荧光偏振(fluorescence polarization)荧光偏振度Fluorescence polarization-- P=(I//-I⊥)/(I//+I⊥)荧光各向异性Fluorescence anisotropy-- A=(I//-I⊥)/(I//+2I⊥)荧光偏振度的物理意义:A:I//=I⊥,P=0,自然光,荧光分子运动很快,取向随机。

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第一章1为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质相对量?实验中又是如何依此原理计算蛋白质含量的?答:因为蛋白质中氮的含量一般比较恒定,平均为16%。

这是蛋白质元素组成的一个特点,也是凯氏定氮测定蛋白质含量的计算基础。

蛋白质的含量计算为:每克样品中含氮克数×6.25×100即为100克样品中蛋白质含量(g%)。

(P1)2.蛋白质有哪些重要的生物学功能?蛋白质元素组成有何特点?答:蛋白质是生命活动的物质基础,是细胞和生物体的重要组成部分。

构成新陈代谢的所有化学反应,几乎都在蛋白质酶的催化下进行的,生命的运动以及生命活动所需物质的运输等都需要蛋白质来完成。

蛋白质一般含有碳、氢、氧、氮、硫等元素,有些蛋白质还含有微量的磷、铁、铜、碘、锌和钼等元素。

氮的含量一般比较恒定,平均为16%。

这是蛋白质元素组成的一个特点。

(P1)3.组成蛋白质的氨基酸有多少种?如何分类?答:组成蛋白质的氨基酸有20种。

根据R的结构不同,氨基酸可分为四类,即脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环族氨基酸、杂环亚氨基酸。

根据侧链R的极性不同分为非极性和极性氨基酸,极性氨基酸又可分为极性不带电荷氨基酸、极性带负电荷氨基酸、极性带正电荷氨基酸。

(P5)4.举例说明蛋白质的四级结构。

答:蛋白质的四级结构含有两条或更多的肽链,这些肽链都成折叠的α-螺旋。

它们相互挤在一起,并以弱键互相连接,形成一定的构象。

四级结构的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基。

亚基通常由一条多肽链组成,有时含有两条以上的多肽链,单独存在时一般没有生物活性。

以血红蛋白为例:P11-12。

5、举例说明蛋白质的变构效应。

蛋白质的变构效应:当某种小分子物质特异地与某种蛋白质结合后,能够引起该蛋白质的构象发生微妙而有规律的变化,从而使其活性发生变化,P13。

血红蛋白(Hb)就是一种最早发现的具有别构效应的蛋白质,它的功能是运输氧和二氧化碳,运输氧的作用是通过它对O2的结合与脱结合来实现。

Hb有两种能够互变的天然构象,一种为紧密型T,一种为松弛型R。

T型对氧气亲和力低,不易于O2结合;R型则相反,它与O2的亲和力高,易于结合O2。

T型Hb分子的第一个亚基与O2结合后,即引起其构象开始变化,将构象变化的“信息”传递至第二个亚基,使第二、第三和第四个亚基与O2的亲和力依次增高,Hb分子的构象由T型转变成R型…这就微妙的完成了运送O2的功能。

书P13最后两段,P14第一段6.常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种?各自的原理是什么?1、沉淀:向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低,而从溶液中析出。

2、电泳:蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的,在电场中能向电场的正极或负极移动。

根据支撑物不同,有薄膜电泳、凝胶电泳等。

3、透析:利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。

4、层析:a.离子交换层析,利用蛋白质的两性游离性质,在某一特定pH时,各蛋白质的电荷量及性质不同,故可以通过离子交换层析得以分离。

如阴离子交换层析,含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。

b.分子筛,又称凝胶过滤。

小分子蛋白质进入孔内,滞留时间长,大分子蛋白质不能进入孔内而径直流出。

5、超速离心:既可以用来分离纯化蛋白质,也可以用作测定蛋白质的分子量。

不同蛋白质因其密度与形态各不相同而分开。

7.什么是核酸?怎样分类?各类中包括哪些类型?核酸是生物体内极其重要的生物大分子,是生命的最基本的物质之一。

(P15第一段)核酸分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA。

(P15第一段)DNA包括鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸。

RNA包括鸟嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。

8..DNA双螺旋结构模型的主要特点是什么?该模型的建立有什么生物学意义?答:两条反向平行的脱氧核糖核苷酸的长链围绕同一中心轴相互缠绕。

嘌呤碱基与嘧啶碱基位于双螺旋的内侧,磷酸与脱氧核糖在外侧,彼此通过3’,5’-磷酸二酯键相连接,形成DNA分子骨架。

碱基平面与纵轴垂直,糖环的平面则与纵轴平行。

两条链均为右手螺旋。

生物学意义:DNA分子中的核苷酸排列序列蕴藏着无穷的遗传信息,DNA通过自我复制,能将储存的遗传信息准确地传给子代。

P199.维持DNA分子双螺旋结构的力是什么?答:维持DNA双螺旋稳定性的主要因素是碱基堆积力,其次,大量存在于DNA分子中的其他弱键也起了一定作用。

这些弱键包括:互补碱基对之间的氢键;磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键;范德华引力。

P2010.什么是DNA的三级结构?理化性质上有什么特点?答:DNA的三级结构主要指双螺旋进一步扭曲形成的超螺旋。

这种折叠具有高度有序性,适合它们所处的细小空间,允许DNA能被接近以进行复制和转录。

DNA的超螺旋状态具有结构张力,P2111.什么是超二级结构和结构域?答:超二级结构是介于蛋白质二级结构和三级结构之间的空间结构。

它是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间折叠中靠近,彼此相互作用,形成的二级结构聚集体。

结构域是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次。

在较大的蛋白质分支中,由于多肽链上相邻的超二级结构紧密联系,形成两个或多个在空间上可以明显区别于其他蛋白质亚基的结构。

P10第二章1.生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系?膜的流动性和不对称性。

生物膜的流动镶嵌模型:膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构因而具有不同生理功能的蛋白质。

流动镶嵌模型主要强调(1)膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动;(2)膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性,有的镶嵌在膜的内外表面,有的嵌入或横跨脂双分子层。

膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件,如通过膜的物质运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。

膜的不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。

2.内在膜蛋白是何含义?内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合?内在膜蛋白是指那一类嵌入脂质双分子层中,与膜结合紧密的一类膜蛋白。

主要靠疏水力与膜脂紧密结合。

3.从生物膜结构模型的演化说明人们对生物膜结构的认识过程?对生物膜的分子结构的认识经历了四个发展阶段:(1)脂质双分子层模型研究人员通过实验发现易溶于脂类的物质易通过膜,所以推测膜由脂质构成,又通过计算总面积,得出膜的模型是脂质双分子层,极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。

(2)Davson-Danielli模型即“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治式的细胞膜分子结构模型,这个模型的提出是建立在人们对于蛋白质在细胞膜中的作用有了初步认识的基础上。

(3)单位膜模型即生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成,该模型继用了前两种模型的合理成分,但未正确解释蛋白质的位置,对于逐渐发现的大多数膜蛋白都需要用比较剧烈的方法,如去垢剂、有机溶剂、超声波等才能从膜上分离下来的现象,单位膜模型是难以解释的。

(4)流动镶嵌模型该模型强调膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动,膜蛋白镶嵌在脂类中并表现出分布不对称性,而且是通过疏水和亲水相互作用维持膜的结构。

该模型强调膜的流动性。

生物膜的模型还在不断的完善中,从这一演化过程中可以看出,人们是通过不断的研究,不断地从实验中发现新现象,在前人的研究基础上不断地完善对于生物膜结构的认识。

4.细胞的跨膜物质运输有哪些方式?(1)被动运输:指物质从高浓度一侧向低浓度方向的跨膜转运,这是一个不需要外界供给能量的自发过程。

分为简单扩散和协助扩散。

1)简单扩散:小分子物质沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散,不需要提供能量,也没有膜蛋白的协助。

2)协助扩散:指各种极性分子和无机离子顺浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运。

不需要细胞提供能量,但在特异的膜蛋白的协助下,可使转运效率增加,转运的特异性增强。

特征见57页。

(2)主动运输:由载体蛋白所介导的物质逆着浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式。

在此过程中需要能量供给。

1)钠钾泵 P582)钙泵 P593)质子泵 P604)ABC转换器 P61(3)协同运输:协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。

物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。

1)同向运输: 指物质运输方向与离子转移方向相同。

2)对向运输: 物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。

(4)内吞与外排作用——需要能量1)内吞作用:当细胞摄取大分子或颗粒时,首先被摄入附着于细胞表面,被一小部分质膜逐渐地包围,质膜凹陷然后分离形成细胞内的小囊,其中包含有被摄入的物质。

内吞物质如为固体物,形成的囊泡较大,称为吞噬作用,内吞物质为液体或溶质,形成的囊泡较小,称为胞饮。

2)外排作用:大分子物质通过形成小囊泡从细胞内部逐步移至细胞表面,小囊泡的膜与质膜融合,将物质排出于细胞之外。

5.比较主动运输与被动运输的特点及生物学意义。

主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式,其特点:1.逆浓度梯度(逆化学梯度)运输;2. 需要能量(由ATP直接供能)或与释放能量的过程偶联(协同运输),并对代谢毒性敏感;3.都有载体蛋白,依赖于膜运输蛋白;4.具有选择性和特异性。

被动运输是指物质从高浓度一侧向低浓度一侧方向的跨膜转运,它分为简单扩散和协助扩散,它的特点是:1.沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;2.不需要提供能量;3.在简单扩散方式下不需要膜蛋白协助,在协助扩散方式下,存在特异的膜蛋白协助,但不需要细胞提供能量。

生物学意义:主动运输这种物质出入细胞的方式,能够保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择呼吸所需要的营养物质,排除新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。

被动运输的方式,虽然转运速度慢,但是不消耗能量,在细胞活动中节约大量能量。

这两种方式分工合作,对于维持细胞内正常的生命活动,对神经冲动的传递以及对维持细胞的渗透平衡,恒定细胞的体积都是非常重要的. 对于活细胞完成各项生命活动有重要作用。

6.说明钠钾泵的工作原理及其生物学意义。

钠钾泵实质上就是Na+-K+-ATP酶,是膜中的内在蛋白。

它将细胞内的Na+泵出细胞外,同时又将细胞外的K+泵入细胞内。

Na+-K+-ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+、K+的亲和力发生变化。

在膜内侧Na+与酶结合,激活ATP酶活性,使ATP分解,酶被磷酸化,构象发生变化,于是与Na+结合的部位转向膜外侧。

这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低,对K+的亲和力高,因此在膜外侧释放Na+而与K+结合。

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