第21课时 DNA分子的结构和复制
知识网络
基础梳理
一、DNA的双螺旋结构模型
1、DNA分子是由两条链组成的，这两条链按__________的方式盘旋成双螺旋结构。
2、DNA分子中的________和_______交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；_________排列在内侧。
3、两条链上排列在内侧的碱基通过_______连接形成碱基对，碱基对的形成遵循___________________原则。
二、DNA分子的半保留复制
1、DNA分子复制时，亲代DNA分子的双链解开，解开后的每一条链分别作_________，游离的___________根据____________原则，通过_________结合到作模板的单链上，从而形成子代DNA分子。因此在子代DNA分子的两条链中，都含有______ ___________，因此，这种复制方式称为______________。
2、DNA分子复制是边________边________的过程，复制需要_______、________、________和________等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，为DNA分子复制提供了_______________，通过_______________原则，保证了复制能够准确地进行。复制所需要的原料是______________ ___________，能量由__________提供，酶主要是__________和______________。
三、基因是有遗传效应的DNA片段
1、一个DNA分子上有________个基因。实验证明，构成基因的碱基不超过DNA碱基总数的0.2%，因此一个基因仅是一个DNA分子的一个片段。因此，基因和DNA分子的关系可以描述为___________________________________ __ _________。
2、DNA分子的多样性指的是_________________________，DNA分子的特异性指的是___________________________。
3、遗传信息指的是_______________________________。
考点突破
考点一、对DNA分子结构和复制的加深理解
1、关于反向平行
DNA分子的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替排列形成的，但在两条链中，磷酸和脱氧核糖的排列方向是恰好相反的。如下图所示。只有这样，DNA分子才能形成稳定的双螺旋结构。
2、关于氢键
氢键是碱基对之间形成的，在DNA分子复制过程中（包括在基因工程的PCR、黏性末端的碱基对形成过程中），氢键的形成不需要酶的参与，氢键的断裂需要能量A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此，在DNA分子中，G与C的含量越多，DNA分子具有越强的热稳定性。
考点二、碱基配对原则的计算应用
1、整个DNA分子中和某条单链中四种碱基的比例关系
（1）整个DNA分子中，A=T，G=C，这个关系式可以转变为：A+G=T+C（可以表示在整个DNA分子中，嘌呤碱基的数目和嘧啶碱基的数目相等）
（2）若在DNA分子的一条链中，A/T=m，G/C=n，则另一条链中，A/T=1/m，G/C=1/n
（3）若在DNA分子的一条链中，A/G=p，T/C=q，则另一条链中，A/G=q，T/C=p
（4）若在DNA分子的一条链中，（A+T）/（G+C）=x，则另一条链中（A+T）/（G+C）=x，在整个DNA分子中，（A+T）/（G+C）=x
（5）若在DNA分子的一条链中，（A+G）/（T+C）=y，则另一条链中（A+G）/（T+C）=1/y，在整个DNA分子中，（A+G）/（T+C）=1
2、转录时，RNA与DNA模板链、非模板链之间的碱基计算
RNA分子的各碱基的数量及比例关系与DNA的非模板链一致，与模板链互补。如果已知DNA模板链，分析RNA，方法和分析DNA的另一条链一样，若已知DNA非模板链，分析RNA，则只需要把已知条件中的T换成U，即是RNA中相应碱基的数量或比例。
3、复制过程所需要碱基数量的计算
（1）计算DNA分子复制n次后，所需要碱基总数或某种碱基数
m个DNA分子复制n次，数量变为m×2个，“相当于”合成了m×（2-1）个DNA分子，可以此为基础计算所需要的全部碱基及某种碱基的数量。
（2）计算DNA分子在进行第n次复制过程中，所需要的碱基总数或某种碱基数
第n次复制，“相当于”合成DNA分子数2-2个，即2个。这是与复制n次后不同的。
例1、分析某生物的双链DNA,发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%,其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则对应链中腺嘌呤占整个碱基的比例是
A 17% B 32% C34% D50%
【解析】根据碱基互补配对原则，腺嘌呤＝胸腺嘧啶，腺嘌呤占全部碱基的比例＝64%/2＝32％，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，该条链上的腺嘌呤占全部碱基的比例＝30%/2=15%，因此对应链中腺嘌呤占整个碱基的比例=32%-15%=17%
【答案】A
也可以假设DNA分子全部碱基数为100，则一条链的碱基数为50，根据已知条件先计算出碱基的具体数目，最后转换计算出对应链中腺嘌呤的比例。这种算法的好处是一般不会出错。
变式1．某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为
A．330 B．660
C．990 D．1320
【解析】由A+T占34%，可得G+C占66%，C占33%，即330个。复制2次，DNA分子由于个变成功个，“相当于”新合成3个DNA分子，共需要C的个数为990个。
【答案】C
考点三、DNA分子半保留复制的有关计算
用同位素标记亲代DNA分子，让DNA分子在不含放射性同位素的重要任务下复制（一般使用细菌作实验材料，用N15标记亲代DNA分子，而后在含N14的培养基中培养）。复制过程中相关变化总结如下表。
代数 含N15的分子 含N14的分子 不含N15的分子 含N15的链 含N14的链
0(亲代) 1 0 0 2 0
1 2 2 0 2 2
2 2 4 2 2 6
3 2 8 6 2 14
…… …… …… …… …… ……
n 2 2 2-2 2 2-2
不难发现规律：从DNA分子开始复制，含标记的DNA分子及链不再变化，不论复制多少代，总是2，其它数值用相应的总数减去带标记的分子或链即可。DNA分子复制的前几次，还就能计算出某种分子或某种链所占的比例：如复制两代后，带标记的DNA和不带标记的DNA的比是1：1。
例2、已知一条完全标记上N15的DNA分子在只含有N14的培养基中经n次复制后，仅含N14的DNA分子数与含N15的DNA分子数之比为7：1，则n是
A 2 B 3 C 4 D 5
【解析】该DNA分子经过n次复制后DNA分子总数为2个，含N15的分子数为2个，只含N14的分子数为2-2个。（2--2）：2=7：1，可得n=4
【答案】C
变式2、把培养在含轻氮（14N）环境中的细菌，转移到含重氮环境中培养相当于复制一次的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，细菌DNA组成分析表明
A 3/4轻氮型，1/4中间型
B 1/4轻氮型，3/4中间型
C 1/2中间型，1/2重氮型
D 1/3轻氮型，1/2中间型
【解析】在重氮环境中复制一次，形成的DNA分子都是一条重链，一条轻链；这样的一个DNA分子在轻氮环境中复制两次，形成4个DNA分子，其中含重链的只有一个，其它三个都是全部是轻链，从分子来看，应是一个中间型，三个轻氮型。
【答案】A
例3、现将含有两对同源染色体且核DNA都用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的细胞少和最多数目依次是（不考虑交叉互换）。
A 2，16 B 2，8
C 4，8 D 4，16
【解析】两对同源染色体中共有4个DNA分子、8条链，这8条链经过复制后将会进行到8个分子中。经过4次分裂，最多有8个细胞含有被32P标记的分子。最少数量的分析，可能是被标记的DNA分子都集中在两个细胞中，每个细胞中的4个分子全有标记。
变式3、用32P标记玉米体细胞所有染色体上DNA分子的两条链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中进行组织培养。将这些细胞在第一、二、三、四次细胞分裂的前、中、后期，一个细胞中被32P标记的染色体条数填入下表（玉米体细胞中10对20条染色体）
中期 后期
第一次分裂
第二次分裂
第三次分裂
第四次分裂
【解析】本题除了要考查DNA分子的半保留复制这个知识点外，还考查细胞分裂过程中染色体的行为变化。第一次分裂过程中，DNA分子经过半保留复制后，所有的DNA分子都有标记，中期、后期的细胞都是这样子；第二次分裂过程中，DNA分子再次复制后，连在一个着丝点上的两个染色单体的两个DNA分子，其中一个有标记，另外一个没有标记，但整个DNA分子还是有标记的，到了后期，染色单体分离，染色体数目加倍，染色体有一半有标记，另一半无标记，各20条，但在末期细胞分裂时，哪20条染色体进入细胞一极，是没有固定方式的，因此，进入第三次分裂的细胞中，有标记的染色体数目无法确定，可能没有，也可能全部20条都有。
【答案】
中期 后期
第一次分裂 20 40
第二次分裂 20 20
第三次分裂 0～20 0～20
第四次分裂 0～20 0～20
课时作业
1．下图是四位同学制作的DNA分子结构模型，其中正确的是（ ）
【解析】构成DNA分子的基本结构单位是脱氧核苷酸，每分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的碱基组成，磷酸是连接在脱氧核糖的第五位碳原子上，碱基是连接在第一位碳原子上。脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键相联系的，一个分子的脱氧核苷酸的磷酸基与另一个脱氧核苷酸分子的脱氧核糖(第三个碳原子上基团)形成磷酸二酯键。
【答案】B
2.关于DNA分子的叙述错误的是（ ）
A.绝大多数生物体的遗传信息都存在于DNA分子中
B.DNA分子中，每个脱氧核糖分子只与1分子含氮碱基和1分子磷酸基团相连
C.DNA分子中碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性
D.DNA分子中碱基对特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性
【解析】从DNA分子基本结构来看，五碳糖与磷酸交替连接排列在外侧，因此，每个脱氧核糖与两个磷酸分子相连。
【答案】B
3．下列关于DNA结构与功能的说法，不正确的是（ ）
A．DNA分子中G－C碱基对含量较高，其结构稳定性相对较大
B．DNA分子脱氧核苷酸序列的多样性是DNA多样性的主要原因
C．DNA转录和翻译的产物不同，说明DNA分子具有特异性
D．基因突变频率低的重要原因之一是碱基互补配对原则保证DNA复制准确进行
【解析】碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性。在生物体内由于基因
的选择性表达，不同细胞中相同的DNA分子，经转录和翻译后，可能形成不同的产
物，故C错误。
【答案】C
4．DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序能决定的是（ ）
①DNA分子的多样性②DNA分子的特异性③遗传信息④密码子的排列顺序⑤DNA分子的稳定性
A．③④⑤B．①②③④
C．①②③⑤D．①②④
【解析】DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，其中脱氧核苷酸排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而脱氧核苷酸特定的排列顺序，又构成了DNA分子的特异性。密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，而信使RNA是以DNA的一条链为模板合成的，故密码子的排列顺序是由DNA的碱基排列顺序决定的。DNA分子的稳定性与碱基的疏水作用以及碱基之间的氢键有关。
【答案】B
5．从某生物组织中提取DNA进行分析，其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的（ ）
A．42%B．27%
C．26%D．14%
【解析】在整个DNA分子中，G＋C＝46%，则H链中G＋C＝46%，则T＝1－(G＋C)－A＝1－46%－28%＝26%，因此与H链对应的另一条链中A占该链的26%。
【答案】C
6．下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）
①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构
A．①③④②⑤ B．①④②⑤③
C．①③⑤④② D．③①④②⑤
【解析】本题考查的是DNA复制的过程。根据解旋、合成子链、子母链结合的过程，可知DNA复制的顺序为③①④②⑤。
【答案】D
7．DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构（ ）
A.—AB.
C．A—UD．G—C
【解析】DNA分子复制时，解旋酶的作用是使DNA碱基对间的氢键断开。在DNA中的碱基对有两种G—C，A—T。
【答案】D
8.用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体有
（ ）
A．0个B．2个C．30个D．32个
【解析】标记了一个噬菌体，那么就标记了两条DNA单链。由于DNA为半保留方式复制，因而两条被标记的母链就各进入两个DNA分子中，以后不管复制多少次，最终都只有2个DNA分子被标记。由于每个噬菌体只有一个DNA分子，因此被标记的噬菌体也只有2个。
【答案】B
9．将含有两对同源染色体，其DNA分子都已用32P标记的精原细胞,放在只含31P的原料中进行减数分裂。则该细胞所产生的四个精子中，含31P和32P标记的精子所占的比例分别是（ ）
A．50%、50%B．50%、100%
C．100%、50%D．100%、100%
【解析】精原细胞中有两对同源染色体，其DNA分子都已用32P标记，在减数分裂的间期，进行DNA分子的复制，复制的结果是形成一条链含32P、一条链含31P的DNA分子，因此减数分裂形成的每个精子中的两个DNA分子中，每个DNA分子都是一条链含32P、一条链含31P。
【答案】D
10．某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个。若该DNA分子复制3次，则需要含胸腺嘧啶和胞嘧啶的游离脱氧核苷酸总数为（ ）
A．7 B.a
C．7(a－m) D.(a－m)
【解析】DNA分子含胞嘧啶m个，则G也为m个，所以A＋T＝a－2m，T＝，故一个DNA分子中T＋C＝m＋＝。若DNA分子复制3次共得到8个DNA分子，除去模板DNA分子提供两条链之外，还需要复制7个DNA分子的原料，故答案为a。
【答案】B
11．分析下图，回答下列问题：
（1）图中B是________________，F是______________，G是_______________。
（2）1个A与C有两种比例关系：______________和______________；每个C含有_____________个D，每个D中可以有_______________个E组成。
（3）D与A的位置关系是_________________。
（4）从分子水平看，D与C的关系是_________________________。
（5）C的基本组成单位是图中的___________。D的主要载体是图中的____________。
（6）在E构成的链中间，与一分子G相连接的有_________分子的F和_____________分子的H。
（7）遗传信息是D中_____________的排列顺序。
（8）生物的性状遗传主要通过A上的_______________传递给后代，实际上是通过__________________的排列顺序来传递遗传信息。
【解析】染色体的主要成分是DNA和蛋白质，基因是有遗传效应的DNA片段，基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一分子核糖、磷酸、含氮碱基组成。
【答案】（1）蛋白质含氮碱基（或A、T、G、C中的任一种）脱氧核糖（2）1∶11∶2很多成百上千
（3）D在A上呈线性排列
（4）D是有遗传效应的C的片段
（5）E（或脱氧核苷酸）A（或染色体）
（6）12
（7）E（或脱氧核苷酸、F、碱基、碱基对）
（8）D（或基因）脱氧核苷酸
12.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示：
请分析：(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含___________；另一条链含________________。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。
(3)若一个DNA分子的一条单链中A占32%，且＝1.5，此比例在其互补链中的比值是________________；在整个DNA分子中的比值是________________。以该单链为模板合成的子代DNA分子中，A＋G的总含量占__________________。
【解析】本题中亲代大肠杆菌15N－DNA转移到14N培养基上，复制的第一代DNA(Ⅰ)应均为14N－15N(中)，而将此DNA转移到15N培养基上再复制一代后所产生的子代DNA中，应有一半为中DNA，另一半为重DNA。
如果已知的单链上是A，则未知的互补单链的相应位置上是T；已知的单链上是A＋G，则未知的互补单链上是T＋C，依此类推。因此，已知单链上＝1.5，则未知的互补单链上＝1.5，但题目中要求的是，即互为倒数关系。在整个DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以A＋G＝T＋C。因此，不论该DNA分子有多长多大，总是等于1。同样道理，不论该DNA分子复制多少代，其子代DNA分子中的A＋G占且仅占整个DNA分子核苷酸数的一半。
【答案】(1)14N15N
(2)(见右图)
(3) 150%
13．资料显示，近10年来，PCR技术（聚合酶链式反应技术）成为分子生物学实验的一种常规手段，其利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于获得生物体。请据图回答：
（1）加热至94℃的目的是使样品中DNA的氢键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过__________的作用完成的。
（2）通过生化分析得出新合成的DNA分子中,A＝T,G＝C,这个事实说明DNA分子合成遵循_______________________。
（3）在新合成的DNA分子中,(A＋T)/(G＋C)的比率与DNA样品中的一样，这说明新DNA分子是___________________。
（4）通过PCR技术，使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的DNA样品分子（第一代）______________________放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代之后，含15N标记的DNA分子链数占全部DNA总链数的比例为_____________________。
（5）综合PCR技术与人体细胞内DNA的合成过程可知，二者的必需条件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还有3个，它们分别是__________________________。
（6）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病，你认为可用PCR技术扩增他血液中的（ ）
A．白细胞DNA B．病毒的蛋白质
C．血浆中的抗体 D．病毒的核酸
【答案】（1）解旋酶
（2）碱基互补配对原则
（3）以DNA样品为模板的复制产物
（4）1/16
（5）适宜的温度、pH、水环境
（6）D第12课时 细胞增殖
知识网络
基础梳理
一、细胞不能无限长大
1、细胞的体积越大，相对表面积_________，细胞的物质运输的效率就__________。因此，细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
2、相对表面积是指_______________________________。
二、细胞通过分裂进行增殖
1、单细胞生物通过___________而繁衍。
2、对多细胞生物来说，细胞通过_________、__________发育成新个体，在生物体的生长过程中，细胞通过______补充衰老、死亡的细胞。
3、细胞增殖是生物体__________、__________、_______、__________的基础。
4、细胞以________的方式增殖，细胞增殖包括__________和____________两个连续的过程。
5、真核细胞的分裂方式有三种，大多数细胞进行有丝分裂，____________等细胞进行无丝分裂，减数分裂是形成____________的分裂方式。
三、有丝分裂的过程
1、细胞进行有丝分裂具有周期性，细胞周期是从________ ________________开始，到______________________为止。
2、分裂间期细胞发生的主要变化是__________________ _______________________。
3、分裂前期细胞发生的变化是：________变成_________，___________消失，__________解体，细胞产生纺锤丝形成__________。
4、分裂中期细胞发生的主要变化是：在________的牵引下，_________________________排列在细胞中央的一个平面即赤道板上。
5、分裂后期细胞发生的主要变化是：___________分裂，_____________分开，成为两条子染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。这样，细胞的两极就各个一套染色体。
6、细胞分裂末期发生的主要变化是：__________重新变成_________，__________逐渐消失，_________和_____ _______重新出现，形成两个细胞核。随后，一个细胞分裂成两个子细胞。
四、植物细胞和动物细胞有丝分裂过程的比较
1、动物细胞和植物细胞的有丝分裂过程基本相同。间期内都发生__________________________，分裂期加倍后的DNA平均分配到两个子细胞中。
2、动物细胞的纺锤体由____________发出的_________ 组成。而植物细胞的纺锤体则由细胞两极发出的________组成。
3、动物细胞在分裂末期，细胞膜向内凹陷将细胞缢裂成两部分，而植物细胞则是在细胞中央赤道板的位置形成___________，进而扩展为新的___________，从而形成两个子细胞。
四、有丝分裂的意义
细胞有丝分裂的重要意义是：将亲代细胞的__________（实质为_____________）经过复制之后，________地平均分配到两个子细胞中，从而使亲代和子代之间保持了__________的稳定性。因此有丝分裂对于______________有重要意义。
考点突破
考点一： 细胞不能无限长大
细胞的体积有一个相对合适的范围，既不是越大越好，也不是越小越好。模拟实验已经证明，细胞越大，相对表面积即表面积与体积之比越小，物质运输效率越低。细胞体积不能无限增大的原因也可以用核质关系进行解释，细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞核的控制范围是有限的，因此细胞的体积也是无限的。这样，真核细胞的体积能比原核细胞的体积大也就顺理成章了。同时，细胞体积也不能过小，每个细胞器都需要一定的空间，每个酶分子也需要一定的反应空间，细胞体积过小，便不能容纳足够多的酶和细胞器，这样，细胞体积也就有了一个最低限度，真核细胞的体积比原核细胞大，是因为它的结构相对简单，单细胞生物的体积一般比多细胞生物的体积大，原因是多细胞生物的细胞经过分化，功能上已实现分工，一个细胞没有必要执行该生物体的全部功能，单细胞生物一个细胞要执行生物体全部的功能，细胞体积就相应需要较大一些。由于这两方面的因素，每个细胞的体积就保持在一定的合适的范围内，细胞体积可以增大适应自身需要，当增大到一定程度后不再增大或进行分裂。
考点二、细胞通过分裂进行增殖
1、细胞增殖的意义：对单细胞生物和多细胞生物意义不同，对单细胞生物来说，细胞增殖就是为了繁殖，而对多细胞生物来说，细胞增殖除了参与个体繁殖，还参与生物体的生长发育。
多细胞生物的生命过程中，细胞的变化如下：
多细胞生物的有性生殖——细胞减数分裂、受精作用
多细胞生物的无性生殖——有丝分裂
多细胞生物的生长发育——有丝分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡
2、细胞增殖的方式
细胞通过分裂而增殖，也就是说细胞增殖的方式是细胞分裂，具体来说有丝分裂、减数分裂和无丝分裂三种方式。复习时要求掌握三种方式各指哪些细胞的分裂。
1、无丝分裂高中阶段只要求知道一个例子，即蛙的红细胞。注意其它生物的红细胞的分裂情况，鸟类的红细胞可以进行有丝分裂，哺乳动物的红细胞是不分裂的，幼年期的红细胞由造血干细胞分化而来，不再经过分裂增加数目，成熟后细胞核消失，也就不可能进行分裂。再一点，无丝分裂也是真核细胞的分裂方式，原核细胞的分裂不能称为无丝分裂。
2、有丝分裂是真核生物普遍存在的分裂方式，对于大多数正常细胞来说，只要能认定这个细胞可以分裂，就可以认为它进行有丝分裂。
3、减数分裂一般是产生有性生殖细胞时进行的。两个问题：一是“一般”，某些低等生物生殖时，先是两个细胞融合，而后再进行减数分裂形成新个体。二是有性生殖细胞，某些生物的生殖细胞是经过有丝分裂产生的。复习时只需记住精原细胞和卵原细胞可以进行减数分裂就行了。
例1、下列有关真核细胞分裂方式的叙述，正确的是
A 无丝分裂过程中核膜不消失
B 动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖
C 动物细胞有丝分裂末期形成细胞板
D 无丝分裂仅出现在高等动物的衰老细胞
【解析】A、D两项是关于无丝分裂的，无丝分裂过程中无染色体和染色质的形态变化，细胞核也是一直存在着，核膜是不消失的，无丝分裂是少数特殊细胞，如蛙的红细胞，而不是衰老细胞，蛙的红细胞这个例子证明B项是错误的，C项，细胞板是植物细胞分裂末期出现的，动物细胞不出现。
【答案】A
变式1、下列选项中，两类细胞的染色体数目均可呈现周期性变化的是
A 蛙的红细胞和淋巴细胞
B 小鼠的骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞
C 人的胚胎干细胞和成熟红细胞
D 牛的精细胞和精原细胞
【解析】周期性是有丝分裂的特点，蛙的红细胞进行有丝分裂，人的成熟红细胞不分裂，牛的精细胞也不分裂。只有B项中的两种细胞符合。
【答案】B
考点三、细胞周期
1、细胞周期的概念
细胞周期的起止时间，是从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成结束。在一个细胞周期中，分裂间期约占90—95%，分裂期只占5—10%。因此，可以根据时间的长短来判断分裂间期和分裂期。细胞周期可以用图形表示：
2、不同细胞（可指同一生物体的不同细胞，也可指不同生物体的细胞）的细胞周期不同，在一个细胞周期中，分裂期所占的时间比例也不同。由于分裂期在整个细胞周期中的时间较短，要想观察到处于分裂期前、中、后、末四个时期的细胞，需要选择那些在细胞周期中分裂期所占时间相对较长的细胞做实验材料。如下表：
细胞类型 细胞周期 分裂间期 分裂期 分裂期所占的比例
蚕豆根尖分生区 17.3 15.3 2.0 11.6%
小鼠十二指肠上皮 15.3 13.5 1.8 11.8%
人肝细胞 22 21 1 4.5%
人的宫颈癌细胞 22 20.5 1.5 6.8%
从分裂期占细胞周期的比例看，蚕豆根尖细胞和小鼠十二指肠细胞的分裂期占细胞周期的比例接近12%，是比较适合的实验材料的，而人的肝细胞和宫颈癌细胞的分裂期相对较短，不太适合作实验材料。
例2、下图表示有丝分裂过程的分裂间期和分裂期，有关说法正确的是
A ab、cd表示分裂间期，bc表示分裂期
B bc是一个细胞周期
C 用高倍显微镜观察ab期的细胞，可以观察到染色体
D bc期内，细胞的DNA分子数保持不变
【解析】ab、cd表示分裂期，染色质变成了染色体形态，可以用高倍显微镜观察，bc表示分裂间期，细胞内正在进行DNA分子的复制，一个细胞周期是bd。
【答案】C
变式2、用放射性同位素分别标记U和T的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂，一个细胞周期为20小时。根据这两种碱基被 细胞利用的速率，绘制成的曲线如下图所示。下列对此结果的分析正确的是( )
A、b点时刻，细胞正大量合成DNA
B、d点时刻，细胞中的DNA含量达到最大值
C、c～e阶段，细胞内最容易发生基因突变
D、处于c～e阶段的细胞数目较多
【解析】b点时，细胞内正进行mRNA合成，为DNA复制作准备，DNA还没有开始复制；d点时，DNA复制速度最快，完全复制完成后到e点，DNA含量达到最大值；ce段仅是DNA复制期，占整个间期的时间很短，细胞并不多。
【答案】C
考点四、有丝分裂过程中细胞发生的变化
1、细胞形态的变化
时期 变化
分裂间期 细胞体积增大
前期 核膜核仁解体、消失
中期 无明显变化
后期 无明显变化
末期 核膜、核仁重现，动物细胞细胞膜内陷使细胞缢裂，植物细胞中央形成细胞板扩展为细胞壁，一个细胞形成两个子细胞。
2、染色体行为
时期 变化
分裂间期 经DNA复制后，每个染色体包括由同一个着丝点相连的两个染色单体（是染色质形态，用光学显微镜无法看到）
前期 染色质变成染色体，高倍光学显微镜可以看到，染色体散乱分布在细胞内
中期 在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
后期 着丝点分裂，连在一起的染色单体分离，形成两个相同的子染色体，并在纺锤丝的牵引下移向两极
末期 染色体变成染色质
提醒：分裂后期着丝点分裂与纺锤丝无关，是细胞内相关的酶是这个时期表达，从而导致着丝点的分裂。
3、染色体、染色单体、DNA分子的数目变化
以正常的二倍体生物为例，细胞核内染色体数目为2N，DNA分子数为2C（在数值上，C=N）。在各个时期，相关数目的变化是
时期 染色体 染色单体 DNA分子
分裂间期 2N 0——4N 2C——4C
前期 2N 4N 4C
中期 2N 4N 4C
后期 2N——4N 4N——0 4C
末期 4N——2N 0 4C——2C
4、细胞分裂过程中相关细胞器的作用
（1）中心体：在动物细胞和低等植物细胞分裂过程中发出星射线，形成纺锤体
（2）高尔基体：在植物细胞分裂末期，合成纤维素果胶形成细胞板，再形成新细胞壁。
（3）核糖体：合成分裂过程中所需蛋白质
（4）线粒体：满足分裂过程中所需能量
例3、有关动物细胞有丝分裂的叙述，正确的是
A．细胞板在细胞有丝分裂末期形成
B．同源染色体配对通常发生在分裂前期
C．在分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞
D．在分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒
【解析】细胞板的形成是植物细胞分裂末期的特点，动物细胞分裂末期不形成， A错。同源染色体配对通常发生在减数第一次分裂刚开始不久，所以B错。C描述的现在是典型的动物细胞分裂末期的现象，正确。两个中心粒分别移向细胞两级式在细胞分裂前期的特征，故D错。
【答案】C
变式3、下列有关细胞分裂时期的四个叙述中，其中有一个叙述与另外三个叙述不在同一时期，这个叙述是( )
A 染色体数目加倍 B、染色体的着丝点数目加倍
C DNA分子的数目加倍 D、染色单体变为染色体
【解析】ABD三个时期都在后期，只在C在间期。
【答案】C
五、有关曲线的分析判断
下面三图分别表示在一个细胞周期是每个细胞的DNA含量、每个细胞的染色体数、每个染色体上的DNA分子数
例4、在细胞的有丝分裂开始时，如果它的染色体数为N，DNA含量为Q，则该细胞分裂后每个子细胞中染色体数和DNA含量分别是
A、N和Q B、N/2和Q/2
C、N和Q/2 D、N/2和Q
【解析】有丝分裂开始时，DNA和染色体未复制，随后开始DNA复制再减半，染色体加倍再减半，每个子细胞和开始时一样。
【答案】A
变式4、细胞的有丝分裂过程中，染色体数与体细胞数相同，而DNA数不同的时期是
A、后期和末期 B、前期和后期
C、前期和中期 D、中期和后期
【解析】前期和中期，DNA已加倍，但染色体未加倍，因此，染色体数和体细胞相同，DNA数是体细胞的二倍。
【答案】C
课时作业
1．下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是（ ）
A．a和b为一个细胞周期
B．c段结束DNA含量增加一倍
C．遗传物质平分一般发生在d段
D．b和c为一个细胞周期
【解析】细胞周期指从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成为止，包括分裂间期和分裂期两个阶段，从时间上看，前者明显长于后者，所以我们判断a(c)代表分裂间期，b(d)代表分裂期。由于分裂间期为分裂期提供了物质准备(完成了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成)，所以必须分裂间期a(c)在前，分裂期b(d)在后。
【答案】D
2．下列细胞分裂时观察不到纺锤体的是（ ）
①细菌细胞②根的分生区细胞③蛙红细胞④蛙的次级精母细胞
A．①③B．③④C．②③D．①④
【解析】细菌细胞是原核细胞，没有染色体，不发生有丝分裂，而是二分裂。蛙的红细胞进行无丝分裂，也不形成纺锤体。
【答案】A
3．下图所示光学显微镜下观察到的根尖分生区的细胞，视野内看到最多的是（ ）
【解析】在一个细胞周期中，分裂间期大约占90%～95%，所以看到最多的是处于间期的细胞。B图中具有核膜、核仁，且染色体以细丝状的染色质状态存在，为分裂间期。
【答案】B
4.细胞周期的各阶段，一个细胞中的染色体和DNA分子数量比不可能是下图中的（ ）
【解析】整个有丝分裂过程中，染色体的数量∶DNA分子的数量＝1∶2或1∶1。所以A坐标中的情况不可能出现。
【答案】A
5.关于图示的叙述中，不正确的是（ ）
A.因为细胞中有中心体⑨，所以可以断定该细胞很可能为动物细胞
B.④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，两条染色单体由一个着丝点②相连
C.细胞中有两对同源染色体，即④和⑦为一对同源染色体，⑤和⑥为另一对同源染色体
D.在后期时，移向同一极的染色体均为非同源染色体
【解析】图中细胞无细胞壁，有中心体且着丝点整齐排列，所以为处于有丝分裂中期的动物细胞。在后期时，只是着丝点分裂，使子染色体平均分向两极，移向两极的两套染色体都相同且都有同源染色体，与分裂前的细胞中染色体组成也一致。
【答案】D
6.细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如下图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是（ ）
A．乙组细胞正在进行DNA复制
B．细胞分裂间期的时间比分裂期长
C．丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍
D．将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少
【解析】将周期阻断在DNA复制前，DNA不能复制，DNA含量不能变为4C，甲组细胞增多。
【答案】D
7．植物细胞有丝分裂末期，在赤道板的附近聚集着许多小囊泡，那么产生这些小囊泡的结构及囊泡中可能含有的物质分别是（ ）
A．内质网；蛋白质、磷脂B．高尔基体；蛋白质、磷脂
C．内质网；纤维素D．高尔基体；纤维素
【解析】植物细胞有丝分裂末期，在赤道板的位置上形成细胞板，进而转变为细胞壁，因而植物细胞壁的形成与其细胞内的细胞器高尔基体有关，所以产生这些小囊泡的结构是高尔基体。因为植物细胞壁的成分是纤维素，所以囊泡中可能含有的物质是纤维素。
【答案】D
8.A图表示某种哺乳动物细胞在正常培养时所测得的细胞中DNA含量与细胞数的变化。用某种化合物处理培养着的细胞，结果DNA含量与细胞数的变化如B图所示，该化合物所起的作用是（ ）
A.促进细胞分裂
B.抑制DNA的复制
C.抑制纺锤体的形成
D.促进DNA的高度螺旋化
【解析】细胞周期中大多数细胞处于分裂间期，DNA数为2，加入某种物质后，大多数细胞DNA数变为4，说明细胞DNA加倍，而不进行姐妹染色单体分开后进入两个子细胞中的过程，所以该化合物所起的作用是抑制纺锤体的形成。
【答案】C
9．(2010年广东湛江3月)下列对菠菜根的分生区细胞分裂过程的叙述中，正确的是（ ）
A．在DNA复制的时期，DNA和染色体的数目增加一倍
B．在核膜和核仁逐渐消失的时期，中心体发出星射线形成纺锤体
C．在染色体形态固定、数目清晰的时期，着丝点排列整齐
D．在染色体逐渐解开螺旋的时期，细胞中央出现由很薄细胞壁构成的赤道板
【解析】DNA复制的结果是DNA含量增加一倍，但染色体的复制并没有导致染色体数目加倍，只是每条染色体上出现了两条染色单体。由于菠菜是高等植物细胞，所以无中心体。赤道板不是一个结构，仅是一个位置关系，在染色体解旋的时期，在赤道板位置上形成细胞板。细胞分裂中期，着丝点整齐排列在赤道板上，此时染色体形态固定、数目清晰。
【答案】C
10．右图表示人体内的细胞在分裂过程中每条染色体DNA含量变化的曲线。下列有关的叙述，正确的是（ ）
A．若为有丝分裂，则ef期的细胞都含有两个染色体组
B．若为有丝分裂，则赤道板和纺锤体都出现于de期
C．若为减数分裂，则cd期的细胞都有23对同源染色体
D．若为减数分裂，则基因的分离与自由组合发生于cd期
【解析】曲线的纵坐标表示每条染色体DNA含量，故该曲线既可以表示有丝分裂过程，也可以表示减数分裂过程。cd时期的染色体含有染色单体，既可对应有丝分裂过程的前、中期，此时细胞中有两个染色体组，也可对应减数第一次分裂(23对同源染色体)和减数第二次分裂(无同源染色体)的前、中期。基因的分离与自由组合发生在减数第一次分裂时期。ef时期的染色体不含染色单体，对应有丝分裂的后、末期，纺锤体的出现在前期。
【答案】D
11．图1是某种生物细胞有丝分裂示意图，图2是细胞在分裂过程中染色体数与DNA分子数柱形图。请据图回答下列有关问题：
(1)图1中细胞核内DNA含量加倍发生在________________图中，染色体加倍发生在____________图中，最易辨认染色体形态和数目的图是__________________。
(2)图2中2对应图1中的_________________，4对应图1中的_____________________。
(3)D图所示分裂期的特点是_______________________，其染色体数、染色单体数、DNA分子数依次是_______________________。
(4)据研究：分裂期细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质，现将动物DNA复制前期的细胞与A图所示细胞融合，预测可能出现的结果：__________________。
【解析】(1)根据细胞分裂图的特点可以判断：A、B、C、D、E依次是中期、前期、末期、后期、间期，DNA加倍发生在间期，染色体加倍发生在后期，在中期染色体形态固定，数目清晰，便于观察。
(2)图2中的柱形2表示DNA是染色体数的两倍，说明存在着染色单体，与之对应的应为A、B,4中DNA分子数与染色体数均为4N，说明着丝点已分裂，染色单体变为染色体，与之对应的应为C、D。
(3)D图的特点是着丝点分裂，染色单体变为染色体，染色体数目加倍，染色体在星射线的牵引下向细胞两极移动，其染色体数、染色单体数、DNA分子数依次是8、0、8。
(4)可能出现的结果是：来自DNA复制前期的细胞的染色质开始凝集。
【答案】(1)E D A
(2)A、BC、D
(3)着丝点分裂，染色体数目加倍，并在星射线的牵引下向细胞两极移动8、0、8
(4)来自DNA复制前期的细胞的染色质开始凝集为染色体
12．请根据有丝分裂中核内DNA变化曲线和分裂图像回答下列问题：
（1）a～b表示_____________期，与它对应的分裂图像是________________。
（2）b～c表示_______________期，依次对应的分裂图像是_________________。
（3）c～d表示_____________期，它对应的分裂图像是______________，该时期参与活动的细胞器为_________________。
（4）d以后表示______________________期。
（5）从一个细胞周期中DNA含量的变化规律分析，有丝分裂的重要特征是_____________________。
【答案】（1）分裂间，③
（2）前、中、后，②④⑤
（3）末，④高尔基体
（4）下一个细胞周期的间
（5）DNA分子经过复制后，平均分配到两个子细胞中
13.放射性同位素自显影技术被用于研究细胞有丝分裂过程中DNA和RNA的变化。下图表示洋葱根尖细胞处于有丝分裂各阶段细胞中DNA和mRNA的含量变化。试据图回答有关问题。
(1)在放射性同位素标记研究中，为区别DNA和RNA，选择标记的合成原料依次是_____________________，研究中应选择的测量材料是洋葱根尖的_______________部位，你的依据是_________________________________。
(2)在细胞分裂的a时期细胞中的mRNA主要用于指导合成____________________。试解释处于分裂期的细胞中mRNA含量较低的最可能原因：_________________________________________________________________________________________。
(3)图示c时期细胞核DNA、染色体与染色单体数目之比为_______________，这种比例将维持到细胞分裂的______________才可能开始变化。
(4)依据图示，细胞中核糖体活动旺盛的时期可能是_________________。
(5)图中细胞核DNA减半的原因是_______________________________________________________________________________。
(6)使用显微镜观察有丝分裂装片时，欲把乙图中的1细胞移到视野中央，具体操作是_____________________________________________________________________。
【解析】(1)DNA和RNA的区别之一为碱基的组成不完全相同，DNA和RNA特有的核苷酸分别为胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸，因此需要用放射性同位素一次标记两种物质(答胸腺嘧啶、尿嘧啶或T、U不得分)。(2)a为DNA复制前期，此时期的特点是为DNA复制做好物质准备，此时期转录形成的mRNA，主要用于合成与DNA复制有关的蛋白质。在分裂期细胞核DNA存在于高度螺旋化的染色体中，不能解旋、转录形成mRNA，因此分裂期的细胞中mRNA含量较低。(3)图示c时期为DNA复制后期，染色体复制完成，每条染色体有两条染色单体，因此细胞核DNA、染色体与染色单体数目比例为2∶1∶2，到分裂后期随着姐妹染色单体的分开，这种比例发生变化，三者比例为1∶1∶0。(4)核糖体是合成蛋白质的场所，所以细胞分裂过程中核糖体功能活跃的时期是a、c。(5)有丝分裂的末期，随着染色体平均地分配到两个子细胞中，使细胞核中DNA减少一半。(6)在显微镜下，物像的移动方向和装片实际的移动方向正好相反。
【答案】(1)胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸 分生区 根尖中仅分生区细胞可能分裂
(2)与DNA复制有关的蛋白质 分裂期细胞核DNA存在于高度螺旋化的染色体中，不能解旋、转录形成mRNA
(3)2∶1∶2 后期
(4)a、c
(5)染色体平均分配到两个子细胞核中
(6)向上移动装片第14课时 细胞的分化、衰老、凋亡、癌变
知识网络
基础梳理
一、细胞的分化
1、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞产生的后代，在__________、__________和____________上发生稳定性差异的过程。
2、细胞分化的意义是：使多细胞生物体的细胞趋向专门化，有利于__________________________________。
3、细胞分化的原因：在个体发育过程中，不同细胞的遗传信息的执行情况不同，有的处于_________状态，有的处于_________状态，即________________________。
4、细胞的全能性是指已分化的细胞，仍然具有_______ ___________________________。
二、细胞的衰老和凋亡
1、对单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是________的衰老或死亡。而对多细胞生物来说，个体生命活动的任何一个时期总有_______的衰老与死亡，而细胞会随着_________的增多而衰老。
2、衰老细胞的特征有：细胞内水分_________，导致细胞________，体积__________，新陈代谢_________；细胞内酶的活性_________；细胞内色素__________，阻碍细胞内物质的__________和_________；细胞呼吸速率____，细胞核的体积_______，染色质染色__________，细胞膜通透性_________。
3、细胞凋亡是由_________决定的__________________的过程，也称为_________________。
三、细胞的癌变
1、癌细胞的特点：
（1）___________；
（2）______________发生显著变化；
（3）细胞表面发生变化，主要是_______________减少。
2、致癌因子可分为三类：_________致癌因子、_________致癌因子和_________致癌因子。
3、癌变的原因是在致癌因子的作用下，________________ ________发生了突变，从而导致______________失控。
考点突破
一、关于细胞的分化
1、细胞的分化是多细胞生物的特征，单细胞生物没有分化。如果一个多细胞生物体内的不同细胞有不同的形态、结构、功能，是因为细胞分化的结构，而一种单细胞生物的不同细胞（个体）间存在差异，则应是发生了突变；而两种不同生物体的同种细胞具有不同的形态，原因是这两种生物的遗传物质本身就存在差异。
2、分化是基因的选择性表达。同一多细胞生物体内基因表达的情况不同，如胰岛A细胞中胰高血糖素基因表达，胰岛素基因不表达，反之在胰岛B细胞中，胰岛素基因表达而胰高血糖素基因不表达。这样，我们可以比较胰岛A细胞和胰岛B细胞，两种细胞的DNA相同，mRNA不同，蛋白质也不同。
3、细胞的分化与分裂紧密相连。分裂是分化的基础，在多细胞生物体内，总是细胞先进行分裂形成多个子细胞，然后这些子细胞再发生分化形成多种类型的细胞。分化程度越高，分裂能力越弱，高度分化的细胞一般就不会分裂了。在高等生物体内，还存在着具有分裂、分化能力的细胞，这些细胞称为干细胞，如造血干细胞，它可以分裂、分化产生红细胞、白细胞、血小板等血细胞。
4、细胞的全能性是指细胞的一种潜能，这种潜能在生物体内是不会发挥出来的，只有当离开生物体时才会发生。其次，这个潜能专指发育成一个完整个体，而不仅仅是细胞可以分裂、分化，形成细胞团或一种组织一种器官，必须是发育成一个完整个体。
5、细胞的全能性与分裂、分化能力的关系。细胞分裂次数越少、分化程度越低，全能性就越高，反之，细胞的分裂次数越多，分化程度越高，全能性就越低。
例1、下列过程不属于细胞分化的是
A、B淋巴细胞形成浆细胞 B、胚胎干细胞形成神经细胞 C、质壁分离植物细胞的复原 D、蜥蜴断尾再生
【解析】本题考查细胞分化的概念，细胞分化指的是一个细胞的后代细胞在形态、结构、功能上的差异，植物细胞质壁分离后复原还是原来的细胞，没有产生它的后代细胞，细胞的结构和功能没有发生改变。
【答案】C
变式1下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况：
基因存在情况 基因表达情况
甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰岛B细胞 √ √ √ √ √ √
浆细胞 √ √ √ √ √ √
神经细胞 √ √ √ √ √ √
下列有关说法不正确的是 ( )
A.甲基因可能是控制胰岛素合成的基因
B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C.三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同
D.三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵
【解析】三种细胞不同是因为细胞分化、基因的选择性表达，细胞内的遗传信息在DNA上，DNA是相同的。
【答案】C
二、关于细胞的衰老和凋亡
1、细胞的衰老和凋亡是细胞生命活动的正常规律，随着细胞的生长、代谢，细胞内发生着很多变化，这些变化很多是不利的，会最终导致细胞衰老。
2、细胞凋亡发生在个体发育的各个时期，如蛙的个体发育中出现的尾的消失，人的个体发育中出现这种现象，都是通过细胞凋亡实现的。当然在个体成熟后，细胞要随着衰老而凋亡，体内细胞的更新也要通过凋亡实现。要注意一个特例：被病原体感染的细胞被免疫系统清除，是一个细胞凋亡的过程，原因它是在人的调节下进行的，目的对人体是有利的，通过这个过程可以保持内环境的稳定。
例2、下列关于动物细胞编程性死亡的叙述，正确的是
A．细胞癌变属于细胞编程性死亡
B. 细胞编程性死亡属于正常生理过程
C．细胞编程性死亡属于细胞分化过程
D．细胞编程性死亡与基因表达无关
【解析】本题考查细胞凋亡的概念，细胞编程性死亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种正常的生理过程，既然是由基因决定的，就与基因表达有关。而细胞癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控所致。因此，B正确。
【答案】B
变式2、下列现象中属于细胞编程性死亡的是
A. 噬菌体裂解细菌的过程
B. 因创伤引起的细胞坏死
C. 造血干细胞产生红细胞的过程
D. 蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡
【解析】编程性死亡即细胞凋亡，是生物体有控制地有选择性地让某些细胞死亡的过程。
【答案】D
三、关于细胞的癌变
1、癌细胞容易发生转移，与癌细胞表面的糖蛋白减少有关。糖蛋白减少后，细胞之间的黏着性降低，造成易于分散，同时转移到其它器官，不易被其它器官细胞识别，从而转移到其它器官后就在那里“安家”并增殖，而正常细胞若偶然转移到其它器官会被识别为“异已”而被排斥。
2、物理和化学致癌因子的作用导致的基因突变即常见的碱基对的增添、缺失或改变。而病毒致癌因子的作用是，主要是病毒基因组插入到人的基因中，从而诱发人的细胞癌变。
3、原癌基因和抑癌基因是人体细胞中的正常基因，原癌基因的作用保持细胞正常的细胞周期，而抑癌基因的作用是阻止不正常的细胞增殖。原癌基因和抑癌基因中若只有一种基因发生突变，细胞是不会发生癌变的。而原癌因基因和抑癌基因都不止一个，都有多个，实验证明，在一个细胞中至少有5—6个基因突变时，细胞才会癌变。因此，细胞癌变的几率是很低的。
4、细胞发生癌变，人体不一定会患癌症，因为还有最后一关，人体的免疫系统在保护，人体的免疫系统会及时识别癌变的细胞，并将其杀灭，从而避免癌症的发生。因此，癌症的发生还与免疫系统的功能有关。
例3、下列有关细胞生理状态的叙述，正确的是
A 衰老的生物体中，所有的细胞都处于衰老状态
B 细胞凋亡时，细胞生命周期变短是细胞癌变的结果
C .细胞分化既能使细胞数量增加，也能使细胞种类增加
D. 细胞坏死后，代谢停止；细胞癌变，则其代谢增强
【解析】衰老的生物体中，也有新产生的细胞， 癌变的细胞是那些没有细胞凋亡程序的细胞，故B选项错误。细胞分化不能使细胞数量增加，但能使细胞种类增加，因此A、B、C选项错误。
【答案】D
变式3、下列关于癌细胞的叙述，错误的是
A. 癌细胞具有无限增殖的能力
B. 细胞癌变可以由病毒感染引发
C. 原癌基因只存在于癌细胞中
D. 癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有关
【解析】原癌基因存在于任何细胞中，癌细胞和正常细胞中都有。
【答案】C
课时作业
1．下列过程不属于细胞分化的是（ ）
A．B淋巴细胞形成浆细胞
B．胚胎干细胞形成神经细胞
C．质壁分离的植物细胞的复原
D．蜥蜴断尾再生
【解析】质壁分离植物细胞的复原只是细胞内部形式发生了一些变化，没有形成新类型的组织细胞，不符合细胞分化定义。
【答案】C
2.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，正确的是（ ）
A.细胞①②③中所含细胞器的种类和数量都相同
B.细胞①②③的细胞核中基因的种类和数量有差异
C.a、b、c过程中都有DNA的复制和转录过程
D.细胞①在体外培养成细胞系，遗传物质将发生改变
【解析】由图中信息可知，a是细胞增殖，b、c是细胞分化过程，干细胞分化成的不同细胞内细胞器含量有差异。干细胞经增殖或分化后，细胞内基因的种类或数量不变。b、c过程为细胞的分化，不进行增殖，无DNA的复制过程。细胞在体外培养成细胞系，遗传物质发生改变。
【答案】D
3.下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况：
基因存在情况 基因表达情况
甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁
胰岛B细胞 √ √] √ √ √ √
眼晶状体细胞(胚胎中) √ √ √ √ √ √
神经细胞 √ √ √ √ √ √
下列有关说法不正确的是（ ）
A.甲基因可能是控制胰岛素合成的基因
B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C.三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同
D.三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵
【解析】三种细胞都含有甲、乙、丙、丁几种基因，甲、乙、丙基因分别只在胰岛B细胞、眼晶状体细胞、神经细胞中选择表达，丁基因在几种细胞中都可以表达，说明几种细胞功能不同。同时，也存在着共同的生理过程，而它们共同生理过程有可能就是细胞呼吸。三种细胞来自同一人体，都由同一个受精卵发育而来，因此细胞中的遗传信息相同。
【答案】C
4.细胞的全能性是指（ ）
A.已经分化的细胞全部能进一步分化
B.已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
C.细胞既能分化，也能恢复到分化前的状态
D.细胞具有全面的生理功能
【解析】细胞表现全能性的最后结果应该是成为一个完整个体。
【答案】B
5．在不断增长的癌组织中，癌细胞（ ）
A．通过减数分裂不断增殖B．都有染色单体
C．都在合成蛋白质D．DNA含量都相等
【解析】癌细胞的特点之一是能无限增殖，即具有细胞周期。而进行减数分裂的细胞是没有细胞周期的，故排除A项。在有丝分裂后期，染色单体变为染色体，故排除B项。有丝分裂末期的细胞的DNA含量与分裂前、中、后期的细胞的DNA含量是不相等的，故排除D项。只要是活细胞，就能合成蛋白质。
【答案】C
6.癌症是威胁人类健康的一类重要疾病。人们对它进行了大量的研究，以下是有关癌细胞结构及生理的描述，你认为正确的是（ ）
①每个癌细胞都有数目相同的染色体组
②新陈代谢速度减慢，细胞萎缩
③每个癌细胞的DNA含量不一定相等
④都具有两个中心体，且分别位于细胞的两极
⑤在某些病毒的诱导下能产生原癌基因
⑥细胞内的色素逐渐积累
⑦失去控制，无限增殖
A.①②③⑦ B.①②④ C.②⑤⑥⑦ D.③⑦
【解析】不同的癌细胞处在不同的细胞周期，因此其染色体数目不同，DNA含量也不一定相同；癌细胞的代谢速度快，细胞没有萎缩；细胞分裂的前、中、后期细胞中有两个中心体，末期、间期有一个中心体；原癌基因在细胞中本来就存在，但是不表达，在病毒的诱导下会被激活；色素增加是衰老细胞的特点，癌细胞的特点之一是能无限增殖，不受机体的控制。
【答案】D
7.科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现，绿茶中的多酚可减少BCL－XL蛋白，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用，这表明绿茶具有抗癌作用的原因是由于生活的绿茶细胞中具有（ ）
A.分解多酚的酶的基因B.合成多酚的酶的基因
C.BCL－XL蛋白D.BCL－XL蛋白酶
【解析】BCL－XL蛋白的作用是抑制癌细胞凋亡，即该物质较多则癌细胞更不容易凋亡。多酚的作用是使BCL－XL蛋白减少，所以多酚具有抗癌作用。绿茶中多酚含量较多的原因是多酚合成过程旺盛，而合成过程需要酶，酶是基因表达的结果，所以绿茶具有抗癌作用的原因是细胞中含有合成多酚的酶的基因。
【答案】B
8.下列有关衰老细胞主要特征的描述错误而且属于形态改变的是（ ）
A.细胞核体积增大，染色质固缩
B.细胞内多种酶活性降低
C.细胞通透性改变，使物质运输功能降低
D.衰老细胞体积变大
【解析】在细胞衰老的过程中，细胞的生理状态和化学反应发生了复杂的变化，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生了变化。衰老细胞的五个特征就是以上三个方面的体现。细胞内水分减少，使细胞萎缩，体积减小属于形态的改变。细胞内多种酶的活性降低属于功能的改变。细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和信息的传递，属于细胞功能的改变。细胞内呼吸速率减慢属于功能改变。细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深属于形态改变。细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低属于功能的改变。
【答案】D
9．蝌蚪在变态发育过程中，尾部逐渐消失。下列有关叙述中错误的是（ ）
A．与甲状腺激素的调节有关
B．与基因突变改变遗传信息有关
C．与尾部细胞中的溶酶体有关
D．与有关基因程序性地表达有关
【解析】蝌蚪在变态发育中，尾部消失是细胞凋亡的结果，是由有关基因程序性表达引起的，细胞凋亡时，细胞内的溶酶体裂解，将内部的酶释放出来，将细胞分解；蝌蚪的发育过程受甲状腺激素的调节；在此过程中遗传信息没有改变。
【答案】B
10．下列有关细胞分裂、生长和分化的说法，不正确的是（ ）
A．抑制癌细胞的DNA复制可以有效控制癌细胞增殖
B．随着细胞的生长，细胞表面积与体积的比值越来越大
C．细胞分化是基因选择性表达的结果，所以骨骼肌细胞与肌细胞的蛋白质种类和数量不同
D．细胞分裂和细胞重复生长是多细胞生物由小到大的主要原因
【解析】随着细胞的生长，细胞表面积与体积的比值越来越小，物质的运输效率越来越低。
【答案】B
11．下图是细胞重大生命活动的图示，请据图完成下列问题。
(1)该图表示的是________、________生物细胞重大生命活动图示。
(2)细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过________实现的，细胞识别物质基础是该结构上有________。
(3)在A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在______，基因选择性表达的过程则发生在________，对于生物体有积极意义的过程是________。
(4)细胞分化过程中，如果由于某种因子的作用，就有可能使________从抑制状态转变为激活状态，从而使正常细胞发生癌变转化为癌细胞。
(5)图中细胞增殖的主要方式是________________。
【解析】多细胞真核生物的细胞能进行增殖、分化；细胞识别与细胞膜上的受体(糖被)有关；在有丝分裂的过程中发生了染色体的动态变化；在细胞分化的过程中发生基因的选择性表达；细胞的分裂、分化、衰老、凋亡都对生物体有积极意义；癌细胞是由于原癌基因突变从抑制状态变为激活状态；在生物体的生长发育过程中主要发生有丝分裂。
【答案】(1)真核多细胞
(2)细胞膜糖被
(3)A B A、B、C、D
(4)原癌基因
(5)有丝分裂
12.如图所示的是有关胚胎干细胞的部分去向示意图，①～③表示不同的过程，a～d表示不同的细胞。请据图回答：
(1)图中①表示_______________过程，a和b分别是___________和_______________细胞，其中，③过程是在什么情况下出现的？___________________________________。
(2)个体发育过程中最原始的干细胞是_____________，图中涉及的三类干细胞中，细胞分化程度由高至低的顺序是________________________________。
(3)近年来研究发现，造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞，说明动物细胞也可能具有___________，从理论上解释是因为__________________________________________________________________。
(4)研究干细胞的目的包括________________。
A.对某些疾病进行治疗
B.医学上的组织修复
C.研究细胞的分化机制
D.实现细胞全能性
【解析】图中①表示胚胎干细胞分裂和分化过程，a和b分别是浆细胞和记忆B细胞，在抗原刺激下，机体可发生体液免疫或细胞免疫，即发生③的过程；个体发育过程中最原始的干细胞是受精卵，图中涉及的三类干细胞中，细胞分化程度由高至低的顺序是神经组织干细胞、骨髓造血干细胞、胚胎干细胞；造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞，说明动物细胞也可能具有全能性，因为每个细胞都是由受精卵发育而来的，都具有全套的遗传物质；人们对干细胞的研究可以对某些疾病进行治疗，可以进行医学上的组织修复，还可以帮助人们了解细胞的分化机制。
【答案】(1)分裂、分化浆细胞记忆B在抗原刺激下
(2)受精卵神经组织干细胞、骨髓造血干细胞、胚胎干细胞
(3)全能性每个细胞都是由受精卵发育而来的，都具有全套的遗传物质
(4)ABC
13.癌症已成为危害人类健康的最大因素之一，请根据提供的资料回答问题：
(1)体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是_____________。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细胞具有_________________的特征。
(2)细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质，这些蛋白质会成为_____________，引起机体的免疫应答，在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是_______________。
(3)2009年10月5日，美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克因“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”而被授予2009年度诺贝尔生物学或医学奖。端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验：
细胞类型 增殖代数 端粒酶活性
正常体细胞 50～60 无
癌细胞 无限 有
实验目的：探究端粒酶活性与细胞癌变的关系。
实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。
实验步骤：
①_________________________________________________；
②_________________________________________________；
③_________________________________________________。
结果预测及分析：_________________________________________________________________________________________________。
(4)请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路：_________________________________________________________________。
【解析】(1)癌细胞具有无限增殖的特性，所以图中代表癌细胞生长曲线的为a。癌细胞由于细胞膜上糖蛋白的减少，所以具有易扩散、转移的特性。(2)这些不同于正常细胞的蛋白质，能引起机体免疫应答，所以这些蛋白质会成为抗原；裂解靶细胞的为效应T细胞。(3)实验目的：研究端粒酶活性与细胞癌变的关系，由此可知，实验变量为端粒酶活性的有无，因此可确定实验组别。第一步分组标号，第二步强调两组之间的实验变量，其他因素相同，第三步记录处理实验结果。由相应结果推测相应结论。(4)治疗癌症的新思路：由(2)题可知，可从特异性免疫角度回答，由(3)题可知，可从抑制癌细胞中端粒酶的活性角度回答。
【答案】(1)a扩(分)散转移
(2)抗原效应T细胞
(3)实验步骤：①将癌细胞分成A、B两组
②A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养
③记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数)
结果预测及分析：A组比B组增殖代数减少，说明端粒酶活性与细胞癌变(连续分裂)有关；A组仍然无限增殖，说明端粒酶活性与细胞癌变(连续分裂)无关
(4)抑制癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂)或免疫治疗(输入淋巴因子、DNA疫苗)
第五单元 遗传因子的发现和伴性遗传
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
分析孟德尔遗传实验的科学方法阐明基因的分离定律和自由组合定律概述伴性遗传 理解孟德尔实验的思路掌握对分离现象和自由组合现象的解释和验证学会孟德尔遗传定律在育种和人类医学实践中的应用简述孟德尔选用豌豆作实验材料取得成功的原因简述基因位于染色体上的理论假说的实验证据用细胞遗传学的观点解释孟德尔遗传定律的实质概述位于性染色体上的基因的传递和表现的特殊性
考纲分析解读和复习指导
1、本单元内容是在19世纪—20世纪初期科学家对遗传现象的早期研究，复习时应注意结合当时科学发展的水平理解研究者的思路。
2、假说—演绎法是孟德尔研究分离和自由组合现象的基本方法，也是摩尔根为基因在染色体上的假说提供实验证据的重要方法，类比推理法是萨顿提出基因在染色体上的方法，复习过程中应注意理解、比较。能用假说演绎法解释分离、自由组合现象，以及果蝇的遗传实验现象。
3、测交是验证假说的基本方法，对分离、自由组合现象的验证，对基因在染色体上假说的验证都是通过测交实验验证的，要掌握测交实验的设计方案。
4、遗传图解的写法是本单元的基础能力要求，要规范地写出一对基因、两对基因、伴性遗传基因的遗传图解。
5、遗传定律和伴性遗传的应用是本单元复习的重点，要求会在表现型基础上分析基因型、分析显隐性关系、确定基因位置，根据分析判断结果，进行相关的概率计算。
6、遗传题中变化较多，但再变化也离不开最基本的分离和自由组合定律，要注意题型的变化与基本规律之间的关系第20课时 DNA是主要的遗传物质
知识网络
基础梳理
一、格里菲斯的肺炎双球菌的转化实验
1、格里菲斯实验所用的肺炎双球菌有两种，S型是_________，R型是___________。（①有荚膜，②无荚膜，③菌落表面光滑，④菌落表面粗糙）
2、注射S型活菌的小鼠_______，注射R型活菌的小鼠_____，注射加热杀死的S型菌后小鼠 _______，将R型菌与加热杀死的S型菌混合，再注射给小鼠，小鼠_______。（A 死亡，B 不死亡）。
3、格里菲斯的实验结论是：加热杀死的S型菌中，含有能使R型菌转化的_____________。
二、艾弗里的转化实验
1、艾弗里等人为了弄清格里菲斯所说的转化因子是什么物质，对S型菌中的物质进行了_______和_______，将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质加入到培养了R型菌的培养基中，结果发现，只有加入了________的培养基中的R型菌才能转化成S型菌。为了进一步证实DNA能使R型菌转化，用__________处理DNA，发现处理后，不能使R型菌转化。
2、艾弗里的结论是：________________________________ _________________。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1、由于艾弗里提取的DNA纯度不高，仍混有________，因此，有人对艾弗里的实验结论表示怀疑。赫尔希和蔡斯利用______________技术，设计了更有说服力的实验。
2、实验中，分别用_______标记噬菌体的蛋白质，用________标记噬菌体的DNA，让噬菌体侵染细菌。一段时间后，搅拌、离心，发现用_______标记的一组，放射性主要出现在上清液中，而用_______标记的一组，放射性主要出现在沉淀物中。进一步对释放出的子代噬菌体检测，可以检测到_______标记的________，而不能检测到_______标记的____ _______。
3、他们二人的实验表现，噬菌体侵染细菌时，_________进入到细菌的细胞中，而___________留在外面。因此子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的___________遗传的。DNA是____________________。
四、DNA是主要的遗传物质
后来的研究证明，遗传物质除了DNA外，还有RNA。遗传物质是RNA的生物是________________，如____________。DNA是主要的遗传物质中“主要”的含义是____________ _________________________。
考点突破
考点一、肺炎双球菌的转化实验
1、转化的过程，实质上是S型肺炎双球菌的控制荚膜合成的质粒进入到R型菌中，并且在R型菌中表达，这样R型菌就出现了荚膜，转化成了S型菌。
（1）荚膜是肺炎双球菌细胞体的一种结构，也是由相应的基因控制的。
（2）相应的基因在质粒上，质粒有能力进入R型菌，并且有能力进R型菌细胞中表达。
2、转化的结果：
（1）并不是所有的R型菌都有质粒进入，同时质粒进入后也不一定都能表达，因此，并不是全部的R型菌都能转化成S型菌。
（2）转化形成的S型菌内，控制荚膜合成的基因将一直存在，并在肺炎双球菌的增殖而复制传给后代，因此，它们的子代仍然是有荚膜的S型菌。
3、和格里菲斯和艾弗里实验不符合的几种可能情况
（1）注射R型活菌，导致小鼠死亡——可能是其中混有S型菌，也可能是注射的R型菌数量太多，超过了小鼠的免疫能力。
（2）将加热杀死的S型菌和活的R型菌混合，给小鼠注射，小鼠不死亡——可能是加热时温度过高，破坏了S型菌的DNA，也可能是时间太短或其它原因，没有R型菌发生转化或转化成的S型菌太少，不足以使小鼠致病。
（3）艾弗里实验中，加DNA的一组未转化——DNA的结构可能被破坏，或转化的数目太少，形成的菌落不明显。
（4）艾弗里的实验中，加其它物质的组发生了转化——提取不纯，有关物质中混有DNA
（5）加入DNA酶后，仍然有转化现象——酶已失去活性，反应条件不适合等。
例1．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是
A．存活、存活、存活、死亡
B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活
D．存活、死亡、存活、存活
【解析】S型菌的DNA被DNA酶水解后，不能转移和表达，不能导致R型菌的转化，小鼠不死亡；不论R型菌如何，不会导致S型菌变化，小鼠死亡；实验③中，R型菌已死亡，即使加入S型菌的DNA，也不可能转化成S型菌。因此，在四个实验中，①③④小鼠均能存活，只有②小鼠死亡。
【答案】D
变式1、格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（ ）
① DNA是遗传物质 ②RNA是遗传物质 ③DNA是主要的遗传物质 ④蛋白质不是遗传物质 ⑤糖类不是遗传物质 ⑥DNA能产生可遗传的变异
A．①④⑤⑥ B. ②④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D. ③④⑤⑥
【解析】艾弗里通过体外转化实验，证明了DNA是遗传物质，蛋白质、脂质、糖类、RNA不是遗传物质，转化本身可解释为发生了可遗传的变异。同时，没有研究RNA病毒的遗传情况，不能得出RNA是遗传物质、DNA是主要的遗传物质的结论。
【答案】A
考点二、噬菌体侵染细菌的实验
1、采用这两种同位素进行标记的原因
S只存在于蛋白质中，P几乎都存在于DNA中。
2、标记的方法
分别中含32P的原料（脱氧核苷酸）和S35的原料（氨基酸）培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染含32P或35S的大肠杆菌。这样，噬菌体的DNA或蛋白质外壳将被32P或35S标记。
3、实验中搅拌、离心的目的是让较小和噬菌体和较大的细菌分开，按照实验预期，离心的结果，上清液中含有噬菌体侵染细菌后留在细胞外面的蛋白质外壳，而下层则是被噬菌体侵染的细菌，噬菌体的DNA位于细菌内部，分布在下层沉淀物中。因此，用P32标记噬菌体，沉淀物中有放射性，而用S35标记噬菌体，上清液有放射性。这是严格按实验预期的结果。
但实验中并不完全是这样，若时间过短，有的噬菌体没有侵染细菌，或由于时间过长，子代噬菌体可能已经组装完成释放出来，上清液中也会出现含P32标记的噬菌体。另一方面，S35标记的蛋白质外壳，在搅拌、离心过程中可能没有和大肠杆菌分离，仍结合在大肠杆菌的表面，离心时处于沉淀物中。
例2．赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤；①培养噬菌体，②35S和32P标记噬菌体，③放射性检测，④离心分离。实验步骤的先后顺序为：
A．①②④③ B．④②①③
C．②①④③ D．②①③④
【解析】实验步骤是先对噬菌体进行标记（标记方法是先用含放射性同位素的原料培养大肠杆菌，再使噬菌体侵染大肠杆菌），再使标记后的噬菌体侵染大肠杆菌，即培养噬菌体，然后进行离心、检测放射性。
【答案】C
变式2、在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是
A．①④ B．②④
C．①⑤ D．③⑤
【解析】P元素存在于DNA分子中的磷酸中，即部位①，S元素存在于氨基酸的R基上，即部位④
【答案】A
考点三、探索烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验
1、研究烟草花叶病毒的遗传物质时，人们已确信遗传物质是DNA，但对烟草花叶病毒的遗传物质是DNA还是RNA还不能确定。
2、研究方法是：第一步，分离出烟草花叶病毒的核酸，分成A、B两份。第二步，向A中加入DNA水解酶，向B中加入RNA水解酶，第三步，用处理后A液和B液分别感染烟草，观察是否出现病斑。最后的实验结果是烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
此后，科学家又进行了病毒的重组实验，进一步证明了核酸是病毒的遗传物质。
例3．科学家从烟草花叶病毒（TMV）中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验（见下表）中，不可能出现的结果是
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
实验编号 实验过程 实验结果
病斑类型 从病斑中分离的病毒类型
① a型TMV感染植物 a型 a型
② b型TMV感染植物 b型 b型
③ 组合病毒（a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA）感染植物 b型 a型
④ 组合病毒（b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA）感染植物 a型 a型
【解析】本题考查的是病毒遗传物质的特点。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而蛋白质不是遗传物质，因此在③中，组合病毒的遗传物质是b型的，因此病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型也应是b型的。
【答案】C
变式3、如图所示，甲、乙两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂交病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为
【解析】病毒的性状由内部的核酸决定
【答案】D
课时作业
1.下列关于格里菲思的肺炎双球菌的转化实验的叙述，正确的是（ ）
A.加热杀死的有荚膜肺炎双球菌能使小白鼠致死
B.可以用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸来研究R型肺炎双球菌中DNA的复制
C.加热杀死的S型肺炎双球菌和活R型肺炎双球菌混合培养后感染小白鼠能使其致死
D.该实验证明DNA是遗传物质，而多糖类不是
【解析】加热杀死的有荚膜肺炎双球菌没有致病性，不能使小白鼠致死，但是和活R型肺炎双球菌混合培养后，由于发生转化作用，产生了S型细菌，感染小白鼠能使其致死。尿嘧啶核糖核苷酸是RNA的组成成分，不是DNA的组成成分。格里菲思的实验只是证明了转化因子的存在，并没有证明DNA是遗传物质，也没有证明多糖等不是遗传物质。
【答案】C
2．关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是（ ）
A．需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定
B．配制培养基的成分应适合噬菌体生长和繁殖
C．转化的有效性与提取的DNA纯度密切相关
D．实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是
【解析】噬菌体是寄生在细菌体内的，因此培养基直接培养的是细菌。
【答案】B
3．“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是（ ）
A．用S型活细菌和加热杀死后的R型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型细菌与无毒的R型细菌混合后注射到小白鼠体内，测定小白鼠体液中抗体的含量
C．从死亡小白鼠体内分离获得了S型细菌
D．将S型细菌的各种因子分离并分别加入到各培养基中，培养R型细菌，观察是否发生变化
【解析】实验的关键就是设法把DNA和蛋白质等其他物质分开，单独地、直接地观察各种物质的作用。
【答案】D
4．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，以下实验步骤的先后顺序为（ ）
①用分别含有35S和32P的培养基培养细菌②利用培养基培养噬菌体③用噬菌体分别与含有35S和32P的细菌混合培养④放射性检测⑤离心分离
A．①③⑤④B．①③④⑤
C．①②③④⑤D．②①③⑤④
【解析】噬菌体不能用一般培养基培养，应先获得分别由35S和32P标记的细菌，再让噬菌体分别侵染被35S和32P标记的细菌，从而获得分别用35S和32P体标记的噬菌体，与无标记的细菌混合培养，再离心分离，最后进行放射性检测。
【答案】A
5．科学家用含有15N的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养T2噬菌体，待大肠
杆菌解体后15N（ ）
A．不出现在T2噬菌体中
B．仅发现于T2噬菌体的DNA中
C．发现于T2噬菌体的外壳和DNA中
D．仅发现于T2噬菌体的外壳中
【解析】噬菌体在大肠杆菌中增殖时，所用原料(氨基酸和脱氧核苷酸)都来自大肠杆菌。
由于大肠杆菌在含15N的培养基中培养，所以大肠杆菌内的氨基酸和脱氧核苷酸都含
15N。因此，在子代噬菌体的蛋白质和DNA中都含有15N。
【答案】C
6.噬菌体侵染细菌的实验中，对噬菌体蛋白质合成的正确叙述是（ ）
A.原料、模板和酶来自细菌
B.模板和酶来自细菌，核糖体和氨基酸原料来自噬菌体
C.指导蛋白质合成的DNA来自细菌，氨基酸原料来自噬菌体
D.指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，核糖体、酶和氨基酸原料来自细菌
【解析】在噬菌体侵染细菌的实验中，只有噬菌体的DNA进入细菌，在细菌体内最终形成了新的噬菌体。所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，而核糖体和酶、原料等均来自细菌。
【答案】D
7．有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是（ ）
选项 放射性 S元素 P元素
A 全部无 全部32S 全部31P
B 全部有 全部35S 多数32P，少数31P
C 少数有 全部32S 少数32P，多数31P
D 全部有 全部35S 少数32P，多数31P
【解析】图解中家禽体细胞标记32P，H5N1病毒寄生后被32P标记。将含32P的H5N1寄生在35S的家禽体细胞中则子代新合成的蛋白质全部含35S，而子代中只有少数含有32P的核酸，故D结果正确。
【答案】D
8．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是（ ）
A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌
B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中
【解析】理论上上清液中是不含有32P的，因为噬菌体的DNA全部注入到了大肠杆菌内，但在实际操作时，由于一部分噬菌体没有侵入大肠杆菌中或由于保温时间过长，大肠杆菌裂解，释放出噬菌体，经搅拌、离心后会进入上清液，产生误差。
【答案】C
9.下列有关遗传物质的描述错误的是（ ）
A.正常情况下，同一生物的不同组织，DNA结构一定相同，数量也一定相同
B.正常情况下，同一生物的不同组织，DNA结构一定相同，数量可能不同
C.细胞生物的遗传物质都是DNA
D.任何生物个体的遗传物质只有一种
【解析】正常情况下，同一生物的不同组织，细胞质中的DNA含量会有很大不同。任何一种生物，即使体内同时含有两种核酸，遗传物质也只能是其中的一种，如人的遗传物质是DNA，不能说人的遗传物质是DNA和RNA(当然可以说人的遗传物质是核酸)。
【答案】A
10.(2010·太原质检)关于DNA的分布，正确的是（ ）
A.真核细胞的细胞质不存在DNA
B.原核细胞如果含DNA就不含RNA
C.哺乳动物成熟红细胞都不含DNA
D.酵母菌细胞中的DNA都分布在细胞核和线粒体中
【解析】原核细胞和真核细胞都含有DNA和RNA，真核细胞的DNA主要分布在细胞核内，在细胞质中含有少量的DNA；哺乳动物成熟红细胞的细胞核和各种细胞器均退化，不含有DNA；酵母菌是真核生物，除细胞核和线粒体含有DNA外，细胞质中还含有质粒(小型环状DNA)。
【答案】C
11．下图为肺炎双球菌转化实验的图解。请回答：
(1)分析图A可以看出，加热杀死有毒的S型细菌与活的R型无毒的细菌混合注入小鼠体内，小鼠将_____________________________________，原因是________________________________________________________________。
(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪一组（ ）
A．14C和18OB．35S和32P
C．14C和32PD．35S和18O
(3)分析图B可以看出，该实验获得成功的最关键设计是__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
【解析】(1)分析图A可以看出，加热杀死的有毒S型细菌与活的R型无毒的细菌混合后，可转化为有毒性的S型活细菌，小鼠将死亡。(2)蛋白质含有S，不含P元素，核酸含有P而不含S元素，因此可用35S和32P分别对蛋白质和DNA进行标记。(3)分析图B可知，加入S型细菌DNA，R型无毒的细菌发生转化，表现了S型细菌的性状，这说明S型细菌的DNA进入了R型细菌细胞中，实现对其性状的控制，也说明DNA是遗传物质。该实验获得成功的最关键设计是设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。
【答案】(1)死亡死的S型细菌能使R型细菌转化成活的有毒的S型细菌，使小鼠死亡
(2)B(3)设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用
12.研究发现少数病毒(如烟草花叶病毒，简称TMV)体内仅有蛋白质和RNA两种化学成分，这类生物的性状(如TMV能感染正常烟草的叶片，使之出现相应的病斑)的遗传是受RNA还是蛋白质控制？请设计实验探究TMV的遗传物质。
(1)实验原理：
①利用水—苯酚溶液可以将TMV分离，获得TMV的蛋白质和RNA。
②_______________________________________________________________________________。
③_______________________________________________________________________________。
(2)实验材料：烟草花叶病毒、正常生长的烟草、苯酚、试管、玻璃棒等必需的实验器材。
(3)主要实验步骤：
①获得TMV的RNA和蛋白质：__________________________________________________。
②选择材料并分组：取正常生长的烟草植株，选取________________________________的三张叶片，分别编号A、B、C。
③实验处理
A B C
用感染 用感染 用感染
④正常培养烟草植株，并注意观察__________________________。
(4)结果预测与结论：
①A、B叶出现病斑，C叶正常，并且用B叶病斑组织感染正常烟草叶片，仍出现相同病斑，说明__________________________________。
②____________________________________________________________________________________，说明TMV的RNA是遗传物质。
③若A、B、C都有病斑，并且用B、C叶病斑组织感染正常烟草叶片，仍出现相同病斑，说明___________________________________。
④若只有A叶出现病斑，B、C叶正常，并且用A叶病斑组织感染正常烟草叶片，仍出现相同病斑，说明：___________________________________。
【解析】根据题目要求探究的问题分析可知，不同病毒感染烟草所表现的症状是不同的，根据性状表现推测遗传物质是哪种物质，设置实验时要将TMV病毒的蛋白质与RNA分离，分别感染正常烟草植株，同时设置完整TMV感染作对照。实验观察时，以烟草叶片是否出现病斑为依据，预测实验结果时将所有可能的结果及相应结论全部预测出来，符合实验的探究性原则。
【答案】(1)②TMV能感染正常烟草使之出现相应病斑
③遗传物质能使生物性状保持相对稳定
(3)①水—苯酚溶液分离TMV，获得纯净的TMV蛋白质和RNA②生长状态基本相同③完整的TMVTMV的蛋白质TMV的RNA④相应叶片是否表现症状
(4)①TMV的蛋白质是遗传物质②A、C叶出现病斑，B叶正常，并且用C叶病斑组织感染正常烟草叶，仍出现相同病斑③TMV的RNA和蛋白质都可以作为遗传物质
④TMV的RNA和蛋白质结合在一起，共同作为遗传物质
13．1928年，英国细菌学家格里菲思想研制出能抗肺炎双球菌的疫苗。当时，他选择了两种肺炎双球菌：带有荚膜、有毒的S型细菌和没有荚膜、无毒的R型细菌。通过实验，格里菲思发现将加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，会使小鼠致死。检查死鼠血样，发现其体内竟然存在S型活菌。请依据上述材料回答下列问题。
(1)格里菲思根据实验得出的结论是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)小鼠体内产生的抗肺炎双球菌抗体的化学本质是________________________。
(3)有人设想抗R型细菌的抗体也可能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。请为他设计一个实验验证这一想法。
实验目的：验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。
实验原理：____________________________________。
实验材料：小鼠若干只、S型活菌、R型活菌、生理盐水、注射器等。(提示：可用生理盐水配制一定浓度的活菌液，但浓度和剂量不做要求。)
实验过程：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
实验预期：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
【解析】(1)在格里菲思年代，还没有提出基因的概念，在他的实验中，他提出加热杀死的S型细菌中必须含某种“转化因子”，使R型细菌转化成S型细菌。(2)抗体的化学本质是蛋白质(或免疫球蛋白)。(3)作为机体的免疫机制，动物体受到外界抗原性物质刺激可产生特异性抗体，将抗原消灭，这是该实验设计的原理。为探究抗R型细菌的抗体也可能抗S型细菌，需要按照对照原则进行实验设计，具体设计步骤见答案。实验预期结果应该有两种结果，一是若甲组小鼠存活，而乙组小鼠死亡，说明抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)；二是若甲、乙两组小鼠都死亡，说明抗R型细菌的抗体不能抗S型细菌(R型细菌不可以作为S型细菌的疫苗)。
【答案】(1)加热杀死的S型细菌中必然含某种“转化因子”，使R型细菌转化成S型细菌
(2)蛋白质(3)实验原理：动物体受到外界抗原性物质刺激可产生特异性抗体，将抗原消灭
实验过程：①取小鼠若干只，均等地分为两组，编号为甲组和乙组②在甲组体内注射用生理盐水配制的R型活菌液1mL，在乙组体内注射等量的生理盐水③一段时间后，再分别给甲、乙两组注射用生理盐水配制的S型活菌液1mL，观察两组小鼠的生活状况
实验预期：①若甲组小鼠存活，而乙组小鼠都死亡，说明抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)②若甲、乙两组小鼠都死亡，说明抗R型细菌的抗体不能抗S型细菌(R型细菌不可以作为S型细菌的疫苗第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
1、概述蛋白质的结构和功能2、简述核酸的结构和功能3、概述糖类的种类和作用4、举例说出脂质的种类和作用5、说明生物大分子以碳链为骨架6、说出水和无机盐的作用7、分析细胞学说建立的过程8、使用显微镜观察多种多样的细胞 1、明确生命系统的结构层次2、知道细胞学说建立的过程3、比较原核细胞和真核细胞，说明两者在结构上的差异4、掌握显微镜的使用方法和注意事项5、了解水和无机盐在细胞中的存在形式及作用6、掌握糖类、脂质的组成元素、功能7、掌握蛋白质和核酸的结构、功能及具有多样性的原因8、掌握生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测方法及应用9、理解观察细胞内DNA和RNA分布的实验结果及结论
考纲分析解读和复习指导
1、由于光学显微镜的使用是高中教材特别是必修一教材实验中最常用的仪器，因此，显微镜的使用和注意事项非常重要，对高倍镜的使用方法是考查的重要内容。
2、组成细胞的化合物中，蛋白质和核酸是最重要的两种物质，这两种物质在后面的遗传等章节中也常常提及，因此，本节的基础复习尤其需要关注。特别是蛋白质的复习，要求会正确写出氨基酸的结构通式、肽链的结构简式、会进行有关蛋白质形成过程中相关问题的计算，理解并准确表述蛋白质结构多样性的原因。建议复习时能结合第3课时知识网络的提示，结合必修2的相关内容对蛋白质和核酸建立起基本的联系。对水和无机盐的复习，侧重于存在形式及作用，糖类和脂质的复习，重点应放在组成元素、具体种类糖类和脂质的功能上。
3、还原糖的鉴定是在研究酶的催化及活性实验中常用作检测反应进行的重要方法，是三种物质检测中最关键的。
4、原核细胞和真核细胞的比较，要求能以表格的形式进行总结归纳。并且能准确表达原核细胞与真核细胞最主要的区别。
5、探究DNA和RNA在细胞中的分布的实验，要理解甲基绿吡罗红试剂的配制和使用方法，能根据实验结果得出相应的结论。
第1课时 走近细胞
知识网络
基础梳理
一、从生物圈到细胞
1、生命活动离不开细胞
（1）单细胞生物依赖______________完成各项生命活动。
（2）多细胞生物依赖各种____________密切合作，完成复杂的生命活动
（3）病毒没有细胞结构，只有依赖__________才能生活。
2、生命系统的结构层次
（1）生命系统的结构层次由小到大依次是_______________、_______________、______________、系统、_____________、____ __________、群落、____________、生物圈。
（2）地球上最基本的生命系统是__________。
（3）生命系统各个层次间层层相依，又各自有特定的______ ____、_________和_________。
二、细胞的多样性和统一性及细胞学说
1、多样性
（1）高等动植物细胞相比，植物细胞特有的结构是________ _、____________和__________。高等动物特有的结构是________ _____。
（2）原核细胞和真核细胞相比，最明显的区别是：真核细胞有_____________________________________。
2、统一性
（1）不论哪种细胞，都具有___________、_________和___________等基本结构，且都有_________（细胞器）。
（2）不论哪种细胞，遗传物质都是___________。
3、细胞学说
（1）建立：19世纪30年代由__________________建立。
（2）内容：细胞是一个有机体，一切动植物都由_______发育而来，并且由细胞和__________所构成；细胞是一个____________的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞其同组成的整体的生命起到作用；新细胞可以从_____________中产生。
三、显微镜的使用
（1）显微镜放置好对光后，应先用__________观察，再用____________观察。
（2）高倍镜的使用方法：用低倍镜找到目标后，先将_____________________，再转动_______________换成高倍镜。若物像不清晰，则需要___________________，若视野过暗，则需要__________________________。
（3）显微镜看到是放大若干倍的虚像，如字母”p”在显微镜下看到的是__________，若某细胞处于视野左上方，要想把它移向视野中央，应向__________方移动装片。
考点突破
考点一：病毒
1、病毒没有任何细胞结构
2、任何生命活动必须在宿主细胞内进行
3、病毒只有一种核酸：DNA或RNA
例1、下列说法正确的是
A 一切生物都有细胞结构
B 病毒和原核细胞一样，没有成形的细胞核
C 病毒的组成成分中有核酸和蛋白质
D HIV内可进行逆转录过程
【解析】病毒没有细胞结构，也没有像细菌一样的拟核，病毒的一切生命活动都必须在宿主细胞内进行，因此A、B、D均错误。不论哪种病毒，都有DNA或RNA，病毒的外壳是由蛋白质组成的。
【答案】C
变式1：下图是艾滋病病毒（HIV）和大肠杆菌噬菌体（T4）的结构模式图。比较二者的结构和化学组成，相同或不同的特征是：
A．二者不具备细胞结构，核心物质的化学结构相同
B．HIV的外壳成分含有磷脂，T4外壳含有核酸
C．二者核心物质都是核酸，外壳的化学结构不同
D．HIV有细胞膜的结构，T4有细胞核的结构
【解析】两种病毒的遗传物质都是核酸，HIV的遗传物质是RNA，而T4的遗传物质是RNA，因此A项不对；病毒的外壳成分中主要是蛋白质，无核酸，因此B项错误；病毒无细胞结构，D项错误。
【答案】C
考点二：原核细胞和真核细胞
1、原核细胞和真核细胞最本质的区别是有无以核膜为界限的细胞核。
从这句话看，原核细胞是有细胞核的，只不过是“没有核膜包围的”、“不成形的”。
2、原核细胞和真核细胞的种类
高等动植物细胞都是真核生物，组成它们的细胞是真核细胞，而原核细胞都是一些低等的微生物。可按下面的原则记忆：
（1）带“菌”的，多数都是属于原核细胞中的细菌，少数是属于真核细胞的真菌。记真菌即可，真菌常见的类型有酵母菌、霉菌（如青霉菌）、食用菌（如木耳、蘑菇）。其它名称上带菌的基本上都是细胞、放线菌等原核细胞。
（2）带“藻”的，多数都属于真核细胞，少数是属于原核细胞的蓝藻。常见的蓝藻有色球藻、念珠藻、颤藻等。其余名称上带藻的基本上都属于真核细胞。
（3）特殊的原核细胞：发菜、衣原体、支原体等。
3、原核细胞和真核细胞的其它区别：（如下表）
比较项目 原核细胞 真核细胞
细胞体积 小 大
细胞壁 几乎都有 真菌、植物细胞有，动物细胞无，原生生物有的有，有的无
细胞器 只有核糖体 有核糖体和其它多种细胞器
DNA 拟核DNA不和蛋白质结合，单独存在 核DNA和蛋白质结合形成染色体（质）
细胞质中DNA以质粒形式存在 细胞质中DNA分布于叶绿体和线粒体
环状 线形
4、基本的细胞图判断
例2：下图甲、乙、丙是用显微镜看到的三种生物的细胞
（1）图中属于原核细胞的是_______，它在结构上不同于真核细胞的最显著特点是_________ __________ ___________________，与真核细胞的统一性则表现在_____________________。
（2）____图是能进行光合作用的生物的细胞，这种生物能进行光合作用的原因是细胞中存在_____________。
（3）_______图展示了哺乳动物的消化道上皮细胞，它和其它两种细胞相比，特有的结构是_____ _______。
【解析】区分原核细胞和真核细胞，需要看有无成形的细胞核，可判断甲、丙是真核细胞，乙是原核细胞；区分动物细胞和植物细胞，需要看有无细胞壁、液泡及细胞的形状，可判断丙是植物细胞，甲是动物细胞。
【答案】（1）乙，没有以核膜包围的细胞核，都有细胞膜、细胞质等基本结构
（2）丙，叶绿体
（3）甲，中心体
变式2：关于玉米、蓝藻和变形虫的细胞结构和功能的叙述，正确的是
A 都能进行细胞分裂，且都有细胞周期
B 遗传物质都是DNA，细胞内都有转录和翻译过程
C 细胞内都有核糖体，但都没有中心体
D 三者的原生质层都具有选择过性
【解析】细胞周期是有丝分裂的特点，蓝藻是原核细胞，不能进行有丝分裂，无细胞周期；变形虫细胞中有中心体；原生质层是细胞膜和液泡膜之间的细胞质，蓝藻和变形虫无液泡，因此，也无原生质层。
【答案】B
考点三、细胞学说
例3：细胞学说建立于19世纪，揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，下列符合细胞学说的是
①一切动植物都由细胞发育而来
②病毒没有细胞结构
③细胞通过分裂产生新细胞
④细胞分原核细胞和真核细胞两大类
⑤细胞是一个相对独立的单位
⑥一切动植物由细胞和细胞产物所构成
A ①③⑤⑥ B．②④⑤
C．③④⑤ D．①②③④⑤
【解析】细胞学说包括三个方面的要点：细胞是一个有机体， 一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；细胞是一个相对独立的单位；细胞通过分裂产生新细胞。答案为A。
变式3：细胞学说的创立是科学家不断探究、开拓、继承、修正和发展的过程。下列说法正确的是
A 英国科学家虎克最终创立了细胞学说
B 德国科学家施莱登和施旺是细胞的发现者和命名者
C 德国科学家对细胞学说的补充是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”
D 细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
【解析】虎克发现了细胞，施莱登和施旺创立了细胞学说，细胞学说只揭示了细胞的统一性。
【答案】C
考点四：显微镜的使用
1、使用过程中需要调节的部件
（1）粗准焦螺旋：仅在调节低倍镜时使用。
（2）细准焦螺旋：调节低倍镜和调节高倍镜时均使用。
（3）光圈和反光镜
2、物镜和目镜的区分比较
①②上无螺纹，是目镜，镜头长的①是低倍目镜，③④上有螺纹，镜头长的③是高倍物镜。
3、高倍镜和低倍镜（物镜）视野的比较
项目 面积 亮度 细胞数目 细胞体积
低倍镜 大 亮 多 小
高倍镜 小 暗 少 大
4、显微镜使用过程中的调节
（1）物像不清晰，应调节细准焦螺旋
（2）视野过亮或过暗，应调节光圈或反光镜，需要调亮视野时，采用大光圈、凹面镜，需要调暗视野时，需要采用小光圈、平面镜
（3）目标位置的调整。若想使某目标移向视野中央，目标偏离中心的位置就是移动方向，例如，目标偏向左上方，应向左上方移动装片。
5、显微镜的放大倍数
（1）总放大倍数是物镜和目镜放大倍数的积；
（2）看到细胞数目多少与目镜无关，仅与物镜有关；
（3）放大倍数是指长度上的放大倍数。
例4：用显微镜观察人血涂片时，发现视野内有一清晰的淋巴细胞，如图。为进一步放大该细胞，首先应将其移至视野正中央，则装片的移动方向应是
A. 向右上方 B. 向左上方
C．向右下方 D．向左下方
【解析】显微镜下的像是倒立虚像，实物移动方向与物像移动方向相反，图示观察目标位于视野右上方，则欲将该目标移至视野中央，应将装片向右上方移动，方可使物像朝左下方移动直至视野中央。答案为A。
变式4．观察细胞中染色体行为并计数时，使用光学显微镜的正确方法是
A．低倍镜对焦，将观察目标移至视野中央，换用高倍镜并增加进光量，调细准焦螺旋观察
B．低倍镜对焦，将观察目标移至视野中央，换用高倍镜并减少进光量，调细准焦螺旋观察
C．低倍镜对焦，将观察目标移至视野中央，换用高倍镜，减少进光量，调粗准焦螺旋观察
D．低倍镜对焦，将观察目标移至视野中央，换用高倍镜，增加进光量，调粗准焦螺旋观察
【解析】使用光学显微镜的顺序是：低倍镜对焦，找到目标后，将目标移向视野中央，换成高倍镜观察。高倍镜视野较暗，需增加进光量，若需调整，应使用细准焦螺旋
【答案】A
例5：显微镜目镜为10×、物镜为10×时，看到排成一行的16个分生组织细胞所充满。若物镜转换为40×后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为
A．2个 B．4个 C．8个 D．16个
【解析】放大倍数为长度上的放大倍数，放大倍数越大，看到的细胞越少。看到一行或一列细胞的数目与放大倍数成反比，原在10X低倍镜下看到16个，换成40X高倍镜，看到的数目是16/4=4个
【答案】B
变式5：如果上面的观察过程中，低倍镜的一个视野被100个细胞充满，则换成高倍镜后大约可看到细胞________个。
变式5：如果上面的观察过程中，低倍镜的一个视野被100个细胞充满，则换成高倍镜后大约可看到细胞________个。
【解析】视野是一定区域的面积，面积的比是直径比的平方，放大倍数是原来的4倍，视野面积是原来的1/16，看到的细胞数是原来的1/16，约6个。
【答案】6
课时作业
1、下列哪项不属于生命系统
A一只青蛙
B青蛙的表皮细胞
C表皮细胞中的水和蛋白质分子
D池塘中的水、阳光等环境因素以及生活在池塘中的各种生物
【解析】生命系统的最小层次是细胞，不是分子
【答案】C
2、从生命系统的结构层次分析，下列叙述正确的是
A细菌只是细胞层次
B高等动物和高等植物都具有器官和系统层次
C构成生命系统的结构具有层次性、复杂性和多样性
D病毒虽没有细胞结构，但具有完整结构
【解析】作为单细胞生物的细菌，既是细胞层次，也是个体层次。高等动物有系统的划分，但高等植物无系统的划分；组成生命系统的九个层次不能称为复杂和多样。
【答案】D
3、下列四种疾病的病原体不具有细胞结构的是
A肺结核 B破伤风
C甲型流感 D细菌性痢疾
【解析】甲型流病原体是病毒，无细胞结构
【答案】C
4、具有细胞结构而没有核膜的一组生物是
A噬菌体、乳酸菌 B细菌、蓝藻
B变形虫、草履虫 D蓝藻、酵母菌
【解析】根据题意，要选原核细胞，B项中的两种生物都符合。A中的噬菌体是病毒，D中的酵母菌是真核细胞。
【答案】B
5、下列物质一定在原核细胞和真核细胞共有的细胞器是
A线粒体 B核糖体
C运载体 D中心体
【解析】原核细胞只有核糖体一种细胞器。
【答案】B
6、下列是表示①②③④四个框图内所包括生物的共同特征的叙述，正确的是
A框图①内都是原核生物，且都能发生突变
B框图②内的生物都不含叶绿素，且都是分解者
C框图③内的生物都具有细胞结构，且都有细胞壁
D框图④内都是异养生物，且都能分裂生殖
【解析】框图①内的烟草花叶病毒无细胞结构；框图②内的烟草花叶病毒是消费者，硝化细菌是生产者；框图④内硝化细菌是自养生物。
【答案】C
7、下列关于玉米、蓝藻和变形虫细胞结构和生理功能的叙述，正确的是
A.都能进行细胞分裂，都有细胞周期
B.遗传物质都是DNA，细胞内都有转录和翻译过程
C.细胞内都含有核糖体，但都不含中心体
D.三者的原生质层都有选择透过性，都能选择性地吸收和排出物质
【解析】蓝藻是原核细胞，不进行有丝分裂，无细胞周期；变形虫细胞中含有中心体，原生质层是高等植物细胞的特点，仅玉米细胞中有。
【答案】B
8、下图为某人体内几种类型的细胞模式图。下列叙述不正确的是（ ）
A.这些细胞最初来源于同一个受精卵细胞
B.a的结构已经发生了很大变化，但其仍属于真核细胞
C.这些细胞在结构上具有统一性
D.这些细胞在功能上具有相似性
【解析】细胞经过分化后，功能已变得各不相同。
【答案】D
9、使用显微镜观察洋葱根尖细胞染色体的基本步骤包括：①调节细准焦螺旋；②转换高倍镜；③把分裂中的细胞移至视野中央；④将洋葱根尖永久装片放在低倍镜下观察。正确的操作顺序是
A.①②③④B.②①④③
C.③②④①D.④③②①
【解析】正确顺序是先用低倍镜观察，找到目标后将目标移向视野中央，换成高倍镜，调节细准焦螺旋进行观察。
【答案】D
10、下列关于细胞学说及其建立的叙述，错误的是
A.细胞学说主要是由施莱登和施旺提出的
B.细胞学说的重要内容之一是：动物和植物都是由细胞发育而来的
C.细胞学说认为细胞分为真核细胞和原核细胞
D.细胞学说阐明了细胞的统一性和生物体结构的统一性
【解析】细胞学说创立时，并没有对原核细胞和真核细胞进行分类研究。
【答案】C
11、如图是显微镜下观察到的几种细胞或组织图像(D中细胞取自猪的血液)，请据图回答：
(1)科学家依据___________将细胞分为原核细胞和真核细胞，属于原核细胞的是____________(填标号)。
(2)图中能进行光合作用的是___________(填标号)，A、B所示细胞都有的细胞器是___________。
(3)地球上最基本的生命系统是___________，图中能表示生命系统个体层次的是(填标号)。
(4)提取细胞膜时通常选用D图中的_______________细胞，原因是________________________。
(5)B、E两类生物主要区别：B类生物一般含___________，能进行光合作用，故其代谢类型是_____________型。
【答案】（1）有无被核膜包围的细胞核，BE
（2）BC，核糖体
（3）细胞，BE
（4）红，没有具膜的细胞器和细胞核
（5）光合色素，自养
12、图1是显微镜的结构示意图，请据图回答：
图1
（1）如果8上安置的两个物镜标有40×和10×，目镜6标有10×，那么根据图中物镜的安放状态，所观察到物像的______(填“长度”、“面积”或“体积”)是物体的_________倍。
（2）某同学依次进行了下列操作：
①制作装片②用左眼注视目镜视野③转动4调至看到物像④转动5调至物像清晰。
你认为操作程序是否正确？如有补充请作说明。
________________________________________________________________________。
（3）某同学在实验时，先用一块洁净的纱布揩试镜头，再在已干净的载玻片中央滴一滴清水，放入一小块植物组织切片，小心展平后，放在显微镜载物台正中央，并用压片夹压住，然后在双眼侧视下，将物镜降至距离玻片标本1～2cm处停止。用左眼注视目镜视野，同时转动粗准焦螺旋，缓慢上升镜筒。请指出该同学操作中不正确的地方：
_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（4）如果载玻片上写着一个“b”，那么视野中看到的是______。
（5）用4台显微镜观察水绵细胞，在相同环境中，若视野的明暗程度相似，反光镜的选用一致，则观察到的细胞数目最多的一台是（ ）
A目镜15×和物镜45×B．目镜15×和物镜10×
C目镜5×和物镜10×D．目镜5×和物镜45×
(6)若用同一显微镜观察同一标本4次，每次仅调整目镜或物镜和细准焦螺旋，结果得图2。试问其中视野最暗的是
图2
(7)某同学在显微镜下观察花生子叶切片时，有一部分细胞看得清晰，另一部分细胞较模糊，这是由于________________。若视野中一半明亮，一半黑暗，这是由于______________造成的。
【答案】（1）长度，100
（2）不正确。调节前，应先升镜筒；调节过程中，应先调节粗准焦螺旋5，再调节细准焦螺旋4。
（3）用纱布揩镜头（应使用擦镜纸），未加盖玻片，物镜降至距玻片标本1～2厘米处停止（应为0.5～1厘米）
（4）q
（5）C
（6）D
（7）切片厚薄不均匀，反光镜没有调整第31课时 神经调节与体液调节的关系
知识网络
基础梳理
一、神经调节和体液调节的区别和联系
1、激素调节有______________、_____________和____________________三个特点。
2、体液调节是指激素等化学物质（如________）通过______________对生命活动进行调节的方式。
3、单细胞动物和低等多细胞动物只有__________，人和高等动物体内，调节机体生命活动的重要方式是_________________。
4、神经调节和体液调节有不同的特点，如下表
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径
反应速度
作用范围
作用时间
5、人和高等动物体内，神经调节和体液调节是_____________发挥作用的
6、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______________直接或间接地打官腔中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看作是___________________，另一方面，某些激素可能会影响神经系统的发育或功能，如______________。
二、神经调节和体液调节协调调节的实例
1、体温调节
（1）体温调节的感受器是位于_________________的______感受器（包括感受_________的________感受器，和感受________的________感受器）
（2）体温调节的区枢位于___________。
（3）体温调节中的效应器很多，多数是不能产生激素的，少数可以产生激素，如在寒冷条件下，肾上腺可分泌______ _______，其作用是_______________。
（4）由于人体有较强的体温调节能力，在正常情况下，人体的产热量________散热量，从而体温可以保持恒定。
2、水平衡的调节
（1）水平衡的调节实际上是人体细胞外液渗透压的调节，人体内，感受渗透压变化的感受器位于__________。
（2）渗透压感受器感受到血浆渗透压升高时，一方面将兴奋通过传入神经传给大脑皮层，使人产生________，人可以主动饮水使血浆渗透压________。另一方面，会把兴奋传给__________细胞，该细胞合成______________激素增多，该激素的作用是减少排尿，从而维持了人体的水分，从而使血浆渗透压________。
考点突破
考点一、神经调节与体液调节的关系
1、区别
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 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、联系
（1）很多内分泌腺直接或间接地受神经系统的控制，如下丘脑分泌促甲状腺（性腺）激素释放激素受大脑皮层影响；胰岛细胞分泌胰岛素和胰高血糖素受下丘脑影响。
（2）某些内分泌腺分泌的激素会影响到神经系统的活动甚至发育，如甲状腺激素可以提高神经系统的兴奋性，在幼年期甲状腺激素还能影响神经系统的发育，初中我们学过，幼年期甲状腺激素分泌不足，会出现呆小症，不但有身体矮小症状，还有智力低下症状。
考点二、水平衡的调节
水平衡的调节，既有下丘脑的参与，又有大脑皮层的参与。其中大脑皮层的调节属于行为调节，要受到各方面条件的限制以及大脑皮层其它中枢的控制；下丘脑在调节过程中作用很多，不但是感受器，而且是中枢，引起垂体后叶抗利尿激素释放量变化是通过相关神经元（相当于传出神经）实现的。例1.正常人若一次饮完1000ml清水后。立即测量尿流量。下列能正确从输尿管流出的尿流量随时间变化趋势的曲线是
【解析】大量饮水后，血浆渗透压降低，引起抗利尿激素分泌量减少，排尿增多，经过这些调节过程，血浆渗透压逐渐升高，排尿量逐渐降低。
【答案】A
变式1、给动物饮相同量的清水，与对照组动物相比，一段时间会出现尿量减少的实验动物是 ( )
A．输液不久后的动物
B．患糖尿病的动物
C．切除垂体的动物
D．摄人过多食盐的动物
【解析】摄入过多食盐，血浆渗透压升高，抗利尿激素分泌增加，排尿减少。
【答案】D
考点三、体温调节
1、人体在外界气温改变时，体温会随着气温的变化而有一定程度的变化，这样体温易会偏离正常的体温，人体会通过下丘脑和大脑皮层的综合调节，在短时间内使体温恢复正常。其中下丘脑的调节占主要地位，而大脑皮层的行为调节（如增减衣物、有意多运动或少运动、转移到温度相对适宜的环境中，甚至可以改变环境温度等）和调节水平衡时一样，也要受到环境因素和其它中枢的控制。
综合前面两例，可以发现二者有相似之处：
（1）在水平衡的调节和体温调节中，既有神经参与，还有激素参与，体现了神经调节和体液调节的相互协调。并且在神经调节中，既有像下丘脑这样的低级中枢参与，还有大脑皮层的高级中枢参与。
（2）在调节中都出现了负反馈调节这种形式，可见负反馈调节中稳态调节的最常见形式。
例2、某人在持续几天咳嗽后发热，经诊断是细菌感染引发了肺炎。用药后得以康复。请回答问题：
（1）侵入人体的细菌是一种发热激活物，通过一系列反应引起人体发热。体温过高时，人体新陈代谢加快，细胞内葡萄糖氧化分解___________，耗氧量________；由于供氧不足，肌肉组织中________含量增高，病人会感觉肌肉酸痛。
（2）人的体温是由位于___________的________________中枢调控的。
（3）发热到体温恢复正常的过程中，人体的_________和___ ____________系统参与了调节，最终实现稳态。
【解析】因为人体体温上升，新陈代谢加快，细胞内葡萄糖氧化分解增多，耗氧量有所上升。供氧不足时，肌肉组织细胞进行无氧呼吸，产生乳酸，导致肌肉组织中的乳酸含量升高，从而使人感觉肌肉酸痛。
从发热到体温恢复正常的过程，也是一个体温调节的过程。发热是身体对病毒或病菌入侵所产生的一种反应，这种反应有利于抵抗入侵的病毒和病菌，是人体正在发动免疫系统抵抗感染的一个过程，所以此过程也有免疫系统的参与。
【答案】
（1）增多 增大 乳酸
（2）下丘脑 体温调节
（3）神经 免疫
变式2下列关于体温调节的叙述，正确的是
A．大脑皮层是调节体温的主要中枢
B．温觉感受器只分布于皮肤
C．人在剧烈运动时主要产热方式是骨骼肌的收缩
D．降低新陈代谢是人在炎热环境中散热的主要方式
【解析】体温调节中枢在下丘脑，温觉感受器不但分布在皮肤，而且在消化道和呼吸道黏膜中也存在，剧烈运动过程中肌肉由于运动收缩产生大量热量，是主要的产热器官；新陈代谢是人体进行生命活动必需的，炎热条件下也不会有明显的降低。
【答案】C
2、体温调节的目的是让产热和散热达到一个平衡，大多数状态下都可以这样。如果产热和散热不能达到平衡，将会出现体温的明显变化，如常见的发烧。
（1）只要人的体温能保持恒定，则产热量就等于散热量，不论是在炎热还是在寒冷条件下，也不论是体温保持在正常的体温37C，还是持续发烧阶段体温维持在较高的38C。
（2）当人体内产热过多，超过体温调节能力，或散热过多、过少超过人的体温调节能力，以及还未开始进行调节时，产热和散热就出现不平衡状态，体温高会升高或降低。
实例1：出现炎症等疾病时，人体内产热明显增多，产热大于散热，体温升高。
实例2：冬季刚从温暖的室内到室外，散热明显增多，在人体还没有开始进行体温调节时，体温会略有下降，但不明显，且随着体温调节的开始，会迅速恢复。
实例3：炎热的夏季，处于高温不通风环境的人会出现中暑症状，原因是人的体温调节能力有限，不能在高温条件下的将内的热量散出，导致体温升高。
3、人体在不同的环境中产热量和散热量是不同的。寒冷条件下，为了维持体温恒定，需要更多产热，随着环境温度的升高，产热量会随之减少。但变温动物的产热量与环境温度的关系是：环境温度影响变温动物体内酶的活性，从而影响产热的代谢过程。
例3、下图是对某人的体温连续监测得到的结果。其中在t2—t3这一段时间内一直保持在39C。
（1）t1—t2这段时间内，体温正在上升，产热量______散热量。t2—t3这段时间内，产热量________散热量。
（2）若t0—t1时间段内，产热量为A，散热量为B，t2—t3时间段内，产热量为C，散热量为D，则它们之间的关系为_____________________________。
【解析】（1）当人的体温保持恒定时，产热和散热相等，当产热大于散热时，体温将会升高，当产热小于散热时，体温将会降低。
（2）t2—t3时间段内，体温高于正常体温，产热量和散热量都比t0—t1时间段内高，因此，它们之间的关系为：A=B【答案】（1）大于，等于
（2）A=B变式3、南极科考站的科研人员从温暖的室内到寒冷的室外，会发生一系列的变化。右图曲线不能表示
A 产热量
B 散热量
C 排尿量
D 体内酶的活性
【解析】寒冷条件下，人的散热增多，为了保持体温恒定，产热也增加，同时人体散热减少，排汗减少引起排尿增多。但人的体温能保持恒定，体内酶的活性不会出现明显变化。
【答案】D
考点四、其它神经调节和体液调节协调的实例
1、血糖平衡的调节
实际上，血糖平衡还受到下丘脑的控制：当血糖浓度发生变化时，除了可以直接刺激胰岛细胞外，还会刺激相关感受器，再通过传入神经到下丘脑，在下丘脑的控制下，来调节胰岛素和胰高血糖素的分泌，同时，下丘脑还可以调节肾上腺分泌肾上腺素的分泌。如下图：
在此过程中，肾上腺素和胰高血糖素都具有升血糖作用，二者的关系称为协同作用。在调节中，胰岛细胞既能直接感受血糖浓度变化，也可能接受下丘脑传来的兴奋，但肾上腺素不能直接感受血糖浓度的变化，只能接受下丘脑传来的兴奋。
2、甲状腺激素的分泌调节
甲状腺激素的分泌调节的前半段实际上是神经调节，如在寒冷条件下，神经调节的过程如下：
例4、让一健康人和一糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖，服用量按每人每1 kg体重1 g计算。随后每隔一段时间，测定各人的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度。?
（1）两人血糖浓度变化如图所示，其中表示糖尿病患者的曲线是_______。?
（2）下图中甲～丁四种曲线图中能正确反映两人血液中胰岛素浓度变化的是_______。
（3）从上述分析中可知糖尿病患者的胰岛素分泌时往往_______，而血糖浓度_______。?
（4）下列有关胰岛素生理功能的叙述中正确的是_______。
A.提高组织细胞摄取和利用血液中葡萄糖的能力?
B.促进肝糖元的分解?
C.促进糖元的合成，抑制脂肪等物质转变成糖类?
D.抑制葡萄糖转变成脂肪?
（5）健康人当血糖浓度偏低时，可通过胰岛分泌的_______和肾上腺髓质分泌的_______，使血糖浓度升高。
【解析】(1)由图可知，A血糖浓度最低值80 mg·dL-1，B血糖浓度最低值160 mg·dL-1。根据正常人血糖浓度最低值80 nag·dL-1，糖尿病人血糖浓度最低值160 mg·dL-1的数据判断，A为正常人，B为糖尿病人。
(2)正常人体内胰岛素分泌情况：血糖高时，胰岛素分泌增加，随血糖浓度降低，胰岛素分泌逐渐减少，糖尿病人因胰岛B细胞受损，胰岛素分泌减少，因此总体上血糖含量较正常人低，且调节能力十分有限，即使血糖浓度升高，胰岛素的量增加也很少。据此判断，丙图符合题意；甲图中B的含量高于A，错误；乙图中B因1 h、6 h时，胰岛素含量为0，错误；丁图中2h后，B胰岛素含量高于A，错误。
(3)由(2)的分析可知，糖尿病人胰岛素分泌量往往不足，难以满足体内降低血糖的需要，从(1)的分析可知其血糖浓度往往很高，经久不降。?
(4)从胰岛素的功能可知，它对血糖的调节主要包括减少血糖来源、增加血糖去路两个方面。A项中提高组织细胞摄取和利用血糖的能力为增加血糖去路；C项中促进糖元合成为增加血糖去路，抑制脂肪等物质转变成糖类为减少血糖来源。因此，A、C两项都与胰岛素功能相吻合。B项中促进肝糖元的分解，使之成为血糖，属于增加血糖来源；D项中抑制葡萄糖转变成脂肪为减少血糖去路，都与胰岛素功能不符，故错误。
(5)在血糖调节中，我们学到的升高血糖的激素有两种：一是胰高血糖素，一是肾上腺素。胰高血糖素直接参与血糖调节，肾上腺素受神经支配，但使其分泌的根本原因是血糖浓度偏低。
【答案】(1)B
(2)丙
(3)不足 过高，经久不降
(4)AC
(5)胰高血糖素 肾上腺素
变式4：人体的甲状旁腺和甲状腺C细胞分别分泌甲状旁腺素和降钙素。下图表示的是人体血
钙浓度变化的示意图，有关说法正确的是
A．甲状旁腺素只通过促进肾对钙离子的重吸收而提高血钙浓度
B．甲状旁腺素和降钙素对血钙的调节表现为协同作用
C．降钙素不能促进肾小管对钙离子的重吸收过程
D．降钙素作用的靶器官是肾和骨
【解析】这是人体激素的信息题，甲状旁腺素和降钙素都是课本中没有的，需要分析题中的示意图。从图中看，甲状旁腺素作用的靶器官是骨和肾，因此不仅仅是只通过促进肾对钙离子的重吸收而提高血钙浓度；甲状旁腺素和降钙素的作用分别是升血钙和降血钙，作用相反，不是协同作用；降钙素的靶器官只有骨而没有肾，因此也就不能促进肾小管对钙离子的重吸收过程。
【答案】C
课时作业
1.下列关于动物机体神经递质和激素的叙述，错误的是 ( )
A.递质和激素发挥作用后均失去活性
B.有些神经细胞可以分泌激素
C.神经细胞释放的乙酰胆碱需经血液运输发挥作用
D.内分泌腺分泌的激素可通过血液运输作用于靶细胞
【解析】突触前膜释放乙酰胆碱，该物质经过突触间隙后，与突触后膜上的受体结合，引起下一个神经元的兴奋或抑制，随后乙酰胆碱被酶分解。
【答案】C
2．下列有关人体水分调节的叙述中，正确的是( )
A．大量饮水，则抗利尿激素分泌增加
B．渴觉中枢兴奋，则抗利尿激素分泌减少
C．抗利尿激素分泌减少，则尿量增加
D．细胞外液浓度降低，则尿量减少
【解析】 大量饮水，细胞外液渗透压降低，抗利尿激素分泌减少，肾小管、集合管对水的重吸收能力减弱，尿量增多；当体内失水过多或吃的过咸时，渴觉中枢兴奋，抗利尿激素分泌增多。
【答案】 C
3.下列是对高温环境中作业的工人生命活动调节的叙述，其中正确的是( )
A.细胞外液渗透压下降，肾小管加强对水分的重吸收
B.体内失水过多，抗利尿激素分泌量增加
C.皮肤毛细血管舒张，人体散失的热量大于产热量
D.大量流汗后，应及时大量饮用矿泉水，以维持身体的水盐平衡
【解析】高温作业由于大量失去水，所以细胞外液的渗透压上升，抗利尿激素分泌增加。高温下人体的产热量与散热量处于动态平衡状态。
【答案】B
4.如图中①、②、③分别代表某种激素。有关恒温动物体温调节的叙述不正确的是 ( )
A.在寒冷的环境中，③的分泌增加
B.动物迅速奔跑时产热增加，体温就维持在较正常值高的水平
C.寒冷环境下运动通过神经—体液调节实现体温恒定
D.给动物注射③，反馈调节使①和②的分泌量减少
【解析】图示①、②、③分别表示促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素。当血液中甲状腺激素的含量增加到一定程度时，促甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的分泌会受到抑制；寒冷环境中甲状腺激素分泌增加，使机体产热量增加，维持了体温恒定；对于恒温动物而言，快速奔跑时机体产热量增 加，同时机体散热量也会增加，使体温维持在一个相对恒定范围内，不会较正常值高；寒冷环境中，恒温动物通过神经调节使机体散热量减少，同时通过相关激素的作用使机体产热量增加。
【答案】B
5.健康人在寒冷环境中不会发生的适应性变化是 ( )
A.甲状腺激素和肾上腺素增加
B.骨骼肌产生不自主战栗
C.皮肤血管血流量减少
D.散热量大于产热量
【解析】在低温环境中的救灾人员，体温仍是相对稳定的，散热量与产热量处于动态平衡状态。甲状腺激素和肾上腺素分泌增加以促进增大产热量，骨骼肌产生不自主战栗也会增大产热量，皮肤血管血流量减少会降低热量散失。
【答案】D
6.下列关于人体体温调节的叙述中，正确的是 ( )
A.温觉感受器只分布在皮肤
B.体表温度一定与体内温度相同
C.人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化分解
D.人体散热主要通过体液调节实现
【解析】温觉感受器分布在人体的皮肤、黏膜和内脏器官中；人体散热主要通过神经调节来实现。
【答案】 C
7.下图为人体的生命活动调节示意图，下列叙述错误的是 ( )
A.饭后血糖升高时，人体可以通过“内刺激→A→C→D”途径促进胰岛素的分泌
B.人体内的甲状腺激素可能完成H过程
C.人在寒冷的条件下，可以通过刺激→A→C→D，使肾上腺素分泌增加
D.当人的手被针刺时，可以通过刺激→A→C→D，使手缩回
【解析】人体通过“内刺激→A→C→D”途径促进胰岛素的分泌属于神经－体液调节过程；甲状腺激素能促进神经系统的发育；寒冷条件下通过内外刺激→A→C→D，可以使肾上腺素分泌增加；人的手被针刺时，发生缩手反射是神经调节，没有体液调节。
【答案】D
8.右图能表示人体在某种环境条件发生变化时，内环境中某种激素的含量变化。这种条件变化和激素分别是( )
A.食物缺碘 促甲状腺激素释放激素
B.日照延长 性激素
C.寒冷刺激 生长激素
D.气温升高 甲状腺激素
【解析】促甲状腺激素释放激素简称甲促素释素(TRH)，是由下丘脑所制造的肽类激素，能够调节脑下垂体前叶分泌甲状腺促素。
【答案】A
9.科学家用小鼠作实验材料，完成生长激素和胰岛素的相关实验，结果如下图所示，相关分析正确的是( )
A．切除胰腺及垂体可减小小鼠自身生长激素和胰岛素对实验的影响
B．该实验没有进行实验对照，需要增添空白对照组
C．该实验结果不能说明生长激素和胰岛素具有协同作用
D．增大生长激素和胰岛素的注射量，实验效果更显著
【解析】切除胰腺及垂体后，机体自身不分泌胰岛素和生长激素，故可以研究外源激素对本实验结果的影响。该实验有对照实验，切除胰腺及垂体前即为对照。该实验结果说明生长激素和胰岛素在生物体重的维持方面起协同作用。激素含量过大，会影响生物体的正常发育。
【答案】A
10.某同学在上体育课时进行剧烈运动，此时需要通过一定机制来维持内环境的稳态。下列有关叙述不正确的是( )
A.肌细胞无氧呼吸产生并释放到血液中的乳酸，由缓冲物质中和以维持酸碱度
B.产热增多使体温升高，通过神经—体液调节以维持体温稳定
C.消耗葡萄糖增多使血糖浓度降低，通过增加胰高血糖素分泌进行调节
D.大量流汗导致失水过多，通过减少抗利尿激素分泌进行调节
【解析】当人体大量排汗，导致体内水分散失过多时，细胞外液的渗透压升高，引起抗利尿激素分泌量增加，促进肾小管、集合管对水分的重吸收，从而降低细胞外液渗透压，维持体内水分的平衡。
【答案】D
11.在人和高等动物体内由特殊腺体和细胞分泌的物质，能起到化学信号的作用。请据图分析并回答(图中A代表下丘脑神经细胞，B代表垂体细胞，D代表血管)：
(1)A分泌的物质作用于B，进而提高机体耗氧量和兴奋性，则A分泌的物质名称是_________________________。
(2)若A分泌的物质进入血液后，最终调节C细胞对水的重吸收，则A分泌的物质名称是_______________。
(3)E作用于B，使B分泌某种物质，在与B细胞膜相对应的E末端，发生的信号变化为________________。
(4)如果某神经元的突触小体释放的递质与突触后膜结合，导致突触后神经元产生抑制。下图是突触前膜释放递质时，突触后膜接受递质后的膜电位状况以及兴奋的传导方向。其中正确的是______________。
(5)从图中反映出激素调节的________________、_________________等特点。
【解析】(1)由于A分泌的物质通过B，进而使机体耗氧量和兴奋性均得到提高，所以可以判断C为甲状腺，则A分泌的物质是促甲状腺激素释放激素，B分泌的物质是促甲状腺激素。(2)下丘脑(A)除了分泌促激素释放激素外，还分泌抗利尿激素等。(3)该途径属于神经调节，E细胞与B细胞之间的结构属于突触，突触小体发生的信号变化是：电信号→化学信号。
【答案】(1)促甲状腺激素释放激素
(2)抗利尿激素
(3)电信号→化学信号
(4)B
(5)通过体液运输 作用于靶器官、靶细胞
12．下图为人体体温与水盐平衡调节的示意图，请据图作答。
(1)当受到寒冷刺激时，⑥过程表示_________，再引起③与④激素分泌增多，从而促进骨骼肌和内脏__________，产热量增加。与此同时，皮肤的变化是___________。
(2)③的分泌受②________的控制，④的分泌受________控制。
(3)⑤是由__________分泌，生理作用是_________。
【解析】 在体温调节中，寒冷会刺激冷觉感受器，冷觉感受器把兴奋传至下丘脑的体温调节中枢，经过中枢的分析和综合，把兴奋传到皮肤、肾上腺，引起皮肤毛细血管收缩、立毛肌收缩，肾上腺分泌肾上腺素。同时下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，促进垂体分泌促甲状腺激素，从而促进甲状腺分泌甲状腺激素，促进骨骼肌、肝脏产热增多。水平衡中由下丘脑分泌垂体后叶释放的抗利尿激素促进肾小管和集合管对水的重吸收。
【答案】 (1)皮肤的冷觉感受器接受刺激后，将兴奋传入下丘脑 代谢活动增强 毛细血管收缩
(2)促甲状腺激素 神经
(3)下丘脑 促进水的重吸收
13.为探究血糖调节的影响因素，设计如下实验流程。实验中5只家兔的注射剂量和生理指标均按单位体重计算。
据图回答：
(1)实验中起对照作用的是____________号家兔。
(2)二次注射后，与⑤号家兔相比，若④号家兔产生尿素的量增加，原因是______________________________________________。
(3)二次注射后，低血糖症状最先得到缓解的是___________号家兔；若②号家兔出现糖尿，则该兔的尿量将会___________，原因是_________________________________________。
【解析】从图示可看出，该实验设计了五组，第一次注射时，①号为对照组，第二次注射时，⑤号为对照组。首次注射胰岛素后，实验组出现了低血糖症状。二次注射时，每组所注射的物质不同。②号注射的是葡萄糖溶液，葡萄糖溶液能迅速地缓解低血糖症状，但若注射葡萄糖的浓度过高，会因肾小管不能重吸收全部的葡萄糖而出现糖尿的现象，这时尿量增加(在排出糖的同时，也排出了更多的水)。③号注射的是肾上腺素溶液，④号注射的是胰高血糖素溶液，二者都能促进非糖物质转化为葡萄糖从而缓解低血糖症状。④号尿量增多是因为氨基酸能够通过脱氨基作用将不含氮部分转化为葡萄糖，含氮部分转化为尿素并排出体外。⑤号注射的是生理盐水，低血糖症状无缓解迹象。
【答案】(1)①和⑤
(2)更多的氨基酸分解，含氮部分转变成尿素
(3)② 增加 血糖含量过高，在排出糖的同时带走更多的水，导致多尿第8课时 细胞的能量“通货”——ATP
ATP的主要来源——细胞呼吸
知识网络
基础梳理
一、ATP的结构、功能、转化
1、ATP广泛存在于细胞内，是细胞内的一种____________化合物。
2、ATP的中文全称是__________________，结构简式为________________。其中A表示__________，是由一分子的_____________和一分子的__________组成的。
3、ATP可以和ADP相互转化，ADP的结构简式可写为_________________。ATP转化为ADP时，________能量，ADP转化成ATP时，_________能量。这两个反应都需要细胞内的_______参与。
4、ATP合成所需的能量，在动物体内来自____________，在植物体内，除了来自__________，还来自___________。
5、ATP分解释放的能量，可用于_________、_________、__________、某些生物发光、生物发电和大脑思考等各项生命活动。ATP的作用是直接给______________________提供能量。
二、ATP的主要来源——细胞呼吸
1、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_______________________，释放出能量并_____________的过程。
2、细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，完成它们的比较表
有氧呼吸 无氧呼吸
主要原料
主要场所
分解产物
释放能量 大量能量，大量ATP
共同点 都需要酶的催化都在温和条件下进行能量都是逐步释放释放出的能量一部分储存在ATP中，一部分转变成热能
3、有氧呼吸是一个复杂的过程，可分成三个阶段。在真核生物中，第一阶段发生在_____________中，第二阶段发生在______________中，第三阶段发生在___________上。第一阶段将葡萄糖分解成_______和______，释放出少量能量；第二阶段是将__________彻底分解成______和________，也释放出少量能量；第三阶段，是前两阶段产生的______经过一系列的化学反应，与______结合形成_______，并释放____________。第三阶段的反应式可写成_______________。
4、有氧呼吸的总反应式为：___________________________ __________________。
5、生物的种类不同，无氧呼吸的产物也不同。酵母菌、大多数植物细胞的无氧呼吸产物是________________，反应式为_______________________________________________。乳酸菌、人等动物无氧呼吸的产物是____________，反应式为_________________________________。
三、研究酵母菌呼吸方式的实验
1、酵母菌既可进行有氧呼吸，还可进行无氧呼吸。实验中通过通气提供一个有氧条件，通气时，气体通过一个盛有NaOH溶液的锥形瓶，其作用是_________________，而提供无氧环境的方法是__________________。
2、作为反应容器的锥形瓶，不但要加入酵母菌，还要加入______________。
3、实验中检测二氧化碳产生的装置是_________________，有氧条件和无氧条件下，对实验结果比较，特点是_______ ___________________。
4、无氧呼吸还产生酒精，检测酒精的试剂是___________，显______色，若遇酒精，将发生反应，变成________色。
考点突破
考点一、ATP的分子结构、ATP与ADP的相互转化
1、ATP分子中有三个磷酸、三个磷酸键，其中有两个高能磷酸键。ATP分解时，是远离腺苷的高能磷酸键断裂，产物为ADP和一个磷酸，而相对较靠近腺苷的高能磷酸键一般不断裂，如果这个高能键断裂，也会释放大量能量，产物为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸。是组成RNA的基本单位之一。
例1、下面关于ATP的叙述，错误的是
A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B．ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸
D．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
【解析】细胞核虽然不产生ATP，但需要能量，因此，细胞质中的ATP会向细胞核内运输，ATP脱去两个磷酸基后，就是腺嘌呤核糖核苷酸，正常细胞中ATP不断产生，又不断消耗，二者的比值在一定范围内变化。ATP合成所需的能量来自于其它的反应或分子，如有氧呼吸中葡萄糖分解，而不是磷酸。因此B项是错误的
【答案】B
变式1、在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明
A、ATP中远离A的P容易脱离
B、部分32P标记的ATP是重新合成的
C、ATP是细胞内的直接能源物质
D、该过程中ATP既有合成又有分解
【解析】本题实验可证明ATP在不断地合成和分解，根据我们书籍的理论知道在合成和分解过程中A项和B项中的过程是可以发生的。由于没有其它的反应或过程，无法证实ATP的作用。
【答案】C
2、产生ATP也是活细胞的特征之一，但不同的活细胞产生ATP的途径和场所不同。
细胞类型 产生ATP的途径 产生ATP的场所
植物叶肉细胞等 光合作用有氧呼吸 叶绿体线粒体和细胞质基质
植物根尖细胞等 有氧呼吸 线粒体和细胞质基质
正常动物细胞 有氧呼吸 线粒体和细胞质基质
无氧条件下动植物细胞 无氧呼吸 细胞质基质
酵母菌 有氧呼吸无氧呼吸 线粒体和细胞质基质细胞质基质
乳酸菌等 无氧呼吸 细胞质基质
根瘤菌等 有氧呼吸 细胞质基质
蓝藻等 光合作用有氧呼吸 细胞质基质
例2、下列结构在适宜光照条件下不能产生ATP的是
A 细胞质基质 B 叶绿体内膜
B 叶绿体类囊体 D 线粒体内膜
【解析】光照条件下，细胞可进行光合作用和呼吸作用，有氧呼吸三个阶段分别发生在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，因此，A、D两项都可；叶绿体进行光合作用产生ATP的阶段是光反应，场所是类囊体，而不是叶绿体内膜。因此，B项错误。
【答案】B
变式2、下列细胞不能产生ATP的是
A 黑暗条件下的叶肉细胞
B 无氧条件下的根尖细胞
C 放入2mol/L蔗糖溶液中1h的洋葱表皮细胞
D 放入0.9%的NaCl溶液中10min的人淋巴细胞
【解析】活细胞都能产生ATP，只需要确定哪个细胞是死细胞即可。放入2mol/L蔗糖溶液中1h的洋葱表皮细胞已过度失水死亡，不能产生ATP。
【答案】C
3、ATP的作用
ATP的作用是为生命活动直接提供能量。这里，我们要注意为正常生命活动提供能量的过程是细胞呼吸，光合作用虽然也产生ATP，但它是光反应产生的，用于暗反应。按课本上的分类，有几种类型：
（1）转变成光能：如荧火虫发光、海洋鱼类发光
（2）转变成电能：如海洋鱼类放电
（3）转变成机械能：如用于肌肉收缩
（4）用于大脑思考：必修三中我们学过大脑思考实际上兴奋的传导和传递，两个过程都有很复杂的耗能过程，如离子的跨膜运输，递质的合成与释放等等。
（5）主动运输（胞吞与胞吐过程也要消耗能量）
（6）吸能反应：生物体的吸能反应一般都是合成反应，如把氨基酸合成蛋白质、核苷酸合成核酸、葡萄糖合成淀粉、糖原、纤维素等过程。
例3、下列生理过程不受细胞内氧浓度影响的是
A．神经递质的释放
B．肌肉不自主地战栗
C．小肠绒毛上皮细胞吸收水
D．生长素向胚芽鞘背光侧运输
【解析】本题考查这些生理过程是否需要ATP，神经递质的释放属于外排作用，耗能；肌肉战栗要消耗ATP；生长素的运输方式为主动运输，耗能；能量主要来自有氧呼吸，受氧浓度影响；细胞吸水是渗透作用，不耗能。
【答案】C
变式3、下列生命活动会导致细胞中ADP含量增加的是
A．植物细胞渗透吸水
B．三碳化合物的还原
C．食物淀粉的消化
D．性激素运输到性腺细胞外
【解析】渗透吸水、淀粉分解、自由扩散都不消耗能量，只有三碳化合物的还原要消耗能量，ATP分解产生ADP，ADP增加。
【答案】B
考点二、探究酵母菌的呼吸方式
1、实验前需要了解酵母菌呼吸有关的问题：
（1）酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行呼吸
（2）有氧呼吸和无氧呼吸的产物中均有二氧化碳
（3）无氧呼吸的产物中还有酒精
2、根据这些问题设计实验方案：
（1）有氧和无氧条件两组
（2）用相应的试剂检验呼吸产物
3、如何创造有氧和无氧的条件
（1）有氧：通入空气。为了不使空气中的二氧化碳影响结果，先使空气通过NaOH溶液，吸收掉二氧化碳。
（2）无氧：密闭。为了保证结果准确，应在检测前先放置一段时间，以消耗掉其中的氧气。
因此，两组实验中，自变量即为氧气，其它是无关变量，应该相同且适宜，如葡萄糖溶液的含量与浓度、培养的温度，以及实验所用的容器的大小等。
4、实验结果
A组：澄清的石灰水变混浊，加入酸性的重铬酸钾后颜色不变，仍为橙色
B组：澄清的石灰水变混浊，加入酸性的重铬酸钾后变绿色。
例4、下列测定能说明在某状态下酵母菌具体的呼吸方式的是
A 消耗了葡萄糖，产生了酒精
B 消耗了氧气，产生了二氧化碳
C 没有氧气的消耗，但有二氧化碳的产生
D 酵母菌的数量发生变化
【解析】酵母菌不论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，都会消耗葡萄糖、产生二氧化碳，酵母菌还可能同时进行两种呼吸方式。A项可说明酵母菌进行了无氧呼吸，不能说明是否进行有氧呼吸，同样B项也不能说明是否进行了无氧呼吸，C项没有氧气消耗，，有二氧化碳产生，说明没有进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸，而D项也是错误的，酵母菌的数量变化与有氧呼吸和无氧呼吸的方式无直接关系，即使都出现增长。
【答案】C
变式4、下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是
A．实验需要在黑暗条件下进行
B．装置1的作用是吸收进入空气中的二氧化碳
C．连续通气状态下，4中的澄清石灰水会越来越混浊
D．若停止通气，3中将立即会产生酒精
【解析】由于酵母菌不会进行光合作用，没有必要考虑光合作用对实验的影响，同时，光照也不会对酵母菌的繁殖和代谢造成影响，因此没有必要放在暗处进行；酵母菌培养液中的葡萄糖和石灰水的氢氧化钙都是有限的，反应不可能一直进行下去；停止通气，容器空间内和溶液中还有氧气，不会立即开始进行无氧呼吸。
【答案】B
考点三、有氧呼吸和无氧呼吸的过程
1、线粒体的结构
双层膜，内膜向内折叠形成嵴，可增大内膜的表面积，嵴的周围充满基质，基质和内膜上有与有氧呼吸有关的酶。注意：在描述线粒体结构和有氧呼吸的场所时，“基质”一定要写成“线粒体基质”
2、有氧呼吸和无氧呼吸的过程及场所
阶段 有氧呼吸 无氧呼吸
第一阶段 葡萄糖分解成丙酮酸，并产生[H]和能量CHO2CHO+4[H]+能量
细胞质基质
第二阶段 丙酮酸分解成二氧化碳，并产生[H]和能量2CHO6CO+4[H]+能量 丙酮酸和[H]转变乳酸，或酒精和二氧化碳
线粒体基质 细胞质基质
第三阶段 前两阶段产生的[H]和氧气反应生成水，释放大量能量24[H]+6 O12HO+能量
线粒体内膜
注意：有氧呼吸三个阶段都有能量释放，而无氧呼吸第二阶段无能量释放。
3、关于能量
有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量，都是一部分储存到ATP中，另一部分以热能散失。其中，在有氧呼吸中，1mol葡萄糖分解，共释放能量2870KJ，其中1161KJ的能量储存在ATP中，其它能量都以热能散失了。储存在ATP中能量约占40%，按上一节内容，1mol高能磷酸键断裂释放的能量约为30.54KJ，则1161KJ的能量相当于合成38molATP。若进行无氧呼吸分解成乳酸，共释放能量196.65KJ，其中储存在ATP中的能量为61.08KJ（相当于2molATP），约占总能量的31%。而这个值在分解成酒精和二氧化碳的过程中更低。
例5、下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
【解析】酶1催化有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，酶2催化的反应是有氧呼吸的第二和第三阶段，发生在线粒体中，酶3催化的反应是无氧呼吸的第二阶段，发生在细胞质基质中。
【答案】C
变式5、有氧呼吸和无氧呼吸的相同点是
①反应场所都有线粒体 ②都需要酶的催化 ③反应场所都有细胞质基质 ④都能产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应 ⑥都能产生水 ⑦反应过程中都能产生[H] ⑧都能把葡萄糖彻底氧化分解
A ②③④⑤⑥⑦ B ①②③④⑤⑦
C ②③④⑤⑦ D ②③④⑤⑧
【解析】在线粒体内进行反应，将葡萄糖彻底分解产生水，仅是有氧呼吸的特点，无氧呼吸不具备。
【答案】C
课时作业
1．下列对ATP的叙述中，错误的是（ ）
A．它所含的腺苷是组成RNA的成分
B．它的分子中含有两个高能磷酸键
C．它是肌肉收缩的直接能源物质
D．它在细胞内可以大量储存
【解析】ATP是三磷酸腺苷的简称，腺苷由一分子腺嘌呤、一分子核糖组成，再加上一分子磷酸就是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；ATP分子中含有两个高能磷酸健，远离A的高能磷酸键容易断裂，也容易形成；生物体生命活动的直接能源是ATP，ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、腺体分泌等；ATP在细胞内的含量很少，ATP维护细胞不断供能的机制是ATP与ADP的不断转化。
【答案】D
2.下列有关ATP的叙述，正确的是（ ）
A.无氧条件下，植物叶肉细胞进行光合作用是细胞ATP的唯一来源
B.有氧状态下谷氨酸棒状杆菌在线粒体内合成ATP
C.ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成
D.有氧条件下，植物根毛细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP
【解析】无氧条件下，植物叶肉细胞进行光合作用产生ATP，进行无氧呼吸也可产生ATP；谷氨酸棒状杆菌属于原核细胞，不含线粒体；根毛细胞中不含叶绿体。
【答案】C
3.在不同的生物体内，相同的是（ ）
A.ATP水解后能量的用途
B.ADP转化成ATP所需能量的来源
C.ADP转化成ATP的场所
D.一分子ATP中高能磷酸键的数目
【解析】ATP水解后能量可用于吸收无机盐离子、细胞分裂等各项生命活动；ADP转化成ATP所需能量可来自光合作用所固定的太阳能，也可来自细胞呼吸分解有机物释放的化学能；ADP转化成ATP的场所可以是叶绿体、细胞质基质、线粒体。
【答案】D
4．下列过程能使ADP含量增加的是（ ）
A．消化道内蛋白质的消化
B．线粒体内[H]与O2的结合
C．叶绿素a失去电子
D．细胞分裂时纺锤丝的收缩
【解析】ADP增加意味着ATP不断水解释放能量，即相关生理活动要消耗能量。经分析，消化道内蛋白质消化即蛋白质在蛋白酶作用下水解，不需要消耗能量；线粒体内[H]与O2结合会产生大量的ATP，叶绿体中的叶绿素a失去电子是将光能转化成电能，然后将电能转变成活跃的化学能贮存在ATP中，此过程也要合成ATP；而细胞分裂时纺锤丝的收缩需要消耗能量，ATP水解释能后转化成ADP。
【答案】D
5.把鼠的肝细胞磨碎后高速离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO2和ATP产生，则c层必定含有（ ）
①线粒体②核糖体③细胞质基质④ADP
A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③
【解析】因为c层可分解丙酮酸，而不能分解葡萄糖，所以可确定该层匀浆中一定含有线粒体，且一定不含有细胞质基质。另外ADP是合成ATP的原料，所以c层也一定含有ADP。
【答案】C
6.比较植物有氧呼吸和无氧呼吸，正确的是
A.葡萄糖是有氧呼吸的主要底物，不是无氧呼吸的主要底物
B.CO2是有氧呼吸的产物，不是无氧呼吸的产物
C.有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量
D.有氧呼吸产生还原性氢，无氧呼吸过程中也能产生还原性氢
【解析】细胞呼吸是指生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的过程。无论有氧呼吸还是无氧呼吸，其底物都主要是葡萄糖。有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段完全相同，都能产生还原性氢和丙酮酸。有氧呼吸和无氧呼吸的能量都是逐步释放。
【答案】D
7.在植物体的细胞中，葡萄糖分解为丙酮酸的反应（ ）
A.既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行
B.既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行
C.只能在有氧条件下进行，不能在无氧条件下进行
D.只能在有光条件下进行，不能在无光条件下进行
【解析】葡萄糖分解为丙酮酸是呼吸作用的第一阶段，有氧呼吸和无氧呼吸都进行该过程，是在细胞质基质内进行的，不能在线粒体内进行；呼吸作用的进行与光照无关。
【答案】B
8．在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可推断此过程一定（ ）
A．是有氧呼吸B．是无氧呼吸
C．不是酒精发酵D．不是乳酸发酵
【解析】有二氧化碳放出，可能是有氧呼吸，也可能产生酒精的无氧呼吸，这两种情况无法确定，但可以确定不是乳酸发酵。
【答案】D
9．在水稻叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质中，产生的主要代谢产物分别是（ ）
A．丙酮酸、CO2、葡萄糖B．丙酮酸、葡萄糖、CO2
C．CO2、丙酮酸、葡萄糖D．葡萄糖、丙酮酸、CO2
【解析】在细胞质基质中，可进行有氧呼吸的第一阶段，产生丙酮酸；在线粒体基质中，可进行有氧呼吸的第二阶段，产生二氧化碳；在叶绿体基质中，发生光合作用的暗反应，最终生成以葡萄糖等有机物。
【答案】A
10、关于细胞呼吸的叙述，正确的是
A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境
B．荔枝在无O2、保持干燥、零下低温和无乙烯环境中，可延长保鲜时间
C．快速登山时人体主要是从有机物分解产生乳酸的过程中获得能量
D．玉米秸秆经酵母菌发酵产生酒精，是通过酵母菌的无氧呼吸来实现的
【解析】虽然水稻根部有适应缺氧的结构特点和耐受酒精的能力，但此能力是有限的，不可能长期在缺氧环境中生存；储藏水果应在低氧和零上低温条件下；快速登山时，人的主要能量还是来自于有氧呼吸。
【答案】D
11．如下图所示是有氧呼吸过程的图解，据图回答：
(1)呼吸过程是从___________开始的，有氧呼吸的全过程分为_____________个阶段。
(2)在有氧呼吸的过程中，释放的CO2是在第______________阶段产生的；H2O是通过第_____________阶段形成的；产生ATP最多的是第_____________阶段。
(3)有氧呼吸中氧的作用是________________________________________________________________________。
(4)写出有氧呼吸的总反应式：________________________________________________________________________。
【解析】在有氧呼吸过程中，第一阶段将1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，脱下来少量[H](4个氢)，释放少量能量，形成少量ATP；第二阶段将丙酮酸彻底分解成CO2，消耗6分子水，脱下来20个[H]，释放少量能量，形成少量ATP；第三阶段将前两个阶段脱下的氢经过一系列反应，与氧结合而形成12分子水，释放大量能量，形成大量ATP。从上述过程可以看出，CO2产生于第二阶段，O2用于第三阶段的反应，水生成于第三阶段，释放能量最多的是第三阶段。
【答案】(1)葡萄糖三(2)二三三
(3)与氢结合生成水，生成大量的ATP
(4)C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
12、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：
（1）反应①②③④中，可在人体细胞中进行的是_________________。
（2）粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为_______________________。
（3）在反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________________________________。
【答案】（1）①②④
（2）有氧呼吸产生了水
（3）②
13.下图Ⅰ表示人体有氧呼吸的过程，其中①～③表示相关过程，甲、乙表示相应物质。请据图回答：
(1)图Ⅰ中物质乙表示___________________，过程②的正常进行，还需要_________________作为反应物。
(2)图Ⅰ中热能产生的意义在于___________________________________________________________。
(3)运动员短跑后会出现肌肉酸痛现象，主要原因是肌细胞中产生了乳酸，图Ⅱ中代表乳酸浓度变化的曲线是_____________。现代健身提倡进行有氧运动，请举出一个具体的例子并说明此运动类型的优点：_________________________。
【解析】从图Ⅰ可知，物质乙为有氧呼吸，第2阶段产物，故为CO2，此阶段需消耗水，呼吸作用产生的热能可用于体温的维持。人体无氧呼吸产物为乳酸，不仅可引起肌肉酸痛，而且放能少，若慢跑等有氧运动则可避免此现象发生。
【答案】(1)二氧化碳水(2)维持人体正常的体温(3)C如慢跑等，优点是不至于细胞因无氧呼吸产生大量乳酸，使肌肉酸痛乏力
14．在科学研究中常用呼吸熵（RQ=释放的二氧化碳量/消耗的氧气量）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如下图。关闭活塞，在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y（mm）。x和y值反映了容器内气体体积的减少。请回答：
（1）装置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_____________________________________。
（2）x代表值__________________，y代表______________________值。
（3）若测得x=200（mm），y=30（mm），则该发芽种子的呼吸熵是______________________。
（4）若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ值，则应将该装置放于何种条件下进行，为什么？_______________________________________________________________________________________。
（5）为使测得的x和y值更精确，还应再设置一对照装置。对照装置的容器和小瓶中应分别放入_______________________，设置对照装置的目的是______________________________________________________________。
【解析】由于呼吸底物的不同所以消耗氧气和产生二氧化碳的量并不一定相同。通常以葡萄糖为呼吸底物，所以呼吸熵为1。根据装置，X表示消耗氧的体积，Y表示消耗氧和释放二氧化碳的体积之差通过观察X和Y的数据，可以知道二氧化碳的体积数量，进而可以获得该呼吸熵值。为了排出环境因素造成的液滴移动，所以对照装置中要把氢氧化钠换成水，把种子去掉或者放入死种子。
【答案】（1）吸收呼吸作用产生的二氧化碳
（2）消耗氧的体积消耗氧和释放二氧化碳的体积之差
（3）0.85
（4）黑暗。避免因幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用的气体量的变化
（5）死的发芽种子和蒸馏水用于校正装置1和2内因物理因素（或非生物因素）引起的容积变化第18课时 减数分裂和受精作用
知识网络
基础梳理
一、减数分裂
1、减数分裂是形成有性生殖细胞的分裂方式，在分裂过程中，DNA复制________次，细胞分裂______次。分裂产生的子细胞中DNA和染色体数是体细胞的_______。
2、雄性动物减数分裂开始于__________细胞，一个该细胞经过DNA复制，形成___________细胞，它经过第一次分裂产生两个___________细胞，再经过第二次分裂，共产生四个__________细胞，最后经过变形成精子。
3、雌性动物的减数分裂开始于__________细胞，一个该细胞经过DNA复制，形成____________细胞，它经过第一次分裂，形成一个___________细胞和一个_________，前者经过第二次分裂，形成一个_________细胞和一个__________，后者经过第二次分裂，形成两个_______。
4、减数分裂过程中最明显的一个特征是发生了同源染色体的联会，该过程发生在第_______次分裂中，同源染色体是指_____________________________，____________一般都相同的两个染色体。同源染色体联会后，一对同源染色体上就有了_______姐妺染色单体，因此，联会后的一对同源染色体就是一个_________。
5、比较精子和卵细胞的形成过程，明显的区别有两项，一是在卵细胞的形成过程中，_____________细胞和_____ __________细胞的分裂是不均等的，而在精子形成过程中没有这种现象，细胞的分裂都是均等的；二是一个精原细胞经过减数分裂，产生了_______个精子，而一个卵原细胞经过减数分裂，产生了_______个卵细胞。
6、比较减数分裂与有丝分裂，减数分裂中除了出现同源染色体的联会，还出现了_______________。
二、受精作用
1、受精作用是精子和卵细胞___________、________成为受精卵的过程。受精后，受精卵的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其它精子再进入。
2、和卵细胞相比，受精卵的代谢__________。
3、减数分裂和受精作用对于维持_____________________ ________的恒定，对于_________________，都是非常重要的。
考点突破
考点一、减数分裂的过程
1、以精子形成为例，总结减数分裂过程中的变化
时期 细胞名称 主要变化
间期 精原细胞 DNA分子复制，有关蛋白质合成细胞体积增大
第一次分裂 前 初级精母细胞 同源染色体联会，形成四分体；染色质变成染色体，可看到四分体
中 四分体排列细胞中央的赤道板上（同源染色体的着丝点排列在赤道板两侧）
后 同源染色体分离，移向细胞两极
末 细胞膜向内凹陷，细胞第一次分裂
第二次分裂 前 次级精母细胞 细胞内染色体减半，染色体散乱分布
中 染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
后 着丝点分裂，染色单体分离形成子染色体，移向细胞两极
末 细胞膜向内凹陷，细胞第二次分裂
2、减数分裂过程中，DNA分子、染色体、染色单体、四分体个数、同源染色体对数的变化（体细胞染色体2N、DNA分子数2C）（表中最后两列：P表示同源染色体对数，Q表示四分体个数）
时期 细胞名称 DNA分子数 染色体数 染色单体数 P Q
间期 精原细胞 2C—4C 2N 0—4N N 0
第一次分裂 前 初级精母细胞 4C 2N 4N N N
中 4C 2N 4N N N
后 4C 2N 4N N 0
末 4C—2C 2N—N 4N—2N N 0
第二次分裂 前 次级精母细胞 2C N 2N 0 0
中 2C N 2N 0 0
后 2C N—2N 2N—0 0 0
末 2C—1C 2N—N 0 0 0
例1、雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞（C1、C2），一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞（S1、S2）。比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是
A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同
B.遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同
C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同
D. 遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同
【解析】C1 、C2 是细胞有丝分裂形成的，而有丝分裂重要特征是亲代细胞的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，保持遗传物质的稳定性，所以C1 和C2的遗传信息相同；而S1和S2是减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞，减数第一次分裂的重要特征是同源染色体平均分配到两个子细胞，染色体数目减半，有染色单体，无同源染色体，所以遗传信息不同，且XY两条性染色体上的基因不同。答案B正确。
【答案】B
变式1、若人的成熟神经细胞核中DNA含量为a，下列各项核DNA含量分别为2a、a、0.5a的是
A．初级精母细胞、次级精母细胞、精子
B．精原细胞减数分裂间期、精细胞、极体
C．精原细胞有丝分裂后期、口腔上皮细胞、成熟红细胞
D．正在发生调亡的细胞、癌细胞、卵细胞
【解析】A项中三种细胞核DNA含量依次为2、1、0.5；B项中三种细胞相应值为1~2、0.5、0.5；C项中相应值为2、1、0；D项中相应值为1、1（若考虑分裂，则数值变化为1～2）、0.5。
【答案】A
考点二、精子形成过程和卵细胞形成过程的比较
在精子形成过程和卵细胞形成过程中，遗传物质DNA和染色体的变化是相同的，都是在分裂间期DNA进行复制，在第一次分裂前期发生同源染色体的联会配对形成四分体，第一次分裂后期同源染色体分离，第二次分裂的变化也是相同的。
区别是：（1）分裂结果不同：一个精原细胞经过分裂，形成四个能进行生殖的精细胞，进一步可变形成四个精子，而一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个能进行生殖的卵细胞，另外三个是不能进行生殖的极体。
（2）初级精母细胞和次级精母细胞的分裂是均等的，而初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的，初级卵母细胞分裂产生较大的次级卵母细胞和极体，次级卵母细胞分裂产生较大的卵细胞和较小的极体。
例2、果蝇的体细胞中含有四对同源染色体，它的一个初级精母细胞在进行减数分裂过程中形成的次级精母细胞种类和在减数分裂结束时形成的精子的种类分别是
A 1，2 B 1，4
C 2，2 D 2，4
【解析】本题要注意是“一个”初级精母细胞，一个初级精母细胞经减数分裂形成四个精子，这四个精子是两两相同的，因此，精子是两类。究其原因，是一个初级精母细胞的同源染色体分离，产生了两个不同的次级精母细胞，而一个次级精母细胞会产生两个相同的精子。
【答案】C
变式2、下列属于精子和卵细胞形成过程中共同点的叙述是
A 一个原始的生殖细胞产生两个次级精母细胞或次级卵母细胞
B 一个次级精母细胞分裂产生两个精细胞，一个次级卵母细胞分裂产生两个卵细胞
C 一个卵细胞和一个精细胞中的染色体数目和核DNA含量都是正常体细胞的一半
D 一个卵细胞和一个精细胞中含有的各种营养物质的含量是相同的
【解析】一个卵原细胞产生一个次级卵母细胞和一个极体，A项错误；一个次级卵母细胞产生一个卵细胞和一个极体，B项错；一个卵细胞中几乎含有卵原细胞全部的细胞质，而一个精子中仅含有很少的细胞质，D项错。
【答案】C
考点三、减数分裂和有丝分裂的比较
减数分裂和有丝分裂的共同点是，在细胞分裂间期都进行DNA的复制，在分裂期都有染色体和染色质形态的转变，都有着丝点的分裂和姐妺染色单体的分离，对于动物细胞来说，细胞分裂过程中都是由中心体发出星射线形成纺锤体，细胞分裂的方式也相同，都是细胞膜向内凹陷，将细胞缢裂为两部分。
区别是：减数分裂中发生了同源染色体的配对及分离，而在有丝分裂中是没有发生的。
特别注意：有丝分裂中虽然没有发生同源染色体的配对，但对于二倍体生物来说，进行有丝分裂的细胞仍然存在同源染色体，只不过是没有配对而已。
例3、仅在减数分裂过程中出现，而有丝分裂过程中不出现的选项是
A．分裂间期DNA复制与相关蛋白质合成
B．姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞
C．联会后非姐妹染色单体发生部分DNA交换
D．发生基因突变和染色体变异
【解析】DNA复制和相关蛋白质合成是有丝分裂和减数分裂过程中都发生的，都发生在间期，姐妹染色单体分离也都发生，有丝分裂和后期和减数分裂第二次分裂的后期发生分离，并在末期进入两个子细胞中，这两种变异在有丝分裂和减数分裂都可能发生，并且对染色体变异来说，都有结构变异和数目变异，不同的是，有丝分裂过程中不会发生基因重组，而减数分裂过程会发生基因重组。如选项C提到的同源染色体的非姐妹染色单体上的部分DNA互换。
【答案】A
变式3、某雄性动物的基因型为AaBb，其中的一个精原细胞先经过有丝分裂，再进行减数分裂，形成的精子的基因型不可能的情况是
A 两个AB，两个Ab，两个aB，两个ab
B 4个AB，4个ab
C 4个Ab，4个ab
D 4个aB，2个Ab，1个AAb，1个b
考点四、受精作用
受精作用不仅仅是精子和卵细胞的遗传物质组合到一个细胞中去，同时，细胞还要发生很多变化。
1、细胞识别：同种生物的精子和卵细胞可以互相识别，而后融合成受精卵，不同种生物的精子和卵细胞很难融合，但并非不能，如自然界中有很多种间杂交生物，虽然它们是不育的，但受精作用还是能发生的。
细胞识别还发生在受精作用后，受精卵形成后，细胞表面发生了一系列变化，其中包括糖蛋白的改变，这样，精子和受精卵便不能进行融合，避免了异常生物的出现。
2、细胞代谢：卵细胞未受精前，代谢缓慢，受精形成受精卵后，代谢明显增强，这样有利于细胞分裂、分化形成新个体。
例4、下列对受精作用的叙述，正确的是
A 精子和卵细胞的细胞膜融为一体，原理是细胞膜具有一定的流动性
B 受精卵中所含的物质各有一半来自精子，另一半来自卵细胞，如蛋白质、核酸、糖类、脂质等
C 受精作用过程中，精子和卵细胞的识别，与卵细胞膜有关，而与精子细胞膜无关
D 受精卵中所有的基因都是成对存在的
【解析】两个细胞的膜的融合，原理是膜的流动性。从物质来看，核遗传物质是卵细胞和精子各提供一半，但细胞质中的各种物质，如蛋白质、糖类、脂质等，绝大多数来自卵细胞，包括细胞质中线粒体的遗传物质也是这样，几乎都来自细胞质。细胞识别是由两个细胞互相识的，与两个细胞都有关系。选项D，需要考虑受精卵的染色体，如果是同型的XX（或ZZ），则基因是成对的，若是异型的，如XY（或ZW），则基因不一定成对。
【答案】C
变式4、对同一生物的受精卵和体细胞的叙述，正确的是
A 含有的遗传物质完全相同
B 含有的染色体数目不论在任何时期都不变
C 受精卵中所有的基因都表达，而体细胞由于分化，并非所有的基因都表达
D 细胞中基因表达的方式完全相同，都要经转录和翻译两个过程
考点五、减数分裂和受精作用的有关曲线
例5、某二倍体生物的某细胞内含有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞
A 处于有丝分裂的中期 B 正在发生基因自由组合
C 将形成配子 D 正在进行DNA复制
【解析】细胞膜开始缢缩，应是细胞分裂的后期，再加上染色体数目和DNA分子数目相同，可排除是减数第一次分裂后期，后期染色体数目加倍，则加倍前的中期染色体数是5条，奇数，应是减数分裂第二次分裂。B发生在减数分裂第一次分裂，而D项发生在细胞分裂的间期。
变式5、对下面图1和图2分析错误的是
A 图1只能描述有丝分裂，不能描述减数分裂
B 图1和图2中，DNA含量或数目增加的原因是相同的
C 图1和图2中，DNA含量或数目减半的原因是相同的
D 若图1表示减数分裂，只能表示第一次分裂过程中的DNA含量变化
【解析】图1只能表示有丝分裂，因为减数分裂过程中DNA要随细胞分裂减半两次；两图中DNA数目减半的原因不同，图1是由于细胞分裂，图2是由于着丝点分裂；图2表示减数分裂时，表示的全过程，每个染色体上的DNA分子数为2的时期包括第一次分裂全过程和第二次分裂的前、中期，因为这些阶段都含有染色单体。
【答案】C
课时作业
1．真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代（ ）
A．增加发生基因突变的概率
B．继承双亲全部的遗传性状
C．从双亲各获得一半的DNA
D．产生不同于双亲的基因组合
【答案】D
2.)下列关于减数分裂的叙述，正确的是（ ）
①减数分裂包括两次连续的细胞分裂
②在次级卵母细胞中存在同源染色体
③着丝点在第一次分裂后期一分为二
④减数分裂的结果，染色体数减半，DNA数不变
⑤同源染色体的分离，导致染色体数目减半
⑥联会后染色体复制，形成四分体
⑦染色体数目减半发生在第二次分裂的末期
A．①②③B．④⑤⑥C．①⑤D．⑥⑦
【解析】次级卵母细胞中不再存在同源染色体，因为减数第一次分裂的后期，同源染色体分开，而着丝点是在第二次分裂后期一分为二的，不是在第一次分裂后期；减数分裂过程中，生殖细胞中的染色体数和DNA分子数都减少了一半，染色体的复制是联会之前完成的，染色体数目的减半发生在减数第一次分裂的末期。所以只有①和⑤是正确的，其余叙述都是错误的。
【答案】C
4．下列有关细胞减数分裂过程中染色体、DNA数目的叙述，错误的是（ ）
A．次级精母细胞中的DNA分子正好和正常体细胞的DNA分子数目相等
B．减数第二次分裂后期，细胞中染色体数目只有正常体细胞数目的一半
C．初级精母细胞中染色单体的数目正好和细胞中DNA分子数目相等
D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数目和着丝点数目都相同
【解析】减数第二次分裂后期，每条染色体上的着丝点一分为二，两条姐妹染色单体形成两条子染色体，结果是细胞中染色体数目与正常体细胞数目相等。
【答案】B
4.下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析可得出( )
①a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂
②M点所示过程与细胞膜的流动性有关
③GH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的
④MN段发生了核DNA含量的加倍
A．①②④B．①②③C．①③①产生的[H]和①④
【解析】图中a段是有丝分裂过程，b段是减数分裂过程，LM段是受精作用过程，c段是有丝分裂过程。在受精过程中，精子与卵细胞的结合与细胞膜的流动性有关。MN段是有丝分裂的间期、前期、中期，发生了核DNA含量加倍。OP段是有丝分裂的后期，由于着丝点分裂，染色体数目加倍，是GH段染色体数目的2倍。解本题时，应注意两个指标(核DNA含量、染色体数目)是不对称的。
【答案】A
5．图中横坐标1、2、3、4表示某种哺乳动物(2n)在有性生殖过程中某些时期的细胞。图中a、b、c表示各种结构或物质在不同时期的连续数量变化，可以与图中1、2、3、4相对应的细胞是（ ）
A．初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞、精子
B．精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞
C．卵原细胞、次级卵母细胞、第一极体、第二极体
D．卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞、第一极体
【解析】初级精(卵)母细胞、次级精(卵)母细胞(或第一极体)中染色体∶DNA∶染色单体＝1∶2∶2，但初级精(卵)母细胞中的染色体是次级精(卵)母细胞中的两倍，精(卵)原细胞中无染色单体，染色体和DNA数目相同，精细胞或精子中无染色单体，但染色体数是精原细胞的一半。
【答案】B
6、a和b属于同一种物体内的两个细胞，通过对其核内DNA分子含量的测定，发现a细胞中DNA含量是b细胞的两倍，最可能的解释是（ ）
A．a是正常体细胞，b是处于减数第一次分裂结束时的细胞
B．a是处于有丝分裂后期的细胞，b是处于有丝分裂前期的细胞
C．a是处于有丝分裂前期的细胞，b是处于减数第一次分裂后期的细胞
D．a处于有丝分裂中心体相互分离时，b处于次级性母细胞中染色体移向两极时
【解析】两个细胞的DNA含量相差一倍，可能是DNA复制的结果，复制后是复制前的二倍，也可能是减数分裂的结果，减数分裂形成的生殖细胞，DNA是体细胞的一半。A、B、C三项中，前后两种细胞的DNA含量相等，只有D项符合。
【答案】D
7.仅在减数分裂过程中出现，而有丝分裂过程中不出现的选项是（ ）
A．分裂间期DNA复制与相关蛋白质合成
B．分裂过程中存在染色质与染色体周期性变化
C．姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞
D．同源染色体分开分别进入两个子细胞
【解析】A、B、C三项是有丝分裂和减数分裂共同的特征，D两项仅发生在减数分裂过程中。
【答案】D
8、某人的一个细胞中有两个X染色体，若不考虑变异的发生，下列说法正确的是
A这一定是一个女性的体细胞，细胞染色体总数为46个
B这可能是一个女性的次级卵母细胞，细胞染色体总数为46个
C这可能是一个男性的初级精母细胞，染色体总数为46个
D这可能是一个男性的次级精母细胞，染色体总数为24个
【解析】两个X染色体，可能是女性的体细胞，也可能是初级卵母细胞，也可能是次级卵母细胞或次级精母细胞，但存在两个X时，染色体总数一定为46个。
【答案】B
9．番茄的染色体数为24，一个番茄细胞发生了减数分裂，所形成的细胞中3个退化了，最后一个细胞随即又发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核，这些细胞核各含有多少条染色体（ ）
A．4个细胞核，各有12条染色体B．4个细胞核，各有24条染色体
C．8个细胞核，各有12条染色体D．8个细胞核，各有24条染色体
【解析】减数分裂后，染色体数目减半，应是12条；减数分裂结果保留了一个生殖细胞，该细胞三次有丝分裂形成的子细胞数目为8个。
【答案】C
10．对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是(B)
A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
解析四分体是减数第一次分裂前期同源染色体联会的结果。题干中的2对等位基因若在1对同源染色体上，则1个四分体中会出现4个黄色和4个绿色荧光点；若这2对基因在2对同源染色体上，则四分体中只有A、a或者只有B、b，且不能同时
11、下列示意图分别表示某动物(2n＝4)体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系及细胞分裂图像，请分析回答：
(1)图1中a～c柱表示染色单体的是________，图1中所对应的细胞中存在同源染色体的是________。
(2)图1中Ⅱ的数量关系对应于图2中________，由Ⅱ变为Ⅲ，相当于图2中____________过程。
(3)图2乙细胞产生的子细胞名称为________。
(4)请绘出该细胞在减数分裂过程中，每条染色体DNA分子含量变化曲线。
【答案】（1）bⅠ、Ⅱ(2)乙乙到丙(3)次级卵母细胞和极体(4)如下图
12．下图1是同一种生物体内，有关细胞分裂的一组图像，图2是该生物一个细胞中的DNA含量随细胞分裂而变化的曲线图，据图回答：
(1)图1中含同源染色体的细胞有_______________，其中①细胞继续分裂可形成的细胞是______________。
(2)可表示减数分裂某时期的细胞图是_________________。
(3)基因突变和基因重组分别发生在__________________所示的细胞中。
(4)图2中不含有染色单体的区间是___________________。②与图2对应的区间是_______________。
解析根据图中染色体形态判断：图1中的①为有丝分裂后期，分裂得到的子细胞为体细胞，②为减数第一次分裂中期或后期，③为有丝分裂中期，④为减数第二次分裂的后期，⑤为分裂间期，只有减数第二次分裂的细胞不含有同源染色体。基因突变发生在细胞分裂的间期，基因重组发生在减数第一次分裂的后期。图2表示的是减数分裂过程中DNA含量的变化，在减数分裂的间期(AB)和减数第二次分裂的后期和末期(FG为后期，GH为末期)，不含有染色单体。
答案(1)①②③⑤ 体细胞
(2)②④⑤
(3)⑤和②
(4)AB
13.下图显示在人类产生配子时的细胞减数分裂结果。
（1）根据图1写出细胞减数分裂的特征：______________；_______________；_______________________。
（2）有些时候，人类在产生配子时，细胞减数分裂过程会出现不正常的情况。如图2显示涉及一对同源染色体（常染色体）的不正常分裂情况：
①A配子和B配子的不同点有：______________________________________________。
②异常配子A、B产生的原因可能是：___________________________________________。
③如果A卵子成功和一个正常精子受精并发育成一个个体，将会得某种遗传病，请举一例，如：________________________。
④这种分裂异常现象也可能发生在性染色体上，一个B卵子与一个正常精子可形成不同的合子，如下图所示：
如果XO合子可发育成一个个体，而YO的合子却不能，根据图示解释可能的原因：。
【解析】减数分裂过程中出现异常可能是第一次分裂中同源染色体未分离，也可能是第二次分裂中两个子染色体未分离。
【答案】（1）1个亲代细胞可产生4个子细胞；每个子细胞内染色体数目减半；同源染色体分开，并分配到不同的子细胞。（任选两项，其他合理答案酌情给分）
（2）①A配子中含有一对该同源染色体，B配子中则不含该对同源染色体的任一条
②减数第一次分裂后期，同源染色体没有分开，进入同一个细胞中
③21三体综合征
④X染色体比Y染色体大，可能会有个体发育所必需的基因第5课时 细胞器——系统的分工合作
细胞核——系统的控制中心
知识网络
基础梳理
一、各种细胞器的结构、功能和分布
1、叶绿体和线粒体都与能量转换有关，它们的共同点是都具有__________，叶绿体分布于____________的________等细胞内，而线粒体则广泛分布在________细胞内。
2、内质网是由单层膜组成的网状结构，主要功能是细胞内____________________及_________________。
3、高尔基体是由单层膜组成的囊状、泡状等组成的，主要功能是________________________，在植物细胞中，是__________的合成场所，因此与__________的形成有关。
4、核糖体是不具有膜结构的球状小体，作用是__________ ______________________，即中心法则中的_______过程。它是唯一一种既分布在真核细胞，又分布在原核细胞中的细胞器。
5、液泡是植物细胞中细胞器，外有单层膜包围，内部的液体叫______________。
6、中心体分布在______________________细胞中，与细胞的____________有关。
7、溶酶体，广泛分布在动植物细胞中，外部也是由单层膜包围，内部含有多种____________，可分解侵入细胞的异物，也可以水解细胞内衰老、损伤的___________。
二、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1、观察叶绿体时，不进行染色，原因是_______________，观察叶绿体所用的材料常用________________________，也可以采用______________________________。叶绿体分布的特点是_________________________。
2、观察线粒体需要使用____________作染色剂，这种染色剂一种活细胞染料，可对活细胞染色，同时也不会造成细胞死亡。常用的实验材料是___________________。
三、细胞器之间的协调配合
以分泌蛋白的合成与运输为例，首先是在位于________的核糖体中将________合成_________，随后再在_________内加工形成具有一定空间结构的_________，然后在经过___________进一步修饰加工，最后经__________释放到细胞外。这个过程中还有________参与，它为上述各环节提供__________。
由膜围成的囊泡是细胞内物质运输的主要途径，________在其中起着非常重要的枢纽作用。
四、细胞的生物膜系统
1、______________、__________和_________共同构成细胞的生物膜系统。
2、生物膜系统的主要作用：
（1）细胞膜使细胞具有一个稳定的_________，同时在细胞与外界环境进行__________、_________和__________的过程中起着重要作用。
（2）广阔的膜面积为________提供附着位点，有利于__________的进行。
（3）细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，有利于细胞内的化学反应_________、__________地进行。
五、细胞核的结构和功能
1、除哺动物的红细胞外，还有___________细胞没有细胞核。
2、细胞核的功能可以简单概括为________________________________________ 。
3、对细胞核功能的全面阐述是_________________________________________________。
4、细胞核的结构包括核膜、__________、__________。其中核膜是双层膜，上有核孔，其作用是实现核质之间频繁的____________和 ____________。_____________与某种RNA的合成与核糖体的形成有关。
5、染色体是___________的另一种形态，它可以在____________期用显微镜观察到。
考点突破
考点一、细胞器的分布
1、细胞器的分布
核糖体 高尔基体线粒体内质网溶酶体 中心体 叶绿体液泡
原核细胞真核细胞 真核细胞 动物细胞和低等植物细胞 植物细胞和某些原生生物细胞
2、原核细胞中仅有核糖体一种细胞器，这是没有例外情况的。
3、真核细胞中的细胞器分布存在例外情况：
（1）并非所有真核细胞都有核糖体，如哺乳动物成熟的红细胞
（2）并非所有真核细胞都有线粒体，如蛔虫等寄生型真核细胞
（3）叶绿体和液泡在植物细胞中的分布也与部位有关，叶绿体主要分布在叶肉细胞，也可分布在幼茎表皮等少数组织，大多数组织、器官中是没有的，如根；液泡在不同细胞中的形态不同，发育着的细胞中有多个小液泡，成熟细胞中是一个大液泡，也称中央液泡。
4、一个细胞中某种细胞器的数量与该细胞的功能紧密相关。
例1、下列有关细胞的叙述，正确的是
A．病毒是一类具有细胞结构的生物
B．蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状
C．人体所有细胞的细胞周期持续时间相同
D．内质网膜和高尔基体膜都具有流动性
【解析】病毒是非细胞结构的生命体。蓝藻细胞属于原核细胞，其最大的特点是不具有细胞核。人体细胞的周期长短差距很大，不是相同的。
【答案】D
变式1、与酵母菌相比，硝化细菌具有的特点是
A.无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量
B.无固氮酶，只能以含氮有机物作为氮源
C.无细胞核，只能通过出芽生殖方式繁殖后代
D.无染色体，只能在DNA水平产生可遗传变异
【解析】硝化细菌虽然无线粒体，但在细胞质中有与有氧呼吸有关的酶，可以进行有氧呼吸；硝化细菌的氮源是氨；繁殖方式是二分裂。
【答案】D
考点二、细胞器的结构
1、细胞器的结构，按膜结构的特点，分为三类：
（1）无膜结构的，核糖体和中心体
（2）具有单层膜结构的，内质网、高尔基体、液泡和溶酶体
（3）具有双层膜结构的，叶绿体和线粒体
2、按大小（即显微观察的手段）分，分成三类：
（1）低倍镜就能看到的，液泡
（2）高倍镜可以看到，如叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体，但除了叶绿体外，其它细胞器都必须经过相应的染色
（3）需要使用电子显微镜观察：核糖体和中心体
3、根据所含的化学成分
（1）凡是具有膜结构的，组成中都有磷脂
（2）含有色素的：叶绿体、液泡
（3）含有DNA的：叶绿体、线粒体
（4）含有RNA的：叶绿体、线粒体、核糖体
例2、关于下列结构的说法中正确的是 （ ）
A．五种结构广泛存在于各种细胞内
B．①③④⑤上进行的反应都需要②提供能量
C．观察活细胞中的④常用健那绿染色
D．①与③间的转化能体现生物膜的流动性
【解析】由图可知: ①②③④⑤对应的细胞器分别是高尔基体、线粒体、内质网、叶绿体和核糖体。在细胞生物中，原核生物只含核糖体，故A选项错误；高尔基体、内质网、叶绿体和核糖体上进行的反应可由细胞质基质供能，也可由线粒体供能，B选项错误；④是叶绿体，所以观察活细胞中的叶绿体不需要进行染色，健那绿是专一性染线粒体的活细胞染料，C选项错误；高尔基体和内质网之间膜的转化体现生物膜的流动性，故D选项正确。
变式2、下列有关线粒体和叶绿体的叙述，错误的是 （ ）
A．线粒体和叶绿体携带的遗传信息可以表达出来
B．线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同
C．线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒
D．蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用
【解析】线粒体和叶绿体有不同的功能，因此它们所含的酶的种类一定是不同的。
【答案】B
考点三、细胞器的功能
1、与能量转换有关的：叶绿体把光能转换成化学能，并储存在糖类等有机物中，线粒体把丙酮酸等物质中稳定的化学能转换成ATP中活跃的化学能，并释放出热能。
2、与分泌蛋白有关的：直接参与分泌蛋白合成的细胞器依次是核糖体、内质网和高尔基体。核糖体将氨基酸合成多肽，内质网初步加工使多肽形成蛋白质，高尔基体则对蛋白质进行最后的修饰加工。此外，线粒体间接发挥作用，提供能量。
（1）分泌蛋白是由附着在内质网上的核糖体合成的，游离的核糖体则合成细胞内蛋白。
（2）分泌蛋白的种类：抗体、部分激素、部分酶。
3、与细胞有丝分裂有关的
（1）中心体与动物和低等植物细胞分裂前期纺锤体的形成有关
（2）高尔基体与植物细胞分裂末期形成细胞板、新细胞壁有关
（3）核糖体为新细胞提供结构蛋白（包括组成染色体的蛋白质），为分裂过程提供相关的酶。
4、能产生水的
（1）有氧呼吸：线粒体
（2）缩合反应：核糖体、高尔基体、内质网、叶绿体。（核糖体上合成蛋白质，高尔基体上合成纤维素，内质网合成多糖，叶绿体合成淀粉。）
例3（10重庆卷）3.下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是
A在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁形成
B在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体
C分泌蛋白合成后在内质网和细胞质基质中加工
D质粒和线粒体是既有核酸又有外膜的细胞结构
【解析】在植物细胞有丝分裂末期细胞壁形成，而细胞壁形成与高尔基体有关，Ａ正确。纺锤体是在分裂前期形成的，分裂间期看不到，Ｂ错。分泌蛋白合成后在内质网和高尔基体中加工，Ｃ错。质粒是只是环状的ＤＮＡ，线粒体是双层膜的结构里面有ＤＮＡ，Ｄ错。
【答案】Ａ
变式3、右图为电镜下观察的某细胞的一部分。下列有关该细胞的叙述中，正确的是 （ ）
A．此细胞既可能是真核细胞也可能是原核细胞
B．此细胞最可能是动物细胞
C．结构1、2、4、5、6均是由生物膜构成
D．胸腺嘧啶参与碱基互补配对的有1和3
【解析】细胞中含有线粒体、中心体、内质网、高尔基体等细胞器，只能是真核细胞；3是核糖体，无膜结构；胸腺嘧啶参与配对的只能是DNA复制，1中发生，3中不发生。
【答案】B
【解析】细胞中含有线粒体、中心体、内质网、高尔基体等细胞器，只能是真核细胞；3是核糖体，无膜结构；胸腺嘧啶参与配对的只能是DNA复制，1中发生，3中不发生。
【答案】B
考点四、细胞膜的生物膜系统
1、细胞的生物膜系统是一个整体，而不是简单地根据结构特点划分的一种类型。
（1）它们之间在功能上是紧密联系的。如分泌蛋白的合成与分泌。
（2）它们在结构上也是紧密联系的。如内质网膜和细胞膜、核膜是直接相连的。
（3）相关生物膜可以通过囊泡相互转化。如在分泌蛋白过程中，内质网产生的囊泡转移到高尔基体，和高尔基体融合，成为高尔基体的一部分，而高尔基体也产生囊泡转移到细胞膜，成为细胞膜的一部分。
2、各种生物膜在结构和组成成分上相似，但也有区别，如核膜、线粒体膜、叶绿体膜是双层膜，其它的膜结构是单层膜，细胞膜上有糖蛋白，细胞器的膜上没有糖蛋白，此外，不同的膜组成成分上，蛋白质和脂质的比例也是不同的。
例4、下列有关生物膜系统的说法正确的是
A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
C．生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系
D．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰
【解析】细胞的生物膜系统由细胞器膜、细胞膜和核膜等结构组成,小肠黏膜位于消化道壁，不属于生物膜系统；广阔的膜面积为多种酶提供大量的附着位点，但并不是所有的酶都在生物膜上；生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系；细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰；故只有D选项正确。
【答案】D
变式4、胰岛B细胞分泌胰岛素过程中，不能说明的是
A.各种生物膜在结构上有一定的联系
B.各种生物膜在功能上分工明确，又紧密联系
C.生物膜结构有一定的连续性
D.分泌物的排出是主动运输
【解析】胰岛素的分泌是胞吐，不是主动运输。
【答案】D
考点五、与细胞核有关的实验设计与分析
1、美西螈的核移植实验
黑色美西螈的胚胎细胞核移植进白色美色西螈的去核卵细胞发育成黑色美西螈。说明美西螈的体色是由细胞核决定的。
2、蝾螈的受精卵横缢实验
蝾螈的受精卵缢裂为有核一半和无核一半，结果有核一半能分裂，无核一半不能分裂，在有核一半分裂到16—32个细胞时，将一个细胞核挤到无核一半，这一半恢复了分裂能力。说明细胞的分裂能力是由细胞核决定的。
3、变形虫切割实验
变形虫切割为有核一半和无核一半后，有核一半仍具有正常的生长和分裂，有摄食和对外界刺激有反应行为，而无核一半则失去这些能力和行为，且细胞内内质网和高尔基体退化。这个实验说明细胞核不但可以使细胞保持相对稳定的结构，而且还控制着细胞的新陈代谢、对外界刺激发生反应等生命活动。
4、伞藻的嫁接实验
将伞形帽伞藻和菊花形伞藻的伞帽去掉，切下伞柄进行相互嫁接，一段时间后形成完整的两个伞藻。菊花形帽伞藻伞柄嫁接到伞形帽伞藻假根上，长出的伞帽是伞形，伞形帽伞藻伞柄嫁接到菊花形帽伞藻假根上，长出的伞帽是菊花形。
5、伞藻的核移植实验
将伞形帽伞藻假根处的细胞核除去，去掉伞帽，移植进菊花形伞藻的细胞核，一段时间后，长出菊花形伞帽。
实验4、5说明，伞藻的细胞核控制着细胞的遗传特性。结合实验1，以及现代科学家做的克隆动物的成果，可以得出细胞核控制着生物的遗传。
例5、下列关于人体细胞结构和功能的叙述，错误的是
A 在mRNA合成的同时就会有多个核糖体结合到mRNA上
B 唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多
C 核孔是生物大分子可以选择性进出的通道
D 吸收和转运营养物质时，小肠绒毛上皮细胞内线粒体集中分布于细胞两端
【解析】选项A中mRNA合成在细胞核中进行，而核糖体结合到mRNA上进行翻译的过程发生在细胞质中，因此mRNA合成的同时不会结合核糖体。高尔基体与动物细胞分泌物的形式有关，所以唾液腺细胞核胰腺细胞等具有分泌功能的细胞中含有的高尔基体多，B项正确。核孔为酶和mRNA大分子进出细胞核的通道，C项正确。吸收和转运营养物质时需要耗能，故小肠绒毛上皮细胞内的线粒体在吸收物质时集中分布在细胞两端以提供能量，D项正确。
【答案】A
变式5 、真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是
A．胰岛细胞 B．造血干细胞
C．效应B细胞(浆细胞) D．口腔上皮细胞
【解析】核孔数目与细胞代谢直接相关，胰岛细胞和浆细胞不断合成蛋白质，造血干细胞要进行增殖、分化，有较强的代谢水平，而口腔上皮细胞既不增殖，代谢也较弱，因此核孔较少。
【答案】D
课时作业
1．不同生物体的细胞具有不同的结构，最能体现细胞特殊功能的是（ ）
A．细胞膜的结构B．细胞器的种类和数量
C．细胞核内的遗传物质D．细胞的大小
【解析】细胞器进行着细胞内重要的代谢过程，执行特定的功能。
【答案】B
2.下图为细胞亚显微结构示意图，下列关于细胞结构和功能的相关叙述错误的是（ ）
A．④是有氧呼吸的主要场所
B．⑨在光合作用过程中可以合成ATP
C．⑤与有丝分裂过程中细胞壁的形成有关
D．葡萄糖分解为丙酮酸的场所是⑥
【解析】与细胞壁的形成有关的细胞器是高尔基体，为图中的②，图中的⑤表示内质网。有氧呼吸的主要场所是线粒体，为图中的④；葡萄糖分解为丙酮酸的场所为细胞质基质，为图中的⑥。
【答案】C
3．下列有关线粒体和叶绿体的叙述，错误的是（ ）
A．线粒体和叶绿体携带的遗传信息可以表达出来
B．线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同
C．线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒
D．蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用
【解析】线粒体内膜与叶绿体内膜，因所发生的化学反应不同，其所含酶的种类也不同，如线粒体内膜上含有与有氧呼吸有关的酶，叶绿体内膜上则不含这些酶。
【答案】B
4．下图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述，正确的是（ ）
A．图乙所示结构取自图甲中的①或③
B．与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C．图乙所示的结构是合成NADPH并消耗ATP的场所
D．叶绿体以图甲③的形式扩大膜的表面积
【解析】图乙分布有色素，说明图乙所示的结构取自类囊体，叶绿体的内、外膜上不含有色素；与光合作用有关的酶分布在类囊体和叶绿体基质中；类囊体是叶绿体进行光反应的场所，产生NADPH和ATP；叶绿体通过类囊体堆叠扩大膜的表面积。
【答案】D
5．细胞内生物膜为细胞生命活动提供了广阔场所，不同细胞器增大膜面积的方式可能不同。下列有关细胞器增大膜面积方式的叙述中，正确的是（ ）
A．叶绿体通过内膜向内折叠增大膜面积
B．内质网通过折叠广泛分布于细胞质基质
C．线粒体内的基粒增大了线粒体的膜面积
D．高尔基体通过产生囊泡而增大膜面积
【解析】叶绿体通过形成基粒增大膜面积；线粒体通过内膜向内折叠增大膜面积；内质网通过折叠增大膜面积；高尔基体通过囊状结构增大膜面积。
【答案】B
6.如右图是细胞核的结构模式图，下列关于各结构及功能的叙述正确的是（ ）
A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开
B．②是所有生物遗传物质的载体
C．③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关
D．④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换
【解析】①是核膜，属于生物膜；②是染色质，由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体；③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；④是核孔，有利于mRNA等大分子物质从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换和信息交流。
【答案】A
7．核仁增大的情况一般会发生在下列哪类细胞中（ ）
A．分裂期的细胞B．需要能量较多的细胞
C．卵原细胞和精原细胞D．蛋白质合成旺盛的细胞
【解析】核仁具有与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关的功能，而核糖体是合成蛋白质的机器，大量事实证明核仁增大的细胞其蛋白质合成旺盛。
【答案】D
8．关于细胞核结构与功能的统一性的叙述中，正确的是（ ）
A．真核细胞核膜上有核孔，DNA等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
B．原核细胞的核膜也具有两层膜，利于控制物质的进出
C．核仁中的DNA控制着细胞代谢
D．染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息
【解析】A项核膜上的核孔是某些大分子物质的通道，如蛋白质、mRNA等，但DNA不能通过其进入细胞质，细胞核内的DNA只能在核中贮存、复制、转录。B项原核细胞无核膜，即无成形的细胞核。C项控制细胞代谢的DNA是指染色质中的DNA，核仁中有少量DNA，只与某种RNA的合成有关。D项染色质由DNA和蛋白质组成，DNA上的碱基排列顺序代表着遗传信息。
【答案】D
9．下图是科学家进行的蝾螈受精卵横缢实验。你认为该图最能说明（ ）
A．细胞质控制着细胞的代谢
B．细胞核控制着细胞的代谢
C．细胞质是细胞遗传特性的控制中心
D．细胞核是控制细胞分裂和分化的中心
【解析】图示提供的信息是：核的存在与否导致发育结果不同，即可说明细胞核控制细胞分裂和分化。
【答案】D
10．下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验说法不正确的是（ ）
A．健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞
B．高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体
C．健那绿染液可将细胞质染成蓝绿色
D．藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体
【答案】C
11．如下图所示为真核细胞的部分结构示意图，请据图分析回答下列问题：
(1)细胞核是由[ ]_________、[ ]_______、[ ]________和[ ]_________等部分构成的。
(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[ ]_______。
(3)核膜由__________层膜组成，其_______层膜与[ ]________膜相连，从而加强了________与________在生命活动过程中的联系。
(4)细胞核的生理作用是________________的场所，是细胞________和________的控制中心，在细胞的各项生命活动中起着________作用。
(5)在________(填“原核”或“真核”)细胞中，使用________显微镜可以看到此图所表示的结构。
【解析】用电子显微镜观察真核细胞，可以看到细胞核由核膜、核仁、染色质、核液等部分构成；核膜上有核孔，是细胞中大分子物质进出细胞核的通道；核膜由两层膜组成，外层膜与内质网膜相连，加强了核质之间的联系；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
【答案】(1)[②]核液 [③]染色质 [④]核仁 [⑤]核膜
(2)[⑥]核孔
(3)两 外 [①]内质网 细胞核 细胞质
(4)遗传物质储存和复制 代谢 遗传 决定性
(5)真核 电子
12.下图是人体甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，试回答([ ]中填序号，_________上填写名称)：
(1)若含18O的氨基酸在甲状腺细胞内合成甲状腺球蛋白过程中产生了H2O，则H2O的生成部位是[]___________；水中的18O最可能来自于氨基酸的__________(基团)。
(2)用含18O标记的氨基酸培养上图细胞，则出现18O的部位依次为__________(用图中序号回答)。
(3)含18O标记的氨基酸培养液相当于人体中的__________。其中碘和水进入细胞的运输方式依次为___________________________；细胞合成的甲状腺球蛋白运出细胞的方式为______________。
【解析】蛋白质的合成在核糖体上进行，脱下的水是由氨基(—NH2)的一个氢与羧基(－COOH)的一个羟基(－OH)组成的，即其中的氧来自羧基。图中所示为分泌蛋白的合成、运输、分泌过程，故18O标记的运行路线为细胞膜→核糖体→(粗面)内质网高尔基体→囊泡→细胞膜→细胞外。细胞所需I2和水的吸收方式为主动运输和自由扩散，而分泌蛋白的排出，则为胞吐。
【答案】(1)①核糖体 —COOH(或羧基)
(2)④①③②⑥
(3)组织液 主动运输、自由扩散 胞吐
13．细胞中细胞核与细胞质之间的关系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典生物学实验。
请依据所提供的材料，回答下列问题：
材料1：伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽形不同(如图)，现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。
(1)你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同，这能说明核、质之间的关系是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
材料2：当伞藻的帽状体长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说，细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关，当细胞核的体积(h)与细胞质的体积(z)比值太小时，即h∶z太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。并且还做了如下实验：在伞已经长出、核将要分裂时，将伞切去，核的分裂就受到抑制，直到新的再生出来，核才恢复分裂。
(3)请你利用伞藻，另外设计一个实验，作为上述实验的补充，来进一步证明上述假说。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】材料1中嫁接后第一次出现的中间类型，以此应考虑到遗传信息传递中合成的mRNA作用的滞后。材料2中自变量为核质比，故可通过嫁接不同大小伞以改变核质比，进而据实验结果作出判断。
【答案】(1)B部分含有少量的原乙伞藻细胞核转录的信使RNA，它能指导合成少量原乙伞藻的蛋白质。A部分则能指导合成甲伞藻的蛋白质，因而嫁接后长成的帽状体有甲、乙两种伞藻的蛋白质，故呈中间类型
(2)这说明细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制，最终决定生物性状的主要是细胞核
(3)在伞尚未长成、核不分裂时，将幼小伞切去，嫁接上一个长成的伞，这个原不该分裂的核就开始分裂了第二单元 细胞的结构和功能
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
1、简述细胞膜系统的结构和功能2、举例说出几种细胞器的结构和功能3、阐明细胞核的结构和功能4、尝试建立真核细胞的模型5、说明物质进出细胞的方式 1、掌握细胞膜的结构、功能及成分验证2、理解细胞的生物膜系统的组成及结构与功能之间的联系3、掌握主要细胞器的结构、功能，理解结构与功能相适应的特点4、掌握细胞核的结构和功能，理解核质关系5、列举物质跨膜运输的实例6、举例说明物质出入细胞的方式
考纲分析解读和复习指导
1、复习细胞的结构和功能时，要树立两个基本观点：
（1）结构与功能相适应的观点：如细胞膜的结构与流动性、细胞膜的结构与物质运输、叶绿体与光合作用、细胞核与遗传和代谢的控制中心等。
（2）细胞是一个统一的整体的观点：细胞的生物膜系统、线粒体为其它细胞结构提供能量、核糖体为其它结构提供酶、细胞核控制着细胞的代谢和遗传等。
2、复习细胞的结构和功能，首先是要掌握重要的细胞结构和功能，如细胞膜、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、细胞核，复习过程中要理解结构和功能的联系，不但要注意结构与功能之间的联系，如内质网增大了细胞内的膜面积，有利于细胞内反应的进行，而且要注意物质与功能之间的联系，如叶绿体内含有能进行光合作用的色素，是进行光合作用的场所等。其次，再去分析理解某种细胞器与其它细胞器的联系，如复习线粒体时，要总结一下哪些过程需要能量，这些过程发生在哪些细胞结构上（中）。
3、其它结构的功能也需要基本掌握，如细胞质基质、液泡、溶酶体、中心体。
4、物质跨膜运输一章的重点是水出入细胞和主动运输。全面理解动植物细胞的吸水和失水，理解它们的共同点和差异。关于主动运输，要根据实例解释和判断主动运输，能根据条件判断是否为主动运输，能解释主动运输的曲线。
5、复习第三章细胞膜的结构时，结合第四章细胞膜的流动镶嵌模型对细胞膜进行整体复习。
第4课时 细胞膜和细胞膜的流动镶嵌模型
知识网络
基础梳理
一、细胞膜
1、细胞膜的成分
（1）细胞膜的主要成分是_____________，另有少量的糖类这些糖类一般是和________结合在一起组成________。
（2）研究细胞的成分，先要制备出细胞膜。制备细胞膜一般采用___________动物的__________细胞。
（3）制备细胞膜的方法是把细胞置于___________中，细胞发生___________。
2、细胞膜的功能
细胞膜的功能主要有______________________、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流。
（1）控制物质进出细胞：细胞能根据自己的需要，选择让对细胞有用的物质进入细胞及需要排出的物质排出细胞，同时阻止细胞有用的物质排出细胞及无用的物质进入细胞。其中，细胞需要排出的物质大分子，一般通过____ ______方式排出，同样，细胞需要的大分子物质也可以通过_________进入细胞。若是小分子物质，则可以通过___ ________或_________进出细胞，这个过程与细胞膜上的________有关。这可以说明细胞膜具有___________性。
（2）细胞间的信息交流有三种情况：（1）细胞分泌的化学物质，随血液循环运输到全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。其中的化学物质主要是指__________。（2）相邻两个细胞直接接触，信息从一个细胞传给另一个细胞。如_________________。（3）相邻两个细胞间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如高等植物细胞之间通过_________传递信息。
二、细胞膜的流动镶嵌模型
1、在制备细胞膜对细胞的成分进行化学分析之前，欧文顿就已提出，细胞膜是由脂质组成的，依据是__________ ________________。
2、细胞膜中脂质分子排成两层，做出这个判断的依据是_______________________________________________。
3、证明细胞膜具有流动性的实验是用两种不同的荧光染料分别标记人和小鼠细胞的___________________，两个细胞融合后一段时间，两种颜色的荧光______分布。
4、流动镶嵌模型是1972年同桑格和尼克森提出的，其基本内容是，__________构成了膜的基本支架，这个支架具有____________性，蛋白质分子有的镶在____________的表面，有的部分或全部嵌入___________中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。组成细胞膜的蛋白质分子也是可以______________的。
考点突破
考点一：细胞膜的化学组成
组成细胞膜的化学成分主要是蛋白质和脂质，另有少量的糖类。糖类往往和蛋白质结合形成糖蛋白，细胞的识别就与糖蛋白有关。脂质主要是磷脂，此外还有胆固醇等。
（1）糖蛋白仅位于细胞膜的外侧，因此，可以根据糖蛋白的位置确定细胞膜的内侧与外侧。
（2）有关细胞器的膜及核膜上无糖蛋白，它们与细胞识别、接受受体等功能无关。
例1、下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是 （ ）
A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定
B．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇
C．有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行
D．核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输
【解析】生物膜的特定功能与膜蛋白有关，因此A正确；结构细胞膜的脂质有磷脂和少量的固醇，不含有脂肪，因此B错误；有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都会产生ATP，第二阶段发生线粒体基质中，第三阶段发生在线粒体内膜；光合作用的光反作用阶段发生和叶绿体类囊体薄膜上进行，因此C错误；只有分泌蛋白的合成和运输与核糖体，内质网和高尔基体有关，因此D错误。
【答案】A
变式1、右下图表示某生物膜的部分结构，图中A、B、C、D表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法错误的是
A．若是癌细胞的细胞膜，则物质D比正常细胞少
B．若是线粒体膜，则b、c运输的气体分别是O2 、CO2
C．若是胰岛B细胞膜，则胰岛素以d方式分泌
D．a的运输方式能体现细胞膜的选择透过性
【解析】物质D是糖蛋白，癌细胞的特点之一是细胞膜上糖蛋白减少，氧气和二氧化碳以自由扩散方式进出线粒体，a方式是主动运输，体现了细胞膜的选择透过性，胰岛素分泌的方式是胞吐，不是主动运输。
【答案】C
考点二、细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开，作为系统的边界。有了细胞膜这个边界，细胞成为一个独立的系统，内部的环境也能保持相对稳定。这是细胞能进行各项生命活动的基础。
2、控制物质进出细胞。这个功能说明细胞膜具有选择透过性。这是活细胞的一个重要特征。细胞被破坏或死亡后，细胞膜便失去了选择透过性，原来不能进出的物质就能进出细胞了。
这个控制是相对的：
（1）水分子能自由通过，完全取决于细胞内外的渗透压差别。当细胞外界渗透压高于细胞内时，即使细胞需要水，水也由细胞内向细胞外渗透，反之，当细胞外界渗透压低于细胞内时，即使细胞不需要水，水也会由细胞外渗透进入细胞内。当然，细胞可以调整细胞内的渗透压，使水分这种运输相对保持在对细胞有利的范围内，不过这个能力是有限的。
（2）能自由扩散进出细胞的物质细胞也是无法控制的。如有机磷农药可以自由扩散进入细胞，从而对细胞造成伤害。
（3）病毒、细菌能主动侵入细胞，重金属盐离子等也能破坏细胞，改变细胞膜结构进入细胞。
3、进行细胞间的信息交流
（1）细胞分泌信息分子通过血液循环运输到全身各处，然后被特定位置的靶细胞上的受体识别并结合。这是最常见的一种形式，这时的信息分子一般是激素，产生信息分子的细胞就是内分泌细胞。
（2）兴奋在神经元之间的传递和这种方式类似，并不完全相同，差别是突触前膜释放的递质没有通过血液循环运输，原因是两个神经元之间是相邻的，递质可以更快、更准确地作用于突触后膜。
（3）细胞直接接触传递信息。主是指的是细胞识别，识别后有不同的行为。如精子和卵细胞识别后，两个细胞发生融合。当然融合形成受精卵后，表面糖蛋白发生变化，就不会再识别精子并与精子结合，这就保证了受精作用是一个卵细胞和一个精子结合。其它的情况还有很多，如吞噬细胞识别其它细胞后，会将这个细胞吞噬，效应T细胞识别靶细胞后，会将靶细胞裂解。癌细胞的转移就是因为正常器官的细胞不能识别出癌细胞是有害的，从而使癌细胞在这个器官中“安居”下来，导致这个器官也发生癌变。
（4）胞间连丝仅是高等植物细胞具有的。
例2、下列关于生物膜结构和功能的叙述正确的是
A、肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体
B、细胞膜上的受体是细胞间信息交流的必需的结构
C、线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶
D、核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出
【解析】本题考查有关细胞相关的知识，生物膜的成分是磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，蛋白质分子与细胞的功能密切相关，如一些物质的跨膜运输、细胞间的信息交流等。葡萄糖进入人和哺乳动物成熟的红细胞是协助扩散，进入其他细胞是主动运输，但都必须有载体的协助，所以A选项是正确的；B选项有的信息交流的受体是在细胞内部，C选项中的线粒体内膜上分布着合成ATP的酶，也有合成HO的酶等；D选项核孔可以让蛋白质和RNA进出，但不是自由进出，而是主动选择。
【答案】A
变式2、下列过程中,不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是
A.植物体胞杂交中原生质体融合
B.mRNA与游离核糖体的结合
C.胰岛B细胞分泌胰岛素
D.吞噬细胞对抗原的摄取
【解析】mRNA不具有膜结构，核糖体也无膜结构，因此二者的结合不依赖膜的流动性，其它三项都与细胞膜流动性有关。
【答案】B
考点三、细胞流动镶嵌模型
1、人们对细胞膜结构的认识发展是在发现现象，提出推测假设，并在前人已有的成就上进一步发展，或对前人提出的不合理的假设推翻，提出新的假说的过程。
时间 实例（实验） 结论（假说）
19世纪末 脂溶性物质更易通过细胞膜 欧文顿认为膜是由脂质组成的
20世纪初 将膜分离提纯，并进行化学分析 膜的主要成分是蛋白质和脂质（发展欧文的观点）
1925年 红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的脂质分子排成连续的两层
1959年 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构 罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，膜是静态的
1970年 人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有流动性（推翻了罗伯特森关于膜是静态的观点）
1972年 经不断观察及实验数据分析 桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型（重新定义了蛋白质分子和磷脂分子的位置关系）
2、桑格和尼克森的流动镶嵌模型的基本内容
（1）强调了磷脂双分子层组成基本支架
（2）蛋白质以各种方式镶嵌在磷脂双分子层上
3、不同情况下磷脂分子的排列
（1）磷脂单分子层
在水面上，尾部向上，头部向下（图1）；
在油面上，头部向上，尾部向下（图2）。
（2）磷脂双分子层的排列
在水溶液中，亲水的头部靠外，疏水的尾部靠内，形成“尾对尾”的结构形式（图3）；
在有机溶剂中，应是亲水的头部靠内，疏水的尾部靠外，形成“头对头”的结构形式（图4）。
例3、下图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是 （ ）
A B C D
【解析】组成细胞膜的磷脂双分子层，是亲水的头部向两侧靠外，而疏水的尾部向内，这样可以细胞内外都是水溶液的环境中有更稳定的结构。
【答案】A
变式3、对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表现的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是
A．细胞膜具有流动性
B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合
C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率
D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率
【解析】这个实验是研究膜的流动性的，与物质跨膜运输无关。
【答案】C
课时作业
1．科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是（ ）
①植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构②光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜③植物细胞的细胞膜较薄④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐⑤植物细胞内会有其他膜结构干扰
A．①④B．②③
C．②⑤D．④⑤
【解析】制备较纯净的细胞膜时，所选材料的细胞容易破裂，同时不含各种细胞器膜，植物细胞不符合要求。
【答案】D
2．制备细胞膜的实验时，用来稀释血液的液体是（ ）
A．生理盐水B．1.5％的氯化钠溶液
C．蒸馏水D．0.3g/mL的葡萄糖溶液
【解析】稀释过程中不能让细胞破裂或皱缩，应使用等渗溶液。
【答案】A
3．细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的（ ）
A．磷脂含量B．蛋白质的种类和数量
C．糖的种类D．水含量
【解析】蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
【答案】B
4.下列各种生理现象中，没有直接涉及到细胞间信息交流的是（ ）
A．精子与卵细胞的结合
B．肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素
C．吞噬细胞吞噬细菌
D．兴奋在神经纤维上的传导
【解析】兴奋在神经纤维上传导，仅是一个细胞的生命活动，与细胞间信息交流无关。
【答案】D
5．关于细胞间信息交流的叙述，不正确的是（ ）
A．信号分子与靶细胞的识别与结合具有专一性
B．与不同激素分子结合的受体是不同的
C．与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同，也可能不同
D．细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关
【解析】不同信息分子的受体具有专一性，保证了信息分子作用的特异性。
【答案】C
6.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为
A．细胞膜具有一定流动性
B．细胞膜具有选择透过性
C．细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架
D．细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
【解析】脂溶性物质出入细胞，是因为细胞膜的成分和它们相似。
【答案】C
7.生物膜的流动镶嵌模型不能合理解释（ ）
A．变形虫的变形运动
B．植物细胞的质壁分离和复原
C．脂质可以优先通过细胞膜
D．细胞内代谢的有序进行
【解析】流动镶嵌模型是解释说明细胞膜结构的，与细胞内部结构功能无关。
【答案】D
8．下列最能正确表示细胞膜结构的是（ ）
【解析】构成膜的磷脂分子以“脂双层”形式排布，且脂双层中均以磷脂分子“头部”向外、“尾部”向内的形式排列；膜的“外侧”有糖蛋白(内侧无糖蛋白)，故A～D中只有C符合膜的流动镶嵌模型特点。
【答案】C
9.下列四项生理过程中，细胞膜发生的变化相同的是（ ）
①胰岛素的分泌②抗体识别抗原
③神经递质的释放④钙离子的吸收
A.①③B.②③C.①④D.②④
【解析】胰岛素的分泌和神经递质的释放属于胞吐，抗体识别抗原属于信息交流，吸收钙离子属于跨膜运输。
【答案】A
10.实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。该实验所利用的细胞膜特性或功能是（ ）
A.进行细胞间的信息交流B.保护细胞内部结构
C.流动性D.选择透过性
【解析】用台盼蓝染色，台盼蓝为细胞不需要的物质，活细胞不吸收，死细胞膜失去了活性，丧失选择透过性功能，台盼蓝进入细胞，细胞才会被染成蓝色，所以该实验所利用的是细胞膜选择透过性。
【答案】D
11．在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低重金属离子对水的污染。这是试图模拟细胞膜的（ ）
A．将细胞与外界环境分隔开的功能
B．控制物质进出细胞的功能
C．进行细胞间信息交流的功能
D．具有免疫作用的功能
【解析】这是细胞膜控制物质进出细胞功能的应用。
【答案】B
12．下列关于细胞膜的叙述中，不正确的是（ ）
A．细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递中起决定性作用
B．细胞膜表面的糖蛋白具有特异性
C．细胞膜与细胞内其他膜结构有结构和功能上的联系
D．细胞膜的功能特性是具有流动性
【解析】细胞膜的流动性特点对于它完成各种生理功能非常重要；细胞膜外表面的糖蛋白具有识别功能，细胞的识别具有特异性，各种生物膜在结构和功能上具有直接或间接的联系。流动性是细胞膜的结构特点，而细胞膜的功能特性是选择透过性。
【答案】D
13.为获得纯净的细胞膜用于研究其结构与功能。请完成下列实验设计并分析有关问题。
(1)选用成熟红细胞作为该实验材料的理由是_________________________________。
(2)将选取的上述材料放入_______________中，一段时间后细胞将破裂。
(3)经过(2)的实验步骤后，可用下列哪一方法获得纯净的细胞膜（ ）
A.静置B.加热
C．离心D．过滤
(4)通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表：
物质种类膜的类别 蛋白质(％) 脂质(％)(主要是磷脂) 糖类(％)
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
人红细胞膜 49 43 8
线粒体内膜 76 24 0
菠菜叶绿体片层膜 70 30 0
①依据上表数据，请分析构成细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是____________________。
②化学物质组成的主要区别有_____________________________________________________________________________________________。
【答案】（1）没有细胞核用其它有膜的细胞器
（2）蒸馏水（3）A
（4）主要成分都是蛋白质和脂质，细胞膜含有糖类，细胞器膜不含糖类
14.在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上（如下图）。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。
（1）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的_________分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有_________的特点。
（2）在细胞融合实验中，一种抗体只能与相应的抗原结合，说明了这类物质在分子结构上具有_________性。
（3）细胞融合实验若在20℃条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明___________________________。若在1℃条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明___________________________。
【答案】（1）蛋白质（2）特异性（3）随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速度减慢环境温度很低时，膜上蛋白质分子的运动几乎停止
15．人们已通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成分。
(1)实验课题：________________________________________________________________________。
(2)实验目的：利用化学试剂检测细胞膜中的蛋白质成分。
(3)实验原理：________________________________________________________________________。
(4)实验材料：细胞膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。
(5)实验步骤
第一步：取洁净的试管2支，编号甲、乙。
第二步：向甲试管中滴加2mL的细胞膜样液，_____________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验现象：_________________________________________________________。
(7)实验结论：________________________________________________________。
【解析】本题考查学生的实验设计能力和实验分析能力。本实验利用蛋白质与双缩脲试剂反应的原理，设置对照组，证明细胞膜中含有蛋白质成分。蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色，蒸馏水与双缩脲试剂无紫色反应。
【答案】(1)验证细胞膜中含有蛋白质成分
(3)蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色
(5)向乙试管中滴加2mL的蒸馏水向甲、乙试管中各滴加3～4滴双缩脲试剂，振荡摇匀，观察颜色变化
(6)甲试管中液体变为紫色，乙试管中液体无颜色变化
(7)细胞膜中含有蛋白质成分第16课时 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
知识网络
基础梳理
一、两对相对性状的杂交实验
孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交，无论正交还是反交，结出的种子（子一代）都是黄色圆粒，这说明了显性性状是_____________，子一代自交，产生的子二代中，除了亲代中的黄色圆粒和绿色皱粒外，还出现了亲代没有的____________________________。孟德尔经过统计，子二代不同表现型及数量比为_________________________ __________________________________。
二、孟德尔对实验现象的分析
1、孟德尔统计了子二代中的黄粒：绿粒、圆粒：皱粒，发现它们的分离比都接近____________。
2、孟德尔假设圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制，黄粒和绿粒分别由Y、y控制。则纯合黄色圆粒的遗传因子组成是__________，绿色皱粒的遗传因子组成是________，子一代的遗传因子组成是____________。
3、孟德尔对产生子二代时遗传因子的组成的解释是：F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合，这样，子一代会产生四种不同的雌雄配子，遗传因子组成为___________________________，它们的比为____________________。根据数学推断，子二代的遗传因子组成有______种，对应的表现型有______种，即_______________________________，它们之间的数量比为_________________。
三、孟德尔对解释的验证
和研究一对性状的遗传时一样，孟德尔同样进行了测交实验。按他的假说推断，测交后代应出现的表现型及比应为______________________________________。实验结果和假设完全一致。这说明了他的假说是正确的。
四、自由组合定律
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是____________的，在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子_________，决定不同性状的遗传因子____________。
五、孟德尔遗传规律的再发现
1、1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”提出了一个新名词：__________，并且提出了表现型和基因型、等位基因的概念。
2、在科学家发现基因在染色体上后，重新对孟德尔的遗传定律进行了解释。现代遗传学认为：孟德尔所说的一对遗传因子，就是位于__________________的等位基因，不同对的遗传因子，就是位于____________________ 的非等位基因。
3、基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于______________上的___________，具有一定的________，减数分裂形成配子的过程中，____________会随着________ ________的分开而分离，分别进入__________中，独立地随____________遗传给后代。
基因的自由组合定律的实质是：位于_______________上的________________的分离或自由组合是互不干扰的d减数分裂过程中，__________________上的______________彼此分离的同时，__________________________自由组合。
考点突破
考点一、对孟德尔实验F2的分析
1、F2的表现型为4种，比为9：3：3：1，推广到其它实验，9对应的性状是双显性，1对应的是双隐性，3对应的是一对性状显性，另一对性状隐性。
2、F2的4种表现型中，两种是和亲本相同的，称亲本性状或亲本类型，另两种是经过自由组合新出现的，称重组性状或重组类型。在孟德尔实验中，亲本类型占（9+1）/16，即10/16，或5/8，重组类型占（3+3）/16，即6/16，或3/8。若实验所用的亲本是纯种的黄色皱粒和绿色圆粒，则亲本类型和重组类型分别占3/8和5/8。
3、F2有9种基因型，可以分为三类：第一类是YyRr，两对基因都是杂合的，占4/16，即1/4；第二类有YYRr、yyRr、YyRR、Yyrr四种，一对基因纯合，另一对基因杂合，四种基因型各占2/16即1/8，第三类是纯合体，有YYRR、yyRR、YYrr、yyrr四种，各占1/16。
4、对某一种表现型进一步分析它们的基因型情况：黄色圆粒中，基因型有4种，它们的比为：YyRr：YYRr：YyRR：YYRR=4：2：2：1，其中纯合体和杂合体之比为1：8；黄色皱粒中，基因型为2种，它们的比为：Yyrr：YYrr=2：1，其中纯合体和杂合体的比为1：2，绿色圆粒与之相似，而绿色皱粒只有一种基因型，且全为纯合体yyrr。以上相关的比可转换成某种基因型所占的比例，如在绿色圆粒中，纯合体占1/3。此类问题还有很多，只要全面认识F2的基因型和表现型特点，所有相关比例的问题都是很容易解决的。
例1、控制小麦的高杆（D）和矮杆（d）、抗病（T）和不抗病（t）的基因分别位于两对同源染色体上，纯种的高杆抗病和矮杆不抗病品种杂交，得F1，F1自交，得F2，在F2中，符合生产需要的个体占
A 3/16 B 1/3 C 1/16 D 1/9
【解析】“符合生产需要的个体”不仅指表现型，而且指基因型，也就是纯合的矮杆抗病，即基因型为ddTT的个体，占全部F2的比例为1/16
【答案】C
变式1、上例中，F2中的相关数量比不是3：1的是
A 高杆：矮杆 B 抗病：不抗病
C 纯合体：杂合体 D 显性：隐性
【解析】两对基因中只要有一对基因是杂合的，即为杂合体，因此，子二代中纯合体占1/4，杂合体占3/4，比为1：3，而不是3：1。
【答案】C
考点二、其它杂交组合的分析
1、Yyrr×YyRr
黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=3：3：1：1
2、yyRr×YyRr
黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=3：1：3：1
3、yyRr×Yyrr
黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=1：1：1：1
出现3：3：1：1或3：1：3：1的分离比，可较快判断亲本的基因型，一方是双杂合的（表现型是双显性的），另一方一对基因杂合，一对基因隐性纯合（表现型为一显一隐），因此，可迅速判断出双方的基因型。
当出现1：1：1：1的分离比时，可能是测交——双显性与双隐性杂交，也可能是如上面的第三种情况的类型。
例2、豌豆子叶的黄色（Y）对绿色（y）是显性，圆粒（R）对皱粒（r）为显性。下表是4种不同的杂交组合以及各种杂交组合所产生的子代数。请在表格内填写亲代的基因型
亲代 子代的表现型及其数量
基因型 表现型 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
① 黄皱×绿皱 0 34 0 36
② 黄圆×绿皱 16 17 14 15
③ 黄圆×绿圆 21 7 20 6
④ 绿圆×绿圆 0 0 43 14
⑤ 黄皱×绿圆 16 0 0 0
【解析】本题有很多解题方法，可以用填空法、拆分——组合法等。若熟悉上面的分离比，可快速写出【答案】
①Yyrr×yyrr
②YyRr×yyrr
③YyRr×yyRr
④yyRr×yyRr
⑤YYrr×yyRR
变式2、豌豆的高茎对矮茎为显性，红花对白花为显性。两个品种豌豆杂交，子代出现高茎红花：高茎白花：矮茎红花：矮茎白花=1：1：1：1，其中一个品种豌豆自交，子代出现高茎红花、高茎白花、矮茎红花、矮茎白花四种表现型。则这两个品种的表现型分别为_________________________。
【解析】出现1：1：1：1的分离比的杂合组合有两种，一是双杂合测交，另一种组合是Aabb型和aaBb型杂交。后者中任意一种自交，后代只有两种表现型，比为3：1。只能是第一种组合。
【答案】高茎红花、矮茎白花
考点三、拆分——组合法解决自由组合问题
拆分——组合是解决自由组合定律问题的方法，考虑问题时，先把两对性状分开分析，最后再进行组合。
这种方法适合分析子代的基因型种类、表现型种类、某种基因型所占的比率、某种表现型所占的比率等。
例3、两亲本的基因型分别为AABb和AaBb，它们的杂交的子代中，纯合体和杂合体的比为
A 1：1 B 2：1 C 3：1 D 1：3
【解析】先拆分：AA×Aa，纯合AA占1/2；Bb×Bb，纯合BB、bb各占1/4，二者共1/2
再组合：纯合体占1/2×1/2=1/4
由此可知，杂合体占3/4，纯合体和杂合体的比为1：3
【答案】D
变式3、两亲本杂交，后代出现四种表现型、六种基因型，两亲本的基因型可能是
A AaBb×aaBb
B aaBBCc×Aabbcc
C AaBbcc×aabbCc
D AaBBcc×aabbCc
【解析】将两对或三对基因分开考虑后综合分析，四个选项中表现型和基因型的类型依次是：A，4种、6种；B，4种，4种；C，8种，8种；D，4种，9种。
【答案】A
考点四、基因的自由组合定律的判断
1、若题目中给出条件，已知控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，则可判断遵循自由组合定律。
2、若双杂合个体自交，后代有四种表现型，分离比为9：3：3：1（或后代有3种表现型，分离比为9：6：1、12：3：1、9：3：4，或后代有两种表现型，分离比为9：7、13：3、15：1，或后代有五种表现型，分离比为1：4：6：4：1）都可以说明遵循自由组合定律。
3、若对双杂合个体进行测交，后代有4种表现型，分离比为1：1：1：1（或后代有3种表现型，分离比为1：2：1、2：1：1、1：1：2，或后代有两种表现型，分离比为1：3、3：1、3：1）都可以说明遵循自由组合定律。
4、实验结果不符合孟德尔典型分离比或其它分离比的原因
典型分离比指的是自交9：3：3：1，测交1：1：1：1，其它分离比指的是类似9：7、9：6：1、1：3等情况。但在有些情况下，会出现不符合这样的分离比的情况，原因和在分析分离定律时一样，有以下几种情况：
（1）子代数量不足
（2）实验是多个组合
（3）存在不完全显性
（4）出现致死情况
例4、下列关于自由组合定律的说法错误的是
A 在右图中，A—a和B—b的遗传遵循自由组合定律，而B—b和D—d的遗传不遵循自由组合定律
B 人的遗传病中，白化病和色盲的遗传遵循自由组合定律
C 黑色长毛小鼠相互交配，子代出现黑色长毛、黑色短毛、白色长毛三种表现型，则黑色和白色、长毛和短毛的遗传不遵循自由组合定律
D 圆形南瓜自交，后代出现扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形，分离比接近9：6：1，可判断南瓜果形的遗传遵循自由组合定律。
【解析】图从中看，A—a和B—b这两对基因位于同一对染色体上，因此不遵循自由组合定律，而B—b和D—d位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律。人的白化病基因在常染色体上，色盲基因位于X性染色体上，遵循自由组合定律。两对性状的遗传，杂合体相互交配的子代只出现三种表现型，没有出现白色短毛兔，可能是数量太少，也可能是其它原因，不一定不遵循自由组合定律。D项中，9：6：1虽然不是9：3：3：1的分离比，但仍是遵循自由组合定律的。
变式4、A—a和B—b两对基因位于果蝇的两对常染色体上，下列杂交组合不适合用于研究自由组合定律的是
A AaBb×aabb B AaBb×AaBb
C AABb×AaBB D Aabb×aaBb
【解析】研究自由组合，两对性状都要发生性状分离，但C项后代仅有一种表现型。
【答案】C
考点五、其它分离比的分析
其它分离比的出现，实质上是在9：3：3：1的自交比或1：1：1：1的测交比基础上变化过来的。原因是原来两对基因控制两对相对性状共4种表现型，在特殊情况下，只控制一类相对性状共2种或3种表现型。
A__B__：A__bb：aaB__：aabb=9：3：3：1
仅当A、B都存在时才表现为显性，其它情况均为隐性 只要A、B出现，不论出现几个，都表现为显性，没有A或B表现为隐性 A、B都存在时表现为显性，A或B只出现一个时为中间性状，没有A和B表现为隐性 只要A存在，不论B基因如何，都表现为显性，在没有A基因存在时，由B和b决定 A、B都存在时，表现为一种性状，当不存在A时，不论B基因如何，都表现为一种性状，存在A而不存在B时表现为第三种性状
A__B__显性，另三种隐性 A__B__、A__bb、aaB__表现为显性，aabb为隐性 A__B__为显性A__bb、aaB__为中间性状，aabb为隐性 A__B__和A__bb表现型相同，aaB__为一种表现型，aabb为一种表现型 A__B__为一种表现型，A__bb为一种表现型，aaB__和aabb为一种表现型
9：7 15：1 9：6：1 12：3：1 9：3：4
例5、 某种野生植物有紫花和白花两种表现型，已知紫花形成的生物化学途径是：
A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，A对a、B对b为显性。基因型不同的两白花植株杂交，F1紫花∶白花=1∶1。若将F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花：白花=9∶7。请回答：
（1）从紫花形成的途径可知，紫花性状是由________对基因控制。
（2）根据F1紫花植株自交的结果，可以推测F1紫花植株的基因型是__________，其自交所得F2中，白花植株纯合体的基因型是_____________) 。
（3）推测两亲本白花植株的杂交组合（基因型）是 ___________ 或________________；用遗传图解表示两亲本白花植株杂交的过程（只要求写一组）。
（4）紫花形成的生物化学途径中，若中间产物是红色（形成红花），那么基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的表现型及比例为 _____________________ 。
【解析】本题考查基因对性状的控制以及遗传规律的有关知识。
（1）从紫花形成的途径可知，紫花性状是由2对基因控制。（2）根据F1紫花植株自交的结果，可以推测F1紫花植株的基因型是AaBb，由于其自交所得F2中紫花∶白花=9∶7，所以紫花植株的基因型是A-B-，白花植株纯合体的基因型是aaBB、AAbb、aabb。（3）依题意，可以推测F1两亲本白花植株的杂交组合（基因型）是Aabb×aaBB或AAbb×aaBb；两亲本白花植株杂交的过程遗传图解表示如下：
或
（4）若中间产物是红色（形成红花），那么基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的表现型及比例为紫花（A-B-）∶红花（A-b b）∶白花（3aaB-、1aabb）=9∶3∶4。
【答案】
（1）两
（2）AaBb aaBB、Aabb、aabb
（3）Aabb×aaBB AAbb×aaBb
遗传图解（写出解析中列出的两组中的一组即可）
（4）紫花∶红花∶白花=9∶3∶4
变式5、某种牧草体内形成氰的途径为：前体物质→产氰糖苷→氰 。基因A控制前体物质生成产氰糖苷，基因B控制产氰糖苷生成氰。表现型与基因型之间的对应关系如下表：
表现型 有氰 有产氰糖苷、无氰 无产氰苷、无氰
基因型 A_B_（A和B同时存在） A_bb（A存在，B不存在） aaB_或aabb（A不存在）
（1）在有氰牧草（AABB）后代中出现的突变那个体（AAbb）因缺乏相应的酶而表现无氰性状，如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是：编码的氨基酸______ _______，或者是 ________________。
（2）与氰形成有关的二对基因自由组合。若两个无氰的亲本杂交，F1均表现为氰，则F1与基因型为aabb的个体杂交，子代的表现型及比例为____________________。
（3）高茎与矮茎分别由基因E、e控制。亲本甲（AABBEE）和亲本乙（aabbee）杂交，F1均表现为氰、高茎。假设三对等位基因自由组合，则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体占__________。
【解析】⑴如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该位点时发生的变化可能是：编码的氨基酸种类不同(错义突变)，或者是合成终止(翻译终止)，或者是同义突变（氨基酸种类不变），由于性状发生了改变，不可能是同义突变。
⑵依题意，F1为AaBb，与aabb杂交得1AaBb，1aaBb，1Aabb，1aabb，子代的表现型及比例为有氰︰无氰=1︰3(或有氰︰有产氰糖苷、无氰︰无产氰糖苷、无氰=1︰1︰2)。
⑶亲本甲(AABBEE)和亲本乙(aabbee)杂交，F1为AaBbEe，则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体为AAbbEE、aaBBEE、aabbEE，占1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4=3/64。⑷以有氰、高茎(AABBEE)与无氰、矮茎(AAbbee)两个能稳定遗传的牧草为亲本杂交，即AABBEE×AAbbee→AABbEe(自交)→后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体，无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。
【答案】（1）(种类)不同合成终止(或翻译终止)；
（2）有氰：无氰=1：3(或有氰：有产氰糖苷、无氰：无产氰糖苷、无氰=1：1：2)；
（3）3/64；
考点六、群体遗传的相关计算
对某种表现型的个体进行遗传研究（自交、自由交配或测交），由于这些表现型可能具有不同的基因型，因此，就会出现不同的分离比。有时，需要针对整个群体进行分析，有时，可针对群体中的不同个体逐一研究。
例6、现有4个纯合南瓜品种，其中2个品种的果形表现为圆形（圆甲和圆乙），1个表现为扁盘形（扁盘），1个表现为长形（长）。用这4个南瓜品种做了3个实验，结果如下：
实验1：圆甲×圆乙，F1为扁盘，F2中扁盘：圆：长 = 9 ：6 ：1
实验2：扁盘×长，F1为扁盘，F2中扁盘：圆：长 = 9 ：6 ：1
实验3：用长形品种植株的花粉分别对上述两个杂交组合的F1植株授粉，其后代中扁盘：圆：长均等于1：2 ：1。综合上述实验结果，请回答：
（1）南瓜果形的遗传受＿＿对等位基因控制，且遵循＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿定律。
（2）若果形由一对等位基因控制用A、a表示，若由两对等位基因控制用A、a和B、b表示，以此类推，则圆形的基因型应为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，扁盘的基因型应为＿＿＿＿＿＿＿＿，长形的基因型应为＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）为了验证（1）中的结论，可用长形品种植株的花粉对实验1得到的F2植株授粉，单株收获F2中扁盘果实的种子，每株的所有种子单独种植在一起得到一个株系。观察多个这样的株系，则所有株系中，理论上有1/9的株系F3果形均表现为扁盘，有＿＿的株系F3果形的表现型及数量比为扁盘：圆 = 1 ：1 ，有＿＿的株系F3果形的表现型及数量比为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【解析】本题注重对理解能力的考查，内容是基因的自由组合规律。
第（1）小题，根据实验1和实验2中F2的分离比 9 ：6 ：1可以看出，南瓜果形的遗传受2对等位基因控制，且遵循基因的自由组合定律。
第（2）小题，根据实验1和实验2的F2的分离比 9 ：6 ：1可以推测出，扁盘形应为A＿B＿,长形应为aabb，两种圆形为A＿bb和aaB＿。
第（3）小题中，F2扁盘植株共有4种基因型，其比例为：1/9AABB、2/9AABb、4/9AaBb和2/9AaBB，测交后代分离比分别为：1/9A＿B＿;2/9(1/2A＿B＿:1/2A＿bb);4/9(1/4A＿B＿:1/4Aabb：1/4aaBb：1/4aabb)；2/9（1/2A＿B＿：1/2aaB＿）。
【答案】
（1）2 基因的自由组合
（2）AAbb、Aabb、aaBb、aaBB AABB、AABb、AaBb、AaBB aabb
（3）4/9 4/9 扁盘：圆：长 = 1 ：2 ：1
变式6、某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。现有4个纯合品种：l个紫色(紫)、1个红色(红)、2个白色(白甲和白乙)。用这4个品种做杂交实验，结果如下：
实验1：紫×红，Fl表现为紫，F2表现为3紫：1红；
实验2：红×白甲，Fl表现为紫，F2表现为9紫：3红：4白；
实验3：白甲×白乙，Fl表现为白，F2表现为白；
实验4：白乙×紫，Fl表现为紫，F2表现为9紫：3红：4白。
综合上述实验结果，请回答：
(1)上述花色遗传所遵循的遗传定律是__________ 。
(2)写出实验1(紫×红)的遗传图解(若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推).
(3)为了验证花色遗传的特点，可将实验2(红×白甲)得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为___________。
【答案】（1）自由组合定律；
（2）
（3）9紫:3红:4白
例7、已知玉米籽粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。纯合的黄色非甜玉米与红色甜玉米杂交得到F1，F1自交得到 F2，让F2中的黄色非甜玉米和红色甜玉米杂交，所得的子代表现型有_______________________________________________，它们的比为______________。
【解析】假设这两对基因分别用A—a和B—b表示，则F1的基因型为AaBb，F2中，黄色非甜玉米基因型为A__B__，有四种：AABB、AABb、AaBB、AaBb，它们的比为1：2：2：4。红色甜玉米的基因型为aabb。
它们的杂交结果及比例如下表：
黄色非甜玉米 红色甜玉米 子代
1/9AABB aabb 1/9黄非甜
2/9AABb aabb 1/9黄非甜，1/9黄甜
2/9AaBB aabb 1/9黄非甜，1/9红非甜
4/9AaBb aabb 1/9黄非甜，1/9黄甜1/9红非甜，1/9红甜
综合分析，后代共有4种表现型，黄色非甜占4/9，黄色甜占2/9，红色非甜占2/9，红色甜占1/9，比为4：2：2：1。
【答案】见解析。
变式7：上例中，让F2中的黄色甜玉米和红色非甜玉米相互杂交，预期所得后代中黄色甜玉米和红色非甜玉米的比为______________。
【解析】F2中黄色甜玉米的基因型有两种，AAbb占1/3，Aabb占2/3；红色非甜玉米基因型也有两种，aaBB占1/3，aaBb占2/3。按“拆—合”法分析：A基因，一方1/3AA，2/3Aa，另一方aa，子代中2/3Aa，1/3aa；B基因的情况和A基因类似，也是2/3Bb，1/3bb。因此子代中四种表现型比为4：2：2：1，黄色甜玉米和红色非甜玉米的比为1：1。
【答案】1：1
课时作业
1.下列有关孟德尔遗传定律的说法错误的是（ ）
A．叶绿体基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传定律
B．受精时，雌雄配子的结合是随机的，这是得出孟德尔遗传定律的条件之一
C．孟德尔发现分离定律与自由组合定律的过程运用了假说—演绎法
D．基因型为AaBb的个体自交，其后代一定有四种表现型和9种基因型
【解析】AaBb自交，只有当两对基因位于两对染色体上时，才会出现九种基因型，也只有在两对基因控制的两对性状互不影响且为完全显性时，才会出现四种表现型
【答案】D
2．在两对相对性状的遗传实验中，可能具有1∶1∶1∶1比例关系的是（ ）
①杂种自交后代的性状分离比②杂种产生配子类别的比例③杂种测交后代的表现型比例④杂种自交后代的基因型比例⑤杂种测交后代的基因型比例
A．①②④ B．②④⑤
C．①③⑤ D．②③⑤
【解析】两对相对性状的遗传实验中，杂种自交后代的性状分离比为3∶1，杂种产生配子类别的比例为1∶1∶1∶1，杂种测交后代的表现型比例为1∶1∶1∶1，杂种自交后代的基因型比例1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1，杂种测交后代的基因型比例为
1∶1∶1∶1。
【答案】D
3．下图表示不同基因型豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置，这两对基因分别控制两对相对性状，从理论上说，下列分析不正确的是（ ）
A．甲、乙植株杂交后代的表现型比例是1∶1∶1∶1
B．甲、丙植株杂交后代的基因型比例是1∶1∶1∶1
C．丁植株自交后代的基因型比例是1∶2∶1
D．正常情况下，甲植株中基因A与a在减数第二次分裂时分离
【解析】甲植株与乙植株的杂交属于测交类型，且甲又是杂合子，所以后代的表现型比例为1∶1∶1∶1；甲、乙植株基因型分别为AaBb和AAbb，甲乙植株杂交，后代的基因型比例为1∶1∶1∶1；Aabb自交的结果是：1/4AAbb、1/2Aabb、1/4aabb，比例为1∶2∶1；正常情况下，等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期。
【答案】D
4.现有AaBb和Aabb两种基因型的豌豆个体，假设这两种基因型个体的数量和它们的生殖能力均相同，在自然状态下，子一代中能稳定遗传的个体所占比例是（ ）
A.1/2 B.1/3
C.3/8 D.3/4
【解析】AaBb的个体产生的能稳定遗传的个体所占比例为1/4，而Aabb个体产生的能稳定遗传的个体所占比例为1/2，所以，这两种基因型的个体产生的能稳定遗传的个体共有1/2×1/4＋1/2×1/2＝3/8。
【答案】C
5．已知水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性，抗病(R)对感病(r)为显性，两对基因独立遗传。现将一株表现型为高秆、抗病植株的花粉授给另一株表现型相同的植株，F1高秆∶矮秆＝3∶1，抗病∶感病＝3∶1。再将F1中高秆抗病类型分别与矮秆感病类型进行杂交，则产生的F2表现型之比理论上为（ ）
A．9∶3∶3∶1 B．1∶1∶1∶1
C．4∶2∶2∶1 D．3∶1∶3∶1
【解析】首先根据F1表现型及比例确定亲本基因型都是TtRr，然后确定F1中高秆抗病类型的基因型及比例为TTRR∶TtRR∶TTRr∶TtRr＝1∶2∶2∶4。最后确定与矮秆感病类型进行杂交产生的F2基因型及比例为TtRr∶ttRr∶Ttrr∶ttrr＝4∶2∶2∶1。从而判断表现型及比例为高秆抗病∶矮秆抗病∶高秆感病∶矮秆感病＝4∶2∶2∶1。
【答案】C
6．下表为3个不同小麦杂交组合及其子代的表现型和植株数目。
组合序号 杂交组合类型 子代的表现型和植株数目
抗病红种皮 抗病白种皮 感病红种皮 感病白种皮
一 抗病红种皮×感病红种皮 416 138 410 135
二 抗病红种皮×感病白种皮 180 184 178 182
三 感病红种皮×感病白种皮 140 136 420 414
据表分析，下列推断错误的是（ ）
A．6个亲本都是杂合子
B．抗病对感病为显性
C．红种皮对白种皮为显性
D．这两对性状自由组合
【解析】由第一组杂交实验，可判断红种皮是显性，由第三组杂交实验可判断感病是显性。
【答案】B
7．多指症由显性基因控制，先天性聋哑由隐性基因控制，这两种遗传病的基因位于非同源染色体上。一对男性患多指、女性正常的夫妇，婚后生了一个手指正常的聋哑孩子。这对夫妇再生下的孩子为手指正常、先天性聋哑、既多指又先天性聋哑这三种情况的可能性依次是（ ）
A．1/2、1/4、1/8 B．1/4、1/8、1/2
C．1/8、1/2、1/4 D．1/4、1/2、1/8
【解析】据亲子代的性状表现可推知双亲的基因型为：AaBb(♂)、aaBb(♀)，则生出的后代手指正常的可能性为，先天性聋哑的概率为1/4，两者均有的概率为×＝。
【答案】A
8．某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，黑色(C)对白色(c)为显性。这两对基因分别位于不同对的同源染色体上。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配。子代表现型有：直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色，它们之间的比为3∶3∶1∶1。“个体X”的基因型为（ ）
A．BbCcB．Bbcc
C．bbCcD．bbcc
【解析】由题意知：这两对基因均遵循基因分离定律，子代中有直毛∶卷毛＝1∶1，黑色∶白色＝3∶1，即两对基因中的一对为杂合子自交，另一对为测交类型，故选C。
【答案】C
9．某生物的三对等位基因(Aa、Bb、Ee)分别位于三对同源染色体上，且基因A、b、e分别控制①②③三种酶的合成，在三种酶的催化下可使一种无色物质经一系列转化变为黑色素。假设该生物体内黑色素的合成必须由无色物质转化而来，如图所示：
现有基因型为AaBbEe的两个亲本杂交，出现黑色子代的概率为（ ）
A．1/64 B．8/64
C．3/64 D．27/64
【解析】假设该生物体内的黑色素的合成只能由无色物质转化而来，则黑色个体的基因型是A__bbee，则AaBbEe×AaBbEe产生A__bbee的比例为3/4×1/4×1/4＝3/64。
【答案】C
10.燕麦颖色受两对基因控制。用纯种黄颖与纯种黑颖杂交，F1全为黑颖，F1自交产生的F2中，黑颖∶黄颖∶白颖＝12∶3∶1。已知黑颖(基因B)和黄颖(基因Y)为显性，只要基因B存在，植株就表现为黑颖。则两亲本的基因型为（ ）
A.bbYY×BByy B.BBYY×bbyy
C.bbYy×Bbyy D.BbYy×bbyy
【解析】由于黑颖(基因B)和黄颖(基因Y)为显性，只要基因B存在，植株就表现为黑颖。又由于用纯种黄颖与纯种黑颖杂交，F1全为黑颖，F1自交产生的F2中，黑颖∶黄颖∶白颖＝12∶3∶1。其中有白颖类型(bbyy)，所以两纯种亲本应分别有一对隐性基因。
【答案】A
11．小麦的毛颖和光颖是一对相对性状(显、隐性由P、p基因控制)，抗锈和感锈是另一对相对性状(显、隐性由R、r基因控制)，控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。以纯种毛颖感锈(甲)和纯种光颖抗锈(乙)为亲本进行杂交，F1均为毛颖抗锈(丙)。再用F1与丁进行杂交，F2有四种表现型，对每对相对性状的植株数目作出的统计结果如下图：
(1)两对相对性状中，显性性状分别是______。
(2)亲本甲、乙的基因型分别是______；丁的基因型是_______。
(3)F1形成的配子种类有__________。产生这几种配子的原因是，F1在减数分裂形成配子的过程中________________________。
(4)F2中基因型为ppRR的个体所占的比例是_________，光颖抗锈植株所占的比例是__________。
(5)F2中表现型不同于双亲(甲和乙)的个体占全部F2的比例是__________。
(6)写出F2中抗锈类型的基因型及比例：____________。
【答案】(1)毛颖、抗锈(2)PPrr、ppRRppRr
(3)PR、Pr、pR、pr等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因进行自由组合(4)1/83/8(5)1/2
(6)RR∶Rr=1∶2
12．菜豆种皮的黑色、黄褐色和白色是由两对非等位基因A(a)和B(b)调控的。A基因控制色素合成(A——显性基因——出现色素，AA和Aa的效应相同)，B基因为修饰基因，淡化颜色的深度(B——显性基因——颜色变浅，B的修饰效应可累加，BB可使种皮呈白色)，两对基因分别位于两对同源染色体上。现有亲代种子P1(aaBB，白色)和P2(纯种，黑色)，杂交实验如下：
(1)控制豌豆种皮颜色的两对基因在遗传方式上是否符合孟德尔遗传规律？________，其理由是______________________________________________________________________________________________________________________。
(2)P2的基因型是__________；F2中种皮为白色的个体基因型有________种，其中纯种个体大约占________。
【解析】(1)因为两对基因位于非同源染色体上，所以在减数分裂时，等位基因分离，非等位基因自由组合，遵循孟德尔的基因自由组合定律。(2)P2是纯种黑色，可确定其基因型为AAbb，从而得出F1的基因型为AaBb，F1自交所得的F2中，种皮颜色为aa和控制色素合成的基因型为B__的表现型均为白色种皮，有5种，它们的比例为aaBB∶aaBb∶aabb∶AABB∶AaBB＝1∶2∶1∶1∶2，其中纯合体占3/7。
【答案】(1)符合这两对等位基因位于非同源染色体上
(2)AAbb 5 3/7
13．报春花的花色表现为白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)一对相对性状，由两对等位基因(A和a，B和b)共同控制，显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程，但当显性基因B存在时可抑制其表达(生化机制如下图所示)。
据此回答：
(1)开黄花的报春花植株的基因型可能是________。
(2)现有AABB、aaBB和aabb三个纯种白色报春花品种，为了培育出能稳定遗传的黄色品种，某同学设计了如下程序：
Ⅰ.选择________和________两个品种进行杂交，得到F1种子；Ⅱ.F1种子种下得F1植株，F1随机交配得F2种子；Ⅲ.F2种子种下得F2植株，F2自交，然后选择开黄色花植株的种子混合留种；Ⅳ.重复步骤Ⅲ若干代，直到后代不出现性状分离为止。
①补充完整以上程序。
F1植株能产生比例相等的四种配子，原因是_____________________________。
③报春花的雌蕊和雄蕊不等长，自然状态下可以进行异花传粉。为了让F2自交，应该怎样处理？_____________________________________________________________________________________________________________________。
④F2植株中开黄花的占________，在这些开黄花的植株上所结的种子中黄色纯合子占________。
⑤有同学认为这不是一个最佳方案，你能在原方案的基础上进行修改，以缩短培育年限吗？请简要概述你的方案。
【解析】题图显示B基因会抑制A基因的表达，故开黄花的报春花的基因型中不能有B基因，只能是AAbb或Aabb。三个纯种中只有让AABB与aabb杂交，才能在后代中选育出AAbb类型。
【答案】(1)AAbb或Aabb(2)①Ⅰ.AABBaabb②A和a、B和b分别位于3号和1号染色体上，产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合③从花蕾期开始套袋直到受精结束④3/161/2⑤方案一：对F2中开黄花植株分开留种和播种，后代不出现性状分离的即为纯种。方案二：取F1植株的花药进行离体培养，用秋水仙素处理幼苗，成熟后开黄花的植株即为纯种。方案三：对F2中开黄花的植株进行测交，判断是否纯合，对纯合的进行标记，下一年再留种第10课时 捕获光能的色素和结构
光合作用的过程
知识网络
基础梳理
一、捕获光能的色素和结构
1、对绿色植物来说，捕获光能的色素可分为__________、___________两类，前者约占3/4，包括___________（_______ ____色）和__________(_________色)两种，主要吸收______ ___________光，后者约占1/4，包括__________（________色）和_________（_______色）两种，主要吸收_______光。
2、这些色素存在于________中。
3、叶绿体有双层膜，内部有许多基粒，基粒和基粒之间充满了__________。基粒由________堆叠而成。准确地说，色素分布在______________。
4、与光合作用有关的酶分布在__________________。
二、绿叶中色素的提取和分离
1、提取的原理是四种色素能溶解于_________中，分离的原理是四种色素在___________中的溶解度不同，因此在滤纸上的扩散速度不同，溶解度________的扩散速度快，溶解度_________的扩散速度慢，一段时间后，四种色素就逐渐分离开。
2、在提取过程中加入碳酸钙和二氧化硅，加碳酸钙的作用是_____________________，加二氧化硅的作用是________ ________________。
3、分离时，滤纸条上的滤液细线不能触及层析液，原因是______________________________________________。
4、层析的结果是，滤纸条上出现四条色素带，至上而下依次是___________、__________、_________、__________。
三、光合作用的发现
1、1771年，英国科学家普利斯特得通过实验证明，植物可以更新空气，1779年，荷兰科学家英格豪斯证明，植物更新空气需要在_________条件下进行，1785年，发现绿叶在光下放出_________，吸收_________。
2、德国科学家梅耶根据能量守恒定律指出，光合作用是把______转换成______储存起来。
3、1864年，德国科学家萨克斯用半叶法实验证实，光合作用的产生除了_______，还有_________。
4、1880年，美国科学家恩格尔曼用________作实验材料，证明，光合作用发生的场所是___________。
5、1939年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法进行实验，证明光合作用释放的氧气来源于______。
6、卡尔文用同位素_______标记_________，探明了________在转化为________________的途径，这一途径称为卡尔文循环。
四、光合作用的过程
1、光合作用可分成两个阶段，第一阶段必须有光才能进行，称为___________，场所是_____________，主要物质变化是___________________，能量变化是 __________________ ___________________，第二阶段可以在无光条件下进行，称为___________，场所是_____________，主要物质变化是______________________ ______，能量变化是____________________________。
2、光合作用的总反应式是__________________________。
考点突破
一、色素的提取和分离实验
1、本实验包括提取和分离两大步骤，提取包括选择叶片——称取——剪碎——研磨——过滤，经过提取，原来位于叶片中的色素进入到使用的有机溶剂（无水乙醇）中。分离包括准备滤纸条——划线——放置——层析，经过分离，原来混合在一起的色素相互分离开。
2、有关试剂有注意事项
（1）提取色素应使用有机溶剂，因为色素可以溶解在有机溶剂中。这样提取色素所用的试剂不一定必须用无水乙醇，也可以用其它的有机溶剂，如丙酮等。但有机溶剂中不能混有水，否则会影响到提取效果。如95%的乙醇不能直接使用，需要加入无水碳酸钠除去水后才能使用。如果水没有除去，或者绿色叶片上有较多的水，都将使色素不能充分提取，这样得到的滤液颜色很浅，里面含有色素很少（呈淡绿色或无色）。
（2）二氧化硅是有助于研磨充分，碳酸钙可防止色素被破坏。使用二氧化硅的原理是增大磨擦，使用碳酸钙的原理是可以中和研磨过程中液泡破裂释放出的有机酸，避免有机酸对色素（主要是叶绿素）的破坏。因此化学性质和这两种物质比较类似的物质可以作替代物。如果不使用二氧化硅，滤液中溶解的色素也较少（呈淡绿色），如果不使用碳酸钙，叶绿素被破坏（呈棕黄色）。
（3）分离色素所用的层析液是多种有机物的混合物，这样四种色素的溶解度会有较明显的差异，93#汽油可以作层析液，原因是汽油也是一种混合物。
3、划滤液细线时的要求细而直，并重复多划几次。划细是为了避免将来的色素带距离太近，画直是为了美观。重复多画几次是为了保证色素的含量，因为类胡萝卜素的含量低，如果色素含量低，则类胡萝卜素很有可能看不清楚。
4、滤纸下边要剪角，目的是为了保证色素带是水平直线。原因是边缘色素分子扩散快，中间扩散慢，剪角后边缘距离增大，抵消了这个差距。
5、放置滤纸条时，不能触及层析液，否则色素将会溶解在层析液中，不向上扩散。
6、实验结果四条色素带，位置如下图，其中相邻色素带距离最近的是叶绿素a和叶绿素b，距离最远的是叶黄素和胡萝卜素。
例1、提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是
A 未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
B 色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液
C 提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
D 胡萝卜素处于滤纸前方，是因为其在滤液中的溶解度最高
【解析】黄花叶片中虽然无叶绿素，但有叶黄素和胡萝卜素，A项错误，色素分子随层析液向上扩散而扩散，不会向下进入层析液，实际上色素是可以溶解在层析液中的，层析是利用了色素在层析液中的溶解度不同，B项也不对，胡萝卜素位置最远，扩散最快，是它在层析液中的溶解度最大，而不是在滤液中。
【答案】C
变式1、某班同学用新鲜菠菜做“叶绿体中色素的提取和分离”的实验，某小组已完成实验，在滤纸条上发现了四条色素带，但和其他小组对比后发现，他们所得到的色素带的颜色较浅，出现这种现象的原因不可能是
A 提取时加入无水乙醇太多
B 提取时没有加二氧化硅
C 研磨时间过短
D 层析时间过短
【解析】层析时间短，只会是四条色素带之间距过近，不会是颜色过浅。加乙醇过多、没有加二氧化硅、研磨时间短，都可能是得到的滤液浓度过低，造成颜色浅的结果。
【答案】D
二、色素的作用及分布
1、色素的作用是吸收、传递和转换光能。不同色素吸收的光的波长有所不同。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（1）在农业生产中建造温室使用玻璃、塑料薄膜，应选用白色（无色）的，因为它们能让所有的光都透过，效果最好。
（2）若是补充光照，应选择补充红光或蓝紫光，因为相同强度的红光或蓝紫光，比白光的光合作用强度要高。
（3）太阳光分光后照射到色素滤液中，红光、蓝紫光对应的区域为暗带，因为这些光大部分被吸收了。
例2、将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块，置于不同的试管中，按下表进行实验，着色最浅叶片所在的试管是
试管编号 ① ② ③ ④
实验处理 CO2溶液 + + + +
光照 白光 蓝光 红光 绿光
碘液 + + + +
注：“+”表示具有该条件
A．① B．②
C．③ D．④
【解析】在黑暗中放置一段时间的叶片，有机物已被消耗掉，然后用不同的光照射，进行光合作用，用碘液处理看有机物产生的多少，因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以着色最浅叶片所在的试管是④号管。
【答案】D
变式2、现提供相同强度的红光和白光两种光源，以及红色和绿色两种玻璃，组成进行四组实验。实验中容器中放有等量的培养液和小球藻，小球藻可进行光合作用产生氧气形成大量气泡。实验中产生氧气最多和最少的一组分别是
A 白光 B 白光+红色玻璃
C 白光+绿色玻璃 D 红光
【解析】玻璃只允许特定的光通过，阻挡掉的光中仍有可以来进行光合作用的，C只保留中绿光，光合作用最弱；而相同强度的红光比白光的光合作用要强，因此，光合作用最强，产生氧气最多的是D，而光合作用最弱，产生氧气最少的是C
【答案】D、C
三、叶绿体
1、叶绿体和线粒体都是双层膜，它们的功能和分布不同就不再进一步分析，前面复习细胞结构时已经总结过了。这里应注意两点：
（1）线粒体的内膜向内折叠形成嵴，而叶绿体的内膜仍和外膜保持相对平行状态。线粒体内膜上进行有氧呼吸最重要的第三阶段，而叶绿体内膜上则没有明显的重要反应。
（2）线粒体靠内膜折叠增加膜的表面积，叶绿体增加表面积靠基粒，组成基粒的类囊体膜增大了叶绿体内的膜的表面积。
2、酶和色素的分布
酶既分布在叶绿体基质中，还分布在基粒上，而色素仅分布在基粒上。从另一个角度讲，基粒上既分布着色素，又分布着酶，而叶绿体基质中仅分布着酶。
例3、选取生长良好的植物叶片，用纤维素酶和果胶酶处理，得到溶液甲，对甲溶液进行离心处理，得到上清液A（细胞质基质）的沉淀乙（细胞器），对沉淀乙再进行离心处理，可分离出叶绿体，对叶绿体进行破碎后再离心，得到上清液B（含膜结构）和沉淀丙。下列叙述正确的是：
A 能进行光合作用产生氧气的有溶液甲、沉淀乙和上清液B
B 光照条件下，沉淀乙和沉淀丙都能合成等量的葡萄糖
C 由于细胞结构失去完整性，各种溶液和沉淀物都不能进行光合作用
D 若对上清液B继续离心，单独分离出色素，也可以进行光合作用产生氧气
【解析】光合作用的光反应发生在类囊体上，只要类囊体完整存在，在光照条件下就可以发生光反应产生氧气，但细胞或细胞器结构被破坏后，代谢会减弱，因此B项中具有完整叶绿体的沉淀乙比仅具有基质的沉淀丙代谢更强，且丙由于没有ATP和[H]的持续供应，不能不断进行暗反应，光反应不但需要色素，还需要酶，因此D项也不对。
【答案】A
变式3、关于叶绿体和光合作用的叙述，正确的是
A 有叶绿体的细胞一定能进行光合作用
B 无叶绿体的细胞一定不能进行光合作用
C 光照射到植物叶片上，叶肉细胞叶绿体内一定发生了水的分解
D 光照射到植物叶片上，叶片一定会向大气中释放氧气
【解析】A要考虑条件，必须是在有光条件下，B要考虑特殊生物类型，如蓝藻和光合细菌，无叶绿体但有光合色素，可以进行光合作用，D要考虑光照强度，光照较弱时，光合小于呼吸，不能向外释放氧气。
【答案】C
四、光合作用的发现
1、理解光合作用的发现是逐渐深入的过程。普利斯特利和英格豪斯的实验时人们还不清楚空气的成分。只知道植物能更新空气，直到发现了空气的成分，才知道植物光合作用是吸收二氧化碳，释放氧气。此时，人们对光合作用的认识是需要光、吸收二氧化碳、释放氧气。随后。梅耶把光合作用的过程中物质变化扩展到能量变化，恩格尔曼发现了光合作用的场所，萨克斯发现了光合作用的产物，后来的同位素标记法的应用使光合作用的具体过程被发现。其中的发现与化学研究是分不开的。
2、萨克斯的半叶法实验
（1）最简单的对照。一半遮光、一半曝光。实验的基础是英格豪斯的发现——光合作用需要光。
（2）用碘检验有淀粉的生成。这样做是萨克斯预见到会有淀粉生成，当然也是建立在他反复实验的基础上的。
3、恩格尔的第一个实验
（1）采用水绵做实验材料，并且用好氧细菌的聚集情况当做光合作用进行的标志。他的实验基础仍然是前人已有的结论：光合作用需要光、光合作用产生氧气。
（2）当他发现好氧细菌聚集到光束照到的叶绿体周围时，就得出了光合作用的场所是叶绿体的结论。
（3）他的实验很好地控制了无关变量，主要是环境因素对实验的影响，黑暗条件，避免了自然光引起光合作用，没有空气，避免了空气中的氧气对实验的影响。
4、恩格尔曼的第二个实验，使人们发现了不同颜色的光对光合作用的影响不同。
5、同位素标记法追踪O和C原子在光合作用中的转移过程。如下所示：
例4、德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理（消耗掉叶片中的淀粉）后，再把叶片的一部分遮光，其它部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是
①本实验未设对照组
②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因
③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态
④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．只有②③ B．只有①②③
C．只有②③④ D．①—④全部
【解析】本实验用一片叶设置了对照，这就是“半叶法”设计的巧妙之处，除了能否接受光照外，同一叶片的不同部位状态是相同的饥饿处理消耗了淀粉，对实验和对照组都一样，实验中的自变量是光照，而不是二氧化碳。
【答案】A
变式4、将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片（甲），另一枝保留两张叶片（乙、丙），叶片置玻璃盒中密封（玻璃盒大小足以保证实验顺利进行），在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2，装置如下图。照光一段时间后，可以检测到放射性的叶片
A.仅在甲中 B.仅在甲和乙中
C.仅在甲和丙中 D.在甲、乙和丙中
【解析】甲和乙都能进行光合作用，丙虽然不能进行光合作用，但在植物体内，有机物可以由合成部位向其它部位运输，即乙合成的有机物可以向丙运输，使丙中也出现放射性。
【答案】D
五、光合作用的过程
1、光合作用分为光反应和暗反应，光反应必须在光下进行，暗反应可以在暗处进行，但一般也是在光下进行的，原因是暗反应需要光反应提供ATP和[H]，能在暗处进行的可能情况是光照刚刚结束一小段时间，光反应产生的ATP和[H]还没有被利用完，可以再进行一段时间的暗反应。
2、暗反应中二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，都是非常复杂的过程，不是简单的两个反应。
3、光反应也是非常复杂的过程，也需要酶的参与。
比较项目 光反应 暗反应
场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质
外界条件 光照、水、适宜的温度等 二氧化碳、适宜的温度等
主要的物质变化 2HO4[H]+ OADP+Pi+能量ATP C O+C2C2C+ATP+[H] （C HO）2C+ATP+[H] C
能量变化 光能转换成ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能转换成糖类等有机物中稳定的化学能
联系 1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H]和ATP2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合成ATP的原料ADP和Pi3、两者相互独立又同时进行，相互制约又密切联系
说明：上表中暗反应的反应式未配平，生成物中有水未标出。
例5、.正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是
A.停止光照 B.停止光照并降低CO2浓度
C.升高CO2浓度 D.降低CO2浓度
【解析】本题考查二氧化碳浓度和光照强度变化对细胞内五碳化合物含量的影响，二氧化碳的固定要消耗五碳化合物，使其含量减少，而光反应的进行产生ATP和[H] 会使三碳化合物还原，产生新的五碳化合物，使其含量增多。反之，则相反。因此，导致五碳上升的原因可能是二氧化碳不足，也可能是光照增强。
【答案】D
规律总结：
条件 三碳化合物含量 五碳化合物含量
二氧化碳浓度不变 停止或减弱光照 增加 减少
增强光照 减少 增加
光照强度不变 二氧化碳含量减少 减少 增加
二氧化碳含量增加 增加 减少
变式5、在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿中C3和C5化合物含量的变化是
A. C3和C5都迅速减少
B. C3和C5都迅速增加
C. C3迅速增加，C5迅速减少
D. C3迅速减少，C5迅速增加
【解析】停止光照，ATP和[H]停止产生，影响到C3的还原和C5的再生，因此，C3增多，C5减少。
【答案】C
六、化能合成作用
化能合成作用和光合作用一样，都是自养型，即能把自然界中的无机物转变成有机物。和光合作用不同，化能合成作用的能量来源不同，光合作用的能量来源于光能，化能合成作用的能量来自化学能，如硝化细菌可以利用氨氧化成硝酸释放出来的能量，用来把二氧化碳和水合成有机物。这些生物在生态系统中属于生产者。
相对于自养型，类似于人等高等动物是异养型，即自身不会制造有机物，只能从其它生物体内获得有机物。这些生物在生态系统中的地位可以是消费者，也可以是分解者，而消费者和其它生物的关系可能是捕食，也可能是寄生。
课时作业
1．(2010年佛山质检)下列对“提取并纸层析分离光合色素”实验合理的解释是（ ）
A．滤纸条上未见色素带，说明研磨时加入的碳酸钙使色素被破坏
B．光合色素不可以用酒精提取
C．提取液呈绿色是由于其中叶绿素a和叶绿素b的含量高
D．滤纸条上胡萝卜素处于近层析液处，是因为其在滤液中的溶解度最高
【解析】碳酸钙的作用是防止研磨过程中叶绿素被破坏。酒精属于有机溶剂，可用于提取色素。叶片中叶绿素的含量较高，故提取液呈绿色。胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，故其在滤纸条上扩散得最快，离层析液最远。
【答案】C
2．对“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列描述正确的是（ ）
A．将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨
B．用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划2～3次
C．把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散
D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
【解析】提取色素时应将新鲜绿叶剪碎，更有利于研磨充分；画滤液细线时要等上次所画的线干燥后再重复画，以增加色素含量；层析分离色素时，画有滤液细线的滤纸条插入层析液时，千万不要让层析液没及滤液细线，更不要摇晃，以防色素溶解在层析液中。
【答案】D
3．下图为叶绿体亚显微结构图，关于其结构与功能的不正确叙述是（ ）
A．①和②均为选择透过性膜
B．光反应的产物有O2、[H]、ATP等
C．③上的反应需要光，不需要酶，④上的反应不需要光，需要多种酶
D．光能转变为活跃的化学能在③上进行；活跃的化学能转变为稳定的化学能在④中完成
【解析】叶绿体的双层膜是选择透过性膜。光合作用的光反应在③基粒上进行，需要光，也需要酶，产物有O2、NADPH(即[H])、ATP；反应中将光能转变为ATP中稳定的化学能。暗反应在④叶绿体基质中进行，需要多种酶催化(即暗反应是一系列的酶促反应)；反应中将ATP中活跃的化学能转变为稳定的化学能。
【答案】C
4．光照下的正常生长的某绿色植物，其他条件不变，突然停止光照。短时间内叶绿体中C3含量变化示意图为下图中的(横坐标为时间，纵坐标为含量)（ ）
【解析】停止光照―→NADPH、ATP合成减少―→C3还原减弱，但C3的生成(CO2固定)继续―→C3含量升高。
【答案】B
5.小麦的叶肉细胞通过光合作用合成葡萄糖，组成葡萄糖的碳、氢和氧三种元素分别来自（ ）
A.CO2、C3H6O3和H2O
B.CO2、H2O和H2O
C.CO2、H2O和CO2
D.C3H6O3、H2O和CO2
【解析】光合作用产物葡萄糖中的碳和氧来源于二氧化碳，而氢则来源于水。
【答案】C
6.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是（ ）
A.光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C.光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a～c，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
【解析】光照强度为a时，曲线Ⅱ、Ⅲ的温度又相同，但CO2浓度不同，故光合作用强度差异主要取决于CO2浓度，光照强度为b时，曲线Ⅰ、Ⅱ仅温度有差异，故光合作用强度差异主要取决于温度。由曲线Ⅰ、Ⅱ可知光照强度为a～b时，光合作用强度随光照强度增加而增加。光照强度为a～c时，曲线Ⅲ光合作用强度不再随光照强度的升高而变化。
【答案】D
7.如图表示不同二氧化碳浓度下温度对光合作用速率影响曲线。下列说法中错误的是（ ）
A.光合作用同时受温度、二氧化碳浓度的影响
B.曲线a在20℃和45℃左右时光合作用速率相近的原因相同
C.温度对曲线a影响大的原因是较高二氧化碳浓度有利于暗反应进行
D.适宜光照和温度下曲线b的主要限制因素是二氧化碳浓度
【解析】20℃和45℃时光合作用酶的活性都较低，但两种情况酶活性低的原因不同，20℃时酶的活性受到抑制，45℃时部分酶高温变性失活。
【答案】B
8．光合作用强度可以用多种指标表示，以下不适合的是（ ）
A．植物体鲜重增加量B．植物体干重增加量
C．O2释放量D．CO2吸收量
【解析】植物光合作用的强度，可以用O2释放量、CO2吸收量、植物体干重增加量表示，但植物鲜重增加量主要是水分，不能代表光合作用的强度。
【答案】A
9．如下图所示表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植物放在透光的不同钟罩内，以下关于本实验的目的最准确的叙述是（ ）
A．证明光合作用的必需条件是CO2
B．证明光合作用的速率随CO2浓度增高而增大
C．证明过多的CO2阻碍光合作用
D．证明NaOH能促进光合作用
【解析】要想证明光合作用的必要条件是CO2，需要设计有无CO2的对照实验。
【答案】B
10.某学习小组用水蕴草进行实验，装置如图中甲和乙，并定时记录试管顶端的气体量，下列各项中为本实验主要目的的是（ ）
A.水温对光合作用速率的影响
B.光照对光合作用速率的影响
C.水量对细胞呼吸速率的影响
D.试管口径大小对细胞呼吸速率的影响
【解析】比较两实验的各种条件，只有一个变量，即水温，此变量即为自变量，因此本实验就是研究水温对光合作用速率的影响。
【答案】A
11.(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为__________________。
(2)该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的_______________来判断条带的色素种类。
(3)实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙同学则认为某些色素含量增加。根据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】颜色为黄绿色的色素是叶绿素b。色素含量的测定方法多种，其中有原子吸收光谱法和分光光度法。色素的含量可通过比较前后滤纸条上色素带的宽度加以比较，注意遵循实验设计的基本原则。
【答案】(1)叶绿素b(2)吸收光谱(3)从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行叶绿体色素的提取分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的组成及含量后，得出结论
12．(2010年华师附中模拟)下图是验证光合作用某过程的实验装置，请据图分析回答下列问题：
（1）当用氧的同位素18O分别标记通入乙装置的CO2(C18O2)?和甲装置的H2O（H218O）时，可以证明______________________________________________。
(2)在甲乙两装置刚置备完毕的一段时间内，若温度不变，逐渐增大光照强度，两装置的O2的生成量会______________；若温度和光照条件均不变，逐渐增大CO2的通入量，那么，两装置的O2的生成量则会_____________，这说明两装置内的光合作用______________，其可能原因是_______________________________________________________________。
（3）当其他条件不变，光照强度从通常的10千勒克司增加到60千勒克司时，光合作用主要产物的变化情况是_____________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)光合作用产生的氧气来自反应物中的水
(2)较明显地增加慢慢增加效率在不断增强
(3)先是随着光照强度的增大，其生成速率增大，当光照强度增大到一定程度时，其生成速率将保持基本稳定的状态
13.为探究环境因素对光合作用强度的影响，多个兴趣小组以金鱼藻为材料设计了实验进行研究。下图为两个小组分别设计的实验装置。请回答下列问题：
实验一：金鱼藻在适宜条件下进行光合作用而且繁殖很快。在相同培养液中，以图甲中的装置Ⅰ和Ⅱ(密封环境)分别培养金鱼藻，将两个装置都放在阳光下，一定时间后，观察装置Ⅰ和Ⅱ发生的变化。
(1)B试管中金鱼藻繁殖速度__________________(填“加快”、“减慢”或“无变化”)，其原因是A瓶中酵母菌_______________________________________________。
(2)C试管中金鱼藻繁殖速度______________(填“加快”、“减慢”或“无变化”)，其原因是D瓶中乳酸菌______________________________________________。
实验二：如图乙为验证温度对光合速率的影响的实验装置，请回答：
(3)实验的原理是_________________________________。
(4)在实验过程中可通过观察__________________________来判断光合作用的强度。
(5)请用坐标曲线图表示预期的实验结果。
【解析】由图乙装置设置了一个自动控温器可知本实验是研究温度变化对光合作用的影响。判断光合作用强度的办法有很多，但就本实验最直接而且最明显的办法是观察一定时间内光合作用产生的O2气泡数。预期的实验结果可按照教材中酶活性受温度影响的示意图来画。
【答案】(1)加快无氧呼吸产生的CO2能供给金鱼藻进行光合作用(2)无变化无氧呼吸不产生CO2(3)一定时间内，光合作用产生的氧气量可反映光合作用的强度(4)一定时间内光合作用产生的O2的气泡数(答案合理即可)(5)如图所示第17课时 基因在染色体上 伴性遗传
知识网络
基础梳理
一、萨顿的假说
1．内容：基因是由 携带着从亲代传递给子代的，即基因在 上。
2．依据：基因与染色体行为存在明显的 关系。
（1）基因在杂交过程中保持着 和 。染色体在配子形成和受精过程中，也有 的形态结构。
（2）在体细胞中，基因与染色体都是 存在，配子中只有成对的基因中的 ，也只有成对的染色体中的 。
（3）同源染色体与基因一样，都是一个来自 ，另一个来自 。
（4）减数分裂过程中， 与 都存在自由组合的行为。
3．萨顿采用___________方法得出的结论。
二、摩尔根为基因在染色体上的提供了实验依据
1、 摩尔根的成功和孟德尔一样，实验材料的选取是很重要的因素。摩尔根的实验材料是___________，并且选择了遗传特点与性别有关的___________性状。他假设决定该性状的基因位于_______染色体上，可以很好的解释实验现象，并通过_________实验，验证了假设。
2、摩尔根在实验时，已经有科学家发现，果蝇的性别是由_____和______染色体决定的，称为XY型性别决定，其特点是：性染色体组成为_________的个体为雄性，性染色体组成为_________的个体为雌性。
三、色盲的遗传
1、色盲是由位于______染色体上的_________性基因控制的。女性色盲的基因型为____________，男性色盲的基因型为_____________。女性表现正常，但带有致病基因的称为____________。
2、男性色盲患者的色盲基因来自他的__________，同时只将他携带的色盲基因传给他的__________，这种遗传现象，在遗传学上称为_______________。
3、和色盲不同，抗维生素D佝偻病是位于_______染色体上的_______性基因控制的。遗传特点是：若一个男性患病，则他的__________和__________一定是患者。
四、ZW型性别决定
ZW型性别决定是不同于XY型性别决定的方式，性染色体组成为__________的个体为雄性，性染色体组成为_______的个体为雌性。
考点突破
考点一 性别决定
（一）大多数植物没有性别的区分，即雌雄同株。有些植物为雌雄异株，如大麻、女娄菜、杨树等。
（二）雌雄异体（异株）存在性别决定。性别决定方式有：
1、性染色体决定（染色体形态决定，本质上是基因决定），
这些生物体细胞中有一对同源染色体的形状相互往往不同，这对染色体跟性别决定直接有关，称为性染色体；性染色体以外的染色体统称常染色体。
（1）XY型决定性别：
如人和果蝇。人的染色体包括22对常染色体和一对性染色体XY或XX，果蝇的染色体包括3对常染色体和1对性染色体XY或XX。 XY型决定性别的生物雄性有两条异型性染色体，雌性有两条同性性染色体。果蝇和人的性染色体从图上看，人的X染色体比Y染色体大，而果蝇的X染色体比Y染色体小
（2）ZW型决定性别：
鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物的性别决定属这一类型，如家鸡等。雌性的性染色体组成为ZW，雄性的性染色体组成为ZZ。
2、基因型决定性别，如玉米。我们常见的农业生产上种植的玉米都是雌雄同株的，但实际情况下，还存在雄株和雌株。玉米的性别是由B—b、T—t位于两对同源染色体上的两对基因控制的，它们的遗传符合自由组合定律。如下表
性别 雌雄同株 雄株 雌株
基因型 B__T__ B__tt bbT__及bbtt
3、由发育过程决定性别。蜜蜂的性别决定是由个体发育过程决定的。卵细胞如果受精，则发育成雌性（包括能进行生殖的的蜂王和不能生殖的工蜂），若卵细胞未受精，则发育成雄蜂。蜂王产生卵细胞的过程是正常的减数分裂，而雄蜂的减数分裂是“假减数分裂”，即在减数分裂第一次分裂时，由于没有同源染色体，所有的染色体都进入到细胞一极，只形成一个含染色体的次级精母细胞，再经第二次分裂，产生两个精子。
例1玉米植株的性别决定受两对基因（B—b，T—t）的支配，这两对基因位于非同源染色体上。玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表，请回答下列问题：
基因型 B和T同时存在（B__ T__） T存在，B不存在（bbT__） T不存在（B__tt或bbtt）
性别 雌雄同株异花 雄株 雌株
（1）基因型为bbTT的雄株与BBtt的雌株杂交，F1的基因型为___________，表现型为_________；F1自交，F2的性别为________ ，分离比为____________。
（2）基因型为________的雄株与基因型为___________ 的雌株杂交，后代全为雄株。
（3）基因型为__________的雄株与基因型为___________的雌株杂交，后代的性别有雄株和雌株，且分离比为1：1。
【解析】做本题特别要注意基因型和性别的关系，特别是2、3小题推断亲代基因型时更要注意。
（1）F1的基因为BbTt，根据表格所示，应是雌雄同株异花，F1自交，四类基因型之比为9：3：3：1，对应到本题的表现型，应是雌雄同株异花、雄株、雌株都有，三者之比为9：3：4。
（2）后代全为雄株，双亲只能都有bb，雌株确定为bbtt，雄株也只能为纯合的bbTT。
（3）后代只有雄株和雌株，亲代中必定有T基因而无B基因，否则会出现雌雄同株，雌株也为bbtt，而后代分离比为1：1也就确定雄株为bbTt。
【答案】
（1）BbTt 雌雄同株异花 雌雄同株异花、雄株、雌株 9：3：4。
（2）bbTT bbtt （3）bbTt bbtt
变式1一雌蜂和一雄蜂交配产生F1代，在F1代雌雄个体交配产生的F2代中，雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四种，雌蜂的基因型共有AaBB、AaBb、aaBB、aaBb四种，则亲本的基因型是
A．aabb×AB B．AaBb×Ab
C．aaBB×Ab D．AABB×ab
【解析】F2代雌雄蜂均有四种基因型，说明F1雌蜂能产生四种类型的配子，基因型为AaBb；根据F2代雌蜂基因型可确定F1代雄蜂基因型为aB；再往前推，亲代雌蜂基因型为aaBB，而雄蜂基因型为Ab。
【答案】C
考点二、色盲的遗传
色盲基因（b）只位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。人类中与色盲基因有关的基因型有五种，其中男性两种、女性三种，如下表
女性 男性
XB XB XBXb XbXb XBY XbY
正常 正常(携带者) 色盲 正常 色盲
因此，在人群中分析色盲的遗传时，会出现六种婚配组合，有两个组合没能必要去分析：男女均正常，子女也均正常，不会出现患者；男女均患色盲，则子女也均患色盲，不会有正常的。其它四种婚配情况根据遗传图解分析：
母亲 父亲 女儿 儿子
色盲 正常 表现一定正常（但都是携带者） 一定是色盲
正常 色盲 表现一定正常（但都是携带者） 一定正常
携带者 正常 表现一定正常（50%是携带者） 50%正常，50%色盲
携带者 色盲 50%色盲，50%表现正常（携带者） 50%正常，50%色盲
从表中看，父母一方正常，另一方色盲，则女儿一定是携带者，若母亲是携带者，则不论父亲是正常还是色盲，儿子均有50%可能是色盲，50%可能是正常。只要父亲正常，女儿一定也是正常的，不会患色盲。（如果出现例外，则可能是发生了基因突变）
例2、下图所示的红绿色盲患者家系中，女性患者Ⅲ-9的性染色体只有一条X染色体，其他成员性染色体组成正常。Ⅲ-9的红绿色盲致病基因来自于
A．Ⅰ-1 B．Ⅰ-2
C．Ⅰ-3 D．Ⅰ-4
【解析】红绿色盲遗传为交叉遗传，而Ⅲ-9只有一条X染色体，且其父亲7号正常，所以致病基因来自母亲6号，6号表现正常，肯定为携带者，而其父亲Ⅰ-2患病，所以其致病基因一定来自父亲。
【答案】B
变式2、下图为色盲患者的遗传系谱图，以下说法正确的是
A.Ⅱ-3与正常男性婚配，后代都不患病
B.Ⅱ-3与正常男性婚配，生有患病男孩的概率是1/8
C.Ⅱ-4与正常女性婚配，后代都不患病
D.Ⅱ-4与正常女性婚配，生育患病男孩的概率是1/8
【解析】II-3的基因型可能为XBXB，也可能是XBXb，与正常男性结婚，后代可能患病，患病率为1/8，II-4基因型为XBY，正常女性基因型未知，后代可能会患病，但无法判断发病率。
【答案】B
考点三、其它情况的伴性遗传
1、伴Y遗传
相关基因只位于Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因。因此相应的表现型只在雄性个体中出现，这是伴Y遗传的明显特点。
2、X、Y染色体上都有相关基因
X、Y染色体上的基因并非是完全不同的，它们有存在等位基因的部分，如图中的I片段，这一段称为X、Y染色体的同源区段，也有不存在等位基因的部分，如图中的II片段（包括II1和II2两部分，其中II1是Y染色体特有的，II2是X染色体特有的），这两段称为X、Y染色体的非同源区段。
基因位于II2片段的遗传除了色盲外，还有血友病（由h基因控制）
当基因位于X、Y染色体上的同源区段，即片段I上时，雄性个体的基因型为4种，雌性个体的基因型仍为3种，如下表：
有些组合的后代表现型与性别无关，如
子代不论雌雄个体，显性与隐性之比均为1：1
而有些后代的表现型与性别有关，如
子代雌性个体均为显性，而雌性个体均为隐性。
因此，不能一概而论这类遗传与性别的关系，但由于基因在性染色体上，这种遗传仍然属于伴性遗传。
例3、已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制，刚毛基因（B）对截毛基因牛（b）为显性。现有基因型分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。
（1）根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第一代杂交亲本中，雄性的基因型是_____，雌性的基因型是_____；第二代杂交亲本中，雄性的基因型是_____，雌性的基因型是_____，最终获得的后代中，截毛雄果蝇的基因型是_____，刚毛雌果蝇的基因型是_________
（2）根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中雌性全部表现为截毛，雄性全部表现为刚毛，应如何进行实验？（用杂交实验的遗传图解表示即可）
【解析】（1）刚毛为显性（B），截毛为隐性（b）, 要最终获得雄性全为截毛（XbYb），雌性全为刚毛 (XBX—)，XB只能由上一代个体的雄性个体提供，且它提供的Y一定是Yb，因此第二代杂交亲本中基因型为XBYb和XbXb，要想获得XBYb的雄性个体，那么第一代杂交亲本的基因型应该为XbYb和XBXB。
（2）要使最终获得的雌性果蝇全部为截毛（XbXb），雄性果蝇全部为刚毛（XBY—或X—YB），那么第二代杂交亲本中雌性个体只能提供Xb，雄性个体提供的X染色体也只能是Xb，提供的Y染色体应为YB。因此第二代杂交亲本的基因型为XbYB和XbXb。要想获得XbYB的雄性个体，第一代杂交亲本果蝇应选择XBYB和XbXb进行杂交。
【答案】
（1）XbYb XBXB XBYb XbXb XbYb XBXb
（2）
变式3、下图中，甲图为人的性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的(甲图中I片断)，该部分基因互为等位。另一部分是非同源的(甲图中的Ⅱ-1、Ⅱ-2片断)，该部分基因不互为等位。请回答：
⑴人类的血友病基因位于甲图中的____片断。
⑵在减数分裂形成配子过程中，X和Y染色体能通过互换发生基因重组的是甲图中的____片断。
⑶某种病的遗传系谱如乙图，则控制该病的基因很可能位于甲图中的____片断。
⑷假设控制某个相对性状的基因A(a)位于甲图所示X和Y染色体的Ⅰ片断，那么这对性状在后代男女个体中表现型的比例一定相同吗 试举一例。
【解析】（1）血友病是伴X隐性遗传病，基因只在X染色体上，即图中的II-2片段。
（2）减数分裂中能发生基因重组的片段应是X、Y染色体上有共同基因的片段，即I片段。
（3）从图中看，是典型的伴Y染色体遗传，基因只在Y染色体上，即II-1片段。
（4）X、Y染色体上有等位基因的遗传，也是伴性遗传，有些组合子代的表现型与性别无关，但有些组合子代的表现型与性别是有关系的，如父亲是XBYb，母亲是XbXb，他们的子女中，女儿表现全正常，而儿子表现全患病。当然，还有其它例子，如上述组合中，父亲的基因型为XbYB时，子女的表现型相反。
【答案】（1）II-2，（2）I，（3）II-1
（4）不一定，如父亲是XBYb，母亲是XbXb，他们的子女中，女儿表现全正常，而儿子表现全患病。
考点四、伴性遗传在生产中的应用
在生产实践中，某些时候需要种植或养殖特定性别的植物或动物。如家禽养殖业需要以饲养雌性个体为主。我们已经知道，鸡等家禽是ZW型决定性别的动物，雌性动物的性染色体是ZW，若控制某性状的基因在Z染色体上，可以根据该性状来判断性别，但需要选择好亲代。人们发现，鸡的羽毛上有黑白相间条纹的芦花性状是由Z染色体上的B基因控制，而其等位基因b则控制非芦花。若亲本为芦花母鸡（ZBW）和非芦花公鸡（ZbZb），则子代公鸡的基因型为ZBZb，表现型为芦花，母鸡基因型为ZbW，表现型为非芦花，即芦花鸡都是公鸡，非芦花鸡都是母鸡。
由此，人们就可以根据是否为芦花，确定雏鸡的性别，从而多养母鸡。
例4、一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。若要通过一次杂交鉴别突变基因在X染色体上还是常染色体上，选择杂交的F1个体最好是
A野生型（雌）×突变型（雄）
B野生型（雄）×突变型(雌)
C野生型（雌）×野生型（雄）
D突变型（雌）×突变型（雄）
【解析】首先判断野生型是纯合子，因为如果野生型为Aa,那么不用突变，雌雄鼠杂交就能有突变性状的后代（突变基因在X染色体上也是一样）。
其次，若野生型是显性性状，即基因型为AA，突变后雌鼠为Aa,与野生型雄鼠杂交，F1雌雄鼠只有野生型，没有突变型（突变基因在X染色体上，F1中只有雄鼠有突变型）
所以，野生型只能隐形纯合子。
若选择野生型（雌）×突变型（雄）
若后代雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型；则突变基因在常染色体上
若后代雄鼠全为野生型，雌鼠全为突变性；则突变基因在X染色体上
【答案】A
变式4女娄菜是一种雌雄异株的高等植物，属XY型性别决定。其正常植株呈绿色，部分植株呈金黄色，且金黄色仅存在于雄株中(控制相对性状的基因用B、b表示)，以下是某研究小组完成的三组杂交实验及结果。
第Ⅰ组：绿色雌株和金黄色雄株亲本杂交，后代全为绿色雄株。
第Ⅱ组：绿色雌株和金黄色雄株亲本杂交，后代表现型及比例为：绿色雄株:金黄色雄株=1:1。
第Ⅲ组：绿色雌株和绿色雄株亲本杂交，后代表现型及比例为：绿色雌株:绿色雄株:金黄色雄株=2:1:1
①相对于植株绿色，女娄菜植株的金黄色是_________ 性状。
②根据第Ⅰ、Ⅱ组子代的表现型及比例推测，两组子代中均没有出现雌株的原因是______________________。
③请写出第Ⅲ组杂交实验的遗传图解。
【解析】从第I组遗传实验可确定，金黄色是隐性性状，第I组的亲本基因型为XBXB和XbY，第II组后代后代有金黄色雄株，说明亲代雌株的基因型为XBXb，同时候亲代雄株基因型为XbY，但子代没有出现雌株，说明亲代雄株没有产生Xb的配子，这样子代只有两种基因型：XBY（绿色雄株）、XbY（金黄色雄株）；第III组杂交实验，后代发生性状分离，说明亲代雌株基因型为XBXb，绿色雄株基因型为XBY，可写出遗传图解：
【答案】（1）隐性
（2）基因型为XbY的金黄色雄株不能产生基因型为Xb的配子，只能产生含Y染色体的配子（或答b基因使精子致死）。
（3）遗传图解
课时作业
1.美国遗传学家摩尔根，在野生型红眼果蝇中偶然发现了一只白眼雄果蝇，他用这只果蝇与野生型红眼果蝇进行杂交(实验Ⅰ)。结果F1全部为红眼。F1雌雄果蝇相互交配，F2雌果蝇全部为红眼，雄果蝇中红眼和白眼的比例为1∶1。这种现象不能用孟德尔的理论完全解释清楚。于是他继续做了下表所示的实验(Ⅱ、Ⅲ)：
组别 杂交组合 结果
Ⅱ F1红眼♀×白眼♂ 红眼♀∶红眼♂∶白眼♀∶白眼♂＝1∶1∶1∶1
Ⅲ 野生型红眼♂×白眼♀(来自实验Ⅱ) 红眼♀∶白眼♂＝1∶1
下列有关叙述不正确的是（ ）
A.实验Ⅱ可视为实验Ⅰ的测交实验，其结果表明F1红眼雌果蝇为杂合子
B.实验Ⅲ是实验Ⅰ的反交实验，正反交结果不同可确定其不属于核遗传
C.实验Ⅲ的结果表明野生型红眼雄果蝇的精子只有一半含有控制眼色的基因
D.对实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ最合理的解释是控制眼色的基因位于X染色体上
【解析】伴性遗传也会出现正反交结果不同，细胞质遗传不仅正反交结果不同，而且是母系遗传，实验Ⅲ不是母系遗传。
【答案】B
2．下列有关性别决定的叙述，正确的是（ ）
A．同型性染色体决定雌性个体的现象在自然界中比较普遍
B．XY型性别决定的生物，Y染色体都比X染色体短小
C．理论上含X染色体的配子和含Y染色体的配子数量相等
D．各种生物细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体
【解析】XY型性别决定是最常见的一种性别决定的方式，所以A项正确。果蝇的Y染色体比X染色体的长度要大。C项只适合雄性的生殖细胞。
【答案】A
3.下列有关性染色体的叙述正确的是（ ）
A.存在于所有生物的各个细胞中
B.其基因表达产物只存在于生殖细胞中
C.在体细胞增殖时从不发生联会行为
D.在次级性母细胞中只可能含一条性染色体
【解析】无性别区分的生物体内没有性染色体；性染色体的基因在体细胞中也可以表达；体细胞增殖进行的是有丝分裂，不发生同源染色体的联会行为；在减Ⅱ后期次级性母细胞中染色体加倍，存在两条性染色体。
4．在正常情况下，下列有关X染色体的叙述错误的是（ ）
A．女性体细胞内有两条X染色体
B．男性体细胞内有一条X染色体
C．X染色体上的基因均与性别决定有关
D．黑猩猩等哺乳动物也有X染色体
【解析】考查对性染色体及其遗传的理解。我们常见的动物(包括黑猩猩)，其性别决定大都为XY型，即雄性有XY两条异型性染色体，雌性有两条同型的X性染色体。性染色体在体细胞中成对存在，在减数分裂形成的性细胞中成单存在。性染色体上的基因有的与性别有关，有的与性别决定无关(如色盲、血友病等)。
【答案】C
5.对一对夫妇所生的两个女儿（非双胞胎）甲和乙的X染色体进行DNA序列的分析，假定DNA序列不发生任何变异，则结果应当是（ ）
A.甲的两条彼此相同、乙的两条彼此相同的概率为1
B.甲来自母亲的一条与乙来自母亲的一条相同的概率为1
C.甲来自父亲的一条与乙来自父亲的一条相同的概率为1
D.甲的任何一条与乙的任何一条都不相同的概率为1
【解析】根据性别决定可知，女性的两条X染色体一条来自父亲，一条来自母亲。而母亲有两条X染色体，父亲只有一条X染色体，若DNA的碱基序列不发生任何变异，则两个女儿从父亲那里获得的X染色体应该相同。在题目给出的选项中，选项C符合题意。
【答案】C
6.A和a为控制果蝇体色的一对等位基因，只存在于X染色体上。在细胞分裂过程中，发生该等位基因分离的细胞是（ ）
A.初级精母细胞B.精原细胞
C.初级卵母细胞D.卵细胞
【解析】A和a只存在于X染色体上，Y染色体上不含有对应的基因，则雄果蝇不含有等位基因，无所谓等位基因分离的问题，排除A、B。等位基因是随着同源染色体的分开而分离，发生在减数第一次分裂的后期，故发生等位基因分离的细胞是初级卵母细胞。
【答案】C
7．下列说法正确的是（ ）
①人群中的红绿色盲患者男性多于女性
②属于XY型性别决定类型的生物，XY(♂)个体为杂合子，XX(♀)个体为纯合子
③人类红绿色盲基因b在X染色体上，Y染色体上既无红绿色盲基因b，也无其等位基因B
④女孩是红绿色盲基因携带者，则该红绿色盲基因是由父方遗传来的
⑤男性红绿色盲基因不传儿子，只传女儿
A．③④⑤ B．①②④
C．②④⑤ D．①③⑤
【解析】色盲基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，男性体细胞内只有一条X染色体，女性体细胞内有两条X染色体。男性体内X染色体上携带致病基因时，就表现为患者，而女性体内只有两条X染色体上都携带色盲基因时才表现症状，所以男性患者多于女性患者。X、Y是指性染色体，而不是指基因，纯合子、杂合子是针对个体内的基因组成而言的。X、Y染色体形态结构不完全相同，存在同源区段和非同源区段，色盲基因b位于X染色体上的非同源区段内，在Y染色体上没有色盲基因及其等位基因。女孩体内有两条X染色体，分别来自父亲和母亲。男性色盲基因随X染色体只传给女儿，而不传儿子。
【答案】D
8.某男性色盲，他的一个次级精母细胞处于着丝点刚分开时，此时该细胞内可能存在（ ）
A.两个Y，两个色盲基因
B.两个X，两个色盲基因
C.一个X，一个Y，一个色盲基因
D.一个Y，没有色盲基因
【解析】男性色盲其基因型为XbY，其次级精母细胞中或含X染色体或含Y染色体，若含X染色体则着丝点分裂时含两条X染色体，两个色盲基因；若含Y染色体则着丝点分裂后应为两条Y染色体，不含色盲基因。
【答案】B
9.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄中均既有野生型，又有突变型。若要通过一次杂交试验鉴别突变基因在X染色体上还是在常染色体上，在F1中选择杂交的F1个体最好是（ ）
A.野生型(雌)×突变型(雄)
B.野生型(雄)×突变型(雌)
C.野生型(雌)×野生型(雄)
D.突变型(雌)×突变型(雄)
【解析】从题干信息中，后代中雌雄中均有野生型和突变型可知：突变个体为杂合体，突变性状为显性。可通过用野生型雌鼠和突变型雄鼠杂交，若是突变基因在X染色体上，则后代中雄鼠均表现野生型，雌鼠均表现突变型。若为常染色体基因突变，则后代的性状与性别无关。
【答案】A
10．雌雄异株的高等植物剪秋罗有宽叶和狭叶两种类型，宽叶(B)对狭叶(b)呈显性，等位基因位于X染色体上，其中狭叶基因(b)会使花粉致死。如果杂合宽叶雌株同狭叶雄株杂交，其子代的性别及表现型是（ ）
A．子代全是雄株，其中1/2为宽叶，1/2为狭叶
B．子代全是雌株，其中1/2为宽叶，1/2为狭叶
C．子代雌雄各半，全为宽叶
D．子代中宽叶雌株：宽叶雄株：狭叶雌株：狭叶雄株＝1∶1∶1∶1
【解析】杂合宽叶雌株的基因型为XBXb，产生XB、Xb两种卵细胞；狭叶雄株的基因型为XbY，产生Xb、Y两种花粉，Xb花粉致死，只有Y花粉参与受精，因此后代全部为雄株，1/2为宽叶，1/2为狭叶。
【答案】A
11．已知果蝇红眼对白眼为显性，其基因位于X染色体上，用A或a表示。如下图表示果蝇的减数分裂过程，请回答：
(1)图Ⅱ的细胞叫___________。
(2)若图示的果蝇与白眼果蝇杂交，后代中出现了红眼，请在Ⅰ图中标出眼色基因。
(3)如果图示的果蝇为红眼，图中Ⅲ的a与一只红眼果蝇的卵细胞结合产生了一只白眼果蝇，该果蝇的性别是___________。
(4)请用遗传图解表示出(3)的过程。
【答案】(1)次级精母细胞
(2)如右图
(3)雄性
(4)如下图
12.雌雄异株的高等植物剪秋罗有宽叶、窄叶两种类型(基因B对b为显性)。某科学家在研究剪秋罗叶形性状遗传时，做了如下杂交实验：
杂交(组) 亲代 子代
雌 雄 雌 雄
1 宽叶 窄叶 无 全部宽叶
2 宽叶 窄叶 无 1/2宽叶、1/2窄叶
3 宽叶 宽叶 全部宽叶 1/2宽叶、1/2窄叶
据此分析回答：
(1)根据第______________组杂交，可以判定______________为显性性状。
(2)根据第___________组杂交，可以判定控制剪秋罗叶形的基因位于______________染色体上。
(3)若让第3组子代的宽叶雌株与宽叶雄株杂交，预测其后代的宽叶与窄叶的比例为______________。
(4)第1、2组后代没有雌性个体，最可能的原因是____________________________________________________。
(5)为进一步证明上述结论，某课题小组决定对剪秋罗种群进行调查。你认为调查的结果如果在自然种群中不存在_____________________的剪秋罗，则上述假设成立。
【解析】(1)第3组杂交实验中，宽叶个体杂交出现了窄叶个体，说明宽叶为显性。(2)第3组杂交实验中，后代窄叶个体只有雄性个体，说明这对基因位于X染色体上，两个亲本的基因型为XBXb、XBY，后代会出现表中的结果。(3)第3组子代宽叶雌株有两种基因型XBXB、XBXb，宽叶雄株的基因型为XBY，第3组子代的宽叶雌株与宽叶雄株杂交，有两种杂交组合：1/2XBXB×XBY、1/2XBXb×XBY，前者后代全部为宽叶占全部后代的1/2，后者全部后代有1/8的窄叶、3/8的宽叶，因此后代宽叶∶窄叶＝7∶1。(4)第1、2组没有雌性个体，很有可能是窄叶基因b会使雄配子(花粉)致死，才会出现上述结果。
【答案】(1)3 宽叶
(2)3 X
(3)7∶1
(4)窄叶基因b会使雄配子(花粉)致死
(5)窄叶雌性
13.某生物研究性学习小组的同学对某地区人类的遗传病进行调查。在调查中发现甲种遗传病（简称甲病）在患有该病的家族中发病率较高，往往是代代相传；乙种遗传病（简称乙病）的发病率较低。以下是甲病和乙病在该地区万人中表现情况的统计表（甲、乙病均由核基因控制）。
表现型人数性别 有甲病、无乙病 无甲病、有乙病 有甲病、有乙病 无甲病、无乙病
男性 279 250 6 4465
女性 281 16 2 4701
请根据所给的材料和所学的知识回答：
（1）控制甲病的基因最可能位于__________________上，控制乙病的基因最可能位于________________上，主要理由是_________________________________。
（2）下图是在调查中发现的上述两种遗传病的家族系谱图。其中甲病与正常为一对相对性状，显性基因用A表示，隐性基因用a表示；乙病与正常为一对相对性状，显性基因用B表示，隐性基因用b表示。其中Ⅱ-3个体为纯合子。请根据家族系谱图回答下列问题：
①Ⅲ－12基因型为____________________________。
②假设Ⅲ－12与Ⅲ-13结婚，则他们生一个患一种病的孩子的概率为_______________________，生一个正常男孩的概率为__________________________。
③如果Ⅲ—9与一个只患甲病的男子结婚生下一个女孩，且为乙病患者，说明患病原因：____________________________________________________________________________________。
答案（1）常染色体X染色体甲病男女患者人数基本相同，乙病男患者远多于女患者
（2）①AAXBY或AaXBY ②2/31/24?③最可能的原因是患甲病的男子在有性生殖产生配子的过程中，X染色体上的显性基因B突变成为隐性基因b；当Ⅲ-9的基因型为XBXb时，产生的基因型为Xb的卵细胞和上述Xb的精子结合，就出现了女孩是乙病患者的情况
第六单元 遗传的物质基础
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
总结人类对遗传物质的探索过程概述DNA分子结构的主要特点说明基因和遗传信息的关系概述DNA分子的复制概述遗传信息的转录举例说明基因与性状的关系阐明减数分裂的特点举例说明配子的形成过程举例说明受精作用过程 阐明减数分裂的特点举例说明配子的形成过程举例说明受精作用过程比较细胞的有丝分裂和减数分裂掌握DNA是遗传物质的探究实验的思路、方法和结果掌握DNA分子的组成单位、构成方式及特点掌握DNA分子复制的过程及所需条件解释碱基互补配对原则及生物学意义说明DNA分子的多样性和特异性简述基因的概念概述遗传信息的转录和翻译过程说明基因控制性状的原理说出中心法则及其发展说明染色体、DNA、基因三者之间的关系
考纲分析解读和复习指导
比较有丝分裂和减数分裂，是复习减数例一节的重点和难点，要全面复习，不仅仅是区分一下细胞图，判断一下时期。还应从细胞类型、发生的时期等方面进行复习。
关于DNA是主要的遗传物质一节，主要是要理解科学家进行这些实验时的目的、思路、方法和得出的结论。以及DNA是主要遗传物质结论的得出。
关于DNA分子的结构，关键是要掌握碱基互补配对原则的方式及用碱基互补配对原则进行相关计算。
关于DNA分子的复制，除了掌握过程和条件外，还要理解半保留复制的应用。
列表比较是复习DNA分子复制、转录和翻译的最好方法之一，在比较这三个过程基础上，可进一步加入逆转录和RNA复制的比较。
中心法则的复习，一方面要掌握中心法则的内容，另一方面要掌握中心法则的发展及不同生物遵循的中心法则。
基因控制性状的原理，虽然内容不多，但是非常容易考查的内容，准确表述基因控制性状的两种方式是复习的重点第28课时 人体的内环境与稳态
知识网络
基础梳理
一、体内细胞生活在细胞外液中
1.体液：由__________和_________组成。
2.内环境是由______________构成的液体环境。由_____ _____、____________、______________组成
二、细胞外液的成分
1.血浆的主要成分包括90%的_________、以及蛋白质、无机盐以及血液运送的物质。其中_________的含量远高于组织液和淋巴中的含量。
2．细胞外液本质：是一种__________，类似于海水这在一定程度上反映—生命起源于____________。
三、细胞外液的理化性质
1．渗透压：血浆渗透压的大小主要与_________、_____ ________的含量有关。其中渗透压的90%以上来源于__________
2．酸碱度：正常人的血浆近中性，pH为___________。
3．温度：一般维持在__________左右。
四、内环境与外界环境的关系
内环境是______与外界环境进行_____的媒介。
五、内环境的动态变化
1．体温变化规律：正常情况下，不同人的体温，会因_____ _________、__________等不同而存在个体差异；同一个人的体温在一日内也有变化，但一般不超过________。
2．稳态：正常机体通过_______，使各个器官、系统____________ 共同维持内环境的________叫做稳态。
六、对稳态调节机制的认识发展
1．观点
（1）贝尔纳（法）认为：内环境的恒定主要依赖于_________ 的调节
（2）坎农（美）认为：内环境稳态是在___________和_________ 的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的
（3）目前认为, _____________调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
2．调节能力：有一定限度，当外界环境的变化_________，或人体自身的调节功能____________时，内环境的稳态就会遭到破坏。
七、内环境稳态的重要意义
内环境稳态是机体进行正常生命活动的____________。
考点突破
考点一 体液、细胞内液与内环境
各组分之间的关系
体液的组成及它们的含量、物质交换可以用上面的示意图表示。细胞内液可以用组织液互相交换，组织液可以和血浆互相交换。从含量看，细胞内液大约占2/3，细胞外液大约占1/3；在细胞外液中，组织液大约占4/5，血浆占1/5，而淋巴含量很少。
内环境的重要作用：体内细胞只有通过内环境，才能与外界发生物质交换
血浆的重要作用：血浆位于血液中，是与外界环境进行物质交换必需的。与此有关的系统除了循环系统外，还有消化系统、呼吸系统、泌尿系统和皮肤。通过消化系统和循环系统，人体可以从外界获得营养物质，通过呼吸系统和循环系统，人体可以从外界获得氧气，同时把二氧化碳排出体外，通过泌尿系统和皮肤，人体可以排出尿素等代谢产物，以及部分的水和无机盐。
注意以下几点
（1）单细胞生物无内环境
（2）人体内消化道、呼吸道和外界是直接相通的，其中的液体不属于内环境，排出的尿液、泪液等也不属于体液。
（3）内环境的成分：①水；②蛋白质；③无机盐；④血液运送的各种营养物质，如脂质、氨基酸、维生素、葡萄糖、核苷酸等；⑤血液运送的各种代谢废物，如尿素、尿酸、氨等；⑥血液运送的气体、激素，如O2，CO2、胰岛素等；⑦其它如维生素、神经递质等：
（4）不属于内环境的成分：①血红蛋白；②载体蛋白；③呼吸酶；④H202酶；⑤DNA复制、转录、翻译有关的酶；⑥突触小泡内神经递质。
（5）特殊细胞的内环境：①毛细血管壁细胞——血浆和组织液；②毛细淋巴管壁细胞——淋巴和组织液；③组织细胞（指
除血细胞、淋巴细胞和上述两种细胞之外的其它细胞，如肝脏细胞、肾小管上皮细胞、消化道上皮细胞、皮肤表皮细胞等）——组织液。
（6）白细胞可穿过毛细血管壁进入组织液，但红细胞不能。
（7）能在内环境中发生的化学反应：①血浆pH的调节；②抗体与抗原的识别及结合；③神经递质与受体结合；④组织胺使毛细血管扩张。
例1.下列属于人体内环境的组成成分是
①血浆、组织液和淋巴 ②血红蛋白、02和葡萄糖
③葡萄糖、C02和胰岛素④激素、突触小泡和氨基酸
A．①③ B．③④ C．①② D．②④
【解析】血红蛋白位于红细胞内，突触小泡位于神经细胞内，因此②④都不符合，选A。
变式1．(2010．汕头模拟)下列各组化合物中全是内环境成分的是
A．02、C02、血红蛋白、H+、
B．H2 02酶、抗体、激素、H20
C．纤维蛋白原、Ca2+、载体
D．Na+、HPOi-、葡萄糖、氨基酸
【解析】血红蛋白只能在红细胞内，过氧化氢酶也只能在细胞内，载体位于细胞膜上，都不能在内环境中。
【答案】D
变式2．通常情况下，在人体内环境中不可能出现的物质是
A．神经递质 B．胰岛素
C．抗体 D．胰蛋白酶
【解析】神经递质、胰岛素、抗体都可由细胞分泌到组织液和血浆中，而胰蛋白酶在细胞内合成后，分泌到消化道中，不是内环境。
【答案】D
考点二 内环境的稳态
1.内环境中的化学成分（主要是血浆中的）对稳态的影响
(1)Ca浓度过低----抽搐
(2)Ca浓度过高----肌无力
(3)尿素等代谢产物过多----尿毒症
(4)缺氧----乳酸过多，引起乳酸中毒
2.渗透压对稳态的影响
渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。
血浆渗透压的改变会导致组织水肿。
关于组织水肿产生的原因
组织水肿是由于组织液过多引起的，从原因看，有四大类：
1.组织液渗透压升高：代谢速度加快，代谢废物积累导致组织液渗透压升高，进而引起组织液增多
2.血浆渗透压降低：(1)营养不良：血浆蛋白含量过少，血浆渗透压降低，血浆中大量水分透过毛细血管壁而进入组织间隙引起组织水肿。(2)肾小球肾炎等疾病：人体患某些疾病时（如肾小球肾炎、肝炎等）会引起血浆蛋白流失到组织间隙或透过肾小球毛细血管管壁进入原尿造成血浆蛋白减少，血浆渗透压下降进而引起组织水肿。
3.血管壁通透性变化，如过敏反应：当过敏原引起过敏反应而导致毛细血管壁通透性加强，从而使血浆蛋白透过毛细血管壁进入组织间隙，引起组织液渗透压升高，也会促使水分过多地进入组织液导致组织水肿。
4.淋巴循环受阻：当淋巴管阻塞（如丝虫寄生）或淋巴循环受阻时，将导致组织液不能顺利形成淋巴而积聚于组织间隙，将会最终引起组织水肿。
3.血浆pH
(1)正常人的血浆近中性，pH为7.35—7. 45。
(2)维持酸碱平衡的因素：存在缓冲对，如H2C03/NaHC03、 NaH2P04/Na2HP04等。
(3)血浆pH调节的过程
简单地说，当酸性物质进行血浆，与血浆中的碱性缓冲物质反应，同样道理，碱性物质进入体，可以与血浆中的酸性缓冲物质反应，而人体能将反应产生的物质通过呼吸系统和泌尿系统排出体外。
4.温度
人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。人体内酶的最适温度也是37℃左右。温度过高或过低都会影响酶的活性，从而影响人体的新陈代谢。
例2、根据下图判断，正确的描述是( )
①于组织细胞的正常生理活动，过程a较过程b和c更为重要
②组织液中的C02有害无益
③组织液中的物质是有变化的
④过程b或c受阻可导致组织水肿
A①③ B．①② C②④ D．③④
【解析】图中a、b、c三个过程对于维持内环境的稳态是同等重要的，通过三个过程使得组织液中的物质不断进行交换；过程b或c受阻可导致组织液过多，出现组织水肿；组织液中一定浓度的C02可以维持呼吸中枢的兴奋，COz浓度太低呼吸中枢处于抑制状态。答案为D。
变式3.（长时间运动引起机体缺氧时，血液pH的变化趋势、引起pH变化的物质、能起缓冲作用的物质分别是
A．降低、C02、Na2C03 B．降低、乳酸、NaHC03
C．升高、C02、H2C03 D．升高、乳酸、NaHC03
【解析】长时间缺氧，细胞进行无氧呼吸，将产生大量乳酸，进入血浆中，血浆pH会降低，此时，需要血浆中的碱性物质发挥作用。
【答案】B
变式4.剧烈运动时，血浆中乳酸大量增加而pH基本不变。对此现象的解释不正确的是
A．血浆是一种缓冲溶液体系
B．乳酸与NaHC03反应生成弱酸HZC03
C．H2 C03分解成C02可经呼吸系统排出
D．大量乳酸进入血液后，马上被稀释或被彻底分解
【解析】血浆中的缓冲物质是和乳酸反应，乳酸在血浆中并未被分解，而稀释对pH的影响是很小的。
【答案】D
变式5.右图表示人体的皮下组织，A、B、C表示细胞外液。下面诸多因素中，可能引起病人组织水肿的是( )
①周围的管壁破损
②长期蛋白质营养不足
③淋巴管阻塞 ④花粉等过敏原引起毛细血管的通透性增加 ⑤肾炎导致血浆蛋白丢失
A．①②③ B．②③④
C．①③⑤ D．①②③④⑤
【解析】营养不良和肾病导致血浆蛋白流失会导致血浆渗透压降低，水分大量进入组织，引起组织水肿；管壁破裂和毛细血管壁增加，也导致大量血浆进入组织液，使组织液增加；淋巴管阻塞会使组织液返回淋巴管受影响，从而使组织液相应增多。
【答案】D
考点三 稳态的调节机制
1.关于内环境稳态的现代观点：内环境稳态的调节是一种反馈调节，神经--体液--免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
2.稳态的实质：稳态是指内环境中的化学成分和理化性质处于一种相对稳定的状态，内环境保持动态平衡。
3.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏。
4.内环境稳态意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
(1)血糖正常——保证机体正常的能量供应；
(2)体温、pH相对恒定——酶活性正常，细胞代谢正常；
(3)渗透压相对稳定——细胞维持正常的形态和功能。
例3．下列有关内环境稳态的叙述中，正确的是
A．用盐酸滴定等量人体血浆与0. 9%的NaCl溶液时，两者的pH变化相同
B．内环境稳态是机体在神经系统的调节下，通过各个器官、系统的协调活动共同维持的
C．在正常情况下，内环境的各项理化性质是保持不变的
D．在正常情况下，内环境的各项理化性质是经常处于变动之中的，但都保持在适宜的范围内
【解析】血浆是一种缓冲液，加入酸或碱后，其pH变化很小，而NaCl溶液没有这个能力，加入酸或碱后pH会有明显的变化；现代观点认为，内环境的稳态调节机制是由神经--体液--免疫调节网络进行调节的；内环境的各项理化性质在一定范围处于波动状态，因此，选D。
变式6.人体内细胞外液构成的液体环境称为内环境，内环境的稳态是细胞生活所必需的。下列说法错误的是
A．渗透压的稳定遭到破坏，必然会引起代谢紊乱
B．pH和温度的稳定，都给酶正常发挥催化作用创造了条件
C．免疫系统识别并清除异物、外来病原微生物也是维持内环境稳态的机制
D．内环境稳态是在神经和体液调节的共同作用下维持的， 体液调节占主导地位
【解析】根据对稳态的最新认识，稳态不但需要神经和体液的调节，还需要免疫调节。在神经调节和体液调节中，神经调节占主导地位。
【答案】D
课时作业
1．下列物质中，可在血浆中找到的有（ ）
A．甲状腺激素、氧、尿素、小分子蛋白质
B．氨基酸、纤维素、CO2、Na＋
C．胃蛋白酶、Ca2＋、脂肪、葡萄糖
D．呼吸酶、脂肪酸、尿酸、胆固醇
【解析】B项中的纤维素，C项中胃蛋白酶，D项中的呼吸酶在血浆中找不到，当然它们也不属于内环境的成分。
【答案】A
2.下列过程，哪些不是发生在内环境中的生理生化反应（ ）
①神经递质和激素的合成
②抗体和抗原的特异性结合
③丙酮酸氧化分解成二氧化碳和水
④神经递质和突触后膜受体的作用
⑤乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸
⑥蛋白质在消化道中的消化分解
A.②④⑤B.②⑤⑥
C.①③④D.①③⑥
【解析】神经递质在神经元的细胞内合成，激素在核糖体或是细胞质中合成；丙酮酸氧化分解成二氧化碳和水发生在线粒体中；消化道不属于内环境；因此①③⑥不是在内环境中进行的。抗体和抗原的特异性结合发生在血浆或是组织液中，神经递质和突触后膜受体的作用发生在神经元之间的组织液中，乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸发生在血浆中。
【答案】D
3．关于人体内环境的下列叙述中，正确的是（ ）
A．血红蛋白、氧、氨基酸均属于内环境的组成成分
B．毛细淋巴管的具体内环境是血浆、组织液与淋巴
C．唾液、抗利尿激素均可以存在于内环境中
D．皮肤角质层细胞游离于内环境之外
【解析】内环境是人体内组织细胞赖以生存的液体环境，组织细胞只有通过内环境，才能间接地与外界环境进行物质交换。简单地讲，内环境是指细胞外液，而不是细胞内液。正常情况下，血红蛋白只存在于红细胞内，而葡萄糖、氨基酸、二氧化碳及氧均可存在于血浆中。毛细淋巴管的具体内环境是组织液与淋巴。唾液存在于口腔中，因而不属于内环境。皮肤角质层细胞是死细胞，无需物质交换与能量供应。
【答案】D
4．下图为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．①③都必须通过消化系统才能完成
B．人体的体液包括内环境和细胞外液
C．细胞与内环境交换的④为养料和氧气
D．⑥可表述为：体内细胞可与外界环境直接地进行物质交换
【解析】(1)直接与物质交换有关的系统为：呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统，图中①②③依次需通过消化系统、呼吸系统和泌尿系统。在物质交换过程中起调节作用的系统有神经系统和内分泌系统。(2)人体的体液包括细胞外液和细胞内液，由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。(3)细胞与内环境直接交换的④为养料和氧气，⑤为CO2及H2O、无机盐、尿素等废物。(4)⑥可用简明语言表述为：体内细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换。
【答案】C
5.右图为人体的某组织示意图，其中1毛细血管壁，2红细胞，3血浆，4细胞质基质，5组织液，据图判断下列说法中正确的是（ ）
A．图中二氧化碳浓度最高的部位是5
B．当3的渗透压升高时，抗利尿激素的分泌增多
C．过敏反应的抗体主要分布在3和5中
D．3和5中的各种成分可以相互渗透
【解析】图中二氧化碳浓度最高部位是4；过敏反应的抗体分布在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞表面；3和5中除大分子物质如蛋白质之外，其余成分可以相互渗透。
【答案】B
6．下图为正常人体内肝细胞与内环境之间物质交换的示意图，其中①②③④分别表示体液的成分，下列有关说法错误的是（ ）
A．反应“C6H12O6→CO2＋H2O”可发生在③中
B．体液①中含有胰岛素和血浆蛋白
C．图中②③构成了肝细胞生存的直接内环境
D．正常情况下，①②④的化学成分和理化性质保持动态平衡
【解析】根据题干①②③④分别表示体液的成分，可以判断①是血浆，②是组织液，③是细胞内液，④是淋巴。肝细胞生存的内环境为组织液，③属于细胞内液。正常的细胞(成熟红细胞除外)都能够进行“C6H12O6→CO2＋H2O”反应。
【答案】C
7．下列有关机体稳态意义的叙述中，不正确的是（ ）
A．酶促反应需要稳定的环境
B．当稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢的紊乱
C．稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
D．内环境的成分是稳定不变的
【解析】稳态是相对稳定的状态，不是恒定不变的。
【答案】D
8.下面罗列的诸多因素中，可能引起病人组织水肿的是（ ）
①c周围的管壁破损②长期蛋白质营养不足③淋巴管阻塞④花粉等过敏原引起毛细血管的通透性增加⑤肾炎导致血浆蛋白丢失
A.只有①②③B.只有②③④
C.只有①③⑤D.①②③④⑤
【解析】组织水肿是由组织液过多引起的，导致组织液过多的原因有：过敏反应、肾炎、营养不良、淋巴管阻塞以及毛细血管壁破损等。
【答案】D
9.下列有关内环境和稳态的说法，不正确的是（ ）
A.血浆中蛋白质含量明显高于淋巴和组织液
B.人体内环境pH、渗透压等保持相对稳定是细胞正常代谢所必需的
C.个体稳态的实现是神经系统、内分泌系统和免疫系统等共同调节的结果
D.葡萄糖、胰岛素、淋巴因子和胰蛋白酶都属于人体内环境的成分
【解析】胰蛋白酶由消化腺分泌到消化道中，不属于内环境成分；血浆蛋白、淋巴因子、葡萄糖、胰岛素在均属于内环境的成分。人体内环境pH、渗透压等保持相对稳定是细胞正常代谢所必需的；个体稳态的实现是神经系统、内分泌系统和免疫系统等共同调节的结果。
【答案】D
10.人体内细胞外液构成的液体环境称为内环境，内环境的稳态是细胞生活所必需的。下列说法错误的是（ ）
A.渗透压的稳定遭到破坏，必然会引起代谢紊乱
B.pH和温度的稳定，都给酶正常发挥催化作用创造了条件
C.免疫系统识别并清除异物、外来病原微生物也是维持内环境稳态的机制
D.内环境稳态是在神经和体液调节的共同作用下维持的，体液调节占主导地位
【解析】内环境稳态的维持需要神经—体液—免疫网络的调节。内环境渗透压、pH和温度等保持在适宜范围之内，为组织细胞的正常代谢创造了条件，这种稳态遭到破坏后，酶就不能正常发挥催化作用，会引起细胞代谢紊乱。
【答案】D
11．根据下面人体体液分布及物质交换示意图回答问题：
(1)水由消化道进入A，即过程b是以______________方式进行的。
(2)人体细胞的内环境包括图中的__________________(只写字母)，其中A中的水以_________________的形式进入消化道。
(3)A中代谢废物的排出途径除图中的表示外，还应有_________________。A和B的交换是通过__________________进行的。
(4)过程d和e物质交换方向的不同处在于：前者_______________，后者_______________。
(5)过程d和c依次表示水分的________________作用。
(6)E与A相比，E中不含有的成分是_______________。
答案.(1)渗透
(2)A、B、D 消化液
(3)皮肤 毛细血管壁
(4)双向 单向
(5)渗透作用和重吸收
(6)大分子蛋白质
12．请根据下图回答下列问题：
(1)若某人长期营养不良，血浆中蛋白质降低，会引起图中[]________的液体增多，其结果将会引起组织水肿。
(2)若某人患镰刀型细胞贫血症，则形态发生变化的是图中[]________，引起这种变化的根本原因是____________；此病主要是影响人体有氧呼吸第________阶段。
(3)胰腺组织细胞可以分泌胰液、胰岛素和胰高血糖素，其中______________可以进入血液，参与糖类代谢的调节。
【解析】图中①为淋巴，④为血浆，⑥为组织液。当血液中蛋白质降低时，组织液增多，引起组织水肿；图中⑤为红细胞，当发生基因突变后会出现镰刀型细胞贫血症，患者携带、运输氧的能力下降，影响有氧呼吸第三阶段；胰岛素和胰高血糖素属于内环境的化学组成。
【答案】(1)⑥组织液(2)⑤红细胞基因突变三(3)胰岛素和胰高血糖素
13．血液中的红细胞源源不断地为人体组织细胞输送氧气。血浆中无机盐含量的相对稳定对于维持红细胞正常的结构与功能至关重要，为患者输液治疗时必须考虑生理盐水的浓度。请完善下列相关实验。
(1)实验目的：________________________________。
(2)实验材料：略。
(3)方法步骤：①取7支洁净试管，分别编号为1～7号，分别加入2mL浓度为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%的____________及蒸馏水，并各加入2滴抗凝剂(或柠檬酸钠)。
②将左手无名指消毒，用消毒的采血针刺破皮肤，用小滴管吸血。
③向1～7号试管中分别滴入1滴血，摇匀，放置5min。
④分别取7支试管中混合液各1滴，置于7张洁净的已编号的载玻片上，做成临时装片，在显微镜下镜检，观察____________________________________________。
(4)预期结果及分析：
①如果红细胞在0.9%NaCl溶液中____________________，
生理盐水的浓度应该大于0.9%。
②如果红细胞在0.9%NaCl溶液中____________________，
生理盐水的浓度应该等于0.9%。
③如果红细胞在0.9%NaCl溶液中____________________，
生理盐水的浓度应该小于0.9%。
(5)讨论：
①某学生配制生理盐水时，由于操作不规范致使溶液浓度偏低，他的探究结果会__________________。
②为了使实验结果更精确，可采取什么样的实验措施？
________________________________________________________________________。
③生理盐水与体液为等渗溶液，过多注射是否会影响细胞的正常功能？为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】人的体液中无机盐离子的浓度与0.9%的生理盐水浓度相当，为等渗溶液。低于该浓度组织细胞会因吸水而涨破，反之则会失水皱缩。输液量过大，尽管是体液的等渗溶液，也会由于Na＋、Cl－的过多输入引起无机盐离子的稳态紊乱，从而影响细胞的正常功能。生理盐水中，只有钠离子的浓度和血浆中Na＋浓度近似，而氯离子的含量却远远高于血浆中Cl－浓度(生理盐水的氯离子浓度是血浆中的氯离子浓度的1.5倍)，输液过多的结果，可使氯离子在体内迅速增多。生理盐水与体液为等渗溶液，但是成分差别非常大：①Cl－水平明显高于血浆；②缺少正常血浆中的几种物质(如钾、钙、镁)和葡萄糖；
③缺少血浆中维持正常pH所需的缓冲剂。
【答案】(1)探究人的生理盐水的浓度(3)①NaCl溶液④红细胞形态的变化，并记录结果(4)①吸水涨破②形态没有明显变化③失水皱缩(5)①偏高②分组更精细一些③会影响。生理盐水的过多注入会打破无机盐离子的稳态，进而影响细胞的正常功能第7课时 降低化学反应活化能的酶
知识网络
基础梳理
一、酶的作用和本质
1、细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，统称为___________。
2、在化学反应中，分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态时所需的能量称为__________。
3、酶具有催化作用的原因是_____________________。
4、酶的完整定义是：______________________________ ____________________________。
二、酶的特性
1、酶具有高效性。高效性是和___________相比，原因是________________________。
2、酶具有专一性。每一种酶只能催化_______或________化学反应。
3、酶的作用条件较为温和。温度偏高或偏低，pH偏高或偏低，酶活性都会明显__________，当温度过高、pH过高或过低，都会导致_____________________，从而导致酶________。
三、比较过氧化氢在不同条件下的分解的探究实验
1、实验分4组。取4支试管，各加入2mL过氧化氢溶液。
2、1号试管放在室温条件下，2号试管放在90℃的水浴中，____号试管放出的气泡多。说明____________________。
3、3号试管中加入2滴FeCl溶液，4号试管中加入2滴肝脏研磨液。比较1、3、4三支试管，放出气泡情况是：___号最多，_____号次之，______号最少。说明___________ __________________________________________。
4、实验中，因变量是____________________________。1号试管和2号试管对照，自变量是______________，1、3、4号试管对照，自变量是________________________。
四、探究影响酶活性的条件
（一）探究温度对唾液淀粉酶活性的影响
1、唾液淀粉酶是在人的口腔中催化淀粉分解的，由此，你可以猜测，唾液淀粉酶在________条件下，催化能力较高。
2、实验应设置3组，自变量是________。恰当的设置方法是第1组____________，为便于控制，通常设置为______，第2组__________，第3组______________，为便于控制，通常设置为________。
3、实验的因变量是________________________，检测的方法是_________________________________________ _______________。预期的结果是_____________________ _____________。
（二）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
1、过氧化氢酶是从肝脏中获取的，根据肝脏细胞的环境，你可以猜测，过氧化氢酶在__________条件下，催化能力较高。
2、实验也分3组，自变量是_________。恰当的设置方法是第1组_________，第2组_________，第3组________，为实现这一目的，一般采取的措施是_________________ _________________________。
3、实验的因变量是_______________，预测结果是______ ________________________。
考点突破
考点一： 关于酶的探索
1、1773年，意大利科学家斯帕兰札尼把一个放有肉块的小金属笼子让鹰吞下，一段时间后取出小笼子，发现肉块消失。由此，改变了人们关于消化是单纯的由于消化道蠕动进行的消化（后人称为物理性消化）的观点，使人认识到消化还与消化道内的物质有关（后人称为化学性消化）。
2、19世纪，科学家对酵母菌发酵进行了探讨。巴斯德认为发酵是由酵母细胞完成的，而同时期的李比希则认为发酵是酵母细胞中的物质完成的。两个人虽然观点不同，但都改变了人们关于发酵与生物无关的观念。
3、为了解决巴斯德和李比希的观点谁正确，毕希纳设计实验，破坏酵母细胞，过滤细胞中的物质进行实验。这种实验方法是生物学实验中最常见的方法：要想证明是细胞在起作用还是细胞中的物质在起作用，就设法将细胞中的物质提取出来，观察结果，若结果和有细胞存在时相同，说明是物质在起作用，若结果和有细胞时不同，说明是细胞本身在起作用。毕希纳通过实验发现，在提取液作用下，发酵过程也发生了，由此他得出结论，发酵是由细胞中的物质引起的，也就是李比希的观点是正确的。他第一个提出的“酶”这一名词，他把酵母细胞中能引起发酵的物质称为“酿酶”。
4、1926年，美国科学家萨姆纳提取出脲酶，并分析出它的本质是蛋白质。后来也有很多酶被相继提取并分析成分也是蛋白质。
5、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用。
考点二、关于酶的作用及本质
1、酶的作用是降低化学反应的活化能，这是催化剂的特点，催化剂的作用就是降低化学反应的活化能。在无催化剂的条件下，很多化学反应需要在高温条件下才能发生，这时，温度给反应提供了活化能。这些材料说明，酶是一种催化剂，其作用是催化作用。如果在生物体内没有酶，大多数反应都不能发生，极少数反应还是能发生的，只不过反应速度很慢。
2、酶具有高效性是和无机催化剂比较的，是因为酶能降低的活化能比无机催化剂要高。
例1、下列有关酶的叙述，正确的是
A. 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C. 细胞质基质中有催化葡萄糖分析的酶
D. 细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
【解析】只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA，在细胞质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA和RNA，在DNA复制以及转录及RNA的过程中需要解旋酶，因此，属于细胞质的叶绿体和线粒体中存在作用于DNA的解旋酶。
【答案】C
变式1、下列关于酶的叙述中，正确的是
A. 人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
B. 酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C. 与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中
D. 酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性
【解析】酶可以在细胞内起催化作用，也可以在细胞外进行催化，但主要是在细胞内；胞外酶需要内质网和高尔基体的加工和分泌，但胞内酶不需要，生物体的酶大多数是胞内酶；任何活细胞都能合成酶，不仅仅是腺细胞。
【答案】C
3、关于酶的本质，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在提到酶的本质时，必须注意这一点，即是不所有的酶都是蛋白质。但是，高中课本中讲到的所有酶，包括在选修课本中讲到的基因工程中的各种酶，都是蛋白质。这里的意思是，如果是酶的整体，要考虑RNA，如果是具体的一种酶，是不再考虑RNA。有关进一步分析如下表
化学本质 绝大多数是蛋白质 极少数是RNA
基本单位 氨基酸 核糖核苷酸
所含元素 C、H、O、N、S等 C、H、O、N、P
合成场所 核糖体 细胞核
4、酶是由活细胞产生的。（1）酶都是由活细胞产生的，（2）凡是活细胞都能产生酶。这句话不但体现了酶的来源，还反映了活细胞的特征。
5、酶发挥催化作用的场所非常广泛，可以在细胞内，也可以在细胞外。可以在体内，也可以在体外。细胞内的各个场所，都有酶，如细胞质基质、细胞器、细胞核，甚至在细胞膜上，也都有很多的酶。但细胞质基质中的酶的种类和数量最多，因此，细胞质基质是细胞新陈代谢的主要场所。
例2、溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适PH在5.0左右，下列叙述错误的是
A、溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的
B、溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新
C、细胞质基质中的酶被转运到溶酶体内需消耗能量
D、正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用
【解析】水解酶属于蛋白质，是在核糖体上合成的，溶酶体属于生物膜系统，在消化细胞内的物质时要吞噬这些物质，形成具有消化作用的小泡，所以溶酶体执行功能时要发生膜成分的更新，酶的转运是通过膜的流动性实现的，需要消耗能量，正常状态下机体也要产生衰老、凋亡细胞，死亡后溶酶体要对他们进行分解消化。
【答案】D
变式2、如下图表示pH、温度与反应物剩余量的关系，据图判断下列分析中正确的是
A．该酶的最适pH为8
B．温度从0→M变化过程中，酶的活性逐渐降低
C．pH从6升高到8，酶的最适温度不变
D．pH从6升高到8，酶的活性先升高后降低考点
【解析】此图反映了温度和pH两个因素对酶活性的影响，从三组实验看，pH为8时，酶的活性高于其它两组，但三组实验太少，不能证明8是最适pH；温度从0→M变化过程中，酶的活性逐渐升高；三种pH条件下，酶的最适温度不变，都为M。
【答案】C
三、关于酶的实验
酶的实验，有两个最突出的内容，一是分组，二是变量控制。探究酶的高效性和影响酶活性的因素中都有这些基本内容。
1、分组。
目的 组数 方案设置
证明酶具有催化作用 2 加酶不加酶
证明酶具有高效性 2 加酶加无机催化剂
证明酶具有催化作用且有高效性 3 加酶加无机催化剂不加酶和无机催化剂
探究温度对酶活性的影响 3 偏低温度适宜温度偏高温度
探究pH对酶活性的影响 3 偏小pH（多为酸性）适宜pH（多为中性）偏大pH（多为碱性）
2、关于无关变量控制
（1）不论哪个实验，加的反应物量应是相同的，即在研究酶的专一性时，加入不同的反应物，量也应该相同。
（2）加酶和加无机催化剂时，加的量应相同。
（3）调节pH时，加的酸或碱的溶液的量应是相同的。
（4）至于对照组是否也应加入等量的蒸馏水，应根据加入酶（无机催化剂）的量、调节pH时加入的酸、碱量决定，如果以上物质加几滴，则对照组蒸馏水可加可不加，实验试剂给了就要加，不给就不加，但如果这些物质加入都较多，如1mL及以上，则对照组必须要等量的蒸馏水。
（5）关于研究温度影响酶活性时，反应前的保温问题。这个问题同样是在加入酶量较多时才需要去考虑，若加入酶少，加入酶后温度不会改变。如在3mL淀粉溶液中加入2滴淀粉酶，不论原来淀粉溶液是什么温度，都不会有明显的改变，但如果加入的酶量多，就必须要保温，如在2mL淀粉溶液中加入1mL淀粉酶溶液，若淀粉溶液已加热到40℃，而室温是25℃，两者混合，温度将降为35℃.而不是预定的40℃.当然更不能先混合，再将温度改变到预定的温度，因为反应在未达到预定温度时就开始发生了，从而造成误差，引起误判。如100℃时，淀粉酶是失去活性的，但在室温条件下将淀粉与淀粉酶溶液混合，再升高至100℃，升高过程中淀粉会有一定量的分解，因此，这个实验不能说明100℃时酶失去活性。正确的方法是：先将酶和反应物分别保温到预定温度（如100℃，方法是控制时间，如5min），再将二者混合，然后再保温一段时间，让它们反应，再观察实验结果。
3、关于因变量的观察
（1）过氧化氢的分解——气泡放出的速度和量
（2）淀粉的分解——用斐林试剂检验生成物或用碘液检验底物
（3）蔗糖的分解——用用斐林试剂检验生成物
（4）蛋白质的分解——由于无法用试剂检验底物（底物分解即使结束，还有蛋白酶也是蛋白质将会仍然存在），一般常观察固体蛋白质的分解消失情况。
例3、为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：
试管编号实验步骤 1 2 3 4
1%NaCl溶液（mL） 1
1% CuSO4溶液（mL） 1
1% Na2SO4溶液（mL） 1
蒸馏水（mL） 1
pH6.8缓冲液（mL） 1 1 1 1
1%淀粉溶液（mL） 1 1 1 1
唾液淀粉酶溶液（mL） 1 1 1 1
各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管，加入1%碘溶液0.1mL
观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色
（1）实验中加入缓冲液的作用是__________。
（2）分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是____ _，其中对酶活性有抑制作用的离子是______，对酶活性有促进作用的离子是________。
（3）该实验中设置4号试管的目的是________________；设置3号试管的目的是______________________。
（4）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【答案】
（1）维持反应液中pH的稳定
（2）Cl-和Cu2+ Cu2+ Cl-
（3）对照 确定Na+ 和SO42－对唾液淀粉酶催化活性是否有影响
（4）深砖红色 无砖红色 浅砖红色 浅砖红色
斐林试剂中有Cu2+，其可抑制唾液淀粉酶的活性
变式3、下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是
选项 实验目的 实验设计
A 验证pH对酶催化速率的影响 向三支试管分别依次加入1mL新鲜唾液、2mL3%的可溶性淀粉溶液，再均加入1mL不同pH的缓冲液，适宜温度保温5min后用斐林试剂检验
B 验证酶的催化作用具有专一性 实验组：2mL3%的可溶性淀粉溶液+1mL新鲜唾液，保温5min后碘液检验对照组：2mL3%的蔗糖溶液+1mL新鲜唾液，保温5min后碘液检验
C 探究酶作用的适宜温度 5mL3%的可溶性淀粉溶液+2mL新鲜唾液+碘液，每隔5min将溶液温度升高10℃，观察溶液颜色变化
D 验证酶的催化作用具有高效性 实验组：2mL3%的H2O2溶液+1mL过氧化氢酶，观察气泡冒出情况对照组：2mL3%的H2O2溶液+1mLFeCl3溶液，观察气泡冒出情况
【解析】验证pH对酶活性的影响，应先将酶或反应物溶液加缓冲液调节到相应的pH，A方案中顺序出现错误；B方案检测试剂使用不当，应使用斐林试剂检测是否出现还原糖；C方案应采取设置一定温度梯度分组实验，而不能采用一组实验持续升温，因为反应物会逐渐消耗，反应物的浓度对实验有影响，且无法观察变化的速度。
【答案】D
4、研究酶的专一性实验
研究酶的专一性，常用的方法是是一种酶，两种反应物，如淀粉酶，淀粉和蔗糖，也可以用一种反应物、两种酶。两种方法各有优缺点，前者的优点是取材容易，但由于反应物不同，是否反应，只能选择检测生成物；后者取材稍复杂，但由于是相同的反应物，反应了，应是相同的生成物，检测时概可检测反应物，也可检测生成物，我们可以从中选择一个方便的进行。
例4、（2010 湖南六校模拟）下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，a～d表示4支试管，①～⑦表示实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误的是
a b c d
① 淀粉溶液2mL 蔗糖溶液2mL 唾液淀粉酶溶液2mL 唾液淀粉酶溶液2mL
② 37℃温水中水浴加热10 min
③ 将c倒入a，将d倒入b
④ 37℃温水中水浴加热10 min
⑤ 加入现配的斐林试剂溶液2 mL
⑥ 37℃恒温水浴2 min
⑦ 观察并记录颜色变化
A．唾液淀粉酶属于无关变量
B．应将斐林试剂改为碘液
C．②④⑥的温度设置有一处错误
D．第②步操作可以省略
【解析】本实验研究淀粉酶对淀粉和蔗糖两种底物的催化作用，只能检测二者的共同点，即有共同的水解产物——还原糖，只能使用斐林试剂，而不能使用碘液。实验的自变量是底物的种类，因变量是还原糖是否生成，其它因素如唾液淀粉酶都属于无关变量；第6步是用斐林试剂检验还原糖，温度应在55℃以上；由于从理论上唾液淀粉酶不能催化蔗糖分解，反应前不预热保温也可以，但最好进行保温操作。
【答案】B
变式4、请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求补充实验步骤、预测试验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
（1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。
蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉酶溶液
甲 + — + —
× × × × ×
× × × × ×
× × × × ×
（2）实验步骤：
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
（3）结果预测：
（4）结论：
（5）在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时浅，其原因是_______________ __________ 。
【解析】本题研究酶的专一性的方法是同时对两种酶的反应物进行实验，只需要两两组合即可。根据反应物和生成物的对应关系，可确定反应能否进行。
【答案】（1）
蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉酶溶液
甲 + — + —
乙 — + — +
丙 + — — +
丁 — + + —
（2）②混匀，37℃恒温水浴一段时间
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间
④观察实验现象并记录实验结果
（3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀
（4）酶的催化作用有专一性
（5）20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
考点三、有关酶的曲线
（一）表示酶专一性的曲线：
1、在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，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。
（二）影响酶活性的曲线：
1、在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
2、在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。
3、过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
4、反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
（三）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
1、在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
2、在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
例5、下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
【解析】酶活性有一个最适温度，在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。当反应温度t2调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C，D错误。
【答案】B
变式5下图表示在不同条件下，酶催化反应的速度（或生成物）变化，有关叙述不正确的是
A．图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系
B．图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与时间的关系
C．图③不能表示一段时间内，反应速度与时间的关系
D．若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
【解析】在反应物浓度一定的情况下，随反应的进行，底物浓度降低，反应速度也会降低。
【答案】C
课时作业
1.下列关于酶的叙述，不正确的是（ ）
A.细胞内的酶都是在核糖体上合成的
B.酶能降低反应的活化能
C.所有的酶都具有专一性
D.酶可以在细胞外起催化作用
【解析】酶大多数是蛋白质，但少数是RNA，RNA并非在核糖体上合成。
【答案】A
2.下列有关酶的叙述正确的是（ ）
①是有分泌功能细胞产生的
②有的从食物获得，有的是体内转化而来
③酶是活细胞产生的
④绝大多数酶是蛋白质
⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇
⑥酶在代谢中有多种功能
⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用
⑧酶只是起催化作用
⑨酶只在细胞内发挥作用
A.①②⑤ B.③⑦⑨ C.③④⑧ D.④⑤⑥
【解析】酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物。即酶大多数是蛋白质类物质，少数为RNA，它只具催化功能。
【答案】C
3．下列图示中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，则正确的是（ ）
【答案】C
4．根据下图所示过氧化氢被分解速率的曲线，说明酶的哪一特性（ ）
A．专一性B．不具备催化剂的一般特征
C．高效性D．在温和条件下进行
【解析】在t0时刻加入过氧化氢酶，反应提前达到了平衡点，说明酶的催化效率大于Fe3＋，即酶具有高效性。
【答案】C
5.图中a，b，c曲线表示某种酶在不同处理条件下，催化某反应过程中生成物的量和反应时间的关系。解读此图可获得的信息是（ ）
A.b曲线的处理条件是此酶催化反应的最适条件
B.三条曲线的差异不可能是由于pH不同造成的
C.三条曲线的差异可能是反应底物的量不同造成的
D.三条曲线的差异可能是处理温度的不同造成的
【解析】三种处理条件下的最大生成量一样，说明三种条件下的反应底物的量相等；该图中影响达到最大生成量所用时间的因素可能是酶的剂量、温度和pH，其中温度和pH影响酶的活性。比较a、b、c三条曲线可知a曲线最先达到最大生成量，所以a曲线处理条件下酶的活性相对较高，但不说明此条件为最适条件。
【答案】D
6.下列关于“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验原理的叙述，不正确的是（ ）
A.淀粉和蔗糖都是非还原糖，在加热条件下与斐林试剂不产生砖红色沉淀
B.淀粉能在淀粉酶的催化下水解成还原糖
C.蔗糖能在淀粉酶作用下水解成还原糖
D.淀粉酶能否催化淀粉和蔗糖的水解，是通过有无还原糖特定的颜色反应而证明的
【答案】C
7.某学生为了验证唾液的功能，做了如下一组实验：取甲、乙两试管，分别加入等量的淀粉糊(2mL)，甲试管内又加入2mL唾液，两试管同时放入37℃的温水中10min后取出，各加入0.5mL碘液，振荡，发现只有乙试管内呈蓝色反应。此学生的实验内容上有一个错误，请你帮他修正不合适的地方（ ）
A.乙试管应加等量的HCl溶液
B.乙试管应加胃液
C.乙试管应加与唾液等量的清水
D.应再加一个试管，内加等量的NaOH溶液
【解析】为遵循实验的等量对照原则，乙试管中应加入与唾液等量的清水。
【答案】C
8为了认识酶作用的特性。以3%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如表所示。通过分析实验结果，能得出相应的结论。在下列有关结论描述中，从表中得不到实验依据的一项是（ ）
方法 观察结果
① 常温下自然分解 氧气泡少而小
② 常温下加入Fe3＋ 氧气泡稍多而小
③ 常温下加入鲜肝提取液 氧气泡极多而大
④ 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 氧气泡少而小
A.从催化反应条件看，酶有温和性
B.从催化活性看，酶变性后就失活
C.从催化底物范围看，酶有专一性
D.从催化反应效率看，酶有高效性
【解析】③和④对照说明酶有温和性，高温能使酶因变性而失去催化活性；③和②对照说明酶有高效性。因为底物只有一种，因此从该实验看不出酶有专一性。
【答案】C
9．如下图所示表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。由图可知（ ）
①有多种酶参与②最适pH是7③最适温度是40℃
④50℃时酶逐渐失活⑤0℃时酶逐渐失活
A．①③B．②⑤
C．③④D．④⑤
【解析】坐标曲线图中的自变量为反应时间和温度，因变量为气体产生量(可反映酵母菌体内呼吸酶的活性)。图中没有体现出酶的种类和最适pH，①②错；在低温条件下，酶活性受抑制但并未失活，⑤错；在适宜的反应时间内，40℃条件下酵母菌气体产生量最多，说明其最适温度是40℃，③正确；在50℃条件下，随反应时间延长，产生气体量逐渐减少，说明在此条件下，更多的酶分子失去活性，④正确。
【答案】C
10.图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是（ ）
A.T0表示淀粉酶催化反应的最适温度
B.图甲中，Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别
C.图乙中Tb至Tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖量不再上升，酶的活性已达到最大
D.图乙中A点对应的温度为T0
【解析】甲图曲线表示酶活性随温度的变化，Ta时淀粉酶的活性受到抑制，Tb时高温破坏了淀粉酶的分子结构，酶失去活性，T0时酶活性达到最大，此温度是淀粉酶的最适温度。图乙中，A点表示酶促反应速率最大，此时对应的温度是T0；Tb至Tc时表示麦芽糖的积累量随温度升高不再变化，说明Tb→Tc时，酶已失活，酶促反应停止。
【答案】C
11．酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系如下图所示。
(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是________________________________________________________________________。
(2)图B中，a点所对应的温度称______________________________________。
(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是________________________。
(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20分钟后取出转入37℃的水浴中保温，两试管内反应分别应为甲________，乙________。
(5)图C反应了________催化反应的速率变化曲线。
A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶
C．胰蛋白酶D．植物淀粉酶
【解析】本题考查酶的特性，要求解题时运用所学知识，从分析曲线图着手，解决问题。(1)图A中，反应物浓度达到一定程度时，反应速率上升不再明显，说明酶的数量限制了反应速率。(2)图B中，a点处，反应速率最快，为最适温度。(3)图B中，a～b温度上升使酶活性下降。(4)将装有酶与反应底物的甲、乙两支试管分别放入12℃和75℃的水浴锅中，乙的结果是使酶全部变性失活。(5)图C表明该酶最适pH为8，呈碱性。
【答案】(1)受酶浓度的限制(2)酶促反应的最适温度(3)温度升高使酶活性下降(4)速率加快无催化反应(5)C
12.将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度。如下图所示，然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计)：
(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是____________；砖红色较深的试管是____________，颜色较深的原因是_________________________________；不变色的试管是_______________，不变色的原因是_______________________。
(2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色都是蓝色，产生该颜色的原因是________________________________________________。
(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？(只要求写出设计思路)___________________________________________________________________________________________________
【解析】种子萌发时，要把大量的淀粉转化成小分子可溶性糖类(如麦芽糖)供生命活动利用，所以玉米子粒的提取液中含有淀粉酶。在A、C、E三支试管中，E试管的温度已经导致酶失活了，所以不会产生还原性糖，A和C试管中玉米子粒的提取液中的淀粉酶都可以催化淀粉水解产生还原性糖，与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，但是A中的温度比较低，所以酶的活性比较低，产生的还原性糖比较少，因此与斐林试剂作用而产生的砖红色比较浅。B、D、F各个试管中的淀粉不会或者不完全被水解掉，都会与碘液发生反应产生蓝色。实验的温度是20℃～100℃，20℃比40℃时的颜色要浅，说明酶活性的最适温度一定高于20℃，100℃时酶活性已经丧失，所以可以在二者之间设置一系列温度梯度进行实验，但是一定要注意实验的单因子变量原则和对照原则，只是改变温度，而其他条件保持一致，最终通过观察与上述试剂发生颜色反应的程度为指标，来确定酶的最适温度。
【答案】(1)A和CC淀粉酶在40℃时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多E酶失活(2)剩余的淀粉遇碘变蓝(3)在20℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组，其他实验条件保持一致。以反应液和上述试剂(或答碘液或答班氏试剂或答斐林试剂)发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。
13．（2010年华师附中模拟）动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1mol谷氨酸分解为1molr氨基丁酸和1molCO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图甲和图乙。
请根据以上实验结果，回答下列问题：
（1）在图甲画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1”标注）。
（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图甲中分别画出理想条件下CO2浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线），并分别说明原因。
_____________________________________________________________________________________________________________________。
（3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图乙中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标注），并说明其原因。
_____________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】
（1）见曲线1（评分依据：每分解1mmol谷氨酸则产生1mmolCO2，根据CO2浓度变化曲线，可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线）。
（2）当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10℃时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。
（3）见曲线4（注：曲线4为一条不经过原点的平行直线，平移距离不限）。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。
溶
液
试
管
溶
液
试
管第15课时 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
知识网络
基础梳理
一、豌豆作为遗传实验的优点
1.豌豆在自然状态下都是_________，因为豌豆是________、___________的植物。
2.豌豆有_________________的相对性状。
二、一对相对性状的杂交实验
1、孟德尔用纯种的高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子一代F1全是___________。
2、用子一代自交，产生的F2中，既有_________，又有__________，孟德尔把这种现象称为___________，孟德尔反复进行实验并进行数据统计，发现二者的数量比接近_________。
3、孟德尔为了证实这个分离比不是偶然的，孟德尔还进行了其它6对相对性状的杂交实验，发现F2的分离比均接近_________。
三、孟德尔用“假说——演绎法”对豌豆的遗传实验进行解释和验证
（一）孟德尔对实验现象的解释
1、生物的性状是由__________决定的。
2、体细胞中遗传因子是________存在的，如纯种高茎豌豆中的遗传因子是DD，纯种矮茎豌豆的遗传因子是dd，其中D是_____遗传因子，d是______遗传因子。
3、生物体在形成配子时，成对的遗传因子分离，因此在配子中，只含有成对遗传因子中的________。
4、受精时，雌雄配子的结合是________。
照此假说：亲本豌豆的遗传因子组成分别是DD和dd，它们分别产生______和_____的配子，配子结合形成F1，因此F1的遗传因子组成是_______。F1在自交时，产生了分别含______和_______遗传因子的配子，二者的数量比为______，根据随机结合的假说和数学推算，F2的遗传因子组成有______、_______、_______三种，它们的比为_______，其中遗传因子为_______和________的个体表现为高茎，遗传因子为______的个体表现为矮茎，可推算出高茎和矮茎之比为_______。
（二）孟德尔为了验证假说的正确性，设计了测交实验
1、测交实验，是让杂种子一代和_______________杂交。
2、按照假说，杂种子一代产生两种配子D和d，二者的比是______，而隐性纯合子则只产生一种配子d，二者结合，测交后代的遗传因子组成有两种，分别是____________，二者的比为_______，根据遗传因子的组成，高茎和矮茎豌豆的比为_______。
3、实验结果，高茎和矮茎豌豆分离比接近________，因此，实验证明了_____________________。
四、分离定律
1.在生物的 细胞中，控制 性状的遗传因子是 存在的，不相融合；在 时，成对的遗传因子发生 ，分离后的遗传因子分别 ，
随配子遗传给后代。
2、性状分离比的模拟实验中，某同学从一个容器中一次取出一个D标记的蓝色球的概率为_______，取出一个d标记的黄色球的概率为________。从两个容器中各取出一个球，两个球都是D标记的蓝色球的概率为_______，都是d标记的黄色球的概率为________，一个球是D标记的蓝色球，另一个球是d标记的黄色球的概率为_______。
3、实验中，两个容器模拟________，容器内的球模拟____ ___________，取到的球的组合模拟___________。
考点突破
考点一 基本概念
1、与性状有关的概念：
性状：生物体所表现出的形态特征和生理特征的总称。
如：豌豆的茎高，兔子的毛色等
相对性状：同种生物的同一种性状的不同表现类型。
如：豌豆的茎高有高茎与矮茎，兔子的毛色有白毛与灰毛
性状分离：杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状
的现象。
2、与基因有关概念
显性基因：控制显性性状的基因。
隐性基因：控制隐性性状的基因。
等位基因：位于一对同源染色体相同位置上，控制一对相对性状的基因。
非等位基因：在一对同源染色体的不同位置上及非同源染色体上的基因。
3．个体水平上的一些概念
基因型：与表现型有关的基因组成。
表现型：生物个体所表现出来的性状。
关系：表现型是基因型与环境共同作用的结果。
纯合子：控制性状的一对基因相同的个体。
如：AA，aa，AABB，Aabb
杂合子：控制性状的一对基因不同的个体。
如：Dd，Aabb，AaBb
例1、下列各性状中，属于相对性状的是
A 豌豆的高茎与玉米的高茎
B 家兔的长毛与黑毛
C 水稻的宽叶与窄叶
D 人的特异性免疫和非特异性免疫
【解析】相对性状是同种生物同一性状的不同表现型，A、B不符合这一基本要求，人的特异性免疫和非特异性免疫是中时存在的，是两种不同的免疫过程，不能称为相对性状。
【答案】C
变式1、根据基因型判断，相关生物的是纯合体的是
A Ee B EEee
C eeFF D EFGH
【解析】纯合体只含有等位基因中的一种基因，而不是只看是否成对。
【答案】C
考点二、一些交配类型的概念区别及应用
1．概念比较
（1）自交：基因型相同的个体交配。植物指自花受粉和雌雄异花的同株受粉，动物指基因型相同的雌雄个体间交配。
（2）测交：杂种一代与隐形纯合子个体交配。
（3）杂交：基因型不同的个体交配。
（4）正交与反交：杂交的进一步分析，成对出现，如♀高茎×♂矮茎为正交（反交），则♀矮茎×♂高茎为反交（正交）
2、应用：
（1）显隐性判断
①杂交法：已知所给个体纯合时，不同性状的个体杂交，后代只表现一种亲本的性状，则表现的为显性性状。
②自交法：不知所给个体是否纯合时，让相同性状的个体自交（若为动物让相同性状的雌雄个体交配），子代发生性状分离的亲本为显性，没有发生性状分离则不能确定。
以上方法要保证子代个体的数目足够多，植物一般都可以满足，动物常采用多对亲本或一个雄性个体与多个雌性个体交配的形式。
（2）验证是否纯合（杂合）
①植物一般用自交，动物一般用测交或多对个体自交。
②单倍体育种法（适用于植物）
例2．下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是
A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交
B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度
C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合
D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性
【解析】A中因为豌豆是自花传粉，闭花授粉，为实现亲本杂交，应在开花前去雄；B研究花的构造必须研究雌雄蕊的发育程度；C中不能根据表现型判断亲本的纯合，因为显性杂合子和显性纯合子表型一样；D是正确的。
【答案】D
变式2、玉米的黄粒和白粒是一对相对性状，要区分它们之间的显隐性关系，下列方法和判断正确的是
① 白粒玉米自交，若后代全是白粒，可判断白粒是隐性
② 黄粒玉米自交，若后代既有黄粒，又有白粒，可判断黄粒是显性
③ 黄粒玉米和白粒玉米杂交，若后代全是黄粒，可判断黄粒是显性
④ 黄粒玉米和白粒玉米杂交，若后代黄粒和白粒比为1：1，可判断黄粒是显性
A ①② B ③④ C ①④ D ②③
【解析】判断显隐性关系，常用的方法是表现型不同的纯合体杂交，后代表现出的性状是显性；也可以用杂合体自交，后代新出现的性状为隐性。纯合体自交和表现型不同的全个体杂交，后代出现1：1的分离比时无法判断。
【答案】D
考点三、验证分离定律的方法
1、杂合子自交或测交，子代出现性状分离比3﹕1或1﹕1。
（子代数量必须足够多）
2、杂合子进行单倍体育种，子代性状分离比1﹕1
3、花粉鉴定法：有时可以用一定方法处理杂合子所产生的花粉，用显微镜等观察计数，直接验证分离定律。
例3、下列遗传现象遵循分离定律的是
A R型细菌和加热杀死的S型菌混合，转化成S型的细菌的子代大多数还是S型细菌
B 对烟草叶肉细胞进行组织培养得到的试管苗，具有相同的表现型
C 一只红眼雄果蝇和一只白眼雌果蝇交配产生的后代，雄果蝇全是白眼，而雌果蝇全是红眼
D 纯种的高茎豌豆自交，后代出现一定数量的矮茎豌豆
【解析】分离定律是生物体进行有性生殖时表现出来的遗传特点，A是细菌，进行无性生殖，B烟草虽然是高等植物，但组织培养过程是无性生殖。C项，虽然是伴性遗传，但仍遵循分离定律，因为红眼和白眼这一对相对性状是由位于性染色体上的一对等位基因控制的。D项，纯合的高茎豌豆自交，后代的基因型还应是纯合的DD，出现矮茎，可能是发生了基因突变，也可能环境因素引起，这个过程没有体现出分离定律。
【答案】C
变式3、下列实验的结果，不能说明相关性状遗传遵循分离定律的是
A 杂种抗病小麦自交，后代中抗病和不抗病之比为3：1
B 对杂种抗病小麦进行单倍体育种，后代中抗病不抗病之比为1：1
C 一只黑毛雄兔和多只白毛雌兔交配，产生的后代中黑毛16只，白毛14只
D 两只黑兔交配，后代有3只黑兔和1只白兔
【解析】对杂合体进行测交，和对杂合体进行单倍体育种，是验证分离定律的最好方法；而直接观察花粉粒，是一种最直接的方法；杂合体自交后代出现3：1的分离比，是典型地遵循分离定律，而D中一对动物仅四只个体，数量上太少，不能说明遵循分离定律。
【答案】D
考点四、关于一对相对性状的遗传的问题分析
1、已知亲代和子代的表现型及显隐性关系，推断亲代和子代的基因型（以豌豆的高茎和矮茎为例分析）
亲代表现型 子代表现型 亲代基因型 子代基因型
高茎×矮茎 全为高茎 DD×dd Dd
高茎×矮茎 高茎、矮茎 Dd×dd Dd、dd
高茎×高茎 高茎、矮茎 Dd×Dd DD、Dd、dd
高茎×高茎 高茎 无法确定，可能全是DD，也可能一方是DD，另一方是Dd 可能全是DD，也可能有DD和Dd
2、已知亲代和子代的表现型，但不知显隐性关系，推断亲代和子代的基因型。（为表示方便，所有基因都用A和a表示）
亲代表现型 子代表现型 亲代基因型 子代基因型
红果、黄果 全为红果 AA、aa Aa
长毛、长毛 长毛、短毛 Aa、Aa AA、Aa、aa
灰身、黑身 灰身、黑身 无法确定
抗病、抗病 全为抗病
3、若未知显隐性，但是对同一对相对性状进行了多组实验，可先根据一组实验判断出显隐性，然后再对其它组进行分析。并进行相关的计算。
例4、鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋，康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律，研究者利用这两个鸭群做了五组实验，结果如下表所示。
杂交组合 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
康贝尔鸭♀×金定鸭♂ 金定鸭♀×康贝尔鸭♂ 第1组的F1自交 第2组的F1自交 第2组的F1♀×康贝尔鸭♂
后代所产蛋（颜色及数目） 青色（枚） 26178 7628 2940 2730 1754
白色（枚） 109 58 1050 918 1648
请回答问题：
（1）根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的_____色是显性性状。
（2）第3、4组的后代均表现出________现象，比例都接近___________ 。
（3）第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近______，该杂交称为____________，用于检验_______________。
（4）第1、2组的少数后代产白色蛋，说明双亲中的________鸭群混有杂合子。
（5）运用__________方法对上述遗传现象进行分析，可判断鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的___________定律。
【解析】（1）（2）第1组和第2组中康贝尔鸭和金定鸭杂交，不论是正交还是反交，后代所产蛋颜色几乎为青色。第3组和第4组为F1自交，子代出现了不同的性状，即出现性状分离现象，且后代性状分离比 第3组︰青色︰白色=2940︰1050 和第4组︰青色︰白色=2730︰918，都接近于3︰1 。所以可以推出青色为显性性状，白色为隐性性状。
（3）由上述分析可知康贝尔鸭（白色）是隐性纯合子，第5组让F1与隐性纯合子杂交，这种杂交称为测交，用于检验F1是纯合子还是杂合子。试验结果显示后代产青色蛋的概率约为1／2。
（4）康贝尔鸭肯定是纯合子，若亲代金定鸭均为纯合子，则所产蛋的颜色应该均为青色，不会出现白色，而第1组和第2组所产蛋的颜色有少量为白色，说明金定鸭群中混有少量杂合子。
（5）本实验采用了统计学的方法对实验数据进行统计分析，可知鸭蛋壳的颜色受一对等位基因控制，符合孟德尔的基因分离定律。
【答案】
（1）青
（2）性状分离 3∶1
（3）1/2 测交 F1相关的基因组成
（4）金定
（5）统计学 基因分离
变式4
人的耳垢有油性和干性两种，是受单基因（A、a）控制的。有人对某一社区的家庭进行了调查，结果如下表：
组合序号 父母性状 家庭数目 油耳男孩 油耳女孩 干耳男孩 干耳女孩
一 油耳×油耳 195 90 80 10 15
二 油耳×干耳 80 25 30 15 10
三 干耳×油耳 60 26 24 6 4
四 干耳×干耳 335 0 0 160 175
合计 670 141 134 191 204
①控制该相对性状的基因位于______染色体上，判断的依据是 _________________________________________。
②一对油耳夫妇生了一个干耳儿子，推测母亲的基因型是____________，这对夫妇生一个油耳女儿的概率是______ 。
③从组合一的数据看，子代性状没有呈典型的孟德尔分离比（3：1），其原因是_______________________________。
④若一对干耳夫妇生了一个左耳是干性的、右耳是油性的男孩，出现这种情况的原因可能是__________________。
【解析】本题特别要注意是对很多家庭所作的调查结果，除第四组外，其他三组都有多种基因型组合，如第一组可能双亲均为AA，也可能是双亲均为Aa，或父亲是AA、母亲是Aa，还可能父亲是Aa、母亲是AA，但当双亲均为Aa时，后代才会出现干耳，因此后代分离比远远超出3：1。
【答案】①常，子女表现型与性别无关
②Aa，3/8
③双亲都是油耳的家庭组合中，除了双亲都是Aa，还有双亲都是AA，或一方是AA，另一方是Aa，他们的子女全是油耳
④发生了基因突变
考点五、一对相对性状的进一步实验
孟德尔将实验进行到F2，对F2进一步实验，需要我们掌握一些基本的分析方法：
1．杂合子连续自交问题
（1）Aa连续自交n次后，所得子代个体中Aa占1/2,纯合子为1-1/2，AA与aa都为（1-1/2）/2。可用曲线表示：
（2）若自交后对自交后代不断筛选，除去其中的隐性个体，则连续自交后代的基因型和表现型比例将会有所变化。
例5、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为
A 1/4 B. 1/6
C 1/8 D 1/16
【解析】假设红花显性基因为A，白花隐性为a， F1全为红花Aa，F1自交,所得F2基因型为1/4AA，1/2Aa，1/4aa，去掉白花，F2红花中1/3AA，2/3Aa.。只有Aa自交，后代才会出现白花，白花的比例为2/3﹡1/4=1/6。
【答案】B
变式5、杂种高茎豌豆连续自交三代，高茎和矮茎之比为
A 3：1 B 5：3 C 9：7 D 17：15
【解析】三代自交分析如下表所示：
亲代 Dd
第一次自交 1/4DD 1/2Dd 1/4dd 高茎：矮茎=3：1
第二次自交 1/4DD 1/8DD1/4Dd1/8dd 1/4dd 高茎：矮茎=5：3
3/8DD 1/4Dd 3/8dd
第三次自交 3/8DD 1/16DD1/8Dd1/16dd 3/8dd 高茎：矮茎=9：7
7/16DD 1/8Dd 7/16dd
也可以根据杂合体变化规律分析：杂合体越来越少，杂交一代后杂合体为1/2，二代后杂合体为1/4，三代后杂合体为1/8，两种纯合体比例相等，各占7/16，高茎即为9/16。
【答案】C
2、杂合体Aa自交后代连续自由交配问题的分析
杂合体自交得子一代，子一代三种基因型AA占1/4，Aa占1/2，aa占1/4。子一代自由交配，分析如下：
组合 父本 母本 组合概率 子代基因型概率
1 AA AA 1/4×1/4 1/16AA
2 AA Aa 1/4×1/2 1/16AA，1/16Aa
3 Aa AA 1/2×1/4 1/16AA，1/16Aa
4 AA aa 1/4×1/4 1/16Aa
5 aa AA 1/4×1/4 1/16Aa
6 Aa Aa 1/2×1/2 1/16AA，1/8Aa，1/16aa
7 Aa aa 1/2×1/4 1/16Aa，1/16aa
8 aa Aa 1/4×1/2 1/16Aa，1/16aa
9 aa aa 1/4×1/4 1/16aa
上表的9种组合中，1、6、9三种组合是两个亲本基因型相同的，而2、3、4、5、7、8六个组合是亲本基因型不同的，通过分析发现，2和3，4和5，7和8亲本的基因型相反，但后代的基因型是一致的，因此，分析时，上表可简化为：
组合 亲本 组合概率 子代基因型概率
1 AA×AA 1/4×1/4 1/16AA
2 AA×Aa 1/4×1/2×2 1/8AA，1/8Aa
3 AA×aa 1/4×1/4×2 1/8Aa
4 Aa×Aa 1/2×1/2 1/16AA，1/8Aa，1/16aa
5 Aa×aa 1/2×1/4×2 1/8Aa，1/8aa
6 Aa 1/4×1/4 1/16aa
对表中结果累加，可得：AA占1/4，Aa占1/2，aa占1/4，和子一代相同，当然，表现型的比也与子一代相同。可以得出这样一个结论：在没有选择、没有变异的情况下，自由交配的后代，基因型和比和表现型的比不变。
如果出现选择，结果将会发生改变。
例6、果蝇的灰身和黑身是由常染色体上基因控制的。纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交，子一代全是灰身，子一代自由交配，子二代中既有灰身，又有黑身。除去子二代中的黑身个体，让灰身个体自由交配，子三代中的灰身个体占
A 全为灰身 B 8/9
C 5/6 D 3/4
【解析】从实验过程看，灰身是显性，黑身是隐性。这对基因用G—g表示，可知，子二代中灰身个体中GG占1/3，Gg占2/3。它们之间自由交配，只有双亲都是Gg时才会出现基因型为gg的黑身个体，黑身出现的概率为2/3×2/3×1/4=1/9，因此，灰身占8/9
【答案】B
变式6、两个试管的果蝇，甲试管果蝇由纯种的灰身和黑身杂交得到，乙试管中的果蝇由甲试管中的部分果蝇自由交配得到。现在甲、乙试管中随机各取出100只，混合起来让它们随机交配，则产生的后代中，灰身和黑身之比为________。
【解析】甲试管果蝇全为Aa，乙试管果蝇三种基因型，AA:Aa:aa=1:2:1，各取100只，可知，AA有25只，Aa有150只，aa有25只。可根据三种基因型杂交计算，也可根据基因频率计算。如根据基因频率计算，A和a均为1/2，可得AA、Aa、aa的基因型频率分别为1/4，1/2，1/4。
【答案】3：1
课时作业
1．对孟德尔“一对相对性状的杂交试验”中性状分离现象的各项假设性解释中错误的是（ ）
A．生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的
B．体细胞中的遗传因子成对存在，互不融合
C．在配子中只含有每对遗传因子中的一个
D．生物的雌、雄配子数量相等，且随机组合
【解析】生物的雌、雄配子的数量不等，一般雄配子的数目大于雌配子，但雌、雄配子的结合是随机的。
【答案】D
2.孟德尔遗传定律只能发生在（ ）
①真核生物②原核生物③无性生殖④有性生殖⑤细胞质基因⑥细胞核基因
A.②③⑥B.②③⑤
C.①④⑥D.①③⑤
【解析】孟德尔遗传定律是指进行有性生殖的真核生物，在通过减数分裂形成配子时，位于细胞核的基因的传递规律。
【答案】C
3．一匹雄性黑马与若干匹纯种枣红马交配后，共生出20匹枣红马和23匹黑马。下列叙述中最可能的是（ ）
①雄性黑马是杂合子②黑色是隐性性状③枣红色是显性性状④枣红色是隐性性状
A．①和④B．②和③
C．①和③D．②和④
【解析】本题首先判断出黑色与枣红色谁是显性性状。当一匹雄性黑马与若干匹纯种枣红马交配后，后代出现了20匹枣红马和23匹黑马，表现型比例接近1∶1。如果枣红色是显性，又是纯种，后代就不可能出现黑色马，而当枣红色是隐性性状时，黑色又是杂合子，后代就会出现黑色与枣红色比例接近1∶1情况。
【答案】A
4.鼠的毛色类型由等位基因B、b控制，甲、乙黑毛鼠分别与褐毛雄鼠丙交配，甲三胎生出9只黑毛幼鼠和7只褐毛幼鼠，乙三胎共生出19只黑毛幼鼠，则甲、乙、丙三只亲鼠的基因型依次为（ ）
A.BB、Bb、bbB.bb、Bb、BB
C.Bb、BB、bbD.Bb、bb、BB
【解析】根据乙和丙杂交后代全是黑毛，可判断黑毛是显性，褐毛是隐性，且乙为纯合，甲为杂合。
【答案】C
5.将豌豆一对相对性状纯合显性个体和纯合隐性个体间行种植，另将玉米(雌雄异花)一对相对性状纯合显性个体和纯合隐性个体间行种植。问隐性纯合一行植株上所产生的F1是（ ）
A.豌豆和玉米都是显性个体和隐性个体
B.豌豆都为隐性个体，玉米既有显性又有隐性
C.豌豆和玉米的显性和隐性比例都是3∶1
D.玉米都为隐性个体，豌豆既有显性又有隐性
【解析】豌豆是严格的自花、闭花传粉植物，玉米可以进行异花传粉。
【答案】B
6.已知绵羊角的表现型和基因型关系如下表：
基因型 HH Hh hh
父本表现型 有角 有角 无角
母本表现型 有角 无角 无角
下列各项说法正确的是（ ）
A.若双亲无角，则子代全部无角
B.若双亲无角，则子代全部有角
C.若双亲基因型为Hh，则理论上子代有角与无角的数量比为1∶1
D.绵羊角的性状遗传不符合孟德尔的基因分离定律
【解析】若双亲无角，当父本hh×母本Hh时，后代可以表现有角(Hh)或无角(hh)；若双亲基因型为Hh，子代基因型及比例为1/4HH、1/2Hh、1/4hh，其中1/2Hh个体中雄性个体占子代个体概率为1/4，表现为有角，雌性个体占子代个体概率为1/4，表现为无角，总之，子代中有角概率为1/4＋1/4＝1/2，无角概率为1/4＋1/4＝1/2；绵羊角的性状遗传仍然符合孟德尔的基因分离定律。
【答案】C
7.下列叙述中错误的是（ ）
A.纯合体自交的后代是纯合体
B.杂合体自交的后代有纯合体
C.不同的纯合体杂交其后代全是杂合体
D.杂合体杂交的后代全是杂合体
【解析】由AA自交后代是AA；AA与aa杂交后代是Aa；Aa自交后代是AA、Aa和aa。
【答案】D
8．花生是闭花受粉的植物，果实(花生)的厚皮对薄皮为显性，果子狸毛色深褐色对浅灰色是显性。要鉴定一株结厚皮果实的落花生和一只深褐色果子狸的纯合与否，应采用的简便遗传方法分别是（ ）
A．杂交、杂交B．杂交、测交
C．自交、自交D．自交、测交
【解析】厚皮落花生自交：若后代无性状分离，则为纯合子；若后代有性状分离，则为杂合子。对闭花受粉的植物而言，自交比测交操作简便。让深褐色果子狸与多只隐性个体交配：若后代全为深褐色，则可认为是纯合子；若后代有隐性个体出现，则是杂合子。
【答案】D
9．有一位遗传学家，在实验中发现一种致死现象，黄色皮毛的老鼠不能纯种传代，可杂种传代，而灰色皮毛的老鼠能够纯种传代。黄鼠和黄鼠交配，其后代黄鼠2896只，灰鼠1235只，那么整个子代中致死出现的概率是（ ）
A．25%B．33%
C．66.7%D．75%
【解析】设控制皮毛颜色的基因为A、a，由于黄鼠与黄鼠交配，后代有灰鼠，故黄鼠为显性性状。因为黄色皮毛的老鼠不能够纯种传代，故亲本的基因型为Aa。Aa×Aa后代中基因型为AA的占1/4，所以整个子代中致死出现的概率是25%。
【答案】A
10.豌豆种皮的灰色A对白色a是显性，现将F1(杂合子)种植并连续自交。有关叙述不正确的是（ ）
A.F1植株上的种子种皮都是灰色
B.F2植株上的种子种皮灰色∶白色＝3∶1
C.F1植株上的种子胚有三种基因型
D.F2植株上的种子胚是纯合子的可能性是1/2
【解析】F1植株的基因型为Aa，其所结种子种皮基因型与母本相同，都是Aa，表现型为灰色；F1自交所得F2植株基因型及比例为1AA∶2Aa∶1aa，F2植株上所结种子种皮基因型也有1AA∶2Aa∶1aa三种，表现型为灰色∶白色＝3∶1；F2植株是由F1植株所结种子的胚发育而来的，F2植株有三种基因型，故F1植株所结种子的胚也有三种基因型；F2植株自交所结种子的胚，即F3，是Aa的可能性为，是纯合子的可能性为1－。
【答案】D
11.将具有一对等位基因的杂合体，逐代自交3次，在F3中纯合体的比例为（ ）
A. B. C. D.
【解析】依据分离定律写出杂合体自交3代的遗传图(略)。纯合体包括显性纯合体和隐性纯合体，根据题意，F3中的纯合体有AA和aa两种，按遗传图推知，F3中纯合体的概率为7/8，杂合体的概率为1/8。
【答案】B
12.根据：①藏报春甲(aa)在20℃时开白花；②藏报春乙(AA)在20℃时开红花；③藏报春丙(AA)在30℃时开白花。在分析基因型和表现型相互关系时，下列说法错误的是（ ）
A.由①②可知生物的性状表现是由基因型决定的
B.由①③可知生物的性状表现是由环境决定的
C.由②③可知环境影响基因型的表达
D.由①②③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的结果
【解析】相同的环境条件下，不同基因型的生物一般表现型也不同。而相同基因型的生物在不同环境下的表现型也不一定相同。生物表现型是基因型与环境共同作用的结果。
【答案】B
13.牛的黑色（B）对红色（b）为显性，良种场现有两栏种牛，A栏全是黑色，B栏既有黑色，又有红色。A、B两栏牛是亲子代关系，来场参观的生物兴趣小组同学，有的说B栏是A栏的亲代，有的说B栏是A栏的子代。请你根据所学的生物学知识，分析回答下列问题：
（1）若B栏种牛是A栏种牛的杂交后代，且A栏黑牛只有一种基因型，则A栏种牛的基因型为_____________，B栏种牛的基因型为___________________。
（2）若A栏种牛是B栏种牛的杂交后代，且B栏黑牛只有一种基因型，则B栏种牛的基因型为________________，A栏种牛的基因型___________________________。
（3）若B栏是A栏的亲本时，B栏种牛除必须具有相对性状（黑色与红色）外，还应具备的两个条件是：
①____________________________________________；②_______________________________________________。
（4）若B栏是A栏的亲本，且B栏中黑色也有杂合体，A栏中没有红色种牛的原因是_________________________________________________________________________________________________。
【解析】A栏全是黑色，B栏既有黑色，又有红色。在解题时，要注意题目所给出的“若B栏种牛是A栏种牛的杂交后代，且A栏黑牛只有一种基因型”和“若A栏种牛是B栏种牛的杂交后代，且B栏黑牛只有一种基因型”，作为亲代的黑牛基因型只能是BB和Bb其中一种。
(1)B栏种牛是A栏种牛的杂交后代，即黑色牛是亲代，黑色和红色牛是后代。黑色牛是杂合子Bb，其后代是BB、Bb、bb。(2)B栏是A栏的亲代，即黑色和红色牛是亲代，黑色牛是子代，故此可知，B栏中黑色牛的基因型是BB，并且红色牛bb必须是同一性别，否则雄性红色牛与雌性红色牛进行交配后代是红色牛。(3)如果B栏中黑色也有杂合体Bb，则必须与bb同一性别，否则Bb与bb交配产生bb。
【答案】（1）BbBB、Bb、bb（2）BB和bbBb（3）①黑色、红色个体全是纯合体②黑色种牛与红色种牛分别为双亲中的一方（4）B栏中杂合黑色个体全为同一性别，并且与红色个体性别相同
14.巨胚稻因胚的增大而胚重增加，具有独特的经济价值。巨胚与正常胚是一对相对性状，由一对等位基因G、g控制，为研究巨胚的遗传特性，科学家用经典遗传学的研究方法获得了以下数据：
组别 纯种亲本组合 观测粒数 F1平均胚重(mg) F1平均粒重(mg)
甲 巨胚×巨胚 30 0.92 19.47
乙 正常胚×正常胚 30 0.47 21.84
丙 正常胚♀×巨胚♂ 30 0.47 21.30
丁 巨胚♀×正常胚♂ 30 0.48 21.37
根据实验数据分析：
(1)上述一对相对性状中，巨胚为______________性状。
(2)现有两种观点：第一种观点认为母本为胚发育提供营养而决定胚的性状；第二种观点认为胚的基因型决定胚的性状。你同意哪种观点？请结合上述实验，用遗传图解和文字加以说明。
观点_________________________________________________________________。
遗传图解：
文字说明：。
(3)如果粒重与粒轻、胚重与胚轻分别为两对相对性状，现有粒轻、胚重的巨胚稻与粒重、胚轻的正常胚稻。想要获得粒重、胚重的新品种，最好用__________________育种方法。
【解析】经典遗传学的方法测定的结果为，丙、丁在杂交后代的表现与乙组相近，而不同于甲，即巨胚性状在丙、丁实验的F1未能表现，所以说巨胚性状为隐性。若胚性状由母本为胚提供发育营养，则正、反交结果应同母本；若由胚的遗传物质(基因型)决定，则正、反交结果应相同。由于丙、丁已构成了正、反交实验，结果一致，即说明第二种观点正确。本题是分析型探究实验，若改为设计，则应设计前述的正、反交实验。将不同优良性状集中于一体的育种为杂交育种。
【答案】(1)隐性
(2)同意第二种
遗传图解如图所示
正交
P GG♀ × gg♂
正常胚 巨胚
F1 Gg
正常胚
反交
P gg♀ × GG♂
巨胚 正常胚
F1 Gg
正常胚
文字说明：采用正交和反交，不论为胚发育提供营养的母本是巨胚(gg)还是正常胚(GG)，F1基因型均为Gg，都表现为正常胚，说明第二种观点正确(3)杂交
15．某研究性学习课题小组调查人群中双眼皮和单眼皮(控制眼皮的基因用E、e表示)的遗传情况，统计结果如下表：
组别 婚配方式 家庭 子 女
父 母 单眼皮 双眼皮 单眼皮 双眼皮
一 单眼皮 单眼皮 60 37 0 23 0
二 双眼皮 单眼皮 300 56 102 50 105
三 单眼皮 双眼皮 100 24 28 19 33
四 双眼皮 双眼皮 200 35 78 25 67
据表分析回答下列问题：
(1)根据上表中第________组的调查结果可判断该性状显隐性。
(2)第二组抽样家庭中父亲的基因型可能是________。
(3)调查中发现第三组家庭一单眼皮的儿子同时患有白化病，那么这对肤色正常的夫妇再生一个肤色正常的、双眼皮儿子的几率为________。
(4)第一组某家庭中母亲去美容院将单眼皮变成双眼皮后，其再生一个双眼皮女儿的几率为________。
【解析】在第四组中，父母均为双眼皮，子女中有单眼皮的，可判断单眼皮为隐性。由于调查结果来自不同的家庭，因此，第二组抽样家庭中父亲的基因型可能是EE，也可能为Ee。第三组家庭生单眼皮患白化病儿子的父母基因型为AaeeXY和AaEeXX，这对夫妇生肤色正常、双眼皮儿子(A__E__XY)的几率为××＝。第一组家庭，父母都是单眼皮(ee)，母亲手术的双眼皮是不可遗传的。
【答案】(1)四
(2)EE或Ee
(3)3/16
(4)0第19课时 专项突破 细胞分裂图的判断
突破点一、根据细胞图像区分细胞类型及时期
一、快速判断
1、有同源染色体的联会、四分体排列在细胞中央、同源染色体的分离现象，可确认是减数分裂第一次分裂。
图1表示联会（减数第一次分裂前期）
图2表示四分体排列在细胞中央（减数第一次分裂中期）
图3表示同源染色体分离（减数第一次分裂后期）
2、若细胞分裂不均等的，则可确定一定是雌性动物的减数分裂，再根据染色行为判断是减数第一次分裂还是第二次分裂。
图4是初级卵母细胞（减数分裂第一次分裂后期）
图5是次级卵母细胞（减数分裂第二次分裂后期）
二、区分有丝分裂与减数分裂第二次分裂
1、若题目中画出同种生物的多个细胞图，根据染色体的数目判断。染色体数目多的是有丝分裂，染色体少的是减数分裂。
图6和图9、图7和图10、图8和图11的染色体的形态的排列特点相同，但图6、7、8的染色体数目分别是图9、10、11的二倍，因此，可确定图6、7、8依次表示有丝分裂的前、中、后期，图9、10、11依表示减数第二次分裂的前、中、后期。
2、若在分裂的前、中期染色体数目为奇数，或根据后期有染色体推断出中期的染色体数目为奇数，则可确定是二倍体生物的减数分裂第二次分裂或只有一个染色体组的单倍体生物的有丝分裂。
3、若无这些明显特征，即只画一个细胞或只进行同一分裂方式的细胞，就只能去区分同源染色体了。区分同源染色体，就是要找到大小、形状相同的染色体。这是需要仔细观察的，若在细胞中染色体用不同的颜色标记（黑、白），则判断时对形状、大小不必过于细，但若没有颜色标记，则判断大小、形状要尽量细一下，因为在这种情况下，形状、大小是区分染色体的唯一依据。
图12和图14中的染色体大小和形状各不相同，是减数分裂第二次分裂；
图13和图15的染色体两两相同，进行有丝分裂。
三、区分次级精母细胞和第一极体
1、根据生物种类：有的题目中给出了生物的性别，可以作为判断依据。
2、根据子细胞的作用：有的题目中给出了子细胞是否参与受精作用，可以作为判断依据。
3、根据细胞的来源：有的题目中画出多个细胞，给出了这些细胞之间的关系，可以根据它的亲代细胞是初级精母细胞还是初级卵母细胞来判断。
例1、下列是有关细胞分裂的问题。图１表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图２表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像，请据图回答：
（1）图1中AB段形成的原因是________，该过程发生于细胞分裂间期的________期，图1中CD段形成的原因是________。
（2）图2中________细胞处于图1中的BC段，图2中________细胞处于图1中的DE段。
（3）就图2乙分析可知，该细胞含有________条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为________，该细胞处于________分裂的________期，其产生的子细胞名称为________。
【解析】先判断图2中三个细胞所处的时期，根据形态判断乙处于减数第一次分裂后期，根据染色体数目确定甲处于有丝分裂后期，再处于减数第二次分裂后期。
再分析图1，关键是要认清纵坐标是“每条染色体DNA含量变化”，BC段可是有是有丝分裂的前、中期，减数分裂第一次分裂所有时期和减数分裂第二次分裂的前、中期，即存在染色单体的时期。
对照图1、图2可准确解答。
【答案】（1）DNA复制（或染色体复制） 间 着丝点分裂
（2）乙，丙 甲
（3）8 1 ：2 减数第一次 后 次级卵母细胞和第一极体
变式1、图示某雄性二倍体动物体内一个正在分裂的精原细胞。这个细胞所处的时期为
A 有丝分裂中期
B 减数第一次分裂中期
C 减数第二次分裂中期
D 减数第一次分裂间期
【解析】从图中看，A、B和a、b所在的染色体为同源染色体，根据题中信息，d所在的染色体为性染色体，同源染色体未发生联会配对，应是有丝分裂的中期。
【答案】A
突破点二、进一步分析细胞内染色体、DNA分子数
熟悉下表，判断出其中一个时期，可确定其它时期的相关数目。
时期 DNA分子数 染色体数 染色单体数
体细胞 2C 2N 0
有丝分裂间期 2C—4C 2N 0—4N
前期 4C 2N 4N
中期 4C 2N 4N
后期 4C 2N—4N 4N—0
末期 4C—2C 4N—2N 0
减数分裂间期 2C—4C 2N 2N—4N
第一次分裂 前 4C 2N 4N
中 4C 2N 4N
后 4C 2N 4N
末 4C—2C 2N—N 4N—2N
第二次分裂 前 2C N 2N
中 2C N 2N
后 2C N—2N 2N—0
末 2C—C 2N—N 0
生殖细胞 C N 0
例2、精原细胞既可以进行有丝分裂增加其数目，也可以进行减数分裂产生生殖细胞。下列选项中，三种细胞的染色体数相同的是
A 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞
B 有丝分裂中期 减数第一次分裂中期 减数第二次分裂后期
C 有丝分裂后期 减数第一次分裂中期 减数第二次分裂后期
D 有丝分裂前期 减数第一次分裂前期 减数第二次分裂前期
【解析】若该生物体细胞染色体数目为2N，则精原细胞染色体数目为2N，初级精母细胞染色体数目为2N，次级精母细胞染色体前中期为N，后期为2N。若进行有丝分裂，前中期仍为2N，后期为4N。A项无法确定，B项，均为2N，C项，依次为4N、2N、2N，D项，依次为2N、2N、N
【答案】B
变式2、同一生物细胞有丝分裂前期、减数第一次分裂中期、减数第二次分裂后期的核DNA数之比为
A 1：1：1 B 2：1：1
C 2：2：1 D 4：2：1
【解析】若正常体细胞DNA为2C，则有丝分裂前期，DNA含量为4C、减I的中期也为4C，减II时细胞分裂了一次，DNA减半一次为2C，可知三者之比为2：2：1
【答案】C
课时作业
1．如图所示细胞均来自同一雄性生物体，则下列叙述中错误的是（ ）
A．图①和图②可能来自同一初级精母细胞
B．精子的形成过程应为图中④③②⑥①
C．图②细胞中有8条脱氧核苷酸长链
D．该生物体细胞染色体数为4条
【解析】②表示光合作用过程，②是生殖细胞、②是次级精母细胞、③是处于四分体时期的初级精母细胞、④是原始生殖细胞、⑤是处于有丝分裂后期的细胞、⑥和⑦是处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞。根据图①和图②中染色体的形态和来源分析，它们可能来自同一个初级精母细胞，A项正确；按照减数分裂的过程，如果不加以仔细分析，只根据染色体的形态和数目，精子的形成过程可以是图中的④③②⑥①，但几个图中的染色体的标记(表示来源)明显不同，所以这几个图在减数分裂的过程中，不具有连续性，肯定不是由一个原始生殖细胞演变来的，所以B选项的说法是不正确的；图②细胞中含有2条染色体、4个DNA分子，即有8条脱氧核苷酸长链，C项正确；图④是原始生殖细胞，其中有染色体4条，因为体细胞与原始生殖细胞中的染色体数目是相同的，所以D项也是正确的。
答案B
2.某高等生物基因型为AaBb，经减数分裂能产生四种数量相等的配子。下图为其体内的某个细胞，则（ ）
A．该状态下的细胞发生了基因重组
B．②与④上的基因分离体现了分离定律
C．图中基因位点①、②、③、④可能分别是A、b、B、b
D．该状态下的细胞含有4个染色体组，其中②和③所在染色体组成一个染色体组
【解析】该图是有丝分裂后期，没有发生基因重组。②和③是同源染色体。②和④原本是共用一个着丝点的，基因型相同。该状态下的细胞含有4个染色体组，其中大小形态不同的两条染色体组成一个染色体组。
【答案】C
3.下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．甲、乙、丙中都有同源染色体
B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现基因重组的是乙
D．丙的子细胞是精细胞
解析甲图为有丝分裂中期图，具有同源染色体，不出现基因重组；乙图为减数第一次分裂前期图，有同源染色体，可出现基因重组；丙图细胞质不均等分裂，是次级卵母细胞，无同源染色体，子细胞为卵细胞和极体；由丙可推知某生物为雌性生物，卵巢中可能出现这三种细胞。
答案C
4． a、b、c、d分别是一些生物细胞某个分裂时期的示意图，下列有关描述正确的是（ ）
A．a图表示植物细胞有丝分裂中期
B．b图表示人红细胞分裂的某个阶段
C．c图细胞分裂后将产生1个次级卵母细胞和1个极体
D．d图细胞中含有8条染色单体
解析a图表示植物细胞有丝分裂的末期；b图表示的是无丝分裂，人的红细胞无细胞核，不能进行分裂；c图不均等分裂，且无同源染色体，是减数第二次分裂后期，将来形成一个卵细胞和一个极体；d细胞是有丝分裂中期，每条染色体包含两条染色单体，共有8条染色单体。
答案D
5．如图是某二倍体动物细胞减数分裂某一时期模式图。下列相关叙述正确的是（ ）
A．该动物体细胞中染色体数目最多为4条
B．该细胞可能是次级精母细胞、次级卵母细胞或极体
C．该细胞中有2个染色体组，若1为Y染色体，则2为X染色体
D．若1上有一个A基因，则在3的相同位置可能是A基因或a基因
【解析】该细胞为减数第二次分裂的后期，形成的子细胞中有2条染色体，体细胞中有4条染色体，体细胞染色体数目最多有8条染色体(有丝分裂后期)；该细胞由于细胞质均等分裂，可能是次级精母细胞或极体，不可能是次级卵母细胞；第一次分裂过程中X、Y染色体彼此分开，因此第二次分裂的细胞中不可能同时存在X、Y染色体；1、3是复制以后形成的，所含基因相同，如果发生交叉互换或基因突变，可以含有不同的基因。
【答案】D
6．如图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是（ ）
A．2、4 B．1、3
C．1、3或2、4 D．1、4或2、3
【解析】这个极体可能是与卵细胞同时产生的，此时卵细胞的染色体组成与这个极体的染色体组成相同，为1、3；也可能是与另一个极体同时产生的，此时卵细胞的染色体组成为2、4。
【答案】C
7．下图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法正确的是（ ）
(1)具有同源染色体的细胞有①②③ (2)动物睾丸中可能同时出现以上细胞 (3)③所示的细胞中有2个四分体 (4)进行有丝分裂的细胞为①和③ (5)④中发生了等位基因的分离
A．(1)(2)(5) B．(2)(4)(5)
C．(1)(3)(4) D．(1)(2)(4)
【解析】图中各细胞分别为：①为有丝分裂后期，8条染色体，8个DNA分子，4个染色体组；②为减数第一次分裂中期，2个四分体；③为有丝分裂中期；④为减数第二次分裂后期。
【答案】D
8．对下列细胞分裂模式图的分析正确的是（ ）
A．甲、乙、丙、丁属于4个不同物种的细胞
B．只有乙细胞才有细胞板
C．细胞甲、丙、丁都含有同源染色体
D．细胞甲的一个染色体组含有的染色体数目最多
【解析】根据细胞中染色体的行为特征及细胞结构的特点可以判断出图示4种细胞属于不同的物种；甲、乙细胞都可出现细胞板；只有甲细胞中含同源染色体；一个染色体组中含染色体的条数分别为甲2条，乙3条，丙2条，丁3条。
【答案】A
9．右图是两个处于某种分裂状态的细胞图。据图判断它们所处的分裂时期最可能是
A．甲为有丝分裂后期，乙为减数第二次分裂后期
B．乙为有丝分裂后期，甲为减数第二次分裂后期
C．甲、乙都为减数第二次分裂后期
D．甲、乙都为有丝分裂后期
【解析】根据染色体的形状，甲中有同源染色体，是有丝分裂，乙中无同源染色体，是减数第二次分裂。
【答案】A
10．下图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是（ ）
A．具有同源染色体的细胞只有②和③B．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞
C．③所示的细胞中不可能有基因重组D．上述细胞中有8条染色单体的是①②③
【解析】根据是同种生物的细胞，可确定四个细胞依次是有丝分裂后期、减I中期、有丝分裂中期、减II后期。①②③都有同源染色体，精原细胞既能有丝分裂，也能减数分裂，四个时期的细胞都可能存在；有丝分裂过程中不可能发生基因重组；含有8个染色单体的时期只有②③
【答案】C
11、如图为某种动物细胞分裂不同时期的示意图，可能属于卵细胞形成过程的是（ ）
A．①②④B．②③④
C．③④D．④
【解析】卵细胞的形成是减数分裂，①是有丝分裂，②分裂是均等的，只能是初级精母细胞。
【答案】C
12．下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中，一个细胞内染色体数目变化规律的曲线和各分裂之间的对应关系图，其中错误的有（ ）
A．0处B．1处C．2处D．4处
解析①处为有丝分裂的前期、中期，同源染色体不能有联会现象，此处错误；②处为有丝分裂后期，与图像相符，此处正确；③处是减数第一次分裂，应有联会现象，故此处错误；④、⑤分别是减数第二次分裂的前期和中期、后期，这两处正确第6课时 物质跨膜运输的方式和实例
知识网络
基础梳理
一、渗透现象的实验及解释
1、实验装置的基本组成是：装有_________的烧杯，漏斗口密封一层玻璃纸作_________，漏斗内装上__________。
2、实验结果：一段时间后，漏斗管内液面___________。
3、解释：_______分子可以通过玻璃纸进入漏斗内。
二、动物细胞的吸水和失水
将哺乳动物的红细胞放入高浓度的溶液中，现象是______________，原因是___________________。若放入清水中，现象是____________，原因是________________。若放入生理盐水（浓度和红细胞内液体浓度相等），细胞形态保持大致不变，原因是_____________________。
三、植物细胞的吸水和失水
1、将成熟的植物在浓度低于细胞液浓度的溶液（如清水）中，细胞仍会吸水，但不会发生像动物细胞那样的现象，原因是有_________的保护，若放在浓度高于细胞液的溶液中，将会发生___________现象，原因是水分子通过原生质层由_____ ______到_____________。
2、原生质层指____________________________________。
四、探究植物细胞的吸水和失水
1、实验材料选用________________，原因是__________________________。
2、实验中，将植物细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离现象，用低倍显微镜观察，在此过程中，________和_________逐渐分离，液泡逐渐________，颜色逐渐__________。若将发生质壁分离的细胞置于清水中，细胞将会吸水，可以发现液泡、原生质层都逐渐恢复到原来状态，这个过程称为_______________。
五、物质跨膜运输的方式
1、自由扩散的特点是不需要_________，也不需要消耗__________，物质通过简单扩散的方式出入细胞。能通过自由扩散进出细胞的物质除了两种气体分子_______和________外，还有___________________________________等脂溶性物质。
2、协助扩散的特点是不需要__________，但需要________ 。和自由扩散一样，物质运输的方向是_______________ _ __。
3、主动运输有特点是既需要__________，又需要__________。一般的运输方向是_______________________。
4、主动运输对细胞有着积极的意义，它使细胞能根据自己生命活动的需要，____________________________，__________ ____________________。
六、胞吞和胞吐
胞吞和胞吐是细胞针对大分子物质的一种运输方式。举出胞吞和胞吐各一例：胞吞__________________________，胞吐__________________________。胞吞和胞吐现象，也说明了细胞膜有________________性。
考点突破
一、研究渗透现象的模拟实验
1、水分子能通过半透膜、蔗糖分子不能通过半透膜。在整个过程中，水分子一直是双向扩散的，开始时，水由烧杯进入漏漏斗的速度大于水由漏斗进入烧杯的速度，当达到平衡时，水由烧杯进入漏斗和由漏斗进入烧杯的速度相等。动物细胞和植物细胞的失水和吸水过程中同样有这样的特点。
2、由于烧杯内是清水，漏斗内是蔗糖溶液，一直存在浓度差。水存在不断进入漏斗使二者浓度相等的趋势，但最后还是出现了平衡状态，原因是漏斗内液柱的压力阻止上水分的进一步进入。
3、实验装置可以有很多变化，如把漏斗换成插着玻璃管的半透膜做成的小袋，如图。发生的过程完全相同，相比漏斗，更容易设计更多的实验，如可以控制半透膜袋的大小（和烧杯内溶液的接触面大小不同）。也可以控制半透膜内溶液的浓度。如下图中，容器中装有清水，甲、乙中溶液的浓度相同，丙中溶液的浓度高于甲、乙。
例1、如下图，E、F为体积相同的半透膜小袋，e、f为相同的玻璃管。最初e、f管内液面高度一样，三种同溶质溶液的浓度关系为甲<乙<丙。表示管内液面变化的曲线是
【解析】甲、乙浓度都比丙低，因此甲、乙都失水。由于甲相对乙比丙低得更多，因此失水更快，液面下降也快。
【答案】A?
变式1、已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是
【解析】半透膜袋内是高浓度的溶液，外界是低浓度溶液，烧杯内的水向半透膜袋内渗透，溶液浓度上升。
【答案】B
二、动物细胞吸水和失水实验
1、上一章复习制备细胞膜，选择了红细胞作实验材料，原因是红细胞中无细胞核及其它有膜的细胞器，使实验结果更准确。在研究细胞吸水和失水时，也选择了红细胞作实验材料，原因是红细胞内有血红蛋白，到时候容易观察到吸水或失水后发生的形态变化。
2、其它的动物细胞也会发生类似现象，但并不是绝对的，如变形虫等长期生活在淡水中的原生动物，就不会因过度吸水而导致细胞膨胀破裂。另一方面，失去细胞壁的成熟植物细胞及细菌、酵母菌等也会发生和动物细胞一样的现象。
例2、下列有关水在生物实验中作用的叙述，正确的是
A．制备细胞膜时，蒸馏水的目的是使哺乳动物红细胞吸水涨破，流出内容物，获得细胞膜
B．用清水漂洗已解离的洋葱根尖，是为了维持细胞活性
C．将洋葱鳞片叶浸润在水中，就可以发生质壁分离及复原现象
D．在提取绿叶中的色素时，用清水可以溶解色素
【解析】哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，用其浸入蒸馏水后易吸水涨破，流出内容物，离心获得单纯的细胞膜，A选项正确；解离的洋葱根尖细胞已死亡，用清水漂洗是防止解离过度，便于染色；欲使洋葱鳞片叶细胞发生质壁分离及复原现象，先用0.3g/mL 的蔗糖溶液浸泡细胞观察质壁分离现象，而滴加清水观察质壁分离复原现象；绿叶中的色素能溶于有机溶剂中，不溶于清水；故BCD选项都错误。
【答案】A
变式2、为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，有人设计了如下实验：
①用1.5%的NaCl溶液和蒸馏水，培植出NaCl质量分数0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的溶液
②取6片载玻片，标记为1-6，滴加适量且等量的红细胞稀释液滴在1-6号玻片上，再分别滴加等量的蒸馏水，0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的NaCl溶液。
③制成临时装片持续观察红细胞的形态变化，并做好记录。
他记录的结果如下：
组别 细胞形态
1 胀破
2 膨胀后恢复
3 皱缩后恢复
4 正常
5 膨胀后恢复
6 皱缩后不恢复
后来他自己发现，结果可能出现了错误，错误可能是记录不正确，也可能是标号没有严格按浓度顺序。你认为更可能是___ _________，错误涉及的组别是______________。
【解析】按照分组的次序，变化应是连续的，不会出现跳跃或反复，很有可能是标号没有严格按浓度顺序，3号和5号标反了，改过来后恰好符合上面的原则。
【答案】标号没有严格按照浓度顺序，3和5
三、植物细胞的吸水和失水
1、任何活的植物细胞都可以发生渗透吸水和渗透失水，但无大液泡的植物细胞失水和吸水都不明显，更不会发生质壁分离和复原现象。
2、能发生质壁分离，是活的成熟的植物细胞的重要标志。可以用能否发生质壁分离并复原判断细胞的死活。
3、探究植物细胞吸水和失水实验中，所用的蔗糖溶液浓度不能过大，否则会导致细胞失水过度而死亡，接下来的下一步实验中，细胞就不会发生质壁分离复原。
4、细胞的吸水力变化：在质壁分离过程中，随着细胞的失水，它存在通过吸水恢复平衡的趋势，并且这种要求对细胞来说是逐渐增强的，因此，在质壁分离过程中，吸水力逐渐增大，反之，在质壁分离复原过程中，吸水力逐渐减小。
5、质壁分离的自动复原：将植物细胞置于浓度较高的KNO溶液中，细胞首先会失水发生质壁分离，和放在蔗糖溶液中不同，不需要人为改变外界溶液（即换成清水），细胞会发生自动复原，原理是K和NO会通过主动运输进入细胞，从而导致细胞液浓度增大，进一步引起植物细胞吸水，使质壁分离自动复原。这一现象的发生需要满足的条件：（1）外界溶液的浓度相对较大，（2）溶质分子是细胞需要量较大的离子或自由扩散的小分子（如尿素、甘油等），若是细胞需要量小的，则吸收慢，需要很长时间才会出现质壁分离的自动复原，很难观察这一现象。
质壁分离自动复原过程中有关变化如下图：
例3、质壁分离与复原实验的实验材料及外界溶液有关的正确叙述分别是
①实验材料必须是成熟的植物活组织细胞
②细胞液最好有颜色，便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度
③细胞液必须有颜色，否则不能发生质壁分离和复原实验
④外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高
⑤外界溶液必须对细胞无毒害
⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可以
A．①②④⑤ B．①③④⑤ C．①②⑤⑥ D．①③⑤⑥
【解析】质壁分离与复原实验要求植物细胞必须是能发生渗透作用的活细胞，并且细胞液与外界溶液有适宜浓度差。如果进行观察的话，液泡内的细胞液有颜色为最好。
【答案】A
例4、植物细胞可以通过渗透作用吸水或失水，将带“皮”的幼嫩的茎纵切后插入两烧杯中，如右图所示。已知b侧的细胞壁比a侧的细胞壁薄，易伸展。30分钟后可能出现的形状变化是
【解析】甲失水变软缩，乙吸水变硬挺。幼嫩的茎外侧伸缩性弱，内侧伸缩性强，所以缩水时内侧收缩得快，外侧慢；膨胀的时候外侧小，内侧大。?
【答案】D
变式3、在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将
A．不变
B．增大
C．减小
D．先增后减
【解析】原来在b高浓度溶液中，发生失水，再放回低浓度溶液中，虽然与原来的细胞液浓度等渗，但现在的细胞液浓度已升高的，因此，萝卜条要吸水，质量增大。
【答案】B
变式4、下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离和复原实验中，液泡体积变化的图形是
【解析】质壁分离过程中，液泡体积逐渐变小，质壁分离复原过程中，液泡体积逐渐变大。
【答案】B
四、跨膜运输方式的判断
1、自由扩散：记住相关物质即可。第一类：两种气体，氧气和二氧化碳；第二类，小分子有机物，如乙醇、甘油、丙酮、苯、DDT等，第三类，分子较小的脂质，如性激素、胆固醇等。
2、协助扩散和主动运输的区分：
（1）若需要能量，一定是主动运输
（2）若是从低浓度到高浓度，一定是主动运输
在考题中，能量一般不会直接给出，题目往往以从影响呼吸角度给予提示，如提示某种离子或小分子的运输与培养液或土壤中的含氧量有关，抑制线粒体的活性，影响离子或小分子的吸收等。
例5、下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是
A.主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量
B.在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输
C.质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高
D.抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分
答案B
【解析】主动运输时，物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，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。在静息状态下，神经细胞进行着K+外流和其他的生命活动，需要能量供给，进行着葡萄糖的跨膜运输和葡萄糖的分解。质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内溶质相对增多，渗透压升高。抗体分泌过程属于胞吐，高尔基体分泌的囊泡到达细胞膜时，囊泡膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。
例6、由图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，下列表述正确的是
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
【解析】由坐标曲线可知，a为自由扩散，b为协助扩散（或主动运输）。脂溶性小分子物质通过自由扩散（即方式a）运输，因此A错误；方式a与载体无关，只与浓度有关，因此B错误；方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C正确。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散（协助扩散）无关。
【答案】C
变式5、下列关于物质跨膜运输的叙述中，正确的是
A. 分泌蛋白的合成、运输和分泌过程中要跨过0层生物膜
B. mRNA在细胞核中合成后进入细胞质要跨过2层磷脂双分子层
C. 水稻叶肉细胞无氧呼吸产生的CO2，被同一个细胞利用要跨过4层生物膜
D. 植物细胞光合作用产生的O2被相邻细胞利用要跨过6层磷脂分子
【解析】分泌蛋白是大分子物质，进出膜是依靠膜的流动性实现的，并不是跨膜运输。mRNA由细胞核到细胞质，是经核孔，也未跨膜；C项注意是无氧呼吸，进入叶绿体仅通过叶绿体双层膜。D项注意是磷脂分子，应是6层膜，12层磷脂分子。
【答案】A
变式6、 某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显变化（如下图）。请回答问题。
（1）由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量__________，尿素含量__________。由于在原培养液中没有尿素，推测其是 __________的产物。
（2）培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是 _______ _____________；被吸收的葡萄糖主要通过__________作用，为细胞提供___________________。
（3）转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是______________________。
（4）由（1）和（3）可初步判断，细胞膜对物质的转运具有___________的特性。
【解析】根据曲线和细胞代谢特点可判断葡萄糖、氨基酸和尿素含量的变化，以及尿素的来源、糖类和氨基酸的作用。
【答案】（1）降低，升高，氨基酸代谢
（2）合成各种蛋白质，呼吸，能量
（3）肝脏细胞受损
（4）选择透过
五、选择透过性原理的应用
选择透过性的具体体现是吸收的离子或小分子（主要是离子）的吸收量不同。
1、同一细胞对不同的物质吸收具有选择性。
2、不同的细胞对同一物质的吸收量不同。
3、细胞对水的吸收和对离子等物质的吸收原理、方式都是不同的，也就是说是两个相对独立的过程（它们的吸收部位是相同的，因此并不是绝对独立的），表现形式是对离子和水的吸收不成比例。
4、外界条件对物质的吸收也有影响，对不同物质的吸收影响程度也不尽相同。
例7、下图是将蕃茄和水稻放在同一种培养液中一段时间，培养液中相关离子浓度的变化（结果为相当于实验前的比例），下列理解错误的是
A 同一植物对不同离子的吸收量不同，与根细胞表面运输不同离子的载体数量有关
B 不同植物对同一离子的吸收量也不同，与根细胞表面运输同一离子的载体数目也有关
C 蕃茄对Mg的需求量一定比水稻多，水稻吸收Mg一定比Si多
D 数值变化除了与植物吸收离子有关，还与植物吸水有关
【解析】植物吸收离子是主动运输过程，需要载体，离子的吸收量与载体的数量有关，A、B都是符合事实的。图中数据是结束时的离子浓度和实验开始时离子浓度的比，当数值为100%时，表示植物对离子的吸收和对水的吸收成比例，当数值大于100%时，表示离子的吸收量相对较小，反之，当数值小于100%时，表示离子的吸收量相对较大。D项符合这一分析；比较数值，可推断番茄吸收Mg比水稻多，而吸收Si比Mg多，因此，C项是错误的。
【答案】C
变式7、家庭养花，一次施肥过浓，引起花卉萎蔫，可采取的措施是
①加强光照 ②改善空气流通
③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
【解析】萎蔫是缺水造成的，出现现象后，应及时补充水分，更换泥土改变了外界溶液浓度，也可缓解症状。
【答案】D
课时作业
1.最能证明植物细胞发生渗透作用原理的实验是（ ）
A.将萎蔫的青菜放入清水中会变硬
B.将根尖细胞放入清水中会吸水
C.将土豆放入盐水中会变软
D.观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原的过程
【解析】观察植物细胞质壁分离和复原，不但有渗透吸水，还有失水。
【答案】D
2.利用渗透作用实验原理可以测定细胞液浓度的大概范围。将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如下图所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现a～d四种细胞状态，则细胞液浓度最精确的范围是下列哪两个细胞之间（ ）
A.c～b B.a～c
C.a～d D.d～c
【解析】外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞会失水发生质壁分离，当外界溶液浓度小于细胞液浓度对，细胞会吸水，c已经发生质壁分离，而d没有明显变化。
【答案】D
3.甜菜肉质贮藏根细胞的液泡中的花青素使块根呈红色，将此根切成小块，放入蒸馏水中，水的颜色无明显变化；若先用盐酸处理此根，再放入蒸馏水中，则水被染成红色，原因是（ ）
A.盐酸破坏了细胞壁
B.盐酸破坏了细胞膜
C.盐酸破坏了原生质层
D.花青素溶于盐酸而不溶于水
【解析】花青素存在于液泡中，不能透过原生质层，只有将原生质层破坏，花青素才能透出
【答案】C
4下图表示以洋葱表皮为实验材料，0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/Ml蔗糖溶液、0.3g/mL尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示开始用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（ ）
A.a B.b C.c D.d
【解析】洋葱表皮放在0.3g/mL蔗糖溶液中会发生质壁分离，原生质体体积变小，用清水处理会复原，对应图中c。在0.5g/mL蔗糖溶液中会发生质壁分离，原生质体体积变小，但细胞会因为过度失水死亡，所以用清水处理不会复原，对应图中d。在0.3g/mL尿素溶液中会发生质壁分离，原生质体体积变小，但尿素能通过自由扩散进入细胞，使细胞液浓度变大，细胞吸水自动复原，对应图中b。用清水处理洋葱表皮，由于有细胞壁限制吸水，原生质体体积略微增大，对应图中a。
【答案】B
5.下列现象属于自由扩散的是（ ）
①水分子通过植物细胞的细胞膜②水分子或其他溶剂分子通过植物细胞的细胞壁
③蔗糖分子通过细胞壁④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层
A.①②③ B.③④⑤
C.①④⑤ D.①③⑤
【解析】细胞壁是全透性的，也不是膜结构，通过细胞壁不是自由扩散。
【答案】C
6.下图是洋葱根在不同含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NO的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是（ ）
A.载体数量、能量 B.能量、载体数量
C.能量、离子浓度 D.载体数量、离子浓度
【解析】氧气浓度可以间接影响能量供应。在能量相同的情况下，考虑载体的多少不同。
【答案】B
7.将一株呈现缺磷症状的植物，移栽到含有磷酸盐的完全营养液中，植物体对磷酸盐的相对吸收量与通气状况有关(如下图)。图中X表示磷酸盐溶液中通入气态氮时，植物对磷酸盐的相对吸收量；Y表示磷酸盐溶液中通入空气时，植物对磷酸盐的相对吸收量。对上述吸收状况的最合理的解释是（ ）
A.氧气供应充足有利于磷酸盐转变为可吸收状态
B.气态氮供应充足不利于磷酸盐转变为可吸收状态
C.在一定范围内，氧气供应直接影响植物对磷酸盐的主动运输
D.在一定范围内，气态氮直接阻止植物对磷酸盐的主动运输
【解析】无机盐的吸收是主动运输过程，需要消耗有氧呼吸产生的能量。
【答案】C
8.下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正确的是（ ）
A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜
B.水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差
C.小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能
D.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程
【解析】细胞膜等生物膜具有选择透过性，细胞需要的小分子、离子可以通过细胞膜，而细胞不需要的小分子、离子和大分子则不能通过细胞膜。
【答案】C
9.将水稻培养在含有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这是因为水稻根的细胞膜（ ）
A.吸附硅的能力强，吸附钙的能力弱
B.运载硅的载体多，运载钙的载体少
C.吸收硅的方式是自由扩散，吸收钙的方式是主动运输
D.吸收硅不需要能量，吸收钙需要能量
【解析】不同植物对不同离子的吸收量不同，取决于它们细胞膜上载体数量的不同。
【答案】B
10.用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与试验开始时各种离子浓度之比，如图所示：该实验的结果不能说明（ ）
A.植物根对水分子的吸收和对矿质元素的吸收是两种不同的跨膜运输方式
B.与番茄相比，水稻对Si4＋需要量大，对Ca2＋需要量小
C.不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关
【解析】由图例分析可知，不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，因此植物对矿质元素是一种选择性吸收，而对水是无选择性吸收，所以植物体对水分和矿质元素的吸收是两种不同的跨膜运输方式。水稻吸收的Si4＋多，对Ca2＋、Mg2＋吸收量少，而番茄吸收的Ca2＋和Mg2＋较多，对Si4＋吸收量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。图中并不能看出植物体对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓度有关。
【答案】D
11.图中的甲、乙图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图，请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后，漏斗内外的水分子达到平衡时的状态。甲图中：①为清水，②为0.3g/mL的蔗糖溶液，③为半透膜)
(1)典型的渗透装置必须具备两个条件：a_________________(指明甲图中相应部位)，b___________________。
(2)比较甲图中①和②处溶液浓度的大小___________>___________。
(3)丙图中④的名称为_____________，甲图中的③相当于丙图中的_____________，它与丙图中相应结构的区别是________________________________________。
(4)若把根毛细胞放入0.3g/mL的蔗糖溶液中，它将出现______________，再放入清水中，它又出现__________________。
(5)若把根毛细胞放入0.9g/mL的蔗糖溶液中，它会出现________________，过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？为什么？_____________________________________________________________________________。
(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_________________________________________________________________________。
【解析】植物细胞吸水或失水均是由于发生了渗透作用，其原生质层相当于半透膜，外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，反之则细胞吸水；当细胞失水过多时，会导致细胞死亡，植物根系若处于高浓度的土壤溶液中时，会因为不能吸水而使植物萎蔫
【答案】(1)具有③半透膜膜两侧具有浓度差
(2)②①
(3)原生质层④甲图中的③属于半透膜，没有选择透过性，而丙图中的④属于生物膜，具有选择透过性
(4)质壁分离质壁分离复原
(5)质壁分离不一样；过一段时间再放入清水中，由于之前蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞失水过多，已经导致根毛细胞死亡，不能出现质壁分离后的复原现象
(6)土壤溶液浓度较高，接近甚至超过根毛细胞细胞液的浓度，造成根毛细胞吸水发生困难，甚至失水，植株出现萎蔫现象
12.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
(1)A代表______________分子；B代表______________；D代表_____________。
(2)细胞膜从功能上来说，它是一层____________膜。
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有____________________。
(4)在a～e的五种过程中，代表被动运输的是______________。
(5)可能代表氧气转运过程的是图中编号____________；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号______________。
(6)如果此为神经细胞膜，则当其受刺激后发生兴奋时，Na+的流动过程是编号________________。
【解析】(1)细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂双分子层构成，细胞膜表面还有链状的多糖分子，大多和蛋白质结合成为糖蛋白，也可和脂类分子结合成糖脂。(2)细胞膜从功能上来说最重要的特性是选择透过性(3)动物细胞吸水膨胀时，厚度变小，说明磷脂双分子层和蛋白质分子均处于动态变化之中。这种现象证明磷脂双分子层具有一定的流动性(或答半流动性)。(4)a～e五个过程中，b、c、d穿膜无需细胞供能，故是被动转运。(5)氧气穿膜是自由扩散，所以选b，葡萄糖进入小肠上皮细胞，是主动运输，所以选a。(6)如该细胞膜为神经细胞膜，未受刺激时，Na+由细胞膜内侧，通过Na+泵(实际上是一种镶嵌在膜的磷脂双分子层中具有ATP酶活性的特殊蛋白质)的作用，移至细胞外侧。有两个显著特点：①逆Na+浓度差由内向外；②是要消耗ATP。当神经细胞膜受刺激兴奋时，由亲水蛋白质分子构成的Na+管道张开，膜外大量Na+顺浓度梯度从Na+管道流入膜内，Na+流入量猛增20倍。
【答案】(1)蛋白质磷脂双分子层多糖
(2)选择透过性
(3)半流动性(一定的流动性)
(4)b、c、d
(5)b a
(6)c
13.根据“水分进出哺乳动物红细胞”实验，请回答：
(1)当外界溶液的浓度比细胞质的浓度______________时，细胞吸水膨胀；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度_____________时，细胞失水皱缩；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度______________时，水分进出细胞处于动态平衡。
(2)活细胞吸水或失水的多少取决于________________。
(3)红细胞内的血红蛋白等有机物______________(能；不能)透过细胞膜。
(4)红细胞的细胞膜相当于一层________________。
(5)当外界溶液的浓度低时，红细胞将会发生____________________。
(6)红细胞内外溶液浓度的差值较大时，_____________或______________较多。
【答案】（1）低高相同
（2）细胞液和外界溶液之间的浓度差
(3)不能
(4)半透膜
(5)因持续吸水而涨破
（6）吸水失水
14.将发芽率相同的甲、乙两种植物的种子，分别种在含有不同浓度(质量分数)钠盐的全营养液中，并用珍珠砂通气、吸水和固定种子。种子萌发一段时间后，测定幼苗平均重量，结果如下图。
请据图回答问题：
(1)甲、乙两种植物相比，更适宜在盐碱地种植的是______________。
(2)导致甲种植物的种子不能萌发的最低钠盐浓度为_______________%。
(3)在钠盐浓度为0.2%的全营养液中，甲、乙两种植物根尖细胞吸收矿质元素的方式均为__________________。
(4)将钠盐浓度为0.1%的全营养液中的甲种植物幼苗，移栽到钠盐浓度为0.8%的全营养液中，其根尖成熟区表皮细胞逐渐表现出质壁分离现象，原因是_________________________________________________________________________________________。
(5)取若干生长状况相同并能够进行光合作用的乙种植物的幼苗，平均分成A、B两组。A组移栽到钠盐浓度为0.8%的全营养液中，B组移栽到钠盐浓度为1.0%的全营养液中，在相同条件下，给予适宜的光照。培养一段时间后，A组幼苗长势将________________B组。
【解析】由题意知，甲、乙两种植物的种子在不同浓度的钠盐溶液中萌发及生长情况不同，说明甲、乙两种植物细胞的细胞液浓度不同，其渗透吸水能力不同。(1)从曲线中可知，乙种植物幼苗在较高浓度的钠盐溶液中仍能正常生长，由此可知乙种植物的渗透吸水能力较甲种植物强，更适宜在盐碱地种植；(2)在钠盐浓度为0.8%时，甲种植物幼苗平均重量为零，说明甲种植物种子在该浓度的钠盐溶液中不能萌发；(3)在钠盐浓度为0.2%的全营养液中，甲、乙两种植物幼苗都能正常生长，其吸收矿质元素的方式为主动运输；(4)出现质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞渗透失水；(5)从乙种植物曲线中可知，在钠盐浓度为0.8%中生长的幼苗平均重量大于在钠盐浓度为1.0%中生长的幼苗平均重量。
【答案】(1)乙种植物
(2)0.8
(3)主动运输
(4)细胞外溶液浓度高于细胞液的浓度，细胞通过渗透作用失水(5)好于第27课时 现代生物进化理论
知识网络
基础梳理
一、现代生物进化理论的由来
1、_____________是第一个提出比较完整的进化学说的科学家，人的主要观点是生物是由______________进化来的，生物是由____________到_____________逐渐进化的；生物的各种适应性特征是由于__________和_____________。
2、达尔文提出了生物进化的______________学说，他的主要观点是：_____________、_____________、_____________、_______________。
3、达尔文认为，生命现象的统一性是由于____________ _________________，生物的多样性是__________的结果。但由于条件的限制，达尔文不能对遗传和变异的本质做出科学的解释。
4、和现代生物进化理论相比，达尔文对生物进化的解释局限于__________水平。他强调物种形成都是渐变的结果，不能解释生物进化中的_____________。
二、现代生物进化理论的主要内容
1、___________是生物进化的基本单位。
2、_______________产生生物进化的原材料。
3、_______________决定生物进化的方向。
4、生物进化的实质是_____________________。
5、___________是物种形成的必要条件。
6、_______________导致物种多样性的形成。
考点突破
考点一、达尔文的自然选择学说
（一）达尔文自然选择学产的主要内容有四点：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。
1、过度繁殖：是自然选择的基础。这是任何生物都具有的能力，即使我们平时所见的繁殖能力很差的生物也具有这个能力，只有在个体数目很多的情况下，才可能出现大量的、种类不同的变异。
2、生存斗争：是自然选择的手段，也是生物进化的动力。生存斗争的形式很多，有生物与无机环境之间的斗争，不同种生物之间的斗争（种间斗争，包括竞争、捕食、寄生等），还有同种生物内部的斗争（种内斗争）。生物与无机环境之间的斗争和种间斗争时时刻刻都存在着，而由于过度繁殖，个体数目的增多和资源空间有限的矛盾越来越突出，种内斗争不断增强，同时生物与无机环境之间的斗争、种间斗争也不断发生变化，这样，就只能是在生存斗争中占据优势的个体能够生存下来。
3、遗传和变异：是生物进化的内因。生物在繁殖的后代中存在着遗传和变异现象，生物的变异是不定向的，在生存斗争中，有利环境的变异的个体被保留下来，而不适合环境的变异的个体在生存斗争中失败而被淘汰。
4、适者生存：是自然选择的结果。变异是不定向的，而自然选择是定向的，定向的选择决定着生物进化的方向。自然选择使适应环境的变异类型，通过多次选择和遗传变异的积累，使微小的有利变异得到积累和加强，保留下来的个体都是对环境的适应能力最强的，最终产生了适应环境的生物新类型。
达尔文还认为：自然选择是一个长期的、缓慢的和连续的过程。
（二）达尔文自然选择学说的成就和局限性
1、成就：科学地解释了生物的多样性和统一性，解释了生物进化的原因。
2、局限性：（1）受当时科学水平的限制，达尔文没有阐明遗传和变异的本质；（2）对生物进化的单位局限于个体水平；（3）认为生物进化是渐变的过程，不能解释生物进化过程中出现的物种大爆发现象。
（三）现代生物进化理论的核心是自然选择学说，是在自然选择学说基础上的发展。
例1、《物种起源》出版已有150年，但依然深深影响着现代科学研究。下列哪项是达尔文的观点
A. 适者生存，不适者被淘汰
B. 用进废退的理论
C. 种群是生物进化的基本单位
D. 隔离是物种形成的必要条件
【解析】用进废退的理论是拉马克提出来的，种群是生物进化的基本单位以及隔离是物种形成的必要条件是现代生物进化理论的基本内容。关键是要仔细区分自然选择学说和现代生物进化理论有关说法的差异。
【答案】A
变式1公鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器。按照达尔文的观点，现代公鹿鹿角发达的原因是
A．每代经常使用的结果
B．变异朝有利于生殖的方向发展的结果
C．繁衍后代的需要
D．自然选择的结果
【解析】达尔文学说的核心是自然选择，A和C项是拉马克的观点，B项中，变异是不定向的。
【答案】D
考点二、种群的基因库和基因频率的概念，基因频率和基因型频率的计算
（一）基因库和基因频率
基因库是指某种生物全部基因的总合。
基因频率是指某基因占它和它的等位基因的比率。由此可以发现，基因库的基因频率两个概念考查的基因的范围不同。基因库是该物种的全部基因，而基因频率仅是考虑其中的一对基因。
（二）基因频率和基因型频率的计算
1、基因频率的计算：如A基因的频率=
2、基因型频率频率的计算：在计算公式中，分子是某种基因型的个体总数，而分子则是种群中的个体总数。
计算中若遇到计算伴性遗传的基因应特别注意，男性和女性中含有等位基因的个数是不同的。
（三）在生物进化过程中，基因频率和基因型频率不断发生改变，而基因库也在发生着改变，不同的物种有着不同的基因库，一旦基因库发生了改变，新物种就形成了。
例2、某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了2000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中V的基因频率约是
A. 43% B. 48% C. 52% D. 57%
【解析】未入侵之前VV个体有3000，Vv个体11000，vv个体6000，入侵后VV变为3000+2000=5000，其它类型个体不变，但总数变为22000，则V基因频率为（5000×2+11000）/（22000×2）
【答案】B
变式2、某学校对男学生体检时发现，在全校1160名学生中，男生有色盲80人，正常1080人。假设在男生和女生中色盲基因的基因频率相等，则在1000名女生中，预期色盲患者和携带者分别为
A 5，64 B 5，128
C 69，64 D 69，128
【解析】由男生的情况可计算出色盲基因频率为80/1160=6.89%，可推算出1000名女生中，色盲患者为6.89%×6.89%×1000=5，携带者为6.89%×93.11%×2×1000=128
【答案】B
考点三、隔离导致物种形成
1、生物进化与物种形成的比较
内容 物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 基因频率改变
变化后生物与原生物关系 新物种形成，生殖隔离，质变 生物进化，基因频率改变，量变
二者联系 ①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
2、种群和物种的比较
种群 物种
概念 指生活在同一地点的同种生物的一群个体。 种群是生物进化的单位和繁殖的单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流 是指分布在一定自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并且能产生可育的后代。
生活地域 同一地点 一定自然区域，同一地点或不同地点
相互联系 一个物种可以包括多个种群（例如同种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的的种群）。同一物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期下去可能发展为不同的亚种，而可能形成多个新物种
3、地理隔离和生殖隔离的比较
类型 定义 特点 关系
地理隔离 同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象 同种生物地理隔离消失后仍然可以进行基因交流 ①一般先经过长期的地理隔 离，然后形成生殖隔离；②有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离，例如多倍体的产生
生殖隔离 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代 永久性不能进行基因交流
例3、右图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和C。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．C和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
【解析】本题考查物种形成的知识。A通过地里隔离形成两个种群a1和a2，有分别演化出b、c、d三个种群，虽然有地理隔离，但是不一定会产生生殖隔离。所以A错；由于d是由a1演变而来，所以c与d之间可能存在生殖隔离，B对。基因频率的改变不一定会导致生殖隔离产生新的物种，但是产生生殖隔离了的种群，基因频率一定会变化。a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但是b和d由于地理隔离存在，所以可能不是同一物种。所以C不对。即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d不存在生殖隔离他们仍是同一物种。
【答案】B
变式3、下列关于隔离的叙述，不正确的是
A、隔离阻止了种群间的基因交流
B、多数物种的形成都要经过长期的地理隔离
C、不同种群基因库不同是产生生殖隔离的根本原因
D、地理隔离一定会导致生殖隔离，从而使新物种形成
【解析】地理隔离不一定会导致生殖隔离。
【答案】D
考点四、共同进化和生物多样性的形成
1、共同进化包括生物之间的共同进化和生物与环境之间的共同进化。
2、生物之间的竞争、捕食和寄生等关系使生物之间相互选择，共同进化。
3、捕食关系中捕食者不但不会造成被捕食者灭绝，反而有利用增加物种多样性。捕食者大量捕食在同一营养级中个体数最多的物种，而这类物种在该营养级中占据中优势地位，因此，捕食者的存在有利于劣势种的生存，因而增加了物种多样性。
4、生物与环境的共同进化不仅增加了物种多样性，而且增加了生态系统的多样性。典型的例子是自养型生物的出现使原始地球大气中出现了氧气，氧气的出现后才有了需氧型生物。
例4．下列叙述中正确的一项是
A．一个物种的形成或灭绝，会影响到其他所有物种的进化
B．物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
C．生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程
D．捕食者的存在有利于增加物种的多样性
【解析】有些物种之间存在着直接或较为密切的间接联系，它们之间是共同进化的，但在一个生态系统中，当一个物种灭绝后，会有其它物种代替已灭绝的物种，对某些物种的影响是很小的，甚至没有影响，因此不能说所有的。共同进化不但可以通过生存斗争实现，也可以通过种间互助实现。生物多样性包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性，因此A、B、C项都是的错误的
【答案】D
变式4有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，原因是有性生殖
A、能产生大量后代
B、产生的后代成活率较高
C、能出现更多的突变类型
C、使基因重组产生更多变异类型
变式4有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，原因是有性生殖
A、能产生大量后代
B、产生的后代成活率较高
C、能出现更多的突变类型
D、使基因重组产生更多变异类型
【解析】有性生殖过程中，发生基因重组，从而使变异种类增多，而基因突变与生殖方式无关。
【答案】D
课时作业
1．现代生物进化理论是在达尔文进化论的基础上进一步发展起来的，下列选项中不属于达尔文进化论观点的是（ ）
A．变异是自然选择的原始材料
B．个体是生物进化的基本单位
C．种群是生物进化的基本单位
D．适者生存，不适者被淘汰
【答案】C
2.有关物种叙述正确的是（ ）
①不同种群的生物肯定不属于同一个物种②具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体③隔离是形成新物种的必要条件④在物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离
A.①②④ B.②③④ C.②③ D.①②③④
【解析】不同的种群不一定不属于一个物种，只要未形成生殖隔离，均应视作同一物种。并不是所有的物种形成都需要地理隔离。
【答案】C
3.下列关于生物进化问题的叙述中，正确的是（ ）
①自然选择导致了生物的定向变异和进化
②生殖隔离只能通过地理隔离来实现
③种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因
④不同物种间必然存在着生殖隔离
⑤隔离、可遗传的变异和自然选择是物种形成的三个环节
⑥达尔文的自然选择学说认为种群是生物进化的单位
A.③④⑤ B.①②④⑥
C.②③④ D.①④⑤⑥
【解析】变异是不定向的，自然选择决定了生物进化的方向；没有地理隔离也可能形成生殖隔离；种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因；不同物种间必然存在着生殖隔离；隔离、可遗传的变异、自然选择是物种形成的三个环节；现代生物进化理论认为种群是生物进化的单位。
【答案】C
4．某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图1，图中黑色部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经选择之后，下一代中三种基因型频率的结果最可能是图2中的（ ）
图2
【解析】如图所示，AA的繁殖成功率较低，所以后代中A的频率将会逐渐降低，a的频率将会升高，所以aa的频率将会升高，AA的频率会比原来降低。
【答案】B
5.果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80%为BB的个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例是（ ）
A.25% B.32%
C.50% D.64%
【解析】根据题目提供的条件可求出：B＝80%，b＝20%，随机交配后Bb的基因型频率＝2×80%×20%＝32%。
【答案】B
6.隔离在物种的形成过程中，起着非常重要的作用，下列叙述中不正确的是（ ）
A.隔离阻止了种群间的基因交流
B.物种的形成都必定先经过长期的地理隔离
C.遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因
D.多倍体植物的产生不需要经过地理隔离
【解析】种群间基因库的差异使得基因交流中断，产生生殖隔离，形成新物种；但并不是所有的物种形成都需要长期的地理隔离，如多倍体育种。
【答案】B
7.自然界中新物种的形成方式最常见的是通过长期的地理隔离而达到生殖隔离。这种方式不需要下列哪一环节的作用（ ）
A.提供进化原材料的突变和基因重组
B.使种群基因库中基因定向变异的特殊环境
C.使种群基因频率定向改变的自然选择
D.阻断不同种群间发生基因交流的隔离
【解析】生物的变异是不定向的。
【答案】B
8.农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是（ ）
A.杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生
B.杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C.杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D.抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性
【解析】根据自然选择学说，使用杀虫剂之前，害虫种群个体中就存在抗药性差异(变异)，有的具有抗药性，有的无抗药性。长期使用某种杀虫剂之后，杀虫剂选择了具有抗药性的害虫，使种群中抗药性基因频率增大，所以杀虫效果下降。
【答案】B
9.（2009年深圳二模）根据现代生物进化理论，下列叙述正确的是（ ）
A．进化地位越高等的生物适应能力越强
B．捕食者的存在对被捕食者是有害无益的
C．生物进化的实质是种群基因频率的定向改变
D．基因库出现明显差异的两个种群即为两个物种
【解析】进化地位高等的生物适应能力是相对的，因为环境是变化的，同种变异在不同环境中可能是有利变异，也可能是不利变异。
【答案】C
10．下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是（ ）
A．图中a表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料
B．种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C．图中b表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
D．图中c表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代
【解析】图中a应表示突变和基因重组，突变包括基因突变和染色体变异，图中b表示地理隔离，但并不是新物种形成的必要条件，有些新物种(如多倍体)形成不需要经过地理隔离。生殖隔离的两种生物除了不能杂交产生后代，也可能进行交配却不能产生可育后代。
【答案】B
11.（2009年肇庆二模）镰刀型细胞贫血症是由常染色体上的隐性致病基因引起的，患者在幼年时期夭折。现在甲、乙两地区进行调查，其中乙为疟疾流行地区。两地区人群中各种基因的比例如下图：
回答下列问题：
（1）在甲地区人群中A的基因频率为___________。a的基因频率为___________；乙地区人群中A的基因频率为__________。a的基因频率为____________。
（2）若干年后再进行调查，甲地区人群中的A的基因频率将___________，乙地区人群中的A的基因频率将____________。
（3）如果在乙地区消灭疟疾，若干年后再进行调查，将会发现A基因的频率会_____________。
（4）对于一个已出生的孩子，如何利用光学显微镜检查其是否携带镰刀型细胞贫血症的致病基因？____________________________________________________________。
【答案】（1）96．5%，3.5%，50.5%，49.5%
（2）上升下降
（3）上升
（4）制作血涂片，观察红细胞形状
12.如图为对一块甲虫成灾的农田使用两种杀虫剂的实验结果曲线图，试分析：
(1)曲线回升是通过______________之间的____________来实现的。
(2)杀虫剂的使用对甲虫起了____________作用，这种作用是_____________(定向、不定向)的，结果导致甲虫的抗药性_____________(增强、减弱)。
(3)根据以上分析，使用杀虫剂治虫有其缺点，主要有：
①________________________________________________________。
②________________________________________________________。
针对这些缺点，你认为消灭甲虫应采用什么方法较好？_____________________________________________________________。
【解析】从图中可以看出使用杀虫剂在早期都取得了一定的效果，甲虫的种群密度都明显下降，但下降到一定程度时，又会增加，说明杀虫剂的使用没有杀死有抗药能力的甲虫，而这部分有抗药能力的甲虫大量繁殖导致种群密度上升。
【答案】(1)甲虫与杀虫剂生存斗争(2)选择定向增强(3)①使具有抗药性害虫的比例上升②对环境造成污染生物防治等
13.如图所示为某群岛上物种演化的模型，A、B、C、D、E、F为六个物种，请据图回答：
(1)已知甲岛上B物种为有翅蝉，过了相当长时间后，逐渐演化成了残翅蝉E和超长翅蝉F，请根据达尔文的自然选择学说结合甲岛上多风的自然条件，推测甲岛上B物种演化的过程。
(2)甲岛上B物种偶尔有一次乘着季风，飞到了乙岛上，试分析B物种进入乙岛后可能会给乙岛上C物种带来的影响？
(3)已知乙岛上的C物种属XY型性别决定。已知C物种中有斑点性状是由X染色体上的隐性基因b控制的，但雌性是性染色体杂合体，雄性是性染色体纯合体。某研究人员要通过杂交培育出一批在幼小时就能通过有无斑点来识别雌雄的物种C，请帮助他设计一个实验方案，画出实验图解并作简单说明。
【解析】在强海风的环境下，B物种的个体中，只有能够抵御海风的超长翅蝉和残翅蝉能够生存下来，其余的有翅蝉会被刮起的大风吹到海里而淘汰。B物种作为外来物种，有可能和C物种和谐共处，也有可能因为不适应环境而被淘汰，还有可能与C物种形成竞争，把C物种淘汰，成为该岛的优势物种。XBXB(雄性)、XBXb(雄性)和XBY(雌性)都是无斑点的，XbXb(雄性)和XbY(雌性)都是有斑点的。则XbXb(雄性)和XBY(雌性)结合，后代的基因型及表现型有XBXb(雄性)无斑点和XbY(雌性)有斑点，在幼小时通过有无斑点就能识别雌雄。
【答案】(1)甲岛上B物种，通过大量繁殖，产生了大量的个体，新个体中就含有许多新的变异性状，其中，只有超长翅的F物种和残翅的E物种在甲岛多风的环境中，能够适应环境而生存下来，其他的被淘汰。
(2)甲岛上B物种到达乙岛上后，可能面临以下情况：一是与C物种和谐相处，种群共同发展；二是由于不适应环境而被淘汰；三是与C物种形成竞争，最终处于优势，淘汰C物种。
(3)设计方案：
P：雌性：XBY×雄性：XbXb
↓
F： XBXb XbY
雄性 雌性
无斑点 有斑点
说明：利用雌性无斑点的C物种与雄性有斑点的C物种杂交，后代凡是有斑点的则为雌性的C物种，凡是无斑点的则为雄性的C物种。
第九单元 人和高等动物生命活动的调节
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
1、说明稳态的生理意义2、概述人体神经调节的结构基础和调节过程3、说明神经冲动的产生和传导4、概述人脑的高级功能5、描述动物激素的调节6、探讨动物激素在生产中的应用7、举例说明神经体液调节在维持稳态中的作用8、描述体温调节、水盐调节、血糖调节9、概述人体免疫系统在维持稳态中的作用10、关注艾滋病的流行和预防 1、描述内环境的组成和理化性质2、说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介3、尝试构建人体细胞与外界环境物质交换模型4、说明内环境稳态及其生理意义；简述稳态的调节机制5、概述人和高等动物神经调节的结构基础和调节过程6、说明兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递7、概述人脑的高级功能8、说明神经调节与体液调节的关系9、描述体温调节10、说明水平衡的调节11、描述血糖平衡的调节过程，理解反馈调节12、以甲状腺为例，说明分级调节和反馈调节
考纲分析解读和复习指导
1、内环境和稳态一节的复习，应注意整体和局部的关系。从整体看，包括组织细胞、内环境和外界环境三个层次，从局部看，内环境又包括血浆、组织液和淋巴。首先应建立一个完整的组织细胞与外界环境进行物质交换的模型（即示意图），图中应表现出组织细胞与组织液之间的物质交换，组织液、血浆、淋巴之间的物质交换，外界环境中的物质通过相关系统和血浆或淋巴进行物质交换。通过建立这样一个模型，理解细胞与外界环境的物质交换。
2、神经调节一节的复习，重点是认识和理解兴奋在神经纤维上的传导和在细胞间传递，在神经纤维上的传导，以电位变化为中心，分析各种电位方面的问题；在细胞间的传递，要围绕递质的释放、作用分析，在此基础上要会分析兴奋在反射弧上的传导（传递），以及判断反射弧损伤或药物阻断等问题。
3、激素调节一节，两个典型的调节血糖调节和体温调节，不但能理解它们的调节过程，还要能画出调节过程的示意图。
4、神经调节和体液调节的关系一节，除了从理论上掌握神经调节和体液调节的区别与联系外，还要从具体实例中理解二者之间的分工协调。体温调节中，重点是神经调节这一环节，在明确反射弧的感受器和神经中枢所在的部位，效应器都有哪些及它们的作用。同时，还要理解在不同状态下，人的产热量和散热量的关系。
5、免疫作为稳态调节的重要方面，复习过程中不但要注意免疫的具体过程，还要把免疫上升到稳态调节这一层次上认识，理解在病原体侵染时，人体是如何保持稳态或失去稳态的第26课时 基因工程及其应用
知识网络
基础梳理
一、基因工程的原理
1、基因工程最基本的工具有“基因的剪刀”——________________，“基因的针线”——_______________，基因的运载体。
2、目前常用的运载体有质粒、_____________和________________等。其中质粒是存在于_________和____ _________等细胞中的________________。
3、基因工程的操作包括四个步骤，依次是______________ ________________、_________________________________、_______________________、__________________________。
二、基因工程的应用
1、利用基因工程，可培育出高产、稳产和具有优良性状的农作物，以及各种____________的作物新品种。
2、转基因抗虫棉的外源抗虫基因来自于______________ _____。转基因抗虫作物的使用，不仅减少了_____________ _______，大大降低了______________，而且还减少了农药对环境的影响。
3、利用基因工程生产药物，一般是将相关基因转入到________________________中实现的。
4、基因工程还能用于环境保护，如利用转基因的细菌降解___________________，吸收_______________，分解石油污染，处理工业废水等。
考点突破
考点一、基因工程的原理
1、基因工程的基本工具
（1）限制性核酸内切酶，简称为限制酶。限制酶比普通的酶具有更强的专一性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。限制酶识别的序列很特别，由于DNA分子的结构具有反向平行的特点，被限制酶识别的位点DNA两条链的碱基序列是相同的：
如EcoRⅠ酶识别GAATTC序列，并且G和A之间切开，从示意图中看，链1的序列是GAATTC（从左到右），链2的序列也是GAATTC（从右到左）。
（2）DNA连接酶，黏性末端的碱基可以通过互补配对形成氢键，但断口处的磷酸和脱氧核糖需要DNAl连接酶相连。因此，DNA连接酶的作用位置和DNA聚合酶相似，都是连接磷酸和脱氧核糖，所不同的是，DNA聚合酶是将一个脱氧核苷酸连接到复制过程中形成的子链上，而DNA连接酶是将两个DNA分子两条链相连。
（3）基因的运载体，最常用的是质粒，也可以用噬菌体或动植物病毒。质粒上有很多重要基因，在基因工程中，重要的基因有抗生素的抗性基因（作为标记基因）和控制质粒转移的基因，这是重组质粒能进入受体细胞的前提。
例1、某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是
片段1 片段2
① ┬┬┬G┴┴┴C—C—T—A—G A—G—C—T—T┬┬┬A┴┴┴
② ┬┬┬G—G┴┴┴C—C A—T┬┬┬T—A┴┴┴
③ ┬┬┬A—G┴┴┴T—C C—T┬┬┬G—A┴┴┴
④ ┬┬┬G┴┴┴C—T—T—A—A A—A—T—T—C┬┬┬G┴┴┴
A ①② B ③④ C ①④ D ②③
【解析】一种限制酶应识别两条链上的相同序列，并且在相同的位置切开。①②不符合，两条链的序列不同，切点也不同。③④符合：③的识别序列是AGCT，切点在G—C之间，④的识别序列是GAATTC，切点在G和A之间。
【答案】B
变式1、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是
供体 剪刀 针线 运载体 受体
A 质粒 限制性内切酶 DNA连接酶 提供目的基因的生物 大肠杆菌等
B 提供目的基因的生物 DNA连接酶 限制性内切酶 质粒 大肠杆菌等
C 提供目的基因的生物 限制性内切酶 DNA连接酶 质粒 大肠杆菌等
D 大肠杆菌等 DNA连接酶 限制性内切酶 提供目的基因的生物 质粒
【解析】供体是提供目的基因的生物，剪刀是限制性内切酶，针线是DNA连接酶，运载体是质粒，受体是相应的细胞。
【答案】C
2、基因工程操作的基本步骤
（1）提取目的基因。最常用的方法是从细胞中取出DNA（关于选修三的内容，必修部分不作要求）同时从细菌中取出质粒。
（2）目的基因与运载体结合。用同种限制酶切割质粒及目的基因所在的DNA分子，使它们形成相同的黏性末端，用DNA连接酶将二者相连形成重组质粒（或称为重组DNA分子）。
（3）将目的基因导入受体细胞。（不同的受体细胞采用不同的方法手段）
（4）目的基因的检测与鉴定。需要掌握目的基因成功表达的标志是合成相应的蛋白质，检测方法需要掌握从个体水平上检测，如抗虫棉的个体水平检测方法是让棉铃虫吞食棉花叶片，观察是害虫是否死亡，若死亡，则转基因成功，已合成毒蛋白，若害虫没有死亡，则证明转基因没有成功，可能是目的基因没有导入，也可能是导入后没有表达。
例2、利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
【解析】目的基因的表达是指在受体细胞中产生了目的基因所控制的蛋白质。
【答案】D
变式2人类利用基因工程的方法培育出抗虫棉，以下说法正确的是
A 苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞中表达
B 抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状稳定遗传下去
C 标记基因的作用是便于鉴别受体细胞中是否含有目的基因
D 转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫
【解析】目的基因与载体结合后，还需要对其进行进一步处理，以构建成基因表达载体；导入受体细胞后，只有结合在染色体上，才可能稳定遗传下去；抗性的产生与是否抗虫没有关系，种植抗虫棉，害虫中仍然有抗性个体。
【答案】C
考点二、基因工程的应用
在必修复习中，对基因工程的应用要掌握转基因抗虫棉的培育和利用基因工程生产胰岛素的两个实例，从而了解基因工程在农牧业中的应用。
1、抗虫转基因作物的培育
目的基因来源：苏云金杆菌的毒蛋白基因
毒蛋白的作用特点：能使棉铃虫等鳞翅目昆虫瘫痪致死，而对人等高等动物没有影响
转基因作用类型：抗虫烟草、抗虫玉米、抗虫水稻和抗虫棉等
种植转基因抗虫植物的优点：减少农药的使用量，降低生产成本，减少了农药对环境的污染
种植转基因抗虫作用的潜在危险：抗虫基因可能随花粉传播，造成基因污染
2、其它转基因作物
耐贮存的蕃茄，耐盐碱的棉花，抗除草剂的玉米、油菜、大豆
3、转基因动物
转基因奶牛（使牛奶中乳糖的结构和含量和人乳相似），超级绵羊（将牛的生长激素基因导入绵羊细胞，使绵羊的体型比正常大50%，生长速度快30%）
4、基因工程药品
（1）基因工程胰岛素：将人的胰岛素基因导入到大肠杆菌中，培养大肠杆菌，从培养液中提取胰岛素
（2）基它药品：干扰素、白细胞介素（这两种都是淋巴因子），溶血栓剂、凝血因子，疫苗（乙肝疫苗、霍乱疫苗、伤寒疫苗、疟疾疫苗）
5、用于环境保护
主要是培育转基因细菌，使细菌能速高效地分解有毒污染物或吸收重金属盐离子。
例3、运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白质，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，据以上信息，下列叙述正确的是
A、Bt基因的化学成分是蛋白质
B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质
C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因
D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物
【解析】Bt基因和其它基因一样，是由脱氧核苷酸组成的DNA片段，Bt基因是外源基因，不含油菜的任何基因，但转基因油菜中含有Bt基因，能产生杀虫蛋白就是由于bt基因的存在，杀虫蛋白是蛋白质，是有机物。
【答案】C
变式3、下列关于基因工程的有关说法，正确的是
①用基因工程方法培育的抗虫植物能抗病毒 ②基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育各种品质优良的动物 ③利用基因工程生产胰岛素时，可以使用反转录法得到胰岛素基因，反转录所需的mRNA可以人体任何细胞提供 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
A.①② B.③④
C.②③ D.②④
【解析】抗虫和抗病毒的原理不同，抗虫植物不能抗病毒，反之，抗病毒植物也不能抗虫；由于基因的选择性表达，mRNA只在特定细胞中出现。
【答案】D
课时作业
1、下列有关基因操作的工具的说法，正确的是
A限制性内切酶是作用于DNA的酶，其化学本质是RNA
B一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位置进行切割
C一个DNA分子用不同的限制酶处理，得到的黏性末端一定不同
D在DNA连接酶的催化下，可以形成磷酸二脂键，因此DNA连接酶和DNA聚合酶的作用完全相同
【解析】限制酶的化学本质仍是蛋白质，不同的限制酶处理，可以得到相同的黏性末端。
【答案】B
2、下列有关基因工程操作的顺序组合中正确的是（ ）
①目的基因的检测和鉴定②目的基因与运载体的结合
③将目的基因导入受体细胞④提取目的基因
A①②③④ B④③②① C④②③① D③④②①
【答案】C
3.目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是（ ）
A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达
B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去
C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因
D．转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫
【答案】C
4、科学家将DNA连接酶基因大量注入牛的受精卵细胞中，结果在该受精卵发育成雌牛后，从其乳汁中获得了大量的DNA连接酶，在该牛乳腺细胞中，与DNA连接酶的合成和分泌直接有关的细胞器是（ ）
A线粒体、高尔基体B核糖体、高尔基体
C核糖体、内质网D内质网、线粒体
【解析】合成由核糖体完成，分泌最终由高尔基体实现。
5.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质，下列叙述不正确的是（ ）
A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
C.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D.导入大肠杆菌的目的基因不一定成功表达
【解析】限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的序列，并在特定的位点切割，切割后留下两个黏性末端，目的基因要连接到质粒上，需要用相同的限制性核酸内切酶处理；DNA连接酶和限制性核酸内切酶构建重组质粒，RNA聚合酶的功能是催化DNA转录为RNA，不是重组质粒必需的工具酶；目的基因的检测是利用质粒上的标记基因，如质粒中含有抗青霉素基因，将用该质粒做运载体的生物放在带有青霉素的培养基中培养。若有抗性，说明导入成功；目的基因导入受体细胞后，表达不一定能成功，有时还需对目的基因进行修饰。
【答案】B
6.下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（ ）
①利用杂交技术培育出超级水稻②通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒③通过体细胞克隆技术培养出克隆牛④将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉⑤将健康人的正常基因植入病人体内治疗基因病⑥用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄
A.①③⑤B.①②④
C.①④⑤D.①②⑥
【解析】通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于太空育种，其原理为基因突变；通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖，应用的原理是细胞核的全能性；用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄应用的是生长素的生理作用。
【答案】C
7.如图表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，有关说法错误的是（ ）
A.经过Ⅲ培育形成④常用的方法是花药离体培养
B.过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗
C.由品种①直接形成⑤的过程必须经过基因突变
D.由品种①和②培育能稳定遗传的品种⑥的最快途径是Ⅰ→Ⅴ
【解析】品种①的基因型为AABB，品种②的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的品种⑥最快的途径应为单倍体育种，所以应为途径Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ，而Ⅰ→Ⅴ途径获得的子代中既有纯合体又有杂合体，还需要不断的连续自交进行筛选才能获得需要的品种⑥。
【答案】D
8.下列关于作物育种的叙述，正确的是（ ）
A.把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术
B.改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种
C.培育无子西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头
D.袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果
【解析】选项A常采用杂交育种，选项B常采用基因工程，选项D应该是基因重组，选项C一般采用花粉刺激，如果用生长素处理亦能达到目的。
【答案】C
9.假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优育品种AAbb，可采用的方法如图所示，有关叙述不正确的是（ ）
A.由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为杂交育种
B.基因型为Aabb的类型经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是1∶1
C.与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是明显缩短了育种年限
D.过程④在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体
【解析】AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种称为杂交育种，过程⑤⑥为单倍体育种。与杂交育种方法相比，单倍体育种可明显缩短育种年限。过程④为基因工程育种，必须用到的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶，而运载体是将目的基因导入受体细胞时用到的运输工具，不属于工具酶。
【答案】D
10.双子叶植物大麻(2N＝20)为雌雄异株，性别决定为XY型，若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是（ ）
A.18＋XX或18＋YYB.18＋YY
C.9＋X或9＋YD.18＋XY
【解析】由题意得花药的染色体组成是9＋X或9＋Y，经培养且用秋水仙素处理后染色体数目加倍，所以得到的植株的染色体组成是18＋XX或18＋YY。
【答案】A
11.科学家在水稻中发现了GIF1基因，该基因的表达产物能催化淀粉的生成，当该基因出现突变时，水稻则无法长出正常籽粒。
（1）上述资料表明，基因可通过____________________，进而控制生物性状。
（2）水稻的早熟（D）对晚熟（d）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，两对相对性状独立遗传。现将早熟易感病和晚熟抗病两个纯种植株杂交，得到F1。F1自交，获得F2植株1616株，理论上早熟抗病植株有_________________株，其中杂合子占________________。
（3）要想在较短时间内培育出早熟抗病的新品种，最佳的育种方法是________________________。
【解析】虽然本题考到基因控制性状，但未进行基因工程，还是按照常规的基因突变问题解决。
【答案】（1）生物体的性状
（2）909 8/9
（3）单倍体育种
12.下表为4个不同小麦杂交组合及其子代的表现型和植株数目，其中抗病性用A、a表示，抗盐性用B、b表示。据表推断
组合序号] 亲本 子代的表现型和植株数目
抗病抗盐 抗病不抗盐 易感病抗盐 易感病不抗盐
父本 母本
一 易感病、不抗盐 抗病、抗盐 145 0 110 0
二 易感病、不抗盐 易感病、抗盐 0 0 414 0
三 抗病、抗盐 抗病、不抗盐 0 422 0 130
四 抗病、抗盐 易感病、不抗盐 0 184 0 182
(1)在小麦抗病与易感病这对性状中，_____________是显性性状；抗盐与不抗盐这对相对性状的遗传属于________________。现有抗病不抗盐和易感病抗盐植株，要通过杂交培育抗病抗盐植株，则应选择___________________为母本，__________________为父本。
(2)现有多株抗病抗盐小麦，若想鉴定并保留纯合品系，最好采用的交配方式是_______________。
(3)若通过基因工程将该抗病基因转入棉花体细胞内，通常采用土壤农杆菌的质粒作为____________，该过程需要用到的工具酶有_______________和_______________；将导入抗病基因的棉花细胞培养成抗病植株，需要采用的技术手段是_____________。
【解析】由于第三组合两亲本均抗病而后代出现感病类型可知抗病为显性性状而感病为隐性性状；从上表四组组合来分析，抗盐与不抗盐这对性状在遗传上表现为母系遗传，因此为细胞质遗传；通过杂交育种培育抗病抗盐植株，应选择易感病抗盐植株为母本，抗病不抗盐植株为父本。小麦为自花传粉植物，因此鉴定并保留纯合品系最好为自交。植物基因工程常用土壤农杆菌的质粒为运载体，该工程需要限制性核酸内切酶与DNA连接酶。受体细胞获得外源基因后，需要再经植物组织培养技术才能培育出转基因植物。
【答案】(1)抗病细胞质遗传易感病抗盐植株抗病不抗盐植株(2)自交(3)运载体限制性核酸内切酶DNA连接酶植物组织培养
第八单元 现代生物进化理论
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
说明现代生物进化理论的主要内容概述生物进化与生物多样性的形成探讨生物进化观点对人们思想观念的影响 辨别拉马克与达尔文进化学说的异同概述达尔文自然选择学说的主要观点评述拉马克和达尔文进化学说的局限性说明现代生物进化理论的主要内容阐明种群、物种、基因库、基因频率、基因型频率、隔离、共同进化的概念解释生物多样性形成的原因
考纲分析解读和复习指导
本专题理论性强，是生物学理论知识中不可缺少的部分。但从高考命题的角度看，生物进化理论是高考的冷点内容之一，因此本专题的复习，不必拓展加深，了解生物进化理论的基础知识，但要全面了解拉马克的用进废退学说、达尔文的自然选择学说和现代生物进化理论的主要观察，批判性的接受拉马克和达尔文的进化观点。
现代生物进化理论中的名词概念是需要重点分析的，建议列表比较这些概念。能用现代生物进化理论解释生物的进化和物种多样性的形成，对于不同情况下基因频率的计算是本单元复习的难点，特别是教材中探究自然选择对种群基因频率变化的影响中的实例计算，要在理解的基础上掌握它的计算方法第9课时 专项突破 酵母菌和植物呼吸问题
突破点一、与酵母菌有关的其它实验
1、密闭容器中酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸
实验考查有氧呼吸和无氧呼吸中气体的的变化量，在有氧呼吸过程中，产生的二氧化碳量和消耗的氧气量相等，而在无氧呼吸过程中，不消耗氧气，但释放出二氧化碳。实验装置中有不同的溶液，水不吸收二氧化碳，NaOH溶液吸收二氧化碳。
装置甲：小试管内装清水，装置乙：小试管内装NaOH溶液
（1）若酵母菌只进行有氧呼吸，装置甲中小液滴位置不变，因为其中气体量不变；装置乙中小液滴左移，原因是消耗氧气，而产生的二氧化碳又被NaOH吸收，容器内气体体积减小。
（2）若酵母菌只进行无氧呼吸，装置甲中小液滴右移，因为其中气体量增加；装置乙中小液滴位置不变，原因是无氧呼吸产生的二氧化碳被NaOH吸收，气体体积仍然不变。
（3）若酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，则甲、乙两个装置均有变化，甲装置中液滴右移，乙装置中液滴左移。
实际上，甲装置可理解为检测是否进行无氧呼吸，乙装置为检测是否进行有氧呼吸。
酵母菌只所以能有不同的呼吸方式，原因是装置内气体中氧气的含量不同，若其中氧气充足，则实验阶段只进行有氧呼吸，若其中氧气含量不足，则实验过程中前期进行有氧呼吸，后期进行有氧呼吸。若氧气含量极低或无氧气，则只进行无氧呼吸。
例1、右图是某同学为了研究酵母菌的无氧呼吸所制作的一个实验装置。开始时锥形瓶中装有质量分数为2%的葡萄糖溶液，并在其中加入适量的酵母菌。实验过程中，刻度玻璃管中的有色液滴会向右移动。表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的液滴右移的距离（单位：cm）。请判断下列有关叙述不正确的是（ ）
A.实验开始前应对葡萄糖溶液作煮沸处理，以除去氧气和灭菌
B.表中数据可以表示酵母菌无氧呼吸所产生的CO2的量
C.在一定范围内，随着温度升高，酵母菌的无氧呼吸强度越来越大
D.35℃最有利于酵母菌的无氧呼吸，随着实验的进行，液滴右移的速率越来越大
【解析】从实验装置看，容器中除了培养液，空气中充满了氮气，因此，是要研究酵母菌的无氧呼吸，要除去氧气，同时为了避免其它微生物对实验的影响，也要对其进行灭菌，这两个目的都可以通过加热实现，因此A正确。无氧呼吸产生二氧化碳引起气体体积增大，有色液滴右移，B项也正确。在0—35℃范围内，液滴右移距离增大，说明无氧呼吸逐渐增强，C项也正确。D项，题中五组实验中，35C是最有利于无氧呼吸的，在整体范围内并不一定，可能会高于35C，也可能在20—35C之间，并且对35C的数据分析，5分钟后不一定保持这样的速度，会随着培养液中葡萄糖的浓度下降而降低。
【答案】D
变式1、一位学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中，并用带有两个孔的塞子封口，酵母—葡萄糖溶液的温度随时间慢慢地升高，指示剂的颜色也开始改变（该指示剂遇酸变红）。下列判断正确的是
A．保温瓶内的温度将一直保持稳定不变
B．保温瓶中氧气的含量对酵母菌呼吸作用的类型没有影响
C．实验可用来测定酵母菌呼吸作用释放热量的变化
D．指示剂变色的情况与保温瓶中空气的量无关，与葡萄糖的量有关
【解析】由于细胞呼吸产热，温度将会升高；含氧量高时，可以进行有氧呼吸，氧含量低或无氧时，只能进行无氧呼吸，指示剂变色情况首先要考虑呼吸类型，即要看空气的含氧量。
【答案】C
突破点二、有关酵母菌呼吸的计算
酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都可以释放出二氧化碳，包括大多数植物器官和细胞也是这样，因此，在研究酵母菌的呼吸问题时，计算是常见的题型。分析时，常用的数据关系有：
有氧呼吸 氧气消耗：二氧化碳释放：葡萄糖消耗=6：6：1
无氧呼吸 二氧化碳释放：酒精产生：葡萄糖消耗=2：2：1
例2、现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液，假设每一个酵母菌在相同时间里消耗了等量的葡萄糖，吸进氧气的体积与放出二氧化碳的体积之比为6：7，这是因为有（ ）的酵母菌在进行有氧呼吸。
A. １／４ B. １／３ C. １／２ D. ２／３
【解析】此题的出发点是:每一个酵母菌消耗了等量的葡萄糖,即在相同时间里酵母菌不论进行无氧呼吸还是进行有氧呼吸的消耗的葡萄糖相等。根据有氧呼吸与无氧呼吸的化学方程式计算。吸进的氧气与释放的二氧化碳之比为6：7，则有氧呼吸产生的二氧化碳为6，消耗的葡萄糖则为1，无氧呼吸产生的二氧化碳为1，消耗的葡萄糖为1/2，则可推断出进行有氧呼吸的酵母菌占2/3。
【答案】D
变式2、有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列叙述错误的是 ( )
氧浓度（%） a b c d
产生CO2的量 9mol 12.5mol 15mol 30mol
产生酒精的量 9mol 6.5mol 6mol 0mol
A．氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为6mol
B．a值应当为0
C．氧浓度为c时，有50%的葡萄糖用于酒精发酵
D．d浓度时只进行有氧呼吸
突破点三、酵母菌和植物呼吸作用曲线
上图是酵母菌在不同氧浓度条件下细胞呼吸释放的二氧化碳曲线。曲线ABCE是酵母菌细胞呼吸释放的二氧化碳量，而曲线DCE是酵母菌细胞呼吸消耗的氧气量。
（1）氧气浓度低于D时，酵母菌只进行无氧呼吸。
（2）DC段，酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸
（3）曲线DCE也可以表示有氧呼吸释放的二氧化碳
（4）C点后，只进行有氧呼吸
（5）E点后，随氧气浓度增大，有氧呼吸不再增强
（6）AC段，无氧呼吸逐渐减弱
例3、现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液，右图为通入不同浓度氧气后，酒精和二氧化碳的生成曲线。
（1）d点CO2的来源是_____________。
（2）当0（3）根据酵母菌的呼吸状况分析，b点的意义是______________________。
（4）在O2% = a时，瓶内进行无氧呼吸的酵母菌分解的葡萄糖占全部酵母菌分解的葡萄糖的_________，瓶内葡萄糖的消耗量为___________μmol。
（5）当O2% = c时，瓶内CO2释放量（μmol）与O2吸收量（μmol）之比为_________。
【解析】图中两条曲线，分别表示酒精和二氧化碳的生成，酒精的生成来自无氧呼吸。d点时，氧含量为0，且二氧化碳释放量等于酒精产生量，因此，只进行无氧呼吸。当氧气浓度为b时，酒精生成量为0，这样，当氧气浓度大于0，小于b时，酵母菌概进行无氧呼吸，又进行无氧呼吸。当氧气浓度为a时，酒精产生量为6μmol，二氧化碳释放量为18μmol，可知无氧呼吸消耗的葡萄糖为6/2=3μmol，有氧呼吸消耗的葡萄糖为（18-6）/6=2μmol，共消耗葡萄糖5μmol，无氧呼吸消耗的葡萄糖占3/5。氧气浓度为c时，细胞只进行有氧呼吸，氧气消耗量与二氧化碳释放量之比为1：1
【答案】（1）无氧呼吸
（2）有氧呼吸和无氧呼吸
（3）无氧呼吸停止，只进行有氧呼吸
（4）3/5
（5）1：1
变式3、如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是：
A．氧浓度为a时最适于贮藏该植物器官
B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
【解析】最适合储藏该器官的条件是二氧化碳释放量最少的，应是图的氧浓度在c左右，氧浓度为b时，二氧化碳释放量为8，氧气消耗量为3，有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5，有氧呼吸释放的二氧化碳为5，葡萄糖消耗量为2.5；无氧呼吸最弱的应是只进行有氧呼吸的状态，即氧浓度为d时。
【答案】B
课时作业
1．按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。下列叙述正确的是（ ）
实验材料 取样 处理 分组 培养液供氧 情况
适宜浓度酵母菌液 50mL 破碎细胞(细胞器完整) 甲 25mL 75mL 无氧
乙 25mL 75mL 通氧
50mL 未处理 丙 25mL 75mL 无氧
丁 25mL 75mL 通氧
A．甲组不产生CO2而乙组产生
B．.甲组的酒精产量与丙组相同
C．丁组能量转换率与丙组相同
D．丁组的氧气消耗量大于乙组
【解析】首先要注意有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，两者的能量转换率不同，有氧呼吸的能量转换率明显高于无氧呼吸；在表中实验条件下，完整的细胞的破损的细胞的代谢强度是不同的，包括有氧呼吸和无氧呼吸。
【答案】D
2．下图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化，曲线b表示有氧呼吸释放的CO2量的变化，则表示无氧呼吸释放的CO2量的变化是下图中的（ ）
【解析】随氧气浓度增大，无氧呼吸减弱
【答案】B
3．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是（ ）
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 9mol 12.5mol 15mol 30mol
产生酒精的量 9mol 6.5mol 6mol 0mol
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
【解析】通过有氧呼吸和无氧呼吸总反应式可知，若CO2等于产生酒精的量，则说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，而当CO2量大于酒精的量时，则说明此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，通过计算可知b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率，c中67.7%的酵母菌进行酒精发酵，d中无酒精产生，则说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。
【答案】D
4．将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：
变化量/O2浓度 0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25%
O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
CO2释放量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
下列有关叙述中正确的是（ ）
A．苹果果肉细胞在O2浓度为0%～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B．贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
【解析】苹果果肉细胞在O2浓度为1%～3%时，有氧气的吸收，说明也进行着有氧呼吸；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生的应是酒精和CO2；在O2浓度为5%时，有氧呼吸最弱，且不进行无氧呼吸(O2吸收量与CO2释放量相等)，是贮藏苹果的适宜环境条件。
【答案】B
5.现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同浓度的氧气，产生的酒精和二氧化碳如图所示。则在氧气浓度为a时（ ）
A.酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸
B.用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5
C.酵母菌有氧呼吸消耗9mol氧气
D.有氧呼吸与无氧呼吸释放能量的比例是1∶2
【解析】由图数据和细胞呼吸的反应式可计算出酵母菌既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸；用于无氧呼吸的葡萄糖比例为2/3；有氧呼吸消耗的氧气为9mol。
【答案】C
6.如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：
(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是______________________________。
(2)P点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是___________________________________。
(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。
(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比___________(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的______________倍。
(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是_________________。你认为氧浓度应调节到_____________点的对应浓度时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由______________________________________________________________。
【解析】解题时应注意：Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸，A点有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等，R点释放的CO2量最少，此时有利于蔬菜运输。
【答案】(1)氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制
(2)氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的CO2总量
(3)所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在X轴上的投影点。如图所示
(4)一样多1/3
(5)降低氧浓度，减少有机物的消耗R此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少
7．某研究性小组利用酵母菌做了如下实验，请就他们的实验步骤、现象和结果，回答相应问题：
注：a.本实验所用的酵母液是由5%的葡萄糖溶液+10克酶母干粉搅拌而成。
b．BTB试剂在不同pH的溶液中呈现不同的颜色，当pH<7时为黄色，pH>7时为蓝色。
(1)利用该实验装置研究的问题是_________________________，酵母菌是本实验恰当的实验材料，因为_____________________。
(2)观察1、2试管的颜色变化，一段时间后两个试管的实验现象是_________________________________________。本实验中选用BTB试剂检测的代谢产物是_______________，此外甲、乙试管中还分别有_______________________(物质)生成。
(3)在制作葡萄酒的实验中，将葡萄浆加入发酵瓶的装量不要超过2/3，此操作是依据上述实验________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)探究酵母菌的呼吸方式酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存(是兼性厌氧型)(2)均变黄，2号试管较1号试管黄色深CO2酒精(C2H5OH)、水(H2O)(酒精和水顺序颠倒不得分)(3)酵母菌在有氧时代谢旺盛，增殖快，在无氧时发酵产生酒精
8.两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请分析作答：
(1)甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套均有数个)实验装置，如图Ⅰ(A～D)所示：
①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧条件下的装置序号：____________；无氧条件下的装置序号：___________________。
②装置中C瓶的作用是_________________________，B瓶中澄清的石灰水还可用____________________________代替。
(2)乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。
①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为Ⅲ)如何设计？
____________________________________________________________________________________。
②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
序号 装置中红色液滴的移动现象
装置Ⅱ 装置Ⅲ 结论
1 A__________ b不移动 只进行有氧呼吸
2 c不移动 D___________ 只进行无氧呼吸
3 E___________ F___________ 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
③若酵母菌消耗的O2为3mol，而释放的CO2为9mol，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的__________倍。
【解析】(1)在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO2时，检验产生的CO2可以用澄清的石灰水，在向装置中通入空气时，为排除空气中CO2对实验结果的干扰，需要先通过10%的NaOH溶液除去CO2，所以实验装置的顺序为C→A→B(或C→B→A→B)。在无氧条件下，不需要通入空气，所以装置只需要D→B即可。(2)在探究酵母菌的细胞呼吸类型时，可以根据液滴是否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型。在设计对照实验时，可以将10%NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置Ⅱ。若酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，导致装置Ⅱ内气压下降，液滴左移；若酵母菌进行无氧呼吸，不消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液呼吸，不会引起装置Ⅱ内气压的改变，液滴不动。根据有氧呼吸的反应式可知，每消耗1mol氧气产生1molCO2，消耗1/6mol葡萄糖；根据无氧呼吸的反应式可知，每产生1molCO2需消耗1/2mol葡萄糖。根据题目信息，消耗3molO2，释放CO29mol，可知有氧呼吸产生CO2为3mol，无氧呼吸产生CO2为6mol。则酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1/2mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为3mol。故无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的6倍。
【答案】(1)①C→A→B(或C→B→A→B)D→B②吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰(其他合理答案亦可)溴麝香草酚蓝水溶液(不可有错别字)
(2)①装置Ⅲ除用等量清水代替10%NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同②a向左移d向右移e向左移f向右移③6第11课时 专项突破 光合作用和细胞呼吸
突破点一、影响细胞呼吸的因素及应用
1、影响细胞呼吸的因素
（1）细胞呼吸是在酶的催化下的反应，因此，凡是能影响酶的活性的因素，都影响细胞呼吸，对温度，另外对单细胞生物来说，还有它生活环境的pH。
（2）氧气。在一定范围内，随氧气浓度增大，有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱。
（3）含水量。细胞中的自由水含量及周围环境的含水量影响细胞的呼吸，包括有氧呼吸和无氧呼吸。在一定范围内，含水量增多，细胞呼吸增强。一般不考虑含水量过大时，氧气不足导致呼吸减弱。
（4）影响细胞呼吸的内部因素是细胞中与呼吸有关酶的含量、真核细胞中线粒体的含量等。要使酶的含量能满足需要，需要给植物提供充足的N等无机盐。
有关因素对有氧呼吸的影响曲线如下表
因素 曲线 意义
温度 在一定范围内，随温度升高，酶活性增强，有氧呼吸逐渐增强；达到最适温度后，有氧呼吸最强；超过此温度，随温度升高，酶活性下降，有氧呼吸减弱
氧气含量 在一定范围内，随氧气含量增多，有氧呼吸逐渐增强，当含氧量达到一定浓度时，有氧呼吸强度达到稳定，不再随氧气增加而增强
含水量 在一定范围内，随含水量增加，有氧呼吸逐渐增强，当含水量达到一定值时，有氧呼吸强度不再随含水增加而增强，当水过多时，会导致供氧不足，反而抑制有氧呼吸
例1、下图表示处于遮光状态的某植物在一天中二氧化碳释放量曲线，下列有关分析错误的是
A AB段二氧化碳释放量逐渐减小，原因是温度逐渐降低
B BC段，与呼吸作用有关酶的活性升高
C CD段，与呼吸作用有关的酶活性降低，原因是温度过高导致的
D 若实验装置放到光下，则无法测出相应的变化曲线
【解析】首先应注意此图是在一天内植物呼吸速率的变化，在一天中，温度呈周期性变化，呼吸速率也随温度的周期性变化而变化。B点对应的时间是一天中温度最低点，呼吸最弱，C点对应的时间是一天中的温度最高点，呼吸作用最强。CD段呼吸速率的下降是因为气温下降引起的，而不是因为温度过高引起的。若将实验装置放到光下，白天将进行光合作用，呼吸作用释放的二氧化碳将被光合作用消耗，无法测出。
【答案】C
变式1、将若干萌发的种子放在一个密闭的试管中，置于25C的环境中，测定试管中氧气和二氧化碳浓度的变化如图，下列分析正确的是
A 曲线表明，随氧气浓度的降低，呼吸作用减弱
B 18分钟后，细胞呼吸停止
C 0—18分钟，细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸
D 若将温度升高至30C，氧气会在20分钟后彻底耗尽
【解析】18分钟后，有氧呼吸停止，但还进行无氧呼吸，从二氧化碳变化曲线可判断；18分钟前，当氧浓度很低时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；氧气浓度低到一定程度，不会被细胞呼吸利用，不可能耗尽。
【答案】A
2、呼吸作用原理的应用
（1）需要增强呼吸的
如种子萌发、幼苗生长等过程，需要细胞分裂，同时需要能量来满足各种生命活动，因此，需要提供充足的氧气进行有氧呼吸，另外人的运动也是消耗能量的，也需要充分进行有氧呼吸。利用酵母菌发酵的初期，需要通气，目的还是让它进行有氧呼吸提供能量，来满足繁殖的需要。
（2）需要减弱呼吸的
粮食、水果、蔬菜的储藏过程，要尽量减少有机物的消耗，另外植物在生长阶段，夜间也要减少有机物的消耗。这些都要靠减弱呼吸实现。
增强、减弱呼吸的方式，因植物及器官的种类不同而有所差异。
例2、下列关于细胞呼吸原理的应用，不恰当的是
A 要把粮食晒干储藏，同时将仓库中充入氮气
B 储藏水果时，要将水果密封起来，并且放在冷库中低温保存
C 为了保证温室栽培作物的产量，夜间应通风适当降温
D 利用乳酸菌制作酸奶时，应保证绝对无氧环境
【解析】储藏粮食时，为避免有机物的呼吸消耗，应晒干种子或果实以降低自由水含量，同时降低仓库中的含氧量，从而减弱呼吸。储藏水果时，不但要考虑有氧呼吸，还有考虑无氧呼吸，应在适当的氧气浓度条件下，使细胞呼吸消耗的葡萄糖最少。因此B项是错误的。温室夜间降温有利于减弱呼吸，减小有机物的消耗，有利于提高产量，乳酸菌是严格厌氧的细菌，有氧存在，将会抑制无氧呼吸，使发酵无法进行。
【答案】B
变式2、制造啤酒的工艺流程中，实际是应用酵母菌的呼吸作用。将小麦和酵母菌放入发酵罐应怎样处理方能制造出大量的啤酒
A．马上密闭，保持30℃~40℃的温度
B．一直通风，不封闭，保持30℃~40℃
C．先通风后密闭，保持60℃以上
D．先通风后密闭，保持30℃~40℃
【解析】酒精发酵过程应是先通气让酵母菌繁殖，再无氧发酵。
【答案】D
二、研究影响光合作用因素的实验
实验原理：小圆叶片抽去其中的空气，放进含二氧化碳的水或碳酸氢钠溶液中，由于密度较大，会沉到溶液底部，在光照条件下，叶片进行光合作用产生氧气，聚集在叶片内，叶片密度减小而上浮。
在不同的光照强度下，叶片光合作用强度不同，产生氧气的速度也不同，因而导致叶片上浮的速度不同。在单位时间内上浮的叶片数也不同。
研究光照强度对光合作用强度的影响
（1）实验分三组：采用强、中、弱三种光照，光照强度的方法用台灯作人工光源，调节台灯与试管之间的距离实现不同的光照。
（2）无关变量的控制：三个试管中加入的溶液相同且含有充足的二氧化碳、放入的小圆叶片大小数目相等且状态相同、外界条件如温度相同且适宜。因此，要避免台灯与试管之间的距离远近对温度的影响。
（3）观察指标可以选择在相等时间内上浮的叶片数或叶片全部上浮所需要的的时间。
此装置可以用来研究二氧化碳浓度、温度、光的波长等因素对光合作用的影响，方法参考下表
自变量 分组数 实验方法
二氧化碳浓度 3 采用不同浓度的二氧化碳浓度或向清水中通入不同量的二氧化碳。保持适宜的温度和光照强度。
温度 3 通过水浴提供高、中、低三种温度条件。保持适宜的二氧化碳和光照
光的波长 根据需要 采用不同颜色相同强度的光照射。保持适宜的二氧化碳和温度。
例3、为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3 ，稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中 O2 和CO2，在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。
实验步骤和预测实验结果：
（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放人盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。
（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后.敞开试管口.可观察到叶片均下沉到试管底部。
（3）
……
分析预测的结果：
【解析】【说明：本题是2006年高考全国卷中理科综合的一个实验题，时间过去了六年，仍没有一道考题的水平超过本题。它是近年高考试题编制的颠峰之作，集探究性、综合性于一体，非常值得我们去思考分析。】本题不但研究二氧化碳对光合作用的影响，而且还研究氧气对有氧呼吸的影响。在碳酸氢钠溶液中，叶片能进行光合作用，导致上浮，而在蒸馏水中由于没有二氧化碳，不能进行光合作用，不能上浮。同时，由于在碳酸氢钠溶液中进行了光合作用，叶肉细胞间隙内出现大量氧气，因此，在暗处可以进行有氧呼吸，使叶片下沉，而蒸馏水中的叶片仍无变化。
【答案】
（3）将这两只试管放在日光灯下.照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
分析预测的结果：
（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出O2多于呼吸作用消耗的O2叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2 和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。
（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。
变式3、四支试管中加入等量的的同种植物的圆叶片和不同溶液，甲乙试管放在光照条件下，丙丁两组放在相同温度的无光条件下。一段时间后观察，对现象描述和分析正确的是
A 甲试管中圆叶片下沉，原因是光合作用强度大于呼吸作用强度
B 乙试管中圆叶片下沉，原因是不能进行光合作用
C 丙试管中圆叶片不下沉，原因是有氧呼吸消耗的氧气来自于外界的空气中
D 丁试管中的圆叶片下沉，原因是叶片无法进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸
【解析】乙中无二氧化碳，光合等于呼吸，叶片仍处于原位置，细胞呼吸先利用叶肉细胞间隙中的氧气，丙和丁试管中的叶片都下沉。
【答案】A
突破点三、影响光合作用的因素及应用
除上述实验外，影响光合作用的因素还有水。不过，水一般不会直接影响光合作用，因为光合作用消耗的水很少，一般不会缺乏。缺水对光合作用的影响，体现在对二氧化碳的影响上，当植物缺水时，为了保持水分平衡，会导致气孔关闭，从而影响二氧化碳从气孔进行叶片内，从而使光合作用减弱。
这些外界条件，总的来说，要有适宜的光照、充足的二氧化碳及适宜的水分，这些条件应根据植物的特点进行调整，如阳生植物需要较强的光照，阴生植物需要较弱的光照。
影响光合作用的内部因素还有光合作用所需的酶和色素的含量。需要给植物提供充足的N、Mg等无机盐。
有关因素对光合作用影响的曲线如下表
因素 曲线 意义
温度 在一定范围内，随温度升高，酶活性增强，光合作用逐渐增强；达到最适温度后，光合作用最强；超过此温度，随温度升高，酶活性下降，光合作用减弱
二氧化碳 在一定范围内，随二氧化碳含量增多，光合作用逐渐增强，当二氧化碳含量量达到一定浓度时，光合作用强度达到稳定，不再随二氧化碳增加而增强
光照强度 在一定范围内，随光照强度增大光合作用增强，达到一定光照强度后，光合作用达到稳定，不再随光照强度增加而增强，当光照过强时会导致气孔关闭使光合作用减弱
光的波长 植物对不同波长的光利用率不同，利用率大的光，在光照强度比较弱时就可以达到最大光合作用强度，而利用率小的光，则需要比较强的光照才能达到最大光合作用强度
含水量 在一定范围内，光合作用强度随含水量增多而增强，含水量达到一定量时，光合作用不再增强。
例4、在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题。
（1）6～8h间，光合速率 _________（大于、小于）呼吸速率，容器内的O2含量_________，CO2含量_________，植株干重_________ 。
（2）9～10h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是_________；10h时不再产生ATP的细胞器是_________；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即_________停止ATP的合成，_________成为ATP合成的唯一场所。
（3）若在8h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。___________________________.
【解析】 从曲线看，6～8h间，光合速率大于呼吸速率，因此可以很容易地推断出氧气和二氧化碳含量的变化，以及植株干重的变化。9～10h间，光合速率明显降低，而呼吸速率没有明显变化，题干又告知，二氧化碳充足，因此导致光合速率下降的原因只能是光照停止，接下来氧气耗尽只能进行无氧呼吸。第3小题相对较简单，呼吸作用需要多种酶的参与，酶的催化活性受温度的影响，冰浴条件下酶活性下降，呼吸速率随之下降。
【答案】
（1）大于 上升 下降 增加
（2）光照强度 叶绿体 线粒体 细胞质基质
（3）呼吸速率下降，相关酶的活性因降温而下降
变式4、某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确的有
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2-4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．实验2-4天，光合速率下降可能是由叶片内CO浓度下降引起的
【解析】从图中看，叶绿素含量下降要晚于光合速度下降，因此C项错误；D项是正确的，光合速率下降的原因是缺水导致气孔关闭，使CO2供应不足。
【答案】C
突破点四、在一天内植物光合和呼吸强度的变化
1、春秋季的一天，真实光合作用强度的曲线如图中曲线1：A点在清晨开始进行光合作用，B点在中午时光合作用强度最大，C点在傍晚光合作用停止。
2、假定在一天中呼吸强度不变，相应的净光合强度如曲线2：曲线整体下移，移动值即为呼吸强度。在D点、E点时，光合作用强度和呼吸作用强度相等。AD、CE段，光合作用强度小于呼吸作用强度，DB、BE段，光合作用强度大于呼吸作用强度。
3、在自然情况下，一天中的温度是不断改变的，呼吸作用强度也是不断改变的，曲线中由于凌晨时气温降低，呼吸作用减弱。一天中的总光合、呼吸、净光合分别如图所示。
4、在夏季，由于中午光照过强，同时气温也相对较高，植物往往出现气孔关闭，二氧化碳供应不足，光合作用减弱。真实光合速率和净光合速度分别如图。
例5、在一个密闭的容器中栽培着一株植物，下图能表示一昼夜中容器中二氧化碳含量变化的曲线是
【解析】在一个密闭容器中，晚上一直进行呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳浓度逐渐增大，早晨的二氧化碳浓度是最大的，白天，光合作用大于呼吸作用，二氧化碳逐渐被吸收，浓度降低，傍晚时二氧化碳浓度是最低的。
【答案】C
变式5、下图表示一农田中一昼夜温度变化（Ⅰ）、光照强度变化（Ⅱ）、植物吸收CO2的变化（Ⅲ）的数量关系。下列叙述不正确的是
A．Ⅲ与时间轴的交点c、e预示光合作用吸收的CO2等于呼吸作用释放的CO2
B．a点的数值变化主要与夜间低温有关
C．从c点开始合成有机物，至e点有机物合成停止
D．增大曲线Ⅲ与时间轴围成的正面积的措施包括提高光照强度、提高CO2浓度、适宜的温度和充足的水分供应等
【解析】有机物合成应是在b点时开始，结果于f点，c点和e点时，是光合和呼吸相等的时刻。
【答案】C
突破点五、光合作用和呼吸作用的有关计算
准确进行光合和呼吸速速率的计算，关键是区分总光合（实际光合）和净光合（表观光合）。
1、总光合速率一般用有机物（如葡萄糖）的合成量、氧气的制造量、二氧化碳的消耗量表示，净光合速率一般用有机物（如葡萄糖）的积累量、氧气的释放量、二氧化碳的吸收量表示，或者用“测得的”“测定出的”等词语表示，因为总光合是无法直接测出的，只能通过测定净光合和呼吸，计算出总光合。
2、如果题目中画有光照强度对光合作用强度的影响曲线，则曲线起点也是依据。曲线若从原点开始，表示总光合，意为有光即可进行光合作用制造有机物和氧气，曲线若从横轴某一点开始，则表示净光合，意为当达到某一光照强度时，光合作用强度等于呼吸作用强度，光照继续增强，光合作用大于呼吸作用。
计算公式：净光合速率=总光合速率—呼吸速率
例6、将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示，下列对该表数据分析正确的是 ( )
温度（℃） 5 10 15 20 25 30 35
光照下释放O2（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗下吸收O2（mg/h） 0.50 0.75 1.25 1.75 2.50 3.00 3.50
A．昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快
C．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多
D．每天交替进行12小时)光照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累有机物是10℃时的2倍
【解析】表中数据第一行是二氧化碳的释放量，表示净光合，第二行是呼吸量，昼夜不停地光照，能不能生长以及生长速度，只需要看净光合即可，35℃时该值为3.00，可以正常生长，25℃时该值为3.75，最大，而不是15℃，因此A、B均不正确；交替进行12小时光照和黑暗，需要将白天的净光合减去晚上的呼吸，结果20℃时此值为1.50，而15℃和25℃时此值均为1.25，因此C项正确，30℃时此值为0.50，10℃时此值为1.00，比较后发现，D项错误。
【答案】C
变式6、以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A 光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B 光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C 温度高于25℃时，光合作用的有机物的量开始减少
D 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
【解析】从曲线数据看，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时均为6.5，此后才出现下降；在25℃条件下植物积累的有机物的量最多，而不是20℃；由于光合作用曲线是净光合而非总光合，曲线交点不能表示光合等于呼吸。
【答案】A
课时作业
1.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（ ）
A.低氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B.CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C.光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
【解析】水果保鲜应采用零下低温，葡萄糖分解成二氧化碳发生在细胞质基质和线粒体内，细胞呼吸中的能量转换是糖类等有机物中的化学能转变成热能和ATP中的化学能。
【答案】D
2.利用溴甲酚紫指示剂，检测金鱼藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下。对此相关叙述不正确的是（ ）
A.溴甲酚紫指示剂在pH减小的环境中变为黄色
B.溴甲酚紫指示剂变为黄色是由于金鱼藻呼吸作用释放出CO2
C.这个实验可表明呼吸作用释放CO2，光合作用释放O2
D.实验操作3～5表明光合作用吸收CO2
【解析】在适宜的光照条件下，绿色植物光合作用强度大于呼吸作用强度，吸收CO2，使pH上升，导致指示剂由黄色变为紫色；黑暗中金鱼藻只进行细胞呼吸，产生CO2使pH下降，导致指示剂由紫色变为黄色。在本实验中，主要证明了绿色植物进行光合作用吸收CO2，并没有表明光合作用释放O2。
【答案】C
3.如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，A、B、C分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是（ ）
A.水参与C中第二阶段的反应
B.B在叶绿体类囊体薄膜上进行
C.A中产生的O2，参与C的第二阶段
D.X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体薄膜
【解析】根据代谢过程中物质的变化图分析，A、B、C分别表示光反应(场所：类囊体薄膜)、暗反应(场所：叶绿体基质)和呼吸作用(场所：细胞质基质和线粒体)。光反应(A)产生的O2参与呼吸作用(C)的第三阶段。X是光反应产生的ATP，在叶绿体中，ATP的移动方向是从叶绿体的类囊体移向叶绿体的基质。
【答案】A
4.如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是（ ）
A.A中合成ATP的部位是叶绿体囊状结构的薄膜
B.B中的ATP用于还原三碳化合物
C.A、C中合成ATP所需的能量来源相同
D.D中能量的去向是用于耗能的生命活动
【解析】图中A是光反应，B是暗反应，C是细胞呼吸，D是ATP的利用，A中合成ATP所需能量来源于光能，C中合成ATP所需能量来自于葡萄糖的氧化分解。
【答案】C
5.光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，下图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，请指出正确的图解是（ ）
【解析】夏季中午由于光照过强引起气孔关闭使光合作用减弱，上午和下午各有一个峰值。
【答案】C
6.植物的生理活动受各种因素影响，如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A.若适当提高温度，则Y点应向右移动
B.若曲线表示阴生植物，则Y点应向左移动
C.处于X点时细胞中产生ATP的细胞器是线粒体
D.若适当增加光照强度，则Y点应向右移动
【解析】适当增加光照强度，光合作用会增强，Y点应向左移动。
【答案】D
7.某生物研究小组对栽培在密闭玻璃温室中的植物进行研究，用红外线测量仪对室内空气中的CO2浓度进行24小时测定，并绘制了温室内的CO2浓度与时间关系的曲线(如图所示)。根据曲线所得到的结论是（ ）
A.光合速率等于呼吸速率的是b点和c点
B.光合速率最大的是b点，最小的是c点
C.b点的光合速率为零，c点光合速率最大
D.光合速率最低的是c点，呼吸速率最高是b点
【解析】由曲线的变化分析可知，a～bCO2浓度逐渐增加，表明细胞呼吸速率>光合速率；b～cCO2浓度逐渐减小，表明光合速率>呼吸速率；c～dCO2浓度逐渐增加，表明光合速率<呼吸速率，直至无光合作用；b、c为曲线的拐点，表明此时光合速率＝呼吸速率。光合速率最大的点是CO2浓度下降速率最快的点，在12时左右；光合速率最小的点为无光照时。根据图无法判断呼吸速率的高低变化。
【答案】A
8．通过实测一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况得到如右图1所示曲线。图1中所示细胞发生的情况与曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是图2中的（ ）
图1
【解析】AB段表现为释放CO2，因此呼吸速率大于光合速率，呼吸作用产生的CO2一部分扩散入叶绿体用于光合作用，另一部分扩散到细胞外。
【答案】A
9.将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min测定一次小室中的CO2浓度，结果如图所示。对此实验叙述正确的是（ ）
A.此实验可用于验证A植物比B植物具有更强的固定CO2的能力
B.当CO2浓度约为0.8mmol/L时，A、B两植物的光合作用强度相等
C.30min以后，两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等
D.若A植物在第5min时光照突然降低，C5含量将增加
【解析】据图可知，B植物在低浓度CO2时，还可以进行光合作用，所以B植物固定CO2的能力较A植物强。CO2浓度约为0.8mmol/L时，A、B两植物曲线相交，表明密闭小室中被植物吸收的CO2相等。光合作用强度是指单位时间植物吸收CO2的量，是A、B植物曲线的斜率。30分钟后，A、B植物不再吸收，此时表明，A、B植物的光合作用固定CO2的量分别等于各自呼吸作用放出的CO2的量。光照突然降低，光反应产生的ATP和[H]的量减少，C3还原生成C5的量减少，而CO2的固定量不变，因此，从总体上C5减少。
【答案】C
10.以测定植物在黑暗中CO2的释放量和光照下CO2的吸收量为指标，研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果记录如表所示。下列有关分析中正确的是（ ）
组别 一 二 三 四 五
温度(℃) 15 20 25 30 35
黑暗中CO2的释放量(mg/h) 1.0 1.5 1.8 3.0 3.2
光照下CO2的吸收量(mg/h) 2.5 3.3 3.8 3.4 3.2
A.该植物在25℃条件下，光合作用制造的有机物最多
B.在35℃条件下，该植物实际光合作用速率与呼吸作用速率相等
C.在15℃条件下，该植物的净光合作用速率为1.5mg/h
D.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物总量与30℃时相等
【解析】绿色植物制造有机物的量(实际光合作用量)＝呼吸量＋净光合作用量。由题中数据可知，A错，30℃与35℃条件下植物制造有机物的量最多，为6.4mg/h。B错，35℃时的实际光合作用速率＝3.2mg/h＋3.2mg/h＝6.4mg/h。C错，15℃时，净光合作用速率应为2.5mg/h。
【答案】D
11.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图曲线。据此提出的以下结论中，你认为合理的是（ ）
A.光合作用酶的最适温度高于细胞呼吸酶的最适温度
B.阴影部分表示5℃～35℃时蔬菜的净光合量小于零
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℃
【解析】图中曲线显示光合作用酶的最适温度较细胞呼吸酶的最适温度低，阴影部分应表示5℃～35℃时净光合量大于零，在一定光照范围内随光照增强光合速率升高。
【答案】D
12、在两个相同密闭、透明玻璃室内各放置一盆相似的甲、乙两种植物幼苗，在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下，用红外线测量仪定时测量玻璃内的CO2含量，结果如下表（假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变）。下列有关分析，错误的是（ ）
记录时间（min） 0 5 10 20 25 30 35 35 40 45
甲种植物(mg／L) 150 113 83 50 48 48 48 48 48 48
乙种植物（mg／L） 150 110 75 30 18 8 8 8 8 8
A．在0～25min期间，甲和乙两种植物光合作用强度都逐渐减少
B．在0～25min期间，CO2含量逐渐降低是有氧呼吸减弱的结果
C．在0～25min期间，影响光合作用强度的主要因素是CO2含量
D．上表数据说明，乙植物比甲植物固定CO2的能力强
【解析】二氧化碳浓度逐渐降低是由于光合作用不断消耗的结果。
【答案】B
13.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①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，请回答：
(1)物质a分布在叶绿体的_______________________，提取该物质时加入CaCO3的目的是________________________________。
(2)过程④⑤发生的场所是_____________________。
(3)上述①～⑤过程中，能够产生ATP的过程是_______________________，ATP的结构简式是_______________________。
(4)较强光照下，①过程中d的移动方向是_________________________。
(5)假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f量的变化是_______________；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，h量的变化是_________________。
(6)上述①～⑤过程中，必须有氧气参与进行的是________________。
【解析】物质a完成了光能到活跃化学能的转化，故a为光合色素，分布在囊状结构的薄膜上，因叶绿素易被酸性物质破坏，故提取叶绿素时加入CaCO3可保护叶绿素。过程④⑤(有氧呼吸的第二、三阶段)是在线粒体内完成的。①～⑤过程中，能够产生ATP的过程是①光反应，③④⑤有氧呼吸过程。d为ADP，其在较强光照下从叶绿体基质移向囊状结构薄膜再次参与ATP的合成。白天突然中断二氧化碳的供应，则短时间内f(C5)仍正常产生但利用量减少，即因CO2固定无法正常进行而积累。植物从光照条件下移到黑暗处，因光反应产生的ATP、NADPH下降，导致h(C3)被还原量减少而积累。氧气参与有氧呼吸的第三阶段⑤。
【答案】(1)囊状结构的薄膜上 防止色素被破坏
(2)线粒体
(3)①③④⑤ A－P～P～P
(4)从叶绿体基质向囊状结构薄膜方向移动
(5)增加增加
(6)⑤
14.某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，结合所给材料，回答相关问题。
实验一：
(1)探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲图所示。与M点相比，N点限制单株光合作用强度的外界因素是_____________、_____________。实验还发现，不仅单株番茄光合作用强度与种植密度成负相关，番茄植株的生长也与种植密度成负相关。番茄生长的调节方式是______________，与番茄果实发育关系最密切的是_____________，环境温度降低时，该物质运输速度会_______________。
实验二：
(2)测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化，结果如乙图所示。B→C时间段，叶绿体内ADP的移动方向是_______________，叶绿体内C3含量将_______________。图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是_____________。
实验三：
(3)采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取相等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。
实验步骤如下：
①请设计一张表格用于记录实验数据。(假设实验选定叶片数目为3)
②若M＝MB－MA，则M表示。
【解析】(1)植株种植过密，则叶片接受的光照和CO2不足，光合作用强度下降；植物生长的调节方式主要是激素调节，生长素对果实的发育起重要作用，乙烯对果实的成熟起重要作用；环境温度降低，植物细胞呼吸酶的活性降低，能量的减少使物质运输速度降低。(2)乙图B→C段，植物吸收大量CO2，光合作用旺盛，叶绿体内的ADP不断地由叶绿体基质移向类囊体片层合成ATP，C3化合物被大量还原成葡萄糖，C3含量减小。BD两点的CO2变化率(斜率)为零，此时光合作用等于呼吸作用。(3)用于记录实验数据的表格必须有编号，MA、MB和平均值等项目。MB、MA分别表示光下和黑暗处的有机物的变化量，即是净光合作用量和细胞呼吸量，故MB－MA实际表示被载取面积的B叶片6小时内光合作用合成的有机物总量。
【答案】(1)光照强度CO2浓度激素调节生长素减慢
(2)由叶绿体基质向类囊体片层减少B、D
(3)①
叶片编号 MA MB
1
2
3
平均值
②B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
15．下图甲曲线表示某植物在恒温30℃时光合速率与光照强度的关系，图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置。试回答下列问题：
(1)图甲曲线中，当光照强度为X点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有____________________。b点时叶绿体吸收CO2的量等于________。叶绿体中消耗CO2的场所是____________。
(2)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25℃，图甲曲线中a点将向________移动，b点将向________移动。
(3)图乙装置中隔在灯与试管之间的盛水玻璃柱的作用是________________________________________________________________，________________________________________________________________________。
(4)若实验中每隔5min改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(5)为了探究光照强度对光合速率的影响，利用乙图装置进行实验的设计思路是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】(1)当光照强度为X点时光合作用强度达到最大值，光反应和呼吸作用都能产生ATP，呼吸作用是在细胞质基质、线粒体中进行的。b点时植物吸收CO2的量等于0，说明叶绿体吸收CO2的量等于线粒体呼吸作用释放CO2的量。(2)将温度调节到25℃时，光合作用加强，吸收的CO2量增多，而呼吸作用减弱，释放CO2的量减少，因此曲线中a点将向上移动，b点将向左移动。(3)实验中探究光照强度对光合速率的影响，温度是无关变量，必须是相等的，为了避免光照时产生的热量对试管内水温的影响，在灯与试管之间增加一个盛水玻璃柱。(4)影响光合作用强度的因素除了光照之外还有水中CO2的含量。
【答案】(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体a叶绿体基质(2)上左(3)吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响(4)①光照强度减弱，光合作用产生的O2减少②水中CO2的含量逐渐下降，光合作用产生的O2减少(5)用多组相同装置，只更换灯泡功率的大小(或只改变试管与光源之间的距离)，进行对照实验
16.下图甲是研究环境因素对农作物产量影响的曲线图，乙是植物细胞代谢过程的部分示意图。请据图分析回答：
(1)甲图中A点的三碳化合物含量_______________(大于、小于、等于)B点。通过甲图中各点位置的比较，可以看出影响光合作用速率的关键限制因素是_______________、_______________和________________。
(2)乙图中物质M、N分别是_____________、______________，过程a反应的场所是_____________。此时农作物的光合作用强度______________(大于、等于、小于)呼吸作用强度。
(3)除了本实验研究的影响因素外，__________________等措施也可以提高农作物的产量。
【解析】(1)B点光照强度高于A点，所以B点的ATP、NADPH生成量较A点多，还原C3的量也较A点多，故A点的三碳化合物含量大于B点。甲图反映了植物的净光合速率受光照强度、CO2浓度、温度等因素的影响。
(2)M的反应场所在叶绿体囊状结构的薄膜上，所以反应物M是水。N是由C6H12O6反应生成且需要转移到线粒体中进
一步反应，故N为丙酮酸。因此时叶绿体需要从外界吸收CO2且向外界释放O2，故此时植物的光合作用强度大于呼吸作用强度。
(3)影响光合作用的因素除光照强度、二氧化碳浓度、温度外还有水和必需矿质元素的供应，故除了本实验研究的影响因素外，合理施肥、合理灌溉等措施也可以提高农作物的产量。
【答案】(1)大于光照强度CO2浓度温度
(2)H2O丙酮酸细胞质基质大于
(3)合理施肥、合理灌溉(除光照强度、CO2浓度和温度外其他合理答案也可)
17.请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题。
(1)下表为某同学探究影响植物光合作用因素所做的实验。据图表可知，探究的影响因素有_________________。要比较不同颜色的光对光合作用的影响，应选择的容器标号是__________________。
容器 植物 部位 光质 温度(℃) O2增加量(mL/8小时)
1 天竺葵 叶 红[ 22 120
2 天竺葵 叶 黄 22 15
3 天竺葵 根 红 22 －10
4 紫罗兰 叶 红 22 80
5 紫罗兰 叶 黄 22 10
(2)甲图表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。图中实线表示光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。请据图回答下列问题。
分析图解可知，光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与______________作用有关的酶对高温更为敏感。温度主要影响光合作用的___________阶段。光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中______________过程。若昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度约是__________________；
若温度均保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该植物能否正常生长？____________。在温度为10℃的条件下，该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有________________________________________。
(3)根据甲图，在乙图的坐标上画出植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线。
【解析】光合作用速率与呼吸作用速率的差值表示净光合作用速率，表解如下：
温度 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
光合 2 3.5 6.5 8 7 5.1 1 0 0 0
呼吸 1.5 2 2.5 3 4.2 5.1 5 3.5 1.7 0
差值 0.5 1.5 4 5 2.8 0 －4 －3.5 －1.7 0
温度主要影响光合作用的暗反应阶段，因为暗反应阶段需要多种酶的催化；由表格数据可以看出在30℃时，植物的净光合作用速率最大，有机物积累量最大，因此如果昼夜不停地光照，在30℃时最适宜植物的生长；在温度为20℃的条件下，12小时光照条件下有机物积累量为12×1.5,12小时黑暗条件下有机物的消耗量为12×2，由数据可以看出，白天有机物的积累量不能满足夜间呼吸作用消耗，从全天来看，有机物积累量为负值，植物不能正常生长。
【答案】(1)光质、植物的部位、植物种类1和2、4和5
(2)光合暗反应C3的还原30℃不能叶绿体、线粒体、细胞基质
(3)如图。注意15℃、30℃、45℃、60℃这几个关键的点要对准。
第四单元 细胞的生命历程
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
简述细胞和繁殖的周期性概述细胞有丝分裂的过程描述细胞的无丝分裂说明细胞的分化举例说明细胞的全能性描述细胞衰老的特征说明细胞凋亡与坏死的区别说出癌细胞的主要特征 1、简述细胞生长和增殖的周期性2、描述细胞的无丝分裂过程3、说明细胞的有丝分裂过程4、观察根尖细胞的有丝分裂5、举例说明细胞的分化及全能性6、探讨细胞衰老与人体健康的关系7、说出癌细胞的主要特征、恶性肿瘤的治疗
考纲分析解读和复习指导
1、本单元的复习重点是有丝分裂和减数分裂的过程。复习中要注意两个“图文结合”：结合细胞图复习在有丝分裂和减数分裂过程中染色体的形态变化和行为，染色单体、纺锤体、中心体、核膜、核仁等结构的变化；结合染色体、DNA变化的数学模型，复习在有丝分裂和减数分裂过程中染色体、染色单体和DNA分子数的变化规律。
2、对细胞图的判断是难点内容，需要下功夫去解决，达到非常熟练的程度，看到一个细胞图，应能迅速判断这个图是什么生物什么细胞进行什么分裂，处于哪一个时期，细胞内染色体、染色单体、DNA数目有多少个，下一个时期细胞的特点，产生的子细胞是什么细胞，产生的子细胞中染色体和DNA分子的数目。
4、观察植物细胞的有丝分裂，是必修一中最后一个使用显微镜的实验，复习完这个实验后，要注意总结一下前面的内个使用显微镜的实验，从实验材料的选取、制作装片的方法等角度进行分析和比较。
5、细胞的分化、衰老、凋亡、癌变，虽然不如细胞分裂重要，但仍需要从概念和特征方面进行复习，并理解分化和凋亡的积极意义，理解衰老和凋亡是不可避免的。癌变是一种畸形分化，是对人体有害的细胞变化，要注意癌变的原因及预防措施和现代医学对癌症的解释和治疗第13课时 观察植物细胞的有丝分裂
细胞观察类实验综合复习
知识网络
基础梳理
一、观察植物细胞的有丝分裂
1、观察植物细胞的有丝分裂，常用的实验材料是_______ ____________。
2、实验的基本步骤是________、漂洗、染色、________。
3、漂洗的目的是___________________________，同时也避免残留的酸影响染色。
4、染色剂常用________________或_________________，这两种染色剂都是_______性染色剂，染色对象是______ ___________。
5、观察过程中要先找到分生区细胞，分生区细胞的特点是__________________。
6、若要观察细胞内染色体的形态和数目，应找到处于___ __________期的细胞。
二、其它细胞观察类实验
1、观察细胞内DNA和RNA的分布，需要用___________ ________试剂染色。
2、观察叶绿体常用的实验材料是__________________。
3、观察线粒体，需要使用_____________对线粒体染色。
4、观察植物细胞的质壁分离和复原实验中，细胞在____ _________溶液中发生质壁分离，在________发生质壁分离复原。
考点突破
考点一、观察植物细胞的有丝分裂的过程
（一）基本步骤
1、解离：方法是将根尖放在解离液（15%的盐酸和95%的酒精按1：1的体积比混合）3—5min。解离的目的是让根尖酥软，使根尖组织中的细胞分离，便于后面的染色和制片过程。
2、漂洗是将解离后的细胞放在清水中10min，目的是洗去多余的解离液，避免解离过度，同时也避免残留的盐酸对染色的影响，因为染色剂是碱性的，会和盐酸发生中和反应，从而失效。
3、染色：用龙胆紫溶液或醋酸洋红液对染色体染色，时间控制在3—5min，目的是便于观察染色体。
4、制片：制作装片的步骤和其它实验有所不同，原因是制作压片。制作过程是，先在一片载玻片上滴上一滴清水，将染色后的根尖放上，盖上一片盖玻片，再放上一片载玻片，然后轻压载玻片，完成后取下最后放的载玻片进行观察。放置第二片载玻片的目的是保证用力均匀，使细胞均匀分散开，同时也能保证盖玻片的清洁。
5、观察：先用低倍镜找到分生区的细胞，分生区细胞的特点是呈正方形、且排列紧密。下图中左图为植物根尖纵切，自上而下依次是成熟区、伸长区、分生区、根冠，右图中观察植物细胞有丝分裂时制作的压片，根据左图的细胞特点，很容易找到分生区细胞。
找到分生区细胞后，把目标移向视野中央，转动物镜转换器换成高倍镜，在高倍镜下找到分裂间期和分裂期各期的细胞。
（二）注意事项
1、实验材料的选取。在复习细胞周期时，我们已经知道，要选择分裂期相对较长的细胞，除了这一要求外，还要对染色体选择：（1）染色体数目不要太多，（2）染色体最好大一些，这样更便于我们观察。
2、各步骤的时间要合理控制：
（1）解离时间不能太短，也不能过长。太短，可能造成解离不彻底，将来压片时，不能把根尖压成均匀的薄层，影响观察；解离时间过长，会使根尖过分酥软，用镊子取出根尖时难度很大。
（2）漂洗时间不能太短，否则盐酸洗去不彻底，从而导致解离过度或影响后面的染色。
（3）染色时间也不能太长，也不能太短，太短造成染色不足，无法观察到染色体，太长可能使其它结构中会有较多的染色剂，影响观察。
3、观察到的细胞都是死细胞，是在解离过程中使用盐酸而死亡的，因此，无法观察到任何一个能连续分裂的细胞。由于细胞分裂是不同步的，有的分裂早一些，有的分裂晚一些，这样，当细胞死亡时，不同的细胞将会停留在不同的时期，细胞数目多少能体现出相应时期的长短。如细胞分裂间期长，则能观察到的处于间期的细胞就多。
例1、下面A图表示在一个细胞周期（G1、S、G2组成了分裂间期，M为分裂期）中的细胞核内 DNA 含量的变化曲线；B图表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化（用特殊的方法在一个培养基中测得的），请据图回答。
（1）B图中的DNA含量为2C~4C之间的细胞，处在A图的___________期。
（2）用DNA合成抑制剂处理，B图中 DNA 含量为____ C的细胞数量会增加。用秋水仙素处理，B图中DNA含量为________C的细胞数量会增加。
（3）细胞周期中，完成各期所需时间的计算公式是t＝T×n /N（T为一个细胞周期所需的时间，N为取样的总细胞数，n是各期的细胞数），根据图示与公式，S期细胞数是________千个。
（4）培养基中测得了少数细胞 DNA 含量在 2C 以下，这些细胞发生的最可能的变化是： _____________________ 。
【解析】考查细胞周期中DNA分子数目变化规律，同时考查图文转换能力和分析推理能力。
（1）根据A图纵坐标可以确定，S期DNA含量位于2C~4C。
（2）用DNA合成抑制剂处理细胞，由于DNA 不能合成，所以含量为2C的细胞数量会增加。用秋水仙素处理细胞，由于姐妹染色单体分开后仍保存在一个细胞中，所以DNA含量为4C的细胞数量会增加。
（3）从A图知G1期所用时间为6h，T为10h，从B图知G1期的细胞数目为6千，根据计算公式是t＝T×n /N，计算出N为10000个。然后根据A图中S期的时间是2h，计算得S期细胞数是2千。
（4）DNA含量少于正常水平，一种可能是发生染色体变异（染色体数目减少），还有一种可能是由于细胞衰老进而凋亡，DNA降解。
【答案】（1） S
（2 ）2 4
（3）2
（4）细胞发生变异或细胞衰老
变式1、下图是高中生物有关实验的操作和叙述：图甲是用低倍显微镜观察洋葱根尖细胞时某视野中的图像，如要看清有丝分裂期的细胞，应将装片适当向____移动；图乙是在高倍显微镜下观察到的黑藻叶细胞的细胞质处于不断流动的状态，图中所标记的那一个叶绿体实际流动所处的位置是位于____角，____时针方向流动
A．右、右下、逆 B．右、右下、顺
C．左、左下、逆 D．左、左下、顺
【解析】显微镜看到的像是倒立的，图甲中，要找到分生区细胞，应是呈正方形的“3”，正于视野的右方，向右移装片，即可移向视野中央；图乙中，看到的叶绿体位于左上方向下移动，可判断实际位置是在右下方，正向上移动，但方向还是逆时针。
【答案】A
二、细胞观察类实验的总结比较
1、七个实验所用的实验材料、染色剂、看到的细胞状态
实验名称 实验材料 染色剂 看到的细胞状态
观察生物组织中的脂肪 花生子叶 苏丹III或苏丹IV 死细胞
观察DNA和RNA的分布 人口腔上皮细胞 甲基绿吡罗红 死细胞
观察叶绿体 黑藻或带叶肉的菠菜下表皮 不需要 活细胞
观察线粒体 人口腔上皮细胞 健那绿 活细胞
观察动物细胞吸水失水 红细胞 不需要 开始时活细胞/结束时死细胞
观察质壁分离和复原 洋葱鳞片叶外表皮 不需要 活细胞
观察植物细胞有丝分裂 洋葱根尖 龙胆紫或醋酸洋红 死细胞
2、玻片标本的制作方法
上述实验所用的玻片标本制作方法各不相同
（1）涂片：观察DNA和RNA在细胞中的分布、观察线粒体、观察动物细胞的吸水和失水。所用的实验材料本身就是分散的，如血细胞、口腔上皮细胞。其它实验中要观察单细胞生物或多细胞体内呈分散状态的组织，采用的方法都是涂片。
（2）装片：观察植物细胞的质壁分离和复原、观察叶绿体。实验中，实验材料本身即是薄层，无需用其它方法使其平展。
（3）切片：观察生物组织中的脂肪，采用花生子叶作实验材料。切片适合那些器官相对比较致密，制作时使用刀片切成薄片，再制成玻片标本。
（4）压片：观察植物细胞的有丝分裂。根尖体积较小，制作切片时，技术要求较高，因此不太适合用切的方法使其成为单层，而采用较简单的压片。
例2、下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是
A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极
B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D．观察：显徽镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
【解析】 A项低温是抑制纺锤体的形成，但是着丝点照常会分裂，使姐妹染色单体分裂形成子染色体。B项解离液是由15%的盐酸和95%的酒精等体积混合而成，其作用是使细胞分散开来，改变细胞膜通透性；卡诺氏液的作用是固定细胞形态。C项人《低温诱导染色体数目变化》实验中用改良苯酚品红溶液使染色体着色；《观察根尖分生组织细胞有丝分裂》实验中醋酸洋红溶液使染色体着色。D项在显微镜下可以看到大多数细胞处于间期，看不到染色体，因为间期时间较长；而且只有少数细胞染色体会加倍，因为突变具有低频率性。
【答案】C
变式2、观察与实验是生物科学研究中的重要手段。以下是四位同学在实验室中利用光学显微镜观察后的记录，你认为具有科学性的是
A．有丝分裂实验中，洋葱根尖分生区的细胞中染色体向两极移动
B．在高倍镜下可看到，黑藻具有双层膜结构的叶绿体
C．将在蔗糖溶液中已经发生质壁分离的洋葱表皮细胞转到更高浓度的蔗糖溶液中，则发生质壁分离复原
D．若观察的细胞是无色透明的，为了取得明显的效果，应调节出较暗的视野
【解析】有丝分裂实验中，细胞是死细胞，无法看到染色体移动的动态过程；高倍镜能看到叶绿体，但无法看到它的双层膜；已经发生质壁分离放到浓度更高的溶液中，仍保持原来的状态。观察到的细胞无色透明，说明视野太亮，应适当调暗。
【答案】D
课时作业
1．在进行观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，甲～丁四位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下：
学生 操作步骤
解离 漂洗 染色 制片 观察
甲 － ＋ ＋ ＋ ＋
乙 ＋ － ＋ ＋ ＋
丙 ＋ ＋ － ＋ ＋
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
甲、乙、丙观察到的实验结果分别是（ ）
①染色体未着上颜色，无法看清
②细胞重叠，看不到染色体
③染色体着上颜色，清晰可见
④染色体着色很浅，模糊不清
A．②④①B．③②①
C．④①②D．②③①
【答案】A
2.下表是四种植物分生组织的细胞周期，有关叙述正确的是（ ）
植物 细胞周期的时间(h)[
a时期(分裂间期) b时期(分裂期)
物种1 10.6 0.4
物种2 18 0.5
物种3 16.5 2
物种4 10.4 2.3
A.四种植物的分生组织都能产生吲哚乙酸，促进其细胞进行有丝分裂
B.秋水仙素作用于b时期中的细胞，能使其染色体数目加倍
C.最好选用物种1观察有丝分裂过程，因其细胞周期最短
D.a时期观察不到染色体，此时细胞核中进行着转录和翻译过程
【解析】四种植物的分生组织都能产生吲哚乙酸，但吲哚乙酸只能促进细胞生长，而不能促进细胞分裂。选用实验材料观察有丝分裂过程时，应该选分裂期占整个细胞周期的比例最大的材料，本题中，物种1：0.4/(10.6＋0.4)＝0.036，物种2：0.5/(0.5＋18)＝0.027，物种3：2/(2＋16.5)＝0.108，物种4：2.3/(2.3＋10.4)＝0.181，所以最好选用物种4观察有丝分裂过程。a时期观察不到染色体是因为该时期的染色质呈细丝状，还没有固缩形成染色体，转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行。
【答案】B
3.在高倍显微镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞，都能看到的结构是（ ）
A.赤道板、染色体、细胞膜
B.纺锤体、赤道板、同源染色体
C.细胞壁、染色体、纺锤体
D.细胞壁、核膜、染色体、着丝点
【解析】赤道板只是一个假想平面；核膜在前期已消失。
【答案】C
4.一些实验必须先制作玻片标本，然后在显微镜下观察。下面的实验过程错误的是（ ）
A．脂肪的检测和观察：切取花生子叶薄片→染色→去浮色→制片→观察
B．有丝分裂观察：解离根尖→染色→漂洗→制片→观察
C．质壁分离观察：撕取鳞片叶表皮→制片→观察→滴加蔗糖溶液→观察
D．叶绿体的观察：取藓类的小叶→制片→观察
【解析】有丝分裂观察的正确步骤应是：解离根尖→漂洗→染色→制片→观察
【答案】B
5.下列对有关实验的叙述正确的是（ ）
A．将解离后的洋葱根尖直接染色，以便观察染色体的行为
B．用苏丹Ⅲ鉴定细胞中的脂肪，光镜下可见红色的脂肪滴
C．鉴定蛋白质时，加入双缩脲试剂A液摇匀后，再加入B液
D．分离叶绿体中的色素，用层析液溶解提取叶绿体中的色素
【解析】解离后应漂洗后才能染色；苏丹III和苏丹IV的染色情况是不同的，苏丹III将脂肪染成橘黄色，苏丹IV将脂肪染成红色；分离色素时，应使用专门配制的层析液。
【答案】C
6.用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，下列叙述不正确的是（ ）
A．可看到分裂中期的染色体
B．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C．处于分裂间期的细胞总数多于处于分裂期的
D．选某个特定细胞可观察它的整个分裂过程
【解析】解离时细胞已死亡，不可能观察到正在分裂的活细胞。
【答案】D
7.用测微尺测量某个洋葱表皮细胞的长度时，下列目镜的组合中，视野目镜测微尺每小格所代表的实际长度最小的是
①目镜10× ②物镜10× ③目镜16× ④物镜40×
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
【解析】放大倍数越大，每格代表的实际长度越小。
【答案】D
【解析】放大倍数越大，目镜测微尺每小格所代表的实际长度越小。
8．使用显微镜观察洋葱根尖细胞染色体的基本步骤包括：①调节细准焦螺旋；②转换高倍镜；③把分裂中的细胞移至视野中央；④将洋葱根尖永久装片放在低倍镜下观察。正确的操作顺序是
A．①②③④ B．②①④③ C．③②④① D．④③②①
【解析】使用显微镜观察洋葱根尖细胞染色体的基本步骤，正确的操作顺序应是先将洋葱根尖永久装片放在低倍镜下观察，找到分裂中的细胞，再移至视野中央，转换成高倍镜后，再调节细准焦螺旋，就可看到洋葱根尖细胞染色体。
【答案】D
9、关于观察植物细胞有丝分裂的实验，下列叙述错误的是
A制作装片的正确顺序是：解离→漂洗→染色→制片
B实验所用的龙胆紫是碱性染色剂，可将DNA染成深色
C解离、漂洗和染色的时间都不能过长，否则会影响实验结果或观察
D选择不同的实验材料，观察到的处于分裂中期的细胞占全部细胞的比例不同
【解析】龙胆紫、醋酸洋红等染色剂，是将染色体染成深色，而不是DNA。对DNA染色的是甲基绿和二苯胺。
【答案】B
10.下图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片，该时期
A.是减数分裂第一次分裂的前期
B.是减数分裂第一次分裂的中期
C.非姐妹染色单体发生了互换
D.结束后，同源染色体发生联会
【答案】AC
【解析】据图可看到同源染色体配对的现象，所以为减数分裂前期，前期发生了非姐妹染色单体的交叉互换，联会就发生在减数第一次分裂的前期。
11.在完成了观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验后，教师给学生提供了2份资料。
材料1：一份“实验报告”的部分内容
(一)解离：剪取洋葱根尖5cm，放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(体积比为1∶1)的玻璃皿中，在室温下解离3～5min。
(二)染色：把根尖放在盛有0.01g/mL龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3～5min。
(三)漂洗：将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(四)制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上载玻片，用拇指轻轻按压载玻片……
材料2：全班20个实验小组的实验数据汇总表(注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同)
细胞周期 间期 分裂期
前期 中期 后期和末期
实验小组1计数细胞个数 43 4 1 2
实验小组2计数细胞个数 44 3 0 3
…… …… …… …… ……
全班计数细胞个数 880 67 18 35
计数细胞总数 1000
各时期细胞数的百分比 88.0 6.7 1.8 3.5
(1)请改正“材料1”中的3处错误。_________________________________________________________________________________。
(2)若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据“材料2”，用饼状图表示出间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间(单位：h，精确到小数点后一位)。
(3)有些因素会影响细胞周期各时期的长短，实验过程中也会产生一些误差。因而对整个实验结果可能产生影响的有_________________。
①取材时间②根尖培养温度③解离时间长短④载玻片厚度⑤计数的细胞是否属于分生区细胞⑥细胞周期各时期区分是否准确
【解析】剪取洋葱根尖的长度为2～3mm，过长不易找到根尖分生区细胞，过短可能没有取到根尖分生区细胞，且不易操作；制作临时装片的步骤是：解离、漂洗、染色和压片；压片时要先盖上盖玻片，再加上一个载玻片，用拇指轻轻按压载玻片；根据材料2的表格信息：各个时期细胞数的百分比与细胞周期(12.0h)相乘，就可以分别计算出各个时期所占的时间；实验过程中会受到各种条件因素的影响，但载玻片的厚度不会影响实验结果。
【答案】(1)将“5cm”改为“2～3mm”；实验操作步骤应改为先漂洗后染色；将“盖上载玻片”改成“盖上盖玻片后，再加一片载玻片”
(2)如右图
(3)①②③⑤⑥
12．在进行“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，甲～戊五位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下：
学生 操作步骤
解离 漂洗 染色 制片 观察
甲 — ＋ ＋ ＋ ＋
乙 ＋ － ＋ ＋ ＋
丙 ＋ ＋ － ＋ ＋
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
戊 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
请回答：
(1)甲观察到的实验结果是_________，乙观察到的实验结果是_________，丙观察到的实验结果是___________。(请从下列序号中选择)
A．染色体未着上颜色，无法看清B．细胞重叠,看不到染色体
C．染色体着上颜色，清晰可见D．染色体着色很浅，模糊不清
(2)丁同学在进行上述操作后，直接在高倍镜下观察，长时间未找到有丝分裂的细胞，正确操作是____________。
(3)戊同学观察到了许多呈长方形的细胞，但未找到有丝分裂各时期的图像，可能的原因是__________________________。
(4)经教师纠正后，丁同学在视野中找到了有关细胞有丝分裂的图像，但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方，你认为他应如何正确移动装片 ___________________________________
(5)戊同学经教师指点后，也找到了细胞分裂图像，他欲观察洋葱根尖有丝分裂中期的染色体数目和形态，应选用的目镜和物镜的组合是___________________和________________________。
(6)围绕“观察植物细胞的有丝分裂”的叙述中，溶液浓度配制和操作正确的是_____________________。
①实验中使用的盐酸的质量分数为15％②使用的酒精的体积分数为95％③使用的龙胆紫染液的质量浓度为0．01g／mL④解离液的两种液体的配制比例为1∶1⑤解离的时间为10～15min⑥漂洗的时间为10min⑦染色的时间为3～5min
(7)戊同学用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂后，绘出如图1—1—4所示的示意图，请据图回答下列问题：
①细胞分裂的顺序是___________________(填写图中字母)。
②表示分裂间期的是图____________。
③已知洋葱细胞内有8对染色体，则在图B所对应的时期中有__________条染色体，此图表示有丝分裂_____________期。
④图A中的F表示______________，它将逐渐形成_____________，该细胞结构的主要化学成分是__________________________。
⑤观察中，他发现大多数细胞处于______________期，原因是_______________________。
（8）秋水仙素能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢 请对这个问题进行实验探究。
①针对以上问题；你作出的假设是______________________________________________________
你提出此假设的依据是_________________________________________________________________。
②低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应。根据这个提示，将你设计的实验组合以表格的形式列出来。
③按照你的设计思路，以___________________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体数目加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：
第一步：剪取根尖2～3mm。
第二步：按照____________、___________、_____________、_______________的步骤制________________。
（1）B，D，A
（2）先用低倍镜观察，找到目标后，将目标移向视野中央，换成高倍镜观察
（3）未找到分生区的细胞
（4）向右上方
（5）高倍物镜，高倍目镜
（6）①③④⑥⑦
（7）①CEBDA②C③16，中
④细胞板，纤维素
⑤分裂间，间期的时间占整个细胞周期的90～95%
（8）①用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍
低温能够影响酶的活性（或纺锤线的形成、着丝点的分裂），使细胞不能正常进行有丝分裂
②
培养时间培养温度 5h 10h 15h 20h
常温
4℃
0℃
③在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目（或染色体计数）
解离漂洗染色装片第2课时 组成细胞的化学元素
组成细胞的无机物、糖类和脂质
知识网络
基础梳理
一、组成细胞的化学元素
1、组成细胞的化学元素在自然界中都可以找到，活细胞中，含量最多的元素是_______，组成细胞最基本的元素是______。
二、组成细胞的化合物
1、组成细胞的化合物分为___________和__________两大类。含量最多的化合物是___________，占细胞干重最多的化合物是____________。
2、水在生物体内的形式可分为自由水和___________，自由水的作用有_____________________________________________ ____________________________________________________。
3、无机盐在细胞内的主要存在形式是___________，主要作用有____________________________________、_____________ ____________________________。
4、糖类由_____________元素组成，糖类的种类很多，不同生物体内糖的种类也有差异，请完成下表
生物类型 植物 动物
单糖
二糖
多糖
5、糖类与生命活动的能源密切相关，写出课本中能源相关的叙述：
糖类：_____________________________________
葡萄糖：___________________________________
淀粉：_____________________________________
糖原：_____________________________________
6、糖类也可参与其它大分子物质或有关结构，如_____是RNA、ATP的组成成分，_________是DNA的组成成分，而纤维素是组成_________________的基本成分。
7、脂质包括_______________________，其中脂肪的组成元素只有___________，它的作用有___________________________ _____________________________。
8、磷脂是构成___________和___________的重要成分。
9、固醇类物质主要包括胆固醇、__________、______，其中_________能促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、生物组织中的还原糖主要包括__________、_______ _____、___________。实验中常用的材料有______________________ __________________。西瓜汁不适合作为检测还原糖的材料，原因有_____________________、_______ _________________。
2、常用于的检测脂肪的实验材料是___________，检测蛋白质的材料是___________。
3、检测比较
检测物质 试剂 颜色反应 是否需要加热 是否需要显微镜
还原糖
脂肪
蛋白质
4、斐林试剂和双缩脲试剂的使用比较
使用_________试剂时，应先将NaOH和CuSO4溶液按一定比例混匀，再加入到相应生物组织样液中。
使用_________试剂时，应先将________加入到组织样液中混匀，再加入____________。
考点突破
考点一、组成细胞的元素
1、组成细胞的元素和自然界中的元素的关系
组成细胞的元素在自然界中都能找到，但自然界中的元素在生物体中不一定存在。且同一种元素，在生物体细胞中的含量和在自然界中的含量一般也是不同的，这说明生物界和非生物界既有统一性，又有差异性。
2、不同生物体中的元素之间的关系
组成不同生物体的细胞的化学元素的种类大致相同，但含量存在差异。这与不同生物体内的化合物的种类与含量有关。
3、生物体内常见的元素的种类
生物体内常见的元素有20多种，其中最常见的有15种：
（1）大量元素9种：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中在活细胞中，O是含量最多的元素；微量元素6种：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
（2）大量元素中主要元素6种：C、H、O、N、P、S
（3）主要元素中基本元素4种：C、H、O、N
（4）4种基本元素中，C是最基本元素
例1、下列选项中，全部属于植物必需的大量元素是
A．P、N、Mn、K B．N、S、Cl、P
C．Fe、S、P、N D．Ca、N、P、K
【解析】Mn、Fe、Cl是微量元素，只有选项D中四种元素都属于大量元素。
【答案】D
变式1、下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是 ( )
A．组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多
B．人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D．不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似
【解析】组成细胞和生物体的化合物，O是氧含量最的元素；不同生物所含的元素种类基本无差异；但比例会存在较大的差异。
【答案】C
考点二、组成细胞的化合物
1、组成细胞的化学元素大多以化合物的形式存在。如水、蛋白质、糖类、脂质和核酸，以及部分的无机盐。多数无机盐则以离子形式存在于细胞中。
2、化合物中，有机物主要包括四种，即糖类、脂质、蛋白质和核酸。除此以外，细胞中还有其它化合物，如我们熟悉的糖类分解的中间产物丙酮酸以及不完全分解产物酒精、乳酸，此外，还有维生素基本上也不属于上述四类物质。因此，我们不应看到有机物，就想把它往某一类化合物中归类。
3、不同化合物在细胞中的含量不同，其中水是含量最多的化合物，约占细胞鲜重的85%--90%，蛋白质约占细胞鲜重的7%--10%。若分析细胞干重，蛋白质则占50%左右，因此，蛋白质是除水外，含量最多的化合物，是占细胞干重比例最大的化合物，是细胞中含量最多的有机物。
重比例最大的化合物，是细胞中含量最多的有机物。
例2、下列有机化合物中，只含有C、H、O三种元素的是
A．氨基酸 B．核苷酸
C．脱氧核糖 D．磷脂
【解析】氨基酸至少含有C、H、O、N四种元素，核苷酸含有C、H、O、N、P五种元素，磷脂含有C、H、O、P元素，脱氧核糖是五碳糖，含有C、H、O三种元素
【答案】C
变式2、下列有关组成生物体化学元素和化合物的叙述，正确的是 （ ）
A．磷是脂肪、ATP、DNA等不可缺少的成分
B．酶和DNA都是含有氮元素的生物大分子
C．肌肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质
D．纤维素是植物细胞的主要储能物质
【解析】脂肪中不含P元素，细胞内含量最多的化合物是水，纤维素作为细胞壁的结构成分，不能作为储能物质。
【答案】B
考点三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测
1、生物实验中检测物质的原理大致相似，都是某种特定的试剂可以和特定的物质发生反应，或某种染色剂可以特异性地对某物质染色。一般来说，若是反应，则生成一种不同于试剂和待测物质的新的颜色的生成物，若是染色，是则待测物质被染成染色剂的颜色。
2、还原糖、脂肪、蛋白质的检测原理
物质 还原糖 脂肪 蛋白质
特点 反应 染色 反应
试剂 斐林试剂 苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液 双缩脲试剂
原理 还原糖中的醛基和新制的氢氧化铜反应，生成氧化亚铜沉淀 脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色或苏丹Ⅳ染液染成红色 在碱性环境下，蛋白质和铜离子形成络合物
3、实验材料的选取
实验材料的选取是实验成败的关键。物质鉴定检测类实验的关键有两个，一是所取的实验材料中有丰富的待测物质，二是实验材料不能带有较深的颜色，以免影响检测后结果的观察。
4、斐林试剂和双缩脲试剂的区别
（1）配方中CuSO的浓度不同，斐林试剂中CuSO的浓度为0.05g/mL，双缩脲试剂中CuSO的浓度为0.01g/mL。
（2）使用过程中CuSO的用量不同。在检测还原糖时，CuS O用量和NaOH等量，而在检测蛋白质时，NaOH的用量约1mL，CuS O的用量为4滴。
（3）使用方法不同。检测还原糖时，先将NaOH和CuS O等体积混合，再加入到组织样液中，在检测蛋白质时，先向组织样液中加入NaOH，混合均匀后，再加入CuS O。
5、脂肪的检测
（1）检测生物组织样液中的脂肪，不需要使用显微镜，将苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液加入到组织样液中即可观察。
（2）检测细胞中的脂肪，则需要使用显微镜。
6、淀粉的检测
试剂：碘液
结果：显蓝色
例3［2009广东］对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是
待测物质 检测试剂 预期显色结果
① DNA 甲基绿 红色
② 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色
③ 淀粉 斐林试剂 蓝色
④ 蛋白质 双缩脲试剂 紫色
A． ①③ B． ②③ C． ①④ D． ②④
变式3 .现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答：
（1）用一种试剂将上述4 种溶液区分为两组，这种试剂是___________，其中发生显色反应的一组是___________和___________溶液，不发生显色反应的一组是_________和___________溶液。
（2）用______________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。
（3）区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是____________。
【解析】蛋清液的主要成分是蛋白质，淀粉酶是蛋白质，因此可用双缩脲试剂与其它两种溶液分开；区分淀粉和葡萄糖，最简单的是用碘液，根据题目要求，只能使用斐林试剂；在已确认淀粉的情况下，可通过淀粉酶能催化淀粉分解而蛋清不能催化这一特性将蛋清液和淀粉酶分开
【答案】（1）双缩脲试剂，稀蛋清、淀粉酶，葡萄糖、淀粉
（2）斐林
（3）将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液
考点四、细胞中的糖类
细胞中糖类的分布及作用
分类 植物细胞 动物细胞
单糖 葡萄糖、核糖、脱氧核糖
果糖 半乳糖
二糖 麦芽糖、蔗糖 乳糖
多糖 淀粉、纤维素 糖原
2、细胞中糖类的作用
（1）能源物质。
糖类是主要的能源物质，由于葡萄糖结构简单，分布广泛，因此葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，而淀粉和糖原可分解为葡萄糖，因此它们分别是植物动物细胞的储能物质。
（2）结构物质。
核糖和脱氧核糖分别组成核糖核苷酸和脱氧核苷酸，进一步可形成大分子的RNA和DNA。此外，由几个葡萄糖形成的小分子多糖可以和蛋白质结合组成糖蛋白，结合在细胞膜上，可参与细胞识别和信息传递。纤维素是植物细胞壁的主要成分（注意：必须准确说出是植物细胞壁，在为真菌和原核细胞的细胞壁成分和植物细胞壁不同）。
例4．下列关于糖的叙述，正确的是( )
A．葡萄糖和果糖分子均有还原性
B．葡萄糖和麦芽糖可被水解
C．构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖
D．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收
【解析】糖类分还原糖和非还原糖，其中还原糖指可被氧化充当还原剂的糖。常见的还原糖有葡萄糖，果糖，五碳糖等，所以A对。葡萄糖属于单糖不可以被水解，B错。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，其单体是葡萄糖，C错。乳糖的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成，需水解成单糖后被吸收，D错。
【答案】A
变式4．下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是 ( )
A．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一
B．糖原代谢的最终产物是葡萄糖
C．蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖
D．脂肪和生长激素是生物体内的能源物质
【解析】ATP是由一个腺苷和三个磷酸组成，腺苷和一个磷酸组成了腺嘌呤核糖核苷酸，即是RNA的组成单位之一；代谢是指物质彻底分解，糖原代谢的最终产物是水和二氧化碳；蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，而乳糖的水解产物是葡萄糖和半乳糖；生长激素虽然是有机物，但含量极少，不能作为能源物质。
【答案】A
考点五、细胞中的脂质
1、脂肪
（1）脂肪的最主要作用是储能。“脂肪是细胞内良好的储能物质”。说“良好”，是指储能效果好，相同质量的脂肪分解，产生的能量是糖类分解产生能量的约2.3倍。
（2）脂肪分解时，需要消耗大量的氧气。
（3）脂肪分解时，可以产生大量的水。
（4）动物体内的脂肪，还具有保温、缓冲和减压的作用。
2、磷脂
（1）磷脂的作用：是构成细胞膜的重要成分，是构成细胞器膜的重要成分，因此可以简单地说：磷脂是构成生物膜的重要成分。
（2）磷脂的分布
由于磷脂是组成生物膜和重要成分，因此生物膜丰富的组织，磷脂的含量也相对较多，如动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子
（3）磷脂可以和蛋白质结合，将肝脏细胞内的脂肪运出，因此，磷脂缺乏时，容易患脂肪肝。
3、固醇
（1）胆固醇也是细胞膜的成分之一，同时还参与动物血液中脂质的运输。
（2）性激素和维生素D也是固醇类物质。
例5、右图是由3个圆所构成的类别关系图，其中Ⅰ为大圆，Ⅱ和Ⅲ分别为大圆之内的小圆。符合这种类别关系的是 （ ）
A．Ⅰ脱氧核糖核酸、Ⅱ核糖核酸、Ⅲ核酸
B．Ⅰ染色体、ⅡDNA、Ⅲ基因
C．Ⅰ固醇、Ⅱ胆固醇、Ⅲ维生素D
D．Ⅰ蛋白质、Ⅱ酶、Ⅲ激素
【解析】Ⅱ和Ⅲ是并列关系，且都属于Ⅰ，A中核糖核酸是核酸的一种，不是并列关系；B中基因是有遗传效应的DNA片段，也不是并列关系；D中，酶和激素都不完全是蛋白质，酶中还有RNA，激素中还有脂质等。只有C项符合。胆固醇和维生素D都属于固醇。
变式5、下列各组物质中，由相同种类元素组成的是 ( )
A．胆固醇、脂肪酸、脂肪酶
B．淀粉、半乳糖、糖原
C．氨基酸、核苷酸、丙酮酸
D．性激素、生长激素、胰岛素
【解析】胆固醇的组成元素是C、H、O、N，脂肪酸的组成元素是C、H、O，脂肪酶的作用是C、H、O、N，A项错；B项中三种物质都是糖类，组成元素都是C、H、O；C项中，氨基酸的组成元素是C、H、O、N，核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，丙酮酸的组成元素是C、H、O，C项错；性激素和生长激素的组成元素是C、H、O、N，胰岛素分子中还有S元素。
【答案】B
课时作业
1、组成人体细胞的主要元素中，占细胞鲜重的百分比和占细胞干重的百分比最多的元分别是
A.C、C B.O、C C.O、O D.C、O
【解析】人体细胞中，鲜重最多的是组成水的O元素，干重最多的是组成有机物的C元素。
【答案】B
2、构成细胞的有机化合物及其组成元素如下表所示：
有机化合物 组成元素
甲 C、H、O
乙 C、H、O、N、P
丙 C、H、O、N，很多种类还含有P、S
丁 C、H、O，很多种类还含有N和P
请据表推断，下列叙述中正确的是
A.细胞核中不含甲类化合物
B.细胞膜中不含乙类化合物
C.细胞质基质中不含丙类化合物
D.线粒体中不含丁类化合物
【解析】甲是糖类或脂肪，细胞核中有核糖和脱氧核糖等，乙是核酸，仅分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，丙是蛋白质，分布于细胞各处，丁是脂质，组成线粒体膜的成分有磷脂。
【答案】B
3、下列有关组成生物体化学元素的说法正确的是
A.P是磷脂、ATP、NADPH及核糖等多种化合物的组成元素
B.由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一
C.Mg是叶绿体中各色素分子必不可少的组成元素
D.马铃薯植株缺K，将会造成其产量下降
【解析】核糖中无P元素，血红蛋白只存在于红细胞内，Mg仅是叶绿素的组成元素。A、B、C三项都不对，K促进糖类合成和运输，K含量不足，影响作物产量。
【答案】D
4、美国宇航局2008年6月20日宣布火星探测器“凤凰”号已经找到火星表面存在水冰的证据，美国宇航局希望借助这一发现，继续探索火星上是否存在过生命。下面与水相关的叙述正确的是
A．火星表面存在水冰也就有可能存在过生命，因为生化反应必须在水溶液中进行
B．核糖体中进行的化学反应要消耗水
C．线粒体中没有水的分解，但有水的生成
D．越冬或休眠的植物体内自由水与结合水的比值上升
【答案】核糖体中进行的缩合反应会产生水，休眠或越冬的植物体内自由水转变成结合水，相应比值下降。火星上有水冰，仅说明了有存在生命的必要条件，但非充分条件。
【答案】C
5.市场上现在有很多富含乳酸亚铁的口服液出售，这些口服液都可以比较有效地治疗人类缺铁性贫血，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能
A.调节血液的酸碱平衡
B.调节血液的渗透压
C.构成红细胞中的血红蛋白
D.促使更多红细胞的产生
【答案】C
6、下列哪种物质组成中含有糖类物质
A.RNAB.脂肪C.生长激素D.胰岛素
【解析】RNA中含有核糖
【答案】A
7、下列各种糖类物质中，既存在于黄牛细胞又存在于黄豆细胞内的是
A．淀粉和核糖
B．糖原、乳糖、蔗糖
C．葡萄糖、核糖和麦芽糖
D．核糖、脱氧核糖和葡萄糖
【解析】淀粉、麦芽糖、蔗糖仅存在于植物细胞，糖原、乳糖仅存在于动物细胞。
【答案】D
8、下列哪项不是细胞内的脂质具有的功能
A．维持高等动物第二性征
B．是构成细胞膜等生物膜的重要物质
C．减少体内热量散失，维持体温恒定
D．催化体内能源物质分解，利于机体抵御寒冷天气
【解析】催化反应的物质是酶，大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA，没有脂质。
【答案】D
9、某人身体不适，全身浮肿，去医院做尿液检查时，化验师做了如下操作：①取稀释尿液2mL；②加0.1g／mLNaOH溶液2mL摇匀；③加0．01g／mLCuSO4溶液3～4滴，摇匀；④观察结果有紫色出现。该人可能患
A．糖尿病B．肾小球炎
C．脂肪肝D．过敏性皮炎
【解析】这是检测蛋白质的方法和结果，此人尿液中有蛋白质，应是患了肾小球肾炎。
【答案】B
10、下面是一组鉴别生物体内几种有机物的实验，其中的数字分别代表
待检物质 试剂 颜色反应
蛋白质 双缩脲 ③
脂肪 ② 红色
① 斐林试剂 砖红色
DNA ④ 蓝色
A.①葡萄糖、②苏丹Ⅲ、③紫色、④二苯胺
B.①蔗糖、②苏丹Ⅳ、③紫红色、④碘液
C.①还原糖、②苏丹Ⅳ、③蓝紫色、④硫酸铜
D.①果糖、②苏丹Ⅳ、③紫色、④二苯胺
【答案】D
11、近几年来的电视广告中，有许多推广中老年人补铁、钙和锌等的保健品和药品的广告，说明了无机盐对人体的健康起着重要作用。人体无机盐主要来自于食物，比如海带中含有丰富的碘，无机盐对于维持植物的生命活动也起着重要的作用。结合所学生物学知识，联系日常生活分析回答下列问题：
(1)铁、钙和锌等无机盐在细胞内主要以________形式存在，是组成细胞的重要组成成分，如铁是合成________不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症，血液运输________的能力低。钙在人体内的总量达1300g，其中99%存在于骨骼，一旦钙离子在血浆中的浓度明显下降，会出现________症状。
(2)人体的内环境中含有多种无机盐，如维持渗透压的离子：________，维持pH稳态的离子：______________，概括地说，细胞外液本质就是一种盐溶液，类似于海水，在一定程度上反映了：__________________________________________________________。
【答案】（1）离子，血红蛋白，氧气，抽搐
（2）Na，HPO，生命起源于原始海洋
12、花粉萌发受多种外界因素影响，科学家用不同浓度的蔗糖溶液培养花粉，测得其萌发率(%)不同，所得数据如下：
培养时间(小时) 蔗糖溶液浓度
5% 10% 15% 20% 0
2 14.93 20.16 22.60 34.04 1.30
4 19.31 28.00 32.41 52.17 8.14
8 39.63 47.50 49.21 57.14 11.38
24 61.89 68.91 70.98 77.69 20.66
48 67.04 71.29 75.01 81.61 24.79
分析表中数据，回答问题。
(1)蔗糖对花粉的萌发有__________作用(填促进或抑制)。
(2)由该表可得出结论：___________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)某果园的樱桃树花开后，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。据当地农科院果树专家分析，这种现象可能是土壤中缺少___________元素引起的，为了减少损失，可采取的补救措施是喷洒_________________________，诱导_______发育成无子果实。
【答案】（1）促进
（2）在一定范围内，蔗糖溶液浓度越大，花粉管萌发率越高；随培养时间延长，花粉管萌发率越高。
（3）B，一定浓度的生长素类似物溶液，子房
13、为进一步确定来源不同的A、B、C、D、E五种物质（或结构）的具体类型，进行了下列实验，现象与结果如下：①各种物质（或结构）的性质、染色反应的结果，见下表：
A B C D E
来源 猪血 马肝 蛙表皮 棉花 霉菌
水溶性 ＋ — ＋ — ＋
灰分 ＋ — ＋ — —
染色反应 甲基绿溶液 — — ＋ — —
斐林试剂 — — — — —
苏丹Ⅲ溶液 — ＋ — — —
双缩脲试剂 ＋ — ＋ — ＋
碘液 — — — — —
注：+：有（溶解）；-：无（不溶解）；灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。
②A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素。
③将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。
根据以上实验现象和结果，推断出：
A．_________________；B．_________________；
C．_________________；D．_________________；
E．_________________。
【解析】根据A的颜色的化学组成，可确定A是血红蛋白，根据B能被苏丹III染色，确定B是脂肪；C中含DNA和蛋白质，是染色体；棉花的主要成分是纤维素，而纤维素被纤维素酶分解后的产物是还原糖，可确定D和E。
【答案】A、血红蛋白；B、脂肪：C、染色质（体）；D、纤维素；E、纤维素酶
Ⅰ
Ⅱ
C2H5OH
CO2
O2 %
0 a b c
6
12
18
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
C2H5OH
CO2
O2 %
0 a b c
6
12
18
Ⅲ第22课时 基因指导蛋白质的合成
基因对性状的控制
知识网络
基础梳理
一、遗传信息的转录
1、DNA不能把遗传信息直接传递给蛋白质，而RNA具有这个能力，原因是RNA___________________，因此，能够穿过__________，从细胞核转移到细胞质中。在这个过程中，RNA作为DNA的信使，这种RNA称为_________________，简称_________。
2、遗传信息从DNA传给mRNA的过程叫____________，在真核生物细胞中，这个过程主要发生在____________，以_________________为模板，原料是____________________，并且需要___________提供能量，遵循________________原则，在_____________酶的作用下合成的。
二、遗传信息的翻译
1、翻译过程的模板是______________________，原料是____________________，场所是______________，产物是____________。也是一个需要ATP提供能量的过程。
2、翻译过程中，氨基酸分子需要由___________ 携带到核糖体上，在此过程中，通过_______________原则，每个tRNA上的三个碱基可以和mRNA上三个相邻的碱基进行配对，从而将氨基酸转移到核糖体上。mRNA上决定一个氨基酸的三个碱基称为______________，而在tRNA上和mRNA配对的三个碱基称为_____________ 。
3、mRNA上，密码子共有__________种，其中决定氨基酸的密码子有__________种。决定翻译开始的密码子称为________，决定翻译结束的密码子称为____________。
4、携带氨基酸的tRNA共有_________种，这些tRNA可携带__________种氨基酸。
三、基因对性状的控制
1、基因通过控制蛋白质的合成来控制性状。可分为两种类型：（1）基因通过控制_________的合成来控制__________过程，进而控制生物体的性状，如白化病。（2）基因通过控制_____________直接控制生物体的性状，如镰刀形细胞贫血症。
2、生物的性状除了受__________外，还受到_________的影响。
考点突破
考点一、DNA分子复制、转录、翻译过程的比较
以真核细胞为例，三个过程发生的场所、时期、原料料等都有所差异
比较项目 DNA复制 转录 翻译
时期 有丝分裂和减数分裂的间期 活细胞的任何时期（哺乳动物成熟红细胞除外）
场 所 主要在细胞核中 主要在细胞核中 核糖体
模 板 DNA的每一条链 DNA的一条链 mRNA
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
酶和其它条件 DNA解旋酶、DNA聚合酶等 DNA解旋酶、RNA聚合酶等 酶、tRNA
遗传信息传递方向 亲代DNA→子代DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
产 物 子代DNA分子 mRNA 蛋白质(多肽)
碱基互补配对原则 G→C，C→GA→T，T→A G→C，C→GA→U，T→A G→C，C→GA→U，U→A
特点 边解旋边复制半保留复制 边解旋边转录，解旋一次，可同时转录出多个mRNA 一个mRNA上可依次结合上多个核糖体，同时合成多个蛋白质
例1、1981年底，我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，标志着我国具有人工合成核酸的能力，下列各试管通过人工合成产物，叙述不正确的是
A．①③，②④产物分别相同
B．①④，②③生理过程不同
C．①②③④的进行都需要模版、原料、能量和酶
D．每个生物都必须要进行①②③④所有生理过程
【解析】根据原料和模板，可判断①②③④分别进行DNA分子复制、转录、逆转录和RNA复制，它们是不同的生理过程，但产物方面①③的产物是DNA，②④的产物是RNA，从条件看，四个过程都需要模板、原料、能量和酶。但对有细胞结构的生物和DNA病毒来说，只有转录和翻译两个过程，逆转录和RNA复制仅是RNA病毒的生理过程。
【答案】D
变式1、观察下面的某生理过程示意图(甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，回答问题：
(1)丙氨酸的密码子是________，连接甲和丙的化学键的结构简式是____________________________。
(2)若②中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则相应的①分子片段中胞嘧啶占________。
(3)若该过程合成的物质是抗利尿激素，③中合成的物质首先进入________中进行加工，这种激素作用的靶部位是________。
(4)在该生理过程中，遗传信息的流动途径是________，细胞中tRNA共有________种。
【解析】（1）运送丙氨酸的tRNA上和mRNA配对的碱基为CGA，因此，mRNA上的密码子即为GCU，连接甲和丙之间的化学键是肽键。
（2）②是mRNA，A+U占42%，则DNA模板链中A+T占42%，整个DNA中A+T也为42%，G+C占58%，C占29%。
（3）抗利尿激素是分泌蛋白，在核糖体上合成后先进入内质网进行加工，经垂体释放后进入血液，运输到肾小管和集合管细胞，促进对水的重吸收。
（4）细胞内tRNA共有61种（总共用4个密码子，去掉三个终止密码）
【答案】（1）GCU —CO—NH—
（2）29%
（3）内质网 肾小管和集合管
（4）DNA——mRNA——蛋白质 61
【知识链接】原核细胞和真核细胞由于在结构上的差异，场所上有所不同。由于原核细胞没有核膜的限制，转录和翻译往往是同时进行的，即边转录边翻译，这在真核细胞中是不能实现的。
考点二、遗传信息传递过程中的有关计算
1、基本关系
DNA中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸分子数=6：3：1
2、相关数量的变化
（1）DNA中的碱基数----DNA中的碱基对数
（2）mRNA中的碱基数----mRNA中的密码子数
（3）蛋白质的氨基酸分子数----蛋白质分子中的肽键数目
以上变化在审题时注意，进行相应的转变即可，如要计算mRNA中的密码子数，若从DNA开始计算，直接把DNA中的碱基数除以6即可，若从蛋白质分子开始往前推算，则一个氨基酸对应一个密码子
3、有关种类的分析
DNA分子中的碱基共有4种，RNA中的碱基也是有4种，蛋白质分子中的氨基酸总数最多20种。
关于mRNA中的密码子种类和运载氨基酸的tRNA的种类，需要根据mRNA分子的大小及合成的蛋白质分子的大小分析：
（1）若一个mRNA分子的碱基数大于192个（64×3），则密码子种类最多为64种，至于最少，还需要根据氨基酸的种类进一步去分析。
（2）若一个mRNA分子的碱基数小于192个（64×3），则密码子种类最多为密码子的个数，如mRNA中有碱基99个，则密码子最多有33种。至于最少，还需要根据氨基酸的种类进一步去分析。
（3）若一个蛋白质分子中氨基酸数目大于61个，则在它的合成过程中，所需要的tRNA最多有61种，若不足61个，则按氨基酸分子数计算。如胰岛素分子由51个氨基酸，则在它的合成过程中需要的tRNA最多有51种。最少种类，也应根据蛋白质分子的氨基酸种类确定。
例2一个mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C有n个，由该mRNA翻译合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是
A．m、m/3--1 B．m、m/3--2
C．2(m－n)、m/3--1 D．2(m－n)、m/3--2
【解析】这这个mRNA分子有m个碱基，G+C有n个，可知，mRNA中A+U有（m—n）个，DNA模板链中T+A为（m—n）个，互补链中A+T为（m—n）个，因此，模板DNA分子中A+T为2（m—n）个。合成的蛋白质中氨基酸分子数为m/3个，两条肽链，缩合脱水为m/3—2个。
【答案】D
变式2、某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度为
A 75对碱基 B 78对碱基
C 90对碱基 D 93对碱基
【解析】假设组成多肽的氨基酸分子数为n个，则多肽的相对分子质量为110n—18(n—1)=2778，可计算出n=30，加上一个终止密码，共有31个密码子，基因中碱基对为93对。
【答案】D
4、对“最多”、“最少”的理解
由DNA中的碱基数计算蛋白质中的氨基酸分子数时，往往是“最多”，计算时不用考虑，但应该理解“最多”的原因：
（1）不是所有的DNA都能编码蛋白质
（2）mRNA中终止密码不对应氨基酸
若已知蛋白质分子中的氨基酸数，“最少”的含义也一样。
考点三、不同生物的遗传信息传递过程
需要注意的是，病毒的遗传信息的传递和表达的全过程都是在相应的宿主细胞中进行的，病毒体内不能进行任何过程。
例3、请回答下列有关遗传信息传递的问题。
(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如下图所示的模拟实验。
①从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—，则试管甲中模拟的是________过程。
②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是________，试管乙中模拟的是________过程。
③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是________。
(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自________，而决定该化合物合成的遗传信息来自________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套________。该病毒遗传信息的传递过程为________。
【解析】根据A的碱基组成中有U，可确定A是RNA，Xr碱基组成中有T，可确定X是DNA。Y能与核糖体结合，Y是mRNA。Z是病毒外壳成分，Z是蛋白质。这样可判断，甲、乙、丙中分别模拟逆转录、转录和翻译过程。
【答案】
(1)①逆转录 ②mRNA 转录 ③蛋白质(或多肽)
(2)小鼠上皮细胞 病毒RNA 密码子
RNA→DNA→mRNA→蛋白质
变式3 、中心法则揭示了生物遗传信息传递与表达的过程。人体皮肤生发层细胞能不断分裂，其中主要在细胞核中进行的过程是
A．a和e B．a和b
C．b和c D．d和e
【解析】人细胞核中进行DNA复制和转录过程，即a和b
【答案】B
考点四、基因对性状的控制
能根据题目条件判断基因是控制相应蛋白质的结构直接控制性状，还是通过控制酶的合成间接控制性状。主要看相关性状是由蛋白质引起的，还是由其它物质引起的。若是蛋白质引起，一般是直接控制，若是由其它物质引起，一定是控制酶的合成控制性状的，如有关色素的形成，代谢产物的合成等，都是基因通过控制酶的合成来控制代谢代谢过程来控制生物性状的。
考点五、关于翻译过程中的多聚核糖体
翻译过程中，一个mRNA分子上可依次结合上多个核糖体，同时进行翻译过程，可加快蛋白质的合成速度。实际上，转录过程中也有类似现象，在DNA双链解旋后，一次不止转录出一个mRNA分子。
例4、如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法不正确的是
A．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
B．该过程的模板是tRNA
C．最终合成的肽链②③④⑤的结构相同
D．合成①的场所主要在细胞核，合成②的场所主要在细胞质
【解析】该过程的模板是mRNA。
【答案】B
变式4、下面两个图表示两个生理过程。其中乙图中的③代表多肽。请据图回答下列问题：
（1）甲、乙两图分别表示__________和__________两个生理过程。
（2）甲图中的③与乙图中的①是同一结构或物质吗？请解释原因。________________________________________
（3）甲图中①正处于_______________状态。
（4）甲图中的②与乙图中 （用数字表示）是同一物质，其合成后的作用是_______________________。
【解析】（1）甲过程的模块是双链分子，应是DNA，产物是单链分子，应是RNA，因此甲表示转录过程，乙的模板是RNA，在核糖体上进行，应是翻译过程。
（2）甲图中的③是RNA聚合酶，乙图中的①是核糖体，不是同一结构或物质。
（3）根据转录的方向，①位置正在形成氢键，重新形成双链
（4）甲图中的②是mRNA，正是乙图中的②，作用是在翻译过程中作模板，指导蛋白质的合成。
【答案】（1）转录翻译
（2）不是，甲图中的③是RNA聚合酶，乙图中的①是核糖体
（3）形成氢键
（4）②，作为翻译的模板
课时作业
1．下列哪一项不是基因“遗传效应”的含义（ ）
A．能控制一种生物性状的表现
B．能控制一种蛋白质的生物合成
C．能在蛋白质合成中决定一种氨基酸的位置
D．能转录一种信使RNA
【解析】基因是有“遗传效应”的DNA片段，是指基因能控制或决定生物外观某种性状，即通过转录形成信使RNA，进而mRNA翻译成一定的蛋白质，体现生物某一方面生命活动(性状)。一个基因并不只是控制一个氨基酸，一个氨基酸是mRNA上的一个密码子直接决定的。
【答案】C
2．下列关于遗传密码子的叙述中，错误的是（ ）
A．一种氨基酸可能有多种与之相对应的遗传密码
B．GTA肯定不是遗传密码子
C．每种密码子都有与之对应的氨基酸
D．信使RNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸
【解析】密码子是信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，RNA分子中不含碱基T。由于信使RNA上的四种碱基组合成的遗传密码子有64种，氨基酸只有20种，所以一种氨基酸可能有多种遗传密码子，遗传密码子在一切生物体内都是一样的。因为密码子有UAA等终止密码，终止密码子没有与之对应的氨基酸。
【答案】C
3．下列关于DNA分子的复制、转录和翻译的比较，正确的是（ ）
A．从时期上看，都只能发生在细胞分裂的间期
B．从条件上看，都需要模板、原料、酶和能量
C．从原则上看，都遵循相同的碱基互补配对原则
D．从场所上看，都能发生在细胞核中
【解析】DNA复制只发生在细胞分裂间期，转录、翻译能在细胞生命活动的各个时期进行，DNA复制时遵循的碱基配对原则与转录翻译时不同；翻译发生于细胞质中。
【答案】B
4.如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是（ ）
A.甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B.甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶
C.甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核糖核苷酸
D.甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
【解析】甲是RNA，乙是DNA，该过程应代表逆转录。
【答案】C
5．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数依次为（ ）
A．32；11；66B．36；12；72
C．12；36；24D．11；36；72
【解析】此多肽链含有11个肽键，所以含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少12个，mRNA上的碱基数至少12×3＝36个。决定氨基酸的密码子是12个，所以需要的tRNA也是12个。因为mRNA中碱基至少有36个，所以转录它的基因中碱基数至少为36×2＝72。
【答案】B
6．下面关于tRNA和氨基酸相互关系的说法，正确的是（ ）
A．每种氨基酸都由一种特定的tRNA携带
B．每种氨基酸都可由几种tRNA携带
C．一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸
D．一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带
【解析】每种tRNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸由一种或多种tRNA来转运。
【答案】D
7．如下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是（ ）
A．①②B．③④⑥
C．⑤⑥D．②④
【解析】正常情况下，逆转录(③)、RNA的自我复制(④)在动植物细胞中不能发生。以蛋白质为模板合成RNA，可以人工进行，一般也不会发生在动植物细胞内。
【答案】B
8.如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是（ ）
A．①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．转录完成后，②需通过三层生物膜才能与核糖体结合
【解析】①链是转录的模板链，②是转录的产物——mRNA。②链中不可能有碱基T。如果③是酶，则它的名称是RNA聚合酶。转录完成后，产物②通过核孔进入细胞质，无需通过生物膜。
【答案】B
9．如下图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是（ ）
A．能给该过程提供遗传信息的只能是DNA
B．该过程合成的产物一定是酶或激素
C．有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应
D．该过程有水产生
【解析】翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A项不对，翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，而酶与激素不都是蛋白质，B项不对；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C项也不对；氨基酸脱水缩合形成多肽，D项正确。
【答案】D
10.据图分析，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
【解析】通过DNA分子的复制，只是实现了遗传信息的传递；③过程还需要特殊的运输工具——转运RNA，同时该过程中也会发生碱基互补配对。
【答案】C
11.如右图为某基因表达的过程，据图回答：
(1)能够将遗传信息从细胞核传递至细胞质的是_________(填数字)，其基本组成单位是_________。进行a过程所需的酶有和_________。
(2)图中含有五碳糖的物质有_________(填标号)；图中⑤所运载的氨基酸是_________。
(密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸)
(3)图中信使RNA对应的DNA片段连续复制两次共需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为_________个。
【答案】(1)② 核糖核苷酸 解旋酶 RNA聚合酶
(2)①②⑤(必须回答完整) 苯丙氨酸
(3)2 1
12.如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)
(1)完成遗传信息表达的是______________(填字母)过程，a过程所需的酶有_________________________________。
(2)图中含有核糖的是_____________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是____________________________________。
(3)该DNA片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为______________个。
(4)若在AUG后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明_______________________________。
(5)苯丙酮尿症是由于控制某种酶的基因异常而引起的，这说明基因和性状的关系是___________________________________________。
【解析】分析图示过程可知：a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。(1)遗传信息的表达是指DNA控制蛋白质的合成过程，即b、c过程，DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链；(2)图中含有核糖的结构包括mRNA、tRNA、rRNA，结合结构②的碱基序列及题中提供的密码子可知氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸；(3)由mRNA的碱基推知DNA中共有7个T，DNA片段第三次复制后，DNA由4个变为8个，故需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为4×7＝28；(4)mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸；(5)基因对性状的控制有两条途径，一、基因通过控制蛋白质的合成直接控制性状。二、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
【答案】(1)b、c解旋酶和DNA聚合酶
(2)②③⑤(不完整不对) 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸
(3)28
(4)一个密码子由三个碱基(核糖核苷酸)组成
(5)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
13．请回答下列有关遗传信息传递的问题。
(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室做了如下图所示的模拟实验。
①病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—，则试管甲中模拟的是________过程。
②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是________，试管乙中模拟的是________过程。
③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是________。
(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自________，而决定该化合物合成的遗传信息来自________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套________。该病毒遗传信息的传递过程为________。
【解析】(1)由A为单链且含U，以此模板合成的物质中有T，故试管甲中模拟的是：RNA→DNA(逆转录)；试管乙放入DNA(产物X)后产生的产物Y(mRNA)能与核糖体结合，说明其中发生的是转录；以Y(mRNA)为模板合成的能组成病毒外壳的化合物Z是蛋白质。
(2)病毒在宿主细胞中增殖所需的原料来自宿主细胞，而遗传信息则由病毒RNA提供。
【答案】(1)①逆转录②mRNA转录③多肽(或蛋白质)(2)小鼠上皮细胞病毒RNA密码子
RNA→DNA→mRNA→蛋白质
第七单元 生物的变异
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
举例说明基因突变的特征和原因举例说出基因重组及其意义简述染色体结构变异和数目变异搜集生物变异在育种上应用的事例关注转基因生物和转基因食品的安全性列出人类遗传病的类型（包括单基因病、多基因病和染色体病）探讨人类遗传病的监测和预防关注人类基因组计划及其意义 举例说明基因突变的例子掌握基因突变的特点和原因理解基因重组及其意义简述基因突变和基因重组在育种上的应用举例说明染色体结构变异和染色体数目变异说出单倍体和多倍体在生产实践中的应用简述低温诱导染色体数目加倍的原理和实验步骤举例说明人类常见的遗传病类型能判断单基因遗传病的类型分析染色体异常遗传病发生的原因掌握基因工程操作的基本工具和基本过程举例说明基因工程的应用
考纲分析解读和复习指导
本单元复习要注意运用比较的方法，结合掌握的知识，重点从基因突变、基因重组、染色体结构变异、染色体数目变异形成原因、发生时期、发生条件和意义方面进行比较，以加深对知识的理解。
复习过程中，要结合本单元内容对上一单元中的一些基本概念强化复习，如基因和基因型、表现型和性状，关于人类遗传病，要能理解“症”、“综合征”这两种说法。
低温诱导染色体加倍的实验要注意和必修一中的观察植物细胞的有丝分裂实验比较，二者既有共同的步骤，也有不同的步骤和方法，试剂上也有差别。
研究变异的目的是为了在农业生产上进行育种，这是这一单元复习的重点，也是考查的主要方向，应特别关注。
基因工程中，通过转基因技术培育农作物新品种，也是属于一种变异，复习过程中要按照变异问题的分析方法去解决相关问题第25课时 人类遗传病
知识网络
基础梳理
一、人类常见的遗传病的类型
1、人类常见的遗传病分为_______________、________ ______和______________三类。
2、有些单基因遗传病是由显性基因引起的，有些是由隐性基因引起。如多指、并指属于_______________，白化病、苯丙酮尿症属于________________。
3、多基因遗传病常见的有________________、________________等。
4、染色体异常遗传病可能是染色体结构异常，如__________________，也可能是染色体数目异常，如___ ____________________。
二、遗传病的监测与预防
1、对遗传病进行监测和预防和手段主要有____________和_____________。
2、从法律上，禁止近亲结婚和降低______________的发病率。
考点突破
考点一、遗传病与先天性疾病、家族性疾病的比较
1、先天性疾病是指出生前即已形成的畸形或疾病。当一种畸形或疾病是由遗传物质的改变所致，而且在胎儿出生前，染色体畸变或致病基因就已表达或形成，这种先天性疾病当然是遗传病，例如先天愚型、并指、白化病等。在胎儿发育过程中，由于环境因素的偶然影响，胎儿的器官发育异常，导致形态或机能的改变，这也是先天性疾病，但此类先天性疾病就不是遗传病。例如母亲在妊娠前三个月内感染风疹病毒，可使胎儿产生先天性心脏病或先天性白内障，这不是遗传物质改变引起的，而是胚胎发育过程受到环境因素的干扰所致，所以虽是先天的，但并不遗传。
2、家族性疾病，是指同一家族中一人以上发病，常为遗传病，但也可能是相同的不良环境因素所引起的。如维生素C缺乏所引起的坏血病、缺碘引起的甲状腺功能低下所导致的孩子智力低下 ( http: / / www. / disease3 / zldx / " \t "_blank )、寄生虫病及烈性传染病等，这些都可有家族中多人发病的情况，但不能认为是遗传病。不过，应该指出的是，随着生命科学研究的不断发展，以前认为与遗传无关的一些传染病，如小儿麻痹症 ( http: / / www. / disease5 / xrmbz / " \t "_blank )、白喉 ( http: / / www. / disease5 / baihou / " \t "_blank )、慢性活动性肝炎也发现与遗传因素有关。
例1下列关于人类遗传病的叙述，错误的是
①一个家族仅一代人中出现过的疾病不是遗传病
②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病
③携带遗传病基因的个体会患遗传病
④不携带遗传病基因的个体不会患遗传病
A．①② B．③④
C．①②③ D．①②③④
【解析】本题考查的是遗传病的特点。所谓遗传病，是指生殖细胞或受精卵的遗传物质（染色体和基因）发生突变（或畸变）所引起的疾病，是由遗传物质发生异常改变而引起的疫病，通常具有垂直传递的特征。若是一种隐性遗传病，则①中一个家族中仅一代人中出现过的疾病也有可能是遗传病，③中携带遗传病基因的个体可能不患此病。而②中一个家族几代中都出现的疾病不一定是由于遗传物质改变引起的，因此不一定是遗传病，如由环境引起的。遗传病也可能是由于染色体增添或缺失所引起，如21三体综合症，21号染色体上多了一条，而不携带致病基因而患遗传病。
【答案】D
变式1、 下列需要进行遗传咨询的是
A．亲属中有生过先天性畸型的待婚青年
B．得过肝炎的夫妇
C．父母中有残疾的待婚青年
D．得过乙型脑炎的夫妇
【解析】肝炎、残疾和乙型脑炎都与遗传无关，不需要进行咨询。
【答案】A
考点二、单基因遗传病的遗传方式判断
（一）根据遗传系谱图的判断
1．隐性遗传病
（1）判断依据：双亲都正常，子女中一旦出现患者，可判断为隐性遗传病。
如果确定为隐性遗传，则①女性患者的父亲与其所有儿子都患病，最可能为伴X隐性遗传病；②女性患者的父亲或其儿子中有一人不患病，一定为常染色体隐性遗传病。
口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子都病是伴性。
（2）典型系谱图
图1 图2
图3
图1可能为常染色体隐性遗传病，也可能为伴X隐性遗传病；图2一定为常染色体隐性遗传病；图3最可能是伴X隐性遗传病。
2．显性遗传病
（1）判断依据：双亲都患病，子女中一旦出现正常的，可判断为显性遗传病。
如果确定为显性遗传病，则①男性患者的母亲与所有女儿都患病，最可能为伴X显性遗传病；②男性患者的母亲与其女儿中有一人不患病，一定为常染色体显性遗传病。
图1 图2
图3
图1可能为常染色体显性遗传病，也可能为伴X显性遗传病；图2一定为常染色体显性遗传病；图3最可能为伴X显性遗传病。
3．伴Y遗传
遗传规律：患者全是男性，父传子，子传孙。
4．若系谱图无上述特征，只能从可能性大小判断
①若出现隔代遗传，则最可能为隐性；
②若连续遗传，则最可能为显性；
③若男女比例相当，则最可能为常染色体遗传；
④若为显性遗传，患者女多于男，最可能为伴X显性遗传；
⑤若为隐性遗传，患者男多于女，最可能为伴X隐性遗传。
（二）根据文字叙述判断
实际上和根据遗传系谱图判断的方法一样，如题目给出，正常的双亲生出一个患病的女儿，则可确定该病是常染色体隐性遗传病，若正常双亲生出一个患病的儿子，则无法确定该隐性遗传病是由常染色体还是由X染色体上的基因控制的，需要再根据其它条件进一步确定。
例2、这是一个单基因遗传病的系谱图。
该遗传病的类型可能是___________________________。
【解析】从系谱图看，II3的致病基因来自I2，而不是I1，可确定致病基因不在Y染色体上。
可以是常染色体显性：I2是杂合体，因此II1可能不患病，II3是杂合体，患病；II2把患病基因传给III1，III2不患病。
可以是常染色体隐性：I2是患者，I1是杂合体，因此II1不患病，II3患病；II1带有致病基因，III1患病，III2从II4那里得到正常基因而不患病。
可以是伴X隐性，I2将致病基因传给II1和II3，II3患病，但II1从I1得到正常基因而不患病，她把致病基因传给III1，使III1患病。
但不可能是伴X显性：原因是II3患病，但她的女儿III2不正常的。
【答案】常染色体显性、常染色体隐性、伴X隐性。
变式2、判断四个家族可能的遗传病类型：
甲：_______________________________________________
乙：_______________________________________________
丙：_______________________________________________
丁：_______________________________________________
【解析】甲、乙病只能是隐性，甲中患者的父亲表现正常，因此不可能是伴X隐性，只能是常染色体隐性；而乙既可能是常染色体隐性，也可能是伴X隐性。丙可能是常染色体显性、常染色体隐性，还可能是伴X显性，母亲是携带者，细胞内有正常基因，子女全正常，但不可能是伴X隐性，否则，她的两个儿子都应患病；丁还不可能是伴X显性，因为若是X显性，父亲患病，女儿一定患病。
【答案】甲——常染色体隐性；
乙——常染色体隐性、伴X隐性
丙——常染色体显性、常染色体隐性、伴X显性
丁——常染色体显性、常染色体隐性
考点三、遗传病发病率的计算
多数考题常考两种遗传病组合计算，当然这两种遗传病的遗传符合自由组合定律，可能一种遗传病由X染色体上的基因控制，另一种遗传病由常染色体上的基因控制，也可能由两对位于非同源染色体上的基因控制。不论是哪种情况，最好的方法是先求出每一种遗传病发病和正常的概率，最后进行综合计算。计算中要注意“患病男孩”“男孩患病”一类的问题。
例3、右图所示系谱的阴影部分表示患某种遗传病的个体，下列描述正确的是
A．Ⅰ-2携带致病基因的概率为l／2
B．此遗传病有只可能是隐性遗传病
C．若Ⅲ-2与Ⅲ-3结婚，则子代患病的概率l／2
D．Ⅲ-2与无血缘关系的健康人结婚，子代不会患病
【解析】从系谱图中所给的条件看，可能是常染色体显性或常染色体隐性，不可能是伴性遗传（因I-2正常，而II-2患病，不可能是X隐性，II-5患病而III-4正常，不可能是X显性，更明显也不可能是伴Y遗传）。因此，分析时，应从常染色体显性和隐性两种情况进行分析，首先排除B项。若是显性，I-2不携带致病基因，若是隐性，I-2一定携带致病基因，A项错误，C项，若是显性，III-2不携带致病基因（aa），而III-3从他父亲那里得到致病基因，从他母亲那里得到一个正常基因，是杂合体（Aa），他们结婚，子代发病率为1/2；若是隐性，III-3是aa，III-2是Aa，子女发病率也是1/2。关于D项，若是隐性，III-2是Aa，和她结婚的健康人也可能是Aa，他们的子女是有可能发病的。
【答案】C
变式3、下图是某家族性遗传病的系谱图（假设该病受一对等位基因控制。A是显性，a是隐性），则下列说法正确的是
A．该遗传病是伴X染色体上隐性基因控制的遗传病
B．Ⅱ5和Ⅲ9的基因型均是Aa
C．Ⅲ10的基因型可能是AA或Aa，她是杂合子的概率是2/3
D．如果Ⅲ10与有该病的男性结婚，则不宜生育，因为出生病孩的概率为1/6
【解析】III-9患病而II-5正常，可判断是常染色体隐性，II-5基因型为Aa，III-9的基因型为aa；III-10表现正常，基因型为AA或Aa，是杂合体Aa的概率是2/3；她与患病男性结婚，子代患病率为1/3。
【答案】C
例4、分析下图所示家族遗传系谱图（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），回答有关问题：
（1）甲病致病基因位于_________染色体上，为_________性遗传病。
（2）Ⅱ3、Ⅱ8两者不含乙病致病基因，则Ⅲ10基因型为_________。若Ⅲ10与一正常男子婚配，子女同时患两种病概率为_________，正常的概率为_________。
（3）若Ⅱ7再次怀孕后到医院进行遗传咨询，虽已鉴定胎儿为女性，但医生仍建议对胎儿进行基因检测，原因是__________________________。
（4）现将其有关DNA分子处理成多个DNA片段后，分离结果如下图。由结果分析可知，该胎儿是否患有甲病_________，理由_____________________________________ ____________________。
【解析】（1）3、4患甲病，而9正常，可确定是显性，并且是常染色体显性。
（2）由8不带致病基因但11患乙病，可确定是伴X隐性。8不患甲病而10患甲病，10的基因型应是Aa；11患乙病，可确定其母亲7是携带者XBXb，再结合8是XBY，10可能是XBXB，也可能是XBXb。与10结婚的正常男子，基因型为aaXBY，可由此计算相关的发病率。
（3）胎儿为女性，肯定不患乙病，但仍有可能患甲病，因为甲病是常染色体显性，与性别无关。
（4）从图中看，2、4、7都是患者，他们共同有的DNA片段是C和I，而胎儿也有这两个片段，右确定胎儿患甲病。
【答案】
（1）常 显
（2）AaXBXB或AaXBXb 1/16 7/16
（3）胎儿可能患甲病
（4）是 胎儿具有甲病患者I1、II2、II7都具有而甲病正常个体都不具有的标记片段C、I。
变式4、下图为某遗传系谱图，系谱图中有患甲病（基因A、a）、乙病（基因B、b）和甲乙两病兼患者。II7无乙病家族史。请回答以下问题（概率用分数表示）。
（1）甲病的遗传方式为__________________。
（2）乙病的遗传方式为__________________。其遗传特点_______________________________。
（3）Ⅲ-2的基因型及其概率为________________________ ____________________。
（4）由于Ⅲ-3个体表现两种遗传病，其兄弟Ⅲ-2在结婚前找专家进行遗传咨询。专家的答复是：正常女性人群中甲、乙两种遗传病基因携带者的概率分别为1/10000和1/100；
如果婚后生下的是男孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是_________。
（5）在该系谱图中，编号为______的个体与该家谱图中的其他个体均无近亲关系。
【解析】II-1患病，而I-2正常，说明甲病是常染色体隐性遗传病。II-7不携带致病基因但III-7患病，只能是伴X隐性遗传病。III-3患两种病，可推知II-2和II-3的基因型分别为AaXBY，AaXBXb，III-2表现正常，基因型可能是AAXBY，也可能是AaXBY。计算发病率，先考虑甲病，III-2有2/3可能是Aa，III-1有1/10000可能是Aa，患甲病的概率为2/3×1/10000×1/4=1/60000，再考虑乙病，III-2基因型为XBY，III-1基因型为1/100可能是XBXb，男孩发病率为1/200；由于III-1还未生育，在该家谱图中无近亲关系者。
【答案】（1）常染色体隐性
（2）伴X隐性，交叉遗传
（3）1/3AAXBY，2/3AaXBY
（4）1/60000、1/200
（5）III-1
考点四、染色体异常的原因及分析
1、染色体数目异常往往不育，原因可能在父方，也可能在母方，可能是减数分裂第一次分裂异常，也可能是减数分裂第二次分裂异常。若伴随有相应基因控制的伴性遗传病，一般可确定原因。
2、染色体结构变异，大多数是致命性的、不育的，但也有可育的。若可育，后代中会出现成对的染色体结构变异。
例5、正常的双亲生出了一个患色盲的女儿，而对她的染色体进行检测发现，常染色体和性染色体均是正常的，下列有关说法不合理的是
A 母亲在产生卵细胞时，减数分裂第一次分裂出现了异常，一对性染色体没有分开，全部进入了次级卵母细胞
B 母亲在产生卵细胞时，减数分裂第二次分裂出现了异常，X染色体的姐妹染色单体没有平均分配到两个子细胞中，全部进入了卵细胞
C 父亲在产生精子时，减数分裂第一次分裂出现异常，一对性染色体没有分开，全部进入某个次级精母细胞中
D 父亲在产生精子时，减数分裂第二次分裂出现了异常，X或Y染色体的驵妹染色单体没有平均分配到两个精子中
【解析】父母都正常，女儿患病，可确定母亲是携带者，便女儿两个X染色体上都携带色盲基因，只能是卵细胞中有两个带色盲基因的X染色体，从减数分裂过程看，不可能是第一次分裂异常，因为若第一次分裂异常，次级卵母细胞中会存在两个X染色体，一个带两B基因，一个带两个b基因，第二次分裂时，两个B会随着染色单体分开而分离，两个b也同样，这样在卵细胞中会有两个X染色体，其中一个带B基因，另一个带b基因，这种情况是不患病的。从题目条件还可知，女儿性染色体正常，则父亲的精子中不含性染色体，C、D两种情况均有可能。
【答案】A
变式5、表现正常的双亲生出了一个性染色体组成为XXY同时患色盲的男孩，最可能出现差错的是
A 母亲，减数分裂第一次分裂
B 父亲，减数分裂第一次分裂
C 母亲，减数分裂第二次分裂
D 父亲，减数分裂第二次分裂
【解析】男孩患色盲，两个X染色体一定都来自母亲，而母亲表现正常，细胞内只有一个X染色体上有色盲基因，可确定，最有可能是母亲在进行减数分裂第二次分裂时出现异常引起，但不排除发生基因突变的可能，这样父亲在减数第一次分裂、母亲在减数第一次分裂也都有可能出现异常。
【答案】C
课时作业
1．下列有关遗传病的叙述中，正确的是（ ）
A．仅基因异常而引起的疾病
B．仅染色体异常而引起的疾病
C．基因或染色体异常而引起的疾病
D．先天性疾病就是遗传病
【解析】本题考查遗传病的概念、类型及遗传病与先天性疾病的关系。解答本题应明确遗传病类型的划分依据及先天性疾病的概念，然后再逐项分析作答。
【答案】C
2．下列关于遗传病的叙述，正确的是（ ）
①先天性疾病都是遗传病
②多基因遗传病在群体中的发病率比单基因遗传病高
③21三体综合征属于性染色体病
④软骨发育不全是细胞中一个基因缺陷就可患病
⑤抗维生素D佝偻病的遗传方式属于伴性遗传
⑥基因突变是单基因遗传病的根本原因
A．①②③⑤B．②④⑤⑥
C．①③④⑥D．②④⑤
【解析】遗传病是遗传物质发生改变而引起的疾病。先天性疾病是指婴儿出生时就已经表现出来的疾病。先天性疾病有的是由遗传物质的改变所致，有些疾病不是由于遗传物质改变引起的。如先天性白内障、先天性心脏病等，①不正确；多基因遗传病在群体中的发病率为15%～25%，而单基因遗传病在群体中的发病率为1/10万～1/1万，②正确；21三体综合征属于常染色体病，③不正确；软骨发育不全是显性遗传病，因此，只有一个基因缺陷就患病，④正确；抗维生素D佝偻病是位于X染色体上的显性基因控制的遗传病，属于伴性遗传，⑤正确；由于基因突变能产生新基因，如果突变后的基因是某些致病基因，就能引起单基因遗传病，⑥正确，故②④⑤⑥正确。
【答案】B
3.一对表现正常的夫妇生了3个白化病的小孩和1个正常的小孩，下列说法不正确的是（ ）
A.父母双方都是杂合体
B.这对夫妇再生一个小孩为白化病的概率是1/4
C.白化病为隐性性状
D.本题的3∶1正好符合孟德尔分离规律的分离比
【解析】白化病是常染色体隐性遗传病，一对表现型正常的夫妇生了白化病的小孩，说明该对夫妇都为白化病基因的携带者。理论上，该夫妇所生的孩子正常与白化病患者之比为3∶1。该夫妇生了3个白化病的小孩和1个正常的小孩，由于统计数字小，不符合孟德尔的基因分离定律的分离比(显性性状∶隐性性状＝3∶1)，但符合孟德尔的基因分离定律。
【答案】D
4.下表为某校生物兴趣小组对四个家庭所作的单基因遗传病的调查结果，下列推断最恰当的是（ ）
家庭成员 甲 乙 丙 丁
父亲 患病 正常 患病 正常
母亲 正常 患病 患病 正常
儿子 患病 患病 患病 患病
女儿 患病 正常 患病 正常
A.甲家庭情况说明该病一定是显性遗传病
B.乙家庭情况说明该病一定是隐性遗传病
C.丙家庭情况说明该病一定是显性遗传病
D.丁家庭情况说明该病一定是隐性遗传病
【解析】根据口诀“有中生无为显性；无中生有为隐性”，可以判断丁家庭的遗传病一定是隐性遗传病。
【答案】D
5.关于多基因遗传病的叙述，错误的是（ ）
A.原发性高血压是多基因遗传病
B.受多对等位基因控制
C.在同胞中发病率高
D.在群体中发病率高
【解析】多基因遗传病在群体中的发病率相对较高，在同胞中的发病率较低。
【答案】C
6．如下图所示为进行性肌营养不良遗传病的系谱图，该病为隐性伴性遗传病，Ⅲ1的致病基因是由（ ）
A．Ⅰ1遗传的 B．Ⅰ2遗传的
C．Ⅰ3遗传的 D．Ⅰ4遗传的
【解析】由题意知Ⅲ1为XaY，Ⅲ1的Xa来自其母亲Ⅱ1，Ⅱ1为XAXa，Ⅱ1的父亲Ⅰ1正常XAY，所以Ⅰ1传给Ⅱ1的为XA，故Ⅱ1的Xa来自其母亲Ⅰ2。
【答案】B
7．下图是人类某一家族遗传病甲和遗传病乙的遗传系谱图(设遗传病甲与A和a这一对等位基因有关，遗传病乙与另一对等位基因B和b有关，且甲、乙两种遗传病至少有一种是伴性遗传病)。下列有关说法不正确的是（ ）
A．乙病为伴性遗传病
B．7号和10号的致病基因都来自1号
C．5号的基因型一定是AaXBXb
D．3号与4号再生一个两病皆患男孩的可能性为3/16
【解析】由3号和4号是甲病患者，后代7号和8号没有患甲病，可以得出甲病是常染色体显性遗传病；由3号和4号不患乙病，后代7号患乙病，且甲、乙至少有一种是伴性遗传病，可以得出乙病是伴X染色体隐性遗传病。7号的致病基因来自3号，10号的致病基因来自1号。
【答案】B
8.下图是苯丙酮尿症的系谱图，下列相关叙述不正确的是（ ）
A.8不一定携带致病基因
B.该病是常染色体隐性遗传病
C.若8与9婚配生了两个正常孩子，则第三个孩子患病的概率为1/9
D.若10与7婚配，生正常男孩的概率是1/4
【解析】根据3和4正常、女儿患病可判断：该病为常染色体隐性遗传。若用A和a表示相关的基因，则3和4的基因型均为Aa,8的基因型为1/3AA、2/3Aa,9基因型为Aa，若8与9婚配，其孩子患病概率为2/3×1/4＝1/6，10的基因型为Aa,7的基因型为aa，生正常男孩的概率为1/2×1/2＝1/4。
【答案】C
9.下图为某家庭的遗传系谱图，Ⅱ5为单基因遗传病患者，据图分析，下列叙述不合理的是（ ）
A.患病男孩的父亲不一定是该致病基因的携带者
B.若Ⅰ2携带致病基因，则Ⅰ1、Ⅰ2再生一个患病男孩的概率为1/8
C.Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者
D.Ⅱ3是携带者的概率为1/2
【解析】该病属于隐性遗传病，致病基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上，即Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者，故患病男孩的父亲不一定携带致病基因。若Ⅰ2携带致病基因，则该病为常染色体隐性遗传，Ⅰ1、Ⅰ2均为杂合子，他们再生一个患病男孩的概率为1/4×1/2＝1/8。该病若为常染色体隐性基因控制，则Ⅱ3是携带者的概率为2/3。该病若为X染色体隐性基因控制，则Ⅱ3是携带者的概率为0。
【答案】D
10.某课题小组在调查人类先天性肾炎的家系遗传状况时，发现某地区人群中双亲都患病的几百个家庭中女儿全部患病，儿子正常与患病的比例为1∶2。下列对此调查结果较准确的解释是（ ）
A.先天性肾炎是一种常染色体遗传病
B.先天性肾炎是一种隐性遗传病
C.被调查的母亲中杂合子占2/3
D.被调查的家庭数过少难下结论
【解析】从题干信息“某地区人群中双亲都患病的几百个家庭中女儿全部患病，儿子正常与患病的比例为1∶2”知先天性肾炎为伴X染色体显性遗传。
【答案】C
11.某医师通过对一对正常夫妻(Ⅲ)(妻子已经怀孕)的检查和询问，判断出丈夫家族中有人患有甲种遗传病(显性基因为A，隐性基因为a)，他的祖父和祖母是近亲结婚；妻子家族中患有乙种遗传病(显性基因为B，隐性基因为b)，她有一个年龄相差不多患先天性愚型(21三体综合征患者)的舅舅；夫妻均不带有对方家族的致病基因。医师将两个家族的系谱图绘制出来(如图)，请回答下列相关问题。
(1)甲病的致病基因位于__________染色体上，是__________性遗传。
(2)乙病的致病基因位于__________染色体上，是__________性遗传。
(3)医师通过咨询该夫妇各自家族中直系血亲和三代以内的旁系血亲均无对方家庭遗传病的患者，由此可以判断夫妻双方___________(填“不带有”或“带有”)对方家庭的致病基因。
(4)丈夫的基因型是____________，妻子的基因型是_______________。
(5)该夫妇再生一个男孩患病的概率是____________，女孩患病的概率是_____________。
(6)先天性愚型，可能是由染色体组成为_____________的卵细胞或_____________的精子与正常的生殖细胞受精后发育而来。
(7)通过对上述问题的分析，为了达到优生的目的，应该采取的措施有：
①_____________________________________________；
②_____________________________________________；
③_____________________________________________；
④_____________________________________________。
【解析】(1)由Ⅰ1、Ⅰ2生育出女性患者Ⅱ5，判断甲病是隐性遗传病，由于女性患者的父亲表现正常，因此甲病的基因位于常染色体上。
(2)由Ⅲ11、Ⅲ12生育出男性乙病患者Ⅳ13，判断乙病是隐性遗传病，由于Ⅲ11不带有乙病致病基因，因此Ⅳ13的致病基因只能来自于母亲Ⅲ12，由此推断乙病为伴X隐性遗传病。
(3)根据医师询问的情况和绘制的遗传系谱图分析两种病都是隐性遗传病，若各自家庭中都含有，在三代以内的血亲中就可能出现患者，正是因为三代以内的血亲和旁系血亲都没有出现，所以判断两个家庭各自不含有对方家庭的致病基因。
(4)由于该夫妇不带有对方家庭的致病基因，因此可以判断丈夫的基因型是AAXBY或AaXBY，妻子的基因型是AAXBXb。
(5)该夫妇所生子女都不患甲病，男孩患乙病的概率为1/2，女孩患乙病的概率为0，从优生角度看应优先选择生育女孩。
(6)先天性愚型含47条染色体，可能是由染色体组成为23＋X的卵细胞或23＋Y的精子与正常的生殖细胞受精后发育而来。
【答案】(1)常隐(2)X隐(3)不带有(4)AAXBY或AaXBYAAXBXb(5)1/20(6)23＋X23＋Y
(7)①禁止近亲结婚②进行遗传咨询③提倡“适龄生育”④产前诊断
12.苯丙酮尿症、白化病和尿黑酸症均为人类遗传病，其中苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢异常造成苯丙氨酸在血液中大量积累，使患者尿液中苯丙酮酸含量远高于正常人。尿黑酸症是由于尿黑酸在人体中积累使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气会变成黑色而得名。
(1)图1是苯丙氨酸代谢途径示意图，根据该图有人认为缺乏酶①会同时患苯丙酮尿症、白化病和黑尿症，你认为正确吗？请说明理由。__________________________________________________________________________________________。
(2)在人群中控制苯丙酮尿症的基因频率是1.89×10－3，现有一正常女性其父母正常，其弟是苯丙酮尿症患者，她与一个男性结婚，生育一个患苯丙酮尿症的男孩的几率是_______________。
(3)图2是一个尿黑酸症家族系谱图，请分析回答相关问题：
①该缺陷基因是____________性基因，在______________染色体上。
②如果Ⅲ8同时还患有苯丙酮尿症和白化病，那么Ⅱ3和Ⅱ4生一个只患两种病的孩子的几率是______________。
③现需要从第Ⅳ代个体中取样(血液、皮肤细胞、毛发等)获得该缺陷基因，请选出提供样本的较合适个体，并解析选与不选的原因。_________________________________________________________________________________。
④若要快速检测正常人群中的个体是否携带该致病基因，可利用该目的基因的分子探针进行检测，这一方法采用技术，依据的原理是__________________________。
【解析】(1)据图可知，苯丙酮尿症是缺酶①导致苯丙氨酸只能通过酶⑥大量形成苯丙酮酸所致。白化病是由于缺少酶⑤而使酪氨酸酶不能通过酶⑤的作用而产生黑色素所致；黑尿症是由于缺乏酶③导致尿黑酸不能通过酶③的作用产生乙酰乙酸导致代谢不能正常进行所致。图中虽然显示酪氨酸的形成与酶①有关，但是，酪氨酸在生物体内属于非必需氨基酸，缺乏酶①时，体内虽然不能由苯丙氨酸转化成酪氨酸，酪氨酸仍可以由食物中获取或由其他途径转化而来，因此，缺乏酶①不一定会导致尿黑酸症或白化病。(2)该题涉及基因频率的相关计算问题，题目只说明该女性与一男性结婚，并无说明该男性的性状，因而无需考虑该男性的基因型。人群中控制苯丙酮尿症的基因频率是1.89×10－3，也就是说，该男性产生带有丙酮尿症的基因的配子的几率是1.89×10－3；而根据题意：该女性父母正常，其弟是苯丙酮尿症患者，即该女性为携带者几率为2/3，她产生的携带苯丙酮尿症的基因的配子的几率为2/3×1/2，所以他们生一个患苯丙酮尿症男孩的几率是1/2×2/3×1/2×1.89×10－3＝3.15×10－4。(3)①Ⅱ3、Ⅱ4“无中生有”“女儿有病，而父亲无病”，所以该病为常染色体隐性遗传病。②同理推断Ⅱ3、Ⅱ4的基因型均为AaBbCc(a—黑尿症基因；b—苯丙酮尿症基因；c—白化病基因)。根据分离定律和自由组合定律的内在联系，利用“分拆后再相乘”的计算方法，可很快推断只患两种病的孩子的几率是：3/4×1/4×1/4＋1/4×3/4×1/4＋1/4×1/4×3/4(A_bbcc＋aaB_cc＋aabbC_)＝9/64。③由于Ⅲ8为有病患者，所以Ⅳ14和Ⅳ15肯定带有致病基因；而Ⅲ12虽然属于携带者，但Ⅲ13不一定带有致病基因，这样，Ⅳ16、Ⅳ17、Ⅳ18携带致病基因的几率比Ⅳ14和Ⅳ15少。
【答案】(1)不正确。缺乏酶①苯丙氨酸转化成酪氨酸的途径阻断，苯丙氨酸只能转化成苯丙酮酸，且由于缺乏另外两条代谢途径，而在血液中大量积累，使人患上苯丙酮尿症。但是缺乏酶①，体内虽然不能由苯丙氨酸转化成酪氨酸，酪氨酸仍可以由食物中获取或由其他途径转化而来，因此，缺乏酶①不一定会导致尿黑酸症或白化病。
(2)3.15×10－4
(3)①隐 常 ②9/64 ③提供样本的合适个体为Ⅳ14或Ⅳ15，因为这两个个体为杂合子，肯定含有缺陷基因，而Ⅳ16、Ⅳ17、Ⅳ18可能是杂合子，也可能是纯合子，不一定含有致病基因
④DNA分子杂交碱基互补配对原则
13.遗传病是威胁人类健康的一个重要因素。某校生物学习小组开展对当地几种遗传病的调查，请根据调查结果分析回答下列问题：
(1)遗传性乳光牙是一种单基因遗传病，小组同学对一个乳光牙女性患者的家庭成员情况进行调查后，记录如下：
祖父 祖母 外祖父 外祖母 父亲 母亲 姐姐 弟弟 女性患者
√ √ √ √ √
(表格中“√”的为乳光牙患者)
①根据上表绘制遗传系谱图。
②该病的遗传方式是____________，该女性患者的基因型是________________，若她与一个正常男性结婚后，生下一个正常男孩的可能性是_______________。
③同学们进一步查阅相关资料得知，遗传性乳光牙是由于正常基因中第45位决定谷氨酰胺的一对碱基发生改变，引起该基因编码的蛋白质合成终止而导致的，已知谷氨酰胺的密码子(CAA、CAG)，终止密码子(UAA、UAG、UGA)，那么，该病基因发生突变的情况是______________，与正常基因控制合成的蛋白质相比，乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量______________，进而使该蛋白质的功能丧失。
(2)21三体综合征是一种染色体异常遗传病。调查中发现随母亲生育年龄的增加，生出21三体综合征患儿的几率增大。经咨询了解到医院常用21号染色体上的短串联重复序列STR(一段核苷酸序列)作为遗传标记(可理解为等位基因)对该病进行快速的诊断。
①若用“＋”表示有该遗传标记，“－”表示无该遗传标记，现诊断出一个21三体综合征患儿，该遗传标记的基因型是“＋＋－”，其父基因型是“＋－”，母亲的基因型是“－－”，那么这名患者21三体形成的原因是：______________________________________________________。
②根据上述材料分析，为有效预防该遗传病的发生，可采取的主要措施是_____________________________。
(3)调查研究表明，人类的大多数疾病都可能与人类的遗传基因有关，据此有的同学提出：“人类所有的病都是基因病”，请你利用所学知识从正反两个方面对此作出评价：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】(1)由一对患病夫妇可以生出正常儿女，可以看出该病为常染色体上的显性遗传，且基因型都为Aa，患病女儿的基因型为AA(1/3)或Aa(2/3)，该女患者与aa婚配，后代正常男孩的概率为2/3×1/2×1/2＝1/6。对照谷氨酸密码子和终止密码子可知G－C突变成A－T，新合成的蛋白质由于氨基酸的减少，使相对分子质量减小。(2)父亲基因型是“＋－”，母亲的基因型是“－－”，21三体综合征患者的基因型是“＋＋－”，这说明患者是由异常的精子“＋＋”和正常的卵子“－”结合的受精卵发育来的。异常精子“＋＋”是由父亲“＋－”减数第二次分裂后期“＋＋”染色体没有移向两极造成的。为防止21三体综合征患者的出生，可以进行产前胎儿细胞的染色体分析。(3)性状＝基因＋环境，故人类的疾病并不都是由基因的缺陷或改变引起的，也可能是外界环境因素造成的。
【答案】(1)①如图②常染色体显性遗传AA或Aa1/6③G－C突变成A－T减少
(2)①父亲的21号染色体在减数第二次分裂中没有分别移向两极②适龄生育和产前胎儿细胞的染色体分析
(3)人体患病也是人体所表现出来的性状，而性状是由基因控制的，所以说疾病都是基因病，是有一定道理的，然而，这种观点过于绝对化，人类的疾病并不都是由基因的缺陷或改变引起的，也可能是外界环境因素造成的，如由大肠杆菌引起的腹泻就不是基因病
患甲种遗传病女性
患乙种遗传病男性
同时患两种遗传病男性
正常男性、女性第24课时 染色体变异
知识网络
基础梳理
一、染色体结构变异
1、染色体结构变异包括____________、____________、易位和倒位四种类型。
2、这些结构改变，会使______________________________ _____发生改变，从而导致性状的变异。
二、染色体数目的变异
1、染色体组是细胞中的一组非同源染色体，在__________和___________上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的__________、__________、___________和__________。
2、由__________发育成的个体，根据体细胞中的________ ____可划分为二倍体和多倍体。
3、含有____________________的个体，叫单倍体。单倍体是由_____________________发育而成的。
三、人工诱导多倍体育种和单倍体育种
1、人工诱导多倍体的方法有________________、_________ ________。培育出的多倍体具有茎杆_______，叶片、种子和果实________，营养物质的含量_______等特点。
2、人工培育单倍体包括___________________和________ ________两个过程，若最初的育种材料是二倍体，则培养出的植株特点是__________________________。
考点突破
考点一、染色体变异的类型和特点
染色体变异包括结构变异和数目变异两大类，在答题过程中，要注意准确答出是结构变异还是数目变异。题目没有特殊要求，不需要答出具体的哪种结构变异。
染色体变异，一般都能用高倍显微镜观察，这是与基因突变和基因重组不同的地方。特别是染色体的数目变异。染色体结构变异中，缺失和重复用显微镜也是可以观察到的。
考点二、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体的判断
1、判断染色体组，根据概念中关键点——细胞中的一组非同源染色体、形态各不相同——可进行判断，一根据形态，二根据染色体上携带的基因。同一个染色体组内没有形态相同的，同一个染色体组内没有相同基因或等位基因。可由此判断细胞内有几个染色体组和一个染色体组内有几个染色体。
2、若已知某生物体细胞中有几个染色体组，可判断在细胞分裂不同时期的染色体组数。例如对二倍体生物来说，体细胞有丝分裂后期，细胞内有四个染色体组，减数分裂第二次分裂中期，有一个染色体组，减数分裂第二次分裂后期，有两个染色体组。
3、判断某生物是单倍体、二倍体、多倍体，首先根据生物体的来源，若是由受精卵发育而成，或由体细胞无性生殖而来，根据细胞内染色体组数判断，有几个染色体组就是几倍体。注意在答题中，是多倍体的，要填上具体是几倍体，如含有四个染色体组，不能答多倍体，应写四倍体。若是由生殖细胞单独发育而成，不论细胞中有几个染色体组，均为单倍体。
例1在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是
①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性
②乙图中出现的这种变异属于染色体变异
③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中
④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验
A.①③③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
【解析】甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一级，使子细胞中染色体多了一条，也属于染色体变异。染色体可以用显微镜中观察到，因此选C。而C选项中乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可是减数分裂也可是有丝分裂。
【答案】C
变式1、21—三体综合征又叫先天愚型，是一种染色体异常遗传病。 下列各图为减数第一次分裂时期的染色体变异模式图，先天愚型的染色体异常与哪个模式图相符
【解析】21—三体是个别染色体数目增加引起的，是图中的a。b和d都是染色体结构变异，c是染色体数目成倍增加。
【答案】A
考点三、低温诱导植物染色体数目变化的实验观察
1、实验中低温诱导是在冰箱的低温室中进行的，温度为4℃，时间为36h。
2、制作装片的步骤和必修一观察植物细胞有丝分裂的实验相似，但使用了专一的固定液——卡诺氏液，时间为0.5—1h，固定后用95%的酒精冲洗，然后再进行解离—漂洗—染色—制片。这个实验中的染色剂使用改良苯酚品红染液，特点和作用原理和龙胆紫、醋酸洋红一样。
3、处理后的洋葱根尖的细胞染色体并未完全加倍，因此，用低倍显微镜观察，既可以看到正常的有两个染色体组的细胞，又可能看到染色体数目加倍的含有四个染色体组的细胞。
4、可以设置对照实验，制作处理的和未处理的两个装片进行对比观察。
例2、有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是
A．可能出现三倍体细胞
B．多倍体细胞形成的比例常达100%
C．多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期
D．多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会
【解析】低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍后形成的诱导株为四倍体；在低温诱导的过程中，不能使所有细胞染色体数目都加倍；非同源染色体重组发生在减数分裂过程中，有丝分裂过程不能增加重组机会。多倍体细胞的形成是通过抑制纺锤体的形成阻止细胞分裂而实现的，所以细胞周期不完整。
【答案】C
变式2．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
【解析】细胞经解离处理后已经死亡，不可能观察到任何的变化过程。
【答案】C
考点四、人工诱导多倍体育种的过程
1、不论采用何种方法，都需要在细胞分裂过程中进行处理，因为诱导染色体数目加倍的原理是细胞内DNA分子已完成复制，染色单体已经形成，但细胞未分裂，从而使染色体数目加倍。
2、秋水仙素的作用是抑制细胞内纺锤体的形成，因此，作用时期是在有丝分裂的前期。注意，细胞分裂后期着丝点的分裂与纺锤丝无关，到了后期，无论是否存在纺锤丝，着丝点总是要分裂的，这与细胞分裂间期合成的酶有关。但如果纺锤体没有形成，细胞分裂过程就会终止，这样，细胞内染色体将会出现加倍。秋水仙素处理的对象，可以是萌发的种子，也可以是形成的幼苗。
3、低温诱导染色体数目加倍，也是影响纺锤体的形成。一般情况下，低温处理适合对萌发的种子。
4、培育成的多倍体，若自然情况下可育，就是一个新物种，如四倍体西瓜、八倍体小黑麦。若自然情况下不育，则不是一个物种，谈不上和原来的生物是否属于一个物种，如三倍体无子西瓜、小麦和黑麦杂交产生的四倍体植株。
5、培育多倍体，一般有三种途径：
（1）将自然界中现有的二倍体培育成四倍体或八倍体来种植。
（2）得到四倍体或八倍体后，再培育其它类型的植株，如三倍体无子西瓜。
三部体西瓜不能形成种子的原因是同源染色体不是成对出现，因此在进行减数分裂时无法联会配对，这样也就不能形成生殖细胞，无法受精形成种子。而果实的发育需要种子提供生长素，无子西瓜的果实发育也需要，方法是用二倍体西瓜的花粉刺激。由于三倍体西瓜没有卵细胞，也就不用担心涂上花粉后会发生受精作用。
（3）培育种间杂交植株，由于存在生殖隔离，种间杂交植株是不育的，原因是在形成配子时，染色体无法进行正常的联会配对，但若将它进行染色体加倍，则可解决这个问题。
考点五、单倍体育种的过程
1、单倍体育种的第一步，首先是获得单倍体。除了材料是含有生殖细胞的花粉粒，而不是体细胞外，方法和过程和植物组织培养相同。
2、第二步，是诱导染色体数目加倍，时期是组织培养到幼苗期时，方法一般采用秋水仙素处理。
3、选出符合需要的个体。这个环节一般是到了培育成熟个体后才进行的，有些甚至还要等到自交形成种子后才可选出。因为绝大多数性状在花粉粒时期和幼苗期是体现不出来的。
例3、与玉米植株颜色有关的一对基因P（紫）和p（绿）在第6染色体长臂的外段，纯合紫株玉米与纯合绿株玉米杂交，F1植株均表现为紫色。科学家用X射线照射纯合紫株玉米的花粉，然后给绿株授粉，734株F1幼苗中出现2株绿苗。经细胞学鉴定表明，这是由于第6染色体上载有P基因的长臂缺失导致的。这种变异在生物学上称为
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
【解析】注意不要看到题目中有“用X射线处理”就认为是基因突变，要认真审题，题目有“载有P基因的长臂缺失”一个关键叙述，可确认发生了染色体结构变异。
变式3、将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，此四倍芝麻
A．与原来的二倍体芝麻相比，在理论上已经是一个新物种了
B．产生的配子中由于没有同源染色体，所以配子无遗传效应
C．产生的配子中有同源染色体，用秋水仙素诱导成的单倍体可育
D．将此四倍体芝麻产生的花粉进行离体培养长成的芝麻属于二倍体
【解析】四倍体是一个新的物种，配子中有两个染色体组，存在同源染色体，即使没有同源染色体，也具有遗传效应，B项的两句话之间没有因果关系，培育单倍体的方法是花药离体培养，而不是用秋水仙素，秋水仙素处理是培育多倍体的方法，花药离体培养的结果是单倍体，不能因为含有两个染色体组就说是二倍体。
【答案】A
例4、某育种试验基地要培育优良的水稻品种，采用了多种育种方法。其中的三种育种方法可用下面图解表示：
（1）图中a、b两种育种方法所依据的遗传学原理依次是___________、_____________。
（2）若要在短时间内培育出优良的水稻品种，可采用上述__________种育种方法，此方法从理论上获得yyRR的机率为________。
（3）要获得符合要求的品种yyRR，b过程需要进行______ _______________。
（4）c过程常用试剂是秋水仙素，它的作用机理是________ _____________________。
（5）如果在育种过程中要想提高突变率，创造人类需要的变异类型。你认为最好应该采用的育种方法是__________ _______________________。
【解析】（1）a过程中发生了染色体的减半和加倍过程，原理是染色体变异，b过程是YyRr自交后进行筛选得到的，是基因重组。
（2）短时间获得所需要类型，应采用单倍体育种，也就是方法a，最终可获得四种纯合体，每种占25%。
（3）b过程是选出符合需要的表现型连续自交
（4）秋水仙素的作用是在细胞分裂前期抑制纺锤体的形成
（5）采用人工诱变，可提高突变率。
【答案】（1）染色体变异，基因重组。
（2）a， 25%。
（3）选出符合需要的表现型连续自交
（4）在细胞分裂前期抑制纺锤体的形成
（5）人工诱变
变式4、李振声院士获得了2006年度国家最高科技奖，其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远缘杂交，培育出了多个小偃麦品种，请回答下列有关小麦遗传育种的问题。
(1)如果小偃麦早熟(A)对晚熟(a)是显性，抗干热(B)对不抗干热(b)是显性(两对基因自由组合)，在研究这两对相对性状的杂交实验中，以某亲本与双隐性纯合子杂交，F1代性状分离比为1∶1，请写出此亲本可能的基因型： ______________________________________。
(2)如果决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上，若以抗寒晚熟与不抗寒早熟的纯合亲本杂交，要得到抗寒早熟个体，需用表现型为____________的个体作母本，该纯合的抗寒早熟个体最早出现在________代。
(3)小偃麦有蓝粒品种，如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染色体变异中的________变异，如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的F1代自交，请分别分析F2代中出现染色体数目正常与不正常个体的原因：__________________________________________ ______________________________________________________________。
【答案】（1）aaBb、Aabb、AABb、AaBB
（2）抗寒晚熟，子二
（3）染色体数目，子一代产生染色体数目正常的配子和染色体数目异常的配子，染色体数目正常的配子结合，产生的子二代是正常的，染色体数目不正常的配子相互结合或染色体数目正常的配子和染色体数目异常的配子结合，子二代都是不正常的。
课时作业
1．下列情况中不属于染色体变异的是（ ）
A．第五号染色体短臂缺失引起的遗传病
B．多一条第21号染色体的唐氏综合病
C．同源染色体之间交换了对应部分的结构
D．用花药培养出了单倍体植株
【解析】染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，结构变异包括缺失、重复、倒位、易位；数目变异包括增加或减少某条染色体及以染色体组的形式成倍地增加或减少。C是基因重组。
【答案】C
2．果蝇的一条染色体上，正常基因的排列顺序为123—456789，中间的“—”代表着丝点，下表表示了由该正常染色体发生变异后基因顺序变化的四种情况。有关叙述错误的是（ ）
染色体 基因顺序变化
a 154—326789
b 123—4789
c 1654—32789
d 123—45676789
A.a是染色体某一片段位置颠倒引起的
B．b是染色体某一片段缺失引起的
C．c是染色体的着丝点改变引起的
D．d是染色体增加了某一片段引起的
【解析】染色体结构变异有4种：缺失——染色体中某一片段的缺失；重复——染色体中增加了某一段；倒位——染色体上某一片段的位置颠倒了180°；易位——染色体的某一片段移接到了另一非同源染色体上。按照以上原理，对照正常基因的排列顺序可知：a为倒位，b为缺失，c为倒位，d为重复。
【答案】C
3.(2010·潍坊质检)用X射线处理蚕蛹，使其第2号染色体的斑纹基因易位于W染色体上，使雌体都有斑纹。再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代雌蚕都有斑纹，雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。这种育种方法所依据的原理是（ ）
A.染色体结构的变异B.染色体数目的变化
C.基因突变D.基因重组
【解析】X射线处理使蚕蛹的第2号染色体的斑纹基因易位于W染色体，故为染色体结构的变异。
【答案】A
4.下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C、D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是（ ）
【解析】一般情况下，细胞中具有同一形态的染色体有几条，或控制某一相对性状的基因有几个，则表示细胞含有几个染色体组，如图A、B、C、D中一般可认为分别具有4个、1个、2个、4个染色体组。但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而每条染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体则可能具有相应的4个基因，如图A。故最可能属于多倍体的细胞是图D所示的细胞。
【答案】D
5.下列有关单倍体的叙述中不正确的是（ ）
①未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体④含有奇数染色体组的个体一定是单倍体⑤基因型是Abcd的生物体一般是单倍体
⑥基因型是aaaBBBCcc的植株一定是单倍体
A.①③④⑤B.②③④⑥
C.①③④⑥D.①②⑤⑥
【解析】单倍体是含有本物种配子染色体数的个体，四倍体生物的单倍体就含有两个染色体组，②错；单倍体是指生物个体，而不是指生殖细胞，③错；含有奇数染色体组的个体可能是多倍体，不一定是单倍体，如香蕉含有三个染色体组，它是三倍体植物，④错；基因型为aaaBBBCcc的植株可能是单倍体，也可能是三倍体，⑥错。
【答案】B
6．育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下列对这五种育种的说法正确的是（ ）
A．涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异
B．都不可能产生定向的可遗传变异
C．都在细胞水平上进行操作
D．都不能通过产生新基因从而产生新性状
【解析】杂交育种和基因工程育种的原理为基因重组，单倍体、多倍体育种的原理为染色体变异，诱变育种的原理为基因突变。
【答案】A
7．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述不正确的是（ ）
A．过程①需要经过杂交
B．过程②为减数分裂
C．过程③必须经过花药离体培养
D．过程④必须使用生长素处理
【解析】过程④应使用秋水仙素处理，而不是生长素
8.某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。
请根据图中所示实验，分析下列哪一项叙述是错误的（ ）
A.在花粉形成过程中发生了等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
B.花粉通过组织培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是具有不孕性
C.秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍
D.在花粉形成过程中一定会发生基因突变，从而导致生物性状的改变
【解析】基因突变的自然突变率低，具不确定性，且即使基因发生突变，生物性状也有可能不改变。
【答案】D
9.已知番茄茎的高蔓(A)对矮蔓(a)为显性，感病(B)对抗病(b)为显性，控制两对相对性状的等位基因独立遗传。为获得纯合高蔓抗病番茄植株，现采用了下图所示的两种方法。据图分析，不正确的是（ ）
①过程a把两个品种的优良性状集中在F1，F1的基因型是AaBb
②过程b的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越低
③过程c可以取F1任一植株的适宜花药作培养材料
④过程d常用的方法是用秋水仙素来处理幼苗
A.①②B.②③
C.①④D.①③
【解析】过程a是把两个亲本的高蔓和抗病基因(而不是性状)集中到一个个体上来，故①错误；过程b的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株所占比例会越来越高，故②错误。
【答案】A
10.下图表示无子西瓜的培育过程
根据图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是（ ）
A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成
B.四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
C.无子西瓜既没有种皮，也没有胚
D.培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖
【解析】三倍体植物不能产生配子，因此不能完成受精作用，也就无胚，但种皮是由珠被发育而来的，因此有种皮。
11.果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表现型，如下表所示：
受精卵中异常的性染色体组成方式 表现型
XXX 在胚胎期致死，不能发育为成虫
YO(体细胞中只有一条Y染色体，没有X染色体) 在胚胎期致死，不能发育为成虫
XXY 表现为雌性可育
XYY 表现为雄性可育
XO(体细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体) 表现为雄性不育
(1)经分析出现异常受精卵XXY的原因，可能是由于雌果蝇次级卵母细胞减数分裂第二次分裂后期着丝点分裂后，两条XX没有平均分配到两极，产生异常卵细胞XX，与正常精子Y结合后形成异常受精卵XXY；还可能是___________________。(答出一种即可)
(2)在探究果蝇控制眼色的基因是否位于X染色体上的实验中，蒂更斯(Dikens)在摩尔根实验的基础上，用白眼雌蝇与红眼雄果蝇交配，子代大多数雄果蝇都是白眼，雌果蝇都是红眼，但有少数例外，大约每2000个子代个体中，有一个白眼雌蝇或红眼雄蝇(不育)。
①根据上表信息，我们可以判断出实验中出现的少数例外的白眼雌蝇或红眼雄蝇(不育)的基因型为___________、______________(控制眼色的基因用B、b表示)，这种性状的出现是由于____________________(变异方式)引起的。
②上述少数例外个体产生的原因，可利用光学显微镜，通过实验观察的方法来进一步得到验证，请写出简单思路，并预测结果。________________________________________________________________________________________________________。
【解析】出现受精卵异常的原因是形成该受精卵的雌配子或雄配子异常引起的。例如，XXY的受精卵可能是XX的雌配子和Y的雄配子受精而来，也可能是X的雌配子和XY的雄配子受精而来。XX的雌配子可能是减数第一次分离后期同源染色单体未分离，也可能是减数第二次分离后期姐妹染色单体未分离，而XY的雄配子是由于减数第一次分离后期同源染色体未分开。出现题干中这些异常受精卵是染色体变异引起的，如果控制白眼的基因在X染色体上，则XbXbY的异常受精卵发育来的个体就会表现为白眼雌蝇，而XBO的异常受精卵发育来的个体就会表现为红眼雄蝇(不育)。
【答案】(1)雌果蝇初级卵母细胞减数分裂第一次分裂后期同源染色体XX没有分离，产生异常卵细胞XX，与正常精子Y结合后形成异常受精卵XXY(或雄果蝇次级精母细胞减数分裂第一次分裂后期同源染色体XY没有分离，产生异常精子XY，与正常卵细胞X结合后形成异常受精卵XXY)(2)①XbXbYXBO染色体(数目)变异②取例外的果蝇分裂期的体细胞，制作有丝分裂装片，在光学显微镜下观察，找出有丝分裂中期的性染色体。在白眼雌蝇装片中可观察到XXY的性染色体组成，在红眼雄果蝇中只能观察到一条X染色体。
12.低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖时，能诱导细胞内染色体加倍。有同学想探究温度和处理时间对诱导染色体加倍的影响。
（1）你认为处理温度对诱导染色体加倍有影响吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________
（2）低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。
（3）按照你的设计思路，以_________________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此你要进行的具体操作是：
第一步：剪取根尖2～3mm。
第二步：按照_____________→_____________→____________→_______________步骤制作_________。
【解析】提出的假设应该具有一定的科学根据，提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以探究的课题在题干中具有一定的指向性。在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间，考虑到一般植物的细胞周期时间的单位应该以小时为单位比较合适。为了保证实验的严谨性，应该做一组常温下的对照组，以排除环境因素的干扰。
【答案】(1)有影响，不同温度的低温对酶的活性影响不同，从而对细胞分裂的影响程度也有所不同。
(2)
培养时间培养温度 5h 10h 15h 20h
常温
4℃
0℃
注：设计的表格要达到以下两个要求：
①至少做两个温度的对照(常温和低温)；②间隔相等的培养时间进行取样。
(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目(或染色体计数)解离漂洗染色制片细胞有丝分裂临时装片第30课时 通过体液的调节
知识网络
基础梳理
一、激素调节的发现
1、在激素调节未发现前，学术界普遍认为，人和动物的生命活动都是由__________调节的。
2、英国科学家斯他林和贝利斯实验证明，小肠粘膜细胞可分泌_________，可促进胰腺分泌胰液，这是人们发现的第一种激素。从此人们认识到人和动物的生命活动调节，不但有_____________，还存在____________。
二、血糖平衡的调节
1、正常情况下，血糖浓度保持在_______________范围内。血糖的来源有_____________________、___________________、___________________，血糖的去向有______________________、__________ _________________、_______________________。
2、血糖的平衡主要是由胰岛分泌的具有降血糖作用的____________和具有升血糖作用的_________ _______进行调节的。
3、常见的糖尿病的病因是，由于____________细胞受损，导致______________分泌不足，从而使血糖浓度过________，最终导致尿液中含有葡萄糖。
4、胰岛素和胰高血糖素在生理上的作用是____________。
三、甲状腺激素分泌的调节
1、甲状腺激素可作用于体内细胞，提高细胞的___________，使机体的产热__________。
2、当身体遇到寒冷刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑会产生_____________（TRH），TRH随血液循环运输到垂体，促使垂体分泌________________（TSH），TSH随血液循环运输到甲状腺，促使________________的合成和分泌。
3、甲状腺激素含量升高到一定程度，会__________下丘脑和垂体的分泌活动，进而通过TRH和TSH的作用使甲状腺激素的分泌___________。
考点突破
考点一、激素调节的发现
1.促胰液素的发现
（1）对沃泰默的实验分析
实验方法正确，分组合理。只所以他没有发现胰液的分泌与化学物质有关，是因为他仍然认为该过程仍然属于神经调节。
原因：没有能对实验结果作出超越当时认识的分析。
（2）对斯他林和贝利斯研究的分析
而斯他林和贝利斯则作出了不同于当时共同认识的假设：这种实验现象是化学调节的结果，在盐酸的作用下，小肠黏膜可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随着血流到达胰腺，引起胰液的分泌。为了能证实自己的假设，他们进行了了切除小肠的实验，从而避免了小肠存在时神经对实验的影响，同时，和沃泰默的第二个实验对照，证明了能促使胰腺分泌胰液的物质不是盐，而是在盐酸作用下，小肠细胞产生的。
我们应该认识到，斯他林和贝利斯的成功在于他们勇于挑战。
内分泌腺 激素名称 功能
下丘脑 促甲状腺激素释放激素 刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素
促性腺激素释放激素 刺激垂体合成并分泌促性腺激素
抗利尿激素 促进肾小管、集合管对水的重吸收
垂体 促甲状腺激素 促进甲状腺的生长和发育，促进甲状腺激素的合成和分泌
促性腺激素 促进性腺的生长发育；调节性激素的合成和分泌
生长激素 促进生长，主要是蛋白质合成和骨骼的生长
甲状腺 甲状腺激素 促进新陈代谢；促进生长发育；提高神经系统的兴奋性
胰岛 胰高血糖素 促进肝糖原的分解，促进非糖物质转化为葡萄糖，使血糖浓度升高
胰岛素 促进血糖合成糖原，加速血糖氧化分解抑制非糖物质转化为葡萄糖，使血糖浓度降低
肾上腺 肾上腺素 升高血糖，促进血糖分解、增加产热
性腺 雌激素（主要由卵巢产生） 分别促进雌雄生殖器官的发育，维持第二性征
雄激素（主要由睾丸产生）
2.现代动物激素实验研究的常用方法
（1）用切除（或破坏）方法去除某腺体，通过观察切除前后（或切除动物与正常动物）生理功能的改变，分析该腺体产生激素的生理作用。
（2）用注射（或饲喂）方法对动物补充相应的激素，通过观察补充激素前后（或补充激素的动物与正常动物）生理功能的比较，分析某激素的生理作用。
为了保持实验的科学性、可靠性，一般情况下，上述两种方法需要同时采用。
例1：为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验方案时，如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序，正确的是
A.先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液
B.先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液，
C.先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水
D.先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液
【解析】胰岛素具有降血糖作用，观察指标应是观察注射胰岛素后是否有低血糖反应，因此，实验组先注射胰岛素，预期出现低血糖反应，再注射葡萄糖溶液，预期低血糖症状消失。本应的对照组是注射先注射胰岛素，再注射生理盐水，症状不恢复。两者对比可说明胰岛素的作用。
【答案】A
变式1：某研究小组为了研究甲状腺的生理作用，提出了如下的实验方案，最合理的一组是
A 实验组注射甲状腺激素，对照组注射生理盐水
B 实验组切除甲状腺，对照组不做处理
C 实验组切除甲状腺，对照组注射甲状腺激素
D 实验组注射甲状腺激素，对照组注射甲状腺抑制剂
【解析】研究对象是腺体本身，应针对腺体进行实验。
【答案】B
3.有关动物激素的生理功能
（1）性腺分泌的调节和甲状腺分泌的调节相似，是有关刺激作用于下丘脑，下丘脑分泌促性腺激素释放激素增多，促性腺激素作用于垂体，垂体分泌促性腺激素增多，促性腺激素作用于性腺（雌性的卵巢和雄性的睾丸），使它们产生的雌激素或雄激素增多。和甲状腺激素一样，雌激素和雄激素可通过反馈调节作用于垂体和下丘脑。
（2）有关激素的产生器官及生理作用
例2．科研人员分别给三只大白鼠注射了a、b、c三种激素后，观察到的相应反应如下表，据此判断激素a、b、c的化学名称依次是
注射的激素 注射后的反应
a激素 低血糖，甚至昏迷
b激素 促进蛋白质的合成，并使软骨生长明显
c激素 促进新陈代谢，并使体内产热量增加
A．甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B．胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
C．胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D．生长激素、胰岛素、甲状腺激素
【解析】根据激素的生理功能，a具有降血糖作用，是胰岛素；b具有促进蛋白质合成和软骨生长，是生长激素；c促进新陈代谢和产热，是甲状腺激素。
【答案】C
变式2.给两只生长状态一致且健康的兔做如下处理：甲兔切除甲状腺，乙兔每天注射一定量的甲状腺激素，一段时间后观察，与正常健康幼兔相比
A 甲兔生长发育正常，乙兔生长发育停止
B 甲兔生长发育正常，乙兔体温较低，心跳较慢
C 甲兔生长发育停止，乙兔食欲旺盛，身体消瘦
D 甲兔生长发育停止，乙兔行动迟缓，食欲不振
【解析】甲状腺激素能促进生长发育和新陈代谢，甲组和乙组的结果争别是生长发育停止、代谢增强。
【答案】C
考点二、血糖平衡的调节
血糖平衡的基本调节：血糖平衡主要由胰岛素和胰高血糖素进行调节，由于二者的生理功能相反，因此，称为拮抗作用。
与拮抗作用相对应，人体内的激素间还有协同作用，它指的是两种激素的生理作用相反，比如我们知道的参与血糖调节的还有一种激素——肾上腺素，它的作用是升血糖，因此，它和胰高血糖素之间是协同作用，同时，它和胰岛素之间的拮抗作用。
需要注意的是：一种激素能促进另一种激素的分泌，不能称为协同作用，一种激素能抑制另一种激素的分泌也不能称为拮抗作用，如促甲状腺激素和甲状腺激素。不过在甲状腺激素的分泌调节中，促甲状腺激素释放激素能促进促甲状腺激素的分泌，而甲状腺激素会抑制促甲状腺激素的分泌，从这一方面讲，可以说促甲状腺激素释放激素和甲状腺激素之间是拮抗作用。
例3、4名受试者分别口服100g葡萄糖后，在180min内血糖含量的变化曲线如图所示。据图分析正确的是
A．a代表高胰岛素血症患者的血糖含量变化
B．4条曲线在前30min内血糖升高与肠道吸收有关
C．b在120min后下降的主要原因是葡萄糖转化为糖原及非糖物质
D．c、d代表正常人的血糖含量变化
【解析】a的血糖浓度明显偏高，而胰岛素能降低血糖浓度，显然不是高血岛素血症患者的血糖含量变化；b的血糖浓度在30min后下降是因为葡萄糖转化为糖原及非糖物质，而在120min的下降是氧化分解所致；c是正常人的血糖含量变化，而d是低血糖患者的血糖含量变化。因此，A、C、D三项均错误。口服葡萄糖后，由于消化道的吸收作用，引起血糖升高。
【答案】B
变式3、激素作为一种化学信使，能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。下图表示影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程，有关叙述中不正确的是
A．影响胰岛A细胞分泌的刺激X最可能是血糖含量降低
B．刺激X→①→②→③→胰岛A细胞，是神经调节，其中②结构位于大脑皮层
C．靶细胞的“受体”是糖被
D．靶细胞接受激素的刺激后，促使肝糖原分解及非糖物质的转化，血糖浓度上升
【解析】刺激X是血糖浓度降低，将导致胰岛A细胞的分泌增强，加快肝糖原的分解和非糖物质的转化，使血糖浓度升高。从图中看，②是调节血糖的神经中枢，位置在下丘脑。
【答案】B
考点三.甲状腺激素分泌的调节
甲状腺激素分泌的调节包括两个方向的调节，从下丘脑到甲状腺，属于分级调节，从甲状腺激素到垂体和下丘脑，属于典型的负反馈，通过这种调节方式，可以使体内的生理状态保持一个相对的稳定。在生物体内还有正反馈，在正反馈的作用下，一种生理状态可迅速变为另外一种生理状态。
例4．下列叙述，错误的是
A．血液中甲状腺激素增加时会促进垂体分泌促甲状腺激素
B．血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量
C．内分泌腺分泌的激素释放到内环境中，然后作用于靶细胞
D．淋巴中的淋巴细胞可以通过淋巴循环由锁骨下静脉汇入血液
【解析】本题可直接选出A项是错误的。甲状腺激素分泌增加，会通过反馈调节作用于垂体，使垂体分泌促甲状腺激素减少。
【答案】A
变式4：如图是下丘脑及其直接或间接支配的有关腺体之间关系示意图（“+”表示促进，“－”表示抑制），有关说法正确的是
A．图中c为下丘脑，b为下丘脑直接支配的腺体
B．b与a两者的分泌物在某些生理效应上表现为协同作用
C．c不仅具有感受刺激和传导兴奋的功能，但不具备分泌功能
D．a是机体调节内分泌活动的枢纽
【解析】从图中看，b对a和c有反馈调节，可分析对应关系是：a—垂体，b—甲状腺，c—下丘脑；下丘脑不直接调节甲状腺的活动，A项错误；垂体分泌的生长激素和甲状腺分泌的甲状腺激素在生长发育方面有协同作用；下丘脑的某些细胞能分泌激素，如本题中提到的促甲状腺激素释放激素，C项错误；调节内分泌活动的枢纽不是垂体，而是下丘脑。
【答案】B
课时作业
1．下列有关促胰液素发现史的叙述，不正确的是( )
A．促胰液素是人们发现的第一种激素，是由胰腺分泌的
B．沃泰默之所以没有成功，是因为他囿于定论，没有大胆去质疑、探索和创新
C．斯他林和贝利斯在沃泰默研究的基础上，勇于向权威观点挑战，大胆质疑、探索与创新是成功的关键
D．促胰液素是由小肠黏膜分泌的，作用于胰腺，促进胰腺分泌胰液
【解析】促胰液素是人们发现的第一种激素，通过科学家们的一系列实验证明由小肠黏膜产生，进入血液，随血液循环进入胰腺起作用，促进胰腺分泌胰液。在其发现过程中沃泰默由于囿于前人定论，没有大胆质疑探索，失去了成功的机会。而斯他林和贝利斯则大胆质疑，勇于探索创新，抓住了机遇，而终于获得了成功。
【答案】A
2.下列关于动物激素的说法，正确的是 ( )
A.胰岛素一般是从新鲜的动物胰腺研磨液中获得
B.下丘脑对甲状腺激素分泌的调节属于激素的分级调节
C.利用昆虫性外激素防治害虫的方法属于化学防治
D.发现促胰液素的实验证明了胰液的分泌与体液调节有关，而与神经调节无关
【解析】胰腺包括分泌胰蛋白酶等消化酶的外分泌部和分泌胰高血糖素和胰岛素的内分泌部，当胰腺被研磨而使细胞破裂时，其分泌的胰岛素将会被胰蛋白酶催化水解，最终将得不到胰岛素。化学防治是利用人工合成的化学物质如农药等进行的对害虫的防治，而利用昆虫性外激素防治害虫的方法则是生物防治。促胰液素的发现实验证明了胰液的分泌与神经调节、体液调节都有关。
【答案】B
3．8岁的小明因一次意外不幸使得他的下丘脑受到损伤，这样可能会导致他的( )
①睾丸的生长发育受到影响 ②甲状腺激素分泌量发生变化 ③体温调节发生变化 ④血糖含量发生变化 ⑤细胞外液渗透压发生变化 ⑥言语活动功能障碍
A．①②④⑤⑥ B．②③⑤⑥
C．②③④⑤ D．①②③④⑤
【解析】 下丘脑能分泌促…激素释放激素，通过垂体调节性腺、甲状腺等内分泌腺的功能；下丘脑中有体温调节中枢、血糖调节中枢，还能分泌抗利尿激素调节水分平衡；下丘脑中有渗透压感受器，感受细胞外液中渗透压的变化；言语功能的中枢在大脑皮层，因此①②③④⑤正确。
【答案】 D
4.细胞通讯是细胞间交流信息，对环境作出综合反应的生理活动。如图甲为两种细胞通讯方式，乙为甲图中括号部位放大图，下列有关叙述中错误的是 ( )
A.若图中靶细胞1为胰岛B细胞，则靶细胞2一定是肝细胞
B.图中结构1的末梢与靶细胞1合称为效应器
C.图中⑤的形成与②有关，⑤所在的位置是内环境
D.图中靶细胞1对靶细胞2生命活动调节的方式为体液调节
【解析】胰岛B细胞分泌胰岛素，能促进血糖进入细胞中氧化分解，促进合成糖原，促进转化为其他非糖物质，可见其作用于全身各处的细胞，作用于肝细胞合成肝糖原只是一个方面；效应器指的是运动神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等；图中②是高尔基体，它与动物细胞分泌物的形成有关，⑤是神经递质，由神经细胞分泌到细胞外，即进入组织液中。
【答案】A
5．下图曲线表示一只成年雄性狗血液中两种激素的含量变化。下列分析不正确的是( )
A．A物质可能是由下丘脑分泌的
B．A、B两种物质的化学本质都是蛋白质
C．B的变化对A有反馈调节作用
D．B物质主要是由睾丸分泌的
【解析】 切除睾丸后雄性激素分泌减少，而下丘脑分泌的促性腺激素释放激素及垂体分泌的促性腺激素增多。B曲线代表雄性激素，A曲线代表促性腺激素释放激素或促性腺激素。性激素对促性腺激素释放激素及促性腺激素有反馈调节作用，故A、C、D正确。性激素的化学成分为脂质，故B项所述错误。
【答案】 B
6．给小鼠注射一定量的某种激素溶液后，该小鼠出现活动减少、嗜睡，甚至昏迷现象，所注射的激素是( )
A．胰高血糖素 B．胰岛素
C．抗利尿激素 D．胸腺激素
【解析】 注射一定量的胰岛素，导致小鼠体内血糖含量过低，机体供能不足，小鼠活动会减少，脑细胞供能不足，出现嗜睡，甚至昏迷的现象。
【答案】 B
7.为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用。在设计实验时，如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序，正确的是( )
A．先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液
B．先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液
C．先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水
D．先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液
【解析】考查了学生对实验的分析设计能力。该实验是验证性实验，目的是“验证胰岛素具有降低血糖含量的作用”，实验对象是“小鼠”，观察指标是“小鼠活动状况”，注射胰岛素溶液后，血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少，导致能量供应不足而发生功能障碍，从而出现低血糖症状。注射葡萄糖后，低血糖症状消失，通过自身对比说明胰岛素具有降低血糖的作用。
【答案】A
8.右图表示午餐以后人体血液中血糖和两种激素浓度的变化，图中曲线a、b、c分别表示( )
A．胰高血糖素、胰岛素、血糖
B．胰岛素、血糖、胰高血糖素
C．血糖、胰岛素、胰高血糖素
D．胰高血糖素、血糖、胰岛素
【解析】 人血糖浓度的相对稳定是在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下维持的。胰岛素具有降低血糖浓度的作用，而胰高血糖素具有升高血糖的作用，两者作用相反，为激素间的拮抗作用。人午餐后，由于消化吸收，致使血糖浓度升高(曲线a)，此时胰岛素(曲线b，血液中胰岛素的含量一定低于血糖含量)分泌量增加，与此同时，胰高血糖素分泌量减少(曲线c)，经过一段时间，血糖浓度又恢复到了正常水平。
【答案】 C
9.右下图为人体甲状腺激素分泌调节的示意图，下列叙述中错误的是（ ）
A．甲状腺机能亢进患者激素分泌③过多
B．缺碘时激素①和②浓度都高于正常水平
C．图中共有3处箭头表示负反馈调节
D．垂体还能分泌与激素③有相似生理效应的激素
【解析】此题考查甲状腺激素的反馈调节过程。由图可知，①是促甲状腺激素释放激素(ＴＲＨ)，②是促甲状腺激素(ＴＳＨ)，③是甲状腺激素。甲状腺机能亢进的原因就是甲状腺激素分泌过多；人体缺碘时会引起甲状腺激素合成量不足，从而会引起ＴＲＨ、ＴＳＨ分泌量增多；甲状腺激素含量的增多会对下丘脑和垂体起到抑制即负反馈调节作用，故图中应有两个箭头表示负反馈调节过程，但图中只画了③这一处；甲状腺激素的功能之一是促进人体正常的生长发育，而与之呈协同作用的激素是垂体分泌的生长激素。
【答案】C
10．现用体重等方面大体相同的三组兔子进行实验。将含有放射性碘的注射液注射到A、B、C三组兔子的体内，然后，定时测定兔子甲状腺的放射量。4天后，分别注射①无放射性的甲状腺激素、②无放射性的促甲状腺激素、③生理盐水，实验结果如下图所示。则A、B、C表示分别注射的是( )
A．②③① B．③②①
C．②①③ D．③①②
【解析】 无放射性的甲状腺激素将抑制甲状腺合成甲状腺激素。无放射性的促甲状腺激素将促进甲状腺合成甲状腺激素。生理盐水既不促进也不抑制甲状腺合成甲状腺激素。
【答案】 B
11．激素作为一种化学信使，能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。下图表示影响胰岛A细胞分泌的因素及其发挥作用的过程，请分析回答：
(1)胰岛A细胞能分泌____________，影响其分泌的刺激X最可能是______________，刺激Y可能是__________________。
(2)从反射类型看，刺激X→①→②→③→胰岛A细胞，属于________，其中①结构称为________，②结构位于________。
(3)图示激素主要作用于________，其引起的主要代谢变化及产生的生理反应是________________________________________________________________________。
(4)靶细胞感受激素的“受体”的结构基础是________。结构③通过释放化学信息直接影响胰岛A细胞的分泌，该化学物质称为________。
【解析】 非条件反射是先天就有的反射，是动物在种族进化中固定下来的，有固定的神经反射路径，不易受外界环境影响而改变，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。从反射类型看，刺激X→①→②→③→胰岛A细胞，是先天就有的，由下丘脑控制就可完成，应该属于非条件反射。胰岛A细胞分泌的激素是胰高血糖素，主要功能是作用于肝脏促进肝糖原的分解，促进非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖升高。要注意第(4)题中靶细胞感受激素的“受体”的结构基础是糖被，即细胞膜表面的一层糖蛋白。
【答案】 (1)胰高血糖素 血糖含量降低 胰岛素分泌增加
(2)非条件反射 传入神经(纤维) 下丘脑
(3)肝脏(肝细胞) 促进肝糖原的分解，促进非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖升高
(4)糖被 神经递质
12.下图是某种雌激素分泌及作用机制模式图。请结合所学知识及图中有关信息，回答问题。
(1)结构A是____________，结构C是____________；结构A、B、C中具有神经传导和激素分泌双重功能的是_______________________。物质b是_____________，物质e是___________。
(2)过程①通过的方式是________________，细胞质受体、核受体与细胞膜上受体的物质属性及功能相似，因此，细胞质受体和细胞核受体的物质成分是_____________，导致细胞质受体和细胞核受体差异的直接原因是______________________。
(3)若将物质e导入其他高等动物细胞中，结果高等动物细胞也能合成相同的物质f，这一现象说明________________________________________________________________。
(4)如果C细胞分泌甲状腺激素，那么靶细胞能否为垂体细胞？________________，试简要说明理由。_________________________________________________。
(5)d与e彻底水解后的所得物质差异是__________________________。
【解析】(1)由图示可知，A、B、C分别为下丘脑、垂体、卵巢，下丘脑具有神经传导和激素分泌的双重功能，垂体分泌促性腺激素作用于卵巢，物质e为mRNA。(2)性激素的本质是固醇，通过细胞膜的方式是自由扩散，激素受体的本质为蛋白质，引起不同蛋白质的直接差异的原因有氨基酸的种类不同，数量不同，排列顺序不同及多肽链的空间结构不同。(3)同一基因在不同生物体内表达的结果相同，体现了生物共用一套遗传密码。(4)甲状腺激素浓度过高后会反馈抑制垂体的活动，因此垂体是甲状腺激素的靶细胞之一。(5)d、e分别是DNA和RNA，彻底水解产物为五碳糖、磷酸、含氮碱基，DNA和RNA中五碳糖、含氮碱基有差异，其中DNA特有的是脱氧核糖和胸腺嘧啶，RNA特有的是核糖与尿嘧啶。
【答案】(1)下丘脑 卵巢 A 促性腺激素 mRNA
(2)自由扩散 蛋白质 氨基酸的种类、数量、排列顺序和多肽链的空间结构不同
(3)不同生物(蛋白质合成方式相同)共用一套遗传密码
(4)能 当甲状腺激素浓度过高后会反馈抑制垂体的活动
(5)前者有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者有核糖与尿嘧啶
13.给正常成年实验兔注射甲药物后，使其患了高血压病，注射乙药物可使高血压症状缓解。为了验证甲、乙两种药物的上述作用，请您根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤，并在下面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线，标注注射药物的时间点。
材料与用具：—组正常成年实验兔、血压测定仪、适宜浓度的甲药物、适宜浓度的乙药物、注射器等。
(要求：答题时对该组实验兔不再分组；对动物的手术过程与药物的具体注射剂量不作要求)
(1)实验步骤：
(2)在右面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线，并标注注射药物的时间点。
【解析】该实验是通过实验动物自身不同处理条件下的对照而得出结论的，采用这种对照方式时要注意对未处理、不同处理条件下的相关数据进行测定、对比，多次测定可降低误差。对于一组正常成年实验兔，血压是正常的，因甲药物可使血压升高，注射甲药物后血压应升高，乙药物可使血压降低，注射乙药物后血压应降低。画血压变化示意曲线时，应反映出变化趋势。
【答案】(1)①用血压测定仪对该组每只实验兔每隔一定时间测定血压，计算血压的平均值作为对照。
②给该组每只实验兔注射等量的甲药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测定血压，计算血压的平均值。
③当该组实验兔患高血压病后，给每只实验兔注射等量的乙药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测定血压，计算血压的平均值。
(2)见图第23课时 基因突变和基因重组
杂交育种和诱变育种
基础梳理
一、基因突变
1、基因突变的概念：DNA分子中_________的替换、增添和缺失，而引起的___________的改变，叫基因突变。
2、诱发基因突变的因素有___________、____________和___________。在没有这些因素影响时，基因突变也可能由于_______________________、_________________________而偶然发生。
3、基因突变的特点有______________、______________、_____________等。
4、基因突变是________________产生的途径，是______________的根本来源，是_____________的原始材料。
二、基因重组
1、基因重组是指在生物体进行_____________的过程中，控制不同性状的基因重新组合。包括非同源染色体上的非等位基因______________，和同源染色体上的等位基因___________，导致______________上的基因重组。
2、基因重组是生物变异的_____________，对生物的进化___________________。
三、杂交育种和诱变育种
1、杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过_________集中组合在一起，再经过_________和________获得新品种的方法。
2、诱变育种是利用___________或___________来处理生物，使生物发生___________。
考点突破
考点一、基因突变的原因和结果
1、基因突变的原因：
物理、化学和生物因素导致基因突变与DNA分子的复制没有关系。不论DNA分子是否复制，物理、化学和生物（病毒）因素都可能改变基因的结构。有这些因素存在时，DNA分子复制可能出现差错，在没有这些因素存在时，DNA分子复制也可能出现错误。
2、基因突变的结果
（1）碱基对的替换：仅突变部位一个氨基酸发生改变（也可能不改变），对蛋白质分子的结构影响最小。
（2）碱基对增添或缺失三个（或3的整数倍）：恰好增加或减少一个氨基酸，突变点后氨基酸的排列顺序不变。
（3）增添或缺失其它数目：突变点后，氨基酸的种类和排列顺序全部发生改变。
（4）起始密码突变：可能导致找不到起始密码，无法合成蛋白质
（5）某密码子突变成终止密码：翻译提前结束，蛋白质分子变小。
例1．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
【解析】审题时要注意“基因的中部”缺失了1个碱基对，翻译是可以开始的，会有蛋白质产物，若缺失1个核苷酸对，造成终止密码提前出现，则所控制的蛋白质可能在缺失位置翻译终止，也会在后面的其它位置终止，也可能终止密码出现较晚，但后面的氨基酸的序列会发生变化。
【答案】A
变式1、5—BrU（5—溴尿嘧啶）既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5—BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到C—C的替换？
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
【解析】第一次复制，相应位点上的T—A中的T被5—BrU取代，形成5—BrU—A，第二次复制，5—BrU和C配对，形成5—BrU—C，第三次复制，C和G配对，形成C—G。
【答案】B
考点二、基因突变的种类
1、体细胞突变和生殖细胞突变
若基因突变发生在体细胞中，一般不能通过有性生殖遗传给后代，可以经过无性生殖遗传下去，如某植株的一个芽发生突变，可以将这个芽进行营养生殖获得突变植株，但突变的体细胞最终若能发育成精原（卵原）细胞而形成生殖细胞，则可能会遗传给下一代。
若基因突变发生在生殖细胞中，则可通过有性生殖传递给下一代。
2、显性突变和隐性突变
显性突变和隐性突变是根据突变后的基因来说的。一般来说，在没有发生突变前，自然界中的生物体都是纯合体，发生基因突变时，是一对基因中的一个发生了突变。因此，当发生显性突变时，可直接导致表现型改变，但此时的突变体是杂合体。而发生隐性突变时，则突变体不会表现出突变性状，需要自交或相互交配一次后才可出现突变性状，不过一但出现，具有突变性状的个体就是纯合体。
3、基因突变后，突变体没有出现突变性状
（1）基因中碱基对发生了替换，前替换前后对应的氨基酸相同。
（2）显性基因突变成隐性基因。
（3）基因的选择性表达——突变基因在突变部位恰好不表达。
若已知条件是DNA分子结构发生改变，出现这种现象的原因还有一个，就是突变发生在非基因片段。
4、亲代发生突变，子代没有出现突变性状
（1）亲代发生的是体细胞突变
（2）亲代产生的有突变基因的配子未参与受精作用。
（3）亲代突变性状是隐性性状，产生含隐性基因的配子和正常显性基因的配子结合，子代表现出正常的显性性状。
例2、甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。
（1）经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为__________突变。
（2）用EMS浸泡种子是为了提高_________，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有__________。
（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的______________不变。
（4）经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有__________、___________。
（5）诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为____________________________。
【解析】（1）自交后代出现性状分离的亲本性状为显性；
（2）水稻种子用EMS溶液浸泡后，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株，所以EMS浸泡种子的作用是提高基因突变频率，变异类型多种说明变异具有不定向性；
（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，但是不影响而染色体的结构和数目。
（4）表现优良的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来。即花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体；
（5）一旦种子细胞发生基因突变，发育成的突变植株的所有体细胞中都含相同的基因。
【答案】
（1）显性
（2）基因突变频率 不定向性
（3）结构和数目
（4）自交 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体
（5）该水稻植株体细胞基因型相同
变式2、为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题。
（1）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成____________幼苗。
（2）用射线照射上述幼苗，目的是__________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有__________。
（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体________，获得纯合______ ____，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
（4）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与 杂交，如果__________________，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测___________________。
【解析】本题涉及单倍体育种、诱变育种和杂交育种等方法，可根据原材料和所用的具体措施等条件进行判断。第（4）小题，判断显隐性关系，应采用抗性植株与敏感型植株杂交，观察后代的表现型，若后代全是敏感型，则敏感型是显性，抗性是隐性，反之，若后代全是抗性，则抗性是显性，每感型是隐性；看到15：1，应想到是两对基因控制的性状，A_B_、A_bb、aaB_都是显性，只有aabb是隐性。
【答案】(1)单倍体（2）诱发基因突变抗该除草剂的能力
（3）加倍二倍体（4）（纯合）敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变
考点三、基因突变的特点和诱变育种
1、基因突变的特点
基因突变的特点是普遍存在，突变率低，不定向。
2、诱变育种
和基因突变的特点相对应，基因突变具有普遍性，诱变育种可针对所有生物；基因突变的突变率低，诱变育种时需要处理大量的个体才会获得突变体；基因突变是不定向的，诱变育种中获得的突变性状并非都是有利的。
注意两点：（1）人工诱变仅是提高突变率，并不能改变突变的方向；（2）有利和有害是相对的，某一种性状在一定的环境中是有利的，但环境改变后，这种变异可能是有害的。另外，突变性状对人有利时，对生物本身并非有利。
例3下表是苋菜抗“莠去净”（一种除草剂）突变品系和敏感品系的部分DNA模板链碱基和氨基酸所在的位置。下列有关叙述中，错误的是
氨基酸位置 227 228 229 230
抗性品系 CGT丙氨酸 GGT脯氨酸 AAG苯丙氨酸 TTA天冬酰胺
敏感品系 CGA丙氨酸 AGT丝氨酸 AAG苯丙氨酸 TTA天冬酰胺
A．抗性品系有可能再突变为敏感品系
B．CGU、CGA是编码丙氨酸的密码子
C．抗性的产生是由于DNA上的遗传信息发生了改变
D．与敏感基因比较，在抗性基因中有两个碱基对发生了替换
【解析】基因突变是不定向的，也是可逆的，敏感品系可以突变成抗性品系，抗性品系也可突变成敏感品系。从表中看，对应于丙氨酸的模板链碱基为CGT、CGA，因此mRNA上的碱基，即密码子为GCA、GCU，B项是错误的。从突变碱基看，对应碱基序列227位第三个碱基T变成A，228位第一个碱基G变成A。
【答案】B
变式3．基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法正确的是
A．无论是低等还是高等生物都可能发生突变
B．生物在个体发育的特定时期才可发生突变
C．突变只能定向形成新的等位基因
D．突变对生物的生存往往是有利的
【解析】基因突变发生在个体发育的任何时期，而不是特定时期；基因突变是不定向的；突变对生物体大多是有害的。因此，B、C、D三项都是错误的。
【答案】A
考点四、基因重组
1、基因重组主要是指减数分裂中随着非同源染色体的自由组合，非等位基因进行自由组合，以及随着同源染色体非姐妹染色单体上的等位基因发生交叉互换，非等位基因进行组合。但最终实现变异，还需要有性生殖过程中精子和卵细胞的结合，形成了不同于亲代的基因型，因此，基因重组离不开受精作用。
2、和基因突变不同，基因重组仅发生在有性生殖的生物个体中，因此，病毒、原核生物是不会发生基因重组的。
3、基因突变产生是新的基因、新的性状，但基因重组不能产生新基因，只能产生新的基因型，不能产生新性状，只能产生新的表现型。
例4、以下有关基因重组的叙述，正确的是
A 非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B 姐妹染色单体间相同片段的交换能导致基因重组
C 基因重组导致纯合体自交后代出现性状分离
D 同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的
【解析】基因重组的基本形式是非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，姐妹染色单体是由同一个DNA分子复制来的，即使发生交换，上面的基因也是相同的，因此，B项不正确，纯合体自交的后代还是纯合体，不会发生性状分离。同卵双胞胎是由同一个受精卵发育而成，两兄弟之间的性状差异是由于基因突变引起的，而不是基因重组。
【答案】A
变式4、图为高等动物的细胞分裂示意图，图中不可能反映的是
①A 该细胞一定发生了基因突变
②B 该细胞一定发生了基因重组
③C 该细胞可能发生了基因突变
④D 该细胞可能发生了基因重组
A ①② B ③④
C ①③ D ②④
【解析】从图中看，原位于一个染色体上的基因B与b不同，可能是发生了基因突变，也可能是发生了基因重组，具体是哪一种情况，无法确定。
【答案】A
考点五、杂交育种
杂交育种的原理是基因重组，育种过程中的每一个亲本具备一种优良性状，需要通过杂交把控制优良性状的基因组合到一种个体中，最初得到的这些个体是杂合体，然后通过一定的方式进行选择，培育出能稳定遗传的纯合体。
从杂合体到能稳定遗传的纯合体，一般有三种方法：
（1）自交法：若是要选育隐性纯合体，杂合体自交一代就可以获得，若是要获得显性纯合体，需要用杂合体连续自交，每次自交后，除出不符合需要的个体，直至不发生性状分离为止。
这种方法的优点是方法简单，缺点是选育显性纯合体时工作量大，且耗费时间长。适合选育隐性纯合体。
（2）逐株选育：杂合体自交后出现性状分离，选出符合需要的种子逐株种植，观察是否发生性状分离。若某植株没有发生性状分离，则它所结的种子就为符合需要的纯合体。若发生性状分离，则不符合需要。
优点：方法简单，用时较短。缺点：工作量大，且只适合自然情况下自花传粉的植物。
（3）单倍体育种法：杂合体开花时，用它的花粉进行花药离体培养得到幼苗，用秋水仙素处理幼苗，让符合需要的个体自交，即可获得符合需要的种子。
例5、填空回答下列问题：
（1）水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的______通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。
（2）若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其它原因是F1在______形成配子过程中，位于______基因通过自由组合，或者位于______基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。
（3）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2表现型共有______种，其中纯合基因型共有______种，杂合基因共有______种。
（4）从F2代起，一般还要进行多代自交和选择。自交的目的是_____；选择的作用是______。
【答案】
（1）优良性状（或优良基因）
（2）减数分裂 非同源染色体上的非等位 同源染色体上的非等位
（3）
（4）获得基因型纯合的个体 保留所需的类型
课时作业
1．基因突变是生物变异的根本来源，下列有关叙述错误的是（ ）
A．生物体内的基因突变属于可遗传的变异
B．基因突变频率很低，种群每代突变的基因数很少
C．基因突变发生后，生物的表现型可能不改变
D．基因突变的方向与环境没有明确的因果关系
【解析】基因突变产生了新的基因，改变了遗传物质，所以属于可遗传的变异。虽然基因突变的频率比较低，但是种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞中都有成千上万个基因，这样每一代都会出现大量的突变，由于一个氨基酸可能对应多个密码子，所以基因突变并不一定改变蛋白质中的氨基酸，因此，生物性状并不一定改变。基因突变是不定向的，环境可以改变基因突变的频率，但是不能决定基因突变的方向。
【答案】B
2.下面关于基因突变的叙述中，正确的是（ ）
A.亲代的突变基因一定能传递给子代
B.子代获得突变基因一定能改变性状
C.突变基因一定由物理、化学或生物因素诱发
D.突变基因一定有基因结构上的改变
【解析】基因突变若发生在体细胞中则一般不传递给子代。由于不同密码子可能决定相同氨基酸，所以子代获得突变基因不一定能改变性状。基因突变可以自发产生，也可以诱发产生。基因突变由于DNA分子中碱基对发生替换、增添或缺失，所以一定有基因结构上的改变。
【答案】D
3．基因突变按其发生的细胞类型，可分为体细胞突变(a)和生殖细胞突变(b)两种。下列叙述中正确的是（ ）
①a发生在有丝分裂间期，不会传递给后代②b发生在减数分裂间期，容易传递给后代③a发生在有丝分裂间期，植物体内的该变异比动物体容易传递给后代④a发生在有丝分裂间期，b发生在减数第二次分裂间期，都容易传递给后代（ ）
A．①②B．①③
C．②③D．②④
【答案】C
4.下列关于基因重组的说法不正确的是（ ）
A.生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B.减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组
C.减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能
【解析】解答本题时首先要明确基因重组的两种类型及适用的范围，然后再逐项分析。
【答案】B
5.如右图是从一种二倍体生物体内获得的某个细胞的示意图，下列描述中正确的是（ ）
A．在显微镜下可观察到该细胞的染色体、纺锤体及赤道板
B．该图所示的细胞分裂过程中可能出现基因重组
C．该图所示的细胞分裂过程中可能出现基因突变
D．此时该细胞中含有2个四分体，8个DNA分子
【解析】图中有两个染色体组，并且着丝点排列在赤道板上，说明是进行有丝分裂，因此不可能出现基因重组，但是在间期DNA复制过程中可能出现基因突变；四分体只在减数分裂过程中出现；赤道板是细胞中根本不存在的结构，为了便于观察染色体的位置，人们把细胞中央的一个平面叫赤道板，类似于地球的赤道。
【答案】C
6.生物体内的基因重组（ ）
A.能够产生新的基因
B.在生殖过程中都能发生
C.是生物变异的根本来源
D.在同源染色体之间可发生
【解析】基因重组的结果是产生新的基因型，并不能产生新的基因。真核生物进行有性生殖的过程中才发生基因重组。在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组。生物变异的根本来源是基因突变。
【答案】D
7．下列各项中可能产生新基因的是（ ）
A．用花药离体培养玉米植株
B．用低温处理诱导染色体加倍
C．通过杂交培育抗病小麦品种
D．用X射线处理链孢霉
【答案】D
8．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是（ ）
A．前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4
B．后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3
C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合
D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变引起的
【解析】杂交育种F2中重组类型有DDtt(1/16)、ddTT(1/16)、Ddtt(2/16)、ddTt(2/16)占3/8；单倍体育种的原理是染色体加倍，由于F1产生的四种配子的比例为1∶∶1∶1∶1，故用此法所得植株中纯合类型占1/4；杂交育种的原理是基因重组，原因是非同源染色体的自由组合。
【答案】C
9．下图表示培育高品质小麦的几种方法，下列叙述正确的是（ ）
A．图中涉及的育种方法有杂交育种、单倍体育种和诱变育种
B．a过程能提高突变频率，从而明显缩短育种年限
C．a、c过程都需要用秋水仙素处理萌发的种子
D．要获得yyRR，b过程需要进行不断自交来提高纯合率
【解析】a属于单倍体育种，此过程因无种子，所以只能用秋水仙素处理单倍体幼苗，因该过程未利用诱变因素，所以这种育种方法不能提高突变频率，但能明显缩短育种年限；b过程为杂交育种，需要进行不断自交提高纯合率；c为多倍体育种，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株。
【答案】D
10.我国研究人员发现“DEP1”基因的突变能促进超级稻增产，这一发现将有助于研究和培育出更高产的水稻新品种。以下说法错误的是（ ）
A．水稻产生的突变基因不一定能遗传给它的子代
B．该突变基因可能在其他农作物增产中发挥作用
C．水稻基因突变产生的性状对于生物来说大多有利
D．该突变基因所表达出的蛋白质与水稻产量密切相关
【解析】基因突变产生的性状对于生物来说大多是有害的。
【答案】C
11．某玉米品种高产，但由于茎秆较高易倒伏，而造成减产。在某玉米田中偶然发现一株矮秆高产的玉米，请设计实验来探究这株玉米矮秆性状是受环境影响还是基因突变的结果。
(1)实验步骤：
①第一步：分别从矮秆玉米和高秆玉米上取茎尖分别记作A、B进行__________，获得试管苗。
②第二步：____________________，观察并记录结果。
(2)预测结果及结论：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(3)若此株玉米来自基因突变，说明了基因突变有何意义？
_____________________________________________________________________________________________
(4)若此株玉米来自基因突变，则可通过________技术获得快速大量繁殖。
(5)田中收获的玉米种子，来年能否直接种植，为什么？
________________________________________________________________________。
【答案】(1)①植物组织培养②在相同适宜条件下培养
(2)①若矮秆A后代与高秆B后代相同，则为不可遗传变异(由环境影响产生的)
②若矮秆A后代比高秆B后代矮，则矮秆玉米的出现为基因突变
(3)基因突变为新品种的培育提供原材料
(4)植物组织培养
(5)不能，因为玉米为杂交种，后代会发生性状分离
12.下图为科学家用诱变技术处理某种雌雄同花的纯种植物后，甲株的一个A基因和乙植株的一个B基因发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题。
(1)上述两个基因发生突变的共同点是：DNA分子都发生了碱基对的_______________________，引起基因结构的改变。
(2)突变产生的a基因与A基因，a基因与B基因分别是什么关系 _______________________________________________________。
(3)若a基因、b基因分别控制甜粒和矮秆两种优良性状，科学家发现，发生突变的甲株和乙株自交后，后代分别出现了甜粒和矮秆性状，则发生基因突变后，甲植株基因型为_______________，乙植株基因型为_________________。请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料，设计杂交实验，培育出同时具有两种优良性状的植株(只需用文字简要叙述育种过程________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)替换(2)a基因和A基因为等位基因，a基因和B基因为非等位基因
(3)AaBBAABb育种过程：①将这两株植株分别自交产生F1；
②从F1中选择具有甜粒和矮秆的植株杂交，得到F2；
③种植F2，让其自交，得到F3；
④种植F3，从中选择同时具有两种优良性状的植株
（或者：①将这两植株杂交产生F1；②种植F1，让F1自交得到F2；③种植F2，从中选择同时具有两种优良性状的植株）
13.经研究发现一只雌鼠的染色体上的某基因发生突变，使得野生型变为突变型。假定上述突变后的雌鼠为杂合子，让其与野生型雄鼠杂交，F1代的表现型有4种，分别为突变型♀、野生型♀、突变型♂、野生型♂，比例为1∶1∶1∶1。从F1代选用野生型♀、突变型♂的个体进行杂交，其下一代的表现型中所有的♂都为野生型，所有的♀都为突变型。
该突变基因是位于X染色体上还是位于常染色体上呢？现有一同学根据上述情况，对于这一问题作出了以下的分析判断，请你填写该同学还没完成的内容。
假设1：突变基因位于X染色体上。
遗传图解：
假设2：突变基因位于常染色体上。
遗传图解：
分析判断：________________________________________________________________________。
【答案】遗传图解
分析判断：假设1的遗传图解所表示的推理结果与杂交实验结果一致；假设2的遗传图解所表示的推理结果与杂交实验结果不一致。所以突变基因位于X染色体上第29课时 通过神经的调节
知识网络
基础梳理
一、神经调节的结构基础和反射
1、神经调节的基本方式是____________，完成它的结构基础是___________。
2、反射弧通常由____________、____________、__________、__________、___________组成。
二、兴奋在神经纤维上的传导
1、静息状态下，膜内为________电位，膜外为_________电位。膜内（或膜外）的不同位置之间________电位差。
2、产生兴奋时，受刺激部位的电位变化为：膜外______电位，膜内________电位。膜内（或膜外）受刺激部位与邻近部位______电位差。
三、兴奋在神经元之间的传递
1、兴奋在神经元之间传递的过程是：位于突触前膜内的_________在神经兴奋传来时会受刺激释放________，它通过突触间隙与突触后膜上的_____________结合，引发突触后膜上的电位变化。
2、兴奋在神经元之间的传递方向是_______的，即只能从一个神经元的_______传向另一个神经元的_________或_________。原因是递质只存在于__________________，由_______释放，作用于____________上。
四、神经系统的分级调节和人脑的高级功能
1、调节机体活动的最高级中枢在____________，调节躯体活动的低级中枢在________，维持躯体平衡的中枢在____________，下丘脑中的重要中枢有____________、___________等，呼吸等维持生命必要的中枢在___________。
2、大脑皮层的言语区位于_______半球侧面，包括分别与听、说、看、写有关的区域_____区、_____区、______区、_______区。
考点突破
考点一、反射和反射弧
1、初中学习的条件反射和非条件反射的比较
非条件反射 条件反射
形成时间 生来就有，先天的 通过学习而获得的，后天的
刺激 具体事物直接刺激引起的反应 信号刺激引起的反应（光，声音等）
神经中枢 不经过大脑皮层 由大脑皮层参与完成
神经联系 神经联系是终生的、固定的 神经联系是暂时的，可消退
数量 数量有限 数量无限
意义 是生存的基本保证（只适应固定不变的环境） 扩大适应环境的能力（具有预见性）
实例 排尿反射，缩手反射 老马识途，望梅止渴
2.只有反射弧结构具有完整性，才可能有反射活动
（1）反射弧不完整时，效应器虽然可能也会发生反应，但这个过程不能称为反射。
（2）当反射弧受损伤时，会出现不能反射的情况，可根据症状判断症状出现的位置。
例1.在用脊蛙（去除脑保留脊髓的蛙）进行反射弧分析的实验中，破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构，观察双侧后肢对刺激的收缩反应，结果如下表：
刺激部位 反应
破坏前 破坏后
左后肢 左后肢收缩 右后肢收缩 左后肢不收缩 右后肢不收缩
右后肢 左后肢收缩 右后肢收缩 左后肢不收缩 右后肢收缩
上述结果表明，反射弧的被破坏部分可能是
A. 感受器 B. 感受器和传人神经
C. 传入神经和效应器 D. 效应器
【解析】在正常情况下，刺激蛙的一侧后肢，会引起蛙双侧后肢发生反应，这与蛙的运动特点有关。破坏左后肢后，刺激左后肢，左右后肢均不收缩，说明左后肢的感受器或传入神经已受损，而刺激右后肢，右后肢可收缩，左后肢仍不能收缩，说明左后肢的传出神经或效应器已受损伤，综合二者情况，只有C项才可能同时满足两种实验结果。
【答案】C
变式1：某人因事故导致下肢受伤而不能运动，但有感觉，损伤部位可能是
A 感受器 B 传入神经
C 神经中枢 D 效应器
【解析】下肢受伤，不可能影响到神经中枢，有感觉，说明向上传的部分是正常的，因此，只能是向下传的传出神经或效应器。
【答案】D
例2、某种药物可以阻断蟾蜍屈肌反射活动。下图为该反射弧的模式图。A、B为神经纤维上的实验位点，C为突触间隙。下列实验结果中，能够证明这种药物“在神经系统中仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用”的是
①将药物放在A，刺激B，肌肉收缩 ②将药物放在B，刺激A，肌肉收缩 ③将药物放在C，刺激B，肌肉不收缩 ④将药物放在C，刺激A，肌肉收缩
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
【解析】最基本的实验对照应是将药物分别放在突触间隙和神经纤维的某点上，再刺激神经纤维靠近感受器的一端，观察效应器是否有反应，即肌肉是否收缩。
【答案】A
变式2.继续使用例2中的实验材料研究另一种药物，它也能阻断反射活动，但不知道作用部位是神经纤维还是突触。下列实验中不需要的做的是
A 不放药物，刺激B处，观察现象
B 将药物放在A处，刺激B处，观察现象
C 将药物放在C处，刺激B处，观察现象
D 将药物放在C处，刺激A处，观察现象
【解析】实验可以设计一个空白对照，A是应该设计的；由于兴奋传导的方向是B——C——A，药物放置部位应在刺激点之后，选项B和C的实验都是必需的。但D项，药物放在刺激点之前，不论药物是否有作用，都可观察到肌肉收缩。
【答案】D
考点二、兴奋的传导与传递
1.兴奋的产生
①静息状态下，细胞外的Na浓度高于细胞内，而细胞内K浓度高于细胞外，但人体内Na的含量远高于K的含量，于是细胞外阳离子明显多于细胞内，神经细胞电位表现为外正内负。
②受到特定刺激时，细胞膜对Na的通透性增强，Na大量进入细胞，使细胞电位变为外负内正。
2.兴奋的传导
由于受刺激部位电位和邻近部位不同，在细胞内，兴奋部位的Na高于邻近部位，向邻近部位扩散，而在细胞外，兴奋部位的Na低于邻近部位，邻近部位的Na向兴奋部位扩散，导致邻近部位的电位由外正内负变成外负内正而产生兴奋，于是兴奋就向邻近部位传导。
3.兴奋的传递
当兴奋传到轴突末端时，会引起突触小泡释放递质，递质由突触前膜内释放出来进入突触间隙，再作用于突触后膜，引起突触后膜电位变化，这样兴奋就由一个神经元传给下一个神经元。
需要注意的问题
（1）关于兴奋在神经纤维上的传导方向：在离体状态下，兴奋在神经纤维上的传导是双向的，但在人和动物体内，是单向的。原因是体内情况下，只有传入神经的末端（感受器）才能接受刺激，因此只能是单向。
（2）关于兴奋的传递：传递过程的信号转变是电信号――化学信号――电信号。
（3）关于递质：一个神经元产生的递质对下一个神经元的作用可能是兴奋，也可能是抑制。递质的化学本质种类很多，但大多数都不是蛋白质。
（4）关于兴奋传导和传递的速度：兴奋在神经纤维上的传导速度要大于在神经元之间的传递速度，因为其过程中没有电信号与化学信号的转变。
例3.右图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是
A. 曲线a代表正常海水中膜电位的变化
B. 两种海水中神经纤维的静息电位相同
C. 低Na+海水中神经纤维静息时，膜内Na+浓度高于膜外
D. 正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内
【解析】本题通过图示的方式显示了钠离子的内流引发了动作电位的原理。未刺激时电位相同，所以两种海水中神经纤维的静息电位相同，B选项正确。在两种海水中，均是膜外的Na+浓度高于膜内，只是在正常海水中，膜外和膜内的Na+浓度差较低Na+海水中的大。所以D正确，C错误。在受到刺激后，由于正常海水中膜外和膜内的Na+浓度差较大，所以钠离子迅速内流引发较大的的动作电位，对应于曲线a，所以曲线a代表正常海水中膜电位的变化，A正确。
【答案】C
变式3．将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na+浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到
A．静息电位值减小 B．静息电位值增大
C．动作电位峰值升高 D．动作电位峰值降低
【解析】Na影响动作电位，Na浓度低，动作电位峰值降低
【答案】D
例4.神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这 两种电位可通过仪器测量。A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图，正确的是（多选）
【解析】未受刺激时的外正内负为静息电位 受刺激后形成的外负内正为动作电位。
【答案】AC
变式4.如图是一个反射弧的部分结构图，甲、乙表示连接在神经纤维上的电流表。当在A、B点分别给以能引起兴奋的刺激，甲、乙电流表的指针发生的变化情况是否相同？
A．相同，两次刺激后甲、乙都发生两次方向相反的偏转
B．不同，刺激A点时甲发生两次方向相反的偏转，乙不偏转，刺激B点时甲乙均发生两次方向相反的偏转
C．相同，刺激A点甲不偏转，乙发生两次方向相反的偏转，刺激B点时乙不偏转，甲发生两次方向相反的偏转
D．不同，刺激A点时甲发生一次偏转，乙不偏转，刺激B点时甲乙均发生两次方向相反的偏转
【解析】刺激B点，兴奋可以传给A，使甲、乙电流表都发生偏转，并且电流表的两个电极都依次发生电位变化，发生两次偏转；而刺激A，兴奋不能传给B，只能引起甲发生偏转，且只有左侧电极处发生电位变化，偏转一次。
【答案】D
例5．在人脑内有一类只有结构而没有信息传递功能的“沉默突触”。科学家经过研究，破解了其中的沉默之谜。该类突触沉默的原因可能是
① 突触小体中没有细胞核 ② 突触后膜缺乏相应的受体 ③ 突触前膜缺乏相应的受体 ④ 突触前膜不能释放相应的神经递质
A．①② B．①④ C．②③ D．②④
【解析】准确地获取题干信息，“只有结构而没有信息传递功能”所以突触的结构是正常的，不能传递信息，应该与传递信息的物质“递质”有关。
答案 D
变式5. α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合；有机磷农药能抑制胆碱酯酶的活性，而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。因此，α-银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是
A．肌肉松弛、肌肉僵直 B．肌肉僵直、肌肉松弛
C．肌肉松弛、肌肉松弛 D．肌肉僵直、肌肉僵直
【解析】根据题意，银环蛇毒将使突触后膜持续兴奋，造成肌肉僵直；有机磷农药导致递质无法正常和受体结合，不能使突触后膜兴奋，造成肌肉松驰。
【答案】B
考点三、神经系统的分级调节和人脑的高级功能
1、人体的不同生命活动的调节中枢位置不同，有些很容易区分和记忆：
（1）语言文字有关的中枢、所有的感觉（视、听、嗅、味、冷、热、触、渴等）中枢均在大脑皮层
（2）体温、血糖、水平衡的调节中枢在下丘脑
（3）基本生命活动中枢如呼吸中枢在脑干
（4）身体平衡中枢在小脑
2.关于躯体运动调节的中枢，高级的在大脑皮层，低级的在脊髓，如何区分，原则如下：
（1）大多数躯体运动中枢在大脑皮层，特别是有关精细运动的中枢
（2）脊髓中只有很少的中枢，如缩手反射、膝跳反射、排尿、排便的中枢
（3）很多位于脊髓中的中枢都受大脑皮层的控制，有些在幼年期神经系统发育不完整，大脑皮层无法控制，如排尿排便，但发育成熟后则受大脑皮层控制。
2.关于人脑的高级功能
主要复习语言文字有关的中枢位置即可
（1）中枢只位于大脑皮层左半球侧面，右半球没有
（2）四个区域可以根据听、说、看、写四个英文单词的首字母记忆
（3）具体位置：听说在下，读写在上；左下为说，右下为听，左上为写，右上为看
课时作业
1.下列生理活动不能体现神经系统调节机能的是（ ）
A.含羞草受刺激后叶片合拢
B.运动员听到观众的“加油”声加速运动
C.成年人憋尿
D.“植物人”的体温相对稳定
【答案】A
2．下列关于反射弧的叙述，正确的是（ ）
A．刺激某一反射弧的感受器或传出神经，可使效应器产生相同的反应
B．反射弧中的感受器和效应器均分布于肌体同一组织或器官
C．神经中枢的兴奋可以引起感受器敏感性减弱
D．任何反射弧中的神经中枢都位于脊髓
【解析】在同一个反射弧中，神经冲动的传递一般是从感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器，如果这个反射弧只有两个神经元组成，那么刺激传出神经可使效应器产生与刺激感受器相同的反应。因为在反射弧中兴奋的传导是单向的。感受器是感觉神经末梢，效应器一般是运动神经末梢及其支配的肌肉或腺体。神经中枢经传出神经把兴奋传递给效应器，不会影响感受器的敏感性。人体的神经中枢包括大脑皮层、下丘脑，小脑、脑干和脊髓。如完成条件反射的反射弧的神经中枢是大脑皮层。
【答案】A
3.下列有关神经信号的传导与传递，说法正确的是（ ）
A.兴奋在神经纤维上的传导是单向的
B.兴奋在神经纤维上的传导是不需要消耗ATP的
C.兴奋在神经元之间传递是单向的
D.兴奋在神经元之间传递是通过局部电流完成的
【解析】兴奋在神经纤维上以局部电流的形式双向传导，需要消耗ATP水解释放的能量。兴奋在神经元细胞之间的传递是通过突触前膜释放神经递质刺激突触后膜完成的，是单向传递的。
【答案】C
4．下列关于兴奋传递的叙述，不正确的是（ ）
A．兴奋由一个神经元传到另一个神经元的能量变化是：电信号→化学信号→电信号
B．兴奋在突触处的传递方向是：突触前膜→突触间隙→突触后膜
C．兴奋只能从一个神经元的树突传递给另一个神经元的细胞体或轴突
D．兴奋在突触处的传递速度比在神经纤维上的传导速度慢
【解析】兴奋在神经元之间的传递是单向的，通过的结构是突触，即由上一个神经元的轴突传递给下一个神经元的胞体或树突，也可以传递给肌肉或腺体。
【答案】C
5.下图为一个反射弧模式图，有关分析中，正确的是（ ）
①S是感受器，M是效应器②S是效应器，M是感受器
③Ⅰ是传入神经，Ⅲ是传出神经④Ⅰ是传出神经，Ⅲ是传入神经⑤兴奋的传导方向是：SⅡM ⑥兴奋的传导方向是：MⅡS ⑦兴奋的传导方向是：SⅡM或MⅡS
A.①③⑤ B.②④⑥ C.①③⑦ D.②④⑦
【解析】由Ⅱ内突触结构可判断兴奋传导方向应为SⅡM，即S为感受器，M为效应器，Ⅰ是传入神经，Ⅲ是传出神经。
【答案】A
6．下图为突触结构模式图，下列有关说法正确的是( )
A．在a中实现电信号→化学信号的转变，该信息传递需要能量
B．①中内容物以被动运输的方式释放至②中
C．兴奋传递时，②处的组织液含有特异性受体
D．①中内容物使b兴奋时，兴奋处表面分布着正电荷
【解析】 图中a为突触小体，其内信号的转换是电信号→化学信号；突触小泡中的神经递质由突触前膜以胞吐方式释放到②突触间隙，通过突触间隙与突触后膜上的特异性受体结合，使下一个神经元b兴奋或抑制，兴奋处表面分布着负电荷，里面分布着正电荷。
【答案】 A
7．下图表示三个神经元及其联系。其中“”表示从树突到胞体再到轴突及末梢，则下列叙述正确的是( )
A．与感受器相连的部位是A和C，图中共有3个完整的突触
B．若在f点施加一强刺激，则f点的膜电位变为内负外正，并在b点可测到电位变化
C．对该反射弧来说，大脑皮层对其活动不会产生影响
D．若在e点施加一强刺激，则f点不会测到电位变化，而下一神经元的兴奋将会加强
【答案】 A
8.科学家在研究大脑皮层某些区域(如图)时，发现它与躯体运动和语言活动功能有着密切的联系，下列叙述科学的是 ( )
A.小脑内存在许多维持生命必要的中枢，如呼吸中枢
B.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢
C.S区受损，患者会得听觉性失语症
D.H区受损，患者会得运动性失语症
【解析】维持生命必要的中枢在脑干；S区受损，患者会得运动性失语症；H区受损，患者会得听觉性失语症。
【答案】B
9.用脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验，破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构，观察双侧后肢对刺激的收缩反应，结果如下表：
刺激部位 反应
破坏前 破坏后
左后肢 左后肢收缩 右后肢收缩 左后肢不收缩 右后肢不收缩
右后肢 左后肢收缩 右后肢收缩 左后肢不收缩 右后肢收缩
上述结果表明，反射弧被破坏部分可能是( )
A．感受器 B．感受器和传入神经
C．传入神经和效应器 D．效应器
【解析】本题是先后进行的两个实验，实验一刺激左后肢，根据结果可判断是传入部分（感受器或传入神经受到了损伤），实验二刺激右后肢，左后肢不收缩，可判断是左后肢的传出部分（传出神经或效应器）受损伤，只有选项C符合这种组合。
【答案】C
10.某人不小心从高处摔下，到医院检查，下列与确定此人神经中枢受损无关的检查是( )
A.针刺双脚观察是否有反应
B.检查血细胞的数量是否有变化
C.检查膝跳反射是否正常
D.要求此人复述医生的一段话
【解析】能否复述医生的一段话与听觉中枢、语言中枢和运动中枢的受损有关，而血细胞数量的变化与神经中枢无关。
【答案】B
11．图一A、B、C为三个神经元。请据图回答有关问题(请在横线上填文字，括号内填编号)：
(1)A、B、C细胞间信息的传递方向为(______→ ______→ ______)。其中可构成神经中枢的细胞是______________。
(2)刺激部位④，该部位的膜外电位变化情况是____________________，可测得同样电位变化情况的部位是_________。
(3)图二是图一中的结构______。G位点的兴奋由_______引起，F位点的兴奋由___________________引起。
(4)假如图二中的D来自相邻的细胞，E来自大脑皮层。当刺激①时，导致⑦产生反应，则D释放的物质对F具有_______作用。但如果大脑皮层发生的指令是对这个刺激不作出反应，则E释放的物质对F具有________作用，导致⑦不产生相应反应，这说明低级神经中枢接受高级神经中枢的控制。
【解析】 (1)根据三个神经元的特点(如A的胞体位于神经节)可作出判断，A为传入神经元，B为中间神经元，C为传出神经元，所以兴奋传递方向为A→B→C，B为构成神经中枢的细胞。
(2)神经元接受刺激，则兴奋部位Na+内流，所以电位变化为正→负。兴奋在一个神经元上为双向传导，在神经元之间沿感受器到效应器的方向单向传递，所以刺激④，可测得电位变化的有⑤⑥⑦以及③的突触后膜。
(3)图二为突触，可表示图一中的③和⑤。G位点为突触前部位，兴奋由电信号(电位变化)引起，F位点为突触后膜，兴奋由神经递质(X物质)的释放引起。
(4)如果刺激①时⑦产生反应，说明兴奋在整个反射弧上完成了传导，则经过突触时必然使突触后膜(F)产生了兴奋。如果大脑皮层可阻止⑦的反应，说明兴奋在传导过程中受到了抑制。
【答案】 (1)A B C B
(2)正电位→负电位 ③的突触后膜和⑤⑥⑦
(3)③⑤ 电位变化(动作电位) X物质的释放
(4)兴奋 抑制
12.下图为人体神经元细胞模式图，据图回答：
(1)［④］______________的形成主要由［ ］_______________(细胞器)完成，⑤的释放方式是__________________。
(2)此神经元细胞核中有无胰岛素基因？_________。理由是_____________________________________________________。
(3)若刺激A点，图中电流计将偏转 __________次。
(4)与兴奋传递相关的耗能过程包括_________________、__________________、____________________。
(5)药物麻醉的原理可能是：抑制________________的分泌或抑制_________________。
(6)若抑制该细胞的呼吸作用，一段时间后，发现神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能再恢复到外正内负的状态，这说明神经元在恢复到静息状态时，带电离子通过细胞膜的方式为_________________。
【答案】(1)突触小泡 ② 高尔基体 胞吐
(2)有 所有体细胞都是由同一受精卵经有丝分裂产生的
(3)2
(4)神经递质的合成 神经递质的分泌 神经电位的改变
(5)神经递质 神经递质与受体的结合
(6)主动运输
13.下图为支配青蛙后肢活动的反射弧模式图，假设图中各结构都有生命活性；现提供
电刺激设备和电位计(电位测量仪)，请设计实验方案，验证兴奋在神经纤维上及神经元之间的传导特点，并阐述预期结果，作出结论。
(1)验证兴奋在神经纤维上的传导特点
①方法步骤：_________________________________________________________。
②预期结果：_________________________________________________________________。
③实验结论：_________________________________________________________________。
(2)验证兴奋在神经元之间的传导特点
①方法步骤：__________________________________________________________________。
②预期结果：__________________________________________________________________。
③实验结论：__________________________________________________________________。
【解析】①本题为验证性实验，所以预期结果和结论要求跟验证的内容相符合，即本题隐含条件：兴奋在神经纤维上的传导是双向的；兴奋在神经元之间的传导是单向的。②充分利用材料和器具对实验步骤的提示作用，在应用器具的过程中自然就引出了下一步实验操作，例如：根据提供的器具电位测量仪，推测设计步骤中应该有电位测量。③在验证兴奋在神经纤维上的传导是双向的实验中，首先应该选择合适的刺激点，显然可以通过排除法，排除a、c，而选择b点。
【答案】(1)①电刺激b处，观察肌肉的反应，同时用电位计测量c处的电位有无变化 ②肌肉发生收缩反应，c处电位发生变化 ③兴奋在神经纤维上的传导是双向的
(2)①先刺激a处，测量c(b)处的电位有无变化(或观察肌肉的反应)；再刺激c(b)处，测量a处的电位有无变化 ②刺激a点，c(b)处的电位有变化(或观察肌肉有收缩反应)；再刺激c(b)处，a处的电位无变化 ③兴奋在神经元之间的传导是单向第3课时 蛋白质和核酸
知识网络
基础梳理
一、氨基酸
1、氨基酸是蛋白质的基本单位，它的结构通式是______________________________，这个通式表示一个氨基酸分子中至少有一个___________和一个____________，它们连在_________________。氨基酸的差异性体现在______________。
2、组成蛋白质的氨基酸大约20种，对人体来说，有12种氨基酸人体可以合成，称为_____________，另有8种氨基酸人体不能合成，必须从___________获得，称为_________________。
二、多肽和蛋白质
1、两个氨基酸可以形成二肽，这个反应属于________________，反应过程中一个氨基酸的__________和另一个氨基酸的___________分别提供一个H和一个羟基，形成一分子的水，同时，其余部分连接起来形成一个二肽，连接两个氨基酸的键称为__________，结构式为____________，一般写成结构简式______________。
2、多个氨基酸通过这种方式相连，形成多肽，也称肽链，多条肽链通过形成一定的空间结构，即为蛋白质。蛋白质分子的结构具有多样性，原因是组成不同蛋白质的氨基酸的____________、___________和_____________不同，以及它们组成的肽链的______________不同。
3、一个蛋白质分子由n个氨基酸，m条肽链组成，在这个蛋白质分子中，有______个肽键，至少有______个氨基、________个羧基，在形成这个蛋白质分子的过程中，其脱去________个水。
三、蛋白质功能的多样性
蛋白质具有多种功能
1、构成细胞或生物体的结构的重要物质，称为_____________；
2、酶，作用是________________________
3、运输载体，如___________、______________。
4、信息传递，调节机体的生命活动，如______________等激素；
5、免疫功能，如____________。
蛋白质的功能还有很多，总的来说，蛋白质的作用很重要，可总结为_________________________________ ______________________________。
四、DNA和RNA的分布
1、对真核生物来说，DNA主要分布在_________内，并且与__________结合形成___________，少数分布于细胞质的__________ 及___________中。RNA主要分布在__________中。
2、研究DNA和RNA在细胞中的分布，采用的方法是用染色观察法。实验中，___________使DNA呈_____ 色，__________使RNA呈______色。
3、以人口腔上皮细胞为实验材料时，取细胞前先向载玻片上滴加生理盐水(0.9%NaCl溶液)的目的是______ _____________________。
4、加热固定后，要把烘干后的载玻片放在8%的盐酸中保温，原因是盐酸的作用是：改变细胞膜的_______ _______，加速__________进入细胞，同时使________和________分离，有利于__________和_________结合。
5、对DNA和对RNA染色的两种染色剂的使用方法是_______________________________________。
五、DNA和RNA分子的结构
1、DNA一般是双链结构，组成DNA分子的基本单位是______________，它由一分子的________，一分子的____________，一分子的_____________组成，其中_________有4种，分别是_______________。
2、RNA一般是双链结构，组成RNA分子的基本单位是______________，它由一分子的________，一分子的____________，一分子的_____________组成，其中_________有4种，分别是_______________。
3、生物的种类不同，核酸种类也不同，如原核细胞和真核细胞体内有DNA和RNA两种核酸，则组成核酸的五碳糖有____种，碱基有____种，核苷酸有____种。而病毒只有DNA或RNA一种核酸，则组成核酸的五碳糖有____种，碱基有____种，核苷酸有____种。
六、核酸的作用
核酸的作用可以概括为：________________________________ ____________________________________________________。
考点突破
考点一、关于氨基酸的种类和结构通式
1、容易误解的几点
（1）必需氨基酸和非必需氨基酸不是根据人是否需要划分，而是根据人是否能合成划分的。“必需”我们可以理解为是否“必须”从食物获得。
（2）氨基和羧基的连接位置，组成生物体蛋白质的氨基酸必须连在同一个碳原子上，且除R基外，另一个位置必须是H原子。
2、氨基酸的结构通式
由于有机物分子是具有一定对称性的空间结构，因此，氨基、羧基、H原子和R基的位置可以有多种写法。
例1、（2009·北京卷·1）在植物细胞中，吲哚乙酸主要由色氨酸经一系列酶催化生成。下列相关叙述正确的是
A．吲哚乙酸可在胚芽鞘中大量合成
B．色氨酸至少含有一个氨基和一个羧基
C．吲哚乙酸是一种具有调节作用的蛋白质
D．过量的色氨酸可抑制吲哚乙酸的合成
【解析】作为一种微量调节物质，不可能大量形成，A错；吲哚乙酸是一种小分子有机酸，虽然有色氨酸参与，但仅是一个氨基酸的转变过程，不是多个氨基酸缩合，因此不是蛋白质，C错；作为合成吲哚乙酸的原料，含量增加时，应该有利于吲哚乙酸的合成，而不是抑制吲哚乙酸的合成，D错。色氨酸作为一种氨基酸，符合氨基酸的结构特点，至少具有一个氨基和一个羧基，B正确；
【答案】B
变式1、丙氨酸是人的非必需氨基酸，赖氨酸是人的必需氨基酸，它们在结构上有明显的差异，这种差异的产生，取决于：
A.两者R基团组成的不同
B.两者的结构完全不同
C.赖氨酸的氨基多
D.赖氨酸的羧基多
【解析】两种氨基酸结构不同，是因为它们的R基不同，至于R基上是否有氨基和羧基，在条件不充分时无法确定。
【答案】A
考点二、关于脱水缩合及相关计算
1、脱去的水的来源：氨基提供一个H，羧基提供一个羟基（—OH），形成的肽键（—CO—NH—）中，—CO—是羧基的剩余部分，—NH—是氨基剩余部分。C、N都和相应氨基酸和C原子相连，而O和H原子与其它部分没有相连。
2、有关蛋白质形成过程中脱水、形成肽键等计算
n个氨基酸组成的m条肽链组成的蛋白质，其中有关基因或原子数目如下表
脱去水 形成肽键 游离氨基 游离羧基 N原子数 O原子数
n—m n—m 至少m 至少m 至少n 至少n+m
3、若氨基酸的平均相对分子质量为a，上述蛋白质的相对分子质量为：na—18（n—m）。
4、蛋白质形成过程中，R基上的氨基和羧基一般不会相互缩合形成肽键，因此，不用考虑由此因起的肽键数目和脱水数目的变化；但R基上的其它基团会变化，引起蛋白质的相对分子质量变化。
如两个位置比较接近的氨基酸，若R基上都有硫氢基（—SH），则它们可以脱去两个氢，形成二硫键（—S—S—），每形成一个二硫键，蛋白质相对分子质量减小2.
例2：［2009上海］某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是 （ ）
A．n-m B．n-2m
C．n+m D．n+2m
【解析】每条肽链的一端是氨基，另一端是羧基，每个羧基上有两个O原子，中间有n—m个肽键，每个肽键中有一个O原子。这样，氧原子总数至少是2m+n—m，即n+m。理解“至少”的意思：R基上还可能有O原子。
【答案】C
变式2、现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为 （ ）
A．798、2和2 B．798、12和10
C．799、1和1 D．799、11和9
【解析】800个氨基酸有810个氨基和808个羧基，说明R基上共有10个氨基和8个羧基，这些氨基和羧基在缩合反应中并未发生变化。根据800个氨基酸、2条肽链，可计算出肽键数为798，每条肽链两端分别有1个氨基和1个羧基，加上R基上的10个氨基、8个羧基，可得结果。
【答案】B
考点三、关于蛋白质的结构和功能的多样性
1、蛋白质结构的多样性
蛋白质的结构多样性有两个层次，一是氨基酸通过脱水缩合形成多肽，二是形成多肽再形成蛋白质。第一层次形成的方式相同，差异是做为原料的氨基酸的种类和数目不同，这些不同种类的氨基酸在脱水缩合中的顺序不同，这是蛋白质具有多样性的关键，这个差异就由基因决定的。第二层次有两个方面不同，（1）有些蛋白质只包括一条肽链，而多数蛋白质都包括两条或两条以上肽链，（2）肽链再形成复杂的空间结构，这一环节可能会出现更多结构不同的蛋白质。平时我们所说的蛋白质在高温、强酸强碱条件下的变性，就是蛋白质的空间结构发生了改变。
2、蛋白质的结构多样性决定了功能的多样性
（1）不同的结构组成（包括基本单位、肽链、空间结构）的蛋白质有不同的功能，根本原因是决定合成它们的基因的结构不同。
（2）蛋白质的结构发生改变，导致功能的改变：基因突变——组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序发生改变，这些改变往往是蛋白质失去原来的功能或产生异常有害的功能，所以基因突变大多是有害的；温度、pH等改变导致空间结构改变，也往往导致蛋白质功能丧失，但也有相反的情况，如胃腺产生的胃蛋白酶，刚合成时并无生物活性（称胃蛋白酶原），即催化作用，反而在胃酸作用下，空间结构发生了改变（即胃蛋白酶），才具有了催化作用。需要注意的是：蛋白质变性仅是空间结构改变，肽键没有变化，蛋白质更没有分解，因此，变性后的蛋白质仍然可以和双缩脲试剂反应，仍然具有原来的营养价值。
例3、下图表示有关蛋白质分子的概念图，下列对图示分析正确的是 （ ）
A．一个多肽中A的种类肯定有20种
B．①过程发生所需模板和运输A的工具都是RNA
C．B的化学简式是—NH—COOH—
D．蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根本原因
【解析】由概念图中概念间的相互关系可知：A是氨基酸，一个多肽中氨基酸的种类最多有20种，因此A选项错误；①过程是氨基酸的脱水缩合形成多肽，必须以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体中进行，因此B选项正确；B为肽键，化学简式是—NH—CO—，C选项错误；细胞多样性的根本原因是由于基因组成的多样性，基因控制着蛋白质的多样性。
【答案】B
变式3、下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是
A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变
B．RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息
C．DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性
D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输
【解析】蛋白质空间结构发生改变，结构会发生改变。
【答案】A
考点四、观察DNA和RNA在细胞中的分布
1、甲基绿和吡罗红试剂
（1）甲基绿使DNA呈绿色，吡罗红使RNA呈红色，因此可以根据染色后细胞不同部位出现的颜色判断DNA和RNA在细胞中的分布。
（2）甲基绿和吡罗红的使用方法：甲基绿吡罗红是混合染色剂，不是两种试剂分开使用。而在使用过程中，使用前现配现用则更复杂，大致过程如下（未考虑浓度）
配制A液——甲基绿吡罗红+蒸馏水
配制B液——稀释的乙酸钠溶液+稀释的乙酸溶液+蒸馏水
配制B液的目的是制备pH为4.8的溶液
最后一步：A液+B液制成染色剂
从某种程度上看，甲基绿吡罗红试剂的使用方法很类似于斐林试剂，但比斐林试剂配制复杂，原理也不大相同。
2、盐酸的作用
（1）改变（增大）细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞。由此可以推测，正常情况下，染色剂很难进入活细胞。
（2）使组成染色体的蛋白质和DNA分离，有利于DNA和染色剂结合。
3、细胞的选择
动物细胞和植物细胞都可以做为实验材料
4、操作流程
制片——水解——漂洗——染色——观察
（1）水解需要在30℃水浴加热条件下，装片放在盛有盐酸的小烧杯中，小烧杯放在盛有清水的大烧杯中
（2）用蒸馏水的缓水流冲洗。目的是洗去过多的盐酸。
（3）染色过程中两次用到吸水纸：第一次是在染色前先用吸水纸吸去水，第二次是在染色后吸去多余的染色剂。
（4）观察：需要使用高倍显微镜。
例4（10新课标）若要在普通显微镜下观察到质壁分离、RNA和脂肪，下列四组材料中应选择的一组是
A．水稻胚乳和花生子叶 B．天竺葵叶和水稻胚乳
C．紫色洋葱和花生子叶 D．天竺葵叶和紫色洋葱
【解析】观察质壁分离最好是成熟的植物细胞，具有大的有色液泡。而要观察脂肪，就应该选择含有脂肪的并且是无色的细胞，而观察RNA时，一般对细胞无特殊要求。
【答案】C
变式4、下列关于酒精在生物实验中的相关应用，叙述错误的是 （ ）
A. 在使用苏丹Ⅲ鉴定脂肪的实验中，酒精的作用是洗去实验材料上的浮色
B. 无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到提取色素的作用
C. 制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，使用的解离液成分是盐酸和酒精
D. 在观察细胞内DNA和RNA分布的实验中，可使用酒精来改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞
【解析】观察DNA和RNA分布的实验中，改变通透性的是盐酸，而不是酒精。
【答案】D
考点五、DNA和RNA的结构
比较项目 DNA RNA
中文名称 脱氧核糖核酸 核糖核酸
分布 主要在细胞核 主要在细胞质
分子特点 一般是双链 一般是单链
五碳糖 脱氧核糖 核糖
碱基 A、T、G、C A、U、G、C
不同生物细胞内的核酸、核苷酸、碱基种类数
生物类型 核酸 核苷酸 碱基
真核生物 2 8 5
原核生物
病毒 1 4 4
例5、在大肠杆菌和SARS病毒体内，由A、T、G碱基参与组成的核苷酸分别有
A 6种，3种 B 5种，3种
C 5种，2种 D 3种，2种
【解析】A、G既可组成脱氧核苷酸，又可组成核糖核苷酸，而T只能组成脱氧核苷酸，大肠杆菌细胞中既有DNA又有RNA，因此相关的核苷酸共有5种，而SARS内只含有RNA，也就只有A、G能参与组成两种核糖核苷酸，SARS内无DNA，也就无T参与。因此，A、T、G只能参与组成两种核苷酸
【答案】C
变式5、对人肝脏细胞和乙肝病毒的核酸彻底水解，水解产物的种类分别是
A 2种，1种 B 6种，4种
C 10种，6种 D 16种，8种
【解析】注意“彻底”水解，应是核苷酸水解成一个磷酸、一个五碳糖和一个碱基。肝脏细胞的核酸水解产物是五种碱基、两种五碳糖和磷酸，共8种，乙肝病毒的核酸水解，产物是四种碱基、一种五碳糖和磷酸，共6种。
【答案】C
课时作业
1．下列物质中属于组成蛋白质的氨基酸的是（ ）
【解析】参与生物体内蛋白质组成的氨基酸必须是α－氨基酸，其特点是：至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
【答案】B
2．下列各项与蛋白质分子结构多样性无关的是（ ）
A．氨基酸的数目、种类和排列顺序
B．构成蛋白质分子的多肽链的数目
C．构成蛋白质分子的多肽链的空间结构
D．每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基
【解析】组成蛋白质分子的氨基酸数目、种类、排列顺序不同，蛋白质则不同；构成蛋白质分子的多肽链条数、空间结构不同，蛋白质也不同。
【答案】D
3．蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是（ ）
A．上图所示肽链肯定由五种氨基酸脱水缩合而成
B．在肽酶P的作用下，经过脱水可以形成两条肽链
C．肽酶P可以催化1处的化学键断裂
D．该肽链中含有游离的氨基和羧基数各1个
【解析】题目中“肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键”的信息可判断肽酶可作用于肽键中的1处。图中所示肽链有4个肽键，肯定由5个氨基酸构成，但可能有的R基相同，故不一定是五种氨基酸脱水缩合而成，A错误。在肽酶P的作用下，应是消耗水分子形成两条肽链，B错误。该肽链中含有游离的氨基和羧基数只能说至少各1个，不能肯定就是各1个游离的氨基和羧基，因为不知道R基中是否含有氨基或羧基，D错误。
【答案】C
4．下列关于脱氧核糖核酸(DNA)的分布，正确的是（ ）
A．蛙的成熟红细胞中不含DNA分子
B．人体细胞的细胞质中也有DNA分子
C．含DNA的原核细胞不会同时含RNA
D．细菌细胞中的DNA都分布在拟核中
【解析】考查DNA的分布以及几种常见生物的细胞结构。真核细胞中的DNA主要分布在细胞核，细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA；原核细胞的DNA主要分布在拟核中，细胞质中也有，比如质粒；哺乳动物成熟的红细胞中不含DNA。A项中蛙的成熟红细胞中含DNA分子，故A错；C项中原核细胞中可以同时含有DNA和RNA，故C错；D项中细菌的细胞质中也有少量的DNA，故D项错。
【答案】B
5.下列哪项不是蛋白质在人体内的主要生理功能（ ）
A．调节作用B．免疫作用
C．运输作用D．遗传作用
【解析】在人体内，蛋白质不能作遗传物质。
【答案】D
6．在“观察DNA和RNA在细胞中分布”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液
B．用8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分离，使DNA水解
C．酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏
D．用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子
【解析】A项，在配制时首先将吡罗红甲基绿混合粉剂溶解，最后得到的染色剂中既有甲基绿，又有吡罗红。B项，用8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分开，利于甲基绿染色，并不是分解DNA，否则就观察不出DNA分布状况。C项，酒精灯烘干临时装片的目的是杀死并固定细胞，否则口腔上皮细胞在死亡时，溶酶体中的水解酶会破坏细胞的结构，包括DNA、RNA等。D项，染色体由DNA和蛋白质组成，此实验中使用盐酸时已使DNA和蛋白质分离，甲基绿染液只能使DNA分子着色，所以观察不到呈绿色的染色体。
【答案】C
7．下列图解表示人体内的几种重要化合物A、B、C的化学组成及它们之间的关系。下列相关说法中，不正确的是（ ）
A．A和B是染色体的主要成分
B．过程1、2、4都有水的产生
C．密码子存在于B和C
D．过程3、4进行的场所和所利用的酶不同
【解析】由a、b的组成成分以及A、B、C之间的关系可以判断：a是氨基酸，b是脱氧核糖核苷酸，A、B分别是蛋白质和DNA，C是转录的产物——mRNA。由a(b)合成A(B)的过程属于聚合过程，该过程脱水；C→A属于氨基酸的脱水缩合，也有水的生成。B→C是转录过程，主要在细胞核中进行，C→A是翻译过程，在核糖体上进行，转录和翻译所利用的酶也不同。密码子是指在mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，所以C选项错。
【答案】C
8．下列表述正确的是（ ）
A．DNA和RNA都能携带遗传信息
B．所有生物的DNA都具有相同的脱氧核苷酸排列顺序
C．组成DNA的脱氧核苷酸只有4种，所以连成长链时，其排列顺序是有限的
D．DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中
【解析】DNA和RNA的基本组成单位分别是脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸，核苷酸的排列顺序就代表了遗传信息。DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA，而RNA主要分布在细胞质中。不同生物的DNA分子具有不同的核苷酸序列，即包含不同的遗传信息；虽然组成DNA的基本单位只有4种，但由于组成DNA分子的核苷酸数量不限，其排列顺序是极其多样化的。
【答案】A
9.免疫球蛋白IgG的结构如图所示，其中－S－S－表示连接两条
相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG有
肽键数及形成该蛋白质时相对分子质量减少了（ ）
A.m个(m－4)×18
B.(m＋1)个(m－4)×18
C.(m－1)个(m－4)×18－6
D.(m－4)个(m－4)×18＋6
【解析】由图示信息可知，该IgG由4条多肽链组成，共含m个氨基酸，所以该IgG有肽键数为(m－4)个，此外形成该球蛋白时还同时形成了3个二硫键，相对分子质量因此减少了6，故形成该蛋白质时相对分子质量减少了(m－4)×18＋6。
【答案】D
10.在下列四种化合物的化学组成中，与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是（ ）
A.①——腺嘌呤核糖核苷酸
B.②——腺苷
C.③——腺嘌呤脱氧核苷酸
D.④——腺嘌呤
【解析】①处“A”表示腺苷；②中“A”代表腺嘌呤脱氧核苷酸；③中“A”代表腺嘌呤核糖核苷酸；④中“A”代表腺嘌呤。
【答案】D
11．以下是生物体内四种有机物的组成与功能关系图，请据图回答：
(1)物质D的基本元素组成是________；SARS病毒体内物质H彻底水解后，产生的物质是________________________。
(2)物质C的不同取决于________的不同；现有C若干个，在合成含有三条链的G过程中，共产生200个水分子，则C的数目为________个。
(3)小麦种子细胞中，物质E是指________。细胞核内的染色体主要是由图中的________和________构成(填字母代号)。
(4)相同质量的E和F彻底氧化分解，耗氧量较多的是____。
【解析】(1)本题中A和E都是主要的能源物质，可以判断A和E属于糖类，又A是E的基本单位，所以A为葡萄糖，E为淀粉或糖原；F是主要的储能物质，所以F是脂肪，B为甘油和脂肪酸；G是生命活动的主要承担者，所以G是蛋白质，C是基本组成单位氨基酸；H是遗传信息的携带者，所以H是核酸，D为核苷酸。(2)核苷酸的基本组成元素是C、H、O、N、P，SARS病毒体内的遗传物质H应该为RNA，其彻底水解后得到的产物为核糖、磷酸、含氮碱基。(3)相同质量的糖类和脂肪彻底氧化分解，耗氧较多的是脂肪，因为脂肪中所含有的氢多，耗氧就多。
【答案】(1)C、H、O、N、P核糖、磷酸、含氮碱基(2)R基203(3)淀粉GH(4)F
12.胰岛素是动物体的一种激素，下图为结晶牛胰岛素的模式图。其α链有21个氨基酸，β链有30个氨基酸。请回答：
（1）这51个氨基酸在相应器官细胞的__________上，经__________方式合成胰岛素，其加工和分泌与__________（细胞器）有关。该物质穿过细胞膜后通过__________运输至全身。
（2）这51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量比原来减少了__________。其分子中至少还有__________个氨基。
（3）人体中胰岛素的含量过低，会导致相应的病症（糖尿病），其治疗方法之一是皮下注射胰岛素而不能口服，原因是__________。
（4）人胰岛素中链的第8位氨基酸为苏氨酸，而牛胰岛链的第8位氨基酸为丙氨酸，这种差异显示了生物具有一定的__________。
【答案】（1）核糖体，脱水缩合，内质网和高尔基体，血液循环（2）888，2（3）胰岛素是蛋白质，在消化道内能被蛋白酶分解（4）亲缘关系
13．如下图所示为核苷酸链结构图，请据图回答下列问题。
(1)能构成一个完整核苷酸的是________(填“a”或“b”)。
(2)各核苷酸之间是通过________(填序号)相连。
(3)若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是________。
(4)图中与两个磷酸直接相连的五碳糖共有________个。
【答案】(1)a(2)③(3)T(4)3
14．蛋白质的空间构型遭到破坏，其生物活性就会丧失，这称为蛋白质的变性。高温、强碱、强酸、重金属等会使蛋白质变性。现提供：质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液、无水乙醇、烧杯、试管量筒、滴管、温度计、酒精灯等材料用具。请你设计实验探究乙醇能否使蛋白质变性。
实验步骤：①取两支试管，编号A、B，向A、B两试管中各加入1ml新鲜的淀粉酶溶液，然后向A试管加________，向B试管加5滴无水乙醇，混匀后向A、B两试管再加2ml可溶性淀粉溶液；
②将两支试管摇匀后，同时放入适宜温度的温水中维持5min；
③________________________________________________________________________。
④从温水中取出A、B试管，各加入1mL斐林试剂摇匀，放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热约2min，观察试管中出现的颜色变化。
(2)实验结果预测及结论：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)该实验的自变量是____________，对照组是________。
【解析】①首先要明确该实验是探究实验，它与验证实验的主要区别是探究实验的结果和结论的不确定性，需要通过实验进行探究。②明白选择淀粉酶、淀粉溶液以及NaOH溶液、CuSO4溶液的作用：如果淀粉酶(蛋白质)不变性，则淀粉溶液会产生还原糖，还原糖可以用斐林试剂进行鉴定。另外，还要知道斐林试剂的配制和使用方法。③要重视变量的控制：单一变量(有无乙醇)不同，无关变量(温度、淀粉溶液和淀粉酶溶液的量等)要保持一致。
【答案】(1)①5滴蒸馏水③取少量质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液，配制成斐林试剂；
(2)①A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现，说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性②A试管中出现砖红色沉淀，B试管也出现，说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性
(3)有无乙醇A
