2013高考生物冲刺复习课件：（23份）打包

课件142张PPT。专题10 生物的变异 基因突变
【典例1】(2010·新课标全国卷)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中
A．花色基因的碱基组成 B．花色基因的DNA序列
C．细胞的DNA含量 D．细胞的RNA含量【审题视角】解答本题的关键是明确基因突变的实质是DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失。【精讲精析】选B。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：基因突变导致基因结构发生改变，可以产生新基因，是新基因的根本来源，近几年高考对基因突变的考查注重对基本概念和特点的理解，试题难度较低。
备考策略：该考点在备考中应注意以下两点：
(1)理解基因突变的实质是碱基对的变化，一定的外界或内部因素的作用下，由于基因复制时碱基种类、数目、排列顺序发生改变，使基因结构发生改变，属于分子水平的变异。
(2)深入理解基因突变的不定向性、低频性、随机性和多害性。 染色体变异
【典例2】(2011·海南高考)关于植物染色体变异的叙述，正确的是
A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化【审题视角】本题的解题思路是：【精讲精析】选D。A项,染色体组整倍性变化会导致染色体数目变化，不会产生新的基因;
B项,染色体组非整倍性变化是染色体数目的变化，不会产生新的基因;
C项,染色体片段的缺失会导致基因种类的变化，染色体片段的重复只会改变基因的数目，不会导致基因种类的变化;
D项,染色体片段的倒位和易位可以导致基因排列顺序的变化。【命题人揭秘】
命题规律：染色体数目的变异较多发生在植物细胞内，秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。多倍体育种与单倍体育种均应用了该原理，命题时往往与染色体变异实验、多倍体育种、单倍体育种结合考查。
备考策略：该考点在备考中需要注意以下两点：
(1)理解染色体变异的机制，区分不同变异对基因种类、数目和排列顺序可能造成的不同影响。(2)在训练时要注重训练文字信息与图像信息之间的转化，要想准确转化图文信息，既要有扎实的学科基础知识，又要有较高的信息处理能力。 变异在育种方面的应用
【典例3】(2012·浙江高考)玉米的抗病和不抗病(基因为A、
a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现
有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，
进行以下实验：
取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察
到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)，将乙
与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗
病矮秆。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。
另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。
请回答：
(1)对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常___________，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有___________的特点，该变异类型属于______________。(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了_______、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是_________。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成_______获得再生植株。
(3)从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生______种配子。
(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。【审题视角】解答本题的突破口是根据F1中四种表现型推测出乙和丙的基因型。
【精讲精析】本题考查实验设计的有关知识。
(1)从题意知白化苗是由于控制叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，不能表达出正常的叶绿素；这样的变异对生物不利，所以具有有害性的特点；由于是基因缺失了一段DNA，所以是基因突变。(2)题干中用到射线照射，为诱变育种；杂交育种的原理为基因重组；花药离体培养为单倍体育种的一部分，属于植物组织培养，所以可通过诱导脱分化产生愈伤组织，再分化形成芽和根，获得再生植株，也可以通过诱导形成大量胚状体获得再生植株。(3)由题干甲和丁杂交，子一代都为抗病高秆，可知抗病和高秆都为显性。由乙和丙杂交得到后代可知：
抗病×不抗病→抗病、不抗病，所以亲本抗病基因型为Aa，不抗病基因型为aa，矮秆×高秆→矮秆、高秆，所以亲本高秆基因型为Bb，矮秆基因型为bb，
即乙的基因型为Aabb、丙的基因型为aaBb，所以F1中抗病高秆基因型为AaBb，可以产生4种配子。(4)乙的基因型为Aabb、丙的基因型为aaBb，所以F1中抗病高秆基因型为AaBb。遗传图解表示乙和丙杂交得到F1为：答案：(1)表达 有害性 基因突变
(2)诱变育种 基因重组 胚状体
(3)4
(4) 【命题人揭秘】
命题规律：育种的目的是提高作物品质，诱变育种可以产生新的基因，基因突变是变异的根本来源，育种类题目可以综合考查遗传的基本规律、变异的来源等知识点，可以很好地考查对遗传学知识的应用能力，该考点是近几年高考命题的热点。遗传图解的书写是基本的生物学素养，在近几年的高考中也频频命题。备考策略：(1)解答此类题目首先要关注育种目标，育种的实际操作过程中，往往综合运用多种手段，诱发突变可以提高基因突变的频率，花药离体培养结合诱导染色体数目加倍可以有效缩短育种周期。
(2)解题时针对育种目标选择合理的技术手段，这就要求深入理解诱发突变、杂交育种、单倍体育种和多倍体育种的原理。 染色体变异的相关实验
【典例4】(2011·江苏高考)洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下：
①将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。
②将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。③剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h，然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中5～8 min。
④将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。
⑤用石炭酸—品红试剂染色。
⑥制片、镜检；计数、拍照。
实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。请分析上述实验，回答有关问题：
(1)步骤③中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中”的作用是_______________。
(2)步骤⑥为了获得相应的观察视野，镜检时正确的操作方法是____________________。
(3)根据所学的知识推测，石炭酸-品红试剂是一种________性染料。
(4)为了统计数据更加科学，计数时应采取的方法是_______。
(5)根据上表结果可以得出如下初步结论：
①质量分数为____秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高；②本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是___________________。
(６)如图为一位同学在步骤⑥所拍摄的显微照片，形成细胞a的最可能的原因是______________________________。【审题视角】解答该题时需注意以下两点：
(1)观察细胞分裂过程中的染色体的形态，需要经过解离、漂洗、染色和制片过程。
(2)细胞分裂过程中染色体移向两极是纺锤丝牵引的结果。【精讲精析】(1)实验过程中盐酸的作用是使组织中的细胞相互分离开来。
(2)步骤⑥在显微镜下观察，一定要先用低倍镜找到所要观察的视野，再换上高倍镜仔细观察。
(3)染色体容易被碱性染料着色，故石炭酸-品红试剂是一种碱性染料。
(4)为了使统计数据更加科学，计数时应采取的方法是每组装片观察多个视野。(5)由表格可知，质量分数为0.01%秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高；本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是0.01%秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中培养36 h。
(6)由图像可知，a细胞染色体数目较少，未加倍，说明未受秋水仙素影响，应为纺锤体已经形成。答案：(1)使组织中的细胞相互分离开来
(2)先在低倍镜下观察，缓慢移动装片，发现理想视野后换用高倍镜
(3)碱 (4)每组装片观察多个视野
(5)①0.01%
②0.01%秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中培养36 h
(6)秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后【阅卷人点拨】 基因突变及其应用
高考指数:★★★
1.(2010·福建高考)如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )A.①处插入碱基对G-C B.②处碱基对A-T替换为G-C
C.③处缺失碱基对A-T D.④处碱基对G-C替换为A-T【解题指南】根据赖氨酸的密码子识别基因的模板链，然后比较控制赖氨酸和谷氨酸的基因区别。
【解析】选B。据题可知赖氨酸的密码子有AAA和AAG两种，结合题中所给的赖氨酸对应的WNK4基因序列，可以确定该题中的赖氨酸的密码子是AAG，所以当②处碱基对A-T替换为G-C时，相应的密码子由AAG被替换成谷氨酸的密码子GAG。2.(2010·江苏高考)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是( )
A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置
D.将该株水稻的花药离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系【解析】选B。A项，基因突变往往只改变一个基因，由显性基因突变成隐性基因属于隐性突变，一般不改变表现型，由此判断A项错误；B项，连续自交属于杂交育种中的核心过程，其目的是获得能够稳定遗传的个体(纯合子)，由此判断B项正确；C项，观察细胞有丝分裂中期图像只能观察到染色体，不能观察到基因，由此判断C项错误；D项，该过程属于单倍体育种，花药离体培养后获得的是单倍体，再经秋水仙素(低温)处理才可获得稳定遗传的高产品系，由此判断D项错误。【误区警示】花药离体培养得到的是单倍体幼苗，要得到正常的纯合子需诱导染色体数目加倍。混淆单倍体育种与花药离体培养，忽视了花药离体培养后，经过染色体数目加倍的过程才能得到纯合子，易错选D。3.(2012·广东高考)子叶黄色(Y，野生型)和绿色(y，突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。(1)在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化如图1。其中，反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是____________。
(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列如图2。据图2推测，Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_______和________。进一步研究发现，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点_______的突变导致了该蛋白的功能异常。从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。(3)水稻Y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能，设计了以下实验，请完善。
(一)培育转基因植株：
Ⅰ.植株甲：用含有空载体的农杆菌感染______________的细胞，培育并获得纯合植株。
Ⅱ.植株乙：________________________________________，
培育并获得含有目的基因的纯合植株。(二)预测转基因植株的表现型：
植株甲：___________维持“常绿”；植株乙：__________。
(三)推测结论：____________________________________。
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)理解题干信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”。
(2)明确基因突变的方式和结果。
(3)熟练运用对照实验的设计原则。【解析】(1)根据题干所给信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”，可推测出野生型豌豆成熟后，子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低。分析图1，B从第6天开始总叶绿素含量明显下降，因此B代表野生型豌豆，则A为突变型豌豆。(2)根据图2可以看出，突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY蛋白有3处变异，①处氨基酸由T变成S,②处氨基酸由N变成K，可以确定是基因相应的碱基发生了替换，③处多了2个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基的增添；从图2中可以看出SGRY蛋白的第12和第38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意，SGRy蛋白和SGRY蛋白都能进入叶绿体，说明①②处的变异没有改变其功能，所以突变型的SGRy蛋白功能的改变是由③处变异引起的。 (3)本实验通过具体情境考查对照实验的设计能力。欲通过转基因实验验证Y基因具有“能使子叶由绿色变为黄色”的功能，首先应培育纯合的“常绿”突变植株y2，然后用含有Y基因的农杆菌感染纯合的“常绿”突变植株y2，培育出含有目的基因的纯合植株观察其叶片颜色变化。为了排除农杆菌感染对植株的影响，应用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照。答案：(1)A (2)替换 增添 ③
(3)(一)突变植株y2 用含Y基因的农杆菌感染纯合突变植株y2
(二)能 不能维持“常绿”
(三)Y基因能使子叶由绿色变为黄色4.(2012·北京高考)在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内繁殖结果如下。注： 纯合脱毛♀， 纯合脱毛♂，○纯合有毛♀，□纯
合有毛♂， 杂合♀， 杂合♂(1)已知Ⅰ、Ⅱ组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于_____________染色体上。
(2)Ⅲ组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由_________基因控制的，相关基因的遗传符合____________定律。
(3)Ⅳ组的繁殖结果说明，小鼠表现出脱毛性状不是________影响的结果。
(4)在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于________，此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是____________________。(5)测序结果表明，突变基因序列模板链中的1个G突变为A，推测密码子发生的变化是__________(填选项前的符号)。
A.由GGA变为AGA
B.由CGA变为GGA
C.由AGA变为UGA
D.由CGA变为UGA(6)研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成________。进一步研究发现，该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，据此推测脱毛小鼠细胞的___________下降，这就可以解释表中数据显示的雌性脱毛小鼠____________的原因。
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)根据亲代的表现型及子代的数量关系推测出控制该性状基因的位置及显隐性关系。
(2)明确密码子存在于mRNA上，含有碱基U。【解析】(1)脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于常染色体上。
(2)Ⅲ组的繁殖结果中脱毛∶有毛≈1∶3，说明受一对等位基因控制，相关基因的遗传符合孟德尔的分离定律。
(3)Ⅳ组的繁殖结果子代全部表现为脱毛性状，说明小鼠表现出脱毛性状不是环境影响的结果，而是与基因有关。
(4)在自然状态下不是为了让其突变而采取措施发生的突变为自然突变，由于种群比较小，此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是突变基因的频率比较大。(5)若突变基因序列模板链中的1个G突变为A，则mRNA中相应密码子位置则由C变为U。
(6)若突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，说明蛋白质合成提前终止。若突变蛋白质使甲状腺激素受体的功能下降，则脱毛小鼠细胞中甲状腺激素的功能受抑制，细胞代谢速率下降，因此雌性脱毛小鼠产仔率降低。答案：(1)常
(2)一对等位 孟德尔分离
(3)环境因素
(4)自发/自然突变 突变基因的频率足够高
(5)D
(6)提前终止 代谢速率 产仔率低 染色体变异及其应用
高考指数:★★★★★
5.(2012·江苏高考)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是( )
A.减数分裂时染色单体1或2上的基因b突
变为B
B.减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4
自由分离C.减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合
D.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换【解析】选D。自然状态下基因突变的频率非常低，而且基因突
变发生在减数分裂前的间期，所以A错误。减数第二次分裂时姐
妹染色单体分离(即1与2、3与4分离)，产生的含有3或4子染色
体的花粉不育，那么可育花粉的基因型是b，测交子代中无红色
性状的个体，所以B不合理。减数第一次分裂时1与2和3与4所在
的同源染色体分离，因此减数第二次分裂时细胞中无非姐妹染
色单体(即1与3、1与4、2与3、2与4)，因此C解释不合理。Bb的
父本与bb的母本测交后代部分表现为红色性状，说明父本产生
了可育的B花粉，而B基因如果存在于缺失的染色体3或4中，那么这样的花粉是不育的，只有B基因位于1或2上才能形成可育的B花粉，出现这样结果的可能就是减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换，故D选项合理。6.(2011·安徽高考)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接( )
A.插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变
B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变
C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异
D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代【解析】选C。放射性同位素131I不是碱基，因此不能直接插入DNA分子或替换DNA分子中的某一碱基，因此A项和B项都不正确；放射性同位素131I能导致染色体结构变异，因此C项正确；放射性同位素131I能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但由于是体细胞的基因突变，因此不能遗传给下一代，D项错误。7.(2011·福建高考)火鸡的性别决定方式是ZW型(♀ZW，♂ZZ)。曾有人发现少数雌火鸡(ZW)的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代(WW的胚胎不能存活)。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是( )
A.雌∶雄=1∶1 B.雌∶雄=1∶2
C.雌∶雄=3∶1 D.雌∶雄=4∶1【解题指南】抓住题干中的关键字“WW的胚胎不能存活”。
【解析】选D。从题干知，ZW经减数分裂产生四个细胞，一个卵细胞，三个极体，卵细胞的基因型有两种Z或W，若卵细胞基因型为Z，则和其同时产生的极体基因型为Z，另两个极体都为W，卵细胞与产生的三个极体之一结合，比例为1ZZ∶2ZW；若卵细胞基因型为W，则和其同时产生的极体基因型为W, 另两个极体都为Z, 卵细胞与产生的三个极体之一结合，比例为1WW(死)∶2ZW，所以理论上后代雌性与雄性比例为4ZW∶1ZZ。8.(2010·江苏高考)为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是( )
A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体
B.用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体
C.将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体
D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体【解题指南】受精完成后次级卵母细胞继续分裂，释放(第二)极体，阻止(第二)极体释放即可导致受精卵内染色体数目发生变化。【解析】选D。A项，利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，培育形成的新个体是四倍体，由此判断A项错误；B项，用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成的新个体是单倍体，由此判断B项错误；C项，将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成的新个体是二倍体，由此判断C项错误；D项，用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞(2个染色体组)释放极体(1个染色体组)，然后培育形成的新个体是三倍体，由此判断D项正确。9.(2012·山东高考)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为
_________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是
________条。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、______和______四
种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌
果蝇的基因型为____________。
(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，
F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身
红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇
和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白
眼果蝇的概率为________。(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：_________________________________________。
结果预测：Ⅰ.若__________，则是环境改变；
Ⅱ.若___________，则是基因突变；
Ⅲ.若___________，则是减数分裂时X染色体不分离。【解题指南】解答此题的关键是：
(1)理解减数分裂过程中染色体数量变化的特点；
(2)遗传规律的理解、应用以及遗传规律中的计算；
(3)探究实验的一般步骤和解题方法。 【解析】(1)正常果蝇体细胞中有8条染色体，为二倍体生物，在减数第一次分裂中期的细胞中染色体组数为2；在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数目为8条。
(2)P: XrXrY × XRY
配子： Xr XrXr XrY Y XR Y
F1中红眼果蝇 XRXr(红雌) XRXrXr(死亡) XRXrY(红雌) (3)P: aaXr Xr × AAXRY
F1 AaXRXr × AaXrY
F2 A_XRXr A_XRY A_XrXr A_XrY aaXRXr aaXRY aaXrXr aaXrY
(灰身红眼) (灰身白眼) (黑身红眼) (黑身白眼)F2中灰身(A_)和黑身(aa)占的比例分别为3/4、1/4；红眼和白眼各占1/2；则灰身红眼占的比例为3/4 ×1/2=3/8，黑身白眼占的比例为1/4 ×1/2=1/8，灰身红眼∶黑身白眼=3/8∶1/8
=3∶1；要使F2中灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇杂交后代中出现黑身白眼果蝇，则双亲的基因型及概率为：
F2 2/3 AaXRXr × 2/3 AaXrY
F3中黑身白眼果蝇为：aa XrXr aaXrY
比例为：2/3×2/3×1/4×1/2=1/18(4)一般让M果蝇与正常的白眼雌果蝇(XrXr)，杂交，分析子代的表现型；若是环境引起的变异，则基因型不变，为XRY，它与白眼雌果蝇(XrXr)杂交的子代中出现红眼雌果蝇；若是基因突变，则其基因型为XrY，它与白眼雌果蝇(XrXr)杂交的子代全部为白眼；若是因亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离引起的，则此白眼雄果蝇的基因型为XrO，该雄性不育，不能产生后代。答案：(1)2 8
(2)XrY Y(注：两空顺序可颠倒) XRXr、XRXrY
(3)3∶1 1/18
(4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型
Ⅰ.子代出现红眼(雌)果蝇
Ⅱ.子代表现型全部为白眼
Ⅲ.无子代产生 变异与育种
高考指数:★★★★
10.(2012·天津高考)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，如图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是( )A.①②两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化
B.与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株
C.图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高
D.F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会【解题指南】解答本题的关键是：
(1)明确植物组织培养的过程和条件。
(2)准确提取题干信息，明确花药壁细胞为正常体细胞，而花药中的花粉为生殖细胞。
(3)掌握基因与染色体的关系，明确只有同源染色体才能发生联会。【解析】选D。具体分析如下：【方法技巧】选择育种方法的三个标准
标准一：一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种；
标准二：为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种；
标准三：若要将特殊性状组合到一起，但又不能克服远缘杂交不亲和性，可考虑运用基因工程和细胞工程育种，如培育各种用于生物制药的工程菌。
选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策。11.(2010·安徽高考)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变Ⅰ代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。(1)两个新性状中，棕色是______性状，低酚是______性状。
(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是________。
(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变Ⅰ代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从______的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体(子)作为一个亲本，再从诱变Ⅰ代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。【解题指南】解答本题的关键是：
(1)诱变引起的成对基因突变为等位基因的变化特点。
(2)突变分为显性突变和隐性突变两类，显性突变当代即可表现，隐性突变在下一代才能表现出来。
(3)根据后代表现型逆推亲代基因型的一般规律。
(4)单倍体育种的过程和快速育种的特点。【解析】(1)棕色性状在诱变当代出现，为显性性状；低酚性状在诱变Ⅰ代出现，为隐性性状。
(2)诱变当代中的棕色高酚植株自交，诱变Ⅰ代中出现棕色高酚和白色高酚两种表现型，则诱变当代中的棕色高酚植株的基因型为AaBB；诱变当代中的白色高酚植株自交，诱变Ⅰ代中出现白色高酚和白色低酚两种表现型，则诱变当代中的白色高酚植株的基因型为aaBb。(3)诱变Ⅰ代中的棕色高酚植株，既有纯合体(子)，又有杂合体(子)，纯合体(子)自交后代不发生性状分离；欲尽快获得抗虫高产棉花新品种，应选择白色低酚植株与棕色高酚植株杂交，F1进行花药离体培养，进行单倍体育种。答案：(1)显性 隐性 (2)AaBB aaBb
(3)不发生性状分离(或全为棕色棉，或不出现白色棉)
P 棕色、高酚×白色、低酚
基因型 AABB aabb
F1 棕色、高酚
基因型 AaBb AB Ab aB ab(收集花药)
花药离体培养
秋水仙素处理
(染色体加倍)
AABB AAbb aaBB aabb
表现为棕色、低酚(AAbb)性状的植株即为所要选育的新品种 12.(2012·江苏高考)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经_______方法培育而成，还可用植物细胞工程中_______方法进行培育。
(2)杂交后代①染色体组的组成为_______，进行减数分裂时形成________个四分体，体细胞中含有_______条染色体。
(3)杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体________________________________。
(4)为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为______________。【解析】(1)从图中看异源多倍体的染色体组成是AABBCC，而植
物AABB 与CC 远缘杂交形成的后代的染色体组成是ABC，只有在
杂种植株的幼苗期用秋水仙素诱导染色体数目加倍后方可培育
成异源多倍体。也可采用植物AABB 与CC的体细胞通过植物体细
胞杂交的方法培育异源多倍体。(2)异源多倍体的染色体组成是
AABBCC，其配子中的染色体组成是ABC，而普通小麦产生的配子
中的染色体组成是ABD，所以杂交后代①的染色体组成为AABBCD,
即杂交后代①含有6个染色体组，42条染色体，但是只有AABB有
同源染色体能形成四分体，所以进行减数分裂时形成14个四分体。(3)杂交后代②中C 组的染色体在减数分裂时无同源染色体配对，所以易丢失。(4)C 染色体组中含携带抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，即接到非同源染色体上，这属于染色体结构变异。答案：(1)秋水仙素诱导染色体数目加倍
植物体细胞杂交
(2)AABBCD 14 42
(3)无同源染色体配对
(4)染色体结构变异【实验探究体验】
13.(2010·福建高考)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(粒)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：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变【解析】选C。低温下有丝分裂的后期着丝点(粒)仍然分裂，只不过低温抑制了纺锤体的形成，使分开后的染色体没有移向细胞两极导致染色体数目加倍，A错误；该实验中的解离液是盐酸酒精混合液，卡诺氏液是固定细胞的液体，B错误；该实验中细胞已经被杀死，不可能观察到染色体数目的变化，D错误；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都能使染色体着色，C正确。14.(2009·广东高考)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机会【解析】选C。低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍，诱导株为四倍体，不能使所有细胞染色体数目都加倍。根尖细胞的分裂为有丝分裂，而非同源染色体重组发生在减数分裂过程中，不能增加重组机会。多倍体细胞形成的原理是抑制纺锤体的形成阻止细胞的分裂，所以细胞周期是不完整的。15.(2009·江苏高考)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】本题考查基因突变的相关知识。(1)自交后代出现性状分离，说明该变异为显性突变；(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，变异类型多种说明基因突变具有不定向性；(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，但是不影响染色体的结构和数目。(4)表现型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、秋水仙素诱导染色体加倍形成二倍体；(5)用EMS溶液浸泡水稻种子，该种子长成的突变植株的所有体细胞的基因型相同。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 基因突变的特征和原因
1.实例：镰刀型细胞贫血症
(1)症状：红细胞呈镰刀状，容易破裂，使人患溶血性贫血。
(2)病因：基因中的碱基替换。
直接原因：血红蛋白分子的多肽链上一个谷氨酸变成了缬氨酸。
根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因上一个碱基对发生替换。2.概念
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。
3.基因突变的位置效应
(1)基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。
(2)基因突变若发生在体细胞中，一般不能遗传。
(3)有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。
(4)人体某些体细胞基因的突变，有可能发展为癌细胞。4.时间、原因、特点及意义
(1)时间：主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
物理因素：如紫外线、X射线等
(2)原因 化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等
生物因素：某些病毒等
普遍性：在生物界中普遍存在
随机性：个体发育的任何时期和部位
低频性：突变频率很低
不定向性：可产生一个以上的等位基因 (3)特点 新基因产生的途径
(4)意义 生物变异的根本来源
生物进化的原始材料
5.“增添”或“缺失”碱基的数目对肽链合成的影响
(1)如“增添”或“缺失”的碱基数目是3的倍数，往往使多肽链增加或减少几个氨基酸，而对后面的氨基酸的种类和顺序没有影响。
(2)如“增添”或“缺失”的碱基数目是“3n+1”或“3n+2”形式，除了使氨基酸增加或减少外，对后面的氨基酸的种类和顺序有影响。【名师点睛】
1.基因突变的时期及原因
DNA分子复制时因解螺旋，易发生差错导致基因突变，因此基因突变主要发生在细胞分裂间期。
2.基因突变属于分子水平的变化，无法在显微镜下观察到。
3.基因突变对生物性状的影响
(1)引起生物性状的改变：
如某些碱基对的增添或缺失，引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状改变。(2)未引起生物性状的改变：
①碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变(密码子的简并性)。
②由纯合子(体)的显性基因突变成杂合子(体)中的隐性基因。 基因重组及其应用【名师点睛】
不同生物的变异来源
(1)病毒、原核生物可遗传变异的来源——基因突变。
(2)真核生物可遗传变异的来源：
①进行无性生殖时——基因突变和染色体变异；
②进行有性生殖时——基因突变、基因重组、染色体变异。 染色体结构变异、数目变异及应用
1.染色体结构变异
2.二倍体、单倍体和多倍体的比较及应用【状元心得】
1.染色体组的三个确认条件
条件一：一个染色体组中不含同源染色体；
条件二：一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同；
条件三：一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。2.确认染色体组的三种方法
方法一：据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如图所示的细胞中形态相同的染色体a中有3条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。方法二：根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制某一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。如基因型为AaaBBb的细胞，含有3个染色体组，基因型为Aa的细胞含2个染色体组，基因型为ABcd的细胞则含1个染色体组。
方法三：根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：染色体组的数目=染色体数/染色体形态数，如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个，韭菜细胞共32条染色体有8种形态，可推出每种形态有4条，进而推出韭菜细胞内应含4个染色体组。 几种育种方式的比较
【状元心得】
根据育种目的选择育种方式
(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可；
(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交；
(3)若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法；
(4)若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种方法；(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种；
(6)若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。 低温诱导多倍体实验
1.原理解读
(1)进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点(粒)分裂，子染色体在纺锤丝的作用下分别移向两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。
(2)用低温处理植物分生组织细胞(如根尖分生区细胞)，能够抑制纺锤体的形成，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，使植物细胞染色体数目发生变化。2.流程展示
洋葱根尖培养：将洋葱(或大葱、蒜)放在装满清水的广口瓶
上，让洋葱的底部接触水面。
待不定根长至 1 cm左右时，将整个装置放入冰
箱，4 ℃下诱导培养 36 h
取材：剪取诱导处理的根尖约 0.5 cm～1 cm，放入卡诺氏液中
浸泡0.5 h～1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数
为95%的酒精冲洗2次 解离
漂洗
染色
制片
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。
低倍镜观察 视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色
高倍镜观察 体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发
生染色体数目变化后，再用高倍镜观察
实验结论：低温处理植物分生组织，能抑制前期形成纺锤体，
从而使染色体数目加倍观察与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同制作装片【名师点睛】
1.处理萌发种子或幼苗的原因
萌发的种子或幼苗是植物体分生组织的部位，或者说是细胞有丝分裂旺盛的部位，通过秋水仙素处理后，才能使植物体产生的新细胞染色体数目加倍，从而形成多倍体。
2.低温诱导多倍体的原理
低温诱导多倍体和秋水仙素的作用原理相同，都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使细胞的染色体数目加倍。易错易混点1 无子番茄和无子西瓜培育原理的辨析【易错易混辨析】易错易混点2 二倍体、单倍体和多倍体的辨析
(1)如果生物体由受精卵发育而成，其体细胞中有几个染色体组，该生物就是几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含几个染色体组，都叫单倍体。
(3)关于单倍体和多倍体的育性，主要看其染色体组的组成(来源和数目)，凡具奇数个染色体组的个体如染色体组为A、AAA不可育，具偶数个染色体组的个体如染色体组为AB、AAAB，由于无法联会，也不可育，但经加倍后，变成AABB、AAAAAABB，就能正常进行减数分裂，可育。(4)多倍体的形成原因：外界条件剧变，有丝分裂过程受阻，染色体数目加倍。外界环境条件(温度剧变)或生物内部因素干扰，纺锤丝的形成受到阻碍，以致染色体不能被拉向细胞两极，细胞不能分裂成两个子细胞。
(5)体细胞染色体组为奇数的单倍体与多倍体高度不育的原因：进行减数分裂形成配子时，同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常配子。易错易混点3 非同源染色体之间交换片段和同源染色体之间交换片段是不同的变异形式
(1)非同源染色体之间交换片段属于易位；
(2)同源染色体之间交换片段属于基因重组。 课件76张PPT。专题11 生物的进化 种群基因频率的改变与生物进化
【典例1】(2011·江苏高考)根据现代生物进化理论，下列说法正确的是
A.自然选择决定了生物变异和进化的方向
B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小【审题视角】解答本题的关键是：【精讲精析】选C。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：自然选择即保存有利变异和淘汰不利变异的过程。选择的实质是定向地改变种群的基因频率。选择是定向的，变异是不定向的。近几年的高考题越来越注重对进化的实质的考查，特别是环境、突变对基因频率的影响以及进化与形成新物种之间的关系等，这类题目实际上是对现代生物进化理论的基础知识的考查。 备考策略：解决这类问题在备考中要注意以下两点：
(1)现代生物进化理论解释的是自然界中生物进化的历程，环境与生物、生物与生物之间在进化的过程中相互影响，自然选择决定了进化的方向，深入理解自然选择对进化的意义有助于提高解题正确率。
(2)自然选择通过影响种群的基因频率变化来决定进化的方向。 共同进化
【典例2】(2011·海南高考)某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动物，两者的个体数长期保持稳定。下列叙述正确的是
A．乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝，反之亦然
B．在长期进化中，甲、乙两物种必然互为选择因素
C．甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变，反之亦然
D．甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频率没有改变【审题视角】解答本题需明确以下两点：
(1)进化不会停止，种群的基因频率不断发生变化；
(2)在该地区，甲、乙的食物来源不一定惟一。【精讲精析】选B。A项错误,甲、乙为捕食关系，甲的食物来源不一定惟一，因此不一定会导致甲的灭绝，同理乙也不一定会灭绝;
B项正确,生物的进化是同步的，甲对乙进行选择，乙同样对甲进行选择；
C项错误,基因突变是随机的，频率很低，甲对乙的突变没有影响;
D项错误,生物的进化是随时在进行着的，基因频率是在不断变化的。【命题人揭秘】
命题规律：共同进化是新课标教材中新增加的知识点，在前几年的高考中，命题常集中在对共同进化基本概念的理解上，命题往往是对一些说法的判断，最近两年的高考命题开始以实例分析的形式命题，注重对共同进化基本理论的分析和应用能力的考查。备考策略：解决这类问题在备考中需要注意：
(1)理解共同进化的实质：共同进化不仅包括物种之间的相互影响，也包括生物与环境之间的相互影响，共同进化。
(2)这类题目往往是对基本理论的考查，解题时需要斟酌各选项的措辞，深入理解题目所蕴含的信息。 基因频率相关计算
【典例3】(2010·海南高考)某动物种群中AA、Aa和aa的基因型
频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：
(1)该种群中a基因的频率为___________。
(2)如果该种群满足四个基本条件，即种群__________、不发生
_________、不发生_________、没有迁入迁出，且种群中个体
间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为
________；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基
因型频率_________(填“会”或“不会”)发生改变。 (3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为_________、___________和__________；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率_________(填“会”或“不会”)发生改变。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)理想的条件下自由交配，可以根据公式计算出子一代各个体的基因型频率，且再随机交配，其后代的基因型频率和基因频率不发生改变。
(2)当亲本中基因型相同的个体之间进行交配时，子代的基因型频率发生改变，但基因频率不变。【精讲精析】(1)(2)AA=0.3、Aa=0.4、aa=0.3，所以a=0.4×
1/2+0.3=0.5；由a=0.5，可以计算出后代中aa的基因型频率是(0.5)2=0.25。在正常基因频率计算的前提条件下种群足够大、不发生基因突变、不发生选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，该基因型频率不会发生改变。(3)AA=0.3、Aa=0.4、aa=0.3，题中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：
0.3(AA×AA)得到0.3AA,0.4(Aa×Aa)得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa，0.3(aa×aa)得到0.3aa，所以相同基因型个体之间进行交配后代中AA=0.3+0.1=0.4、Aa=0.2、aa=0.3+0.1=0.4，同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA=0.45、Aa=0.1、aa=0.45，所以基因型频率会发生改变。
答案：(1)0.5 (2)足够大 基因突变(或突变) 选择
0.25 不会 (3)0.4 0.2 0.4 会【阅卷人点拨】 自然选择学说
高考指数:★★★
1.(2009·广东高考)《物种起源》出版已有150年，但依然深深影响着现代科学研究，达尔文(多选)( )
A.提出了适者生存，不适者被淘汰的观点
B.提出了用进废退的理论
C.认为种群是生物进化的基本单位
D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代【解析】选A、D。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”是现代生物进化理论的基本内容，达尔文没能提出来。2.(2009·上海高考)回答下列有关生物进化的问题。
(1)图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化中的基本环节，X、Y分别是________、________。(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为________，这是生物进化的________。
(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的________。
(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。①由于蜥蜴过度繁殖，导致_______加剧。
②小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是_____________________________________________。③图2所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的________发生了改变。
(5)从生物多样性角度分析，图2所示群体中不同个体的存在反映了_______多样性；若从分子水平检测这种多样性，可采用的简便技术是________。
【解题指南】解答本题需要理解新物种形成的必要条件：变异、自然选择和生殖隔离。【解析】(1)由图可知，X代表由原种到多种不同变异类型的个体，是变异，Y代表环境对不同性状个体进行的定向选择，是自然选择。
(2)该小岛蜥蜴为一定区域内同种生物的全部个体，是种群。现代生物进化理论认为：种群是繁殖的基本单位，也是进化的基本单位。
(3)该岛蜥蜴种群所具有的全部基因，构成一个基因库。(4)①根据自然选择学说，过度繁殖与资源、空间有限的矛盾，使生存斗争加剧。②据题干信息可知，联趾型蜥蜴趾间有蹼，可通过从水中获取食物弥补食物短缺的问题，竞争能力较强。 ③通过对蜥蜴不同表现型个体的选择，实现了基因频率的定向改变。
(5)生物多样性有三个层次，蜥蜴个体的多种类型体现的是遗传(基因)多样性，其在分子水平上常使用PCR扩增后进行电泳的方式来检测基因的多样性。答案：(1)变异 自然选择
(2)种群 基本单位 (3)基因库
(4)①生存斗争(种内斗争)
②联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多③基因频率
(5)遗传 PCR技术(聚合酶链式反应) 现代生物进化理论
高考指数:★★★★
3.(2012·江苏高考)下列关于生物进化的叙述，错误的是( )
A.生物的种间竞争是一种选择过程
B.化石是研究生物进化的重要依据
C.外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向
D.突变的可遗传性阻碍生物进化【解析】选D。A正确，不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。B正确，化石为研究生物进化提供了最直接的证据。C正确，外来物种入侵会导致本地生物多样性的锐减，因此会影响生物进化的速度和方向。D错误，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，突变会导致基因频率的改变，因而有利于生物进化。4.(2010·海南高考)下列符合现代生物进化理论的叙述是( )
A.物种是神创的
B.物种是不变的
C.种群是生物进化的基本单位
D.用进废退是生物进化的原因【解析】选C。现代生物进化理论的主要内容有：种群是生物进化的基本单位、突变和基因重组是生物进化的原材料、自然选择决定生物进化的方向、隔离在物种形成中的作用、共同进化与生物多样性的形成，故C项正确；物种神创论和物种不变论是两种荒谬的观点，用进废退是拉马克学说的内容，A、B、D错。5.(2010·山东高考)下列符合现代生物进化理论的叙述是( )
A.物种的形成可以不经过隔离
B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率【解析】选D。隔离包括地理隔离和生殖隔离。物种的形成可以不经过地理隔离，但必须经过生殖隔离，故A项错误。生物进化的实质是种群中的基因频率发生定向改变，故B项错误。生物进化的方向由自然选择决定，故C项错误。基因突变产生的有利变异在自然选择的作用下，有更多产生后代的机会，故种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降；综合上述可见，自然选择是通过作用于个体而影响种群的基因频率的，故D项正确。【方法技巧】现代生物进化理论与达尔文进化论核心理念的比较
(1)达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选择，生物产生了大量不定向变异后，由环境决定其生存与否；
(2)现代生物进化理论则认为无论是环境的选择还是种群内部发生突变、迁移等，一切改变基因频率的因素都必将引起生物的进化。6.(2010·江苏高考)根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是( )
A.人工培育的新物种只能生活在人工环境中
B.生物进化的方向与基因突变的方向一致
C.冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增多是为了更好地防止冻害
D.受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代【解析】选D。A项，人工培育的新物种可以生活在人工环境中，也可以生活在自然环境中，由此判断A项错误；B项，自然选择决定生物进化的方向，基因突变为生物进化提供了原材料，由此判断B项错误；C项，冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增多可以更好地防止冻害，这是长期自然选择的结果，与生物个体的主观努力无关，C项错误；D项，受农药处理后(经过了人工选择)种群中抗药性强的个体(抗药性基因频率增加)有更多机会将基因传递给后代，由此判断D项正确。7.(2009·江苏高考)如图是物种形成的一种模式。物种a由于地
理障碍分隔为两个种群a1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，故一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离，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】选B。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出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项错。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项对。基因频率的改变不一定会导致生殖隔离产生新的物种，但是产生了生殖隔离的种群，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由于存在地理隔离，所以可能不是同一物种，所以C项错。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不存在生殖隔离它们仍是同一物种，所以D项错。 基因频率的相关计算
高考指数:★★★★
8.(2010·全国卷Ⅰ)关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述，错误的是( )
A.一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境
B.持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零
C.在某种条件下两种基因的频率可以相等
D.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关【解析】选D。自然选择使适应环境的生物被选择，而不适应环境的生物被淘汰，因此适应环境的性状的基因频率较高，A项正确；持续选择条件下，通过不断淘汰不适应环境的性状，一种基因的频率有可能降为零，B项正确；自然条件下随机交配的种群中，等位基因A、a的变化曲线可以相交，交点处表明该对等位基因的基因频率相等，C项正确；影响种群基因频率变化的因素除环境外，还有基因突变、基因重组、遗传漂变等，D项错误。9.(2010·天津高考)某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。如图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：(1)R基因的出现是__________的结果。
(2)在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为___________。
(3)1969年中期RR基因型几近消失，表明在________的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力_________。
(4)该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是_________，原因是________________________。【解题指南】第(2)小题运用遗传平衡公式，以SS的基因型频率为1%为切入点进行计算；
第(3)和(4)小题组织答案紧扣现代生物进化理论基本内容。【解析】(1)基因突变产生新基因，R基因的出现是基因突变的结果。
(2)RS、SS基因型频率分别是4%和1%，则RR的基因型频率为95%，R的基因频率为R/(R+S)＝(4+2×95)/200=97%。
(3)1967年中期停用了杀虫剂，到1969年中期RR基因型幼虫几近消失，说明在不使用杀虫剂的情况下，RR基因型的幼虫比SS基因型的幼虫适应能力差。
(4)由于RR基因型的幼虫在不使用杀虫剂的环境中适应能力较差，当该地区从此不再使用杀虫剂的情况下，持续的选择作用使R基因频率越来越低，最终频率最高的基因型是SS。答案：(1)基因突变 (2)97% (3)不使用杀虫剂 差
(4)SS 在不使用杀虫剂的环境中，持续的选择作用使R基因频率越来越低 自然选择学说
各种生物均有很强的繁殖能力，可产生大量后代
1.过度繁殖 相对于环境承受能力(资源有限)，该能力表现
为“过度” 起因：因生物过度繁殖与有限生存条件之间的矛
盾而引发
种内斗争
2.生存斗争 斗争方式 种间斗争
生物与无机环境(如干旱、寒冷等)
之间的斗争
斗争结果：大量死亡，少量生存 遗传的作用：可使微小有利变异得以积累加强，
从而形成生物新类型
具有有利变异的个体表现为与环境相适应，在生存
斗争中取胜而保留下来(适者生存)
具有不利变异的个体，在生存斗争中被淘汰(不适者
被淘汰)变异是不定向的有利变异不利变异3.遗传变异4.适者生存【名师点睛】
自然选择学说与现代生物进化理论
(1)达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代生物进化理论着重研究并克服了这个缺点；
(2)达尔文的进化论研究生物“个体”的进化，而现代生物进化理论则强调“群体”的进化，认为种群是生物进化的基本单位。 现代生物进化理论
1.以达尔文自然选择学说为核心的现代生物进化理论，提出了种群是生物进化的基本单位、生物进化的实质在于种群基因频率的改变这两个基本观点
2.物种形成过程的三大基本环节：突变和基因重组、自然选择、隔离
3.从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率4.现代生物进化理论的内容
(1)种群是生物进化的基本单位：
个体携带的基因随个体死亡而从基因库中消失，但随着繁殖它把自身一部分基因传给了后代，通过突变使新基因进入了基因库。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，该个体在进化上就没有意义。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料：
①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。②基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。
③突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。
④生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。
⑤突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。(3)隔离与物种的形成：
隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。其实质是阻止生物之间的基因交流，仅有地理隔离不能产生新的物种，生殖隔离才是物种形成的关键。(4)自然选择决定生物进化的方向：
【名师点睛】
1.变异与环境的关系
变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不是影响变异的因素，通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来，其余变异遭到淘汰。例如，喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来，而不是使害虫产生抗药性变异。
2.自然选择和人工选择
无人为参与的为自然选择，有人为参与的为人工选择。一般情况下，人工选择的性状是有利于人类的，否则应视为自然选择，如抗生素和杀虫剂的选择作用应为自然选择。【状元心得】
判断两种生物是否为同一物种的方法
依据为是否出现生殖隔离。若可以自然交配，并且后代为可育后代，那么就是同一物种；不能进行自然交配，或者交配繁殖出的后代为不可育后代(如马和驴交配生出骡子，骡子不可生育后代)，那么就为不同物种。 共同进化与生物进化的趋势
1.共同进化
在生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响中不断进化和发展。
2.生物进化的趋势：从原核生物到真核单细胞生物，再到真核多细胞生物；从异养生物到自养生物；从厌氧生物到需氧生物；从无性生殖到有性生殖；从低等到高等；从水生到陆生
3.生物多样性成因：生物与环境共同进化的结果 基因频率、基因型频率与哈迪-温伯格定律
1.基因频率和基因型频率
(1)基因频率是在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
(2)基因型频率是指群体中某一个基因型所占的百分率。
(3)计算：假定等位基因为 A、a，则A与a的频率为基因频率，AA、Aa、aa的频率为基因型频率。计算方法为：
基因频率=基因型频率=
2.哈迪-温伯格定律
(1)内容：
在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。(2)条件：
①种群足够大；②种群中个体间的交配是随机的；③没有突变发生；④没有新基因加入；⑤没有自然选择。
(3)基因频率与基因型频率的计算：
在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p+q)2=p2+2pq+q2=1。
其中p2是AA(纯合子)基因型的频率，2pq是Aa(杂合子)基因型的频率，q2是aa(纯合子)基因型的频率。 3.影响基因频率变化的因素
基因突变、基因重组、自然选择、迁移和遗传漂变。
4.种群基因频率和基因型频率的相关计算
(1)通过基因型频率计算基因频率：
如从某种群抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10个，求A、a的基因频率。
已知100个个体的基因型为30个AA、60个Aa、10个aa，就这对等位基因来说，每个个体可看作含2个等位基因，那么100个个体共有200个基因，其中A基因有2×30+60=120个，a基因有2×10+60=80个，于是在这个种群中，A基因的基因频率为120÷200=60%，a基因的基因频率为80÷200=40%。(2)由基因型频率来计算基因频率：
若已经确定了基因型频率，用下面公式很快就可以计算出基因频率。
A的基因频率=(AA的频率+1/2Aa的频率)
a的基因频率=(aa的频率+1/2Aa的频率)
AA基因型频率为30/100=0.3，Aa基因型频率为60/100=0.6，aa基因型频率为10/100=0.1。则A基因的频率为0.3+1/2×0.6=0.6，a基因的频率为0.1+1/2×0.6=0.4。
所以，种群中一对等位基因的频率之和等于1，种群中基因型频率之和也等于1。【名师点睛】
性染色体上基因频率的计算
对于性染色体上的基因，在计算基因频率时，要注意：若该基因位于性染色体非同源区段，计算基因总数时应只考虑该基因所在性染色体上的基因总数；若该基因位于性染色体同源区段，计算基因总数时，要考虑该基因在两条性染色体上的基因总数。易错易混点1 物种和种群的辨析
1.物种与种群的比较【易错易混辨析】2.二者的关系图解易错易混点2 地理隔离与生殖隔离的区别和联系
易错易混点3 生物进化与物种形成的区别和联系
(1)区别：生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生物进化了。而物种的形成是基因频率改变到一定的程度，直到新类群与原种群不能实现基因交流为止(产生了生殖隔离)。可见，二者是量变和质变的关系。
(2)联系：生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。易错易混点4 农药不能使害虫产生抗药性变异
农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭不抗药的个体，抗药性的个体存活下来，农药不能使害虫产生抗药性变异。课件117张PPT。专题12 人体的内环境与稳态 血糖调节与糖尿病
【典例1】(2010·江苏高考)人体血糖浓度的相对稳定受多种因素影响。现有甲、乙、丙三人，甲正常，乙的胰岛B(β)细胞被自身免疫反应破坏，丙的胰岛B(β)细胞功能正常、体内含有抗胰岛素受体的抗体。
请回答下列问题：(1)甲在某次运动前后血糖浓度的变化如图所示。bc段血糖浓度下降的直接原因是_________，cd段血糖浓度升高主要是由于血液中肾上腺素和_________的明显增加引起的。
(2)用斐林试剂对甲、乙、丙三人空腹时的尿样进行检测，水浴加热后观察到的颜色分别是_________。从激素调节机制分析，乙尿样检测结果产生的原因是_________________________。
(3)给丙注射胰岛素________(填“能”或“不能”)有效调节其血糖水平，原因是____________________________________。【审题视角】解答本题的思路如下：【精讲精析】(1)开始运动时人体需要消耗大量能量(细胞经呼吸作用利用血糖产生)，且机体不能快速形成血糖，因而血糖浓度会下降，一段时间后，经体液调节(主要是激素调节)，由肾上腺髓质产生的肾上腺素和由胰岛A(α)细胞产生的胰高血糖素两者协同作用，使血糖浓度升高。(2)(3)甲为正常个体，其尿液中不含葡萄糖，用斐林试剂鉴定后不发生颜色变化，溶液仍呈现蓝色；乙的胰岛B(β)细胞被自身免疫反应破坏，不能产生胰岛素，其尿液中含有葡萄糖，用斐林试剂鉴定后，溶液呈现砖红色；丙的胰岛B(β)细胞功能正常，能产生胰岛素，但体内含有抗胰岛素受体的抗体，也就是胰岛素不能使靶细胞(肝细胞、肌细胞等)产生效应，其尿液中含有葡萄糖，用斐林试剂鉴定后，溶液呈现砖红色。并且给丙注射胰岛素不能有效调节其血糖水平。答案：(1)运动初期血糖消耗量多于产生量 胰高血糖素
(2)蓝色、砖红色、砖红色 乙的胰岛B(β)细胞受损，不能正常分泌胰岛素，血糖浓度高
(3)不能 胰岛素不能与其受体结合【命题人揭秘】
命题规律：该考点主要考查血糖的平衡与人类健康的关系。命题时主要以具体的实例为切入点，通过分析血糖的来源和去路及调节血糖的机制进行考查。预测该考点命题形式应多以非选择题出现，涉及到血糖平衡调节中的神经、体液调节方式。
备考策略：解决该考点的问题应从以下几个方面突破：
(1)理清血糖的三个来源和三个去路，可以通过绘制图形的方式帮助记忆。例如：(2)明确血糖调节的机制，区分开调节血糖的激素及相应的神经调节。
(3)清楚血糖代谢异常所引起的各种疾病，并且结合具体实例构建血糖调节的示意图。 水盐平衡调节
【典例2】(2012·新课标全国卷)哺乳动物因长时间未饮水导致机体脱水时，会发生的生理现象是( )
A.血浆渗透压降低
B.抗利尿激素分泌增加
C.下丘脑渗透压感受器受到的刺激减弱
D.肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱【审题视角】解答本题的关键是：
(1)注意题干中的关键信息“机体脱水”，并由此推出细胞外液的渗透压升高。
(2)明确抗利尿激素的生理作用。
(3)明确肾小管和集合管对水的重吸收作用的实质在于减少尿量，降低渗透压。【精讲精析】选B。哺乳动物长时间未饮水导致机体脱水，血浆渗透压升高，下丘脑渗透压感受器受到的刺激增强，垂体释放抗利尿激素增加，肾小管和集合管对水的重吸收作用加强，尿量减少。【命题人揭秘】
命题规律：水盐平衡调节进行考查时多数情况下都是围绕调节方式(神经、体液调节)进行，其中下丘脑在水盐调节中的作用是近几年来出现次数最多的，尤其是抗利尿激素是由下丘脑合成的而不是由垂体合成的一直都是命题的热点。预测水盐调节在考查时以选择题出现的几率比较大，一般会结合具体的实验实例，围绕抗利尿激素的合成与分泌进行考查。备考策略：备考水盐平衡调节时，首先要把调节过程中的各种关系弄清楚，如调节的方式，各种调节方式的具体过程及相互关系，涉及到下丘脑的神经分泌功能，在头脑中形成相关的知识框架。对于调节的内容还要善于归纳总结，如归纳下丘脑的功能如下：
(1)作为神经中枢：下丘脑是内分泌的中枢，下丘脑通过分泌多种促激素释放激素作用于垂体，通过控制垂体的功能来控制其他内分泌腺的活动。具体有：①下丘脑内有血糖调节中枢，该中枢通过神经直接作用于胰岛细胞和肾上腺(髓质)，调节胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素的分泌。
②体温调节中枢位于下丘脑，通过神经与体液调节维持体温的恒定。
③水盐平衡调节的中枢位于下丘脑。
(2)作为感受器：下丘脑中有渗透压感受器，可以感受内环境中渗透压的改变，从而调节水盐平衡。
(3)作为效应器：下丘脑可以分泌抗利尿激素，调节水盐平衡。 体温调节
【典例3】(2009·北京高考)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)从发热到体温恢复正常的过程中，人体的_________系统和________系统参与了调节，最终实现稳态。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)体温过高时身体内所发生的一系列变化，如代谢加快，耗氧量增加；
(2)体温调节主要是由位于下丘脑的体温调节中枢调控的。【精讲精析】(1)人体体温过高时，新陈代谢加快，细胞内葡
萄糖氧化分解增多，需要消耗更多的氧气。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。
(2)人体体温调节中枢位于下丘脑。(3)从发热到体温恢复正常的过程，是一个体温调节的过程。体温调节是指：温度感受器接受体内、外环境温度变化的刺激→体温调节中枢→相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平，所以此过程中有神经系统的参与。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 增多 乳酸
(2)下丘脑 体温调节
(3)神经 免疫【命题人揭秘】
命题规律：体温调节在命题时多数情况下以非选择题的形式出现，考查时通常会结合具体的生活实例，如低温、发烧、抗洪救灾时维持体温的平衡等，在实例的基础上引入神经体液调节的过程，同时考查激素调节的反馈调节以及分级调节。
备考策略：复习备考时应该紧紧围绕体温调节的过程进行，从体温升高或降低中热量的来源与去向分析，包括冷环境和热环境下的调节反应，冷环境下下丘脑的神经分泌作用、体液调节中的分级调节和反馈调节以及机体所做出的一系列反应等。 探究血糖的平衡及调节
【典例4】(2010·天津高考)根据下列实验结果回答问题。
实验一：选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只，实施切除手术，一段时间后随机等分成四组，分别注射激素及生理盐水30天，结果如图1。(1)该实验的目的是探究________________________________。
(2)手术应切除______________________。每次注射各激素的量应按照_______________________________________来计算。
(3)图1表明胰岛素具有______________的作用，胰岛素与生长激素共同作用的效应___________________(小于/等于/大于)它们单独作用之和。
实验二：选取健康大鼠，持续电刺激支配其胰岛的副交感神经，测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度，结果如图2。(4)开始刺激后，血糖浓度将________________________，原因是_________________________________________________。
(5)图2中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛A(α)细胞分泌。若要证实该结论，可在胰岛组织中注射_____________，通过检测注射前后周围血液中__________的浓度变化来确定。【审题视角】解答本题关键是读懂图中所给信息，分析过程如下：【精讲精析】(1)根据题干中图1的信息，可知该实验的目的是探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响。
(2)因为该实验探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响，所以要切除垂体和胰腺，避免其对实验的干扰。注射各激素的量要根据大鼠的体重确定。
(3)根据图1中的信息可知，胰岛素有促进大鼠生长的效应，并且和生长激素共同作用的效应大于它们单独作用之和。
(4)开始刺激后，胰岛素浓度升高，胰高血糖素浓度降低，促进了组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，抑制了糖原(元)分解和非糖物质的转化，所以血糖浓度降低。(5)此实验的目的是研究胰岛素对胰高血糖素分泌量的影响，实验的自变量是胰岛素的浓度，因变量是胰高血糖素的浓度，因此可以向胰岛组织中注射胰岛素，通过检测血液中胰高血糖素的浓度变化来确定。答案：(1)胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响
(2)垂体和胰腺 单位体重注射量乘以体重
(3)促进大鼠生长(及加强生长激素的促生长) 大于
(4)降低 胰岛素浓度升高和胰高血糖素浓度降低，促进了组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，抑制了糖原(元)分解和非糖物质转化为葡萄糖
(5)胰岛素 胰高血糖素【阅卷人点拨】 人体的内环境与稳态
高考指数:★★★★
1.(2012·江苏高考)下列关于人体内环境稳态失调的叙述，错误的是( )
A.淋巴管阻塞引起下肢水肿
B.血液中钙盐过多引起肌无力
C.再次接触同种过敏原引起过敏反应
D.腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失【解析】选D。毛细淋巴管中的物质均来自组织液，其作用是将由毛细血管渗入组织液中的少量蛋白质和水分等输送回血浆，若毛细淋巴管阻塞，会使组织液中的蛋白质增多，引起渗透压升高，从而使血浆中水分及细胞内液水分更多地渗透到组织液，引起组织水肿，故A正确。当乙酰胆碱受体受到的刺激传导到肌肉细胞内质网中时，内质网中的钙离子便释放到肌肉细胞质中，帮助肌丝完成收缩。如果肌肉细胞质内的钙离子本来就非常多，那么，乙酰胆碱受体的这种信号作用就被削弱了，从而导致肌丝收缩无力，所以B正确。过敏原再次进入机体会引起过敏反应，因此C正确。腹泻引起体液中水和无机盐大量丢失，但不会导致体液中蛋白质的丢失，所以D错误。2.(2011·江苏高考)下列关于人体内环境的叙述，错误的是
( )
A.抗原与抗体的特异性结合发生在内环境中
B.内环境成分中含有CO2、尿素、神经递质等
C.组织液渗回血浆和渗入淋巴的量相差较大
D.血浆的成分稳定时，机体达到稳态【解析】选D。A项，抗原与抗体的特异性结合发生在体液免疫过程中，这里的体液就是细胞外液，即内环境。B项，血浆的成分中有CO2和尿素；神经递质通过细胞间隙，作用于突触后膜，这里的细胞间隙的成分就是组织液。C项，大部分组织液能够被毛细血管重新吸收进入血浆，少部分被毛细淋巴管吸收，成为淋巴。D项，健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中，机体达到稳态。3.(2011·福建高考)下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用如图表示的是( )【解析】选A。A项，如果代表碳元素的流向，甲、丙都指向乙，乙为CO2库，生产者进行光合作用能固定CO2，所以丙为生产者，甲为消费者；B项，内环境成分中，血浆和组织液可相互渗透，且淋巴只能进入血浆，所以乙为血浆，丙为组织液，甲为淋巴；C项，能量流动为单向的，生产者和消费者的能量都可流向分解者，所以丙不可能是分解者，也不可能有相互流动；D项，甲状腺激素分泌的分级调节中，甲状腺激素分泌过多抑制下丘脑和垂体释放相应激素，所以丙为甲状腺，乙为垂体。4.(2010·江苏高考)人体稳态的调节能力是有一定限度的。下列现象属于内环境稳态失调的是 ( )
A.寒冷时出现寒颤
B.从平原到高原，有的人出现肺水肿症状
C.接受抗原刺激后，B淋巴细胞增殖和分化
D.饮水不足时，抗利尿激素释放增加【解析】选B。A项中，寒冷时出现寒颤，是由骨骼肌不自主战栗引起的，使得机体在短时间内产热量增加，有利于维持体温的相对恒定；B项中，肺水肿是由组织液含量不能保持平衡，过分增多引起的；C项中，叙述的是免疫调节，有利于清除病原体，从而维持内环境的稳态；D项中，当饮水不足引起细胞外液渗透压升高时，抗利尿激素分泌增多，促进肾小管、集合管重吸收水，从而维持内环境的相对稳定。5.(2010·海南高考)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】选A。血液中甲状腺激素增加时，会通过反馈调节抑制垂体分泌促甲状腺激素，从而减少甲状腺激素的分泌以维持甲状腺激素含量的恒定，A错；血浆中无机盐和蛋白质的含量是影响血浆渗透压的主要因素，B正确；内分泌腺分泌的激素会通过识别靶细胞膜上的受体而作用于靶细胞，从而引起靶细胞产生相应的效应，以起到相应的调节作用，C正确；淋巴细胞能够通过淋巴循环回流进入血液，D正确。
【误区警示】关键词的把握不够，忽视了B选项中的“主要”两字，而理解为影响血浆渗透压的大小除了无机盐和蛋白质外没有其他的物质，而错选B。6.(2010·安徽高考)下列关于内环境的叙述，正确的是 ( )
A.内环境的渗透压下降会刺激下丘脑分泌抗利尿激素增加
B.内环境是一个主要由H2PO4-/HPO42-构成的缓冲体系
C.内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
D.内环境的变化会引起机体自动地调节器官和系统的活动
【解析】选D。抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水分的重吸收，当内环境渗透压下降时，下丘脑分泌的抗利尿激素将减少，故A项错误；内环境的pH主要由H2CO3和HCO3-来维持，故B项错误；细胞代谢的场所在细胞内，故C项错误。 血糖的平衡与调节
高考指数:★★★★
7.(2012·四川高考)给实验鼠静脉注射不同剂量的胰岛素，测得血糖的补充速率和消耗速率如图所示。下列相关分析正确的是( )A.随着曲线a的下降，非糖物质向葡萄糖转化的速率加快
B.曲线b的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞的结果
C.当胰岛素浓度为40 μU/mL时，在较长时间内血糖浓度会维持相对稳定
D.高浓度胰岛素条件下，下丘脑中控制胰岛A细胞分泌的神经中枢处于抑制状态【解题指南】解答本题时应注意以下两点：
(1)明确图中曲线a、曲线b所代表的含义。
(2)明确胰岛素与胰高血糖素的作用。【解析】选B。具体分析如下：8.(2012·江苏高考)糖耐量受损(IGT)的人表现为空腹血糖浓度正常、负荷(如饮食)后血糖浓度升高异常。为了探究运动对IGT的干预情况，受试者于餐后进行中等强度持续运动30 min，定时采样测定血糖浓度及胰岛素含量，实验结果如图所示。由此可初步推测(多选)( )A.餐后60 min时，胰岛素分泌下降导致血糖浓度低于对照组
B.餐后适度运动可降低IGT人群餐后血糖峰值和胰岛素升高幅度
C.餐后适度运动使IGT人群胰岛素分泌高峰提前，血糖浓度下降
D.餐后适度运动可以减轻IGT人群胰岛B细胞的分泌负担
【解题指南】解答本题的关键是明确：
(1)血糖调节的原理和过程。
(2)图形的识别能力。【解析】选B、C、D。从图中看餐后60 min 时,对照组胰岛素高于运动组；餐后15 min 开始时,对照组血糖浓度高于运动组；导致运动组血糖浓度下降的原因是其分泌的胰岛素高于对照组，所以A错误。根据图中运动组的血糖浓度低于正常组，并且胰岛素含量高于对照组可知：餐后适度运动可降低IGT人群餐后血糖峰值和胰岛素升高幅度；餐后适度运动使IGT人群胰岛素分泌高峰提前,血糖浓度下降；餐后适度运动可以减轻IGT人群胰岛B 细胞的分泌负担。因此B、C、D正确。9.(2011·广东高考)小杨同学将部分生物学知识归纳如下，其中正确的是(多选)( )【解析】选A、B。A项，内环境包括组织液、血浆和淋巴。其中组织液、血浆是相互渗透的，而组织液只能进入淋巴，淋巴不能逆向变为组织液，只能由左右锁骨下静脉进入血管。B项，激素分泌的调节属于反馈调节，下丘脑分泌的促激素释放激素作用于垂体，垂体产生的促激素作用于腺体，腺体产生的激素反作用于下丘脑和垂体。C项，在血糖调节中，淀粉经消化可生成葡萄糖，过量的葡萄糖可转化为肝糖原(元)和肌糖原(元)，淀粉和肝糖原(元)之间不能相互转化。D项，能量流动不具循环性，能量不可能从分解者再输入生产者。10．(2011·四川高考)下列关于人在剧烈运动时生理变化过程的描述，正确的是( )
A.大量失钠，对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液
B.大量乳酸进入血液，血浆由弱碱性变为弱酸性
C.胰高血糖素分泌量上升，促进肝糖原(元)和肌糖原(元)分解
D.血液中O2含量下降，刺激了呼吸中枢促进呼吸运动【解析】选A。A项,因为人在剧烈运动时大量失钠，而细胞外液渗透压主要由钠离子决定，因而对其的影响要大于细胞内液；B项,剧烈运动产生大量的乳酸进入血液，因有缓冲对的作用可以调节血浆的酸碱度，而使血浆的酸碱度保持相对稳定，不会剧烈变化；C项,剧烈运动，需要大量的葡萄糖分解释放能量，因而是胰高血糖素分泌量上升来促进肝糖原(元)的分解，但肌糖原(元)不能分解成葡萄糖；D项,由于剧烈运动产生大量的CO2，刺激了呼吸中枢，促进呼吸运动，使呼吸加深加快。11.(2010·上海高考)以下最能反映健康人餐后6小时内血糖浓度变化趋势的曲线是 ( )【解析】选B。健康人餐后由于糖类的消化、吸收等过程导致血糖浓度升高，在调节血糖的相关激素的作用下，最终恢复到正常范围内。
【方法技巧】关注曲线图的“四点”
(1)起点和止点：可直接判定题中某因素在数量上的变化。
(2)转折点(拐点)：可直接找到影响因素。
(3)交叉点：可得出某种特殊数量关系。12.(2010·福建高考)研究发现，胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合，才能调节血糖平衡。如果人体组织细胞膜缺乏该受体，则可能导致 ( )
A.细胞减缓摄取血糖，血糖水平过高
B.细胞减缓摄取血糖，血糖水平过低
C.细胞加速摄取血糖，血糖水平过高
D.细胞加速摄取血糖，血糖水平过低【解题指南】注意题目中给的信息:“细胞膜缺乏该受体”，导致胰岛素无法与细胞膜上的受体相结合，即胰岛素无法降低血糖，所以血糖水平过高。
【解析】选A。胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖，使血糖水平降低。根据题干信息可知，胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合，才能调节血糖平衡，因此如果人体组织细胞膜缺乏该受体，那么胰岛素的作用将受到影响，会导致细胞减缓摄取血糖，使血糖水平过高。 体温平衡及调节
高考指数:★★
13．(2011·海南高考)关于哺乳动物下丘脑的叙述，错误的是
( )
A．下丘脑具有内分泌功能
B．调节产热和散热，维持体温的相对恒定
C．感受细胞外液渗透压变化，调节动物体水盐平衡
D．分泌促甲状腺激素，调节甲状腺激素的合成和分泌【解析】选D。A项,下丘脑可以分泌促甲状腺激素释放激素，因此具有内分泌的功能;B项,下丘脑有体温调节中枢，可以调节机体体温，维持体温相对恒定;C项,下丘脑有渗透压感受器，分泌抗利尿激素，调节水盐平衡;D项,下丘脑分泌的是促甲状腺激素释放激素，调节垂体分泌促甲状腺激素。14.(2010·四川高考)某同学感冒发热39℃，伴有轻度腹泻。与病前相比，此时该同学的生理状况是 ( )
A.呼吸、心跳加快，心肌细胞中ATP大量积累
B.汗液分泌增多，尿量减少，血浆Na+浓度降低
C.甲状腺激素分泌增多，代谢增强，产热量增加
D.糖原合成增强，脂肪分解加快，尿素合成增多【解析】选C。心跳加快时耗能较多，心肌细胞不可能大量积累ATP，A错误；感冒发烧时，为增加散热，汗液分泌增多，部分水分随汗液排出体外，导致尿量减少，但Na+未大量排出，因此Na+浓度增加，B错误；感冒发烧时甲状腺激素分泌增多，代谢增强，产热量增加，C正确；由于甲状腺活动加强，而甲状腺激素能加速体内物质的氧化分解，所以糖原分解加快，脂肪分解加快，甚至分解蛋白质而使尿素含量增加，D错误。 水盐平衡调节
高考指数:★★★
15.(2011·山东高考部分)6月5日是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明，共享绿色未来”。草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如图所示。草原干旱时，兔摄取水分减少，体内细胞外液渗透压_______，
引起_______渗透压感受器兴奋，增加抗利尿激素的释放，进而引起________对水的重吸收增加，减少排尿量,以保持体内水平衡。【解析】兔摄取水分减少，体内细胞外液渗透压升高，引起下丘脑渗透压感受器兴奋，增加抗利尿激素的释放，对水的重吸收的场所主要是肾小管和集合管。
答案：升高 下丘脑 肾小管和集合管16.(2011·安徽高考)人体内环境的稳
态受神经和体液因素调节。请据图回答：
(1)某人一次性饮1 000 mL清水，1 h
内尿量显著增加，这是由于_________
降低，对相关感受器刺激减弱导致下丘
脑神经内分泌细胞产生的神经冲动减少，
其轴突末梢释放的________，降低了肾小管和集合管对水的________，使水重吸收减少。饮水1 h后，通过图中a所示的________调节机制，尿量逐渐恢复正常。(2)在剧烈运动状态下，体内会启动一系列调节机制，其中支配肾上腺髓质的内脏神经兴奋增强，其末梢内__________释放的神经递质与肾上腺髓质细胞膜上的____________结合，导致肾上腺素分泌增多，从而促进_________分解，抑制________分泌，引起血糖浓度升高，以满足运动时能量需要。【解析】本题考查水平衡和血糖平衡的调节。
(1)人大量饮水，会使血浆渗透压降低，对下丘脑渗透压感受器的刺激减弱，从而导致下丘脑神经内分泌细胞轴突末梢释放的抗利尿激素减少，肾小管和集合管对水重吸收减少，尿量增加。大量排尿后，血浆渗透压升高，通过反馈调节，使尿量恢复正常。
(2)神经递质是由突触前膜内的突触小泡释放的，通过突触间隙扩散到腺体细胞膜，与其上的受体蛋白结合，导致腺体分泌。肾上腺素能促进肝糖原分解，抑制胰岛素分泌，从而升高血糖。答案：(1)细胞外液(血浆)渗透压 抗利尿激素减少
通透性 负反馈
(2)突触小泡 特异性受体 肝糖原 胰岛素 人体的内环境与稳态
1．体液与内环境的关系
(1)体液与细胞外液的关系：
体液：人体内的全部液体，统称为体液，其组成如下：
血浆(约 )
细胞外液(约占 ) 组织液(约 )
体液 淋巴(很少)
细胞内液(约占 )：包括细胞质基质、细胞器内的基质、
核液等内环境(2)内环境三种成分之间的关系：(3)常见的存在于内环境中的物质和生理反应过程：
①常见物质：
水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、维生素、血浆蛋白、抗体、淋巴因子、神经递质、激素、二氧化碳、尿素等。
②生理反应：
乳酸和碳酸氢钠的反应过程、兴奋传递过程中神经递质与受体的结合、免疫过程中抗原与抗体的结合等。2.血浆pH稳态的调节机制
(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H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。(3)血浆pH调节的过程：3．内环境的功能——细胞与外界环境进行物质交换的媒介4.内环境图表的识别与分析【名师点睛】
1.内环境中不存在的物质及生理过程
(1)物质：
正常情况下，细胞内部的大分子和外界环境(如肠道)的大分子是不会出现在内环境中的：如血红蛋白、绝大多数的酶、结构蛋白、DNA、纤维素、淀粉等。
(2)生理过程：
机体的各种代谢活动(物质合成与分解)基本上都发生在细胞内，一般不能在细胞外进行。只有少数情况例外，如消化道内进行的细胞外消化。2.组织液、淋巴和血浆成分的比较
(1)组织液和淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，组织液和淋巴中蛋白质含量很少。
(2)淋巴循环有回收组织液中大分子蛋白质的作用。
3.生物体内的常见缓冲对
H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4，常见的酸性物质为剧烈运动后产生的乳酸，常见的碱性物质为水果中的Na2CO3。【状元心得】
1.内环境成分的判断
(1)要分清它是否为液体环境中的物质；
(2)要看这种物质是否存在于细胞外液中，如血红蛋白、呼吸氧化酶所处的液体环境不属于细胞外液，而是细胞内液，因而血红蛋白、呼吸氧化酶不属于内环境的成分。
2.区别毛细淋巴管和毛细血管的方法
毛细淋巴管具有盲端，毛细血管没有盲端。 血糖的平衡及调节
1.血糖平衡的调节激素2．血糖平衡的调节过程3.血糖平衡失调及糖尿病
(1)血糖平衡失调：(2)糖尿病的发病机理和症状：
①Ⅰ型糖尿病的发病原因：胰岛B(β)细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏。
②Ⅱ型糖尿病的发病原因：胰岛素的缺乏是相对的，即机体组织细胞对胰岛素敏感性降低(可能与细胞膜上胰岛素受体受损有关)，而血液中的胰岛素降低并不明显。
③症状：“三多一少”(多尿、多饮、多食；体重减少)。【名师点睛】
1.激素协同作用的理解
在升高血糖方面，胰高血糖素和肾上腺素有协同作用；在加快代谢方面，肾上腺素和甲状腺激素有协同作用。
2.只能注射不能口服的激素
高中阶段我们接触过的激素，如下丘脑分泌的激素(促激素释放激素)、垂体分泌的激素(促激素)和胰岛分泌的激素(胰高血糖素和胰岛素)，其化学本质都是蛋白质(多肽类)，此类激素因易被胃肠道消化酶分解而破坏，故补充途径只能注射，不能口服。3.血糖的三个来源和三个去向
(1)三个来源：食物、肝糖原(元)的分解、非糖物质的转化。
(2)三个去向：氧化分解、转化成肝糖原(元)和肌糖原(元)、转变成非糖物质。【状元心得】
糖尿病的鉴定方法
(1)鉴定原理：取患者尿液，加入斐林试剂加热后若出现砖红色沉淀，则尿中有还原糖。
(2)尿液中偶尔检测出还原糖，不一定患糖尿病，若尿液中长期出现糖，一般可确定为糖尿病。 体温平衡及调节
1.正常数值
37.2℃左右(口腔)、36.8℃左右(腋窝)、37.5℃左右(直肠)。
2.意义
是保证酶的活性，维持机体内环境的稳定，保证新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件。
3.体温维持机制：体温的相对稳定，是机体产热量和散热量保持动态平衡的结果
(1)人体的体温调节中枢在下丘脑，温度感受器(分为温觉感受器和冷觉感受器)分布于皮肤、黏膜和内脏器官中。 (2)体温调节的过程：【名师点睛】
1.产热的主要器官
(1)安静时：主要由内脏器官产热，其中肝脏产热量最大；
(2)运动时：骨骼肌是主要的产热器官。
2.正反馈与负反馈
冷环境下的体温调节是分级调节和反馈调节。反馈调节有正反馈、负反馈之分，一旦正反馈过程启动，就会逐步增强，不可逆地进行，直至反应完成，如排尿反射、分娩过程等。负反馈因为它在生理活动中数量大、涉及面广，更具有重要意义，它可以不断地“纠正”控制信息，从而维持内环境的稳态。 水盐平衡调节
1.水盐平衡调节的激素2.水盐平衡调节过程3.下丘脑在水盐平衡调节中的作用
(1)感受刺激：含渗透压感受器。
(2)分泌功能：合成分泌抗利尿激素。
(3)神经中枢：调节水盐平衡。
(4)传导兴奋：能够将兴奋传到大脑皮层。【名师点睛】
1.血糖、体温、水盐平衡的调节既有神经调节参与，又有激素调节参与。
2.下丘脑部分神经细胞既能传导神经冲动，又能分泌激素。易错易混点1 汗液、尿液、唾液与内环境的关系不清
内环境指的是人体内细胞生活的直接环境，而汗液、尿液、唾液都有专门的结构与外界相通，严格来说，属于体外环境，故不属于内环境的成分。
易错易混点2 抗利尿激素不是由垂体合成的
在水盐调节过程中所涉及到的抗利尿激素是由下丘脑合成，由垂体释放的，而不是由垂体合成的。【易错易混辨析】易错易混点3 糖尿病、高血糖症和糖尿的关系
(1)高血糖并不一定会出现糖尿，因为肾小管和集合管具有重吸收功能，原尿流经肾小管和集合管时，在血糖浓度不高于1.6 g/L时，其中的葡萄糖被完全重吸收回到血液。
(2)出现糖尿也不一定就是糖尿病，因为一次性食糖过多或肾小管病变都可引起糖尿，引起糖尿病的根本原因是胰岛B(β)细胞受损，胰岛素分泌不足。①胰岛A(α)细胞和胰岛B(β)细胞可直接感受血糖浓度的变化，也可接受有关神经的控制，分泌相应的激素；而肾上腺髓质分泌肾上腺素只接受有关神经的刺激(肾上腺皮质也是内分泌腺，其分泌的醛固酮具有保钠、排钾、保水的作用)。
②胰岛A(α)细胞和胰岛B(β)细胞以及肾上腺髓质都不受垂体分泌促激素的控制，即无促胰岛素激素和促肾上腺素激素。
③胰岛素的靶细胞是全身组织细胞，胰高血糖素和肾上腺素的靶细胞是肝细胞。易错易混点4 几组容易混淆的概念
(1)血液和血浆：
①血液包括血浆和血细胞。
②血浆是血液中的液体部分，属于体液中的细胞外液。
(2)血红蛋白和血浆蛋白：
①血红蛋白存在于红细胞中，是红细胞的主要成分。
②血浆蛋白是血浆中200多种蛋白质的总称，为血浆中含量最多的固体成分。(3)细胞液、细胞内液、细胞外液：
①细胞液特指植物细胞大液泡中存在的物质。
②细胞内液和细胞外液特指多细胞动物中的两个概念，细胞内液是细胞内的液体，而细胞外液即细胞的生存环境，它包括血浆、组织液、淋巴等，也称之为内环境。上述关系可表示为：课件146张PPT。专题13 人和动物生命活动的调节 反射与反射弧
【典例1】(2012·新课标全国卷)肺牵张反射是调节呼吸的反射之一，图(a)为肺牵张反射示意图。该反射的感受器位于肺中。深吸气后肺扩张，感受器兴奋，神经冲动经传入神经传入脑干，抑制吸气，引起呼气。回答下列问题：
(1)图(a)中a、b、c、d是反射弧的组成部分，a是_______，b是_______，c是_______，d是_______。
(2)人体要屏住呼吸必须受到图(a)中_______的调控。
(3)图(a)中神经元①和②之间形成的突触［放大后的突触如图(b)所示］中，突触小体是神经元①的_______(填“轴突”“树突”或“细胞体”)末端膨大形成的。突触后膜位于神经元②的_______(填“轴突”“树突”或“细胞体”)。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)识图分析反射弧的组成。
(2)熟记突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(3)知道突触的类型有轴突-树突型和轴突-细胞体型。【精讲精析】(1)结合题干观察图形，题干中给出深吸气后肺扩张，感受器兴奋，神经冲动经过传入神经传入脑干，所以可以判断出b为传入神经，a为神经中枢，c为传出神经，d为对应的效应器。
(2)屏住呼吸属于条件反射，所以其调控中枢为图中的大脑皮层。
(3)观察图(a)，我们可以看到神经元①的细胞体在大脑皮层，所以突触小体是由该神经元的轴突末端膨大形成的；而观察图(b)我们可以看到突触小体是与神经元②的细胞体直接接触的，所以突触后膜是位于该神经元的细胞体上。答案：(1)神经中枢 传入神经 传出神经 效应器
(2)大脑皮层
(3)轴突 细胞体【命题人揭秘】
命题规律：考查反射弧的知识时往往会结合具体的图示进行，考查兴奋在神经纤维上的传导或者在神经元之间的传递的方向、速度以及信号的转化等。预测该考点一般通过结合生活实际中的实例、反射弧模式图命制选择题，考查对反射弧各部分结构功能特点的理解和运用能力。备考策略：(1)复习该部分内容时，要对反射弧的结构分析到
位，包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(传
出神经末梢以及它所支配的肌肉或腺体等)。
(2)要弄清楚兴奋传导的方向，就要会识别示意图中 各结
构的含义，即“ ”表示突触前膜，“ ”表示突触后
膜，兴奋由突触前膜传向突触后膜。
(3)兴奋在神经纤维上的传导是双向的，在神经元之间的传递是
单向的，并且由于存在突触延搁，导致兴奋在神经元之间传递
速度较慢。 动物体内激素分泌的分级调节
【典例2】(2012·天津高考)动物被运输
过程中，体内皮质醇激素的变化能调节
其对刺激的适应能力。如图为皮质醇分
泌的调节示意图。据图分析，下列叙述
错误的是
A.运输刺激使下丘脑分泌激素增加的结
构基础是反射弧
B.图中M促进皮质醇分泌的过程属于神
经—体液调节C.皮质醇作用的靶细胞还包括下丘脑细胞和垂体细胞
D.动物被运输过程中，体内皮质醇含量先升高后逐渐恢复
【审题视角】解答本题的关键是：
(1)将该过程与更为熟悉的甲状腺激素反馈调节联系在一起。
(2)明确M是一种激素，作用于某一器官促进该器官的激素分泌属于体液调节。【精讲精析】选B。运输刺激作用于下丘脑的过程属于神经调节，结构基础是反射弧，故A选项正确；图中M经体液运输作用于肾上腺皮质，促进皮质醇分泌的过程属于体液调节，故B选项错误；皮质醇不仅能促进细胞代谢，当其分泌过多时，会进行反馈调节，作用于下丘脑细胞和垂体细胞，抑制相应激素的分泌，故C选项正确；动物被运输过程中，为了适应外界刺激，体内皮质醇分泌量会增多，后由于动物稳态的调节逐渐恢复。【命题人揭秘】
命题规律：动物体内激素的分级调节这一考点是常考点，一般都会以示意图的形式给予信息，主要考查识图能力和理解能力，有时也根据反馈调节和分级调节的特点考查实验分析和评价能力。预计甲状腺激素、胰岛素和胰高血糖素等几种重要激素在动物生命活动调节中的作用的综合考查仍会是2013年高考的命题热点。备考策略：复习时要明确下丘脑的特殊性，既有神经调节方面的功能，又有分泌功能，所以下丘脑的细胞被称为神经分泌细胞。血糖的调节离不开下丘脑的神经调节作用，体温调节时下丘脑是调节中枢，水盐调节时抗利尿激素即是由下丘脑分泌的。 兴奋在神经元之间的传递
【典例3】(2011·四川高考)如图为反射弧中神经—肌肉接头的结构及其生理变化示意图。(1)发生反射时，神经中枢产生的兴奋沿_______神经传到突触前膜，导致突触小泡与前膜_______，释放神经递质(Ach)；Ach与Ach受体结合后，肌膜发生_______，引起肌肉收缩。
(2)重症肌无力是自身免疫病，其病因是患者免疫系统把Ach受体当作抗原，使B细胞被激活而增殖、分化，产生Ach受体抗体。Ach受体抗体与Ach受体特异性结合，造成Ach不能与Ach受体正常结合，导致_______信号转换过程受阻。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)明确突触的结构以及突触处信号转化的过程。
(2)神经递质由突触前膜释放到突触间隙以后需要作用于突触后膜上的受体才能完成信号的转变过程。【精讲精析】(1)反射沿着反射弧进行传递，神经中枢产生的兴奋沿传出神经传到突触前膜，导致突触小泡与前膜融合，释放的神经递质与肌膜上的受体结合引发电位变化，进而引起肌肉收缩。
(2)抗原刺激B细胞增殖、分化出浆细胞(效应B细胞)，进而产生Ach受体抗体，Ach受体抗体与Ach受体特异性结合，造成Ach不能与Ach受体正常结合，导致Ach这个化学信号不能再转变为肌膜上的电位变化。
答案：(1)传出 融合 电位变化 (2)化学信号向电【命题人揭秘】
命题规律：考查时都是以突触的结构为立足点，涉及到信号在神经元之间进行传递是单向的原因、突触间隙中的神经递质受到干扰后的表现等。预计2013年高考还会出现兴奋的传导或者兴奋的传递受阻的实验设计题目。
备考策略：有关兴奋在反射弧上的传导结合图示进行复习更为直观，如兴奋传导与电流计指针偏转问题分析。(1)在神经纤维上：
①如图，刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流计发生两次方向相反的偏转。
②如图，刺激c点(bc=cd)，b点和d点同时兴奋，电流计不发生偏转。(2)在神经元之间：
①如图，刺激b点，由于兴奋在突触处的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流计发生两次方向相反的偏转。
②如图，刺激c点，兴奋不能传至a，a点不兴奋，d点可兴奋，电流计只发生一次偏转。 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
【典例4】(2011·海南高考)下列实例能够说明神经系统中的高级中枢对低级中枢有控制作用的是
A．针刺指尖引起缩手反射
B．短期记忆的多次重复可形成长期记忆
C．大脑皮层语言H区损伤，导致人不能听懂别人讲话
D．意识丧失的病人能排尿但不能控制，意识恢复后可控制【审题视角】解答本题需明确以下两点：
(1)高级神经中枢对低级神经中枢有调控的作用。
(2)指尖的缩手反射和小孩的无意识排尿都是受低级神经中枢的直接控制。【精讲精析】选D。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：该考点似乎是新课标试题的专利，在高考中屡次出现，命题形式多为选择题。预计2013年高考在选择题中出现的可能性较大。考查时会结合具体的实例分析得出神经系统的分级调节作用，比如排尿反射等。
备考策略：(1)在头脑中要有大脑参与调节的分级调节示意图，认真比较人脑的高级神经中枢之间的关系。(2)明确人脑的言语中枢受损后的症状： 神经调节和体液调节综合考查
【典例5】(2010·山东高考)为了更好地揭示人体生理功能的调节机制，可用猴进行科学实验(如图)。请回答下列问题：(1)实验猴右手指受到电刺激时，会产生缩手反应。在此反射的反射弧中，神经冲动是_______向传递的。头部电极刺激大脑皮层某区域引起猴右手运动，其兴奋传递过程是：中枢兴奋→传出神经兴奋→神经末梢释放_______→ _______→后膜电位变化→右手肌肉收缩。若某动物离体神经纤维在两端同时受到刺激，产生两个同等强度的神经冲动，两冲动传导至中点并相遇后会________________________。
(2)实验猴受到寒冷刺激，皮肤温度感受器兴奋，经传入神经引起_________兴奋，导致__________分泌增加，机体产热增多以维持体温稳定。此调节方式为__________________________。(3)实验猴对屏幕上呈现的某些影像会产生明显的应激反应。在受到多次此类影像刺激后，猴出现应激性高血糖症。产生这一结果的直接原因是_______________导致了糖代谢异常。
(4)猴大脑皮层下的某区域出现病理性损伤后，表现为日排尿量异常增多、饮水剧增。推测脑内____________区域被损伤，引起了____________________缺乏。【审题视角】解答本题需明确以下三点：
(1)应抓住题中“同等强度”、“中点相遇”这两个关键的词。在两神经冲动强度相等、中点相遇的情况下，相遇点两侧的膜电位变化是相同的，故可推知相遇时两神经冲动间没有电位差，没有电位差则传导只能停止。
(2)与血糖、体温和水盐平衡调节有关的器官和激素。
(3)下丘脑在神经-体液调节中的重要位置和作用。【精讲精析】(1)神经冲动在反射弧中的传递，即在神经元之间的传递是单向的；神经中枢产生兴奋后通过传出神经传到神经末梢，使突触前膜释放神经递质，神经递质经过突触间隙作用于突触后膜上的受体，使突触后膜电位发生变化；神经纤维在两端同时受到刺激后，两个神经冲动传到中点并相遇后会使电位变化相互抵消，从而使神经冲动停止传导。(2)受到寒冷刺激后，皮肤表面的温度感受器受到刺激并产生兴奋，经传入神经传到下丘脑的体温调节中枢，然后通过传出神经传到效应器，引起骨骼肌、皮肤血管、汗腺及内分泌腺等器官或腺体活动变化，使骨骼肌收缩，肾上腺分泌肾上腺素增多，甲状腺分泌甲状腺激素增多，以增加产热。这个过程涉及神经调节和激素(体液)调节，属于神经—体液调节。(3)血糖的调节以体液调节为主，同时又受神经系统的调节，当血糖突然升高时，下丘脑相关区域兴奋，通过副交感神经直接刺激胰岛B(β)细胞释放胰岛素，以降低血糖浓度。当出现胰岛素分泌减少、胰高血糖素分泌增加时，将导致糖代谢异常，从而引发应激性高血糖症。
(4)由下丘脑分泌并由垂体释放的抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水分的重吸收，如果下丘脑或垂体受到损坏将导致尿量增加等症状。答案：(1)单 神经递质(或乙酰胆碱) 与(后膜特异性)受体结合 停止传导(或消失，抵消)
(2)下丘脑体温调节中枢 甲状腺激素(或甲状腺激素和肾上腺素) 神经-体液调节
(3)胰岛素分泌减少和胰高血糖素分泌增加
(4)下丘脑或(神经)垂体 抗利尿激素(或ADH)【阅卷人点拨】 反射和反射弧
高考指数:★★
1.(2012·全国卷)下列关于膝跳反射的叙述，错误的是( )
A.反射活动由一定的刺激引起
B.反射活动中兴奋在突触处双向传递
C.反射活动的发生需要反射弧结构完整
D.反射活动中需要神经递质参与兴奋的传递【解题指南】解答本题的关键是明确以下三点：
(1)反射的概念。
(2)反射完成的结构基础是反射弧。
(3)兴奋在反射弧中的传递。【解析】选B。具体分析如下：
2.(2012·新课标全国卷)当人看到酸梅时唾液分泌会大量增加。对此现象的分析，错误的是( )
A.这一反射过程需要大脑皮层的参与
B.这是一种反射活动，其效应器是唾液腺
C.酸梅色泽直接刺激神经中枢引起唾液分泌
D.这一过程中有“电—化学—电”信号的转化【解析】选C。人看到酸梅时唾液分泌增加是一种条件反射。条件反射是指在非条件反射的基础上，在大脑皮层的参与下完成的。具体反射过程：酸梅的颜色、形状刺激感受器(视觉感受器)→传入神经→大脑皮层→传出神经→效应器(唾液腺)。在这一过程中兴奋在神经元之间传递时会发生“电信号—化学信号—电信号”的转化。3.(2010·江苏高考)如图为反射弧结构示意图，相关叙述中错误的是( )A.伸肌肌群内既有感受器也有效应器
B.b神经元的活动可受大脑皮层控制
C.若在Ⅰ处施加一个有效刺激，a处膜电位的变化为：内负外正→内正外负→内负外正
D.在Ⅱ处施加刺激引起屈肌收缩属于反射【解析】选D。A项正确，据图知伸肌肌群内既与Ⅰ(传入神经)相连，又与传出神经相连，可判断伸肌肌群内既有感受器也有效应器。
B项正确，脊髓等低级中枢的活动可受脑中相应高级中枢的控制；
C项正确，因兴奋在神经纤维上可双向传导，若在Ⅰ处施加一个有效刺激，则a处将由静息电位(内负外正)变为动作电位(内正外负)，后又恢复为静息电位(内负外正)；
D项错误，在Ⅱ处施加刺激引起屈肌收缩不属于反射，因为没有经过完整的反射弧。4.(2011·江苏高考)如图是反射弧的模式图(a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分，Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分)，有关说法正确的是( )A.正常机体内兴奋在反射弧中的传导是单向的
B.切断d，刺激b，不会引起效应器收缩
C.兴奋在结构c和结构b的传导速度相同
D.Ⅱ处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号【解析】选A。A项，反射弧中的突触结构决定了兴奋的单向传导。
B项，b为传出神经，a为效应器，刺激b时，切断d对兴奋的传导无影响，所以会引起效应器收缩。
C项，结构c为神经中枢，含有突触结构，兴奋在突触的传递形式发生转变，所以兴奋在结构c的传导速度变慢。
D项，Ⅱ处发生的信号变化是化学信号→电信号。 神经冲动的产生和传导
高考指数:★★★★★
5.(2012·浙江高考)下列关于神经肌肉(肌肉指骨骼肌)接点及其相关结构和功能的叙述，正确的是( )
A.一个骨骼肌细胞中只有一个细胞核
B.神经肌肉接点的突触间隙中有组织液
C.突触后膜的表面积与突触前膜的相同
D.一个乙酰胆碱分子可使突触后膜产生动作电位【解题指南】解答本题的关键应明确两点：
(1)本题考查神经调节。
(2)突触间隙的液体为组织液及引起突触后膜产生动作电位需要刺激达到一定阈值。【解析】选B。具体分析如下：6.(2011·海南高考)突触后膜受体与相应神经递质结合后，使
突触后神经细胞兴奋，在引起该突触后神经细胞兴奋的过程中
( )
A．Na+通过被动运输到突触后膜内
B．K+通过被动运输到突触后膜内
C．Na+通过主动运输到突触后膜内
D．K+通过主动运输到突触后膜外
【解析】选A。A项,动作电位产生的机理是Na+内流(协助扩散),使膜电位由内负外正变为内正外负。7.(2010·新课标全国卷)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】选D。静息电位主要是未受到刺激时细胞内外K+的浓度差所造成的，适当降低溶液S中的Na+浓度，不会影响静息电位；但会使动作电位峰值降低，动作电位主要和细胞外的Na+在神经细胞受到刺激时的快速内流有关。8.(2010·海南高考)将记录仪(R)的两个电极
置于某一条结构和功能完好的神经表面，如
图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，
可在R上记录到电位的变化。能正确反映从刺
激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是( )【解析】选D。当图中的部位被刺激后，兴奋先传导至左侧的电极处，该处的膜电位变成外负内正，而另一侧的膜电位仍然是外正内负，所以电流表指针会向一侧偏转，当兴奋传过后左侧电极的膜电位恢复成外正内负，所以电流表指针会恢复到原来的位置，之后兴奋会传导至右侧的电极处，右侧电极的膜电位会变成外负内正，而左侧的电位仍是外正内负，所以电流表指针会向另一侧偏转，当兴奋传过后，右侧电极的膜电位又恢复成外正内负，所以电流表指针又会恢复至原来的位置。9.(2012·山东高考)人手指意外触到蜡烛火焰，引起屈肘反射。其反射弧示意图如下。(1)图中神经元a产生的兴奋在传入神经纤维上以_______形式进
行传导。当神经冲动传到神经末梢时，引起突触前膜内______
释放神经递质，该递质与神经元b细胞膜上________结合，使神
经元b兴奋。神经元b的神经冲动进一步引起神经元c兴奋，最终
导致屈肌收缩。
(2)图中M点兴奋时，此处神经纤维膜两侧的电位表现为______。
若N点受刺激产生兴奋，则在神经元b上________(填“有”或
“无”)膜电位的变化，其原因是_________________________
_____________________________________________________。(3)手指意外触到火焰引起局部皮肤红肿，是因为皮肤毛细血管舒张和通透性增加，________引起组织间隙液体积聚。若手指伤口感染，可引起体液中吞噬细胞和杀菌物质抵御病菌侵害，此过程属于_______免疫。
【解题指南】解答此题的关键是：
(1)理解神经冲动在神经纤维上的传导过程的特点、电位变化以及神经冲动在神经元间的传递过程和特点；
(2)明确组织水肿的原因和非特异性免疫的特点。 【解析】(1)兴奋在神经纤维上的传导是以电信号的形式进行的，在神经元之间的传递是通过突触进行的，当神经冲动传到神经末梢时，突触小泡向前膜移动，释放神经递质，与突触后膜上的特异性受体结合，使神经元b兴奋。
(2)M点兴奋产生动作电位，这时膜电位为内正外负；若N点受到刺激时，因兴奋的传递只能是单向的，不能由神经中枢传向传出神经，因而b上无膜电位变化。(3)手指因外伤引起局部皮肤红肿是由于毛细血管舒张和通透性增加，使原本不易渗出的血浆中的蛋白质和液体渗出到组织液中，引起组织间隙液体积聚；若伤口感染，可引起体液中吞噬细胞和杀菌物质抵御病菌侵害，这一过程不针对某一特定病原体，为非特异性免疫。答案：(1)局部电流(或电信号，神经冲动) 突触小泡
(特异性)受体
(2)内正外负 无 兴奋在神经元之间只能单向传递
(3)血浆中的蛋白质和液体渗出 非特异性10.(2010·安徽高考)(1)将3根离体神经纤维(枪乌贼的巨轴突)分别放置于盛有海水(A)、等渗KCl溶液(B)、等渗葡萄糖溶液(C)3个培养皿中。若都给予适宜的刺激，______(填A、B、C编号)培养皿中的神经纤维可以产生神经冲动，原因是______。
(2)图为神经-肌肉连接示意图。C1、C2表示免疫细胞，黑点(●)表示神经元细胞体，①～⑦表示神经纤维，按图示，肌肉受到刺激不由自主地收缩，神经冲动在神经纤维上出现的顺序依次是______(填①～⑦编号)。大脑感觉到肌肉受到刺激，其信号(神经冲动)在神经纤维上出现的顺序依次为______(填①～⑦编号)。(3)重症肌无力是自身免疫病，多数患者的免疫系统误将自身肌 肉细胞膜(突触后膜)上的神经递质受体当作_______________，
产生的自身抗体攻击了此类神经递质受体，从而使神经冲动传 递受阻，肌肉收缩无力，图中免疫细胞C2的名称为_________
_____________。【解析】(1)神经纤维在受到刺激时，细胞外的Na+迅速内流，这是动作电位产生的基础。A、B、C三种溶液中，只有海水中存在较多的Na+，所以放在海水中会产生神经冲动。
(2)图示 表示神经元的轴突末梢，神经冲动在神经元之间的传递是单向的，只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突。肌肉受到刺激不由自主地收缩，这一反射过程不通过大脑控制，神经冲动在神经纤维上出现的顺序依次为④⑤⑥；大脑感觉到肌肉受到刺激，其信号(神经冲动)在神经纤维上出现的顺序依次为③②①。(3)重症肌无力患者肌肉细胞膜(突触后膜)上的神经递质受体成为了抗原，被浆(效应B)细胞产生的抗体攻击，导致自身免疫病。
答案：(1)A神经冲动的产生需要Na+
(2)④⑤⑥ ③②① (3)抗原 浆(效应B)细胞【方法技巧】兴奋传导中的三点总结
(1)静息电位：内负外正；动作电位：内正外负。
(2)在神经元之间传递时信号的转化：电信号—化学信号—电信号。
(3)神经递质和突触后膜结合后可以引起突触后膜的兴奋或抑制。 神经系统的分级调节和人脑的高级功能
高考指数:★★
11.(2011·广东高考)短跑运动员听到发令枪声后迅速起跑，下列叙述正确的是( )
A.起跑动作的产生是非条件反射的结果
B.调节起跑动作的神经中枢是听觉中枢
C.该反射有多个中间神经元先后兴奋
D.起跑反应的快慢取决于小脑兴奋的程度【解析】选C。A项，非条件反射是指人生来就有的先天性反射，如婴儿的吮吸，起跑动作显然不是与生俱来的；B项，调节起跑动作的低级神经中枢在脊髓，高级中枢在大脑皮层；C项，起跑反射涉及到多元反射弧，有多个中间神经元产生兴奋；D项，小脑与身体平衡有关，与起跑反应的快慢程度无关。12.(2010·全国卷Ⅰ)用去除脑但保留脊髓的蛙(称脊蛙)为材料，进行反射活动实验。请回答与此有关的问题：
(1)用针刺激脊蛙左后肢的趾部，可观察到该后肢出现收缩活动。该反射活动的感受器位于左后肢趾部的__________中，神经中枢位于______________中。
(2)反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器产生反应结束，这种方向性是由________________________________所决定的。(3)剪断支配脊蛙左后肢的传出神经(见
图)，立即刺激A端_______(能、不能)
看到左后肢收缩活动；刺激B端________
(能、不能)看到左后肢收缩活动。若刺激
剪断处的某一端出现收缩活动，该活动
________(能、不能)称为反射活动，主要
原因是_______________________________________。【解析】(1)感受器主要分布在皮肤和黏膜中，神经中枢主要是脑和脊髓。由题知感受刺激的部位是脊蛙左后肢的趾部皮肤中的感受器。去除脑但保留脊髓的蛙(称脊蛙)的神经中枢位于脊髓中。
(2)反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器产生反应结束，这一方向是单方向的传导，神经兴奋单方向传导是由突触结构决定的。(3)立即刺激A端，A端至效应器间没有剪断，有电位变化能引起效应器活动。刺激B端由于中间被剪断不能将电位变化传到效应器，不能引起效应器活动。反射活动是建立在反射弧结构基础上的，由于剪断破坏了反射弧的结构，无法进行反射活动“感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器”的过程，根据反射活动的概念判断，该活动不能称为反射活动。
答案：(1)皮肤 脊髓 (2)突触的结构
(3)能 不能 不能 反射弧的结构不完整 激素调节
高考指数:★★★★
13.(2012·重庆高考)下列有关生理现象的叙述，正确的是( )
A.被阉割动物血液中的促性腺激素含量将降低
B.寒冷刺激皮肤引起皮肤血管收缩是条件反射
C.某人眼球被意外撞击，产生金星四溅的感觉是非条件反射
D.叩击膝盖下的韧带，小腿前踢过程中有化学物质传递信息【解析】选D。具体分析如下：14.(2011·北京高考)一次性过量饮水会造成人体细胞肿胀，功能受损。可用静脉滴注高浓度盐水(1.8%NaCl溶液)对患者进行治疗。其原因是( )
A.升高细胞外液的离子浓度
B.促进抗利尿激素的分泌
C.降低细胞内液的离子浓度
D.减少细胞外液液体总量【解析】选A。A项，静脉滴注高浓度盐水(1.8%NaCl溶液)，使得血浆中盐浓度升高，血浆渗透压升高，引起组织液渗透压升高，即升高细胞外液的离子浓度，使各组织细胞中的水扩散到细胞外液，对细胞肿胀患者进行治疗；B项，肿胀的细胞中多余的水分扩散到细胞外液后细胞外液渗透压降低，此时抗利尿激素分泌也是受到抑制；C项，升高细胞外液的离子浓度，使细胞内多余的水分扩散到细胞外液，导致细胞内液的离子浓度升高；D项，肿胀的细胞中多余的水分扩散到细胞外液将增加细胞外液液体的总量。15.(2010·海南高考)成年大鼠血液中甲状腺激素浓度升高时，可能出现( )
A.体温升高、耗氧量减少
B.体温下降、耗氧量增加
C.神经系统兴奋性提高、耗氧量增加
D.神经系统兴奋性提高、体温下降【解析】选C。甲状腺激素能够促进细胞的新陈代谢，加速物质的氧化分解，所以耗氧量会增加，同时产生了大量的能量，其中大部分以热能形式散失，故体温升高，所以A、B、D错误；甲状腺激素还能够提高神经系统的兴奋性，故C正确。
【方法技巧】甲状腺激素的三个功能
(1)促进新陈代谢，增加产热，参与体温调节；
(2)提高神经系统的兴奋性；
(3)促进生物中枢神经系统的发育。16．(2012·安徽高考)机体激素含量的相对稳定对维持稳态有重要作用。
(1)内分泌腺没有导管，分泌的激素_______。因此，临床上可通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。某甲状腺功能障碍患者，检测到体内有一种促甲状腺激素(TSH)受体的抗体，该抗体阻断TSH的效应，则该患者血液中TSH含量比正常值______。另一甲状腺功能障碍患者，下丘脑功能正常，血液中TSH和甲状腺激素(TH)含量明显低于正常值，为诊断病因，静脉注射TSH后，TH含量明显升高，表明该患者_______部位发生了病变。(2)下丘脑的_________受中枢神经系统活动调节并释放激素，从而调节垂体激素的分泌。TH对垂体的反馈抑制作用与促甲状腺激素释放激素(TRH)的刺激作用_______、相互影响，共同维持机体TSH含量的稳定。TH能进入垂体TSH分泌细胞内发挥作用，表明该细胞能通过_______接受信息。【解析】(1)内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液中，随
血液流到全身，血液中激素的含量可作为检测内分泌系统疾病
的依据。甲状腺激素的分泌受到多重因素的调节，属于反馈调
节：
若患者体内有一种促甲状腺激素(TSH)受体的抗体，该抗体阻断
TSH的效应，导致甲状腺激素分泌不足，反馈导致该患者血液中TSH含量比正常值高。若下丘脑功能正常，则TRH的分泌正常，血液中TSH和甲状腺激素(TH)含量明显低于正常值，静脉注射TSH后，TH含量明显升高，表明该患者垂体部位发生了病变。
(2)下丘脑的神经分泌细胞是反射弧中的效应器，接受中枢神经系统传来的兴奋后就能分泌释放激素，从而调节垂体激素的分泌。TH对垂体的反馈抑制作用，促甲状腺激素释放激素(TRH )对垂体是促进作用，二者之间相互拮抗，相互影响，共同维持机体TSH含量的相对稳定。TH能进入垂体TSH分泌细胞内发挥作用，表明该细胞能通过细胞内受体接受信息。答案：(1)弥散到体液中，随血液流到全身 高
(腺)垂体
(2)神经分泌细胞 相互拮抗 细胞内受体 17.(2011·江苏高考)图1表示北纬50°某地区不同月份母鸡平均产蛋数的波动情况，图2是母鸡繁殖活动的生理调节过程示意图(甲、乙、丙表示器官，a、b、c表示相应激素)。请回答下列问题：(1)由图1可知，影响母鸡月产蛋数的主要环境条件是_______。
(2)图2中激素a、器官丙的名称分别是________、_______。
(3)图2中c→甲、c→乙的生理意义在于__________________。
(4)已知激素a分子为一种多肽，其受体位于靶细胞的______，这是因为____________________________________________。
(5)从丙的静脉中抽取血液进行检测，血浆中含有的激素种类有_______(填下列序号)。
①1种 ②2种 ③3种 ④3种以上(6)烷基苯酚是一类洗涤剂，其分子结构稳定，具有类似激素c的生理效应。长期饲喂被烷基苯酚污染的饲料，会对器官甲、乙的分泌活动产生___________________作用，从而引起激素c分泌量___________________________。【解析】由图1可以看出日光照时间影响母鸡的月产蛋数。图2中甲是下丘脑、乙是垂体、丙是卵巢、a是促性腺激素释放激素、b是促性腺激素、c是性激素。图2中性激素作用于下丘脑的生理意义在于通过负反馈调节以维持性激素水平的相对稳定。促性腺激素释放激素的受体位于靶细胞的细胞膜上，是因为促性腺激素释放激素不能通过具有选择透过性的细胞膜。卵巢主要合成及分泌两种性激素，即雌激素和孕激素，也分泌少量的雄激素，另外血浆中还有维持内环境稳态的其他激素。性激素分级调节是一种负反馈调节。答案：(1)日光照时间
(2)促性腺激素释放激素 卵巢
(3)通过负反馈调节以维持激素c水平的相对稳定
(4)细胞膜上
激素a不能通过具有选择透过性的细胞膜
(5)④ (6)抑制 减少 神经调节和体液调节的关系
高考指数:★★
18.(2009·山东高考)如图①②③表示人体细胞间信息传递的三种主要方式。下列描述错误的是( )A.方式①②的信息传递缓慢，方式③传递迅速
B.方式③的信息传递不通过体液
C.体温调节可能涉及①②③三种传递方式
D.方式①②的信息传递都经过血液循环，存在反馈调节【解析】选B。方式①②要通过血液循环运输，信息传递缓慢，且存在反馈调节，方式③不需要通过血液循环运输，速度相对较快，所以判断A、D正确。方式③中，上个神经元释放的神经递质要经过两个神经元之间的组织液后，才能作用于下一个神经元，因此B错误。体温调节是一个复杂的过程，在调节过程中三种方式都存在，故C正确。
【误区警示】忽视了图示中的神经元和靶细胞之间的信息转换方式，神经递质释放到突触间隙后才能和突触后膜上的受体结合，其中突触间隙属于内环境的范畴。【实验探究体验】
19.(2012·福建高考)双酚A是一种化工原料，对动物生殖机能有影响。研究人员进行“双酚A对中国林蛙精巢芳香化酶水平的影响”实验。主要过程是：将性成熟雄蛙分组，实验组置于含双酚A的水体饲养，同时作空白对照。一定时间后检测雄蛙精巢芳香化酶水平，并对精巢进行制片镜检。结果显示，实验组芳香化酶水平高于空白对照组，且精子发育异常。请回答：(1)已知芳香化酶能促进雄性激素转化为雌性激素。据此推测双酚A进入雄蛙体内后，使其体内雌性激素水平________，从而导致精子发育异常。为比较双酚A和雌性激素对精巢机能的影响，可另设置一水体中含__________的实验组。
(2)对精巢镜检时，用高倍镜观察细胞中__________的形态和数目，以区分减数分裂过程不同时期的细胞，并统计精子发育异常比例。
(3)林蛙体内雌性激素分泌后经__________运输到靶细胞，与靶细胞的____________结合产生调节作用。【解题指南】解答本题的关键是：
(1)推测出双酚A能提高芳香化酶的水平。
(2)明确激素是内分泌物，需经体液运输。【解析】(1)由题干可知双酚A可促进芳香化酶的合成，而芳香化酶又能促进雄性激素转化为雌性激素，因此加入双酚A后雌性激素的含量增加；若比较双酚A与雌性激素对精巢机能的影响，应再增加一组添加适宜雌性激素的实验组。
(2)区分减数分裂不同时期的细胞时，需在显微镜下观察染色体的形态和数目。
(3)激素分泌后需经体液运输到相应的靶细胞，与靶细胞的受体结合产生调节作用。答案：(1)升高 雌性激素
(2)染色体
(3)体液 受体20.(2012·江苏高考)为了研究乙醇对人体神经行为能力的影响，科研人员选取若干自愿者，等量饮用同一种酒，参照世卫组织神经行为能力测试标准，测试简单反应时(对简单信号作出反应的最短时间)、视觉保留(对视觉信号记忆的准确数)和血液中乙醇浓度。以受试者自身未饮酒时为对照，计算能力指数相对值，结果如图所示。请回答下列问题：(1)测试期间受试者血液中乙醇浓度的变化说明人体能通过调节维持___________。
(2)随着血液中乙醇浓度的迅速升高，神经行为能力指数相对值明显降低，可以推测乙醇会________兴奋在相应反射弧上的传输时间，从而降低机体的反应速度和判断能力。
(3)对视觉信号作出判断与反应需经过的神经中枢位于______。
(4)动物实验显示，乙醇能增加脑组织中某种抑制性神经递质与相应受体的结合。由此推测乙醇可能影响了兴奋在________处的传输。(5)凡有神经系统疾患、视听觉及手部运动障碍者不能作为测试对象，原因是受试者的_______必须结构完整和功能正常；甲状腺功能亢进的患者也不宜作为受试者，原因是________，从而干扰测试结果。
【解题指南】解答本题的关键是明确：
(1)本实验的实验目的。
(2)图形的信息。
(3)神经调节的结构基础和调节过程。
(4)甲状腺激素的作用。【解析】本实验的目的是研究乙醇对人体神经行为能力的影响。(1)从图中看随着测试时间的延长，受试者血液中的酒精含量逐渐下降，说明人体能通过调节维持稳态。(2)从图可知，随乙醇浓度的迅速增高，对简单信号作出反应的能力指数明显降低，因此可推测乙醇会延长兴奋在相应反射弧上的传输时间。(3)视觉产生于大脑皮层，其发出的指令需要通过脊髓传导到效应器处产生反应。(4)神经递质与相应受体的结合发生在突触处。(5)反射弧必须保持完整性才能完成各项生命活动，甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性。答案：(1)稳态 (2)延长
(3)大脑皮层和脊髓 (4)突触
(5)反射弧 甲状腺激素分泌过多会提高神经系统的兴奋性21.(2010·北京高考)环境激素是指由于人类的生产和生活活动而排放到周围环境中的某些化学物质。为研究环境激素H对小鼠产生精子数的影响，用玉米油和环境激素H分别处理对照组和实验组雄性小鼠(每千克体重注射12.5 mL，每天1次，连续21天，n=20)。实验结束后，对每只小鼠产生的精子计数。实验内容及结果见下表。请分析并回答：
(1)表中数据显示，环境激素H浓度增高，小鼠生成精子数____。
(2)小鼠脑中的________调节_________释放的相关激素能刺激睾丸分泌雄激素和少量雌激素，并生成精子。精子是由睾丸中_______细胞(2n)经_______发育来的。
(3)正常雄鼠体内性激素浓度偏高会抑制脑中相关激素的释放，该调节方式称为__________。
(4)有的环境激素可造成精子染色体缺失，这是精子DNA分子发生________和DNA片段_________所致。(5)环境激素可沿着________传递进入人体，被_______接受后干扰精子生成，从而使人的生育能力降低。
【解析】(1)环境激素H浓度为100 mg/L时，精子数均值为5.09×107个，环境激素H浓度为200 mg/L 时，精子数均值为4.35×107个，所以环境激素H浓度增高，小鼠生成精子数减少。
(2)下丘脑通过分泌促性腺激素释放激素来促进垂体合成和分泌促性腺激素，垂体能通过合成和分泌促性腺激素来促进性腺合成和分泌性激素。精原细胞进行减数分裂产生精子。(3)性激素浓度偏高时会抑制下丘脑和垂体中相关激素的释放，这种调节方式称为(负)反馈调节。
(4)DNA分子发生断裂而使某些片段丢失称为染色体缺失。
(5)环境激素若存在于食物中，可沿着食物链传递进入人体，作用在靶细胞上干扰人体精子的生成。
答案：(1)减少
(2)下丘脑 垂体 精原 减数分裂
(3)(负)反馈调节
(4)断裂 丢失
(5)食物链 靶细胞 神经调节的结构基础——反射弧【状元心得】
判断传入神经和传出神经的四种方法
(1)根据是否具有神经节：有神经节的是传入神经。
(2)根据脊髓灰质内突触结构判断：图示中与“ ”相连
的为传入神经，与“ ”相连的为传出神经。
(3)根据脊髓灰质结构判断：与前角(膨大部分)相连的为传出神
经，与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。
(4)切断实验法：若切断某一神经，刺激外周段(远离中枢的位
置)，肌肉不收缩，而刺激向中段(近中枢的位置)，肌肉收缩，
则切断的为传入神经，反之则为传出神经。 兴奋的传导(传递)
1.兴奋在神经纤维上的传导
(1)神经元的结构示意图： (2)传导的过程：兴奋时动作电位：兴奋部位的细胞膜对Na+通透性增加——Na+
内流
兴奋部分：内正外负 电荷 局部
未兴奋部位：内负外正 移动 电流产生电位差形成兴奋的传导：(局部电流) 局部电流 未兴奋部位 电位变化……刺激产生2.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触：一般情况下每一神经元的轴突末梢只与其他神经元的细胞体或树突形成接点，由此可分为两类：(2)神经冲动的传递：说明：①突触小泡释放的神经递质：乙酰胆碱、单胺类物质等。
②递质移动方向：突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜。
③信号转换：电信号→化学信号→电信号。
④兴奋传导过程：轴突→突触小体→突触小泡→神经递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(下一个神经元)。
⑤兴奋传递特点：单向性。原因是神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
⑥兴奋在突触处传递比在神经纤维上的传导速度要慢。原因是：兴奋由突触前膜传至突触后膜，需要经历神经递质的释放、扩散以及对突触后膜作用的过程。【名师点睛】
1.兴奋在神经纤维上传导的五个特点
(1)生理的完整性：结构和生理功能都必须完整。
(2)绝缘性：各条神经纤维上传导的兴奋互不干扰。
(3)双向传导性：冲动沿着神经纤维向两侧同时传导。
(4)非递减性传导：兴奋在神经纤维上传导很快，并且不会衰减。
(5)相对不疲劳性：神经纤维与突触相比较，不容易发生疲劳。
2.注意突触小体与突触的关系，范围不同，位置不同，但都包括突触前膜。3.神经递质的作用效果有两种：兴奋或抑制。
4.神经递质释放的过程为胞吐(外排)，体现细胞膜的流动性，由突触后膜(下一神经元的细胞体或树突部分)上的糖蛋白(受体)识别。
5.突触小体内线粒体和高尔基体两种细胞器的含量较多。
6.在一个反射活动的完成过程中，同时存在兴奋在神经纤维上的传导和神经元之间的传递，突触数量的多少决定着该反射活动所需时间的长短。
7.释放到突触间隙中的神经递质发挥完作用后就立即消失，失去作用。 神经系统的分级调节和人脑的高级功能
1．神经系统的结构和功能2.大脑皮层言语区 体液调节
1.激素调节的四个特点
(1)微量和高效。激素在血液中含量很低，但却能产生显著的生理效应，这是由于激素的作用被逐级放大的结果。
(2)通过体液运输。内分泌腺没有导管，所以激素弥散到体液中，由血液来运输。
(3)作用于靶器官、靶细胞。激素的作用具有特异性，它能选择性地作用于靶器官、靶腺体或靶细胞。
(4)激素既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，只是使靶细胞原有的生理活动发生变化，起到调节作用。 2.脊椎动物激素的种类及功能3.激素分泌的分级调节
(1)神经调节：
当体外环境条件发生变化时，中枢神经系统对传入的信号经过分析和综合以后发出神经冲动，可以直接控制某些内分泌腺的分泌，也可通过下丘脑、垂体间接控制某些内分泌腺的分泌。如图所示： (2)反馈调节：【名师点睛】
1.正反馈与负反馈
(1)正反馈：
反馈控制促进原来激素的分泌。
(2)负反馈：
反馈控制抑制原来激素的分泌，此种类型最常见，如甲状腺激素分泌的调节。
2.下丘脑在机体稳态中的作用
(1)感受：渗透压感受器感受渗透压升降，维持水代谢平衡。(2)传导：可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层，使之产生渴感。
(3)分泌：分泌促激素释放激素，作用于垂体，使之分泌相应的激素或促激素。在细胞外液渗透压升高时分泌抗利尿激素。
(4)调节：体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢(下丘脑中有渗透压感受器，可以感受内环境中渗透压的变化；也有效应器，可以分泌抗利尿激素，调节水盐平衡)。易错易混点1 兴奋的传导和传递是不同的
兴奋在同一神经元上称为“传导”，在相邻神经元之间称为“传递”，二者比较如下：【易错易混辨析】易错易混点2 辨析神经元与神经细胞、神经纤维和神经
(1)神经元也就是神经细胞，是神经细胞的一种特殊的说法，包括胞体和突起。其中突起包括轴突和树突。
(2)一般长的轴突外边包裹着一层髓鞘，称之为神经纤维；许多神经纤维集结成束，外包一层结缔组织膜叫做神经。易错易混点3 理清突触小体、突触小泡和突触的关系
突触小体指的是神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后的每个小枝末端膨大成杯状或球状的部分。突触小体中含有神经递质的囊状结构称为突触小泡；突触小体与下一神经元构成突触，突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成的结构。课件81张PPT。专题14 免 疫 非特异性免疫和特异性免疫
【典例1】(2012·广东高考)有关人体免疫的叙述，正确的是
( )
A.机体主要依赖免疫调节维持内环境稳态
B.病原微生物侵袭，可引起机体产生特异性免疫
C.特异性免疫过程中，只有T 细胞产生记忆细胞
D.如果神经中枢受损，机体的特异性免疫功能完全丧失【审题视角】解答本题的关键是明确：
(1)内环境稳态维持和免疫调节的关系。
(2)特异性免疫的过程。
【精讲精析】选B。机体内环境稳态的维持依赖神经-体液-免疫系统调节网络；病原微生物入侵，在机体的吞噬细胞无法直接清除时可引起特异性免疫反应；特异性免疫的过程中，B细胞和T细胞一样，也可以产生记忆细胞；神经中枢受损，不会导致机体特异性免疫功能完全丧失。【命题人揭秘】
命题规律：一般结合生产、生活实际设置问题，或结合背景信息设置，多以选择题为呈现形式，重点考查对特异性免疫和非特异性免疫的理解。预计2013年高考很可能以选择题考查对相关知识的理解。
备考策略：(1)识记各种免疫细胞的作用。
(2)特异性免疫的四点知识总结：
①体液免疫过程中，能特异性识别抗原的细胞或物质有B细胞、记忆细胞、抗体。②细胞免疫过程中能识别抗原的细胞有吞(巨)噬细胞、T细胞、记忆细胞、效应T细胞，其中T细胞、记忆细胞、效应T细胞能特异性地识别抗原。
③B细胞参与体液免疫，T细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫，体液免疫只能对细胞外的抗原起作用，细胞免疫使抗原侵入的靶细胞裂解死亡，让细胞内的抗原暴露出来，再通过体液免疫使之消灭。
④T细胞产生的淋巴因子，既在体液免疫过程中发挥作用，又在细胞免疫过程中发挥作用。 体液免疫和细胞免疫的过程
【典例2】(2011·重庆高考)某人因过量注射美容制剂而出现头昏、站立不稳等症状。经诊断后，医生为其注射了肉毒杆菌抗毒素进行治疗，目的是
A.中和体内的肉毒杆菌外毒素
B.中和体内的肉毒杆菌凝集素
C.刺激机体产生特异性抗体发挥体液免疫作用
D.刺激机体释放出淋巴因子发挥细胞免疫作用【审题视角】解答本题关键明确以下两点：
(1)外毒素指的是外界的抗原，抗体是浆(效应B)细胞产生的。
(2)淋巴因子在细胞免疫和体液免疫中都存在，在体液免疫中的作用是加速B细胞的增殖分化。【精讲精析】选A。【命题人揭秘】
命题规律：该考点在高考中频繁出现，有时直接考查特异性免疫与非特异性免疫的分析比较；或者考查体液免疫与细胞免疫的过程分析与比较。考查形式有选择题和非选择题，命题时常结合免疫过程模型，对生活实际中的病例进行分析考查。预计2013年高考还可能考查细胞免疫和体液免疫的过程，应重点关注。 备考策略：(1)免疫过程模型中体液免疫和细胞免疫的识别方法：
①看免疫的结果。如果免疫引起靶细胞裂解并释放其中隐藏的抗原，则为细胞免疫；如果两种成分结合，形成了沉淀或细胞集团，则为体液免疫。
②看抗原的种类。如蛇毒或过(致)敏原引起的免疫属于体液免疫，而病毒类(如HIV)进入人体细胞，清除它们的过程主要是细胞免疫，器官移植中的免疫排斥也属于细胞免疫。
(2)明确免疫细胞的种类及各自的功能，分清各种免疫细胞在免疫中的协调作用。 免疫系统的组成
高考指数:★★★
1.(2010·海南高考)可被人体免疫系统直接识别的是( )
A.血液中O2浓度的变化 B.血糖浓度的变化
C.环境中温度的变化 D.感染人体的流感病毒
【解析】选D。当血液中O2浓度、血糖浓度、环境中温度发生变化时，需要靠机体的神经—体液调节参与调节以维持O2浓度、血糖浓度和机体温度的动态平衡，该过程与免疫系统无关；当机体感染流感病毒，会依靠机体免疫系统识别并消灭该病毒。2.(2011·福建高考)机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：
选取若干实验小鼠，随机分成三组：①组无辐射损伤；②组辐射损伤(60Co照射，下同)；③组先辐射损伤，1天后注射IL-18。14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0 h、
12 h、24 h、48 h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：(1)选择脾细胞作为本实验材料，是因为脾脏是机体重要的_______器官。已知IL-18是一种淋巴因子，淋巴因子与______都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传机制决定的_______死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越____
_______；从_______(组别)两组数据可知，IL-18能够抑制脾细胞凋亡。
(3)科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL-18，3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是__________________________________。(4)在作物育种中，可用60CO放出的γ射线使作物发生基因突变，从中筛选出优良的变异类型，这种育种方法叫做______育
种，其特点是_______________________________________
(至少答出两点)。【解析】本题以实验为背景考查免疫系统相关内容及教材中相关实验。
(1)从题干知本题研究核辐射对免疫系统的影响，所以选取的为免疫器官脾脏；免疫活性物质包括抗体、溶菌酶和淋巴因子等。
(2)由细胞凋亡的概念知，细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡；由题干知免疫系统对核辐射很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡，联系题中表格知细胞凋亡相对值越小说明免疫细胞凋亡越少；要研究IL-18能抑制脾脏细胞凋亡应设置单一变量，一个加一个不加，从表中知为②③两组。(3)从题干知，③组为先辐射后加IL-18，④组为先加IL-18后辐射，目的是比较核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响。
(4)由题干知该育种发生基因突变，而诱变育种的原理是基因突变；诱变育种的优点是提高变异频率，加速育种进程，缺点是变异不定向，盲目性大，优良变异类型少。答案：(1)免疫 抗体(溶菌酶)
(2)细胞编程性 少 ②③
(3)比较核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响
(4)诱变(辐射)
提高变异频率，加速育种进程；变异不定向，盲目性大；优良变异类型少(答出两点即可) 体液免疫和细胞免疫
高考指数:★★★★★
3.(2012·重庆高考)麻疹病毒减毒活疫苗的广泛接种，显著降低了麻疹的发病率，世界卫生组织已将麻疹列为优先消灭目标，下列相关叙述正确的是( )
A.该疫苗是小分子物质，其表面的抗原决定簇可被免疫细胞识别
B.初次接种该疫苗后，刺激机体免疫系统，可产生效应T细胞和抗体C.再次接种该疫苗后，记忆细胞分化成效应B细胞释放淋巴因子
D.入侵的麻疹病毒被抗体结合失去致病能力，被T细胞吞噬消化
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)抗原决定簇可以识别抗体和相应的细胞。
(2)明确各种免疫细胞的作用。【解析】选A。疫苗作为抗原，表面有一种或多种不同的抗原决定簇，易被相应的淋巴细胞识别，由此判断A正确；机体初次接触抗原，经过一系列变化而产生效应B细胞和记忆细胞，效应B细胞产生抗体，由此判断B错误；机体再次接种抗原，记忆细胞可以分化为效应B细胞，它会产生抗体，但不会产生淋巴因子，由此判断C错误；麻疹病毒与抗原结合，形成抗原-抗体复合物，被吞噬细胞消化而失去致病能力，由此判断D错误。 4.(2012·四川高考)科研人员为研究脾脏中某种淋巴细胞(简称M细胞)在免疫应答中的作用，进行了如下实验：
下列对该实验的相关分析，不正确的是( )A.实验证明M细胞能够将肺癌细胞抗原呈递给胸腺淋巴细胞
B.经M细胞刺激后部分胸腺淋巴细胞增殖分化形成效应细胞
C.实验组培养液中含有能增强效应T细胞杀伤力的淋巴因子
D.实验组培养液中含有能特异性识别肺癌抗原的免疫球蛋白
【解题指南】解答本题的关键是根据实验组中处理方式总结出M细胞的功能是呈递抗原、刺激T细胞增殖分化。【解析】选D。根据上述表中的实验处理，肺癌细胞作为抗原，处理M细胞，可以将抗原呈递给胸腺淋巴细胞(T细胞)，由此判断A正确；胸腺淋巴细胞可以增殖分化为效应T细胞，并释放出淋巴因子，由此判断B、C正确；该实验涉及效应T细胞杀伤肺癌细胞，而不是抗原与抗体结合，由此判断D错误。5.(2012·福建高考)将小鼠B细胞注入家兔体内，产生免疫反应后，家兔血清能使小鼠T细胞凝集成细胞集团。而未经免疫的家兔血清不能使小鼠T细胞凝集成团。T细胞凝集现象的出现是因为( )
A.小鼠B细胞诱导家兔产生细胞免疫
B.小鼠T细胞诱导家兔产生体液免疫
C.小鼠B细胞和小鼠T细胞有相同抗原
D.小鼠T细胞和家兔T细胞有相同抗原【解题指南】解答本题的思路是：
小鼠T细胞凝集成团 具有T细胞抗体证明证明小鼠的B、T细胞具
有相同抗原小鼠B细胞产生抗体小鼠B细胞
产生免疫反应【解析】选C。小鼠B细胞注入家兔体内，产生免疫反应后，在家兔的血清中可以找到相应的抗体。而血清也可以和小鼠T细胞凝集，根据抗原和抗体之间的特异性结合特点，可以说明小鼠的B细胞和小鼠的T细胞具有相同的抗原。6.(2012·北京高考)如图所示实验能够说明( )
A.病毒抗原诱导B细胞分化的作用
B.浆细胞产生抗体的作用
C.病毒刺激淋巴细胞增殖的作用
D.效应T淋巴细胞的作用【解题指南】解答本题的思路分析如下：
靶细胞被裂解 免疫类型为细胞免疫
得出结论 淋巴细胞为效应T细胞证明可知测定上清液中
51Cr释放量确定【解析】选D。由题意可知，利用被LCM病毒感染小鼠后获得的淋巴细胞能将被LCM病毒感染的51Cr标记的同种小鼠细胞裂解，因此，可确定此免疫方式为细胞免疫，说明了效应T淋巴细胞的作用。7.(2011·全国卷)研究发现两种现象：①动物体内的B 细胞受到抗原刺激后，在物质甲的作用下，可增殖、分化为效应B细胞；②给动物注射从某种细菌获得的物质乙后，此动物对这种细菌具有了免疫能力。则这两种物质中( )
A．甲是抗体，乙是抗原
B．甲是抗体，乙是淋巴因子
C．甲是淋巴因子，乙是抗原
D．甲是淋巴因子，乙是抗体【解析】选C。本题考查免疫调节的相关知识。T细胞产生的淋巴因子结合抗原的刺激可以使B细胞增殖分化形成浆细胞(效应B细胞)，物质甲为淋巴因子；注射抗原之后可刺激机体发生体液免疫产生特异性的抗体，增强机体对该种抗原的免疫力，物质乙为抗原。8.(2010·福建高考)结核杆菌感染人体并侵入细胞后会引起结核病，体内接触该靶细胞并导致其裂解的免疫细胞是( )
A.浆(效应B)细胞 B.T淋巴细胞
C.B淋巴细胞 D.效应T细胞
【解析】选D。当病原体侵入细胞后，依靠细胞免疫参与免疫作用，首先T细胞在病原体的刺激下分化形成效应T细胞，效应T细胞与含有该病原体的靶细胞密切接触，促使靶细胞释放溶酶体酶而促进靶细胞裂解，从而消灭病原体。9.(2010·江苏高考)无胸腺裸鼠是一种无毛变异小鼠，先天性无胸腺，常作为医学、生物学研究中的实验动物。下列表述中错误的是( )
A.无胸腺裸鼠具有正常的体液免疫功能
B.无胸腺裸鼠应饲养在无菌环境中
C.无胸腺裸鼠对异体组织无排斥反应
D.人类癌细胞可在无胸腺裸鼠体内增殖【解析】选A。T细胞发育成熟的场所是胸腺，若无胸腺就无法产生T细胞，而在体液免疫过程中，需要T细胞分泌淋巴因子刺激B细胞增殖、分化，另外还有少数抗原可以直接刺激B细胞，因此无胸腺裸鼠只保留少部分的体液免疫，故A项错误。由于该种鼠没有细胞免疫，体液免疫功能也很弱，故该种鼠应在无菌条件下饲养，否则易感染病原体而死亡，B正确。外来移植器官、癌细胞都是细胞免疫中效应T细胞的作用对象，而该种鼠无法产生T细胞，没有细胞免疫，故C、D两项正确。【方法技巧】常见免疫过弱的两类疾病
(1)先天性免疫缺陷病，如胸腺发育不良，本题中的无胸腺裸鼠即为此种情况。
(2)获得性免疫缺陷综合症，如艾滋病，后天免疫功能缺失导致的疾病。10.(2010·全国卷Ⅱ)下列关于免疫细胞的叙述，错误的是( )
A.T细胞可以产生淋巴因子
B.T淋巴细胞可以产生多种抗体
C.吞(巨)噬细胞和淋巴细胞均属于免疫细胞
D.一个浆细胞只能产生一种抗体【解析】选B。淋巴细胞分为T淋巴细胞和B淋巴细胞，受到抗原刺激后，T淋巴细胞可增殖分化形成效应T细胞，还可产生淋巴因子，A项正确；B细胞接受抗原刺激后，可增殖分化成浆细胞，浆细胞可产生抗体，B项错误；吞(巨)噬细胞和淋巴细胞均属于免疫细胞，C项正确；一个浆细胞只能产生一种抗体，D项正确。 免疫疾病
高考指数:★★★
11.(2012·江苏高考)下列关于免疫调节的叙述，错误的是( )
A.神经调节和体液调节都与机体免疫有关
B.浆细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞
C.HIV病毒主要攻击T细胞导致免疫功能严重缺陷
D.大规模饲养家畜时合理使用动物激素可提高免疫力【解析】选B。特异性免疫中的体液免疫产生的抗体主要分布于血浆和组织液中，随体液进行运输，所以与体液调节有关，而体液调节受神经调节的控制，因此A正确。B细胞和T细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞，但浆细胞是已经高度分化的细胞，不能再增殖和分化，所以B错误。HIV入侵人体后，特异性地攻击T淋巴细胞，受感染的T细胞发生溶解坏死，导致免疫调节障碍，最终导致全面的免疫功能受损，故C正确。如胸腺素可使由骨髓产生的干细胞转变成T细胞，因而有增强细胞免疫功能的作用，因此D正确。12.(2010·浙江高考)乙肝疫苗的接种需在一定时期内间隔注射三次，其目的是( )
A.使机体积累更多数量的疫苗
B.使机体产生更多数量的淋巴细胞
C.使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞
D.使机体产生更强的非特异性免疫【解析】选C。接种疫苗后，疫苗作为抗原刺激机体产生抗体和记忆细胞，如果有相同的抗原再次刺激机体时，记忆细胞会快速增殖分化，产生大量新的浆细胞和新的记忆细胞，浆细胞进而产生抗体消灭抗原，这就是二次免疫反应。接种乙肝疫苗之所以要间隔注射三次，目的就是激发机体二次免疫反应，使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞。13.(2010·广东高考)重症肌无力患者由于体内存在某种抗体，该抗体与神经—肌肉突触的受体特异性结合，使该受体失去功能，最终导致( )
A.刺激神经不能引起肌肉收缩
B.全身出现过敏反应
C.肌肉对神经递质的反应性提高
D.机体对病原体的反应能力提高【解析】选A。神经—肌肉突触和神经—神经突触的结构和功能大致相同。神经—肌肉突触由突触前膜(神经细胞膜)、突触后膜(肌细胞膜)和突触间隙(突触前、后膜间的间隙)组成。其作用机理是：前膜释放神经递质，后膜上的受体接受神经递质，与之发生特异性结合，引起肌细胞中肌纤维滑动而使肌肉收缩。故当“重症肌无力患者由于体内存在某种抗体，该抗体与神经—肌肉突触的受体特异性结合”后，前膜释放的神经递质将不能与后膜上的受体发生特异性结合，从而不能引起肌细胞中肌纤维滑动而使肌肉收缩，故A项正确。重症肌无力的病因是刺激神经不能引起肌肉收缩；B、C、D三项与重症肌无力产生的原因无关，故不选。 免疫学的应用
高考指数:★★
14.(2011·浙江高考)与被动免疫相比，下列关于主动免疫的叙述，正确的是( )
A.免疫作用在受体(接受者)内维持时间较长
B.受体接受的是抗体或致敏淋巴细胞
C.可使受体迅速产生抗原抗体反应
D.主要用于治疗或紧急预防感染【解题指南】常见的主动免疫是接种疫苗，疫苗是灭活的病毒，可以使机体产生相应的抗体，存在于机体内，当相同的抗原刺激机体时，机体会作出免疫应答反应。【解析】选A。A项,主动免疫是注射或口服疫苗产生初次免疫应答，再次接种引发二次免疫应答，产生更多的效应细胞和记忆细胞，因此在受体(接受者)内维持时间较长；B项,主动免疫是注射或口服疫苗，不是接受抗体或致敏淋巴细胞;C、D项,主动免疫是注射或口服疫苗产生相应抗体和记忆细胞，需要一段时间，不可能迅速产生抗原抗体反应，也不可能用于治疗或紧急预防感染。【实验探究体验】
15.(2010·新课标全国卷)将同种大鼠分为A、B两组，A组大鼠除去淋巴细胞后，产生抗体的能力丧失，从B组大鼠中获得淋巴细胞并转移到A组大鼠后，发现A组大鼠能够重新获得产生抗体的能力。请回答：
(1)上述实验可以说明_________是免疫反应所必需的细胞。
(2)为了证明接受了淋巴细胞的A组大鼠重新获得了产生抗体的能力，需要给A组大鼠注射_______________，然后检测相应的抗体。(3)动物体内能产生特异性抗体的细胞称为________。在抗体、溶菌酶、淋巴因子和编码抗体的基因这四种物质中不属于免疫活性物质的是_____________。在吞(巨)噬细胞、淋巴细胞和红细胞这三类细胞中不属于免疫细胞的是__________________。【解析】(1)A组大鼠除去淋巴细胞后，产生抗体的能力丧失；从B组大鼠中获得淋巴细胞并转移到A组大鼠后，发现A组大鼠能够重新获得产生抗体的能力，说明淋巴细胞(B淋巴细胞)是免疫反应所必需的细胞。
(2)要证明接受了淋巴细胞的A组大鼠重新获得了产生抗体的能力，可以给A组大鼠注射抗原，然后检测相应的抗体。
(3)动物体内能产生特异性抗体的细胞称为浆细胞；免疫活性物质是指体液中存在的具有杀菌效应的物质，编码抗体的基因不属于免疫活性物质；红细胞具有运输氧气的功能，不属于免疫细胞。答案：(1)淋巴细胞(或B淋巴细胞)
(2)抗原
(3)浆细胞(效应B细胞) 编码抗体的基因 红细胞 免疫系统的组成和功能
1.免疫系统的组成
免疫器官(免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所，如胸
腺、骨髓、脾、扁桃体、淋巴结等)
吞噬细胞 T细胞(迁移到胸腺中成熟)
免疫 淋巴细胞(位于淋巴
细胞 液、血液、淋巴结中) B细胞(在骨髓中成熟)
免疫活性物质：抗体、淋巴因子、溶菌酶等(由免疫细胞或
其他细胞产生的发挥免疫作用的物质)免
疫
系
统2.免疫系统的功能
(1)防卫功能：抵御病原体的攻击，有三道防线。
第一道防线：皮肤、黏膜等
第二道防线：体液中的杀菌物质和吞噬细胞
第三道防线：细胞免疫和体液免疫
(2)监控功能：监控人体内异常细胞的产生，如癌细胞。
(3)清除功能：清除体内已经衰老的细胞、损伤细胞或癌变细胞。3.免疫细胞的来源和功能【名师点睛】
胸腺或骨髓的破坏导致的免疫缺失
(1)切除胸腺——T细胞、记忆T细胞和效应T细胞将不能产生，细胞免疫全部丧失，保留少部分体液免疫。
(2)骨髓遭破坏，造血干细胞不能产生，其他免疫细胞都将不能产生，一切特异性免疫全部丧失，但输入造血干细胞，细胞免疫恢复。
(3)若胸腺和骨髓都遭破坏，丧失一切特异性免疫，再输入造血干细胞，特异性免疫不能恢复。 特异性免疫和非特异性免疫
1.两种免疫
皮肤、黏膜等(第一道防线)
非特异性免疫
体液中的杀菌物质和吞噬细胞(第二道防线)
特异性免疫：细胞免疫和体液免疫(第三道防线)2.比较非特异性免疫与特异性免疫 体液免疫和细胞免疫
1.过程及相互关系2.区别和联系3.记忆细胞再次应答的特点
(1)记忆细胞的特点：寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。
(2)再次免疫反应：相同抗原再次入侵时，记忆细胞比普通的B细胞更快地作出反应，即很快分裂产生新的浆(效应B)细胞和记忆细胞，浆(效应B)细胞再产生抗体消灭抗原，此为再次免疫反应。
(3)再次免疫特点：比初次免疫反应快，也比初次免疫反应强烈，能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭。(4)初次和再次免疫反应过程中患病程度和抗体的浓度变化：【名师点睛】
细胞的识别功能
(1)“T细胞、B细胞、记忆细胞、效应T细胞”具有特异性识别抗原的功能。
(2)“吞(巨)噬细胞”无特异性识别功能，但能识别“非己”成分。
(3)“浆(效应B)细胞”是在特异性抗原刺激下，由B细胞或记忆B细胞增殖分化而来，并产生特异性抗体来识别相应抗原发生免疫反应。 免疫异常及免疫应用
1.免疫失调引起的疾病
2.艾滋病
(1)病原体：由人类免疫缺陷病毒HIV引起的,HIV是一种逆转录病毒。
(2)病理：HIV攻击人体的免疫系统，主要是侵入T细胞,导致大量的T细胞被破坏，严重削弱免疫功能。
(3)传播途径：
①性接触；②血液传播；③母婴传播。(4)预防措施：
①注意洁身自爱,避免不正当的性关系，使用避孕套；②输血要严格检查，严格消毒；③远离毒品；④对已感染HIV的孕妇应用药物控制,实施剖腹产，并对婴儿采用人工哺乳。
3.免疫学的应用
(1)免疫预防和免疫治疗：
①免疫预防：患病前的预防，即把疫苗接种到健康人体内，使人体产生对传染病的抵抗能力，增强了人体的免疫力。通过预防接种，人们能够积极地预防多种传染病，但不能预防所有传染病。②免疫治疗：患病后的治疗，即在人体患病条件下，通过输入抗体、胸腺素、淋巴因子等调整人的免疫功能，使机体抵抗疾病的能力增强，达到治疗疾病的目的。
(2)器官移植：器官移植的成败主要取决于器官供者与受者的人类组织相容性抗原(HLA)是否一致或相近。【名师点睛】
1.探究免疫功能的实验方法
(1)证明胸腺与特异性免疫的关系——切除法：
切除小鼠的胸腺，验证体液免疫与细胞免疫关系的结论：细胞免疫全丧失，只保留部分体液免疫。
(2)证明抗体具有专一性——注射法：
①对实验动物(大小、年龄、生长状况相同)同时注射某流感疫苗；
②一段时间后，再分别注射不同种的流感病毒，观察其患病情况。2.艾滋病的病毒分布
存在于艾滋病患者和携带者的血液、精液、唾液、尿液、乳汁中。【状元心得】
证明血清抗体有治疗作用的实验操作
(1)从破伤风患者体内获取血清；
(2)选取各方面状况相同的小鼠均分成a、b两组；
(3)a组注射血清后再注射破伤风毒素，b组只注射破伤风毒素；
(4)观察两组小鼠的生活状况。易错易混点1 误认为胃液、唾液属于人体的第二道防线
人体的第二道防线包括体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞(巨)噬细胞，其中胃液、唾液是分泌物，属于人体的第一道防线。
易错易混点2 过敏反应和体液免疫的关系
(1)体液免疫是第一次接触抗原就会引起，而过敏反应是再次接触过(致)敏原才引起。
(2)体液免疫的抗体主要分布在血清中，能消灭抗原，而过敏反应的抗体是分布在某些细胞的表面，往往引起不良反应。 【易错易混辨析】易错易混点3 免疫异常疾病中的过强和过弱
(1)过强：
自身免疫病：类风湿性关节炎。
过敏反应：过敏性鼻炎。
(2)过弱：
先天性免疫缺陷病：先天性胸腺发育不良。
获得性免疫缺陷病：艾滋病。易错易混点4 免疫细胞识别作用的两个“惟一没有”
惟一没有识别功能的细胞是浆细胞；惟一没有特异性识别功能的细胞是吞噬细胞。课件131张PPT。专题15 植物生命活动的调节 生长素作用的两重性
【典例1】(2010·新课标全国卷)从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)，将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(α)如图甲，与生长素浓度的关系如图乙。请回答：(1)从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_________________________
____________________________________________________。(2)将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2。请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：______________________________________________。【审题视角】解答本题需要注意三个关键点：
(1)生长素浓度低于和高于最适浓度的促进作用可能相同；
(2)生长素浓度在最适浓度之前，浓度越高，促进作用越大，反之越小；
(3)生长素浓度在最适浓度之后，浓度越高，促进作用越小，反之越大。【精讲精析】(1)生长素促进生长的作用具有两重性，高于最适浓度和低于最适浓度可以产生相同的促进生长的效果。
(2)将待测溶液稀释，若待测溶液为低浓度，则用稀释后的溶液处理茎段，促进生长的作用减弱，半边茎的弯曲角度将减小；若待测溶液为高浓度，则用稀释后的溶液处理茎段，促进生长的作用更强，半边茎的弯曲角度将增大。答案：(1)生长素的生理作用具有两重性，最适生长素浓度产生最大α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的α值
(2)若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B【命题人揭秘】
命题规律：对于该考点，高考中多采用图解、曲线为背景，以选择题或实验设计为主要呈现形式，重点考查与生长素作用两重性相关的综合应用。预计2013年高考很可能设置与农林生产或实验相结合考查知识运用能力的题目。
备考策略：解答此类问题要从以下四个方面突破：
(1)明确生长素对各种生物材料(根、茎、叶)影响的曲线图的不同。
(2)分析问题时，不能忽视生长素作用的两重性对应两种生长素的浓度。(3)分析透彻各种曲线图中的关键点，如起点、终点及拐点。
(4)确认某种生长现象是否体现“两重性”的方法，生长素的作用具有两重性，可依据“长得快的一处是因生长素浓度比长得慢的一处高还是低”来说明：
①若生长快的一侧生长素浓度大于生长慢的一侧，即生长素浓度高处生长快，不能说明高浓度抑制生长；
②若生长快的一侧生长素浓度小于生长慢的一侧，即生长素浓度相对低处生长反而快，则可以说明低浓度促进生长，高浓度抑制生长，如顶端优势。 生长素的合成、运输和分布
【典例2】(2012·新课标全国卷)取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组，将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射，发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘无弯曲生长，其原因是A.c组尖端能合成生长素，d组尖端不能
B.a′组尖端能合成生长素,b′组尖端不能
C.c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能
D.a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b′组尖端的生长素不能【审题视角】解答本题的关键是：
(1)分析出b′组接入的胚芽鞘的形态学上端在下，形态学下端在上。
(2)知道胚芽鞘中生长素产生的部位是尖端。
(3)明确生长素的运输是极性运输。【精讲精析】选D。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：高考中多利用生长素的发现等一系列实验进行拓展和迁移。预计2013年高考可能延续这种命题角度，设计实验探究植物激素的运输、影响分布的因素等。
备考策略：解决该类问题时应从以下几个方面突破：
(1)明确激素产生的部位、作用；
(2)明确激素的分布受重力和单侧光的影响；
(3)分析各种装置图对植物激素分布的影响及所对应的表现；(4)匀速旋转器上植物向性生长方向的分析
①旋转器水平旋转：旋转产生的向心力与地心引力同时影响植物生长素的分布，又由于根对生长素的敏感度高，根将向着受到的离心力和地心引力的合力方向生长，而茎将向着向心力的方向生长。
②旋转器垂直旋转(植物横置)：可抵消地心引力引起的植物向地侧生长素分布多，根向地生长、茎背地生长的效应，而是使生长素在向地侧与背地侧均匀分布，植物水平生长。 植物激素间的相互作用
【典例3】(2011·浙江高考)研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽影响的实验，结果如图。请回答：
(1)比较曲线1、2、3与4，可知_____对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是______，而且_______(激素)能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下，除了曲线3所采用的措施外，还可通过喷施_______的化合物促进侧芽生长。
(2)比较曲线4与5，可知赤霉素能明显促进___________。而在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于_______组织。
(3)分析上图，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内______浓度或比例的改变。【审题视角】解答本题的分析思路：【精讲精析】本题综合考查植物激素的相关内容。
(1)图中曲线1保留顶芽，侧芽几乎不生长，曲线4去掉顶芽，侧芽快速生长，两者比较知，顶芽对侧芽的生长有抑制作用；曲线2去掉顶芽切口涂抹生长素，侧芽长得很慢，与曲线4比较可知起抑制作用的主要激素是生长素；曲线3保留顶芽但侧芽上涂抹细胞分裂素，侧芽长得较快，与曲线1比较知细胞分裂素能解除这种激素的抑制作用；生长素抑制侧芽的生长，在保留顶芽的情况下不用细胞分裂素解除，可以喷施对抗生长素的化合物促进侧芽生长。(2)曲线4去掉顶芽，侧芽快速生长。曲线5去掉顶芽切口涂抹赤霉素后侧芽的生长更迅速，可见赤霉素能明显促进侧芽的伸长；在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于分生组织。
(3)分析题图可知侧芽生长速度受生长素、细胞分裂素和赤霉素等多种植物激素的影响。
答案：(1)顶芽 生长素 细胞分裂素 对抗生长素
(2)侧芽的伸长 分生 (3)植物激素【命题人揭秘】
命题规律：该部分内容在考查时多数都会结合坐标图，坐标图中显示各种激素的作用，然后进行分析比较，明确各种激素在植物生命活动调节中的生理作用。预计2013年高考还会出现考查各种植物激素之间关系的题目。
备考策略：解决该类题目时应从以下几个角度进行分析：
(1)在植物生长发育和适应环境过程中各种激素并不是孤立起作用，而是多种激素相互作用、共同调节，要识记各种激素间的协同和拮抗作用。(2)植物不同发育时期植物激素的种类和数量是不同的。具体来说生长素和细胞分裂素等在植物的生长阶段含量较高，脱落酸、乙烯在衰老时的比例较高。
(3)善于结合具体实例进行分析，如图是某果实在发育及衰老等过程中的激素变化，可以看出不同发育时期植物激素的种类和数量是不同的。在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素控制的，而是多种激素相互作用共同调节的结果。这些激素之间，有的是相互促进，有的是相互拮抗，正是由于各种激素的共同作用，才使植物正常生长发育，并适应各种环境的变化。 探究植物激素类似物在生产中的应用
【典例4】(2011·江苏高考)人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根和侧芽生长的影响，请回答下列问题：(1)由图1得出的初步结论是：甲和乙对微型月季插条生根的影
响分别是_______、 _______。
(2)由图1的结果_______(填“能”和“不能”)判断0.5μmol/L
的激素类似物乙对生根的影响。为探究 3 μmol/L的激素类似
物甲和0.5 μmol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合
影响,应设计_______种培养基。
(3)已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型
月季茎段侧芽生长的影响，则：
①X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有_______作用。
②X浓度、Y浓度和Z浓度之间的大小关系是_______________。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)准确获取示意图1中的信息。该实验涉及到两个自变量，即激素类似物的浓度和激素类似物的种类。
(2)图1中的激素类似物浓度为零的实验属于对照组，其他的不同浓度的处理组别都是实验组。
(3)图2中，X、Y、Z三种浓度的生长素类似物甲对侧芽生长量的影响要注意与空白对照对比，同时联系生长素生理作用的两重性。【精讲精析】(1)由图1得出的初步结论是：甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是促进生根、抑制生根。
(2)为探究3 μmol/L的激素类似物甲和0.5 μmol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响，应设计4种培养基，即无激素的培养基(空白对照)、含有 3 μmol/L的激素类似物甲的培养基、含有0.5 μmol/L的激素类似物乙的培养基、同时含有3 μmol/L的激素类似物甲和含有0.5 μmol/L的激素类似物乙的培养基。(3)图2中X浓度对侧芽生长有抑制作用，Y、Z浓度对侧芽生长有促进作用，X>Y，X>Z，Y与Z之间大小关系不确定。
答案：(1)促进生根 抑制生根
(2)不能 4
(3)①抑制
②X>Y，X>Z，Y与Z之间大小关系不确定【阅卷人点拨】 生长素的产生、运输及分布
高考指数:★★★
1.(2011·海南高考)取某植物的胚芽鞘和幼根，切除胚芽鞘尖端和幼根根尖的尖端(即切除根冠和分生区)，然后将胚芽鞘(近尖端向上)和幼根(近尖端向上)直立放置，分别在两者切面的左侧放置含有生长素的琼脂块(生长素浓度为促进胚芽鞘生长的最适浓度)，培养在黑暗条件下，幼根和胚芽鞘弯曲生长的方向相反，关于这一现象的说法，合理的是( )A.胚芽鞘向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输
B.胚芽鞘向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输
C.幼根向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输
D.幼根向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输
【解题指南】生长素的运输属于极性运输，即使用琼脂块进行模拟的时候，生长素由低浓度向高浓度运输，导致左侧浓度高，胚芽鞘生长较快。【解析】选B。A项,将含有生长素的琼脂块放在胚芽鞘的左侧，左侧生长快，向右弯曲，生长素在胚芽鞘尖端以下的运输方式为极性运输；C、D项,将含有生长素的琼脂块置于幼根的左侧，根对生长素敏感，高浓度抑制了根的生长，向左侧弯曲，生长素的运输是极性运输。2.(2010·上海高考)回答有关植物生长发育以及杂交育种的问题。
取优质高产燕麦幼苗若干，在胚芽鞘顶端以下插
入云母片，如图所示。
(1)在图中幼苗的左侧给予光照，结果幼苗____。
解释幼苗产生这一现象的原因：___________。
(2)切取若干光照后幼苗a处的组织块，消毒后，
接种到诱导再分化的培养基中培养，该培养基
中的两种植物激素浓度相同。从理论上分析，分化的结果是_______，原因是___________________________________。(3)现欲进行该优质高产燕麦与玉米的杂交研究，可采用____
_______技术，因为该技术可以解决_____________________，
并有可能培育出新的_________。【解析】(1)从幼苗的左侧给予光照，会使背光侧(右侧)的生长素含量较多；左侧插入云母片，会使左侧含量很少的生长素不能向下运输。这样导致背光侧与向光侧细胞伸长不均匀，背光侧细胞伸长生长快于向光侧细胞，因此幼苗向光弯曲。
(2)a处组织块本身含有较高浓度的生长素，原培养基中细胞分裂素与生长素的浓度相等，使组织块中的细胞分裂素与生长素浓度比值小于1，此时会诱导组织块生根。
(3)燕麦与玉米属于两个不同的物种，可以通过细胞融合技术克服远缘(源)杂交不亲和的障碍，培育生物新物种。答案：(1)向光弯曲(向左侧弯曲) 光照和插入云母片，导致背光侧(右侧)与向光侧细胞伸长不均匀，生长素分布多，细胞生长快，因此幼苗向光弯曲
(2)生根 经光照后的a处组织块含较多生长素，因此组织块处的细胞分裂素与生长素浓度比值小于1，故诱导生根
(3)细胞融合(细胞杂交) 远缘(源)杂交不亲和(生殖隔离)
物种(或杂种) 生长素的生理作用
高考指数:★★★★★
3.(2012·四川高考)为研究根背光生长与生长素的关系，将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中，用水平单侧光照射根部(如图)，测得根的弯曲角度及生长速率如下表：据此实验的结果，不能得出的结论是( )
A.根向光一侧的生长速率大于背光一侧
B.生长素对水稻根生长的作用具有两重性
C.单侧光对向光一侧生长素的合成没有影响
D.单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关
【解题指南】解答本题时应注意以下两点：
(1)单侧光能影响生长素的分布，不影响生长素的合成。
(2)根对生长素比较敏感，浓度较大可起抑制作用。【解析】选C。根据题意分析可知，在单侧光照射下，水稻根弯曲生长，说明单侧光照射能影响生长素的运输，使生长素在向光侧和背光侧分布不均匀，结果使根向光侧的生长速度大于背光侧。同时说明生长素对水稻根生长的作用具有两重性，但是不能说明单侧光可否影响生长素的合成。4.(2011·山东高考)下列与激素作用无关的实例是( )
A.草莓果实自然发育成熟
B.人舌尖触到蔗糖时感觉甜
C.自然生长的雪松树冠呈塔形
D.饥饿时人体血糖仍维持正常水平
【解析】选B。A项，草莓果实自然发育成熟，与植物体内产生的生长素等激素有关。B项，人舌尖触到蔗糖时感觉甜，与神经调节及大脑皮层有关。C项，自然生长的雪松树冠呈塔形，与植物体内产生的生长素、细胞分裂素有关。D项，饥饿时人体血糖仍维持正常水平，与胰高血糖素有关。5.(2010·海南高考)当某植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势，其主要原因是( )
A.侧芽附近的生长素浓度过高，其生长受抑制
B.侧芽附近的生长素浓度较低，其生长受抑制
C.顶芽附近的脱落酸浓度较高，其生长被促进
D.侧芽附近的细胞分裂素浓度较高，其生长受抑制
【解析】选A。侧芽生长慢的原因，在于顶芽产生的生长素源源不断向下运输，导致侧芽附近积累大量的生长素，致使侧芽生长受到抑制。6.(2010·北京高考)在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘(幼苗)伸长影响的实验中，将如图1所示取得的切段放入蒸馏水中1小时后，再分别转入5种浓度的A溶液(实验组)和含糖的磷酸盐缓冲溶液(对照组)中。在 23 ℃的条件下，避光振荡培养24小时后，逐一测量切段长度(取每组平均值)，实验进行两次，结果如图2。请分析并回答：
(1)生长素类似物是对植物生长发育有重要___________作用的一类化合物。本实验中_________mg/L浓度的溶液促进切段伸长的效果最明显。振荡培养的目的是：①增加溶液中的______以满足切段细胞呼吸的需求；②使切段与溶液成分接触更_____。
(2)生长素类似物A应溶解于________中，以得到5种浓度的A溶液。将切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少___________对实验结果的影响。(3)图2中，对照组切段的平均长度是________mm。浓度为
0.001 mg/L的溶液对切段伸长_______(选填“有”或“无”)促进作用；与浓度为1 mg/L的结果相比，浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是________。
(4)图2中，浓度为0.1 mg/L时实验二所得数据与实验一偏差较大，在做原始记录时对该数据应_________(选填下列选项前的字母)。
A.舍弃 B.修改 C.如实填写
(5)为检验该浓度下相关数据的可靠性，还应________。【解析】(1)生长素类似物具有与生长素相似的生理效应，对植物的生长发育有重要的调节作用，根据图2,1 mg/L浓度的生长素类似物A溶液促进切段伸长效果最明显。振荡培养可增加溶液中的氧气含量，还能使切段与溶液成分混合均匀。
(2)对照实验的溶液为含糖的磷酸盐缓冲溶液，所以生长素类似物A要溶解于含糖的磷酸盐缓冲溶液中；切段浸泡在蒸馏水中可以减少切段自身产生的生长素的影响。(3)根据图2，生长素类似物A浓度为0的溶液即为对照组，切段的平均长度是7.0 mm；与长度7.0 mm比较，浓度为0.001 mg/L的溶液对切段伸长有促进作用；与浓度为1 mg/L的结果相比，浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是促进伸长的作用减弱了。
(4)(5)实验得到的数据都要如实填写，误差大的可以重复实验。答案：(1)调节 1 氧气 均匀
(2)含糖的磷酸盐缓冲溶液 切段中内源激素
(3)7.0 有 促进伸长的作用减弱
(4)C (5)重复实验【方法技巧】生长素作用的两重性
(1)生长素对植物生长的促进作用具有最适浓度，此浓度下促进作用最大；
(2)在最适浓度之前，随着生长素浓度升高，促进作用逐渐加强，反之促进作用减弱，并非浓度越低越促进生长；
(3)在最适浓度之后，随生长素浓度升高促进作用逐渐减弱直至不再具有促进作用；若再提高生长素浓度，则会抑制生长甚至杀死植物。7.(2010·全国卷Ⅰ)从某植物长势一致
的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧
芽)。自茎段顶端向下对称纵切至约3/4
处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一
段时间后，观察到半边茎向外弯曲生长，
如图所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的，放入水中后半边茎内、外两侧细胞中的生长素浓度都不会升高。请仅根据生长素的作用特点分析半边茎向外弯曲生长这一现象，推测出现该现象的两种可能原因。原因一是_________________________________________。
原因二是_________________________________________。
【解析】由题中条件排除了干扰实验的其他因素，且生长素浓度都是促进生长的，在水中两边浓度也没有升高。半边茎都向外生长，说明在生长素的作用下内侧的细胞生长的比外侧快。可能有两方面原因：一是开始时内侧和外侧细胞中的生长素浓度就有不同，但内侧比外侧的浓度高些，更促进内侧细胞生长；二是内外两侧细胞中的生长素浓度相同，而内侧细胞和外侧细胞对相同浓度的生长素敏感程度不一样，该浓度更促进内侧细胞生长。答案：内侧细胞中的生长素浓度比外侧细胞中的高，所以内侧细胞生长较快
内外侧细胞中的生长素浓度相同，但该浓度更有利于内侧细胞的生长(其他合理答案也可) 其他植物激素的种类和作用
高考指数:★★★
8.(2012·山东高考)果实生长发育和成熟受多种激素调节。下列叙述正确的是( )
A.细胞分裂素在果实生长中起促进作用
B.生长素对果实的发育和成熟没有影响
C.乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用
D.脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落【解题指南】解答本题应明确两点：
(1)注意区分果实的发育与成熟；
(2)明确细胞分裂素促进细胞分裂；生长素可以促进果实发育；乙烯促进果实成熟；脱落酸促进果实和叶片脱落。【解析】选A。具体分析如下：9.(2012·江苏高考)下列关于植物激素或类似物的叙述，正确的是( )
A.脱落酸能够调控细胞的基因表达
B.杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素
C.喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花疏果
D.密封贮藏导致水果各种激素合成增加【解析】选A。植物激素能够调控细胞的基因表达，所以A正确。植物顶芽产生的生长素运输到侧芽位置，所以顶芽优先生长，而侧芽的生长受到抑制，所以B错误。喷施低浓度生长素类似物可以保花保果，但是高浓度生长素类似物也能疏花疏果，所以C错误。密封贮藏会导致水果中部分激素合成增加，所以D错误。10.(2012·浙江高考)不同浓度的生长素影响某植物乙烯生成和成熟叶片脱落的实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )A.乙烯浓度越高脱落率越高
B.脱落率随生长素和乙烯浓度增加而不断提高
C.生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互对抗的
D.生产上可喷施较高浓度生长素类似物降低脱落率
【解题指南】解答本题的关键是通过图示明确随生长素浓度增加，乙烯浓度不断增加，但脱落率先增加后降低。【解析】选D。具体分析如下：11．(2012·安徽高考)留树保鲜是通过延迟采收保持果实品质的一项技术。喷施赤霉素和2，4-D对留树保鲜柑橘的落果率和果实内源脱落酸含量的影响如图所示。下列有关分析不正确的是( )A．喷施赤霉素和2，4-D能有效减少留树保鲜过程中的落果
B．留树保鲜过程中赤霉素与2，4-D对落果的调控有协同作用
C．喷施赤霉素和2，4-D能延缓留树保鲜过程中果实脱落酸含量的升高
D．赤霉素、2，4-D与内源脱落酸对落果的调控有协同作用
【解题指南】解答本题的关键是： 准确把握信息，弄清曲线的含义，分析比较单一激素的作用及两种激素的作用。【解析】选D。由图可知，只喷施赤霉素或2,4-D都能减少留树保鲜过程的落果，但二者同时喷施时，落果率明显降低，说明赤霉素和2，4-D具有协同作用；与喷施清水相比，喷施赤霉素、2，4-D能够延缓留树保鲜过程中果实脱落酸含量的升高，二者与脱落酸在对落果的调控中的作用应是拮抗的。12.(2010·海南高考)某植物种子成熟后需经低温贮藏才能萌发，为探究其原因，检测了该种子中的两种植物激素在低温贮藏过程中的含量变化，结果如图所示。根据激素的作用特点，推测图中a、b依次为( )
A.赤霉素、脱落酸
B.细胞分裂素、生长素
C.脱落酸、细胞分裂素
D.赤霉素、乙烯【解析】选A。赤霉素能够解除种子休眠、促进种子萌发，脱落酸能够抑制种子的萌发。所以在种子萌发的过程中，赤霉素的含量会增加以解除种子的休眠促进萌发，脱落酸的含量会减少以减轻对种子萌发的抑制作用。【实验探究体验】
13.(2010·江苏高考)为了探究生长素和乙烯对植物生长的影响以及这两种激素的相互作用，科学家用某种植物进行了一系列实验，结果如图所示，由此可初步推测(多选)( )A.浓度高于10-6 mol/L的生长素会抑制该植物茎段的生长
B.该植物茎中生长素含量达到M值时，植物开始合成乙烯
C.该植物茎中乙烯含量的增加会促进生长素的合成
D.该植物茎中生长素和乙烯的含量达到峰值是不同步的
【解题指南】解答本题的思路为：【解析】选B、D。解答本题的具体分析如下:
A项错误，浓度高于10-6 mol/L的生长素仍促进该植物茎段的生长，只是促进的程度有所下降；
B项正确，由曲线图可直观看出，该植物茎中生长素含量达到M值时，植物开始合成乙烯；
C项错误，据曲线图分析，在一定区域内，该植物茎中乙烯含量和生长素含量均增加，但乙烯含量增加到一定程度后，生长素的合成却在减少；
D项正确，由曲线图可直观看出，该植物茎中生长素和乙烯的含量达到峰值(最高值)是不同步的。14.(2012·北京高考)为研究细胞分裂素的生理作用，研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中(图1)，对插条的处理方法及结果见图2。(1)细胞分裂素是一种植物激素，它是由植物体的特定部位________，再被运输到作用部位，对生长发育起________作用的________有机物。
(2)制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是___________；插条插在蒸馏水中而不是营养液中培养的原因是__________。
(3)从图2中可知，对插条进行的实验处理包括__________。
(4)在实验Ⅰ中，对A叶进行实验处理，导致B叶_________。该实验的对照处理是____________。(5)实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的结果表明，B叶的生长与A叶的关系是：
__________________。
(6)研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推测，用图1所示插条去除B叶后进行实验，实验组应选择的操作最少包括______(填选项前的符号)。
a.用细胞分裂素溶液涂抹A1叶
b.用细胞分裂素溶液涂抹A2叶
c.用14C-淀粉溶液涂抹A1叶
d.用14C-淀粉溶液涂抹A2叶e.用14C-氨基酸溶液涂抹A2叶
f.用14C-细胞分裂素溶液涂抹A2叶
g.检测A1叶的放射性强度
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)分析实验影响因素时，应排除单一变量外的其他因素的影响。
(2)分析对照实验的结果，应根据单一变量的作用来确定，并且明确坐标图中横、纵坐标的含义。【解析】(1)细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位产生的，再被运输到作用部位，对生长发育起调节作用的一类微量有机物。
(2)制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是减少植物本身产生的细胞分裂素的作用；插条插在蒸馏水中而不是营养液中培养的原因是减少营养物质对实验结果的影响。
(3)从图2中可知，Ⅰ和Ⅱ对照说明处理的叶片不同；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ对照说明同时处理B叶，但保留A叶的个数不同。(4)在实验Ⅰ中，对A叶进行实验处理，导致B叶生长受抑制，若确定该实验结果可以设置对照处理是用蒸馏水同样处理A叶。
(5)实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ对照可以说明A叶片数越少，B叶的面积相对值越小。
(6)为证明细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输，根据符号提示，A1叶和A2叶中，其中一片涂抹细胞分裂素，一片涂抹植物能利用的营养物质，然后检测没有涂抹营养物质的叶片被转移的营养物质的含量。答案：(1)产生 调节 微量
(2)减少内源激素的干扰
外来营养物质会对实验结果造成干扰
(3)用细胞分裂素分别处理A、B叶片；不同插条上去除不同数目的A叶
(4)生长受抑制 用蒸馏水同样处理A叶
(5)A叶数量越少，B叶生长越慢
(6)a、e、g15.(2010·海南高考)某木本植物种子成熟后不能萌发，经过适宜的预处理可以萌发。现用甲、乙、丙、丁四种预处理方法处理种子，再将处理后的种子分成两组：一组在温度和水分等适宜的条件下进行萌发实验并测定萌发率，结果见表；另一组用于测定A、B两种激素的含量，结果见图。请回答： (1)由表可知，有利于该种子萌发的预处理条件是__________和
___________。
(2)由表和图可知，两种激素中抑制种子萌发的是__________。
(3)已知激素A存在于上述木本植物种子的种皮中，为了验证激素A对种子萌发的作用，可用白菜种子为材料，以白菜种子发芽率为指标进行实验，请补充完成下列实验步骤，并预测结果、得出结论。实验步骤：
①剥离该木本植物种子的种皮，提取激素A，并制备成激素A水
溶液。
②___________________________________________________
____________________________________________________。
③__________________________________________________。
预测结果：__________________________________________。
得出结论：__________________________________________。【解析】(1)观察表格可知，乙、丙两组种子的萌发率较高，所以有利于该种子萌发的预处理条件是低温和有一定的水分；(2)由表格可知，甲、丁两组的种子的萌发率低，结合柱状图可知甲、丁两组中的激素A的含量多、激素B的含量少，所以激素A能够抑制种子萌发；(3)为了验证激素A对种子萌发的作用，可以从种皮中提取激素A，并制备成激素A水溶液，然后处理白菜种子，同时用蒸馏水处理白菜种子作为对照，统计两组的种子发芽率来判断激素A对种子萌发的作用。答案：(1)低温 水分(或4 ℃保湿 4 ℃水浸种)
(2)激素A
(3)实验步骤：
②分别用适宜且等量激素A水溶液和蒸馏水处理白菜种子，置于适宜温度下培养，其中蒸馏水处理组为对照组
③一定时间后，统计白菜种子的发芽率
预测结果：激素A处理的白菜种子发芽率低于对照组
得出结论：激素A对种子萌发有抑制作用 燕麦胚芽鞘系列实验以上实验均可设计相应对照实验，具体有：
(1)图①②表明：光并未抑制胚芽鞘的生长(光未抑制促进生长的物质的合成)。
(2)图①③表明：光照不均匀(单侧光照)会引起胚芽鞘生长不均匀，即造成向光弯曲。
(3)图③④对比分析可得出结论：胚芽鞘弯向光源生长是因为有了尖端的缘故。
(4)图①②③④表明：胚芽鞘生长和弯曲与尖端有关。(5)图⑤⑥对比分析表明：胚芽鞘是否生长与琼脂块本身无关，而是与处理过的琼脂块中的某种物质有关。
(6)图⑥⑦对比分析表明：该物质能向下运输则胚芽鞘生长，反之则胚芽鞘不生长。
(7)图⑤⑥⑦对比分析表明：尖端产生了某种物质向下运输，促使胚芽鞘生长。
(8)图③⑥⑧对比分析表明：该物质分布不均匀，是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而单侧光照仅仅是影响该物质分布不均匀的原因而已。(9)图③⑨⑩对比分析表明：感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，发生弯曲的部位在尖端下部。
(10)比较图和表明：生长素的横向运输部位在胚芽鞘尖端，即感光部位。【名师点睛】
燕麦胚芽鞘的系列实验结论
(1)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。
(2)发挥作用的部位——尖端下面一段。
(3)感光部位——胚芽鞘尖端。
(4)生长素作用——促进生长。
(5)弯曲原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀。
(6)引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力等。 生长素的产生、运输、分布及作用
1.产生
(1)主要合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子。成熟的叶片和根尖虽然也产生生长素，但数量很少。
(2)反应：色氨酸 生长素。2.运输原因及特点3.生长素的分布
(1)产生部位＜积累部位，如顶芽＜侧芽、分生区＜伸长区。
(2)生长旺盛的部位＞衰老组织，如分生区＞老根。
4.生长素的生理作用及其特性
既能促进生长，也能抑制生长
(1)生长素作用的两重性 既能促进发芽，也能抑制发芽
既能防止落花落果，也能疏花疏果(2)影响生长素生理作用的因素：①浓度：一般情况下，低浓度时促进生长，浓度过高时抑制生长，甚至会杀死细胞，如图1。
②器官：根、芽、茎敏感程度为根>芽>茎，如图2。
③成熟程度：幼嫩细胞敏感，老细胞则比较迟钝。
④植物种类：双子叶植物一般比单子叶植物敏感，如图3。5.生长素生理作用两重性的实例
(1)顶端优势：
①原因：
顶芽—少—促进生长
顶芽 生长素 侧芽—
侧芽—多—抑制生长
顶端优势现象产生纵向运输②应用：如适时摘除棉花的顶芽，解除顶端优势，以促进侧芽
的发育，从而使它多开花、多结果。
(2)根的向地性：
地心 生长素分布 近地侧 (根对生长素敏感性强)
引力 不均匀 浓度高 近地侧受抑制，生长慢

根的向地性表现起因：【名师点睛】
1.植物激素、植物生长调节剂和生长素类似物
(1)区别：
①植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
②植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
③生长素类似物是由人工合成并具有与生长素相似生理效应的化学物质，如NAA、2,4-D等。(2)联系：生长素类似物也是植物生长调节剂，植物激素和植物生长调节剂虽然来源不同，但都能调节植物的生长。
2.无子西瓜与无子番茄形成的原理不同
(1)无子西瓜是利用染色体变异的原理，奇数倍的染色体组不能正常减数分裂形成配子，因而不能受精获得种子。
(2)无子番茄是利用生长素能促进子房发育成果实的原理，染色体数目没有变化。 研究生长素有关的实验设计与方法
1.研究生长素的常见人工实验方法2.与生长素有关的实验分析与设计
(1)验证生长素的产生部位在尖端：
实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚
芽鞘一侧(如图甲所示)。
对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖
端的胚芽鞘一侧(如图乙所示)。(2)验证胚芽鞘生长部位在尖端下段：
实验组：在胚芽鞘尖端与下段间插入云母片，如图丙所示。
对照组：胚芽鞘不做处理，如图丁所示。(3)验证生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端：
①实验操作(如图所示)：②现象：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。(4)验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输：
①实验操作(如图所示)：
②实验现象：A组中去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组中去掉尖端的胚芽鞘不生长不弯曲。【名师点睛】
实验分析时注意的问题
(1)胚芽鞘尖端是指胚芽鞘顶端1 mm～2 mm的范围，是感受光的部位，也是生长素产生的部位，生长素在此既可以横向运输，使两侧生长素分布不均匀，也可从形态学的上端向下端纵向极性运输。
(2)胚芽鞘尖端下面的部分，不能接受光的刺激，生长素只能纵向运输，此部位是生长素发挥效应之处，分布不均的生长素能使此处的细胞因“伸长”(不是“分裂”)快慢不同而表现出“向性”。(3)云母片透光但不能使生长素通过，而琼脂块对生长素运输和传递没有阻碍，但琼脂块没有“活性”，不能接受光的刺激。【状元心得】
判断植物“长不长、弯不弯”的方法
一看胚芽鞘尖端以下的部分能否获得生长素：
(1)能则生长；
(2)不能则既不生长也不弯曲。
二看胚芽鞘尖端以下部分生长素的分布是否均匀：
(1)若均匀则直立生长；
(2)若不均匀则弯曲生长。 主要植物激素的种类和作用【名师点睛】
多种激素的共同调节
在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素控制的，而是多种激素相互作用的结果。这些激素之间，有的是相互促进的，有的是相互拮抗的。易错易混点1 易忽视生长素的两重性所对应的两种浓度
生长素的作用具有两重性，对于某一种大小的生理作用来讲，可能会对应两种浓度，如图中的促进作用大小为n时，生长素浓度为m或x。【易错易混辨析】易错易混点2 植物激素间的相互作用
(1)相互促进方面：
①促进果实成熟：乙烯、脱落酸。
②促进种子发芽：细胞分裂素、赤霉素。
③促进植物生长：细胞分裂素、生长素。
④诱导愈伤组织分化成根或芽：生长素、细胞分裂素。
⑤延缓叶片衰老：生长素、细胞分裂素。
⑥促进果实坐果和生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素。(2)相互拮抗方面：
①顶端优势：生长素促进顶芽生长，细胞分裂素和赤霉素都促进侧芽生长。
②防止器官脱落：生长素抑制花朵脱落，脱落酸促进叶、花、果实的脱落。
③种子发芽：赤霉素、细胞分裂素促进，脱落酸抑制。
④叶片衰老：生长素、细胞分裂素抑制，脱落酸促进。易错易混点3 极性运输、非极性运输、横向运输与主动运输
(主动转运)
(1)极性运输就是将物质从植物的形态学上端运送到形态学下端，如生长素的极性运输：根尖产生的生长素会向上运输，而茎尖产生的生长素向下运输。
(2)非极性运输是指植物体内物质的运输不受形态学上下端的影响，如生长素可优先供给生长中心。
(3)横向运输的方向平行于茎的横切面。
(4)极性运输属于主动运输(主动转运)。易错易混点4 与生长素有关的几个易混部位
(1)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端；
(2)生长素发挥作用的部位——尖端下面一段；
(3)感光部位——胚芽鞘尖端；
(4)根尖中，分生区细胞中的生长素含量比伸长区细胞中的生长素含量要高。课件140张PPT。专题16 种群和群落 种间关系及种群数量的变化
【典例1】(2012·山东高考)如图中，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。(1)图中曲线______说明该种群对其栖息地的破坏程度较轻。当曲线Ⅲ趋近零时，对该动物种群已不宜采取______保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的______发生改变，进而导致物种进化。
(2)若图中物种处于最高营养级，当其数量下降，且其他条件不变时，流向该营养级其他物种的能量会______。处于该营养级物种的种间关系是______。
(3)若图中物种为食草动物，当看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的______功能。(4)人类对野生动物栖息地的过度利用也会导致出现图中的三种情况。16世纪以来，世界人口表现为“J”型增长，因此需控制“J”型增长数学方程式中_______参数，以实现人口和野生动物资源的协调发展。【审题视角】解答此题的关键是：
(1)理解种群数量变化的特点及影响因素和种群数量变化曲线图的分析、判断；
(2)生态系统中能量流动的特点和过程，信息传递的功能以及种间关系。 【精讲精析】(1)从曲线图中可以看到曲线Ⅰ中种群数量随时间的变化幅度最小，说明该种群与环境相适应，对其栖息地的破坏程度也最轻；曲线Ⅲ种群数量趋近于零，数量很少，说明这时的环境已不再适合该种群栖息，不宜采取就地保护的措施；生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)若图中物种处于最高营养级，其数量下降，会使食物链中的上一营养级物种的数量增加，这样流向该营养级其他物种的能量也会增加，处于该营养级物种的种间关系为竞争。(3)若图中物种为食草动物，当青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这是生态系统的信息传递功能。
(4)“J”型增长数学方程式为Nt=N0λt,λ为该种群数量是一年前种群数量的倍数，因此控制λ参数，可以实现人口和野生动物资源的协调发展。答案：(1)Ⅰ 就地(或建立自然保护区) 基因频率
(2)增加 (种间)竞争
(3)信息传递
(4)λ【命题人揭秘】
命题规律：本考点在高考中选择题与非选择题都有所呈现，通过增长曲线数学模型、新情境材料、表格等形式综合考查学生获取信息的能力以及对生物学问题进行解释、推理、合理判断的能力。2013年高考很可能延续这种命题方式。
备考策略：解决此类问题时可以从以下几个方面突破：
(1)明确四种种间关系所对应的几种曲线，尤其是捕食和竞争的区别。例如捕食和竞争的判断：①具有竞争关系的两种生物，常表现为相互抑制，有时表现为一种生物的数量逐渐增加，最后趋于稳定，另一种生物的数量先增加，后减少，最后消失；
②具有捕食关系的两种生物，先后发生数量变化，捕食者的数量随被捕食者的数量变化而变化。
(2)通过比较各种曲线图，要学会把坐标图信息反映到具体的种间关系实例中。
(3)通过对比，找到“J”型(形)曲线和“S”型(形)曲线的起点、拐点，分析起点和拐点产生的原因。 群落的结构与演替
【典例2】(2011·江苏高考)我国西南横断山区被公认为全球生物多样性的关键地区，不同海拔区域蝶类物种多样性研究结果见下表。下列有关叙述，正确的是A.不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果
B.不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征
C.蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关
D.蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关【审题视角】解答本题的关键是明确决定群落结构的主要因素：【精讲精析】选D。A项错误，不同垂直带的植被类型差异是长期自然选择的结果。
B项错误，不同垂直带的植被类型反映的不是群落的垂直结构特征，而是群落的水平结构特征,空间结构包括水平结构和垂直结构。
C项错误，蝶类物种多样性与各垂直带植被类型有关。
D项正确，蝶类物种多样性与各垂直带气候特征(如光照、温度)有关。【命题人揭秘】
命题规律：本考点的题目多数借助曲线、图表以选择题的形式呈现，有时也结合其他生态知识以非选择题的形式综合考查；考查内容涉及种间关系的判断、生物间的相互影响及环境对群落结构的影响等；预计2013年高考会结合实例材料考查知识运用能力，以解决环境问题为背景命制非选择题的可能性较大。备考策略：解答此类问题时应从以下几个方面分析：
(1)通过比较，分析群落的水平结构和垂直结构的区别。
(2)明确影响群落水平结构和垂直结构的因素，学会对具体实例的分析。
(3)结合教材中的实例，分析初(原)生演替和次生演替的区别。
(4)明确人为因素对演替的影响，使演替朝着不同于自然演替的速度和方向进行。 探究不同环境种群增长规律变化
【典例3】(2010·重庆高考)为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组
进行了下列3组实验(各组实验中，
每种动物初始数量相等，饲养条件
相同)：
组1：甲种与乙种分别于两个容器
中饲养，甲种数量变化如曲线A所示。组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。
组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少。(1)组1中，甲种动物的种群数量主要由______和______决定；若容器内饲养液体积为20 mL，则第40天时乙种的种群密度为_______。
(2)在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系。
①在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与图中曲线______代表的类似，其分布体现生物群落的_______结构。
②在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与图中曲线_______代表的类似。【审题视角】解答本题的思路分析如下：
(1)甲种与乙种分别于两个容器中饲养→甲、乙均为“S”型增长→甲种数量变化为曲线A→曲线C为乙种数量变化曲线；
(2)甲种与乙种于同一容器中饲养，曲线F表示乙种数量变化→甲、乙存在竞争关系→曲线B表示甲种数量变化；
(3)乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布→乙、丙不构成竞争关系→一段时间后每种动物的数量均较组1少→乙、丙对应曲线应为D、E。【精讲精析】 (1)影响种群数量的主要因素是出生率和死亡率；乙种对应曲线C,40天时，其达到K值，为600只，因此种群密度为600/20=30(只/mL)。
(2)①同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，由于分布在不同的区域，不构成竞争关系，其关系类似图中的D和E。由于两者是同一地域中地形等因素引起的分布不同，因此二者体现的是群落的水平结构。②根据“一种数量增加，另一种减少”说明二者构成竞争关系，类似组2情况，即与曲线B、F类似。答案：(1)出生率 死亡率(两答案位置可互换)
30只/mL (2)①D和E 水平 ②B和F【阅卷人点拨】 种群的特征
高考指数:★★
1.(2012·新课标全国卷)某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是( )A.该种群10月份的出生率可能为零
B.天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C.该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D.大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)分析坐标图，得出年龄结构的周期性变化规律。
(2)熟悉种群特征和各特征间的关系。
(3)明确影响种群密度的因素。【解析】选D。由图所给信息可以直接看出，6月份～10月份个体逐渐发育到性成熟，而且12月份没有未成熟个体，表明在10月份内可能没有新的个体出生，该月份种群的出生率可能为0，A正确。天敌会捕食该种群中年幼或弱小的个体，影响种群的年龄结构，B正确。在不同的月份中，各年龄组的个体数会有变化，表明种群的年龄结构会随着季节更替而变化，C正确。大量诱杀雄性个体，种群的出生率会降低，种群的密度也将降低，D错误。2.(2011·北京高考)在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是( )
A.给海龟安装示踪器调查其洄游路线
B.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线
C.用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系
D.用标志(记)重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度
【解题指南】注意D项中的关键信息是丰富度，丰富度是群落的特点之一，而标志(记)重捕法应用于种群的范畴。【解析】选D。A项，要探究海龟的洄游路线，可以给海龟安装示踪器，以确定它的行程；B项，大雁活动范围大，要调查大雁迁徙路线需要给大雁佩戴标志环；C项，固着在岩礁上的贝类活动范围小，可以用样方法研究它们的种群关系；D项，达乌尔黄鼠属于同一种生物，即为一个种群的动物，可用标志(记)重捕法调查达乌尔黄鼠的种群密度。丰富度的调查针对的是群落中不同物种种类数目的调查。3.(2011·浙江高考)下表是调查某野山羊种群生存状况的原始数据。若把表中数据转换为种群存活曲线图并进行分析，下列叙述错误的是( )A. 存活曲线图中横坐标采用的数据来源于年龄，纵坐标的来源于存活数
B.该种群的存活曲线呈凹形(类型Ⅲ)
C.该种群中大多数个体在平均生理年龄后死亡
D.分析存活曲线可知该种群对环境有较强的适应能力【解析】选B。A项，存活曲线横坐标为年龄，纵坐标为存活数量对数值；B项，从表中数据可看出大多数个体都能活到平均生理年龄，到这一年龄后短期内几乎都死亡，该种群的存活曲线图呈凸形；C项，从表中数据可看出大多数个体都能活到平均生理年龄，到这一年龄后短期内几乎都死亡；D项，从表中数据可看出大多数个体都能活到平均生理年龄，可知该种群对环境有较强的适应能力。4.(2010·海南高考)甲、乙、丙是同一物种的三个种群，其年龄组成见表。三个种群年龄结构的类型为( )A.甲是增长型，乙是稳定型，丙是衰退型
B.甲是稳定型，乙是增长型，丙是衰退型
C.甲是增长型，乙是增长型，丙是衰退型
D.甲、乙、丙三个种群都是稳定型
【解析】选A。从表中可以看出甲种群幼年个体数比较多，老年个体数比较少，所以为增长型；乙种群各年龄阶段的个体数量一样多，所以为稳定型；丙种群幼年个体数比较少，老年个体数比较多，所以为衰退型(下降型)。【方法技巧】由种群的年龄组成(年龄结构)推知种群数量的规律 种群的数量变化
高考指数:★★★★★
5.(2012·浙江高考)如图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。
下列有关叙述错误的是( )
A.图中所含的食物链为捕食
食物链
B.这些生物的种群数量在各自的
K值上下波动C.旅鼠的种群数量主要是由外源性激素调节的
D.旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
【解题指南】解答本题的关键应明确两点：
(1)题干中的关键信息：相对稳定的生态系统。
(2)根据图示信息判断三种生物之间的数量变化关系。【解析】选D。从图中可以看出旅鼠多时草减少，旅鼠的天敌增加，所以三种生物构成捕食食物链；该生态系统为相对稳定的生态系统，所以这些生物的种群数量在K值上下波动；旅鼠的种群数量相对稳定主要靠外源性激素调节；旅鼠多时草减少，旅鼠的天敌增加后旅鼠减少为一种负反馈调节。6.(2011·海南高考)关于酵母菌的叙述，错误的是( )
A．酵母菌既含有核基因，又含有线粒体基因
B．酵母菌无氧呼吸的终产物经主动运输运到细胞外
C．培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长
D．碳源充足和不充足的培养液中酵母菌种群的K值不同【解析】选B。A项,酵母菌是真核生物，含有线粒体和细胞核，因此含有核基因和线粒体基因;B项,酵母菌无(厌)氧呼吸的产物有酒精和CO2，它们通过细胞的方式为自由扩散(简单、单纯扩散)，不是主动运输(主动转运)；C项,在培养早期，外界环境对酵母菌生存非常有利，食物、生存空间无限、无天敌，因此早期可以看做是“J”型增长；D项,环境容纳量(即K值)与食物(碳源)有关，因此环境中的营养物质不同，K值就不同。
【误区警示】易误选A、C项。首先认为酵母菌是原核生物，误选A；其次是没看清楚题目中的培养早期，误选C。7.(2011·江苏高考)在野外试验站，研究棉蚜发生期开放和封闭条件下，不同初始密度(1和20头/叶)的棉蚜种群密度变化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果如图。有关叙述正确的是(多选)( )A.初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退，可能与迁出有关
B.初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值，可能与迁入有关
C.开放和封闭条件下种群数量均在达到K值时开始衰退
D.开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减弱【解析】选A、B。种群数量是由出生率、死亡率、迁入率、迁出率决定的，A项、B项正确。开放条件下棉蚜种群数量在未达到K值时就开始衰退，C项错误。种内斗争与生存空间和食物等有关，若种群数量减少时，生存空间和食物也减少，其种内斗争不一定减弱，D项错误。8.(2010·山东高考)如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是( )
A.在K/2时控制有害动物最
有效
B.图示规律可作为控制人口
增长的依据
C.该图可用于实践中估算种
群最大净补充量
D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量【解题指南】K/2对应的是最大增长速率，有害生物在此之前就得防治，而生产需要的生物应该使其保持在最大的增长速率。
【解析】选C。在K/2时，种群的净补充量最大，因此对于有害动物不宜在此防治，因此A错误；该图示不能作为控制人口增长的依据，由于人类与自然种群不同，受其他因素如计划生育的影响，因此B错误；该图可用于实践中估算种群最大净补充量，用于指导生产实际，因此C正确；在K值时捕捞鱼类得到的日捕获量最大(应使剩余量保持在K/2)，因此D错误。【方法技巧】种群数量变化中的相关曲线(1)图乙中的O～f段相当于图甲的a～c段；
(2)图乙的f点相当于图甲的c点；
(3)图乙的f～g段相当于图甲的c～d段；
(4)图乙的g点相当于图甲的d～e段；
(5)图甲曲线中的 点，增长速率最大，此时出生率和死亡率
的差值最大。9.(2010·浙江高考)某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是( )
A.若a点时环境因素发生变化，但
食物量不变，则a点以后个体数量
变化不符合“S”型增长
B.若该种群出生率提高，个体数量
的增加也不会大幅超过b点C.天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与b～c段相似
D.年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与c～d段相似
【解题指南】(1)明确出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构、性别比例(性比率)以及环境、食物、天敌等因素对种群数量变化的影响。
(2)根据图示，结合种群数量变化的影响因素分析该种群数量的变化及曲线走势。【解析】选A。(1)从图中个体数量在K值附近波动可以看出，该生态系统是一个相对成熟稳定的生态系统。若a点环境因素变化，虽然食物量不变，但增长的过程可能会有所波动，仍按“S”型增长，只是斜率有所增大或减小；
(2)虽然种群出生率提高，但是还有其他诸如年龄结构、性别比例(性比率)以及环境、食物、天敌等因素影响种群的数量，所以种群数量会在K值附近波动，不会大幅超过b点；天敌捕食会影响种群的数量，导致该种群个体数量如 b～c 段下降；(3)年龄结构为增长型和衰退型(下降型)时分别会导致种群数量的增加和减少，所以年龄结构变动会导致该种群个体数量发生类似c～d段波动。10.(2012·四川高考)为防治农田鼠害，研究人员选择若干大小相似、开放的大豆田，在边界上每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩，为肉食性猛禽提供栖息场所。设桩一段时间后，测得大豆田中田鼠种群密度的变化如图所示。请回答下列问题：(1)该农田生态系统的主要成分是____________，猛禽与田鼠的种间关系是____________。
(2)该生态系统中田鼠的种群密度是由____________决定的；b点以后田鼠种群密度大幅上升，从田鼠生存环境变化的角度分析，其原因是_______________________________________
___________________________________________________。
(3)与曲线Ⅱ相比，曲线Ⅰ所示环境中猛禽的密度_________。若在农田周围合理植树可控制鼠害，从而帮助人们合理地调整该生态系统中的____________关系，使人们从中更多获益。【解题指南】解答本题时应明确以下三点：
(1)种群数量变化规律及其影响因素。
(2)根据子代表现型推测亲代的基因型。
(3)特殊遗传现象的分析与应用。【解析】本题主要考查种群数量变化的特点和生态系统的结构，以及基因自由组合定律与伴性遗传的应用。
(1)该农田生态系统的主要成分是大豆；猛禽以田鼠为食，所以两者为捕食关系。(2)决定该生态系统中种群密度变化的直接因素是出生率和死亡率、迁入与迁出。由于农田中食物增多提供了生活保障，株冠形成提供了合适的生存环境，所以B点以后田鼠种群密度会增加。(3)与曲线Ⅱ相比较，曲线Ⅰ田鼠的种群密度较小，则猛禽的种群密度较大。若在农田周围合理控制鼠害，则使能量更多地流向农作物，从而得到高效利用。答案：(1)大豆 捕食
(2)出生率和死亡率、迁入和迁出
株冠形成有利于躲避天敌；食物增加
(3)更大 能量流动 群落的结构特征
高考指数:★★★★
11.(2012·全国卷)一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是( )
A.田鼠和杂草 B.豌豆和杂草
C.豌豆和其根中的根瘤菌 D.细菌和其细胞内的噬菌体
【解析】选B。竞争是两种生物生活在一起，相互争夺资源和空间等现象，故B正确。田鼠和杂草是捕食关系；豌豆和其根中的根瘤菌是共生关系；细菌和其细胞内的噬菌体是寄生关系。12.(2012·全国卷)下列关于森林群落垂直结构的叙述，错误的是( )
A.群落中的植物具有垂直分层现象
B.群落中的动物具有垂直分层现象
C.动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关
D.乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构【解析】选D。生物群落的垂直结构表现为垂直方向上的分层现象，即群落中的植物和动物都有其垂直结构(分层现象)，所以A、B正确。植物直接或间接为动物提供栖息场所和食物，所以动物的垂直结构与植物的分层有关，因此C正确；乔木层的疏密程度影响下层的光照强度，从而影响草本植物的水平结构，故D错误。13.(2012·广东高考)有关土壤动物研究的叙述，正确的是( )
A.土壤动物群落不存在分层现象
B.土壤动物种间关系主要是互利共生
C.土壤盐碱度不同，土壤动物群落结构有差异
D.随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度【解析】选C。由于不同的土壤层面为不同的生物提供了栖息地，土壤中的群落也存在垂直分布和水平结构，并且随土壤条件的不同，群落结构也不同；土壤中动物的种间关系，除了互利共生之外，还有捕食、寄生、竞争，这些无主次之分；土壤表层只有一部分小动物分布，应该选择取样器取样法调查小动物的丰富度。14.(2012·福建高考)科技人员选取某地同一自然条件下三种不同类型的茶园，进行物种丰富度的调查，结果如图。据图判断正确的是( )A.纯茶园物种数变化幅度最小，不易产生暴发性虫害
B.杉茶间作园各物种的种群密度在10月份时最大
C.梨茶间作园的营养结构在6月份时最为复杂
D.人类生产活动不会改变茶园的群落结构【解析】选C。由图可知，纯茶园的物种数少，说明抵抗力稳定性差，易暴发虫害；10月份的杉茶间作园的物种数最大，但并不能说明各物种在此时的种群密度最大；同时也可以看出，6月份时，梨茶间作园的物种数最大，其营养结构最为复杂，因为营养结构的复杂程度取决于物种的丰富度；人类生产活动会影响群落的演替，因此人类的活动会改变茶园的群落结构。15.(2012·北京高考)金合欢蚁生活在金合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。如果去除金合欢蚁，则金合欢树的生长减缓且存活率降低。由此不能得出的推论是( )
A.金合欢蚁从金合欢树获得能量
B.金合欢蚁为自己驱逐竞争者
C.金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者
D.金合欢蚁和金合欢树共同(协同)进化【解题指南】解答本题的关键是明确金合欢蚁和金合欢树之间存在共生关系。
【解析】选C。金合欢蚁生活在金合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，因此金合欢蚁从金合欢树获得能量，故A选项正确；金合欢蚁保护金合欢树免受其他植食动物的伤害，因此金合欢蚁为自己驱逐竞争者，故B选项正确；题目中并未提及金合欢树的竞争者，故无法得出金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者的结论，故C选项错误；如果去除金合欢蚁，则金合欢树的生长减缓且存活率降低，金合欢蚁和金合欢树之间存在共生关系，两者属于共同进化，D选项正确。16.(2011·全国卷)某校园有一片草坪和一片树林，下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述，正确的是( )
A.草坪和树林中的动物都具有分层现象
B.草坪和树林中的动物都没有分层现象
C.只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象
D.草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象【解析】选A。群落中动物的分层是由于植物的分层导致的，树林中的植物有多种，在垂直结构上具有明显的分层现象，也会导致树林中的动物具有明显的分层现象；草坪通常都是由一种或几种草本植物组成，其空间上的垂直分层现象不明显，但在草坪的上部、下部和土壤中也分布着不同的动物，如上部有蚱蜢、下部有蚂蚁、土壤中有蚯蚓等。17.(2010·天津高考)下表为三个稳定草原生态系统中植物调查的统计数据。
据表可以确认的是( )A.在植物丰富的区域采用样方法获得数据
B.典型草原中各种群密度均大于荒漠草原
C.流经草甸草原的总能量大于典型草原
D.表中荒漠草原旱生植物的丰富度最高【解析】选D。采用样方法调查植物种群密度时，要注意随机取样，而不是在植物丰富的区域取样。根据表中的数据可知，典型草原中旱生植物的种类为100×49.1%＝49.1小于荒漠草原的80×78.0%＝62.4。流经某生态系统的总能量是该生态系统中全部生产者经光合作用所固定的太阳能的总量，表格中只列举了单位面积平均产量，仅根据表格中草甸草原和典型草原的平均产量，不清楚生产者的数量，无法比较两个草原上的生产者经光合作用所固定的太阳能的总量。表中荒漠草原旱生植物占植物总种数的比例为78%，大于草甸草原和典型草原，所以旱生植物的丰富度最高。 群落的演替
高考指数:★★
18．(2011·安徽高考)某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。下列叙述不正确的是
( )
A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现
B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行
D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程【解析】选B。本题考查群落的有关知识。群落的水平结构表现在不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，因此A项正确；火山岩上进行的演替属于初(原)生演替，因此B项错误；人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，因此C项正确；从光裸的火山岩上长出茂盛的植被是一个漫长而艰难的演替过程，因此D项正确。19.(2011·海南高考)关于群落演替的叙述，错误的是 ( )
A．围湖造田活动对群落演替有影响
B．演替过程中群落的物种组成不断变化
C．次生演替的速度比初(原)生演替的速度快
D．弃耕农田上发生的群落演替是初(原)生演替【解析】选D。A项,围湖造田是人为干扰群落演替的方向，因此会影响群落的演替;B项,演替的过程中，群落内的物种组成是不断发生变化的;C项,次生演替是在原来土壤条件保留的情况下发生的，因此比较快，而初(原)生演替没有任何物质基础，因此速度比较慢;D项,弃耕农田上发生的演替属于次生演替，不属于初(原)生演替。20.(2010·海南高考)某弃耕农田植物种类40年间的变化情况见表。有关该地群落变化的叙述，错误的是( )A.物种多样性趋于增加
B.该地群落发生了初(原)生演替
C.群落对光能的利用能力提高
D.群落垂直结构和水平结构发生了变化
【解析】选B。表中显示的是在弃耕农田上发生的次生演替过程，演替的过程中物种的多样性在逐渐增加，草本植物逐渐被高大的乔木代替，所以光能利用率提高，且在群落演替的过程中群落的垂直结构和水平结构均发生了变化。21.(2010·安徽高考)生物兴趣小组为了调查两个河口水域的水母类动物类群(甲、乙)的种类组成及其数量特征，使用浮游生物捕捞网(网口内径50 cm，网身长145 cm，网目孔径0.169 mm)各随机取样3次，调查结果如表(单位：个)：
下列关于甲、乙两个类群之间物种丰富度和种群密度的比较，正确的是( )A.甲类群的丰富度大，物种2的种群密度小
B.甲类群的丰富度小，物种4 的种群密度大
C.乙类群的丰富度大，物种7的种群密度小
D.乙类群的丰富度小，物种10的种群密度大
【解题指南】物种丰富度的大小取决于一定的区域中物种数目的多少，而不是物种中个体数量的多少。【解析】选C。物种丰富度是指群落中物种数目的多少；物种的种类越多，丰富度就越大，故乙类群的丰富度大于甲类群。种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数。甲类群和乙类群相比，物种4的种群密度在甲类群中较小，物种7的种群密度在乙类群中较小。【实验探究体验】
22.(2010·海南高考)某同学拟探究一个面积为100 hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是( )
A.计数该草地上该种植物的全部个体数目
B.设置1个1 m2样方，计数样方中该种植物的个体数目
C.随机设置1 m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
D.在该种植物密集处设置1 m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目【解析】选C。调查某地植物的种群密度，一般采用样方法，因为直接把该地区的所有该种植物全部统计几乎是不可能的。利用样方法调查种群密度时，一般随机设置1 m2的样方为宜，尽量选择多个样方。23.(2012·江苏高考)蓝藻、绿藻和硅藻是湖泊中常见藻类。某课题组研究了不同pH对3种藻类的生长及光合作用的影响，实验结果见图1、图2。请回答下列问题。(1)根据图1和图2分析，3种藻类中pH适应范围最广的是_____；在pH为8.0时，3种藻类中利用CO2能力最强的是________。
(2)在培养液中需加入缓冲剂以稳定pH，其原因是__________。
(3)在实验中需每天定时对藻细胞进行取样计数，请回答以下问题：
①取出的样液中需立即加入固定液，其目的是_____________
____________________________________________________。
②在计数前通常需要将样液稀释，这是因为_______________
____________________________________________________。③将样液稀释100倍，采用血球计数板(规格为1 mm×1 mm×
0.1 mm)计数，观察到的计数室中细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是_______个/mL。
【解题指南】解答本题的关键是明确：
(1)坐标曲线的坐标轴含义和曲线的走势。
(2)血球计数板的计数方法。【解析】(1)从图中坐标曲线看，pH在6.0～9.0范围内变化时，
绿藻的生长速率和光合速率的变化不大，而其余两种藻类的变
化幅度较大。在pH为8.0时光合速率最大的是蓝藻。(2)藻类的
光合作用和呼吸作用会改变培养液中CO2含量，从而导致培养液
的pH发生变化。(3)①取出的样液中需立即加入固定液，杀死细
胞，防止藻细胞增殖导致数量改变。 ②由于藻细胞密度过大
不便于进行计数，所以在计数前通常需要将样液稀释。 ③图中
的血球计数板采用25×16规格，即它含25个中格，每一中格含
16个小格，所以图中一个大格共有400个小格。因是25×16的计
数板，除计数四个角上的中格藻细胞数外，还要计算中央中格的藻细胞数，即共计数80个小格的藻细胞数量。这5个样方
的藻细胞数量分别为5、4、4、4、3(计数时遵循位于格线上
的细胞一般计左不计右，计上不计下)。每小格平均藻细胞
数=(5+4+4+4+3)/80=1/4。每个计数室的体积为0.1×1×1=
0.1 mm3,每个大格有400个小格，所以每个小格体积为0.1/400
=1/4 000 mm3=1/4 000 000 mL。所以，每mL藻细胞个数＝1/4
×4 000 000×稀释倍数=1/4×4 000 000×100=1×108 个/ mL。答案：(1)绿藻 蓝藻
(2)藻类生长代谢会改变培养液pH
(3)①维持藻细胞数量不变
②藻细胞密度过大 ③1×108 种群特征分析
1.种群特征
(1)种群概念：
在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群，如一块棉田中的所有棉蚜。
(2)种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例等内容。2.种群特征之间的相互关系(1)种群密度是种群最基本的数量特征。种群密度越高，一定范围内种群个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。
(2)出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。出生率与死亡率及迁入率与迁出率的差值为正时，种群数量增加：反之，种群数量减少。
(3)年龄组成和性别比例(性比率)则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的，是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据。3.种群密度的调查方法
(1)原理：研究者通常只计数种群的一小部分，用来估计整个种群的种群密度，此方法称取样调查。
(2)植物种群密度的取样调查实施步骤(样方法)：
确定调查对象：根据当地实际情况确定，如蒲公英等
↓
选取样方 五点取样法：适用于总体为非长方形的样方
等距取样法：适用于总体为长方形的样方
↓计数：计数每个样方内该种群的数量，并记录
↓
计算种群密度：计算各样方内种群数量的平均值，即为该种群的种群密度的估计值
(单位：株/平方米)(3)动物种群密度调查方法(主要是采用标志(记)重捕法)：
确定调查对象
↓
捕获并标记部分个体：在该种群生存环境中，均匀设置捕获
点，捕获一部分个体，并对其进行标记后，再在原地将其放
↓ 回，并记录个体数(N1)
重捕并计数：一段时间后，在原来的捕获点再次捕获一部分个
体，并计数数量(N2)及其中被标记的个体数(N0)，然后放回原
↓ 来的环境计算种群密度：利用公式__________计算出N，即为该种群密度的估计值【名师点睛】
1.种群必须具备“三同”
同一时间、同一地点、同一物种。
2．标志(记)重捕法的要求
(1)标志个体在整个调查种群中分布均匀；
(2)未标志个体和被标志个体都有同样被捕获的机会；
(3)调查期中没有迁入和迁出；(4)调查期中没有新个体的出生和死亡；
(5)活动能力强，活动范围大的动物。
3.种群的特征在生产中的应用
(1)城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的；
(2)中国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的；
(3)计划生育政策——控制出生率，使增长率下降；(4)利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例(性比率)来降低出生率；
(5)将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率；
(6)性别比例(性比率)中，♂多于♀的，如蚂蚁等；♀多于♂的，如人工控制的种群——牛、鸡等。 种群数量的变化
1.种群增长的“J”型和“S”型曲线比较环境阻力2.K值与K/2在实践中的应用【名师点睛】
种群增长的“J”型曲线
(1)前提条件(判断依据)：若出现以下五种情况即可判断为“J”型曲线：
①理想条件下；②实验室条件下；③食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足；④无环境阻力。
(2)公式：Nt＝N0·λt(N0为种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后种群的数量，λ表示种群数量是一年前种群数量的倍数。若λ>1，种群密度增大，为增长型种群；λ<1，种群密度减小，为衰退型(下降型)种群；λ＝1，数量不变，为稳定型种群)。 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理
(1)酵母菌可以用液体培养基(培养液)来培养。
(2)培养液中酵母菌种群的增长情况与培养液的成分、空间、pH、温度等因素有关。
2.实验目的
初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。3.实验步骤 4.表达和交流
(1)根据实验数据可得如图所示的增长曲线。
(2)增长曲线的总趋势是先上升再降低。
(3)影响酵母菌种群数量的因素可能有养料、温度、pH及有害代谢废物等。【名师点睛】
酵母菌计数时的三点提醒
(1)显微镜计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。
(3)每天计数酵母菌的时间要固定。 群落的结构
1.群落的种间关系 2.群落的空间结构
(1)垂直结构：
①影响因素：阳光。
②意义：充分利用光能、为动物提供了栖息空间和食物条件。
(2)水平结构：
不同地段生物种群有差别，在水平方向上呈镶嵌分布。 【名师点睛】
种间关系的判断
(1)同一物种之间大鱼吃小鱼不叫捕食，应叫种内斗争，因为捕食必须是两物种之间的关系。
(2)关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定：
①从最高点判断，捕食者数量少，被捕食者数量多；
②从变化趋势看，先达到波峰的为被捕食者，后达到波峰的为捕食者，即被捕食者变化在先，捕食者变化在后。 群落的演替
1.初(原)生演替和次生演替的比较2.群落演替的原因
(1)决定群落演替的根本原因存在于群落内部。
(2)群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火灾等常可成为引起演替的重要条件。
(3)种内和种间关系不断发生变化。
(4)人类活动的干扰。 【状元心得】
区分演替类型的两种方法
(1)从起点上：
①原先从没有过植被或原有植被被彻底消灭的环境发生的演替是初(原)生演替；
②原有群落环境只是失去了原有植被发生的演替是次生演替。
(2)从时间速度上：
①经历的时间长，速度缓慢是初(原)生演替；
②经历的时间短，速度较快是次生演替。 土壤中小动物类群丰富度的研究
1.探究原理
(1)调查方法：常用取样器取样的方法进行采集、调查。
(2)丰富度的统计方法通常有两种：一是记名计算法；二是目测估计法。2.探究步骤
【名师点睛】
1.许多土壤动物有较强的活动能力，身体微小，标记个体难与无标记个体充分混匀，不适合用标志(记)重捕法进行调查，常用取样器取样的方法进行采集、调查。
2.对活动能力强的土壤动物统计时一般先将其麻醉。易错易混点1 种群和群落的辨析
(1)组成成分：
种群和群落都强调一定自然区域中的生物成分。
①种群专指这个区域内的同种生物个体之和；
②群落则泛指生活在此区域内的所有动物、植物及微生物，因此，群落囊括了该区域的所有种群。
(2)个体关系：
①种群内的不同个体通过种内关系组成一个有机整体;
②群落是不同种群之间通过种间关系形成的有机整体。【易错易混辨析】(3)基本特征：
①种群具有种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等特征；
②群落是生物种群组合成的更高层次的群体，具有丰富度、种间关系、群落结构等基本特征。易错易混点2 种群数量变化类型的误解
(1)不要误认为种群数量变化类型就是种群数量的“J”型增长和“S”型增长，种群数量有增长、波动、稳定和下降等变化类型。
(2)凡是影响种群的出生率、死亡率、迁出率和迁入率的因素都会影响种群的数量变化。易错易混点3 种群增长率≠种群增长速率
(1)“J”型曲线增长率保持不变；增长速率一直增大。曲线的斜率表示增长速率。
“J”型曲线的“增长率和增长速率与时间的关系曲线”(2)“S”型曲线的增长率与种群数量成反比，不断减小；增长速率先增大后减小。曲线的斜率表示增长速率。
“S”型曲线的“增长率和增长速率与时间的关系曲线”易错易混点4 生存斗争与竞争
种内斗争为种内关系，竞争为种间关系，种间斗争包含竞争，而生存斗争既包括生物与生物之间的关系，又包括生物与无机环境之间的关系，图示如下：A代表生存斗争、B代表种内斗争、C代表种间斗争、D代表竞争。易错易混点5 捕食者和被捕食者
根据种群数量的坐标图判断捕食关系中捕食者和被捕食者的方法：
(1)看曲线上升和下降的先后关系，一般先上升或下降的曲线代表被捕食者；
(2)看曲线峰值的高低，一般曲线峰值高的是被捕食者，另外，被捕食者的个体一般也比捕食者的小，所以被捕食者的数量相对较多。上图曲线中a为被捕食者，b为捕食者。易错易混点6 种群数量≠种群密度
种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。课件160张PPT。专题17 生态系统及生态环境的保护 生态系统的结构
【典例1】(2011·新课标全国卷)某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第5年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年，野兔种群暴发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。回答问题： (1)人和狐的种间关系是____________，兔瘟热病毒与野兔的种间关系是______________。
(2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。
(3)人登岛后的第5年，与登岛前相比，野兔种内竞争强度_____
________(增加、减小、不变)。
(4)一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而_______(增强、减弱、不变)。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)由题意知，人和狐之间既有竞争又有捕食关系。
(2)画食物网时，注意羊和野兔均可被人和狐捕食。
【精讲精析】本题考查的是生物群落的种间关系和生态系统的相关内容。
(1)通过题干所给的信息(人捕食狐)可以体现人和狐是捕食关系；人捕食野兔、狐捕食野兔体现人和狐是竞争关系；病毒和野兔之间是寄生关系。
(2)绘制食物网应注意把各种生物间的捕食关系弄清楚，不要遗漏。(3)第5年与登岛前相比，野兔的数量增加，种内竞争加剧。
(4)捕食者对被捕食者进行选择，免疫力强的适应环境生存下来，体弱的被淘汰，因此传染病的流行程度随捕食者种群密度增加而减弱。
答案：(1)竞争和捕食 寄生
(2)
(3)增加 (4)减弱【命题人揭秘】
命题规律：此考点在高考中往往依据食物链、食物网模型进行考查，也在种群、群落、生态系统的综合题目中进行考查，题型为选择题或者非选择题。2013年高考单独命题的可能性较小，结合其他知识点在综合性题目中出现的几率较大。
备考策略：对于该部分内容的备考应从以下几方面突破：
(1)明确生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。
(2)明确生态系统的组成成分中各种成分在维持生态系统中的作用。
(3)把生态系统的营养结构和能量流动、物质循环结合起来进行分析。 生态系统的能量流动
【典例2】(2012·安徽高考)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2·a)。(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是______________________。
(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是_______只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果_________
_________________________________。(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于____
___________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够_______________
______________________，维持生态系统的稳定。【审题视角】(1)弄清能量流动中摄入量与同化量的关系、各营养级中能量的去向及信息传递的作用。
(2)会分析标志重捕法的估算结果与实际种群密度的差异。
【精讲精析】(1)摄入量=同化量+粪便量，能量的传递效率=该营养级同化能量/上一营养级同化能量×100%，即能量从田鼠传递到鼬的效率是(2.25×107)/(7.50×108)×100%=3%。
(2)该种群密度是40×30÷15=80(只/hm2)。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，会导致第二次捕获的标记的田鼠减少，从而使种群密度估算结果偏高。(3)在每一营养级中，同化的能量绝大部分在呼吸中以热能的形式散失，只有一部分用于生物的生长、发育、繁殖等生命活动。
(4)生态系统中信息传递是双向的，能够调节种间关系，维持生态系统的相对稳定。
答案：(1)3% (2)80 偏高
(3)生长、发育、繁殖等生命活动 (4)调节生物的种间关系【命题人揭秘】
命题规律：本考点在高考中多以图像、图解、数据表格等形式结合食物网进行命题，题型有选择题，也有非选择题。能量流动的内涵、能量流动的有关运算和能量流动图解分析需要在复习中多加关注，2013年高考中结合物质循环以生活实际为素材，通过食物网、生态农业等模式进行综合考查的可能性极大。备考策略：对于能量流动的备考应该从以下几个方面着手：
(1)明确能量流动的起点、终点，以及能量流动的效率。
(2)生态系统能量流动的特点分析：
①能量传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
②某营养级生物同化总能量=该营养级生物呼吸消耗的能量+该营养级流入下一营养级的能量+流向分解者的能量+未被利用的能量。
③食入量=同化量+未同化量=有机物质积累量+呼吸消耗量+未同化量。
④利用能量流动的特点解决生态农业的问题。 生态系统的物质循环和能量流动
【典例3】(2010·海南高考)请回答：
(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以________的形式进行。驱动整个生态系统运转的能量主要来源于_________的太阳能。
(2)分解者通过________和_______的方式将有机物分解成CO2等释放到无机环境中。(3)如图所示的食物网中共有________条食物
链，其中初级消费者是________。
(4)如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不
能分解，也不能排出体外，则该物质经_______
的传递后，便可在不同的生物体内积累。因此，
通常生物所在的______越高，该有毒物质在其体内的积累量越大。【审题视角】准确区分各种生物在食物网中所处的营养级及相互之间的营养关系是解题切入点。
【精讲精析】(1)碳以CO2的形式被生产者固定，由无机环境进入生物群落，生物通过呼吸作用产生CO2，又将其释放到无机环境中，所以碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行；生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量是驱动生态系统运转的动力。
(2)生物通过呼吸作用可以将有机物分解成CO2释放到无机环境中，分解者可以进行有氧呼吸和无氧呼吸。(3)计数食物链应该是从生产者到最高级的消费者，图中有植物→鼠→蛇→鹰、植物→鼠→鹰、植物→兔→鹰3条食物链，其中兔和鼠属于初级消费者。
(4)如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不能分解，也不能排出体外，便会随着食物链在生物体内发生富集作用，且营养级越高该有毒物质积累量越大。
答案：(1)CO2 绿色植物固定(或光合作用固定)
(2)有氧呼吸 无氧呼吸(或发酵)
(3)3 兔和鼠 (4)食物链 营养级【命题人揭秘】
命题规律：此考点在高考中经常结合能量流动以食物网、生态农业等形式进行考查，题型包括选择题和非选择题；在全球减排、发展低碳经济的背景下，与碳循环相关的原理和过程的考查预计会成为2013年的高考热点。
备考策略：备战该考点时应该在以下几方面有突破：
(1)明确能量流动和物质循环之间的关系，要把能量流动和物质循环紧密结合起来进行分析。
(2)应用能量流动和物质循环的观点解决生态农业和环境污染的问题。(3)食物链的判断方法：
第一步：据图找出生产者和最高营养级，把给出的食物网拉直、理顺，且尽可能不要出现交叉。
第二步：确定图中食物链的条数和每种生物的营养级。如果生产者在最下，最高营养级在最上，则先从下向上、再从左向右，从生产者开始依次标出食物网中每条食物链上的每种生物的营养级。如果生产者在左，最高营养级在右，则先从左向右，再从上向下，从生产者开始依次标出食物网中每条食物链上的每种生物的营养级。第三步：在标注每种生物的营养级时，有几个标出几个，不要丢掉任何一个标注。生产者旁边标注的个数就代表该食物网中食物链的数量；对每种生物旁边标注的不同数字合并同类项，不同的数字就代表该生物的营养级的级别。 生态系统的稳定性及生物多样性的保护
【典例4】(2011·江苏高考)下列关于江苏省境内发生的几个生态事件的叙述，错误的是
A.互花米草原产美洲，引入到江苏沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性，属于生物入侵
B.克氏原螯虾(小龙虾)原产美洲，经由日本引入南京地区后迅速扩散，对农田有一定危害，但成为餐桌上的美味，不属于生物入侵C.麋鹿原产我国，但后来在国内绝迹，从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区实行迁(易)地保护
D.丹顶鹤在我国东北等地繁殖，迁徙到江苏沿海滩涂越冬，在盐城建立自然保护区实行就地保护
【审题视角】解答本题需明确生物迁移到另一区域后，由于适应本地的生活环境，不断占据本地的生活空间，从而对本地的物种造成极大的威胁，造成生物入侵。【精讲精析】选B。人类有意或无意地把某种生物带进新的地区，倘若当地适于其生存和繁衍，它的种群数量便开始增加，分布区也会逐渐扩大，这就是生物入侵。生物入侵会严重破坏生物的多样性，破坏生态平衡，加速物种的灭绝。
A项中互花米草引入江苏后迅速扩散，属于生物入侵；
B项内容符合生物入侵的概念。
C项中麋鹿从欧洲引入大丰，并建立自然保护区属于迁(易)地保护；
D项中丹顶鹤迁入江苏后在盐城建立自然保护区属于就地保护。【命题人揭秘】
命题规律：生态系统两种稳定性的理解及其区别是一个难点，考查时通常会结合坐标图，多以选择题的形式进行考查；预计2013年高考还会以选择题的形式出现。
备考策略：备考时要从以下几个方面突破：
(1)明确负反馈在维持生态系统的稳定性中的重要作用。
(2)区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生物多样性之间的关系。(3)明确稳定性前提条件：
只有当生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全，能量的输入和输出、物质的输入和输出保持相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。 探究人工生态系统的稳定性
【典例5】(2011·江苏高考)池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如图)。请回答下列问题：
(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性____
_____________。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖，加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统的稳态，这种调节方式称为____________。
(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有__
_____________。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的____________，有效减少水体中的N、P等含量。(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有____________、____________。
(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为________________
________________________________。
(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过_____________、_____________进行调控。
【审题视角】解答本题需明确以下两点：
(1)理解题目中提供的循环水池塘系统模式图和自然池塘相比较生物多样性减少；
(2)明确题目中涉及到的信息，比如N、P的含量等都是解题的题眼。【精讲精析】(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统动植物种类稀少，营养结构简单，恢复力稳定性高。N、P增加，水体富营养化，大量生物死亡，这是典型的正反馈调节的实例。
(2)该养殖系统增加了生态塘和潜流湿地等设施，可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的净化作用，有效减少水体中的N、P等含量。
(3)由于人工池塘中的生物种类较少，生态系统不稳定，所以该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有增加水中的溶氧量和提高饵料的利用率。(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为后面池塘水体中的N和P含量(浓度)会越来越高。
(5)为了保持池塘水体中适当的N、P含量，该养殖系统可以通过补水和排水、水泵控制水的流量(循环频次)进行调控。
答案：(1)高 正反馈 (2)生态塘和潜流湿地 净化作用
(3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率
(4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)会越来越高
(5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次)【阅卷人点拨】 生态系统的结构
高考指数:★★★
1.(2011·海南高考)南极冰藻是以硅藻为主的一大类藻类植物，长期生长在南极海冰区-2 ℃～4 ℃的环境中，其最适生长温度为2 ℃。磷虾主要以南极冰藻为食，企鹅主要以磷虾为食，自1975年以来，磷虾种群密度下降高达80%。下列叙述错误的是( )A．南极冰藻组成了一个种群
B．企鹅种群密度也会随着磷虾种群密度下降而下降
C．南极冰藻、磷虾、企鹅与该海冰区的其他生物组成群落
D．-2 ℃～2 ℃范围内，随着温度升高南极冰藻的光合作用强度增大【解析】选A。A项,南极冰藻是以硅藻为主的一大类藻类植物，因此南极冰藻是一个统称，不是一个物种，因此它们不是一个种群;B项,企鹅以磷虾为食，当磷虾密度下降时，企鹅因缺乏食物来源种群密度也下降;C项,群落是生活在一定自然区域内所有生物的总称，因此，它们构成了一个群落;D项,因为南极冰藻的最适生长温度为2 ℃，所以在-2 ℃～2 ℃范围内，随温度升高，其光合作用强度逐渐增大。
【误区警示】没能理解A项中的南极冰藻包括很多类型的藻类，而误认为它们是一个种群。2.(2009·海南高考)如图是某池塘生态系统中的两条食物链，大量捕捞花鲢后，种群将有所变化，下列能正确反映短期内种群数量增长率变化趋势的是( )
A.绿藻上升 B.白鲢下降
C.水蚤下降 D.乌鱼上升【解析】选B。根据捕食关系可推测：花鲢减少，水蚤数量上升；乌鱼缺少食物，数量不会上升；乌鱼大量捕食白鲢，使白鲢数量下降。绿藻的数量同时受水蚤、白鲢影响，若水蚤上升大于白鲢下降，则绿藻下降；相反，则绿藻上升；若二者升降相当，则绿藻不升不降。3.(2012·广东高考)罗非鱼是杂食性鱼类，在珠江三角洲地区大量养殖，能适应咸、淡水环境。
(1)当罗非鱼由淡水进入咸水，机体会大量脱水，细胞外液渗透压_________，渗透压感受器产生兴奋，并将兴奋传给________
______，促使其分泌__________，该物质促进肾小管和集合管重吸收水，使尿量减少以适应咸水环境。(2)某实验基地水库中放养了一批罗非鱼。监测数据显示，a～e段这种罗非鱼的种群数量发生了明显波动，调查发现有人在该水库中放生了大型肉食性鱼(FNE)；一段时间后，罗非鱼种群数量达到了相对稳定状态(如图)。图中显示，罗非鱼种群在a～b段呈________型增长。据图推测，FNE最可能是在________对应的时间点进入水库；在捕食压力下，罗非鱼种群的环境容纳量接近______________。(3)富营养化导致藻类大量繁殖，该水库出现水华现象，浮游动物和鱼类均受到影响。请用文字和箭头描述藻毒素从产毒藻逐级积累到FNE体内的途径。【解题指南】解答本题的关键是：
(1)明确高等动物水盐平衡调节过程。
(2)种群数量增长方式及影响因素。
(3)明确生物富集作用及其积累过程。
【解析】(1)根据题意，外界咸水的浓度高于罗非鱼体液的浓度,造成失水，随着体液中水分的流失，细胞外液渗透压升高，而下丘脑存在渗透压感受器，在接受刺激后，会分泌抗利尿激素，抗利尿激素作用于肾小管和集合管,促进其对水分的重吸收,使尿量减少,以此来维持体内水分的平衡。(2)根据图示，罗非鱼种群数量在开始时呈“J”型增长,从b点后环境阻力开始加大，所以，最可能是在b点放入大型肉食性鱼，并且一段时间后在K2附近波动。
(3)藻毒素逐级富集通过食物链和食物网实现，分析题意可以获得捕食关系如图：
产毒藻→浮游动物→罗非鱼→FNE
答案：(1)升高 下丘脑 抗利尿激素
(2)J b K2
(3) 产毒藻→浮游动物→罗非鱼→FNE4.(2011·海南高考)某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图。某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群暴发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。回答问题：
(1)该食物网中，植物中的能量能通过________条食物链传递给鹰，鹰所处的营养级为_______；兔与人的种间关系是______。鼠疫杆菌和人的种间关系是___________。
(2)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响____
____(大于、小于、等于)鼬对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争__________(增强、不变、减弱)。
(3)生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的__________(生产者、消费者、分解者)，其体内贮存的能量________(能、不能)传递给植物。【解析】本题考查的是生物群落的种间关系和生态系统相关内容。
(1)正确找到传向鹰的食物链：植物→兔→鹰、植物→兔→鼬→鹰、植物→鼠→鹰、植物→鼠→鼬→鹰，4条食物链中鹰分别占第三和第四营养级；兔和人之间存在捕食关系，同时还有竞争关系(都以植物为食)；鼠疫杆菌寄生在人身上，因此为寄生关系。(2)跳蚤寄生在鼠身上，而鼬捕食鼠，因此鼬对鼠种群数量的影响更大；大量捕杀鼬使鼬的数量减少，从而使鼠天敌减少，鼠的数量增加，种内斗争增强。
(3)蘑菇分解植物的残体，因此属于分解者，其能量不能传递给植物。
答案：(1)4 三、四 捕食和竞争 寄生
(2)小于 增强 (3)分解者 不能【方法技巧】判断食物链数和不同营养级动物的种间关系
(1)任何一条(捕食)食物链都是从生产者开始，终点是不被其他动物所食的动物，中间有任何停顿都不能算完整的食物链。
(2)同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级，要根据此生物所在的具体食物链来确定。
(3)在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。5.(2011·全国卷)回答下列与生态学有关的问题：
(1)某人将未经检疫的外来鱼类和水草大量引进某水域生态系统后，导致生物多样性下降。从种间关系的角度分析，引起这种不良后果的原因是本地原有物种和外来物种之间可能存在着___
_______、__________、________的关系。(2)某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
据表中数据绘出该生态系统的食物网。【解析】本题考查生物的种间关系和食物链的富集作用。(1)种
间关系包括捕食、竞争、寄生、互利共生等，其中捕食、竞争
和寄生可能导致相关物种的灭绝，从而表现出生物多样性的下
降。
(2)由于该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外，所以
各种生物体内该种重金属含量的多少与该种生物所摄入的食物
的种类及多少有关，相同营养级的生物体内的重金属含量接
近，相邻营养级之间能量传递效率一般是10%～20%，可推算出
相邻营养级的生物之间重金属含量是5～10倍的关系。结合表中数据可知甲、乙同为第一营养级，丙、丁同为第二营养级，丁为第三营养级。由于消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食，所以丙、丁都只吃甲和乙，戊只吃丙和丁。
答案：(1)竞争 捕食 寄生
(2) 生态系统的功能
高考指数:★★★★★
6.(2011·海南高考)关于生态系统的叙述，正确的是 ( )
A．生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的
B．生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的
C．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大
D．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小【解析】选A。A项,生态系统的能量流动的传递效率是10%～20%，因此生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量;B项,生态系统的信息传递具有双向性，不可能都对捕食者有利，有的对于被捕食者有利，如鸟的叫声，提醒同伴有捕食者等;C、D项,生态系统的食物链中，动物的体型与营养级的高低关系不大，如大象比狮子体型大，但是它的营养级比狮子低。
【误区警示】没能够深刻理解能量金字塔的各个营养级之间的关系，误认为营养级越大，所对应的生物体型越大，错选C。7.(2010·江苏高考)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是( )
A.多吃肉食会增加心血管病的发病率
B.直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C.多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量多
D.节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平【解析】选C。多吃肉食会增加心血管病的发病率，与支援粮食短缺地区的灾民无关；根据生态系统中能量流动规律(单向流动、逐级递减)，直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更少的能量，多吃肉食(高营养级)比多吃素食(低营养级)消耗的粮食总量多，则少吃肉食可减少粮食消耗；节省肉食的目的是减少粮食的消耗，而不是捐献肉食。8.(2010·全国卷Ⅱ)下列关于生态系统的叙述，错误的是( )
A.草原生态系统比农田生态系统的群落结构复杂
B.环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一
C.我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱
D.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环【解析】选C。农田生态系统是人工建立的生态系统，人们种植
的各种农作物是这一生态系统的主要成员，农田中的动植物种
类较少，群落结构单一，与农田生态系统相比，草原生态系统
的动植物种类多，群落结构复杂，A项正确；群落在水平方向上
具有一定结构的主要原因是地形的起伏、光照的明暗、湿度的
大小等，即环境条件分布不均匀，B项正确；我国南方气温较北方高，南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的强，C项错误；生物群落与无机环境之间的碳循环主要以二氧化碳的形式进行，大气中的碳进入生物群落需通过植物的光合作用，而植物通过呼吸作用释放的二氧化碳又可重新回归大气，D项正确。9.(2010·山东高考)以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是( )
A.恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B.哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C.提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D.食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物【解题指南】解答本题的具体思路如下：【解析】选C。(1)④/③表示有机物质积累量/同化量。在同化量相同的情况下，由于恒温动物要维持自身的体温，所以其体内积累的有机物质要少于变温动物。可见，恒温动物的④/③值一般低于变温动物。
(2)③/①表示同化量/获取量，而不是能量传递效率。能量传递效率是后一营养级的同化量与前一营养级的同化量的比值。(3)③/②表示同化量/食入量。圈养动物一般要求短时间内长大，如养猪，育肥速度越快越好，同化量高就意味着长得快，这个比值高意味着用同样的饲料能够让圈养的动物长得更快。
(4)食草哺乳动物的食物中含有大量纤维素，纤维素绝大部分不能被同化，食肉哺乳动物的食物中，营养物质主要是蛋白质、脂肪等，绝大部分都可以被同化，即食肉哺乳动物的③/②值要高于食草哺乳动物。10.(2009·江苏高考)下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是( )
A.虎等大型肉食动物容易成为濒危物种
B.蓝藻易在富营养化水体中爆发
C.饲养牛、羊等动物，成本低、产量高
D.巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食【解析】选B。能量流动的特点是单向流动和逐级递减。A中虎等大型肉食动物处在最高营养级，获得的能量最少，因此容易成为濒危物种。B中蓝藻爆发是因为水体中含有大量的N、P等元素，给蓝藻提供营养物质，利于蓝藻的生长，因此没有能量流动。C中牛、羊等属于第二营养级，获得的能量较多，因此成本低，产量高。D中蓝鲸以浮游动物为食，能量便由浮游动物流向了蓝鲸。11.(2012·江苏高考)江苏某小型天然湖泊原有少量鱼类，后改造为人工鱼塘，投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类，两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见下表，请回答下列问题：(1)改为人工鱼塘后，该湖泊生物群落的_________结构发生了显著变化。
(2)从种间关系的角度分析，水生高等植物明显减少的直接原因是___________________、_______________________。
(3)从表中可以推测，与2007年相比，2010年湖水中生物体内所含的总能量显著增加，其主要原因是_______________________
_________________________________。(4)虾、贝等小型动物能摄食鱼饵料。如果肉食性鱼类只摄食虾、贝等小型动物，可以推测在相同饲养条件下2010年肉食性鱼类的总量将会__________，植食性鱼类的总量将会_______
______________。
(5)若对该湖泊进行生态修复，除停止养鱼外，还需恢复水生高等植物，以抑制浮游藻类生长。在这一过程中水生高等植物的直接作用是______________、_____________。
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)分析表格中四类生物类群在养殖前后数量的变化。
(2)思考导致这种变化的原因。【解析】(1)(2)从表格中看：改为人工鱼塘后,该湖泊生物群落
的水生高等植物数量显著减少，导致减少的原因是植食性鱼类
的捕食，由此可知，改为人工鱼塘后,该湖泊生物群落的食物链
结构发生了显著变化。(3)从表中看，2010 年湖水中生物体内
所含的总能量显著多于2007 年，其主要原因是人工投饵输入大
量能量。(4)由于能量每经过一个营养级都会有大量的损失，因
此肉食性鱼类通过摄食虾、贝等小型动物获得饵料中的能量显著少于直接获取饵料所摄入的能量，因此导致其总量下降。虾、贝等小型动物的数量减少，导致植物的数量相对增加，所以植食性鱼类的食物来源多，数量增加。(5)水生高等植物和浮游藻类是竞争关系，会与浮游藻类争夺营养物质和光照。
答案：(1)食物链
(2)捕食者(植食性鱼类)增加
竞争者(浮游藻类)大量繁殖
(3)投饵输入大量能量 (4)减少 增加
(5)吸收营养物质 竞争光照12.(2010·广东高考)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境之间的碳交换情况。(1)生态系统中碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过________作用实现的。
(2)表中_______________时期的生态系统处于稳定状态，原因是________________________。
(3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的________,导致大气中_________增加并引起全球气候变化。
(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放，如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特征而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的_______阶段；又如经过改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的______直接发酵转化为燃料乙醇。 【解析】(1)生态系统中碳的吸收主要是通过光合作用实现的，碳的释放主要是通过呼吸作用实现的。
(2)生态系统处于稳定状态时，生态系统吸收CO2的量和释放CO2的量应相等。在表中A时期时，生态系统吸收CO2的量和释放CO2的量相等。
(3)过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中CO2含量增多而出现温室效应。
(4)类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的光反应阶段。光合作用的产物是葡萄糖。
答案：(1)光合 呼吸 (2)A 碳吸收量等于碳释放量
(3)碳平衡 CO2 (4)光反应 葡萄糖 生态系统的稳定性
高考指数:★★
13.(2012·重庆高考)如图为某地东
亚飞蝗种群数量变化示意图，下列
叙述错误的是( )
A.为有效防治蝗灾，应在a点之前及
时控制种群密度
B.a～b段，该种群的增长率与种群密
度之间呈正相关
C.利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
D.控制种群数量在d～e水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性【解析】选B。据图分析可知，a点表示东亚飞蝗的种群数量增加最快，应该在a点以前控制种群密度，由此判断A正确；东亚飞蝗的增长模式为S型增长，增长率与时间呈负相关，又因a点以后种群数量增加，至b点达到最大，种群密度随时间逐渐增大，由此判断B错误；因为c点表示改变环境条件，种群数量达到最大，用性引诱剂诱杀雄虫，可防止c点出现，由此判断C正确；东亚飞蝗属于害虫，应将其数量控制在最低水平，即d～e段有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性，由此判断D正确。14.(2011·海南高考)某地区常年栖息着30万只鸟类，其中灰椋鸟占了最大优势，数量达10万只之多。灰椋鸟是农林害虫的天敌，喜好群体活动，常集结成庞大的鸟群在天空盘旋，形成壮观的风景。该地区为打造灰椋鸟品牌，计划在林区大规模清除其他树种，并改种灰椋鸟喜居的树种，欲招引20万只以上灰椋鸟。该计划的实施将使该地区( )
A．灰椋鸟种内竞争必然减弱
B．鸟的种类必然增加
C．农林害虫数量必然大幅度上升
D．生态系统的结构必然发生变化【解题指南】 “计划在林区大规模清除其他树种”是本题的题眼，清除后势必会改变本地生态系统的结构。
【解析】选D。A项,种植了大量灰椋鸟喜居的树种，使灰椋鸟的数量增加，种内竞争会加剧，而不是减弱;B项,清除其他树种，其他鸟类生活受到影响，鸟的种类必然减少;C项,灰椋鸟是害虫的天敌，灰椋鸟的数量增加，害虫的数量减少;D项,清除其他树种，改种灰椋鸟喜居的树种，使植物的种类发生改变，同时使鸟的种类和数量发生改变，因此改变了生态系统的物种组成，生态系统的结构发生改变。15.(2009·福建高考)下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是( )
A.生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础
B.生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性
C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值
D.生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强【解析】选D。生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性，生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，能提高生态系统的稳定性；生物多样性对生态系统起到重要的调节功能；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱。16.(2011·四川高考)图A为小岛生态系统食物网简图。有人向小岛引入一定数量的卷尾鬣蜥(主要以沙氏变色蜥和较大的地面节肢动物为食)，跟踪调查该生态系统及其对照组的变化，发现沙氏变色蜥和网蜘蛛的数量变化较大(见图B)，而其他生物数量变化相对较小。请回答下列问题：(1)沙氏变色蜥处于第_________营养级，其与卷尾鬣蜥的种间关系是_________________。
(2)引入卷尾鬣蜥后，沙氏变色蜥的主要活动范围从树基部向上转移，而网蜘蛛的织网位置略有下降，此现象表明生态因素的改变，可使生物群落的__________发生改变。
(3)引入卷尾鬣蜥后，网蜘蛛的数量变化趋势是_________。结合其他生物的数量变化信息可以看出，小岛生态系统的结构和功能能够保持相对稳定，表明生态系统内部具有________能力。【解题指南】明确图A中沙氏变色蜥与其他生物之间的关系是解答本题的关键。
【解析】(1)由图可知在不同的食物链中沙氏变色蜥所处的营养级不同，可处于第三、第四营养级；卷尾鬣蜥捕食沙氏变色蜥，同时卷尾鬣蜥与沙氏变色蜥都捕食较大的地面节肢动物，因此二者是捕食与竞争关系。(2)在垂直方向上，由于各生物种群分别占有不同的空间，使生物群落具有明显的分层现象，这是垂直结构的特点，在题中沙氏变色蜥和网蜘蛛的活动范围都发生了改变，沙氏变色蜥活动区域向上转移，网蜘蛛活动区域下降，说明生物群落的垂直结构发生改变。(3)由于引入卷尾鬣蜥后，网蜘蛛的天敌沙氏变色蜥的数量减少，使得网蜘蛛的数量先暂时增加，但由于网蜘蛛的数量过多使得较小的飞行草食动物数量减少，随后因食物减少而使网蜘蛛数量又减少，但由于本食物网结构比较复杂，具有一定的自我调节能力，最终网蜘蛛的数量将趋于稳定。
答案：(1)三、四 捕食和竞争 (2)垂直结构
(3)先增加后减少最后趋于稳定 一定的自我调节 生态系统的功能及其应用
高考指数:★★★★
17.(2012·江苏高考)全球范围内生物多样性有降低的趋势，对此所作的分析正确的是( )
A.栖息地总量减少和栖息地多样性降低是重要原因
B.栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性
C.这种变化是由于新物种产生量少于现有物种灭绝量
D.过度的人为干扰导致生物多样性降低【解析】选A、C、D。人为因素是生物多样性锐减的主要外在原因，包括乱捕滥猎、栖息地的破坏和丧失、外来物种的入侵、环境污染、自然灾害等，因此A、D正确。栖息地破碎化容易导致小种群的灭绝，不利于维持生物多样性，所以C错误。新物种产生量少于现有物种灭绝量也是导致全球范围内生物多样性降低的原因之一，因此C正确。18.(2010·海南高考)有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是( )
A.杂草和水稻是生产者
B.鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C.杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D.水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统【解析】选D。该生态系统中杂草和水稻是能够进行光合作用固定有机物的生产者；鸭可以捕食害虫以控制害虫的数量；杂草和水稻会竞争稻田中的养料和生存空间；生态系统是由生物群落和无机环境组成的，水稻、鸭、害虫和杂草等生物不能组成农田生态系统。19.(2010·上海高考)如图为a、b、c、d四个不同种食叶昆虫的数量随山体海拔高度变化的示意图。据图分析，下列叙述正确的是( )
A.海拔2 000米处的物种均匀度高
于海拔3 000米处
B.b数量随海拔高度的变化不能体
现该物种的遗传多样性
C.海拔3 000米处，b、c数量差异
是生物与环境相互作用的结果
D.海拔4 000米处， a、b、c、d的数量差异体现了遗传多样性【解析】选A。从图中可知，海拔2 000米时，a、b、c、d四个物种的平均数量比较接近，而海拔3 000米时，四个物种的平均数量相差很大，A项正确;b物种随海拔高度变化，数量变化较大，但仍说明在不同的海拔高度下都有一定数量的个体存活，体现了物种遗传的多样性，B项错；a、b、c、d四个物种均为食叶昆虫，在食物问题上必然存在竞争，同样也会明显影响其生物种群数量，并不单纯是生物与环境相互作用的结果，C项错；a、b、c、d四个物种在海拔4 000米高度时的数量差异不能体现遗传多样性，D项错。20.(2010·江苏高考)某城市的一块荒地在城市发展过程中被改造成另一个相对稳定的生态系统，改造前后的一些变化见下表。据此作出的相关判断中错误的是( )A.改造增加了该区域的湿地面积
B.改造后该区域的植物多样性增加
C.改造后该区域的气候得到改善
D.改造的主要目的是为人们提供丰富的生产和生活物质
【解析】选D。狗尾草、艾蒿、蒲公英为陆生植物，菖蒲、芦苇、睡莲属于湿地生态系统中的典型植物，由此判断A项正确；植物种类由改造前的20种变为改造后的30种，由此判断B项正确；植被覆盖率由改造前的10%变为改造后的25%，由此判断C项正确；此生态系统改造后的植物优势种不是经济作物，由此判断D项错误。21.(2010·北京高考)保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列对生物多样性的理解正确的是( )
A.生物多样性的丰富程度与自然选择无关
B.群落演替过程中的生物多样性逐渐降低
C.物种多样性比较高的生态系统相对稳定
D.遗传多样性较低的种群适应环境能力强
【解析】选C。生物多样性的形成是生物共同进化的结果，生物多样性的丰富程度与自然选择有关；群落演替过程中的生物多样性逐渐增加；生物种类越多，生物之间的营养结构越复杂，生态系统的稳定性越高；遗传多样性较低的种群适应环境的能力弱。22.(2010·全国卷Ⅰ)如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是( )
A.微生物也能利用农作物通过光合
作用储存的能量
B.沼气池中的微生物也是该生态系
统的分解者
C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能
量能够循环利用
D.多途径利用农作物可提高该系统
的能量利用效率【解析】选C。流经此农业生态系统的总能量是生产者(农作物)固定的太阳能的总量，微生物也能利用，A正确；沼气池中的微生物利用的是粪便和农作物秸秆中的物质，属于分解者，B正确；在此农业生态系统中，由于农作物的多途径利用，能量得以高效利用，D正确；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质得以循环利用，但任何生态系统中能量都不能循环利用，C错误。【方法技巧】生态农业的应用
(1)调整能量流动的方向，使其流向对人类有益的部分：
①草原上放养一些牲畜：放养一些草食性动物，使储存在牧草中的能量经草食性动物流向人类。
②农田中除草、除虫：田间杂草和作物害虫都将导致一部分能量流向对人类无益的部分，因此去除杂草和作物害虫有助于调整能量流向，使其流向对人类有益的部分。(2)能量多级利用：
所谓能量多级利用，指的是使生态系统中的物质和能量分层次多级别利用，可以采取下面的一些措施：
①尽量缩短食物链。
②充分利用生产者。
③充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌；利用植物残体生产沼气等。23.(2012·天津高考)夏初，在某河口多地点采集并测定水样，结果表明，各采样点无机氮浓度相近，而无机磷浓度差异较大。按无机磷浓度由低到高的顺序，绘制各采样点对应的浮游植物和浮游动物的密度曲线，结果如图。据图回答：
(1)磷元素进入浮游植物细胞后，以___________分子的形式成为细胞膜支架的成分；在细胞内，磷元素通过参与__________反应(写反应式)，保持细胞内ATP含量的相对稳定。
(2)分析发现，P1、P2采样点浮游植物种类差别非常明显，从进化角度分析，这是_________________________的结果。(3)无机磷浓度高于P1的采样点，浮游动物的密度反而比P1采样点低，下列有关其原因的分析，不可能的是_______(单选)。
A.可被浮游动物取食的浮游植物种类较少
B.水体溶解氧较高
C.浮游动物的捕食者数量较多
D.水体有害物质浓度较高(4)请用箭头补充完成该河口生物群落中氮元素的流向图。【解题指南】解答本题的关键是：
(1)明确无机磷浓度与植物、动物、水体有害物质之间的关系。
(2)明确生物群落内部氮元素的流向是单向的。
【解析】(1)细胞膜支架中磷的存在形式是磷脂，保证细胞内ATP含量相对稳定的反应是ATP与ADP之间的相互转化。
(2)从进化角度看，生物种类的差别是自然选择的结果。
(3)水体溶解氧较高会导致动物数量增多，而不是动物数量减少。
(4)在生物群落内部物质是沿食物链、食物网单向传递的。答案：(1)磷脂 ADP+Pi+能量 ATP
(2)自然选择 (3)B
(4)酶1 酶2 生态系统的结构
1.生态系统的成分2.生态系统的营养结构
(1)食物链：
①形成：生态系统中，各种生物因食物关系而形成的联系。
②基本模式：生产者+不同级别的消费者。
③书写原则：植物(起点)→植食性动物→小型肉食性动物→大型肉食性动物。
④分类：捕食链、寄生链、腐生链。
⑤环节：一般不超过4～5个营养级。
⑥举例：现以一条食物链为例进行分析。(2)食物网：
①形成：一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物；一种植食性动物既可吃多种植物，也可被多种肉食性动物所食。
②功能：生态系统物质循环和能量流动的渠道。【名师点睛】
1.生态系统中四种成分的地位
(1)基础：非生物的物质和能量；
(2)桥梁(必需成分)：生产者、分解者；
(3)主导(基石)：生产者。
(4)非必需成分：消费者。2.生态系统成分之间的关系
(1)从理论上讲，消费者的功能及活动不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统必要的基础成分。
(2)虽然单从物质循环角度看，消费者不是生态系统的必要成分，但在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。 生态系统的功能
1.生态系统的能量流动
(1)能量流动的过程：(2)解读能量流动图：
①流动的起点：从生产者固定太阳能开始(极少数特殊空间除外)。
②流动的途径：食物链和食物网。
③流动中能量形式的变化：太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能。
④在食物链中流动的形式是：有机物(食物)中的化学能。
⑤散失的主要途径：呼吸作用(包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)，能量散失的主要形式：热能。
⑥流动的方向：单向流动。(3)有关能量的“最值”计算方法总结如下：①知高营养级
求低营养级 需最多能量 选最长食物链按÷10%计算需最少能量 选最短食物链
按÷20%计算 ②知低营养级
求高营养级 获最多能量 选最短食物链
按×20%计算获最少能量 选最长食物链
按×10%计算(4)能量流动的特点：
①单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。
②逐级递减：
a.每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。
b.每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用。
c.传递效率为10%～20%(形象地用能量金字塔表示)。
(5)生态金字塔：2.生态系统的物质循环
(1)物质循环分析：(2)碳循环图解：(3)温室效应：
成因：
①工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。
②森林、草原等植被大面积被破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。
危害：
加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。缓解措施：
①植树造林，增加绿地面积。
②开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。
(4)能量流动和物质循环的关系：3.生态系统的信息传递
(1)信息传递的具体作用：(2)生态系统中信息的种类：4.生态系统功能之间的关系【名师点睛】
能量流动中的摄入量≠同化量
(1)生产者的同化量就是生产者固定的总能量。
(2)真正流入下一营养级的能量应该是该生物的同化量，即同化量＝摄入量－粪便量。
(3)粪便实际上是上一营养级的未被利用的成分，通过分解者将其分解。【状元心得】
1.最高营养级能量去路只有3个方面，少了传递给下一营养级这一去路。
2.分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用，包括有氧呼吸和无氧呼吸。【名师点睛】
关注碳循环的三个考点
(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用(主要途径)或硝化细菌等的化能合成作用完成的。
(2)碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。
(3)碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。(判断成分的依据)【名师点睛】
1.信息传递的特点
信息传递不像物质循环那样是循环的，也不像能量流动那样是单向的，而往往是双向的，有从输入到输出的信息传递，也有从输出向输入的信息反馈。
2.一个稳定的生态系统具备两个特点
(1)从生态系统的结构上看：生产者、消费者和分解者的种类、数量比例相对稳定，食物链、食物网相对稳定。
(2)从生态系统的功能上看：物质和能量的输入和输出相对平衡。 生态系统的稳定性【名师点睛】
1.自我调节能力的有限性
生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，其自我调节能力会丧失，生态系统难以恢复。
2.正反馈与负反馈的作用
(1)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。
(2)正反馈调节往往具有极大的破坏作用，但它常常是爆发性的，所经历的时间也很短。从长远看，生态系统中的负反馈和自我调节起主要作用。 人口增长对生态环境的影响从图中可以看出人口增长会给生态环境带来很大压力：
(1)人类的生存资源、土地资源、森林资源、能源是有限的，过度利用会使其减少。
(2)人口增长，人类需求不断增加，为了满足衣食住行的需求和经济发展，导致污染物的总量增大，大量工农业废弃物和生活垃圾排放到环境中，影响了环境的纳污量及对有毒、有害物质的降解能力，加剧了环境污染。【名师点睛】
1.我国人口发展的最终目标是实现人口与经济、社会、环境和资源的协调发展。
2.人口增长过快可能给资源和环境造成巨大压力，但决不能说造成环境污染的主要原因是人口增长。环境污染主要是在发展经济的过程中，不重视保护生态环境等多方面的原因造成的。 全球性生态环境问题
1．环境污染的来源及后果2．土地荒漠化
(1)原因：植被破坏是土地荒漠化的主要原因，如草原的过度放牧、草原植被破坏、有益动物的大量减少、病虫害严重等，使草原植被退化，原始森林和“三北”防护林被破坏。
(2)后果：沙尘暴遮天蔽日，毁坏力极强。
(3)治理措施：合理利用和保护现有草原；部分地区退耕还林、还草；大量营造草场、灌木林和防护林，以林护草、草林结合。 【名师点睛】
水污染的原因与治理
(1)原因：
淡水湖泊和江河中由于氮、磷元素污染导致的藻类大量繁殖的现象，叫做水华。海湾水域形成的类似情况，叫做赤潮。
(2)治理：
解决水污染最有效的办法就是减少排放。对不可避免产生的污水，要集中到处理厂进行净化。通常的方法有物理沉降、化学反应分解等，最符合生态学原理的是利用生物分解的办法降解。 保护生物多样性
1.生物多样性的内容
生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性。 (1)直接(使用)
价值食用价值：如各种粮食、蔬菜、水果等
药用价值：多种野生植物，如青蒿素；多种野
生动物，如鹿茸、蝉蜕等
工业原料：如芦苇是造纸原料
科研价值：生物多样性是培育农作物、家畜、
家禽新品种不可缺少的基因库
艺术价值：陶冶情操，美化生活，艺术创作2.生物多样性的价值(2)间接(使用)价值：对生态系统起重要调节功能(也叫生态功能)。
(3)潜在(使用)价值：大量野生生物的价值目前尚不清楚，但将来可能有重要作用，一旦这些野生生物从地球上消失，就无法再生。
3．生物多样性成因分析及生物多样性丧失的原因
(1)从分子水平看：DNA多样性
(根本原因)转录翻译蛋白质多样性
(直接原因)生物性状多样性
(即生物多样性)(2)从进化角度看：
物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
(3)生物多样性丧失的原因：
生存环境的改变和破坏；掠夺式地开发和利用；环境污染；外来物种入侵或引种到缺少天敌的地区。4.保护生物多样性的措施(1)就地保护含义：在原地对被保护的生态系统或物种建立自
然保护区以及风景名胜区等。例如，长白
山自然保护区
对象：主要包括有代表性的自然生态系统和珍稀、
濒危动植物的天然集中分布区等
意义：保护生物多样性最有效的措施(4)加强教育和法制管理。(2)易(迁)地保护含义：把保护对象从原地迁出，在异地进行
专门保护。例如，建立动物园、植物
园、水族馆和濒危动植物繁育中心等
对象：因生存条件不复存在，物种数量极少
或难以找到配偶等原因，生存和繁衍
受到严重威胁的物种(3)利用生物技术保护建立精子库、种子库等，对濒危物种的基因进行保护
人工授精、组织培养和胚胎移植等对珍稀、濒危物种进行保护【名师点睛】
外来物种入侵引发生态危机的原因
(1)侵入物种具有顽强的生命力，入侵传播能力强，一旦传入，能迅速传播蔓延开来，在短时期内呈现种群的“J”型增长。
(2)迁入地环境条件适宜，资源、空间充足。
(3)侵入物种对环境适应性强。
(4)缺少天敌。易错易混点1 生态系统的成分特例
(1)并不是所有的动物都是消费者，如腐生性动物蚯蚓、蜣螂等属于分解者。
(2)并不是所有的微生物都是分解者，如硝化细菌属于生产者，腐生细菌和真菌属于分解者，寄生细菌属于消费者。
(3)并不是所有的植物都是生产者，如菟丝子为消费者。
(4)并不是所有的生产者都是绿色植物，如蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要指绿色植物。【易错易混辨析】易错易混点2 明确食物链构成条件
(1)食物链(捕食链)由生产者和各级消费者组成，分解者不能参与食物链。
(2)每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级。中间的任何停顿都不能算完整的食物链。
(3)食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。(4)食物链中不能出现寄生、腐生生物和阳光等非生物因素，即只包含生产者(第一营养级)和消费者(第二营养级及之后各营养级生物)。例如，阳光→草→兔→细菌不是食物链。
(5)食物链中营养级一般不超过4～5个，因为沿食物链流动的能量是逐级递减的。例如，“一山不容二虎”。易错易混点3 生态系统中能量传递相关计算易错点
在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%，解题时注意题目中是否有“最多”、“最少”、 “至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。(1)设食物链A→B→C→D，分情况讨论如下：
已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量=M ÷ (20%)3；最多需要A营养级的能量=M ÷ (10%)3。
已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量=N×(20%)3；最少能量=N×(10%)3。
(2)如果是在食物网中，同一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，且各途径所获得的生物量相等，则按照各单独的食物链进行计算后再合并。(3)在食物网中分析，如， 确定生物量变化的“最
多”或“最少”时，还应遵循以下原则：
①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
②生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即等于M ÷ 20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D,并以10%的效率进行传递，即等于M÷(10%)3。 易错易混点4 对信息传递有关知识点辨析
(1)生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
(2)鸟类或其他动物报警，若通过声音(尖叫)则属于物理信息，若通过特殊的动作则属于行为信息。
(3)若涉及到化学物质——挥发性这一特点则判断为化学信息。
(4)范围——同种生物个体之间(性外激素、蜜蜂舞蹈及孔雀开屏等)；异种生物之间(物理、化学、行为中警示作用)和生物与无机环境之间(主要有物理信息中光、磁等)。
(5)方向——一般为双向，与物质循环和能量流动不同。课件154张PPT。专题18 实验与探究 探究性实验与验证性实验
【典例1】(2012·全国高考)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1％的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。
③将5支试管放入70 ℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。④取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。
(1)_______________________________________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________________________________________。【审题视角】解答本题的关键是明确：
(1)温度能影响酶的催化活性，在本实验中应该保持在最适宜温度。
(2)斐林试剂与还原糖反应产生的砖红色沉淀现象应在沸水浴中出现。
【精讲精析】(1)只有在最适宜的温度下，才能使酶发挥最大的催化活性。唾液淀粉酶的最适温度为37 ℃，在70 ℃时，由于高温使酶失去活性，干扰了pH对人唾液淀粉酶活性的影响。
(2)在沸水浴中，斐林试剂与还原糖反应出现砖红色沉淀现象。答案：(1)③更正：将5支试管放入37 ℃恒温水浴中，保温时间相同且适宜。理由：唾液淀粉酶的最适温度为37 ℃，在70 ℃时，由于高温使酶失去活性，干扰了pH对人唾液淀粉酶活性的影响
(2)④更正：取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀，将这些试管放入盛有开水的大烧杯中，用酒精灯加热煮沸2 min左右。理由：斐林试剂应在沸水浴中参与反应【命题人揭秘】
命题规律：实验与探究类题目是最能体现生物科学素养的考查方式，是每年必考的题型，近几年的命题切入点主要有实验步骤的完善、结果与结论的分析、实验数据处理等，特别是实验步骤的设计中对照组的设置和实验现象的分析命题更多。预测今年高考中，验证性实验的命题更多地会集中在对教材中经典实验的变形和延伸上；探究性实验的命题更倾向于实验步骤的完善和教材经典实验的分析上。备考策略：探究性实验和验证性实验的解题思路
(1)探究性实验和验证性实验的实验预期和结论是不一样的。
①验证性实验的实验预期或结论与实验目的基本一致，一般只有一种情况，即实验目的所要验证的情况。
②探究性实验的实验现象或预期是不确定的，出现的可能性都要叙述到。但是，在具体实验过程中，无论探究性实验还是验证性实验，实验的结果、结论都是惟一的。如果是探究性实验，实际操作实验所得结果必定是预期结果中的一种情况。
(2)探究性实验的一般程序是：观察现象→提出问题→作出假设→设计实验→预期实验结果→进行实验→分析实验结果→得出结论(即判断作出的假设是否正确)。 实验设计中的单一变量原则
【典例2】(2011·北京高考)实验一：用不带特殊病原体的小鼠进行如下特异性免疫实验，过程如图1，结果如图2。(1)实验中，对B组小鼠的处理是作为A组小鼠的_________处理。
(2)从图2可知，Ⅱ组与Ⅳ组相比，小鼠脾脏中的活细菌数量的增长趋势________，说明血清中的________不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖。注射来自于A组小鼠的T细胞后，在4天内Ⅰ组小鼠脾脏中的活细菌数量____________，说明该组T细胞(活化T细胞)________细菌数量的增长，由此推测该细菌生活在_____。
(3)实验中，Ⅰ～Ⅳ组小鼠感染的是__________，感染的时间是在注射T细胞或血清的__________天。实验二：在体外观察小鼠的T细胞和巨噬细胞(一种吞噬细胞)对细菌X的杀伤力，结果如图3。(4)由图3可知，能有效杀伤细菌X的是__________细胞，而不是活化T细胞。
(5)有人假设，活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞。若用体外实验验证该假设，实验组应选择的实验材料包括。_______
___________(填选项前的符号)。
a.培养过活化T细胞的培养液
b.培养过巨噬细胞的培养液
c.A组小鼠的巨噬细胞
d.B组小鼠的巨噬细胞e.培养过未活化T细胞的培养液
f.细菌X
(6)该系列实验的目的是研究___________。
【审题视角】解答本题注意以下两点：
(1)切入点：准确判断出图1中的对照组和实验组。
(2)关键点：①判断出图2中只有Ⅰ组的曲线没有明显上升。
②获取图3中只有活化巨噬细胞曲线上升这一信息。【精讲精析】
(1)根据实验的对照原则判断：A组注射的细菌X为实验组，B组
注射的生理盐水为空白对照，注射物中有无细菌构成单一变量。
(2)从图2中各曲线的变化情况看，Ⅱ组和Ⅳ组的曲线基本重
合，可见这两组的活细菌数量的增长趋势是相同的。由图1可
知，Ⅱ组和Ⅳ组小鼠注入的都是血清，说明血清中物质(抗体)
不能抑制细菌繁殖。从图2中Ⅰ组曲线的走势看出，Ⅰ组小鼠体
内活细菌数量基本不变，而其他几组曲线都上升，进而得出活
化T细胞能抑制细菌数量的增长。活化T细胞是细胞免疫的效应细胞，作用是使被病原体感染的靶细胞裂解，A组小鼠注射过细菌X，产生了对应的效应T细胞，进而阻止了该细菌对Ⅰ组小鼠正常细胞的侵染。
(3)A组小鼠注射的是细菌X，必然与后面Ⅰ～Ⅳ组小鼠有关。因此，小鼠感染的是细菌X。感染时间从图2横坐标和曲线中注射时间可以判断出是在注射T细胞或血清的前1天。
(4)由图中曲线走势可以看出，活化巨噬细胞对细菌X的杀伤力最强。(5)第(5)问题干信息与材料选择存在对应关系，“活化T细胞释放某种物质”一定存在于活化T细胞的培养液中，选择a；“活化了巨噬细胞”表明是这种物质作用于巨噬细胞，需要选择未活化的巨噬细胞，而B组巨噬细胞满足要求，选择d；实验现象是巨噬细胞对细菌X的杀伤力，因此需选择f——细菌X。
(6)实验一的题干说明实验是在研究小鼠的免疫应答，注射的病原体是细菌X；实验二题干说明实验是在研究免疫应答中对细菌X的杀伤力。因此，本题目整体上都是在研究小鼠对细菌X的免疫应答。答案：(1)对照
(2)相同 抗体 无明显变化 抑制 细胞内
(3)细菌X 前1 (4)活化巨噬 (5)a、d、f
(6)小鼠抗细菌X的免疫应答【阅卷人点拨】 遗传类实验设计及分析
【典例3】(2011·山东高考)荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种，该形状的遗传涉及两对等位基因，分别用A、a和B、b表示。为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验(如图)。(1)图中亲本基因型为________。根据F2表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵循______________。F1测交后代的表现型及比例为____________。另选两种基因型的亲本杂交，F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为_______。
(2)图中F2三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体在F2三角形果实荠菜中的比例为___________；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是____________。(3)荠菜果实形状的相关基因a、b分别由基因A、B突变形成，基因A、B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有___________的特点。自然选择可积累适应环境的突变，使种群的基因频率发生_____________，导致生物进化。
(4)现有3包基因型分别为AABB、AaBB和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分。根据以上遗传规律，请设计实验方案确定每包种子的基因型。有已知性状(三角形果实和卵圆形果实)的荠菜种子可供选用。实验步骤：
①__________________________________________________；
②__________________________________________________；
③__________________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.如果_____________________________________________，
则包内种子基因型为AABB；
Ⅱ.如果_____________________________________________，
则包内种子基因型为AaBB；
Ⅲ.如果_____________________________________________，
则包内种子基因型为aaBB。【审题视角】解答本题的关键点有以下几个方面：
(1)通过后代的表现型和比例判断出亲本的基因型；
(2)理解一对基因显性纯合，后代就不会出现性状分离；
(3)运用测交方法验证待测种子的基因型。【精讲精析】本题考查有关遗传基本规律、变异和育种等相关知识。
(1)从图解中可以看出三角形果实是显性，从杂交产生后代比例接近15∶1，可以得出只要有显性基因存在就表现为显性，而子一代只有一种表现型，则亲本的基因型分别为AABB和aabb，符合基因自由组合定律；和图解中相似的杂交过程是另外两种纯合子杂交，即AAbb和aaBB；F1基因型为AaBb，则测交后代基因型及比例为AaBb∶aaBb∶Aabb∶aabb=1∶1∶1∶1；表现型比例为三角形果实∶卵圆形果实为3∶1；(2)由杂交实验可看出，基因型为AA__或__BB的三角形果实荠
菜，自交后代都不会出现性状分离，即4/15+4/15=8/15，又因
为这两种基因型都包含了AABB，需减去重复的概率1/15，为
7/15。
(3)基因突变通常是不定向的，基因A、B可以向多个方向突变，
基因频率定向改变的方向就是生物进化的方向。
(4)确定某个体基因型一般选用隐性性状个体进行测交，得到F1
后再自交，看F2的性状比例是多少确定亲本的基因型。分别将3
包待测荠菜种子和卵圆形果实种子种下，待植株成熟后分别将待测种子发育成的植株和卵圆形果实种子发育成的植株进行杂交，得到F1种子；将得到的F1种子分别种下，植株成熟后进行自交，得到F2种子，将F2种子种下，植株成熟后分别观察统计F2所有果实性状及比例。
若F2植株上果实形状为三角形∶卵圆形=15∶1，则包内种子基因型为AABB；
若F2植株上果实形状为三角形∶卵圆形= 27∶5，则包内种子基因型为AaBB；
若F2植株上果实形状为三角形∶卵圆形=3∶1，则包内种子基因型为aaBB。答案：(1)AABB和aabb 基因的自由组合定律
三角形果实∶卵圆形果实=3∶1 AAbb和aaBB
(2)7/15 AaBb、aaBb、Aabb
(3)不定向性 定向改变
(4)答案一：
①用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子
②F1种子长成的植株自交，得F2种子
③F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例Ⅰ.F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为15∶1
Ⅱ.F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为27∶5
Ⅲ.F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1
答案二：
①用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子②F1种子长成的植株分别与卵圆形果实中长成的植株杂交，得F2种子
③F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例
Ⅰ.F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1
Ⅱ.F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为5∶3
Ⅲ.F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为1∶1【阅卷人点拨】 教材基本实验的综合考查
高考指数:★★★★
1.(2012·福建高考)下表是生物科学史上一些经典实验的叙述，表中“方法与结果”和“结论或观点”能相匹配的是( )【解析】选A。A项，由实验的方法与结果可知，动植物的新细胞都来源于先前的细胞；B项中的单一变量是胚芽鞘的有无，由此得出的结论是胚芽鞘的尖端产生生长素促进生长；C项说明光合作用产生O2；D项说明S型菌中存在着转化因子。2.(2012·天津高考)下列实验操作能达到预期结果的是( )
A.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短
B.在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反映NaOH进入琼脂块的速率
C.在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中，培养期内共三次取样测定密度，即可准确绘制酵母菌种群增长曲线D.在“探究α-萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度组的α-萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后，观察生根情况以确定最适浓度
【解题指南】解答本题的关键是：区分NaOH进入琼脂块的速率和物质交换能力之间的关系。【解析】选A。具体分析如下：3.(2012·广东高考)小杨对4种实验材料的研究及观察记录见下表，正确的是( )【解析】选B、C。具体分析如下： 4.(2011·山东高考)只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是( )
A.苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪
B.龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂
C.健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体
D.甲基绿、派洛宁(吡罗红)染色观察动物细胞中的DNA和RNA【解析】选C。A项，观察花生种子子叶细胞中的脂肪，检测的是物质，对细胞的活性无要求。B项，观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂，经解离，细胞已无活性。C项，健那绿(詹纳斯绿B)只能对活细胞中的线粒体进行染色，必须保证细胞的活性。D项，观察动物细胞中的DNA和RNA，检测的是物质，对细胞的活性无要求。5.(2010·四川高考)下列对实验的相关叙述，正确的是( )
A.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，可用碘液替代斐林试剂进行鉴定
B.纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，叶绿素b在层析液中溶解度最低
C.调查人群中某种遗传病的发病率时，应选择有遗传病史的家系进行调查统计
D.鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液和B液混合以后再加入待检组织样液中【解析】选B。碘液一般用来定性检验淀粉，而不能用来检验蔗糖及其分解产物，A错误。分离叶绿体中的色素时,叶绿素b在滤纸条上的扩散速度最慢，叶绿素b在层析液中溶解度最低，B正确。调查遗传病的发病率应在人群中进行，C错误。鉴定蛋白质时应先加双缩脲试剂A液形成碱性环境，后加双缩脲试剂B液，D错误。6.(2011·新课标全国卷)某同学从温度为55 ℃～65 ℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：
(1)测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入_________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为_____________。
(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。【解析】本题考查酶催化反应的特点和颜色反应的应用以及依
据对照和单因子变量原则进行实验设计的能力。(1)测定脂肪酶
的活性，应该让脂肪酶去催化脂肪水解，通过测定反应速率的
快慢表示酶活性的高低；为了防止外界因素(如pH)的变化对实
验结果的影响，应该在反应液中加入含有缓冲对的缓冲溶液。
(2)蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色。(3)本实验的自变量是
温度，围绕着该细菌的生活环境的温度(55 ℃～65 ℃)设置一
系列的温度梯度(如50 ℃、55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃等)，
分别测定酶活性。酶活性最高时所对应的温度是最适温度。答案：(1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质
(3)在一定的温度范围(包括55 ℃～65 ℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围继续实验，直至出现峰值为止。
【误区警示】在第(3)问仅注意到了模仿课本上“酶的最适温度”的实验，忽略了题干给出的“细菌生活环境”这个条件，从而导致温度梯度设置出错。7.(2011·广东高考)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。
Ⅰ.提取叶绿素
Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响
取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 ℃)下进行实验，方法和结果如下表。注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：
(1)提取食用叶绿素的X应该为__________，原因是___________
___________________。
(2)表中Y应该为__________，原因是_________________。
(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于________食品，否则______________________。
(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。【解析】本题主要考查色素提取及分离的方法。
(1)叶绿素易溶于有机溶剂，可以用无水乙醇、丙酮等有机溶剂来提取，但题目要求是“绿色”食用色素。所以不能用有毒性的有机溶剂来提取，既然是可食用的色素，就必须使用“可食用的有机溶剂”来提取，至少也应该使用对人体无害的有机溶剂。
(2)由表格可以得出pH是以1.0作为梯度进行实验的，所以Y为8.0。(3)由表格可以得出，在酸性条件下，叶绿素被破坏后变成黄褐色造成食品失绿而影响品质，所以若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于酸性食品。
(4)想再了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，应用纸层析法进行色素分离。主要步骤：提取色素，用纸层析法进行色素分离，观察并记录色素条带。答案：(1)对人体无害的有机溶剂(食用酒精)
叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响
(2)8.0 以1.0作为pH梯度进行实验
(3)酸性 由于叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质
(4)纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画滤液细线，
③用层析液分离色素，④观察色素带。 实验设计与分析
高考指数:★★★★
8.(2011·山东高考)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是( )
A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果
B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C.若试管中的水换成冷水，气泡释放速率
下降
D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至
ATP，其余的存留在酒精中【解析】选D。A项，酵母菌无氧呼吸的产物：酒精和CO2，所以水中气泡为CO2 。B项，试管中加水的目的是作为反应的介质和隔绝空气，最主要的是制造无氧环境。C项，若试管中的水换成冷水，温度下降，酶活性降低，反应速率下降，气泡减少。D项，被分解的葡萄糖中的能量主要以热能的形式散失，一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中。9.(2012·北京高考)科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。(1)将Ⅰ组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的___________进入卵母细胞。
(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA________的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积___________。
(3)与Ⅱ组细胞相比，Ⅲ组细胞对水的通透性_________，说明HgCl2对蛋白A的功能有_______作用。比较Ⅲ、Ⅳ组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能________。推测HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的__________。(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的_______结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的____________。
(5)综合上述结果，可以得出_________的推论。
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)准确分析表中信息，将在低渗溶液中卵细胞的水通透速率与实验组处理变量之间建立关系。
(2)明确抗利尿激素的作用机理，进而与蛋白A的作用进行联系。【解析】(1)细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，水分子进入卵
母细胞需要穿过磷脂双分子层。
(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，在低渗溶液中卵
细胞的水通透速率增加，说明mRNA注入卵母细胞后翻译形成的
蛋白质进入细胞膜，进而对水的通透性起到促进作用。
(3)比较Ⅱ组细胞和Ⅲ组细胞，Ⅲ组细胞对水的通透性降低，说
明HgCl2对蛋白A的功能有抑制作用。比较Ⅲ、Ⅳ组的结果，Ⅳ
组在低渗溶液中卵细胞的水通透速率明显增加，表明试剂M能够
使蛋白A的功能增强，说明HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的空间结构，当条件适宜时，被破坏了的蛋白A的空间结构可以部分恢复。
(4)抗利尿激素能够促进肾小管上皮细胞对原尿中水分子的重吸收，据题中信息可知，是因为抗利尿激素与细胞膜上的受体结合，促进了蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中。
(5)综合上述结果，可知蛋白A是水通道蛋白，与水进出细胞有关。答案：(1)磷脂双分子层
(2)翻译 迅速增大
(3)明显降低 抑制 部分恢复 空间结构
(4)受体 重吸收
(5)蛋白A是水通道蛋白10.(2012·天津高考)黄曲霉毒素B1(AFB1)存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并蓄积，引起癌变。某些微生物能表达AFB1解毒酶，将该酶添加在饲料中可以降解AFB1，清除其毒性。
回答下列问题：
(1)AFB1属于____________类致癌因子。
(2)AFB1能结合在DNA的G上，使该位点受损伤变为G′,在DNA复制中，G′会与A配对。现有受损伤部位的序列为 ,
经两次复制后，该序列突变为____________。(3)下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图。据图回答问题：
①在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株，经测定，甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶；乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶。过程Ⅰ应选择________菌液的细胞提取总RNA，理由是___________________________________________________。
②过程Ⅱ中，与引物结合的模板是_______________________。
③检测酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶，应采用__________
________________方法。
(4)选取不含AFB1的饲料和某种实验动物为材料，探究该AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计与测定结果见下表。据表回答问题：
①本实验的两个自变量分别为________________________。
②本实验中，反映AFB1解毒酶解毒效果的对照组是___________
_______________________。
③经测定，某污染饲料中AFB1含量为100 μg/kg，则每千克饲料应添加____________克AFB1解毒酶，解毒效果最好，同时节约了成本。
(5)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高酶的活性出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的_________________序列。【解题指南】解答本题的关键是：
(1)明确致癌因子的类型。
(2)合理运用碱基互补配对原则。
(3)准确把握题干信息，如在生产解毒酶的过程中，首先应获得解毒酶的mRNA，只有在培养结果中显示细胞内含有解毒酶时，才能说明解毒酶基因已经发生转录；探究解毒酶的作用效果应从解毒酶的有无和含量两个方面进行分析。【解析】(1)AFB1是一种化学物质，属于化学致癌因子。
(2)经过两次碱基互补配对可以确定。
(3)甲菌液培养的细胞中AFB1解毒酶基因已经转录，而乙菌液中该基因未转录；过程Ⅱ中，与引物结合的模板是AFB1解毒酶基因的cDNA；如果要检测是否合成了该酶，应选用抗原—抗体杂交法。(4)本实验的两个自变量是AFB1的添加量和AFB1解毒酶的添加量；反映AFB1解毒酶解毒效果的对照组是不添加AFB1解毒酶的组别；由表可知，既获得解毒效果，又节约成本，解毒酶应添加5克。
(5)若对酶进行改造，在应用蛋白质工程获得相应基因时，应先获得相应的脱氧核苷酸序列。答案：(1)化学 (2)
(3)①甲 甲菌液细胞的AFB1解毒酶基因已转录生成mRNA，而在乙菌液细胞中该基因未转录
②AFB1解毒酶基因的cDNA
③抗原—抗体杂交
(4)①AFB1的添加量和AFB1解毒酶的添加量
②B组(或B组+A组) ③5
(5)脱氧核苷酸11.(2011·浙江高考)为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：
(1)实验分组：
甲组：培养液+Y细胞+3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理盐水
乙组：培养液+Y细胞+3H-TdR+X(用生理盐水配制)
每组设置若干个重复样品。
(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。
(3)将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定CRD，求每组平均值并进行统计分析。(要求与说明：答题时用X、CRD、3H-TdR表示相关名词，Y细胞
是能增殖的高等动物体细胞)请回答：
(1)实验目的：_______________________________________。
(2)预测实验结果及结论：_______________________________
______________________________________________________
_____________________________________________________。
(3)实验中采用3H-TdR的原因是：_________________________
_____________________________________________________。【解题指南】解答本题的关键是：
分组间的差别? 自变量 物质X的有无
“测定CRD”? 因变量 Y细胞的放射强度【解析】本题考查对实验的分析与探究能力。根据要求与说明：答题时用X、CRD、3H-TdR表示相关名词。
(1)Y细胞是能增殖的高等动物体细胞说明实验目的是探究物质X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响。
(2)物质X对Y细胞增殖的影响可能有三个方面，促进作用、抑制作用和无影响。通过比较甲、乙两组含放射性物质的强度来判定：如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用。(3)由于3H-TdR是合成DNA的原料，细胞增殖要进行DNA的复制，就会用到3H-TdR，使细胞核具有放射性。所以两组的CRD(细胞内的放射性强度)表示细胞增殖程度。
答案：(1)探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响
(2)如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用;如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响;如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用
(3)3H-TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖(DNA合成)12.(2011·四川高考)有人通过实验探究某海藻的最佳培养条件，以获得最大生物量(注：生物量指单位体积的藻体干重)。
(1)在有光条件下培养海藻时，培养液中必须含有__________,还需定时向培养液中通入空气，目的是提供______________。海藻光合速率随不同光照强度的变化曲线如图，图中B点表示最佳的_________________________培养条件。(2)该海藻在无光条件下仍能生长，但需在培养液中添加葡萄糖等有机物，目的是提供__________________。(3)向培养液中添加葡萄糖配成不同浓度的培养液，在一定光照条件下培养该海藻，测定海藻的生物量如下表：
要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需设计______________
____________________________________的实验。
(4)综合上述实验，获得该海藻最大生物量的培养条件是_____
_____________________________________。【解析】(1)光合作用除了受光照的影响外，还受二氧化碳、温度和矿质元素等因素的影响，因而在培养液中必须含有各种必需矿质元素，还要定期通入二氧化碳；海藻光合速率在一定范围内随着光照强度的增加而增加，当超过最佳光照时光合速率会下降。
(2)在无光条件下海藻要继续生长，就需要合成必要的有机物和足够的能量，在培养液中添加葡萄糖等有机物，目的是提供碳源和能源。(3)要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，就需要设定不同的浓度梯度，在最佳葡萄糖浓度，海藻的生物量最大，所以还要设计0.2 g/L～0.6 g/L更细分的浓度梯度。
(4)只有在适宜的光照和添加适宜浓度的葡萄糖的条件下才能获得该海藻的最大生物量。
答案：(1)各种必需矿质元素 二氧化碳 光照
(2)碳源和能源
(3)在0.2 g/L～0.6 g/L更细分的浓度梯度
(4)适宜的光照和添加适宜浓度的葡萄糖13.(2011·福建高考)使用染色剂染色是生物学实验常用的方法，某同学对有关实验做了如下归纳： (1)上述实验结果的归纳，正确的有_________(实验序号)。
(2)实验②和实验④在染色之前，都使用了一定浓度的盐酸处理。其中，实验②用盐酸可改变_________通透性，加速染色剂进入细胞；实验④用盐酸与酒精混合，对材料进行解离。在两个实验操作中，都要注意盐酸浓度，处理材料时的温度和___________________________________。
(3)健那绿使线粒体着色与线粒体内膜的酶系统有关。线粒体内膜上的酶主要催化有(需)氧呼吸的第______阶段反应，该反应变化是__________________________________________。【解析】本题以实验为背景考查教材中相关实验。
(1)DNA和RNA与甲基绿、吡罗红(派洛宁)反应，DNA染成绿色，主要在细胞核，RNA染成红色，主要分布在细胞质，所以红色面积大于绿色，②错；龙胆紫染染色体，间期和分裂期细胞都着色，④错；正确的是①③。
(2)实验②用盐酸处理目的是增大细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；实验④中盐酸为解离液成分。两个操作中都要注意时间和温度。
(3)有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜，发生的变化是［H］与氧气结合形成水释放大量能量。答案：(1)①③
(2)细胞膜 时间
(3)三 ［H］与氧结合形成水，同时释放出大量的能量 14.(2010·福建高考)回答下列Ⅰ、Ⅱ题。
Ⅰ.东海原甲藻(简称甲藻)是我国东海引发赤潮的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特性可为认识赤潮发生机理提供重要信息。
(一)某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验：
将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组藻液pH分别设定为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12 h，然后在适宜光照等相同条件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实验结果绘制成图。(1)本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定______
______________吸收量来计算净光合速率。
(2)黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到______________，这是控制实验的___________变量。
(3)若甲藻长时间处于pH为 10.0的条件下，甲藻_______(能、不能)正常生长繁殖，请据图分析并说明原因：_____________
_____________________________________________________。
(4)实验表明，甲藻光合作用适宜的pH为6.0～9.0。但海水在该pH条件下，一般不会发生赤潮，原因是发生赤潮除了与pH、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的______有关。(二)研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为15 ℃～30 ℃。最适温度为25 ℃左右，当温度为9 ℃和33 ℃时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。Ⅱ.棉蚜体型微小，能附着于棉花植株上生活繁殖，以吸取棉花汁液为食。为了对棉蚜虫害进行监测，科研小组从某年6月10日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查。调查结果如表：(1)棉蚜与棉花的种间关系是____________________________。
(2)调查棉蚜种群数量可采用____________法。据表分析调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈_____________________________
型，在__________________(日期)左右棉蚜种群增长量最大。
(3)若长期使用农药防治棉蚜，会导致棉蚜种群的抗药基因频率_________________(增大、不变、减小)。
【解题指南】解答本题注意以下关键点：
(1)准确理解Ⅰ图中净光合速率随pH的变化趋势是解题的关键。
(2)准确把握Ⅱ表中棉蚜数量的变化是解题的切入点。【解析】 Ⅰ.(一)(1)净光合速率除了可以用氧气的释放量来表示外，还可以用二氧化碳的吸收量或淀粉的积累量来表示。
(2)本题中的实验是探究pH如何影响净光合速率，在光照之前，将每组的藻类黑暗处理12 h，这段时间内甲藻进行呼吸作用会产生二氧化碳而影响培养液的pH，所以测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到各组原设定的pH，以保证无关变量不变。
(3)根据随着pH的变化净光合速率的变化曲线可知，在pH为10.0的条件下净光合速率为负值，所以若甲藻长时间处于pH为10.0条件下，不能正常生长繁殖。(4)甲藻处于pH为6.0～9.0时，虽然光合作用强度强，甲藻生长快，但是赤潮现象主要是由于水中的N、P含量高，导致水体富营养化而使藻类繁殖过快引起的。
(二)根据“温度为9 ℃和33 ℃时，甲藻不能正常生长繁殖”可判定：9 ℃和33 ℃之间，甲藻能正常生长繁殖，此温度时的净光合速率应大于0；9 ℃以下和33 ℃之上时的净光合速率应小于0。由于25 ℃左右为最适温度，所以此温度下净光合速率应最大。通过确定这五点大致可画出甲藻的净光合速率随温度变化的示意曲线。Ⅱ.(1)棉蚜附着于棉花植株上，吸取棉花汁液为食，故二者为寄生关系。
(2)棉蚜属于运动范围较小的动物，可以采用样方法来调查种群数量；分析表格中的数据可知6月10日～30日，棉蚜种群数量逐渐增大，且增长速率逐渐增大，6月30日～7月20日，棉蚜种群数量仍然增加，但是增长速率逐渐减小，所以棉蚜种群数量的增长曲线呈S型，且在6月30日左右种群的增长量最大。
(3)棉蚜种群中的抗药性个体经过农药的选择其比例会逐渐增大，所以棉蚜种群的抗药基因频率会增大。答案： Ⅰ.(一)(1)CO2 (2)原设定的pH 自
(3)不能 因为长时间处于pH为10.0的条件下，甲藻的净光合速率为负值，不能正常生长繁殖
(4)富营养化(N、P含量)
(二)如图
Ⅱ.(1)寄生 (2)样方 S 6-30
(3)增大15.(2010·浙江高考)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。
材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。
(要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求)
(1)写出实验思路。
(2)设计表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表格中。【解析】本题为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，所以大体的设计思路应该是将质量分数为1.5%的NaCl溶液用蒸馏水稀释成不同浓度的NaCl溶液，然后将兔红细胞放在上述配制的不同浓度的NaCl溶液中，由于NaCl溶液浓度不同，所以红细胞可能会发生失水或吸水，这样可以用显微镜观察各细胞的形态。实验表格的设计应该体现不同浓度下细胞发生的失水或吸水的状况，以及相应的细胞的形态变化。答案：(1)①用质量分数为1.5%的NaCl溶液和蒸馏水，配制出质量分数为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的NaCl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在1～6号载玻片上，再分别滴加等量的蒸馏水、质量分数为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。(2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响【方法技巧】解答实验设计题的四步曲
(1)第一步：确认实验的目的：实验目的通常在题干中已经给出。
(2)第二步：找到自变量和因变量。
(3)第三步：书写步骤：分组编号→条件处理→观察统计→讨论分析。
(4)第四步：写出实验结果及结论。 实验修订与评价
高考指数:★★★
16.(2010·四川高考)回答下列问题。
某实验室通过手术获得下丘脑部分损毁却能存活的大鼠，进行了相关研究。
(1)实验一 按下表准备两组实验大鼠并做如下处理：向大鼠皮下注入等量的SRBC(山羊红细胞)；7天后，取脾脏组织制成细胞悬液；将适量脾细胞悬液与SRBC混合培养一段时间，然后检测SRBC破裂情况(注：特异性抗体与红细胞表面的抗原结合后，红细胞会破裂，释放出血红蛋白。培养液中血红蛋白的含量越高，OD值越大)。①向大鼠皮下注入SRBC的目的是________________________。
②脾细胞悬液会引起SRBC破裂，说明悬液中含有___________
物质，产生该物质的细胞称为__________________________。
③有人认为该实验还应增设一组：做手术却不损毁下丘脑。你认为有必要吗？______________________________________。
请说明理由：________________________________________。
④请为此实验拟定一个题目：__________________________。(2)实验二 另取正常鼠和手术损毁鼠多组，在不同温度的环境中放置30分钟，然后测定大鼠单位时间的耗氧量。正常鼠的结果如图所示：
①请在图中绘出手术损毁鼠单位时间的
耗氧量变化曲线。
②将正常鼠从室温移至低温环境，其血
糖浓度会升高，原因是_____________
____________________________。③在适宜条件下喂养一段时间后，发现手术损毁鼠的性腺萎缩，这是由于该大鼠下丘脑释放的_________减少，使垂体释放的_____________________降低所致。
【解题指南】解答本题的具体思路如下：
脾脏组织制成细胞悬液+SRBC(抗原)→SRBC破裂(免疫反应)→脾脏组织制成的细胞悬液中含有抗体。【解析】(1)①SRBC对小鼠来说，属于异种细胞，细胞表面有抗原物质，会引起小鼠特异性免疫应答，产生抗体。
②从题中可知，SRBC会破裂是因为特异性抗体与SRBC表面的抗原结合后导致的，脾细胞悬液会引起SRBC破裂，说明悬液中含有抗体物质，抗体是由效应B细胞(浆细胞)产生的。
③手术本身是一种变量，因此有必要做，以排除手术本身对实验结果的影响。
④综合题干及①②③小题,本实验题目应为：探究下丘脑对抗体产生的影响。(2)①下丘脑为体温调节中枢，损毁后无法维持体温稳定。因此，手术损毁鼠不能进行体温调节，体温随环境温度变化而变化。
②正常鼠从室温移至低温环境，下丘脑通过相关神经促进肾上腺素和胰高血糖素分泌，肾上腺素和胰高血糖素能促进肝糖原(元)分解，使血糖浓度升高。
③下丘脑会释放促性腺激素释放激素，作用于垂体，促使垂体产生促性腺激素，促性腺激素会作用于性腺，引起性腺生长发育。答案：(1)①作为抗原 ②抗体 效应B细胞(浆细胞)
③有必要 可以排除手术本身对实验结果的影响
④探究下丘脑对抗体产生的影响
(2)①
②在低温刺激下，下丘脑通过相关神经促进肾上腺素和胰高血糖素分泌，肾上腺素和胰高血糖素能促进肝糖原(元)分解，使血糖浓度升高
③促性腺激素释放激素 促性腺激素 教材基本实验归类
1.鉴定类实验归类2.观察类实验归类3.调查类实验归类分析【名师点睛】
1.实验材料的选择
(1)在显色实验(如物质鉴定)中，材料通常选择颜色较浅或近于无色、同时富含待鉴定物质的，或实验时对有色材料进行脱色处理；
(2)可溶性还原(性)糖鉴定中不宜选择甜菜、甘蔗等，因其含有的糖主要是蔗糖，其为非还原(性)糖；
(3)鸡蛋清较黏稠，其作为鉴定蛋白质的材料时，需稀释。(4)进行DNA粗提取和鉴定实验时不能选用哺乳动物的成熟红细胞作为材料。
(5)观察类实验根据实验目的采用合适的材料，如观察有丝分裂应选取根尖分生区细胞；观察质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞等。
2.调查类实验应注意的三个方面
(1)调查类实验通常都要随机取样，避免主观；
(2)调查的样本数量通常不宜过小；
(3)为求准确，通常进行多次调查。 【状元心得】
物质鉴定实验的记忆方法
明确实验的目的→从目的理解实验原理→从原理找可用的试剂和生物材料→从试剂、材料理解实验的步骤和注意事项。 常用的实验方法与应用50 ℃～60 ℃水浴加热【名师点睛】
实验观察的重要指标——颜色变化
(1)观察细胞质流动时看叶绿体的运动是因为叶绿体呈绿色;
(2)观察叶绿体中的色素在滤纸条上呈现四种色素带是因为叶绿体中含有四种溶解度不同的色素;
(3)观察植物细胞质壁分离和复原的实验中选取紫色的洋葱细胞是因为其细胞液呈紫色。【状元心得】
制作装片的三种方法
(1)装片法：
把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体。
(2)切片法：
把材料切成薄片，以便观察，如脂肪鉴定。
(3)压片法：
把材料压碎成一薄层，以便观察，如观察根尖有丝分裂。 实验的类型和设计原则
1.探究性实验与验证性实验的区别2.实验设计的原则
(1)单一变量原则：在实验设计中通常把要研究探讨的条件作为单一变量，其他条件应完全一样。
①所用生物材料要相同，如所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
②所用实验器具要相同，如试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的型号要完全一样。
③所用实验试剂要相同，如试剂的成分、浓度、体积要相同，尤其要注意体积上等量的问题。④所用处理方法要相同，如保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说似乎是毫无意义的，但最好还是要做同样的处理。
注意无关变量要进行严格控制，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。
(2)对照原则：
对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相同的实验。科学地设置对照实验，能够有效地排除其他因素干扰结果的可能性。
设置对照组有4种方法：①空白对照，即不给对照组做任何处理，如在“唾液淀粉酶催化淀粉水解”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照作用。
②条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组(饲喂甲状腺激素)，乙组为条件对照(饲喂甲状腺激素抑制剂)，不饲喂药剂的是空白对照组。③自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组。例如，“植物细胞的质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。
④相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相互对照。即实验与对照在同一对象上进行，这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中，燕麦胚芽鞘的不同条件处理的若干实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。【状元心得】
“四步走”设计对照实验
第一步：取材、分组、编号。
第二步：相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照(注意：单一因素不同，其他因素相同且最适)。
第三步：进一步做相同处理(其他因素相同且最适)。
第四步：检测、观察、统计、比较。 实验设计的评价和修正
1.实验评价类试题的一般解题方法——“五看”评价法一看对照 有无对照实验 如果有，看对照设计是否合理 实验变量设置
是否有标记
是否遵循单一变量原则
是否遵循等量原则
是否排除干扰因素二看步骤 步骤的顺序是否合理
步骤是否完整
具体操作有无违反生物学基本原理三看验证 实验结果的验证目标是否准确
实验结果的验证方法是否得当四看材料 生物学材料选择是否得当
实验器材选择是否合理
药剂选择、使用、用量是否准确五看条件 是否需要搅拌、加热等
实验所需的温度、光照等条件是否合理2.实验评价类试题的评价角度及改进技巧
(1)实验材料用具： (2)实验步骤： 【名师点睛】
1.补充完善类试题常见的考查形式
(1)添加实验假设；
(2)完善实验步骤；
(3)总结实验结论；
(4)补充添加对照实验。
2.生物实验设计改错题常见错误归纳
(1)缺少对照实验；
(2)违反单一变量原则和等量原则；
(3)实验过程违反科学性原则。易错易混点1 实验材料选择要注意与实验现象和结果的对应关系
(1)避免材料颜色对实验结果的干扰：
①葡萄糖的鉴定：应选择浅颜色的组织材料，如苹果、梨等；血液应通过离心和沉淀将血细胞去掉。
②叶片中淀粉的鉴定：用脂溶性物质将叶片中色素溶解掉。
(2)根据所提取或鉴定的物质选材料：
①色素的提取与分离：选深绿色材料，如菠菜叶，不选浅绿色或不含色素的材料。【易错易混辨析】②还原(性)糖的鉴定：所选材料必须含有还原(性)糖，如苹果、梨、血浆、糖尿病病人尿液等，但甘蔗和甜菜等因主要含蔗糖而不能作为实验材料。
③脂肪的鉴定：选富含脂肪的材料，如花生子叶。
④蛋白质的鉴定：选富含蛋白质的材料，如植物大豆种子(或豆浆)；动物材料，如鸡蛋蛋清(去掉蛋黄，稀释，留样液作对照)。
⑤DNA：鸟类动物的红细胞(去掉血清)，哺乳动物的红细胞因无细胞核而不能作为实验材料，但其他组织细胞可作为实验材料。
⑥H2O2酶：新鲜肝脏或马铃薯块茎。(3)遗传方面的实验材料：要求相对性状明显，繁殖周期短。植物一般选择草本植物；动物中常用果蝇。
(4)细胞分裂方面的材料：细胞分裂旺盛的部位，如根尖分生区、形成层部分；细胞周期短而分裂期长的材料。
(5)可用洋葱作为实验材料的实验：
质壁分离——鳞茎叶外表皮(细胞液呈紫色便于观察)；
有丝分裂——根尖分生区(乳白色)。 易错易混点2 实验设计的语言规范
(1)实验材料选择：
①植物：“大小相似，长势相同的同种植株。”
②动物：“体重(体长)、年龄、生长趋势相同”，有时甚至要“性别”相同。
(2)试剂选择：在量上难以做到准确的量化描述，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”“等体积”“适量的”“一定量的”；实验时间和条件上用“一段时间”“适宜的温度、pH”等语言。(3)实验器具选择：
①容器应使用大小相同的。
②如果使用滴管滴加不同溶液，应选用不同的滴管。
(4)各种不同类型实验应注意的问题：
①有关酶的实验设计，应注意各步骤间的顺序，必须先调节相关条件(温度、pH等)才能使反应物与酶相遇，还应注意空白对照中加入“等量蒸馏水”。②有关生长素的实验设计中，应注意对胚芽鞘的生长状况描述：“向哪个方向弯曲生长”“向上生长”“不弯曲不生长”；无子番茄培育时注意“去雄”“套袋”“一定浓度生长素类似物”。
③无土栽培实验中，应注意“培养液中通空气”“适时适量补充稀释培养液”。④遗传学实验：
a.植物杂交实验：如果为两性花(花中既有雄蕊又有雌蕊)的植物杂交，则应注意“去雄”“人工授粉”“授粉后套袋”；如果为单性花(即有雄无雌或有雌无雄)的植物杂交，则无须“去雄”，但要“套袋”。
b.动物杂交实验：千万不能有“自交”，应为“与相同基因型的异性交配”。 课件81张PPT。专题19 微生物的利用和生物技术
在食品加工中的应用 微生物的培养、分离及无菌技术
【典例1】(2011·新课标全国卷)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染，某同学欲从污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：
(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以______为惟一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于________培养基。
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即____________和_________________。(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________________。
(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、_______________和______________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯____________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
【审题视角】解答本题需要明确以下两点：
(1)理解筛选菌株的关键是用原油作为惟一碳源。
(2)掌握微生物分离、灭菌的基本技术。【精讲精析】(1)选择性培养基的特点是在培养基中加入某种化
学物质，以促进所需要的微生物的生长，而不需要的微生物无
法生长。本实验的目的是筛选出可以分解原油的高效菌株，因
此在筛选的时候选择性培养基的碳源为原油。
(2)纯化微生物的方法有两种：平板划线法和稀释涂布平板法。
平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操
作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线
后，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群
体，这就是菌落。稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。
(3)分解圈是原油分解之后，菌株周围形成的无原油的透明圈。菌株降解能力强，周围原油被分解得多，分解圈大。
(4)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的污染。灭菌的方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。酒精灯火焰附近温度高、无菌，因此实验操作应在其附近进行。答案：(1)原油 选择
(2)平板划线法 稀释涂布平板法 (3)强
(4)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰【命题人揭秘】
命题规律：微生物的培养、分离及灭菌是选修模块的高频考点，以考查基础知识的理解和简单应用为主，常用实际问题作为切入点进行考查。
备考策略：备考时，重点要注意微生物培养知识的归纳
(1)细菌培养的条件：
①营养条件：碳源、氮源、无机盐、水分、生长因子;
识记关键：理解微生物培养需要全面的营养成分。
②环境条件：无菌无毒的环境、适宜的温度、渗透压、pH等培养条件。
识记关键：细胞生活环境要求适宜的条件。(2)作为遗传学材料的原因：体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短。
识记关键：类比果蝇作为摩尔根实验材料的优点。
(3)培养后的注意问题：因培养物易突变，难预测其变异的利与害，因此，实验后一定要注意灭菌处理后才能丢弃，以防止造成环境、生态污染。
识记关键：生物实验后通常都要对材料进行严格的无害化处理。(4)灭菌、消毒对象的选择：环境、培养器具、培养基选择用合适方法灭菌，实验操作者的衣物、双手要消毒。
识记关键：微生物培养时要注意各个环境均避免污染。
(5)分离方法与原理：微生物分离的方法有平板划线法、稀释涂布平板法，可以使菌株充分分散，培养得到由单一菌株形成的菌落，以利于选种、鉴定、计数。菌落鉴定的依据是菌落特征。 果酒、果醋及腐乳的制作原理
【典例2】(2010·海南高考)葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是______
___________。
(2)该微生物通过无(厌)氧呼吸可分解_____________，产生的终产物是__________和__________。(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶
中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是__________，导致发酵中出现的主要异常现象是_____________。丙同学的错误是___
______，导致发酵中出现的主要异常现象是_________。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是_____、____、______。
(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是________________。【审题视角】解答本题三要点：
(1)准确记忆酵母菌的代谢特点：兼性厌氧代谢。
(2)装置的特点：明确充气管、排气管的应用原理、方法，以及培养液装瓶的要求(预留大约1/3的空间)。
(3)操作过程中的排气：酒精发酵时注意密封和排气，醋酸发酵时注意通空气。【精讲精析】酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，且只有在无氧条件下发酵产生酒精。欲用酵母菌发酵生产葡萄酒，需要提供无氧的环境，所以对于实验的装置应严格控制为无氧环境。
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是酵母菌。
(2)酵母菌能够利用葡萄糖进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。(3)甲同学未夹住发酵瓶的充气管，酵母菌无氧呼吸产生的乙醇被氧化成醋酸，发酵液变酸；丙同学错在瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，这样发酵液会从排气管流出；甲中
乙醇被氧化成醋酸，乙和丙中都能产生乙醇，所以甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋(或果醋)、葡萄酒(或果酒)、葡萄酒(或果酒)。
(4)乙同学由于未及时排气，导致发酵瓶中气压过大而冲开瓶塞。答案：(1)酵母菌 (2)葡萄糖 乙醇 CO2
(3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋(或果醋) 葡萄酒(或果酒)
葡萄酒(或果酒) (4)未及时排气【命题人揭秘】
命题规律：果酒和果醋的制作是选修模块的高频考点。考查方式常以具体的生产过程为切入点，考查理论联系实际的能力。
备考策略：(1)明确发酵的菌种来源和条件：(2)注意事项：在实验操作中装置的选择、装置的组装及原理、装置的共性与差异性、正确使用方法等都应是考查和复习的重点，错误选择仪器的确认、错误组装的辨析纠错、操作不当引起的不良后果分析等，也是需要注意的。 微生物的培养、分离及无菌技术
高考指数:★★
1.(2012·北京高考)高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是( )
A.将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中
B.将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上
C.将转基因植物叶片接种到无菌培养基上
D.将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上
【解题指南】解答本题的关键是明确其他微生物对实验结果是否有明显的影响作用。【解析】选C。具体分析如下：2.(2011·重庆高考)下列有关细菌培养的叙述，正确的是( )
A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B.在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长
C.向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长
D.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动
【解析】选D。A项，在琼脂固体培养基上长出的单个菌落是由一种细菌增殖而来的；B项，青霉素能破坏细菌等原核生物的细胞壁而抑制细菌的增殖，对真菌没有明显作用；C项，破伤风杆菌是厌氧菌，通入氧气会抑制其生长；D项，半固体培养基中可以观察细菌的运动。3.(2011·山东高考)研究发现柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用，两者的提取及应用如图所示。(1)柚皮易焦糊，宜采用__________法提取柚皮精油，该过程得到的糊状液体可通过_________除去其中的固体杂质。
(2)筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或________接种。对新配制的培养基灭菌时所用的设备是________。实验前需对超净工作台进行__________处理。
(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供________。电泳法纯化乳酸菌素时，若分离带电荷相同的蛋白质，则其分子量越大，电泳速度______________。
(4)抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的_________来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。【解析】(1)柚皮易焦糊，宜采用压榨法提取柚皮精油，不宜用蒸馏法，压榨所得糊状液体可通过过滤除去其中的固体杂质。
(2)接种方法常用的为平板划线法和稀释涂布平板法，对培养基灭菌时所用的设备是高压蒸汽灭菌锅。实验前需对超净工作台进行紫外线消毒处理。
(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供碳源和氮源。电泳法纯化乳酸菌素时，若分离带电荷相同的蛋白质，则其分子量越大，电泳速度越慢。(4)抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的大小来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
答案：(1)压榨 过滤
(2)稀释涂布平板法 高压蒸汽灭菌锅 紫外线消毒
(3)碳源和氮源 越慢 (4)大小 果酒、果醋及腐乳的制作
高考指数:★★★★
4.(2012·江苏高考)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是(多选)( )
A.在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长
B.条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C.果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D.将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量【解析】选A、B、C。具体分析如下：5.(2011·江苏高考)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是( )
A.腐乳制作所需要的适宜温度最高
B.果醋发酵包括无(厌)氧发酵和有(需)氧发酵
C.使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D.使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
【解题指南】果酒发酵是无氧发酵，果醋发酵是有氧发酵。酵母菌和毛霉是真核生物，醋酸菌是原核生物。【解析】选D。A项错误，果酒发酵时适宜温度在18 ℃～25 ℃，腐乳制作的适宜温度是15 ℃～18 ℃，果醋制作所需要的适宜温度最高，为30 ℃～35 ℃。B项错误，醋酸菌为好氧细菌，氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。因此，果醋发酵为有氧发酵，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响。C项错误，果酒制作利用的是酵母菌无氧呼吸产生酒精；果醋制作利用的是醋酸菌有氧呼吸产生醋酸；腐乳制作利用的是毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪水解成甘油和脂肪酸等，因此使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌和毛霉等。D项正确，酵母菌和毛霉是真菌，醋酸菌是细菌，它们都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA。6.(2010·广东高考)小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验，恰当的做法
是(多选)( )
A.加入适量的酵母菌
B.一直打开阀a通气
C.一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟
D.把发酵装置放到4 ℃冰箱中进行实验【解析】选A、C。发酵的原理是：在适宜的温度、无氧条件下，用酵母菌分解葡萄糖产生酒精。酵母菌发酵产生酒精的同时，还产生二氧化碳，为使二氧化碳不影响发酵，多余的二氧化碳必须及时排出。在该发酵装置中有发酵底物(葡萄糖)，但没有发酵微生物(酵母菌)，故应在装置中加入适量的酵母菌，所以A正确。将阀a一直关紧是为了防止氧气进入发酵装置；偶尔打开阀b几秒钟，是为了排出发酵过程中产生的过多二氧化碳，所以C正确。如果一直打开阀a通气，则可使氧气进入发酵装置而影响发酵，所以B错误。酒精发酵需要的温度在18 ℃～25 ℃，4 ℃时温度太低，将影响发酵的速度，所以D错误。7.(2010·北京高考)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是( )
A.让发酵装置接受光照 B.给发酵装置适时排气
C.向发酵装置通入空气 D.将发酵装置放在45 ℃处
【解析】选B。酒精发酵的适宜温度在18 ℃～25 ℃。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，发酵装置不需要接受光照，也不能通入空气，发酵过程中会产生二氧化碳，所以要适时给装置排气。8.(2009·浙江高考)请在标有序号的空白处填空。
下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：
(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：
第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成_________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。
第二步：用______菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是___________________。
第三步：用______菌将乙醇转化成乙酸，这一过程_______氧气。(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是__________，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用__________
_______法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N—1—萘基乙二胺盐酸盐偶联成______________色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是___________
_______________。【解析】(1)大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶(淀粉酶必须在大米冷却后加入，因为酶的催化活性受温度的影响)，大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精(主要含麦芽糖等)，这一过程中可用碘液(或KI-I2溶液)来检测反应的情况。酵母菌将葡萄糖转化成乙醇的过程中产生CO2，随反应的进行发酵瓶中CO2逐渐增多，瓶内压力升高，可能引起爆裂，所以不要完全密闭。醋酸(杆)菌是好氧型细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中消耗氧气。(2)泡菜发酵过程中，产生的主要是乳酸和少量的亚硝酸盐，亚硝酸盐总量达到0.3 g～0.5 g时就会引起人中毒，必须对泡菜中的亚硝酸盐含量进行测定。其测定方法可用(光电)比色法。
答案：(1)第一步：糊精 碘液(或KI-I2溶液)
第二步：酵母 发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂
第三步：醋酸(杆) 需要消耗
(2)乳酸(或有机酸) (光电)比色 玫瑰红 作为对照 微生物的培养
1.培养基的成分 2.培养基的制备步骤
计算→称量→溶化→灭菌→倒平板(半固体、液体培养基不需倒平板)
3.培养基的种类及应用【名师点睛】
1.培养基中各成分的作用
(1)琼脂是一种多糖，一般不能被微生物分解利用，只作为凝固剂，不能作为碳源和能源。
(2)无机碳源只作为碳源，不能作为能源，而有机碳源既能作为碳源，又能作为能源。微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖，最常用的氮源是铵盐、硝酸盐。
(3)无机氮源除作为氮源外，有的也可以作为能源，如NH3对于硝化细菌来说，既是氮源又是能源；有机氮源都可作为能源。(4)生长因子是培养基必需的成分。
(5)培养基配制时目的要明确、营养要协调、pH要适宜。
2.选择培养基的选择作用
普通培养基可生长多种菌株，而选择培养基只能生长一类菌或一种菌株。因此应用选择培养基可分离出所需要的微生物。 无菌技术
1.关键：防止外来杂菌的入侵
2.无菌技术的内容
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒；
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌，应在酒精灯火焰附近的无菌区进行操作；
(3)操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触，防止二次污染。3.无菌技术的方法——消毒和灭菌的比较【名师点睛】
1.灭菌的原理
利用强烈的理化手段使细菌蛋白质变性，从而达到消灭细菌的目的。
2.化学灭菌法的局限性
化学物质难以透过孢子、活芽孢的坚硬外层而不能进入细胞内，因此用化学方法难以消灭孢子和芽孢。
3.酒精消毒时，70%的酒精杀菌效果最好，原因是浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。 微生物的纯培养
1.纯培养
利用一定方法，将单个细胞与其他细胞分离开，进而在适宜条件下培养成单细胞来源的群体。
2.微生物纯培养的方法
(1)平板划线法：
①概念：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，获得菌落的方法。②接种步骤：
将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红
↓
在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞
↓
将试管口通过火焰
↓
将已冷却的接种环伸入菌液中，沾取一环菌液
↓
将试管口通过火焰，并塞上棉塞 ↓
左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养基
↓
灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连
↓
将平板倒置，放入培养箱中培养(2)稀释涂布平板法：
①概念：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
②接种步骤：
将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中
↓
取少量菌液，滴加到培养基表面 ↓
将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却
8 s～10 s
↓
用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面【名师点睛】
纯培养的注意事项
(1)平板划线操作时，接种针在每次划线后要注意灼烧灭菌。
(2)稀释涂布平板法中，系列浓度(梯度)溶液的稀释是实验的关键。 分解尿素的细菌的分离与计数
1.筛选菌株
配制选择培养基，把尿素作为培养基中的惟一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长，其他微生物则不能在此培养基上生长。
2.统计菌落数目
(1)理论依据：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。(2)计算方法：每克样品中的菌株数=(C÷V)×M
其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数；V代表涂布平板时所用稀释液的体积(mL)；M代表稀释倍数。
(3)统计的菌落往往比活菌的实际数目低。因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
(4)为使结果接近真实值，要设置重复组，取其平均值。可将同一稀释度的样品滴加到三个或三个以上的平板上，经涂布、培养计算出菌落平均数。 3.设置对照
可排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。
4.实验流程
(1)以尿素为惟一氮源的培养基作为实验组，制备牛肉膏蛋白胨培养基作为对照组，用来判断选择培养基是否具有选择作用。
(2)以培养基加土壤样品进行培养为实验组，培养基不加土壤样品进行培养为对照组，判断培养基是否被污染。5.鉴定分解尿素的细菌
(1)原理：细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，使培养基碱性增强，pH升高，因此，可通过检测pH的变化来判断该化学反应是否发生。
(2)方法：在以尿素为惟一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂将变红，说明该种细菌能分解尿素。【名师点睛】
测定微生物数量的方法
(1)直接计数就是利用细胞计数板直接统计菌液中的菌体数量，既有活细菌，也有死细菌；
(2)间接计数法通常通过计数菌落、细胞产物、生理指标等来计算菌体数目。菌落计数只统计了活细菌数目，一般较理论值要小。【状元心得】
分离微生物的方法
(1)利用微生物对某种抑制性物质的抗性，在培养基中加入该物质，经培养后抑制原来的优势菌而选择抗性菌，从而分离目的菌株的方法。
(2)分离细菌的方法一般为选择培养基培养法。
(3)菌落计数一般计数30～300个菌落的平板，求平均值。 分解纤维素的微生物的分离
1.筛选原理
(1)
(2)
即可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。2.实验流程
土壤取样：富含纤维素的环境
↓
选择培养：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的数量
↓
梯度稀释
↓
涂布平板：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
↓
挑选产生透明圈的菌落 3.鉴定——刚果红染色法
两种染色法的比较：15 min【名师点睛】
纤维素分解菌的分离实验应注意的问题
(1)为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。
(2)流程中的“选择培养”是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。 【状元心得】
分解纤维素的细菌的分离与鉴别方法
(1)纤维素分解菌的选择培养基属液体培养基，以纤维素为惟一碳源和能源。能利用纤维素的微生物才能在此培养基中繁殖生长。
(2)纤维素分解菌的鉴别培养基属于固体培养基，培养基中加入刚果红染料。只有能产生纤维素酶的微生物，才能使培养基中的刚果红—纤维素复合物无法形成，从而出现透明圈。 果酒、果醋的制作
1.原理
(1)果酒制作的原理：
酵母菌在有氧条件下能大量繁殖，在无氧条件下，能通过无(厌)氧呼吸产生酒精。
反应式：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O C6H12O6 2C2H5OH+2CO2
(2)果醋制作的原理：
①当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
反应式：C6H12O6 3CH3COOH 酶______________________酶___________________②当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇氧化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
反应式:2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O
2CH3CHO+O2 2CH3COOH酶酶______________________________________________________2.步骤比较【名师点睛】
控制好发酵条件是实验成败的关键
(1)果酒：
①温度:20 ℃左右，最适合繁殖：18 ℃～25 ℃，酒精发酵。
②氧气:前期通O2，然后控制无O2。
(2)果醋：
①温度：30 ℃～35 ℃。
②氧气：氧气充足。 腐乳的制作
1.腐乳制作的原理、条件 2.实验设计流程
让豆腐坯上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
3.操作过程的控制
(1)水的控制：含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。
(2)盐的控制：盐浓度过高会影响腐乳的口味，浓度过低会导致豆腐腐败变质。(3)酒精的控制：卤汤中酒的含量，一般控制在12%左右。酒精含量过高，对蛋白酶的抑制作用增大，使腐乳成熟期过长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
(4)温度的控制：温度15 ℃～18 ℃，适合毛霉生长。发酵时间宜控制在6个月左右。【名师点睛】
1.影响腐乳品质的条件
(1)卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。
(2)防止杂菌污染。
2.防止杂菌污染的措施
(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。
(2)装瓶时，操作要迅速小心。加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。 泡菜制作及亚硝酸盐含量的检测
1.制作流程
2.注意事项
(1)水盐质量比为4∶1，且盐水煮沸冷却后使用。
(2)选择气密性好的泡菜坛，保证无氧条件。
(3)控制好腌制的时间、温度和食盐用量。3.检测亚硝酸盐的含量
(1)检测原理：
NO2-+对氨基苯磺酸 反应物
反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料
配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后，目测比较，可大致估算泡菜中亚硝酸盐的含量。H+(2)泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析：(3)测定亚硝酸盐含量的操作：
配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。【名师点睛】
时间控制及原因
比色过程中，由于重氮化反应不稳定，显色后颜色不断加深，所以时间控制在15 min比色较好。【状元心得】
有关试剂的作用
(1)制备样品处理液过程中，提取剂能增大亚硝酸盐的溶解度，有利于泡菜中亚硝酸盐的提取；
(2)氢氧化钠溶液起中和过多酸的作用；
(3)氢氧化铝乳液能吸附泡菜汁液中的杂质，使泡菜汁透明澄清，以便进行后续的显色反应。课件91张PPT。专题1 细胞的分子组成 高考真题代表着高考考查的方向。本栏目以高考真题为线，科学划分类型，分类剖析，完美突破每个考点。命题专家全程参与，分析解题思路，指导解题技巧，预测考查趋势。讲一题，通一类，助你运筹帷幄，备考无忧！ 蛋白质的结构和功能
【典例1】(2011·北京高考)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是
A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关
D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素【审题视角】解答本题需明确以下两点：
(1)基因控制合成多肽链后必须经过加工才能形成具有一定功能的蛋白质；
(2)要明确基因控制一种蛋白质合成时，DNA只有一条单链起作用。【精讲精析】选D。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：该考点主要考查蛋白质的基本组成单位、平面结构、空间结构、物理特性、功能等多方面的内容。该部分试题常以一种重要蛋白质作为背景材料进行多方位的命题。备考策略：解决好此类问题，主要从以下几个方面突破：
(1)采用构建概念图的形式明确蛋白质形成的结构层次，结构层次如下:(2)注意归纳总结与蛋白质有关的一些重要计算，如蛋白质的相对分子质量，形成的肽键数目与氨基酸的数目和肽链条数之间的关系，蛋白质分子中至少含有的氨基、羧基、氧原子、氮原子数目与R基间的关系。 核酸的结构和功能
【典例2】(2011·海南高考)关于核酸的叙述，正确的是
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的
C．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
D．用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布【审题视角】解答本题需明确以下两点：
(1)核酸是生物遗传信息的携带者，核酸的碱基排列顺序决定遗传信息；
(2)SARS病毒是一种RNA病毒。【精讲精析】选B。A项,核酸是生物的遗传物质，病毒中的核酸也能携带遗传信息。
B项,DNA分子中两条链之间的碱基依靠氢键连接。
C项,决定遗传信息的是碱基的种类、数量和排列顺序，因此分子大小相同，碱基含量相同，但是排列顺序不同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同。
D项,SARS病毒中只含有一种核酸——RNA，不含有DNA，因此无法观察到DNA的分布。【命题人揭秘】
命题规律：该考点主要考查核酸的基本单位、两种核酸的结构特点以及形成的过程。命题时，常结合蛋白质考查遗传信息的转录和翻译等多方面的知识。
备考策略：(1)列表比较DNA和RNA的组成元素、组成物质、结构特点、功能以及分布。
(2)列表比较核酸与蛋白质的组成单位、结构特点、功能以及二者的相互关系。
尤其要注意二者在遗传信息表达中的关系和作用。 物质的鉴定与探究
【典例3】(2010·广东高考)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：
(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ染液，③双缩脲试剂，④斐林试剂(班氏试剂、本尼迪特试剂)。
你选用的试剂应该是________；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为_________。(2)完善以下实验设计并回答问题。
探究A动物蛋白对小鼠生长的影响
资料：饲料中的蛋白质含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。
一 研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。
二 饲料：
1.基础饲料：基本无蛋白质的饲料；
2.普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料+植物蛋白；
3.实验饲料：基础饲料+A动物蛋白。 三 实验分组
备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、饲喂量和饲养环境均相同。 四 实验方法和检测指标：略
①实验组6中，Ⅰ应该为______，原因是__________________
_____________________________________________________；
Ⅱ应该为_______，原因是______________________________。
②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的____
______和__________。【审题视角】解答本题的思维流程是：【精讲精析】(1)蛋白质的鉴定试剂一般为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。碘液鉴定淀粉，呈蓝色；苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪，呈橘黄色；斐林试剂鉴定还原(性)糖，呈砖红色。
(2)①该实验中，自变量为饲料种类，则实验组6中Ⅰ应该为普通饲料，内含植物蛋白和基础饲料，为本实验提供条件对照，排除普通饲料中的植物蛋白对实验结果的影响；饲养时间在本实验中属于无关变量，对照实验中应控制无关变量适宜且相同，以免影响实验结果，因此Ⅱ为21。
②小鼠的体重和体长是直观反映小鼠生长情况的指标，且能定量测定，要用平均数值去衡量生长状况，避免了无关变量的影响。答案：(1)③ 紫色 (2)①普通饲料 要排除普通饲料中的植物蛋白对实验结果的影响 21 无关变量应该处于相同且适宜的状态 ②平均体长 平均体重【阅卷人点拨】 体验三年真题，模拟考场实战。三年高考真题按照命题角度科学分类，横向对比每个考点在高考中的地位，准确把握热点考向；纵向比较不同年份、不同地区考题的命题思路及特点。快速培养解题题感，打造高考制胜利器！ 元素和化合物
高考指数:★★★
1.(2012·江苏高考)下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是( )
A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
B.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素
C.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定
D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要【解析】选C。具体分析如下：2.(2010·上海高考)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是( )
A.纤维素和尿素 B.脂肪酸和磷脂
C.腺苷三磷酸和核糖核酸 D.胆固醇和血红蛋白
【解析】选C。纤维素属于糖类，其基本组成元素是C、H、O，尿素的组成元素是C、H、O、N，A项错；脂肪酸基本组成元素是C、H、O，磷脂的组成元素是C、 H、 O、 N、 P，B项错；腺苷三磷酸和核糖核酸的基本组成元素均为C、H、O、N、P，C项正确；胆固醇属于脂质，其基本组成元素为C、H、O，血红蛋白基本组成元素为C、H、O、N、Fe，D项错。 蛋白质的结构和功能
高考指数:★★
3.(2009·上海高考)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是( )
A.n-m B.n-2m C.n+m D.n+2m
【解题指南】解答此题的关键是从以下几方面理解“至少”：
(1)一个氨基酸至少有一个羧基，两个氧原子；
(2)每个肽键中含有1个氧原子，n个肽键中含有n个氧原子；
(3)每个氨基酸的R基中不考虑含氧原子的情况。【解析】选C。构成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，因此一个氨基酸至少有两个氧原子，n个氨基酸就至少有2n个氧原子；m条肽链中每条肽链都有一个羧基不参与脱水缩合，因此参与脱水缩合的羧基个数有(n-m)个，也就减少了(n-m)个氧原子。由此就可以计算出该蛋白质中至少含有的氧原子个数为2n-(n-m)=n+m。4.(2009·天津高考)下列过程中，涉及肽键数量变化的是( )
A.洋葱根尖细胞染色体的复制
B.用纤维素酶处理植物细胞
C.小肠上皮细胞吸收氨基酸
D.蛋清中加入NaCl使蛋白质析出
【解析】选A。洋葱根尖细胞染色体复制过程中发生蛋白质的合成，涉及肽键数量的变化；用纤维素酶处理植物细胞，只是使细胞壁中的纤维素水解；小肠上皮细胞吸收氨基酸是一个主动运输(主动转运)的过程，不发生蛋白质的合成；蛋清中加入NaCl是使蛋白质析出，不发生蛋白质的合成。 核酸的结构和功能
高考指数:★
5.(2010·江苏高考)下列关于核酸的叙述中，正确的是( )
A.DNA和RNA中的五碳糖相同
B.组成DNA与ATP的元素种类不同
C.T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中
D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数【解析】选D。A项错误，DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖；B项错误，DNA和ATP都由C、H、O、N、P五种元素组成；C项错误，T2噬菌体的遗传物质为DNA，故其遗传信息贮存在DNA中；D项正确，双链DNA分子嘌呤碱基总是跟嘧啶碱基互补配对，故两者数量相等。 细胞中的糖类和脂质
高考指数:★★
6.(2010·海南高考)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】选A。葡萄糖和果糖属于单糖，均有还原性，故A项正确；葡萄糖属于单糖，不能够水解，故B项错误；纤维素属于多糖，其基本单位是葡萄糖，故C项错误；乳糖被水解成葡萄糖和半乳糖后才能被小肠上皮细胞吸收，故D项错误。【实验探究体验】
7．(2012·安徽高考)某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是( )
A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核
B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质
C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体
D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质【解析】选C。具体分析如下：8.(2012·江苏高考)下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④【解析】选C。脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸，所以①错误。糖原是多糖，为非还原糖，遇斐林试剂没有砖红色沉淀出现，因此②错误。甲基绿主要与DNA的亲和性大，使其呈现绿色，所以④中的核酸应该是DNA，其组成单位是脱氧核苷酸。蛋白质的组成单位是氨基酸，遇双缩脲试剂出现紫色；蛋白质是生命活动的主要承担者，因此③正确。9.(2012·广东高考)分析下表，可推测( )
注：“+”显色，“++”显色更深；“-”不显色
A.甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有还原糖
C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶【解题指南】解答本题的思路为：
【解析】选D。双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别检测蛋白质、淀粉和还原糖。据表可以推测，甲含有蛋白质，乙含有淀粉，甲和乙混合能够产生还原糖，证明甲中含有淀粉酶，将淀粉分解产生还原糖。10.(2011·新课标全国卷)下表中根据实验目的，所选用的试剂与预期的实验结果正确的是( )【解析】选A。A项，观察根尖分生组织细胞的有丝分裂可以用醋酸洋红，也可以使用龙胆紫进行染色；B项，脂肪的检测使用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液，被染成橘黄色或者红色，双缩脲试剂用于检测蛋白质；C项，葡萄糖的检测使用斐林试剂(班氏试剂、本尼迪特试剂)，甲基绿用于DNA的检测；D项，观察DNA和RNA在细胞中的分布使用的是甲基绿和吡罗红(派洛宁)。 基础知识是学科能力的根基。左栏整合式梳理：依据考纲，结合教材，整合考点知识，专家深入剖析讲解。右栏标注式设计：高考状元总结成功经验，分享状元心得；一线名师点拨规律技巧、警示考场误区。精讲重点难点，突出热点考点。夯实基础，赢定高考！ 组成生物体的化学元素
1.组成生物体的化学元素种类
(1)按元素在生物体内的含量可分：
注：无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。(2)按元素在生物体内的作用可分：
注：无论是细胞干重还是鲜重，C、H、O、N是含量最多的元素。2．生物界的统一性和差异性
(1)统一性：
①从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。
②从分子水平角度分析：所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；所有生物共用一套遗传密码子；蛋白质的基本单位——氨基酸的种类基本相同。
③从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞构成的。
(2)差异性：生物界的差异性从元素的角度分析主要体现在不同生物体内同种元素的含量差别较大。3.特殊物质的元素组成和作用【名师点睛】
元素与化合物的含量的界定
(1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O＞C＞H＞N；
占干重百分比：C＞O＞N＞H。
(2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水＞蛋白质＞脂质＞糖类，但在占干重百分比中，蛋白质最多。
(3)水是细胞中含量最多的化合物，氧元素是水的主要组成部分，因此组成生物体的元素中，O元素含量最多。【状元心得】
1.判断元素和化合物的四点“明确”
(1)判断元素的含量时要明确是鲜重还是干重。
(2)判断元素的差异时要明确是种类还是含量。
(3)判断化合物的元素组成时要明确每一种化合物的化学本质。
(4)判断微量元素时，要明确含量和是否是生物体所必需的。
2.常见的含P的有机物
DNA、RNA、ATP、ADP、NADP+(辅酶Ⅱ)、NADPH(还原型辅酶Ⅱ)、磷脂等。 蛋白质的结构和功能
1.蛋白质的结构层次及其多样性2.蛋白质的合成过程分析及相关计算
(1)多肽形成过程的分析：
①形成过程中的产物H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O只来自于—COOH。
②一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。多余的氨基和羧基位于R基中。(2)相关计算：
①氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数。
②羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数。
③N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总数。
④O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去水分子数。
⑤H原子数=各氨基酸中H的总数-2×脱去水分子数。⑥假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：3.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系
DNA(基因) mRNA 蛋白质
碱基数 ∶ 碱基数 ∶ 氨基酸数
6 ∶ 3 ∶ 1
由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。【名师点睛】
1.“种类”≠“数量”
关于蛋白质的计算，要特别注意题中问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。
2.注意R基中是否含有氨基和羧基
在一条肽链主链的两端分别是-COOH和-NH2，侧链R基中的-COOH和-NH2不参与脱水缩合过程，所以计算肽链中氨基与羧基数目时，应关注R基中是否也含氨基或羧基。
3.环状肽中的计算
对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数=脱去的水分子数=n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。【状元心得】
1.特殊情况下蛋白质相对分子质量的计算
如二硫键(－S－S－)的形成。蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键存在时，要考虑脱去氢的相对分子质量。形成1个二硫键脱去2个H，相对分子质量减少2。
2.氨基酸与相应的DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少”时，不应考虑该计算过程中终止密码子的碱基数。 核酸的结构和功能
1.核酸的组成分析2.蛋白质和核酸的区别与联系
(1)区别：(2)联系：
①DNA指导蛋白质的合成：②DNA多样性与蛋白质多样性的关系：【名师点睛】
1.RNA在细胞中的分布场所
(1)RNA主要存在于细胞质中的核糖体中，在细胞质的线粒体和叶绿体中也含有少量的RNA；
(2)细胞质基质(细胞溶胶)中含有转运RNA和信使RNA;
(3)少量RNA存在于细胞核的核仁和染色质等处。2.蛋白质和核酸具有特异性
可以从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据，但生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等不存在物种的特异性。
3.细胞中的“同”与“不同”
(1)同一生物体不同细胞中核DNA相同，因为所有的体细胞均由受精卵经有丝分裂而产生。
(2)同一生物体不同细胞中mRNA和蛋白质不同，因基因的选择性表达所致。【状元心得】
由于DNA含有A、T、C、G四种碱基，RNA含有A、U、C、G四种碱基，因此研究DNA的复制时可标记胸腺嘧啶(T)，研究RNA的形成时可标记尿嘧啶(U)。 细胞中的糖类和脂质
1.糖类的种类和功能2.脂质的种类及功能【名师点睛】
还原(性)糖和非还原(性)糖的不同
(1)还原(性)糖：常见的有葡萄糖、果糖、麦芽糖，用斐林试剂(班氏试剂或本尼迪特试剂)能够检测。
(2)非还原(性)糖：常见的有蔗糖、淀粉、纤维素、糖原(元)等，用斐林试剂(班氏试剂或本尼迪特试剂)不能检测。 细胞中的无机物
1.细胞中的水
水的存在形式和生理功能：2．细胞中的无机盐
(1)存在形式：
①大多数以离子形式存在，如Na+、K+等。
②少数与其他化合物结合，如I-是甲状腺激素的成分。
(2)生理功能：
①有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分：如Mg2+是叶绿素分子必需的成分；Fe2+是血红蛋白的重要成分。
②维持细胞和生物体的正常生命活动：如哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐，Mg2+是许多酶的激活剂等。③维持生物体内的平衡：
a．渗透压的平衡——Na+、Cl-对细胞外液渗透压起重要作用，K+则对细胞内液渗透压起决定性作用。
b．酸碱平衡(即pH平衡)——血液中最主要的缓冲对是由碳酸氢钠(钾)和碳酸所构成的，即NaHCO3／H2CO3或KHCO3／H2CO3。这些缓冲对对于调节体液的酸碱平衡都是很有效的。
c．离子平衡——动物细胞内外Na+／K+／Ca2+的比例是相对稳定的。【名师点睛】
无机盐含量少、作用大
无机盐在细胞中的含量虽然很少，但是其作用非常重要，过多或过少都会影响细胞或生物体正常的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。【状元心得】
水与细胞代谢
(1)自由水比例上升——代谢旺盛。
(2)结合水比例上升——生物抗逆性增强，代谢速率下降。 物质的鉴定类实验
1．鉴定生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
(1)还原(性)糖的检测：
方法一：斐林试剂检验(人教版和苏教版) 方法二：用本尼迪特试剂检验(浙科版)
组织样液与本尼迪特试剂热水浴(80 ℃～100 ℃)加热2 min～
3 min，生成红黄色沉淀，说明组织样液中含有可溶性还原糖。
方法三：用班氏试剂检验(中图版)
组织样液与班氏试剂沸水加热1 min～2 min，产生砖红色沉淀，说明组织样液中含有可溶性还原性糖。 (2)脂肪的检测：
方法一：花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色(橙黄色)方法二：(3)蛋白质的检测：(4)斐林试剂与双缩脲试剂的比较：2.观察DNA和RNA在细胞中的分布
(1)实验原理：
①甲基绿染色剂+DNA 绿色。
②吡罗红(派洛宁)染色剂+RNA 红色。
③盐酸：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。(2)实验流程： (3)实验结论：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。【名师点睛】
1.实验材料的选择
(1)还原(性)糖的鉴定实验中应选择含还原(性)糖量高的生物组织或器官，组织颜色较浅或近于白色，如苹果、梨；
(2)脂肪的鉴定实验中应选择富含脂肪的种子，如花生；
(3)蛋白质的鉴定实验中应选用富含蛋白质的生物组织，如大豆、鸡蛋清。2.试剂用量的控制
双缩脲试剂使用时，注意每次使用时试剂要少量，否则，过量的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色。3.实验中的注意事项
(1)检测还原(性)糖、脂肪和蛋白质的实验中，还原(性)糖的检测需要水浴加热，脂肪的检测可用显微镜。
(2)检测脂肪的实验中，用体积分数为50%的酒精溶液处理时，时间不能太长，否则会使脂肪溶解于酒精溶液中而影响实验观察。
(3)在检测蛋白质的实验中，若用鸡蛋清作实验材料，必须稀释，以免实验后粘住试管，不易洗刷。
(4)检测还原(性)糖的过程中，反应溶液中的颜色变化为：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。【状元心得】
1．三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
2．Cu2+呈现蓝色，因此CuSO4的用量应当较少，以免因过量使用而遮盖实验结果的颜色。3.斐林试剂与双缩脲试剂的“四个不同”
(1)浓度不同：二者成分中CuSO4浓度不同；
(2)使用方法不同：斐林试剂是甲、乙液等量混匀后使用，双缩脲试剂是先加A液后加B液；
(3)条件不同：斐林试剂需水浴加热，而双缩脲试剂则不需加热；
(4)现象不同：前者产生砖红色沉淀，后者生成紫色物质。易错易混点1 不能准确分辨ATP、DNA、RNA和核苷酸中“A”的含义
ATP、DNA、RNA和核苷酸中均有“A”，这些A均与腺嘌呤有密切关系，但具体含义却各有区别。核苷酸分子中的A是腺嘌呤，ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。DNA和RNA中的A分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。【易错易混辨析】易错易混点2 糖类和脂质的理解误区
(1)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不提供能量；
(2)并非所有的糖都可以用斐林试剂鉴定，如蔗糖、淀粉均为非还原糖；
(3)脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构，磷脂和胆固醇参与膜结构的构成。易错易混点3 不能准确识记生物大分子物质的水解产物
(1)彻底水解产物与初步水解产物：(2)消化产物、水解产物、代谢终产物(氧化分解产物)：课件137张PPT。专题20 酶的应用和生物技术在其他方面的应用 物质提取与分离技术
【典例1】(2011·海南高考)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。
回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用______(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是______________________________。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是__________等,原理是____________________________________。(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是______________。常用于分离油层和水层的器皿是___
____________。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_____
_________，除去固体硫酸钠的常用方法是________________。
【审题视角】解答本题的“两”个点：
(1)切入点：根据薄荷油易挥发的性质判断出所选择的原料是新鲜的。
(2)关键点：①理解薄荷油的化学本质。
②理解掌握各种化学试剂的作用。【精讲精析】(1)薄荷油易挥发，干燥过程中会使薄荷油挥发掉,因此选择鲜薄荷叶作为原料。
(2)薄荷油易溶于有机溶剂，因此萃取时所选用的溶剂必须是有机溶剂，如酒精或石油醚、乙醚、戊烷等。
(3)增加盐的浓度，可使分层更明显；分离油层和水层的器皿一般选用分液漏斗；无水硫酸钠是干燥剂，可以用来吸收油层中的水分；除去固体硫酸钠最简单的方法是过滤。答案：(1)鲜 薄荷油易挥发，干燥过程中会使薄荷油挥发掉
(2)酒精或石油醚、乙醚、戊烷
薄荷油易溶于有机溶剂
(3)增加盐的浓度，使分层更明显 分液漏斗
吸收油层中的水分 过滤【命题人揭秘】
命题规律：近几年的高考命题不仅全面考查芳香油提取的有关内容，还进一步将生物知识与化学物质的性质、原理结合起来考查。预测今后考查的重点会主要集中在对植物芳香油提取原理、常用试剂的作用的理解上。
备考策略：解答这类问题的方法就是将生物学实验与物质化学性质原理相结合。解答此题的关键是明确薄荷油的理化性质，从而根据其挥发性来确定提取的方法——蒸馏，再根据其不溶于水，易溶于有机溶剂，可进一步确定用水蒸气蒸馏法进行提取，因此，在蒸馏过程中控制蒸馏的温度、时间、冷却液的回收要及时、保存要低温等就都有了理论基础。 植物的组织培养技术
【典例2】(2012·山东高考)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的____________和____________过程。
(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是___________。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值_____________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是_____________。
(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是_________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是_________和纤维素酶。(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是_______________。
【审题视角】解答此题的关键是：
熟练掌握植物组织培养过程及固体培养基的灭菌和色素的提取装置的应用。 【精讲精析】(1)由植物组织培养的过程可知，①为脱分化形成愈伤组织，②为愈伤组织再分化为根、芽。
(2)培养外植体需要用固体培养基，固体培养基的凝固剂为琼脂；生长素和细胞分裂素的比例低时利于发芽，高时利于生根；固体培养基要用高压蒸汽灭菌。
(3)外植体消毒一般用70%的酒精；由于植物细胞有细胞壁，所以将愈伤组织分离成单个细胞需要用纤维素酶和果胶酶。
(4)提取辣椒素类似于提取胡萝卜素，萃取加热时要安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。答案：(1)脱分化(或去分化) 再分化
(2)琼脂 低 高压蒸汽灭菌
(3)70% 果胶酶
(4)防止有机溶剂的挥发【命题人揭秘】
命题规律：植物组织培养是选修1和选修3同时具备的知识。针对选修1模块的命题，多以组织培养的过程为核心考查外植体的选择、培养基的制备、激素比例对组织培养的影响以及无菌操作的有关内容，有时也会联系选择性培养基进行考查。
备考策略：植物组织培养的核心内容是组织培养的过程，备考时，需关注以下注意事项和基本原则：
(1)培养基配制过程的关键点是培养基中包含有植物生长发育所必需的各种元素，通常还要添加适量的植物激素以促进分化。(2)熟悉外植体的内容核心知识是选取生长旺盛的嫩枝、嫩芽。如培养脱毒苗，则必须选择分生组织，如根尖、茎尖，原因是这两个部位含有的病毒少，甚至不含病毒。
(3)无菌技术主要理解实验各步骤都要进行严格灭菌、消毒：培养基要进行灭菌，外植体也要进行消毒处理，超净工作台上进行接种。
(4)培养条件，以理解适宜温度和避免污染为中心：18 ℃～
22 ℃ 左右进行培养，定期消毒。 DNA的粗提取与鉴定
【典例3】(2010·江苏高考)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：
材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ℃，另一组置于-20 ℃条件下保存24 h。
DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL 体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。(注：“+”越多表示蓝色越深)
分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验课题名称是_____________。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少____________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在-20 ℃条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：_____________________________________________。
②针对结论1，请提出合理的解释：_____________________。
(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_____
_____________________________________。然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。【审题视角】解答本题需注意以下几点：
(1)思路图示：
(2)取材：植物组织细胞。
(3)步骤：研磨→过滤→酒精中粗提取→盐水中洗涤→二苯胺检测。
(4)进一步提纯的原理：氯仿能使蛋白质变性沉淀，而且对DNA影响极小。实验
变量分析实验研
究课题设计实验步骤分析得出实验结论【精讲精析】本题主要考查实验探究能力，包括明确实验课题、处理和解释实验步骤、设计可行的实验步骤等。
(1)据题意，该探究实验的自变量有实验材料的种类和温度，因变量为DNA提取量，则该探究性实验课题名称是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。
(2)搅拌过程中常常会发生DNA的断裂，因而该步骤需要“缓缓地”进行。
(3)①
等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多。
②低温能使DNA酶的活性受到抑制，从而降低了DNA的降解速度，使DNA提取量增多。
(4)根据氯仿的理化性质，可用氯仿与提取液混合，然后去除上清液，以获得纯度较高的DNA。答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响
(2)DNA断裂
(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多
②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢
(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液 【命题人揭秘】命题规律：DNA的粗提取与鉴定是选修1中的一个实验考点，考查对实验过程中有关步骤和注意事项的理解。提取DNA的方法(盐析)和去除蛋白质的方法(酒精溶解)、提取DNA所用植物材料与动物材料的不同处理方法是考查的重要内容。实验现象和结果结论的解释和DNA的鉴定方法也是重要考点。在2013年的高考中很可能会以DNA的鉴定、提取DNA的原理和过程为切入点命题。备考策略：备考该考点内容时，应多注意对DNA粗提取和分离的知识总结。
(1)提取原理是实验的中心，是识记和理解实验的关键。DNA与杂质在提取液中的溶解度不同，对温度、酶、洗涤剂的耐受性不同。
(2)理解物质提取实验选材一定是选取待检测物质含量丰富的组织。含DNA相对较多的生物组织有菜花、洋葱、鸡血细胞等。
(3)去杂质步骤要与原理相联系进行理解。
DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同；在0.14 mol/L 的NaCl溶液中溶解度最小而析出。 酶的制备、应用和固定化技术
【典例4】(2010·浙江高考)某同学进行苹果汁制作实验，工艺如图所示：(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是___________________。黑曲霉提取液中含有的___________可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过________方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去_____________。
(2)实验中，操作流程A和B的先后顺序为__________。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是_________。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还含有果胶，可取一定量的果汁与等量的________混合，如果出现________现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调__________。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被_____使用。
【审题视角】本题的解题关键需注意以下两点：
(1)全面把握固定化酶的制备流程、酶的作用特点；
(2)明确酶在食品生产中的作用：加快反应速度，提高产品产量及质量。 【精讲精析】本题考查苹果汁制作过程的反应条件、注意事项和操作过程中需要注意的细节。
(1)在制作工艺中必须对原材料消毒，这样才能保证后续实验的成功。KMnO4是强氧化剂，可以起到对苹果的消毒作用。黑曲霉能够产生分解果胶的果胶酶，可将果胶分解，提高果汁产量。固定化酶技术则可以提高酶的利用率，制备固定化柱后要用蒸馏水洗去未被固定的酶等。(2)利用固定化技术生产果汁的流程是：提取酶溶液 固定化酶 制备固定化
酶反应柱 注入浑浊的果汁
充分反应 澄清的果汁 根据该过程可知，应先将酶在固定化柱中固定，再注入果汁，使果汁与果胶酶充分反应，使果汁变澄清；要想进一步检测固定化柱中流出的果汁是否还含有果胶，可用乙醇进行鉴定，原因是乙醇可以与果胶中的果胶酸钙作用，形成沉淀。因此，若乙醇、果汁混合液中出现沉淀，则证明果汁中还含有果胶。果汁流经固定化柱的速度越慢，酶促反应越充分，果汁越澄清。
(3)固定化酶的特点是可以反复使用，提高酶的利用率。
答案：(1)消毒 果胶酶 吸附 未被固定的酶等
(2)A、B 阀1 乙醇 浑浊(沉淀) 慢 (3)重复【阅卷人点拨】 物质提取和分离技术
高考指数:★★★★
1.(2012·江苏高考)下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是( )
A.洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度
B.将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C.常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D.用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少【解析】选C。A错误，洗涤剂能瓦解生物膜，增加DNA从细胞中释放出来，但是不能增加DNA 在NaCl 溶液中的溶解度。B错误，将DNA 丝状物溶解在0.015 mol/L的NaCl 溶液中，然后放入二苯胺试剂，沸水浴后冷却可观察到蓝色出现。“DNA析出”的步骤中，必须用玻棒缓缓搅拌使DNA聚集，防止DNA在搅拌的过程中断裂而使DNA 获得量减少，故D错误。2.(2011·广东高考)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是( )
A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少
C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D.在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动慢【解析】选D。在凝胶色谱柱中，相对分子质量大的分子通过多
孔凝胶颗粒的间隙，路程短、流动快，相对分子质量小的分子
穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢，血红蛋白比相对分
子质量小的杂蛋白移动快，D错误。A正确，洗涤的目的是去除
杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化，加入的是生理盐水，缓慢
搅拌10 min，低速短时间离心，重复洗涤三次，直至上清液不
再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。B正确，哺乳动物成熟红细胞没有细胞核与众多的细胞器，提纯时杂蛋白较少。C正确，血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液(如果操作都正确，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出)，这使得血红蛋白的分离过程非常直观，简化了操作。3.(2011·江苏高考)在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是( )
A.用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L，滤去析出物
B.调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质
C.将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色
D.用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同【解析】选B。A项，用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol／L,使DNA析出。B项，NaCl溶液为2 mol／L，过滤除去不溶的杂质，木瓜蛋白酶能够分解蛋白质。C项，在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。D项，如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。4.(2010·山东高考)生物柴油是一种可再生的清洁能源，其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗。科学家发现，在微生物M产生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油(如图)。(1)用于生产生物柴油的植物油不易挥发，宜选用__________、
________方法从油料作物中提取。
(2)筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供________，培养基灭菌采用的最适方法是_____
_____________法。
(3)测定培养液中微生物数量，可选用______________________
法直接计数；从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测______
______，以确定其应用价值；为降低生物柴油生产成本，可利用________技术使脂肪酶能够重复使用。
(4)若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的______
_______________________技术。【解析】(1)植物油不易挥发，不适合采用蒸馏法提取，应用压榨法或萃取法提取。(2)植物油中不含矿质元素，只为微生物提供碳源。培养基适合用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(3)测定微生物的数量，可以用显微镜直接计数。分离出的脂肪酶要对其活性进行检测，以确定其应用价值。可以利用固定化酶技术重复使用脂肪酶。(4)利用PCR技术可以扩增基因。
答案：(1)压榨 萃取 (2)碳源 高压蒸汽灭菌
(3)显微镜直接计数 酶活性(或酶活力)
固定化酶(或固定化细胞)
(4)PCR(或多聚酶链式反应，或聚合酶链式反应)5.(2010·新课标全国卷)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：
(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有__________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液_______(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是__________________________________。
(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和____________。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是_______________
______________________________________________________。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会_______，原因是_______________________________________________。
(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度_______的地方，目的是_________________________________。
(5)某植物花中精油的相对含量随花的
不同生长发育时期的变化趋势如图所
示。提取精油时采摘花的最合适时间
为__________天左右。
(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________
(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_____
_____________________。【解题指南】解答本题的思路如下：
提取物性质 提取、保存方法
易挥发
易溶于有机溶剂?决定水蒸气蒸馏法、低温保存【解析】本题考查芳香油的性质、提取、保存、影响提取量的因素等问题。
(1)玫瑰精油属于芳香类化合物，具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质。
(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和温度；当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是一定时间内随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后蒸馏量不再增加。(3)蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，如果不进行冷却，部分精油会随水蒸气的蒸发而流失。
(4)玫瑰精油易于挥发，应保存在温度较低的地方。
(5)根据图示可以确定提取精油时采摘花的最合适时间为a天左右，此时精油含量最高。
(6)薄荷油与玫瑰精油化学性质相似，同样可以采用水蒸气蒸馏法提取。答案：(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是
蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，得到的是油水混合物
(2)温度 一定时间内随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后蒸馏量不再增加
(3)下降 部分精油会随水蒸气的蒸发而流失
(4)较低 减少挥发(或防止挥发)
(5)a (6)能 薄荷油与玫瑰精油化学性质相似 酶的制备、应用和固定化技术
高考指数:★★★
6.(2012·江苏高考)下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是( )
A.先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
B.实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C.相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D.衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果【解析】选B。具体分析如下：7.(2012·江苏高考)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是( )
A.从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B.作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌
【解题指南】解答本题的关键是明确：
(1)固定化酶和固定化细胞的常用方法。
(2)固定化酶的应用。【解析】选C。吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法，将酶固定在载体上，而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联，从而得到三维的交联网架结构，后者有可能影响酶活性部位，所以A正确。消化酶是在消化道中起作用的，因此蛋白酶制剂以口服方式给药，故B正确。尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色的化合物,主要是利用原子氧将某种无色化合物氧化成有色化合物，所以不可以反复使用，因此C错误。将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去CaCl2 和杂菌，防止CaCl2导致凝胶珠硬度变大，所以D正确。8.(2011·江苏高考)下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是( )
A.酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶
B.透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化
C.棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤
D.多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层
【解析】选A。酶解法和吸水涨破法可使微生物细胞破裂，释放出胞内酶；常用透析法、离心沉降法和电泳法进行酶的分离和纯化；棉织物经添加纤维素酶的洗衣粉洗涤后更为蓬松，更为鲜亮；多酶片中的胃蛋白酶位于糖衣之内，肠溶衣之外。9.(2010·江苏高考)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，下列叙述正确的是( )
A.该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基
B.该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
C.利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液
D.用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好【解析】选B。A项错误，蛋白酶的本质是蛋白质，蛋白质分子结构中至少含有一条肽链，每条肽链至少含有1个氨基和1个羧基；
B项正确，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，这是鉴定蛋白质的基本原理；
C项错误，利用透析法纯化该蛋白酶时，应以磷酸缓冲液作为透析液；
D项错误，油渍的主要成分属于脂质，而酶的催化作用具有专一性，用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果不明显甚至更差。10.(2010·江苏高考)图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是(多选)( )A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B.图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
【解题指南】解答此题的关键是明确固定化酵母细胞的操作细节：
(1)溶解海藻酸钠要用文火，间隔加热。
(2)加入CaCl2的作用是有利于海藻酸钠形成凝胶珠。
(3)固定好的酵母细胞(凝胶珠)要洗涤后才能转移到培养液中进行培养。【解析】选B、C、D。解答本题的具体分析如下：
A项，刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母菌混合制备混合液，以免高温使酵母菌失活；
B项，混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；
C项，发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触，以利于发酵过程的顺利进行；
D项，制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵。 植物组织培养技术
高考指数:★★
11.(2011·江苏高考)下列有关植物组织培养的叙述，正确的
是( )
A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得【解析】选D。愈伤组织处于未分化的状态，所以没有特定结构和功能，所以A选项错误；二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的植株是单倍体，高度不育，所以B选项错误；人工种子就是以植物组织培养得到具有生根发芽能力的胚状结构等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，所以C选项错误；可通过添加适量NaCl的培养基培养淘汰不耐盐个体，筛选出耐盐个体，所以D选项正确。12.(2012·全国新课标)为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，其研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_______和________两类。上述培养基中，6-BA属于_______________类生长调节剂。
(2)在该实验中，自变量是________，因变量是_________，自变量的取值范围是__________。
(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是________号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入________
(填“6-BA”或“IAA”)。【解题指南】解答本题需掌握以下知识：
(1)植物培养基营养成分的组成。
(2)对照实验中自变量与因变量的判断方法。
(3)生长素含量与细胞分裂素含量的比值对植物组织分化为根和芽的影响。【解析】(1)根据植物的需求量，组成生物体的元素可以分为大量元素和微量元素，6-BA属于细胞分裂素类生长调节剂。
(2)根据实验目的和实验步骤中的数据，可以得出IAA的浓度是自变量，菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽平均数是因变量。由表中数据可以看出IAA的浓度范围是0～0.5 mg ·L-1。
(3)再生丛芽的外植体数乘以外植体上丛芽平均数即为丛芽总数，诱导丛芽总数最少的培养基是1号培养基。
(4)当生长素用量与细胞分裂素用量的比值较高时，容易诱导试管苗生根，所以培养基中一般加入IAA,而不加入6-BA。答案：(1)大量元素 微量元素 细胞分裂素
(2)IAA浓度 再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 0～0.5 mg ·L-1
(3)1 (4)6-BA13.(2012·江苏高考)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题：
(1)2，4-D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需___
_______(填“升高”“保持”或“降低”)2，4-D的浓度。
(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加____________________，以促进幼苗形成。(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是______(填下列序号)。
①绿色芽点细胞排列松散
②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离
③胚状体细胞中有叶绿体
④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致
(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用_____
________(填序号：①绿色；②红色；③蓝紫色；④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第_________条色素带(自上而下)窄于对照组。(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的____________，还可避免再生苗中混有_____________。
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)明确愈伤组织培养过程中不同时期需用的激素种类与含量。
(2)明确叶绿素a和叶绿素b在色素带上的位置及对光的吸收。【解析】(1)2，4-D有利于细胞愈伤组织的形成，不利于愈伤组织的再分化，因此分化培养基中应降低2，4-D的浓度。
(2)出现具有分生能力的绿色的芽点，但不能继续出芽说明细胞的分裂受到了阻碍，因此应添加适量的生长素。
(3)绿色芽点属于分生组织，细胞排列紧密；刚融合的杂交细胞还没有形成大液泡，不能发生质壁分离；将单个细胞或组织培养到胚状体时，需进行光照，说明此时胚状体中含有叶绿体；分化的细胞具有不同的形态结构。(4)叶绿素a和叶绿素b对绿光和黄光吸收较少，用这两种光照射含叶绿素a和叶绿素b不同的叶片时，检测到的光合放氧速率差异不大；叶绿素b位于色素带的最下方，突变体中叶绿素b的含量下降，因此最下方的色素带变窄。
(5)在组织培养过程中胚更容易发育成愈伤组织，而且由胚发育成的个体为二倍体。
答案：(1)降低 (2)适量的生长素
(3)③ (4)①④ 4
(5)增殖与分化 二倍体幼苗14.(2010·安徽高考)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体 愈伤组织 芽、根 植株①②请回答：
(1)微型繁殖培育无病毒草莓时，一般选取_________作为外植体，其依据是_______________。
(2)在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和___________，在配制好的培养基中，常常需要添加____
_________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2 d～5 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是______。
(3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_____________________________
____________________________________________________。【解题指南】解答本题的关键是明确以下几个方面：
(1)理解外植体选材的基本原则：生长旺盛的部位。
(2)掌握培养基制备中各物质的作用：必需的各种物质和元素。
(3)联系两种激素的相互作用关系。
【解析】(1)植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原因是该部位含病毒极少，甚至无病毒。
(2)MS培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物，在配制好的培养基中，常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养也应注意无菌操作。(3)生长素与细胞分裂素的比值低时有利于芽的分化，生长素与细胞分裂素的比值高时有利于根的分化。
答案：(1)茎尖(或根尖)
茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒
(2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底
(3)培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量的比值偏低15.(2009·山东高考)人参是一种名贵的中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：请回答：
(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行________。接种前，要对人参根进行_____________。
(2)用于离体培养的根切块，叫做_______。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于______污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于_________污染。
(3)用少量_______酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。
(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶液，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用________方法，操作时应采用_______加热。【解析】(1)接种前，要对外植体进行消毒(不能填灭菌，灭菌是采用强烈的理化因素杀菌)，配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌。
(2)比较菌落特征
①真菌污染：有颜色的绒毛状菌落。
②细菌污染：有光泽的黏液状菌落。
(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。
(4)由题干知，人参皂苷易溶于亲水性有机溶液，故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。答案：(1)灭菌 消毒
(2)外植体 真菌(霉菌) 细菌
(3)果胶
(4)萃取 水浴 PCR技术的基本操作和应用
高考指数:★★
16.(2011·江苏高考)请回答基因工程方面的有关问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为_________________。
②在第_______轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如图)，请分别说明理由。①第1组：________________________________________；
②第2组：________________________________________。(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为________________________
__________________________________________________。(4)用限制酶EcoR Ⅴ、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1 000个碱基对)，请画出质粒上EcoR Ⅴ、MboⅠ的切割位点。【解析】(1)①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为15/16。②在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，原因①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效，②引物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。(3) DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。答案：(1)①15/16 ②三
(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
②引物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3) DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
(4)见图 果胶酶与纤维素酶的比较【名师点睛】
1.果胶和纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，植物体细胞杂交时，必须使用果胶酶和纤维素酶，将细胞壁水解掉，以获得原生质体。
2.果胶酶和纤维素酶都是复合酶，并不特指某一种酶，而是一类酶的总称。 探究温度和pH对酶活性的影响
1.酶的活性及其影响因素
(1)酶的活性：酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示，即可用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
(2)影响酶活性的因素：温度、pH、酶的抑制剂等。2.探究温度对果胶酶活性影响的实验
(1)实验方案：确定温度梯度→探讨控制温度的方法和措施。
(2)实验程序：制备水果泥→制备果胶酶→水果泥与果胶酶分别水浴保温→将水果泥和果胶酶混合保温→过滤出果汁→记录果汁量→改变为不同温度后，重复上面实验。
(3)记录实验数据，并填入表格。
(4)得出结论：获得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。
(5)实验分析
温度和pH在很大程度上对酶的构象会产生巨大的影响，温度过高、pH过高或过低都会使其失去活性。【名师点睛】
1.调节pH的方法
在探究不同pH对果胶酶活性的影响时，可以用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行调节。
2.纤维素和果胶对果汁制作的两个影响
一是果肉的出汁率低，耗时长；
二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。 探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果
1.实验原理
酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。2.实验变量的控制
(1)自变量：加酶洗衣粉(酶种类)。
(2)无关变量：其他条件(如温度、pH等)相同且适宜。3.实验步骤【名师点睛】
1.变量控制
实验变量为洗衣粉，设计时应遵循单一变量原则、对照原则，有效地控制其他变量，如水的用量、污物的量、所用实验用布的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。
2.温度梯度的设置
(1)初测最适温度：
温度梯度设置为20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、
45 ℃、50 ℃、55 ℃。(2)精测最适温度：
若测出40 ℃时洗涤效果较好，应进一步设置梯度更小的实验组，如35 ℃、36 ℃、37 ℃、38 ℃、39 ℃、40 ℃、41 ℃、42 ℃、43 ℃、44 ℃、45 ℃，直至测出最接近最适温度的范围。 直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化
优缺点的比较【名师点睛】
1.海藻酸钠溶液的浓度
如果海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。
2.CaCl2溶液的作用
使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。
3.酶和细胞固定方法的不同
酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定。这是因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。 植物组织培养
1.原理：植物细胞的全能性
(1)植物细胞全能性的概念：高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整植株的潜能。
(2)高度分化的植物细胞全能性表达的条件：
①离体条件；
②无菌操作(防止杂菌污染)；
③适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等)；
④种类齐全、比例适合的营养物质；
⑤温度、酸碱度、光照等条件的控制。2.基本过程
(1)菊花茎与月季花药组织培养：脱分化再分化(2)植物组织培养与花药离体培养的比较： 3.影响植物培养的因素
(1)内因：外植体的选取。
①不同植物的组织培养难度不同。
②对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。 (2)外因 营养 矿质元素
有机物植物激素(生长素、
细胞分裂素) 使用顺序不同→结果不同
两者用量比例不同→发育方向不同环境条件：温度、pH、光照等【名师点睛】
有关植物组织培养的几点注意
(1)材料的选取：
①菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。
②月季的花药培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核期的花粉进行培养。
③确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法，还可用焙花青-铬矾法。(2)外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。
(3)培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季的花药培养不需光照，而在后期均需光照。
(4)在培养过程中一定要注意激素的使用方法及时间。【状元心得】
培养物污染后的处理方法
一旦发现培养物被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清理。 血红蛋白的提取和分离
1.蛋白质分离的依据
蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来提取和分离不同种类的蛋白质。2.方法及原理
(1)凝胶色谱法原理：蛋白质比较(2)电泳法原理：
①一些生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。
②在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。
③由于分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。3.实验操作程序样品处理 红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，有利于后
续步骤的分离纯化血红蛋白的释放：使红细胞涨破，血红蛋白释放
出来分离血红蛋白溶液：经过离心使血红蛋白和其他
杂质分离开来，便于下一步
对血红蛋白的纯化 粗分离——透析：除去样品中相对分子质量较小的杂质 纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化 纯度鉴定：一般用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白
质的相对分子质量，即对血红蛋白进行纯度鉴定【名师点睛】
1.红细胞洗涤
红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，若上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白。
2.血红蛋白的释放
血红蛋白释放过程中，蒸馏水的作用是涨破红细胞，甲苯的作用主要是溶解细胞膜。3.凝胶的膨胀处理
为了加快干凝胶的膨胀，可将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热，逐渐升温至接近沸腾，通常只需1 h～2 h。这种方法不但节约时间，而且可以除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。
4.蛋白质分子的分离
相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，而相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动，移动速度快，因此蛋白质分子彼此分离。5.凝胶色谱柱的填装注意事项
凝胶色谱柱在填装时，尽量紧密均匀，不得有气泡存在。因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。在凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干而露出凝胶颗粒的现象。 植物有效成分的提取
1.植物精油和胡萝卜素的提取实验
(1)植物精油的提取实验：
①提取玫瑰精油的实验：
a.方法：水蒸气蒸馏法。
b.实验流程：②提取橘皮精油的实验：
a.方法：一般用压榨法。
b.实验流程：石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。
(2)胡萝卜素的提取实验：
①胡萝卜素性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。②实验设计：
a.方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。
b.实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。
③鉴定方法：纸层析法。2.三种提取方法的比较【名师点睛】
1.三大提取方法
蒸馏：适用于提取挥发性强的成分。
压榨：适用于从易焦糊的原料中提取有效成分。
萃取：要求原料颗粒尽可能小，易溶于提取液。
2.水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏的异同点
(1)这三种方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。
(2)区别：
①水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料。②水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。
③水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。 DNA的粗提取与鉴定
1.基本原理
(1)鸡血细胞在蒸馏水中易吸水而导致细胞膜和核膜的破裂，据此可得含核DNA的溶液。
(2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小。
(3)DNA不溶于酒精；不能被蛋白酶水解；可被二苯胺染成蓝色。
(4)DNA和蛋白质在NaCl中的溶解度比较：2.方法目的 【名师点睛】
1.DNA的粗提取与鉴定中两次用蒸馏水的作用
第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液，使DNA从溶液中析出。
2.实验中冷酒精的作用
(1)抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解。
(2)降低分子运动，易于形成沉淀析出。
(3)低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。3.实验中选材的要求
本实验用鸡血细胞作实验材料，不能用哺乳动物的成熟红细胞，原因是哺乳动物的成熟红细胞内无细胞核，但它可以作为血红蛋白提取和制备细胞膜的理想材料。 PCR技术
1.细胞内DNA复制与PCR技术的比较2.PCR原理
PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供：DNA模板，分别与两条模板链相结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，耐热的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
3.过程
(1)变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解旋为单链，如图：(2)复性：温度下降到50 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如图：
(3)延伸：温度上升到72 ℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如图：4.结果
(1)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。
(2)两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。【名师点睛】
PCR技术的“五”个特点
(1)PCR不需要解旋酶，而生物体内DNA复制时需要解旋酶。
(2)PCR需要耐热的DNA聚合酶，而生物体内DNA聚合酶在高温时会变性。
(3)PCR一般需经三十多次循环，而生物体内DNA复制需要生物体自身的控制。
(4)PCR仪是能够自动控制温度的仪器。
(5)PCR合成DNA子链的方向总是从5′端向3′端延伸。课件94张PPT。专题21 基因工程 基因工程的工具
【典例1】(2011·浙江高考)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是
A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子【审题视角】解答本题需要明确以下几点：
(1)理解(运)载体的来源、结构和特点。
(2)明确限制性核酸内切酶的作用。【精讲精析】选C。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：基因工程的工具是基因工程部分的重要考点，是理解基因工程的关键点之一。命题角度通常以具体基因与相应(运)载体的结合和导入受体细胞的过程作为切入点，全面考查限制性核酸内切酶、DNA连接酶和(运)载体的作用和组成。预测该考点多结合具体的生产应用与基因工程的具体过程相结合进行考查。备考策略：基因工程的工具是进行基因工程操作的必要条件，在复习中应重点关注以下几点：
(1)理解限制性核酸内切酶的作用特点，能根据信息写出限制性核酸内切酶切割后形成的末端。
(2)理解限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用对象都是磷酸二酯键。
(3)理解(运)载体的基本特点以及常用的(运)载体。 基因工程的操作程序
【典例2】(2012·福建高考)肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。请回答：
(1)进行过程①时，需用_________酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为__________。
(2)进行过程②时，需用_________酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。
(3)研究发现，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中_________(RAS mRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)注意目的基因和载体需用同一种限制性核酸内切酶切割。
(2)注意题干信息“let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制”，由此推出肺癌细胞增殖受到抑制的原因是let-7基因翻译抑制。【精讲精析】(1)基因工程中目的基因和载体需要同一种限制性核酸内切酶切割产生相同的黏性末端，使目的基因与载体结合，载体中与RNA聚合酶识别和结合的部位是启动子。
(2)原代培养产生的细胞需用胰蛋白酶处理，分散成单个细胞。
(3)检测目的基因是否转录需提取受体细胞中的RNA进行分子杂交；由图2可知 let-7基因翻译抑制则不能产生RAS蛋白，因此RAS蛋白减少，肺癌细胞的增殖就受到抑制。
答案：(1)限制性核酸内切(或限制) 启动子
(2)胰蛋白
(3)RNA RAS蛋白【命题人揭秘】
命题规律：基因工程的操作程序是基因工程部分的主要内容，其核心是表达载体的构建。基因工程是选修3中最重要的考点。考查时，多通过具体实例全面考查对基因工程操作流程的理解程度。预测该考点的命题会以基因表达载体的构建为切入点，综合考查基因工程的操作和应用。备考策略：分析近几年有关基因工程的操作程序的试题特点，不难看出经常以图形为载体，考查基因工程操作的具体过程和过程中相关概念的表达，试题考查内容较浅，记忆性的知识较多。复习时可从以下四个方面入手：
(1)对关键内容进行对比、归纳，便于理解和记忆。如目的基因的导入方法，可采用表格归纳。
(2)要熟悉四个步骤中的具体操作方法和目的。
(3)准确把握基因工程中的基本概念，如基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分。
(4)多与细胞工程、胚胎工程进行联系、对比，便于全面掌握生物工程的操作。 基因工程的概念
高考指数:★
1.(2010·新课标全国卷)下列叙述符合基因工程概念的是( )
A.B(淋巴)细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B(淋巴)细胞中的抗体基因
B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
【解析】选B。A项属于动物细胞工程的内容；C项属于微生物发酵工程的内容;D项自然状态下的噬菌体侵染细菌后的DNA整合，不是人工操作的。 基因工程的工具
高考指数:★★★
2.(2009·浙江高考)下列关于基因工程的叙述，错误的是( )
A.目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物
B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达【解析】选D。A项，基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；B项，常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；C项，人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的处理激活以后，才有生物活性;D项，载体上的抗性基因作为标记基因，其作用主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。【误区警示】根据基因工程原理，胰岛素基因可以在体外进行基因表达，合成胰岛素，但是不要忽视了胰岛素是一种真核生物的分泌蛋白，需要内质网、高尔基体等加工运输，而原核生物大肠杆菌中，缺少蛋白质加工运输的结构。3.(2012·全国新课标)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有___
_________和___________。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是___________________________。(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即__________DNA连接酶和_________DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板_________是，产物是___________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用___________技术。
(5)基因工程中除质粒外，________和_______也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_______________________
_________________________________。【解题指南】解答本题需掌握以下知识：
(1)限制性内切酶的作用和特点。
(2)DNA连接酶的种类。
(3)运载体的类型。
(4)受体细胞的选择原理。【解析】(1)当限制性内切酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制性内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
(2)为使运载体与目的基因相连，不同的限制性内切酶应该切出相同的黏性末端。
(3)DNA连接酶根据其来源的不同分为两类，一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E·coli DNA连接酶，另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4 DNA连接酶。(4)反转录是指以RNA为模板在逆转录酶的作用下合成DNA的过程，可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术叫PCR(多聚酶链式反应)。
(5)基因工程中可以作为运载体的除质粒外，还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(6)大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜，能阻止质粒(外源DNA)等物质的进入，只能通过Ca2+处理细胞，使细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)才能作为受体细胞。答案：(1)黏性末端 平末端
(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
(3)E·coli T4
(4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR
(5)噬菌体的衍生物 动植物病毒
(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱4.(2012·天津高考)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。据图回答：
(1)过程①酶作用的部位是__________键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是_________键。
(2)①②两过程利用了酶的_________特性。
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的______________________。
(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有_________
(多选)。A.分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA
B.用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C.通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位
D.将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)明确酶的作用具有专一性。
(2)知道无水乙醇提取色素时是将叶绿体中的所有色素提取出来。【解析】(1)DNA酶作用于DNA分子后，若将DNA分子切割成片段，应作用于磷酸二酯键，蛋白酶作用于蛋白质中的肽键。
(2)酶的作用特点是具有专一性。
(3)若用DNA片段构建重组质粒，需要与限制性核酸内切酶切割的识别序列进行比对，选用切割后获得的相同片段所对应的限制性核酸内切酶进行切割。
(4)RNA聚合酶特定结合启动子中RNA聚合酶结合位点。
(5)蛋白酶特定处理蛋白质，DNA分子杂交和mRNA与基因的互补都体现了碱基互补配对原则。答案：(1)磷酸二酯 肽
(2)专一性
(3)限制性核酸内切
(4)启动子(或转录起始区)
(5)A、C、D5.(2010·江苏高考)下表中列出了几种限制酶(限制性核酸内切酶)识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有_____
_______个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越___________。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是__________________________________________。
(4)与只使用EcoR Ⅰ相比较，使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒和外源DNA的优点在于可以防止______________
____________________________________________________。(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入__________酶。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了______________
____________________________________________________。
(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在________
___________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。【解题指南】解答本题的关键是明确以下三点：
(1)限制酶识别特定DNA序列、并在特定位点上进行切割；
(2)DNA连接酶是将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，不需要模板；
(3)载体的结构特点必须具备多个限制酶切割位点、复制原点、标记基因等。【解析】本题考查基因工程中限制酶的作用特点。
(1)质粒切割前是双链环状DNA分子，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图1可以看出，质粒上只含有一个SmaⅠ的切点，因此被该酶切割后，质粒变为线性双链DNA分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。
(2)由题目可知，SmaⅠ识别的DNA序列中只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，A和T之间可以形成两个氢键，所以SmaⅠ酶切位点越多，热稳定性就越高。(3)质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2可知，标记基因和外源DNA目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点，都可以被SmaⅠ破坏，故不能使用该酶剪切含有目的基因的DNA。
(4)若只使用EcoR Ⅰ，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身的连接产物，而利用BamH Ⅰ 和Hind Ⅲ剪切时，质粒和目的基因两端的黏性末端不同，用DNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。
(5)质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入DNA连接酶。(6)质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。
(7)将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖，因此可利用蔗糖作为惟一碳源的培养基培养受体细胞，含有重组质粒的细胞才能存活，不含有重组质粒的细胞因不能利用碳源而死亡，从而达到筛选目的。答案：(1)0、2 (2)高
(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因
(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
(5)DNA连接 (6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞
(7)蔗糖为惟一碳源 基因工程的原理和操作程序
高考指数:★★★★
6.(2012·江苏高考)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG 、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由______
__________________连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是__
_______末端，其产物长度为__________________。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有___________种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_______。
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)准确识别各种限制酶的切割位点。
(2)重组质粒中最少含有一种抗性基因。【解析】(1)两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连，一条脱氧核苷酸链之间的碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接。
(2)根据限制酶SmaⅠ识别的碱基序列可知，限制酶SmaⅠ切割产生的末端为平末端，在图1序列中共有2个SmaⅠ的切割位点，切割后形成3种不同长度的产物，分别为537 bp、790 bp、661 bp。
(3)图1中有SmaⅠ的两个识别序列，完全切割后产生3个不同长度的DNA片段，若虚框中的碱基被T-A替换，则产生2个DNA片段，其中1个DNA片段与上次切割的相同，因此经完全切割后共产生4种不同长度的DNA片段。(4)切割目的基因可选用限制酶BamHⅠ和限制酶MboⅠ，但限制酶MboⅠ可将质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因都破坏，而限制酶BamHⅠ只破坏抗生素A抗性基因，因此只能选用限制酶BamHⅠ；重组质粒中含有抗生素B抗性基因，因此可在含抗生素B的培养基上培养。
答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)平 537 bp、790 bp、661 bp
(3)4
(4)BamHⅠ 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接7.(2011·四川高考)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是 ( )A.过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达【解析】选B。A项，过程①通过逆转录而获得的目的基因中不含有内含子，而基因组测序测的是全部基因，不能用于基因组测序；B项，从题中可知抗冻能力增强是因蛋白中的11个氨基酸的重复序列增多，而不是抗冻基因编码区重复来使抗冻能力增强；C项，农杆菌的作用是感染番茄植株而使重组质粒进入受体细胞，不是用来筛选；D项，基因完全表达包括转录和翻译，检测翻译要用抗原—抗体杂交，不能用DNA探针技术。8.(2010·浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )
A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C.将重组DNA分子导入烟草原生质体
D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞【解析】选A。限制性核酸内切酶是用来切割获取抗除草剂基因片段，而非烟草花叶病毒的RNA，A错；DNA连接酶可以将获取的目的基因和(运)载体结合，构建基因表达载体，B正确；将获取的重组DNA分子导入到烟草受体细胞中，目的基因会在其中表达，使烟草具备抗除草剂的特性，欲筛选出抗除草剂的转基因烟草，可以将烟草放在含除草剂的培养基中培养，观察其是否能够正常生长，C、D正确。9.(2011·安徽高考)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用_________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________________和_______________之间。(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、__________________________和
_____________________________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。【解析】考查的知识点为动物细胞培养和基因工程。
(1)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，会使组织分散成单个细胞。
(2)启动子应位于目的基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，终止子应位于目的基因的尾端，它相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停止下来。
(3)PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，同时还需提供：水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、耐热的DNA聚合酶、引物。
(4)多孔的中空薄壁小玻璃珠有利于空气交换，同时增大细胞培养的表面积，有效缓解了接触抑制。答案：(1)胰蛋白(或胶原蛋白)
(2)启动子 终止子
(3)对干扰素基因特异的引物对 Taq DNA聚合酶
(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积10.(2011·海南高考)回答有关基因工程的问题：
(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生___________(相同、不同)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_____________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_________________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_________________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_________________，常用抗原—抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________________________上。
【解题指南】解答本题的三个关键点：
(1)理解基因工程工具如何构建基因表达载体。
(2)理解目的基因导入受体细胞的处理方法。
(3)理解分子水平上目的基因检测与鉴定方法。【解析】(1)限制酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端；用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒得到的两个末端是相同的。
(2)基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，采用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录，采用分子杂交技术；检测是否形成蛋白质，采用抗原-抗体杂交技术。(3)基因工程的目的是获得稳定遗传的新品种，因此要把目的基因插入到染色体的DNA分子中。对于不同的受体细胞，导入目的基因的方法不同。双子叶植物和裸子植物采用的农杆菌转化法需要将目的基因整合到农杆菌的Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌感染受体细胞将含有目的基因的T-DNA转移到受体细胞的染色体DNA上。
答案：(1)平 相同
(2)RNA聚合酶识别和结合的部位 Ca2+
分子杂交技术 蛋白质 (3)T-DNA 染色体DNA11.(2011·山东高考)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠__
______________中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为________，质粒作为________，二者需用_______________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_______________有关。
(3)子代大鼠如果____________和___________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。【解析】本题主要考查基因工程和胚胎工程技术。
(1)获取卵母细胞的途径：①从活体输卵管中采集，②从已处死的雌鼠卵巢中获取。
(2)题干中论述：利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠，所以推测目的基因为与高血压相关的基因，质粒为载体，两者必须用相同的限制性核酸内切酶切割，有相同的黏性末端，才能连接，能被限制性核酸内切酶切割，是因为具有限制性核酸内切酶的切割位点。(3)如果检测到相应蛋白质，即可在分子水平进行检测目的基因是否表达，如果检测已患高血压，即可在个体水平进行检测目的基因是否表达。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。
答案：(1)卵巢
(2)目的基因 载体 同一种限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶的切割位点
(3)检测到相应蛋白质 出现高血压
(4)体外受精12.(2009·福建高考) 转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa Ⅰ等四种限制酶切割位点。请回答： (1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶___________
_________，对__________________________进行切割。
(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有_______________________，作为标记基因。
(3)香蕉组织细胞具有____________________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的___________
_______________________________。【解析】(1)从图可看出，只有PstⅠ、EcoRⅠ两种酶能保持抗病基因结构的完整性，所以构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ两种酶，对抗病基因的DNA和质粒进行切割。
(2)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因，以此作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有全能性，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。
答案：(1)PstⅠ、EcoRⅠ 含抗病基因的DNA和质粒
(2)抗卡那霉素基因 (3)全能性 脱分化、再分化 基因工程的基本工具及比较
1.有关酶的比较 2.载体【名师点睛】
1.限制酶的应用特点
(1)在获取目的基因和切割载体时最好用同一种限制酶，以获得相同的黏性末端。
(2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接，可用不同的限制酶处理目的基因和载体。
2.载体的两点说明
(1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。
(2)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。 基因工程的基本操作程序
1.目的基因的获取方法
(1)从基因文库中获取；
(2)利用PCR技术扩增目的基因；
(3)人工合成，常用的方法是反转录法和化学合成法。 2.基因表达载体的构建
(1)目的：使目的基因在受体细胞中稳
定存在，并可以遗传给下一代，并使目
的基因能够表达和发挥作用。(2)组成
(如图) 目的基因
启动子：位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和
结合的部位，驱动基因转录出mRNA
终止子：位于基因的尾端，使转录停止
标记基因：鉴别受体细胞中是否含目的基因3.将目的基因导入受体细胞的方法4.目的基因的检测和鉴定【名师点睛】
1.基因工程操作过程中发生碱基互补配对的步骤
(1)获取目的基因和同种限制酶处理载体：得到的黏性末端碱基互补；
(2)构建基因表达载体：目的基因的黏性末端与载体的黏性末端互补；
(3)表达检测DNA-DNA、DNA-RNA杂交时，遵循碱基互补配对原则。2.原核细胞、真核细胞基因结构的异同
(1)相同点：都有编码区、非编码区，在非编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在编码区上游均有与RNA聚合酶结合的位点。
(2)不同点：原核细胞的基因结构简单，编码区连续；真核细胞的基因结构复杂，编码区间隔，不连续。
3.操作的注意问题
(1)获取目的基因时要保证其完整性。
(2)质粒的切割要保证标记基因的完整性。 基因工程的应用【名师点睛】
1.动物基因工程的目的
主要为了改善畜产品的品质，不是为了产生体型巨大的个体。
2.基因治疗的现状
目前只是处于初期的临床试验阶段，在临床上未开展、未实现这方面的治疗。
3.DNA分子探针制作
进行检测时应检测单链，即将双链DNA分子打开。4.Bt毒蛋白的杀虫原理
Bt毒蛋白基因产生Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。
5.乳腺生物反应器
提取基因产物受生物性别的限制，若能从动物尿液中提取基因产物，则不受性别限制。
6.转基因动物的获得
(1)获得转基因动物需用到基因工程技术、动物胚胎培养技术、胚胎移植技术等；
(2)获得转基因植物需用到基因工程技术和植物组织培养技术。 蛋白质工程与基因工程的比较【名师点睛】
1.蛋白质工程与基因工程的关系
蛋白质工程的过程是基因工程的逆向思维，是典型的“由果求因”。
2.目的基因有多种的原因
由某种氨基酸序列所推测出的脱氧核苷酸序列有多种，因此该法所得的目的基因有多种。【状元心得】
蛋白质工程的实质
蛋白质工程的本质是通过改造基因进而形成自然界不存在的蛋白质，所以被形象地称为第二代基因工程；与基因工程一样，都属于分子水平的操作。易错易混点1 DNA连接酶与DNA聚合酶的辨析【易错易混辨析】易错易混点2 基因、目的基因、基因文库、部分基因文库的
辨析
(1)基因是有遗传效应的DNA片段，是控制性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，基因的脱氧核苷酸序列代表遗传信息。
(2)目的基因是指基因工程操作中需要的外源基因，它是编码某种蛋白质的结构基因，如生物的抗逆性基因、抗虫基因等。
(3)基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。基因文库就相当于某种生物的基因仓库，储备着大量的同种基因，为获得大量的目的基因做准备。(4)部分基因文库：只包含了一种生物一部分基因，如以信使RNA为模板，经逆转录形成的DNA。也可根据RNA的碱基序列，推导出DNA的碱基序列进行人工合成。课件69张PPT。专题22 细胞工程 植物细胞工程
【典例1】(2010·新课标全国卷)请回答：
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的____________，繁殖种苗的速度_________。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部____________。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免____________的污染。(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗________，而与_________配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长需使用的生长调节剂是__________(脱落酸、2，4-D)。(4)将某植物试管苗培养在含不同
浓度蔗糖的培养基上一段时间后，
单株鲜重和光合作用强度的变化如
图。据图分析，随着培养基中蔗糖
浓度的增加，光合作用强度的变化
趋势是____________，单株鲜重的
变化趋势是_____________。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量________________(能、不能)满足自身最佳生长的需要。(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应_____________(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
【审题视角】解答本题需明确以下两点：
(1)熟练掌握植物组织培养的基本条件，包括培养基无菌无毒，适宜浓度的营养等；
(2)准确分析曲线，并明确衡量生长状态的标准是单株鲜重。【精讲精析】本题主要考查植物组织培养的原理、方法、培养条件的控制及有关曲线的辨析。
(1)叶肉细胞具有全能性，含有该植物的全部遗传信息，可以通过植物组织培养手段，培育成完整植株。
(2)植物组织培养过程中，必须保证操作的无菌、无毒，防止微生物污染。
(3)在微型繁殖过程中，不同阶段要使用不同激素诱导。其中，生长素可以诱导生根，与细胞分裂素混合使用，在一定浓度比例时可促进生芽，2,4-D是一类生长素类似物，具有促进愈伤组织形成的作用。(4)处于最佳生长状态下，植株的鲜重达到最大值，由光合作用强度与单株鲜重变化曲线可知，蔗糖浓度为1%时植株的生长达最佳状态。
(5)要提高试管苗的光合作用能力，应适当降低蔗糖浓度。
答案：(1)遗传特性 快 遗传信息
(2)微生物
(3)生根 细胞分裂素 2,4-D
(4)逐渐减小 先增加后下降 不能
(5)降低【命题人揭秘】
命题规律：基因工程、细胞工程在植物方面的应用最终都离不开植物组织培养技术，命题中也往往以植物组织培养为切入点考查基因工程的应用、植物细胞工程的应用、植物体细胞杂交等，在今后的高考中，此类考查仍会成为命题热点。
备考策略：植物组织培养基本知识的熟记是解答这类题目的关键，现总结如下：
(1)原理：细胞发育成个体都是植物组织细胞的全能性的体现。
(2)条件：各种条件影响植物组织培养的进程及结果。
①外植体：离体条件。②培养基：无菌无毒；适宜的营养，碳源一般为蔗糖；一定浓度的激素，一般为生长素(或类似物)和细胞分裂素。
③其他条件：脱分化需黑暗状态，不需光照；再分化需一定光照条件。
④过程：外植体→脱分化为愈伤组织→再分化为胚状体→试管苗。 生物技术手段的应用
【典例2】(2011·江苏高考)关于现代生物技术应用的叙述，错误的是
A.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B.体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体
C.植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒
D.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育
【审题视角】解答本题的关键是理解各种生物技术的原理和应用，以及各种生物技术之间的内在联系。【精讲精析】选B。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：生物工程技术在生产中有多种应用，与生产实际的联系符合高考的命题方向。考查时，常以生物技术与具体生产实例相结合的方式，以具体的动植物培养为切入点考查。
备考策略：备考时要理解各种生物技术的原理和应用的对应关系，牢记其应用的要点，现总结如下：
(1)基因工程技术：
①农业生产中培育抗逆性高的植物新品种；
②培育动物优良品种；③培育生物反应器；
④利用生物体生产药物或疫苗等。
(2)蛋白质工程：改造或创造新的蛋白质，用于制造电子元件、药物等。
(3)植物组织培养技术：
①植物繁殖新途径：微型繁殖、作物脱毒、人工种子等；
②作物新品种的培育：单倍体培育、突变体的利用；
③细胞产物的工厂化生产。
(4)动物细胞培养技术：①生物制药；②有毒物质的检测；③生理、病理、药理等方面的研究。 动物细胞工程
【典例3】(2010·福建高考)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)。其简要生产流程如图，请据图回答：(1)图中①所指的是________________技术。
(2)图中②所指的物质是___________，③所指的物质是_______
_____________。
(3)培养重组CHO 细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换_____________。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO单克隆抗体。分泌单克隆抗体的__________细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。【审题视角】解答本题的关键点如下：
(1)准确掌握生产流程图示内容。图示包括了cDNA文库的构建、PCR扩增、目的基因的筛选导入、检测和表达以及目标产物rhEPO的分离。
(2)构建cDNA文库时，利用的模板是相应的mRNA。【精讲精析】(1)获取目的基因常用的方法有从基因文库中获取、PCR技术扩增、化学合成法。由图中以核DNA为模板获得目的基因可知①为PCR技术。
(2)进行反转录的模板是mRNA。由题意可知重组CHO细胞适用于生产重组人红细胞生成素(rhEPO)，所以重组CHO细胞能够表达出重组人红细胞生成素(rhEPO)。
(3)培养动物细胞是用液体培养基，即培养液，细胞从培养液中吸收营养，并同时向培养液中排放代谢废物，当代谢废物积累时会危害细胞，因此要定期更换培养液。(4)制备单克隆抗体是让B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，然后由杂交瘤细胞来分泌抗体。
答案：(1)PCR
(2)mRNA rhEPO
(3)培养液
(4)杂交瘤【阅卷人点拨】 植物组织培养与体细胞杂交
高考指数:★★
1.(2012·广东高考)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( )
A.组织培养 B.细胞杂交
C.显微注射 D.核移植
【解题指南】解答本题的关键是：熟练掌握组织培养、细胞杂交、显微注射、核移植技术在生产上的应用。【解析】选A。草莓植株分生区细胞含病毒的量比较少甚至无病毒，可以利用植物组织培养技术培养出脱毒幼苗；细胞杂交是培育存在生殖隔离的杂种生物的技术；显微注射常用于外源基因导入动物细胞；核移植技术则用于动物的克隆培养。2.(2012·江苏高考)下列事实能体现细胞全能性的是(多选)( )
A.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
B.单细胞的DNA在体外大量扩增
C.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
D.小鼠体细胞经诱导培育成小鼠【解析】选A、D。细胞的全能性是指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。棉花根尖细胞经诱导形成幼苗和小鼠体细胞经诱导培育成小鼠都是将高度分化的细胞培育成了完整个体，因而可以体现细胞的全能性。单细胞的DNA 在体外大量扩增体现的是DNA 分子的克隆。动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体是动物细胞融合技术的应用，没有形成新个体，不符合细胞全能性的定义。3.(2010·浙江高考)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是( )【解析】选B。本题主要考查植物生命活动调节中激素产生部位和在组织培养中的应用。
(1)植物有五大类激素，其中细胞分裂素和生长素在组织培养过程中，可以调节外植体的分化和再分化。
(2)细胞分裂素和生长素分别调控着长芽和生根。
(3)题目中虽然培养基中没有植物激素，但是植物幼苗本身可以产生生长素，促进外植体生根；而细胞分裂素的产生部位在根尖，所以细胞分裂素不能产生，植物能够在一段时间后长出少量的根而没有长出新芽。4.(2009·全国卷Ⅰ)下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述，错误的是( )
A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种
B.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程
C.两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型一致
D.两个不同品种的紫茉莉杂交，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的【解析】选C。植物体细胞杂交可以用两种不同的植物体细胞通过细胞融合，经植物组织培养得到完整植株，从而可克服生殖隔离的限制；植物体细胞杂交的过程，实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。紫茉莉枝叶颜色性状的遗传是细胞质遗传，两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型应与母本一致，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的，因为受精卵中的细胞质几乎全部来自母本。 动物细胞培养和体细胞克隆技术
高考指数:★★★
5．(2010·浙江高考)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是
( )
A.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B.克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养【解题指南】本题解题的关键主要有两点：
(1)弄清动物细胞培养的条件、过程，特别是原代培养与传代培养的异同；
(2)知道恶性增殖的癌细胞的培养属传代培养，遗传物质发生变化。【解析】选D。本题主要考查细胞工程的有关知识。动物细胞培养可以分为原代培养和传代培养。原代培养到一定程度后要进行传代培养,因为细胞有接触抑制现象,当细胞相互接触时就会停止分裂，在细胞培养过程中进行有丝分裂,所以培养出来的多数细胞基因型相同。细胞在传代培养过程中,传代次数是有限的,一般在传至10～50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至完全停止，少数不死亡的细胞发生了突变,遗传物质发生改变,具有不死性,所以仍属传代培养。6.(2009·浙江高考)用动植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是( )
A.都需用CO2培养箱
B.都需用液体培养基
C.都要在无菌条件下进行
D.都可体现细胞的全能性
【解析】选C。用动植物成体的体细胞进行离体培养都必须在无菌条件下进行。用植物成体的体细胞进行离体培养获得新个体体现的是细胞的全能性，而动物体细胞离体培养主要是获得细胞的代谢产物。只有动物细胞培养需在CO2培养箱中培养。7.(2012·浙江高考)请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。
实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。(要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜)
请回答：
(1)实验思路：
①取培养瓶若干个，分组如下：_______________________。每组设置若干个重复样品。②各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入___________，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。
③重复②若干次。
④_________________________________________________。
(2)预测实验结果(用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示)：
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)注意题干中的关键词“提供的细胞具有分裂能力”。
(2)根据提供的材料“正常体细胞、癌细胞及W物质”可推知该实验需分为4组。
(3)预测实验结果时需注意关键词“促进作用”。 【解析】本题考查实验设计的有关知识，实验设计步骤时重点考查对照原则、单一变量原则。
(1)①实验思路是设置对照，从实验目的及所给实验材料可知要用不同细胞，并且要区分是否加生物制剂W，所以要设置4组。
②动物细胞培养一段时间后需要用胰蛋白酶将它们分散成单个细胞来计数。
④多次重复后要统计并分析所得数据。
(2)根据题干信息可预测4组细胞分裂由快到慢依次为D组、C组、B组、A组。用坐标图表示为：答案：(1)①A组：培养液中加入体细胞；B组：培养液中加入体细胞，加入W；C组：培养液中加入癌细胞；D组：培养液中加入癌细胞，加入W
②胰蛋白酶
④统计并分析所得数据(其他合理答案均可)(2)
(其他合理答案均可) 细胞融合与单克隆抗体
高考指数:★★
8.(2009·山东高考)人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如图：请回答：
(1)过程①代表的是____________。
(2)过程②构建A基因表达载体时，必须使用________________和_________________两种工具酶。
(3)过程③采用的实验技术是______________________，获得的X是___________________。
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的________所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行________比较；或用图中的________________________进行特异性结合检测。【解析】(1)对于少数以RNA为遗传物质的病毒，其遗传信息的传递过程有RNA的逆转录(反转录)和RNA的复制过程，图中过程①代表的是逆转录(反转录)的过程。
(2)基因工程的步骤是：目的基因的提取→构建基因表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测和表达，其中构建基因表达载体时需要限制性核酸内切酶(限制酶)来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制性核酸内切酶(限制酶)切割(运)载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过 DNA连接酶连接目的基因和(运)载体。(3)过程③是将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合的过程，获得的杂交细胞叫杂交瘤细胞，其具备了小鼠骨髓瘤细胞无限增殖的特性和B淋巴细胞产生抗体的特性，从而制备单克隆抗体。
(4)本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原，故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗；确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒，可以进行核酸序列的比对，也可以通过抗A蛋白的单克隆抗体与A蛋白能否特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在，进一步检测是否为目的RNA病毒。答案：(1)逆转录(反转录)
(2)限制性核酸内切酶(限制酶、限制性内切酶) DNA连接酶(两空可以互换)
(3)细胞融合 杂交瘤细胞
(4)A蛋白 核酸(基因)序列 抗A蛋白的单克隆抗体 植物细胞工程
1.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较脱分化再分化发育2.植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径：
①微型繁殖：
a.概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
b.特点保持优良品种的遗传特性
高效快速地实现种苗的大量繁殖②作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗。
③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(2)培育作物新品种：用植物的花药进行离体培养形成单倍体，再经人工诱导染色体加倍后筛选出需要的新品种；利用组织培养过程中出现的突变体，培育新的品种。
(3)细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分。【名师点睛】
1.生物体内细胞没有表现出全能性的原因
基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化为不同的组织、器官。
2.细胞全能性表达的难易
(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞中的细胞核具有全能性)。
(2)受精卵>生殖细胞>体细胞。(3)体细胞中：
①分化程度低的>分化程度高的；
②幼嫩的>衰老的；
③细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。
3.杂种细胞形成的标志
原生质体融合后，诱导再生出细胞壁。【状元心得】
1.植物组织培养的地位
植物组织培养是培育转基因植物、植物体细胞杂交的最后一道工序,也是单倍体育种中的重要工序。
2.植物组织培养的结果因用途而异
(1)繁殖——培育成试管苗→植株；
(2)生产人工种子——培育为胚状体；
(3)生产细胞产物——培育为愈伤组织。 动物细胞培养和动物体细胞核移植剪碎、胰蛋
白酶处理转入培
养液中胰蛋白酶处理分瓶、转入
培养液中【名师点睛】
动物细胞培养中胰蛋白酶处理及作用
动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞；第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。【状元心得】
动物细胞培养的四个条件
(1)无菌、无毒的液体环境。
(2)全面的营养——合成培养基，加血清、血浆等。
(3)适宜的温度、pH。
(4)气体环境——含5% CO2的混合气体，维持培养液的pH。 动物细胞融合与单克隆抗体制备
1.原理：细胞膜的流动性
2.诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等
3.意义：最重要的用途是制备单克隆抗体
4.应用——单克隆抗体的制备
(1)原理：一个(或一种)浆细胞(效应B细胞)只产生一种抗体，小鼠骨髓瘤细胞能够无限增殖。因此杂交瘤细胞就具备了既能无限增殖，又能大量产生单一抗体的特征。(2)过程：(3)培养方法：体内培养和体外培养。
(4)单克隆抗体的主要优点：特异性强、灵敏度高、可大量制备。【名师点睛】
1.杂交细胞的特点
具有两个(种)或多个(种)细胞的遗传特点，细胞核中含有多倍遗传物质。
2.小鼠杂交细胞的种类
B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞、B-瘤融合细胞，均为四倍体细胞。3.两次筛选的作用
(1)第一次筛选:将未融合的B淋巴细胞、未融合的瘤细胞、B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞淘汰掉，选出B-瘤融合细胞。
(2)第二次筛选：是通过抗原-抗体杂交检验，筛选出产生特异性抗体的B-瘤融合细胞，以进行大量增殖，获取单克隆抗体。易错易混点1 植物组织培养和动物细胞培养的区别【易错易混辨析】易错易混点2 正确区分细胞株和细胞系
(1)细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机”的细胞能传50代左右，形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。
(2)细胞系：细胞株传至50代以后，会出现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限传下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变，带有癌变细胞的特点。易错易混点3 不要混淆原代培养和传代培养
(1)原代培养：
可有两种表述：①细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；②第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。
(2)传代培养：
同样有两种表述：①细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；②传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。课件100张PPT。专题23 胚胎工程、生物技术的安全
性和伦理问题、生态工程 胚胎工程的综合考查
【典例1】(2012·山东高考)毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。(1)过程①中最常用的运载工具是____________，所需要的酶是限制酶和__________________。
(2)在过程②中，用____________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是_______________。
(3)在过程③中，用___________处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行__________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_______
________。在胚胎移植前，通过_________技术可获得较多胚胎。【审题视角】解答此题的关键是：
(1)了解基因工程的三种工具；
(2)了解动物细胞工程和胚胎工程中的一般技术方法和注意事项。【精讲精析】(1)过程①为基因工程的步骤之一，最常用的运载工具为质粒，在此过程中所需的酶是限制酶和DNA连接酶。
(2)过程②为动物细胞工程中的动物细胞培养，要用胰蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞；CO2的作用是维持培养液的pH。
(3)过程③为动物细胞工程中的核移植技术，用促性腺激素处理可以获得更多的卵细胞；成熟卵细胞在核移植前需要进行去核处理。
(4)重组细胞要进行早期胚胎培养，发育到桑椹胚或囊胚才能移植；通过胚胎分割技术可以获得较多的胚胎。答案：(1)质粒 DNA连接酶
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液)的pH
(3)促性腺激素(或促滤泡素，孕马血清) 去核
(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割【命题人揭秘】
命题规律：胚胎工程与生产实际联系密切，也是基因工程的重要实现手段。在考查时，常和基因工程相结合，或利用流程图呈现胚胎工程培育试管动物的过程，并对易混淆的重点问题进行考查。2013年的高考还会将这部分内容作为热点之一，通常会结合其他生物工程进行综合考查。
备考策略：本部分内容在备考时需要牢记试管动物技术的流程、原理和各个环节的处理方式，并注意以下几点：(1)对于知识细节要注意梳理归纳，如成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力；排出的卵子减数第一次分裂尚未完成，所以处于初级卵母细胞阶段，排出的卵子在输卵管内进一步成熟，当到达减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。
(2)善于记忆重点内容的结论性语言，如胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短供体本身的繁殖周期。
(3)采用对比的方法掌握试管动物技术各个环节的目的、处理的方式等。 转基因生物的安全性
【典例2】(2010·江苏高考)下列关于转基因植物的叙述正确的是
A.转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中
B.转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D.如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题【审题视角】解答本题的关键主要有两点：
(1)明确外源基因对环境的危害性会导致A选项描述的现象出现；
(2)知道转抗虫基因的植物对外界环境中其他生物的定向选择作用会导致B选项描述的昆虫的进化。【精讲精析】选A。解答本题的具体分析如下：
A项正确，油菜开花后，花粉易飘散，导入的除草剂基因易随花粉扩散到环境中。
B项错误，转抗虫基因的植物，对昆虫进行了定向选择，会导致昆虫群体抗性基因频率增加；
C项错误，因生物体共用一套遗传密码，动物的生长激素基因转入植物后可表达；
D项错误，如转基因植物的外源基因来源于自然界，可能打破原有的基因结构，或通过转基因植物散播，具有不确定性，存在一定的安全性问题。【命题人揭秘】
命题规律：转基因生物的安全性是近几年的热点话题，符合高考大纲中理论与生产生活实际相联系的思路。命题时，主要考查转基因生物安全性的三个方面，与基因工程的技术手段相联系。
备考策略：(1)通过转基因技术的原理和基因之间的相互作用关系联系，理解转基因技术的安全性存在隐患的原因：
①对基因的结构、基因之间的相互作用及基因的调控机制都了解得有限； ②转移的基因虽然是功能已知的基因，但很多是异种生物的基因；
③外源基因插入宿主基因组的位置往往是随机的。
(2)通过转基因技术的应用，推导转基因生物可能的几个方面的隐患：
①食物安全：中心思路是现有转基因食品安全理论存在漏洞；可能会对人体造成毒害。
②生物安全：中心思路是基因污染导致野生物种的改变。
③环境安全：中心思路是通过影响某些生物可能破坏生态平衡。 生态工程
【典例3】(2011·新课标全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_______________呼吸将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_____________(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_______营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_________所固定的_________能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、______
_______和__________等原理。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对_______________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。【审题视角】解答本题的关键点如下：
(1)获取“厌氧沉淀池”、“曝气池”、“兼氧池”包含的氧气条件分别为无氧、有氧、有氧无氧均有。
(2)理解第(2)问第一句的叙述中包含了所有生物。【精讲精析】本题综合考查群落和生态系统的结构、生态工程的基本原理等相关知识。
(1)在厌氧沉淀池，微生物进行无氧呼吸；在曝气池，微生物主要进行有氧呼吸；在兼氧池，微生物既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。
(2)群落是同一时间聚集在一定区域中各种生物种群的集合体，包括给定区域的所有生物。生态系统还包含生物的生活环境。植物是生产者，是第一营养级，其固定的太阳能是流经生态系统的总能量。(3)生态工程的基本原理包括物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理。
(4)修复的一定是受损或被破坏的生态系统，改善生态环境，提高生态系统的稳定性和生产力。
答案：(1)无氧和有氧
(2)群落 一 水生植物 太阳
(3)物质循环再生 物种多样性 系统学和工程学(任选2个即可)
(4)已被破坏的生态环境【阅卷人点拨】 胚胎工程
高考指数:★★★★
1.(2012·浙江高考)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是( )
A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性
D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层【解题指南】解答本题的关键应明确两点：
(1)本题考查高等哺乳动物的受精和胚胎发育。
(2)熟练掌握胚胎发育各个阶段的特点。【解析】选A。具体分析如下：2.(2012·江苏高考)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理
B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低【解析】选D。A错误，对供体和受体母牛要进行同期发情处理，但不一定是相同激素处理。B错误，受精和胚胎的早期培养可以在体内进行。C错误，对冲卵获得的早期胚胎检查合格后方可移植。D正确，胚胎分割移植中，目前仍然以二分胚胎的成功率最高。3.(2012·天津高考)下列有关干细胞的叙述，错误的是( )
A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C.组织细胞的更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程
D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病
【解题指南】解答本题的关键是明确：胚胎干细胞具有全能性，不但能增殖，而且也能分化。【解析】选B。自体干细胞不属于异物，不会引起自身的免疫排斥反应，故A选项正确；胚胎干细胞具有全能性，在体外培养可以增殖、分化，故B选项错误；组织细胞的更新包括增殖、分化和凋亡过程，故C选项正确；造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可以治疗白血病，故D选项正确。4.(2011·广东高考)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( )
①转基因 ②核移植 ③体外受精
④体细胞克隆 ⑤胚胎移植
A.①③ B.①④ C.②⑤ D.③⑤
【解析】选D。试管动物技术利用了体外受精和胚胎移植，未涉及转基因、核移植以及体细胞克隆技术。5.(2011·江苏高考)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是( )
A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术【解析】选B。A选项：体外受精是通过获能的精子和培养成熟的卵子，在获能液或专用的受精溶液中完成受精的过程。B选项：受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段就可以进行胚胎移植，所以B选项错误。C选项：培养哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐成分外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。D选项：试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精(体外受精)，并通过培养发育为早期胚胎后(早期胚胎培养)，再经移植(胚胎移植)产生后代的技术。6.(2011·浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是( )A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D.丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
【解题指南】解答本题需要注意以下几点：
(1)熟记获得卵母细胞的方式；
(2)熟记试管动物技术的基本过程与本图甲、乙、丙、丁步骤的对应。【解析】选A。A项正确，甲为从良种母山羊体内获取卵母细胞，可以注射促性腺激素使其超数排卵，进而获得较多的卵母细胞；
B项错误，乙过程的最终目的是实现体外受精，获得受精卵；为了实现这一目的，需要促进卵母细胞成熟到减数第二次分裂中期并使精子获能，而不是促进精子细胞成熟；
C项错误，乙过程的处理方式之一是使精子获能，需要获能液，丙过程为培养早期胚胎，用培养液，两者成分不同；
D项错误，丁过程属于早期胚胎移植，需将早期胚胎移植到与供体生理状态相同的代孕母羊体内，代孕母羊的性状与良种母羊是否相同对移植的成功没有影响。7.(2010·江苏高考)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β-淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β-淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是( )
A.胚胎移植技术 B.胚胎干细胞技术
C.单克隆抗体技术 D.基因治疗技术【解析】选A。胚胎移植技术是生物繁殖技术，且产生的后代遗传物质相同；胚胎干细胞技术可利用干细胞的增殖分化，提供和修复损伤的神经元；单克隆抗体技术可生产单克隆抗体，降低β-淀粉样蛋白体的含量；基因治疗技术可修复突变的基因，这样不会导致β-淀粉样蛋白体的产生和积累。8.(2010·江苏高考)下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是( )
A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B.人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D.一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例【解析】选B。对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理，目的是让它们处于相同的生理状态，由此判断A项正确；人工授精后的一定时间内，收集供体桑椹胚或囊胚期的胚胎用于胚胎分割，由此判断B项错误；利用胚胎分割技术是获得同卵双胎或多胎的生物学新技术，来自同一胚胎的后代有相同的遗传物质，由此判断C项正确；一次给受体母羊植入多个胚胎，产生多个个体，因而可增加双胞胎和多胞胎的比例，由此判断D项正确。9.(2009·江苏高考)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是( )
A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点
D.胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取【解析】选D。A选项，卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变，故细胞数目增多但有机物因逐渐消耗而减少；B选项，内细胞团是囊胚时期的，不是原肠胚时期的；C选项，胚胎干细胞具有细胞核大、核仁明显的特点；D选项，胚胎干细胞是全能干细胞，是未分化细胞。
【误区警示】误以为内细胞团在原肠胚时期存在，错选B。内细胞团是囊胚时期的囊胚腔的内侧细胞群，属于胚胎干细胞，对囊胚阶段的胚胎进行分割时，只是将内细胞团均等分割，而不是将原肠胚阶段的细胞均等分割。10．(2010·山东高考)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是____________________________________________；从良种公牛采集的精子需_________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供_________气体以维持___________________。
(3)图中过程A称为________________，它在胚胎工程中的意义在于____________________________________________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_________；获得转基因母牛后，如果___________________________，即说明目的基因已经表达。【解题指南】解答本题的关键主要有以下两个方面：
(1)熟记体外培养使卵母细胞成熟和精子获能最终完成受精是解答第(1)问的关键。
(2)明确目的基因导入受精卵的方法和判断目的基因已经表达的依据。【解析】(1)从良种母牛采集的卵母细胞，只是发育到减数第一次分裂，不具备受精能力，需进行体外培养使卵母细胞继续发育至成熟。精子存在的精液中含有能抑制精子获能的物质，只有解除这种物质的抑制，才能使精子获能。
(2)细胞培养时给予一定量的CO2，能调节培养液(基)的酸碱度，CO2溶于水呈酸性，其本身对细胞没有危害。
(3)A过程是胚胎移入受体母牛子宫的过程，叫胚胎移植。其意义在于可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)将目的基因导入动物受精卵，最常用的导入方法是显微注射技术。有相应基因产物产生，才说明目的基因已表达。人类白细胞介素是本题中目的基因的产物，只有牛奶中含有人类白细胞介素才能说明目的基因已经表达。
答案：(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力)
获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)显微注射技术 牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)11.(2009·宁夏高考)如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_____________期的内细胞团或胎儿的_________________________________中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是____________。在体外培养条件下，培养液中加入_____________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因__
_______________________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植治疗的实质是将上图的__________________移植到患者体内。(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体细胞的是成熟的_________，
其原因是______________________________。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的_______期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用___________
细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌________
_________________的杂交瘤细胞。【解析】(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,其全能性最高, 在体外培养条件下,该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞,培养液中需加入分化诱导因子。
(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
(4)骨髓是人体的造血组织,存在有造血功能的干细胞, 骨髓移植治疗的实质是将造血干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而成熟的红细胞中没有细胞核,所以不能作为供体。
(6)细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
(7)制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,多次筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞。答案：(1)囊胚 原始性腺 (2)胚胎干细胞 分化诱导
(3)选择性表达 (4)造血干细胞
(5)红细胞 成熟的红细胞中无细胞核 (6)间
(7)B淋巴 特异性抗体 生物技术的安全性和伦理问题
高考指数:★
12.(2012·江苏高考)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是( )
A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
B.转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中
C.种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物的遗传多样性
D.转基因植物的目的基因可能转入根际微生物【解析】选B。转基因植物中的目的基因有可能随花粉进入正常植株中，所以种植转基因作物应与传统农业种植区隔离，A正确。转基因作物被动物食用后,目的基因不能被动物直接吸收，所以不会进入动物的体细胞中，B错误。转基因生物的某些特殊性状，增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力，威胁生态系统中其他生物的存在，从而影响野生植物的遗传多样性，C正确。导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交，从而重组出对人类有害的病原体，D正确。13.(2010·上海高考)运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来。科学家计划在海水中大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。与矿物柴油相比，使用这种“生物柴油”的优点是
( )
①可再生 ②不显著增加碳排放
③不排放含硫废气 ④不会对生态环境造成负面影响
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④【解析】选A。转基因生物柴油来自“工程硅藻”，其成分是脂质，与矿物柴油相比，其优点是：可再生、不显著增加碳排放、不会排放含硫废气、减少环境污染；对生态环境是否造成负面影响还不确定。14.(2009·广东高考)材料：饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排出后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为目前重要的饲料添加剂之一。
(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的_______________，然后改变植酸酶的______________，从而得到新的植酸酶。(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是_____________。请简述获得转基因植株的完整过程：_____________________
_____________________________________________________。
(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过__________法转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过______________方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？【解析】转基因技术有四个基本步骤，常采用农杆菌转化法，因为农杆菌容易侵染植物细胞，重组质粒被导入受体细胞时，常用到显微注射法，而胚胎分割移植能快速繁育优良种畜，基因工程能够使个体表现出人们所需要的性状，减少环境中磷的污染，但可能会随个体的杂交扩散到环境中，造成基因污染。
答案：(1)空间结构 氨基酸序列
(2)农杆菌转化法 外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定
(3)显微注射 胚胎分割移植
(4)减少环境中磷的污染，但该基因可能扩散到环境中。 生态工程
高考指数:★★
15.(2009·山东高考)利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解。由此推知，该反应器( )
A.能够实现物质循环
B.主要处理有机污染
C.可看做一个小型生态系统
D.存在能量输入、传递、转化和散失【解析】选B。解答本题的关键在于抓住题目中污染物的分解是在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解，故而肯定是菌种进行有氧呼吸而分解有机物。本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种，不满足生态系统(生物群落及其无机环境)的概念范畴，更谈不上生态系统功能中的物质循环和能量流动。16.(2009·广东高考)为加强水体治理，珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。
(1)当污染物随水流进入该湿地时，湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。(2)一段时间后，湿地中出现了轮虫等浮游动物，可控制绿藻等浮游植物的增殖；管理员还放养了一些鱼和鸭，为城市增添自然气息。请写出可能存在的食物链(两条)。
(3)如果含有重金属的工业废水进入该系统，请根据生态学基本原理，指出可能产生哪些负面影响。【解析】(1)虚线框内有无机碳、有机碳、好氧细菌和藻类植物四种成分，应利用细菌和植物在生态系统中的作用来完善碳转化途径：细菌在生态系统中作为分解者，可通过呼吸作用将可溶性有机碳分解成无机碳，而无机碳又可以被藻类植物吸收，用于进行光合作用，同时藻类进行呼吸作用又可以产生无机碳。(2)根据生物之间的捕食关系可以写出多条食物链，写食物链时应注意第一营养级是生产者。(3)重金属往往会影响动、植物细胞的代谢，有一定的毒害作用，并且无法降解，因此进入食物链后会通过富集作用在人体内积累，危害人体健康。答案：(1)如图：
(2)绿藻→轮虫→鱼，黑藻→鱼→鸭。
(3)重金属进入食物链，危害人体健康，重金属无法降解，易发生二次污染。 胚胎工程的理论基础和胚胎工程
1.胚胎工程的理论基础
(1)精子、卵子(卵细胞)发生的比较：(2)
受
精
作
用 概念：精子和卵子(卵细胞)结合形成合子(即受精卵)的过程场所：输卵管中过
程 准备阶段 精子获能：在雌性动物生殖道内获能
卵子(卵细胞)的准备：当达到减数第二次分裂中期时才具备受精能力受精阶段 精子穿越放射冠(顶体反应)
↓
精子穿越透明带(防止多精入卵的第一道屏障：透明带反应)
↓
精子进入卵黄膜(防止多精入卵的第二道屏障：卵黄膜封闭作用)
↓
原核形成，配子结合成受精卵(3)胚胎发育的过程：2.胚胎工程
(1)试管动物生产流程：(2)胚胎移植的培育流程：
①以牛胚胎移植为例：对供、受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理超数排卵的母牛与优良公牛进行配种或人工授精胚胎的收集(冲卵)对胚胎进行质量检查。这时的胚胎处于桑椹胚或囊胚阶段，
并培养或保存 胚胎的移植对受体母牛进行是否妊娠的检查受体母牛产下胚胎移植的犊牛②生理基础：
a.动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
b.早期胚胎处于游离状态。
c.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
d.供体胚胎的遗传性状在孕育过程中不受受体环境影响。(3)胚胎分割：
①概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
②技术关键：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，操作时内细胞团要均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)胚胎干细胞(ES或EK细胞)：
①来源：是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。②特点具有胚胎细胞的特性形态：体积小、细胞核大、核仁明显
功能：具有发育的全能性在体外培养条件下可以增殖而不分化
对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造③应用治疗人类的某些顽症
培育移植用的人造组织器官
研究体外细胞分化的理想材料【名师点睛】
1.原始生殖细胞的分裂
原始生殖细胞既可以通过有丝分裂增殖产生更多原始生殖细胞；也可进行减数分裂产生生殖细胞。
2.卵子(卵细胞)受精的条件
动物排出的卵子(卵细胞)并未成熟，且成熟程度因动物种类不同而异。只有达到减数第二次分裂中期的卵子(卵细胞)，才具备与精子受精的能力。3.胚胎分割可以看做动物无性繁殖
胚胎分割的起点是早期胚胎，分割后借助胚胎移植技术产生遗传物质完全相同的后代，是一种无性繁殖的方式，因此，也属于动物克隆的一种方法。
4.与受精作用有关的分析
(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。
(2)受精标志是在透明带和卵黄膜的间隙观察到两个极体；而受精完成的标志为雌雄原核的融合。5.与试管动物、胚胎移植、克隆技术有关的分析
(1)试管动物技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。
(2)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成的或是由胚胎分割形成的。
(3)克隆技术为无性生殖，产生的新个体的性状、性别均与供体动物相同。【状元心得】
1.胚胎移植中的“两次”
(1)两次使用促性腺激素：第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。
(2)两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
2.关于胚胎移植的三点说明
(1)产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，与受体牛没有关系。(2)冲卵是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子(卵细胞)。
(3)胚胎移植、胚胎分割、核移植都以动物细胞培养技术为基础；胚胎移植是胚胎工程技术的最后环节。 生物技术的安全性和伦理问题
1.转基因生物的安全性转基因成果基因工程制药
转基因家畜、家禽优良品种的培育
生物反应器——生产细胞产品
转基因抗性作物的培育等安全性问题食物安全：滞后效应、过敏原、营养成分改变
生物安全：对生物多样性的影响
环境安全：对生态系统稳定性和人类生活环境的影响理性看待转基因技术需要正确的社会舆论导向
社会的监督
制定符合本国利益的政策和法规2.生物技术的伦理问题
(1)几种生物技术的伦理观点：观点技术名称(2)克隆人：
①过程：②分类：类型项目③态度：
中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。
(3)基因检测：
①概念：指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子进行检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因的情况的一种技术。
②争论焦点：
a.基因检测能否达到预防疾病的目的。
b.是否引起基因歧视及其他危害。3.生物武器对人类的威胁
(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等。
(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
(4)《禁止生物武器公约》及中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。【名师点睛】
1.生物安全
(1)生物安全是指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国转移可能会对生物多样性、生态环境和人体健康构成潜在的风险与威胁。
(2)转基因生物及其产品的安全性主要包括三个方面：
①导入的外源基因及其产物对受体生物是否有不利影响；
②有关转基因生物释放或使用带来的生态学上的安全性；
③转基因生物在食品、饲料和其他消费领域的安全性。
2.克隆技术存在的问题
成功率低，克隆动物存在健康问题。 生态工程
1.生态工程的概念
指人类应用自然生态系统、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计和调控技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，追求生态、经济、社会效益的统一，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。2.生态工程的原理 【名师点睛】
1.生态经济的优点
生态经济实现了原料-产品-原料-产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。具有少消耗、高效率、可持续的特点。
2.生态工程的三点说明
(1)生态工程建设的基本过程包括拟定目标与实施调查、系统分析、可行性评价与决策和技术设计等，其中技术设计是生态工程建设的核心环节。(2)建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。
(3)生态系统自我调节能力是有限的，不能因为有了生态工程就可以先污染破坏再治理。 易错易混点1 动物胚胎发育过程与胚胎工程理论基础中多个
易错概念
(1)关于精子和卵子的发生及受精作用：
①排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出；刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。
②成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后方才具备受精能力。 【易错易混辨析】③精卵细胞的结合是在输卵管内进行的；卵子的减数第二次分裂完成的场所也是输卵管。
④进行体外受精时，从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成减数第一次分裂，应在体外人工模拟输卵管环境中进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
(2)有关胚胎发育：
①桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。
②桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。③个体发育过程中在囊胚阶段已初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞。
易错易混点2 几组容易混淆的概念
(1)试管动物与克隆动物：类型项目(2)试管婴儿与设计试管婴儿：
①试管婴儿是指通过体外受精和胚胎移植技术而产生的婴儿。其目的是解决不孕夫妇的生育问题。
②设计试管婴儿是对体外受精获得的胚胎在移植前进行遗传学诊断，以筛选出符合特定要求的胚胎。
(3)基因诊断、基因治疗和基因检测：
①基因诊断和基因治疗主要针对患有遗传性疾病的个体，通过基因诊断以检测出其致病基因，通过导入正常基因以达到治疗疾病的目的。②基因检测主要是指对人体基因进行筛检，以确定人体是否含有致病基因，虽然在疾病发生的预防和治疗上有作用，但可能引起“基因歧视”和“基因垄断”。课件154张PPT。专题2 细胞的基本结构和物质出入
细胞的方式 细胞器的结构和功能
【典例1】(2011·江苏高考)关于人体细胞结构和功能的叙述，正确的是
A.在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息
B.核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所
C.线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜
D.高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关
【审题视角】解答本题的关键是明确线粒体内膜是有(需)氧呼吸第三阶段进行的场所，含有大量与有(需)氧呼吸有关的酶，外膜没有酶的分布。【精讲精析】选C。A项，遗传信息的传递包括遗传信息从亲代传到子代和遗传信息由DNA传到RNA的过程，前者通过DNA复制实现，后者通过转录实现，这两个过程均发生在细胞核内；而遗传信息的表达包括转录和翻译两个过程，翻译发生在细胞质中。
B项，核糖体是合成蛋白质的场所，而蛋白质的加工主要在内质网和高尔基体中进行。
C项，线粒体内膜向内折叠形成嵴，嵴上含有大量与有(需)氧呼吸有关的酶，因此内膜上蛋白质和脂质的比值大于外膜。
D项，高尔基体与植物细胞有丝分裂中细胞壁的形成有关。【命题人揭秘】
命题规律：该考点中细胞器之间的分工与合作一直是高考命题的热点，试题多以选择题形式考查。通过提供图表或文字材料分析推理细胞结构功能的题目在近几年增多，此类问题也可以非选择题形式呈现。
备考策略：(1)采用列表对比的方法准确掌握各种细胞器的分布及其分布特点、结构特点和功能。
(2)细胞内各种细胞器的功能是通过代谢体现出来的，因此复习这部分内容时，一定要与细胞代谢相联系。 细胞膜等生物膜的结构和功能
【典例2】(2012·广东高考)有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是
A.膜载体蛋白的合成不需要ATP
B.葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白
C.线粒体外膜与内膜的主要功能不同
D.变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同
【审题视角】解答本题的关键是：
(1)明确生物膜的化学成分和结构模型。
(2)生物膜上蛋白质的种类和数量与膜的功能有密切关系。【精讲精析】选C。任何蛋白质的合成都需要消耗ATP；葡萄糖的跨膜运输方式为主动运输或协助扩散，都需要载体蛋白的参与；组成线粒体外膜和内膜的蛋白质种类和数量不同，主要功能也不同；几乎所有的生物膜的基本组成成分都是蛋白质和磷脂。【命题人揭秘】
命题规律：细胞膜的成分、结构特点和功能的关系一直是高考的热点。通常结合“生物膜流动镶嵌模型”考查生物膜的成分、结构和功能特点，仍将是高考命题的热点。备考策略：(1)正确理解细胞膜的化学组成、结构与功能的关系及其特点。解答该类题目往往结合具体的图解判断图中各组成部分的名称，并分析其结构特点和功能特点(流动性和选择透过性)。
(2)要了解并会分析一些能反映生物膜结构特点的实验，如能反映生物膜具有流动性的实例还有：①质壁分离和复原实验；②变形虫捕食和运动时伪足的形成；③白细胞吞噬细菌；④细胞的胞吞(内吞)与胞吐(外排)作用；⑤受精时细胞的融合过程；⑥动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；⑦细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)。 细胞核的结构和功能
【典例3】(2011·江苏高考)核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。如图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述正确的是A.亲核蛋白进入细胞核由头部决定
B.亲核蛋白进入细胞核不需要载体
C.亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量
D.亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
【审题视角】解答本题的关键需明确以下两点：
(1)
(2)核孔具有选择透过(通透)性。【精讲精析】选C。由图示可知，放射性亲核蛋白和放射性尾部均能从细胞质通过核孔进入细胞核中，而放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中，可见亲核蛋白进入细胞核是由放射性尾部决定的，故A错误。亲核蛋白等大分子物质通过核孔需要载体(蛋白)的协助并消耗能量，而葡萄糖进入红细胞的方式为协助(易化)扩散，即需载体(蛋白)协助但不消耗能量，故B、D两项均错误。【命题人揭秘】
命题规律：细胞核的结构与功能及相关实验设计分析是细胞核知识考查的重点。考查时通常会结合实例进行，如蝾螈、伞藻的处理等，一般以选择题的形式体现。
备考策略：(1)深入理解核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建。
(2)正确理解核膜和核孔在物质出入细胞核中的作用。
(3)结合结构与功能相统一的观点，合理解释核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多、核仁较大。 原核生物、真核生物、病毒等
高考指数:★★★★
1.(2012·重庆高考)下列细胞亚显微结构示意图，正确的是( )【解析】选D。具体分析如下：2.(2012·江苏高考)下列关于真核细胞结构的叙述，错误的是
( )
A.细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应
B.线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所
C.由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构
D.高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所
【解题指南】解答本题的关键是知道细胞结构中各种细胞器的功能。【解析】选D。A正确，如有叶绿体的细胞可以进行光合作用，因此细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应。B正确，线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。C正确，核糖体是由rRNA 和蛋白质组成的，具有特定空间结构。D错误，蛋白质的合成场所是核糖体，高尔基体是细胞内蛋白质加工和包装的场所。3.(2011·山东高考)下列关于原核生物和真核生物的叙述，正确的是( )
A.原核生物细胞无线粒体，不能进行有(需)氧呼吸
B.真核生物细胞只进行有丝分裂，原核生物细胞只进行无丝分裂
C.真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质
D.真核生物细胞具有细胞膜系统(生物膜系统)，有利于细胞代谢有序进行【解析】选D。A项，有些原核生物细胞虽无线粒体，但有有氧呼吸酶，可以进行有氧呼吸，如好氧细菌。B项，真核生物细胞主要进行有丝分裂，个别真核生物细胞也可以进行无丝分裂，如蛙的红细胞，原核生物细胞为二分裂。C项，真核生物和原核生物的遗传物质均为DNA，部分病毒以RNA为遗传物质。D项，真核生物细胞具有生物膜系统，将细胞划分为不同区域，有利于细胞代谢有序进行。
【误区警示】真核细胞进行有氧呼吸，一定含有线粒体，进行光合作用一定含叶绿体。而原核生物的有氧呼吸和光合作用都发生在细胞质，一定没有线粒体和叶绿体的参与。4.(2010·北京高考)下列对生物细胞代谢活动的描述，不正确的是( )
A.大肠杆菌在拟核区转录信使RNA
B.乳酸(杆)菌在细胞质基质(细胞溶胶)中产生乳酸
C.衣藻进行光合作用的场所是叶绿体
D.酵母菌的高尔基体负责合成蛋白质【解析】选D。大肠杆菌属于原核生物，没有真正的细胞核，在拟核区进行DNA转录，合成mRNA，所以A项正确。乳酸(杆)菌进行无(厌)氧呼吸，在细胞质基质(细胞溶胶)中产生乳酸，所以B项正确。衣藻属于藻类植物，是真核生物，进行光合作用的场所是叶绿体，所以C项正确。核糖体是“生产蛋白质的机器”，负责蛋白质的合成，而高尔基体负责蛋白质的再修饰加工、包装运输，所以D项错误。 细胞膜和生物膜的结构和功能
高考指数:★★★★★
5.(2012·北京高考)细胞中不能合成ATP的部位是( )
A.线粒体的内膜
B.叶绿体中进行光反应的膜结构
C.内质网的膜
D.蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构【解析】选C。具体分析如下：6.(2011·海南高考)关于动物细胞膜的叙述，错误的是( )
A．细胞膜含有糖脂和糖蛋白
B．细胞融合与细胞膜的流动性有关
C．ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量
D．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的【解析】选C。A项,细胞膜的成分有蛋白质、糖链、磷脂分子，糖链与蛋白质构成糖蛋白，与脂质构成糖脂;B项,细胞融合体现细胞膜的流动性，除此之外还有吞噬细胞的吞噬作用、蛋白质的分泌等;C项,CO2跨膜方式为自由扩散(简单扩散)，不需要消耗能量;D项,依据细胞膜的流动镶嵌模型，细胞膜上的分子是运动的。7.(2010·山东高考)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(需)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】选A。生物膜的结构大都是磷脂双分子层做支架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质的结构不同，功能具有多样性，数量也可能不同，这是导致不同的生物膜具有特定功能的原因，所以A项正确。脂肪不参与细胞膜的构成，构成膜的脂质主要是磷脂，所以B项错误。有(需)氧呼吸包括三个阶段：第一阶段ATP的产生是在细胞质基质(细胞溶胶)中，第二阶段ATP的产生是在线粒体基质中，第三阶段ATP的产生是在线粒体内膜上；而光合作用只有光反应阶段在类囊体薄膜上产生ATP，所以C项错误。核糖体、内质网、高尔基体都参与蛋白质的合成与运输，但核糖体不具膜结构，所以D项错误。8.(2010·福建高考)下列有关造血干细胞中物质运输的途径，可能存在的是( )
A.吸收的葡萄糖：细胞膜→细胞质基质→线粒体
B.合成的细胞膜蛋白：高尔基体→核糖体→细胞膜
C.转录的mRNA：细胞核→细胞质基质→高尔基体
D.合成的DNA聚合酶：核糖体→细胞质基质→细胞核【解析】选D。本题以造血干细胞中物质运输的途径为材料，主要考查细胞中葡萄糖、蛋白质、核酸等各种物质的合成和运输途径以及细胞器之间的协调配合。A项错，细胞吸收的葡萄糖通过跨膜运输进入细胞质基质，然后在细胞质基质中被分解成丙酮酸，葡萄糖不可能进入线粒体；B项错，细胞膜蛋白由核糖体合成，而非高尔基体；C项错，mRNA是在细胞核中由DNA转录而成的，然后通过核孔进入细胞质基质与核糖体结合参与翻译过程，不会运输至高尔基体；D项正确，DNA聚合酶属于胞内酶，由核糖体合成后即存在于细胞质基质中，然后通过核孔进入细胞核参与DNA复制。9.(2010·安徽高考)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蛋白
B.细胞膜上的受体是细胞间信息交流的必需结构
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】选A。葡萄糖通过主动运输(主动转运)方式进入肌细胞，需要细胞膜上载体蛋白的协助，所以A项正确。根据存在部位可将受体分为细胞内受体和细胞表面受体。胰岛素等亲水类信号分子不能进入细胞内，其受体在细胞膜上，故在这类细胞间信息的交流中细胞膜上的受体是必需的结构；有些小的亲脂性信号分子，可通过扩散直接透过细胞膜，与靶细胞内细胞质或细胞核内受体结合而发生作用，这类细胞间信息交流则不需通过细胞膜上的受体，所以B项错误。线粒体内膜上不是只分布着合成ATP的酶，还分布着呼吸酶，所以C项错误。核孔具有选择透过性,允许一部分大分子物质透过，如RNA只能通过核孔，从细胞核到细胞质中，但不能从细胞质通过核孔进入细胞核，所以D项错误。 细胞器的结构和功能
高考指数:★★★★★
10.(2012·全国卷)下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是
( )
A.线粒体和叶绿体均含有少量的DNA
B.叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP
C.细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体
D.线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同【解析】选A。线粒体和叶绿体是半自主复制的细胞器，在其基质中均含有少量的DNA，故A正确。叶绿体只有在光下才能进行光反应合成ATP，叶绿体中进行的暗反应消耗ATP，故B错误。细胞生命活动所需的ATP主要来自线粒体，但是有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸的整个过程都发生在细胞质基质中，所以细胞质基质中也可以产生ATP为细胞生命活动供能，故C错误。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，而叶绿体是进行光合作用的场所，因此线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类不相同，故D错误。11.(2011·安徽高考)AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子。人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经加工修饰的结果。加工修饰的场所是( )
A.内质网和高尔基体 B.高尔基体和溶酶体
C.内质网和核糖体 D.溶酶体和核糖体
【解析】选A。人体血清白蛋白是一种分泌蛋白，分泌蛋白最初在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，然后内质网形成囊泡，包裹着要运输的蛋白质到达高尔基体，高尔基体对蛋白质做进一步的加工修饰，最后分泌到细胞外。12.(2011·福建高考)下列关于人体细胞代谢场所的叙述，正确的是( )
A.乳酸产生的场所是线粒体
B.雌激素合成的场所是核糖体
C.血红蛋白合成的场所是高尔基体
D.胰岛素基因转录的场所是细胞核
【解析】选D。A项，乳酸为无氧呼吸产物，在细胞质基质中产生；B项，雌激素的本质是脂质不是蛋白质，不在核糖体上合成；C项，血红蛋白为蛋白质，在核糖体上合成；D项，转录主要发生在细胞核。13.(2011·广东高考)小陈在观察成熟叶肉细胞的亚显微结构照片后得出如下结论，不正确的是( )
A.叶绿体和线粒体都有双层膜
B.核糖体附着在高尔基体上
C.内质网膜与核膜相连
D.液泡是最大的细胞器
【解析】选B。A项，成熟叶肉细胞内含有叶绿体和线粒体，并且这两种细胞器都有双层膜。B项，核糖体附着在内质网上而非高尔基体上。C项，内质网膜外连细胞膜，内连核膜，是一种管腔结构。D项，成熟的植物细胞具有中央大液泡，比其他细胞器的体积大。14.(2011·北京高考)下列与细胞内物质运输有关的叙述，正确的是( )
A.叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核
B.氢离子可以通过扩散作用进入液泡内
C.溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入
D.内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中【解析】选D。A项，叶绿体中的ATP是在光反应阶段产生的，这些ATP给暗(碳)反应供能，暗(碳)反应合成有机物。B项，离子的跨膜运输属于主动运输(主动转运)，氢离子不能通过扩散作用进入液泡内；C项，溶酶体可看做由高尔基体形成的囊泡形成的，其内的酶并不是由内质网形成的囊泡运入。D项，细胞内的膜系统在必要时可以相互转化，如内质网在运输分泌蛋白时可以形成囊泡与高尔基体膜融合，然后高尔基体膜可以再形成囊泡运输分泌蛋白到达细胞膜，与细胞膜融合，通过这个过程内质网的膜结构成分就可以间接转移到细胞膜中。15.(2010·全国卷Ⅱ)下列关于高尔基体的叙述，错误的是( )
A.高尔基体膜具有流动性
B.抗体从合成到分泌不经过高尔基体
C.高尔基体膜主要由磷脂和蛋白质构成
D.高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能
【解析】选B。高尔基体是具有单层膜结构的细胞器，膜的结构成分与细胞膜类似。高尔基体膜主要由磷脂双分子层和蛋白质构成,在结构上具有一定的流动性；高尔基体与细胞分泌物的形成有关，抗体是一种分泌蛋白，从合成到分泌的过程需经过高尔基体的加工。16.(2010·江苏高考)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A。mRNA合成在核内，mRNA和核糖体结合在细胞质中，所以mRNA合成时不会和核糖体结合，所以A项错误。高尔基体与分泌蛋白的加工与分泌有关，产生分泌蛋白多的细胞中高尔基体的数量就多。唾液腺细胞的唾液淀粉酶属分泌蛋白，胰腺细胞产生的消化酶也属分泌蛋白，故在唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多，所以B项正确。大分子物质，如 mRNA、酶等，不能经过核膜进出细胞核，而从核孔进出，所以C项正确。小肠绒毛上皮细胞吸收和转运营养物质作用的部位在细胞两端，而线粒体为主动运输(主动转运)提供能量，故其应集中分布于细胞两端，所以D项正确。17.(2010·山东高考)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(细胞溶胶)中的H+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】选D。水解酶属蛋白质，由核糖体合成，所以A项正确。溶酶体执行功能过程大致如下：细胞膜包裹被吞噬对象进入细胞形成吞噬体，然后溶酶体与吞噬体结合形成吞噬溶酶体，在吞噬溶酶体内水解酶将异物分解。由以上叙述可知：溶酶体执行功能时，由于和细胞膜(部分)融合而使其膜组分更新，所以B项正确。H+与H2O的运输方式不同，H2O的运输方式是自由扩散(简单扩散)，H+的运输则是借助溶酶体膜上镶嵌的质子泵，利用ATP水解释放的能量将H+泵入溶酶体内的，所以C项正确。细胞凋亡就是正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构有分解作用的例证，所以D项错误。 细胞核的结构和功能
高考指数:★
18.(2009·山东高考)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
【解题指南】注意“核孔数目与细胞类型和代谢水平有关”，所以代谢越旺盛，核孔数目越多。【解析】选D。此题利用题目中的“核孔数目与细胞类型和代谢水平有关”的信息，间接考查了选项中各细胞的类型和代谢水平的差异，难度中等。解答本题利用的知识：比较各细胞的代谢水平；代谢越旺盛，则核孔的数目越多。胰岛细胞、效应B细胞(浆细胞)分别分泌胰岛素(或胰高血糖素)和抗体，代谢旺盛；造血干细胞的分裂能力很强，代谢旺盛；口腔上皮细胞为高度分化的细胞，代谢较弱，故口腔上皮细胞的核孔数目最少。 物质进出细胞的方式
高考指数:★★★★★
19.(2012·浙江高考)人体肝细胞内CO2分压和K+浓度高于细胞外，而O2分压和Na+浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是( )
A.CO2 B.O2 C.K+ D.Na+【解析】选C。具体分析如下：20．(2012·安徽高考)蛙的神经元内、外Na+浓度分别是
15 mmol/L和120 mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞，膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。下列判断正确的是( )
A．Na+流入是被动运输，排出是主动运输
B．Na+流入是主动运输，排出是被动运输
C．Na+流入和排出都是被动运输
D．Na+流入和排出都是主动运输【解析】选A。神经元上动作电位产生时，细胞膜上的Na+通道打开，膜外的Na+顺浓度梯度进入膜内，造成电位逆转，此过程没有消耗能量，为被动运输。而恢复静息电位时，Na+经钠-钾泵排出，逆浓度梯度运输，需要消耗能量，为主动运输。21.(2011·新课标全国卷)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少，此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是( )
A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输【解析】选C。甲组置于完全营养液中，与细胞等渗，水分进出细胞达到动态平衡；乙组置于蒸馏水中，细胞从外界吸水膨胀。再将它们置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞都失水，乙组渗出的水分比甲组多，水分进出细胞的方式为被动运输(被动转运)。22.(2010·山东高考)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】选C。由图可知，曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散(简单扩散或单纯扩散)的跨(穿)膜运输方式；
曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度呈正相关，而超过一定的范围，物质的转运速率与被转运分子的浓度无关，这时主要受细胞膜上载体蛋白数量的限制，因此曲线b表示的是主动运输(主动转运)或协助扩散(易化扩散)的跨(穿)膜运输方式。A选项错误，脂溶性小分子物质以自由扩散(简单扩散或单纯扩散)的方式进出细胞；
B选项错误，方式a表示的是自由扩散(简单扩散或单纯扩散)，不需要载体蛋白参与；
C选项正确，方式b的最大转运速率与载体蛋白的数量有关；
D选项错误，抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响，而对方式a的转运速率无影响。
【误区警示】受载体蛋白限制的运输并不是只有主动运输，协助扩散也有载体的参与。23.(2010·上海高考)如图表示一种物质的跨(穿)膜运输方式，下列叙述中正确的是( )
A.该膜中载体蛋白也能运输蔗糖
B.碘以该方式进入海带细胞
C.该方式不会出现饱和现象
D.该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时【解题指南】解答本题可按以下思路分析：
(1)明确物质出入细胞的各种方式及影响因素；
(2)根据模式图给予的信息判断物质出入细胞的方式；
(3)明确葡萄糖、蔗糖和碘进入细胞的方式。【解析】选D。解答本题的具体分析如下，A项错误，跨(穿)膜运输中的载体蛋白具有专一性，运输葡萄糖的载体蛋白不能运输蔗糖；B项错误，碘进入细胞的方式为主动运输(主动转运)而不是协助扩散(易化扩散)；C项错误，由于膜上运输相应物质的载体蛋白数量是有限的，所以协助扩散(易化扩散)和主动运输(主动转运)过程均存在一个最大运输速率；D项正确，据图可知，葡萄糖进入细胞需要载体蛋白，而不需要能量，故该跨膜运输方式为协助扩散(易化扩散)，只能从高浓度区运输到低浓度区。24.(2010·天津高考)下列关于物质跨(穿)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(穿)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【解析】选B。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，这种方式叫做主动运输，A项正确。在静息状态下，Na+、K+仍然进行着主动运输方式的跨(穿)膜运输等生理活动，需要能量供给。葡萄糖的分解是动物细胞能量供给的主要方式，所以，在静息状态下，神经细胞仍需进行葡萄糖的跨(穿)膜运输，B项错误。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，C项正确。抗体属分泌蛋白，其分泌过程是：在核糖体上合成→内质网中加工→囊泡→高尔基体内再加工、包装→囊泡→与细胞膜结合→分泌蛋白释放到细胞外，与细胞膜融合的囊泡膜，成为细胞膜的一部分，D项正确。25.(2011·海南高考)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。如图为肾小管壁及相关结构示意图。回答问题：
(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度_______(高于、低于、等于)组织液中的。
(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是______
_______，需要__________的参与。
(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是_________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_________
___________________________________________________。【解析】(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输进入组织液，因此肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液中的浓度。
(2)原尿中的葡萄糖浓度低于肾小管上皮细胞中的浓度，葡萄糖从原尿进入肾小管上皮细胞是逆浓度运输，因此是主动运输，主动运输需要能量和载体的参与。
(3)水分进出细胞的方式为自由扩散，细胞吸水的方式为渗透吸水，吸水能力与细胞和外界溶液之间的浓度差有关，浓度差越大吸水能力越强。答案：(1)高于 (2)主动运输 载体和能量
(3)渗透作用 原尿中含有葡萄糖，使原尿的渗透压增大，肾小管对水分的重吸收能力降低，从而使尿量增加【实验探究体验】
26.(2011·天津高考)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果如图，下列叙述错误的是( )
A.图中L是细胞壁，M是液泡，N是
细胞质
B.将视野中的细胞浸润在清水中，
原生质体会逐渐复原
C.实验说明细胞膜与细胞壁在物
质透过性上存在显著差异
D.洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料【解析】选A。A项，细胞发生质壁分离后，L是细胞壁、M是液泡、N是细胞壁与原生质体之间的空间，内部充满蔗糖溶液；B项，将发生质壁分离的植物细胞放入清水中，细胞液浓度大于清水，细胞吸水，质壁分离会逐渐复原；C项，根据图示细胞壁与细胞膜的位置关系及它们之间空隙里填充的蔗糖溶液可知：细胞壁与细胞膜在物质透过性上存在显著差异；D项，洋葱根尖分生区细胞没有大液泡，细胞质壁分离现象不明显。27.(2011·江苏高考)将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象是( )
A.菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体
B.花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒
C.人口腔上皮细胞中线粒体数目较多
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见【解析】选A。A项，菠菜叶片下表皮保卫细胞中有叶绿体，因本身有颜色，且大小在光学显微镜的分辨范围内，故可观察到。B项，花生子叶细胞需经苏丹Ⅲ染色，在高倍镜下观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒才清晰可见。C项，人口腔上皮细胞需要健那绿(詹纳斯绿B)染色后观察线粒体。D项，紫色洋葱鳞片叶外表皮影响实验效果的观察。28.(2011·新课标全国卷)将人的红细胞放入4 ℃ 蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
【解析】选C。A项,红细胞膜主要以磷脂为基本骨架，因此不具有水溶性，而是脂溶性。B项,红细胞是动物细胞没有液泡。C项，红细胞从外界吸水膨胀，使红细胞破裂。D项，低温时细胞膜的流动性减小，不是增大。29.(2010·新课标全国卷)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】选C。观察质壁分离应选用具有大液泡的成熟植物细胞；观察细胞中的RNA和脂肪需要进行染色处理，因此应选浅色或近白色的组织或细胞。选项所列材料分析如下：
从表中分析观察质壁分离所用的材料应是紫色洋葱，观察脂肪所用的材料应是花生子叶，只有C项符合。30.(2010·上海高考)如图为显微镜下某植物细胞在30% 蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是( )
A.若将细胞置于清水中，A仍保持不变
B.若该细胞处于40% 蔗糖溶液中，B/A
值将变小
C.B/A值能表示细胞失水的程度
D.A、B分别表示细胞和液泡的长度【解析】选D。植物细胞在30%的蔗糖溶液中已经发生质壁分离，用B表示原生质体的长度，A表示细胞长度，质壁分离过程中，原生质体逐渐变小，细胞壁伸缩有限，A长度基本不变，B/A值能体现质壁分离程度；将其放入清水中将发生质壁分离复原，但细胞长度A基本不变；若将该细胞放入40%的蔗糖溶液中，质壁分离更加明显，B/A值将变小。 原核细胞、真核细胞和病毒的比较【名师点睛】
1.原核细胞和真核细胞的共性
(1)具有细胞膜；
(2)具有DNA和RNA;
(3)具有核糖体；
(4)具有一分为二的分裂方式。
2.特殊的生物——病毒
病毒既不属于真核生物，也不属于原核生物。其无细胞结构，但其生命活动离不开活细胞。【状元心得】
“两看法”——判断真核生物与原核生物
(1)一看有无真正的细胞核，有则是真核生物，无则是原核生物；
(2)再看细胞器种类，只有核糖体的为原核生物，细胞器种类多的则是真核生物。 使用高倍显微镜观察细胞
1.光学显微镜构造2.光学显微镜使用程序
取镜→安放→对光→放置装片→使镜筒下降→低倍物镜下调清晰，并将要放大观察的物像移至视野中央→转动转换器，换上高倍物镜→缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰。
3.操作注意事项
(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，两眼要注视物镜与盖玻片之间的距离，到快接近时(距离约为0.5 cm)停止下降。
(2)首先用低倍物镜观察，找到要放大观察的物像，移到视野中央，然后换上高倍物镜。
(3)换上高倍物镜后，不能再转动粗准焦螺旋，而只能用细准焦螺旋来调节。4.成像特点
(1)显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积，指放大的长度或宽度，不是指面积或体积。
(2)目镜与物镜的结构及其长短与放大倍数之间的关系：
①结构： 物镜越长，放大倍数越大，距玻
②放大倍数与镜头长短的关系 片距离越近(如H1)
目镜越长，放大倍数越小
(3)显微镜下所成的像是倒立的，即上下、左右均是颠倒的。如细胞在显微镜下的像偏“右上方”，实际在玻片上是偏“左下方”，要将其移至视野中央，应将玻片向“右上方”移动。5.高倍镜与低倍镜观察情况比较【名师点睛】
1.高倍物镜使用时的注意事项
使用高倍物镜时，必须先在低倍镜下将物像移到视野中央，然后换用高倍镜。
2.换用高倍镜观察时,可将光圈由小变大，将反光镜由平面镜转换为凹面镜以增加视野的亮度，同时慢慢调节细准焦螺旋，直至找到清晰的物像。(使用高倍镜时不能调节粗准焦螺旋)【状元心得】
1.目镜与物镜的判断方法
(1)物镜有螺纹；
(2)目镜无螺纹。
2.“移动法”——判断污点位置
用显微镜观察玻片标本时，目镜、物镜、所观察的材料是在同一直线上的，只要分别转动镜头或移动玻片标本，看污物是否随之移动，就可作出正确判断。3.增加视野亮度的方法
(1)增强光源；
(2)换大光圈；
(3)将反光镜由平面镜转换为凹面镜。 细胞膜和生物膜系统的结构与功能
1.细胞膜的成分、功能和结构
(1)成分：(2)功能： (3)流动镶嵌模型：①磷脂双分子层(脂双层)构成了膜的基本支(骨)架，由它支持着许多蛋白质分子。
②在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫糖被，它与细胞的识别、保护、润滑等有密切关系。2.细胞膜的结构特点与功能特性3.生物膜系统在结构和功能上的联系
细胞膜：单层，细胞的外界膜
核膜：双层，具有核孔，细胞核的外界膜
双层膜：叶绿体、线粒体
细胞器膜 单层膜：内质网、高尔基体、
液泡、溶酶体(1)生物膜系统三组成(2)在化学组成上的联系：
①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度不同有关，功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。
(3)在结构上的联系：
①各种生物膜在组成结构上大致相同，都是由磷脂双分子层(脂双层)构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。②在结构上具有一定的连续性。(4)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、加工、运输为例)：【名师点睛】
1.研究细胞膜成分的最佳材料是哺乳动物成熟的红细胞。因为这种细胞中无细胞核和众多的细胞器，得到的细胞膜较为纯净。
2.不同细胞的细胞膜中各组分的含量不同，这与细胞的功能有关，如功能复杂的膜中，蛋白质含量多。
3.细胞膜的组分也会发生变化，如癌细胞膜上糖蛋白含量下降。【状元心得】
1.细胞膜具有识别作用的探究实例
大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合。
2.细胞膜中磷脂成分的鉴定
(1)用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；
(2)脂溶性物质能够优先通过细胞膜；
(3)用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等。3.鉴定细胞膜中蛋白质成分的两种方法
(1)制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定；
(2)用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏。
4.细胞膜中磷脂双分子层(脂双层)的鉴定
将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有的面积，对比细胞膜的面积进行分析。
5.细胞膜流动性的鉴定
荧光蛋白标记法。取A、B两种动物细胞，分别用红、绿荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况。6.流动性是选择透过性的基础，只有具有流动性，才能实现选择透过性。
7.决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同。膜上蛋白质具有物质运输(载体蛋白)、信息传递(受体)、识别等作用。
8.细胞膜≠生物膜
生物膜包括细胞膜、细胞器膜和核膜等。 细胞器的结构和功能
1.不同细胞器的比较2.比较叶绿体与线粒体3.观察叶绿体和线粒体
(1)实验原理：
①叶肉细胞中的叶绿体，呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
②线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中，健那绿染液能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。通过染色，可以在高倍显微镜下观察到处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。(2)实验过程：
①观察叶绿体：②观察线粒体：【名师点睛】
1.并非所有植物细胞都含有叶绿体和大液泡
如根细胞不含叶绿体，根尖分生区细胞不含大液泡。
2.细胞器与细胞的功能相适应
(1)线粒体在代谢旺盛的需能部位数量多。
(2)在分泌功能强的腺体细胞中高尔基体的数量比一般细胞中多。
(3)蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量多。3.叶绿体的分布
对于植物叶片，上表皮叶绿体分布较多，便于接受光照，进行光合作用。
4.叶片呈绿色的原因
叶绿体中由于叶绿素的含量多，而且叶绿素吸收绿光最少，因此正常植物的叶呈现绿色。【状元心得】
1.分离细胞器的方法——差速离心法
(1)将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；
(2)将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，就能将各种细胞器分散开。2.显微结构和亚显微结构的不同
(1)显微结构在普通光学显微镜下就能够观察到。
(2)亚显微结构要通过电子显微镜才能看到。
3.无叶绿体≠不能进行光合作用，无线粒体≠不能进行有(需)氧呼吸
如：原核细胞无叶绿体和线粒体，但有些原核生物仍能进行光合作用和有(需)氧呼吸。【名师点睛】
叶绿体的运动特点
叶绿体可随细胞质的流动而运动，同时受光照强度影响。叶绿体在弱光下以最大面积转向光源；强光下则以侧面或顶面朝向光源，或叶绿体向细胞侧面转移，或者堆在一起互相挡光。 细胞核的结构和功能
1.细胞核的结构2.细胞核的功能
(1)核膜：
①保证核内外生命活动的有序进行：
核内：DNA、RNA的合成；
核外(细胞质)：蛋白质的合成。
②保护核内DNA分子不受损伤。
③化学反应的场所：核膜上有大量酶，外膜上有核糖体。
(2)核仁：
①结构：真核细胞分裂间期最明显的结构。折光性较强，易于显微镜观察。
②功能：与rRNA合成有关。在有丝分裂的过程中周期性消失(前期)与重建(末期)。3.染色质和染色体
染色质和染色体是同种物质在不同时期细胞中存在的两种形态，二者比较如下：【名师点睛】
1.染色体的知识归纳2.无核的细胞不能存活
(1)凡是无核的细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物成熟的红细胞；
(2)人工去核的细胞，一般也不能存活太久。
3.细胞质对细胞核的影响
(1)细胞核处在细胞质的包围中，核物质代谢所需的原料都要依赖于细胞质，核内大分子合成所需的能量也要靠细胞质中的ATP供给。
(2)细胞核中的蛋白质也是在细胞质中合成的，如DNA聚合酶等。 渗透装置的组成及应用
1.渗透系统的组成及分析
(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时
间内由S2→S1的水分子数多于由
S1→S2的水分子数，外观上表现为
S1溶液液面上升。
(2)在达到渗透平衡后，若存在液面差△h，则S1溶液浓度仍大于S2。2.渗透系统的应用
(1)验证渗透作用发生的条件：
a.具有半透膜：b.具有浓度差：(2)比较不同溶液浓度大小：【名师点睛】
渗透作用的实质
(1)从微观水平上分析：水分子可以通过半透膜，双向扩散。
(2)从宏观水平上分析：水从低浓度的溶液流向高浓度的溶液，直到达到动态平衡。【状元心得】
1.溶剂渗透方向的判断方法
(1)若半透膜两侧是同种溶液，根据质量分数或物质的量浓度判定；
(2)若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，葡萄糖溶液一侧单位体积葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。2.溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 物质运输的方式及影响因素
1.物质运输的方式比较2.影响跨(穿)膜运输的因素
(1)内因：载体(蛋白)的种类和数量。
(2)外因：
①物质浓度(在一定的浓度范围内)：②氧气浓度：
③温度：影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨(穿)膜运输的速率。【名师点睛】
1.主动运输与细胞器
与载体(蛋白)的合成和ATP的产生有关的细胞器都影响主动运输，如核糖体与合成载体(蛋白)有关；线粒体与细胞呼吸有关，能提供能量。
2.主动运输与低温
主动运输需要能量，而低温可使细胞代谢速率下降，产生能量减少；同时低温还会影响组成细胞膜的载体(蛋白)的运动速率。【状元心得】
1.RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。
2.离子运输≠主动运输
Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。
3.植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。 植物细胞吸水和失水的实验探究
1.实验流程2.植物细胞发生质壁分离的原因分析
(1)原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度
内因 原生质层相当于一层半透膜 细胞渗透失水
细胞壁的伸缩性小于原生质层 ?
宏观：坚挺→萎蔫
液泡：大→小
微观 细胞液颜色：浅→深
原生质层：与细胞壁分离(2)表现3.植物细胞质壁分离与复原实验的拓展及应用
(1)判断细胞的死活：
发生质壁分离和复原→活细胞
不发生质壁分离→死细胞
实验单一变量：待测细胞的生活状态。
(2)测定细胞液浓度范围：
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。待测细胞＋蔗糖溶液(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度：
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液 刚发生质壁分离时所需时间比较→判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。
实验单一变量：不同植物细胞。
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小：
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液 刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
实验单一变量：未知浓度的溶液。(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小：
发生质壁分离现象→细胞壁伸
缩性小于原生质层伸缩性
成熟植物细胞＋蔗糖溶液 不发生质壁分离→细胞壁伸缩
性大于或等于原生质层的伸缩
性
实验单一变量：植物细胞结构特性。
(6)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)：
只发生质壁分离→溶质不
能通过细胞膜(如蔗糖)
质壁分离后又自动复原→
溶质能通过细胞膜(如KNO3)
实验单一变量：不同种类的溶液。成熟植物细胞＋不同种类溶液【名师点睛】
质壁分离与复原实验应注意的问题
(1)选择有大液泡且液泡带有颜色的细胞作为实验材料。
(2)滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行，不能在显微镜的载物台上进行。
(3)使用的蔗糖溶液的浓度要适宜，浓度过高，质壁分离速度虽快，但不久细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原实验；浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。(4)植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用，也不能发生质壁分离和复原现象。
(5)质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。
(6)在质壁分离和复原实验中植物细胞一定是成熟的活细胞。【状元心得】
1.判定细胞死活的三种方法
(1)染色排除法：
如用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断出细胞的死活。
(2)细胞质流动法：
活的细胞由于不断进行代谢，细胞质是流动的，而死细胞的细胞质是不会流动的。(3)质壁分离与复原法：
活的成熟的植物细胞由于细胞膜具有选择透过性，会在高浓度溶液中发生质壁分离并在低浓度溶液中自动复原，而死的植物细胞不会发生这种现象。2．质壁分离及复原的判断
(1)从细胞角度分析：
①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。
(2)从溶液角度分析：
①在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3等)细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。
②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。
③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡，不再复原。易错易混点1 不易分辨的特殊细胞
(1)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器：
①哺乳动物成熟的红细胞没有核膜和细胞器膜，所以实验室常用作提取纯度较高的细胞膜的实验材料；
②哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，也没有一般的细胞器，如核糖体、线粒体等，所以自身不能合成蛋白质，呼吸作用方式是无氧呼吸，不能进行细胞分裂，而且寿命较短；【易错易混辨析】③红细胞数目的增多源于造血干细胞的增殖分化；
④红细胞中含有血红蛋白，在氧浓度高的地方容易与氧结合，在氧浓度低的地方容易与氧分离，使红细胞具有运输氧的功能；
⑤红细胞在低渗溶液中会因吸水而涨破，在高渗溶液中会因失水而皱缩。
(2)并非植物细胞都有叶绿体和大液泡，根尖分生区细胞没有的细胞器：叶绿体、中心体、液泡。有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。(3)蛔虫在人体肠道内寄生，只进行无氧呼吸，自然也无线粒体。
(4)有中心体的细胞不一定是动物细胞，也可能是低等植物细胞。
(5)蓝藻等原核生物虽无叶绿体和线粒体，但仍能进行光合作用和细胞呼吸，完成光合作用的场所是细胞质。需氧型细菌等原核生物细胞内无线粒体，不等于说原核细胞不能进行有氧呼吸，原核细胞没有线粒体，故原核细胞的呼吸在细胞质和细胞膜上进行。易错易混点2 两组相近概念的辨析
(1)半透膜、选择透过性膜：
区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。
②选择透过性膜是具有生物活性的膜，物质通过选择透过性膜不仅与被运输物质的颗粒大小和膜两侧的浓度差有关，还与该物质的极性和膜上的载体及提供的能量有关。细胞死亡，其选择透过性丧失。
共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。(2)原生质层、原生质体：
①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。
②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。易错易混点3 常见的原核生物及易与之混淆的真核生物易错易混点4 显微镜使用中常见的理解误区
(1)放大倍数：
显微镜放大倍数指的是长度或宽度的放大倍数，而不是面积或体积的放大倍数。
(2)放大倍数的变化与视野中细胞数量变化的关系：
①一行细胞数量的变化，可根据放大倍数与视野成反比的规律计算；
②圆形视野范围内紧密相连的细胞数量的变化，可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。(3)移动方向：
用显微镜看到的是物体放大后的倒像，所以，物像的移动方向与玻片标本的移动方向相反。
(4)粗准焦螺旋和细准焦螺旋的使用：
使用低倍物镜观察时用粗准焦螺旋调至物像清晰，换用高倍镜后，不能再转动粗准焦螺旋，只能用细准焦螺旋来调节。
(5)放大倍数与镜头长度的关系：
目镜的放大倍数和镜头长度成反比，物镜的放大倍数和镜头长度成正比。 课件91张PPT。专题3 酶与ATP 酶的本质
【典例1】(2011·新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图，下列分析错误的是A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
【审题视角】解答本题的思路是：【精讲精析】选B。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：近几年有关酶的本质主要以提供信息(如上图的坐标图)或四膜虫的RNA的自我剪接等作为试题背景进行考查，以反应速率的变化或反应平衡所需要的时间考查其催化机理。 备考策略：在有关酶的复习备考过程中可以列表进行归纳梳理，如下表： 酶的特性及其影响因素
【典例2】(2012·福建高考)回答下列问题。
大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，18 ℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_________。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15 ℃～18 ℃之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15 ℃～18 ℃间。他们设置15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是______，可用_______试剂鉴定。
②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在_______。
③为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于__________
___中以保持恒温。单位时间内______________可以表示蛋白酶催化效率的高低。
④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？______。理由是：_______________________________________________。(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低______的比例，以减少对海洋的污染。
【审题视角】解答本题的关键是：(1)通过分析图1明确各种酶的最适pH。(2)酶的活性代表酶的催化效率。(3)图2中各种酶的催化效率并未达到峰值。【精讲精析】(1)由坐标图中三种酶的活性可知，在最适pH时，
幽门盲囊蛋白酶的活性最高，因此幽门盲囊蛋白酶的催化效率
最高。
(2)①本实验探究蛋白酶的最适温度，因此实验需要的底物为蛋
白质，鉴定蛋白质可用双缩脲试剂，该试剂可与蛋白质发生紫
色反应。②测定酶的最适温度时，应提供最适的外界环境，即
给各种酶提供最适pH，由图1可知，胃蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶
的最适pH分别是2和8。③本实验的自变量是温度，因此各组实
验应保持恒定的温度，保持恒温的主要方法是通过水浴加热；通过产物的生成量或底物的消耗量可测定蛋白酶的催化效率的高低。④由图2可以看出，当温度从15 ℃～18 ℃梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在15 ℃～18 ℃间。
(3)大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，说明大菱鲆几乎不分解淀粉和脂肪，因此饲料中不要添加过多的淀粉和脂肪。答案：(1)幽门盲囊蛋白酶
(2)①蛋白质 双缩脲
②2和8 ③水浴 底物消耗量(或产物生成量)
④不能 在15 ℃～18 ℃范围内，随着温度的升高，酶活性一直在增强，没有出现下降的拐点，所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度
(3)淀粉和脂肪【命题人揭秘】
命题规律：“酶的特性及其影响因素”这一考点常以图表的形式联系生产生活实际进行综合考查，有关酶的特性的实验分析和影响酶活性的曲线分析也成为近几年命题的热点。
备考策略：有关这部分知识的复习，可以小专题的形式进行归纳备考。如影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等，这些因素的影响结果经常用曲线的形式表示。其中分析酶活性坐标曲线的基本方法是：(1)首先要弄清纵坐标和横坐标表示的含义，如本题中纵坐标表示酶活性，横坐标表示温度；其次要对曲线的起点、拐点、终点进行分析，如图中的曲线顶点处表示酶的最大活性。
(2)在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，在达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。 有关酶性质的实验
【典例3】(2011·江苏高考)为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响，研究者设计并进行了相关实验，实验步骤及结果如下：
①鲈鱼的驯养：将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14 d，用普通饲料投喂，备用。
②饲料的配制：在每千克普通饲料中添加200 mg植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒，烘干后储存。③鲈鱼的饲养：挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水网箱中，放养密度为60尾/箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。
④称重并记录：投喂8周后，从每个网箱中随机取20尾鲈鱼称重。结果显示，对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3%、947.2%。⑤制备鲈鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。根据上述实验,回答下列问题:
(1)步骤①中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是________
____________;实验前的驯养是为了_____________________。
(2)步骤②中将配制好的饲料进行烘干要特别注意__________
_____,其原因是______________。
(3)步骤③中还应控制好的无关变量主要有_______________。
(4)本实验得出的初步结论是____________________________
____________________________________________________。
(5)推测鲈鱼的食性并说明理由：________________________
____________________________________________________。【审题视角】解答本题的关键是要弄清题目是“验证性实验”还是“探究性实验”。根据“为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响”可以判断出这一实验属于探究性实验。
【精讲精析】(1)由于本实验是要探究植酸酶对鲈鱼生长的影响，鱼苗生长较快，利于在实验过程中较为明显地观察其效果，而成体生长缓慢，实验效果不明显；由于实验需要在网箱中进行较长时间(题中介绍要8周)，所以需要在开展实验前让鲈鱼适应实验养殖环境，否则有可能因为鲈鱼不适合新的环境，而严重影响实验的科学性和结果的可靠性。(2)实验目标是“探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响”，其中实验变量为“植酸酶的有无”,实验组的饲料中已添加了植酸酶，因此在烘干过程中要特别注意温度不能过高，否则会因高温处理使植酸酶变性而失去活性。
(3)通过研究实验课题，确认实验变量、因变量，还要关注无关变量——实验步骤③中哪些因素得以控制：“体格健壮、大小一致的鲈鱼”、“随机分组”、“规格相同的浮式海水网箱”、“放养密度为60尾／箱”、“投喂等量加酶饲料”等。除此之外，还有水温、盐度和溶解氧等。(4)实验结论的归纳须从实验结果和表中实验数据入手。“结果显示，对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3%、947.2%。”——添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长；表中实验组蛋白酶活性明显较对照组高，而脂肪酶和淀粉酶活性则相近，所以归纳得出：植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小。
(5)鱼的食性有植食性、肉食性和杂食性，根据题干信息显示，鲈鱼消化道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶，说明其食物中含有较为丰富的蛋白质，所以可判定为肉食性。答案：(1)成体生长缓慢，实验效果不明显
让鲈鱼适应实验养殖环境
(2)温度不能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性
(3)水温、盐度和溶解氧等
(4)添加植酸酶的饲料能促进鲈鱼幼体的生长；植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小
(5)肉食性，其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶【阅卷人点拨】 酶的本质及其催化机理
高考指数:★★★★
1.(2011·福建高考)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是( )
A.在细胞内发挥作用
B.由活细胞产生的蛋白质
C.与特定分子结合后起作用
D.在发挥作用后还能保持活性【解析】选C。A项，激素有的在细胞内起作用，有的在细胞外起作用，酶可以在细胞外起催化作用，神经递质作用于突触后膜，在细胞外起作用；B项，激素和神经递质的本质不一定是蛋白质，少数的酶是RNA；C项，激素与靶细胞结合、神经递质与突触后膜受体结合、酶与反应物结合；D项，激素和神经递质作用完后要被分解失活。
【误区警示】易把调节作用和催化作用混淆。酶是催化作用，使化学反应速率加快，而起调节作用的激素等是作用于细胞后，使细胞内反应类型、反应速率等发生改变。2.(2011·天津高考)下列有关酶的叙述正确的是( )
A.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C.在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸【解析】选C。A项，大多数酶是蛋白质，少数是RNA，所以酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。B项，酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能为反应物供能。C项，动物细胞外含有多种胞外蛋白，如胶原蛋白，使细胞间或细胞与培养瓶内壁黏连起来；胰蛋白酶有消化作用，用胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他蛋白质成分酶解，获得单个细胞。D项，酶具有专一性，DNA连接酶只能连接两脱氧核苷酸形成磷酸二酯键。3.(2010·上海高考)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是
( )
A.酶和激素都是蛋白质
B.酶和激素都与物质和能量代谢有关
C.酶和激素都由内分泌细胞分泌
D.酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用【解析】选B。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，所有的活细胞都能产生酶，大多数酶是蛋白质，但有少数酶是RNA。而激素是内分泌细胞产生的对机体生命活动起调节作用的有机物，有些是蛋白质类，有些是脂质、氨基酸类等；激素产生后释放到血液中，依靠血液循环运输到靶器官和靶细胞，但酶可在细胞内合成并发挥作用；酶和激素都与物质和能量代谢有密切关系，酶参与催化反应，激素在物质和能量代谢中起调节作用。4.(2010·上海高考)如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是( )
A.若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快
B.若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平
C.若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多
D.若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多【解析】选C。若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度减慢；若E5催化的反应被抑制，则B的消耗速度减慢，但B因E2的影响，其积累不会达到较高水平；若E3的催化速度比E4快，则C→D的速度比C→E快，D的产量比E多；若E1的催化速度比E5快，则A的消耗大于积累，A的量减少，而B因E2的影响，剩余量不一定比A多。 酶的特性及其影响酶促反应的因素
高考指数:★★★
5.(2011·海南高考)某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( )A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【解析】选D。当反应进行到t时加入催化该反应的酶，由于酶的高效性，反应物浓度迅速降低，最后反应物浓度降为0。6.(2012·广东高考)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，______更适宜作为食品添加剂，理由是_______。蛋白酶的活力可用____
__________来表示。
(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02 mol/L～0.06 mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)抓住题干信息“食品种类多，酸碱度范围广”。
(2)根据题干中的实验要求提取自变量和因变量，从而设计表格。【解析】(1)结合图形和文字可知，在题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱适应范围，从图形中可以看出木瓜蛋白酶的适应范围最广，所以可以选作食品添加剂。酶的活力一般用酶催化的底物消耗量或者产物的生成量来表示。
(2)实验设计时应该明确实验目的，这里的实验目的是探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH，所以我们可以将酶保护剂的浓度和提取液的pH作为自变量，因变量为单位时间内底物的消耗量。答案：(1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶的活力基本不受pH的影响 单位时间内底物的消耗量或产物的生成量
(2)课题：探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH ATP在能量代谢中的作用
高考指数:★
7．(2009·江苏高考)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(元)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】选A。A项中ATP脱去2个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；B项中糖原(元)最终代谢产物是水和二氧化碳；C项中蔗糖水解产物是果糖和葡萄糖，乳糖水解产物是半乳糖和葡萄糖；D项中生长激素不是能源物质。【实验探究体验】
8．(2009·全国卷Ⅱ)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。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、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。(2)实验步骤：
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②_________________________________________________。
③__________________________________________________
___________________________________________________。
④_________________________________________________。
(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，出现砖红色的试管中的颜色会比37 ℃时浅，其原因是_________________________
_______________________。【解析】本题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，因此应遵循对照原则、科学性原则和单一变量原则。
(1)因此表格中所填内容如下：(2)实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②将上述溶液混合均匀，在37 ℃恒温水浴锅中保温适当时间。
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混合均匀，再在沸水浴中保温一定时间。
④观察现象并记录实验结果。
(3)应该在含蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲试管，以及含淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的乙试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不应该出现砖红色沉淀。(4)结论：说明酶的催化作用具有专一性。
(5)如果将37 ℃恒温水浴锅的温度调到20 ℃，由于20 ℃低于酶的最适温度，酶的活性会下降，水解产生的还原(性)糖少，所以出现砖红色的试管中的颜色会比37 ℃时浅。答案：(1)(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，沸水浴一段时间
④观察实验现象并记录实验结果
(3)含有蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲试管，以及含有淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的乙试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀
(4)酶的催化作用具有专一性
(5)20 ℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原(性)糖少【方法技巧】解决酶实验的基本思路
(1)认真审题，明确题目要求。如该实验同时验证酶具有催化作用和高效性，如将实验中的恒温水浴改为80 ℃水浴等。
(2)理解实验原理，确定实验现象的观察方法。如通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。(3)分析实验材料与用具的作用。如恒温水浴锅的作用是保温，应思考在什么温度条件下；根据哺乳动物的体温为37 ℃左右，即可确定实验中的保温范围，也可解决第(3)问中温度改变的影响。
(4)实验步骤的设计，通常包括实验分组、实验条件控制、实验变量(自变量)的处理、实验现象的观察与记录等。 酶的本质、作用及其机理
1．酶本质的探索过程
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德(法国)1857年提出：只有活酵母细胞参与才能进
行发酵
李比希(德国)认为：酵母细胞死亡并裂解后释放出某种
物质，引起发酵争论毕希纳(德国)：获得含有酶的提取液，但提取液中还含有许多
其他物质，无法直接对酶进行鉴定
萨姆纳(美国)：1926年用丙酮作溶剂提取出了刀豆种子中的脲
酶，并证明了脲酶是蛋白质(后来，科学家证明
了绝大多数酶都是蛋白质)
切赫和奥特曼(美国)：20世纪80年代，发现少数RNA也具有生物
催化功能2．酶的本质及生理功能【名师点睛】
酶与无机催化剂的比较
(1)相同点：
①改变化学反应速率，本身不被消耗；
②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点；
③降低活化能，使速率加快。(2)不同点：
①高效性，指催化效率很高，使得反应速率加快；
②专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应，这就是酶对底物的专一性；
③多样性，指生物体内具有种类繁多的酶；
④易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏；
⑤反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行。 酶的作用特性及相关实验验证
1．酶的本质和生理作用的实验验证
(1)酶是蛋白质：
对照组：标准蛋白质溶液+双缩脲试剂 出现紫色
设计思路 反应；
实验组：待测酶溶液+双缩脲试剂 是否出现紫色
反应。
通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是蛋白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量是待测酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量是是否出现紫色反应。同理，也可用吡罗红(派洛宁)来鉴定酶是RNA。(2)酶的催化作用：
对照组：反应物+清水 反应物不被分解；
设计思路 实验组：反应物+等量的相应酶溶液 反应物被
分解。
实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底物是否被分解。2．有关酶特性的实验探究
(1)酶的专一性：
此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，
因变量是反应物是否被分解。
设计思路一：换反应物不换酶
实验组：反应物+相应酶溶液 反应物被分解；
对照组：另一反应物+等量相同酶溶液 反应物不被分解。
设计思路二：换酶不换反应物
实验组：反应物+相应酶溶液 反应物被分解；
对照组：相同反应物+等量另一种酶溶液 反应物不被分解。此实验过程中要注意：
①选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性、检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂(或班氏试剂或本尼迪特试剂)，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。
②保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。(2)酶的高效性：
①设计思路：
对照组：反应物+无机催化剂 底物分解速度；
实验组：反应物+等量酶溶液 底物分解速度。
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速度。②比较过氧化氢(H2O2)在不同条件下的分解：
A.实验原理：
a.每滴质量分数为3.5％的FeCl3溶液中的Fe3＋数，大约是每滴质量分数为20％的新鲜肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。
b.H2O2在加热或催化剂的作用下，将产生水和氧气；
c.氧气可以用点燃的卫生香插入反应试管内液面上方，观察哪支试管中的卫生香燃烧猛烈来检验。B.实验过程：【名师点睛】
1.有关酶实验的注意事项
(1)要求用新鲜肝脏，因其内过氧化氢酶的含量及活性较高。(除肝脏研磨液外，其他生物材料中也含过氧化氢酶)
(2)实验使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
(3)滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液不能用一支滴管。
(4)注意安全，H2O2具有一定的腐蚀性，不要溅到皮肤上。如果不慎溅到皮肤上，要及时用清水冲洗。2.酶的最适温度
酶的来源不同，其催化作用的最适温度也不同。
(1)来源于恒温动物的酶，最适温度一般为其体温值，如从人体内提取的酶，一般在37℃左右时活性最高，其他恒温动物也比较接近这一数值。
(2)植物的不同酶类，最适温度差别较大，如光合作用酶类，最适温度多为25 ℃～30 ℃，而呼吸作用酶的最适温度多为35 ℃
～45 ℃。
(3)从低等生物体内提取的酶，最适温度一般与其生活环境的温度相当，如从深海热泉口耐热菌体内分离的Taq酶，可以在90℃以上高温条件下继续行使功能。3.酶催化活性≠酶促反应速率
(1)酶催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物的减少量或产物的生成量来表示。研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变所研究的因素。
(2)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。
(3)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。 与酶有关的曲线解读
1.表示酶高效性的曲线
(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。2.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。3.影响酶活性的曲线由甲、乙、丙三图可知：
(1)在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。
(2)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。
(3)反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
由甲、乙两图可知：
(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，受酶数量和酶最大活性限制，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。【名师点睛】
有关酶的实验中的两个“不要”
(1)在探究淀粉酶的最适温度的实验中，不要用斐林试剂，因为斐林试剂需要加热，这样在检测实验结果时，会改变实验的自变量。
(2)在用淀粉酶、淀粉和蔗糖为原料来验证酶的专一性时，不要用碘液来检测实验结果，因为碘液不能检测蔗糖是否被淀粉酶水解。 ATP在代谢中的作用
1.ATP的分子结构与功能2.ATP与ADP的相互转化过程分析3.ATP合成与水解的比较【名师点睛】
ATP的功能
(1)供能——直接能源物质；
(2)储能——一种高能磷酸化合物。【状元心得】
ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析(1)生物细胞可通过无(厌)氧呼吸分解有机物，产生少量ATP，因此在O2供给量为零的情况下，ATP产生量仍然有一定数值。
(2)随O2供给量增加，有(需)氧呼吸明显增强，ATP产生量随之增加；但当O2供给量达到一定值后，ATP产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。
(3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP产生量曲线应从原点开始。易错易混点1 常见的有关酶的错误说法与正确说法【易错易混辨析】易错易混点2 酶和动物激素的易混点易错易混点3 生物体的能源物质辨析
(1)细胞中的重要能源物质——葡萄糖；
(2)植物细胞中储存能量的物质——脂肪、淀粉；
(3)动物细胞中储存能量的物质——脂肪、糖原(元)；
(4)生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
(5)生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
(6)生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳能。课件94张PPT。专题4 细胞呼吸 细胞呼吸的过程
【典例1】(2012·江苏高考)如图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是A.1和3都具有双层生物膜
B.1和2所含酶的种类不同
C.2和3都能产生大量ATP
D.甲、乙分别代表丙酮酸、［H］
【审题视角】解答本题的关键是明确：
(1)图中甲、乙、丙所代表的物质。
(2)1～3表示的过程及场所。【精讲精析】选B、D。图中的甲是丙酮酸，图中的C6H12O6→甲→CO2是无氧呼吸，所以1是无氧呼吸的第一阶段，2是无氧呼吸的第二阶段，1和2的场所是细胞质基质，其中所含的酶种类不同，因此B正确。图中的C6H12O6→乙→H2O是有氧呼吸，这里的乙是［H］，3是有氧呼吸的第三阶段，其场所是线粒体，因此A错误。无氧呼吸产生了少量ATP，而有氧呼吸形成大量的ATP，所以2产生的ATP少，3处形成大量的ATP，故C错误。根据上面的分析可知D正确。【命题人揭秘】
命题规律：细胞呼吸的考查内容主要集中在对有(需)氧呼吸和无(厌)氧呼吸过程、场所与特点的比较，另外也常用同位素示踪法追踪物质的转化过程，多在实例情境下考查。
备考策略：对于细胞呼吸的备考可以从以下几个方面注意：
(1)归纳总结各个阶段的具体变化，如有(需)氧呼吸的过程是相同的，都可以分为三个阶段：
第一阶段发生在细胞质基质中，变化是：葡萄糖 2丙酮酸+［H］(少量)+少量能量；第二阶段发生在线粒体基质中，其变化可表示为：
2丙酮酸+H2O CO2+［H］(大量)+少量能量；
第三阶段发生在线粒体内膜上：［H］+O2 H2O+大量能量。
(2)注意对有(需)氧呼吸过程和无(厌)氧呼吸过程的物质、能量的对比。
(3)注意真核生物和原核生物有(需)氧呼吸方式和场所的对比。 影响细胞呼吸的因素
【典例2】(2011·安徽高考)某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示，t1、t2表示10 ℃～30 ℃之间的两个不同温度。下列分析正确的是A.与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏
B.与t2相比，t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高，有利于叶片贮藏
C.t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1>t2，t1时不利于叶片贮藏
D.t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1(1)离体的蔬菜叶片随着时间的延长，不断衰老，并且受外界温度的影响，分析曲线知t1时细胞呼吸的高峰出现得早，所以t1>t2。
(2)细胞衰老会出现细胞呼吸速率下降和乙烯产生量增加，蔬菜的贮藏应该是选择呼吸速率低的环境以及衰老慢的状态，这样就可以作出准确的选择。【精讲精析】选C。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：影响细胞呼吸速率的因素包括很多方面，试题通常结合细胞呼吸的旺盛程度与细胞衰老的关系、细胞呼吸强度与生产上应用的联系进行命制。
备考策略：(1)归纳和分析影响细胞呼吸速率的因素和各因素如何起作用。外部因素在影响细胞呼吸时是综合起作用的，有时在其他因素满足的情况下，某一因素成为限制因素。如动物冬眠时呼吸速率低的限制因素是温度，而夏季作物受涝而死亡，其限制因素则是O2。对于影响细胞呼吸的因素，可以采用多种方式进行对比、分析。如呼吸速率与温度的关系(如图)：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
(2)结合生产实际分析外界因素对细胞呼吸的影响。
(3)注意将图表信息结合细胞呼吸的知识，转换为文字信息，理解细胞呼吸的过程和应用。 细胞呼吸原理的应用
【典例3】(2011·海南高考)关于细胞呼吸的叙述，正确的是
A.种子风干脱水后呼吸强度增强
B.土壤淹水可导致根系发生无(厌)氧呼吸
C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖
D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱
【审题视角】注意“破伤风杆菌”是厌氧型生物，只能进行无(厌)氧呼吸，所以只能生活在无氧环境中。【精讲精析】选B。A项,种子风干脱水后，细胞中自由水的含量降低，代谢缓慢，因此呼吸强度降低，不是增强;
B项,土壤淹水后，土壤中氧气含量降低，根系发生无氧呼吸产生酒精和CO2；
C项,破伤风杆菌是厌氧生物，在有氧条件下不能繁殖;
D项,小麦种子萌发过程中，代谢加快，细胞有氧呼吸逐渐增强，不是减弱。【命题人揭秘】
命题规律：关于细胞呼吸原理应用的考查一般以生物在特定生活环境中进行细胞呼吸的类型和特定环境条件对细胞呼吸的影响作为试题命制的主要方向。该知识点常以选择题的形式出现。
备考策略：备考时要善于归纳总结细胞呼吸原理在实践中的应用实例
(1)作物栽培中，采取中耕松土等措施防止板结，促进根的正常细胞呼吸及其对矿质元素的吸收、利用。(2)作物种子的储藏，需风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(3)在果蔬保鲜中，常通过控制细胞呼吸以降低其代谢强度，达到保鲜目的，如置于低温环境或降低空气中的氧含量及增加CO2浓度，以减弱细胞呼吸，降低器官代谢水平，延缓老化。
(4)在农业生产中，除去衰老的、变黄的器官(含枝、叶)，使产物更多地转运至有价值的部位。
(5)大棚作物的种植，要保持一定的昼夜温差，或阴天适当降温，有利于增产。 有关细胞呼吸的实验探究
【典例4】(2011·江苏高考)如图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题：(1)曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是________；曲线BC段酵母菌呼吸的方式为_____________________________________。
(2)酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，还有___________________________________________、
___________________________。
(3)在T1～T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有____________________________________________、
____________________________。
(4)某同学在T3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于D点对应的数量，原因可能有________________、________________和用血细胞计数板计数时出现错误等。【审题视角】解答本题的思路如下：
【精讲精析】(1)图中AB段无乙醇产生，因此可推断此时只进行有(需)氧呼吸，有(需)氧呼吸是在细胞质基质(细胞溶胶)和线粒体中进行的。曲线BC段，酵母菌种群数量上升，乙醇含量升高，此时既有有(需)氧呼吸又有无(厌)氧呼吸。(2)酵母菌种群数量下降的主要原因是呼吸作用产生大量CO2，导致pH下降，无(厌)氧呼吸产生的乙醇对酵母菌有毒害作用。
(3)在T1～T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有酵母菌进行无(厌)氧呼吸，产生的能量少；酵母菌种群数量增多。
(4)某同学在T3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于D点对应的数量，原因可能有：取样时培养液未摇匀，从底部取样；未染色，统计的菌体数中包含了死亡的菌体和用血细胞计数板计数时出现错误等。答案：(1)细胞质基质(细胞溶胶)和线粒体
有(需)氧呼吸和无(厌)氧呼吸
(2)乙醇含量过高 培养液的pH下降
(3)酵母菌进行无(厌)氧呼吸，产生的能量少
酵母菌种群数量增多
(4)取样时培养液未摇匀，从底部取样
未染色，统计的菌体数包含了死亡的菌体【阅卷人点拨】 细胞呼吸原理和过程
高考指数:★★★★★
1.(2012·福建高考)下列有关豌豆的叙述，正确的是( )
A.萌发初期，种子的有机物总重量增加
B.及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害
C.进入夜间，叶肉细胞内ATP合成停止
D.叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多【解析】选B。具体分析如下：2.(2011·广东高考)利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于( )
A.降低呼吸强度 B.降低水分吸收
C.促进果实成熟 D.促进光合作用
【解析】选A。贮藏种子和果蔬，主要是防止呼吸消耗有机物，CO2是呼吸作用的产物，产物浓度高，使反应速度下降，降低呼吸强度。
【误区警示】误认为种子进行光合作用，实际上种子没有绿色叶片，不能进行光合作用。3.(2011·海南高考)细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是( )A.植物细胞能进行过程①和③或者过程①和④
B.真核细胞的细胞质基质(细胞溶胶)中能进行过程①和②
C.动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多
D.乳酸菌细胞内，过程①产生［H］，过程③消耗［H］
【解题指南】解答本题的思路如下：【解析】选B。A项正确，植物细胞可以进行无(厌)氧呼吸产生酒精和CO2，某些植物器官(如马铃薯块茎、甜菜块根)可以产生乳酸；
B项错误，真核细胞的细胞质基质(细胞溶胶)只进行有(需)氧呼吸的第一阶段和无(厌)氧呼吸，因此能进行过程①③④，不能进行过程②；
C项正确，有(需)氧呼吸第三阶段释放的能量最多，过程②为第二、三阶段，释放的能量多于过程①；
D项正确，乳酸菌无(厌)氧呼吸产生乳酸，第一阶段产生［H］， 第二阶段消耗［H］。4.(2010·上海高考)在人和植物体内部会发生的物质转化过程是( )
①葡萄糖彻底氧化 ②葡萄糖转化为乙醇
③葡萄糖脱水缩合 ④葡萄糖分解为丙酮酸
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④【解析】选C。葡萄糖在生物体内有以下去向：(1)氧化分解，提供能量，包括有氧呼吸和无氧呼吸，两者的第一阶段均发生在细胞质基质中，产物均为丙酮酸。人体内无氧呼吸的产物为乳酸，植物体内无氧呼吸的产物一般为酒精和二氧化碳;(2)在人体内葡萄糖可合成为肝糖原(元)和肌糖原(元)，在植物体内合成为纤维素和淀粉，其过程即为葡萄糖脱水缩合；(3)转化为其他非糖物质。5.(2010·新课标全国卷)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是
( )
A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B.有氧呼吸产生的［H］在线粒体基质中与氧结合生成水
C.无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有［H］的积累
D.质量相同时，脂肪比糖原(元)有氧氧化释放的能量多【解析】选D。丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的共同产物，但不是终产物，故A项错误；有氧呼吸产生的［H］在线粒体内膜上与氧结合生成水，故B项错误；无氧呼吸的最终产物是酒精和二氧化碳或乳酸，所以，无氧呼吸过程最终没有［H］的积累，故C项错误；相同质量的脂肪和糖原比较，前者H原子含量较多，氧化分解时释放的能量多，故D项正确。6.(2010·上海高考)如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是( )
A.②处发生三羧酸循环
B.①处产生ATP
C.②处产生二碳化合物
D.③处发生H+(［H］)与O2的结合反应
【解析】选B。由图可知，①、②、③分别为内外膜之间的基质、线粒体基质和线粒体内膜。在②处丙酮酸与水结合生成二氧化碳(三羧酸循环)；③处［H］与氧气结合生成水，并生成大量ATP；①处不存在产生ATP的酶等条件。7.(2010·上海高考)如图是酵母菌发酵实验示意图， 其中X、Y、Z分别代表( )
A.石蜡油、CO2、蓝色 B.石蜡油、O2、黄色
C.菜油、O2、蓝色 D.菜油、CO2、黄色【解析】选D。验证酵母菌发酵需要无氧条件，可用油膜覆盖液面创造无氧条件，石蜡油、菜油均可达到目的。BTB试剂(溴麝香草酚蓝水溶液)作为pH指示剂可以显示pH变化，进而说明二氧化碳的产生。8．(2012·安徽高考)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。注：“+”表示加入了适量的相关物质，“-”表示未加入相关物质。 (1)会产生CO2和H2O的试管有__________，会产生酒精的试管有_________，根据试管___________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号)
(2)有氧呼吸产生的［H］，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2，4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在___
_____________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解_____________(填“能”或“不能”)继续进行。【解析】酵母菌是兼性厌氧型生物，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸。
(1)A试管中有氧气但无线粒体，不能进行有氧呼吸，氧气的存在也抑制了细胞质基质中无氧呼吸酶发挥作用，导致无氧呼吸也不能进行；,B试管中无氧气，可进行无氧呼吸，能够产生酒精和CO2；C试管中丙酮酸进入线粒体被分解生成CO2，同时产生的［H］在线粒体内膜上与氧气结合生成水；D试管中加入葡萄糖，而葡萄糖不能进入线粒体，呼吸作用不进行；E试管中加入葡萄糖和氧气，能进行完整的有氧呼吸过程；F试管中只加葡萄糖，能进行无氧呼吸过程。(2)有氧呼吸产生的［H］ 在线粒体内膜上经过一系列的化学反应，与氧结合形成水,同时形成大量的ATP。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解能继续进行，不能生成 ATP。
答案：(1)C、E B、F B、D、F (2)线粒体内膜 能9.(2012·全国新课标)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成__________，再通过________作用为种子萌发提供能量。
(2)萌发过程中在________小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为________mg。
(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为________mg·粒-1·d-1。
(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是_______________________。【解题指南】解答本题关键需明确以下三点：
(1)种子萌发过程中有机物被呼吸作用消耗，干重减少。
(2)营养物质分解后一部分被呼吸作用消耗，一部分用于幼苗新物质合成。
(3)种子萌发后期幼苗形成后可以进行光合作用，合成有机物增加干重。
【解析】本题考查种子萌发过程中营养物质的变化规律。
(1)种子萌发时，种子中的大分子有机物分解成小分子物质，一方面参与呼吸作用供能，另一方面用于合成幼苗的新物质。淀粉被水解成葡萄糖，参与呼吸作用，为种子萌发提供能量。(2)观察萌发种子干重变化曲线，可见在72小时到96小时之间种子干重减少最多，此时呼吸作用速率最大，该段时间种子呼吸消耗的平均干重为204.2 -177.7 =26.5(mg)。
(3)种子萌发过程中，减少的胚乳一方面用于呼吸作用，另一方面用于合成幼苗的新物质，所以，胚乳中营养物质转化成幼苗的组成物的量=胚乳干重的减少量-幼苗干重的减少量，其最大转化速率应在96小时到120小时之间，即(118.1-91.1)-(177.7-172.7)=22(mg·粒-1·d-1)。
(4)120小时后幼苗形成，但仍处于黑暗中，幼苗不能进行光合作用，呼吸作用消耗有机物，导致幼苗干重下降。答案：(1)葡萄糖 呼吸
(2)72～96 26.5 (3)22
(4)下降 幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用 影响细胞呼吸的因素及应用
高考指数:★★★
10.(2009·天津高考)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( )
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
【解题指南】破碎的细胞和完整的细胞相比，完整的细胞代谢效率高。【解析】选D。酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，在无氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和酒精。从实验条件看，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸，因此甲、乙两组都产生CO2，由于甲组是破碎的细胞(细胞不完整)，所以甲组的酒精产量较丙组少；丁组与丙组相比，丙组进行无氧呼吸，能量转换率较低；乙、丁两组比较，乙组是不完整的细胞，丁组是完整的细胞，因此丁组的能量转换率比乙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故D正确。【实验探究体验】
11.(2009·江苏高考)某小组为研究氧气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙两组实验，实验装置如图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是( )【解析】选C。本题主要考查酵母菌的呼吸作用方式。在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸。实验刚开始乙组注射器中有氧气，所以能进行有氧呼吸，产生的二氧化碳多；甲组只进行无氧呼吸，产生的二氧化碳少。总体产生的二氧化碳量不断增加。酵母菌数量的增长初期，数量增长缓慢，气体产生也缓慢，故应选C。12.(2009·福建高考)如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是________，这是控制实验的________变量。
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：________(用“<、=、>”表示)，则假设成立。
【解析】分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则，因此①处应填：不加入石蜡油，②处应填：加入10 g活性干酵母。B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是除去氧气，这样来控制实验的自变量。要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C，因此应设计成空白对照，即：③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，④不加入活性干酵母。因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。答案：(1)①不加入石蜡油 ②加入10 g活性干酵母
(2)除去氧气 自
(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
④不加入活性干酵母 (4)A>B>C13.(2009·安徽高考)现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量(等量)的水。在25 ℃的条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：(1)在t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的_________引起的，A种子比B种子的呼吸速率________，A、B种子释放CO2的量的变化趋势是____________。
(2)在0～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是_______________________。【解析】(1)在t1～t2期间，种子可进行有氧呼吸消耗O2使O2含量减少；A种子消耗的O2多，呼吸速率快；刚开始时O2充足，种子进行有氧呼吸释放大量的CO2及热量，使温度上升，有氧呼吸加快，CO2释放速率增加，随着O2的消耗，有氧呼吸受抑制，无氧呼吸增强，CO2释放速率降低。
(2)在0～t1期间，O2含量不变，种子不进行有氧呼吸，而瓶内CO2有少量增加，即通过无氧呼吸释放。
答案：(1)有氧呼吸 快 先递增后递减
(2)种子的无氧呼吸产生了CO2 细胞呼吸的原理
1.有氧呼吸三个阶段2.有氧呼吸与无氧呼吸比较【名师点睛】
1.妙记有氧呼吸三阶段的特点
一丙少氢少能，二碳多氢少能，三氢氧合水大量能。
2.无氧呼吸的产物
(1)无氧呼吸的产物与酶有关
无氧呼吸产生乳酸还是酒精，与细胞内的酶有关，最终是由细胞的遗传特性决定的，一种细胞的无氧呼吸产物只能是其中一种。(2)不同生物产物不同
①大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳；
②有些高等植物的某些器官，如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸；
③高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。
3.有氧呼吸过程中有机物的利用率高。【状元心得】
有氧呼吸与无氧呼吸的三大计算规律
(1)规律1：消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数：
无氧呼吸∶有氧呼吸=1∶3。
(2)规律2：消耗等量的葡萄糖时消耗的氧气和产生的CO2摩尔数：
有氧呼吸消耗的氧气∶有氧和无氧呼吸产生的CO2之和=3∶4。
(3)规律3：产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数：
无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。 细胞呼吸的影响因素分析及其应用
1.内部因素2.外部因素【名师点睛】
细胞呼吸原理的应用
(1)根据外部因素对细胞呼吸的影响，若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施；若需减弱细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。
(2)蔬菜、水果在贮藏时都应在低温低氧条件下，种子应保持干燥，而蔬菜、水果应保持一定的湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。 探究酵母菌的呼吸方式
1.实验原理
(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
(2)CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。2.实验过程
(1)检测CO2的产生，装置如图所示：①将装置(甲)连通橡皮球。让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经NaOH溶液的锥形瓶，以去除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水。(2)检测酒精的产生：
在A、B锥形瓶中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入干净的1号、2号试管中，在1号、2号试管中各滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。
3.实验现象
(1)A组澄清石灰水浑浊先于B组，且浑浊程度大。
(2)A组溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的时间短于B组。
(3)1号试管还是橙色，2号试管溶液由橙色变成灰绿色。4.交流结果
交流各小组实验情况，分析实验现象：
(1)(甲)、(乙)装置石灰水均变浑浊?酵母菌有氧和无氧呼吸均产生CO2。
(2)装置(甲)浑浊产生快且浑浊程度更高?酵母菌有氧呼吸比无氧呼吸放出的CO2多且快。
(3)1号试管不变色?酵母菌有氧呼吸不产生酒精。
(4)2号试管由橙色变成灰绿色?酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖产生酒精。5.实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。【名师点睛】
检测司机是否酒驾的方法
(1)原理：
重铬酸钾与酒精在酸性条件下反应变成灰绿色的络合物。
(2)具体做法：
让司机呼出的气体直接接触用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾就会变成灰绿色的络合物。 设计实验测定细胞呼吸方式
1.设计思路
测定细胞呼吸或确认呼吸类型常采取玻
璃管液滴移动观察法(或U型管液面升降
观察法)，即在广口瓶或锥形瓶内放入
被测生物(活种子或植物或动物)，通
过生物细胞呼吸过程中释放CO2或吸入
O2引起的气压变化而推测或计算生物
的呼吸状况，装置如图所示。2.细胞呼吸类型的确认
欲确认某生物的细胞呼吸类型，应设置两套呼吸装置，即对照组用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化由 CO2与O2共同决定。
当然，此时仍有必要设置另一组做误差校正之用，两套装置如图所示：结果与分析：
(1)若装置一液滴左移，装置二液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产生CO2量与消耗O2量相等)。
(2)若装置一液滴不动，装置二液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产生CO2，不消耗O2)。
(3)若装置一液滴左移，装置二液滴右移，则既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。【名师点睛】
由气体的变化判断细胞呼吸类型
(1)呼吸过程中始终不消耗O2，则呼吸方式一定是无氧呼吸。
(2)呼吸过程中消耗了O2，肯定存在有氧呼吸。
(3)不消耗O2、也无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。
(4)不消耗O2、有CO2释放时，细胞进行产生酒精的无氧呼吸。
(5)如果细胞呼吸中产生了酒精，则细胞进行无氧呼吸，但不一定只进行无氧呼吸。易错易混点1 有氧呼吸各元素的来源与去路【易错易混辨析】(1)CO2是在第二阶段产生的，是丙酮酸和水反应生成的，CO2中的氧原子一个来自葡萄糖，另一个来自水。这个过程在线粒体基质中进行。
(2)O2参与反应的第三阶段，是［H］和氧结合生成水，所以产物水中的氧来自O2，这个过程在线粒体内膜上进行。
(3)有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水在第二阶段与丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段［H］和O2结合生成的。易错易混点2 不同生物无氧呼吸的产物易错易混点3 线粒体的存在与否和有氧呼吸
需氧型细菌等原核生物细胞内无线粒体，不等于说原核细胞不能进行有氧呼吸，其有氧呼吸主要在细胞膜上进行。易错易混点4 不能准确分清细胞呼吸中［H］和ATP的来源及作用课件155张PPT。专题5 光合作用 光合作用的原理
【典例1】(2011·新课标全国卷)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗(碳)反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图，回答问题：(1)图中物质A是_________(C3、C5)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A低，原因是___
___________________________；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是______________________
____________________________________________________。
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_____(低、高)。
(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的______(高、低)，其原因是________
___________。【审题视角】解答本题的关键思路如下：
(1)当光合作用在某一环境中达到稳定时，根据反应式
C5+CO2→2C3可知，C3的含量约是C5的2倍。
(2)准确推测各物质的变化：【精讲精析】(1)由图可以看出，当CO2浓度由1%降低到0.003%时，在短时间内，暗反应中发生的反应是CO2+C5→2C3，所以CO2浓度降低时，C3含量降低，故物质A是C3。
(2)在CO2浓度较高时，C5固定CO2形成C3，因此C3的含量高于C5，当CO2浓度降低时，C5转化为C3的速率减慢，C3转化为C5和有机物的速率基本不变，因此物质B即C5的含量增加。
(3)CO2浓度为0.003％时，C3和C5的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时仍根据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3的量应是C5的量的2倍。故持续在CO2浓度为0.003%的环境中时，A浓度比 B浓度高。(4)当CO2浓度为0.003%时，影响CO2的固定，产生C3的量较少，所需［H］和ATP量减少，所需光照强度较低。
答案：(1)C3
(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍
当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累
(3)高
(4)低 CO2浓度低，暗反应生成的C3的浓度低，所需［H］和ATP量减少【命题人揭秘】
命题规律：该考点主要考查对光合作用的条件和过程的理解，常结合一定的图表、曲线进行命题，主要考查光合作用与其他知识之间的内在联系，运用光合作用的知识对生产生活中常见现象的解释、推理。预测该考点的命题模式应多以非选择题的模式呈现，多与生产实际相联系命制题目。
备考策略：解答该类题目应从以下几个方面突破：
(1)明确光合作用两个阶段发生的条件、场所、反应过程；(2)通过比较光反应和暗反应之间的关系，分析光合作用过程中各反应物和产物之间的量的变化；注意运用图形或表格等形式直观形象地描述光合作用过程中的能量和物质的转化规律，如图。
(3)将图表曲线信息转变为光合作用中各种物质的变化信息，推导出对整个过程的影响，特别是对光合作用速率的影响。
解答题目时，特别注意对于问题的分析，应综合考虑多方面因素的作用，切忌只注重一方面的作用而影响对问题的分析。 影响光合作用的因素
【典例2】(2012·浙江高考)某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答：(1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水是________的原料，又是光合产物在植物体内________的主要介质。
(2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是________点，其主要原因是________。
(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是_______________
_______。此时类囊体结构破坏，提供给碳反应的________减少。
(4)生产实践中，可适时喷施植物激素中的________，起到调节气孔开度的作用。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)明确气孔开度与光合作用原料的关系。
(2)明确水在生物体内的各种作用。
(3)脱落酸的作用是可以在植株失水时使气孔关闭。 【精讲精析】本题通过坐标图考查光合作用。
(1)光合作用的光反应发生水的光解，所以水是光合作用的原料；光合作用的产物为有机物，水的作用是可以作为各种生理活动的介质，所以又是光合作用的产物在植物体内运输的介质。
(2)图中A点水分充足，气孔开度大，CO2吸收多，光合作用强；B点缺水，气孔开度小，CO2吸收少，光合作用弱，光饱和点低。
(3)停止供水，叶绿素不能继续合成，显现类胡萝卜素的颜色，所以叶片变黄；光反应在类囊体薄膜上进行，为碳反应提供NADPH和ATP。(4)脱落酸在植株失水时可以使气孔关闭，所以生产中可以通过适时喷施脱落酸调节气孔开度。
答案：(1)光合作用 运输
(2)B 气孔开度降低，CO2吸收减少(答出一项即可)
(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可) NADPH和ATP
(4)脱落酸【命题人揭秘】
命题规律：本考点主要考查对影响光合作用的各种因素的分析，常结合一些实验测定的光合作用速率的变化值，来分析各因素的影响效果。预测该考点在今后的命题形式既可能为选择题，也可能为非选择题，但应都会结合一定的表格数据或曲线走势进行命题，难度中档。备考策略：解答该类题目时应从以下几个方面突破：
(1)结合各影响因素的变化曲线，明确变化规律；
(2)坚持“单一因素”原则。在分析某一影响因素的影响效果时，应确保其他影响因素保持适宜且相同的状态；
(3)坚持“多因素综合”原则。光合作用速率的变化受多种影响因素的控制，分析原因时，应综合多种因素的影响，如光照强度、CO2浓度、温度等；
(4)分析表格或曲线数据时，注意多分析“节点”数据，即图表或曲线中的最值，如最大值、最小值或峰值等，还要注意曲线的变化趋势。 总光合量与净光合量的判断
【典例3】(2010·四川高考)有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究，结果如下表(净光合速率以CO2的吸收速率表示，其他条件适宜且相对恒定)。下列相关分析，不正确的是A.光强大于0.1 mmol光子 / m2·s ，随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小
B.光强小于0.5 mmol光子/ m2·s ，限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量
C.光强大于0.7 mmol光子/ m2·s，限制净光合速率的主要生态因素是CO2浓度
D.龙眼的最大光能利用率大于芒果，但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果【审题视角】解答本题的关键是掌握光合作用生成物量的计算方法：真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，本题具体可表述为：总光合量(CO2的吸收量)=净光合量(CO2的吸收量)+呼吸作用CO2释放量。【精讲精析】选B。解答本题的具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：光合作用和呼吸作用的知识是新陈代谢部分的主干知识，且从近些年各地高考题的统计分析来看，这部分内容始终是高考考查的重点，尤其是光合作用和呼吸作用速率的综合题，更是高考考查的难点。备考策略：
(1)明确光合速率与呼吸速率的含义和测定方法。
(2)掌握总光合量与净光合量的判断方法：
①如果实验中用CO2和O2的实测值来表示光合速率，则该数值为净光合速率；
②如果实验中用叶片重量的增加来表示光合速率，则该数值为净光合速率；
③如果题目涉及有机物时用“合成”“制造”“产生”等字眼，则该数值表示真正光合速率；如果用“积累”“增加”
“剩余”等字眼，则表示净光合速率。 探究影响光合作用强度的因素
【典例4】(2011·安徽高考)保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：
材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。
方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60 kg·hm-2)、氮肥(255 kg·
hm-2)、保水剂(60 kg·hm-2)+氮肥(255 kg·hm-2),置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10:00～11:00 从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如表：
实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正：
步骤①______________________________________________；
步骤②______________________________________________。
(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是_______
____________________________________________________。
(3)实验测得的CO2 吸收量________(大于、等于、小于)光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是_________________________
_________。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定____________释放量计算。【审题视角】解答本题的思路是：【精讲精析】(1)实验中设计三组作为实验组并无不妥，但这三组测得的结果都是在施加自变量的情况下得出的，在没有施加自变量的情况下会是什么结果并不清楚。只有将实验组的结果与没有施加变量的情况下的结果相比较，才能说明自变量的施加对实验结果带来的影响。因此，步骤①中必须增加空白对照的实验。步骤②是对因变量的检测。题中检测的步骤考虑到了实验材料对实验结果的影响，强调了相同数量的叶片，但却忽略了“质”的相同，即必须是相同部位的叶片，否则就无法排除检测材料的差异给实验结果带来的影响。(2)光合作用暗(碳)反应过程中CO2的吸收量增加，从内在因素考虑是暗反应的过程得到了促进与加强，影响这一过程的有光反应产生的ATP、［H］以及暗反应所需的相关酶等，联系保水剂与氮肥配施的原因，推测可能是影响了与暗反应相关酶的含量与活性。
(3)在光合作用过程中，测得的光合作用强度数据都属于净光合强度(表观光合强度)，实际光合强度(或总光合强度)还应该包括呼吸作用的因素。以CO2的吸收量为例，实际的光合作用利用的CO2包含了测得的从环境中吸收的CO2以及呼吸作用产生的CO2。答案：(1)没有对照组，应另设一组不施保水剂和氮肥的作为对照组 取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位
(2)提高了光合作用有关酶的含量与活性
(3)小于 实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用释放量之差 O2【阅卷人点拨】 光合作用的原理
高考指数:★★★★★
1.(2012·山东高考)夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是
( )A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
D.两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
【解析】选D。具体分析如下：2.(2011·海南高考)红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是( )
A.红枫叶片不含叶绿素
B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用
D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用
【解析】选C。A项,红枫叶片含有叶绿素，只是液泡中的红色素遮盖了叶绿素的颜色，呈现了红色；B项,红枫叶片呈红色是由于反射了红光，不是吸收了红光；C项,在红枫叶片中含有光合色素，能吸收光能，可以进行光合作用；D项,液泡中的色素不能将吸收的光能转化用于光合作用。3.(2011·浙江高考)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是( )
A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生
B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗(碳)反应【解析】选D。A项，叶绿体类囊体薄膜上产生O2，不是外膜；B项，不同季节各色素的比例不同，秋季叶绿素少而胡萝卜素和叶黄素多；C项，影响光合作用速率的因素有光照强度、CO2浓度、温度等，与夏季相比，冬季温度低是光合速率低的主要原因；D项，暗(碳)反应不仅需要CO2，还需要光反应提供ATP、NADPH，只要离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2，就可以完成暗(碳)反应。4.(2010·海南高考)某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是
( )【解析】选A。杨树叶片中提取并分离得到的色素主要是叶绿素
和类胡萝卜素。其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b。类胡萝卜素
包括胡萝卜素和叶黄素。且叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝
紫光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收的是蓝紫光。红光的波长范围
是605 nm～700 nm，蓝光的波长范围是450 nm～480 nm，紫光的
波长范围是400 nm～435 nm 。A项中，吸收高峰为450 nm 和
650 nm。450 nm 介于450 nm～480 nm范围内，属蓝光；650 nm
介于605 nm～700 nm范围内，属红光。故A项正确。B项中，吸收
高峰为440 nm和480 nm。440 nm和480 nm介于450 nm～480 nm
内，所以B中的吸收高峰只涉及蓝光，故B项不选。同理可推断不
选C、D。5.(2010·海南高考)光反应为暗(碳)反应提供的物质是( )
A.［H］和H2O B.［H］和ATP
C.ATP和CO2 D.H2O和CO2
【解析】选B。光合作用的光反应包括水的光解和ATP的合成，前者产生［H］与O2；后者是ADP、Pi反应并吸收能量形成ATP。光反应阶段所产生的［H］和ATP用于暗反应中C3的还原，故B项正确。H2O和CO2都不是光反应的产物，故A、C、D项错误。6.(2010·天津高考)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是( )
①叶绿体基质 ②类囊体薄膜
③线粒体基质 ④线粒体内膜
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【解析】选A。CO2的固定是指C5和CO2反应形成2C3的过程。它发生在光合作用的暗反应阶段，是在叶绿体基质中进行的，故①应选。CO2生成发生在有氧呼吸的第二阶段，即丙酮酸在水的参与下分解成CO2和［H］并生成少量ATP的过程。此过程发生在线粒体基质中，故③应选。类囊体薄膜是水的光解、ATP合成、［H］合成、光能转化为电能再转化为化学能的过程等发生的场所，故②不选。线粒体内膜是ATP合成、有氧呼吸第三阶段等发生的场所，故④不选。7.(2010·海南高考)下列关于叶绿体的描述，错误的是( )
A.基粒由类囊体堆叠而成
B.叶绿体被膜由双层膜组成
C.暗反应发生在类囊体膜上
D.类囊体膜上具有叶绿素和酶【解析】选C。许多类囊体像圆盘一样叠在一起，称为基粒，组成基粒的类囊体，叫做基粒类囊体，构成内膜系统的基粒片层。叶绿体被膜由双层膜组成，A、B正确。在暗反应中,叶绿体利用光反应产生的ATP和NADPH这两个高能化合物分别作为能源和还原的动力将CO2固定,使之转变成葡萄糖, 由于这一过程不需要光所以称为暗反应。碳固定反应在叶绿体基质中进行。所以C错。8.(2012·广东高考)荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。
注：“-”表示未测数据。 (1)B的净光合速率较低，推测原因可能是：①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；②______________________________，导致_________________________________。
(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累_____________；D的叶肉细胞中，ATP含量将________________。
(3)与A相比，D合成生长素的能力________；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是________。
(4)叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是____________的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是__________________________________________。【解题指南】解答本题的关键是：
(1)纵向分析表格数据，明确叶片发育过程中各指标的变化规律。
(2)横向分析表格数据，明确叶片每个发育阶段净光合速率和其他各指标的关系。
【解析】(1)影响光合速率的因素有外因(光照强度、温度、二氧化碳浓度等)和内因(叶绿素的含量、酶等)，结合表格中的信息，B组叶绿素含量为1.1 mg/g·fw，叶绿素含量低，气孔开放程度比较低，仅为55%，二氧化碳吸收量比较少，导致光合速率较低。(2)A叶片净光合速率为－2.8 μmol CO2/m2·s，即光合速率小于呼吸速率，且由于是密闭的容器，导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸，产生酒精。D叶片中，光合速率大于呼吸速率，且由于是密闭的容器，导致容器内二氧化碳越来越少，暗反应减弱，而光反应不变，导致ATP增多。
(3)相比成熟叶片，幼嫩的叶是合成生长素的主要部分之一；叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，从表中可推知，由于总叶绿素含量增加，因此D的叶肉细胞的叶绿体中，基粒明显增多。
(4)细胞分裂使细胞数目增多，导致叶面积增大；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。答案：(1)气孔开放度相对低 二氧化碳供应不足
(2)酒精 增多
(3)低 基粒
(4)细胞分裂 基因的选择性表达 影响光合作用的因素
高考指数:★★★★★
9.(2011·新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是
( )
A.光反应强度升高，暗反应强度降低
B.光反应强度降低，暗反应强度降低
C.光反应强度不变，暗反应强度降低
D.光反应强度降低，暗反应强度不变【解析】选B。缺镁叶绿素合成不足，影响了光反应的进行，因此光反应强度降低；由于光反应产生的［H］和ATP减少，间接影响了暗反应的进行，因此暗反应强度也降低。10.(2011·江苏高考)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是(多选)( )A.适当的遮光处理,可提高其干重
B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C.叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标
D.遮光90%时,铁线莲不进行光合作用
【解题指南】注意识表，把握行标题和列标题是自变量，数据标题是因变量。分析表格时，按照同列不同行间对比，同行不同列间对比。【解析】选A、C。由表格信息可知：遮光比例由0～30％，植株干重提高，A正确。叶绿素含量与净光合速率无特定关系，B项错误。遮光比例由10％～90％，叶绿素a／b不断降低，叶绿素a／b可作为其利用弱光能力的判断指标，C项正确。遮光90％时，净光合速率为0，此时铁线莲光合作用很弱，没有有机物的积累，D项错误。11.(2012·四川高考)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答：
(1)提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入_____，以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的___________。(2)该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率__________。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO2形成__________的速率更快，对光反应产生的_________
_________消耗也更快，进而提高了光合放氧速率。(3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是_______________________________________。【解析】本题主要考查光合作用的条件与原理，考查知识的分析与应用能力。
(1)在研磨水稻的叶片时，加入CaCO3能中和酸性物质，可以防止色素被破坏。因为水稻突变体缺失叶绿素b，但叶绿素b在滤纸条上扩散速率最慢，所以缺失的色素带位于滤纸条的最下端。(2)据坐标曲线图分析可知，当光照强度为n时，突变体和野生型净光合速率相同，但由于突变体呼吸速率更大，总光合速率更强，因此突变体氧气产生速率较大。当光照强度为m时，通过气孔吸收CO2较多，与C5结合产生较多C3，而C3还原成糖类时，消耗ATP和NADPH的速率更快。(3)突变体水稻缺失叶绿素a，将影响光能的转化，所以无法进行光合作用。答案：(1)CaCO3 最下端
(2)较大 C3 NADPH、ATP
(3)缺失叶绿素a不能完成光能转换12.(2012·全国卷)金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。据图回答下列问题：
(1)该研究探讨了___________对金鱼藻___________的影响。其中，因变量是___________。
(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照强度为_____lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气_____
μmol。
(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是______
__________________________。【解题指南】本题主要是通过实验和曲线的形式考查光合作
用、酶等相关知识点，同时考查识图能力、数据处理能力和实
验分析能力。解答本题的关键是抓住坐标轴和曲线特殊转折点
的含义及实验的目的。
【解析】(1)NaHCO3能提供CO2，不同浓度的NaHCO3提供的CO2浓
度不同，因此图c反映的是CO2浓度对净光合速率的影响；pH可
以影响酶的活性，进而影响光合作用和呼吸作用的速率，所以
图d反映的是pH 对净光合速率的影响。实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的量称为自变量，如图a和b中的光照强度、图c中的CO2浓度和图d中的pH。随着自变量的变化而变化的量称为因变量，如图a、b、c和d中净光合速率(或每小时每克鲜重释放氧气的微摩尔数)就是因变量。(2)由图b可以直接看出，光照强度为12.5×103 lx时，金鱼藻的净光合速率达到最大。当光照强度为0时，金鱼藻只能进行呼吸作用，从图a可以直接看出，每克鲜重每小时消耗氧气8 μmol。(3)pH对净光合速率的影响主要是通过影响光合作用和呼吸作用过程中所需酶的活性来实现的。答案：(1)光照强度、二氧化碳浓度和pH 净光合速率
O2的释放速率
(2)12.5×103 8
(3)pH的大小会影响光合作用和呼吸作用过程中所需酶的活性13.(2010·安徽高考)Ⅰ.为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：
(1)与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是______，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是________。
(2)实验结果表明，在________________的条件下施肥效果明显，除本实验所涉及的因素外，从增加光合作用面积的角度考虑，采取________措施能提高玉米的光能利用率。Ⅱ.面对初春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力。
材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土(经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比9∶1)，大小一致的花盆……方法步骤：(1)每个花盆中放置栽培土3 kg，并将花盆平均分成A、B两组。
(2)A组各花盆中______________________________________，
B组各花盆中_________________________________________。
(3)将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于__________条件下培养。
(4)6周后，__________________处理10d，每天观察、记录并统计____________。
结果预期与分析：_____________________________________
___________________________________________________。【解题指南】(1)光照强度、温度、土壤含水量、肥料供应情况等外界因素均可影响植物光合作用强度；
(2)若单独改变某一条件，可以使光合作用强度继续增强，则该条件为此时光合作用的限制因素；
(3)在设计对照实验时，除自变量不同外，所有无关变量应相同；
(4)应确定适合于观察的因变量，以对实验结果进行统计与分析。【解析】Ⅰ.(1)与D点相比，B点的光照强度较弱，光合作用强度也较弱，因此B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是光照强度；C点土壤含水量较少，光合作用强度较低，因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量。
(2)根据图示，同一光照条件下，当土壤含水量在40%～60%之间时，施肥的效果才能显现出来；从增加光合作用面积的角度考虑，采取合理密植的措施能提高玉米的光能利用率。Ⅱ.方法步骤：
(2)实验的自变量是是否接种摩西球囊霉菌菌种，因此应在A、B两个花盆中一个接种摩西球囊霉菌菌种，一个不接种摩西球囊霉菌菌种；
(3)栽上幼苗后，应将两个花盆放在相同且适宜的条件下培养，以避免无关变量的干扰；(4)接种摩西球囊霉菌是否能够提高紫花苜蓿的抗旱能力，可以采用停止浇灌的方法，观察统计紫花苜蓿的死亡率或存活天数。
结果预期与分析：比较A、B两组紫花苜蓿的死亡率或存活天数，可以推测出接种摩西球囊霉菌是否能提高紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力。答案：Ⅰ.(1)光照强度 土壤含水量
(2)土壤含水量为40%～60% 合理密植
Ⅱ.(2)接种等量的摩西球囊霉菌菌种 不接种 (或接种与A组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种)
(3)相同且适宜
(4)干旱(或停止浇水)
紫花苜蓿死亡率(存活率，或存活天数)
结果预期与分析：A组紫花苜蓿死亡率低于B组，则可能是接种摩西球囊霉菌能提高紫花苜蓿的抗旱能力；A组紫花苜蓿死亡率等于或高于B组，则可能是接种摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力14.(2010·新课标全国卷)请回答下列问题：
(1)氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是_____________，构成细胞膜的元素是_____________。
(2)缺镁时植物叶片发黄，其原因是______________________
______________________。
(3)在提取叶绿体色素的过程中，研磨叶片通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量丙酮。二氧化硅的作用是______________
_______________________________；碳酸钙的作用是_____
_______________；丙酮的作用是______________________。
(4)光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的__________________________________。【解析】(1)生物体生命活动的直接能源物质为ATP，构成ATP的化学元素为C、H、O、N、P；细胞膜主要是由磷脂双分子层(脂双层)和蛋白质分子构成的，元素组成主要为C、H、O、N、P。
(2)镁是构成叶绿素的化学元素，缺镁时导致叶绿素不能合成。
(3)叶绿体中色素的提取和分离过程中，研磨叶片时通常需加入少量二氧化硅是为了研磨充分，加入少许碳酸钙是为了防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，加入适量的丙酮，目的是提取叶绿体中的色素。答案：(1)氮、磷 氮、磷
(2)镁是叶绿素的组成成分，缺镁导致叶绿素合成受阻(其他合理答案也可)
(3)有助于磨碎植物细胞 防止研磨过程中叶绿体色素被破坏 色素的提取溶剂(其他合理答案也可)
(4)叶绿素a 光合作用与呼吸作用的关系
高考指数:★★★★★
15.(2012·天津高考)设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率)，结果见图。据图判断，下列叙述正确的是( )A.与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的［H］多
B.与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多
C.若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1＞K2＞K3
D.密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物【解题指南】解答本题的思路如下：
d1净光合速率=d3净光合速率 d1光合 d3光合
(1) ＞
d1呼吸速率＞d3呼吸速率 速率 速率
(2)d2呼吸速率＞d3呼吸速率 d2浓度下细胞呼吸过程产生的ATP多。
(3)蓝藻净光合速率越大，蓝藻的种群数量越多。
(4)判断生物的代谢类型需根据有氧和无氧条件下代谢的产物来验证。【解析】选A。d1浓度下光合速率大于d3浓度下的，因此d1浓度下蓝藻细胞光反应产生的[H]多，故A选项正确；d2浓度下呼吸速率大于d3浓度下的，因此d3浓度下的蓝藻细胞呼吸产生的ATP少，故B选项错误；由于d2浓度下净光合速率最大，d1、d3浓度下的净光合速率相等，因此，三种浓度下的蓝藻种群的K值大小关系为K2＞K1＝K3，故C选项错误；若要判断蓝藻是否是兼性厌氧生物，需要设置有氧、无氧两种条件，在没有光合作用影响氧气的产生，其他条件相同且适宜的情况下进行验证，故D选项错误。16.(2011·福建高考)如图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是( )A.在9：30～11：00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓
B.在11：00～12：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多
C.在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同
D.在18：30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应【解析】选B。A项，9:30～11:00光照强度增强，光反应提供的ATP和［H］增多，但净光合速率降低说明暗反应跟不上光反应，反应缓慢；B项，有机物的积累量可代表净光合速率，从图知花生的净光合速率即有机物的积累量比玉米少；C项，从图知，17:00时净光合速率相同，氧气释放量代表净光合速率，即氧气释放量相同；D项，18:30时，玉米净光合速率为零，说明光合作用速率等于呼吸作用速率，仍进行光合作用，即有光反应和暗反应。17.(2011·广东高考)观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。 (1)据图1分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时______(填“有”或“无”)ATP和［H］的合成，原因是______________
_____________________________________；此时段______(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是__________
_________________________；10～16时无明显CO2吸收的直接原因是________________________________________。
(2)从图2可知，栽培蝴蝶兰应避免__________，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当______
_________。(3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的___________，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是___
_____________。【解析】本题考查光合作用、呼吸作用及植物组织培养的有关知识。
长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时，要进行呼吸作用，所以有ATP和［H］的合成，原因是呼吸作用的第一、二阶段均有［H］产生，第一、二、三阶段均有ATP生成；此时段无光，不能进行光合作用的光反应阶段，无法给暗反应提供ATP和［H］，所以无暗反应发生。因长期生活在干旱条件下，植物含水较少，要保水，所以10～16时关闭气孔，降低蒸腾作用，也无法吸收CO2。由图2可知，在正常情况下，干重增重较多，所以栽培蝴蝶兰应给其充足的水分，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当遮阴。蝴蝶兰的种苗可利用植物组织培养技术大规模生产，此过程中利用了细胞的全能性，细胞分化的根本原因是基因选择性表达。
答案：(1)有 此时段细胞进行呼吸作用，呼吸作用的第一、二阶段均有［H］产生，第一、二、三阶段均有ATP生成
无 此时段没有光反应，而暗反应必须要由光反应提供ATP和［H］，故不存在暗反应 气孔关闭
(2)干旱 遮阴 (3)全能性 基因选择性表达18.(2010·浙江高考)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。请回答：
(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养中_______和_______更高。
(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内CO2浓度变化曲线。图中b～c段CO2浓度升高缓慢是因为________
_____________________，c～d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗______________________。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率________。
(3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、__________和________可缩短试管苗的适应过程。【解析】本题主要考查影响光合作用的因素,考查学生对曲线的解读能力。
(1)从甲图来看,不加蔗糖的培养基中在相同的光照强度下光合速率要比加蔗糖的培养基高,且光饱和点也比加蔗糖的培养基高。
(2)图乙表示一昼夜中CO2浓度变化曲线, b～c段上升缓慢的原因是凌晨温度较低，酶活性降低,呼吸速率较慢导致CO2释放减少所致；c～d段急剧下降是因为光合作用消耗大量CO2所致，d点时光照强度不再是限制光合作用的因素, CO2才是影响光合作用的因素,而大气CO2浓度比瓶内高，所以更有利于提高光合速率。(3)从甲、乙两图中可以得出：不加蔗糖的培养基,适当增加CO2浓度,延长光照时间,适当增加光照强度等可以提高光合作用强度。
答案：(1)光合速率 光饱和点
(2)温度较低，酶的活性降低,细胞呼吸较弱，产生的CO2较少
光合作用增强,消耗大量的CO2,所以CO2浓度急剧下降
升高
(3)延长光照时间 增加光照强度
增加CO2浓度(任选两个)【实验探究体验】
19.(2011·江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( )
A.光吸收差异显著，色素带缺第2条
B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C.光吸收差异显著，色素带缺第3条
D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条【解析】选B。因为题干中水稻为叶黄素缺失突变体，对其所在叶片进行实验后，色素层析带一定缺第2条，即叶黄素。但光吸收差异不显著，因为叶黄素主要吸收蓝紫光，红光被叶绿素a和叶绿素b吸收，故B项符合题意。20.(2012·江苏高考)为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下实验，请完成实验报告并回答下列问题：(1)实验报告：
①材料用具：
乳熟期的温室盆栽水稻，1 mmol/L NaHSO3溶液，蒸馏水，喷壶，光合分析测定仪等。
②实验步骤：
第一步：选取若干_______的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照组，乙组为实验组。
第二步：每天傍晚分别将等量的_______、_______喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上，次日上午测定光合速率。
③结果与分析：
实验结果见图1，经分析可以得出的结论是_______________。(2)研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力，推测其作用部位是叶绿体的_______，进而加快对图2中______(填字母A～D)物质的利用。
(3)研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.2 μmol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol/L NaHSO3效应相同，两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应。请用柱形图绘制出实验结果(实验光照强度为1 000 μmol·m-2·s-1)。【解析】(1)②对照实验中实验组和对照组所采用的材料的生理状况都应该是一样的，即大小、长势等都应该相同；该实验中的自变量为NaHSO3，因此实验组应喷洒NaHSO3，对照组喷洒蒸馏水。③根据图示可知喷洒低浓度NaHSO3的实验组的净光合速率较大，因此，可说明低浓度NaHSO3可提高水稻的光合速率。
(2)光合作用中产生ATP的场所是叶绿体的类囊体薄膜，产生的ATP用于暗反应促进C3的还原。
(3)本实验应设置四组，分别为对照组和实验组：0.2 μmol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)、1 mmol/L NaHSO3及两者的混合物，其中对照组的光合速率较低，其他三组的光合速率相等。答案：(1)②株型、长势、叶片均一 蒸馏水
1 mmol/L NaHSO3溶液
③不同光照强度下低浓度NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率
(2)类囊体 A、B、D
(3)见图21.(2011·全国卷)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉，然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。回答问题：
(1)光照条件下，组5叶片通过__________作用产生淀粉；叶肉细胞释放出的氧气来自于_________的光解。
(2)在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是_________。
(3)组2叶片中合成淀粉的原料是___________，直接能源物质是___________，后者是通过___________产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是_________________________________。
(4)如果组7的蒸馏水中只通入N2，预期实验结果是叶片中_______(有、无)淀粉。【解析】本题考查光合作用的过程及外界因素对光合作用的影
响。(1)光照条件下，组5叶片通过光合作用产生淀粉；叶肉细
胞释放出的氧气来自光反应中水的光解。(2)进行有氧呼吸必须
有氧气的存在，组1、组2、组5、组6中有氧气可以进行有氧呼
吸，同时要满足黑暗条件则只有组2和组6。(3)组2叶片处于黑
暗环境中不能进行光合作用，但是可以通过主动运输吸收环境
中的葡萄糖，然后在细胞内合成淀粉。合成淀粉的原料是葡萄
糖，直接能源物质是ATP，ATP在组2的条件下是通过有氧呼吸产
生的。组2和组4实验条件的区别是溶液中是否通入空气，组2条件下细胞有氧呼吸产生大量ATP吸收大量葡萄糖，吸收的葡萄糖除供给呼吸作用利用以外剩余部分可以合成淀粉；组4条件下叶片细胞只能进行无氧呼吸，产生少量ATP，只能吸收少量葡萄糖，供给呼吸作用后，没有剩余的葡萄糖可以合成淀粉。(4)组7的蒸馏水中只通入N2，叶片光合作用只能利用呼吸产生的CO2，合成的葡萄糖只能供呼吸作用利用，没有有机物剩余，无淀粉积累。
答案：(1)光合 H2O (2)组2和组6
(3)葡萄糖 ATP 有氧呼吸 组4叶片不能进行有氧呼吸，淀粉的合成缺少ATP (4)无22.(2010·江苏高考)不同生态环境
对植物光合速率会产生影响。某课
题组测定生长于A地(平原)和B地(山
区)银杏叶片不同时间的光合速率，
结果如图。
(1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合
成为结合型叶绿素。在某些环境因素影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：①请画出总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。
②从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是____________________________________________________。
(2)为提取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入___________________________________。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适宜的光照下2 min～3 min后,试管内的氧含量________。 (3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测_____(填字母)是10月1日的叶绿体照片，理由是___________________________________________________。【解析】(1)①绘图时要注意：a.横坐标与纵坐标的标识与单位；b.在绘图过程中取点要准确；c.两种不同曲线的标识。
②在光合作用中起关键作用的是结合型叶绿素，据表可知，随时间的增加，游离型叶绿素含量不断增加，结合型叶绿素含量不断降低，则导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是结合型叶绿素含量降低。(2)在叶绿素提取的实验中，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅)，加入酒精(丙酮)的目的是使色素溶解；加入碳酸钙的目的是防止色素受到破坏，加入石英砂(二氧化硅)的目的是使研磨更加充分。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下2 min～3 min后，试管内仅有色素不能进行光合作用，因而氧含量基本不变。
(3)a图中叶绿体类囊体膜结构破坏，b图中叶绿体类囊体膜结构正常，据图可知：10月1日的光合速率较7月1日低，则a是10月1日的叶绿体照片。答案：(1)①
②结合型叶绿素含量降低
(2)酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅) 基本不变
(3)a 10月1日的光合速率低，a中叶绿体类囊体膜结构破坏23.(2009·广东高考)小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果。
实验材料和用具：大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0～10 000 Lux，温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。
(1)实验方案：
(2)实验结果测试：【解析】首先明确本实验的目的是“探究不同光照强度对大豆植株高度的影响”，所以实验的自变量是“不同的光照强度”，处理方法是将大豆种子分别种在不同光照强度的光照培养箱中，因变量是大豆植株的高度。另外根据实验的等量原则，所以每个光照培养箱的大豆种子、温度、湿度、培养时间等条件都应相同。根据对照原则，该实验至少分成三组，并且有黑暗作对照。由于该实验的前提是“小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多”，所以据此预测的实验结果是随着光照强度增加，植株高度下降。答案：(1)实验方案：
①实验材料：选出180粒大小一致的种子，分成六组，每组30粒，在培养皿中培养。
②培养条件：光照强度 0、2 000、4 000、6 000、8 000、
10 000 Lux，温度25 ℃，培养一周。
③测定指标:用直尺测量植株高度，计算每组的平均值。［注：要求至少分为三组(三个处理)，每组有一定的种子数量，光照强度必须有0 Lux(黑暗)］
(2)实验结果测试：随光照强度增加，植株高度下降。 光合色素的作用及提取与分离
1.叶绿素和其他色素2.绿叶中色素的提取和分离
(1)原理解读：
①色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。
②各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。(2)实验流程：(3)实验中的注意事项：
①选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
②提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。
③制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。④画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
⑤色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。【名师点睛】
1.原核生物中的光合作用色素
(1)藻胆素是藻类进行光合作用的主要色素；
(2)光合细菌和蓝藻没有叶绿体，但有光合作用色素，能进行光合作用。
2.闪记色素在滤纸条上的分布
叶绿体色素在滤纸条上的分布从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。串起来就是四个字：胡黄ab。3. 色素带上色素的分布规律之“四最”
(1)最宽——叶绿素a；
(2)最整齐——胡萝卜素；
(3)距离最近——叶绿素a与叶绿素b；
(4)距离最远——胡萝卜素与叶黄素。
4.实验中几种化学试剂的作用
(1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。
(2)层析液用于分离绿叶中的色素。
(3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。
(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。5.异常实验现象原因
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因
①未加石英砂，研磨不充分；
②使用放置数天的菠菜叶滤液，色素(叶绿素)太少，绿色过浅；
③一次加入大量的无水乙醇提取，浓度太低(正确做法：分多次每次加入少量无水乙醇提取色素)。
(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。 光合作用过程
1.光合作用的过程图解2.光反应和暗(碳)反应的区别与联系【名师点睛】
1.写光合作用的总反应式时，需注意的问题
(1)反应条件不能漏掉：
没有光能，没有叶绿体中的酶和色素，反应不能进行。
(2)有机产物：
光合作用产生的有机物可以是葡萄糖，再转化成蔗糖、淀粉，也可以形成氨基酸、脂质等。为了方便理解，通常用“(CH2O)”代表。(3)反应式最后不要加能量：
通过光合作用，植物将光能转换为有机物中的化学能，反应过程中没有能量放出。
2.光反应必须在光下进行，而暗反应有光无光都能进行。
3.催化光反应与暗反应的酶，其种类和场所均不同，前者分布在类囊体的薄膜上，后者分布在叶绿体基质中。 影响光合作用的因素及在生产上的应用【名师点睛】
光合作用和细胞呼吸的两个注意
(1)注意时间长短：
①若是“短时间内”，一般只考虑光合作用或细胞呼吸中的其中一个；
②若是“若干时间”、“足够长时间”则应同时考虑光合作用和细胞呼吸两个过程。
(2)注意无光照时的细胞呼吸：
①植物进行光合作用的同时，一定进行着细胞呼吸；
②进行细胞呼吸时不一定进行光合作用，因为光合作用只有在有光存在时才能进行，而细胞呼吸无时无刻不在进行着。【状元心得】
1.光合作用与呼吸作用的综合计算
(1)光合作用的实际产氧量＝实测氧气的释放量＋呼吸作用的消耗量;
(2)光合作用的实际二氧化碳消耗量＝实测二氧化碳的吸收量＋呼吸作用的二氧化碳释放量;
(3)光合作用实际葡萄糖生产量=光合作用的葡萄糖净产量+呼吸作用葡萄糖消耗量。2.光合总产量和光合净产量常用的判定方法
(1)若CO2吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量；
(2)CO2吸收量、O2释放量和葡萄糖积累量都表示光合净产量；
(3)光合作用CO2吸收量、光合作用O2释放量和葡萄糖制造量都表示光合总产量。分析坐标图时，首先要明确纵坐标和横坐标的含义，然后根据相关问题深入分析。 光合作用与细胞呼吸的综合问题分析
1.光合作用与细胞呼吸的区别与联系2.关于总光合量与净光合量的比较、分析与计算
(1)曲线及其解读：
绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸，当在光下测定植物光合作用强度时，由于植物的细胞呼吸同时进行，因而实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和。①图示：②解读：
只呼吸不光合 呼吸＞光合
A点 植物释放CO2 AB段 植物释放CO2
吸收O2 吸收O2
光合=呼吸 光合＞呼吸
B点 植物外观上不与外 B点后 植物吸收CO2
界发生气体交换 释放O2(2)相关计算：
植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，应存在如下关系：
①光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)＝实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。
②光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2)＝实测植物CO2吸收量+细胞呼吸CO2释放量。
③光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)=光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成葡萄糖量)-细胞呼吸葡萄糖消耗量。(3)对应于总光合量或净光合量的几种常见描述方法：
①植物或叶片吸收CO2(或释放O2)量——净光合量；
②植物或叶片“积累”葡萄糖量(或有机物量)——净光合量；
③植物或叶片“制造”或“生产”或“合成”有机物量——总光合量；
④叶绿体吸收CO2 (或释放O2)量——总光合量。【名师点睛】
光合作用速率与呼吸作用速率的测定方法
(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真正光合速率。
①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物(葡萄糖)积累量表示。
②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或制造、生产、合成有机物的量表示。(2)呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。
②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。【状元心得】
环境条件变化与点的移动参照“关于总光合量与净光合量的比较、分析与计算”的曲线图
(1)当CO2浓度由1%降至0.003%时
B点右移；C点下移；D点左移。
(2)当温度由25 ℃升至30 ℃时(光合作用最适温度25 ℃，呼吸作用最适温度30℃)
A点下移；B点右移；C点下移；D点左移。易错易混点1 并不是绿色植物所有的细胞都可以进行光合作用
光合作用只在含有叶绿体的部分细胞中进行，如绿色植物的叶肉细胞，而茎的内部细胞如形成层细胞和根细胞等都不能进行。
易错易混点2 误认为光合作用中所有的反应都需要酶的催化
光合作用中色素吸收、传递、转化光能过程中不需要酶的催化，而ATP的形成、CO2的固定、C3的还原离不开酶的催化。【易错易混辨析】易错易混点3 暗反应不需要光，理解成没有光照，暗反应照常进行
没有光反应，暗反应无法进行，所以晚上植物只进行呼吸作用，不进行光合作用；没有暗反应，有机物无法合成，生命活动也就不能持续进行。
易错易混点4 有关光合作用场所的几点警示
(1)含有光合色素的原核生物(如蓝藻)虽然没有叶绿体，但也能进行光合作用，制造有机物，为自养生物。
(2)真核生物叶绿体内不仅含有捕捉光能的4种色素，而且含有多种与光合作用有关的酶，并且具有在光合作用中吸收CO2释放O2的特性。可见，光合作用全过程都在叶绿体内进行。易错易混点5 净(表观)光合作用速率和真正光合作用速率的辨析
(1)公式：真正光合速率＝净(表观)光合速率＋呼吸速率
(2)图解：
分析：数值a是测定到的植物CO2吸收量，即净光合作用速率。数值b是植物的呼吸速率，a＋b为真正光合作用速率。课件95张PPT。专题6 细胞的生命历程 细胞的有丝分裂
【典例1】(2010·江苏高考)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。如图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题：(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约______h后会检测到被标记的M期细胞。
(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为______期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是______________________。
(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约______h后，细胞都将停留在S期。(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h，M期时长为1.9 h。
若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选
用______(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。
(5)在光学显微镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与
洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是___________________
____________________________________________________。【审题视角】解答本题的关键：
(1)“最快”指处于S期的细胞进入M期所需要的时间最短，即经过G2期的时间；
(2)达到“最大值”所需要的时间是第一个细胞从进入M期开始到该细胞M期结束所经历的时间；
(3)明确细胞的分裂是连续的；
(4)最适于作为观察细胞有丝分裂的材料的标准不是看分裂期时间的长短，而是处于分裂期的细胞最多，即分裂期时间占细胞周期时间比例最大。【精讲精析】(1)据题意，从开始标记到检测到被标记的M期细胞最短需经过G2期(2.2 h)，最长需经过S期和G2期(10.1 h)。
(2)据题意，被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时说明细胞完成一次分裂，因而所经历的时间为M期的时间(1.8 h)，M期的一个细胞中染色体数目在前期和中期不变、后期加倍、末期恢复，即变化规律是12→24→12。
(3)加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。此时处于G1期的细胞最长经过3.4 h会停留在S期，而处于G2期的细胞最长会经过2.2(G2)+1.8(M)+3.4(G1)
=7.4 h，才会停留在S期。(4)M期占整个细胞周期的比例越大越适合作为观察细胞有丝分裂的实验材料，甲细胞占有1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8)×100%
≈12%,乙细胞占有1.9/24×100%≈8%， 故选用甲动物肠上皮细胞更合适。
(5)动物细胞分裂末期，细胞的中部并不形成细胞板，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，每部分都含有一个细胞核。这样，一个细胞就分裂成了两个子细胞。高等植物细胞的胞质分裂是靠细胞板的形成来完成的。
答案：(1)2.2 (2)M 12→24→12 (3)7.4 (4)甲
(5)动物肠上皮细胞膜从中部向内凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板【命题人揭秘】
命题规律：近几年细胞的增殖常结合较新颖的条件背景考查细胞有丝分裂各时期之间的关系和各时期的主要变化特点。有丝分裂是细胞生命历程的重点，也是高考考查的热点，预测2013年仍将以细胞周期为背景，结合生命现象研究的最新成果进行命题。备考策略：(1)注意细胞分裂的连续性，把握细胞周期中各阶段时间的划分及各个时期的特点。
(2)细胞分裂图像和染色体、DNA数量变化等知识是细胞生命历程的重点，要多结合减数分裂综合对比复习。
(3)多结合柱状图、扇形图和实验分析等不同的形式加强对细胞周期的理解和运用，特别是涉及间期中G1期、S期和G2期的物质变化更要细心。 细胞的分化和细胞的全能性
【典例2】(2011·山东高考)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是
A.玉米种子萌发长成新植株
B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株【审题视角】解答本题的关键思路如下：【精讲精析】选D。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：细胞的分化和细胞的全能性常通过对实例的描述来考查基本概念，是近几年高考的热点。该知识点还常与重大科技发现、遗传变异部分相联系，进行综合命题。
备考策略：(1)从细胞分化的意义和细胞分化的实质两个角度理解细胞分化的含义。
(2)结合实例理解细胞全能性的原因和细胞全能性的实质。 细胞的癌变
【典例3】(2012·全国新课标)下列关于细胞癌变的叙述，错误的是
A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖
B.癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别
C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变
D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖
【审题视角】解答本题的关键是：
(1)熟记细胞癌变的特征。
(2)理解细胞癌变的原因。【精讲精析】选D。癌细胞是在适宜条件下具有无限增殖能力的细胞；细胞癌变后形态发生改变，细胞表面糖蛋白减少，细胞之间黏着性下降，细胞易发生分散和转移；病毒癌基因可以整合到宿主细胞的基因组中，随宿主细胞基因的表达而表达，使其宿主细胞癌变；原癌基因的主要功能是调节细胞周期，如果原癌基因发生结构改变或过度表达时，可能导致细胞癌变，抑癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。【命题人揭秘】
命题规律：从近几年高考试题看，考查点主要有癌细胞的特征及癌变机理，也经常与细胞衰老、凋亡的原因等进行综合性考查；结合白血病、癌症和干细胞研究与应用等社会热点考查癌变也是当前命题的趋势之一。
备考策略：(1)明确细胞癌变的实质，深入理解癌变的机理。
(2)通过与细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡进行对比，充分理解细胞癌变的特征。
(3)通过分析细胞癌变的诱发因素，总结预防细胞癌变的生活方式。 细胞的有丝分裂
高考指数:★★★★
1.(2010·重庆高考)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(细胞溶胶)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】选A。植物细胞有丝分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成，A正确。纺锤体在前期才形成，B错。分泌蛋白在内质网和高尔基体中加工，C错。质粒是小型环状DNA，无膜，D错。2.(2010·海南高考)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，细胞缢裂形成两个子细胞
D.在分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒【解析】选C。植物细胞有丝分裂末期会形成细胞板，动物细胞有丝分裂末期细胞膜内陷，细胞缢裂成两个子细胞，所以A错误、C正确；同源染色体配对发生在减数第一次分裂的前期，不能发生在有丝分裂中，B错误；两个中心粒复制形成两组中心粒发生在细胞分裂的间期，D错误。
【误区警示】中心体和中心粒的关系不清，一定注意一个中心体由两个相互垂直的中心粒组成。3.(2010·上海高考)下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程顺序的是( )
①两个相同DNA分子完全分开
②出现放射状排列的细丝
③中心体发生倍增
④着丝点(粒)排列在一个平面上
A.②→③→①→④ B.②→④→③→①
C.③→②→④→① D.②→③→④→①【解析】选C。本题考查细胞有丝分裂过程各时期的特点。进行有丝分裂的细胞具有细胞周期，题干中各过程发生的时期为：
①过程发生在有丝分裂的后期，
②过程发生在有丝分裂的前期，
③过程发生在分裂间期，
④过程发生在有丝分裂的中期。
故一个细胞周期中分裂过程的顺序是③→②→④→①。 细胞的分化和细胞的全能性
高考指数:★★★★★
4.(2011·北京高考)下列生命过程中，没有发生细胞分化的是
( )
A.断尾壁虎长出新尾巴 B.砍伐后的树桩长出新枝条
C.蝌蚪尾巴消失的过程 D.胚胎发育中出现造血干细胞【解析】选C。A项，断尾壁虎长出的新尾巴为器官，是由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成的；B项，砍伐后的树桩上长出的新枝条是由茎、叶等器官构成的，所以要由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成；C项，蝌蚪尾巴的消失，是细胞程序性死亡的过程——细胞凋亡，不发生细胞分化；D项，造血干细胞是由胚胎发育过程中细胞分化得来的。5.(2011·安徽高考)干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B(β)细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是( )
A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同
B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达存在差异
C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，分化成为胰岛样细胞
D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响，分化是由基因决定的【解析】选B。骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，但二者的基因表达存在差异，因此A项错误，B项正确；胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化有影响，使其分化为胰岛样细胞，但骨髓干细胞分化时其基因并未丢失，因此C项和D项都错误。6.(2011·全国卷)下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A.进行ATP的合成 B.进行mRNA的合成
C.存在血红蛋白 D.存在纤维蛋白原基因
【解题指南】解答本题需明确已经分化的细胞中发生了基因的选择性表达，即产生了特异性蛋白质，如血红蛋白。【解析】选C。本题考查细胞分化的知识。细胞分化的实质是基因的选择性表达，即特定的基因在特定细胞内的表达，表达了某种基因的细胞具有该种基因所控制的性状，从而与其他细胞表现出差异性。ATP的合成和mRNA的合成在所有细胞中都会发生，不能说明细胞是否分化，A、B项错误；基因的选择性表达不涉及遗传物质的改变，分化前的细胞与分化后的细胞中的遗传物质相同，都存在纤维蛋白原基因，D项错误；血红蛋白基因只在红细胞内表达，存在血红蛋白说明细胞已经发生分化形成了红细胞，C项正确。7.(2010·广东高考)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内
( )
A.正常生长 B.增殖并分化成多种细胞
C.分泌抗体 D.杀死各种病原菌
【解析】选B。移植骨髓中的造血干细胞到患者体内是为了治病，所以A不对。分泌抗体是效应B(浆)细胞的功能，所以C不对。杀死各种病原菌是抗体、杀菌物质和吞(巨)噬细胞的功能，所以D不对。骨髓移植的目的是产生正常的血细胞，干细胞具有全能性，可增殖并分化成多种细胞，所以B符合题意。 细胞的衰老、凋亡、癌变
高考指数:★★★★★
8.(2012·山东高考)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是( )
A.细胞普遍衰老会导致个体衰老
B.效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡
C.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡
D.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录【解析】选C。具体分析如下：9．(2012·安徽高考)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是( )
A．脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期
B．一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接
C．神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡
D．神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡【解题指南】解答本题的思路如下：
【解析】选D。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，细胞凋亡发生在生物体的整个生命过程中。从题目信息中可知，神经元的凋亡还受到环境中神经生长因子的影响，接受了足够量的神经生长因子后，才能生存并与多个靶细胞建立连接。10.(2012·江苏高考)研究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程，下列叙述正确的是( )
A.癌细胞具有和正常分化细胞相近的细胞类型
B.癌细胞的分裂能力与分化程度呈正相关
C.诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略
D.癌细胞类似于胚胎细胞都脱离了细胞的正常分化
【解析】选C。癌细胞的特征之一是癌细胞的形态结构发生了变化，如体外培养中正常的成纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形，所以A错误。癌细胞能无限增殖，是分化异常的细胞，所以B错误。癌细胞是脱离了正常分化的细胞，但胚胎细胞是未分化的细胞，所以D错误。11.(2011·山东高考)下列有关细胞癌变的叙述，正确的是( )
A.基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传
B.石棉和黄曲霉(毒)素是不同类型的致癌因子
C.人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用
D.癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
【解题指南】解答本题要把握以下三点：
(1)理解细胞癌变的实质：
(2)清楚人体免疫系统的三大功能。
(3)明确癌细胞的特征。【解析】选C。A项错误，基因突变属于可遗传变异，但如果突变发生在体细胞内，是无法遗传的。
B项错误，石棉和黄曲霉(毒)素都是化学致癌因子。
C项正确，人体的免疫系统具有防卫功能，也可以监控并清除衰老、损伤及癌变的细胞。
D项错误，癌变细胞内酶活性升高导致细胞代谢加快。12.(2011·江苏高考)关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是( )
A.细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多
B.细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小
C.细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育
D.细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移
【解析】选D。A项，基因的选择性表达导致细胞的分化，细胞种类增多；B项，细胞衰老表现为细胞内酶活性降低，细胞核体积增大；C项，细胞凋亡受基因控制，对机体有利；D项，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性显著降低，癌细胞容易分散和转移。13.(2011·天津高考)下列叙述正确的是( )
A.胚胎发育过程中不存在细胞衰老或凋亡的现象
B.用小鼠不同器官和组织构建的cDNA文库相同
C.垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象
D.刺激支配肌肉的神经，引起该肌肉收缩的过程属于反射【解析】选C。A项，细胞的衰老与凋亡发生在生物个体发育的任何时期，胚胎发育过程中也不例外；B项，cDNA文库只包含一种生物的部分基因，因此用小鼠不同器官和组织构建的cDNA文库可能不同；C项，垂体参与哺乳动物的体温调节，垂体功能受损，幼犬因促进代谢的激素等调节受到影响而出现抗寒能力减弱等现象；D项，反射是指在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应。刺激支配肌肉的神经，引起该肌肉收缩没有中枢神经系统的参与，不属于反射。14.(2012·四川高考)研究表明，癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。如图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，据图分析回答问题：(1)图中A代表细胞膜上的___________。葡萄糖进入癌细胞后，在代谢过程中可通过____________作用形成非必需氨基酸，也可通过形成五碳糖进而合成____________作为DNA复制的原料。
(2)在有氧条件下，癌细胞呼吸作用的方式为______________
_______。与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有__________(填编号)，代谢途径发生这种变化的意义在于能够__________________________________________________，从而有利于癌细胞的增殖。(3)细胞在致癌因子的影响下，__________基因的结构发生改
变而被激活，进而调控______________的合成来改变代谢途
径。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图
中的过程___________________(填编号)不宜选为作用位点。
【解析】(1)据葡萄糖代谢图分析可知，A表示载体蛋白，癌细
胞吸收葡萄糖，需要细胞膜上的载体蛋白协助。葡萄糖进入细
胞后，通过氨基转换作用形成非必需氨基酸；通过一定途径变
成五碳糖，其中脱氧核糖是合成脱氧核苷酸的原料，脱氧核苷
酸是合成DNA的原料。(2)在有氧条件下，葡萄糖经过一系列途径形成丙酮酸，它进行有氧呼吸产生CO2和H2O，进行无氧呼吸产生乳酸。因此，与正常细胞相比较，癌细胞吸收葡萄糖能力较强，而且能产生五碳糖，还能产生乳酸。这种代谢途径的意义就在于葡萄糖经过一系列的途径，可以产生较多的代谢产物，这些物质能为合成DNA与蛋白质提供原料，从而有利于癌细胞的增殖。(3)在致癌因子作用下，原癌基因发生突变，从抑制状态变成激活状态，通过控制酶的合成而改变代谢途径，结果是使正常细胞转化为癌细胞。由于正常细胞也可以进行图中①和④过程，因此不宜选用图中①和④过程作为作用位点。答案：(1)载体蛋白 氨基转换 脱氧核苷酸
(2)有氧呼吸和无氧呼吸 ①②③ 产生大量的中间产物，为合成DNA和蛋白质等重要物质提供原料
(3)原癌 酶 ①④【实验探究体验】
15.(2012·江苏高考)下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述，错误的是( )
A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
B.先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜观察
C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据【解析】选C。A正确，解离的目的是使根尖分生区细胞分离，而压片的目的是使根尖分生区细胞分散开。B正确，低倍镜的视野广，因此观察的时候先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察。C错误，有丝分裂中大部分细胞处于间期，而间期是以染色质形式存在的，因此显微镜下绝大多数细胞中不能观察到染色体。D正确，如果在洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛的时期取材，那么观察到处于分裂期的细胞数目增多，利于观察到有丝分裂的各个时期。16.(2012·山东高考)某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B.碱性染料吡罗红(派洛宁)可用于染色体染色
C.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁
D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据
【解题指南】解答本题应明确：
(1)有丝分裂实验过程中用到的各种试剂的作用。
(2)观察有丝分裂时的细胞为死细胞，不能看到动态变化。【解析】选D。具体分析如下：17.(2010·天津高考)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，以下操作和结论正确的是( )A.剪取5 cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色
B.该图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野
C.持续观察，视野中的K细胞将分裂成两个子细胞
D.视野中，N细胞的染色体数目是M细胞的一半【解析】选B。在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，应剪取洋葱根尖2 mm～3 mm，用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精的混合液(1∶1)解离，用质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色，所以A项错误。在解离时，根尖细胞已被杀死，即使持续观察，视野中的K细胞也不会分裂成两个子细胞，所以C项叙述不符合实际。视野中，N细胞处于有丝分裂后期，M细胞处于有丝分裂中期，N细胞的染色体数目是M细胞的2倍，D项不对。图中的图像确实为高倍显微镜下观察到的图像，可用细准焦螺旋调节使视野中物像清晰，B项叙述正确。 细胞周期
1.概念解读
(1)对象：连续分裂的细胞。
(2)时间：一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。2.表示方法【名师点睛】
1.三种不同分裂类型的细胞
(1)能持续分裂的细胞：红骨髓造血细胞、形成层细胞、根尖分生区细胞等；
(2)暂时停止分裂的细胞：肝脏细胞、黄骨髓造血细胞等；
(3)不再分裂的细胞：高度分化的细胞，如神经细胞、精子等。
2.细胞周期的有无及影响长短的因素
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期。如早期胚胎细胞、分生区细胞、生发层细胞、癌细胞。
(2)影响细胞周期长短的外界因素是温度，温度影响酶的活性。
3.诱变育种以及抑制肿瘤细胞增殖的作用时间是分裂间期。 有丝分裂
1.有丝分裂过程中不同时期特点的比较(以高等植物细胞为例)2.动、植物有丝分裂的不同
(1)二者的不同点：(2)二者的相同点：
①分裂过程及时期相同；
②核内的染色体变化相同。3.有丝分裂过程中染色体数目、DNA含量的变化规律
(1)DNA含量、染色体数、染色单体数、同源染色体对数和染色体组数变化(二倍体生物)：(2)DNA含量、染色体数、每条染色体上DNA含量变化曲线(细胞中)：要明确每条曲线的变化特点及原因：
①a→b、l→m是因DNA分子复制；
②g→h、n→o是因着丝点(粒)分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体；
③d→e、n→o的变化很相似，都是DNA含量减半，但发生的时期不同。4.细胞分裂过程中相关细胞器作用归纳【名师点睛】
1.分裂间期的三个时期
(1)G1期：合成DNA复制所需的蛋白质；
(2)S期：合成DNA；
(3)G2期：合成有丝分裂所需的蛋白质；
其中G1期是有丝分裂中时间最长的时期。
2.前期细胞图像的特征
(1)含有同源染色体；
(2)每条染色体上含有两条染色单体；
(3)染色体的分布无规则。3.中期细胞图像的特征
(1)含有同源染色体；
(2)每条染色体上含有两条染色单体；
(3)着丝点(粒)分布在赤道板上。
4.后期细胞图像的特征
(1)含有同源染色体且同源染色体对数加倍；
(2)不含染色单体；
(3)分开的两条染色体分别移向两极。5.中心粒的形成、分开时期
动物细胞及低等植物细胞有丝分裂过程中，新的中心粒的形成在分裂间期，两组中心粒的分开在前期，前期细胞中含有4个中心粒。【状元心得】
1.各时期特点归类
(1)存在核仁、核膜的时期：分裂间期、前期、末期；
(2)存在染色单体的时期：分裂间期、前期、中期；
(3)染色体最清晰的时期：中期。
2.染色单体与染色体和DNA的数量关系
(1)当有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2；
(2)当无染色单体存在时，染色体∶DNA=1∶1。 3.解答染色体、DNA曲线的技巧
(1)DNA加倍时期：分裂间期；染色体加倍时期：后期；
(2)DNA数是染色体数2倍的时期：前期、中期，DNA数与染色体数相等的时期：后期、末期。
4.动、植物细胞图像的识别方法
(1)植物细胞：细胞为方形，有细胞板，无中心体。
(2)动物细胞：细胞为圆形，细胞缢裂，有中心体。
但有中心体的不一定都是动物细胞，低等植物细胞也有中心体。 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
(1)高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，可以利用高倍显微镜观察这个过程，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的时期。
(2)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)染色，便于观察。2.方法步骤
(1)洋葱根尖的培养：待根长至约5 cm时，剪取根尖。
(2)装片的制作：3.实验成功的关键
(1)选取实验材料，应剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意一般在上午10时至下午2时左右(此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多)剪取或在剪取根尖以前用35 ℃的温水浸泡1小时左右。
(2)压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者都影响观察效果。(3)对细胞有丝分裂的过程观察不可能看到连续的分裂过程，因为在解离过程中细胞已经死亡，我们观察到的只是一个固定的时期，要不断移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像，所以在制作装片时要让细胞分散成一层细胞，这样才能找到细胞的各个分裂时期。【名师点睛】
1.在装片中找不到处于分裂期细胞的原因
(1)取材时间不合适；
(2)剪取的根尖过长，大多数细胞为伸长区细胞和成熟区细胞。
2.严格控制解离的时间
(1)时间过短，细胞之间的果胶未溶解，压片时，细胞不容易分散；
(2)时间过长，解离过度，根尖易烂掉。3.漂洗时间应充足的原因
漂洗时洗去细胞内部的盐酸，因此要保证足够的时间，否则染色时细胞质也会被染成深色。
4.实验中染色不当产生的现象
(1)染色过浅，细胞中的染色体着色不明显，无法观察到染色体的形态；
(2)染色过深，视野中一片紫色，无法观察到细胞的图像。 细胞的分化与细胞的全能性
1.细胞分化的机理
在同一个生物体内，不同部位的细胞核中遗传物质都是一样的，只是在个体发育的不同阶段，细胞内表达的基因不相同，翻译合成的蛋白质分子不一样，从而形成了不同的组织和器官。2.细胞的分化和细胞的全能性的比较3.干细胞
(1)概念：一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。
(2)类型：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。
(3)应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。【名师点睛】
1.动植物细胞全能性的差异
(1)分化的动物细胞，在一定的条件下经过培养只能形成细胞群，不能体现细胞的全能性，但动物细胞的细胞核具有全能性；
(2)植物细胞在一定条件下经过培养可以形成植物体。
2.细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性。【状元心得】
同一生物体不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类存在差异，但核DNA相同。 细胞的衰老、凋亡
1.细胞衰老的特征
(1)细胞内水分减少，导致细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率减慢。
(2)细胞内多种酶的活性降低。
(3)细胞内色素会随着细胞衰老而逐渐积累。
(4)细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
(5)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。2.细胞的凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)意义：细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。【名师点睛】
1.细胞衰老特征的记忆口诀——“一大、一小、一多、两低”
一大 ——细胞核体积增大；
一小 ——细胞体积变小；
一多 ——色素增多；
两低 ——酶的活性降低；膜通透性改变，运输功能降低。
2.细胞凋亡的时间
细胞凋亡贯穿于整个生命活动的始终，而不仅仅发生在个体发育的胚胎时期。 细胞的癌变
1.癌变的机理2.原癌基因与抑癌基因的关系
(1)原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
(2)抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。
(3)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而变成癌细胞。3.细胞的凋亡、坏死和癌变的比较【名师点睛】
1.癌细胞与分裂分化
一种只分裂而不能分化或畸形分化的细胞。
2.癌细胞的一二三三
指一个机理，两种相关基因，三个特点，三种诱变因子。易错易混点1 赤道板与细胞板的辨析
(1)赤道板是垂直于纺锤体中轴的横切面，实际上并无板状结构存在，在有丝分裂的中期，所有染色体的着丝点(粒)都排列在赤道板这个平面上。
(2)细胞板是植物细胞有丝分裂末期，由来自高尔基体上的囊泡汇集在赤道板位置上，相互融合而形成的板状结构。【易错易混辨析】易错易混点2 个体衰老不等于所有细胞的衰老
(1)个体衰老与细胞衰老都是生物体正常的生命现象。
(2)对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(3)对于多细胞生物体来说，细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡，如幼年个体中每天都有细胞衰老和死亡。个体的衰老不等于细胞的衰老，如老年个体中也有新细胞产生。虽然细胞衰老与个体衰老不同，但个体的衰老是由细胞衰老决定的，细胞衰老是个体衰老的内因，衰老的个体内衰老的细胞多，而幼年个体中衰老的细胞少。课件66张PPT。专题7 遗传的细胞基础 减数分裂过程中染色体的行为变化
【典例1】(2012·江苏高考)观察到的某生物(2n=6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是( )A.减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离
B.减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离
C.减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次
D.减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次
【审题视角】解答本题的关键是正确判断图中细胞所处的时期。【精讲精析】【解析】选A。从图中看细胞的每一极有4条染色体，其中有2条染色体的形态相同，其余染色体的形态不同，因此图中的细胞处于减数第二次分裂的后期。导致每一极出现2条相同染色体的原因是减数第一次分裂时有一对同源染色体没有分离。【命题人揭秘】
命题规律：减数分裂过程中染色体的行为变化是近几年命题的热点，考查的主要方式有减数分裂过程异常时形成配子的种类以及异常配子出现的原因分析等，重点在考查基因与染色体的关系，命题往往与伴性遗传考点联系在一起。分析近几年的试题，命题越来越注重对基因与染色体行为的平行关系的考查，特别是减数分裂过程中同源染色体的分离导致位于同源染色体上的等位基因的分离，减数第二次分裂过程中位于姐妹染色单体上的基因的分开等。备考策略：解答这类题首先要理解减数分裂过程中染色体的行为变化特点，如减数第一次分裂实现了同源染色体的分离，进而理解基因与染色体之间的行为关系，这是解答这类题目的知识基础。 动物配子的形成过程
【典例2】(2011·江苏高考)如图为基因型为AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞
B.此细胞中基因a是由基因A经突变产生的
C.此细胞可能形成两种精子或一个卵细胞
D.此动物细胞内最多含有四个染色体组
【审题视角】解答本题的思路是：【精讲精析】选A。具体分析如下：【命题人揭秘】
命题规律：减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换、基因突变都有可能导致基因发生改变，这种变异在近几年的高考中命题较多。
备考策略：解答这类问题，需要注意：
(1)准确理解减数分裂过程中染色体的行为变化，以判断细胞分裂时期。
(2)熟练掌握精子、卵细胞形成过程的异同，以及最终产生的雌、雄配子数量关系。
(3)通过对有丝分裂、减数分裂进行对比，掌握二者在染色体行为变化和数量变化方面的异同。 有丝分裂与减数分裂的区别
【典例3】(2010·安徽高考)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【审题视角】解答此题有以下几个关键点：
(1)DNA的数目：有丝分裂产生的各子细胞中核DNA数目相同。
(2)遗传信息：有丝分裂过程中不会发生基因重组，其子代细胞内的遗传信息均与亲代细胞相同。减数第一次分裂实现了同源染色体的分离，发生了基因重组，两个子代细胞中的遗传信息不同。【精讲精析】选B。本题主要考查有丝分裂和减数分裂过程中的数量关系。
(1)从体细胞增殖的角度来说：
C1、C2是雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成的两个子细胞，二者DNA数目和遗传信息均相同，这也是有丝分裂的重要特征。
(2)从生殖细胞形成的角度来说：
S1、S2是一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞，由于在这一过程中发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，二者DNA数目相同，但其贮存的遗传信息不同。【命题人揭秘】
命题规律：(1)有丝分裂与减数分裂的区别在一些低难度题目中常以图像识别的形式出现，如通过细胞质的不均等分裂、同源染色体的分离等特点判断。
(2)在一些难度较大的题目，特别是理科综合高考命题中，更多地以文字叙述的形式命题。备考策略：解答这类题目，有以下几点需要注意：
(1)需要深入理解细胞增殖过程中遗传物质变化的特定规律，有丝分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂一次，同源染色体不分离，因此子细胞与母细胞遗传物质相同。
(2)在减数分裂过程中染色体复制一次，细胞连续分裂两次。
(3)减数第一次分裂实现了同源染色体分离，染色体、DNA数目减半，所得到的两个子细胞中的遗传物质不相同。
(4)减数第二次分裂，姐妹染色单体分开，来自同一个次级性母细胞的两个子细胞细胞核遗传物质相同。 减数分裂过程中染色体的行为变化
高考指数:★★★★
1.(2011·山东高考)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、ａ位于２号染色体上。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是( )
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离
②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离
④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【解题指南】解答本题关键是明确以下两点：
(1)减数第一次分裂的实质是实现了同源染色体的分离；
(2)减数第二次分裂的实质是实现了姐妹染色单体的分开。【解析】选A。①中，2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离，这样得到的配子才是ＡＡ型的。
②中，若2号染色体在减数第一次分裂时未分离，则得到的配子基因型或是Aa，或不含2号染色体。
③中，性染色体若在减数第二次分裂时未分离，可以得到一个不含性染色体的配子。
④中，性染色体无论在减数第一次分裂时未分离，还是在减数第二次分裂时未分离，都可以得到一个不含性染色体的配子。2.(2010·海南高考)下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是( )
A.基因发生突变而染色体没有发生变化
B.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C.二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D.Aa杂合体(子)发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状
【解析】选A。非同源染色体和非等位基因均表现自由组合、二倍体生物的配子中染色体和基因数目均减半，都说明了基因和染色体之间存在着明显的平行关系；Aa杂合体(子)发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状，说明染色体缺失导致了A基因的缺失，也能说明核基因和染色体行为存在平行关系。 动物配子的形成过程
高考指数:★★★
3.(2010·江苏高考)人类精子发生过程中，下列说法正确的是(多选)( )
A.细胞中染色单体数最多可达92条
B.姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的
C.染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前
D.一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223【解析】选A、B、C。A项正确，人体体细胞中染色体数目为46条，经过分裂间期染色体的复制，细胞中染色单体数达92条。B项正确，在减数第一次分裂前期(四分体时期)，由于同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换，使得姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的；若在分裂间期DNA复制过程中发生基因突变，也可造成姐妹染色单体携带的遗传信息不同。C项正确，染色单体的交叉互换发生在减数第一次分裂前期(四分体时期)，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。D项错误，一个精原细胞产生的四个精子两两相同，即产生两个相同精子的概率最大为1。 减数分裂图像识别
高考指数:★★★
4.(2009·广东高考)以下①～④为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。按分裂时期的先后排序，正确的是( )
A.①②③④ B.②①④③
C.③④②① D.④①③②【解析】选B。本题考查对减数分裂过程图像的识别。①为减数第一次分裂后期，理由：同源染色体分离。②为减数第一次分裂中期，理由：同源染色体排列在赤道板(面)两侧。③为减数第二次分裂后期，理由：没有同源染色体，着丝点(粒)分裂。④为减数第二次分裂中期，理由：没有同源染色体，着丝点(粒)排列在赤道板(面)上。所以分裂时期的先后顺序为②①④③。 有丝分裂与减数分裂的区别
高考指数:★★★
5.(2011·天津高考)玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。如图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是( )
A.a～b过程中细胞内不会发生
基因重组
B.c～d过程中细胞内发生了染
色体数加倍
C.e点后细胞内各染色体组的基因组成相同
D.f～g过程中同源染色体分离，染色体数减半【解析】选D。A项，分析图可知a～b过程中DNA含量不变，没有发生有性生殖过程，不会发生基因重组；B项，秋水仙素处理单倍体幼苗后，抑制纺锤体的形成，导致染色体数加倍，所以c～d 过程中细胞内发生了染色体数加倍；C项，e点后细胞进入有丝分裂的分裂期，细胞内各染色体组的基因组成相同；D项，f～g 过程为有丝分裂末期形成新核膜的过程，同源染色体分离是减数分裂过程中的行为。
【误区警示】该图涉及的只有有丝分裂过程，DNA含量的变化是由于秋水仙素的作用导致的，审题时易将该变化曲线与“先进行减数分裂随后完成受精作用”的过程混淆。 减数分裂与受精作用
高考指数:★
6. (2009·上海高考)与无性生殖相比，有性生殖的优越性表现在通过有性生殖( )
A.可增加遗传物质重组的机会
B.可保持亲、子代遗传性状的一致
C.产生的子代都是二倍体
D.可在短时间内迅速增加子代数量
【解析】选A。有性生殖主要是增加基因变异(基因重组)的来源和概率，利于种群延续、发展、进化和适应环境。无性生殖的优越性是能够比有性生殖的物种繁殖得更快。【实验探究体验】
7.(2009·广东高考)如图为蝗虫精母细胞
减数分裂某一时期的显微照片，该时期
(多选)( )
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
【解析】选A、C。据图可看到同源染色体配对的现象，所以为减数第一次分裂前期，前期发生了非姐妹染色单体的交叉互换。 减数分裂的概念及过程
1.减数分裂的概念
(1)范围：进行有性生殖的生物。
(2)场所：发生在有性生殖器官内。
(3)特点：染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。(“复制一次，分裂两次”)
(4)结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。2.减数分裂过程3.减数分裂中染色体和DNA的数目变化(设体细胞染色体数为2N)【名师点睛】
1.形成的精子细胞中染色体或基因型的特点——“两两相同，并且互补”
(1)两两相同：
减数第二次分裂，姐妹染色单体分开，平均分配到两个子细胞中去，所以形成的子细胞细胞核中的遗传物质是两两相同的。
(2)互补 (不考虑交叉互换的情况)：
因为减数第一次分裂同源染色体分开，等位基因彼此分开，所以互补。2.性原细胞的增殖方式
精原细胞、卵原细胞与体细胞染色体数相同，都是经过有丝分裂产生的。
3.减数分裂过程中不含同源染色体的细胞(正常情况下)
次级精母细胞、精细胞、精子、次级卵母细胞、卵细胞、极体。
4.减数分裂的核心变化
(1)减数第一次分裂的核心变化是同源染色体的分离，所以染色体的行为变化是四分体的形成、排列、分开(离)。
(2)减数第二次分裂的核心变化是姐妹染色单体的分离，但要注意此时无同源染色体。 精子与卵细胞形成过程及比较
1.精子的形成过程2.卵细胞的形成过程 3.精子与卵细胞形成的比较【状元心得】
1.配子来源的简易判断方法——补集法
1个精原细胞减数分裂产生4个精子：有2种类型，每种类型有2个，这两种类型的精子的染色体组合起来就是这个精原细胞的染色体，类似于数学上集合中的补集关系，即可简记为：2种精子染色体组成互为“补集”。
2.解答配子种类问题时的注意事项
(1)运用减数分裂解决配子种类问题时，应注意原始生殖细胞中的染色体组成和同源染色体的分离。
(2)考查此类问题时，题目中常限定为一个性原细胞，目的是排除非同源染色体更多自由组合的可能性。 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1.目的要求
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。2.方法步骤
(1)在低倍显微镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
(2)先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。
(3)根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图。【名师点睛】
减数分裂装片观察的原理
(1)方法：可通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。
(2)原因：①同一生物的细胞所含遗传物质相同，增殖过程相同；
②同一时刻不同细胞可能处于不同细胞周期的不同阶段。 受精作用的过程、结果及意义
1.过程
(1)精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
(2)卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。
(3)精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。2.结果
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
3.减数分裂和受精作用的意义
对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都是十分重要的。【名师点睛】
1.受精作用的实质
精、卵细胞的核融合。
2.受精卵类型多样性的原因
(1)配子的多样性。
(2)配子结合的随机性。 减数分裂和有丝分裂的比较
1.分裂过程的比较2.分裂图像的比较 3.细胞分裂图像的识别方法
(1)“三看法”识别：(2)根据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞：
分辨雄性、雌性个体的减数分裂主要看细胞质分裂是否均等：
均等分裂——雄性减数分裂或雌性(第一)极体的分裂；
不均等分裂——雌性减数分裂。4.有丝分裂与减数分裂坐标曲线的比较(细胞内染色体数目和DNA含量的变化)【名师点睛】
1.区分有丝分裂和减数分裂的关键
(1)减数第一次分裂和有丝分裂的区别是：前者有形成四分体的变化，后者则不形成四分体。
(2)减数第二次分裂同有丝分裂的区别是：减数第二次分裂的细胞无同源染色体，而有丝分裂有同源染色体。
2.末期染色体的数目
(1)对于一个细胞来说，末期染色体数目和后期相同。
(2)对于一个细胞核来说，末期染色体数目是后期的一半。
(3)一般的曲线描述对象是细胞。【状元心得】
1.鉴别细胞分裂图像的关键
鉴别细胞分裂图像有多种方法，但最关键的是看细胞中是否有同源染色体的变化。若无则是减数第二次分裂，若有则是有丝分裂或减数第一次分裂。2.根据图形判断有丝分裂与减数分裂的技巧
(1)看“染色体峰值”。染色体数目最大为4N的是有丝分裂；染色体数目最大为2N的是减数分裂；
(2)看“DNA复制和分裂次数”。斜线代表DNA复制，竖直下降代表细胞分裂完成。因此斜线出现1次，而竖直下降2次的为减数分裂；斜线出现1次，而竖直下降1次的为有丝分裂。
(3)看“结果”。分裂完成后，染色体或核DNA的数量与分裂前相等则为有丝分裂；若减半则为减数分裂。3.DNA和染色体数量变化规律
(1)两者数量增加不同步：
只有复制，DNA数量才加倍；而只有着丝点分裂，染色体数量才加倍。
(2)两者数量同步减少：
因为染色体是DNA的主要载体，对核DNA来说，会随着同源染色体分开进入两个子细胞减半而减半，也会随着姐妹染色单体分开进入两个子细胞减半而减半。
(3)从DNA复制完成时开始到着丝点分裂之前，一条染色体上始终有两个DNA分子。易错易混点1 减数分裂得到的子代细胞种类和数目辨析
(1)1精原细胞→1初级精母细胞→2次级精母细胞→4精细胞→4精子。
1卵原细胞→1初级卵母细胞→1次级卵母细胞+1极体→1卵细胞+3极体。【易错易混辨析】(2)1个精原细胞产生的配子种类=2种。(不考虑交叉互换，下同)
1个次级精母细胞产生的配子种类=1种。
1种精原细胞产生的配子种类=2n种(n为同源染色体的对数)。
1个卵原细胞产生的配子种类=1种。
1个次级卵母细胞产生的配子种类=1种。
1种卵原细胞产生的配子种类=2n种(n为同源染色体的对数)。易错易混点2 同源染色体和非同源染色体的辨析
(1)同源染色体概念的关键是“减数分裂过程中进行联会配对的两条染色体”，大小和来源是对这一关键的进一步解释，只有在“配对”的前提下才正确。
(2)同源染色体一般大小相同，但也有例外，如性染色体X和Y大小不同，但它们是一对同源染色体。(3)正确区分同源染色体和非同源染色体：易错易混点3 误将联会和四分体理解为相同概念
(1)联会：发生在精(卵)原细胞减数第一次分裂的前期，同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体：每一对同源染色体含有四条染色单体。1个四分体有1对同源染色体、2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子。四分体中非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。
(3)联会是同源染色体在减数分裂过程中的行为，四分体是联会后形成的结构。课件112张PPT。专题8 遗传的分子基础 DNA分子的复制
【典例1】(2011·安徽高考)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C.DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次【审题视角】解答本题的思维流程为：【精讲精析】选D。A项错误，只有甲通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子；
B项错误，甲、乙所示过程都在细胞核内进行；
C项错误，甲、乙所示过程都需要解旋酶；
D项正确，一个细胞周期中，DNA只复制一次，转录可进行多次。【命题人揭秘】
命题规律：该题通过识图的形式考查对中心法则的理解，是对构建物理模型能力的考查，命题越来越注重图文转化和对基因表达过程的理解。
备考策略：解决这类问题在备考中需要注意：
(1)理解DNA复制与转录的差异，特别是转录时模板链的差异，可以结合图示分析： 图甲为DNA的复制过程，图乙为转录过程。由于酶具有专一性，所以酶3与酶1、酶2不同。图丙中既含有T又含有U，因此含有8种核苷酸。
(2)细胞内合成蛋白质时伴随着转录过程，而DNA的复制一般只发生在细胞分裂时。 转录和翻译
【典例2】(2012·安徽高考)图示细胞内某些重要物质的合成过程，该过程发生在
A．真核细胞内，一个mRNA分子上
结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在
核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便
启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖
体进入细胞核启动遗传信息的翻译【审题视角】解答本题的关键点：
(1)看清图中细胞内同时发生转录和翻译过程。
(2)明确真、原核细胞转录和翻译的具体场所。
【精讲精析】选C。从图示可看出，细胞内正在发生基因的转录、翻译过程，二者同时发生，应是原核细胞内基因的表达。真核细胞内基因的转录和翻译是两个独立的过程，在细胞核内完成转录，mRNA经核孔到达细胞质后进行翻译，转录和翻译二者的时间、空间均不相同。无论是真核细胞还是原核细胞中转录产生的mRNA均能结合多个核糖体，同时合成多条多肽链。【命题人揭秘】
命题规律：基因只有表达出蛋白质产物才能控制生物的性状，转录和翻译是表达的两大基本过程，高考命题较多集中于转录和翻译两大过程的联系、区别和该过程中遗传信息的传递，命题方式多见选择题。备考策略：转录和翻译过程在教材中的篇幅较少，比较抽象，复习中需要抓住“对应关系”和“动态过程”，深入理解每个阶段发生的变化：DNA决定RNA，RNA决定蛋白质；读取密码子的方式等。可通过基因表达的简图来串联掌握。 人类对遗传物质的探索过程
【典例3】(2010·北京高考)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过_______代培养，且培养液中的_______是惟一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第_______组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第____组和第_______组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是_______________
__________。
(3)分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_______，据此可判断DNA分子的复制方式不是_______复制。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果______(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置______________________________，
放射性强度发生变化的是_______带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为_______。【审题视角】解答本题需明确半保留复制形成的子代DNA两条链一条是模板链，另一条是新合成的链。
【精讲精析】(1)根据表中的第1组和第2组实验结果，将大肠杆菌在15NH4Cl为惟一氮源的培养液中培养多代，可得到大肠杆菌B。
(2)要证明DNA的复制为半保留复制，需要证明后代DNA的两条链一条是原来的，另一条是新合成的，第3组的实验展示了将DNA被 15N标记的大肠杆菌放在14N的培养液中培养，子Ⅰ代的DNA仅有 15N/14N，再结合第1组和第2组的实验可以说明DNA的复制为半保留复制。(3)①“轻”DNA为14N/14N DNA，“重”DNA为15N/15N DNA，根据表中信息“重带”DNA来自于Ｂ。出现①的结果只能是后代DNA的两条链或全是原来的，或全是新合成的，说明DNA分子的复制方式不是半保留复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，则无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式。
③由表中实验结果知，DNA的复制方式为半保留复制，子代培养过程中，15N/14N DNA始终为2个，14N/14N DNA数量不断增加，15N/15N DNA数量始终为0。
④“中带”为15N/14N DNA，“中带”略宽，说明新合成的DNA单链中尚有少部分15N。答案：(1)多 15NH4Cl
(2)3 1 2 半保留复制
(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻
④15N【阅卷人点拨】 人类对遗传物质的探索过程
高考指数:★★★★
1.(2012·江苏高考)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是( )
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力
C.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA【解析】选B。孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但是没能揭示遗传因子的化学本质，所以A错误。艾弗里等人从S型肺炎双球菌中提取的DNA纯度最高的时候还含有0.02%的蛋白质,而噬菌体侵染细菌实验实现了将DNA和蛋白质完全分离，因此噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力，故B正确。沃森和克里克在提出DNA双螺旋结构时依据：A和T的含量总是相等，G和C的含量也相等，所以C错误。烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，因此D错误。2.(2011·江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )
A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C.用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D.32P、 35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质【解析】选C。A项，应分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体。B项，分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行短时间的保温培养。C项，沉淀物存在少量放射性，说明沉淀物中有35S标记的噬菌体蛋白质外壳，可能是搅拌不充分所致。D项，噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。【误区警示】病毒只能寄生在活细胞内，标记病毒的时候，需要先用含有放射性同位素的原料培养宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养病毒。对病毒的生活状态疏忽易错选A。3.(2010·上海高考)如图是某生物模式图，组成结构a的物质最有可能是( )
A.蛋白质 B.RNA C.DNA D.脂质
【解析】选A。结构a是噬菌体的蛋白质外壳，其成分是蛋白质，内部是一个DNA分子。4.(2010·上海高考)若1个35S标记的大肠杆菌被1个 32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体( )
A.一定有35S，可能有32P B.只有35S
C.一定有32P，可能有35S D.只有32P
【解题指南】注意看清题意，大肠杆菌的氨基酸被35S标记，亲代噬菌体被32P标记，是教材实验的改编。
【解析】选A。子代噬菌体的蛋白质外壳都是利用大肠杆菌细胞内的氨基酸为原料合成的，子代噬菌体中，会有2个子代噬菌体的DNA分子一条链为32P标记的亲代链，一条链为不含32P标记的新链。5.(2010·海南高考)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是( )A.1、3 B.1、4 C.2、3 D.2、4
【解析】选B。DNA和蛋白质这两种物质中DNA是噬菌体的遗传物质。所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。 DNA分子的结构和复制
高考指数:★★★★
6.(2012·山东高考)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由
5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是( )
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变【解析】选C。具体分析如下：7.(2012·福建高考)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种【解题指南】解答本题的关键是：
(1)注意题干关键信息“双脱氧核苷酸结构与脱氧核苷酸相似”，由此推出胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与碱基A能发生碱基互补配对。
(2)注意特殊情况“胸腺嘧啶双脱氧核苷酸未与碱基A配对”。【解析】选D。由题干可知，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸可以与DNA序列中的碱基A发生互补配对，在人工合成的适量DNA序列中有4个碱基A，可以在4处与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸发生碱基互补配对产生4个不同的子链；若在这4处都没有发生碱基互补配对，则产生第5种子链，因此以该单链为模板最多能合成5种不同长度的子链。8.(2011·海南高考)关于核酸生物合成的叙述，错误的是
( )
A．DNA的复制需要消耗能量
B．RNA分子可作为DNA合成的模板
C．真核生物的大部分核酸在细胞核中合成
D．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期【解析】选D。A项,DNA分子的复制需要线粒体提供能量；B项，RNA可以逆转录合成DNA，因此某些逆转录病毒可以把RNA作为DNA合成的模板;C项,DNA的复制，mRNA、tRNA 的合成都主要是在细胞核中完成的;D项,真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期，不是有丝分裂前期。 9.(2010·上海高考)细胞内某一DNA片段中有30％的碱基为A，则该片段中( )
A.G的含量为30％ B.U的含量为30％
C.嘌呤含量为50％ D.嘧啶含量为40％
【解析】选C。双链DNA分子中，A=T，C=G，且A+G=C+T，由A=30%，可知T也为30%，则C+G=40%，又C=G，故G=20%，A错误；DNA中不含U，B错误；由A+G=C+T，嘧啶含量与嘌呤含量相等都为50％，C正确、D错误。【方法技巧】解答涉及碱基互补配对原则题目的一般规律
规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G、A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(A＋T或C＋G)占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。 遗传信息的转录和翻译
高考指数:★★★★★
10.(2012·新课标全国卷)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的( )
A.tRNA种类不同
B.mRNA碱基序列不同
C.核糖体成分不同
D.同一密码子所决定的氨基酸不同【解析】选B。具体分析如下：11.(2011·江苏高考)关于转录和翻译的叙述，错误的是( )
A.转录时以核糖核苷酸为原料
B.转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定的碱基序列
C.mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D.不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性
【解题指南】解答本题需明确以下两点：
①转录的模板是DNA的一条链，产物是RNA；
②翻译的模板是mRNA，产物是具有一定氨基酸序列的蛋白质。【解析】选C。具体分析如下：12.(2011·海南高考)关于RNA的叙述，错误的是( )
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C．mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
【解析】选B。A项,绝大多数酶是蛋白质，少数为RNA；B项，真核细胞中的mRNA主要是在细胞核中转录形成的；C项，密码子的概念：mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，称为一个密码子；D项，tRNA具有特异性，一种tRNA只能识别、转运一种氨基酸。13.(2011·江苏高考)下列物质合成时，需要模板的是( )
A.磷脂和蛋白质 B.DNA和酶
C.性激素和胰岛素 D.神经递质和受体
【解析】选B。A项，磷脂属于脂质，在内质网上合成，不需要模板。B项，DNA复制是以亲代DNA为模板，绝大多数酶是蛋白质，它的合成是以mRNA为模板。C项，性激素属于脂质，在内质网上合成，不需要模板。胰岛素的化学本质是蛋白质，它的合成是以mRNA为模板。D项，神经递质种类有很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺等，合成不需要模板。14.(2010·上海高考)以“—GAATTG—”的互补链转录mRNA，则此段mRNA的序列是( )
A.—GAAUUG— B.—CTTAAC—
C.—CUUAAC— D.—GAATTG—
【解析】选A。互补链转录的mRNA序列与该链本身类似，只是mRNA中不含有胸腺嘧啶，所以用尿嘧啶代替胸腺嘧啶的位置即可。15.(2010·天津高考)根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( )
A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU【解析】选C。mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。据表mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对，可推知mRNA的密码子最后的碱基为U；DNA的一条链为TG_，另一条链为AC_，若DNA转录时的模板链为TG_链，则mRNA的密码子为ACU，若DNA转录时的模板链为AC_链，则mRNA的密码子为UGU。 中心法则及其应用
高考指数:★★★
16.(2010·海南高考)下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是
( )
A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则【解析】选D。线粒体和叶绿体中也有少量的 DNA和RNA，能够进行DNA 的复制、转录和翻译的过程，遵循中心法则，A正确；DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA，进一步通过翻译完成蛋白质的合成，所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，故B、C正确；DNA病毒中只有DNA，能进行DNA复制、转录、翻译，故其遗传信息的传递遵循中心法则，D错误。17.(2010·广东高考)下列叙述正确的是( )
A.DNA是蛋白质合成的直接模板
B.每种氨基酸仅由一种密码子编码
C.DNA复制就是基因表达的过程
D.DNA是主要的遗传物质
【解析】选D。A错误，mRNA 是蛋白质合成的直接模板；B错误，密码子具有简并性，一种氨基酸可能对应多种密码子；C错误，基因表达的过程包括转录和翻译两个阶段；D正确，有细胞结构的生物中，DNA是遗传物质，多数病毒的遗传物质也是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。【实验探究体验】
18.(2011·广东高考)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( )A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D.①～④说明DNA是主要的遗传物质
【解题指南】该实验的目的是寻找“转化因子”，“转化因子”即可以导致后代发生变化的物质。【解析】选C。A项，①组：R+S型菌的蛋白质，只长出R型菌，说明蛋白质不是转化因子。B项，②组：R+S型菌的荚膜多糖，只长出R型菌，说明荚膜多糖不是转化因子。无法证明S型菌的荚膜多糖有酶活性。C项，③组：R+S型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以使R型菌转化为S型菌，④组：用DNA酶将DNA水解，结果只长出R型菌，说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S型菌，从一个反面说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。D项，此实验只涉及R型和S型肺炎双球菌，没有涉及RNA病毒及其他生物，无法证明DNA是主要的遗传物质。 体内转化实验与体外转化实验的两点比较
1.设计思路比较2.过程比较【名师点睛】
1.肺炎双球菌的荚膜
(1)概念及功能：
荚膜是某些细菌在细胞壁外的一层胶状物，荚膜对宿主细胞有毒害作用，还能抵抗吞噬细胞的分解。
(2)S型细菌有荚膜，R型细菌无荚膜：
S型细菌进入吞噬细胞后，由于荚膜的保护，迅速繁殖、扩散，引发机体发生疾病，严重时会引起死亡；而R型细菌无荚膜，会被吞噬细胞吞噬、消化，所以不能使机体患病。2.DNA失活的本质
加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，而DNA加热过程中，双螺旋打开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
3.转化的实质
转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。 噬菌体侵染细菌的实验
1.实验方法：放射性同位素标记法
标记结果如下表：2.实验过程及结果
(1)标记噬菌体：用分别含35S和32P的培养基培养细菌，再用培养的细菌培养T2噬菌体，分别得到蛋白质被35S标记和DNA被32P标记的噬菌体。3.结果分析
(1)噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。
(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的。
4.结论：DNA是遗传物质【名师点睛】
细菌和噬菌体的培养
(1)培养方法：
实验中要用人工培养基培养大肠杆菌，用大肠杆菌培养T2噬菌体，因为T2噬菌体同其他病毒一样必须寄生在活体细胞中才能进行增殖。要标记T2噬菌体，其实是用含标记元素的人工培养基培养大肠杆菌，用T2噬菌体去侵染大肠杆菌。
(2)细菌细胞内噬菌体DNA复制及噬菌体蛋白质合成所需要的原料、酶、能量、场所等条件均由细菌提供，其代谢活动由噬菌体DNA控制。 艾弗里实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
1.异同点2.对照原则分析
(1)肺炎双球菌转化实验中的相互对照：
S DNA
型 糖类 R ①DNA是遗传物质
细 蛋白质 + 型 ②其他物质不是遗传物质
菌 脂质 细 ③DNA水解物也不是遗传物质
DNA水解物 菌(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照：3.关于遗传物质的重要结论
(1)细胞内既含有DNA又含有RNA的生物和体内只有DNA的生物，遗传物质是DNA。凡是细胞生物，其遗传物质都是DNA。
(2)在只含RNA的少数病毒中，RNA才作为遗传物质。
(3)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
(4)由于细胞生物的遗传物质是DNA，而在真核细胞中，DNA主要存在于细胞核内的染色体上，只有极少数的DNA存在于细胞质(线粒体、叶绿体)中。因此，遗传物质的主要载体是染色体。【名师点睛】
与遗传物质相关的概念
(1)遗传物质：核酸(DNA或RNA)。
(2)主要的遗传物质：DNA。
(3)遗传物质的主要载体:染色体，还有部分在线粒体、叶绿体和质粒中，所以，生物的遗传是细胞核和细胞质内遗传物质共同作用的结果。
(4)遗传信息：DNA或RNA中核苷酸或碱基的排列顺序。 DNA的结构特点
磷酸
组成单位—脱氧核苷酸 脱氧核糖
碱基
1.DNA的结构
平面结构骨架：磷酸、脱氧核糖交替连接而成
(梯形结构)— 内侧：碱基
空间结构：规则的双螺旋结构(旋梯式结构)2.DNA的两条链反向平行
3.碱基对的形成遵循碱基互补配对原则
由该原则知：A=T，G=C，
因此：A+G=T+C=A+C=T+G=50%。4.碱基比的共性与特性
(1)共性：
① ② ③
注意：上述比值不因生物种类的不同而不同，即不具有物种特异性。
(2)特异性：
每个DNA分子的 的比值是不同的，恰是DNA分子多样性和特异性的体现。5.碱基互补配对原则及其应用
(1)碱基互补配对原则：A-T，G-C，即
(2)有关碱基互补配对计算的一般规律：
①规律一：
一个双链DNA分子中，A=T，C=G，A+G=T+C，A+C=G+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，各占全部碱基数的50%；不互补配对的两个碱基之和占全部碱基数的50%，简记为“不配对碱基之和占总数一半”。根据碱基互补配对原则有：
A+G=C+T
A1=T2 A2=T1 A=T A+C=G+T
G1=C2 G2=C1 G=C (A+G)/(C+T)=1
(A+C)/(T+G)=1
简记为“双链中，不配对的两种碱基之和的比值为1。”②规律二：
双链DNA分子中一条链中的两个不互补碱基之和的比值是另一条互补链中这一比值的倒数。
设双链DNA分子中，一条链上：
简记为：DNA两互补链中，不配对的两种碱基之和的比值乘积为1。③规律三：
双链DNA分子中互补配对的碱基之和在两条单链中所占比例等于在整个DNA分子中所占比例。
设双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%， 因为A1=T2，A2=T1，则：A1+T1=A2+T2=n%。
所以A+T=(A1+A2+T1+T2)/2= =n%。
简记为：配对的两种碱基之和在双、单链中所占比例相等。④规律四:
在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于两条链
中百分比的平均值。
设双链DNA分子中的一条链上的腺嘌呤A所占的百分数为A1%，另
一条链上的腺嘌呤A所占的百分数为A2%，则整个DNA分子中腺嘌
呤A所占的比例为 。
简记为：整个双链DNA分子中，某种碱基所占百分比等于两条链
中百分比的平均值。【名师点睛】
1.游离磷酸基团的数量
每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。
2.基本单位成分的比例
磷酸∶脱氧核糖∶碱基=1∶1∶1
3.磷酸与五碳糖之间的连接方式
磷酸和五碳糖之间的化学键为磷酸二酯键。相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键用限制酶(限制性核酸内切酶)处理可切断，用DNA连接酶处理可连接。4.碱基与碱基之间的连接方式及特点
碱基与碱基之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂，A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键。含G—C碱基对较多的DNA片段热稳定性高。
5.除DNA分子两端的两个脱氧核糖外，每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。【状元心得】
运用碱基互补配对原则时的两个注意
(1)应注意题中所给的和所求的碱基比例，是占整个DNA分子的比例还是占其中一条链的比例。
(2)应注意熟练掌握在双链DNA分子中，不配对的两种碱基之和占总数的一半。 DNA分子的复制
1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
2.发生时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
3.过程
(1)解旋：在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开。
(2)合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。
(3)形成子代DNA分子：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。 (1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
5.条件4.特点6.准确复制的原因
(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。
(2)通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。
7.意义：将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性8.若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)，转移到只含 14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下表【名师点睛】
1.边解旋边复制
不是两条母链完全解开后才合成新的子链，而是边解旋边复制。
2.DNA的解旋
亲代DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下使氢键断裂，部分双螺旋解旋为2条平行链。【状元心得】
DNA复制中有关数量计算
DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：
(1)DNA分子数：
子代DNA分子数=2n个；
含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个；
不含亲代链的子代DNA分子数=(2n-2)个。(2)脱氧核苷酸链数：
子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条；
亲代脱氧核苷酸链数=2条；
新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数：
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸(2n-1)·m个，第n次复制需要消耗的该脱氧核苷酸为2n-1·m个。 基因是有遗传效应的DNA片段
1.基因与DNA的关系
一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。
2.基因的实质：有遗传效应的DNA片段
3.遗传信息与DNA的关系
遗传信息蕴藏在DNA分子的4种碱基的排列顺序之中。
4.DNA分子的三个特性
(1)多样性：主要取决于碱基排列顺序。
(2)特异性：是由DNA分子中特定的碱基排列顺序决定的。
(3)稳定性：主要取决于DNA分子的双螺旋结构。【名师点睛】
基因概念的理解
(1)基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定基因控制特定的性状。
(2)基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。
(3)基因位于染色体上，呈线性排列。 DNA复制、转录和翻译
1.区别2.联系 【名师点睛】
1.提高翻译效率的方式
在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。
2.翻译后的加工
合成的肽链需要进一步加工才能成为具有活性的蛋白质。
翻译在核糖体上进行，但从核糖体上脱离下来的只是多肽链，还要在相应的细胞器内加工，最后才合成具有一定空间结构的蛋白质。【状元心得】
1.DNA与mRNA之间的等量关系
DNA结构和转录图解
由图示得出
(1)α链碱基数=β链碱基数=γ链碱基数=DNA分子总碱基数×1/2。
(2)Aα+Tα=Tβ+Aβ=Aγ+Uγ；
Gα+Cα=Cβ+Gβ=Gγ+Cγ。2.碱基与氨基酸之间的数量关系(不考虑终止密码子)
(1)转录形成的RNA分子碱基数目是基因碱基数目的1/2。
(2)翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3。
总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链)、 RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6∶3∶1。参考图： 中心法则
1.中心法则的提出
(1)提出人：克里克。
(2)基本内容(用关系简式表示)：
2.完善后的中心法则内容(用简式表示)3.中心法则适用范围
(1)适用于所有生物的中心法则：
(2)适用于以DNA为遗传物质的生物(绝大多数生物)的中心法则：(3)适用于以RNA为遗传物质的生物的中心法则(如 RNA病毒
等)：
第一种情况：(不具逆转录能力的RNA病毒，如流感病毒)
第二种情况：(具有逆转录能力的RNA病毒，如艾滋病病毒) 基因、蛋白质与性状的关系
1.基因对性状的间接控制
(1)机理：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
(2)实例：白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常引起的。
2.基因对性状的直接控制
(1)机理：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)实例：囊性纤维病是编码一个跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失了3个碱基导致蛋白质结构改变而引起的。3.基因与性状的关系
(1)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。
(2)生物体性状的调控：
①性状(表现型)是由基因型和环境共同控制的。
②基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。【名师点睛】
等位基因和性状的关系易错易混点1 混淆基因、遗传信息、密码子和反密码子
(1)基因是DNA上有遗传效应的片段，是控制生物性状的结构和功能单位。每个DNA上有成百上千个基因，基因位于DNA上，也位于染色体上，并在染色体上呈线性排列，并随染色体移动而移动。
(2)遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸排列顺序都叫遗传信息。基因所在的DNA片段的两条链，只有一条携带遗传信息(信息链)，DNA双链中的一条链对某个基因来说是信息链，而对另一个基因来说可能是非信息链。【易错易混辨析】(3)遗传密码是转录过程中形成的mRNA单链上的碱基排列顺序，遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫密码子(也叫三联体密码)，密码子是连续的，中间无其他碱基隔开，无论是病毒，还是原核生物和真核生物都共用一套密码子。
(4)反密码子是指转运RNA上能识别信使RNA上相应密码子的三个相邻的碱基。易错易混点2 DNA复制n次与第n次复制结果不同
(1)复制n次：
若DNA分子复制n次则可产生2n个子代DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，则复制n次时，除第一代DNA(亲代DNA分子)的两条模板链不需新原料构建外，其余所有链都是新原料构建的，故所需原料应为：总链数-2条模板链，即相当于(2n-1)个DNA分子中的原料量。(2)第n次复制：
当只需计算第n次复制所需原料量时，可据第n次产生2n-1个子DNA，本次需新构建子链2n条(每个子DNA均有一条新子链)，这2n条新子链应相当于2n/2个子DNA，故本次所需原料应为2n/2个DNA乘以每个DNA分子中该原料量。课件236张PPT。专题9 遗传的基本规律和人类遗传病 孟德尔遗传实验的科学方法
【典例1】(2011·海南高考)孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是利用设计巧妙的实验否定了融合遗传方式，为了验证孟德尔遗传方式的正确性，有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中，支持孟德尔遗传方式而否定融合遗传方式的是
A.红花亲本与白花亲本杂交的F1全为红花
B.红花亲本与白花亲本杂交的F1全为粉红花C.红花亲本与白花亲本杂交的F2按照一定比例出现花色分离
D.红花亲本自交，子代全为红花；白花亲本自交，子代全为白花
【审题视角】解答本题的关键是：
(1)融合遗传主张两亲代的相对性状在杂种后代中融合成为新的性状而出现，即子代的性状是亲代性状的平均结果；
(2)孟德尔认为遗传因子的遗传是互不干扰的。【精讲精析】选C。具体分析如下：
【命题人揭秘】
命题规律：近几年的高考中，对科学史的考查逐渐增多，在遗传基本规律的研究历程中，实验材料的选择也至关重要，合适的实验材料和科学的实验设计思路是实验成功的保障，命题注重考查一些经典实验的实质和设计原理。
备考策略：这一考点在备考中应注意以下两点：
(1)吃透教材，孟德尔的遗传实验目的是寻找遗传性状的传递方式，对实验材料的选择紧扣实验目的。
(2)进一步拓展归纳摩尔根采用果蝇做实验材料的原因以及实验中常用玉米做实验材料的原因。 自由组合定律的实质
【典例2】(2012·全国卷)果蝇中灰身(B)与黑身(b)、大翅脉(E)与小翅脉(e)是两对相对性状且独立遗传，灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交，子代中47只为灰身大翅脉，49只为灰身小翅脉，17只为黑身大翅脉，15只为黑身小翅脉。回答下列问题：
(1)在上述杂交子代中，体色和翅脉的表现型比例依次为______________和______________。(2)两个亲本中，雌蝇的基因型为______________，雄蝇的基因型为___________________。
(3)亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为_____________，其理论比例为_____________________。
(4)上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为________，
黑身大翅脉个体的基因型为__________________________。
【审题视角】解答本题的关键是：分析子代中灰身与黑身的比例、大翅脉与小翅脉的比例，从而推出亲本的基因型。【精讲精析】(1)(2)根据子代中47只为灰身大翅脉，49只为灰身小翅脉，17只为黑身大翅脉，15只为黑身小翅脉，那么子代中灰身∶黑身=(47+49)∶(17+15)=3∶1。大翅脉∶小翅脉=(47+17)∶(49+15)=1∶1。根据题干知道：亲本是灰身雌蝇与灰身雄蝇杂交，由于子代中灰身∶黑身=3∶1，因此亲本的基因型都是Bb。亲本是大翅脉的雌蝇与小翅脉的雄蝇杂交，由于子代中大翅脉∶小翅脉=1∶1，所以亲本基因型是Ee和ee。(3)亲本雌蝇的基因型是BbEe,其产生的卵细胞的4种基因型是：BE、Be、bE和be，比例是1∶1∶1∶1。(4)BbEe×Bbee→BBEe(灰身大翅脉)、BbEe(灰身大翅脉)、bbEe(黑身大翅脉)、BBee (灰身小翅脉)、Bbee(灰身小翅脉)、bbee(黑身小翅脉)。答案：(1)灰身∶黑身=3∶1 大翅脉∶小翅脉=1∶1
(2)BbEe Bbee (3)4 1∶1∶1∶1
(4)BBEe和BbEe bbEe【命题人揭秘】
命题规律：此题考查对基因自由组合定律的理解及应用能力，同时注重对图文转换能力的考查，题目难度不大，这是该部分近几年命题的大趋势。
备考策略：这类问题在备考中需要注意以下两点：
(1)总结归纳两对基因控制一对相对性状时的性状分离比；熟练掌握自由组合定律的性状分离现象。
(2)在做题训练中要注重训练文字信息与图像信息之间的转化，要想准确转化图文信息，既要有扎实的学科基础知识，又要有较高的信息处理能力。 人类遗传病与伴性遗传
【典例3】(2012·江苏高考)人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为H、h)和乙遗传病(基因为T、t)患者，系谱图如下。以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为10-4。请回答下列问题(所有概率用分数表示)：(1)甲病的遗传方式为________________，乙病最可能的遗传方式为___________________。
(2)若Ⅰ-3无乙病致病基因，请继续以下分析。
①Ⅰ-2的基因型为_________；Ⅱ-5的基因型为_________。
②如果Ⅱ-5与Ⅱ-6结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为______________。
③如果Ⅱ-7与Ⅱ-8再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为_____________。
④如果Ⅱ-5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带h基因的概率为_______________。【审题视角】解答本题的关键是：
(1)分析甲病和乙病的遗传方式。
(2)推断相关个体的基因型。
(3)进行概率计算。【精讲精析】 (1)Ⅰ-1和Ⅰ-2是正常人，生出了患有甲病的女儿，因此甲病为隐性遗传，由于女儿患病，但是其父亲正常，所以致病基因位于常染色体上。图中乙病患者都是男性，因此乙病最可能是伴X染色体隐性遗传。
(2)若Ⅰ-3 无乙病致病基因,则乙病一定是伴X染色体隐性遗传。
①Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型分别是HhXTY和HhXTXt。Ⅱ-5是正常的男性，其基因型为HHXTY 或HhXTY。②Ⅰ-3和Ⅰ-4的基因型分别是HhXTY和HhXTXt。Ⅱ-6的基因型是1/6HHXTXT、1/6HHXTXt、1/3HhXTXT、1/3HhXTXt。从甲病看：Ⅱ-5的基因型是1/3HH、2/3Hh；Ⅱ-6的基因型是1/3HH、2/3Hh，Ⅱ-5与Ⅱ-6婚配，所生孩子中患甲病的概率是2/3Hh×2/3Hh
×1/4=1/9。从乙病看：Ⅱ-5的基因型是XTY；Ⅱ-6的基因型是1/2XTXt、1/2XTXT。Ⅱ-5与Ⅱ-6婚配，所生男孩中患乙病的概率是1/2×1/2=1/4。所以Ⅱ-5和Ⅱ-6结婚，所生男孩同时患两种遗传病的概率是：1/4×1/9=1/36。③就甲病来说，Ⅱ-7的基因型是1/3HH、2/3Hh，Ⅱ-8是Hh的概率是10-4，所以Ⅱ-7和Ⅱ-8结婚,再生女儿患甲病的概率是：2/3Hh×10-4Hh→1/4×2/3×10-4=1/60 000。
④就甲病来说，Ⅱ-5的基因型是1/3HH、2/3Hh，与Hh的携带者结婚，子代的基因型及概率是：1/3HH×Hh→1/6HH、1/6Hh；2/3Hh×Hh→1/6HH、1/3Hh、1/6hh。
所以，子代基因型及概率是2/6HH、3/6Hh、1/6hh。表现型正常儿子的基因型是2/5HH、3/5Hh。答案：(1)常染色体隐性遗传 伴X染色体隐性遗传
(2)①HhXTXt HHXTY或HhXTY
②1/36 ③1/60 000 ④3/5【命题人揭秘】
命题规律：遗传系谱图的分析与计算几乎每年的高考都会涉及，遗传系谱分析类题目较多地考查遗传方式，常考计算患病或正常个体的概率。备考策略：
(1)熟练掌握常染色体遗传和伴性遗传的特点。
(2)解题规律：解答此类问题首先应判断相关遗传病的遗传方式，判断遗传方式应将各种遗传病分开来进行判断，一般应“三看”：一看是否为伴Y染色体遗传；二看显隐性，“无中生有是隐性，有中生无是显性”；三看是伴X染色体还是常染色体遗传，隐性遗传找女患者(其父或子有正常者，即为常染色体遗传)；显性遗传找男患者(其母或女有正常者，即为常染色体遗传)。 基因与性状的关系
【典例4】(2011·全国卷)人类中非秃顶和秃顶受常染色体上的等位基因(B、b)控制，其中男性只有基因型为BB时才表现为非秃顶，而女性只有基因型为bb时才表现为秃顶。控制褐色眼(D)和蓝色眼(d)的基因也位于常染色体上，其表现型不受性别影响。这两对等位基因独立遗传。
回答问题：
(1)非秃顶男性与非秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型为______________________。(2)非秃顶男性与秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型为
__________________________。
(3)一位其父亲为秃顶蓝色眼而本人为秃顶褐色眼的男性与一位
非秃顶蓝色眼的女性结婚。这位男性的基因型为___________或
____________，这位女性的基因型为_________或_________。
若两人生育一个女儿，其所有可能的表现型为_____________。【审题视角】解答本题的关键思路是：【精讲精析】本题考查孟德尔遗传定律的应用和特殊情形下的基因型与表现型的对应关系。由题意可知，两对基因独立遗传，遵循基因的分离定律和自由组合定律，且两对基因都位于常染色体上。
(1)非秃顶男性(BB)与非秃顶女性(B_)结婚，产生后代基因型为BB和B_，女儿全部为非秃顶，儿子为秃顶或非秃顶。
(2)非秃顶男性(BB)与秃顶女性(bb)结婚，产生后代的基因型为Bb，女儿全部为非秃顶，儿子全部为秃顶。(3)一位其父亲为秃顶蓝色眼(_bdd)而本人为秃顶褐色眼的男性(_bD_),其基因组成中肯定含有d基因，其基因型可表示为_bDd(其完整基因组成有BbDd和bbDd两种可能),非秃顶蓝色眼女性的基因组成可表示为B_dd(完整基因组成有BBdd和Bbdd两种可能)，两人结婚,产生的所有后代基因型有B_Dd、B_dd、bbDd、bbdd，对应女儿表现型为：非秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶褐色眼和秃顶蓝色眼。答案：(1)女儿全部为非秃顶，儿子为秃顶或非秃顶
(2)女儿全部为非秃顶，儿子全部为秃顶
(3)BbDd bbDd Bbdd BBdd 非秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶褐色眼、秃顶蓝色眼【命题人揭秘】
命题规律：近几年，对孟德尔遗传规律的考查往往不再局限于典型的比例，环境对表现型的影响、多对基因控制一对相对性状的知识点的命题较多。
备考策略：解答这部分问题首先要深入理解孟德尔遗传基本规律中的特定比值，然后对特定比值变通，如该题中，杂合子(Bb)的表现型受性别影响：男性Bb表现为秃顶，女性Bb表现为非秃顶，总结归纳其中的规律。 孟德尔遗传实验的科学方法
高考指数:★★★
1.(2012·江苏高考)下列关于遗传实验和遗传规律的叙述，正确的是( )
A.非等位基因之间自由组合，不存在相互作用
B.杂合子与纯合子基因组成不同，性状表现也不同
C.孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型
D.F3的3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合【解析】选D。A错误，非同源染色体上的非等位基因之间能自
由组合；由于不同基因可以同时控制同一性状，因此非等位基
因之间也可能存在相互作用。B错误，杂合子与纯合子基因组
成不同,但是性状表现可能相同，如DD和Dd都表现为高茎。C错
误，孟德尔巧妙设计的测交方法除用于检测F1 的基因型外，也
可以用于检验一个个体是纯合子还是杂合子。D正确，F1自交后
代出现性状分离，分离比为3∶1，实现这一分离比的条件有：
首先F1在形成配子时，控制相对性状的遗传因子(如D和d)要相
互分离，形成D配子和d配子；其次，这两种雌雄配子必须是随机结合的，只有随机结合，才能保证(DD+Dd)∶dd为3∶1的比
例；第三，含各种遗传因子组合的种子必须有实现各自遗传因子表达的环境条件，否则，也不能实现该比例。2.(2011·江苏高考)玉米非糯性基因(W)对糯性基因(w)是显性，黄胚乳基因(Y)对白胚乳基因(y)是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。W-和w-表示该基因所在染色体发生部分缺失(缺失区段不包括W和w基因)，缺失不影响减数分裂过程。染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育。请回答下列问题：
(1)现有基因型分别为WW、Ww、ww、WW-、W-w、ww- 6种玉米植株，通过测交可验证“染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育”的结论，写出测交亲本组合的基因型：_____。(2)以基因型为Ww-个体作母本，基因型为W-w个体作父本，子代的表现型及其比例为________________。
(3)基因型为Ww-Yy的个体产生可育雄配子的类型及其比例为______________。
(4)现进行正、反交实验，正交：WwYy(♀)×W-wYy(♂)，反交：W-wYy(♀)×WwYy(♂),则正交、反交后代的表现型及其比例分别为__________________、______________________。
(5)以wwYY和WWyy为亲本杂交得到F1，F1自交产生F2。选取F2中的非糯性白胚乳植株，植株间相互传粉，则后代的表现型及其比例为_________________________。【解题指南】紧扣“测交”的概念解题，测交亲本之一应为隐性纯合子。确定测交范围之后，进一步考查正交、反交结果是否一致。
【解析】(1)ww(♀)×Wˉw(♂)测交结果：后代都是糯性(ww)，说明染色体缺失的花粉不育；Wˉw(♀)×ww(♂)测交结果：非糯性(Wˉw)∶糯性(ww)=1∶1，说明染色体缺失的雌配子可育。
(2)以基因型为Wwˉ 的个体作母本，基因型为Wˉw的个体作父本，子代的表现型及其比例：非糯性(Ww)∶糯性(wˉw)=1∶1。
(3)基因型为WwˉYy的个体产生可育雄配子的类型及其比例：WY∶Wy=1∶1。(4)现进行正、反交实验，正交：WwYy(♀)×WˉwYy(♂)，反交：WˉwYy(♀)×WwYy(♂)，则后代的表现型及其比例分别为：
正交：非糯性黄胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黄胚乳∶糯性白胚乳=3∶1∶3∶1；
反交：非糯性黄胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黄胚乳∶糯性白胚乳=9∶3∶3∶1。(5)以wwYY和WWyy为亲本杂交得到F1，F1的基因型为WwYy。F1自交产生F2，选取的F2中的非糯性白胚乳植株的基因型有两种可能：2/3Wwyy和1/3WWyy，植株间相互传粉(自由交配)，计算出产生配子的概率：Wy占2/3，wy占1/3，再利用遗传平衡定律计算出糯性白胚乳(wwyy)占1/9，非糯性白胚乳(W＿yy)占8/9，则后代的表现型及其比例为非糯性白胚乳∶糯性白胚乳=8∶1。答案：(1) ww(♀)×Wˉw(♂)；Wˉw(♀)×ww(♂)
(2)非糯性∶糯性=1∶1
(3)WY∶Wy=1∶1
(4)非糯性黄胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黄胚乳∶糯性白胚乳=3∶1∶3∶1
非糯性黄胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黄胚乳∶糯性白胚乳=9∶3∶3∶1
(5)非糯性白胚乳∶糯性白胚乳=8∶1 分离定律及其应用
高考指数:★★★
3.(2010·新课标全国卷)已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎，在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.3∶1【解题指南】自由交配的情况下，根据亲本产生配子的概率计算后代基因型的比例能迅速求解。
【解析】选A。解法1，用亲本产生的配子的概率求解。由题意知，在该群体中含有A基因的配子出现的概率为2/3，含有基因a的配子出现的概率为1/3，则随机交配后代中：
AA∶Aa∶aa=(4/9)∶(4/9)∶(1/9)，其中aa个体在出生前死亡，则AA∶Aa=(4/9)∶(4/9)=1∶1。
解法2，用棋盘法求解。基因型AA占1/3，Aa占2/3，该群体自由交配，则可列出以下棋盘：棋盘的上、左两边分别表示亲本中的不同基因型个体。组合方式及子代基因型有如下几种情况：统计可得AA∶Aa=(4/9)∶(4/9)=1∶1。
解法3，直接计算后代的概率。在该群体中基因型AA占1/3，Aa占2/3，所以该群体自由交配的组合方式及子代基因型有如下几种情况：
♀ AA(1/3)×♂AA(1/3)→AA(1/9)；
♀ AA(1/3)×♂Aa(2/3) →AA(1/9)、Aa(1/9)；
♀ Aa(2/3)×♂AA(1/3) →AA(1/9)、Aa(1/9)；
♀ Aa(2/3)×♂Aa(2/3) →AA(1/9)、Aa(2/9)、aa(1/9)死亡。
自由交配一次后群体中的AA占4/9，Aa占4/9，两者比例为1∶1。4.(2009·广东高考)某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是( )
A.10/19 B.9/19 C.1/19 D.1/2
【解题指南】由题意可求出隐性纯合子(体)的比例，进而求出隐性基因的概率。【解析】选A。常染色体显性遗传病，丈夫正常，为隐性纯合子(体)，假设基因型为aa，妻子患病，基因型为AA或Aa。发病率为19%，可知正常概率为81%，a基因频率为9/10，A基因频率为1/10，可推出妻子为AA的概率为1%/19%=1/19，Aa的概率为(2×9/10×1/10)/19%=18%/19%=18/19。与正常男性婚配，子女患病的概率为1/19+18/19×1/2=10/19。5.(2012·福建高考)现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图1。请回答：
(1)上述亲本中，裂翅果蝇为_________(纯合子/杂合子)。
(2)某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因也可能位于X染色体上。
(3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型：_________(♀)×___________(♂)。(4)实验得知，等位基因(A、a)与(D、d)
位于同一对常染色体上，基因型为AA或
dd的个体胚胎致死。两对等位基因功能
互不影响，且在减数分裂过程不发生交
叉互换。这两对等位基因_______(遵循/
不遵循)自由组合定律。以基因型如图2的
裂翅果蝇为亲本，逐代自由交配，则后代中基因A的频率将
________(上升/下降/不变)。【解析】(1)亲代杂交后子代的裂翅与非裂翅之比为1∶1，因此亲代裂翅果蝇为杂合子。
(2)若子代的雌性与雄性有不同的表现型，则可证明控制该性状的基因位于X染色体上，因此应选用的亲代表现型：雌性为裂翅，雄性为非裂翅。(3)当亲代表现型雌性为非裂翅，雄性为裂翅，子代雌性表现为裂翅，雄性表现型为非裂翅时，控制该性状的基因位于X染色体上；若子代的雌性与雄性都有裂翅和非裂翅时，位于常染色体上，因此该组合的表现型可以为雌性非裂翅，雄性裂翅。若让两个显性亲本杂交，后代隐性在雌、雄个体中均出现，说明该等位基因在常染色体上，若只出现在雄性个体中，说明该基因在X染色体上。(4)由图可知这两对等位基因位于一对同源染色体上，因此不遵循自由组合定律；当基因型为AaDd的个体自由交配时，子代的AA和dd个体胚胎致死，实际上相当于AA和aa个体致死，子代只有一种基因型AaDd，因此后代的基因A的频率不变。答案：(1)杂合子
(2)
P XAXa × XaY
裂翅 非裂翅
F1 XAXa XAY XaXa XaY
裂翅♀ 裂翅♂ 非裂翅♀ 非裂翅♂
(3)非裂翅 裂翅或裂翅 裂翅
(4)不遵循 不变 6.(2012·新课标全国卷)一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果(控制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因)；二是隐性基因携带者之间交配的结果(只涉及亲本常染色体上一对等位基因)。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。(1)如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为____
____，则可推测毛色异常是_______性基因突变为__________
性基因的直接结果，因为______________________________。
(2)如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异
常鼠与毛色正常鼠的比例为_______，另一种是同一窝子代全部
表现为_______鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交
配的结果。【解析】(1)根据题干中“突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因”，且产生了新性状(毛色异常)分析，只能是由aa突变为Aa。
(2)根据题干中“只涉及亲本常染色体上一对等位基因”，亲代交配后，同窝中的雌鼠基因型是AA或者Aa，题中隐含的条件是这些雌鼠都毛色正常。雄鼠基因型为aa，与Aa交配，后代出现性状分离比为1∶1；与AA交配，后代都为Aa，即毛色正常鼠。答案：(1)1∶1 隐 显 只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时，才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1的结果
(2)1∶1 毛色正常 自由组合定律及其应用
高考指数:★★★★
7.(2012·天津高考)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr
B.亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C.F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D.白眼残翅果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞【解题指南】解答本题的思路如下：
由题干信息 确定亲代果蝇的基因型 判断产生配子的类型
确定子代的基因型及表现型【解析】选C。根据亲代表现型和F1的白眼残翅雄果蝇所占比例，可以判断出亲代雌果蝇的基因型为BbXRXr，雄果蝇的基因型为BbXrY；雌果蝇产生的配子中含有Xr的比例为1/2，雄果蝇产生的配子中含有Xr的比例占1/2，故亲代产生的配子中含有Xr的比例占1/2；F1中出现长翅雄果蝇的概率为1/2×3/4＝3/8；白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr，在减数第二次分裂过程中形成次级卵母细胞时可以出现bbXrXr类型。8.(2011·海南高考)假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中，有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的比率是( )
A.1/32 B.1/16 C.1/8 D.1/4
【解析】选B。AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe得到的子代中一定含有Dd，因此只要计算出其他四对等位基因为纯合的概率即可：Aa×Aa出现纯合的概率为1/2，BB×Bb出现纯合的概率为1/2，Cc×CC出现纯合的概率为1/2，Ee×Ee出现纯合的概率为1/2，因此出现一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的概率为1/2×1/2×1/2×1/2=1/16。【方法技巧】加法定理和乘法定理
(1)加法定理：当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件为互斥事件或交互事件。这种互斥事件出现的概率是它们各自概率的和。例如，肤色正常(A)对白化(a)是显性，一对夫妇的遗传因子组成都是Aa，他们的孩子的遗传因子组成可能是：AA、Aa、aA、aa，概率都是1/4。然而这些事件都是互斥事件，一个孩子是AA，就不可能同时又是其他。所以一个孩子表现正常的概率是1/4(AA)+1/4(Aa)+1/4 (aA)=3/4(AA或Aa或aA)。(2)乘法定理：当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，这样的两个独立事件同时或相继出现的概率是它们各自概率的乘积。例如，生男孩和生女孩的概率都分别是1/2，由于第一胎不论生男还是生女都不会影响第二胎所生孩子的性别，因此属于两个独立事件。第一胎生女孩的概率是1/2，第二胎生女孩的概率也是1/2，那么两胎都生女孩的概率是1/2×1/2=1/4。9.(2010·北京高考)决定小鼠毛色为黑(Ｂ)/褐(ｂ)色、有(ｓ)/无(S)白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是( )
Ａ.1/1６ Ｂ.3/16 Ｃ.7/1６ Ｄ.9/16【解析】选B。控制小鼠两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上，符合自由组合定律。小鼠毛色黑色(Ｂ)相对于褐色(ｂ)为显性，双亲基因型都为Bb，后代出现黑色(显性)的概率为3/4；小鼠无白斑(S)对有白斑(s)为显性，双亲基因型都为Ss，后代有白斑(ss)的概率为1/4；所以后代中出现黑色有白斑小鼠的比例为3/4×1/4＝3/16。10.(2009·江苏高考)已知A与a、B与b、C与c三对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是 ( )
A.表现型有8种，AaBbCc个体的比例为1/16
B.表现型有4种，aaBbcc个体的比例为1/16
C.表现型有8种，Aabbcc个体的比例为1/8
D.表现型有8种，aaBbCc个体的比例为1/16【解析】选D。本题考查遗传概率的计算。后代表现型为：2×2×2=8种。AaBbCc个体的比例为1/2×1/2×1/2=1/8。aaBbcc个体的比例为1/4×1/2×1/4=1/32。Aabbcc个体的比例为1/2×1/2×1/4=1/16。aaBbCc个体的比例为1/4×1/2×1/2
=1/16。11.(2012·四川高考)果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制，其中B、b仅位于X染色体上。A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼。
(1)一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F1全为红眼。
①亲代雌果蝇的基因型为_________________，F1雌果蝇能产生________________种基因型的配子。
②将F1雌雄果蝇随机交配，所得F2粉红眼果蝇中雌雄比例为___________________________，在F2红眼雌果蝇中杂合子占的比例为___________________________。(2)果蝇体内另有一对基因T、t，与基因A、a不在同一对同源染色体上。当t基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。让一只纯合红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，所得F1的雌雄果蝇随机交配，F2雌雄比例为3∶5，无粉红眼出现。
①T、t基因位于_____________染色体上，亲代雄果蝇的基因型为_______________________________。
②F2雄果蝇中共有_____________种基因型，其中不含Y染色体的个体所占比例为_______________________。③用带荧光标记的B、b基因共有的特异序列作探针，与F2雄果
蝇的细胞装片中各细胞内染色体上B、b基因杂交，通过观察荧
光点的个数可确定细胞中B、b基因的数目，从而判断该果蝇是
否可育。在一个处于有丝分裂后期的细胞中，若观察到______
个荧光点，则该雄果蝇可育；若观察到________个荧光点，则
该雄果蝇不育。【解析】(1)①根据F1全为红眼果蝇推知，亲代雌果蝇基因型为aaXBXB，雄果蝇基因型为AAXbY。则F1雌果蝇的基因型为AaXBXb，雄果蝇的基因型为AaXBY，F1雌果蝇产生4种配子：AXB、AXb、aXB、aXb。②将F1果蝇自由交配，即AaXBXb×AaXBY，考虑Aa×Aa→1/4AA、1/2 Aa、1/4aa，XBXb×XBY→1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY。分析F2中粉红眼果蝇，其基因型为1/16 aaXBXB、1/16 aaXBXb、1/16 aaXBY，故雌果蝇∶雄果蝇=2∶1；分析F2中红眼雌果蝇，其中AA占1/3、Aa占2/3，XBXB占1/2、XBXb占1/2，则其纯合子所占比例为1/3×1/2=1/6，故杂合子所占比例为1-1/6=5/6。(2)①根据题干信息“一只纯合红眼雌果蝇”可知该果蝇的部分基因型为AAXBXB；根据F2中无粉红眼出现，即F2中不能出现aaXB_，推知亲代中雄果蝇的部分基因型为AAXbY；再根据F2中雌雄果蝇比例为3∶5，证明雌果蝇中有1/4转化为雄果蝇，说明F1中控制该性状的基因型为Tt，而亲代中雌果蝇不能为tt，因此亲代的基因型为TTAAXBXB、ttAAXBY。②F2雄果蝇基因型有8种：TTAAXBY、TtAAXBY、ttAAXBY、TTAAXbY、TtAAXbY、ttAAXbY、ttAAXBXb、ttAAXBXB，而且它们之间比例为1∶2∶1∶1∶2∶
1∶1∶1，其中不含有Y染色体的个体有两种：ttAAXBXb、ttAAXBXB，所占比例为1/5。(3)用带荧光标记的B、b基因共有的特异序列作探针，检测F2雄性果蝇细胞，若雌性果蝇性反转成雄果蝇，则含有两条X染色体，在有丝分裂后期会出现4个荧光点，而且该果蝇不可育；若是正常雄性果蝇，含有一条X染色体，在有丝分裂后期会出现2个荧光点，而且该果蝇可育。
答案：(1)①aaXBXB 4 ②2∶1 5/6
(2)①常 ttAAXbY ②8 1/5 ③2 412.(2011·福建高考)二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交实验的统计数据：
请回答：
(1)结球甘蓝叶色性状的遗传遵循_________定律。
(2)表中组合①的两个亲本基因型为_____________________，
理论上组合①的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为______。
(3)表中组合②的亲本中，紫色叶植株的基因型为________。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交，理论上后代的表现型及比例为______________。(4)请用竖线(｜)表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，在如图圆圈中画出组合①的F1体细胞的基因型示意图。【解题指南】解答本题的关键思路为：【解析】(1)从题目中的“二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为
显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3
号和8号染色体上”可知二倍体结球甘蓝的叶色性状受两对等位
基因共同控制，遵循基因的自由组合定律。
(2)由亲本组合①产生的F2紫色叶∶绿色叶=451∶30≈15∶1，
可以推测出紫色叶的基因型可能为A_B_、A_bb、aaB_，绿色叶
的基因型为aabb，F1的基因型为AaBb，亲本为紫色叶(AABB)×
绿色叶(aabb)。理论上亲本组合①的F2植株有A_B_∶A_bb∶
aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1，紫色叶的植株为A_B_∶A_bb∶aaB_，其中纯合子是AABB、AAbb、aaBB，故理论上亲本组合①的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为3/15，即1/5。
(3)由亲本组合②产生的F2紫色叶∶绿色叶=242∶81≈3∶1，可以推测出F1的基因型为aaBb或Aabb，亲本为紫色叶(aaBB或AAbb)×绿色叶(aabb)。F1紫色叶(aaBb或Aabb)×绿色叶(aabb)，后代中紫色叶(aaBb或Aabb)∶绿色叶(aabb)=1∶1。
(4)根据“两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上”，即可画出F1体细胞的基因型示意图。答案：(1)自由组合 (2)AABB、aabb 1/5
(3)AAbb(或aaBB) 紫色叶∶绿色叶=1∶1
(4)13.(2010·福建高考)已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因D、d控制)，蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制)，蟠桃对圆桃为显性。下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据：(1)根据组别______________的结果，可判断桃树树体的显性性状为_______________________________。
(2)甲组的两个亲本基因型分别为_______________________。
(3)根据甲组的杂交结果可判断，上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。理由是：如果这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律，则甲组的杂交后代应出现___________种表现型，比例应为___________________________________________。
(4)桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。已知现有蟠桃树种均为杂合子，欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象(即HH个体无法存活)，研究小组设计了以下遗传实验，请补充有关内容。实验方案：__________________________________________，
分析比较子代的表现型及比例。
预期实验结果及结论：
①如果子代_________________________________________，
则蟠桃存在显性纯合致死现象；
②如果子代_________________________________________，
则蟠桃不存在显性纯合致死现象。【解析】(1)根据组别乙可知，乔化与乔化的桃树杂交，后代出现了矮化桃树，所以乔化为显性。
(2)根据表现型先写出甲组亲本不完整的基因型是D_H_和ddhh，因为后代出现了矮化桃树和圆桃桃树，所以亲本为DdHh和ddhh。
(3)甲组的亲本为DdHh和ddhh，如果这两对相对性状满足自由组合定律，则后代的性状分离比应是1∶1∶1∶1，而表格中的甲组的后代只有乔化蟠桃和矮化圆桃，且性状分离比接近1∶1，所以DdHh只能产生DH和dh两种配子，故这两对基因位于同一对同源染色体上，不遵循自由组合定律。(4)现有蟠桃树种均为杂合子Hh，Hh自交后如果后代的性状分离比为正常的蟠桃∶圆桃=3∶1，则不存在显性纯合致死现象；如果出现蟠桃∶圆桃=2∶1，则存在显性纯合致死现象。
答案：(1)乙 乔化 (2)DdHh、ddhh
(3)4 1∶1∶1∶1
(4)实验方案：蟠桃(Hh)自交(蟠桃与蟠桃杂交)
预期实验结果及结论：
①表现型为蟠桃和圆桃，比例为2∶1
②表现型为蟠桃和圆桃，比例为3∶1 基因与性状的关系
高考指数:★★★★★
14.(2010·广东高考)黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素，其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响。下列选项正确的是( )
A.环境因子不影响生物体的表现型
B.不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同
C.黄曲霉毒素致癌是表现型
D.黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型【解析】选D。性状指生物表现出来的外部特征及生理特性,表现型指生物个体表现出来的性状。黄曲霉菌产生黄曲霉毒素属黄曲霉的特性，是黄曲霉菌表现出来的性状，故D正确；从题中“其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响”可判定环境因子影响生物体的表现型，所以A错误；基因型指与表现型有关的基因组成，由于黄曲霉菌产生黄曲霉毒素这一性状“受多个基因控制”，且表现型还受环境的影响，故不产生黄曲霉毒素菌株的基因型不一定相同，故B错误；黄曲霉毒素致癌不是黄曲霉菌表现出来的性状，故不符合表现型的定义，所以C错误。15.(2010·天津高考)食指长于无名指为长食指，反之为短食指，该相对性状由常染色体上一对等位基因控制(TS表示短食指基因，TL表示长食指基因)，此等位基因表达受性激素影响，TS在男性为显性，TL在女性为显性。若一对夫妇均为短食指，所生孩子既有长食指又有短食指，则该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为( )
A.1/4 B.1/3 C.1/2 D.3/4【解析】选A。据题可知，TS在男性为显性，男性为短食指的基因型可能为TSTS或TSTL，TL在女性为显性，女性为短食指的基因型为TSTS。由于该夫妇所生孩子既有长食指又有短食指，可确定该夫妇的基因型为：丈夫TSTL，妻子TSTS。该夫妇再生的孩子中只有女儿可能为长食指(基因型为TSTL)，生女儿概率为1/2，基因型为TSTL的概率为1/2，故该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为1/4。16.(2010·安徽高考)南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制(A、a和B、b)，这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交，F1收获的全是扁盘形南瓜；F1自交，F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此推断，亲代圆形南瓜植株的基因型分别是( )
A.aaBB和Aabb B.aaBb和Aabb
C.AAbb和aaBB D.AABB和aabb【解析】选C。根据题意可知，F2扁盘形南瓜基因型为A_B_，圆形南瓜基因型为A_bb或aaB_，长圆形南瓜基因型为aabb，各表现型比例约为9∶6∶1， 此性状分离比是由AaBb自交后代的9∶3∶3∶1分离比衍生而来的，故F1基因型为AaBb，所以亲代圆形南瓜植株的基因型分别是AAbb和aaBB。17.(2010·江苏高考)喷瓜有雄株、雌株和两性植株，G基因决定雄株，g基因决定两性植株，g-基因决定雌株。G对g、g-是显性，g对g-是显性，如Gg是雄株，gg-是两性植株，g-g-是雌株。下列分析正确的是( )
A.Gg和Gg-能杂交并产生雄株
B.一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子
C.两性植株自交不可能产生雌株
D.两性植株群体内随机传粉，产生的后代中，纯合子(体)比例高于杂合子(体)【解析】选D。A项，Gg和Gg-都是雄株，两者不能杂交；B项，一株两性植株的喷瓜的基因型可能是gg或gg-，最多产生g和g-两种配子；C项，一株两性植株的喷瓜的基因型可能是gg或gg-，gg-自交后可能产生雌株(g-g-)；D项，两性植株的喷瓜的基因型可能是gg或gg-，随机传粉有3种亲本组合：gg×gg、gg-×gg-、gg×gg-，gg×gg后代全为纯合子(体)，gg-×gg-和gg×gg-后代纯合子(体)与杂合子(体)各占1/2，综合分析，后代纯合子(体)比例高于杂合子(体)，D正确。18.(2011·北京高考)果蝇的2号染色体上存在朱砂眼(a)和褐色眼(b)基因，减数分裂时不发生交叉互换。aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合成受到抑制。正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。
(1)a和b是________性基因，就这两对基因而言，朱砂眼果蝇的基因型包括_____________。
(2)用双杂合体雄蝇(K)与双隐性纯合体雌蝇进行测交实验，母本果蝇复眼为_____色。子代表现型及比例为暗红眼∶白眼=1∶1，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是________。(3)在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象。从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是：______________的一部分________细胞未能正常完成分裂，无法产生_________________________________。
(4)为检验上述推测，可用________观察切片。统计_______的比例，并比较______________________之间该比值的差异。【解析】本题考查的知识点为遗传基本规律的应用以及减数分裂过程，同时考查灵活运用生物学知识解决实际问题的能力。
(1)分析题干信息可知a和b是隐性基因，就这两对基因而言，朱砂眼(基因型aa)果蝇的基因型包括aaBB和aaBb两种。
(2)双隐性纯合体雌蝇基因型为aabb，因为aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合成受到抑制，所以该母本果蝇复眼为白色；双杂合体雄蝇(K)基因型为AaBb，与双隐性纯合体雌蝇(基因型为aabb)进行测交实验，子代表现型及比例为暗红眼∶白眼=1∶1，类似于孟德尔分离定律，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是在同一条2号染色体上。(3)因为控制眼色基因位于2号常染色体上，测交的正反交结果应该相同。但本题情况有异常“在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象”，从减数分裂的过程分析，雌蝇产生的卵细胞应该是正常的，出现例外的原因可能是雄蝇的一部分次级精母细胞未能正常完成分裂，无法产生基因型为ab的正常精子。
(4)要检验上述推测是否正确，可用显微镜观察切片，统计次级精母细胞与精细胞的比例，并比较雄蝇(K)与只产生一种眼色后代的雄蝇之间该比值的差异进行推测判断。答案：(1)隐 aaBb、aaBB
(2)白 在同一条2号染色体上
(3)父本 次级精母 携带有a、b基因的精子
(4)显微镜 次级精母细胞与精细胞
K与只产生一种眼色后代的雄蝇19.(2011·新课标全国卷)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如：A、a；B、b；C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：甲×乙 乙×丙 乙×丁
↓ ↓ ↓
F1白色 F1红色 F1红色
↓? ↓? ↓?
F2白色 F2红色81∶白色175 F2红色27∶白色37甲×丙 甲×丁 丙×丁
↓ ↓ ↓
F1白色 F1红色 F1白色
↓? ↓? ↓?
F2白色 F2红色81∶白色175 F2白色
根据杂交结果回答问题：
(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律？
(2)本实验中，植物的花色受几对等位基因的控制？为什么？【解析】通过题目所给的信息得出红色为显性，
假设花色遗传受1对等位基因控制，乙×丙杂交不符合；
假设受2对等位基因控制，则乙和丙的基因型分别为AAbb和aaBB，乙、丙杂交得到的F1为AaBb，自交得到的F2中红色A_B_为9/16，白色为7/16，与实验结果偏差太大；
假设受3对等位基因控制，则乙和丙杂交得到的F1的基因型可能是三对基因皆杂合(如AaBbCc)或者仅两对基因杂合(如AaBbCC)或者仅一对基因杂合(如AABbCC)，自交得到的F2中红色与白色比例分别为：27∶37、9∶7、3∶1，与实验结果不符合；假设受4对等位基因控制，当乙、丙杂交得到的F1基因型是AaBbCcDd时，自交得到F2红色∶白色=81∶175 恰好符合，乙、丁杂交得到的F1为AaBbCcDD时，F2中红色∶白色=27∶37；甲、丁杂交得到的F1为AaBbCcDd时，F2中红色∶白色=81∶175，因此该性状至少要由4对等位基因控制。
答案：(1)基因分离定律和基因自由组合定律。
(2)至少受4对等位基因控制；通过乙、丙杂交，F1自交得到F2红色∶白色=81∶175，推测红色比例为81/256,因此至少要受4对等位基因控制。20.(2010·浙江高考)苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研究人员将表达这种毒蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中，培育出一批转基因抗螟水稻。请回答：
(1)染色体主要由_____________________组成，若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的__________________。
(2)选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到F1，从F1中选取一株进行自交得到F2，F2的结果如下表：分析表中数据可知，控制这两对性状的基因位于_________染色体上，所选F1植株的表现型为___________。亲本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有_________种。(3)现欲试种这种抗螟水稻，需检验其是否为纯合子(体)，请用遗传图解表示检验过程(显、隐性基因分别用B、b表示)，并作简要说明。
(4)上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病为显性性状)，请简要分析可能的原因。
①__________________________________________________。
②__________________________________________________。【解析】(1)染色体主要由DNA和细胞核中的蛋白质(组蛋白)组成，可以通过测定染色体上的DNA序列来检测抗螟基因是否已整合到水稻的染色体上。
(2)分析F2的结果可知，抗螟∶不抗螟=3∶1、非糯性∶糯性=3∶1，所以抗螟对不抗螟为显性，非糯性对糯性为显性，基因位于常染色体上，且 F1植株的表现型为抗螟非糯性，且为双杂合子(体)；抗螟非糯性水稻为双显性个体，可能基因型最多有四种。(3)欲判断抗螟水稻是否为纯合子(体)，可以采用自交或测交的方法，自交的情况下如果后代全抗螟，则亲本中的抗螟水稻为纯合子(体)，如果出现3∶1的性状分离比，则亲本中的抗螟水稻为杂合子(体)；测交的情况下如果后代全抗螟，则亲本中的抗螟水稻为纯合子(体)，如果出现1∶1的性状分离比，则亲本中的抗螟水稻为杂合子(体)。(4)上表为F1自交得到的F2的结果，所以可能是F1中抗稻瘟病这对性状为纯合子(体)，所以自交后代不发生性状分离，F2全是能够抗稻瘟病的纯合子(体)，也有可能是抗稻瘟病的基因和抗螟基因位于同一条染色体上，这样二者进行连锁遗传，使得抗螟水稻均能抗稻瘟病。答案：(1)DNA和组蛋白 DNA序列
(2)非同源(两对) 抗螟非糯性 四
(3)

F1均抗螟，说明该水稻为纯合子(体)，反之，则为杂合子(体)。若F1均抗螟，说明该水稻为纯合子(体)，反之，则为杂合子(体)。
(4)①选取的F1是抗稻瘟病纯合子(体)
②抗螟基因与抗稻瘟病基因位于同一条染色体上21.(2010·新课标全国卷)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：1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，F1表现为紫，F2表现为3紫∶1红；
实验2：红×白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白；
实验3：白甲×白乙，F1表现为白，F2表现为白；
实验4：白乙×紫，F1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_________________________________________________。【解析】(1)由9紫∶3红∶4白容易想到花色由两对等位基因控制，且符合基因的自由组合定律。
(2)由9紫∶3红∶4白可知，占9份的紫花的基因型为A_B_。纯合紫花与纯合红花杂交，F1表现为紫花，F2表现为3紫∶1红，即F2中紫花(A_B_)占3/4，将3/4拆成3/4×1，结合F1全是紫花可知F1为AABb或AaBB，所以亲本是AABB和AAbb或AABB和aaBB。
(3)实验2获得的F2紫花植株中，有4种基因型，即AABB、AABb、AaBB、AaBb，其比例为1∶2∶2∶4，AaBb个体所占比例为4/9,自交后代花色的表现型及其数量比为9紫∶3红∶4白。答案：(1)基因的自由组合定律
(2)
(3)9紫∶3红∶4白【误区警示】解答本题时，有以下易错之处：
(1)用花色这一性状来设计试题考查自由组合定律，给人的第一印象是考查分离定律中的不完全显性遗传。
(2)试题在问题中进一步增加迷惑性，表现在第(2)题中：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)。 常染色体遗传与伴性遗传的综合应用
高考指数:★★★★
22.(2012·广东高考)人类红绿色盲的基因位于X染色体上，秃顶的基因位于常染色体上，结合下表信息可预测，图中Ⅱ-3和Ⅱ-4所生子女是(双选)( )A.非秃顶色盲儿子的概率为1/4
B.非秃顶色盲女儿的概率为1/8
C.秃顶色盲儿子的概率为1/8
D.秃顶色盲女儿的概率为0【解题指南】解答本题的思路如下：【解析】选C、D。根据题意可以推出，Ⅱ-3的基因型为BbXAXa，Ⅱ-4的基因型为BBXaY(假设红绿色盲基因为a)。分开考虑，后代关于秃顶的基因型为1/2BB，1/2Bb，即女孩不秃顶，男孩有一半可能秃顶；后代关于色盲的基因型为1/4XAXa、1/4XaXa、1/4XAY、1/4XaY；两对等位基因同时考虑，则后代是秃顶色盲儿子的概率为1/8,秃顶色盲女儿的概率是0，非秃顶色盲儿子的概率是1/8，非秃顶色盲女儿的概率是1/4。23.(2012·山东高考)某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ-1基因型为AaBB，且Ⅱ-2与Ⅱ-3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图，正确的推断是( )A.Ⅰ-3的基因型一定为AABb
B.Ⅱ-2的基因型一定为aaBB
C.Ⅲ-1的基因型可能为AaBb或AABb
D.Ⅲ-2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为【解题指南】解答本题的思路如下：
根据Ⅰ-1基因型为AaBB
Ⅱ-2为患者
Ⅱ-2一定含有B基因，不含有A基因
Ⅱ-2与Ⅱ-3的子代不会患病
Ⅲ的基因型不可能为aaB_
Ⅱ-3为患者
为AAbbⅡ-3的基因型一定【解析】选B。根据Ⅰ-1的基因型为AaBB，Ⅱ-2为患者，可推断出Ⅱ-2的基因型为aaB_，再根据Ⅲ中无患者，可推知Ⅱ-3的基因型为AAbb，由Ⅱ-3的基因型反推可知Ⅰ-3的基因型可能为AABb或AaBb，故A错；根据之前推断的Ⅱ-2的基因型为aaB_，Ⅲ中无患者，可推知Ⅱ-2的基因型一定为aaBB，故B对；根据Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型可知，Ⅲ的基因型一定为AaBb，故 C错；Ⅲ-2的基因型为AaBb，与AaBb的女性婚配，后代患病的基因型为A_bb或aaB_，所以患病概率为3/4×1/4+1/4×3/4=3/8，故D错。24.(2012·江苏高考)下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是( )
A.性染色体上的基因都与性别决定有关
B.性染色体上的基因都伴随性染色体遗传
C.生殖细胞中只表达性染色体上的基因
D.初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体【解析】选B。性染色体上存在与性别决定有关的基因，但不是所有基因都与性别决定有关，所以A错误。基因位于染色体上，随染色体遗传，因此B正确。生殖细胞中既可表达性染色体上的基因，也可表达常染色体上的基因，故C错误。初级精母细胞中一定含Y 染色体，但次级精母细胞可能只含有X或Y染色体，因而D错误。25.(2011·广东高考)某班同学对一种单基因遗传病进行调查，绘制并分析了其中一个家系的系谱图(如图)。下列说法正确的是( )A.该病为常染色体显性遗传病
B.Ⅱ-5是该病致病基因的携带者
C.Ⅱ-5和Ⅱ-6再生患病男孩的概率为1/2
D.Ⅲ-9与正常女性结婚，建议生女孩【解析】选B。A项，根据5、6、11得出该病为隐性遗传病，并且该病致病基因不在Y染色体上。该遗传系谱图提示我们此病既可能为常染色体隐性遗传也可能为伴X染色体隐性遗传。B项，无论是常染色体隐性遗传还是伴X染色体隐性遗传，Ⅱ-5均是该病致病基因的携带者。C项，如果该病为常染色体隐性遗传，那么再生患病男孩的概率为1/8，若是伴X染色体隐性遗传，此概率为1/4。D项，如果该病为常染色体隐性遗传，则生男生女患病概率相同；若是伴X染色体隐性遗传，则生女孩也有可能患病。26.(2011·安徽高考)雄家蚕的性染色体为ZZ，雌家蚕为ZW。已知幼蚕体色正常基因(T)与油质透明基因(t)是位于Z染色体上的一对等位基因，结天然绿色茧基因(G)与白色茧基因(g)是位于常染色体上的一对等位基因，T 对t，G对g为显性。
(1)现有一杂交组合：ggZTZT×GGZtW，F1中结天然绿色茧的雄性个体所占比例为_________，F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色茧的雌性个体所占比例为__________。(2)雄蚕产丝多，天然绿色蚕丝销路好。现有下列基因型的雌、雄亲本：GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTW、GGZTZt、ggZTZt、ggZtZt、GgZtZt，请设计一个杂交组合，利用幼蚕体色油质透明易区别的特点，从F1中选择结天然绿色茧的雄蚕用于生产(用遗传图解和必要的文字表述)。【解析】本题考查基因的自由组合定律和伴性遗传的有关知识。
(1)P：ggZTZT×GGZtW→F1：1/2GgZTZt、1/2GgZTW，则F1中结天然绿色茧的雄性个体(GgZTZt)占1/2。F1：GgZTZt×GgZTW→F2:幼蚕体色油质透明且结天然绿色茧的雌性个体(G_ZtW)所占比例为：3/4 G_×1/4ZtW= 3/16 G_ZtW。
(2)若亲本为ZTW×ZtZt，则F1中雄性均为体色正常，雌性均为体色油质透明，因此利用幼蚕体色油质透明易区别的特点，可以淘汰体色油质透明的幼蚕，保留体色正常的幼蚕，即为雄蚕。又由于需从F1中选择结天然绿色茧的雄蚕，根据所给材料，雌性亲本应为GGZTW，雄性亲本可以是ggZtZt 或GgZtZt。答案：(1)1/2 3/16
(2)P：基因型 ♂ ggZtZt × GGZTW ♀
↓
F1：基因型 GgZTZt GgZtW
从孵化出的F1幼蚕中，淘汰体色油质透明的雌家蚕，保留体色正常的雄家蚕用于生产。
或P：基因 ♂ GgZtZt × GGZTW ♀
↓
F1：基因型 GGZTZt GgZTZt GGZtW GgZtW
从孵化出的F1幼蚕中，淘汰体色油质透明的雌家蚕，保留体色正常的雄家蚕用于生产。27.(2011·海南高考)如图为某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。甲遗传病由一对等位基因(A、a)控制，乙遗传病由另一对等位基因(B、b)控制，这两对等位基因独立遗传。已知Ⅲ-4 携带甲遗传病的致病基因，但不携带乙遗传病的致病基因。回答问题：
(1)甲遗传病的致病基因位于_______(X、Y、常)染色体上，乙遗传病的致病基因位于________(X、Y、常)染色体上。
(2)Ⅱ-2的基因型为_______，Ⅲ-3的基因型为_______。
(3)若Ⅲ-3和Ⅲ-4再生一个孩子，则这个孩子为同时患甲、乙两种遗传病男孩的概率是________。
(4)若Ⅳ-1与一个正常男性结婚，则他们生一个患乙遗传病男孩的概率是________。
(5)Ⅳ-1的这两对等位基因均为杂合的概率是________。【解析】(1)据图分析可知两病均为隐性遗传病，根据Ⅲ-3和Ⅲ-4婚配后代Ⅳ-2和Ⅳ-3患有乙病，且Ⅲ-4不携带乙病致病基因，因此推测乙病为伴X隐性遗传病，两对等位基因独立遗传，则甲病为常染色体隐性遗传病；
(2)Ⅱ-1和Ⅱ-2后代Ⅲ-2患有甲病，则Ⅱ-2一定为Aa，依据Ⅲ-3和Ⅲ-4的后代患有乙病，且Ⅲ-4不携带乙病致病基因，推断出Ⅲ-3一定为XBXb，从而推测出Ⅱ-2的基因型为AaXBXb，Ⅲ-3有两种可能，为AAXBXb或AaXBXb； (3)Ⅲ-3的基因型为1/3AAXBXb或2/3AaXBXb, Ⅲ-4的基因型为AaXBY,他们生出同时患两种病的男孩的概率为2/3×1/4×
1/4=1/24;
(4)只看乙病，Ⅳ-1的基因型为1/2XBXB，1/2XBXb，与正常男性(XBY)婚配，生出患乙病男孩的概率为1/2×1/4=1/8；
(5)Ⅲ-3的基因型为1/3AAXBXb或2/3AaXBXb，Ⅲ-4的基因型为AaXBY，他们的后代Ⅳ-1为双杂合子的概率为：1/3AA×Aa杂合概率为1/6；2/3Aa×Aa杂合的概率为4/9，因此出现杂合的概率为11/18，XBXb×XBY后代女性中出现杂合的概率为1/2，综合可知出现双杂合的概率为11/18×1/2=11/36。答案：(1)常 X
(2)AaXBXb AAXBXb或AaXBXb
(3)1/24 (4)1/8 (5)11/3628.(2010·上海高考)分析有关遗传病的资料，回答问题。
图1为某家族两种遗传病的系谱图，这两种单基因遗传病分别由位于常染色体上的基因A/a及性染色体上的基因B/b控制。(1)Ⅲ-14的X染色体来自于第Ⅰ代中的______________。
(2)甲病的致病基因位于_________染色体上，是__________性遗传病。
(3)若Ⅲ-14与一个和图2中Ⅲ-15基因型完全相同的女子结婚，他们的后代患甲病的概率是____________。(4)假定Ⅲ-11与Ⅲ-15结婚，若a卵与e精子受精，发育成的Ⅳ-16患两种病，其基因型是__________。若a卵与b精子受精，则发育成Ⅳ-17的基因型是__________，表现型是_________。
若Ⅳ-17与一个双亲正常，但兄弟姐妹中有甲病患者的正常人结婚，其后代不患病的概率是__________。
(5)采取________________措施，可估计遗传病的再发风险率并提出预防措施。【解析】(1)Ⅲ-14的X染色体一定来自Ⅱ-9，Ⅱ-9的X染色体来自Ⅰ-3和Ⅰ-4。
(2)根据Ⅱ-8、Ⅱ-9与Ⅲ-13的表现型，双亲正常，女儿患甲病，可以判断甲病为常染色体隐性遗传病。运用反证法，可证明乙病为伴X染色体显性遗传病。
(3)仅考虑甲病，Ⅲ-14的基因型为AA或Aa，与之婚配的女子基因型为Aa，他们的后代患甲病的几率为(2/3)×(1/4)=1/6。(4)根据图示和两种遗传病的性质，Ⅲ-11的基因型应为AaXbY，Ⅳ-16为男性，其基因型应为aaXBY，a卵的基因组成为aXB；e精子中含有Y染色体，则b、c中含有X染色体，基因组成为AXb，a卵与b精子受精，则发育成Ⅳ-17的基因型是AaXBXb，表现型为仅患乙病的女性；双亲正常，但兄弟姐妹中有甲病患者的正常男性的基因型应为AAXbY或AaXbY，Ⅳ-17与之结婚，后代患甲病的概率为(2/3)×(1/4)=1/6，患乙病的概率为1/2,则不患病的概率为(5/6)×(1/2)=5/12。
(5)采取遗传咨询措施，可估计遗传病的再发风险率并提出预防措施。答案：(1)Ⅰ-3或Ⅰ-4(3或4)
(2)常 隐 (3)1/6
(4)aaXBY AaXBXb 仅患乙病的女性 5/12
(5)遗传咨询29.(2010·江苏高考)遗传工作者在进行遗传病调查时发现了一个甲、乙两种单基因遗传病的家系，系谱如图所示，请回答下列问题(所有概率用分数表示)：(1)甲病的遗传方式是_________________________________。
(2)乙病的遗传方式不可能是___________________________。
(3)如果Ⅱ-4、Ⅱ-6不携带致病基因，按照甲、乙两种遗传病最可能的遗传方式，请计算：
①双胞胎(Ⅳ-1与Ⅳ-2)同时患有甲种遗传病的概率是_______。
②双胞胎中男孩(Ⅳ-1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是___________，女孩(Ⅳ-2)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是___________。【解题指南】解答此题应注意以下关键点：
(1)利用遗传病遗传方式的规律来判断题中遗传病的遗传方式，如根据Ⅰ代的1号和2号→Ⅱ代的2号，可迅速确定甲病遗传方式为常染色体隐性遗传。
(2)对于乙病，无法直接确定遗传方式时，要多观察几代，找出变化规律，如男性患者后代中的男孩都患病。
(3)将两种遗传病分开来分析是最为有效的方法。【解析】(1)据图，不患甲病的Ⅰ-1和Ⅰ-2生下患病的Ⅱ-2(女孩)，可推断甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传。
(2)据图，患乙病的男性和不患乙病的女性后代中女孩都不患乙病，则乙病的遗传方式不可能是伴X染色体显性遗传。
(3)据上述可知甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传，据Ⅱ-4、Ⅱ-6不携带致病基因，且就乙病而言，男性患者的后代男孩均患病，女孩均不患病，正常男性的后代均不患病，可推知乙遗传病最可能的遗传方式是伴Y染色体遗传。①设控制甲遗传病的显性基因为A，隐性基因为a，Ⅱ-3个体的基因型为AA(1/3)或Aa(2/3)，则Ⅲ-1个体的基因型为AA(2/3)或Aa(1/3)，同理可得Ⅲ-2个体的基因型为AA(2/3)或Aa(1/3)，则双胞胎(Ⅳ-1与Ⅳ-2)同时患有甲种遗传病的概率是(1/3×1/3×1/4)2=1/1 296。
②由于乙遗传病最可能的遗传方式是伴Y染色体遗传，父亲(Ⅲ-2)患乙病，后代男孩患乙病的概率是1，女孩患乙病的概率是0。则双胞胎中男孩(Ⅳ-1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是1/36×1=1/36，女孩(Ⅳ-2)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是1/36×0=0。答案：(1)常染色体隐性遗传 (2)伴X染色体显性遗传
(3)①1/1 296 ②1/36 0 人类遗传病及监测和预防
高考指数:★★★★
30.(2011·天津高考)某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的某一特定序列经BclⅠ酶切后，可产生大小不同的片段(如图1，bp表示碱基对)，据此可进行基因诊断。图2为某家庭该病的遗传系谱。下列叙述错误的是( )
A.h基因特定序列中BclⅠ酶切位点的消失是碱基序列改变的结果
B.Ⅱ-1的基因诊断中只出现142 bp片段，其致病基因来自母亲
C.Ⅱ-2的基因诊断中出现142 bp、99 bp和43 bp三个片段，其基因型为XHXh
D.Ⅱ-3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142 bp片段的概率为1/2【解析】选D。A项，分析图1可知H、h被酶切后的结果不同，前者被分为两段，而后者只有一段，且碱基数目没有发生变化，由此可以推出后者中酶切位点的消失是碱基序列改变的结果；B项，图2中Ⅱ-1为患者，基因诊断中只出现142 bp片段，他的X染色体上的致病基因为h,他的X染色体来自母亲，所以致病基因来自母亲；C项，Ⅱ-2的基因诊断中出现142 bp、99 bp 和43 bp三个片段，说明他的基因有H、h两种；D项，Ⅱ-3的丈夫表现型正常，Ⅱ-3为正常人，她的父亲是正常人，母亲为致病基因的携带者，则她的基因型为XHXh的概率为1/2，则他们的儿子基因诊断中出现142 bp，即为患者的概率为1/2×1/2=1/4。31.(2010·江苏高考)某城市兔唇畸形新生儿出生率明显高于其他城市，研究这种现象是否由遗传因素引起的方法不包括( )
A.对正常个体与畸形个体进行基因组比较研究
B.对该城市出生的双胞胎进行相关的调查统计分析
C.对该城市出生的兔唇畸形患者的血型进行调查统计分析
D.对兔唇畸形患者家系进行调查统计分析【解析】选C。A项，对正常个体与畸形个体进行基因组比较研究属于对照，自变量是不同个体的基因组，由此判断A项正确；B项，对该城市出生的双胞胎进行相关的调查统计分析也属于对照，自变量是不同的个体，由此判断B项正确；C项，兔唇畸形患者(一种性状)与血型(另一种性状)没有直接的联系，由此判断C项错误；D项，对兔唇畸形患者家系进行调查统计分析，可判断是否存在一定的遗传方式，由此判断D项正确。32.(2010·广东高考)克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩，该男孩的染色体组成为44+XXY。请回答：
(1)画出该家庭的系谱图并注明每个成员的基因型(色盲等位基因以B和b表示)。
(2)导致上述男孩患克氏综合征的原因是：他的_________(填“父亲”或“母亲”)的生殖细胞在进行_________分裂形成配子时发生了染色体不分离。(3)假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中，①他们的孩子中是否会出现克氏综合征患者？___________________。
②他们的孩子患色盲的可能性是多大？___________________。
(4)基因组信息对于人类疾病的诊治有重要意义。人类基因组计划至少应测___________条染色体的碱基序列。【解析】(1)色盲是伴X染色体隐性遗传病，双亲表现型正常而儿子色盲说明其母是携带者，可判定其父基因型为XBY,其母基因型为XBXb，儿子基因型为XbXbY。用“□”和“○”分别表示男正常和女正常，用“■”表示男患者，可以用遗传图解表示出该家庭的系谱图。
(2)儿子X染色体来自于其母亲，且儿子的基因型为XbXbY，可推知，其母产生的卵细胞的基因型是：XbXb，说明减数第一次分裂中B、b等位基因正常分离，而减数第二次分裂时b与b未分离。(3)可遗传变异通常发生在有性生殖的过程中，故假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中，则他们的孩子中不会出现克氏综合征患者。他们的孩子患色盲的可能性的计算过程如下：P：XBY×XBXb→F1：XBXB、XBXb、XBY、XbY，故色盲患者占1/4。
(4)人类的染色体由22对常染色体和1对性染色体组成，因常染色体每对同源染色体上的遗传信息相同，故在进行测序时，22对常染色体只测22条即可。女性的性染色体为同型的，而男性的性染色体为异型的，且其上的遗传信息有差异，所以性染色体要测X和Y两条。所以，人类基因组计划至少应测24条染色体的碱基序列。答案：(1)
(2)母亲 减数第二次 (3)不会 1/4 (4)24【实验探究体验】
33.(2010·山东高考)100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：
(1)黑体残翅果蝇与灰体长翅果蝇杂交，F1全为灰体长翅。用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。如果用横线(——)表示相关染色体，用A、a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点(·)表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因型可分别图示为__________和_________。F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为_______________________。(2)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F1中所有雌
果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛
和翅型的基因分别位于__________和__________染色体上(如果
在性染色体上，请确定出X或Y)，判断前者的理由是_________
____________________________________________________。
控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F1雌雄果蝇的
基因型分别为___________和___________。F1雌雄果蝇互交，
F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是________________________。(3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合子的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤：
①__________________________________________________；
②__________________________________________________；
③__________________________________________________。结果预测：
Ⅰ.如果_____________________________________________，
说明X染色体上发生了完全致死突变；
Ⅱ.如果_____________________________________________，
说明X染色体上发生了不完全致死突变；
Ⅲ.如果_____________________________________________，
说明X染色体上没有发生隐性致死突变。【解析】(1)“黑体残翅果蝇与灰体长翅果蝇杂交，F1全为灰体
长翅”，说明灰体对黑体、长翅对残翅为显性，且可判定两亲
本的基因型分别为：aabb和AABB， F1为AaBb。又由于测交后代
只出现灰体长翅和黑体残翅两种性状，且性状分离比是1∶1，
所以控制体色与翅型两种性状的基因位于同一对同源染色体
上，故亲本个体的基因组成图示可以分别用 、
表示，F1的基因组成图示为： ，
其产生的配子类型是： 和 。(2)由于翅型遗传与性别无关，故判定控制翅型的基因在常染色体上。刚毛性状遗传与性别有关，而且此性状在雌雄个体中都遗传，故确定控制刚毛的基因在X染色体上。根据题干中“卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅”，可确定卷刚毛弯翅雌果蝇和直刚毛直翅雄果蝇两亲本的基因型分别为：eeXdXd和EEXDY。
P:eeXdXd×EEXDY→F1:EeXDXd(雌蝇)×EeXdY(雄蝇)→F2。计算F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例如下：Ee×Ee→1/4ee(弯翅)；XDXd×XdY→1/4XDXd (直刚毛)、1/4XDY(直刚毛)、1/4XdXd(卷刚毛)、1/4XdY(卷刚毛)；F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例：1/4×(1/4+1/4)=1/8。
(3)完全致死突变的含义是：凡含隐性致死突变基因的纯合个体全死亡。不完全致死突变的含义是：含隐性致死突变基因的纯合个体部分死亡。本题是通过分析雌雄个体比例来确定结果的。为了让统计的结果有可信性，应将该果蝇与多只正常雌蝇交配。假设控制该性状的等位基因是A和a，那么，雄性突变果蝇的基因型为XaY，正常雌蝇的基因型为：XAXA。其遗传图解如下：P:XaY×XAXA→F1:XAY×XAXa→F2:XAXA、XAXa、XAY、XaY。由F2分析：若雌雄比为2∶1，说明XaY个体全部死亡，发生了X染色体上完全致死突变；若雌雄比在1∶1与2∶1之间，说明XaY个体部分死亡，发生了X染色体上不完全致死突变；若雌雄比为1∶1，说明X染色体上没有发生隐性致死突变。答案：(1)
(2)X 常 刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有(或交叉遗传) EeXDXd EeXdY 1/8
(3)①这只雄蝇与多只正常雌蝇杂交
②F1互交(或F1雌蝇与正常雄蝇杂交)③统计F2中雄蝇所占比例(或统计F2中雌雄蝇比例)
Ⅰ.F2中雄蝇占1/3(或F2中雌∶雄=2∶1)
Ⅱ.F2中雄蝇占的比例介于1/3与1/2之间(或F2中雌∶雄在1∶1与2∶1之间)
Ⅲ.F2中雄蝇占1/2(或F2中雌∶雄=1∶1)【方法技巧】遗传学实验的设计方案
(1)杂交育种常用设计方案：
①只涉及核基因育种：选用带有目的基因的两个品种作亲本，进行杂交得F1，F1自交得F2，F2中必然出现两个目的基因组合在一起的新类型，如要获得纯合子，则选择F2中符合要求性状的类型自交即可。
②涉及质基因育种：选择带有目的质基因的品种作母本进行杂交。(2)判断显隐性性状常用设计方案：
①对于一个动物种群，可选用多对相同性状的雌雄个体杂交。
②对植物品种可先自交，再杂交。
(3)判断是常染色体遗传还是X染色体遗传常用设计方案：
①如显隐性已知，隐性雌性个体与显性雄性个体杂交。
②如显隐性未知，正交、反交。 遗传的基本概念
1.相关概念
(1)交配类：
①杂交：基因型不相同的生物体之间的相互交配，一般用“×”表示；
②自交：基因型相同的生物体之间的相互交配，如植物自花传粉和雌雄同株的异花传粉。自交是获得纯系的有效方法，一般用“? ”表示。③测交：杂种子一代与隐性纯合子杂交，用来测定F1的基因型(属杂交)。
④正交和反交：是一组相对概念，如果甲作父本，乙作母本为正交，则乙作父本，甲作母本为反交。
(2)性状类：
①显性性状：一对相对性状的杂交实验中，F1中表现出来的性状，叫做显性性状。
②隐性性状：一对相对性状的杂交实验中，F1中未表现出来的性状，叫做隐性性状。③性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
(3)个体类：
①纯合子(体)：由基因型相同的配子结合成的合子发育成的个体(如DD、dd、AABB、AAbb)。
②杂合子(体)：由基因型不同的配子结合成的合子发育成的个体(如Dd、AaBB、AaBb)。2.相关概念之间的关系【名师点睛】
基因型≠表现型
(1)基因型相同，表现型不一定相同。
(2)表现型相同，基因型也不一定相同。
(3)表现型=基因型(内因)+环境作用(外因)。
(4)相对性状的概念要同时具备三个要点：同种生物、同一性状、不同表现类型。
(5)基因型是表现型的内在因素，表现型则是基因型的表现形式。【状元心得】
杂交、自交、测交的用途
(1)杂交：判断显隐性和育种；
(2)自交：提高纯合度和判断显隐性及纯、杂合子；
(3)测交：判断纯、杂合子和子一代产生配子的类型、比例及子一代的基因型。
(4)鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体为动物时，常采用测交法；当被测个体为植物时，测交法、自交法均可以，但自交法较简便。 一对相对性状的杂交实验
1.用豌豆做遗传实验容易成功的原因
(1)豌豆是严格的自花传粉植物，而且是闭花受粉。
(2)豌豆植株具有易于区分的性状，并且能稳定遗传。为了便于分析，孟德尔首先对每一对相对性状的遗传分别进行研究。
2.常见遗传符号
3.一对相对性状的杂交实验
P 高茎 × 矮茎
↓
F1 高茎 (显性性状)
? ↓
F2 高茎 ∶ 矮茎(性状分离现象)
3 ∶ 1 (性状分离比)4.对性状分离现象的解释
由此可见，F2性状表现及比例为：3高∶1矮。5.对分离现象解释的验证——测交实验
让F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1的基因型，证实杂合子形成配子时等位基因分离的正确性。图解表示如下：
目的：验证对分离现象的解释
选材：F1与隐性纯合子
预期结果：Dd×dd→1Dd∶1dd
实验结果：高茎∶矮茎≈1∶1
结论：F1的遗传因子组成为Dd，形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中，产生D和d两种比例相等的配子【名师点睛】
最基本的6种交配组合(以豌豆的高茎D和矮茎 d为例)
(1)DD×DD→DD高茎；
(2)dd×dd→dd矮茎；
(3)DD×dd→Dd高茎；
(4)Dd×Dd→1DD∶2Dd∶1dd=3高∶1矮；
(5)Dd×dd→1Dd∶1dd=1高∶1矮；
(6)DD×Dd→1DD∶1Dd高茎。【状元心得】
1.显隐性的确定
(1)具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出来的那个性状为显性性状。
(2)杂种后代有性状分离，数目占3/4的性状为显性性状。
2.验证基因分离定律的三种方法
(1)测交法：杂种F1与隐性纯合子杂交，后代出现两种基因型与表现型的个体，证明杂种后代产生了两种配子，即等位基因彼此分离。(2) F1自交法：杂种F1自交后代F2中出现显隐性两种表现型的个体，也是由于F1产生了两种配子，即等位基因彼此分离。
(3)花粉鉴定法：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色，杂种非糯性水稻的花粉是减数分裂的产物，遇碘呈现两种不同的颜色，比例为1∶1，从而直接证明了杂种非糯性水稻在产生花粉的减数分裂过程中，等位基因彼此分离。 两对相对性状的杂交实验
1.实验过程和现象
P： 黄色圆粒×绿色皱粒
↓
F1： 黄色圆粒
?
F2： 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
数量： 315 108 101 32
比例： 9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 12.现象显示
(1)两对相对性状中显性性状依次是黄色、圆粒。
(2)F2具有的类型：
①两种亲本类型：黄色圆粒、绿色皱粒。
②两种新类型：黄色皱粒和绿色圆粒。
(3)F2不同性状之间出现了自由组合。3.F2的表现型与基因型的比例关系4.对自由组合定律现象的分析
(1)解释：
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有4种，且数目相等。
③受精时，雌雄配子的结合是随机的。(2)验证——测交实验：
①实验过程和现象：②结论：测交结果与预期设想相符，证实了F1产生了4种配子，F1产生配子时，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，并进入不同的配子中。【名师点睛】
自由组合定律的“三性”
(1)同时性：同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合同时进行。
(2)独立性：同源染色体上等位基因之间的相互分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合互不干扰，各自独立地分配到配子中去。
(3)普遍性：自由组合定律广泛存在于生物界，发生在有性生殖过程中。基因重新组合会产生极其多样基因型的后代，这也是生物种类具有多样性的重要原因。【状元心得】
基因自由组合定律中9∶3∶3∶1的变式比(非等位基因之间的相互作用)
由于非等位基因之间的相互作用，两对相对性状的杂交实验有时会出现9∶3∶3∶1的变式比，如变式比9∶7、变式比9∶6∶1、变式比1∶4∶6∶4∶1、变式比12∶3∶1 、 变式比13∶3、 变式比9∶3∶4、变式比4∶2∶2∶1等，这些变式都是以9∶3∶3∶1为基准结合附加条件变化的。这些变式比例都遵循基因的自由组合定律。 两大遗传规律的比较【名师点睛】
1.适用生物类别：真核生物。凡原核生物及病毒的遗传均不符合。
2.遗传方式：细胞核遗传。真核生物的细胞质遗传不符合。
3.在进行有丝分裂的过程中不遵循两大定律。
4.单基因遗传病(含性染色体上的基因)符合两大定律，多基因遗传病和染色体异常遗传病不符合两大定律。【状元心得】
重组类型的判定
新类型(重组类型)的比例要看亲本而定，因为亲本为纯合双显(AABB)与双隐(aabb)或纯合的显隐(AAbb)与隐显(aaBB)杂交均得到双杂合的F1(AaBb)，但此时亲本类型与重组类型的比例刚好相互对换了比值。此外，如果没有特别注明，重组类型一般是指表现型而非基因型。 人类伴性遗传
XbXb(患病的女性)
XbY(患病的男性)
①隐性致病基因及其等位基
因只位于X染色体上
②男性患者多于女性患者
③往往有隔代遗传现象
④女患者的父亲和儿子一定患病
实例：红绿色盲、血友病、果蝇的白眼1.伴X染色体
隐性遗传患者基因型遗传特点 XAXA或XAXa(患病的女性)
XAY(患病的男性)
①显性致病基因及其等位基因只位
于X染色体上
②女性患者多于男性患者
③具有世代连续性
④男患者的母亲和女儿一定患病
实例：抗维生素D佝偻病、钟摆型眼球震颤2.伴X染色体
显性遗传遗传特点患者基因型 患者基因型：XYM(Y染色体上的基因无等
位基因，所以也无显隐性之分)
遗传特点：患者全为男性
实例：外耳道多毛症3.伴Y染色体遗传【名师点睛】
性染色体的同源区段和非同源区段
X、Y染色体既然是一对同源染色体，它们之间一定有同源区段，同时二者之间又存在各自的非同源区段。(1)Y染色体上的非同源区段上的基因，由于 X染色体没有它的等位基因或相同基因，所以该区段上基因的遗传是伴性遗传，且属于限雄遗传。
(2)X染色体上的非同源区段上的基因，在Y染色体上也没有它的等位基因或相同基因，所以该区段上基因的遗传是伴性遗传，如红绿色盲、血友病等。
(3)在X、Y同源区段上的某些基因的遗传也属于伴性遗传。 人类常见遗传病的类型
人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。主要包括以下三种情况：
1.单基因遗传病2.多基因遗传病
(1)含义：受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。
(2)特点：在群体中发病率比较高，容易受环境影响。性状的表现是遗传物质和环境共同作用的结果。
(3)类型：主要包括一些先天性发育异常和一些常见病，如原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等。3.染色体异常遗传病
(1)含义：由染色体异常引起的遗传病。
(2)分类：
①染色体结构异常引起的疾病，如猫叫综合征。
②染色体数目异常引起的疾病，如21三体综合征。4.利用自由组合定律预测遗传病的概率
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如下表：【名师点睛】
1.单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病，都是可遗传的。
2.单基因突变可引起单基因遗传病。
3.这三类遗传病的发病都受环境因素的影响，其中多基因遗传病更易受环境的影响。
4.注意区分遗传病、先天性疾病、家族性疾病。 遗传病的监测和预防及人类基因组计划
1.手段：主要包括遗传咨询和产前诊断
2.意义：在一定程度上有效地预防遗传病的产生和发展
3.我国开展优生工作的主要措施
4.人类基因组计划
(1)检测对象：全部的碱基(对)序列，包括基因片段中的和非基因片段中的，不是检测基因序列。
(2)需检测的染色体条数：
①对于XY型或ZW型性别决定的生物，其基因组和染色体组的情况与人的一致，即基因组包含常染色体的一半加一对性染色体；而染色体组包含常染色体的一半加一条性染色体。
②对于无性别决定的生物以及无性染色体的动物，如水稻，因无性染色体，故基因组与染色体组一样，均为体细胞染色体数的一半。【名师点睛】
遗传调查咨询的注意事项
(1)确认调查对象：
①宜选择群体中发病率较高的单基因遗传病。
②宜选取“可操作性强”的调查类型，如：红绿色盲，多(并)指，高度近视等(本类遗传病只需通过观察、问卷、调查、访谈等方式即可进行，不必做复杂的化验、基因检测等)。
③欲调查遗传病发病率，需在“广大人群”中随机抽样调查。
④欲确认遗传方式，需对“患者家系”展开调查。(2)保证调查群体足够大，以便获得较多数据，并经统计学分析得出较科学的结论。统计的数量越大，越接近理论值。 遗传病遗传方式的判定
1.确定是否为伴Y染色体遗传
2.若不是伴Y染色体遗传，再确定其显隐性
(1)双亲正常，其子代有患病者，一定是隐性遗传病(即“无中生有”，如图①)；
(2)双亲患病，子代有表现正常者是显性遗传病(即“有中生无”，如图②)。3.再确定是常染色体遗传还是伴性遗传
(1)在确认了性状显隐性的前提下，一般先通过否定伴性遗传的方式来肯定常染色体遗传。
(2)在已确定是隐性遗传病的系谱中：
①女儿患病，父亲正常，一定是常染色体遗传；
②母亲患病，儿子正常，一定是常染色体遗传。
(3)在已确定是显性遗传病的系谱中：
①儿子患病，母亲正常，一定是常染色体遗传；
②父亲患病，女儿正常，一定是常染色体遗传。4.不能确定的判断类型
在系谱中无上述特征，就只能从可能性大小来推测：
(1)若该病在代代之间呈连续性，则该病很可能是显性遗传。
(2)若患者无性别差异，男女患者患病概率相当，则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病。
(3)若患者有明显的性别差异，男女患者数量相差很大，则该病很可能是性染色体上的基因控制的遗传病，它可分为以下两种情况：
①若系谱中，男性患者明显多于女性，则该病很可能是伴X染色体隐性遗传病。②若系谱中，女性患者明显多于男性，则该病很可能是伴X染色体显性遗传病。【名师点睛】
连续遗传病的推断方向
从患者开始向上推，表现为代代连续患病，可判断为显性，决不能向下推。易错易混点1 混淆纯合子(体)和杂合子(体)
(1)概念辨析：【易错易混辨析】(2)实验鉴别：
①与隐性纯合子(体)杂交(即测交法)：
待测个体×隐性纯合子(体)
若后代无性状分离，则待测个体为纯合子(体)
若后代有性状分离，则待测个体为杂合子(体)结果分析②自交法：
待测个体
若后代无性状分离，则待测个体为纯合子(体)
若后代有性状分离，则待测个体为杂合子(体)结果分析易错易混点2 不能正确区分等位基因与非等位基因
(1)从以下几点来理解等位基因：
①存在：存在于杂合子(体)的所有体细胞中。
②位置：位于一对同源染色体的同一位置上。
③特点：能控制一对相对性状，具有一定的独立性。
④分离的时间：减数第一次分裂的后期随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。(2)举例说明：
等位基因和非等位基因的区分点主要是看基因在染色体上的位置，如图中非同源染色体上的D与E、D与e、d与E、d与e为非等位基因；或同源染色体上的不同位置的两个基因，如图中的A与B、A与b、a与B、a与b为非等位基因。易错易混点3 “自由交配”≠“自交”
(1)自交的内在含义是生物自体受精的过程，参加受精的精子和卵细胞都是自身个体产生的，一般发生在雌雄同株的植物体上。例如，植物两性花的自花受粉和单性花植物同一植株上的雌花接受雄花花粉的过程。动物则很少有自交现象，若有，也只在一些雌雄同体的动物中发生(自体受精，如水螅)，另一些雌雄同体的动物也需异体受精，如蚯蚓。雌雄异体的动物是无法进行自交的。(2)自由交配的内在含义是一个群体内所有个体的随机交配，参加受精的精子和卵细胞来自不同的个体。单性花植物则是不同株个体间相互受粉。对于动物来说，则是雌、雄个体间的随机交配。易错易混点4 含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状
所占比例并不都是(3+3)/16
(1)当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组性状所占比例是(3+3)/16；
(2)当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组性状所占比例是1/16+9/16=10/16；不要机械地认为只有一种亲本组合方式，从而误认为重组性状只能是(3+3)/16。