步步高 2014版大二轮专题复习与增分策略

第1讲　酶和ATP
考纲要求　1.酶的本质、特性、作用及其影响因素(Ⅱ)。2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
构建网络　内化体系
填充关键点思考
连接处 (1)酶与ATP有哪些共同特点？提示　含量比较少，代谢离不了。(2)酶与ATP在细胞内的合成场所有什么不同？提示　酶的合成场所是核糖体、细胞核，ATP的合成场所是细胞溶胶、线粒体、叶绿体。
考点1　ATP在能量代谢中的作用
1． 说出下列图示中“A”的含义
①中的A为腺苷(由核糖和腺嘌呤组成)；②中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸；③中的A为腺嘌呤核糖核苷酸；④中的A为腺嘌呤。
2． 判断并填充ATP与ADP相互转化的场所及对应的生理过程
(注：在空格中，发生划“√”，不发生划“×”)
细胞结构 ADP→ATP ATP→ADP
细胞膜上搬运无机盐的载体蛋白 × √
细胞溶胶 √ √
叶绿体 √ √
线粒体 √ √
核糖体 × √
高尔基体 × √
内质网 × √
细胞核 × √
【思维辨析】
(1)主动转运过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量(2010·天津，4A) ( √ )
提示　 主动转运需载体蛋白和能量。
(2)ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供(2007·海南，7BC改编) ( × )
提示　ATP合成所需能量由细胞呼吸或光合作用提供。
(3)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体(2008·广东，4D) ( × )
提示　来自线粒体而不是叶绿体。
(4)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(2008·天津，6④)( × )
提示　无论是饱食还是饥饿时，ATP与ADP都保持动态平衡。
(5)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等(2008·天津，6①) ( × )
提示　由于剧烈运动有两种呼吸方式并存，故不相等。
(6)适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2(2009·上海，24A) ( × )
提示　叶绿体不需要O2。
【归纳提炼】
1． ATP的形成途径
2． 对ATP认识的几个误区
(1)误认为ATP与ADP相互转化完全可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。
(2)误认为ATP等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为A—P～P～P，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。
(3)误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、油脂、淀粉等)的水解都需要消耗水。
例1　(2013·海南卷，12)甲(ATGG)是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙(A－P～P～P)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是 (　　)
A．甲、乙、丙的组分中均有糖
B．甲、乙共由6种核苷酸组成
C．丙可作为细胞内的直接能源物质
D．乙的水解产物中含有丙
破题思路　读题干→确认该题是对DNA、RNA、ATP成分的比较→知识联想回扣→对比选项作分析。
个性分析　甲是DNA，五碳糖是脱氧核糖，由3种脱氧核苷酸组成；乙是RNA，五碳糖是核糖，由3种核糖核苷酸组成；丙中的糖是核糖，丙是细胞内的直接能源物质；丙水解掉两个磷酸基团得AMP，可以是乙水解的产物之一。
答案　D
思维延伸　(1)由甲转录出乙的过程需要哪些条件？
提示　酶、ATP和核糖核苷酸。
(2)动物细胞代谢在哪里产生丙？
提示　细胞溶胶、线粒体。
(3)甲、乙、丙共同具有的成分是什么？
答案　腺嘌呤、磷酸。
考点2　酶在代谢中的作用
1． 酶的模型1
(1)该模型表示酶作用特点的专一性。
(2)图中b表示酶，c表示被催化的反应物。
2． 酶的模型2
(1)该模型表示酶具有催化作用和高效性。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，而不改变化学反应的平衡点。
3． 酶的影响因素模型
(1)温度和pH
①温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。
②温度和pH对酶的影响机理完全一样吗？
低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶永久失活。
(2)底物浓度和酶浓度
①图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的主要限制因素是酶浓度。
②图乙对反应底物的要求是底物足量。
【思维辨析】
(1)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(2012·大纲全国，2D) ( × )
提示　线粒体、叶绿体功能不同，化学反应过程不同，因酶具有专一性，故酶的种类不相同。
(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(2011·天津，1A) ( × )
提示　少数酶是RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸。
(3)水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质含有羧基(2009·广东，3D改编) ( √ )
提示　淀粉酶的化学本质是蛋白质。
(4)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所示。由图可知，甲酶可能是具有催化功能的RNA，而乙酶的化学本质为蛋白质(2011·新课标全国，2改编) ( √ )
提示　甲酶在蛋白酶处理后活性不变，可推知不可能是蛋白质，可能是RNA。
(5)细胞质中有作用于DNA的解旋酶(2009·重庆，1D) ( √ )
提示　细胞质的线粒体、叶绿体中有DNA。
【归纳提炼】
1． 多种因素对酶促反应的影响
(1)分析甲图可知：反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
(2)分析乙图可知：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
2． 与酶活性相关的问题分析
(1)温度和pH是通过影响酶活性从而影响酶促反应速率。
(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触从而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
(3)分析与酶有关曲线时首先要弄清横坐标、纵坐标表示的意义，其次再分析影响该曲线的因素有几个，一般情况下，曲线未达到饱和时，影响因素是横坐标的因素，达到饱和稳定状态后限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。
例2　甲图表示的是pH对植物和人的淀粉酶活性的影响；乙图表示的是3种脱氢酶(a、b、c)的活性受温度影响的情况。下列叙述正确的是 (　　)
　
A．从甲图可以知道pH＝6时植物淀粉酶的活性最高
B．从乙图无法知道酶c的最适温度
C．从甲图可以知道若pH由酸性变成碱性时淀粉酶的活性逐渐升高
D．从乙图可以知道活性温度范围最广的酶是b
破题思路　(1)从甲图的自变量pH入手确定A、C选项。
(2)从乙图的自变量温度入手确定B、D选项。
个性分析　本题考查温度、pH对酶活性的影响。温度过高、过酸、过碱都能使酶彻底失活，这种失活是不可逆转的，从甲图可以看出，植物淀粉酶的最适pH在5和6之间，人的淀粉酶的最适pH在7左右。在乙图中酶活性温度范围最窄的是酶b，酶c活性受温度影响的曲线不完整，因此从乙图中无法知道酶c的最适温度。
答案　B
思维延伸　(1)由甲图中两个曲线的差异可以得出什么结论？
提示　人的淀粉酶活性的最适pH比植物的高。
(2)由乙图分析a、b、c三种脱氢酶哪种最适温度最高？
提示　c
解题模板　“四看”法解决坐标曲线题
(1)看两坐标轴的含义，了解两个变量的关系；(2)看曲线的变化，掌握变量的增减快慢的生物学意义；(3)看“五点”，即起点、终点、顶点、转折点、交叉点，理解特殊点的意义；(4)看不同曲线的变化，理解曲线之间的内在联系。
考点3　探究影响酶的活性
例3　为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表
试管 底物和试剂 实验条件
1 1 cm3瘦肉块＋4 mL蒸馏水 37 ℃水浴；pH＝1.5
2 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴；pH＝8
3 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 ①
4 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 0 ℃水浴；pH＝1.5
(1)请完成实验设计：①应为________________________。
(2)3、4号试管为一组对照实验，该组实验中要探究的自变量是________，请为该组实验拟定一个课题名称_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)本实验的因变量可以通过观察______________________________________来确定。
(4)在2、3号试管所研究的问题中，温度属于________变量。
(5)用双缩脲试剂检测2号试管的实验结果是溶液呈____色，原因是_________________________________________________________________________。
破题思路　由表内容确定自变量→遵循单一变量原则和对照性原则确定相关问题。
个性分析　据表分析可知，本实验意在探究温度、pH对酶活性的影响，实验设计时应遵循对照原则和单因子变量原则，所以试管3的实验条件(①)应为37 ℃水浴，pH＝1.5。实验过程中的自变量是指人为改变的变量，因变量是指随着自变量的变化而变化的变量，无关变量是指对实验结果能造成影响的一些可变因素，必须严格控制。3、4号试管中的自变量为温度，该对照实验应为探究温度对胃蛋白酶活性的影响。随着实验中温度或pH的变化，相同时间内瘦肉块的变化为因变量，2、3号试管可作为研究pH对胃蛋白酶活性的影响的一组对照，其中温度为无关变量。溶液中能使双缩脲试剂显紫色的是胃蛋白酶，蛋白块为块状，并未溶解在溶液中。
答案　(1)37 ℃水浴；pH＝1.5　(2)温度　探究温度对胃蛋白酶活性的影响　(3)相同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)　(4)无关　(5)紫　因为胃蛋白酶本身为蛋白质，与双缩脲试剂反应呈紫色
思维延伸　(1)3号试管用双缩脲试剂检测实验结果，溶液呈什么颜色？
提示　紫色。
(2)从该实验看出对无关变量有什么要求？
提示　等量、一致。
“因果法”分析实验变量
(1)自变量与因变量：自变量是实验中由实验者控制的因素或条件。因变量是实验中随实验变量变化而变化的量。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。
(2)无关变量与因变量：无关变量是实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。无关变量所引起的变化和结果会对因变量有干扰作用，但不呈因果关系，因此必须控制无关变量以减少实验误差。
1． (2013·新课标全国卷Ⅱ，6改编)关于酶的叙述，错误的是 (　　)
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶可以通过改变自身形状来提高化学反应速度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
答案　B
解析　低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，所以B错。
2． 下列与酶相关实验的叙述中，正确的是 (　　)
A．探究酶的高效性时，自变量可以是酶的种类
B．探究酶的专一性时，自变量一定是酶的种类
C．探究pH对酶活性的影响时，自变量不止一种
D．探究温度对酶活性的影响时，因变量不止一种
答案　D
解析　A选项中，自变量应为酶与无机催化剂；B选项可以是酶相同，反应底物不同；C选项自变量就是不同的pH。
3． 某同学用某种酶进行了以下三组实验，实验结果如图所示，下列相关说法正确的是(　　)
A．本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶
B．三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性
C．通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近于温度为30 ℃、pH＝7
D．在pH＝5或温度为20 ℃的情况下酶活性下降的原因相同
答案　C
解析　图3中，麦芽糖的含量减少，蔗糖保持不变，说明该实验研究的酶是麦芽糖酶。要证明酶具有高效性，往往用酶与无机催化剂进行对照实验，图示中并没有此实验。图1中温度为30 ℃时，生成物生成的速度最快，这说明此温度接近最适温度；图2中pH＝7时，底物剩余量最少，说明此pH条件下，酶的活性最强，因此，该种酶活性最大时的条件接近于温度为30 ℃、pH＝7。
4． 为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果如表所示。
试管编号实验步骤 1 2 3 4
质量分数为1%的NaCl溶液(mL) 1
质量分数为1%的CuSO4溶液(mL) 1
质量分数为1%的Na2SO4溶液(mL) 1
蒸馏水(mL) 1
pH为6.8的缓冲液(mL) 1 1 1 1
质量分数为1%的淀粉溶液(mL) 1 1 1 1
唾液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1
将各试管放入37 ℃的恒温水浴中保温适宜时间
取出试管，加入质量分数为1%的碘—碘化钾溶液0.1 mL
观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色
请回答下列问题：
(1)实验中加入缓冲液的作用是__________________________________________。
(2)分析实验结果可知，对酶活性有影响的离子是__________________，其中对酶活性有抑制作用的离子是________，对酶活性有促进作用的离子是________。
(3)该实验中设置的4号试管起____________作用；设置3号试管的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上述实验中若用本尼迪特试剂代替碘—碘化钾溶液进行检测，加入本尼迪特试剂后，如果要产生颜色变化，还需________________，1号试管中的颜色变化是____________________。
答案　(1)维持实验过程中反应液pH的稳定　(2)Cl－和Cu2＋　Cu2＋　Cl－　(3)对照　探究Na＋和SO对唾液淀粉酶的活性是否有影响　(4)热水浴加热　由蓝色(或无色)变为红黄色
解析　(1)实验中加入缓冲液的作用是维持反应液中pH的稳定。(2)加入NaCl溶液为无色，而加入CuSO4溶液为深蓝色，说明Cl－和Cu2＋对酶活性有影响，其中Cu2＋对酶活性有抑制作用，使溶液颜色变深，而Cl－对酶活性有促进作用，使溶液变无色。(3)4号试管加入的是蒸馏水，起对照作用，3号试管和4号试管对照，可确定Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性是否有影响。(4)由于Cl－对酶活性有促进作用，故加入本尼迪特试剂后1号试管为红黄色。
1． ATP在生物体的生命活动中发挥着重要的作用。下列有关ATP的叙述，不正确的有(　　)
①人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP　②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加　③ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质　④质壁分离和复原实验过程中不消耗ATP　⑤ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
A．0项 B．1项 C．2项 D．3项
答案　A
解析　所有细胞都能合成ATP；Na＋进入细胞是主动转运，消耗能量；ATP中的“A”是腺嘌呤和核糖，DNA和RNA中的“A”只代表腺嘌呤；质壁分离和复原实验过程不消耗ATP；ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能。
2． 人体中某一过程如图所示，如果温度增加到42 ℃，引起酶的活性部位改变，会引起(　　)
A．蛋白质被消化得更快
B．蛋白质被消化得较慢或不能被消化
C．氨基酸缩合速率加快
D．氨基酸缩合速率减慢或不能发生缩合
答案　B
解析　人的体温是37 ℃左右，温度升高到42 ℃会使酶的活性降低，蛋白质的消化和分解速率下降；图中过程是蛋白质的分解，并非氨基酸的缩合，所以C和D项错误。
3． 下列有关酶特性的相关实验设计中，最科学、严谨的一项是 (　　)
选项 实验目的 实验设计
A 验证pH对酶催化速率的影响 向三支试管分别依次加入1 mL新鲜唾液、2 mL 3%的可溶性淀粉溶液，再分别加入1 mL不同pH的缓冲液，适宜温度保温5 min后用本尼迪特试剂检验
B 验证酶的高效性 A组：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mL过氧化氢酶，观察气泡冒出情况B组：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mLFeCl3溶液，观察气泡冒出情况
C 探究酶作用的适宜温度 5 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋2 mL新鲜唾液＋碘—碘化钾溶液，每隔5 min将溶液温度升高10 ℃，观察溶液颜色变化
D 验证酶的专一性 实验组：2 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min后碘—碘化钾溶液检验对照组：2 mL 3%的蔗糖溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min后碘—碘化钾溶液检验
答案　B
解析　探究酶的最适温度和最适pH时，注意要将酶在特定温度和pH条件下处理后，再和底物在特定温度和pH条件下反应，A、C项错误；检测淀粉和蔗糖是否分解，应用本尼迪特试剂水浴加热看是否出现红黄色沉淀，D项错误。
4． (2013·海南卷，4)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是 (　　)
A．DNA复制需要消耗能量
B．光合作用的碳反应阶段需要消耗能量
C．物质通过易化扩散进出细胞时需要消耗ATP
D．细胞代谢所需的ATP可在细胞溶胶中产生
答案　C
解析　DNA复制需要能量，光反应为碳反应提供ATP，故碳反应需要能量，细胞呼吸的第一阶段产生ATP，而第一阶段就发生在细胞溶胶中，故A、B、D正确。易化扩散为被动转运，不需要能量，所以C错误。
5． 如图表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系，下列有关叙述错误的是 (　　)
A．a点时，一部分麦芽糖酶没有参与催化
B．如果温度下降5 ℃，b点将下移
C．可用本尼迪特试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解
D．bc段催化速率不再增加的限制因素是酶数量和酶活性
答案　C
解析　麦芽糖和麦芽糖的分解产物都是还原糖，与本尼迪特试剂反应现象一致。
6． 下图曲线1为最适温度下反应物浓度对酶促反应速率的影响，如果将反应温度略微升高或向反应混合物中再加入少量同样的酶，变化后最可能的曲线分别是 (　　)
A．4　2 B．3　2 C．2　4 D．3　4
答案　A
解析　曲线1的反应温度为最适温度，升高温度后酶活性降低，达到的最大反应速率低于最适温度时的最大反应速率，因此曲线4符合要求；加入酶后反应速率增加，因此曲线2符合要求。
7． 某人通过实验研究化合物X对淀粉酶活性的影响，结果如图。曲线Ⅰ为只在底物中加入淀粉酶，曲线Ⅱ为在底物中加入淀粉酶和化合物X。下列分析不正确的是 (　　)
A．化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度
B．曲线Ⅰ作为对照实验
C．化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活
D．若底物溶液的pH升高，则曲线Ⅱ的顶点上移
答案　D
解析　由两曲线的最适温度相同可知，化合物X不影响酶活性的最适温度；曲线Ⅰ为对照实验；由图可知，化合物X对酶活性有抑制作用；若底物溶液的pH升高，曲线Ⅱ的顶点不一定上移。
8． 如图表示在最适温度下，反应物浓度对酶促反应速率的影响，据图分析，错误的是(　　)
A．在A点时，随着反应底物浓度的增加，反应速率加快
B．在B点时，反应底物浓度限制了酶促反应速率的提高
C．如果在C点时加入少量的酶，会使反应速率加快
D．如果在A点时温度升高10 ℃，曲线上升的幅度会变小
答案　B
解析　在B点时，酶浓度及数量限制了酶促反应速率的提高；由题可知，图像是在最适温度下绘成的，酶促反应速率达到最大值，因此升高温度，酶的活性将降低，曲线上升的幅度会变小。
9． TBT的类似物三甲基锡可以抑制腺苷三磷酸(促进ATP的水解)的活性，从而影响细胞内能量的直接供应。一般情况下，植物细胞内受此影响的场所是 (　　)
A．所有发生放能反应的部位
B．仅在叶绿体基质和细胞溶胶
C．仅在线粒体基质和叶绿体基质及细胞溶胶
D．所有发生吸能反应的部位
答案　D
解析　TBT的类似物三甲基锡可以抑制腺苷三磷酸的活性，从而影响消耗ATP的反应，因此受影响的场所是所有发生吸能反应的部位。
10．图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是
(　　)
A．pH＝a时，e点下降，d点左移
B．pH＝c时，e点为0
C．温度降低时，e点不移动，d点右移
D．H2O2量增加时，e点不移动，d点左移
答案　C
解析　pH＝a时，酶活性降低，e点不移动，d点右移；H2O2在自然条件下也会分解产生O2，pH＝c时，e点不为0；温度降低时，酶活性降低，e点不移动，d点右移；H2O2量增加时，e点上移动，d点右移。
11．取经过编号的5支试管分别加入2 mL 0.5 mol/L的过氧化氢溶液，进行如下实验，根据实验内容，下列说法正确的是 (　　)
试管编号 1 2 3 4 5
加入物质 适量唾液 锈铁钉 生土豆块 熟土豆块 生土豆块＋稀盐酸
实验结果 几乎无气泡 少量气泡 大量气泡 几乎无气泡 几乎无气泡
A.说明酶具有高效性的是3号和4号实验
B．1号和3号对照不能说明酶有专一性
C．各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系
D．3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响
答案　D
解析　说明酶具有高效性的是3号和2号实验；1号和3号实验的底物相同、酶不同，两组对照能说明酶有专一性；3号与4号对照体现酶的活性与温度之间的关系；3号与5号对照说明酶的活性受pH的影响。
12．下图曲线b表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是 (　　)
A．曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系
B．限制曲线b的AB段反应速率的主要因素为反应物浓度
C．形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温
D．若在适当升高温度条件下重复该实验，图中A点位置将下移
答案　C
解析　曲线b表示在最适温度和最适pH条件下反应物浓度等与酶促反应速率的关系，适当提高温度，酶活性会下降，反应速率下降，因此形成曲线c的原因不可能是适当升温。
13．荧光素酶是自然界中能够产生生物荧光的酶的统称。在有氧气和ATP的条件下，荧光素酶能催化荧光素的氧化而发出荧光。请根据以下提供的实验材料，完善实验思路，并回答有关问题。
实验材料：荧光素甲溶液，荧光素乙溶液，荧光素酶A溶液，荧光素酶B溶液，ATP溶液。
(1)现欲探究不同的荧光素酶是否都能催化不同的荧光素氧化。请完善实验思路。
实验步骤：
①取4支试管，编号1、2、3、4；
②1、2号试管加入适量荧光素甲溶液，3、4号试管加入等量荧光素乙溶液；
③_______号试管加入适量荧光素酶A溶液，________号试管加入等量荧光素酶B溶液；
④________________________________________________________________________；
⑤在暗处观察各试管是否发出荧光。
实验结果预测及结论：
若实验结果为____________________________________________________，支持“不同的荧光素酶都能催化不同的荧光素氧化”。否则，不支持“不同的荧光素酶都能催化不同的荧光素氧化”。
(2)在有一定量的某种荧光素 荧光素酶混合液的测试管中，加入适
量不同浓度的ATP溶液，然后把测试管放入荧光光度仪测荧光素
发出的荧光强度，结果如图。上述方法可用来测量各种细胞内的
ATP含量，衰老细胞的荧光强度应比同类正常细胞________(填“大”或“小”)。在测
定细胞内ATP含量时需制备细胞匀浆，由曲线可知，必须注意_____________________。
答案　(1)实验步骤：③1、3　2、4(前2空答其他正确组合也可)　④4支试管加入适量且等量的ATP溶液　实验结果预测及结论：4支试管都发出荧光
(2)小　匀浆的浓度要合适
14． 几丁质(一种多糖)是昆虫外骨骼的重要成分，几丁质的催化降解主要依赖于N 乙酰 β D 葡萄糖苷酶(NAGase)的作用。温度、pH和NAGase催化水解产物对NAGase催化活力的影响如下图所示，请回答下列问题：
(1)NAGase的最适温度和最适pH分别约为__________和__________。
(2)若以NAGase催化水解的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖为效应物，则这三种糖对NAGase的催化活力均有________(填“抑制”或“促进”)作用，其中作用最强的是________________________________________________________________________。
(3)研究发现精氨酸能降低NAGase的催化效率。下图是降低酶活力的两个模型：
在研究实验中加入精氨酸，同时不断提高底物浓度，如果酶促反应速率______________，则属于模型A；如果酶促反应速率________________，则属于模型B。
答案　(1)40 ℃　6　(2)抑制　葡萄糖　(3)能提高　不能提高
解析　(1)依图示，该酶最大活力所对应的温度和pH为最适温度(约为40 ℃)和最适pH(约为6)。(2)三种效应物对该酶的活性均具有抑制作用，其中葡萄糖的抑制作用最强。(3)图示为抑制剂降低酶活性的两种模型：模型A为竞争性抑制剂模型，当底物的量增多时，增大了底物与酶结合的机会，使反应速率提高；模型B为非竞争性抑制剂模型，这种模型中的抑制剂能使酶的结构发生改变，当底物量增加时，酶促反应速率不会提高。第2讲　光合作用与细胞呼吸
考纲要求　1.光合作用(Ⅱ)。2.细胞呼吸(Ⅱ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)空气中被标记的CO2被植物吸收如何又返回到大气中？提示　CO2→C3→C6H12O6→C3H4O3→CO2。(2)若光照由强到弱，CO2浓度不变，有可能会影响细胞呼吸速率吗？提示　由于[H]、ATP减少，生成C6H12O6减少，有可能造成影响。
考点1　光合作用与细胞呼吸的过程
1． 完善光合作用和细胞呼吸的过程图解
2． 总结光合作用与需氧呼吸过程中[H]和ATP的来源及去向
光合作用 需氧呼吸
[H] 来源 H2O光解产生 需氧呼吸第一、二阶段
去向 还原C3 用于第三阶段还原O2
ATP 来源 光反应阶段产生 三个阶段都产生
去向 用于C3还原供能 用于各项生命活动(植物C3的还原除外)
3. 下列为叶肉细胞在不同条件下气体交换示意图，据图判断各自所处的条件，并在图⑤中找到图①②③④所对应的点或线段。
①表示只进行细胞呼吸无光合作用，对应图⑤中的A点；②表示光合作用<细胞呼吸，对应图⑤中的AB段；③表示光合作用＝细胞呼吸，对应图⑤中的B点；④表示光合作用>细胞呼吸，对应图⑤中的B点以后。
【思维辨析】
(1)厌氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程(2013·海南，2A) ( × )
提示　厌氧呼吸第二阶段产生[H]。
(2)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环(2013·天津，3A) ( × )
提示　能量不循环，是单向流动的。
(3)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP(2009·浙江，4C) ( × )
提示　转变为热能和ATP中活跃的化学能。
(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中长时间培养后，光反应强度会降低，碳反应强度也降低(2011·新课标全国，3改编) ( √ )
提示　镁是叶绿素合成的原料，光反应为碳反应提供NADPH和ATP。
(5)需氧呼吸产生的NADPH在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·课标全国，2B)( × )
提示　[H]在线粒体内膜上与氧结合产生水。
(6)厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·课标全国，2C) ( × )
提示　厌氧呼吸第一阶段产生的[H]被第二阶段消耗，故没有[H]的积累。
(7)厌氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·课标全国，2A) ( × )
提示　终产物应是乳酸或酒精和二氧化碳。
【归纳提炼】
1． 光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系
(1)物质变化
①C：CO2有机物丙酮酸CO2
②H：H2O[H](CH2O)[H]H2O
③O：H2OO2H2O
(2)能量变化
光能ATP(CH2O)―→各项生命活动
2． 对光合作用和细胞呼吸认识的几个误区
(1)误认为碳反应不需要光：光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和碳反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物NADPH和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。
(2)误认为需氧呼吸的全过程都需要O2：需氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段需要O2。
(3)误认为需氧呼吸的场所只有线粒体
①原核生物需氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。
②真核生物需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。
例1　绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系。下面的物质代谢简图表示了两者之间的关系，请根据图示分析回答：
(1)①过程是在________________上进行的，发生的能量变化是____________________。
(2)③④⑤过程表示________________过程。
(3)上述①～⑤过程中，能产生ATP的过程是____________(写代号)。
(4)①过程产生的ATP的去向是_____________________________________，其作用是______________________；③④⑤过程中产生的ATP的作用是____________________。
破题思路　审题确认过程→联想光合作用与细胞呼吸过程→确定简图中各标号的过程名称→根据设问要求作出解答。
个性分析　(1)光反应的场所是类囊体膜，该过程中光能转变为活跃的化学能。(2)需氧呼吸第一阶段、第二阶段、第三阶段统称为需氧呼吸。(3)能产生ATP的过程有光反应、需氧呼吸的三个阶段。(4)光反应产生的ATP将转移到叶绿体基质中被利用，为碳反应提供能量；需氧呼吸三个阶段产生的ATP为各项生命活动供能。
答案　(1)类囊体膜　光能转变为活跃的化学能
(2)需氧呼吸　(3)①③④⑤　(4)转移到叶绿体基质中被利用　为碳反应提供能量　为各项生命活动供能
思维延伸　(1)过程②发生的能量转化是什么？
提示　由ATP和NADPH中活跃的化学能转变为C6H12O6中稳定的化学能。
(2)完成③、④、⑤过程的具体场所分别是______________、________________、________________。
提示　细胞溶胶　线粒体基质　线粒体内膜
(3)若在干旱高温的环境中，则绿色植物从空气中吸收CO2的量会减少，原因是________________________________________________________________________。
提示　大量气孔关闭
(4)若②过程突然降低CO2的供应，其他条件不变且适合，则C3、RuBP、[H]、ATP、C6H12O6如何变化？
提示　C3↓、RuBP↑、[H]↑、ATP↑、C6H12O6↓。
解题模板　利用曲线模型解决影响因素骤变时物质的量的变化
条件 曲线
光强度由强到弱、CO2供应不变
光强度由弱到强、CO2供应不变
光照不变、CO2量由充足到不足
光照不变、CO2量由不足到充足
考点2　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
1． 影响光合作用因素的相关曲线解读
(1)光强度(如图甲)
①原理：影响光反应阶段ATP、NADPH的产生。
②分析
P点的限制因素
(2)CO2浓度(如图乙)
①原理：影响碳反应阶段C3的生成。
②分析
P点的限制因素
(3)温度(如图丙)
①原理：通过影响酶的活性而影响光合作用。
②分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。
2． 影响细胞呼吸因素的相关曲线解读
(1)温度(如图甲)
①原理：影响酶的活性。
②实践应用：在零上低温下储存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中，通过增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量。
(2)O2(如图乙)
①原理：厌氧呼吸时氧气起抑制作用，需氧呼吸时第三阶段需要氧气。
②实践应用：常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
(3)含水量
①原理：自由水含量较高时细胞呼吸旺盛。
②实践应用：储藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
【思维辨析】
(1)(2013·重庆卷，6)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是 (　　)
A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多
B．t2→t3，碳反应(暗反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高
C．t3→t4，光强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、碳反应增强的结果
D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低
答案　D
解析　水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3→t4，碳反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。
(2)(2013·安徽卷，3)如图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是 (　　)
A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛
B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降
C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降
D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成
答案　D
解析　分析曲线图可知水稻种子在植物开花后的10到30 d(种子成熟前期)干物质快速积累，随后趋缓；而呼吸速率在10到30 d则维持最强，随后快速减弱，即干物质积累速率与呼吸速率成正相关，故A项正确、D项错误。种子成熟后期自由水减少、脱落酸含量较高是植物生理上的事实，这两种成分的含量变化影响呼吸速率，使之下降。
【归纳提炼】
呼吸速率、总(真正)光合速率和表观光合速率的关系
(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物的生成量来表示。但由于测量时的实际情况，光合速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
(2)表观光合速率与真正光合速率的辨析：在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物的真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率，如图所示。
(3)表观光合速率与真正光合速率的判定
①若为坐标曲线形式，当光强度为0时，CO2吸收值为0，则为表观光合速率，若是负值则为真正光合速率。
②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。
③有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正光合速率。
(4)呼吸速率的表示方法
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都可表示呼吸速率。
(5)有机物积累量的表示方法：一昼夜有机物的积累量(用CO2的量表示)可用式子表示为：积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。
例2　(2013·江苏卷，33)为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题：
(1)叶绿体中色素的功能是______________________________________________。
(2)大气中的CO2可通过植物叶片表面的________进入植物体内。光合作用产生的有机物(C6H12O6)中的氧来源于原料中的________，有机物(C6H12O6)中的氧经细胞需氧呼吸后到终产物________中。
(3)当NaCl浓度在200～250 mmol/L时净光合速率显著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于______________________，后者主要是由于__________________________。
(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上____________________________表示。请绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图。
破题思路　从设问入手→联想所学知识→直接确定(1)、(2)；根据图示信息的对比确定(3)中的第一个空，根据已有知识确定(3)中的第2个空；根据总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者含义及关系确定(4)。
个性分析　(1)叶绿体中色素的功能是吸收、传递和转换光能；(2)气体通过叶表皮上的气孔进出叶肉细胞；光合作用中产生的有机物中的氧来自CO2；细胞进行需氧呼吸时，有机物中的氧进入CO2。本题应注意水中氧的变化方向。(3)通过柱形图中NaCl浓度变化与净光合速率和光合色素量的变化对比可知，NaCl通过影响光合色素含量而影响光合速率。而在自然条件下，中午由于温度较高，植物为减少水分散失而将气孔部分关闭，这将导致叶肉细胞获得的CO2少而使光合速率下降。(4)可用单位时间内光合作用过程中的原料或产物的变化量表示光合速率，如CO2的消耗量、O2的产生量或有机物的产生量。绘制曲线时应注意纵坐标表示的是总光合速率而不是净光合速率，即应大于净光合速率。
答案　(1)吸收、传递、转换光能　(2)气孔　CO2　CO2
(3)光合色素含量降低　胞间CO2浓度降低
(4)光合作用消耗的CO2量(光合作用产生的O2量或光合作用产生的有机物的量)　如图
思维延伸　(1)当NaCl浓度在200～250 mmol/L时植物是否停止了生长甚至死亡？
提示　没有，因为此时净光合速率仍大于零。
(2)如果用装置1测定被研究生物的呼吸强度，NaOH溶液的作用是什么？
提示　吸收掉呼吸所产生的CO2。
解题模板　利用液滴移动法对细胞呼吸类型和光合作用强度及类型进行确定
(1)呼吸类型的确定(增加装置2)
对思维延伸中装置1与装置2的结果进行比较
结果分析：装置1着色液滴左移、装置2着色液滴不动，说明种子只进行需氧呼吸；装置1着色液滴不动、装置2着色液滴右移，说明种子只进行厌氧呼吸；装置1着色液滴左移、装置2着色液滴右移，说明种子既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸。
(2)测定净光合作用强度(如装置3所示)
将装置3(对照组放置死植物)放在光照充足、温度等相同的环境中，记录装置3与对照组红墨水滴移动的方向和刻度。CO2缓冲液起到平衡二氧化碳的作用。
(3)探究不同光强度下光合作用和细胞呼吸强度的大小
将上述装置3置于不同光强度下，记录装置3中红墨水滴移动的方向。
结果分析：①若红色液滴右移，说明光照较强，光合作用强度大于细胞呼吸强度，释放O2使瓶内气压增大。②若红色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，吸收O2使瓶内气压减小。③若红色液滴不动，说明在此光强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，释放O2量等于吸收O2量，瓶内气压不变。
考点3　光合色素的提取与分离
例3　在做“光合色素的提取与分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正确，他们所得的实验结果依次应为 (　　)
试剂 甲 乙 丙 丁
95%的乙醇 － ＋ ＋ ＋
水 ＋ － － －
CaCO3 ＋ ＋ － ＋
SiO2 ＋ ＋ ＋ －
A．①②③④ B．②④①③
C．④②③① D．③②①④
破题思路　确认表格中各种试剂的作用→分析每位同学缺少的试剂→由缺少的试剂所起的作用推测实验结果。
个性分析　其中乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。95%的乙醇为提取剂，色素提取过程不需要水，若加入水后会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分，CaCO3能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂95%的乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学为正常操作，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，所以实验结果对应③。
答案　B
思维延伸　(1)色素带中的四种色素主要吸收什么光？
提示　叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
(2)色素提取和分离的原理分别是什么？
提示　提取原理：色素能溶解在有机溶剂(如95%的乙醇)中；
分离原理：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。
(3)某同学在秋天做色素提取分离实验时，提取和分离过程操作正确，而实验结果只出现了图④中的最上面的两条色素带，最可能的原因是什么？
提示　叶绿素被降解。
1． 实验结果的拓展分析
(1)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶绿素b。
(2)四条色素带的分布与扩散速度有关，扩散速度与溶解度呈正相关，从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小。
(3)色素带的粗细与色素的含量有关，从色素带的宽度可推知色素含量的多少。
(4)通过对比不同滤纸条上色素带的种类，可确定不同叶片中色素的种类，如黄色叶片中的色素在分离时，可能缺少蓝绿色或黄绿色。
2． 实验的异常现象分析
(1)提取液颜色浅的原因
①研磨不充分，色素未充分提取出来。
②称取绿叶过少或加入95%的乙醇过多，色素浓度小。
③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
(2)色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角。
(3)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。
(4)滤纸条上看不见色素带的原因
①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。
1． (2013·新课标全国卷Ⅱ，2)关于叶绿素的叙述，错误的是 (　　)
A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
答案　D
解析　植物在进行光合作用时主要吸收红光和蓝紫光，由于绿色植物几乎不吸收绿色光，所以植物的叶片一般呈现绿色。
2． (2013·海南卷，10)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植
物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。
在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘—碘化钾染色法
处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝
色。其中，没有出现蓝色的部位是 (　　)
A．a、b和d B．a、c和e
C．c、d和e D．b、c和e
答案　B
解析　部位c、e被锡箔纸遮盖所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘—碘化钾溶液不会变蓝。
3． (2013·北京卷，29)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3 d后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图：
(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和________，在________中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。
(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率________。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是________。
(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中________________________________增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，________降低，进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会______光合作用。
(5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测________叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是____________________________________，则支持上述推测。
答案　(1)NADPH　叶绿体基质　(2)降低　28　(3)淀粉和蔗糖含量　输出量　(4)抑制　(5)未遮光　光合产物(淀粉、蔗糖)含量降低，光合速率(CO2固定速率相对值)增大
解析　(1)光合作用光反应可为碳反应(暗反应)提供NADPH和ATP，并在叶绿体基质中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1信息知，随去除棉铃百分率的提高，叶片固定CO2能力明显降低；对照组(未摘除棉铃)植株CO2固定速率的相对值应为“去除棉铃百分率为0”时的CO2固定值，即“28”。(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖含量增加；由题干信息知，叶片光合产物“被运到棉铃中被利用”，故除去棉铃后，叶片光合产物输出量降低，从而导致相应产物在叶片中积累。(4)综合图1、图2相关信息可知，叶片中光合产物积累将明显降低CO2固定速率，即抑制光合作用。(5)该验证实验中，去除植株上的棉铃，使“遮光叶片成为需要光合产物输入的器官”，则未遮光叶片光合作用产物会不断转运至遮光叶片中，从而导致未遮光叶片中蔗糖和淀粉含量下降，进而解除产物积累对光合速率的抑制，因此，通过检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，倘若与只去除棉铃植株的叶片相比，检测结果为CO2固定速率相对值增大，则可支持相关推测。
4． (2013·福建卷，26)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根需氧呼吸速率，结果如图。
请回答：
(1)细胞需氧呼吸生成CO2的场所是________________________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根需氧呼吸速率降低有________作用，其中________ mmol·L－1的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为碳反应提供的NADPH和______________减少；根系缺氧会导致根细胞厌氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测需氧呼吸速率的指标？请分析说明。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)线粒体基质　A　(2)减缓　30　(3)ATP　不能，因为厌氧呼吸可能会产生CO2
解析　(1)A、B、C三点，A点需氧呼吸速率最大，耗氧最多，单位时间内与氧结合的[H]最多；(2)根据图示结果作答；(3)根据光反应与碳反应的关系回答第一空，根据厌氧呼吸的产物回答最后一问。
A组
1． (2013·海南卷，8)关于叶绿素提取的叙述，错误的是 (　　)
A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料
B．加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏
C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分
答案　C
解析　本实验选材是新鲜的绿叶，故A对。加入少许碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏，故B对。叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等，故C错。研磨时加石英砂的目的是使研磨更充分，故D对。
2． 取鼠肝脏细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞溶胶和葡萄糖时，氧消耗量又较大。对上述实验结果的解释，错误的是 (　　)
A．线粒体内进行的是丙酮酸彻底分解和消耗氧气生成水的过程
B．在线粒体内不能完成葡萄糖的酵解，而能完成丙酮酸的分解过程
C．葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞溶胶中完成的，不需要消耗氧气
D．需氧呼吸中，水的参与和生成都是在细胞溶胶中进行的
答案　D
解析　葡萄糖只能在细胞溶胶内氧化分解成丙酮酸，而不能在线粒体内进行氧化分解，这是由于线粒体内不含有与分解葡萄糖有关的酶；需氧呼吸过程中，水的参与和生成都是在线粒体中进行的。
3． 如图表示温室内光强度(E)与作物光合速率的关系。温度、水分和无机盐条件均适宜，下列有关分析不正确的是 (　　)
A．当EB．当BC．当E>C时，可采取遮光措施，保证作物的最大光合速率
D．如遇连阴天，温室需补光，选用白光最有效
答案　D
解析　当E>C时，光强度增强，光合速率降低，因此可采取遮光措施，保证作物的最大光合速率；如遇连阴天，温室需补光，选用红光或蓝紫光最有效。
4． 如图表示温度对某种藻的光合作用、呼吸作用的影响，下列相关叙述中不正确的是(　　)
A．测定净光合产氧速率时，各温度条件下CO2的浓度必须相同
B．测定呼吸耗氧速率时，必须在无光条件下进行且供O2充足
C．若连续光照，则35 ℃时该藻的净光合作用速率最大
D．若连续光照而温度保持在40 ℃，则该藻有可能死亡
答案　D
解析　40 ℃时净光合产氧速率等于呼吸耗氧速率，即光合作用产物仍有剩余，因此连续光照而温度保持在40 ℃，该藻不可能死亡。
5． 新采摘的玉米味道比较甜的原因是籽粒中蔗糖的含量较高。采摘一天后玉米籽粒中50%的游离蔗糖被转化成淀粉，采摘几天后的玉米籽粒失去甜味；采摘后立即冷冻可以保持玉米籽粒的甜味。下列表述正确的是 (　　)
A．玉米籽粒中的蔗糖是籽粒通过光合作用合成的
B．蔗糖转化为淀粉是通过光合作用的碳反应实现的
C．冷冻处理抑制了相关酶的活性，减少了淀粉的生成
D．蔗糖转化成淀粉后籽粒的呼吸速率增加，利于储存
答案　C
解析　玉米的籽粒没有光合能力，其中的蔗糖是含有叶绿体的细胞通过光合作用合成后运输到籽粒的；光合作用的碳反应是固定二氧化碳进而生成葡萄糖的过程，蔗糖转化为淀粉是二糖合成多糖的过程，不属于光合作用；冷冻过程会抑制相关酶的活性，使淀粉的生成速率减慢；蔗糖转化成淀粉后有利于物质的储存，但是不利于呼吸消耗。
6． 在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 (　　)
CO2的释放量 O2的吸收量
a 10 0
b 8 3
c 6 4
d 7 7
A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精或乳酸
B．b条件下，需氧呼吸消耗的葡萄糖比厌氧呼吸少
C．c条件下，种子消耗的葡萄糖最少
D．d条件下，产生的CO2来自细胞溶胶和线粒体
答案　B
解析　a条件下没有消耗氧气，产生了CO2，呼吸产物不会是乳酸，A项不正确；b条件下，氧气消耗为3，可计算出葡萄糖消耗为0.5，厌氧呼吸产生CO2为5，可计算出消耗葡萄糖为2.5，B项正确；全为需氧呼吸时，消耗葡萄糖最少，C项不正确；d条件下，种子只进行需氧呼吸，CO2全部来自线粒体，D项不正确。
7． 下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1表示叶肉细胞的光合作用过程；图2表示在某光强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题：
　
(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是______________、____________，要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是________________________________，光反应中O2的生成发生在类囊体膜内，产生的O2扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过________层生物膜。
(2)图2中在________点光合作用速率达到最大，此时限制光合作用速率的主要环境因素是______________________，C点与D点相比，叶绿体中NADPH的含量________(填“较低”“相等”或“较高”)。
答案　(1)CO2　NADPH和ATP　不提供CO2或增强光照　5
(2)D　光强度　较高
解析　(1)从图1可看出H2O→O2的过程是光反应过程，产物是ATP和NADPH，二者参与碳反应，所以乙为ATP和NADPH；而甲参与碳反应，应为CO2。要使叶绿体中C3含量下降，可以降低CO2的浓度，也可以增加ATP和NADPH的量，即增加光强度。光反应中产生的O2要经过类囊体膜、叶绿体两层膜和线粒体两层膜，才能被利用最后生成水。(2)从图2中曲线可知当增长率大于0时，随二氧化碳浓度的增加光合作用速率逐渐增大，D点时光合作用增长率为0，此时光合作用速率达到最大。D点以后随二氧化碳浓度增大，光合作用速率不再增加，光强度成为限制因素。C点二氧化碳浓度低于D点，消耗的NADPH少于D点，所以NADPH的含量高于D点。
8． (2013·大纲全国卷，31)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。回答下列问题：
(1)在光照条件下，图形A＋B＋C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用________________，其中图形B的面积表示________________________________。从图形C可推测该植物存在另一个________的途径。CO2进出叶肉细胞都是通过____________的方式进行的。
(2)在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形________(填“A”或“B”)的面积变小，图形________(填“A”或“B”)的面积增大，原因是__________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)固定的CO2总量　呼吸作用释放出的CO2量　释放CO2　简单扩散　(2)A　B　光合速率降低，呼吸速率增强
解析　(1)根据图中曲线在遮光前后的变化，可以确定图形B为遮光前呼吸作用释放CO2的量，A为光照时叶片净吸收CO2的量，C则是呼吸作用以外叶片释放CO2的途径，这种释放CO2的途径可能与光照有关。所以，图形A＋B＋C即为光照下实际光合作用，也就是光照下固定CO2的总量。CO2进出细胞的方式是简单扩散。(2)影响光合作用的因素有光强度、温度和CO2浓度等，而影响呼吸作用的因素有温度、O2浓度等。温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用的速率，其中参与呼吸作用的酶对高温较敏感。原来的温度为光合作用的最适温度，提高温度后，与光合作用有关的酶活性下降，与呼吸作用有关的酶活性提高，所以提高温度后呼吸作用增强，图形B面积变大，而提高温度、降低光照都会使光合作用减弱，图形A面积变小。
9． 某生物兴趣小组利用如图装置(若干个)开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表。
容器 植物 部位 光质(光强度相同且适宜) 温度(℃) 两侧水柱高度差(mL/8 h)
1 天竺葵 叶 红 25 240
2 天竺葵 叶 黄 25 30
3 紫罗兰 叶 红 25 160
4 紫罗兰 叶 黄 25 20
请根据以上图表回答下列问题：
(1)上表探究性实验课题中的自变量是____________________________。研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是____________。
(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是________(填上升或下降)，植物的净光合作用速率是________mL/h。为了更准确地测定，应对实验结果进行校正(排除非生物因素对实验结果的影响)，如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来________(大或小)。
(3)利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，实验思路是
________________________________________________________________________。
答案　(1)植物的种类和光质　1和3　(2)上升　15　大　(3)对装置进行遮光处理，烧杯中盛放氢氧化钠溶液(或能吸收CO2的液体)，测量单位时间内水柱移动的距离
解析　(1)表中实验课题的自变量有两个，植物的种类和光质。研究不同植物的光合作用，根据单一变量原则，自变量为植物的种类，其他条件均适宜。红光更有利于植物的光合作用，所以最好选择的容器标号为1和3。(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，装置内不断产生氧气，会使U型管左侧液面上升。由表中容器1两侧液柱高度差为240 mL/8 h可知，每小时液柱差高度变化为30 mL。因为原来两液面高度相同，所以每小时氧气变化量为15 mL/h，此即净光合作用速率。如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，说明实验受温度、大气压的影响，原装置气体体积减小，则容器1校正之后的净光合速率比原来大。(3)要测量天竺葵植株的呼吸速率，必须避免光合作用的发生，要对装置进行遮光处理。又因为呼吸作用中吸收氧气和放出二氧化碳的量相等，烧杯中盛放氢氧化钠溶液，吸收掉二氧化碳，则装置中氧气的变化量即为植物的呼吸速率。
10．(2013·四川卷，8)将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)
(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是______________，捕获光能的色素中含量最多的是____________。
(2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供____________。
(3)光强度低于8×102μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是____________；光强度为10～14×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)分析图中信息，PEPC酶所起的作用是_____________________________________；转基因水稻更适宜栽种在________环境中。
答案　(1)叶绿体　叶绿素a　(2)RuBP　NADPH和ATP　(3)光强度　光强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消(或“CO2供应已充足且光强度已达饱和点”)　(4)增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率　强光
解析　(1)植物叶肉细胞进行光合作用的场所均为叶绿体，叶绿体中捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a含量最多。(2)CO2进入叶肉细胞内首先与RuBP结合形成C3化合物，此过程称为“CO2的固定”，C3化合物需接受光反应为之提供的NADPH、ATP后被还原。(3)如图所示，8×102 μ mol·m－2·s－1时，光强度尚未达到转基因水稻光饱和点。在此之前，影响转基因水稻光合速率的主要因素是光强度；在光强度为10～14×102μ mol·m－2·s－1时，气孔导度虽然下降，但该气孔导度下CO2供应可能已充足，且该光强度已经达到了原种水稻的光饱和点。故光合速率可能不受影响。(4)两图信息显示，与原种水稻相比，转基因水稻气孔导度更得以提升，且光饱和点明显增大，由此可推知，PEPC酶可增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率，使水稻更适宜于强光环境。
B组
1． 澳大利亚科学家从蓝细菌中提取了一种被称作叶绿素f的新叶绿素，它能够吸收红光和红外光进行光合作用。下列叙述正确的是 (　　)
A．叶绿素f主要分布在蓝细菌叶绿体的类囊体膜上
B．叶绿素f能够吸收红光和红外光，扩大了可利用的太阳能范围
C．叶绿素f具有与叶绿素a和叶绿素b相同的生理功能
D．用纸层析法分离蓝细菌中色素将获得5条色素带
答案　B
解析　蓝细菌属于原核生物，无叶绿体；叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，而叶绿素f除能吸收红光外还能吸收红外光，扩大可利用的太阳能范围；由三者吸收光谱不同可知，三者的功能不同；蓝细菌中含有藻蓝素、叶绿素，没有类胡萝卜素，故用纸层析法分离将获得4条色素带。
2． 某兴趣小组将水绵浸没在加有适宜培养液的大试管中，以人工白炽
灯作为光源，由近向远逐渐移动白炽灯，调节其与大试管的距离，
测定在不同距离下水绵释放气泡的速率，其他条件不变，结果如图
所示。下列相关叙述中不正确的是 (　　)
A．b点的限制因素为光强度
B．a点时水绵能产生ATP的细胞结构只有线粒体和细胞溶胶
C．c点与a点的干重相比较，c点较a点低
D．如果培养液中缺Mg2＋，在同样情况下完成该实验，a点应左移
答案　B
解析　a点时，水绵光合速率等于呼吸速率，此时产生ATP的细胞结构有线粒体、细胞溶胶和叶绿体。
3． 将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是 (　　)
A．图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后
B．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
C．图甲中的F点对应图乙中的g点
D．经过这一昼夜，植物体的有机物含量会增加
答案　C
解析　图甲中C点和F点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，光合作用开始于C点之前，结束于F点之后，A正确。图乙中的d点之前，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度不断升高；d点之后到h点之前，光合作用强度大于呼吸作用强度，环境中CO2浓度不断降低；h点之后，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度又开始不断升高。由此可见，图乙中的d点对应于图甲中的C点，此时，玻璃罩内CO2浓度最高，B正确。在图甲中的F点，光合作用强度等于呼吸作用强度，对应图乙中的h点，C错误。根据图甲可直接看出，一昼夜后玻璃罩内的CO2浓度降低，植物体的有机物含量会增加，D正确。
4． 下图是用来研究温度对酵母菌酒精发酵的影响装置。广口瓶内含有悬浮在2%蔗糖中的2.5 g酵母，实验记录的是玻璃管中小液滴移动的距离(单位：cm)，结果如下表。依据该实验装置和实验数据判断，下列说法正确的是 (　　)
时间/分 5 ℃ 10 ℃ 20 ℃ 35 ℃ 55 ℃
1 0 0.2 0.4 0.7 0
2 0 1.0 1.3 1.6 0.1
3 0.1 1.9 2.2 2.8 0.2
4 0.2 3.1 3.3 4.4 0.3
5 0.3 4.0 4.4 4.4 0.4
A．实验装置中小液滴移动的方向是向左
B．酵母菌中参与酒精发酵的酶的最适温度为20 ℃
C．在一定的温度范围内，随温度的升高，发酵作用增强
D．广口瓶内的蔗糖完全被酵母菌利用至少需要5 min
答案　C
解析　酵母菌先进行需氧呼吸，消耗氧气的同时产生等体积的二氧化碳，液滴不动，当氧气全部消耗完，则进行厌氧呼吸，产生CO2，瓶中压强增大，液滴右移；从图中数据可以看出，在相同的时间段，35 ℃时液滴移动距离最大，此温度是该酶的最适温度；在35 ℃时，4 min与5 min时液滴移动距离没变，说明蔗糖全部被消耗，该温度是酵母菌发酵的最适温度，时间最短。
5．家庭酿酒过程中，密闭容器内酵母菌呼吸速率变化情况如图所示，下列分析正确的是(　　)
A．0～8 h，容器内的水含量由于酵母菌的呼吸消耗而不断减少
B．0～6 h，酵母菌种群数量呈指数增长；6～12 h，呈逻辑斯谛增长
C．0～8 h，容器内压强不断增大，在8 h时达到最大值
D．6 h时开始产生酒精，6～12 h酒精产生速率逐渐增大
答案　D
解析　0～8 h，容器内的酵母菌的呼吸作用既产生水也消耗水；由于食物和生存空间有限，酵母菌种群数量呈逻辑斯谛增长；0～6 h时，酵母菌只进行需氧呼吸，容器内压强不变。
6． 如图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置，锥形瓶装有正常生长的酵母菌及足量培养液，试管装有溴麝香草酚蓝溶液，从阀门通入的空气已去除CO2，实验过程其他条件适宜。下列叙述错误的是 (　　)
A．若打开阀门进行实验，探究温度对酵母菌需氧呼吸的影响，则通入锥形瓶的O2属于无关变量
B．若关闭阀门进行实验，在酸性条件下，可用重铬酸钾检测锥形瓶的培养液中是否有乙醇产生
C．若打开阀门，在不同温度下进行实验，试管溶液颜色变化所需的时间越短，则表明酵母菌在所处温度下的需氧呼吸越旺盛
D．若关闭阀门，以乳酸菌替代酵母菌进行实验，试管中溶液颜色由蓝变绿再变黄
答案　D
解析　温度属于自变量，O2属于无关变量；关闭阀门，酵母菌在无氧条件下进行厌氧呼吸产生酒精，可在酸性条件下用重铬酸钾检测；试管颜色变化时间越短，说明产生的CO2速率越快，从而说明该温度下需氧呼吸越旺盛；乳酸菌发酵产生乳酸，不能产生CO2，不能使溴麝香草酚蓝溶液变色。
7． 下列是关于植物光合作用等生理作用的有关图解(光合速率用单位时间单位面积的CO2吸收量表示)，请回答下列问题。
(1)图Ⅰ为甲、乙两种植物在最适温度条件下的光合速率示意图。其中甲与乙比较，A点时细胞呼吸强度较高的是________，B点时影响甲光合速率的主要环境因素是________，而影响乙的是____________；与甲比较，乙更适于生长在____________环境中。取等量甲、乙叶片进行光合色素提取和分离实验，观察到乙的滤纸条上以滤液细线为起点的第一条色素带宽度大于第二条，而甲则相反。据此推测，叶绿素b与叶绿素a的含量比值高的是________叶片。
(2)图Ⅱ表示甲植物在不同CO2浓度下的CO2吸收量。请分析图中D点时叶肉细胞内的代谢情况是________________________________________________________________，E点时叶绿体内的ADP移动方向是__________________________________。
(3)图Ⅲ表示栽种甲植物的温室中CO2浓度的变化情况。其中________(填“F”“G”或“H”)点叶肉细胞内的代谢情况与图Ⅱ 中D点相似。若此时突然停止光照，叶绿体内的RuBP含量将________(填“增多”或“减少”)。
答案　(1)甲　光强度　CO2浓度　弱光　乙　(2)光合速率等于呼吸速率　从细胞溶胶到类囊体　(3)G　减少
解析　(1)由图Ⅰ分析可知，甲植物的呼吸强度大于乙植物的呼吸强度。B点时影响甲光合速率的主要环境因素是光强度，而影响乙的是CO2浓度。(2)图Ⅱ中，D点时CO2吸收量为0，说明此时光合速率等于呼吸速率。(3)图Ⅲ中，若突然停止光照，叶绿体内的RuBP含量将减少。
8． 甲图是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中1、2、3、4、5表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。乙图是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结果。请据图回答下列问题：
(1)甲图中在生物膜上发生的生理过程有____________(用图中数字表示)，A表示________________，D表示____________________。CO2由2过程产生到5过程利用，至少穿过________层磷脂分子层。
(2)从乙图中可以看出，光合作用速率最大时的温度为______。在15 ℃时，光合作用速率为呼吸作用速率的________倍。假设每天光照12 h，最有利于植物生长的温度是_______。分析图中柱状图变化，可看出光合作用和呼吸作用的酶所需要的_____________不同。
答案　(1)3和4　丙酮酸　ATP和NADPH　8　(2)30 ℃　3.5　20 ℃　最适温度
解析　(1)甲图中4、5分别为光合作用的光反应和碳反应，其中4发生在类囊体膜上；1为呼吸作用第一阶段，2为呼吸作用第二阶段，3为呼吸作用第三阶段，3发生在线粒体内膜上。A为丙酮酸，D为ATP和[H]，线粒体中产生的CO2到叶绿体需经过两层叶绿体膜和两层线粒体膜，即8层磷脂分子层。(2)光合速率最大即光照下吸收CO2量＋黑暗中释放CO2量的值最大，发生在图中30 ℃时；15 ℃时，光合作用吸收CO2的量为2.5＋1＝3.5，是呼吸速率的3.5倍；每天光照12 h，适合植物生长的温度应是光照12 h有机物净积累量与黑暗12 h消耗的有机物量的差值最大的温度，即图中的20 ℃；从柱形图可以看出，光合速率最高点和呼吸速率最高点不同，说明二者的最适温度不同。
9． (2013·广东卷，29)某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀
粉制备燃料酒精，他们用酶将木薯淀粉降解成单糖。查阅资料
后，安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图所示。
(1)向发酵瓶中加入5 g酵母菌开始实验，发酵初期，通气阀①
需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于______
______________________________________；实验过程中，通
气阀②需要偶尔短时间打开，目的是______________________________________。
(2)第3天，取出少量发酵液，滴加含有__________________的浓硫酸溶液来检测酒精。
(3)检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确，发酵温度和pH适宜，但酒精含量(＋)比预期低。他们展开了讨论，认为还有其他影响因素，如__________________________________________________________，请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现；用“＋”表示酒精量，最高含量为“＋＋＋＋＋”)。
(4)请对预测的结果进行分析，并得出结论。
答案　(1)提供氧气使酵母菌大量繁殖　排出产生的二氧化碳以维持溶液pH稳定　(2)重铬酸钾　(3)随着酒精浓度增大，酵母菌厌氧呼吸受阻产生酒精量减少
实验设计：
①取五只锥形瓶，标号为1、2、3、4、5，分别加入等量的酵母粉、葡萄糖培养液和缓冲液。
②向锥形瓶中分别加入蒸馏水进行稀释：各加入0 mL、20 mL、40 mL、60 mL、80 mL的水，密封，在相同的条件下培养相同的时间。
③一段时间后测定溶液中的酒精含量。
编号 1 2 3 4 5
酒精含量 ＋ ＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋
(4)溶液稀释倍数越高，产生的酒精的量越大，说明了酒精浓度越小，越有利于酵母菌的厌氧呼吸的进行。
解析　(1)如图所示通气阀1为进气口，通入氧气有利于酵母菌的大量繁殖，通气阀2为出气口，排出二氧化碳有利于维持溶液pH的稳定。(2)检测酒精依据的原理是酒精能使酸化的重铬酸钾溶液变成灰绿色。(3)溶液的量固定，随着厌氧呼吸的进行，酒精浓度增大，因此可能原因是随着酒精浓度增大，酵母菌厌氧呼吸受阻，产生酒精量减少。(4)实验及分析见答案。
10．为了探究光强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，某同学进行了下列实验。
作出假设：光强度和CO2浓度对植物光合作用强度有影响。
实验步骤：(略)
实验结果：某植物在不同条件下单位时间内O2释放量(mL)
CO2浓度 灯泡的功率(单位：W)
20 50 75 100 200 300
0.1% 3.4 16.0 28.2 40.5 56.5 56.5
0.03% 2.3 11.2 19.8 27.6 27.5 27.5
分析上述实验结果，并回答下列问题：
(1)作出上述假设的依据是：①_____________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)该实验方案中确定的自变量是___________________________________________。
(3)某大棚蔬菜生产基地在种植蔬菜时，棚内还种植了一些蘑菇，结果发现蔬菜的产量有 了明显提高。请依据上述实验结果说明其中的原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上表中测得的O2释放量并非光合作用实际产生的氧气量，这是因为：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)如图为某植物在25 ℃时不同光强度下的光合作用强度曲线。
与c点比较，b点时叶肉细胞中C3的含量____________(填
“高”“低”或“基本一致”)；若已知该植物光合作用和呼吸
作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，请在图中画出30 ℃时(原
光强度和CO2浓度不变)相应的光合作用强度与光强度关系的大
致曲线(要求在曲线上标明与图中a、b、c三点对应的a′、b′、c′三点的位置)。
答案　(1)①光是光合作用的必要条件之一，光强度会影响光反应　②CO2是光合作用的原料，CO2浓度会影响碳反应　(2)光强度、CO2浓度　(3)蘑菇是分解者，能分解有机物并释放CO2，供蔬菜利用(其他合理答案也可以)　(4)植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分
(5)高　如图所示
解析　(1)“光强度和CO2浓度对植物光合作用强度有影响”这一假设提出的依据：一是因为光是光合作用的条件，通过光反应，为CO2的还原提供NADPH和ATP；二是CO2是光合作用的原料，参与光合作用的碳反应。(2)根据作出的假设，确定实验方案中的自变量是光强度和CO2浓度。(3)蘑菇是异养需氧型生物，在生态系统中属于分解者，能分解有机物并产生CO2，为蔬菜的光合作用提供原料。(4)植物在进行光合作用的同时，也在进行细胞呼吸，光合作用产生的氧气首先供细胞呼吸利用，因此释放出的氧气只是光合作用实际产生氧气的一部分。(5)c点时，光合速率快，C3被快速还原，叶肉细胞中C3的含量比b点时低。30 ℃是细胞呼吸的最适温度，细胞呼吸速率上升，a点下移；b点代表细胞呼吸速率等于光合速率，只有提高光合速率，两者才能在温度条件改变时达到新的平衡，这需要更强的光强度，b点右移；温度通过影响酶的活性影响光合速率，30 ℃时，与光合作用有关的酶的活性降低，光合速率下降，c点下移。连线a′、b′、c′，画出平滑曲线即可。第2讲　遗传的基本规律和伴性遗传
考纲要求　1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。2.基因的分离定律和自由组合定律(Ⅱ)。3.性染色体与伴性遗传(Ⅱ)。4.人类遗传病的主要类型(Ⅰ)。5.遗传咨询与优生(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)伴性遗传与基因的分离、自由组合定律存在怎样的关系？提示　伴性遗传遵循基因的分离定律，如果与常染色体遗传再综合在一起又遵循基因的自由组合定律。(2)人类遗传病一定是基因导致的疾病吗？提示　不一定，如染色体异常遗传病。
考点1　基因的分离定律和自由组合定律的应用
1． 性状显隐性的判断
(2)杂交法：具有相对性状的亲本杂交，子代所表现出的那个亲本性状为显性，未表现出的那个亲本性状为隐性。
(3)假设法：若以上方法无法判断时，可以用假设法来判断性状的显隐性。在运用假设法判断显性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设，切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不相符，则不必再作另一假设，可直接予以判断。
2． 遗传基本定律的验证方法
(1)自交法
①若F1自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律。
②若F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1(或9∶3∶3∶1的变式比例)，则符合基因的自由组合定律。
(2)测交法
①若测交后代的性状比例为1∶1，则符合基因的分离定律。
②若测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1(或1∶1∶1∶1的变式比例)，则符合基因的自由组合定律。
(3)花粉鉴定法
根据花粉表现的性状(如花粉的形状、染色后的颜色等)判断。
①若花粉有两种表现型，比例为1∶1，则符合基因的分离定律。
②若花粉有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律。
(4)单倍体育种法
①取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株性状有两种表现型，比例为1∶1，则符合基因的分离定律。
②取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株性状有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律。
【思维辨析】
(1)按孟德尔方法做杂交实验得到的不同结果证明孟德尔定律不具有普遍性(2013·江苏，2D) ( × )
提示　是否具有普遍性要看遵循的条件。孟德尔定律适用于进行有性生殖的真核生物核基因的传递规律，具有普遍性。
(2)孟德尔的豌豆杂交实验，摩尔根的果蝇杂交实验，均证明了DNA是遗传物质(2013·新课标全国Ⅱ，5) ( × )
提示　孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和基因的自由组合定律；摩尔根通过果蝇的杂交实验发现了伴性遗传。
(3)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型(2012·江苏，11C) ( × )
提示　孟德尓的测交实验除了可检测F1的基因型外，还能检测F1产生的配子种类和比例。
(4)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比率是1/32(2011·海南，17A) ( × )
提示　五对基因中，DD、dd杂交后一定为杂合，而其余每一对基因后代纯合的概率都为1/2，因此，一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的后代的概率为(1/2)4＝1/16。
【归纳提炼】
1． 将自由组合定律转化为分离定律的方法——拆分法
(1)拆分的前提：两对或两对以上相对性状(或等位基因)在遗传时，各对性状(或基因)是独立的、互不干扰的。一种性状的遗传不会影响与其自由组合的另一种性状的数量或分离比。
(2)拆分方法：先分析一对相对性状，得到每对相对性状的分离比，再按同样方法处理另一对相对性状，这样就可较容易地求出每对相对性状的基因型及各种概率问题。
(3)重新组合：根据上述方法求出各性状的基因型和相应概率后，将相关基因组合利用概率的乘法、加法原理就能非常方便地求出所要求解的基因型及其概率。
2． 遗传基本定律中的异常情况
(1)分离定律异常情况
①不完全显性：如红花AA、白花aa杂交，杂合子Aa开粉红花，则AA×aa杂交再自交，F2的表现型及比例为红花∶粉红花∶白花＝1∶2∶1。
②显性纯合致死：Aa自交后代比例为显∶隐＝2∶1。
③隐性纯合致死：Aa自交后代全部为显性。
(2)自由组合定律的异常情况
条件 AaBb自交后代比例 AaBb测交后代比例
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状，其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1
A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
当一对基因为显性时表现一种性状，另一对基因为显性而第一对基因为隐性时，表现另一种性状，两对基因都为隐性时表现第三种性状 12∶3∶1 2∶1∶1
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状，其余正常表现 15∶1 3∶1
aa(或bb)成对存在时，表现双隐性性状，其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
根据显性基因在基因型中的个数影响性状表现 1∶4∶6∶4∶1 1∶2∶1
例1　(2013·天津卷，5)大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制，用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是 (　　)
A．黄色为显性性状，黑色为隐性性状
B．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
C．F1和F2中灰色大鼠均为杂合子
D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为
破题思路　由F2 9∶3∶3∶1 F1灰色的显隐性及基因型→F1亲本及F1后代的相关基因型及概率。
个性分析　根据遗传图谱F2出现9∶3∶3∶1的分离比，大鼠的毛色遗传符合基因的自由组合定律。设亲代黄色、黑色大鼠基因型分别为AAbb、aaBB，则F1 AaBb(灰色)，F2中A_B_(灰色)、A_bb(黄色)、aaB_(黑色)、aabb(米色)。由此判断大鼠的毛色遗传为基因互作，A选项错误；F1 AaBb×AAbb(黄色亲本)→A_Bb(灰色)、A_bb(黄色)，B选项正确；F2中的灰色大鼠有AABB的纯合体，C选项错误；F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为×＝，D选项错误。
答案　B
思维延伸　(1)F2的灰色个体与F1基因型相同的概率是多少？
提示　。
(2)若F2中黄色与黑色大鼠随机交配，后代的表现型种类及比例如何？
提示　灰色∶黄色∶黑色∶米色＝4∶2∶2∶1。
例2　(2013·大纲卷，34)已知玉米籽粒黄色(A)对白色(a)为显性，非糯(B)对糯(b)为显性，这两对性状自由组合。请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：①籽粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②籽粒的非糯与糯的遗传符合分离定律；③以上两对性状的遗传符合自由组合定律。要求：写出遗传图解，并加以说明。
破题思路　(1)明确基因的分离定律和自由组合定律的验证方法；(2)明确题目的要求，避免跑题。
个性分析　验证分离定律和自由组合定律，要选择具有两对等位基因的纯合亲本进行杂交实验，根据题干提供的材料，可以选择纯合白糯与纯合黄非糯作为亲本进行杂交，也可以选择纯合黄糯与纯合白非糯作为亲本进行杂交。杂交实验图解如下：
说明：让纯合黄非糯(AABB)与纯合白糯(aabb)杂交，得F1的种子；种植F1的种子，待F1植株成熟后，让其自交，得F2的种子(也可用纯合白非糯与纯合黄糯作为亲本)。统计分析F2的籽粒性状表现。
①若黄粒∶白粒＝3∶1，则说明籽粒的黄色与白色的遗传符合基因的分离定律。
②若非糯粒∶糯粒＝3∶1，则说明籽粒的非糯与糯的遗传符合基因的分离定律。
③若黄非糯粒∶黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，则说明以上两对性状的遗传符合基因的自由组合定律。
答案　
F2籽粒中：①若黄粒(A__)∶白粒(aa)＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律；②若非糯粒(B__)∶糯粒(bb)＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律；③若黄非糯粒∶黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，即A__B__∶A__bb∶aaB__∶aabb＝9∶3∶3∶1，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。
思维延伸　若把上题中杂交验证，改为测交验证，有哪些区别呢？
提示　图解改动为：F1AaBb×aabb
　　　　　　　　　 ↓
　　　　　　 　　 测交后代
F2籽粒中：①若黄Aa∶白aa＝1∶1；②非糯Bb∶糯bb＝1∶1则相应性状的遗传符合分离定律；③若黄非∶黄糯∶白非∶白糯＝1∶1∶1∶1，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。
解题模板　图示法突破自由组合定律的基因分布
自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的非等位基因的遗传情况，而不是位于同源染色体上的非等位基因的遗传情况，具体可通过仔细区分下列两个图来理解此类问题。
考点2　伴性遗传与人类遗传病
1． 遗传系谱图中遗传病类型的判断
2． 归纳两种遗传病组合在一起的概率计算
例如：有甲、乙两种遗传病按自由组合定律遗传，据亲代的基因型已判断出后代患甲病的可能性为m，患乙病的可能性为n，则后代表现型的种类和可能性为
【思维辨析】
(1)性染色体上的基因都与性别决定有关(2012·江苏，10A) ( × )
提示　决定性别的基因在性染色体上，但性染色体上只有部分基因与性别有关。
(2)某对表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿，该女儿与一个表现型正常的男子结婚，生出一个红绿色盲基因携带者的概率是(2010·海南，15B) ( × )
提示　若红绿色盲由等位基因(B、 b)控制，他们所生女儿的基因型是1/2XBXB、1/2XBXb，当女儿为1/2XBXb时与正常的男子(XBY)结婚生出红绿色盲携带者，且概率是1/2×1/4＝1/8。
(3)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3∶1(2011·福建，5C) ( × )
提示　由题中提供的信息可知，雌火鸡(ZW)的卵细胞有两种，即含Z的卵细胞和含W的卵细胞。根据卵细胞形成的特点，若产生的卵细胞中含Z，则与其同时产生的三个极体含有的性染色体分别是：Z、W、W，卵细胞与这三个极体结合形成ZZ、ZW、ZW的后代；若产生的卵细胞中含W性染色体，则与其同时产生的三个极体含有的性染色体分别是W、Z、Z，卵细胞与其同时产生的极体结合形成WW、ZW、ZW的后代，又知WW的胚胎不能存活，由此可推测产生后代的雌雄比例为4∶1。
【归纳提炼】
1． 位于X、Y染色体同源区段上的基因的遗传
如图为X、Y染色体的结构模式图，Ⅰ为X、Y染色体的同源区段。假设控制某个相对性状的基因A(a)位于X和Y染色体的Ⅰ片段，那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别，如：
♀XaXa　　×　　XaYA♂
　　　
XaYA　　　　　XaXa
(♂全为显性)　　(♀全为隐性)
2． 遗传概率的常用计算方法
(1)用分离比直接计算：如人类白化病遗传：Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa＝3正常∶1白化病，生一个孩子正常的概率为3/4，患白化病的概率为1/4。
(2)用产生配子的概率计算：如人类白化病遗传：Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa，其中aa为白化病患者，再生一个白化病孩子的概率为父本产生a配子的概率与母本产生a配子的概率的乘积，即1/2a×1/2a＝1/4aa。
(3)用分支分析法计算：多对性状的自由组合遗传，先求每对性状出现的概率，再将多个性状的概率进行组合，也可先算出所求性状的雌、雄配子各自的概率，再将两种配子的概率相乘。
例3　(2013·广东卷，25)果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体，果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死，一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子)，F1中(双选) (　　)
A．白眼雄果蝇占1/4
B．红眼雌果蝇占1/4
C．染色体数正常的红眼果蝇占1/4
D．缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4
破题思路　审准题干限制点→准确写出双亲基因型→综合法或拆分法求解。
个性分析　由题可知，红眼和白眼基因在性染色体上，XBXb和XBY交配后代的基因型为：XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，亲本中均缺失一条Ⅳ号染色体，因此后代中缺失一条的占1/2，缺失两条的和染色体正常的均占1/4，缺失两条的不能存活，因此后代正常染色体的占1/3，缺失一条染色体的占2/3。因此后代白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2，染色体数正常的红眼果蝇占3/4×1/3＝1/4，缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4×2/3＝1/6，因此答案为AC。
答案　AC
思维延伸　(1)果蝇缺失2条Ⅳ号染色体为什么致死？
提示　缺失2条Ⅳ号染色体致使染色体组不完整，因为染色体组中含有生长发育的全套基因。
(2)若将F1中雌、雄果蝇随机交配，则F2中缺失1条Ⅳ号染色体的果蝇占多少？
提示　1/2。
例4　(2013·江苏卷，31)调查某种遗传病得到如下系谱图，经分析得知，两对独立遗传且表现完全显性的基因(分别用字母Aa、Bb表示)与该病有关，且都可以单独致病。在调查对象中没有发现基因突变和染色体畸变的个体。请回答下列问题：
(1)该种遗传病的遗传方式________(是/不是)伴X隐性遗传，因为第Ⅰ代第________个体均不患病。进一步分析推测该病的遗传方式是________________________。
(2)假设Ⅰ 1和Ⅰ 4婚配、Ⅰ 2和Ⅰ 3婚配，所生后代患病的概率均为0，则Ⅲ 1的基因型为________，Ⅱ 2的基因型为________。在这种情况下，如果Ⅱ 2与Ⅱ 5婚配，其后代携带致病基因的概率为________。
破题思路　根据伴性遗传的特征→确定设问1；准确获取题干信息→结合题干图示→假设法确定亲本基因型。
个性分析　(1)根据系谱图中的女儿(Ⅱ 3或Ⅱ 6)患病而父亲(Ⅰ 1或Ⅰ 3)不患病，可排除该病为X染色体隐性遗传方式的可能，该遗传病为常染色体隐性遗传；(2)据题意分析可知，Ⅰ 1与Ⅰ 2家庭带一种致病基因，设为a，不带另一种致病基因，设为B；而Ⅰ 3与Ⅰ 4家庭带另一种致病基因，设为b，不带a致病基因，即为A；也就是说，Ⅰ 1与Ⅰ 2的基因型都为AaBB，Ⅰ 3与Ⅰ 4的基因型都为AABb，这样，Ⅰ 1与Ⅰ 4、Ⅰ 2与Ⅰ 3婚配所生后代的基因型都为A_B_，都表现为不患病。进一步推导可知，Ⅱ 2的基因型是AABB(占1/3)或AaBB(占2/3)(注：两种基因A与B可以交换)，Ⅱ 3的基因型是aaBB，Ⅱ 4的基因型是AAbb，Ⅱ 5的基因型是AABB(占1/3)或AABb(占2/3)，则Ⅲ 1的基因型是AaBb；Ⅱ 2与Ⅱ 5婚配后代携带致病基因的交配方式有三种可能，即为1/3AABB×2/3AABb、2/3AaBB×1/3AABB、2/3AaBB×2/3AABb，最后的概率是：1/3×2/3×1/2＋2/3×1/3×1/2＋2/3×2/3×3/4＝5/9。
答案　(1)不是　1、3　常染色体隐性　(2)AaBb　AABB或AaBB(AABB或AABb)　5/9
延伸训练　(2012·山东卷，6)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Ⅰ1基因型为AaBB，且Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图，正确的推断是 (　　)
A．Ⅰ3的基因型一定为AABb
B．Ⅱ2的基因型一定为aaBB
C．Ⅲ1的基因型可能为AaBb或AABb
D．Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为
答案　B
解析　根据Ⅰ1基因型为AaBB且表现型正常，Ⅱ2却患病可知，当同时具有A和B两种显性基因时，个体不会患病，因为Ⅱ2一定有B基因，如果也有A基因则表现型正常，而实际上患病，所以Ⅱ2一定无A基因，因此Ⅱ2的基因型暂时可以表示为aaB_，则Ⅱ3基因型有可能为aaBb、aaBB、AAbb、Aabb、aabb的任何一种，如果Ⅱ2的基因型为aaBb，则子代都会有患者，所以Ⅱ2的基因型只能是aaBB；再根据Ⅱ2和Ⅱ3两者都患病而后代不会患病来分析，Ⅱ3的基因型也只能为AAbb，B项正确；由Ⅱ3为AAbb可推知，Ⅰ3的基因型为A_Bb，A项错误；Ⅲ1的基因型只能是AaBb，C项错误；Ⅲ2基因型也为AaBb，与AaBb的女性婚配，若aabb为患者，则后代患病的概率为7/16，若aabb不为患者，则后代患病的概率为6/16，D项错误。
考点3　有关遗传方式判断的实验设计与分析
例5　(2013·新课标全国卷Ⅱ，32)已知果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼各为一对相对性状，分别受一对等位基因控制，且两对等位基因位于不同的染色体上。为了确定这两对相对性状的显隐性关系，以及控制它们的等位基因是位于常染色体上，还是位于X染色体上(表现为伴性遗传)，某同学让一只雌性长翅红眼果蝇与一只雄性长翅棕眼果蝇杂交，发现子一代中表现型及其分离比为长翅红眼∶长翅棕眼∶小翅红眼∶小翅棕眼＝3∶3∶1∶1。
回答下列问题：
(1)在确定性状显隐性关系及相应基因位于何种染色体上时，该同学分别分析翅长和眼色这两对性状的杂交结果，再综合得出结论。这种做法所依据的遗传学定律是_________________________________________________________________________。
(2)通过上述分析，可对两对相对性状的显隐性关系及其等位基因是位于常染色体上，还是位于X染色体上做出多种合理的假设，其中的两种假设分别是：翅长基因位于常染色体上，眼色基因位于X染色体上，棕眼对红眼为显性；翅长基因和眼色基因都位于常染色体上，棕眼对红眼为显性。那么，除了这两种假设外，这样的假设还有__________种。
(3)如果“翅长基因位于常染色体上，眼色基因位于X染色体上，棕眼对红眼为显性”的假设成立，则理论上，子一代长翅红眼果蝇中雌性个体所占比例为______________，子一代小翅红眼果蝇中雄性个体所占比例为______________。
破题思路　明确遗传定律的应用的分析方法；学会分类假设的方法。
个性分析　(1)从题意分析可知，两对相对性状的遗传分析是从一对相对性状分析考虑的。分别就翅长和眼色两个性状分析，故符合孟德尔的一对相对性状的分离定律，当两对相对性状组合时也就是自由组合定律的分析特征了。故依据的是基因的分离定律和自由组合定律(或自由组合定律)。
(2)依题意，假设翅长用(A，a)，眼色用(B，b)表示，从子一代分离比可以看出长翅为显性；第一种：♀AaXbXb ×♂AaXBY；第二种：♀Aabb×♂AaBb；第三种：♀AaXBXb×♂AaXbY；第四种：♀AaBb×♂Aabb；第五种：♀AaXbXb×♂AaXBYb；第六种：♀AaXBXb×♂AaXbYb，因此除题意中的2种外，还有4种假设。
(3)依题意，假设翅长用(A，a)，眼色用(B，b)表示，且A(长翅)为显性，B(棕眼)为显性，则由(1AA∶2Aa∶1aa)(XbXb＋XBY)可知，子一代的长翅红眼没有雌性个体，故占比例为0；而小翅红眼果蝇全部都是雄性个体，故所占比例为1(或 100%)。
答案　(1)基因的分离定律和自由组合定律(或自由组合定律)　(2)4　(3)0　1(或 100%)
思维延伸　(1)该题为什么没有对翅长的显隐性作出假设？
提示　从题干的杂交实验结果就能确定长翅对小翅为显性。
(2)该题为什么没有作出翅长基因和眼色基因都位于性染色体上的假设？
提示　因为性染色体只有一对。
(3)假如上题子一代的长翅果蝇和小翅果蝇均有雌性和雄性，通过一次杂交实验就可确定基因在常染色体上还是在X染色体上的方案是什么？
提示　用雌性隐性个体与雄性显性个体杂交进行判断。
有关遗传方式判断的实验设计与分析
(1)在常染色体上还是在X染色体上
①若已知性状的显隐性
隐性雌×显性雄
②若未知性状的显隐性
设计正反交杂交实验
(2)在X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上
隐性雌×纯合显性雄
(3)受核基因控制还是受质基因控制
设计正反杂交实验
1． (2013·新课标全国卷Ⅰ，6)若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的是 (　　)
A．所选实验材料是否为纯合子
B．所选相对性状的显隐性是否易于区分
C．所选相对性状是否受一对等位基因控制
D．是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法
答案　A
解析　如果用测交验证，只有测交后代出现1∶1才能得到验证，故所选实验材料是否为杂合子才有利于验证。
2． (2013·海南卷，14)对摩尔根等人得出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”这一结论没有影响的是 (　　)
A．孟德尔的遗传定律
B．摩尔根的精巧实验设计
C．萨顿提出的遗传的染色体假说
D．克里克提出的中心法则
答案　D
解析　摩尔根的“果蝇白眼基因位于X染色体上”的结论是建立在孟德尔揭示了遗传的基本规律、萨顿提出了“基因位于染色体上”的假说及摩尔根利用白眼果蝇进行的实验的基础上，所以A、B、C的说法都是正确的。该结论与遗传信息的传递和表达即中心法则无关，故选D项。
3． (2013·山东卷，5)家猫体色由X染色体上一对等位基因B、b控制，只含基因B的个体为黑猫，只含基因b的个体为黄猫，其他个体为玳瑁猫。下列说法正确的是 (　　)
A．玳瑁猫互交的后代中有25%的雄性黄猫
B．玳瑁猫与黄猫杂交后代中玳瑁猫占50%
C．为持续高效地繁育玳瑁猫，应逐代淘汰其他体色的猫
D．只有黑猫和黄猫杂交，才能获得最大比例的玳瑁猫
答案　D
解析　由题干信息可知A项中，黑色的基因型为XBXB、XBY，黄色为XbXb、XbY，玳瑁色为XBXb。只有雌性猫具有玳瑁色；B项中玳瑁猫与黄猫杂交，后代中玳瑁猫占25%；C项中由于只有雌性猫为玳瑁色，淘汰其他体色的猫，将得不到玳瑁猫；D项中黑色雌猫与黄色雄猫杂交或黑色雄猫与黄色雌猫杂交，子代中雌性猫全为玳瑁色。
4． (2013·福建卷，28)甘蓝型油菜花色性状由三对等位基因控制，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。花色表现型与基因型之间的对应关系如下表。
表现型 白花 乳白花 黄花 金黄花
基因型 AA________ Aa________ aaB______aa____D__ aabbdd
请回答：
(1)白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD)，F1基因型是________，F1测交后代的花色表现型及其比例是________________。
(2)黄花(aaBBDD)×金黄花，F1自交，F2中黄花基因型有______种，其中纯合个体占黄花的比例是________。
(3)甘蓝型油菜花色有观赏价值，欲同时获得四种花色表现型的子一代，可选择基因型为__________的个体自交，理论上子一代比例最高的花色表现型是__________。
答案　(1)AaBBDD　乳白花∶黄花＝1∶1　(2)8　1/5　(3)AaBbDd　乳白花
解析　(1)由双亲基因型可直接写出F1的基因型，F1测交是与aabbdd相交，写出测交后代的基因型，对照表格得出比例。(2) aaBBDD与aabbdd相交，F1的基因型为aaBbDd，让其自交，后代的基因型有aaB__D__、aaB__dd、aabbD__、aabbdd，比例为9∶3∶3∶1，据表可知aaB__D__、aaB__dd、aabbD__的个体均开黄花，aabbdd的个体开金黄花。aaBbDd自交，后代基因型有1×3×3＝9种，1种开金黄花，所以黄花的基因型有8种，而每种里面aaB__D__、 aaB__dd、aabbD__只有1份纯合，所以纯合个体占3/15，即1/5。(3)只有AaBbDd的个体自交得到的后代才会有四种表现型，子一代比例最高的花色表现型，应该是不确定基因对数最多的，即白花和乳白花，但乳白花中的Aa比白花中的AA所占的比例高，乳白花比例最高。
5． (2013·新课标全国卷Ⅰ，31)一对相对性状可受多对等位基因控制，如某植物花的紫色(显性)和白色(隐性)。这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系，且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时，偶然发现了1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花。
回答下列问题：
(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制，显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示，则紫花品系的基因型为________________________________________；上述5个白花品系之一的基因型可能为________________________________________(写出其中一种基因型即可)
(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的，还是属于上述5个白花品系中的一个，则：
①该实验的思路_________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②预期的实验结果及结论___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)AABBCCDDEEFFGGHH　aaBBCCDDEEFFGGHH
(2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察子代花色
②在5个杂交组合中，如果子代全为紫花，说明该白花植株是新等位基因突变形成的；在5个杂交组合中，如果4个组合的子代为紫花，1个组合的子代为白花，说明该白花植株属于这5个白花品系之一
解析　根据题干信息完成(1)；(2)分两种情况做假设，即a.该白花植株是一个新等位基因突变造成的，b.该白花植株属于上述5个白花品系中的一个造成的，分别与5个白花品系杂交，看杂交后代的花色是否有差别。
A组
1． 人们发现在灰色银狐中有一种变种，在灰色背景上出现白色的斑点，十分漂亮，称白斑银狐。让白斑银狐自由交配，后代表现型及比例为：白斑银狐∶灰色银狐＝2∶1。下列有关叙述不正确的是 (　　)
A．银狐体色有白斑对无白斑为显性
B．可以利用测交的方法获得纯种白斑银狐
C．控制白斑的基因纯合时胚胎致死
D．白斑性状产生的根本原因是基因突变
答案　B
解析　由题分析可知，白斑为显性性状，且控制白斑的基因纯合时胚胎致死。
2． 科学家在一群小鼠中偶然发现了一种全身无毛小鼠(称作裸鼠)。通过杂交实验发现：裸鼠×正常鼠→正常鼠(F1)，F1个体间自由交配，后代(F2)中裸鼠大约占1/4，并且雌雄个体比例为1∶1。F2正常鼠中与亲代正常鼠基因型相同的概率为 (　　)
A．1/3 B．2/3
C．3/4 D．1/4
答案　A
解析　由题分析可知，控制裸鼠与正常鼠的这对等位基因位于常染色体上，假设其性状由基因A、a控制。由题可知，亲本中正常鼠的基因型为AA，F1个体的基因型为Aa，F1个体间自由交配，后代F2中正常鼠基因型有1/3AA、2/3Aa，其中与亲代正常鼠基因型(AA)相同的概率为1/3。
3． 某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，且基因A或b在纯合时使胚胎致死，这两对基因是独立遗传的，现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代表现型比例为 (　　)
A．2∶1 B．9∶3∶3∶1
C．4∶2∶2∶1 D．1∶1∶1∶1
答案　A
解析　双杂合的黄色短尾鼠(AaBb)交配，基因A或b在纯合时使胚胎致死，子代中能存活个体的基因型为黄色短尾鼠(AaB__)∶灰色短尾鼠(aaB__)＝2∶1。
4． 老鼠的皮毛黄色(A)对灰色(a)显性，是由常染色体上的一对等位基因控制的。有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合。如果黄鼠与黄鼠(第一代)交配得到第二代，第二代老鼠自由交配一次得到第三代，那么在第三代中黄鼠的比例是 (　　)
A．4/9 B．1/2
C．5/9 D．1
答案　B
解析　含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合，故黄鼠的基因型只有Aa。黄鼠与黄鼠(第一代)交配得到第二代中Aa与2/3、aa占1/3。第二代老鼠自由交配，雌雄配子中A占1/3、a占2/3，第三代中aa占2/3×2/3＝4/9，Aa占2×1/3×2/3＝4/9，AA占1/3×1/3＝1/9，而不可能存在基因型为AA的受精卵，所以黄鼠的比例是1/2。
5． 已知玉米的有色籽粒对无色籽粒为显性。现将一有色籽粒的植株X进行测交，后代出现有色籽粒与无色籽粒的比是1∶3，对这种杂交现象的推测，不确切的是 (　　)
A．测交后代有色籽粒的基因型与植株X相同
B．玉米的有色、无色籽粒的遗传遵循基因的自由组合定律
C．玉米的有色、无色籽粒是由一对等位基因控制的
D．测交后代无色籽粒的基因型有三种
答案　C
解析　题中有色籽粒的植株进行测交，若是由一对等位基因控制的，其后代有色籽粒与无色籽粒的比应是1∶1，而现在的比是1∶3，故C项的推测不确切。出现这种结果很可能是由两对基因控制的，假设由A、a和B、b这两对基因控制，推测基因型为A__B__的个体表现为有色籽粒，其他基因型都表现为无色籽粒。X植株基因型为AaBb，测交后代有四种基因型，即AaBb、aaBb、Aabb、aabb，且比例为1∶1∶1∶1，基因型AaBb表现为有色籽粒，其余都表现为无色籽粒，籽粒的遗传遵循基因的自由组合定律，测交后代的无色籽粒有aaBb、Aabb、aabb三种基因型。
6． 摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传。在果蝇野生型与白眼雄性突变体的杂交实验中，最早能够推断白眼基因位于X染色体上的实验结果是 (　　)
A．白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现野生型，雌雄比例为1∶1
B．F1中雌雄果蝇杂交，后代出现性状分离，且白眼全部为雄性
C．F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为1∶1
D．白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性
答案　B
解析　最早是野生型雌蝇与白眼雄蝇杂交，F1全为野生型的，F1中雌雄果蝇杂交，后代出现性状分离，且白眼全部为雄性；白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性，也可以证明基因位于X染色体上，但不是最早证明。
7． 人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因(T)位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色雌兔(性染色体组成为XO)与正常灰色(t)雄免交配，预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为 (　　)
A．3/4与1∶1 B．2/3与2∶1
C．1/2与1∶2 D．1/3与1∶1
答案　B
解析　褐色雌兔(性染色体组成为XO)的基因型为XTO，正常灰色(t)雄兔的基因型为XtY，二者杂交，子代能存活的基因型为XTXt、XTY、XtO，雌、雄之比为2∶1。
8． 某种XY型性别决定的雌雄异株植物有蓝花和紫花两种表现型，由两对等位基因A和a(位于常染色体)、B和b(位于X染色体)共同控制，已知其紫花形成的生物化学途径如图所示。现用蓝花雄株(aaXBY)与某紫花雌株杂交，F1中的雄株全为紫花。雄性中XBY、XbY为纯合子。下列分析正确的是 (　　)
A．该紫花雌株的基因型为AAXBXB
B．图中紫花形成过程说明基因可直接控制生物性状
C．F1的雌株中50%表现型为蓝花
D．该蓝花雄株与另一杂合紫花的后代中1/4为纯合子
答案　D
解析　酶B抑制基因A的表达，使酶A不能形成，则蓝色素不能形成紫色素，所以该紫花雌株的基因型为A__XbXb。双亲杂交F1中的雄株全为紫花，则母本紫花雌株基因型为AAXbXb；紫花形成过程说明基因通过控制酶的合成间接影响生物体的性状；F1的雌株中表现型都为蓝花；另一杂合紫花的基因型是AaXbXb，则后代中纯合子为1/2aa×1/2XbY＝1/4aaXbY。
9． (2013·海南卷，28)造成人类遗传病的原因有多种。在不考虑基因突变的情况下，回答下列问题：
(1) 21三体综合征一般是由于第21号染色体__________异常造成的。A和a是位于第21号染色体上的一对等位基因，某患者及其父、母的基因型依次为Aaa、AA和aa，据此可推断，该患者染色体异常是其________________的原始生殖细胞减数分裂异常造成的。
(2)猫叫综合征是第5号同源染色体中的1条发生部分缺失造成的遗传病。某对表现型正常的夫妇(丈夫的基因型为BB，妻子的基因型为bb)生出了一个患有猫叫综合征的孩子，若这个孩子表现出基因b的性状，则其发生部分缺失的染色体来自于________(填“父亲”或“母亲”)。
(3)原发性高血压属于________基因遗传病，这类遗传病容易受环境因素的影响，在人群中发病率较高。
(4)就血友病和镰刀型细胞贫血症来说，如果父母表现型均正常，则女儿有可能患________________，不可能患________。这两种病的遗传方式都属于单基因________遗传。
答案　(1)数目　母亲　(2)父亲　(3)多　(4)镰刀型细胞贫血症　血友病　隐性
解析　(1)21三体综合征是由于减数分裂异常导致精子或卵细胞的第21号染色体多一条，造成受精后的个体第21号染色体为三条的病例。(2)一条染色体上缺失一个片段，就会造成其缺失片段中的基因缺失，正常情况下BB和bb的个体后代基因型为Bb，不可能呈现b的性状，但是现在出现了这样的后代，只能是后代中基因B所在的染色体片段缺失造成B缺失，从而只有b基因表达该性状，故只能是父亲的染色体缺失。(3)本题完全考查记忆。(4)血友病为伴X染色体隐性遗传，镰刀型细胞贫血症为常染色体隐性遗传，所以正常双亲有可能为该基因的携带者，故后代中的女儿可能患常染色体隐性遗传病，但是不可能患伴X染色体隐性遗传病，因为其父亲一定会传一个正常基因给她，故女儿一定正常，这两种遗传病的共性是遗传方式为隐性。
10．有两个肉鸭品种——连城白鸭和白改鸭，羽色均为白色。研究人员以下表所示外貌特征的连城白鸭和白改鸭作为亲本进行杂交实验，过程及结果如图所示，请分析回答：
外貌特征亲本　　　　 羽色 喙色
连城白鸭 白色 黑色
白改鸭 白色 橙黄色
(1)F2中黑羽、灰羽∶白羽约为________________，因此确定鸭的羽色遗传受________对等位基因的控制。
(2)研究人员假设这一对等位基因控制黑色素合成(用符号B、b表示，B表示能合成黑色素)，另一对等位基因促进黑色素在羽毛中的表达(用R、r表示，r能抑制黑色素在羽毛中的表达)，根据连城白鸭喙色为黑色，而白改鸭喙色不显现黑色及杂交结果推测，上述杂交实验中连城白鸭的基因型为____________________，白改鸭的基因型为________，F2代中，白羽鸭的基因型为________，黑羽、灰羽鸭中杂合子的比例为________。
(3)研究人员发现F2黑羽∶灰羽＝1∶2，他们假设R基因存在剂量效应，存在一个R基因表现为灰色，两个R基因表现为黑色，为了验证该假设，他们将F1灰羽鸭与亲本中的________进行杂交，观察统计杂交结果，并计算比例。
①若杂交结果为______________________，则假设成立。
②若杂交结果为______________________，则假设不成立。
(4)如果假设成立，请用遗传图解解释杂交结果。
答案　(1)9∶7　两　(2)BBrr　bbRR　BBrr、Bbrr、bbRR、bbRr、bbrr　8/9　(3)白改鸭　①黑羽∶灰羽∶白羽＝1∶1∶2　②灰羽∶白羽＝1∶1　(4)遗传图解
解析　(1)黑羽、灰羽∶白羽＝333∶259＝9∶7；因此羽毛颜色受两对等位基因控制，且羽色的遗传遵循自由组合定律。(2)由黑羽、灰羽∶白羽＝333∶259＝9∶7可知，F1基因型为BbRr，则可知亲本的基因型为BBrr和bbRR。
11．黑腹果蝇是常用的遗传研究材料，其性别决定类型为XY型。
请回答下列有关问题：
(1)如图为雄果蝇体细胞的染色体组成示意图，则雄果蝇的一个染色体组可以表示为______________________________，雄果蝇正常减数分裂的过程中，有2条Y染色体的细胞是______________________________________。
(2)果蝇Ⅱ号染色体上的隐性基因h(正常翅)可以突变为显性基因H(毛翅)，Ⅲ号染色体上存在一对基因R、r，r基因纯合时会抑制H基因的表达，则一个种群中正常翅果蝇的基因型有________种。现有一对基因型相同的毛翅雌雄果蝇交配，产生的子代中毛翅与正常翅的比例为3∶1，那么这对果蝇的基因型可能是________或________。
(3)果蝇的X染色体和Y染色体上有同源区段和非同源区段(如图)。已知果蝇的灰身(A)和黄身(a)是一对相对性状。现在偶然发现一只黄身雌果蝇，为确定控制A、a性状的基因在染色体上的位置，科学家进行了如下实验：将这只雌果蝇和纯合的灰身雄果蝇杂交，得到子一代(F1)。
如果F1的表现型为________________________________________________，则说明基因位于X染色体上非同源区段。
如果F1不能判断，则将F1雌雄相互交配得到子二代(F2)。若F2的表现型是：
①________________________________________________________________，则基因位于常染色体上；
②________________________________________________________________则基因位于X、Y染色体上的同源区段。
答案　(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ＋X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ＋Y　次级精母细胞
(2)5　HHRr　HhRR　(3)雌果蝇均为灰身，雄果蝇均为黄身　①灰身果蝇和黄身果蝇比例为3∶1，且与性别无关
②雄果蝇只有灰身性状，雌果蝇既有灰身性状也有黄身性状
解析　(1)雄果蝇的一个染色体组有3条常染色体和一条性染色体。即Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ＋X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ＋Y；雄果蝇正常减数分裂的过程中，次级精母细胞减数第二次分裂后期有2条Y染色体。(2)根据题意，正常翅的基因型为hh____、H__rr，共5种；因子代毛翅与正常翅的比例为3∶1，所以只含有一对等位基因，即这对果蝇的基因型可能是HHRr或HhRR。(3)注意运用逆向思维方法，若基因位于X染色体上的非同源区段，则F1的表现型为雌果蝇均为灰身，雄果蝇均为黄身；①若基因位于常染色体上，则子二代灰身果蝇和黄身果蝇比例为3∶1，且与性别无关；②若基因位于X、Y染色体上的同源区段，则子二代雄果蝇只有灰身性状，雌果蝇既有灰身性状也有黄身性状。
B组
1． 在两对等位基因自由组合的情况下，F1自交后代的性状分离比是12∶3∶1，则F1测交后代的性状分离比是 (　　)
A．1∶3 B．3∶1
C．2∶1∶1 D．1∶1
答案　C
解析　在两对等位基因的自由组合中，正常情况下F1自交后代F2的性状分离比是9∶3∶3∶1，若F2的性状分离比为12∶3∶1，说明正常情况下F2的四种表现型(A__B__∶A__bb∶aaB__∶aabb＝9∶3∶3∶1)中的两种表现型(A__B__和A__bb或A__B__和aaB__)在某种情况下表现为同一种性状，则F1测交后代的性状分离比为2∶1∶1。
2． 具有两对等位基因的双杂合子(基因型为AaBb)，逐代自交3次，在F3中呈现显性纯合子(AABB)与隐性纯合子(aabb)之比为 (　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．4∶1
答案　A
解析　因杂合子自交的后代中显性纯合与隐性纯合所占的比例相等，故显性纯合子(AABB)与隐性纯合子(aabb)之比为1∶1。
3． 某种鱼的鳞片有4种表现型：单列鳞、野生型鳞、无鳞和散鳞，由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(分别用A，a、B，b表示)，且BB对生物个体有致死作用。将无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，F1中有2种表现型，野生型鳞鱼占50%，单列鳞鱼占50%。选取其中的单列鳞鱼进行互交，其后代中有上述4种表现型，这4种表现型的比例为6∶3∶2∶1，则F1的亲本基因型组合是 (　　)
A．aaBb×AAbb或aaBB×AAbb
B．AABb×aabb
C．aaBb×AAbb
D．AaBB×AAbb
答案　C
解析　由BB对生物个体有致死作用、单列鳞鱼进行互交后代中4种表现型的比例为6∶3∶2∶1可知，F1中单列鳞鱼进行互交产生的后代中，单列鳞鱼基因型为2AABb、4AaBb，野生型鳞鱼的基因型为1AAbb、2Aabb，无鳞鱼的基因型为2aaBb，散鳞鱼的基因型为1aabb。故F1中单列鳞鱼的基因型为AaBb，则F1的亲本基因型组合为aaBb(无鳞鱼)×AAbb(纯合野生型鳞鱼)。
4． 蜜蜂的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的，雌蜂是由受精卵发育而成的。蜜蜂的体色褐色对黑色为显性性状，控制这一对相对性状的基因位于常染色体上。现有黑色蜂王与褐色雄蜂交配，则其后代的体色是 (　　)
A．全部是褐色
B．褐色∶黑色为1∶1
C．蜂王和工蜂都是黑色，雄蜂是褐色
D．蜂王和工蜂都是褐色，雄蜂是黑色
答案　D
解析　黑色蜂王(aa)与褐色雄蜂(A)交配，黑色蜂王产生的卵细胞基因组成是a，褐色雄蜂产生的精子基因组成是A，卵细胞受精后的子代基因型是Aa，发育为雌蜂(蜂王和工蜂)，表现为褐色；未受精的卵细胞发育为雄蜂，表现为黑色。
5． 矮牵牛花瓣中存在合成红色和蓝色色素的生化途径(如图所示，A、B、E为控制相应生化途径的基因)。矮牵牛在红色和蓝色色素均存在时表现为紫色，二者均不存在时表现为白色。若一亲本组合杂交得F1，F1自交产生F2的表现型及比例为紫色∶红色∶蓝色∶白色＝9∶3∶3∶1，则下列说法不正确的是 (　　)
途径1：…→白色蓝色
途径2：…→白色黄色红色
(　　)
A．亲本基因型为AABBEE×aaBBee或AABBee×aaBBEE
B．本实验无法判断A、B基因的遗传是否符合自由组合定律
C．F2中蓝色矮牵牛花自交，其后代中纯合子的概率为2/3
D．F2中紫色个体与白色个体杂交，不会出现白色个体
答案　D
解析　根据F2的表现型及比例为：紫色(A__B__E__)∶红色(A__B__ee)∶蓝色(aa____E__)∶白色(aa____ee)＝9∶3∶3∶1，符合基因自由组合定律比值关系，因此推知F1有两对等位基因，故推断F1的基因型只能是AaBBEe，由此得出亲本基因型为AABBEE×aaBBee或AABBee×aaBBEE；对于F1(AaBBEe)来说，A、a与B、B位于一对同源染色体上或位于两对同源染色体上，其遗传效应相同，故本实验无法判断A、B基因的遗传是否符合自由组合定律；F2中蓝色矮牵牛花基因型为aaBBEE∶aaBBEe＝1∶2，自交后代中纯合子的概率为1/3aaBBEE＋2/3(1/4aaBBEE＋1/4aaBBee)＝2/3；F2中紫色个体(AaBBEe)与白色个体(aaBBee)杂交时，子代会出现基因型为aaBBee的白色个体，故D错误。
6． 玉米籽粒的种皮颜色无色透明(可描述为白皮)和红色是一对相对性
状，由两对等位基因控制。如用纯种的红皮玉米与白皮玉米杂交，
将会出现如图所示的结果。下列叙述正确的是 (　　)
A．两个白皮玉米杂交，后代不可能出现性状分离
B．F1自交时，含双隐性基因的配子不能存活
C．如果对F1红皮玉米进行测交，后代的性状分离比为1∶1
D．F2白色种皮个体中纯合子的概率是3/7
答案　D
解析　假设玉米种皮的颜色受基因A、a和B、b两对等位基因共同控制。由题图可推测出红皮的基因型为A__B__，白皮的基因型为A__bb、aaB__、aabb，两个白皮玉米杂交如Aabb×aaBb，后代可出现性状分离；F1基因型为AaBb，将其进行测交，后代的性状分离比为红皮(AaBb)∶白皮(Aabb、aaBb、aabb)＝1∶3。
7． 苏格兰牛的耳尖V形与非V形是一对相对性状，由一对等位基因控制。以下是苏格兰牛的耳尖性状遗传的家系图，下列叙述正确的是 (　　)
A．V形耳尖由X染色体上的显性基因控制
B．由Ⅲ2的表现型可推定Ⅲ1为杂合子
C．Ⅲ3中控制非V形耳尖的基因可来自Ⅰ1
D．Ⅲ2与Ⅲ5生出V形耳尖子代的可能性为1/3
答案　C
解析　A错误，Ⅱ1和Ⅱ2耳尖V形，生下Ⅲ2耳尖非V形，则耳尖V形为显性遗传，若由X染色体上的显性基因控制，Ⅰ1耳尖V形，则Ⅱ3耳尖应为V形，而Ⅱ3耳尖为非V形，则V形耳尖由常染色体上的显性基因控制；B错误，假设显性基因为A，隐性基因为a，Ⅲ1的表现型为V形，则可能是杂合子也可能是纯合子；C正确，Ⅲ3的非V形耳尖的基因来自Ⅱ3和Ⅱ4，Ⅱ3的非V形耳尖的基因可能来自Ⅰ1或Ⅰ2；D错误，Ⅲ2的基因型是aa，Ⅲ5的基因型是Aa，二者生出V形耳尖子代的可能性为1/2。
8． 某雌(XX)雄(XY)异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制。现有三组杂交实验，结果如下表：
杂交组合 亲代表现型 子代表现型及株数
父本 母本 雌株 雄株
1 阔叶 阔叶 阔叶234 阔叶119、窄叶122
2 窄叶 阔叶 阔叶83、窄叶78 阔叶79、窄叶80
3 阔叶 窄叶 阔叶131 窄叶127
下列对上表有关数据的分析，不正确的是 (　　)
A．仅根据第2组实验，无法判断两种叶形的显隐性关系
B．根据第1组或第3组实验可以确定叶形基因位于X染色体上
C．用第2组的子代阔叶雌株与阔叶雄株杂交，后代性状分离比为3∶1
D．用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株占1/2
答案　D
解析　第2组实验亲代分别是窄叶、阔叶，后代中窄叶和阔叶的比例是1∶1，因此无法确定显隐性。第1组实验说明窄叶是隐性，由于后代只有雄株有隐性，因此基因位于X染色体上。第3组实验母本是窄叶，后代雄株是窄叶，可以推断出基因位于X染色体上。根据以上判断和第2组后代中出现的比例关系，即可写出第2组亲代、子代的基因型，进一步可推出子代阔叶雌株与阔叶雄株杂交后代的性状分离比是3∶1。根据第1组的子代表现型及比例可知其母本是杂合子，因此子代中阔叶雌株有2种基因型XBXB和XBXb，其与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株的比例为1/4。
9． 某植物(2n＝10)花蕊的性别分化受两对独立遗传的等位基因控制，显性基因B和E共同存在时，植株开两性花，表现为野生型；仅有显性基因E存在时，植株的雄蕊会转化成雌蕊，成为表现型为双雌蕊的可育植株；只要不存在显性基因E，植物表现为败育。请根据上述信息回答问题：
(1)该物种基因组测序应测________条染色体，在雌配子形成过程中细胞内可形成________个四分体。
(2)纯合子BBEE和bbEE杂交，应选择________做母本，得到的F2代中表现型及其比例为_____________________________________________________________________。
(3)BbEe个体自花传粉，后代可育个体所占比例为________，可育个体中纯合子的基因型是______________。
(4)请设计实验探究某一双雌蕊个体是否为纯合子。有已知性状的纯合子植株可供选用。
实验步骤：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
结果预测：
如果____________________________，则该植株为纯合子；
如果____________________________，则该植株为杂合子。
答案　(1)5　5　(2)bbEE　野生型∶双雌蕊＝3∶1　(3)3/4　BBEE和bbEE　(4)①让该双雌蕊植株与野生型纯合子杂交，得到F1　②F1自交，得到F2　结果预测：F2中没有败育植株出现　F2中有败育植株出现
解析　(1)该植株为雌雄同株，体内无常染色体、性染色体之分，故该物种基因组测序只需测5条染色体即可。该植物减数第一次分裂前期可形成5个四分体。(2)bbEE为双雌蕊的可育植株，只能做母本，F1的基因型为BbEE，表现为两性花，F2的基因型及比例为BBEE(野生型)∶BbEE(野生型)∶bbEE(双雌蕊)＝1∶2∶1。(3)BbEe个体自花传粉，只有ee个体不育，占1/4，可育个体占3/4，可育个体中纯合子的基因型为BBEE、bbEE。(4)双雌蕊可育植株的基因型为bbEE或bbEe，且只能做母本，应选可作为父本的野生型植株与之杂交，来判断其是否为纯合子，用“假设—推理”的方法，杂交子一代看不出差异，应通过观察子二代来判断双雌蕊个体是否为纯合子。
10．小鼠由于繁殖力强、性状多样而成为遗传学研究的常用材料。下面是不同鼠种的毛色及尾长性状遗传研究的几种情况，在实验中发现有些基因有纯合致死现象(在胚胎时期就使个体死亡)。请分析回答下列问题。
(1)甲种鼠的一个自然种群中，体色有黄色(Y)和灰色(y)，尾巴有短尾(D)和长尾(d)。任意取雌雄两只黄色短尾鼠经多次交配，F1的表现型为：黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾＝4∶2∶2∶1。则该自然种群中，黄色短尾鼠的基因型可能为____________；让上述F1代中的灰色短尾雌雄鼠自由交配，则F2代中灰色短尾鼠占________。
(2)乙种鼠的一个自然种群中，体色有三种：黄色、灰色、青色。其生化反应原理如图所示：
已知基因A控制酶1的合成，基因B控制酶2的合成，基因b控制酶3的合成(基因B能抑制基因b的表达)。纯合aa的个体由于缺乏酶1，使黄色素在鼠体内积累过多而导致50%的个体死亡。分析可知：黄色鼠的基因型有________种；两只青色鼠交配，后代只有黄色和青色，且比例为1∶6，则这两只青色鼠其中一只基因型一定是________。让多只基因型为AaBb的成鼠自由交配，则后代个体的表现型比例为黄色∶青色∶灰色＝______________________。
(3)丙种鼠的一个自然种群中，体色有褐色和黑色两种，是由一对等位基因控制的。
①若要通过杂交实验探究褐色和黑色的显隐性关系，采取的方法最好是_ _________________________________________________________________________。
②已知褐色为显性，若要通过杂交实验探究控制体色的基因是在X染色体上还是在常染色体上，应该选择的杂交组合是__________________________。不通过杂交实验，还可采用____________________________________________________________________的方法进行分析判断。
答案　(1)YyDd　2/3　(2)3　AaBB　2∶9∶3
(3)①分开圈养褐色鼠和黑色鼠，观察哪种鼠能发生性状分离　②♀黑色×♂褐色　调查统计雌雄不同性别中的性状表现比例
解析　(1)统计F1中的每一对性状的分离比可得，黄色∶灰色＝2∶1、短尾∶长尾＝2∶1，可推测亲代黄色短尾鼠的基因型为YyDd，且YY及DD纯合致死；F1中灰色短尾鼠的基因型为yyDd，F1代中的灰色短尾雌雄鼠自由交配，F2中的基因型及比例为yyDD(致死)∶yyDd(短尾)∶yydd(长尾)＝1∶2∶1，故F2代中灰色短尾鼠占2/3。(2)黄色鼠的基因型有aaBB、aaBb、aabb三种；两只青色鼠交配，后代只有黄色(aa)和青色，可知一定有一个亲代青色鼠的基因型是AaBB，让多只基因型为AaBb的成鼠自由交配，则后代个体的表现型及概率为：黄色aa____(1/8存活，1/8死亡)∶青色A__B__(9/16)∶灰色A__bb(3/16)＝2∶9∶3。(3)在自然鼠群中，显性个体中既有纯合子又有杂合子，而隐性个体均为纯合子，若让显性个体间自由交配，则可能出现性状分离的现象，而隐性个体间自由交配不会出现性状分离；伴性遗传的性状通常与性别相关联，故可以统计雌雄不同性别中的性状表现比例来判断是否为伴性遗传。
11．(2013·四川卷，11)回答下列果蝇眼色的遗传问题。
(1)有人从野生型红眼果蝇中偶然发现一只朱砂眼雄蝇，用该果蝇与一只红眼雌蝇杂交得F1，F1随机交配得F2，子代表现型及比例如下(基因用B、b表示)：
实验一 亲本 F1 F2
雌 雄 雌 雄
红眼(♀)×朱砂眼( ♂) 全红眼 全红眼 红眼∶朱砂眼＝1∶1
①B、b基因位于________染色体上，朱砂眼对红眼为________性。
②让F2代红眼雌蝇与朱砂眼雄蝇随机交配，所得F3代中，雌蝇有________种基因型，雄蝇中朱砂眼果蝇所占比例为________。
(2)在实验一F3的后代中，偶然发现一只白眼雌蝇。研究发现，白眼的出现与常染色体上的基因E、e有关。将该白眼雌蝇与一只野生型红眼雄蝇杂交得F1′，F1′随机交配得F2′，子代表现型及比例如下：
实验二 亲本 F1′ F2′
雌 雄 雌、雄均表现为红眼∶朱砂眼∶白眼＝4∶3∶1
白眼(♀)×红眼( ♂) 全红眼 全朱砂眼
实验二中亲本白眼雌蝇的基因型为________；F2′代杂合雌蝇共有________种基因型，这些杂合雌蝇中红眼果蝇所占的比例为________。
(3)果蝇出现白眼是基因突变导致的，该基因突变前的部分序列(含起始密码信息)如下图所示。(注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA)
上图所示的基因片段在转录时，以________链为模板合成mRNA；若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含________个氨基酸。
答案　(1)①X　隐　②2　　(2)eeXbXb　4　
(3)乙　5
解析　(1)由亲本为红眼雌果蝇与朱砂眼雄果蝇，F1全为红眼，而F1随机交配所得F2中雌果蝇全为红眼，雄果蝇为红眼∶朱砂眼＝1∶1，即朱砂眼只出现于雄性果蝇中，由此推测朱砂眼性状为隐性，且相关基因位于X染色体上，F1雌雄果蝇的基因型分别为XBXb、XBY，则F2代红眼雌果蝇的基因型为XBXB、XBXb(各占1/2)，与朱砂眼雄蝇(XbY)随机交配所得F3中，雌蝇基因型有XBXb、XbXb两种基因型，雄蝇中朱砂眼果蝇所占比例为×＝。(2)根据实验二的F1′中雄蝇全为朱砂眼可知，亲本是XbXb白眼(♀)×XBY红眼( ♂)，F1′是XBXb红眼(♀)、XbY朱砂眼( ♂)。再依据F2′无论雌雄都表现为4∶3∶1，这一比例是3∶1∶3∶1＝(3∶1)×(1∶1)的变式，因此确定F1′的完整基因型是EeXBXb、EeXbY且E不影响B、b的表达，由此确定实验二的亲本的完整基因型是：eeXbXb、EEXBY，又依据F1′EeXBXb×EeXbY→F2′雌蝇的种类有(1EE＋2Ee＋1ee)(1XBXb＋1XbXb)＝1EEXBXb＋1EEXbXb＋2EeXBXb＋2EeXbXb＋1eeXBXb＋1eeXbXb。可见，杂合雌蝇有4种，其中红眼占2/3。(3)由基因相关的碱基序列知，乙链中含“TAC”序列，它可转录产生起始密码子，推测乙链为转录模板链；若“↑”所指碱基丢失，则该处后面的碱基均前移1个碱基的位置。“↑”之后间隔两个碱基将出现“ACT”序列，此序列转录结果为“UGA”即“终止密码子”之一，肽链转录至此处将“终止”，其长度为5个氨基酸。第2讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
考纲要求　1.细胞的分化(Ⅱ)。2.细胞的衰老、凋亡以及与人体健康的关系(Ⅰ)。3.癌细胞的主要特征及癌症的防治(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点 思考连接处
(1)细胞的增殖、分化、衰老、凋亡与癌变是否都有蛋白质的合成？提示　都有。(2)哪些过程可观察到染色体？提示　细胞的增殖与细胞的癌变过程。
考点1　细胞的分化
下面是细胞生命历程图示，据图回答：
(1)上图中字母表示某过程，其中c过程为细胞的分化，理由是经过该过程，细胞的形态、结构和生理功能发生了稳定性差异。
(2)上图中细胞⑤和⑥的核基因相同，但细胞种类不同，说明细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【思维辨析】
(1)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，细胞的增殖与分化会同时发生(2013·四川，1A) ( √ )
提示　在此过程中细胞的增殖与分化是同时必备的。
(2)细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率(2013·天津，3B)( × )
提示　应是细胞分化。
(3)某细胞中存在血红蛋白能说明其已经发生分化(2011·大纲全国，1C改编) ( √ )
提示　血红蛋白是红细胞基因选择性表达的结果。
【归纳提炼】
细胞分裂和细胞分化的区别与联系
(1)细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分裂产生了相同细胞的后代，细胞分化使相同细胞的后代发生了形态、结构和生理功能上的差异。生物体内的细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的细胞、组织，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
(2)细胞分裂只是增加了细胞数量，细胞分化形成了具有特定形态、结构和功能的组织和器官，没有细胞的分化，多细胞生物不可能正常发育。
例1　(2013·海南卷，6)关于细胞分化的叙述，错误的是 (　　)
A．白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的
B．基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞
C．同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同
D．同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强
破题思路　(1)由造血干细胞的功能确定A选项；(2)由癌细胞的形成确定B选项；(3)从分化的实质确定C选项；(4)根据全能性与分化程度的相关性确定D选项。
个性分析　血细胞都是由造血干细胞分裂分化而来的，故A对。当已分化的正常细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变导致细胞的生长和分裂失控时就会导致细胞癌变，故B对。同一个体不同的体细胞都是由受精卵通过有丝分裂(分化)而来，所以其所含有的基因是相同的，故C错。叶肉细胞是已经分化的细胞，在正常情况下不再分裂分化，故D对。
答案　C
思维延伸　(1)白细胞和红细胞不同的根本原因是什么？
提示　基因的选择性表达造成的。
(2)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞都含有血红蛋白基因吗？如果有是否得以表达？
提示　有。均不表达。
(3)细胞的分化程度与全能性一般情况下存在怎样的相关性？
提示　呈负相关。
解题模板　利用细胞分化过程中的变与不变解答细胞分化问题
(1)不变：DNA、基因。生物体内的细胞来自受精卵的有丝分裂，体细胞的遗传物质相同，细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。
(2)变：mRNA、蛋白质。细胞分化的实质是基因的选择性表达，其导致同一生物个体不同种类的细胞中的mRNA存在差异，进而导致蛋白质存在差异，从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现差异。
考点2　细胞的衰老、凋亡和癌变
细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的比较
结果 遗传物质变化情况
细胞分裂 单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞 复制均分
细胞分化 形成不同组织器官 不发生改变
细胞衰老 细胞正常死亡
细胞凋亡 基因决定的细胞自动结束生命的过程
细胞癌变 形成无限增殖的癌细胞 发生改变
【思维辨析】
(1)皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物(2009·安徽，2D) ( × )
提示　“老年斑”是色素积累的结果，细胞内色素积累属于细胞衰老的特征。
(2)神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡(2012·安徽，3C) ( × )
提示　导致细胞凋亡的主要因素是细胞中的相关基因，但同时受到外界因素的影响。
(3)细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定(2013·天津，3D)( √ )
提示　细胞凋亡是主动的，对机体有利。
(4)病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变(2012·新课标全国，2C) ( √ )
提示　致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子，其中病毒致癌因子就是病毒癌基因，该基因可以整合到宿主的基因组，从而诱发细胞癌变。
(5)人体的免疫系统对癌细胞具有清除作用(2011·山东，3C) ( √ )
提示　癌细胞在体内属于抗原，免疫系统会对抗原进行清除。
(6)癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓(2011·山东，3D) ( × )
提示　癌变细胞代谢旺盛。
(7)石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子(2011·山东，3B) ( × )
提示　它们均是化学致癌因子。
【归纳提炼】
衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征
衰老细胞 癌细胞 胚胎干细胞
细胞膜 通透性改变 粘连蛋白减少、黏着性降低，易发生分散和转移 无改变
细胞体积 水分减少，细胞萎缩，体积减小 细胞小 细胞小
细胞核 核体积增大，染色质收缩 正常 核大、核仁明显
形态结构 改变 改变 正常
功能 因酶活性降低，代谢缓慢；因色素积累，影响信息交流 无限增殖，代谢旺盛 增殖但不分化
例2　如图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图，图中①～⑦为不同的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述不正确的是 (　　)
A．a过程为细胞增殖，其分裂方式为有丝分裂
B．b过程为细胞分化，该过程在胚胎时期程度最高
C．图中a、b、c三个过程对机体都具有重要的意义
D．由于细胞⑤⑥⑦的细胞核基因种类和数量都相同，所以它们的细胞器种类和数量也相同
破题思路　观察明确a～c表示的过程→联想所学知识作出判断。
个性分析　由于a过程引起细胞数量的增加，故a过程为细胞增殖，从分裂的结果可知该分裂方式为有丝分裂。由于b过程细胞的形态、结构发生了改变，故b过程为细胞分化，细胞分化在生命的每个阶段都要发生，但是在胚胎时期程度最高。细胞增殖、分化、衰老和凋亡都属于细胞生命历程中的正常变化，对机体都具有积极的意义。由于在细胞分化过程中基因进行了选择性表达，故分化后的细胞中虽然细胞核中基因的种类和数量相同，但蛋白质的种类和数量不同，细胞器的种类和数量也会不同，如平滑肌细胞中含线粒体较多。
答案　D
思维延伸　(1)图中哪个过程不仅发生基因的表达，还会发生基因的复制？
提示　a过程(有丝分裂)，因为在有丝分裂的间期，要进行蛋白质的合成和DNA的复制。
(2)人体病变是否只与细胞衰老和凋亡有关？
提示　不是，因为细胞增殖和细胞分化过程中出现的异常也会引起人体病变。
(3)细胞坏死与细胞凋亡有何区别？
提示　细胞坏死是由种种不利因素引起的非正常死亡，不受基因控制，且对机体不利；而细胞凋亡是细胞生命历程中的正常变化，受基因的控制，且对个体的发育具有积极意义。
1． (2013·山东卷，2)将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞，细胞分化及肌纤维形成过程如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A．携带myoD基因的载体是以易化扩散的方式进入肌肉前体细胞
B．检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否
C．完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维
D．肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变
答案　D
解析　A项，基因表达载体导入动物细胞是采用显微注射技术；B项，确定细胞分化与否的关键应该看与肌肉细胞相关特异性的基因是否表达，而核糖体蛋白基因往往是所有细胞都要表达的基因，由其表达不能确定是否发生细胞分化；C项，完成分化的肌肉细胞已失去分裂能力。D项，肌肉前体细胞还具有分裂能力，若在分裂间期受到电离辐射可能会发生基因突变，所以比肌肉细胞更容易发生癌变。
2． (2013·四川卷，7)哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，图中除成熟红细胞外，其余细胞中均有核基因转录的RNA。下列叙述错误的是 (　　)
A．成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳
B．网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质
C．造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同
D．成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
答案　D
解析　由于成熟红细胞无线粒体，不能进行需氧呼吸，而厌氧呼吸产物为乳酸，故细胞呼吸产物中无CO2，A正确；由题图信息知，网织红细胞只是排出了细胞核，其细胞质中仍含有早期核基因转录来的mRNA，故仍能合成核基因编码的蛋白质，B项正确；造血干细胞与幼红细胞拥有相同的基因，但基因执行情况不同，从而表现为“选择性表达”，故C项正确；成熟红细胞已丧失细胞核且无核糖体，不再进行“基因表达”，故D项错误。
3． (2013·安徽卷，29节选)近年来，有关肿瘤细胞特定分子的靶向治疗研究进展迅速。研究发现，蛋白X是细胞膜上的一种受体，由原癌基因X编码。在一些肿瘤细胞中，原癌基因X过量表达会持续激活细胞内的信号传导，启动细胞DNA的复制，导致细胞异常增殖。请回答下列问题：
(1)同一个体各种体细胞来源于受精卵的分裂与分化。正常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通过检测原癌基因X的__________和__________可判断其是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明
________________________________________________________________________。
(3)根据以上信息，可推测原癌基因的主要功能是_____________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)亲代细胞通过有丝分裂将复制后的核DNA平均分配到两个子细胞中
(2)mRNA　蛋白质　原癌基因X的表达具有(组织)特异性
(3)维持细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程
解析　(1)正常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是有丝分裂过程中染色体(核DNA)准确复制后平均分配到两个子细胞中；(2)通过检测原癌基因X的mRNA和特异蛋白X可判断其是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明基因的表达具有组织特异性(选择性表达)。
7． 科学家为了进一步探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。
实验1　分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人肺的成纤维细胞，结果见下表：
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
实验2　分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养，结果见下图：
实验3　将老年男性细胞和年轻女性细胞混合培养，当老年男性细胞停止分裂时，年轻女性细胞依然分裂旺盛。
实验4　将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合，另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。分析以上实验，回答下列问题：
(1)每个实验可以得出怎样的结论？
①实验1：________________________________________________________________。
②实验2：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验3：________________________________________________________________。
④实验4：________________________________________________________________。
(2)影响细胞衰老的内在因素有哪些？
________________________________________________________________________。
(3)实验3的设计是否严密？怎样改进？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱
②细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般来讲，寿命越长的物种体细胞分裂的最高次数越多　③细胞的衰老速度与年龄和性别有关　④细胞核是决定细胞衰老的重要因素
(2)物种、年龄、性别、细胞核的变化等
(3)实验设计不严密，应该增加2个对照组，具体设计如下：
第一组：同年龄的男性细胞和女性细胞混合培养，看实验结果，以探究性别对细胞分裂能力有什么影响；
第二组：同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响
1． 下列关于细胞分裂和分化的叙述，正确的是 (　　)
A．植物器官的形成是细胞分化的结果
B．癌细胞既能无限增殖，又能完成正常的细胞分化
C．机体不同组织细胞中，蛋白质的种类和数量不同
D．细胞分化一定是不可逆转的
答案　C
解析　细胞分化的结果是形成不同形态、结构和功能的细胞；癌细胞能无限增殖，但进行了畸形分化；机体不同细胞形态、结构、功能不同，细胞中蛋白质种类和数量不同；细胞分化在生物体内是不可逆的。
2． 研究人员将鸭胚胎中某部位的细胞移植到鸡胚胎相应部位后，孵化出的鸡竟长出“鸭掌”。该实验中 (　　)
A．鸭胚细胞的分化过程是可逆的
B．鸭胚细胞的分化过程是受基因调控的
C．鸭胚细胞与鸡细胞发生了融合
D．鸭胚细胞的DNA进入了鸡胚细胞中
答案　B
解析　细胞分化的方向在胚胎时期已经确定了，将已经分化的鸭胚胎中某部位的细胞移植到鸡胚胎相应部位后，该胚胎会发育成相应的器官“鸭掌”，且该性状出现是由于基因选择性表达的结果。
3． 下图为小鼠结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。以下表述不正确的是 (　　)
A．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
B．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
C．小鼠细胞的染色体上本来就存在着与癌变有关的基因
D．与正常细胞相比，癌细胞的表面发生了变化
答案　B
解析　结肠癌的发生与多个基因突变有关；与结肠癌有关的多个基因位于不同的染色体上，不是等位基因；小鼠细胞染色体上存在癌变基因，癌变基因表达后癌细胞能无限增殖；癌细胞与正常细胞相比形态发生改变。
4． (2013·江苏卷，7)关于细胞的分化、衰老、凋亡与癌变，下面选项中表述正确的是(　　)
A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息
B．细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动
C．原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传
D．良好的心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能，从而延缓衰老
答案　D
解析　本题可排除错误选项。细胞分化的实质是基因的选择性表达，而不改变细胞中的遗传物质，A错误；细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是细胞正常的生命历程，B错误；癌变的细胞通常为体细胞，因此癌症不可遗传，C错误。
5． 下图表示干细胞的三个发育途径，有关说法正确的是 (　　)
A．a→b经过有丝分裂，B具有多向分化潜能
B．a→c经过细胞分化，C的遗传信息发生改变
C．a→d受到信号调节，D内高尔基体的功能增强
D．c→d不受基因调控，C的细胞结构不发生改变
答案　A
解析　a→b为细胞分裂，B具有分裂能力和分化能力；a→c表示细胞分化，该过程遗传信息不变，但基因进行选择性表达；c→d为细胞凋亡，细胞凋亡受基因控制，凋亡细胞结构发生改变。
6． 2011年，血液专家王振义在国际上首次倡导口服“全反式维甲酸”诱导分化治疗急性早幼粒细胞白血病，为“在不损伤正常细胞的情况下，恶性肿瘤可以通过诱导分化，转变为成熟的正常细胞”这一新的理论提供了成功的范例。下列相关说法错误的 (　　)
A．原癌基因和抑癌基因突变会导致细胞分裂失控
B．“细胞分裂是细胞分化的基础”，是上述新理论的理论依据
C．“全反式维甲酸”可在核糖体上合成
D．相对于“放疗”、“化疗”，口服“全反式维甲酸”的副作用大大降低
答案　C
解析　原癌基因主要负责调控细胞周期，控制细胞生长和分裂进程，抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖，因此原癌基因和抑癌基因突变会导致细胞分裂失控；核糖体是蛋白质合成的场所，“全反式维甲酸”可口服，这说明“全反式维甲酸”不可能为蛋白质。
7． 下列对人体细胞生命历程的描述，正确的是 (　　)
A．细胞生长：细胞体积增大，核糖体数量增加，染色体复制加快
B．细胞分化：细胞形态改变，遗传物质发生改变，功能趋向专门化
C．细胞衰老：细胞核体积变小，细胞膜通透性增大，色素积累增多
D．细胞凋亡：特定基因表达，合成新的蛋白质，细胞自动结束生命
答案　D
解析　细胞分化时，细胞的遗传物质没有发生改变；细胞衰老时，细胞核体积变大。
8． 研究发现，线粒体促凋亡蛋白Smac是细胞中一个促进细胞凋亡的关键蛋白。正常细胞中，Smac存在于线粒体中。当线粒体收到释放这种蛋白质的信号时，就会将它释放到线粒体外，然后Smac与凋亡抑制蛋白(IAPs)反应，促进细胞凋亡。下列有关叙述不正确的是 (　　)
A．Smac从线粒体释放时需消耗能量
B．癌细胞中Smac从线粒体释放可能受阻
C．癌细胞的无限增殖，可能与癌细胞中IAPs过度表达有关
D．Smac与IAPs在细胞凋亡中的作用相同
答案　D
解析　Smac从粒线体释放的方式为胞吐作用，该过程需消耗能量；癌细胞可无限增殖，说明癌细胞没有发生凋亡，因此癌细胞中Smac从线粒体释放可能受阻；Smac促进细胞凋亡，而IAPs抑制细胞凋亡。
9． 下列关于细胞增殖、分化、衰老、凋亡、癌变的叙述，不合理的是 (　　)
A．细胞总体的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于个体的衰老
B．体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制，细胞增殖受环境影响
C．细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞全能性的实现与分化无关
D．细胞不分化意味着细胞可能发生癌变，促进细胞凋亡可以治疗癌症
答案　C
解析　细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞分化程度越高，细胞全能性越低。
10．癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一，为探究食道癌与长期食用烧焦蛋白质食物的关系，方法是 (　　)
①利用实验动物进行长期模拟观察　②随机抽样调查吸烟和经常食用烧焦蛋白质食物人群的食道癌发病率　③对食道癌患者和健康人群进行饮食习惯对比　④在患者家系中调查统计发病率
A．①②③ B．①③
C．①④ D．②④
答案　B
解析　调查食道癌与长期食用烧焦蛋白质食物的关系应在人群中随机取样；若在患者家系中调查统计其发病率偏高；调查对象若同时选择吸烟和经常食用烧焦蛋白质食物人群，不能说明导致食道癌发病的原因只是由长期食用烧焦蛋白质食物所致。
11．PCNA是一类只存在于增殖细胞中的阶段性表达的蛋白质，其浓度
在细胞周期中呈周期性变化(如图)，检测其在细胞中的表达，可作
为评价细胞增殖状态的一个指标。下列推断错误的是 (　　)
A．PCNA经核糖体合成，主要在细胞核内发挥作用
B．曲线表明PCNA可能辅助DNA复制
C．PCNA可能与染色体平均分配到细胞两极有关
D．肺癌病人体内的PCNA含量较正常人高
答案　C
解析　由题干提供的信息可知PCNA是一种蛋白质，在核糖体中合成，从图解提供的信息，可知PCNA在S期浓度最大，说明它可能辅助DNA复制，故A、B正确；染色体的平均分配是在有丝分裂的后期，从图解知，此时PCNA的浓度最低，因此可判断它与染色体移向两极无关，故C错误；由于癌细胞能无限增殖，且繁殖速率快，故所需的PCNA的量多，故D正确。
12．药物X能够诱导肿瘤细胞凋亡，如图为用不同浓度的药物X在体外处理人肝癌细胞的作用结果，下列相关叙述不正确的是 (　　)
A．一定范围内随着时间延长，抑制百分率增加
B．药物X可能调控细胞凋亡相关基因的表达
C．药物X的浓度及处理时间均影响肝癌细胞的存活
D．图中涉及的药物X浓度中，1.0 g/L为临床治疗肝癌的最适浓度
答案　D
解析　注意实验是“体外处理肝癌细胞”，D选项是“临床治疗”，必须要考虑到临床上大剂量可能会杀伤正常细胞，体外实验与临床应用之间是有差别的。
13．下图表示一哺乳动物体内细胞的某些生命活动。请据图回答：
(1)该物种含有的染色体数目为________，图中细胞在显微镜下可观察到同源染色体的是________(填字母)，可发生等位基因相互分离的细胞是________(填字母)。
(2)图中细胞g的名称是________________________，h获能后可与处于________________________期的卵子发生受精作用形成受精卵。
(3)从物质组成上分析，造成细胞e和细胞f在形态结构和生理功能上出现差异的主要原因是两种细胞内的________________不完全相同。
(4)若干个细胞f可组成一个完整的________________，这是动物完成反射的结构基础。
(5)图示细胞的生理活动中，可发生的变异类型有________________________________。
答案　(1)4　c和g　g　(2)初级精母细胞　减数第二次分裂中　(3)mRNA(或蛋白质)　(4)反射弧　(5)基因突变、基因重组、染色体畸变
解析　(1)c为有丝分裂后期，细胞中含8条染色体，因此体细胞中含有4条染色体；等位基因随同源染色体分离而分开，发生在g图中。(2)g为初级精母细胞，进行均等的减数第一次分裂。(5)该生物可进行有性生殖，可进行基因重组，含染色体，可发生染色体畸变，在分裂间期DNA复制时可发生基因突变。
14．日本福岛核泄露问题引起全世界的高度关注，核辐射会使人群中的癌症、畸变等疾病的发生率增加，影响几代人的健康。请回答：
(1)一般而言，一个正常的细胞一旦到了其寿命，它会“自杀身亡”，这种过程属于______________。而核辐射会使细胞发生基因突变，导致正常细胞的________________失控而变成癌细胞。受辐射的人群婚后易生出畸形儿，是因为变异发生在______________中，从而将突变基因传递给后代。
(2)某科研单位研制出一种新型药物X，据说对核辐射引起的恶性肿瘤有较好的疗效。某医院为验证其疗效，设计了如下的实验方案。请你补充完成下列实验方案：
A．将配制的培养液均分为两组，并标号为A、B；
B．A组加入一定量的药物X，B组不加，将____________肿瘤细胞置于两组培养液中；
C．两组放在相同且适宜的条件下培养一段时间，显微观察并记录___________________________________________。
结果预测及结论：_______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)细胞凋亡　生长和分裂(或分裂)　生殖细胞
(2)等量的　单位体积培养液中肿瘤细胞的数量(或肿瘤细胞的数量)　A组中肿瘤细胞的数量没有明显增加，B组肿瘤细胞的数量明显增加，说明药物X对此类肿瘤有较好的疗效
解析　(1)细胞“自杀身亡”为细胞凋亡；基因突变导致细胞正常生长和分裂受到影响；辐射可导致生殖细胞中基因突变，影响后代的发育。(2)该新型药物X的有无为实验的自变量，因变量为肿瘤细胞的数目。第3讲　人体的稳态和免疫
考纲要求　1.内环境与稳态(Ⅱ)。2.体温调节(Ⅰ)。3.血糖调节(Ⅱ)。4.非特异性防卫(Ⅰ)。5.特异性反应(Ⅱ)。6.免疫系统的功能异常(Ⅰ)。7.艾滋病的流行和预防(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)下丘脑能分泌哪些激素？提示　促激素释放激素、抗利尿激素等。(2)哪些激素可以穿过细胞膜把信息传递到细胞内？提示　甲状腺激素、性激素等。(3)免疫调节中是否存在没有识别作用的淋巴细胞？提示　效应B细胞(浆细胞)对抗原无识别作用。
考点1　内环境及其稳态
1． 填写相关名称，体会内环境的功能
2． 稳态概念的理解
(1)实质：动态平衡。
(2)调节机制：反馈调节。
(3)调节网络：神经—体液调节网络。
(4)稳态变化的原因
【思维辨析】
(1)Na＋和Cl－是形成哺乳动物血浆渗透压的主要物质(2013·海南，19D) ( √ )
提示　渗透压由溶解于细胞质的各种离子决定，主要是Na＋、Cl－。
(2)血浆的成分稳定时，机体达到稳态(2011·江苏，9D) ( × )
提示　机体达到稳态还应包括各种理化性质等。
(3)内环境成分中含有CO2、尿素、神经(化学)递质等(2011·江苏，9B) ( √ )
提示　CO2、尿素、神经(化学)递质均可出现在细胞外液中。
(4)人在剧烈运动时，大量乳酸进入血液，血浆由弱碱性变为弱酸性(2011·四川，3B)( × )
提示　由于机体的调节作用，血浆pH仍处于7.35～7.45。
【归纳提炼】
1． 三种“环境”成分的辨析
2． 分析组织水肿及其产生原因
组织间隙中积聚的组织液过多将导致组织水肿，其引发原因如下：
例1　如图代表肌细胞与环境的物质交换关系。X、Y、Z表示三种细
胞外液，下列叙述错误的是 (　　)
A．若饮食过咸，则Y中渗透压会升高
B．X中的大分子物质可通过Z进入Y
C．肌细胞的代谢产物可能导致X的pH降低
D．X、Y、Z理化性质的稳定依赖于神经调节
破题思路　根据X、Y、Z之间的箭头指向确定三者的名称。
个性分析　据图可知：X是组织液、Y是血浆、Z是淋巴。X、Y、Z理化性质的稳定依赖于神经—体液调节，故D选项错误。若饮食过咸，Na＋进入血浆，会使血浆的渗透压升高。毛细淋巴管收集组织液(包括组织液中的某些大分子)形成淋巴最后汇集到血浆中。肌细胞厌氧呼吸产生的乳酸进入组织液中，会使组织液pH降低。
答案　D
思维延伸　(1)在Y中可以检测到抗体、血红蛋白、葡萄糖载体吗？
提示　血红蛋白、葡萄糖载体不存在于血浆中。
(2)氧气在上图中怎样运行？
提示　从Y向X简单扩散，再由X向肌细胞简单扩散。
考点2　下丘脑参与下的血糖、体温调节
完善下面与下丘脑有关的图解，并回答问题
(1)下丘脑在反射弧中只是作为神经中枢吗？
答案　不是。有的作为感受器，有的起传导作用，有的作为效应器，如分泌作用。
(2)图中显示胰岛素的分泌和甲状腺激素的分泌调节方式一样吗？
答案　不一样。前者是神经调节，后者是神经—体液调节。
(3)图示显示的调节方式有哪些特点？
答案　分级调节、反馈调节、相关激素的协同或拮抗作用等。
【思维辨析】
(1)我国科考队员登上南极“冰盖之巅”后出现的适应性变化是有机体耗氧量降低、皮肤血管收缩、下丘脑兴奋性增强、甲状腺激素分泌量增加(2008·山东，3改编) ( × )
提示　寒冷环境下，机体耗氧量增加。
(2)胰高血糖素分泌量上升，促进肝糖元和肌糖元分解(2011·四川，3C) ( × )
提示　胰高血糖素分泌量上升，促进肝糖元分解为葡萄糖，进入血液，肌糖元不能分解为血糖。
【归纳提炼】
1． 血糖平衡的调节过程
2． 体温平衡的调节
例2　如图表示下丘脑参与人体稳态调节的三种方式，请据图回答下列问题：
(1)调节体温方面：在寒冷环境中，____________________和________________(激素)都能促进机体的物质代谢，使产热量增多。
(2)胰岛素与胰高血糖素在血糖调节方面表现为__________作用。
(3)图中的①指的是由下丘脑分泌的促性腺激素释放激素，③指的是促性腺激素，则③只能作用于性腺的原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)肾上腺和胰岛可以通过图中的虚线接受下丘脑某些细胞分泌的________________，从而产生相应的生理效应。
(5)下丘脑可以分泌________________________________激素，通过垂体调节甲状腺的活动。
破题思路　理清图示关系；联想激素的功能及其联系。
个性分析　(1)在寒冷环境中，甲状腺激素和肾上腺素均能促进产热。(2)在血糖调节方面，胰岛素和胰高血糖素表现为拮抗作用。(3)一种激素只能作用于特定的靶细胞，这是由于激素的接受需要特定的受体。(4)图中虚线表示下丘脑通过神经调节方式作用于胰岛和肾上腺，因此下丘脑某些细胞分泌的物质是化学递质。(5)下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体。
答案　(1)甲状腺激素　肾上腺素　(2)拮抗　(3)只有性腺细胞上含有接受促性腺激素的受体　(4)化学递质　(5)促甲状腺激素释放
思维延伸　(1)上图中哪些激素起协同作用？
提示　肾上腺素和胰高血糖素在升高血糖中起协同作用；甲状腺激素和肾上腺素在产热中起协同作用。
(2)从图中看出下丘脑有哪些功能？
提示　调节、分泌、传导等功能。
名师点拨　下丘脑在生命活动调节中的误区分析
(1)难于理解的四个功能和三个中枢：①四个功能：感受、传导、分泌和调节；②三个中枢：体温调节中枢、血糖调节中枢和水平衡调节中枢。
(2)易于误解的产生渴觉的部位：产生渴觉的部位是大脑皮层的神经中枢，而不是下丘脑。下丘脑中的渗透压感受器感受渗透压升降产生兴奋→下丘脑中的传入神经传导兴奋→大脑皮层的渴觉中枢产生渴觉。
(3)容易忽略神经分泌细胞的双重功能：如下丘脑内的神经分泌细胞，这类细胞既能传导神经冲动，又具有分泌激素的功能。
(4)易混淆的神经分泌细胞和垂体分泌的激素：①神经分泌细胞除分泌抗利尿激素外，还能分泌促激素释放激素，作用于垂体；②垂体分泌相应的促激素，作用于相应腺体，并
使该腺体分泌相应的激素；生长激素由垂体合成并释放。
考点3　免疫调节
1． 完善细胞免疫过程图示
2． 完善体液免疫过程图示
据以上细胞免疫和体液免疫的过程图解回答下列问题：
(1)没有识别功能的免疫细胞是效应B细胞，能识别抗原但不能特异性识别抗原的免疫细胞是巨噬细胞。
(2)能把细胞免疫和体液免疫联系在一起的细胞是巨噬细胞和辅助性T细胞。
【思维辨析】
(1)血液中未参与免疫反应的淋巴细胞都是记忆细胞(2013·江苏，19C) ( × )
提示　也有B淋巴细胞和T淋巴细胞。
(2)特异性免疫过程中，只有T淋巴细胞产生记忆细胞(2012·广东，5C) ( × )
提示　在特异性免疫中，B淋巴细胞也可以产生记忆细胞。
(3)医生为病人注射肉毒杆菌抗毒素进行治疗，目的是刺激机体产生特异性抗体发挥体液免疫作用(2011·重庆，3C) ( × )
提示　肉毒杆菌抗毒素是一种抗体，进入机体直接与抗原结合，阻止抗原对细胞的侵染。
(4)无胸腺裸鼠具有正常的体液免疫功能(2010·江苏，5A) ( × )
提示　无胸腺的裸鼠没有成熟的T淋巴细胞，会丧失全部的细胞免疫功能和绝大多数的体液免疫功能。
(5)乙肝疫苗的接种需在一定时期内间隔注射三次，其目的是使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞(2010·浙江，1C) ( √ )
提示　注射乙肝疫苗会引起机体产生免疫应答。
【归纳提炼】
1． “模型法”理解二次免疫
(1)结构基础：记忆B细胞。能迅速增殖、分化为效应B细胞，寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。
(2)过程：相同抗原再次入侵时，记忆细胞很快地做出反应，即很快分裂产生新的效应B细胞和记忆B细胞，效应B细胞产生抗体消灭抗原。
(3)相同抗原再次入侵机体时，机体的患病程度很低或不患病的原因是二次免疫应答快而且强烈，能在抗原入侵但尚未患病之前将它们消灭。
2． “实验法”破坏特异性反应
(1)证明血清抗体有治疗作用：①从破伤风患者体内获取血清；②选取各方面相同的小鼠等量分成a、b两组；③a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。
(2)证明抗体具有专一性：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。
(3)证明胸腺与特异性免疫的关系：切除小鼠的胸腺，验证体液免疫与细胞免疫的关系(结论：细胞免疫全部丧失，只保留部分体液免疫)。
(4)器官移植：同一个体中不存在免疫排斥反应，不同个体之间存在免疫排斥反应。
例3　(2013·山东卷，3改编)巨噬细胞对细菌抗原的吞噬、加工处理和呈递过程如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A．巨噬细胞特异性地吞噬细菌抗原
B．溶酶体参与抗原的加工处理过程
C．加工处理后的抗原可直接呈递给B淋巴细胞
D．抗原加工处理和呈递过程只存在于体液免疫
破题思路　(1)回忆巨噬细胞在免疫中的作用判断A选项；(2)在图示中观察溶酶体的作用判断B选项；(3)回忆巨噬细胞在体液免疫和细胞免疫的作用判断C选项和D选项。
个性分析　A项中巨噬细胞对抗原的吞噬没有特异性；B项中如图所示经胞吞形成的小泡与溶酶体结合，溶酶体释放出水解酶，将细菌水解，形成抗原片段，从而使抗原决定簇得以暴露；C项中加工处理后的抗原先要呈递给辅助性T细胞，由辅助性T细胞释放白细胞介素－2从而引起致敏B淋巴细胞增殖与分化；D项中抗原加工处理和呈递过程不仅存在于体液免疫，还存在于细胞免疫过程中。
答案　B
思维延伸　(1)巨噬细胞对细菌的胞吞依赖于细胞膜的什么特点？
提示　细胞膜的流动性。
(2)抗原由巨噬细胞呈递的直接去向是哪里？
提示　通过被辅助性T细胞和细胞毒性T细胞细胞膜上的受体接受。
名师点拨　“三看法”识别免疫类型
(1)看抗原的去向。如果大部分抗原需要细胞呈递才刺激相关细胞，则为体液免疫。
(2)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。
(3)看抗原的种类。如蛇毒或致敏原引起的免疫属于体液免疫，而病毒类(如HIV)进入人体，清除它们的过程主要是细胞免疫，器官移植中的排斥反应也主要是细胞免疫。
1． (2013·海南卷，21)关于人体非特异性免疫的叙述，正确的是 (　　)
A．非特异性免疫是能够遗传的
B．过敏反应是由非特异性免疫异常引起的
C．机体能够通过非特异性免疫产生记忆细胞
D．非特异性免疫只对一种特定的病原体起作用
答案　A
解析　非特异性免疫主要包括免疫的第一道防线(皮肤和黏膜等)和第二道防线(巨噬细胞和溶菌酶等)。这种免疫是先天就具有的，对于抗原没有特异性识别的过程，如巨噬细胞，虽然可以识别异物，并且进行吞噬，但是对于不同异物没有针对性的杀灭机制。A正确，因为非特异性免疫是先天的，与生俱来，故而是可以遗传的。B错误，过敏反应主要是因为抗体过多引起的，属于第三道防线的体液免疫，为特异性反应。C错误，记忆细胞由B细胞或T细胞产生，都属于第三道防线，为特异性反应。D错误，非特异性免疫没有针对性，对所有的能识别的异物都起作用。只针对一种病原体起作用的是特异性免疫。
2． (2013·新课标全国卷Ⅰ，4)示意图甲、乙、丙、丁为某实验动物感染HIV后的情况。
下列叙述错误的是 (　　)
A．从图甲可以看出，HIV感染过程中存在逆转录现象
B．从图乙可以看出，HIV侵入后机体能产生体液免疫
C．从图丙可以推测，HIV可能对实验药物a敏感
D．从图丁可以看出，HIV对实验药物b敏感
答案　D
解析　由丁图看出，加入实验药物b后HIV的数量持续大增，故HIV对实验药物b不敏感。
3． (2013·新课标全国卷Ⅱ，4)关于免疫细胞的叙述，错误的是 (　　)
A．淋巴细胞包括B淋巴细胞、T淋巴细胞和吞噬细胞(巨噬细胞)
B．血液和淋巴液中都含有T淋巴细胞和B淋巴细胞
C．吞噬细胞(巨噬细胞)和B淋巴细胞都属于免疫细胞
D．浆(效应B)细胞通过胞吐作用分泌抗体
答案　A
解析　免疫细胞包括淋巴细胞、吞噬细胞(巨噬细胞)等；根据淋巴细胞生成的场所不同，淋巴细胞又可以分为B淋巴细胞和T淋巴细胞，所以A错。
4． (2013·四川卷，2改编)若H7N9禽流感病毒侵入人体，机体在免疫应答过程中不会发生的是 (　　)
A．吞噬细胞(巨噬细胞)摄取和处理病毒
B．T细胞(辅助性T细胞)合成并分泌淋巴因子
C．浆细胞(效应B细胞)进行分裂并分泌抗体
D．B淋巴细胞增殖分化形成记忆细胞
答案　C
解析　病原体侵入机体后，首先需经吞噬细胞(巨噬细胞)的摄取、处理并呈递给辅助性T细胞，诱发辅助性T细胞产生淋巴因子，淋巴因子刺激B淋巴细胞增殖分化为浆(效应B)细胞和记忆B细胞，由浆(效应B)细胞合成并分泌抗体，但浆(效应B)细胞不具有分裂能力，故A、B、D选项正确，C选项错误。
5． (2013·重庆卷，4)少数人注射青霉素后出现胸闷、气急和呼吸困难等过敏(超敏)反应症状，严重者发生休克。以下有关叙述，正确的是 (　　)
A．青霉素过敏反应的主要原因是机体免疫防御功能低下
B．青霉素引起的病理性免疫反应，具有特异性和记忆性
C．机体初次接触青霉素后，活化的浆(效应B)细胞分泌淋巴因子
D．已免疫的机体再次接触青霉素后会发生自身免疫反应
答案　B
解析　过敏反应是已产生免疫的机体，在再次接受相同抗原时发生的组织损伤或功能紊乱，是机体免疫系统过于敏感所致，A项错误；青霉素注射后出现胸闷等过敏反应，且在下次注射青霉素后仍会出现相应症状说明青霉素引起的免疫反应具有特异性和记忆性，B项正确；浆(效应B)细胞只能分泌抗体，不能产生淋巴因子，淋巴因子是由辅助性T细胞分泌的，C项错误；已免疫的机体再次接触青霉素引起过敏反应，而不是自身免疫反应，D项错误。
6． (2013·新课标全国卷Ⅰ，30改编)胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞膜上葡萄糖转载体的数量增加，已知这些细胞膜上的载体蛋白转运葡萄糖的过程不消耗ATP。回答下列问题：
(1)胰岛素从胰岛β细胞释放到细胞外的运输方式是______________，葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式是______________。
(2)当血糖浓度上升时，胰岛素分泌__________，引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转载体的数量增加，其意义是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)脂肪细胞______________(填“是”或“不是”)胰岛素作用的靶细胞。
(4)健康人进餐后，血糖浓度有小幅度增加，然后恢复到餐前水平。在此过程中，血液中胰岛素浓度的相应变化是____________________。
答案　(1)胞吐　易化扩散　(2)增加　促进葡萄糖进入骨骼肌细胞和被利用，降低血糖浓度　(3)是　(4)先升高，后降低
解析　(1)根据胰岛素的物质类型和细胞膜的功能特性确定其运输方式，根据题干信息确定葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式；(2)根据血糖调节过程及胰岛素作用完成该设问；(3)由题干信息确定该设问；(4)根据胰岛素对血糖浓度的调节作用完成该设问。
1．下图是人体内血糖平衡调节示意图，据图分析不正确的是 (　　)
A．由图可知，血糖平衡的调节是由神经调节和体液调节共同完成的
B．图中甲表示胰岛β细胞，乙为胰岛α细胞，A为胰高血糖素，B为胰岛素
C．结构③通过释放化学递质，直接影响甲的分泌
D．血糖降低能直接刺激胰岛和肾上腺分泌相应激素
答案　D
解析　由题中的图形信息可得出，甲表示胰岛β细胞，乙为胰岛α细胞，A为胰高血糖素，B为胰岛素；结构③对血糖的调节属于神经调节，通过释放化学递质，直接影响甲的分泌，所以血糖平衡的调节是由神经调节和体液调节共同完成的；肾上腺分泌相应的激素是由下丘脑的神经控制的，不是由血糖降低直接刺激的。
2． 下列说法与图示不相符的是 (　　)
A．若A表示血糖的浓度，则B可以代表胰岛素的浓度
B．若A表示甲状腺激素的浓度，则B表示促甲状腺激素的浓度
C．若A表示血液中的CO2浓度，则B可以表示呼吸频率的变化
D．若A表示轻度污染后水体中的有机物含量，则B可以表示微生物的数量
答案　B
解析　题中横轴表示时间，纵轴表示物质的量变化，两条曲线呈波动变化，并且总是A曲线的变化在前，B曲线的变化在后，即曲线变化的含义为：随着时间的推移，A逐渐增多，并导致B的增多，而B的增多却导致A的减少，而A减少又导致B减少，B减少又导致A增多，依次类推，根据题意分析各选项，可知只有B项的内容将A、B曲线的含义说反了。
3． 下列关于人体调节的图解或曲线中，正确的是 (　　)
答案　A
解析　A为甲状腺激素的分级调节，各部分关系正确；进食后血糖浓度升高，胰岛素的含量增加，使血糖浓度降低，但当血糖降低至正常浓度时，胰岛素的含量就会降低；当从25 ℃进入到15 ℃的环境，机体的散热量暂时增加，随后在神经调节和体液调节下，内环境维持稳态，然后曲线趋于平衡；D图中的树突末梢或细胞体为突触后膜，应不含突触小泡。
4． 对大鼠切除垂体和胰腺，随后进行单独使用生长激素、胰岛素以及同时使用两种激素的实验，观察大鼠的生长情况，结果如图所示。以下分析不正确的是 (　　)
A．实验前切除胰腺和垂体是为了排除体内生长激素和胰岛素对动物生长的干扰
B．器官切除、三次注射之间应有时间间隔
C．器官切除前与每次激素使用后的大鼠生长情况可以构成相互对照
D．实验结果表明两种激素同时使用对大鼠生长具有相互增强效应的特点
答案　A
解析　由图可知，切除胰腺和垂体后小鼠的体重不再增加，单独注射生长激素和单独注射胰岛素后体重变化不大，如果同时注射生长激素和胰岛素，小鼠的体重增加明显，说明它们之间具有协同作用。该实验可以没有空白对照组，本实验自身前后构成相互对照。
5． 在细胞间和细胞内的信息传递过程中，需要受体对信号的识别。甲、乙是细胞表面受体和细胞内受体的作用机制模式图。下列有关受体的叙述中，错误的是 (　　)
A．若图甲表示神经元间兴奋的传递方式，则信号分子为化学递质，图甲的细胞膜能发生信息转变
B．图乙中的雌激素只能与特定的受体结合，从而使雌激素只能作用于特定的靶细胞
C．人体内其他激素的作用机制与图乙相似，即通过细胞内受体识别特定的激素
D．细胞表面受体、细胞质受体和细胞核内受体的化学本质都是蛋白质
答案　C
解析　细胞表面受体、细胞质受体和细胞核内受体的化学本质都是蛋白质；激素分子周游全身，与各种细胞接触，但只能识别它们的靶细胞，这是因为只有靶细胞带有能和激素分子结合的受体，有些激素的靶细胞表面带有受体，另一些激素的靶细胞受体不在表面而在细胞内部，这两类激素的作用机制不同。
6． 人体受到严寒刺激时，在大脑皮层的影响下，下丘脑部分细胞就能合成并分泌促甲状腺激素释放激素，进而刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素，又进一步刺激甲状腺分泌甲状腺激素，以增强代谢，抵御严寒。以下有关叙述正确的是 (　　)
A．此活动的调节属于体液调节
B．促甲状腺激素释放激素只作用于垂体
C．甲状腺在此调节中是效应器
D．在体温调节中，甲状腺激素与胰高血糖素是协同作用
答案　B
解析　大脑皮层对下丘脑的调节属于神经调节，在此调节过程中下丘脑是效应器；此活动的调节还涉及激素的作用，因此整个调节过程是神经—体液调节过程；在体温调节过程中甲状腺激素与肾上腺素为协同作用。
7．下图表示人体特异性免疫的部分过程，其中正确的是 (　　)
A．a细胞产生的抗体和b细胞产生的白细胞介素－2均可与抗原特异性结合
B．c代表效应细胞毒性T细胞，与靶细胞密切接触，使靶细胞中的抗原裂解死亡
C．d代表巨噬细胞，摄取处理后的抗原可呈递给辅助性T细胞
D．a细胞都是由B淋巴细胞增殖、分化所形成的，b细胞与细胞免疫和体液免疫都有关
答案　C
解析　a是效应B细胞，产生的抗体与抗原特异性结合，b是辅助性T细胞，受抗原刺激后释放白细胞介素－2，刺激B淋巴细胞增殖分化，c是效应细胞毒性T细胞，与靶细胞特异性结合，使靶细胞裂解释放抗原，d是巨噬细胞，吞噬处理抗原后呈递给辅助性T细胞，引起细胞免疫或体液免疫，A、B项错，C项正确；效应B细胞可由B淋巴细胞或记忆B细胞增殖分化而来，辅助性T细胞参与细胞免疫和体液免疫，D项错。
8． 将体重和健康状况相同的若干大鼠均分为甲、乙、丙三组。甲组通过手术切除胸腺，乙组损毁下丘脑，丙组不做处理。在人工控制的条件下饲喂一段时间后，将它们同时移入寒冷的环境中，接种某病毒(抗原)使之感染。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．甲组鼠有获得性免疫缺陷，不能产生免疫应答，非特异性免疫也非常弱
B．乙组鼠最先死亡，因为损毁了下丘脑使机体免疫力下降，不能抵抗病毒的感染
C．一段时间后，三组鼠的血糖浓度都降低，体内油脂分解并转化成糖元的速率将加快
D．丙组鼠辅助性T细胞分泌的白细胞介素－2能促进B淋巴细胞的增殖与分化过程
答案　D
解析　辅助性T细胞在胸腺内成熟，所以切除胸腺的大鼠，细胞免疫全部丧失，大部分的体液免疫丧失，非特异性免疫仍正常，A错误；甲组最先死亡，因为切除胸腺后，免疫应答几乎丧失，抵抗力非常弱，B错误；下丘脑是血糖调节中枢，所以乙组大鼠的血糖降低，而其他两组几乎不变，C错误。
9． 如图为某生物内有关免疫的一系列变化的过程示意图，下列描述错误的是 (　　)
A．上图中能特异性识别抗原的细胞只有细胞C、细胞B、细胞E三种
B．过程a是基因选择性表达的结果
C．过程b产生的物质X可以和Y特异性结合
D．有过敏反应的人在初次接触过敏原时不会发生图中的任何反应过程
答案　D
解析　图中细胞A是巨噬细胞、B是B淋巴细胞、C是T淋巴细胞、D是效应B细胞、E是记忆B细胞，所以能特异性识别抗原的有细胞C、B、E，故A正确；细胞分化过程是基因选择性表达的结果，B正确；物质X是抗体，抗体能与抗原特异性结合，C正确；过敏反应的人初次接触致敏原，发生了体液免疫，产生的抗体吸附在某些细胞表面，所以D错误。
10．蛇毒的主要成分为蛋白质和多肽。将眼镜蛇蛇毒处理后注入马体内，可获取抗蛇毒血清，用于治疗被眼镜蛇咬伤的患者。以下选项与此治疗原理最相似的是 (　　)
A．用免疫抑制剂治疗自身免疫疾病
B．骨髓移植治疗慢性粒细胞白血病
C．注射干扰素抑制乙肝病毒增殖
D．给新生儿注射乙肝抗体阻断病毒的母婴传播
答案　D
11．甲型流感病毒(H1N1)是一种RNA病毒，下图表示的是该病毒侵入人体后，机体发生免疫反应的某个阶段。下列叙述正确的是 (　　)
A．病原体①进入巨噬细胞的过程，体现了细胞膜的流动性
B．物质②接受刺激后，辅助性T细胞表面Na＋内流导致膜电位变化产生兴奋
C．因为有巨噬细胞参与，所以人体对甲型流感病毒的免疫是非特异性免疫
D．从人体的免疫功能来看，预防甲型流感最有效的措施是注射甲流抗体
答案　A
解析　图中显示的是巨噬细胞摄取、处理和呈递抗原给辅助性T细胞的过程。该过程有淋巴细胞参与，故属于免疫应答；辅助性T细胞不是神经细胞，不会产生兴奋；注射抗体只能对患者有一定治疗作用，不具有预防功能，虽然H1N1是RNA病毒，但注射疫苗依然是对甲型流感最有效的预防措施。
12．IGF－1是人体自己能够分泌的具有促进骨形成和蛋白质合成等生物学效应的一种含有70个氨基酸的蛋白质——胰岛素群生长因子1(与胰岛素结构相似)。据报道，牛奶中过量添加IGF－1能增加患多种癌症的风险。下列有关叙述不正确的是 (　　)
A．IGF－1与生长激素具有类似的作用
B．IGF－1具有调节代谢的功能，其调节方式可能具有反馈调节的特点
C．过量IGF－1导致原癌基因发生突变，属于生物致癌因素
D．IGF－1可能与胰岛素功能相似，可促进糖元合成
答案　C
解析　IGF－1能促进骨的形成和蛋白质合成，具有与生长激素类似的生理效应；IGF－1具有调节糖代谢的功能，具有反馈调节的特点；过量IGF－1会导致癌症发生，说明该物质可能会导致细胞原癌基因突变，其作为化学致癌因素；IGF－1与胰岛素结构相似，可促进血糖浓度降低。
13．(2013·重庆卷，7Ⅰ)马拉松长跑是一项超强体育运动，需要运动员有良好的身体素质。请回答下列有关问题：
(1)运动员出发后心跳加快，是________________调节的结果；运动停止后心跳并不立即恢复到正常水平，原因之一是激素调节具有________________________的特点。
(2)出发后体温逐渐升高，一段时间后在较高水平维持相对稳定，这是________________达到动态平衡的结果；途中运动员会大量出汗，造成血浆的________________升高，故应及时补充水分。
(3)长时间跑步会感到疲劳，但运动员仍能坚持跑完全程，控制该行为的中枢部位是________________。
答案　(1)神经和体液　作用时间较长　(2)产热和散热　渗透压　(3)大脑皮层
解析　(1)起跑这一复杂动作是在神经系统参与下完成的，起跑后心跳加快与肾上腺素的分泌有关，故该过程是神经调节和体液调节共同作用的结果；激素经过体液运输起作用，速度较慢，作用时间较长，运动停止后，部分肾上腺素等激素仍在一段时间内发挥作用，导致心跳不能立即恢复到正常水平。(2)体温在较高水平维持相对稳定，说明此时机体产热量和散热量达到动态平衡；途中大量出汗散失较多的水分，导致血浆渗透压升高，应及时补充水分以维持内环境渗透压稳定。(3)在感到疲劳状态下仍坚持跑完全程，与个人意识控制有关，控制该行为的中枢位于最高级中枢——大脑皮层。
14．(2013·广东卷，27)下丘脑体温调节中枢的冷敏神经元和热敏神经元放电频率因体温变化而相应改变，如图，正常情况下C、W曲线交于点S，此点对应的温度为正常体温。
(1)由图可知，当体温低于正常值时，冷敏神经元的放电频率________热敏神经元的放电频率，此时人体感觉到冷，随即通过________________调节，增加____________、减少____________，使体温回升至正常。
(2)人体感染流感病毒后点S右移，出现发热。若体温持续偏高会导致内环境稳态__________________，需要采取降温措施。
(3)人体初次感染流感病毒后，免疫系统随即启动，裂解被病毒入侵的宿主细胞和清除血液中的病毒。请用文字和箭头描述此免疫过程。
答案　(1)高于　神经—体液　产热　散热　(2)失调　(3)裂解被病毒入侵的宿主细胞：
清除血液中的病毒：
解析　(1)由图可知当体温低于正常值时，即S点的左侧，冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元的放电频率，此时通过神经调节，增加热敏神经元的放电频率，减少冷敏神经元的放电频率，使体温回升正常。(2)体温持续偏高会导致内环境稳态失调。(3)见答案。
15．(2013·全国大纲卷，32)用某种降血糖物质X做以下实验(注：用生理盐水配制X溶液)。
回答下列问题：
(1)某同学要验证X的降血糖作用，进行如下实验：
选择一批体重相同的正常小鼠，测定__________________，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的________________，对照组注射等量的________________，一段时间后测定两组小鼠的________________________，若__________________________________________________________________________，则表明X有降血糖作用。
(2)若要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验：
用________________小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1，用____________小鼠作为对照组2；实验组注射____________________，对照组1、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组________的血糖浓度均在正常范围内，而对照组________的血糖浓度高于正常范围，则表明一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。
答案　(1)血糖浓度　X溶液　生理盐水　血糖浓度　对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降　(2)患糖尿病　正常　一定量的X溶液(或X溶液)　2　1
解析　(1)实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称为自变量，本题中实验鼠是否注射X溶液为自变量；随自变量的变化而变化的变量称为因变量，本实验中血糖浓度的变化是因变量。除了一个因素以外，其他因素都保持不变的实验叫作对照实验。本实验过程中设置了对照实验，即注射X溶液与注射生理盐水形成对照，并且在实验前后均要测定小鼠的血糖浓度。本实验为验证性实验，故预测实验结果是对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降。(2)要验证一定量的X溶液能使患糖尿病的小鼠的血糖浓度下降到正常范围，除需要用患糖尿病的小鼠作空白对照外，还需要增设正常鼠作恢复到正常范围的对照，预测结果是实验组和增设的正常鼠的血糖浓度在正常范围内，对照组1患糖尿病小鼠的血糖浓度高于正常范围。第1讲　细胞的增殖和受精作用
考纲要求　1.细胞增殖的周期性(Ⅰ)。2.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。3.细胞的减数分裂(Ⅱ)。4.动物配子的形成过程(Ⅱ)。5.动物的受精过程(Ⅱ)。
构建网络　内化体系
填充关键点 思考连接处
(1)在有丝分裂和减数分裂的哪些时期染色体数∶DNA数＝1∶2？提示　有丝分裂的间期中的G2、前、中及MⅠ前的间期中的G2、MⅠ的前、中、后、末及MⅡ的前、中。(2)有丝分裂和减数分裂过程中哪些类型的细胞的细胞质分裂不均匀？提示　初级卵母细胞、次级卵母细胞。
考点1　细胞分裂方式的辨析与比较
1． 辨认分裂图像的关键是识别同源染色体。下列五组中的染色体，源于同源染色体的是D、E。
2． 下图表示某雄性动物体内处于不同分裂状态或时期的细胞，请据图回答问题：
(1)B细胞正处于有丝分裂后期，细胞内有染色体8条、染色单体0条。
(2)图中D细胞的名称为初级精母细胞，该时期之前其细胞核中含8个DNA分子。
(3)图中具有同源染色体的细胞有A、B、D(用字母表示)；含有染色单体的细胞有C、D(用字母表示)；含4个染色体组的是B(用字母表示)，含2个染色体组的有A、D(用字母表示)。
(4)将图中A细胞经过减数分裂形成精细胞的过程按分裂的顺序连接起来：A→D→C→E(用字母和箭头表示)。
3． 如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA相对值变化。据图回答问题：
(1)染色单体从c点开始消失。
(2)从b点开始不存在同源染色体。
(3)与体细胞染色体数目相同但无同源染色体的区段是cd段。
(4)联会发生在a点之后。
【思维辨析】
(1)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生基因突变与重组(2013·四川，1D改编) ( √ )
提示　该过程未涉及减数分裂，故不发生基因重组。
(2)真核细胞染色体DNA复制发生在有丝分裂前期(2011·海南，25D) ( × )
提示　发生在间期。
(3)动物细胞在有丝分裂中期，1个中心体复制形成2个中心体(2010·海南，3D改编)( × )
提示　中心体间期进行复制。
(4)人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223(2010·江苏，21D改编) ( × )
提示　最大概率为1。
(5)某二倍体动物的某细胞内有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞正在发生自由组合(2009·上海，18B) ( × )
提示　自由组合发生在MⅠ后期，细胞内的染色体数∶DNA数应为1∶2。
【归纳提炼】
1．“三看法”判断二倍体细胞图像所处的时期
2．减数分裂中根据细胞质分裂情况判断细胞名称
3．DNA含量、染色体数目变化的曲线判断
(1)DNA含量变化曲线
4． 涉及细胞分裂的4个误区
(1)误认为只要细胞分裂就有细胞周期
只有连续分裂的细胞才有细胞周期，高度分化的细胞、进行减数分裂的性原细胞都没有 细胞周期。
(2)误认为着丝粒分裂是纺锤丝牵拉的结果
着丝粒先分裂，之后纺锤丝牵拉。
(3)误认为赤道面是细胞的结构
细胞板是真实存在的结构，而赤道面并非真实存在。
(4)误认为同源染色体形态、大小完全相同
如性染色体的形态、大小不同。
例1　(2013·江苏卷，8)右图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝粒均在染
色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。下列表述正确的是(　　)
A．图中细胞处于减数第二次分裂前期
B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍
C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离
D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中
破题思路　明确题干信息→观察细胞图像→确认细胞分裂时期。
个性分析　解答本题首先要能判断出图中同源染色体的有无和姐妹染色单体的有无。图中含有同源染色体，故不可能处于减数第二次分裂过程中，A项错误；图中每条染色体均含姐妹染色单体，染色体的着丝粒没有分裂，故染色体数目不可能是体细胞的2倍，B项错误；由图可知，该时期细胞中存在联会形成四分体现象，为减数第一次分裂前期，染色体1和2为同源染色体，在减数第一次分裂的后期将会分离，C项正确；染色体1和3为为非同源染色体，染色体1和4也是非同源染色体，由于减数分裂过程中非同源染色体是自由组合的，故染色体1和3不一定出现在同一子细胞中，D项错误。
答案　C
思维延伸　(1)该图共有多少条染色体？
提示　12条。
(2)假如该图是某雄性动物的一个分裂图像，该细胞的名称是什么？
提示　初级精母细胞。
(3)假如该细胞图是某雌性动物的细胞分裂图，则该细胞就染色体组成来说会形成几种类型的卵细胞？
提示　一种。
(4)假如仅将图示中1、2两条染色体的DNA用15N标记，然后放在含14N的培养基中连续进行两次有丝分裂，最后形成的4个子细胞中是否都含有标记？
提示　不确定，可能有三种情况。
解题模板　利用简图法解决标记DNA分子的去向(以上面的第(4)问为例)
这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。
考点2　细胞分裂与遗传变异的联系
1． 细胞分裂与遗传规律
(1)基因分离定律发生在减数第一次分裂的后期，由于同源染色体的分离导致其上的等位基因发生分离。
(2)基因自由组合定律发生在减数第一次分裂的后期，在同源染色体分离的同时，非同源染色体发生自由组合。
(3)有丝分裂(填分裂方式)过程中不存在基因分离定律和基因自由组合定律。
2． 细胞分裂与生物变异
(1)基因突变主要发生在细胞分裂的间期(填时期)。
特别提醒　细胞分裂的各个时期都可以发生基因突变，并不是只有间期能够发生基因突变，只是在间期最容易发生基因突变。
(2)基因重组发生在减数第一次分裂的前期和后期，前期Ⅰ(填时期)是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换造成的基因重组；后期Ⅰ(填时期)是由于非同源染色体之间自由组合造成的。
(3)染色体畸变可以发生在细胞分裂的各个时期(填时期)。
【思维辨析】
(1)染色体不分离或不能移向两极引起的变异只发生在减数分裂中(2009·福建，3A改编) ( × )
提示　有丝分裂也可发生染色体数目变异。
(2)非同源染色体自由组合导致基因重组只发生在减数分裂中(2009·福建，3B改编)( √ )
提示　强调的是非同源染色体。
(3)(2012·江苏卷，8)观察到的某生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞如
右图所示。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
答案　A
解析　分析图示，细胞中姐妹染色单体分离，且移向细胞两极的染色体各有4条，结合题干该生物是体细胞含有6条染色体的二倍体，可判断该细胞移向两极的染色体比正常分裂时多一条，原因是在减数第一次分裂时，一对同源染色体没有分开，得到的两个次级性(精)母细胞中一个含有4条染色体，另一个含有2条染色体。其中含有4条染色体的次级性(精)母细胞的减数第二次分裂后期图像如题图所示。
(4)(2011·江苏卷，11)右图为基因型为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
C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞
D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组
答案　A
解析　此细胞中无同源染色体，处于减数第二次分裂，故可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是极体，A项错误；因亲代基因型为AABb，无a基因，故细胞中染色体上的a基因只能是基因突变产生的，B项正确；此细胞若为次级精母细胞，则形成的两个精子是两种类型，若为次级卵母细胞，则形成一个极体和一个卵细胞，一个卵细胞只能是一种类型，C项正确；图示细胞含一个染色体组，故该动物体细胞中含两个染色体组，在有丝分裂的后期染色体数目加倍，则含有四个染色体组，D项正确。
【归纳提炼】
1． 细胞分裂过程中产生异常细胞的原因分析
(1)纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。
(2)同源染色体不分离：在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致所产生的次级精(卵)母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。
(3)姐妹染色单体不分离：在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体不分离，导致产生的配子有一半异常。
2． 姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析
(1) 一定是基因突变
(2) 一定是交叉互换
(3)无任何提示，则上述两种情况都有可能。
例2　基因型为AaX BY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
破题思路　(1)Aa与XBY分开考虑；(2)不含XB或Y的配子→可能MⅠ异常，也可能MⅡ异常；(3)含AA的配子→只能是MⅡ异常。
个性分析　AA型配子中没有a基因，说明是减数第一次分裂时A与a已经分开，一定是由于减数第二次分裂时2号染色体未分离，①正确，②错误；AA型配子中不含性染色体，有两种可能：一是在减数第一次分裂时性染色体未分离，由产生的不含性染色体的次级性母细胞分裂而成；二是减数第二次分裂时性染色体未分离，产生不含性染色体的性细胞，故③正确，④错误。
答案　A
思维延伸　(1)如果产生一个aaXBXBY的配子可能的原因是什么？
提示　2号染色体一定在MⅡ时未分离，XBY在MⅠ时未分离，且XB在MⅡ时又未分离。
(2)假如Aa的小鼠在形成配子时，出现了处于减数第二次分裂中期Aa型的细胞，最可能的原因是什么？
提示　A和a所在的染色体发生了交叉互换。
解题模板　如何根据配子异常情况推测减数分裂何时发生异常(假设亲代为AaXBY)
(1)若配子中出现Aa或XY在一起时，则一定是MⅠ分裂异常。
(2)若配子中A与a、X与Y分开，但出现了两个AA/aa或两个XX/YY的配子，则一定是MⅡ分裂异常。
(3)若出现AAa或Aaa或XXY或XYY的配子时，则一定是MⅠ和MⅡ分裂均异常。
(4)若配子中无A和a，或无XB和Y时，则可能是MⅠ或MⅡ分裂异常。
考点3　观察有丝分裂和减数分裂的实验
例3　(2013·江苏卷，9)一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是(　　)
A．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦
B．因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮
C．为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距
D．一个视野中，用10×物镜看到8个细胞，用40×物镜则可看到32个细胞
破题思路　(1)明确物镜长短与装片之间的距离判断选项A；(2)明确调视野和调焦距的目的判断选项B和C；(3)明确显微镜有关的计算判断选项D。
个性分析　由于高倍镜头与玻片的间距很小，故换用高倍镜时，应从侧面观察以避免镜头受损，A正确；视野是否需要调亮的依据是观察结构的清晰与否，而不是细胞的多少和大小，B错误；观察不同层次的结构时，需要调节的物距变化范围很小，因此应调节细准焦螺旋，C错误；显微镜观察时，放大倍数越大，看到的细胞数越少，D错误。
答案　A
思维延伸　(1)如果用上述显微镜观察，洋葱根尖细胞有丝分裂装片可以看到一个细胞连续的分裂过程吗？
提示　不能，解离过程中细胞就已被杀死。
(2)观察减数分裂的材料中，为什么不宜选用动物的卵巢和植物的雌蕊？
提示　哺乳动物雌性的减数分裂发生在卵巢和输卵管中；雄配子的产生数量远远多于雌配子，更容易观察到减数分裂的细胞。
1． 观察减数分裂实验的特有现象
在观察减数分裂实验中，由于精(卵)原细胞既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，因此可在睾丸(卵巢)内观察到染色体数目为n、2n和4n的细胞。
2． 观察有丝分裂实验易错分析
(1)不清楚“解离”的作用原理，误以为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程。
(2)不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道面也能观察到。
(3)对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位都可作为观察对象，实际上只有分生区才可以。
1． (2013·新课标全国卷Ⅰ，2)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是 (　　)
A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同
B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同
C．两者后期染色体行为和数目不同，DNA分子数目相同
D．两者后期染色体行为和数目相同，DNA分子数目不同
答案　C
解析　假如体细胞内的染色体数为2N，有丝分裂前期、中期、后期、末期的染色体数目分别是2N、2N、4N、2N，减数第一次分裂相应时期的染色体数目分别是2N、2N、2N、N；有丝分裂前期、中期、后期、末期的DNA分子数目分别是4N、4N、4N、2N，减数第一次分裂相应时期的DNA分子数目分别是4N、4N、4N、2N；减数第一次分裂过程中同源染色体依次发生联会、四分体、分离与自由组合等行为变化，有丝分裂则没有这种特有变化。
2． (2013·安徽卷，4)下列现象中，与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是 (　　)
①人类的47，XYY综合征个体的形成　②线粒体DNA突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落　③三倍体西瓜植株的高度不育　④一对等位基因杂合子的自交后代出现3∶1的性状分离比　⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体
A．①② B．①⑤ C．③④ D．④⑤
答案　C
解析　③三倍体西瓜植株的高度不育是因为奇数的同源染色体减数分裂联会时出现紊乱，不能形成正常配子而造成高度不育；④中出现3∶1的性状分离比的实质是位于同源染色体上的等位基因在减数分裂过程中伴随同源染色体联会、分离造成的。①为染色体个别数目变异造成的人类遗传病，与减数第二次分裂异常有关，⑤卵列过程中只能进行有丝分裂，有丝分裂过程中无联会现象。②是细胞质基因突变的结果。
3． (2012·江苏卷，14)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)。若以该植株为父本，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
答案　D
解析　由于“缺失染色体的花粉不育”，若以该植株为父本，测交后代理论上应该全部表现为白色。若出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；减数第二次分裂时，即使姐妹染色单体3与4分离，由于其缺失突变，产生的花粉也不育，因而B项不合理；减数第二次分裂时姐妹染色单体分开成为染色体，分别移向细胞两极，不发生自由组合，因而C项也不合理；最可能的原因是减数第一次分裂的四分体时期，由于四分体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，基因B转移到染色单体1或2上，D项最合理。
4． 下列是与细胞分裂有关的一些图像，请回答：
(1)若图①表示某植物体内的一个正在进行分裂的细胞，则此细胞的下一个时期的主要特点是________________________________________________________________。
(2)若图②表示某高等雄性动物睾丸里的一个正在进行分裂的精原细胞，其细胞内染色体上的基因A、a、B、b分布如图，那么此细胞分裂得到子细胞的基因型是___________。
(3)若图③是某高等雌性动物体内的一个细胞，它的名称是___________________。
(4)若该动物为雌性，在下框中绘出图③的前一时期的分裂图像。
(5)图①②③中符合图④BC段的是________。若图④表示有丝分裂过程中每条染色体上的DNA变化，则DE段代表的时期是__________________________。
答案　(1)染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，染色体数目加倍，分开后的染色体在纺锤丝的牵引下，向两极移动　(2)AaBb　(3)卵细胞或第二极体(极体)　(4)如下图
(5)①②　后期和末期
解析　(1)①表示的是减数第二次分裂中期，当其进入下一时期后染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条相同的染色体，染色体数目加倍，分开后的染色体在纺锤丝的牵引下，向两极移动。(2)②表示有丝分裂中期，其产生的子细胞的基因型为AaBb。(3)③的染色体数目为奇数，同时不含有姐妹染色单体及同源染色体，因此该细胞应为减数第二次分裂后形成的子细胞，即为卵细胞或第二极体。(4)③为卵细胞或第二极体，其前一个细胞时期为减数第二次分裂后期，因此应有两种图像。(5)BC段可表示为有丝分裂的前期、中期，减数第一次分裂各时期以及减数第二次分裂的前期、中期，因此①②符合。
1． (2013·江苏卷，3)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是 (　　)
A．分裂间期有DNA和中心体的复制
B．分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍
C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期
D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期
答案　A
解析　动物细胞有丝分裂间期进行染色体的复制，即进行DNA的复制和相关蛋白质的合成，另外，动物细胞的有丝分裂有中心体的参与，在分裂间期，一个中心体复制为两个中心体，A正确；染色体复制并没有使染色体加倍，而是形成染色单体，B、D错误；纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，C错误。
2． 甲、乙两图表示基因型为AaBB的雌性动物细胞内的染色体行为变化，相关分析正确的是 (　　)
A．甲、乙分别为有丝分裂、减数分裂的染色体行为变化
B．甲图中，e→a表示在分裂间期发生的染色体复制过程
C．乙细胞的b基因来自于基因突变或基因重组
D．乙细胞分裂形成的子细胞不能进行受精作用
答案　D
解析　甲图表现了染色体的复制与分离，其可以表示有丝分裂和减数分裂的过程，所以A错误；表示染色体复制过程的是b→c，故B错误；由于该生物为基因型为AaBB的雌性动物，由乙图中出现b基因可以判断其发生的是基因突变而不可能为基因重组，C错误；由于乙细胞是均等分裂，所以乙为第一极体，其分裂形成的子细胞为第二极体，不参与受精作用，D正确。
3． 与有丝分裂相比较，不属于减数分裂所特有的是 (　　)
A．在一定的发育阶段和一定的场所进行
B．同源染色体分离导致染色体数目减半
C．子细胞的遗传信息组合可能是不同的
D．复制后的DNA随着丝粒的分裂而分开
答案　D
解析　在减数分裂和有丝分裂过程中都有着丝粒的分裂，所以D符合题意。
4． 某哺乳动物的基因型为AABbEe，右图是其中一个精原细胞在产生精
细胞过程中的某个环节的示意图，据此可以判断 (　　)
A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组
B．该精原细胞产生的精细胞基因型有ABe、aBe、AbE
C．图示细胞中，a基因来自于基因突变或基因重组
D．三对基因的遗传遵循自由组合定律
答案　B
解析　由图形可判断该细胞处于减数第二次分裂后期，该细胞中含有两个染色体组，A错；由于该动物的基因型为AABbEe，所以该细胞中的a基因来源于基因突变，而不可能来源于基因重组，C错；由于基因A、B不位于非同源染色体上，故其不符合自由组合定律，D错。
5． 如图是二倍体动物细胞分裂不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形统计图，下列有关叙述不正确的是 (　　)
A．①可表示有丝分裂，该时期染色体和DNA完成了复制
B．①可表示减数分裂，该时期可能发生交叉互换
C．②可表示有丝分裂，该时期发生着丝粒分裂，染色体数目加倍
D．②可表示减数分裂，该时期发生同源染色体分离
答案　D
解析　在①中染色体数与核DNA数之比为1∶2，所以其完成了DNA的复制，A对；复制后可能位于减数第一次分裂的前、中、后期，B正确；在②中染色体数与核DNA数之比为1∶1，且为未分裂细胞的两倍，处于有丝分裂的后期，C正确；在减数分裂同源染色体分离时着丝粒并没有分裂，其染色体数与核DNA数之比为1∶2，所以D错。
6． 在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是 (　　)
A．①时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
B．③时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个
C．②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
D．图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常
答案　C
解析　据图分析可知，①为有丝分裂后期的细胞，该时期着丝粒分裂，向每一极移动的基因有A、a、B、b，因而有红、黄、蓝、绿色荧光点，且各有1个；③为减数第二次分裂后期，由于减数第一次分裂同源染色体分离，减数第二次分裂过程中没有同源染色体，故该时期向每一极移动的为红、蓝(或绿)色荧光点，或者是黄、绿(或蓝)色荧光点，各1个；②时期的初级精母细胞每条染色体含有两条染色单体，此细胞的基因为A、A、a、a、B、B、b、b；图中精细胞含有A、B、b基因，其产生原因可能是减数第一次分裂过程中同源染色体没有分开。
7． 下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化，有关分析正确的是(　　)
A．a、b、c分别进行减数分裂、受精作用、有丝分裂
B．OP的核DNA含量比MN增加1倍，原因是NO发生了受精作用
C．JK发生同源染色体联会与分开
D．CD与OP的染色体数相同
答案　D
解析　由所给曲线图可以判断，a表示有丝分裂、b表示减数分裂、c表示受精作用(发生在LM阶段)以及卵裂(发生在NQ阶段)，故A、B均错；同源染色体的联会发生在GH阶段而分开在HI段，故C错；CD与OP都为有丝分裂的前、中、后期，其染色体数量相同，故D正确。
8． 一对正常的夫妇生了一个红绿色盲的孩子，在妻子的一个初级卵母细胞中，正常情况下色盲基因的数目和分布情况最可能是 (　　)
A．2个，位于X染色体上的一个DNA分子的两条链中
B．1个，位于X染色体上的一条染色单体中
C．2个，位于X染色体上的两条姐妹染色单体中
D．4个，位于四分体的每条染色单体中
答案　C
解析　由题分析可知，该妻子携带色盲基因，基因型为XBXb，该妻子的一个初级卵母细胞含有2个色盲基因，该基因位于两条姐妹染色单体中。
9． 某动物的精子内含19个DNA分子。某同学从该动物体内获得了一个细胞，镜检显示有39条无染色单体的染色体，则该细胞可能正在 (　　)
A．进行有丝分裂 B．发生基因的自由组合
C．发生同源染色体的分离 D．进行减数分裂
答案　D
解析　某动物的精子内含19个DNA分子， 这说明该动物体细胞含有38条染色体，该细胞进行正常减数分裂时，处于减数第二次分裂后期的细胞含有38条无染色单体的染色体，而该同学镜检的细胞含有39条无染色单体的染色体，这是由于该细胞在减数第一次分裂后期有一对同源染色体未分离所致。
10．某成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体，如取该小鼠的某种干细胞，放入含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，当该细胞首次进入有丝分裂后期时
(　　)
A．被标记的同源染色体移向两极
B．被标记的染色体是80条
C．此时细胞内的基因表达很活跃
D．此时细胞内含有2个染色体组
答案　B
解析　成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体，可知该小鼠体细胞含有40条染色体，在3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养该小鼠干细胞，由于DNA进行半保留复制，因此该细胞首次进入有丝分裂后期时被标记的染色体数是80条，处于该时期的细胞含有4个染色体组；同源染色体移向两极应发生在减数第一次分裂后期。
11．某二倍体生物的基因型是AaBb，如图是其体内一个正在进行减数分裂
的细胞示意图。下列说法正确的是 (　　)
A．该细胞含有一个染色体组
B．该细胞肯定发生过交叉互换和染色体畸变
C．A与a的分离仅发生于减数第一次分裂
D．减数第二次分裂出现差错可能产生基因型为Aabb的细胞
答案　D
解析　由图可知，该细胞含有两条同源染色体，因此含有两个染色体组；该细胞肯定发生了交叉互换，但不能判断是否发生了染色体畸变；由于发生了交叉互换，使每条染色体上都含有A和a基因，因此A与a的分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期；减数第二次分裂出现差错，可能使由姐妹染色体单体分开后形成的两条子染色体不能移向细胞两极而进入同一个细胞中，从而产生基因型为Aabb的细胞。
12．(2013·天津卷，2)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。
据图分析，下列叙述错误的是 (　　)
A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同
D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞
答案　C
解析　A、B两个选项是题干明确表述的事实，正确但不符合选项要求；Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ细胞分裂后期的染色体数目依次是2N、2N、4N，数目不同，C选项错误；动物体细胞的全能性受限，因而培育转基因动物时应选择受精卵(Ⅳ细胞为受精卵)作为受体细胞。
13．图1表示某动物精巢内细胞分裂不同时期染色体、染色单体和DNA分子数目的比例，图2表示同种动物体内处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图分析回答下面的问题：
(1)图1中a、b、c柱表示染色体的是________，甲中染色体和DNA分子数目的比例关系说明，细胞核内曾经发生的分子水平的变化是____________________。
(2)图2中，A细胞内含有________条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为________，其细胞名称为________________________________。
(3)图2中，C细胞分裂后产生的子细胞名称为____________________，相当于图1中的________阶段。
(4)图1中甲可以表示图2中______________细胞图像。
答案　(1)a　DNA分子的复制　(2)8　1∶2　初级精母细胞　(3)精细胞　丁　(4)A、B、D
解析　(1)染色单体数目可以为0，DNA数目可以与染色体数相等也可以是染色体数目的2倍，由此可以判断a表示染色体。(2)由图2中的A细胞质均匀分配以及题干中的“某动物精巢内”可以判断A细胞为初级精母细胞。(3)C细胞处于减数第二次分裂后期，其分裂后产生的细胞为精细胞。(4)图1中的甲表示细胞内遗传物质已经复制完成，且没有进行着丝粒的分裂和同源染色体的分离，所以对应图2中的A、B、D细胞图像。
14．某同学在显微镜下观察洋葱根尖细胞的装片时，在低倍镜下观察到如图甲所示的细胞，在高倍镜下看到如图乙所示的视野，图丙是该同学根据细胞分裂中染色体变化规律绘制的每条染色体上的DNA含量变化的坐标图。请据图回答下列问题：
(1)从图甲可以看出，生物体通过____________________________完成个体发育。
(2)图乙中的B细胞处于图丙中的________段。
(3)下图为某同学构建的减数分裂中染色体的变化模型图，其中正确的是________(多选)。
(4)基因突变导致遗传物质发生改变的时期对应丙图中的________段。
(5)另一同学用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂的某个装片，并统计各时期的细胞数量。各时期细胞数记录在下表中：
细胞分裂时期 样本1 样本2 样本3 总数
间期 M1 M2 M3 M
分裂期 前期 A1 A2 A3 A
中期 B1 B2 B3 B
后期 C1 C2 C3 C
末期 D1 D2 D3 D
计数细胞的总数 N
若该实验的目的是研究细胞周期中每个时期所经历的时间长短，请分析：
①表中的样本1、样本2、样本3具体是指什么？________________________________。
②洋葱根尖细胞的一个细胞周期大约为720分钟。则分裂间期所需要的时间为______________分钟。
答案　(1)细胞分裂、细胞分化(或细胞分裂、细胞生长、细胞分化)　(2)DE　(3)AC　(4)AB　(5)①三个不同视野中的细胞　②720M/N
解析　(1)图甲表示细胞分裂、细胞分化过程，个体发育过程涉及细胞分裂和细胞分化。(2)图丙中的DE段表示每条染色体上有1个DNA分子，图乙中的B细胞处于有丝分裂的后期，每条染色体上只含有1个DNA分子，故对应图丙中的DE段。(3)模型图A可表示减数第二次分裂的后期，模型图C可表示减数第一次分裂的后期，模型图B、D在正常的减数分裂过程中是不可能出现的。(4)基因突变发生在细胞分裂的间期，此时DNA分子能够进行复制。(5)细胞周期中，各时期所需时间的计算公式是t＝T×n/N(T为一个细胞周期所需的时间，N为取样的总细胞数，n为某一时期的细胞数)，根据表格数据与公式，可以推出分裂间期所需要的时间t为(720M/N)分钟。第3讲　变异、育种和进化
考纲要求　1.基因重组(Ⅰ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。3.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。4.生物变异在生产上的应用(Ⅱ)。5.生物进化理论的主要内容(Ⅱ)。6.生物的多样性、统一性和进化(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点 思考连接处
(1)三种变异在真核生物中是否都存在？提示　都存在。(2)杂交育种一定比单倍体育种所用时间长吗？提示　不一定，如要获得隐性类型。(3)自然选择怎样改变基因频率？提示　通过淘汰不利个体来实现。
考点1　生物的变异
1． 观察表中图示区分易位与交叉互换
染色体易位 交叉互换
图解
区别 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
属于染色体结构变异(变异类型) 属于基因重组(变异类型)
可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
2． 观察图示，区分生物的变异类型
分别发生的变异类型为①缺失；②重复；③倒位；④基因突变。
3． 单倍体、二倍体和多倍体的区分
【思维辨析】
(1)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生基因的突变与重组(2013·四川，1D) ( √ )
提示　形成幼苗的过程中，不发生基因重组。
(2)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化(2011·海南，19C) ( × )
提示　染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变，基因突变会造成基因种类的变化。
(3)人工诱变所引起的基因突变或染色体畸变都是有利的(经典高考题) ( × )
提示　人工诱变是基因突变的一种方式，提高了突变率。基因突变具有多害少利性。
(4)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(2010·江苏，6C)( × )
提示　基因突变在光学显微镜下看不到。
(5)在有丝分裂和减数分裂的过程中，会由于非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异(2011·江苏，22C) ( √ )
提示　属于易位类型。
(6)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加(2011·海南，19改编)( × )
提示　染色体组整倍性、非整倍性变化会导致基因数目改变，但种类不变。
【归纳提炼】
三种可遗传变异的比较
类型项目 基因突变 基因重组 染色体畸变
实质 碱基对的缺失、增加或替换 控制不同性状的基因的重新组合 染色体数目或结构发生变化
适用范围 生物种类 所有生物(包括病毒)均可发生 自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程中，为核遗传 真核生物细胞增殖过程中均可发生
生殖 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖
类型 自然突变、诱发突变 交叉互换、自由组合、人工DNA拼接技术 染色体结构变异、染色体数目变异
发生时期 主要在DNA复制时 减数分裂四分体时期及减数第一次分裂后期 细胞分裂期
产生结果 产生新的基因 只产生新的基因型，不产生新的基因 不产生新的基因，但可引起基因数目或排列顺序的变化
镜检 光学显微镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定 光学显微镜下可检出
育种应用 诱变育种 杂交育种、基因工程育种 单倍体育种、多倍体育种
例1　(2013·福建卷，5)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是 (　　)
A．图甲所示的变异属于基因重组
B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C．如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
破题思路　(1)根据变异发生的范围→确定A选项；(2)回顾染色体存在及观察的最佳时期→确定B选项；(3)根据题干信息→确定C和D选项。
个性分析　图甲所示的变异属于染色体结构的变异；观察异常染色体可选择有丝分裂的中期或减数分裂的联会或四分体时期；在不考虑其他染色体的情况下，理论上该男子产生的精子类型有6种，即仅具有异常染色体、同时具有14号和21号染色体、同时具有异常染色体和14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体和21号染色体、仅具有14号染色体；该男子的14号和21号染色体在一起的精子与正常女子的卵细胞结合能生育染色体正常的后代。
答案　D
思维延伸　(1)由D选项所述生育正常后代的概率为多少？
提示　　。
(2)假设异常染色体形成时，没有丢失基因，那么C选项所述该男子产生的基因数量增加的精子类型有多少种？
提示　　2种。
考点2　生物的变异与育种
完成下面填空，掌握几种育种方式
假设a、B为玉米的优良基因，现有AABB、aabb两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进行了实验(如图)。
(1)过程①的育种方法是人工诱变育种，其原理是基因突变，最大的优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的优良变异类型。
(2)过程②→③→④的育种方法是杂交育种，其原理是基因重组，基因型为aaB__的类型经④后子代中aaBB所占比例是1/2。
(3)过程②→⑤的育种方法是多倍体育种，过程⑤使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成。
(4)过程②→⑥→⑦的育种方法是单倍体育种，其原理是染色体畸变，最大的优点是明显缩短育种年限。
【思维辨析】
(1)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关(2013·安徽，4③) ( √ )
提示　同一种形态的染色体有三条，导致联会紊乱。
(2)低温抑制染色体着丝粒分裂，使子染色体不能分别移向两极导致染色体加倍(2013·福建，3A改编) ( × )
提示　低温抑制纺锤体的形成。
(3)用秋水仙素处理细胞群体，M(分裂)期细胞的比例会减少(2013·浙江，1D) ( × )
提示　秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使细胞停留在M期，用秋水仙素处理细胞群体，M期细胞的比例会增加。
【归纳提炼】
1． 多倍体育种的原理分析
2． 育种方法的选择
根据不同育种要求和提供的不同材料，综合分析选择不同的育种方法，设计相应育种程序。具体分析如下：
(1)若要求培育隐性性状的个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。
(2)若要求快速育种，则应用单倍体育种。
(3)若要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，则可利用诱变育种的方法。
(4)若要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种的方法。
(5)若要求将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可用杂交育种，亦可利用单倍体育种。
(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。
(7)若要求克服远缘杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工程育种的方法。
3． 动植物杂交育种的区别
方法：植物杂交育种中纯合子的获得只能通过逐代自交的方法，不能通过测交方法，子代留种；而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法，亲代留种。
4． 澄清“可遗传”与“可育”
(1)确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化 ”。
(2)“可遗传”≠“可育”
①三倍体无籽西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。
②无籽番茄“无籽”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无籽”性状是不可保留到子代的，将无籽番茄进行组织培养时，若能正常授粉，则可结“有籽果实”。
例2　(2013·浙江卷，32节选)在玉米中，控制某种除草剂抗性(简称抗性，T)与除草剂敏感(简称非抗，t)、非糯性(G)与糯性(g) 的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体(乙)；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体(丙)。
请回答：
(1)获得丙的过程中，运用了诱变育种和______________育种技术。
(2)若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为______________的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是__________。
(3)采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为____________的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。
破题思路　明确EMS诱导基因突变；基因突变通常导致成对基因中的单个基因发生改变；明确诱变育种、单倍体育种、杂交育种的过程。
个性分析　(1)甲ttGG产生的花粉为tG，在EMS诱变下通过花药离体培养获得单倍体tg，再由单倍体tg获得可育的丙非抗糯性ttgg，需要秋水仙素处理使染色体加倍，这个过程属于单倍体育种。(2)甲ttGG通过诱变产生乙TtGG，乙和丙ttgg杂交，可以获得TtGg和ttGg，从中选出表现型为抗性非糯性TtGg的个体自交，F2中有抗性糯性T__gg的个体，其比例为3/16。(3)采用自交法，纯合子不会发生性状分离，杂合子出现性状分离。F2中抗性糯性T__gg的个体有可能为TTgg，其自交结果不会出现性状分离。如果出现性状分离且抗性糯性∶非抗糯性＝3∶1则为杂合子Ttgg。
答案　(1)单倍体　(2)抗性非糯性　3/16　(3)非抗糯性
解题模板　遗传图解法展示单倍体育种和杂交育种的关系
考点3　不可忽视生物的进化
1． 完善现代生物进化理论图解
2． 比较达尔文自然选择学说与现代生物进化理论
3． 下图表示生物新物种形成的基本环节，据图回答相关问题
(1)A表示突变与基因重组，B表示地理隔离，C表示生殖隔离。
(2)生物进化的判断标准是什么？
答案　种群基因频率的改变。
(3)新物种的形成必须经过B过程吗？
答案　不一定，除了上述的渐变式，还应有爆发式及人工创造新物种。
【思维辨析】
(1)突变的可遗传性阻碍生物进化(2012·江苏，5D) ( × )
提示　突变可为生物进化提供原材料。
(2)“超级细菌”耐药性产生的原因是定向突变(2011·广东，25A) (×)
提示　基因突变具有多方向性。
(3)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境(2010·大纲全国Ⅰ，4C) (√)
提示　一般来说，生物体适应环境的性状能保留下来，不适应环境的性状易被淘汰，前者控制相应性状的基因的频率会升高。
(4)物种的形成可以不经过隔离(2010·山东，2A) ( × )
提示　隔离是物种形成的必要条件，新物种的形成必须经过生殖隔离。
(5)自然选择决定了生物变异和进化的方向(2011·江苏，6A) ( × )
提示　自然选择决定生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向。
(6)生物进化过程的实质在于有利变异的保存(2010·山东，2B) ( × )
提示　生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
(7)人工培育的新物种只能生活在人工环境中(2010·江苏，12A) ( × )
提示　人工培育的新物种，只要能够适应自然环境的条件，便可以在自然环境中生存下去。
(8)进化时基因频率总是变化的(2008·山东，5B改编) ( √ )
提示　生物进化的标志就是种群基因频率的改变。
【归纳提炼】
1． 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。
2． 基因频率和基因型频率的计算方法
(1)定义法
基因频率＝×100%。
(2)基因位置法
①若某基因在常染色体上，则
基因频率＝×100%。
②若某基因只出现在X染色体上，则
基因频率＝×100%。
(3)通过基因型频率计算
若已知AA、Aa、aa的频率，求A(a)的基因频率，则
A%＝AA%＋×Aa%；a%＝aa%＋×Aa%。
(4)运用哈迪—温伯格平衡定律，由基因频率计算基因型频率
①内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(Aa)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)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。
②适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。这五个条件是：种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；没有新基因的加入；没有自然选择。
例3　(2013·山东卷，6)用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配，连续自交并逐代淘汰隐性个体，随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是 (　　)
A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4
B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
C．曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n＋1
D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
破题思路　(1)明确自交、随机交配的含义；(2)分4种情况推导。
个性分析　若Aa分别连续自交和随机交配并淘汰隐性个体，则后代都为(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa则F1代Aa的基因型比例都是2/3。而若F1代再自交则其后代是1/3AA＋2/3Aa(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa，Aa所占的比例是0.4；若F1代再随机交配则可先计算出F1的A和a的基因频率分别为2/3和1/3，依据遗传平衡可计算出F2中AA＝4/9、Aa＝4/9、aa＝1/9，淘汰aa之后则Aa＝1/2，由此推知图中曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线，曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线，进而可知B正确；曲线Ⅱ所示F2代的A、a基因频率分别为3/4和1/4，则随机交配后代中AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，淘汰aa后，则Aa的基因型频率为2/5，所以A正确； Aa分别连续自交和随机交配不淘汰隐性个体， F1代Aa的基因型频率都是1/2, 若F1代再随机交配，后代的基因型频率不会发生改变，则图中曲线I是随机交配的曲线。而若F1代再连续自交Aa的基因型频率＝(1/2)n，F2中Aa＝1/4，则可推知图中曲线Ⅳ是自交的结果，曲线Ⅳ中在Fn代纯合体的比例是1－(1/2)n，则比上一代Fn－1增加的数值是1－(1/2)n－[(1－(1/2)n－1)]＝(1/2)n，C项不正确。
答案　C
名师点拨　自交与自由交配的区别
(1)自交强调的是相同基因型个体的交配，如基因型为AA、Aa群体中自交是指：AA×AA 、Aa×Aa。
(2)随机交配强调的是群体中所有个体自由交配，如基因型为AA、Aa群体中自由交配是：
AA×AA、Aa×Aa、AA♀×Aa♂、Aa♀×AA♂。
考点4　生物变异类型的实验探究
例4　(2013·山东卷，27节选)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。
现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)
实验步骤：①___________________________________________________________；
②观察、统计后代表现型及比例。
结果预测：Ⅰ.若________，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ.若____________________，则为图乙所示的基因组成；
Ⅲ.若____________________，则为图丙所示的基因组成。
破题思路　(1)选择与该突变体杂交的植株标准应使该突变体的基因功能暴露出来；(2)分类假设看推出的结果三种情况是否不同。
个性分析　确定基因型可用测交的方法，依题意选择缺失一条染色体的植株mr与该宽叶红花突变体进行测交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与moro，后代为MmRr、MoRo、Mmrr、Moro，宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1；若为图乙所示的基因组成，即MMRo与moro，后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo(幼胚死亡)，宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1；若为图丙所示的基因组成，即MoRo与moro，后代为MmRr、MoRo、moro、oooo(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。
答案一　①让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交，收集并种植种子，长成植株　Ⅰ.若子代宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1　Ⅱ.若子代宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1　Ⅲ.若子代中宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1
答案二　①让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交，收集并种植种子，长成植株　Ⅰ.宽叶红花∶宽叶白花＝3∶1　Ⅱ.后代全为宽叶红花　Ⅲ.宽叶红花∶窄叶红花＝2∶1
思维延伸　(1)能否让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的宽叶白花植株杂交？
提示　不能，因为此杂交方法不能把图乙和图丙所示的突变体区分出来。
(2)能否让该宽叶红花突变体与如图乙那种缺失类型的窄叶白花植株杂交？
提示　能。
1． 基因突变体、染色体结构缺失突变体、染色体数目缺失突变体的判别
(1)判别依据：基因突变体只改变了基因种类，基因的数目没有变化；染色体结构缺失突变体减少了缺失段的基因，即缺失部分基因；染色体整条缺失，则导致整条染色体上的基因缺失。
(2)判断方法：分别作出假设，选择突变体与缺失一条染色体或一条部分缺失的染色体杂交、测交或自交，看相交后的结果是否不同，若存在不同，则假设成立。
注意　具体选用的材料与杂交方法要依题目给定的条件来定。
2． 变异原因的探究
(1)变异的原因及分析
①遗传物质的改变引起的变异可在其自交后代或与其他个体的杂交后代中再次出现(即能遗传)。
②仅由环境条件的改变引起的变异不能遗传给自交后代或杂交后代。
(2)判断变异原因的方法
①自交或杂交获得子代，子代自交或子代之间杂交，用这种方法确定变异的原因。如果子代自交或杂交的后代出现变异性状，则变异性状是由于遗传物质变化引起的，反之，变异性状的出现仅是由环境引起的，遗传物质没有改变。
②将变异个体和正常个体培养在相同的条件下，两者没有出现明显变异，则原来的变异性状是由环境引起的。
3． 染色体畸变与基因突变的判别
(1)判别依据：光学显微镜下能观察到的是染色体畸变，不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较，可以判断是否发生了染色体畸变。
4． 显性突变与隐性突变的判定
(1)理论基础：受到物理、化学和生物因素的影响，AA个体如果突变成Aa个体，则突变性状在当代不会表现也来，只有Aa个体自交后代才会有aa变异个体出现，因此这种变异个体一旦出现即是纯合子。相反，如果aa个体突变成Aa个体，则当代就会表现出突变性状。
(2)判断方法
①选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。
②植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。
1． (2013·海南卷，22)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异(畸变)，下列叙述错误的是 (　　)
A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B．基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同
C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
答案　D
解析　A正确，新基因的产生依靠基因突变，基因突变包括碱基对的缺失、增添或替换。B正确，B1、B2基因的碱基排列顺序不同，其转录的mRNA碱基序列也不同，但是mRNA可能出现不同的密码子决定同一种氨基酸的情况，所以可能出现合成相同蛋白质的情况。而碱基排列顺序不同，也可能导致合成蛋白质不同的情况。C正确，生物指导蛋白质合成的过程中，都是使用同一套密码子，这也是证明生物共同起源的有力证据。D错误，B1与B2为等位基因，在同一个细胞中时，存在于同源染色体上，故而可以存在于同一个细胞中。但是二倍体生物的配子遗传物质减半，在不考虑染色体畸变的情况下，配子中只含有一个染色体组，不可能含有两个等位基因，故而不可以存在于同一个配子中。
2． A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，如图所示。下列有关叙述不正确的是
(　　)
A．A和a、B和b均符合基因的分离定律
B．可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象
C．染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组
D．同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换后可能产生4种配子
答案　C
解析　A和a、B和b位于一对同源染色体上，两对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律；来源于非同源染色体上的片段移接属于染色体畸变；染色体结构的变化可以在显微镜下观察到；同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换后可能产生4种配子，基因型为AB、Ab、aB、ab。
3． (2013·大纲全国卷，5)下列实践活动包含转基因技术的是 (　　)
A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆
答案　C
解析　A项为单倍体育种，原理是染色体畸变；B项为杂交育种，原理为基因重组；C项为基因工程育种，需要利用转基因技术将重组DNA分子导入受体细胞，原理为基因重组；D项为诱变育种，原理为基因突变。
4． (2013·天津卷，4)家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。
家蝇种群来源 敏感性纯合子/% 抗性杂合子/% 抗性纯合子/%
甲地区 78 20 2
乙地区 64 32 4
丙地区 84 15 1
下列叙述正确的是 (　　)
A．上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果
B．甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%
C．比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高
D．丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果
答案　D
解析　分析题干信息及表格信息可知，对杀虫剂抗性基因的根本来源是基因突变(碱基对替换)，三个地区普遍存在三种基因型的个体，只是概率不同，说明主要是受到遗传和各自环境的选择作用造成的，因而A选项、C选项错误，D选项正确；甲地区家蝇种群中抗性基因频率为：×100%＝12%，B选项错误。
5． 果蝇的染色体组如图所示。如果Ⅳ号染色体多一条(这样的个体称为Ⅳ—三体)或少一条(Ⅳ—单体)均能正常生活，而且可以繁殖后代。三体在减数分裂时，3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离，另一条染色体随机移向细胞一极，各种配子的形成机会和可育性相同。请分析回答下列问题：
(1)Ⅳ—三体雄果蝇在减数分裂时可产生________种配子，次级精母细胞中含Y染色体的数目是________。
(2)野生型果蝇(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee)，该等位基因位于Ⅳ号染色体，据此回答下列问题：(注：实验中的亲本无眼果蝇染色体组成均正常)
①基因E和e的根本区别是_______________________________________________。
②将无眼果蝇与野生型Ⅳ—单体果蝇杂交，子一代的表现型及比例为______________________________________。
③将无眼果蝇与野生型Ⅳ—三体果蝇杂交，子一代中，正常∶三体等于____________。
选择子一代中的Ⅳ—三体雌果蝇与无眼雄果蝇测交，请用遗传图解表示该测交过程(需有配子及子代的种类和比例)。
答案　(1)4　0、1、2　(2)①脱氧核苷酸的排列顺序不同　②野生型∶无眼＝1∶1　③1∶1
P：　　　EEe♀　　　×　　　ee♂
野生型 无眼
配子和子代
卵细胞精子 1EE 2Ee 2E 1e
e 1EEe 2Eee 2Ee 1ee
表现型 野生型 野生型 野生型 无眼
比例 5 1
解析　(1)Ⅳ—三体雄果蝇在减数分裂时可产生Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、Y和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 4种配子；次级精母细胞中含Y染色体的数目为0(同源染色体分离后含X染色体的次级精母细胞)、1(同源染色体分离后含两条Y姐妹染色单体的次级精母细胞)、2(两条Y姐妹染色单体分开后的次级精母细胞)。(2)等位基因的区别在于脱氧核苷酸的排列顺序不同。
1． 下列关于基因重组的说法，不正确的是 (　　)
A．减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组
B．受精作用过程中配子的自由组合属于基因重组
C．我国科学家培育抗虫棉，利用的原理是基因重组
D．将活的R型菌与加热杀死的S型菌混合，部分R型菌转化为S型菌属于基因重组
答案　B
解析　A正确，基因重组分为两类，减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合；四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换。B错误，受精作用过程中配子的自由组合不属于基因重组。C正确，基因工程培育抗虫棉将抗虫基因与棉花的染色体DNA整合在一起，属于基因重组。D正确，加热杀死的S型菌的DNA进入活的R型菌内，使R型菌与S型菌的基因发生重组。
2． DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G。推测“P”可能是 (　　)
A．胸腺嘧啶 B．腺嘌呤
C．胸腺嘧啶或腺嘌呤 D．胞嘧啶或鸟嘌呤
答案　D
解析　根据半保留复制的特点，DNA分子经过两次复制后，突变链形成的两个DNA分子中含有U—A、A—T碱基对，而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有G—C、C—G碱基对，因此被替换的碱基“P”可能是G，也可能是C。
3． 细胞的有丝分裂与减数分裂都有可能产生可遗传的变异，其中不能发生在有丝分裂过程的变异是 (　　)
A．非同源染色体自由组合，导致基因重组
B．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
C．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
D．染色体不能分离或不能移向两极，导致染色体数目变异
答案　A
解析　减数分裂与有丝分裂过程均可以发生基因突变、染色体畸变，有丝分裂过程不发生基因重组，基因重组只发生在减数分裂过程中。
4． 下列有关生物变异来源的叙述，正确的是 (　　)
A．基因突变发生于特定的DNA分子片段，一定会产生新的等位基因，不一定会引起生物性状的改变，电子显微镜下才能看到
B．自然条件下的基因重组一般只发生于有性生殖产生配子的减数分裂过程中。一对表现型正常的夫妇生出白化病(aa)儿子的变异来源是基因重组
C．用适宜浓度生长素类似物处理后得到的无籽番茄的果肉细胞进行植物组织培养，获得的植株含两个染色体组，所以番茄的无籽性状属于可遗传的变异
D．生物个体发生的染色体畸变，无论是染色体结构变异，还是染色体数目变异，显微镜下都能观察到
答案　D
解析　突变一定会产生原基因的等位基因，但不一定会改变生物的性状，基因突变在电子显微镜下无法观察到；自然条件下基因重组一般发生在有性生殖的减数第一次分裂前期和后期，即在减数分裂过程中非同源染色体上非等位基因自由组合，一对等位基因不会发生基因重组；用适宜浓度的生长素类似物处理后得到无籽番茄，用其果肉细胞进行植物组织培养，获得的植株含有两个染色体组，但番茄自身的遗传物质并未发生改变，因此其无籽性状属于不可遗传的变异。
5． (2013·四川卷，5)大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是 (　　)
A．用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性
B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体
C．植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低
D．放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向
答案　A
解析　单倍体植株的体细胞仍具全能性，故A正确；单倍体植株的细胞中有20条染色体，在有丝分裂后期染色体数目加倍，应含40条染色体；杂合子连续自交，其纯合度提升；基因突变可为生物进化提供原材料，不能决定生物的进化方向；生物的进化方向取决于“自然选择”，故B、C、D选项所述不正确。
6． (2013·江苏卷，25改编)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是 (　　)
A．利用①、③品种间杂交筛选获得a
B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b
C．a、b和c的培育均可采用单倍体育种方法
D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c
答案　D
解析　利用①、②品种间杂交后筛选可获得a，A错误；染色体加倍并不改变原有的基因，只有通过诱变育种，可由③选育出b，B错误；诱变育种和转基因技术均可获得原品种不具有的新性状，故C错，D对，单倍体育种不能产生新基因。
7． 下列关于育种方法的叙述，正确的是 (　　)
A．用杂交的方法进行育种，从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种
B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多优良性状
C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的新品种自交后代中约有1/4为纯合子
D．用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代
答案　A
解析　诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多害少利和多方向的特点，故诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，故B错误。用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，故C错误。二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，故D错误。
8． 普通果蝇的第3号染色体上的三个基因，按猩红眼－桃色眼－三角翅脉(St－P－DI)的顺序排列；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是St－DI－P，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此，下列说法正确的是 (　　)
A．倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组
B．倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会
C．自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代
D．由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇的性状不变
答案　C
解析　倒位属于染色体结构变异，而交叉互换属于基因重组，发生在同源染色体之间；倒位后的染色体与其同源染色体部分区段仍能发生联会；倒位可能会导致果蝇性状发生改变。
9． 急性早幼粒细胞白血病是最凶险的一种白血病，发病机理如图所示，2010年度国家最高科学技术奖获得者王振义院士发明的“诱导分化疗法”联合应用维甲酸和三氧化二砷治疗该病。维甲酸通过修饰PML－RARa，使癌细胞重新分化“改邪归正”；三氧化二砷则可以引起这种癌蛋白的降解，使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡。下列有关分析不正确的是 (　　)
A．这种白血病是早幼粒细胞发生了染色体畸变引起的
B．这种白血病与早幼粒细胞产生新的遗传物质有关
C．维甲酸和三氧化二砷均改变了癌细胞的DNA结构
D．“诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞
答案　C
解析　根据图中信息判断，急性早幼粒细胞白血病是由染色体甲和染色体乙间发生了染色体结构变异中的易位导致的；该遗传病是由染色体甲和染色体乙发生易位后形成了融合基因导致的，故该过程中遗传物质发生改变；据信息判断维甲酸可修饰融合基因，三氧化二砷可导致该癌蛋白降解，最终使癌细胞凋亡，但没有改变癌细胞的DNA结构；“诱导分化疗法”可以抑制早幼粒细胞分化成癌细胞，减少骨髓中癌细胞的产生。
10．(2013·海南卷，15)果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是 (　　)
A．v基因频率降低了50%
B．V基因频率增加了50%
C．杂合果蝇比例降低了50%
D．残翅果蝇比例降低了50%
答案　B
解析　因该果蝇种群长期保持vv的基因型为4%，由此算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，vv有0.04×20 000＝800，Vv有2×0.2×0.8×20 000＝6 400，VV有0.8×0.8×20 000＝12 800。引入后，基因频率v＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确，B错误。因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低50%，C、D正确。
11．关于植物染色体畸变的叙述，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
答案　D
解析　染色体组整倍性变化导致基因数量变化，不能导致基因种类增加；基因突变导致新基因的产生，染色体畸变不能导致新基因产生； 染色体片段的缺失和重复导致基因数量减少和增加，不能导致基因种类变化；染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化，故D正确。
12．(2013·江苏卷，12)如图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示
各物种与人类的DNA相似度)。DNA碱基进化速率按1%/百万年
计算，下列相关论述合理的是 (　　)
A．四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成
B．生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素
C．人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积
D．大猩猩和人类的亲缘关系，与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同
答案　C
解析　物种的形成是遗传变异、选择和隔离三个环节共同作用的结果，A错误；自然选择决定生物进化的方向，B错误；人与黑猩猩的DNA差异百分比是0.99%，而碱基进化速率为1%/百万年，通过计算可知人与黑猩猩的DNA差异经历99万年左右的积累，C正确；通过DNA的差异百分比可知，人与大猩猩的亲缘关系较大猩猩与非洲猴的亲缘关系近得多，D错误。
13．如图为某植物种群(雌雄同花且为纯合子)中甲植株的A基因(扁茎)和乙植株的B基因(缺刻叶)发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题：
(1)简述上图两个基因发生突变的过程：______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)突变产生的a基因与A基因的关系是________________________，a基因与B基因的关系是________________________。
(3)若a基因与b基因分别控制圆茎和圆叶，则突变后的甲、乙两植株的基因型分别为________、________，表现型分别为________________、________________。
(4)请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料，设计杂交实验程序，培育出具有圆茎圆叶的观赏植物品种。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)DNA复制的过程中一个碱基被另一个碱基取代，导致基因的碱基序列发生了改变　(2)等位基因　非等位基因　(3)AaBB　AABb　扁茎缺刻叶　扁茎缺刻叶　(4)①将甲、乙两植株分别自交；②选取甲子代中表现型为圆茎缺刻叶(aaBB)的植株与乙子代中表现型为扁茎圆叶(AAbb)的植株进行杂交，获得扁茎缺刻叶(AaBb)；③让得到的扁茎缺刻叶自交，从子代中选择圆茎圆叶植株即为所需品种(也可用遗传图解表示)
解析　由题干信息可知，A基因与B基因突变均是由碱基对改变导致脱氧核苷酸序列变化。突变产生的新基因与原基因互为等位基因，由于该突变为隐性突变，故突变后性状并未发生变化。
14．果蝇为XY型性别决定，与人的性别决定方式不同的是，果蝇由受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性。表中为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况，请分析回答：
受精卵中性染色体组成 发育情况
XX、XXY 雌性，可育
XY、XYY 雄性，可育
XXX、YO(没有X染色体)、YY 胚胎期致死
XO(没有Y染色体) 雄性，不育
(1)染色体数目正常的亲代果蝇交配后，形成了一个性染色体组成为XXY的受精卵，其原因可能是亲代雌果蝇卵细胞形成过程中____________________________________未分开，产生了含有XX性染色体的卵细胞，与含Y染色体的正常精子结合后形成XXY受精卵；还可能是亲代雄果蝇产生精子时______________未分开，并与正常的卵细胞结合后形成XXY受精卵。
(2)果蝇的红眼(B)对白眼(b)为显性，该基因位于X染色体上。一只白眼雌蝇和一只红眼雄蝇交配后，F1代雌蝇和雄蝇均既有红眼也有白眼，造成这一结果的原因是亲代果蝇中某一亲本的性染色体数目异常。
①这一杂交组合中，性染色体数目异常的是____________(填“父本”或“母本”)，其性染色体组成是____________。
②亲代白眼雌蝇的基因型是____________，其产生的卵细胞中，基因组成的类型可能有________________(写出具体的基因组成)；亲代红眼雄蝇的基因型是______________，子代红眼雄蝇的基因型是________________。
(3)在果蝇群体中有一种“嵌合体”果蝇，其身体左侧无“性梳”，而身体右侧有“性梳”(“性梳”是雄果蝇特有性状)。研究发现“嵌合体”果蝇左侧身体细胞性染色体组成为XX，右侧身体细胞性染色体组成为XO。该果蝇染色体的变异产生于________________(填“原始生殖”或“体”)细胞的________分裂过程中。
答案　两条同源的X染色体未分开或复制后产生的姐妹染色单体　XY(或性染色体或XY同源染色体)　(2)①母本　XXY　②XbXbY　XbXb、Y、Xb、XbY、XbXbY、O　XBY　XBY、XBO　③体　有丝
解析　(2)由题分析可知，一只白眼雌蝇和一只红眼雄蝇交配后，F1代雌蝇和雄蝇均既有红眼也有白眼，造成这一结果的原因是母本性染色体数目异常，即母本的基因型为XbXbY，其产生的卵细胞中，基因组成的类型可能有XbXb、Y、Xb、XbY、XbXbY、O。亲代红眼雄果蝇的基因型为XBY，其产生的精子的基因组成为XB、Y，精卵结合产生的类型XBXbXb胚胎期致死，XBXb、XBXbY为红眼雌果蝇，XbXbY为白眼雌果蝇，YY胚胎期致死，XbY、XbYY为白眼雄果蝇，由此可知，子代红眼雄果蝇的基因型为XBY、XBO。第1讲　基因工程与细胞工程
考纲要求　1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅰ)。4.植物的克隆(Ⅰ)。5.动物的克隆(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)基因工程和克隆技术操作的工具酶有什么不同？提示　前者涉及限制性核酸内切酶和DNA连接酶；后者涉及纤维素酶、果胶酶和胰蛋白酶。(2)转基因植物的培育涉及到哪些生物工程？提示　基因工程、植物组织培养(植物细胞工程)。(3)转基因动物的培育涉及到哪些生物工程？提示　基因工程、动物细胞工程、胚胎工程。
考点1　基因工程
1． 比较限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶和解旋酶
种类项目 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶
作用底物 DNA分子 DNA分子片段 脱氧核苷酸 DNA分子
作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 碱基对间的氢键
作用结果 形成粘性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链DNA分子
2． 重组DNA分子的构建过程
【思维辨析】
(1)生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶(2012·四川，2D) ( × )
提示　不需要DNA连接酶。
(2)一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列(2007·全国Ⅱ，4A)( √ )
提示　这是限制性核酸内切酶的特性决定的。
(3)用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸(2010·浙江，2A) ( × )
提示　限制性核酸内切酶切割的是DNA，烟草花叶病毒的核酸是RNA。
(4)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(2011·四川，5D) ( × )
提示　不能检测其完全表达。
(5)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点(2011·浙江，6B) ( √ )
提示　载体的特点之一是至少含一个限制性核酸内切酶识别位点。
(6)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，属于基因工程(2010·大纲全国Ⅱ，5D) ( × )
提示　噬菌体DNA整合到细菌DNA上属于基因重组，不是人工操作，基因工程是人工操作。
(7)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加(2010·江苏，18B)( × )
提示　在转抗虫基因植物的选择作用下，抗性强的昆虫得以保留。
(8)动物的生长激素基因转入植物后不能表达(2010·江苏，18C) ( × )
提示　基因工程打破了物种的界限。
【归纳提炼】
1． 区分一个至多个限制性核酸内切酶切点与每种酶一个切点
(1)一个至多个限制性核酸内切酶切点：作为载体必须具有一个至多个限制性核酸内切酶切点，以便与外源基因连接。
(2)每种酶一个切点：每种酶的切点最好只有一个。因为一种限制性核酸内切酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制性核酸内切酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。
2． 将目的基因导入受体细胞
植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 显微注射技术 感受态细胞法(用Ca2＋处理)
受体细胞 受精卵、体细胞 受精卵 原核细胞
3． 目的基因的检测与鉴定
例1　(2013·新课标全国卷Ⅰ，40节选)阅读如下资料：
资料　科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
回答下列问题：
资料属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用__________法。构建基因表达载体常用的工具酶有______________________和____________。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是________________________。
破题思路　读懂资料信息→联系相关知识→规范作答。
个性分析　动物细胞基因工程中，最常用的导入基因的方法是显微注射法；植物细胞基因工程中，最常用的导入基因的方法是农杆菌转化法。
答案　显微注射　限制性核酸内切酶　DNA连接酶　农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中
思维延伸　(1)资料为什么将基因表达载体导入小鼠的受精卵中？
提示　因为受精卵具有全能性。
(2)资料中转基因烟草的培育，除涉及到基因工程外，还涉及到的生物工程技术是什么？
提示　植物组织培养。
例2　如图一是利用基因工程生产人胰岛素的主要流程图，图二是生产过程中所制备的带有目的基因供体DNA分子及载体(质粒)的示意图。箭头所指为相应限制性核酸内切酶的识别位点，Tetr表示四环素抗性基因，Tetr上游有基因C，基因C的表达产物会阻断Tetr基因的表达。请回答下列问题：
(1)通过转基因技术生产胰岛素工程菌的步骤是：________、________、__________、__________，图一中的供体细胞是________________。
(2)第②步中需要的酶是__________________，第④步常用的方法是______________。
(3)若图一所示过程中以Tetr为标记基因，则第③步中应选用________________对供体DNA和质粒进行切割；为检测转化结果，将经第④步处理后的大肠杆菌培养液接种到含有__________培养基上，长出的菌落就是成功插入目的基因的菌落。
(4)基因工程中常选用大肠杆菌作为受体细胞，请说出大肠杆菌作为受体细胞的优点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少回答出两点)。
答案　(1)获取目的基因　形成重组DNA分子　重组DNA分子导入受体细胞　筛选含目 的基因的受体细胞　人的胰岛β细胞　(2)逆转录酶和DNA聚合酶　感受态法(高浓度的
钙离子溶液处理)　(3)BglⅠ、HindⅢ　四环素　(4)繁殖能力强、容易培养、代谢旺
盛、产量高等
考点2　克隆技术
1． 比较下表中植物组织培养与动物细胞培养
植物组织培养 动物细胞培养
原理 细胞全能性 细胞增殖
培养基的物理性质 固体 液体(合成培养基)
培养基的成分 水、无机盐、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂等 葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等
结果 新的植株或组织 新的细胞系或细胞株
条件 均需无毒环境，无菌操作，适宜的营养、温度、pH、O2等
2． 下图为克隆动物的培育过程，据图回答有关问题
(1)写出①～⑤的过程名称：①去核；②取核；③核移植；④卵裂；⑤胚胎移植。
(2)D新个体的性别与B动物相同。
(3)D新个体的绝大多数性状与B动物相同。
【思维辨析】
(1)组织培养、细胞杂交、显微注射、核移植均为培育草莓脱毒苗所采用的技术(2012·广东，2改编) ( × )
提示　只有组织培养为培育脱毒苗采用的技术。
(2)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性(2012·江苏，22C) ( × )
提示　是否体现细胞全能性的依据是能否发育成新个体。
(3)去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理(2008·全国Ⅰ，5B) ( √ )
提示　前者用纤维素酶和果胶酶处理；后者用胰蛋白酶处理。
(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(2010·浙江，4A) ( × )
提示　只能形成单层细胞。
【归纳提炼】
克隆动物与试管动物认识的误区
(1)误区一：试管动物与克隆动物的产生都是无性生殖。
纠正：试管动物的产生是有性生殖，克隆动物的产生是无性生殖。
(2)误区二：试管动物(哺乳类)的产生是在体外进行的，克隆动物(哺乳类)的产生是在体内进行的。
纠正：试管动物(哺乳类)和克隆动物(哺乳类)早期胚胎之前都是在体外进行的，早期胚胎经过胚胎移植之后都是在体内进行的。
(3)误区三：胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，因此胚胎移植的胚胎只能来自体内受精的胚胎。
纠正：胚胎移植的胚胎有三个来源：体内正常受精产生的胚胎、核移植产生的重组细胞培养而来的胚胎、体外受精产生的早期胚胎。
例3　动物细胞培养技术是动物克隆技术的基础，在动物克隆的其他技术中都得到广泛应用。下面是与动物克隆技术相关的问题，请分析回答：
(1)在进行动物细胞培养时，首先要将动物组织剪碎，然后用__________处理，以分散成单个细胞，制成细胞悬液。
(2)动物细胞培养时，要保证细胞必需的营养、适宜的温度和pH条件，还要提供无菌、无毒和适宜的气体环境。为达到无菌、无毒的环境条件，除了要对培养液和培养器具进行消毒、灭菌处，还要①____________________，②______________________。气体环境中CO2的作用是_________________________________________________。
(3)应用于该移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是________________________________________________________________________。
(4)白化病人是由于其细胞中缺乏某种酶，我们可以通过培养__________________来研究这种酶的功能。
答案　(1)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)　(2)在培养液中加入一定量的抗生素　定期更换培养液　维持培养液中的pH　(3)10代以后的细胞遗传物质可能发生突变(或保证供体细胞正常的遗传基础)　(4)正常人和白化病人的细胞
个性分析　(1)动物细胞培养时需要胰蛋白酶将动物组织分散成单个细胞，制成悬浮液。(2)动物细胞培养时除要保证必需的营养、适宜的温度和pH条件外，还需无菌、无毒环境，除对培养液和培养器具进行消毒、灭菌外，还应在培养液中适当添加抗生素，以抑制细菌的生长；气体环境中的CO2可以维持培养液的pH。(3)传代培养次数多时，可能导致培养细胞发生转化，使细胞的遗传物质发生变化，所以用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞。(4)细胞克隆的最主要用途之一是从普通细胞中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系，进行比较研究所缺乏基因的功能。
例4　植物体细胞杂交，又称原生质体融合，是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。下图所示为培养农作物新品种的过程示意图，请分析回答下列有关问题：
(1)图示育种过程涉及的生物工程技术除植物细胞杂交外还有____________、____________。
(2)图中a、b分别表示一个已插入外源的DNA片段的重组Ti质粒载体的____________、____________。
(3)过程c表示____________________________________________________________。
(4)过程e表示____________________________________________________________。
(5)微型繁殖培育无病毒幼苗时，一般选取__________作为外植体，依据是________________________________________________________________________。
答案　(1)基因工程　植物组织培养　(2)T DNA　标记基因　(3)将重组DNA分子导入受体细胞　(4)脱分化　(5)茎尖、根尖　细胞分裂速度快，几乎无病毒侵染
1． (2013·广东卷，3)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是
(　　)
A．合成编码目的肽的DNA片段
B．构建含目的肽DNA片段的表达载体
C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
答案　C
解析　由题可知，多肽P1为抗菌性强和溶血性也强的多肽，但是要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础之上设计出自然界原本不存在的蛋白质，应用蛋白质工程，依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽，即答案为C。
2． 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．都需要用CO2培养箱 B．都需要用液体培养基
C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性
答案　C
解析　动、植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行；动物成体的体细胞离体培养用液体培养基，不能体现细胞的全能性；植物成体的体细胞离体培养不一定用液体培养基，能体现细胞的全能性。
3． (2013·浙江卷，6)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型
D．丁过程得到的细胞具有异质性
答案　C
解析　动物细胞培养需要无毒无菌的环境，甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A项正确；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B项正确；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型，C项错误；丁过程表示传代培养，此时得到的细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，D项正确。
4． (2012·新课标全国卷，40改编)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
为使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核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是_____________________________。
(2)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。
(3)基因工程中除质粒外，__________和__________也可作为载体。
(4)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__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同　(2)mRNA(或RNA)　cDNA(或DNA)　PCR　(3)λ噬菌体的衍生物　动植物病毒　(4)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
解析　为使载体和目的基因连接，二者必须具有相同的粘性末端，因而当使用除EcoRⅠ之外的其他酶进行切割时，应该产生相同的粘性末端。反转录是由RNA形成DNA的过程，获得大量反转录产物时常用PCR扩增技术。基因工程常用的载体是质粒，除此以外，λ噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为载体。如果用大肠杆菌作为受体细胞，必须用钙离子处理，使其处于感受态(此状态吸收外源DNA的能力增强)。
5． 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)，请结合图示回答下列问题：
(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用____________酶处理。
(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是__________，此外，细胞增殖还表现出________________和接触抑制等特点。
(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛，但也不是100%的复制，原因最可能是___________________
________________________________________________________________________。
(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有________________________________________
________________________________________________________________________。
转基因奶牛的克隆成功，说明了动物__________________________________________
具有全能性。
答案　(1)胰蛋白　(2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变　(3)有丝分裂　贴壁生长
(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞　(5)①生物的性状受细胞核
基因和细胞质基因共同控制；②生物的性状还受环境因素的影响　(6)细胞核移植、细
胞培养、胚胎移植技术　体细胞的细胞核
解析　(1)实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离开来。(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强，遗传物质没有发生改变，适于作核移植的供体细胞。(3)在进行原代培养时，细胞以有丝分裂的方式进行增殖，同时表现出贴壁生长和接触抑制的现象。(4)去除卵母细胞细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。(5)生物的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果，同时，生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。(6)该克隆动物的培育过程中涉及细胞核移植、细胞培养和胚胎移植等技术，说明了高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
1． 下列有关限制性核酸内切酶的说法，正确的是 (　　)
A．大多数限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列是GAATTC，并能切出粘性末端
B．能识别特定的脱氧核苷酸序列和具有特定的酶切位点
C．可识别特定的核糖核苷酸序列，并进行切割
D．其活性不受温度、pH等条件的影响
答案　B
解析　一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的酶切位点进行切割，而不是大多数限制性核酸内切酶识别一种序列。限制性核酸内切酶的本质是蛋白质，其活性受温度、pH等条件的影响。
2． EcoRⅠ和SmaⅠ限制性核酸内切酶识别的序列均由6个核苷酸组成，但切割后产生的结 果不同，其识别序列和切割位点(图中箭头处)如图所示，据图分析下列说法正确的是 (　　)
A．所有限制性核酸内切酶的识别序列均由6个核苷酸组成
B．SmaⅠ切割后产生的是粘性末端
C．用DNA连接酶连接平末端和粘性末端的效率一样
D．细菌细胞内的限制性核酸内切酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵
答案　D
解析　限制性核酸内切酶的识别序列一般由5个、6个或8个核苷酸组成；SmaⅠ切割后产生的是平末端；用DNA连接酶连接平末端的效率比连接粘性末端的低；细菌中的限制性核酸内切酶之所以不切割自身DNA，是因为细菌在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可将外源入侵的DNA降解掉。含有某种限制性核酸内切酶的细胞，其DNA分子中不具有这种限制性核酸内切酶的识别序列，限制性核酸内切酶不能将其切割，所以即使细菌细胞中含有某种限制性核酸内切酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。
3． 图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是 (　　)
A．图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团
B．在构建重组质粒时，可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNA
C．用PstⅠ和HindⅢ酶切，加入DNA连接酶后可得到1种符合要求的重组质粒
D．导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长
答案　C
解析　图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，会破坏两个磷酸二酯键，磷酸二酯键是由相邻脱氧核苷酸的磷酸基团和脱氧核糖脱水形成的，因此只含有2个游离的磷酸基团。由于BamHⅠ的切割位点在目的基因的内部，使用它切割外源DNA会破坏目的基因。用PstⅠ和HindⅢ切割质粒后，虽然破坏了ampr基因，但是会保留下neo基因作为标记基因，以备筛选。用PstⅠ和HindⅢ切割外源DNA后，可得到两个能与质粒连接的DNA片段，但是只有带目的基因的DNA片段与酶切后的质粒连接才符合要求。由于氨苄青霉素抗性基因遭到破坏，因此，只能用含新霉素的培养基进行筛选。
4． 质粒是常用的基因工程载体。下图是某种天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(标示了部分基因及部分限制性核酸内切酶的作用位点)，据图分析下列说法正确的是 (　　)
A．图中的终止子是由三个相邻碱基组成的终止密码
B．用农杆菌转化法可将该质粒构建的表达载体导入动物细胞
C．用限制性核酸内切酶Ⅰ和DNA连接酶改造后的质粒无法被限制性核酸内切酶Ⅱ切割
D．用限制性核酸内切酶Ⅱ处理能防止该质粒构建的表达载体引起植物疯长
答案　D
解析　密码子是mRNA上三个相邻的碱基，不会出现在DNA上；农杆菌转化法是将重组载体导入植物细胞的方法；用限制性核酸内切酶Ⅰ和DNA连接酶构建的表达载体中仍存在限制性核酸内切酶Ⅱ的识别位点(tetr)；用限制性核酸内切酶Ⅱ切割后，编码控制细胞分裂素及吲哚乙酸合成的物质就不能合成了。
5． 如图表示利用棉花叶肉细胞进行原生质体培养的过程，据图分析不正确的是 (　　)
A．①过程是在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液环境下用纤维素酶和果胶酶处理
B．②过程表示原生质体在培养基提供的特定条件下形成愈伤组织，此过程叫做再分化
C．③过程中以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导
D．该过程体现了植物细胞的全能性
答案　B
解析　植物组织培养时，去除细胞壁的方法是酶解法，即用纤维素酶和果胶酶处理，原生质体在低渗溶液中会吸水涨破，所以选择0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液；形成愈伤组织的过程称为脱分化；再分化过程需要以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导；植物组织培养过程体现了植物细胞的全能性。
6． 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行细胞培养。下列说法正确的是 (　　)
A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理
B．细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞呼吸
C．甲、乙细胞在持续的培养过程中，乙会出现停止增殖的现象
D．仅用培养肝细胞的培养液也能用来培养乙肝病毒
答案　C
解析　利用肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶处理，不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶需要在强酸环境中才能起作用；CO2的作用是维持细胞培养液正常的pH；正常细胞在持续的培养过程中会出现停止增殖的现象；乙肝病毒只能在细胞中培养，不能在培养肝细胞的培养液中培养。
7． (2013·大纲全国卷，2)关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是 (　　)
A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒
答案　B
解析　植物组织培养不需要用胰蛋白酶。
8． 对于不同的生物，将重组基因导入受体细胞的方法有差异，下列方法不合适的是(　　)
A．以质粒为载体，利用大肠杆菌生产人的胰岛素时，可用氯化钙处理大肠杆菌
B．以噬菌体为载体，利用大肠杆菌生产人的凝血因子时，可使其直接侵染大肠杆菌
C．以质粒为载体，利用转基因羊生产人的乳铁蛋白时，可用显微注射技术将重组基因导入受精卵
D．以质粒为载体，培育转基因植物时，可借鉴质粒侵染细胞的途径，用重组质粒侵染植物细胞
答案　D
解析　细菌或病毒对细胞具有侵染能力，如果载体是质粒，将外源基因导入细菌时，可用氯化钙处理(氯化钙可增大细菌细胞壁的通透性)。对于体积较大的动物受精卵可采用显微注射技术。对于植物体细胞，可采取先将重组质粒导入土壤农杆菌内，再用含重组质粒的土壤农杆菌感染植物细胞。
9． 科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—，请据图回答：
(1)过程①所需要的酶是________。
(2)在构建基因表达载体的过程中，应用限制性核酸内切酶______切割质粒，用限制性核酸内切酶______切割目的基因。用限制性核酸内切酶切割目的基因和载体后形成的粘性末端通过__________________原则进行连接。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是____________________________________________________。
(3)在过程③中一般将受体大肠杆菌用________________进行处理，以增大 ____________的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
(4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，得到如图a所示的结果(圆点表示菌落)，该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了_________________，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b所示的结果(圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置)。与图b圆圈相对应的图a中的菌落表现型是__________________________，这些大肠杆菌中导入了________________。
(5)人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______________________。目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是_____________________________________。
答案　(1)逆转录酶　(2)Ⅰ　Ⅱ　碱基互补配对　人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同　(3)CaCl2溶液　细胞壁　(4)普通质粒或重组质粒　抗氨苄青霉素而不抗四环素　重组质粒　(5)二者共用一套密码子　生长激素基因→mRNA→生长激素
解析　(1)目的基因的获取途径有三条，很明显，题图中是通过逆转录法来获取目的基因的，过程①所需要的酶应是逆转录酶。(2)根据限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点为“—G↓GATCC—”、限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点为“—↓GATC—”，结合图示质粒及目的基因上的相关碱基序列推知，在构建基因表达载体的过程中，应用限制性核酸内切酶Ⅰ切割质粒，用限制性核酸内切酶Ⅱ切割目的基因。人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子可以进行重组，说明人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同，即基因是生物遗传物质结构和功能的基本单位。(3)将目的基因导入细菌细胞中的方法是Ca2＋处理法，使其细胞壁通透性增强，便于将含有目的基因的重组质粒导入受体细胞。(4)在含氨苄青霉素的培养基上能形成菌落，说明导入了普通质粒或重组质粒，再将其在含有四环素的培养基上培养，得到如图b所示的结果，说明与图b圆圈相对应图a中的菌落是含有重组质粒的大肠杆菌。(5)目的基因能成功地在大肠杆菌中得以表达，则说明人和大肠杆菌等生物共用一套(遗传)密码子。人的生长激素基因通过转录形成信使RNA，再通过翻译，形成人的生长激素，其表达的过程即生长激素基因→mRNA→生长激素。
10．植物组织培养是克隆植物的一种方法，其过程如图所示，据图回答下列问题。
(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)培养皿中的培养基中除需添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物，如紫杉醇，可将①______________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过____________即可获得大量细胞。
(4)植物组织培养过程需要在植物生长和繁殖的最适条件下进行，否则在光学显微镜下可能观察到细胞的______________________发生了异常，进而导致植物性状遗传不稳定甚至出现不育。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛应用于______________________、______________、____________等育种过程。
答案　(1)这些部位很少受到病毒等的侵害　(2)脱分化和再分化　(3)愈伤组织　细胞分裂　(4)染色体结构或数目
(5)植物体细胞杂交育种　基因工程育种　单倍体育种
解析　(1)刚长出的茎尖或芽尖还没有受到病毒的侵染，因此用这些部位的细胞作植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。(2)在植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导外植体形成愈伤组织，生根发芽，从而形成新的植物体。(3)紫杉醇是细胞代谢产物，可通过对愈伤组织进行机械处理获得大量的单细胞，再经过细胞有丝分裂获得大量细胞，以形成大量的细胞代谢产物。(4)在植物形成愈伤组织时，很容易发生细胞融合，从而使植物发生染色体结构或数目的变异。(5)植物组织培养技术除了用于微型繁殖、脱毒植株的培育，还可以用于植物体细胞杂交育种、基因工程育种和单倍体育种等多个方面。
11．质粒能成功转入植物细胞，并将质粒上的一部分外源的DNA整合到植物细胞的DNA中。如图表示利用质粒进行转化获得抗除草剂大豆的过程。请据图分析回答：
(1)过程②将目的基因导入质粒后，需要经过____________使质粒与目的基因切口粘合。
(2)整合了目的基因的重组质粒，在组成上还含有启动子、终止子和__________。
(3)过程③可以采用的方法是______________________________________________。
(4)过程④运用了细胞工程的__________________技术；该技术的理论依据是__________________________；在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行______________和______________。
(5)为了检测通过④过程获得的幼苗是否具有抗除草剂的特性，可采用的方法是________________________________________________________________________。
答案　(1)DNA连接酶　(2)标记基因　(3)农杆菌转化法(或花粉管通道法或基因枪法)　(4)植物组织培养　植物细胞的全能性　脱分化　再分化　(5)对幼苗喷施除草剂，观察其生长状况
解析　(1)过程②将目的基因导入质粒后，需要经过DNA连接酶使质粒与目的基因切口粘合。(2)整合了目的基因的重组质粒，在组成上还必须含有启动子、终止子和标记基因。(3)过程③是将目的基因导入植物细胞，可以采用农杆菌转化法(或花粉管通道法或基因枪法等)。(4)过程④运用了细胞工程中的植物组织培养技术，该技术的理论依据是植物细胞的全能性；在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行脱分化和再分化。(5)为了检测通过④过程获得的幼苗是否具有抗除草剂的特性，可采用的方法是对幼苗喷施除草剂，观察其生长状况。
12．下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。
资料1　巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，同时AOX1基因也会因受到诱导而表达[5’AOX1和3’AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2　巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。
(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上________、________限制性核酸内切酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
(2)酶切获取HBsAg基因后，需用________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取________________。
(3)步骤3中应选用限制性核酸内切酶____________来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
(4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用__________________方法进行检测。
(5)转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入________以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。
(6)与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行________并分泌到细胞外，便于提取。
答案　(1)SnaBⅠ　AvrⅡ　(2)DNA连接酶　大量重组质粒　(3)BglⅡ　(4)DNA分子杂交　(5)甲醇　(6)加工(修饰)
解析　(1)重组质粒上的目的基因若要表达，需要目的基因的首尾含有启动子和终止子。而SnaBⅠ、AvrⅡ识别的序列在启动子和终止子之间，只要在目的基因两侧的A和B位置分别接上这两种序列，并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种限制性核酸内切酶对质粒和目的基因同时进行切割，便会各自出现相同的粘性末端，便于重组与表达，同时可防止自身环化，因此在HBsAg基因两侧的A和B位置应接上SnaBⅠ和AvrⅡ限制性核酸内切酶的识别序列。(2)①用DNA连接酶可将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒；②将重组质粒导入大肠杆菌体内，目的是利用大肠杆菌的无性繁殖，短时间内获取大量的重组质粒。(3)重组DNA的两侧分别是启动子和终止子，除BglⅡ外，其他限制性核酸内切酶均会破坏含有启动子、终止子的目的基因。(4)可用DNA分子杂交技术检测巴斯德毕赤酵母菌内是否导入了目的基因。(5)资料1显示，甲醇为该酵母菌的唯一碳源，同时可诱导HBsAg基因表达。(6)酵母菌为真核生物，细胞内具有能对分泌蛋白进行加工的内质网和高尔基体等细胞器，细菌等原核生物不具有内质网和高尔基体等细胞器。第1讲　细胞的分子组成
考纲要求　1.蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。2.核酸的种类和功能(Ⅰ)。3.糖类的种类和作用(Ⅱ)。4.脂质的种类和作用(Ⅰ)。5.水和无机盐的作用(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)细胞中化合物的含量与其功能有相关性吗？提示　有，但不能认为含量低，所起的作用就小。(2)细胞中的六类化合物均有物种特异性吗？提示　蛋白质、核酸有，而糖类、脂质、水、无机盐并无物种特异性。
考点1　细胞中的有机物
构建蛋白质、核酸、糖类、脂质之间的内在联系
【思维辨析】
(1)蛋白质区别于脂质的特有元素是氮(2013·重庆，1D) ( × )
提示　脂质中的固醇和磷脂中含有N元素。
(2)细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素(2012·江苏，1B) ( × )
提示　脱氧核苷酸的元素组成为C、H、O、N、P。
(3)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(2013·江苏，20D) ( × )
提示　任意两个氨基酸之间的脱水缩合方式是相同的，都是氨基中的氢与羧基中的羟基结合生成水。
(4)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变(2009·福建，4A)( × )
提示　蛋白质的空间结构破坏，功能会丧失。
(5)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是n＋m(2009·上海卷，15) ( √ )
提示　n个氨基酸形成m条肽链时，该蛋白质所含的羧基数至少为m，肽键数为n－m，所以其所含的氧原子数至少为2m＋n－m＝n＋m。
(6)蛋白质是生物体主要的能源物质(2013·江苏，1B) ( × )
提示　糖类是生物体主要的能源物质。
(7)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(2011·海南，16C) ( × )
提示　核苷酸的排列顺序不同，核酸所携带的遗传信息也不同。
(8)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(2011·海南，16A) ( × )
提示　病毒内的核酸也能携带遗传信息。
(9)多糖在细胞中不与其他分子相结合(2013·重庆，1C) ( × )
提示　在细胞表面可与蛋白质结合形成糖萼。
(10)脂质不参与生命活动的调节(2013·江苏，1A) ( × )
提示　固醇维持代谢与生殖。
(11)正常人体内的激素、酶和神经递质都是：①在细胞内发挥作用；②由活细胞产生的蛋白质；③与特定分子结合后起作用；④在发挥作用后仍能保持活性(2011·福建，3改编) ( × )
提示　只有部分酶在细胞内起作用；神经递质、少数酶及部分激素不是蛋白质；激素与神经递质在发挥作用后失活。
【归纳提炼】
1． 有机化合物必含元素及特征元素
(1)必含元素
(2)特征元素
S→蛋白质，Fe→血红蛋白，Mg→叶绿素，I→甲状腺激素。
2． 蛋白质合成过程中相关计算
(1)肽键数、脱水数的计算
①直链肽链中：肽键数＝脱水缩合形成的水分子数＝氨基酸数－肽链数；
②环状肽链中：肽键数＝脱水缩合形成的水分子数＝氨基酸数。
(2)氨基、羧基数的计算
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。
(3)N原子、O原子数的计算
①N原子数＝各氨基酸中N的总数；
②O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数。
3． 生物体中能源物质的种类及关系
(1)主要能源物质：糖类(注意：不是细胞中所有糖类都作为能源物质，如纤维素；糖也不是唯一的能源物质，还有其他物质，如脂肪、蛋白质)。
(2)主要储能物质：油脂。
(3)生命活动的直接能源物质：ATP。
(4)生命活动的最终能量来源：太阳能。
太阳能糖类等能源物质ATP中的化学能生命活动。
4． DNA的多样性与蛋白质多样性的关系
5． 七类物质关系辨析图
例1　如图为不同化学元素组成的化合物示意图，以下说法不正确的是 (　　)
A．若①为某种具有催化作用的化合物，则①的初步水解产物为多肽，彻底水解产物为氨基酸
B．若②大量积累于皮下和内脏器官周围，则②为油脂
C．若③为构成细胞膜基本骨架的分子，则③为磷脂
D．若④在低血糖时分解以补充血糖，则④可能是肌糖元和肝糖元
破题思路　该题属于物质推断题，由示意图中的元素组成推断出①②③④可能的化合物―→根据具体选项中的限制条件确定出①②③④具体化合物。
个性分析　由示意图中的元素组成特点，可以判断①可能是蛋白质，②可能是糖类或油脂，③可能是核酸、磷脂等，④可能是糖类或油脂。根据A项中的“催化作用”可以确定①是蛋白质，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，氨基酸通过脱水缩合形成多肽，多肽折叠后形成蛋白质，A正确；通过B项的叙述可以确定②是生物体内的储能物质——油脂，B正确；磷脂是构成细胞膜基本骨架的分子，磷脂含有的化学元素有C、H、O、N、P等，C正确；肌糖元不能直接分解以补充血糖，D错误。
答案　D
思维延伸　(1)若③为细胞核内的化合物，彻底水解会得到几种有机小分子？
提示　7种(2种核糖，5种碱基)。
(2)若④为构成植物细胞壁的主要成分，则参与其合成的细胞器是什么？
提示　高尔基体。
解题模板　如何解答物质推断题
根据图解的整体关系及提示信息判断具体类别。如果是综合图解题，则要根据提示信息判断具体有机物的名称。首先，观察图形中的元素差别，确定有机物类别；其次，抓住图中关键词，如由“折叠”联想到多肽，“储能物质”联想到油脂，“结构物质”联想到蛋白质，“遗传物质”联想到核酸，“能源物质”联想到糖类等。
例2　层粘连蛋白是由一条重链(A链)和两条轻链(B1、B2链)构成的高分子糖萼，作为细胞结构成分，含有多个结合位点并保持细胞间粘连及对细胞分化等都有作用，层粘连蛋白结构示意图如图，若该蛋白由m个氨基酸构成，则下列有关说法不正确的是 (　　)
A．该层粘连蛋白含有肽键数为m－3
B．该蛋白在细胞识别中具有重要作用
C．癌细胞膜表面层粘连蛋白减少
D．该物质的合成只需核糖体即可完成
破题思路　该题属于生物信息题。(1)由层粘连蛋白多肽链组成及氨基酸数目A选项；(2)由该蛋白质的分布与功能B选项；(3)由癌细胞的易扩散特点与层粘连蛋白的关系C选项；(4)由该物质组成D选项。
个性分析　根据题意，层粘连蛋白是由A链、B1链、B2链三条链组成的，肽键数等于氨基酸数减去肽链数，故层粘连蛋白含有肽键数为m－3。在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖萼，其与细胞表面的识别作用有密切关系。动物细胞膜表面糖萼的识别作用，就像细胞与细胞之间或细胞与其他大分子之间互相联络所用的文字或语言，所以糖萼在细胞识别中具有重要作用。正常细胞表面有层粘连蛋白，使细胞与细胞之间彼此粘连，不能自由移动，在癌细胞表面这种蛋白质很少或缺失，所以癌细胞很容易在组织间转移。核糖体上只能合成蛋白质，不能合成多糖。
答案　D
思维延伸　(1)假如B1链和B2链各自构成环状肽，该层粘连蛋白含有多少个肽键？
提示　m－1。
(2)将上述蛋白质分别用蛋白酶和重金属盐处理使其活性均丧失，丧失的本质一样吗？
提示　不一样，前者不但破坏了空间结构，还破坏了肽链结构，后者仅破坏了空间结构。
解题模板　如何解答生物信息题
解答步骤为：①认真阅读题干，理解题干创设新情境的新知识；②结合问题提炼有效信息，剔除干扰信息，从中找出规律；③发挥联想，将发现的规律和已有的知识相联系，迁移到要解决的问题中去；④运用比较、归纳、推理，创造性地解决问题。
考点2　细胞中的无机物
1． 多角度理解生物体内的水
2． 多角度理解生物体内的无机盐
【思维辨析】
(1)在人体活细胞中氢原子的数目最多(2013·重庆，1A) ( √ )
提示　在人体活细胞中，水含量最多，因而氢原子也最多。
(2)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中储存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与调节渗透压(2011·上海，13改编) ( √ )
(3)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代(2012·江苏，1A) ( × )
提示　细胞中不同元素的功能不尽相同，如I参与构成甲状腺激素，Fe参与构成血红蛋白，一种元素的作用不能被其他元素替代。
(4)植物体缺镁不会影响根的生长(原创) ( × )
提示　缺镁不能进行光合作用，继而影响根的生长。
【归纳提炼】
1． 水与细胞代谢的关系
(1)水的含量与新陈代谢、生物的抗逆性有关：水含量越大，生物新陈代谢越旺盛，但其抗逆性较弱；反之，生物新陈代谢缓慢，但抗逆性较强。
(2)衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。
2． 无机盐生理功能的实验验证
(1)实验组
正常植物缺X培养液表现出症状症状消失
(2)对照组：正常植物＋完全培养液→正常生长
例3　(2013·江苏卷，16)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是 (　　)
A．储藏中的种子不含水分，以保持休眠状态
B．水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关
C．适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐
D．缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失
破题思路　该题属于原理判断题。
水分—
个性分析　储藏的种子中水的含量低，A错误；细胞壁可控制细胞过度吸水，同时细胞壁形成运输水分的导管，B错误；生活在任何环境中的活的动物细胞都可排出多余的盐分，C正确；动物体内水平衡的调节为负反馈调节，D错误。
答案　C
思维延伸　(1)萌发的种子中水的主要功能有哪些？
提示　溶剂；运输物质。
(2)人体摄取水分的主要去向是什么？
提示　大量被吸收，主要以尿液形式排出。
解题模板　如何解答原理判断题
脑海浮现相关知识网络―→由选项联想相关要点内涵与外延―→对比分析作出相应判断。
考点3　生物组织中有机物的检测
例4　(2011·新课标全国卷，6改编)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 (　　)
实验目的 试剂 预期的实验结果
A 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 醋酸洋红 染色体被染成紫红色
B 检测植物组织中的油脂 双缩脲试剂 脂肪颗粒被染成红色
C 检测植物组织中的葡萄糖 碘—碘化钾溶液 生成蓝色沉淀
D 观察植物组织中的淀粉 本尼迪特试剂 热水浴加热呈现红黄色
破题思路　该题属于鉴定类实验题。由实验目的―→联想实验原理―→确认试剂与实验结果。
个性分析　油脂的鉴定用苏丹Ⅲ染液，呈橙黄色；葡萄糖用本尼迪特试剂鉴定，热水浴加热后出现红黄色沉淀；观察植物组织中的淀粉，用碘—碘化钾溶液，使淀粉呈现蓝色；染色体可被醋酸洋红溶液染成深色(紫红色)。
答案　A
思维延伸　(1)上述四个实验需要加热的有哪些？
提示　C。
(2)上述实验需要盐酸的有哪些？
提示　A。
(3)上述实验需要用显微镜观察的有哪些？
提示　A、B。
关于颜色反应的实验归纳总结
颜色 原理
红 ①还原糖＋本尼迪特试剂(热水浴加热)→红黄色沉淀②染色体(质)＋醋酸洋红溶液→红色
黄 油脂＋苏丹Ⅲ染液→橙黄色
蓝 淀粉＋碘—碘化钾溶液→蓝色
紫 ①染色体(质)＋龙胆紫溶液→紫色②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色
1． (2013·广东卷，1)有关糖的叙述，正确的是 (　　)
A．葡萄糖在线粒体中合成
B．葡萄糖遇碘—碘化钾溶液变为蓝色
C．纤维素由葡萄糖组成
D．胰岛素促进糖元分解
答案　C
解析　糖类主要在叶绿体中合成，A错误；淀粉遇碘—碘化钾溶液变蓝，葡萄糖无此反应，B错误；纤维素是多糖，是由葡萄糖合成的，C正确；胰岛素抑制糖元的分解，从而降低血糖浓度，D错误。
2． 下图能正确表示化合物分类关系的是 (　　)
答案　B
解析　少数酶是RNA，不是蛋白质，A错；蔗糖是二糖，是非还原糖，C错；DNA中是脱氧核糖，D错。
3． 下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是 (　　)
A．DNA和RNA化学组成相同，都可携带遗传信息
B．氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质
C．淀粉储存于肌肉细胞中，能及时补充人体所需能量
D．磷脂属于脂质，是构成动物细胞膜的重要成分
答案　D
解析　DNA与RNA的五碳糖不同，碱基部分相同，A错；同一种蛋白质除B项所属外，还需氨基酸的排列顺序、肽链的空间结构相同，B错；糖元储存于肌肉细胞中，C错。
4． 如图表示的是细胞中含有的四种有机物的结构与功能。请据图回答：
(1)图中E含有的元素有____________，A是__________，A形成E的方式为__________。
(2)图中的F主要为__________，B是__________________，B有________种。
(3)图中G在植物体内主要是__________，其遇到碘—碘化钾溶液__________；在动物体内主要是________。
(4)图中H是__________，它是由D__________和__________形成的。
(5)仅由E、F两种物质构成的生物是__________。
(6)E在细胞内的合成受F、G、H中的__________控制。
(7)由C构成的植物细胞内的结构物质是__________。
答案　(1)C、H、O、N　氨基酸　脱水缩合　(2)DNA　脱氧核苷酸　4　(3)淀粉　变蓝色　糖元　(4)油脂　甘油　脂肪酸(5)病毒　(6)F　(7)纤维素
1． 下列有关细胞中化合物的叙述，正确的是 (　　)
A．核酸、酶、果糖、油脂都含有C、H、O、N四种元素
B．ATP中的“T”代表胸腺嘧啶
C．磷脂参与构成的细胞器有线粒体、核糖体等
D．DNA分子的特异性主要取决于碱基的特定排列顺序
答案　D
解析　果糖、油脂只含有C、H、O三种元素；ATP中的“T”代表“三个”；核糖体无膜结构，不含磷脂；DNA分子的特异性主要取决于碱基(或脱氧核苷酸)的特定排列顺序。
2． 下列关于组成生物体元素和化合物的说法，正确的是 (　　)
A．组成生物体的元素中，氧在细胞鲜重中最多，也是最基本的元素
B．生物体内的糖类绝大多数是葡萄糖、脱氧核糖、果糖、乳糖等单糖
C．蛋白质是生命活动的主要承担者，是细胞中含量最多的有机物
D．核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸，是多数生物的遗传物质
答案　C
解析　碳是最基本的元素，A错；乳糖是二糖，B错；核酸的基本单位是核苷酸，包括核糖核苷酸和脱氧核苷酸，是细胞内携带遗传信息的物质，D错。
3． 下列有关水对生命活动影响的叙述中，不正确的是 (　　)
A．越冬植物体内水的含量降低，以适应不利的环境条件
B．科学家发现火星表面存在水，可以推测火星可能存在过生命，因为生化反应必须在水溶液中进行
C．生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是消化淀粉
D．人的体液不断进行新陈代谢，其中水的吸收是通过渗透作用完成的
答案　C
解析　植物在越冬时，水的含量下降，细胞新陈代谢速度减慢，以适应不利的环境条件；生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是细胞内的代谢过程。
4． 在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少时，则会形成碱中毒。这个事实表明，无机盐的生理作用是 (　　)
A．对维持细胞形态和功能有重要作用
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
D．对调节细胞的渗透压有重要作用
答案　C
解析　由题意可以看出无机盐离子在此过程中起到了维持细胞酸碱平衡的作用。
5． (2013·海南卷，23)关于糖分解代谢的叙述，错误的是 (　　)
A．甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖
B．乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖
C．发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖
D．枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖
答案　C
解析　蔗糖是二糖，由葡萄糖和果糖脱水缩合形成，A正确。乳糖是二糖，由葡萄糖和半乳糖脱水缩合形成，B正确。麦芽糖是二糖，是由两分子葡萄糖脱水缩合形成的，C错误。纤维素、糖元、淀粉都是多糖，其基本单位都是葡萄糖，D正确。
6． 下列选项中，脂质不可能具有的功能是 (　　)
①参与生物膜构成　②调节代谢　③携带遗传信息　④储存能量　⑤细胞代谢中的直接能源物质
A．①② B．③⑤ C．②⑤ D．②③
答案　B
解析　携带遗传信息的是核酸，代谢的直接能源物质是ATP。
7． 下列有关实验及显色结果的叙述，正确的是 (　　)
A．在热水浴加热条件下，蔗糖与本尼迪特试剂发生作用生成红黄色沉淀
B．油脂与苏丹Ⅲ作用呈红色
C．在常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色
D．在常温条件下，淀粉与碘—碘化钾溶液作用呈绿色
答案　C
解析　蔗糖无还原性，在热水浴条件下，本尼迪特试剂不能与其发生作用生成红黄色沉淀；油脂与苏丹Ⅲ作用呈橙黄色；淀粉与碘—碘化钾作用呈蓝色。
8． 科研人员在研究叶肉细胞中的某物质时，发现它是一种由两条肽链组成的化合物，在生成ATP的过程中起着重要作用，分子式为CxHyOzNw。下列关于该物质的说法，正确的是 (　　)
A．可能是一种酶，基本单位是氨基酸
B．含有游离的氨基和羧基各一个
C．这种物质只存在于叶绿体中
D．这种物质的合成过程中脱去(w－2)个水分子
答案　A
解析　由题干可知，该物质含有两条肽链，可能是蛋白质，至少含有游离的氨基、羧基
各两个；由该物质在形成ATP的过程中起作用，可推测该物质可能是酶，不仅存在于
叶绿体中，也可能存在于线粒体和细胞溶胶中；根据N元素数目，可推测该物质最多
含有w个氨基酸，形成两条多肽链，最多脱去(w－2)个水分子。
9． 整合素是细胞表面受体的主要家族。对细胞和细胞外基质的黏附起介导作用。整合素由α、β两条链构成，α链由1 420个氨基酸构成，β链由840个氨基酸构成。下列有关整合素的叙述，错误的是 (　　)
A．整合素组成糖萼，与细胞识别有关
B．控制整合素合成的基因中至少有6 780个嘧啶碱基
C．整合素水解形成氨基酸，至少消耗2 258个水分子
D．整合素的功能主要是由两条链中氨基酸的种类决定
答案　D
解析　整合素是细胞表面受体的主要家族，是一种蛋白质，与多糖组成糖萼，与细胞识别有关。整合素共有2 260个氨基酸，基因中至少有13 560个碱基，其中嘧啶碱基至少有6 780个。整合素共有2 260个氨基酸，由两条肽链构成，水解时至少消耗2 258个水分子。蛋白质的功能主要由蛋白质的空间结构决定。
10．蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。下面有关蛋白质的叙述，正确的是
(　　)
A．蛋白质具有多样性，直接原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同
B．每一种蛋白质中都含有20种氨基酸
C．生物界具有多样性的根本原因是蛋白质具有多样性
D．酶都是蛋白质，激素也都是蛋白质
答案　A
解析　在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，一种蛋白质中的氨基酸不一定有20种；蛋白质具有多样性的直接原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同，根本原因是控制蛋白质合成的基因不同；大多数酶是蛋白质，但少数酶是RNA，有的激素的化学本质不是蛋白质，如性激素是固醇。
11．在人体中，由某些细胞合成与释放，并影响其他细胞生理功能的一组物质是 (　　)
A．信使RNA、抗体 B．递质、白细胞介素—2
C．淀粉酶、激素 D．CO2、必需氨基酸
答案　B
解析　信使RNA只能在本细胞中起作用；淀粉酶不能影响其他细胞的功能；必需氨基酸在人体细胞中不能合成。
12．在植物受伤时，一种多肽——系统素会被释放出来。它会使伤口处细胞蛋白酶抑制基因活化，抑制病原微生物的蛋白酶活性，从而阻止病原菌繁殖，在系统素抵抗病原微生物的过程中没有发生的是 (　　)
A．信号分子与受体的特异性结合
B．RNA聚合酶与作用位点的结合
C．特定的基因产物与蛋白酶结合
D．植物系统素与微生物蛋白酶结合
答案　D
解析　植物系统素属于信号分子，它与受体结合后，引起蛋白酶抑制基因表达，其表达产物与蛋白酶结合。
13．如图是人体细胞中两种重要有机物A和E的元素组成及相互关系图，请据图回答：
(1)请在图中方框①②中写出两种重要有机物A和E的元素组成。
(2)E具有多样性，其原因：从b分析是由于_______________________________，从A分析是由于_________________________________。b→B进行的场所是____________，B→E进行的场所是____________。
(3)⑥反应的过程为__________，若b的平均相对分子质量为r，通过⑥反应过程形成m条肽链，经盘曲折叠构成相对分子质量为e的E，则E分子中肽键的数目是__________________。
(4)蛋清中的主要成分是蛋白质，利用下列材料，设计一个实验来证明人的唾液淀粉酶是蛋白质。
备选材料：双缩脲试剂A、双缩脲试剂B、本尼迪特试剂、可溶性淀粉溶液、稀释蛋清液、唾液、蒸馏水、试管、滴管。其他材料若需自选。
实验步骤：①取3支试管，编号为1、2、3。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④观察3支试管中溶液________的变化。
实验结果预测：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果分析：由于蛋清的主要成分是水和蛋白质，唾液的主要成分是水和唾液淀粉酶，因此，根据实验结果可以证明
________________________________________________________________________。
答案　(1)①N、P　②N　(2)组成B(多肽)的b(氨基酸)的种类、数量、排列顺序不同　组成A(DNA)的a(脱氧核苷酸)的排列顺序不同　核糖体　内质网　(3)脱水缩合　(e－rm)/(r－18)　(4)实验步骤：②在1、2、3号试管中分别加入2 mL稀释蛋清液、唾液和蒸馏水　③在3支试管中各加入2 mL双缩脲试剂A，振荡。再向3支试管中加入5滴双缩脲试剂B，振荡　④颜色　实验结果预测：1、2号试管中均出现紫色物质，3号试管中不出现紫色物质　实验结果分析：唾液淀粉酶是蛋白质
解析　本题是物质推断和鉴定综合题。根据染色体的组成，以及DNA与蛋白质的关系(染色体→A、D、B、E的关系→基本单位a、b→①②中元素组成)突破(1)(2)(3)小题。对于物质鉴定问题，题目信息“设计一个实验来证明”提示本实验为验证性实验，“备选材料”提示提供材料不全用，根据需要而定。
14．(2013·新课标全国卷Ⅰ，29)某油料作物种子中油脂含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及油脂的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的油脂含量和干重，结果表明：油脂含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。
回答下列问题：
(1)为了观察胚乳中的油脂，常用______________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见____________色的脂肪颗粒。
(2)实验过程中，导致种子干重增加的主要元素是__________(填“C”、“N”或“O”)。
(3)实验第11 d如果使萌发种子的干重(含幼苗)增加，必须提供的条件是____________和__________________________。
答案　(1)苏丹Ⅲ　橙黄　(2)O
(3)光照　所需的矿质元素离子
解析　回顾教材中油脂的检测实验作答(1)；种子干重增加主要是种子吸水所致，再结合空后说明作答(2)；使萌发种子的干重(含幼苗)增加也就是有机物增加，必须依靠光合作用来制造，C、H、O以外的元素还需要萌发种子(幼苗)从溶液中吸收。第2讲　人和动物生命活动的调节
考纲要求　1.人体神经调节的结构基础和调节过程(Ⅱ)。2.神经冲动的产生、传导与传递(Ⅱ)。3.大脑皮层的功能(Ⅰ)。4.脊椎动物的体液调节(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)神经调节和体液调节过程中传递信号的物质分别是什么？提示　前者是电荷(离子)和化学递质，后者是激素和其他化学物质。(2)能够把神经调节和激素调节联系在一起的桥梁结构是什么？提示　下丘脑。
考点1　神经调节的结构与机制
1． 反射弧中传入神经元和传出神经元的判断
(1)根据是否具有神经节：有神经节的是传入神经元。
(2)根据脊髓灰质内突触结构判断：图示中与“－<”相连的为传入神经元，与“ －”相连的为传出神经元。
(3)根据脊髓灰质结构判断：与前角(膨大部分)相连的为传出神经元，与后角(狭窄部分)相连的为传入神经元。
(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元，反之则为传出神经元。
2． 兴奋的产生与传导
(1)兴奋的产生
(2)兴奋在神经纤维上的传导(观察传导图示作出分析)
(3)在神经元之间的传递(观察图示作出分析)
①传递特点：单向传递。
②化学递质释放的方式为胞吐。
③递质被突触后膜上的受体(糖萼)识别，其作用效果是促进或抑制下一个神经元的活动。
【思维辨析】
(1)神经细胞上神经冲动的传导都以局部电流为前导(2013·江苏，19D) ( √ )
提示　神经细胞上兴奋的传导形式是局部电流。
(2)在细胞生命活动中，神经(化学)递质由突触小泡分泌到胞外(2013·北京，2A)( √ )
提示　神经(化学)递质由突触小泡以“胞吐”形式分泌到细胞外。
(3)起跑动作的产生是非条件反射的结果，其调节的神经中枢是听觉中枢(2011·广东，4AB) ( × )
提示　是条件反射，必须有大脑皮层的参与。
(4)刺激支配肌肉的神经，引起该肌肉收缩的过程属于反射(2011·天津，3D) ( × )
提示　反射弧必须完整。
(5)大脑皮层语言H区(韦尼克区)损伤，导致人不能听懂别人讲话(2011·海南，9C)( √ )
提示　H区(韦尼克区)属于大脑皮层的听觉性语言中枢。
(6)突触后膜的表面积与突触前膜的相同(2012·浙江，4C) ( × )
提示　突触后膜因形成皱褶，故其表面积大于突触前膜。
(7)一个乙酰胆碱分子可使突触后膜产生动作电位(2012·浙江，4D) ( × )
提示　当多个乙酰胆碱分子形成的电位达到一定阈值时，才能引发突触后膜产生动作电位。
(8)引起突触后神经细胞兴奋的过程中，Na＋通过被动转运进入突触后膜内(2011·海南，8A改编) ( √ )
提示　Na＋内流是顺浓度梯度进行的。
(9)静息状态时神经元的细胞膜内外没有离子进出(2009·江苏，2A) ( × )
提示　静息状态时K＋外流。
(10)降低环境中的Na＋浓度，刺激产生的动作电位峰值会降低(2010·课标全国，5D改编) ( √ )
提示　Na＋内流差值降低。
【归纳提炼】
1． 兴奋产生的膜电位变化解读
解读：a点：静息电位，内负外正，K＋外流(极化状态)；a～c点：Na＋内流，逐渐形成动作电位(内正外负)(去极化到反极化状态)；c～e点：静息电位恢复过程中，K＋外流，Na＋被泵出膜外；e点：静息电位(复极化)。
2． 兴奋传导、传递的几个误区
(1)误认为递质可以持续起作用：化学递质发生效应后，就被酶破坏而失活，或被移走而迅速停止作用。
(2)误认为反射活动所需时间长短与刺激时间长短有关：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。
(3)误认为只要反射弧完整就能产生反射：相应反射的完成都离不开适宜的刺激和完整的反射弧。
(4)误认为条件反射可以不需要大脑皮层参与：非条件反射的完成可以不需要大脑皮层的参与，但条件反射的完成却必须有大脑皮层的参与。
例1　(2013·四川卷，3)如图表示具有生物活性的蛙坐骨神经—腓肠
肌标本，神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触，称“神经
—肌接头”。下列叙述错误的是 (　　)
A．“神经—肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变
B．电刺激①处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针也会偏转
C．电刺激②处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化
D．神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同
破题思路　确认题干信息→联想兴奋在神经纤维和突触中的传导和传递过程→对比选项逐一作答。
个性分析　在“神经—肌接头”处，存在突触，神经传来的兴奋(电信号)可转化为“神经递质”这种化学信号，进而传递至肌细胞膜上，故A正确；兴奋在神经纤维上可进行“双向传导”，故电刺激①处，肌肉会收缩，且兴奋会向右传导致电流计，指针发生两次偏转，B选项正确；由于兴奋在“神经—肌接头”处的传递是单向的，不可逆向传递，故电刺激②处，神经纤维上不能产生兴奋，电流计不会记录到电位变化，故C选项不正确；神经纤维上兴奋的传导方向与膜内电流方向一致，与膜外电流方向相反，故D正确。
答案　C
思维延伸　(1)如果把电流计的一个电极置于神经纤维膜外，另一电极置于膜内，不给予刺激，测到的电位是什么？
提示　静息电位。
(2)借助题图如何验证兴奋在神经纤维上的传导是双向的？在“神经－肌接头”处是单向传递的吗？
提示　a．在图中电流计的两极之间偏左或偏右给予适宜刺激，若电流计指针发生两次不同方向的偏转，则证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的。
b．分别在①处、②处给予适宜刺激，若刺激①处时，电流计指针偏转，腓肠肌收缩；刺激②时，腓肠肌收缩，但电流计指针不偏转，则证明兴奋在突触处的传递是单向的。
解题模板　兴奋传导特点的设计验证
(1)验证冲动在神经纤维上的传导
方法设计：电刺激图①处，观察A的变化，同时测量②处的电
位有无变化。
结果分析：若A有反应，且②处电位改变，说明冲动在神经纤维上的传导是双向的；若A有反应而②处无电位变化，则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。
(2)验证冲动在神经元之间的传递
方法设计：先电刺激图①处，测量③处电位变化；再电刺激③处，测量①处的电位变化。
结果分析：若两次实验的检测部位均发生电位变化，说明冲动在神经元间的传递是双向的；若只有一处电位改变(后者电位发生变化)，则说明冲动在神经元之间的传递是单向的。
考点2　动物激素的分泌调节
1． 直接控制
2． 间接控制
感受器感受刺激→传入神经元→反射中枢→传出神经元→下丘脑→促…激素释放激素→垂体→促…激素→腺体→激素分泌。
【思维辨析】
(1)被阉割动物血液中的促性腺激素含量将降低(2012·重庆，5A) ( × )
提示　由于机体的反馈调节，促性腺激素含量将升高。
(2)促甲状腺激素只作用于甲状腺，而甲状腺激素可作用于多种器官(2012·海南，13C) ( √ )
提示　甲状腺激素作用的靶细胞广泛。
(3)延长光照可提高鸡产蛋率，鸡的产蛋率与体内的雌激素水平密切相关(2010·江苏，22B) ( √ )
提示　雌激素能促进卵细胞的形成。
(4)垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象(2011·天津，3C) ( √ )
提示　垂体功能受损，产生的促甲状腺激素减少，由此甲状腺激素减少，抗寒能力减弱。
(5)人在恐惧、紧张时，肾上腺素分泌增多，通过神经纤维运输到心脏，使心率加快，肾上腺素在发挥作用后被灭活(2011·新课标全国，5C和2009·宁夏，4A改编) ( × )
提示　肾上腺素不能通过神经纤维运输。
【归纳提炼】
1． 激素间的关系
(1)纵向关系——分级调节和反馈调节
在大脑皮层的影响下，下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌(属于分级调节)。而激素进入血液后，又可以反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌(属于反馈调节)，如图所示：
注：TRH表示促甲状腺激素释放激素；TSH表示促甲状腺激素；“＋”表示促进作用；“－”表示抑制作用。
(2)横向关系——协同作用和拮抗作用
①协同作用：不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而达到增强效应的结果。如促进生长发育——生长激素与甲状腺激素；促进产热——甲状腺激素与肾上腺素；提高血糖浓度——胰高血糖素与肾上腺素。
②拮抗作用：不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。如胰高血糖素使血糖浓度升高，胰岛素使血糖浓度降低。
2． 生命活动的调节类型
调节类型 调节机制 举例
神经调节 刺激引起的反射活动通过反射弧完成 各种反射活动
体液调节 体液中的激素和化学物质直接对生命活动起作用 激素、CO2、H＋等的调节
神经—体液调节 寒冷环境中的体温调节过程等
体液—神经调节 CO2对呼吸运动的调节等
例2　图(一)为部分激素从分泌到发挥作用的过程示意图，其中①②③④代表人体内的不同激素；图(二)表示的是激素的传送方式。结合图示和所学知识，回答相关问题：
　
(1)由图(一)可知，既能够传导兴奋又能够分泌激素的结构是______________，其所分泌的激素①的传送方式属于图(二)中的__________。
(2)激素③的名称是____________，当其含量过高时，激素①②含量的变化趋势是____________，这是一种____________调节机制。图(一)中存在________条该调节机制。
(3)远距分泌是指激素经血液运输至远距离的靶细胞(或组织)而发挥作用。激素①②③④中属于此传送方式的有__________________________________________。
(4)从图(一)可以得出，甲状腺分泌激素③的生理过程是由________________________共同完成的。
破题思路　审图示信息→联想分级调节与反馈调节模型→根据设问准确作答。
个性分析　本题图(一)是变形的激素分泌分级调节的模式图，对比标准图解，分析图(一)可以确定①是促甲状腺激素释放激素，②是促甲状腺激素，③是甲状腺激素，④可能是胰岛素或胰高血糖素。结合图(二)所示的激素的传递方式，可以判断①②③④分别属于哪种方式。下丘脑既能够接受大脑皮层传来的兴奋，又能够分泌激素，激素①由下丘脑(神经细胞)分泌，然后经血液运送到垂体发挥作用，故其传送方式为神经分泌。甲状腺分泌甲状腺激素，当其含量升高时，由于存在反馈调节机制，因此会抑制下丘脑和垂体分泌相应激素，从而维持甲状腺激素的动态平衡。由图可知，②③④三种激素都要经过血液的传送到达相应的靶细胞，故其传送方式都属于远距分泌。甲状腺激素的分泌受到交感神经的控制，也受到垂体分泌激素的调节，是神经调节和体液(激素)调节共同作用的结果。
答案　(1)下丘脑　神经分泌　(2)甲状腺激素　下降　反馈　2　(3)②③④　(4)神经调节、体液(激素)调节
解题模板　模型法突破激素调节
(1)甲状腺激素、性激素等分泌调节属于甲类型，即：
(2)抗利尿激素的分泌调节属于乙类型，即由下丘脑直接合成并分泌。
(3)胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌调节属于丙类型，即：
考点3　动物激素功能的实验探究
例3　(2013·浙江卷，31)某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：
①将若干只未成年小鼠分为2组：
甲组：不切除甲状腺(假手术)　乙组：切除甲状腺
②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。
③对测得的数据进行统计分析。
(要求与说明：假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜)
请回答：
(1)实验目的是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)预测实验结果(在以下坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示)
(3)分析与讨论
①用耗氧量作为检测指标的依据是_________________________________________
________________________________________________________________________。
②切除甲状腺后，小鼠体长变化的原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
③上述分组时，还可增设丙组作为实验组，丙组：______________________________
________________________________________________________________________。
破题思路　(1)准确把握自变量和因变量→确定实验目的；
(2)根据甲状腺激素的功能预测实验结果。
个性分析　(1)本题的自变量是甲状腺激素的有无，因变量为小鼠的新陈代谢和生长发育情况，检测指标是小鼠的耗氧量和体长。故实验目的是探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育(或耗氧量和体长)的影响。(2)甲组小鼠有甲状腺分泌甲状腺激素，甲组小鼠的新陈代谢正常，故甲组体温正常；乙组小鼠因切除甲状腺缺乏甲状腺激素，故乙组小鼠体温会逐渐有所下降。甲状腺激素还能促进幼年动物的生长发育，故具有甲状腺的甲组小鼠体长有所增加，切除甲状腺的乙组小鼠不能正常生长发育，体长不再增加。(3)由于甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，该过程需消耗氧气，故可用耗氧量作为检测指标。切除甲状腺后，小鼠体长不变的原因是缺乏甲状腺激素，小鼠不能完成正常的生长发育过程。本实验还可增加切除甲状腺后给予甲状腺激素的实验组，也可以是不切除甲状腺、给予甲状腺激素的实验组。
答案　(1)探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育(或耗氧量和体长)的影响
(2)
(3)①甲状腺激素促进新陈代谢，此过程需消耗氧　②甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞　③切除甲状腺、给予甲状腺激素(或不切除甲状腺、给予甲状腺激素)
思维延伸　(1)该实验属于验证类实验还是探究类实验？
提示　验证类实验。
(2)该题增设丙组为实验组的目的是什么？
提示　进一步确定甲状腺激素所发挥的作用。
动物激素功能的实验设计
1． 甲状腺和甲状腺激素、性腺和性激素
常用实验方法是：切除法、饲喂法、注射法。
如探究甲状腺、甲状腺激素的生理作用实验：
组别 实验动物 实验处理 观察指标
实验组 ① 幼小动物 切除甲状腺 幼小动物生长发育情况
② 切除甲状腺＋注射甲状腺激素
对照组 ③ 幼小动物 不做任何处理 幼小动物生长发育情况　
④ 只切开皮肤不切除甲状腺
2． 垂体和生长激素、胰岛和胰岛素、胰高血糖素
常用实验方法是：切除法、注射法。
如探究胰岛素对动物血糖调节的影响：
组别 实验动物 实验处理 观察指标
实验组 饥饿处理的小鼠 连续注射一定量胰岛素 小鼠生活状况
对照组 饥饿处理的小鼠 连续注射一定量胰岛素→出现低血糖症状→补充糖类 小鼠生活状况
不注射胰岛素，定期补充糖类
1． (2013·大纲全国卷，1)关于神经兴奋的叙述，错误的是 (　　)
A．刺激神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导
B．兴奋在神经纤维上的传导方向是由兴奋部位至未兴奋部位
C．神经纤维的兴奋以局部电流的方式在神经元之间单向传递
D．在神经纤维膜外，局部电流的方向与兴奋传导的方向相反
答案　C
解析　神经纤维受到刺激产生兴奋，兴奋在神经纤维上以局部电流的形式由兴奋部位向未兴奋部位双向传导，因此A、B两项均正确；兴奋传导方向在神经纤维膜外侧与局部电流的方向相反，在膜内侧与局部电流方向相同，D项正确；兴奋在两个神经元之间是通过化学递质进行传递的，信号的转化为电信号―→化学信号―→电信号，所以C项错误。
2． (2013·海南卷，18)关于神经(化学)递质的叙述，错误的是 (　　)
A．突触前神经元具有合成递质的能力
B．突触前神经元在静息时能释放神经(化学)递质
C．突触小体中的突触小泡内含有神经(化学)递质
D．递质与突触后膜上受体结合能引起后膜电位变化
答案　B
解析　突触是神经元之间信息传递的结构，通过其结构特点确定其单向传递的特点。A正确，兴奋单向传递，只能由突触前膜传递至突触后膜，故突触前膜可以合成神经(化学)递质，而后膜不能。B错误，神经(化学)递质是传递兴奋的重要化学物质，没有兴奋产生，不会有神经(化学)递质释放。C正确，神经(化学)递质在突触小泡内，由突触前膜释放。D正确，神经递质作用于突触后膜的特定受体，改变膜的通透性，使突触后膜膜电位发生变化，产生兴奋或抑制。
3． 如图所示为有关腺体和激素对蛙发育过程的影响。图中①②③分别代表三种激素。发育过程大致分为两个阶段，前20天蝌蚪的下丘脑、垂体和甲状腺都尚未成熟，后20天逐渐成熟。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．前20天中①②③的含量都比较低，并在此期间都逐渐增加
B．用含碘丰富的饲料持续喂养蝌蚪，可使蝌蚪早于38天发育成小型成蛙
C．若蝌蚪切除了垂体后不能发育为成蛙，说明促甲状腺激素的功能是促进发育
D．切除成蛙的垂体，甲状腺可能出现萎缩，①②③的含量都会减少
答案　A
解析　分析图示可知，①表示下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素，②表示垂体分泌的促甲状腺激素，③表示甲状腺分泌的甲状腺激素。由题干可知，前20天下丘脑、垂体、甲状腺发育不成熟，各自分泌的激素较少，由图示可知，6～20天内蝌蚪形态在发生改变，即蝌蚪在不断发育，所以①②③的分泌量在逐渐增加，故A正确；甲状腺激素的合成受到下丘脑、垂体的调控，前20天下丘脑、垂体、甲状腺发育不成熟，故碘增加不能使甲状腺激素合成量增加，因此不可能使蝌蚪提前发育成小型成蛙，故B错误；由图示可知，②促甲状腺激素的作用是促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素，甲状腺激素的作用是促进发育，故C错误；切除垂体，缺少促甲状腺激素，甲状腺可能出现萎缩，甲状腺激素的分泌量会减少，但由于反馈调节，①的含量会增加，故D错误。
4．如图①②分别代表不同组织或器官的细胞，A表示物质，符合该模型的是 (　　)
A．①睾丸，②全身细胞，A雄激素
B．①中间神经元，②传入神经元，A化学递质
C．①下丘脑，②垂体细胞，A促甲状腺激素
D．①小肠黏膜，②胰腺，A促胰液素
答案　D
解析　该模型表示的是细胞①产生物质A，分泌到细胞外，并作用在细胞②的细胞膜上的特异性受体上。雄性激素是脂质激素，其靶细胞受体位于细胞内；神经递质只能由传入神经元向中间神经元传递，而不能倒过来；下丘脑的某些神经分泌细胞分泌的是促甲状腺激素释放激素，作用于垂体。
5． (2013·福建卷，27)为探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响，将大鼠分为四组，其中一组饮水，其余三组饮醋酸铅溶液，60天后进行检测。
检测a：用下图水迷宫(池水黑色，大鼠无法看到平台)进行实验，大鼠从入水点入水，训练其寻找水面下隐蔽平台，重复训练4天后撤去平台，测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间；
检测b：测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性。AChE活性检测原理：AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸，胆碱与显色剂显色，根据颜色深浅计算酶活性。
组别 醋酸铅溶液浓度/g·L－1 脑组织铅含量/g·gprot－1 AChE活性/U·mgprot－1 到达原平台水域时间/s
① 0 0.18 1.56 22.7
② 0.05 0.29 1.37 23.1
③ 1 0.57 1.08 26.9
④ 2 1.05 0.76 36.4
请回答：
(1)表中用于评价大鼠学习记忆能力的指标是__________________________________，通过该指标可知__________组大鼠学习记忆能力最弱。
(2)ACh是与学习记忆有关的神经(化学)递质，该递质由突触前膜释放进入________________，与突触后膜上的受体结合，引发突触后膜________变化。ACh发挥效应后在________________酶的催化下水解，本实验是通过检测单位时间内__________的生成量，进而计算该酶的活性。
(3)表中结果表明：脑组织铅含量越高，ACh水解速度越________。
(4)水迷宫实验过程中，使短期记忆转化为长期记忆的措施是________________，以此强化神经元之间的联系。
答案　(1)到达原平台水域时间　④　(2)突触间隙　电位　乙酰胆碱酯　胆碱　(3)慢　(4)重复训练
解析　(1)根据探究的问题和测量的指标，并结合表中的数据回答；(2)回顾神经(化学)递质传递的过程并结合检测b的内容回答相关问题；(3)由表看出，脑组织含铅量越高，乙酰胆碱酯酶的活性越低，乙酰胆碱的水解速度越慢；(4)从题干信息可确定采取的措施。
1．如图为某反射弧的部分模式图(C为组织液)。下列叙述正确的是
(　　)
A．与A端相连接的效应器指的是传出神经末梢及其所支配的肌
肉或腺体
B．兴奋在反射弧上传递时，C处发生的信号变化是电信号—化学信号—电信号
C．刺激D点，在E处测到电位变化，不能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的
D．把某药物放在C处，刺激E点，D处没电位变化，说明该药物对兴奋在神经元之间的传递有阻断作用
答案　C
解析　与A端相连接的是感受器；在组织液C处发生的信号变化是化学信号转变为电信号；由于没有做刺激E点，在D处检测是否有电位变化的实验，故不能说明兴奋在神经元之间是单方向传递的；由于刺激E点，在D点处本来就没有电位变化(兴奋在反射弧中单向传递)，与C处是否加药物无关。
2． 动物运动时，神经支配同侧肢体屈肌收缩活动和伸肌舒张活动协调进行。下图表示传入神经纤维的轴突末梢释放兴奋性递质，引起伸肌运动神经元兴奋和屈肌运动神经元抑制的机理。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．屈肌和伸肌运动神经纤维上均发生膜电位的反转
B．抑制性中间神经元上不能检测到膜电位的变化
C．抑制性中间神经元接受刺激释放抑制性递质
D．完成该反射活动的反射弧由三个神经元构成
答案　C
解析　抑制性递质会使突触后膜的静息电位的绝对值增大，使突触后膜更不易兴奋，因此只有伸肌运动神经纤维上能发生膜电位的反转；在抑制性中间神经元上能检测到膜电位的变化；抑制性中间神经元接受刺激释放抑制性递质，抑制性递质使屈肌运动神经元受抑制；完成该反射活动的反射弧由传入神经元、抑制性中间神经元、屈肌运动神经元和伸肌运动神经元四个神经元构成。
3． 大多数有机磷农药、蝎毒都属于神经毒素。其中有机磷能使分解化
学递质(乙酰胆碱)的酶活性受抑制，蝎毒能破坏膜钠离子通道，从
而抑制动作电位的产生。据图回答，如果分别使用有机磷或者蝎毒，
引起的后果正确的是 (　　)
A．使用有机磷，在a点给予刺激，b点释放化学递质(乙酰胆碱)
B．使用有机磷，在a点给予刺激，c点保持静息电位
C．使用蝎毒，在a点给予刺激，b点释放化学递质(乙酰胆碱)
D．使用蝎毒，在a点给予刺激，c点产生动作电位
答案　A
解析　有机磷对突触前膜释放递质没有影响，在a点给予刺激，b点释放化学递质(乙酰胆碱)进入突触间隙；有机磷能使分解化学递质(乙酰胆碱)的酶活性受抑制，导致化学递质(乙酰胆碱)不能被分解而持续刺激突触后膜，产生动作电位；蝎毒能破坏膜钠离子通道，导致动作电位无法形成，在a点给予刺激，无法形成动作电位，不会产生神经冲动，b点没有电信号的作用，不释放化学递质，突触后膜也不会产生动作电位。
4． 研究表明甘氨酸能使处于静息状态的突触后膜的Cl－通道开放，使
Cl－内流(如图所示)。下列有关这一生理过程的叙述中，不正确的
是 (　　)
A．直接参与甘氨酸合成和分泌的细胞器有核糖体、内质网和高尔
基体
B．甘氨酸从突触前膜释放进入内环境后，再与突触后膜的受体结合
C．甘氨酸作用于突触后膜，会引起细胞膜两侧电位差发生改变
D．甘氨酸属于化学递质，其受体是细胞膜上的糖萼
答案　A
解析　甘氨酸是氨基酸，不是蛋白质，其合成与核糖体、内质网和高尔基体无直接关系，A项错误；甘氨酸利用胞吐方式释放进入组织液，再与突触后膜的受体结合，B项正确；根据题意，Cl－内流，可使突触后膜的膜外电位更高，细胞膜两侧电位差更大，C项正确；甘氨酸属于化学递质，化学递质的受体是细胞膜上的糖萼，D项正确。
5． 如图所示，图甲为细胞膜亚显微结构示意图，图乙为突触结构示意图，则下列相关叙述正确的是 (　　)
A．图甲中Ⅰ侧为细胞膜内侧，Ⅱ侧为细胞膜外侧
B．脂质分子可优先通过细胞膜与图甲中A密切相关
C．图乙中E为突触后膜，F为突触前膜，C物质被释放出来依靠主动转运
D．图乙中C名称为化学递质，C与D结合后，突触后膜电位可以由外正内负变为外负内正
答案　D
解析　糖萼分布在膜的外表面，由此可知，图甲中Ⅰ侧为细胞膜外侧，Ⅱ侧为细胞膜内侧；脂质分子可优先通过细胞膜与图甲中B密切相关；图乙中E为突触前膜，F为突触后膜，C物质被释放出来依靠胞吐的方式。
6． 以枪乌贼的粗大神经纤维作材料，在神经纤维某处的细胞膜内外放置电极a和b(如图1)，在图1中M点给予一次适宜刺激，通过电压表测量神经细胞膜内、外电位差(膜内外电位差＝膜外电位－膜内电位)。在图2中符合实验结果的曲线是 (　　)
　
A．① B．② C．③ D．④
答案　B
解析　静息电位时，神经细胞膜上电位为内负外正，膜内外电位差(膜外电位－膜内电位)为正，当受到适宜刺激时，神经细胞膜产生动作电位为外负内正，膜内外电位差(膜外电位－膜内电位)为负，符合实验结果的曲线为②。
7． 下图是分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图。相关叙述错误的是 (　　)
A．分泌物通过体液只能运输至相应的靶细胞或靶器官
B．在某些情况下，靶细胞也可作为分泌细胞
C．若该图表示人体的激素调节，则分泌细胞是内分泌细胞
D．体液调节中分泌物的作用是使靶细胞原有的生理活动发生变化
答案　A
解析　分泌物可通过体液运输到各个地方，但只作用于相应的靶细胞或靶器官；甲状腺细胞会受促甲状腺激素的刺激，同时也可分泌甲状腺激素；人体的激素是由内分泌腺细胞分泌的；体液调节中分泌物的作用是使靶细胞原有的生理活动发生变化。
8． 如图表示机体内生命活动调节的途径，下列说法错误的是 (　　)
A．该图示可以说明神经系统可调控内分泌系统的活动
B．感受器→①→下丘脑→⑦→内分泌腺构成一个完整的反射弧
C．①过程既有电信号的传导又可能有化学信号的传递
D．如果内分泌腺为甲状腺，则⑥的增加可引起③和④的增加
答案　D
解析　由图可以判断A、B项均正确；①过程是兴奋在反射弧上的部分传输，在神经纤维上以电信号形式传导，在两个神经元间有信号的转换：电信号→化学信号→电信号；内分泌腺若是甲状腺，则此图表示甲状腺激素分泌的分级调节，则⑥的增加可引起③和④的减少。
9． 给正常小狗实施垂体切除手术后，短期内小狗血液中的三种激素——促甲状腺激素释放激素(a)、促甲状腺激素(b)、甲状腺激素(c)的含量变化见下图，其中正确的是(横轴为时间，纵轴为激素含量) (　　)
答案　B
解析　小狗摘除垂体后，促甲状腺激素分泌减少，故甲状腺激素分泌减少，甲状腺激素对下丘脑的抑制作用减弱，促甲状腺激素释放激素分泌增加。
10．切除老鼠的甲状腺后，其物质代谢能力大大下降；若切除甲状腺后，连续给老鼠注射一定量溶于某种溶剂中的甲状腺激素，其物质代谢能力与切除前相比没有下降。由此可以推测：甲状腺激素能增强物质代谢能力。为了证明这一推论，有必要再进行其他对照实验，以做观察比较。你认为下列最适宜作为对照实验组的是 (　　)
A．既不切除体内的甲状腺，又不注射甲状腺激素
B．增加甲状腺激素的注射量后进行切除手术，一段时间后再移植甲状腺
C．切除老鼠体内的甲状腺后，只注射用于该实验的溶剂
D．切除老鼠体内的甲状腺后，注射溶解于另一种溶剂的甲状腺激素
答案　C
解析　由题可知，切除甲状腺后连续给老鼠注射一定量溶于某种溶剂中的甲状腺激素，再观察发现其物质代谢能力没有下降，由于注射的是溶解在溶剂中的甲状腺激素，对照实验应证明是溶剂起作用还是甲状腺激素起作用，故选C。
11．如图是某种激素与相应受体结合情况示意图，结合所学知识及图中信息，有关叙述错误的是 (　　)
A．由图可知该激素相应的受体在细胞内
B．若该激素为雌激素，它通过细胞膜的方式是简单扩散
C．该“激素—受体”复合体能直接影响遗传信息的转录过程，从而影响蛋白质的合成
D．该激素与相应受体结合后形成“激素—受体”复合体，穿过两层膜后作用于核内DNA
答案　D
解析　由图判断可知，该信号分子进入细胞内，因此相应受体在细胞内；雌激素的本质是脂质，细胞膜上的磷脂为脂质，因此该激素通过细胞膜的方式为简单扩散；由图判断该激素影响的是转录过程；“激素—受体”复合体是通过核孔进入到细胞核的内部，穿越膜层数为0层。
12．“环境激素”是指在人类生产和生活过程中产生的释放到环境中并持久存在的天然植物激素和人工合成的化学污染物，被称为21世纪的公害。如杀虫剂、塑料增塑剂、除草剂、洗涤剂等。若在动物体内富集将引起神经系统失调、内分泌紊乱等症状。下列有关叙述中，不正确的是 (　　)
A．“环境激素”可能通过破坏激素的生成和降解导致激素分泌过多
B．“环境激素”可能通过干扰调控类固醇代谢的激素调节，导致激素分泌不足
C．“环境激素”只能通过干扰动物体内的激素调节机制影响健康
D．受污染的河流中出现雄性化的雌鱼，表明环境中存在类雄激素的“环境激素”
答案　C
解析　环境激素进入生物体会导致内分泌紊乱，破坏激素合成和分解；环境激素会干扰机体正常代谢，导致激素分泌不足；环境激素可能会干扰动物和人体内神经系统、分泌系统功能，影响健康；受污染的河流中出现雄性化雌鱼，可能是环境激素在鱼体内干扰激素正常分泌导致。
13．(2013·安徽卷，30Ⅰ改编)将蛙脑破坏，保留脊髓，做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经元和传出神经元，分别连接电位计 和 。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计 和 有电位波动，出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。
(1)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。
________________________________________________________________________。
(2)若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计 有波动，电位计 未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)方法和现象：刺激电位计 与骨骼肌之间的传出神经，观察到电位计 有电位波动和左后肢屈腿，电位计 未出现电位波动　(2)①突触前膜释放的化学递质不能与突触后膜上的特异性受体结合　②突触前膜根本不能释放化学递质
解析　仔细审读题干及示意图可知，本题以脊蛙为材料进行生理实验，(1)若刺激电位计 和骨骼肌之间的传出神经元，观察到电位计 出现电位波动和左后肢出现屈肌反射，但电位计 没波动，可以验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。(2)若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计 有波动，电位计 未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：突触前膜释放的化学递质不能与突触后膜上的特异性受体结合，或者突触前膜根本不能释放神经递质。
14．下面是关于甲状腺的研究，回答下列相关问题。
(1)研究人员将含131Ⅰ的溶液注射到动物体内，通过检测甲状腺的放射性，来跟踪131Ⅰ被甲状腺细胞吸收的情况，这种研究方法称为____________法。
(2)对兔的研究表明，放射性131Ⅰ过多地滞留在甲状腺组织，可诱发细胞发生癌变，癌细胞因具有____________________________________的特征而容易被识别，机体具有监控并清除体内癌细胞功能的系统是__________________。
(3)为了探究动物体内甲状腺激素的分泌及其调节机理，研究人员做了如下实验。
方法与步骤：
第一步：取________________________________健康的雄兔15只并编号，给每只兔注射浓度适宜的含131Ⅰ(放射性碘)的溶液5 mL。
第二步：定时测定每只兔甲状腺的放射量，记录并计算平均值。
第三步：3天后，将15只兔随机均分为甲、乙、丙三组，依次注射3 mL甲状腺激素溶液、等量促甲状腺激素溶液、____________________________________(丙组作为对照组)。
第四步：正常饲养，重复第二步骤的做法。
实验结果：兔甲状腺放射性从高到低的次序是：乙组、丙组、甲组。
实验结论：①促甲状腺激素具有______________________________________________的作用。
②体液中的甲状腺激素能__________________________________________________。
答案　(1)同位素标记　(2)细胞膜上糖萼减少(或细胞形态结构发生显著变化)　免疫系统　(3)第一步：生长发育状况一致(或生理状况相同)　第三步：3 mL生理盐水(或等量生理盐水)　实验结论：①促进甲状腺激素分泌(或对甲状腺激素的分泌具有促进)　②抑制甲状腺激素的分泌(或对甲状腺激素的分泌具有抑制作用)第1讲　植物的激素调节
考纲要求　1.植物生长素的发现和作用(Ⅱ)。2.其他植物激素(Ⅰ)。3.植物激素的应用(Ⅱ)。
构建网络　内化体系
填充关键点 思考连接处
(1)生长素的极性运输和主动转运是一回事吗？提示　生长素的极性运输是针对植物体而言的，主动转运是指出入细胞膜的方式。(2)茎的背地性，根的向地性均能反映生长素的两重性吗？提示　茎的背地性不能。(3)五类植物激素哪些起促进作用？哪些起抑制作用？提示　生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类起促进作用；脱落酸、乙烯起抑制作用。
考点1　生长素的运输与作用
1． 观察下列图示，判断运输方向
　
2． 下列图示均与生长素作用特点相关，据图回答问题
　
(1)甲图中AA′、BB′、CC′体现了什么？
答案　生长素对植物生长仍是促进作用，只是促进作用减弱。
(2)生长素浓度不同，促进效果一定不同吗？
答案　不一定。由生长素对根、芽、茎的作用曲线可知：在促进生长时，除了最适值外其他的促进值都有两个浓度值对应同一生长速率。
(3)图乙曲线有怎样的应用？
答案　用一定浓度的生长素类似物溶液杀死单子叶农作物农田中的双子叶杂草。
(4)分析丙图，确定下列问题：
①若植物幼苗出现向光性，且测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围应为：大于m小于M。
②若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。
【思维辨析】
(1)自然生长的雪松树冠呈塔形与激素作用有关(2011·山东，1C) ( √ )
提示　呈塔形是顶端优势，与生长素有关。
(2)温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动转运(2008·江苏，15D) ( × )
提示　是扩散作用。
(3)顶端优势产生的主要原因是侧芽附近的生长素浓度过高，其生长受到抑制(2010·海南，5D改编) ( √ )
提示　属于生长素生理作用的两重性。
(4)在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输，根失去了向地生长的特性(2009·江苏，9④) ( × )
提示　植物的极性运输是由其遗传特性决定的。
(5)单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关(2012·四川，4D) ( √ )
提示　单侧光照射根，根尖生长素发生横向运输，背光侧生长素浓度高于向光侧生长素浓度，由于根对生长素敏感性高，所以背光侧生长受到抑制，向光侧生长受到促进，根出现背光生长现象。
(6)喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花疏果(2012·江苏，7C) ( × )
提示　生长素的生理作用具有两重性，既能防止落花落果，也能疏花疏果。
【归纳提炼】
1． 影响生长素运输、分布的因素
(1)引起生长素在苗尖端分布不均匀的因素有：单侧光、重力，放置的含生长素的琼脂块在切去尖端的幼苗上的位置，以及用云母片等材料阻断一侧向下运输等情况。
(2)重力、光照等因素影响生长素的运输和分布，但与生长素的极性运输无关。
2． 植物向光性的原因
单侧光→尖端→影响生长素运输→生长素分布不均匀→生长不均匀(背光侧生长得快)→向光生长
3． 判断植物生长状况的方法技巧
(1)分析植物生长状况的方法
(2)茎的向光性、茎的背地性、根的向地性都有弯曲现象，但解释弯曲的原因不同：茎对生长素不敏感，解释茎的弯曲一般用“生长素的促进作用”；根对生长素较敏感，解释根的弯曲一般用“生长素的促进和抑制作用”，即两重性。
例1　如图所示，a、b、c为对幼苗做不同处理的实验，d为一植株被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照。下列对实验结果的描述，正确的是 (　　)
A．a、b向光弯曲生长，c背光弯曲生长
B．a直立生长，b、c向光弯曲生长
C．图d中如果固定植株，旋转纸盒，一段时间后，植株向左弯曲生长
D．图d中如果将纸盒和植株一起旋转，则植株向纸盒开口方向弯曲生长
破题思路　(1)明确在单侧光影响下生长素的感光、运输及生长部位；(2)排除干扰因素，准确分析影响因素。
个性分析　本题的4个图涉及插入类、移植类和旋转类。本题的干扰信息主要是c中的单侧光照射和d中的暗箱，准确分析两者对幼苗生长造成的影响是解题的关键。图a中由于长生素不能透过玻璃片，故a直立生长；图b中生长素能透过琼脂片(即琼脂片的处理可以忽略)，单侧光照使b向光弯曲生长；图c中由于幼苗没有尖端，对光不产生反应，c向右侧弯曲生长；图d中固定植株，旋转纸盒，植株向右弯曲生长，如果将纸盒和植株一起旋转，光只能从开口处进入，因此植株弯向纸盒开口方向生长。
答案　D
思维延伸　(1)若把a中玻璃片插入尖端以下，结果如何？
提示　向光弯曲生长。
(2)若把b中的琼脂片换成玻璃片，结果如何？
提示　不生长不弯曲。
(3)若把c中的含生长素的琼脂块放在切面中央，结果如何？
提示　直立生长。
(4)若图d中纸盒和植株都固定，且不旋转，结果如何？
提示　向纸盒开口方向弯曲生长。
(5)若图d中，固定纸盒，植株旋转，结果如何？
提示　直立生长。
解题模板　利用实验方法归类模型解决实验分析题
(1)暗盒开孔类
(2)云母片插入类
①向光弯曲生长；②直立生长；③向光弯曲生长；④向左弯曲生长。
(3)切割移植类
①直立生长；②向左弯曲生长；③④：a＝b＋c，b>c(a、b、c为琼脂块中生长素含量)；⑤向右弯曲生长。
(4)锡纸遮盖类
(5)旋转类
①向中央弯曲生长；②直立生长；③向开孔处弯曲生长。
(6)幼苗横置类
①根向下弯曲生长；②茎向上弯曲生长；③向左弯曲生长。
(7)失重类：幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但因无重力作用而失去了根的向重力性和茎的负向重力性。
考点2　其他植物激素的生理作用
1． 判断下列激素的生理作用
①生长素　②细胞分裂素　③赤霉素　④脱落酸　⑤乙烯
(1)促进果实成熟：⑤。
(2)促进种子发芽：②③。
(3)促进植物生长：①③。
(4)诱导愈伤组织分化成根或芽：①②。
(5)延缓叶片衰老：①②。
(6)促进果实坐果和生长：①②③。
2． 下表所示为五类植物激素的部分生理效应(＋：表示促进作用，－：表示抑制作用)
种子发芽 顶端优势 果实生长 器官脱落 插条生根
生长素 ＋ ＋ － ＋
赤霉素 ＋ ＋ ＋ － －
细胞分裂素 ＋ － ＋ －
脱落酸 － ＋
乙烯 － ＋
分析表格内容，可以获得哪些结论？
答案　①同一激素在植物不同生长发育阶段引起的生理效应不同。②在果实生长调节中起协同作用的激素有生长素、赤霉素和细胞分裂素。③表中结果说明植物正常生长发育过程是多种激素共同调节的结果。
【思维辨析】
(1)在黑暗条件下，细胞分裂素可延缓成熟绿叶中叶绿素的降解，表明细胞分裂素能延缓叶片变黄(2009·广东，10A) ( √ )
提示　叶绿素的降解是叶片变黄的原因。
(2)赤霉菌分泌的赤霉素是植物激素，可促进植物生长(2011·海南，10D改编)( × )
提示　植物激素必须是植物产生的。
(3)草莓果实的自然生长过程与生长素无关而与乙烯有关(2008·江苏，15C) ( × )
提示　一定浓度的生长素能促进果实生长发育，乙烯能促进果实成熟。
(4)根尖能够产生细胞分裂素(2009·海南，16A) ( √ )
提示　细胞分裂素产生于正在进行细胞分裂的器官，如幼嫩根尖。
【归纳提炼】
五种植物激素的比较
名称 产生部位 生理作用 对应生长调节剂 应用
生长素类 顶芽；幼叶；胚 促进茎伸长；影响根的生长；抑制侧芽生长；使植物产生向光性等 萘乙酸、2,4－D ①促进扦插枝条的生根；②促进果实发育，防止落花落果；③农业除草剂
赤霉素类 顶芽和根的分生组织；幼叶；胚 促进种子萌发、茎伸长和叶的生长；促进开花和果实发育；影响根的生长和分化 赤霉素 ①促进植物茎秆伸长；②解除种子和其他部位休眠，提早用来播种
细胞分裂素类 在根、胚；果实中形成，由根运至其他器官 影响根的生长和分化；促进细胞分裂；促进萌发；延迟衰老 青鲜素 蔬菜贮藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间
乙烯 成熟中的果实；茎的节；衰老的叶子 促进果实成熟；对抗生长素的作用；因物种而异，促进或抑制根、叶、花的生长和发育 乙烯利 促进果实成熟；处理瓜类幼苗，能增加雌花形成率，增产
脱落酸 叶；茎；根；绿色果实 抑制生长；失水时使气孔关闭；保持休眠 矮壮素 落叶与棉铃在未成熟前的大量脱落
例2　(2013·天津卷，6)下图为生长素(IAA)对豌豆幼苗茎内赤霉素生物合成影响的示意图。图中GA1、GA8、GA20、GA29是四种不同的赤霉素，只有GA1能促进豌豆茎的伸长。若图中酶1或酶2的基因发生突变，会导致相应的生化反应受阻。
据图分析，下列叙述错误的是 (　　)
A．对去顶芽豌豆幼苗外施适宜浓度IAA，该植株茎内GA1的合成可恢复正常
B．用生长素极性运输抑制剂处理豌豆幼苗的顶芽，该植株较正常植株矮
C．对酶1基因突变的豌豆幼苗施用GA20，该植株可恢复正常植株高度
D．酶2基因突变的豌豆，其植株较正常植株高
破题思路　(1)准确获取题干图示信息；(2)明确生物体内生长素的来源与运输方向。
个性分析　题干及示意图的关键信息是：①IAA对豌豆幼苗茎内赤霉素GA1合成有促进作用，对GA29、GA8 的合成有抑制作用；②只有GA1能促进豌豆茎的伸长；③图中酶1或酶2的基因突变会导致相应生化反应受阻。去顶芽豌豆幼苗外施适宜浓度的IAA，能促进茎内赤霉素GA1合成，A选项正确；B选项中抑制剂影响IAA向豌豆茎内运输，进而影响GA1的合成，GA1和IAA在豌豆茎内含量少，茎的伸长生长慢而使植株矮小，B选项正确；对酶1基因突变的豌豆幼苗施用GA20，不会促进GA1合成，该植株不会恢复正常植株高度，C选项错误；酶2基因突变的豌豆使GA29、GA8 的合成受抑制，GA1合成增强、分解减弱，积累增多，其植株较正常植株长得高，D选项正确。
答案　C
考点3　与植物激素有关的实验探究与分析
例3　(2013·新课标全国卷Ⅱ，29)已知大麦在萌发过程中可以产生α 淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α 淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：
试管号 GA溶液 缓冲液 水 半粒种子10个 实验步骤 实验结果
1 0 1 1 带胚 步骤1 步骤2 ＋＋
2 0 1 1 去胚 25 ℃保温24 h后去除种皮，在各试管中分别加入1 mL淀粉液 25 ℃保温10 min后各试管中分别加入1 mL碘—碘化钾溶液，混匀后观察溶液颜色深浅 ＋＋＋＋
3 0.2 1 0.8 去胚 ＋＋
4 0.4 1 0.6 去胚 ＋
5 0.4 1 0.6 不加种子 ＋＋＋＋
注：实验结果中“＋”越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。
回答下列问题：
(1)α 淀粉酶催化______________水解可生成二糖，该二糖是__________________。
(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的________。这两支试管中淀粉量不同的原因是___________________________
________________________________________________________________________。
(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是______________________________________。
(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明__________________________________
________________________________________________________________________。
破题思路　明确该实验检测的原理；找准单一变量分析问题。
个性分析　第(1)小题是考查最基本知识，这两个空是比较好填的。第(2)小题可以根据反应后的颜色深浅判断试管1和试管2溶液中的淀粉量，只要能读懂表格数据就能解决问题，也是比较简单的。第(3)小题中2和5对照可以看出去胚的种子是不会产生α 淀粉酶的，2和3对照可以看出加入GA后的试管3产生了α 淀粉酶，所以可以得出GA诱导种子生成α 淀粉酶的结论。第(4)小题根据表格数据可以看出2、3、4三组的GA含量是逐级增大的，而实验结果中颜色是越来越浅的，也就标志着三组中α 淀粉酶的产生量是逐渐增加的，所以可以得出GA的浓度越高，对α 淀粉酶的诱导效果越好的结论。
答案　(1)淀粉　麦芽糖　(2)少　带胚的种子保温后能够产生α 淀粉酶，使淀粉水解(其他合理答案也可)　(3)诱导种子生成α 淀粉酶(其他合理答案也可)　(4)GA的浓度越高，对α 淀粉酶的诱导效果越好(其他合理答案也可，如：随GA浓度增大，产生的α 淀粉酶量增加)
思维延伸　(1)大麦种子在萌发过程中产生α 淀粉酶起什么作用？
提示　α 淀粉酶水解种子胚乳中的淀粉，为种子萌发提供能量。
(2)该实验的变量类型有哪些？
提示　①带胚与去胚；②去胚种子与不加种子；③加GA与不加GA；④加不同浓度的GA等。
1． 变量在实验步骤中的应用
第一步：把……相同的……随机平均分成A、B两组，A为实验组，B为对照组。(分组编号、等量对照——主要是描述“无关变量”)
第二步：A组加适量的……(实验处理)，B组加等量的……(对照处理)，其他条件相同且适宜。(实验组进行处理——主要是描述“自变量”，平衡“无关变量”)
第三步：(培养、反应等)一段时间后，观察记录……数据进行相关处理。(实验结果的处理——主要是描述“因变量”)
2． 实验中的对照
对照方法 概念 实例
空白对照 不对对照组进行任何处理 酶具有催化作用：加酶和加水
条件对照 对照组施加不影响实验研究的因素 探究酶的高效性：H2O2酶与FeCl3
自身对照 对照组与实验组在同一研究对象上进行 质壁分离和复原：实验前后两种状态
相互对照 不单独设置对照组，几个实验组相互对照 温度对酶的影响：一系列温度
1． (2013·安徽卷，5改编)科学家温特做了如下实验：把切下的燕麦尖端放在琼脂块上，几小时后，移去苗尖端，将琼脂块切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦幼苗一侧，结果幼苗会朝对侧弯曲生长。但是，如果放上的是没有接触过苗尖端的琼脂块，幼苗则既不生长也不弯曲。该实验证明了 (　　)
A．生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
B．造成幼苗弯曲的刺激是某种化学物质
C．生长素的化学本质是吲哚乙酸
D．幼苗会弯向光源生长
答案　B
解析　题干描述的温特对照实验只能证明“造成幼苗弯曲的刺激是来自苗尖端的某种化学物质”。
2． (2013·海南卷，7)关于植物激素的叙述，错误的是 (　　)
A．植物激素的产生部位和作用部位可以不同
B．植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素
C．细胞分裂素和生长素可以在同一细胞中起作用
D．生长素可通过促进乙烯合成来促进茎段细胞伸长
答案　D
解析　植物激素的产生部位和作用部位可以不同，如胚珠产生的生长素促进了子房发育成果实，故A对。生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育的种子中由色氨酸经过一系列反应转变而成，故B对。细胞生命活动是由多种激素共同作用的结果，细胞分裂素和生长素可以在同一细胞中起作用，故C对。生长素可通过促进乙烯合成促进茎段细胞横向生长，抑制细胞伸长(纵向生长)，故D错。
3． (2013·广东卷，4)如图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果，分析正确的是(　　)
A．去顶芽能促进主根生长
B．去顶芽植株不能合成生长素
C．生长素由顶芽向下非极性运输
D．外源生长素能替代顶芽促进主根生长
答案　D
解析　由图可知，去掉顶芽后植株的主根长度减少，因此去掉顶芽会抑制主根的生长，A错误；去掉顶芽后根尖也能合成生长素，B错误；生长素由顶芽向下运输为极性运输，C错误；由图去掉顶芽后施加外源生长素可以促进主根的生长，D正确。
4． (2013·浙江卷，5)光照、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长影响的实验结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A．茎伸长受抑制均由赤霉素合成抑制剂引起
B．赤霉素是影响茎伸长的主要因素之一
C．植物茎伸长与光照时间无关
D．该植物是赤霉素缺失突变体
答案　B
解析　根据题图，光照时间长短、赤霉素、赤霉素合成抑制剂等均会影响茎的伸长，各组限制因素不同，不能一概而论，A项错误；对比1组和2组的茎长，说明赤霉素是影响茎伸长的主要因素之一，B项正确；对比1组和4组的茎长，说明植物茎伸长与光照时间长短有关，C项错误；对比4组和5组的茎长，同样光照时间情况下，使用赤霉素合成抑制剂的小组茎长较短，说明该植物体自身的赤霉素合成受阻导致茎长伸长受阻，该植物不是赤霉素缺失突变体，D项错误。
5． (2013·马鞍山4月第二次质检)人工合成的生长素类似物，如2,4－D、萘乙酸等，具有与生长素相似的生理效应。它们在生产上的应用很广泛。
(1)2,4－D是一种最早应用的选择性除草剂，在农业生产上常用它除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。单子叶农作物与双子叶杂草对2,4－D浓度的反应如图1曲线所示。
①从图中可以看出2,4－D作用的特点是____________________________________。
②图中X点(甲、乙的交点)对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是________，2,4－D 作为除草剂的最佳使用浓度是________点所对应的浓度。
③近几年，媒体经常报道有些农民使用除草剂导致农作物绝产的消息。如果某农民使用 的2,4－D不是假冒产品，请你分析导致农作物绝产的最可能原因是________________
________________________________________________________________________。
(2)2,4－D还能促进插条生根。为了探索2,4－D促进插条生根的最适浓度，某生物兴趣小组先做了一组梯度比较大的预实验，实验的结果如图2所示。
①图中纵坐标的标记是__________________；推测最适浓度的大致范围在__________。
②做预实验的目的是______________________________________________________，
正式实验中要实现实验目的，最少需要设置________组实验(相对浓度梯度为1)。
答案　(1)①具有两重性(低浓度促进生长，高浓度抑制生长)　②促进　F或D　③使用的浓度过高，抑制了农作物的生长甚至杀死了农作物　(2)①平均生根条数(或平均生根长度)　2～6　②探索实验条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性(答一点即可)　5
解析　(1)①分析曲线可以看出2,4－D作用的特点是低浓度促进生长，高浓度抑制生长，即生长素的生理作用具有两重性；②生长素的作用图中甲曲线为生长素浓度对双子叶杂草的生长影响曲线，X点在x轴上方，因此其对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是促进作用。2,4－D作为除草剂的最佳使用浓度应是强烈抑制双子叶杂草，同时对单子叶庄稼最有利的点，因此应是F或D点所对应的浓度；③如果使用的2,4－D不是假冒产品，则导致农作物绝产的最可能原因是使用的浓度过高，抑制了农作物的生长甚至杀死了农作物。(2)①图中纵坐标是因变量，可以是平均生根条数，也可以是平均生根长度；根据图示推测最适浓度的大致范围在4的两侧，即2～6之间；②做预实验的目的是探索实验条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性；正式实验时由于相对浓度梯度为1，因此要实现实验目的，需要设置相对浓度为2、3、4、5、6的5组实验。
1． 下图甲是以小麦幼苗进行的实验过程示意图。下图乙曲线中能正确表示琼脂块上放置的苗尖端数量(N)与小麦幼苗弯曲程度关系的是 (　　)
A．① B．②
C．③ D．④
答案　B
解析　苗尖端的生长素渗透到琼脂块中后，将琼脂块放置在去除苗尖端的小麦幼苗顶部的左侧，则左侧的生长素含量大于右侧，左侧生长比右侧快，从而导致幼苗向右弯曲。随着苗尖端数量增加，则生长素促进作用越强，弯曲程度逐渐增大；当苗尖端数量超过一定范围后，生长素浓度过高，从而使弯曲程度降低。
2． 图中能说明苗尖端是感受光刺激部位的最佳实验组合为 (　　)
A．①② B．③④ C．⑤⑥ D．④⑥
答案　C
解析　该实验的自变量应为苗尖端是否遮光，因此实验组合⑤⑥是能说明苗尖端是感受光刺激部位的最佳实验组合。
3． 下列关于植物激素的说法，正确的是 (　　)
A．单侧光照使植物弯曲生长时，背光侧生长素浓度比向光侧低
B．探究不同浓度生长素类似物对插枝生根影响时，应选不同种的植物材料
C．用赤霉素多次喷洒水稻植株后，将导致产量降低
D．种子在浸泡过程中，用适量的乙烯处理可解除休眠而萌发
答案　C
解析　单侧光照射时，生长素进行横向运输，由向光侧运输到背光侧，故背光侧生长素浓度比向光侧高；探究不同浓度生长素类似物对插枝生根影响时，所选的植物材料应是同种的，以防止无关变量对实验的影响；赤霉素的作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高，赤霉素使用过多，会使水稻植株疯长，结实率大大降低；赤霉素具有促进种子萌发的作用，而乙烯的作用是促进果实成熟，种子在浸泡过程中，用适量的赤霉素处理可解除休眠而萌发。
4． 为了验证燕麦幼苗的IAA在极性运输时是否以重力为动力，有人利用燕麦幼
苗、刀片、放射性14C检测仪器、含14C－IAA的琼脂块(供体块)和空白琼脂
块(受体块)进行四组实验(如图所示)，其中能达到实验目的的是 (　　)
答案　D
解析　欲验证燕麦幼苗中的IAA在极性运输时是否以重力为动力，可将燕麦幼苗的形态学上端E置于下面，形态学下端F置于上面，在F端放置空白琼脂块，E端放置含放射性14C的琼脂块，通过检测空白琼脂块是否含有放射性来验证实验目的。
5． 研究发现生长素(IAA)和赤霉素(GA)对胚芽鞘、茎节间切段等离体器官的作用如图。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．IAA和GA均具有促进植物生长的作用，但GA的促进效应较IAA明显
B．IAA和GA同时存在时，具有明显增效作用
C．图乙表明生长素与赤霉素共同促进细胞的伸长
D．赤霉素通过自身能否转化为生长素而对生长起调节作用
答案　B
解析　单独使用IAA或GA时，IAA曲线在GA曲线之上，说明GA的促进效应较IAA弱；根据图甲中的最高曲线可知，IAA和GA同时存在时，具有明显增效作用；图乙表明赤霉素促进细胞伸长实际是通过促进色氨酸转化为生长素进行的，即赤霉素通过生长素来促进细胞的伸长。
6． 下图是科学家对水稻根进行单侧光照后的生长情况，下表表示处理后的实验数据。下列对单侧光处理后的推测不正确的是 (　　)
实验结果处理方式 弯曲角度(α)
强光 35.5°
弱光 17.5°
黑暗 0°
A．生长素分布不均可能是生长素向背光侧运输的结果
B．水稻根背光弯曲的角度随光强度的增加而增大
C．背光侧生长素对根的生长起抑制作用
D．生长素对根生长的作用具有两重性
答案　B
解析　单侧光照射下，生长素分布不均，可能是生长素向背光侧运输的结果；表格只能说明“一定范围内”水稻根背光弯曲的角度随光强度的增加而增大；背光侧生长素浓度高，生长得慢，向光侧生长素浓度低，生长得快，说明背光侧生长素对根的生长起抑制作用；根对生长素较敏感，生长素对根生长的作用具有两重性。
7． 植物激素中的赤霉素能诱导α 淀粉酶的产生，促进种子萌发；6 甲基嘌呤是mRNA合成的抑制剂。分别用三组试剂对种子进行处理：a.赤霉素；b.赤霉素和脱落酸；c.赤霉素和6 甲基嘌呤(6 甲基嘌呤在第11小时加入，见图中“↓”)，结果如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．种子的萌发只受赤霉素的调节
B．6 甲基嘌呤可抑制α 淀粉酶的产生
C．脱落酸的作用机理是促进mRNA的合成
D．对α 淀粉酶的合成，脱落酸与赤霉素表现为协同作用
答案　B
解析　种子的萌发受多种激素的共同调节；比较a、c曲线可知，6 甲基嘌呤可抑制α 淀粉酶的产生；脱落酸的作用机理是抑制mRNA的合成；比较a、b曲线可知，对α 淀粉酶的合成，脱落酸与赤霉素表现为拮抗作用。
8． 某研究性课题小组的同学对植物生长素非常有研究兴趣，设计了图1、图2所示实验，探究单侧光是使苗尖端的生长素转移了，还是将生长素分解了。下列说法不正确的是
(　　)
A．由图1可知单侧光将生长素分解，从而引起幼苗弯曲
B．如果幼苗的长度关系为c＜a＝b＝d，则说明单侧光将生长素分解了
C．如果幼苗的长度关系为c＜a＝b＜d，则说明单侧光使苗尖端的生长素转移了
D．苗尖端产生的生长素对幼苗的弯曲生长起关键作用
答案　A
解析　图1中乙向光侧的生长素若被光分解，则植物将弯向光源生长，而乙直立生长，因而单侧光引起生长素从向光侧移向背光侧，而不是将其分解；如果幼苗的长度关系为c＜a＝b＝d，则说明单侧光将生长素分解了；如果幼苗的长度关系为c＜a＝b＜d，则说明单侧光使苗尖端的生长素转移了；苗尖端能感受光照，对幼苗弯曲起关键作用。
9． 下列关于“探究生长素类似物促进植物生根的最适浓度”的实验叙述，错误的是(　　)
A．除了扦插枝条以外，其他实验条件均要相同
B．每根枝条上应保留有相同数量的芽
C．可用单位时间每根枝条生根数作为记录指标
D．不同的生长素类似物浓度作用，不一定产生不同生根效果
答案　A
解析　A错误，该实验的自变量是生长素类似物的浓度，所以扦插枝条与其他实验条件均要相同；B正确，为控制单一变量，应保证每根枝条上保留相同数量的芽；C正确，可根据单位时间每根枝条生根数作为因变量判断最适生长素浓度；D正确，在一定范围内，随生长素浓度增加，生根的数量随之增加，超过一定浓度时，生根的数量开始减少，因此不同的生长素类似物浓度作用，不一定产生不同生根效果。
10．以下是某研究性学习小组所做的实验：在幼苗切面一侧放置含不同浓度生长素的琼脂块，测定各幼苗弯曲生长的角度，下表数据能说明 (　　)
琼脂块中生长素浓度(mg/L) 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
幼苗弯曲的角度α(°) 0 3 7 12 15 18 15 10
A.生长素浓度不同，促进效应就不同
B．幼苗弯曲的程度与其他激素无关
C．琼脂块中生长素浓度为0.35 mg/L时，幼苗生长受到抑制
D．生长素浓度在0.05～0.35 mg/L范围内，都对幼苗的生长起促进作用
答案　D
解析　由表中信息可知，生长素浓度在0.05～0.25 mg/L范围内，随生长素浓度增大，幼苗弯曲角度增大，生长素对幼苗的生长促进作用增强；而生长素浓度在0.25～0.35 mg/L范围内，幼苗的促进作用减弱，但生长素对胚芽鞘的生长仍起促进作用，所以D正确、C错误；生长素浓度为0.20 mg/L和0.30 mg/L时，幼苗弯曲角度相同，生长素促进效应相同，故A错误；植物的生长发育和适应环境的变化是由多种激素相互作用共同调节的，B错误。
11．科学家为探究生长素和乙烯对植物生长的影响及这两种激素的相互作用，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 (　　)
A．浓度高于10－6mol/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同步的
答案　B
解析　生长素浓度在10－8～10－2mol/L范围内，对茎段均具有促进作用，A错误；从图中信息可知，当生长素浓度达到M时，乙烯开始合成，B正确；生长素的合成会促进乙烯的合成，当乙烯浓度超过一定浓度后，会抑制生长素的合成，C错误；从图中信息可知，生长素和乙烯的含量达到峰值的时间不同步，D错误。
12．某生物小组探究果实中不同浓度的乙烯对呼吸速率的影响，结果如图所示。据图分析正确的是 (　　)
A．乙烯能调节细胞的呼吸速率，从而促进果实发育
B．随着乙烯浓度增大，呼吸峰值不断增大
C．激素调节只是植物生命活动调节中的一部分
D．乙烯通过影响酶的活性来影响呼吸速率
答案　C
解析　第一步：理清四条曲线之间的关系，为并列关系；第二步，对曲线进行分析。分析每条曲线和综合各条曲线可知，不同浓度的乙烯改变的是果实达到呼吸峰值所需的时间，并没有改变呼吸峰值，由此推断，激素调节只是植物生命活动调节的一部分，并不控制所有的生命活动，C正确、B错误；曲线没有体现出酶的活性的变化，D错误；乙烯能够促进果实的成熟，不能促进果实发育，A错误。
13．阅读分析下列材料，回答有关植物生命活动调节的问题：
(1)为研究一定浓度的CaCl2和赤霉素对某植物种子胚轴生长的影响，研究人员进行了相关实验，结果如甲图所示。由图可知，一定浓度的CaCl2对胚轴的生长具有________作用。根据赤霉素的生理作用推测，实验中加入赤霉素溶液的时间应在图中的__________点。
(2)将大小相近的同种植物分为①②③三组，分别进行不同的处理，实验结果如乙图所示。根据①③组结果可得出的结论是_________________________________________；继而将②组结果与①③进行比较，可得出的结论是_____________________________。
答案　(1)抑制　B　(2)顶芽的存在会抑制侧芽的生长　细胞分裂素可在一定程度上缓解顶芽对侧芽的抑制(或“细胞分裂素可缓解顶端优势”)
解析　(1)据甲图可知，一定浓度的CaCl2溶液对胚轴的生长具有抑制作用。图中B点后胚轴又开始伸长，根据赤霉素的生理作用可知，实验中B点加入了赤霉素溶液。(2)比较①③组实验结果可知顶芽的存在会抑制侧芽的生长；将②组结果与①③进行比较，可知细胞分裂素可在一定程度上缓解顶芽对侧芽的抑制。
14．植物生命活动调节的基本形式是激素调节，下面是有关植物激素的知识及实验研究，请根据有关信息回答下列问题：
(1)将赤霉菌培养液喷洒到水稻幼苗上，水稻患恶苗病(植株疯长)；科研人员分析出赤霉菌培养液中有以上效应的物质是赤霉素。
①上述实验的结论是__________________________________________________。
②通过以上实验能证明赤霉素是植物激素吗？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)生长素促进根系生长的最适宜浓度要比茎低得多，稍高浓度的生长素能抑制根的生长，这说明生长素的生理作用具有____________________。
(3)某生物兴趣小组为探索萘乙酸(生长素类似物)促进某植物插条生根的最适浓度，首先设计了以下三组：
组别 A B C
浓度(mol·L－1) 10－12 10－9 10－6
根据上表可知，该实验是在正式实验前先做的一个________________。为进一步精确测定最适浓度，还应该采取的措施是________________________________________。
(4)水平放置的根具有向地生长的现象。有人发现，在根生长弯曲部位的近地侧除有较多的生长素外，还有较多的乙烯。由此可知：植物的生长发育过程是__________________的结果。
答案　(1)①赤霉素能引起植物疯长　②不能。因为实验没有证明植物能产生赤霉素　(2)两重性　(3)预实验　降低浓度梯度值并增加实验组别　(4)由多种激素共同作用(相互协调、共同调节)
解析　(1)赤霉菌能产生赤霉素，将赤霉菌培养液喷洒到水稻幼苗上，水稻患恶苗病(植物疯长)，说明赤霉素能引起植物疯长；但在实验中，并没有说明植物能产生赤霉素，因而不能证明赤霉素是植物激素。(2)生长素促进根系生长的最适宜浓度要比茎低得多，稍高浓度的生长素能抑制根的生长，这说明生长素的生理作用具有两重性。(3)在探索萘乙酸促进某植物插条生根的最适浓度前，应先做一个预实验，获取一个促进植物扦插生根的大致浓度范围，然后再降低浓度梯度值并增加实验组别来进一步精确测定最适浓度，这样可避免由于盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。(4)水平放置的根，在生长弯曲部位的近地侧除有较多的生长素外，还有较多的乙烯。由此可知，植物的生长发育过程是由多种激素共同作用的结果。第1讲　种群和群落
考纲要求　1.种群的特征(Ⅰ)。2.种群的增长方式(Ⅱ)。3.种群的数量波动及调节(Ⅰ)。4.群落的结构(Ⅰ)。5.群落的主要类型(Ⅰ)。6.群落演替(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点 思考连接处
(1)用什么方法调查土壤中动物的物种丰度？提示　取样器取样法。(2)种群数量增长的两种类型的主要差异是什么？提示　环境阻力不同。(3)影响群落演替的因素有哪些？提示　①群落内部因素；②外界环境因素；③人类活动。
考点1　种群的特征及数量变化
1． 影响种群数量的因素分析
2． 比较逻辑斯谛增长和指数增长曲线
逻辑斯谛增长 指数增长
前提条件 环境资源有限 环境资源无限
曲线
种群增长率曲线
种群增长速率曲线
有无K值 有K值 无K值
答案　
特别提醒　种群增长率与种群增长速率的比较
①种群增长率：在单位时间内新增加的个体数占原有个体数的百分率。计算公式为：增长率＝(这一次总数－上一次总数)/上一次总数×100%。
②种群增长速率：单位时间内增长的数量。计算公式为：增长速率＝(这一次总数－上一次总数)/时间。
【思维辨析】
(1)(2012·新课标全国卷，6)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
答案　D
解析　解答本题的关键是理解各种因素对种群数量的影响。据图可知，不同月份种群的年龄结构不同，其中4至10月份，个体逐渐发育到性成熟，12月份没有未成熟个体，表明在10月份种群的出生率可能为零，A、C两项正确。天敌迁入后，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项正确。大量诱杀雄性个体会降低种群的出生率，从而对种群密度产生影响，D项错误。
(2)(2012·重庆卷，4)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比率可防止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
答案　B
解析　由图示看出，该东亚飞蝗种群初始阶段种群增长曲线为“S”形增长曲线。在a点时种群增长速率最大，为了有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群密度，故A项正确。a～b段种群增长率越来越小，但种群密度不断增加，二者不呈正相关，故B项错误。性引诱剂可以诱杀雄虫，改变种群的性比率，可用于防治害虫，C项正确。将蝗虫种群数量控制在一定范围内，既不使其灭绝，也不使其成灾，有利于维持食物链的稳定，维持生态系统的抵抗力稳定性，D项正确。
【归纳提炼】
种群增长曲线在生产实践中的应用
(1)有害动物的防治实例：对家鼠等有害动物的控制，采取的措施是通过勤打扫卫生，降低其环境容纳量(K值)。
(2)濒危动物种群的拯救和恢复实例：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值变小，采取的措施是建立自然保护区，改善栖息地环境，提高K值，是保护大熊猫的根本措施。
(3)生产上的应用：生产上捕获后的种群数量为最好，而杀虫效果最好的时期是潜伏期(即以前个体数量少，增长速率很慢的时期)。
例1　(2013·浙江卷，4)下列关于出生率的叙述，正确的是 (　　)
A．若某种群年初时的个体数为100，年末时为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10，则该种群的年出生率为10%
B．若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高
C．若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则出生率会更高
D．若比较三种年龄结构类型的种群，则稳定型的出生率最高
破题思路　(1)根据出生率和死亡率的定义完成A选项的计算；(2)明确出生率与生殖期、性比率、年龄结构的关系完成B、C、D选项。
个性分析　种群年初个体数为100，一年新生个体数为20，则出生率为20%，死亡个体数为10，则死亡率为10%，种群年增长率为10%，A项错误；婚配制为一雌一雄的动物，当雌雄比例为1∶1时，每个个体都能产生后代，此时的出生率最高，B项正确；调控环境条件，使动物性成熟推迟，动物的繁殖时期推迟，会导致年平均出生率更低，C项错误；三种年龄结构类型的种群，增长型的出生率最高，D项错误。
答案　B
思维延伸　(1)由A选项能求出该种群的自然增长率吗？
提示　自然增长率＝出生率－死亡率＝10%。
(2)若某种群达到K值后又大量迁入了一部分成年个体，则在短期内出生率如何变化？
提示　增加。
例2　如图所示是某种群出生率和死亡率随时间变化的曲线，据此
分析不正确的是 (　　)
A．该种群数量增长曲线为“S”形
B．在t0～t2时该种群增长速率先增大后减小
C．在t0～t2时该种群数量先增加后减少
D．在t2时该种群数量达到K值
破题思路　明确图示中横坐标和纵坐标的关系→转化为种群增长速率曲线→转化为种群数量变化曲线。
个性分析　该曲线的数学模型其实就是“S”形增长曲线的变式；由曲线变化可知，在t0～t2时出生率大于死亡率，且在t1时两者相差最大，说明种群增长速率先增大后减小，但是其种群数量仍然在不断增加；t2时两曲线相交，说明出生率等于死亡率，种群数量达到最大值，即K值(或环境容纳量)。
答案　C
思维延伸　(1)在下图中绘出该种群增长速率变化曲线。
提示　
(2)在下图中绘出种群数量变化曲线。
提示　
解题模板　如何准确判断不同曲线中的K值
(1)明确种群数量、增长率、增长速率曲线变化的含义。
(2)明确不同曲线中K值的表示方法
在上述曲线中，A、B、C三点对应的种群数量为K值。
考点2　群落的结构与演替
1． 填充群落的空间结构
(2)意义：有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。
2． 比较并填充下表中的群落演替类型
类型内容 原生演替 次生演替
起点 从未有任何生物定居过的裸岩、沙丘和湖底开始 由于火灾、洪水和人为破坏把原有群落毁灭，在被毁灭群落基质上进行
时间 经历的时间长 经历的时间短
速率 缓慢 较快
影响因素 自然因素 人类活动较为关键
实例 裸岩上的演替 弃耕农田上的演替
【思维辨析】
(1)演替过程中群落的物种组成不断变化(2011·海南，24B) ( √ )
提示　演替是一种群落被另一种群落替代的过程，不同群落的重要特征是物种组成的差异。
(2)环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一(2010·大纲全国Ⅱ，3B)( √ )
提示　群落水平结构是指在不同地段由于环境条件不同分布着不同的种群。
(3)某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，另一种数量减少，属于种间竞争实例(2009·全国Ⅱ，5D) ( √ )
提示　竞争是由于不同生物争夺相同生存条件引起的。
【归纳提炼】
1． 生物间的几种关系图示
2． 群落演替的方向与结果
(1)演替方向：演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的，一般都可以发生演替到森林阶段这一最高阶段。
(2)能量：总生产量增加，群落的有机物总量增加。
(3)结构：生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。
(4)稳定性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，自我调节能力越来越高。
3． 关注几个误区
(1)“竹林中的竹子整齐一致”误认为是群落的结构特征：这里的竹子属于种群范畴。
(2)误认为高山上植物的分布属于垂直结构：高山上植物的分布决定于温度，从山顶到山脚下，植物群落的这种结构应该属于水平结构。
(3)误认为种群密度与物种丰度呈正相关：前者属于种群范畴，后者属于群落范畴。
例3　(2013·新课标全国卷Ⅰ，32改编)南方某地的常绿阔叶林等因过度砍伐而遭到破坏。停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。下表为恢复过程中依次更替的群落类型及其植物组成。
演替阶段 群落类型 植物种数/种
草本植物 灌木 乔木
1 草丛 34 0 0
2 针叶林 52 12 1
3 针、阔叶混交林 67 24 17
4 常绿阔叶林 106 31 16
回答下列问题：
(1)该地常绿阔叶林恢复过程中群落演替的类型为____________演替。常绿阔叶林遭到破坏后又得以恢复的原因，除了植物的种子或者繁殖体得到保留外，还可能是原有的______________条件也得到基本保留。
(2)与草丛相比，针叶林的动物分层现象较为______________(填“简单”或“复杂”)，原因是____________________________________________________。
破题思路　①联想原生演替与次生演替的区别，确定第(1)问；②联想植物分层与动物分层的关系确定第(2)问。
个性分析　(1)该演替是在原有的土壤、种子等条件基本保留的情况下进行的，属于次生演替。(2)生态系统中植物种类越多，对于阳光的争夺越激烈，植物分层越多且明显，而动物分层与植物分层的复杂程度呈正相关。
答案　(1)次生　土壤　(2)复杂　针叶林植物群落的垂直结构更为复杂
考点3　种群密度的调查
例4　(2013·海南卷，29改编)随着海拔升高，某地的植被类型依次为落叶阔叶林、针阔叶混交林、针叶林、灌丛和草甸等。该地分布着多种动物。
回答下列问题：
(1)调查该地某双子叶植物的种群密度可采用____________法，调查野兔的种群密度可采用______________法。
(2)该地草甸、灌丛、针阔叶混交林的物种丰度不同，物种丰度是指_________________。
(3)森林生态系统中的生物群落具有明显的______________结构，这种结构可以提高群落利用阳光等资源的能力。
破题思路　①联想样方法和标志重捕法的适用范围确定(1)；②根据群落的结构特征确定(2)(3)。
个性分析　(1)种群密度的调查方法常见的有样方法和标志重捕法。样方法是指在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广，来估计种群总体数量的方法。样方法的适用范围：植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻的密度等。所以双子叶植物种群密度的调查方法为样方法。标志重捕法是指在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。是种群密度的常用调查方法之一。标志重捕法适用于活动能力强、活动范围较大的动物种群。所以调查野兔种群密度可采用标志重捕法。(2)此项考查群落物种丰度的概念，是指群落中物种数目的多少。物种数目越多，其物种丰度越大。(3)此项考查群落的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。垂直结构即在垂直方向分成许多层次的现象。包括植物的垂直分层和动物的垂直分层。植物的垂直分层主要受光强度的影响，大大提高了群落内各植物对光能的利用率。动物的垂直分层受植物的影响。因为植物会为动物提供食物和栖息空间。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局，其主要表现特征是镶嵌性。此题问提高群落利用阳光等资源的能力，考查垂直结构。
答案　(1)样方　标志重捕　(2)群落中物种数目的多少　(3)垂直
思维延伸　(1)若调查该地土壤中小动物的物种丰度，常用什么方法？
提示　取样器取样法。
(2)用适当的方法调查野兔的种群密度时所得到的数值与实际数值相比，可能________(偏小，偏大)。
提示　偏大
种群密度的调查与物种丰度调查的比较
项目 样方法 标志重捕法 取样器取样法
适用范围 植物或固着生活的动物 活动能力强和范围大的动物，如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等 土壤或培养基(液)中的微小动物或微生物
方法步骤 ①随机取样；②计数每个样方的个体数；③求解所有样方种群密度的平均值即该种群的种群密度 ①在被调查范围内捕获一些个体并做标志后放回；②一段时间后重捕；③公式计算：＝ ①用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等进行取样)；②在实验室借助放大镜或显微镜进行观察计数
注意事项 ①在种群分布比较均匀的地块选取样方；②必须随机取样；③样方内、样方相邻两边及其顶角的个体均计入 ①调查期间没有出生和死亡，没有迁入和迁出；②标志不能过分醒目，标志物和标志方法必须对动物没有伤害 ①小动物类群物种丰度的研究包括取样、观察和分类、统计和分析三个操作环节；②物种丰度的统计方法：记名计算法和目测估计法
1． (2013·新课标全国卷Ⅰ，5)某农场面积为140 hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了很好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某研究小组采用标志重捕法来研究黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获100只，标记后全部放掉，第二次捕获280只，发现其中有两只带有标记。下列叙述错误的是 (　　)
A．鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B．该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2
C．黑线姬鼠种群数量下降说明农场群落的物种丰度下降
D．植物→鼠→鹰这条食物链，第三营养级含能量最少
答案　C
解析　黑线姬鼠种群数量下降是因为其数量增加吸引鹰来捕食所致，这恰恰说明农场群落的物种丰度增加了。
2． 自然界中某种群的死亡率如图中曲线Ⅱ，出生率如图中曲线Ⅰ，
下列分析正确的是 (　　)
A．种群在c点之前呈指数增长，c点之后呈逻辑斯谛增长
B．种群数量增长最快的是c点
C．c点时该种群的个体总数达到其生活环境的负荷值
D．曲线表明种群数量变化受食物的影响
答案　C
解析　如图所示，死亡率逐渐升高，出生率逐渐下降，c点时出生率和死亡率相等，说明此时种群的个体总数达到其生活环境的负荷值，即K值；在自然状态下，出生率和死亡率决定种群密度的变化，在c点之前种群的出生率大于死亡率，种群数量呈逻辑斯谛增长，c点之后种群的出生率小于死亡率，种群数量呈下降趋势；种群数量为K/2时，种群数量增长最快。
3． (2013·江苏卷，10)在一段新建公路的边坡(甲)上移栽灌木和草本植物以保护边坡，另一段边坡(乙)不进行移栽，其他实验条件相同，1年后两段边坡的检测结果如下表。下列分析合理的是 (　　)
边坡 处理方式 植被覆盖率(%) 小型土壤动物 土壤有机质(g/kg)
物种数 个体数
甲 种植植物 97 37 260 19.8
乙 不干预 8 9 28 11.9
A.可以推测移栽植物会降低该群落结构的稳定性
B．小型土壤动物的增多是移栽植物的预期结果
C．边坡甲上因没有移栽乔木而不可能自然长出乔木
D．边坡甲上的群落演替会随时间延长而逐渐加剧
答案　B
解析　本题只需读懂表格提供的数据信息即可确定正确答案。通过移栽植物可提高某生态系统的生物多样性，从而提高其稳定性，B正确。
4． (2013·海南卷，25)甲、乙、丙是食性相同的、不同种的蝌蚪，三者之间无相互捕食关系。某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1 200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和数量不等的同种捕食者，一段时间后，各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表：
池塘编号 捕食者数量/只 蝌蚪存活率/%
甲 乙 丙
1 0 87 7 40
2 2 58 30 25
3 4 42 32 11
4 8 20 37 10
下列推测不合理的是 (　　)
A．捕食者主要捕食甲和丙
B．蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响
C．无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失
D．随着捕食者数量增加，乙可获得的资源减少
答案　D
解析　随着池塘中捕食者数量的增加，甲种和丙种蝌蚪存活率逐渐降低，说明捕食者的食物来源以甲、丙两种蝌蚪为主，A正确。三种蝌蚪由于相同食物来源或相同生存空间可构成种间竞争关系，但在四个池塘中放入了不同数量的捕食者后可能改变了它们原有的竞争结果，B正确。池塘1中，在没有加入捕食者时乙种蝌蚪存活率最低，说明乙种蝌蚪竞争力最弱，容易被自然环境所淘汰，C正确。随着捕食者数量的增加，甲种和丙种蝌蚪数量减少，乙种蝌蚪获得的资源相对增加，故D不合理。
5． (2013·新课标全国卷Ⅱ，31)回答与草原生态系统相关的问题：
(1)草原上鼠的天敌从鼠获得的能量最终来自于____________________固定的能量。
(2)草原上，某种鼠的种群密度除了受迁入率和迁出率的影响外，还受该鼠种群的______________、____________、年龄结构和性比率等因素的影响。
(3)用样方法调查某种双子叶植物种群密度时，为避免调查者主观因素的影响，要做到__________________。
(4)草原生物群落的空间结构包括________________和__________________。
答案　(1)生产者　(2)出生率　死亡率　(3)随机取样　(4)垂直结构　水平结构
解析　(1)生态系统中生产者固定的能量是流入生态系统的总能量。(2)种群密度是最基本的数量特征，受出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性比率等因素的影响。(3)采用样方法调查种群密度，在选取样方时要随机取样。(4)在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。
1． (2013·南昌调研测试)下列有关种群的说法，不正确的是 (　　)
A．稻田中秧苗的均匀分布有利于产量增高
B．通常自然界中的种群增长曲线呈“S”形，因此K值总是固定不变的
C．池塘养鱼过程中为保持鲫鱼种群的增长需持续投放饲料等
D．预测某一个国家或地区人口数量未来动态的信息主要来自现有居住人口的年龄结构
答案　B
解析　由于食物短缺，空间资源的限制，通常自然界中的种群增长曲线呈“S”形，K值为环境容纳量，环境条件发生改变，K值可能发生改变。
2． (2013·福建卷，3)在两块条件相同的退化林地上进行森林人工恢复和自然恢复的研究，20年后两块林地的生物多样性均有不同程度提高，其中人工种植的马尾松人工恢复林植物种数为137种，无人工种植的自然恢复林植物种数为226种。下列叙述错误的是
(　　)
A．可采用样方法调查林地上植物的种群密度
B．森林恢复提高了生产者固定的太阳能总量
C．人工恢复林比自然恢复林的植物丰度低
D．自然恢复林的形成属于原生演替
答案　D
解析　人工恢复林和自然恢复林均是在退化的林地上进行的恢复过程，退化的林地还保留了原有的生存条件，故两者均属于次生演替。
3． 研究人员根据黄杉胸径的大小划分了不同龄级，对种群A(自然状态)和种群B、C(不同人为干扰强度)进行了取样调查，结果如图所示。由此得出的结论，不正确的是(　　)
A．调查黄杉各种群的方法是样方法
B．黄杉种群在自然状态下为稳定型；在不同人为干扰条件下均表现为增长型
C．适度的人为干扰对低龄级黄杉的生长较为有利
D．种群C中高龄级黄杉数目锐减，随时间推移种内斗争将会加剧
答案　B
解析　植物种群密度的调查方法为样方法；自然状态下种群A呈增长型；适度的人为干扰使高龄级黄杉数量减少，对低龄级黄杉生长有利；种群C中高龄级黄杉数量锐减，种群呈现增长趋势，随着时间的推移，种群密度增加，导致种内斗争加剧。
4． 调查某地乌鸦连续10年的种群数量变化，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，下列分析正确的是 (　　)
A．乌鸦的种群密度采用样方法调查
B．第3年和第9年的乌鸦种群数量相同
C．第6年以前乌鸦种群数量呈“J”型增长
D．第9～10年的乌鸦种群数量最少
答案　D
解析　乌鸦属于较大且移动性强的动物，宜采用标志重捕法，A不正确；乌鸦的数量处于动态变化当中，第3年和第9年的数量不会相同，B不正确；“J”形曲线的λ值是固定值，题图与之不符，C不正确；从第3年到9年间，λ值小于1，说明种群数量一直在减少，到第9年数量最少，在第9～10年间保持数量稳定，D正确。
5． 如图表示某海岛珊瑚礁群落演替过程中鱼的种数、鱼的个体数及珊瑚礁体积的变化，下列叙述不正确的是 (　　)
A．珊瑚礁群落的演替过程属于次生演替过程
B．珊瑚礁体积增加为鱼类生存提供了更复杂的空间
C．演替过程中鱼类的物种丰度逐渐增加并趋向稳态
D．演替过程中鱼的种数增加导致珊瑚礁体积下降
答案　D
解析　从图中看出珊瑚礁体积先增加后减少，减少的原因并不是因为鱼的种数增加，而是群落的演替受内因和外因共同影响的结果。
6． 为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某研究性学习小组完成了A、B、C三组实验。定期对不同培养液中的酵母菌进行计数，分别绘制出酵母菌细胞数目变化曲线依次为a、b、c，如图所示。关于此图的分析，不正确的是 (　　)
A．三组的环境容纳量可能不同，B组的环境容纳量最大
B．探究的课题可能是影响种群数量动态变化的外界因素
C．三组的培养温度可能不同，A组的培养温度最适宜
D．三组的营养初始供给可能不同，C组营养初始供给最少
答案　C
解析　B组酵母菌细胞数目最大值在三组中最大，A正确；出现三种曲线的原因可能是温度、营养物质等外界因素不同造成的，B正确；在最合适的温度下，酵母菌的数量增加最快，所以最适宜的温度应该是B组，C错误；C组酵母菌数量最少，可能是营养物质太少，D正确。
7． 如图是温带某群落原生演替过程中代表两种数值变化的两条曲
线，生物量是指单位面积上积存的有机物质量。Ⅰ、Ⅱ这两条
曲线所代表的依次是 (　　)
A．草本植物的生物量和植被的物种丰度
B．植被的生物量和草本植物的物种丰度
C．土壤腐殖质的总量和植被的物种丰度
D．食肉动物的物种丰富度和食肉动物的总生物量
答案　A
解析　温带群落的演替最终会演替成森林，所以草本植物的生物量越来越少，整个群落植被的物种丰度不断增加。
8． 早在宋代，我国就产生了四大家鱼混养技术。下图表示某池塘中四大家鱼及其食物的分布，相关分析正确的是 (　　)
A．四大家鱼在池塘中的分布具有垂直分层现象
B．此图表明四种鱼类在能量流动上的关系为：鲢鱼→鳙鱼→青鱼
C．鲢鱼和鳙鱼、青鱼和草鱼在混合放养时都是共生关系
D．若浮游动物大量死亡，鲢鱼数量将以“J”型增长曲线持续增长
答案　A
解析　四大家鱼因捕食对象的不同而分布在池塘的不同水层，出现了垂直分层现象；由图可知四大家鱼间不存在捕食关系，故不会出现鲢鱼→鳙鱼→青鱼的能量流动关系；鲢鱼和鳙鱼、青鱼和草鱼在混合放养时存在竞争关系；若浮游动物大量死亡，则浮游植物会大量增加，从而引起鲢鱼的数量增加，但鲢鱼数量增加又会受到食物、空间等条件限制，故不能以“J”型增长曲线持续增长。
9． 关于图中种群数量变化的说法错误的是 (　　)
A．种群指数增长只有在理想条件下才能出现
B．种群呈逻辑斯谛增长过程中，在达到K值之前就是指数增长
C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长速率为0
D．环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化
答案　B
解析　指数增长曲线只有在理想条件下才能出现；逻辑斯谛增长在达到K值之前也存在生存斗争；达到K值之后种群的增长速率为0；K值的大小与环境有关。
10．种群密度直接反映了种群数量的大小，有关种群密度的说法中正确的是 (　　)
A．年龄结构对种群密度的影响是通过出生率和死亡率来实现的
B．种群的性比率对种群密度基本没有影响
C．出生率和死亡率是反映种群密度的晴雨表，出生率越高，种群密度越大
D．标志重捕法是调查种群密度的常用方法，适用于各种动物种群密度的调查
答案　A
解析　根据种群的年龄结构可以预测种群的出生率和死亡率，从而进一步预测种群的未来数量动态变化；种群中个体的性比率通过影响出生率进而对种群密度有较大影响；种群密度(种群数量)的变化受出生率和死亡率共同影响，当出生率大于死亡率时，种群密度(种群数量)增大，当出生率小于死亡率时，种群密度(种群数量)减小；标志重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物。
11．如图表示两个群落演替过程中物种丰度的变化，下列叙述不正
确的是 (　　)
A．甲的演替速率比乙的慢、历时长
B．甲可表示在火灾过后的草原上进行的演替
C．甲中①②处的物种组成不一定相同
D．若气候条件适宜，甲和乙均可演替成森林
答案　A
解析　从图中可以看出，甲的演替为次生演替，乙的演替为原生演替，甲恢复到原来的物种丰度比乙历时短，速率快，A错误；火灾后草原上的物种丰度锐减，符合甲的演替，B正确；虽然①②处的物种丰度相同，但是组成不一定相同，C正确；如果气候条件适宜，群落最终都能演替成森林，D正确。
12．在野外实验站，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 (　　)
A．初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退，与迁出无关
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
答案　B
解析　分析同等初始密度条件下的曲线，种群开放条件下先于封闭条件衰退，其原因也有可能为种群密度过大时某些个体迁出；开放条件下，不排除迁入因素造成种群先于封闭条件下达到峰值；开放条件下达到K值后种群密度的下降可能是由迁出造成，而种群不一定衰退；封闭条件下，空间和营养物质有限，种内斗争在种群衰退初期不减弱。
13．某研究小组的同学利用样方法研究野山坡上A、B、C三个不同地点的植物群落的种类和数量，同时还测量了各种土壤特征和环境因素，结果见下表。根据所得数据回答问题：
植物种类 A B C 非生物因素 A B C
草 3 5 9 风速 低 高 高
蕨类植物 7 5 8 距地面1.5米的光强 低 中 高
灌木 15 4 2 土壤湿度(%) 48 35 15
松树 0 2 0 土壤的有机物(%) 6.5 3.8 205
落叶树 20 5 0 土壤深度(cm) ＞300 ≈100 ＜15
土壤氨量(mg·kg－1) 9.4 4.5 2.3
(1)如果分别用甲、乙表示地点B中的两种松树，则它们之间的关系是____________。
(2)土壤中有机物的多少往往与土壤中动物种类的多少是分不开的，要调查植物群落土壤中的某种动物的种群密度，一般不能采用______________________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果遭遇山火，山坡的植被被彻底烧光，那么原地点将发生的群落演替属于__________________。
(4)参考表中非生物因素，落叶树在地点C不能生长的原因是___________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)竞争　(2)标志重捕法(或样方法)　许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小　(3)次生演替
(4)土壤深度不够，不足以支持高大树木的生长(或土壤湿度小，水分不足以支持树木的生长；或土壤氨的含量低，缺少养分供树木生长)
解析　(2)土壤中的生物个体较小，还有一些活动能力较强，所以不宜采用标志重捕法或样方法。(4)从表中可以看出C点土壤深度较浅，含有的氨量较少，不适宜较大的树木生长。
14．杜氏盐藻属于海洋中一种单细胞藻类，是提取β 胡萝卜素的重要资源。为研究海洋常见重金属污染物Pb2＋对杜氏盐藻种群数量增长的影响，研究人员将杜氏盐藻分别置于A～E五种培养液中培养(其他条件相同且适宜)，定期取藻液测定杜氏盐藻密度，结果如图。请回答：
(1)利用血细胞计数板测定杜氏盐藻密度，取藻液前，应将藻液____________，以利于准确计数。
(2)在A培养液中，杜氏盐藻种群数量呈____________增长。杜氏盐藻种群的种内竞争程度，第8天时比第16天时________(填“强”或“弱”)。
(3)实验结论：Pb2＋对杜氏盐藻种群数量增长具有________作用；浓度越大该作用越强。得出上述结论的依据是：在相同时间内，①__________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)摇匀、稀释(写出一个即可)　(2)逻辑斯谛　弱
(3)抑制　含Pb2＋(或B、C、D、E)培养液中的杜氏盐藻密度比不含Pb2＋(或A)培养液的小　培养液中的Pb2＋浓度越大，杜氏盐藻密度越小
解析　(1)和观察酵母菌的增长情况一样，观察取样前应该摇匀、稀释藻液。(2)第8天时种群增长速率最大，第16天时种群增长速率为0，即第8天时种群数量远小于第16天时种群数量，所以第16天时竞争程度更强。(3)从图中可以看出，Pb2＋对杜氏盐藻种群数量增长具有抑制作用。第2讲　生态系统与环境保护
考纲要求　1.生态系统的结构(Ⅱ)。2.生态系统中的生产量和生物量。3.生态系统的能量流动和物质循环(Ⅱ)。4.生态系统的稳态及其调节(Ⅱ)。5.人口增长对环境的影响(Ⅰ)。6.生物圈(Ⅰ)。7.人类对全球环境的影响(Ⅱ)。8.生物多样性保护(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)与能量流动、物质循环关系最为密切的两种细胞器是什么？提示　叶绿体、线粒体。(2)净初级生产量和次级生产量有什么区别？提示　前者是第一营养级生长、繁殖量，后者是第二营养级以后的生长、繁殖量。(3)能量传递效率和能量利用率是一回事吗？提示　不是。
考点1　生态系统的结构与功能
1． 如图为生态系统四种成分关系图，请说出判断技巧
答案　先根据双向箭头确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再根
据两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C
为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A→B，确定A为消费者，B
为分解者。
2． 分析并填充有关食物链与食物网的相关知识
(1)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。分解者不构成食物链。
(2)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。
(3)某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是某一种群。
(4)同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如图中鹰可在不同的食物链中分别占有第三、第四、第五和第六营养级，这就是说鹰在该食物网中可占有四个不同的营养级。
(5)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，如上图中食虫鸟与食虫昆虫，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。
(6)食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
(7)食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类而非生物数量。
3． 汇总能量流动的有关问题
(1)起点：从生产者固定太阳能开始。
(2)渠道：食物链和食物网。
(3)能量形式的变化：太阳光能→生物体内有机物中的化学能→热能(最终散失)。
(4)能量在食物链中的流动形式：有机物中的化学能。
(5)能量散失的主要途径：细胞呼吸。
(6)总量：生产者固定的全部太阳能。
4． 分析能量流动的去向图解，回答相关问题
(1)写出一个营养级所同化的能量的三个去向：
①自身呼吸作用消耗；②流入下一营养级；③被分解者分解利用。
(2)写出摄入量、同化量、粪便量三者关系式。
答案　摄入量＝同化量＋粪便量。
(3)写出上图某营养级流向下一营养级的能量传递效率的关系式。
答案　下一营养级的同化量/某营养级的同化量×100%。
(4)若提高能量的利用率，根据上面的图解，应如何提高？说出思路即可。
答案　将“遗体、残骸”、“粪便”中的能量转化为可利用的能量。
5． 观察碳循环过程图解，回答相关问题
(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。
2 碳返回无机环境的途径
【思维辨析】
(1)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(2010·大纲全国Ⅱ，3C)( × )
提示　南方温度高，水分充足，分解者的代谢活动强。
(2)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(2011·海南，21C) ( × )
提示　营养级越高的生物，整个营养级所含的能量越少，但体型不一定越大。
(3)直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量(2010·江苏，11B) ( × )
提示　根据能量在流动过程中逐级递减的特点，应消耗生态系统能量更少。
(4)假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中能量流动的营养级数减少(2009·海南，20B) ( × )
提示　水稻和杂草属于同一级别的营养级。
【归纳提炼】
1． 判定营养级级别的技巧
(1)根据能量流动的特点来判定：总能量较少的营养级级别较高；反之，营养级级别较低。
(2)根据食物链的生物放大作用来判定：有害物质浓度越高的生物所处的营养级级别越高；反之，营养级级别越低。
2． 能量流动、物质循环的比较
项目 能量流动 物质循环
区别 来源 太阳能 生态系统
途径 食物链和食物网
特点 单向流动，逐级递减 周而复始，往复循环，全球性
范围 食物链各营养级生物间 生物圈
联系 共同把生态系统各成分联系成一个统一的整体，并调节生态系统的稳态
例1　如图表示生态系统碳循环模式图，其中A、B、C、D构成群落，①②③④⑤⑥代表生理过程。据图回答下列问题：
(1)参与过程⑤的生物种类主要有____________________，其在碳循环中的作用是________________________________________________________________________。
(2)若上述生态系统代表农田生态系统，则在弃耕农田上发生的群落演替类型属于____________________。
(3)若该农田生态系统生产了10 000 kg玉米，玉米籽粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食。最初人的食物比例为1/2来自鸡，1/2直接来自玉米。为了养活更多的人口，现调整人的食物比例为1/5来自鸡，4/5来自玉米。若能量传递效率按10%计算，现在养活的人口约是原来的________倍。
(4)若上述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。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量(μg/kg鲜重) 0.003 7 0.003 7 0.035 0.035 0.34
已知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。
破题思路　(1)由题干图示，确定⑤过程的生物类型及其功能；(2)用递推法计算能量流动 传递；(3)同一营养级重金属浓度基本一致，重金属浓度随营养级的升高逐级递增。
个性分析　(1)图示的过程⑤是将有机碳转变为无机碳的过程，完成此过程的生物主要是
腐生细菌和真菌。(2)在弃耕农田上发生的群落演替为次生演替。(3)此题难度较大，可假
设一个具体的数值来计算。假如人增重10 kg，则有5 kg是由玉米直接提供的，有5 kg是通过鸡提供的，按能量传递效率10%来考虑，需消耗玉米总量为5×10×10＋5×10＝550(kg)。食物来源比例变化后，人同样增重10 kg，则有8 kg是由玉米直接提供的，有2 kg是通过鸡提供的，按能量传递效率10%来考虑，需消耗玉米总量为2×10×10＋8×10＝280(kg)，因此，现在养活的人口是原来的550/280≈1.96倍。(4)所给出的5个种群构成了食物网，说明这5个种群只有生产者和消费者，没有分解者。又因为营养级越低，重金属含量越低，营养级越高，重金属含量越高，再结合能量传递效率加以综合考虑，所以甲和乙属于第一营养级，丙和丁属于第二营养级，戊属于第三营养级。
答案　(1)腐生细菌和真菌　将有机碳转变为无机碳
(2)次生演替　(3)1.96　(4)
思维延伸　(1)该题第(3)问中，人能从该生态系统中最多增重多少千克？
提示　2 000 kg
(2)假设最初人的食物比例来自鸡为m，调整为食物比例来自鸡为n，其他条件不变，则现在养活的人口约是原来的多少倍？
提示　
解题模板　如何准确计算能量的传递效率问题
首先要确定相关的食物链，理清生物与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多种生物中获得能量，且各途径所
获得的能量不等，则按照各条单独的食物链进行计算后合并。
考点2　生态系统的稳态及环境保护
1． 构建生态系统稳态的调节图解
2． 分析下列实例，确定反馈调节类型
实例1　如图所示的森林中的食虫鸟和害虫的数量变化。
实例2　若一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。
反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，包括正反馈和负反馈。
(1)负反馈调节使生态系统达到并保持平衡和稳态，如实例1。
(2)正反馈调节使生态系统远离平衡状态，如实例2。
3． 生态系统的自我调节能力
生态系统能保持动态平衡，是因为生态系统具有一定的自我调节能力，其基础是负反馈调节。
(1)生态系统的成分单纯→营养结构简单→自我调节能力弱。
(2)生态系统的成分复杂→营养结构复杂→自我调节能力强。
4． 全球性生态环境问题
【思维辨析】
(1)落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其自我调节能力丧失了(2013·海南，29改编) ( × )
提示　自我调节能力有一定的限度，超过这个范围，生态系统的自我调节能力将受到损害、往往不会在短时间内恢复原状。
(2)栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性(2012·江苏，24B) ( × )
提示　小种群没有形成物种。
(3)生物多样性的丰富程度与自然选择无关(2010·北京，5A) ( × )
提示　是自然选择的结果。
(4)遗传多样性较低的种群适应环境能力强(2010·北京，5D) ( × )
提示　遗传多样性较高的种群适应环境的能力强。
(5)某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，招引灰椋鸟，该计划的实施将使该区农林害虫数量必然大幅度上升(2011·海南，22改编) ( × )
提示　该项措施会使灰椋鸟种群数量增加，大量捕食害虫将导致农林害虫大量减少。
(6)生物多样性对维持生态系统稳态起重要作用，体现了其间接价值(2009·福建，2C改编) ( √ )
提示　生物多样性的价值指的是生态学价值。
【归纳提炼】
多样性成因的分析
(1)从分子水平看
(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。
例2　如图是利用人工湿地净化生活污水(主要含有机物)的原理简图。请据图回答：
(1)人工湿地是一个生态系统，其中芦苇、绿藻、黑藻属于______________。芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落的____________结构。
(2)要维持该生态系统的稳定，在该人工湿地生态系统中，除以上生物群落外，还必须有 __________________________________________。与其他自然生态系统相比，该生态系 统能量来源的不同之处是多了___________________________________________。
(3)人工湿地可以净化生活污水，但对污水排放量要加以控制，其生态学依据是生态系统的______________是有限的。
(4)如图是该人工湿地碳循环未完成图解(部分)，请用恰当的箭头和文字完成该图解。
CO2
植物　　　　动物　　　　微生物
破题思路　阅读情景材料→理解→材料筛选→思维整合→确定概念原理→联系材料→组织答案。
个性分析　(1)自养型生物(光能自养型、化能自养型)在生态系统中属于生产者，生态系统的空间结构包括垂直结构和水平结构，芦苇、藻类植物的分层现象体现了群落的垂直结构特点。(2)生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。这个人工生态系统的能量除包括光合作用合成的有机物中的能量外，还有生活污水中含有的有机物中的能量。(3)任何一个生态系统都有一定的自我调节能力，但是这种调节能力是有限的，当外界干扰超过了生态系统的自我调节能力，生态系统的稳态就会遭到破坏。(4)生产者通过光合作用同化CO2，生产者和消费者通过呼吸作用、分解者通过分解作用释放CO2，消费者通过捕食作用使生产者体内的有机物中的碳元素流向消费者，生产者的枯枝落叶，消费者的遗体、排泄物等有机物中的碳元素流向分解者。因此，其关系可以用下图来表示。
答案　(1)生产者　垂直　(2)非生物的物质和能量　污水中有机物的化学能　(3)自我调节能力　(4)如图所示
解题模板　如何解答原理分析类题目
阅读题干，获取信息→联想搜索所学知识→将所学知识与需解决的问题搭桥→运用学科语言组织表达。
1． (2013·广东卷，5)如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是 (　　)
A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
答案　A
解析　由于鲈鱼处在土著鱼的下一个营养级，每个营养级都要消耗一部分能量，所以鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量，A正确；土著鱼和鲈鱼为捕食关系，由于鲈鱼无天敌，处于优势，B错误；鲈鱼引入会导致土著鱼先减后增，间接导致浮游动物先增加后减少，C错误；通过上面的分析可知浮游植物的变化为先减少后上升，D错误，因此答案为A。
2． 某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，下图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图。下列说法错误的是 (　　)
A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量
B．圆褐固氮菌可以参与丁过程
C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2值
D．图中D的能量不全部来自B生物
答案　C
解析　B的摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；圆褐固氮菌在生态系统中的地位是分解者，D表示分解者，丁过程表示分解者呼吸作用释放能量的过程，圆褐固氮菌可参与此过程；当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K值；D的能量可来自B的粪便，而此部分属于上一营养级A的能量。
3． 如图表示生态系统结构模式图，①②③④代表生理过程。下列有关说法错误的是(　　)
A．图中属于生物群落的是A、B、C、D
B．若C的食物中D占1/4，假设各营养级之间的能量传递效率为10%，要使C体重增加10 kg，至少需要A为325 kg
C．该生态系统被火山爆发毁灭后，可能发生群落的次生演替
D．图中①②③④过程会增加生物圈的温室效应
答案　D
解析　A为生产者，B为分解者，C、D为消费者，E为非生物物质，其中A、B、C、D属于群落；使C体重增加10 kg至少需要A的量为1/4×10÷10%÷10%＋3/4×10÷10%＝325 kg；若火山爆发后的土壤保留种子或繁殖体等，则发生的演替为次生演替；①(光合作用)减弱生物圈的温室效应。
4． (2013·大纲全国卷，33)某一池塘中有三个优势种群，分别是鳙鱼、浮游动物A和浮游植物B，其中鳙鱼以浮游动物A为食，浮游动物A以浮游植物B为食。
回答下列问题：
(1)为提高池塘鳙鱼的产量，采取向池塘中施肥和捕捞小型野杂鱼等措施，其中施肥的作用是直接提高______________的种群数量。捕捞野杂鱼的作用是降低其与鳙鱼对______________、______________和空间等资源的竞争。
(2)若大量捕捞使池塘中的鳙鱼数量减少，则短时间内会导致________________的种群数量迅速下降。
(3)若池塘施肥过量，一段时间后，池塘内上述三个优势种群消失了两个，它们是____________________，消失的主要原因是缺少____________________。再经过一段时间后，仅存的一个优势种群也基本消失，而另一类生物如微生物大量繁殖，使水体变黑发臭，该类生物在生态系统中属于____________________。
答案　(1)浮游植物B　食物　氧气(或溶解氧)　(2)浮游植物B　(3)浮游动物A和鳙鱼　氧气(或溶解氧)　分解者
解析　本题解答的关键是要清楚三个优势种群的营养关系，并写出食物链，即浮游植物B―→浮游动物A―→鳙鱼。(1)生态系统中只有生产者才能利用肥料分解后产生的无机物，因此施肥会使浮游植物B种群数量增加。野杂鱼中有许多是次级消费者，与鳙鱼属于同一营养级，在食物、溶解氧、生存空间上存在竞争关系。(2)从营养关系上看，大量捕捞鳙鱼会使浮游动物A的天敌减少，浮游动物A种群数量增加，捕食大量的浮游植物B，导致短时间内浮游植物B种群数量下降。(3)施肥过量，肥料中的有机物会被好氧微生物分解，消耗大量的O2，造成水体中溶解氧量下降，浮游动物A和鳙鱼因缺氧而死亡，它们的尸体又会造成厌氧微生物大量繁殖，导致水体变黑发臭。
1． 如图是某生态系统的食物网示意图，甲～庚代表不同的生物，箭头表示能量流动的方向和食物联系。下列叙述正确的是 (　　)
A．此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级
B．戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量
C．丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和
D．向此生态系统大量引入外来物种，可增强该系统的稳态
答案　C
解析　此食物网中有六条食物链，丁占第二、三、四营养级；戊固定的太阳能是流经此生态系统的总能量；能量是单向流动、逐级递减的，因此丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和；外来物种引入新的环境中，若当地环境条件适宜且无天敌存在，外来物种在竞争中处于优势地位，可能会导致当地的物种大量死亡，从而导致生态系统的稳态降低。
2． 下图是某生态系统有关功能的示意图。下列叙述正确的是 (　　)
A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3、……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D．图中箭头仅表示该生态系统的能量流动
答案　C
解析　X1过程为光合作用，多数生物的光合作用在叶绿体中完成，少数生物如蓝细菌，没有叶绿体也可完成光合作用，A错误；X1过程吸收的CO2总量应大于Y1、Y2、Y3、……及Z过程释放的CO2总量，B错误；能量在食物链中的传递效率为10%～20%，故X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%，C正确；也可表示物质循环，D错误。
3． 如图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。下列叙述不正确的是 (　　)
A．图中所有的生物构成了此池塘生态系统的生物群落
B．从外部引入消费者4可能会使生产者2的数量暂时增加
C．流经该生态系统的总能量是图中所有生产者固定的能量之和
D．组成消费者的各种元素返回无机环境都需经分解者的分解作用
答案　D
解析　A正确，群落是同一时间内聚集在一定区域中各生物种群的集合，池塘中的全部生物构成了此池塘生态系统的生物群落；B正确，从图中可以看出，消费者4捕食两种生物(消费者2和消费者3)，有可能使消费者2和消费者3在短时间内减少，进而使生产者2的数量暂时增加；C正确，输入该生态系统的总能量是图中所有生产者固定的能量之和；D错误，组成消费者的各种元素除经分解者的分解作用外，还可以通过自身的呼吸作用和化学燃料的燃烧返回无机环境中去。
4． 下列有关信息传递过程的示意图，错误的是 (　　)
A．小肠黏膜促胰液素胰岛
B．胚芽鞘尖端生长素胚芽鞘尖端下部
C．雌蛾性外激素雄蛾
D．传出神经末梢突触小体神经递质肌肉或腺体
答案　A
解析　促胰液素作用的靶细胞是胰腺外分泌细胞，使胰腺分泌胰液，与胰岛无关，A错误；生长素由胚芽鞘尖端产生，作用于尖端下部的伸长区，B正确；性外激素由动物体表腺体分泌，作用于同种异性个体，雌蛾释放性外激素作用于雄蛾，属于生态系统的信息传递，C正确；神经递质由突触前膜内的突触小泡释放，作用于突触后膜(肌肉或腺体)，D正确。
5． 榕树只能依靠体型很小的榕小蜂进入花序为之传粉；而榕小蜂也只能在其花序中产卵，并以榕树花序为其幼体唯一的栖息场所和食物来源。下列观点错误的是 (　　)
A．两者之间的关系是互利共生
B．两者之间的适应特征是共同进化的结果
C．榕树固定的太阳能一部分可被榕小蜂幼虫利用
D．两者之间的能量流动是循环的
答案　D
解析　能量流动是单向的，故D错误。
6． 下列有关生态学观点的叙述，不正确的是 (　　)
A．假如捕食者体型比被捕食者小，则生物的能量关系肯定会构成倒金字塔
B．生态系统中的能量流向分解者后，仍可能从分解者再流向消费者体内
C．把两个无人为干扰的天然森林生态系统做比较：能量输入和输出的比值越大，分解者的数量就越少
D．与适当放牧的草原生态系统相比，没有放牧的草原中植物间的竞争激烈程度更大
答案　A
解析　生态系统的能量流动传递特点是单向流动、逐级递减的，传递效率为10%～20%，A错误。生态系统中的能量流向分解者后，仍可能从分解者再流向消费者体内，如蚯蚓是分解者，它可能又被鸟类等消费者所食，B正确。生态系统中能量输入和输出的比值越大，说明该生态系统营养结构越简单，分解者的数量就越少，C正确。由于消费者的存在，植物间竞争激烈程度较小，故与适当放牧的草原生态系统相比，没有放牧的草原中植物间的竞争激烈程度更大，D正确。
7． 如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生
态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确
的是 (　　)
A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式进行传递
D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用
答案　A
解析　丁为无机环境，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者；d过程代表呼吸作用，b过程代表光合作用；碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递，在无机环境与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递。
8． 某生态系统中的四种生物构成一条食物链a→b→c→d，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3、M4。下列叙述中错误的是 (　　)
A．M1一定不是a种群固定的太阳能总量
B．若M1<5M2，则生态系统稳态可能遭到破坏
C．d个体所含的有机物的质量应比c个体的小
D．若M2大量增加，一般会导致M1减少M4增加
答案　C
解析　食物链的起点必定是生产者，生产者固定的太阳能总量因细胞呼吸以热能形式散失一部分，其余用于自身生长繁殖，这部分能量才是可测量的有机物总量；根据能量流动特点，前一营养级能量(物质)至少要等于后一营养级能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要；两营养级之间，高营养级所含能量一定少于低营养级所含能量，但两营养级间生物个体所含的有机物的量大小没有必然规律；一定时间内，M2增加会导致M1减少，M4增加。
9． (2013·四川卷，6)稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统，卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫，拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是 (　　)
A．害虫与拟水狼蛛间为捕食关系，有利于维持生态系统的稳态
B．防治稻田害虫，可提高生产者和消费者之间的能量传递效率
C．精耕稻田与弃耕稻田的生物群落，演替的方向和速度有差异
D．用性外激素专一诱捕卷叶螟，短期内褐飞虱种群密度会下降
答案　B
解析　生态系统中不同生物间的捕食关系可调整种间关系，有利于生态系统的稳态，A正确；防治稻田害虫，有利于调整生态系统能量流动关系，从而使能量更多地流向对人类最有益的部分，故B错误；精耕稻田的群落演替受人为因素制约，弃耕稻田的群落演替是自然演替，二者演替的速度和方向不同，C选项正确；性外激素诱捕卷叶螟可增加褐飞虱被拟水狼蛛捕食的概率，故短期内褐飞虱密度会下降，D项正确。
10．人工湿地是为了处理污水人为设计建造的、工程化的湿地生态系统(如图)。对该人工湿地作用效果进行检测，结果见下表。其中化学耗氧量(COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中的有机物所需的氧气量；生化耗氧量(BOD)表示微生物分解水体中有机物所需的氧气量。调查结果显示此人工湿地生态系统中 (　　)
项目 COD(mg/L) BOD(mg/L) 总氮量(mg/L)
进水 750 360 700
出水 150 50 25
A.COD、BOD值越高，说明污染程度越低
B．植物的吸收作用可降低水体富营养化程度
C．群落结构多种多样有利于生态系统稳态的维持
D．物质的分解只依靠厌氧呼吸的微生物完成
答案　B
解析　由题意可知，COD、BOD值越高，表明污染程度越高；植物可吸收水中的NO、PO等，可以降低水体富营养化程度；由调查结果不能得出群落结构多种多样有利于生态系统稳态维持的结论；物质的分解主要依靠的是需氧呼吸的微生物。
11．如图为一个生态系统的模式图，相关叙述正确的是 (　　)
A．若图表示该生态系统的碳循环，则丁为微生物
B．若图表示该生态系统的碳循环，则丙处于最高营养级
C．若丁为沼气池，沼渣、沼液作为甲的肥料，使能量循环利用
D．若乙为初级消费者，则乙种群的有机物总量比甲的小
答案　D
解析　若图表示该生态系统的碳循环，则甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为无机环境，A、B错误；若丁为沼气池，沼渣、沼液作为甲的肥料，使无机物循环利用，C错误；若乙为初级消费者，则甲为生产者，初级消费者的有机物总量比生产者的小，D正确。
12．媒体报道，绵阳市将在5·12地震重灾区平武县摩天岭建立自然保护区，建立国际级的科学研究和生态监测平台。这里有228种动物和301种植物，是大熊猫的主要栖息地，是野生动植物生存栖息的乐园。下列有关说法正确的是 (　　)
A．该自然保护区有丰富的动植物资源，这里的所有生物构成了生物的多样性
B．建立自然保护区，避免人类过多的干扰，有助于增强生态系统自我调节能力
C．将其他受灾地的珍稀动物迁入该区域加以保护是保护生物多样性的最有效措施
D．大熊猫同化的一部分能量可随粪便中未消化的牛羚肉等最后被分解者分解利用
答案　B
解析　生物多样性包括遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性；保护生物多样性的最有效措施是就地保护；大熊猫粪便中的能量是上一营养级同化量的一部分。
13．草原生态系统进行着能量流动、物质循环。
请回答：
(1)对某草原生态系统中一个由草、田鼠和黄鼬三个环节组成的食物链进行了能量流动分析，得到下表相关数据(单位为：cal·hm－2·a－1)。NP(净同化量)＝GP(总同化量)－R(呼吸量)。
食物链环节 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
GP 5.56×103 1.76×105 5.93×107
NP 1.3×102 6×103 4.95×107
NP/GP 0.02 0.03 0.85
R 5.43×103 1.7×105 9.8×106
未利用 62.8% 99.7%
由上表可知第____________环节代表田鼠，该食物链中，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为____________，该数据不在正常能量传递效率范围内，主要原因是____________________________________。从生物多样性的价值来看，草地对水土的保持、调节气候等方面的作用属于生物多样性的________价值。
(2)碳在草原生物群落与无机环境之间的循环主要以________________的形式进行，碳元素在生物群落中主要以______________形式存在。与能量流动相比，碳循环的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在草原管理上，采用轮牧或限制放牧量，这主要是提高草原的________________。
答案　(1)Ⅱ　0.3%　Ⅲ未被Ⅱ利用的能量多　间接　(2)CO2　有机物　碳可以被生物群落反复利用(碳在无机环境和生物群落之间循环往复)，具有全球性　(3)自我调节能力
解析　生态系统能量流动效率是指下一营养级同化的能量占上一营养级的比例，该食物链中，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(1.76×105)/(5.93×107)×100%≈
0.3%。
14．(2013·安徽卷，30Ⅱ)合理密养、立体养殖是提高池塘养殖经济效益的有效措施。
(1)某池塘中有水草、绿藻、草鱼、鳙鱼(主要摄食浮游动物)和鳜鱼(肉食性)，以及水溞、轮虫等浮游动物。请按主要捕食关系，绘出该池塘生态系统的食物网。
(2)轮虫和水溞的种间关系是________。
(3)研究池塘生态系统不同水层光合速率，对确定鱼的放养种类和密度有参考价值。从池塘不同深度采集水样，分别装入黑白瓶中(白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶)并密封。然后，将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置，同时测定各水层剩余水样溶氧量，作为初始溶氧量。24 h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得某水层初始溶氧量为A
mg·L－1，白瓶溶氧量为B mg·L－1，黑瓶溶氧量为C mg·L－1，则该水层总光合速率为______mg·L－1·d－1。若上午黑白瓶被悬挂于水深25 cm处时，白瓶意外坠落至池塘底部，短时间内，该瓶内绿藻叶绿体中C3含量________。
(4)从群落结构的角度分析，立体养殖可以____________________________________
________________________________________________________________________。
从能量流动的角度分析，合理密养可以_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)如图
(2)竞争　(3)B－C　增加　(4)充分利用栖息空间和食物条件等资源　提高能量利用率，使生产者所固定的能量更多地流向人类
解析　根据(1)的给定条件，池塘中生物的水草、绿藻为生产者，草鱼、水溞、轮虫为初级消费者，鳙鱼(主要摄食浮游动物)和鳜鱼为次级消费者，形成食物网如答案图所示。其中轮虫与水溞的种间关系是竞争。(3)实验中封闭的黑瓶中绿藻和浮游生物只进行呼吸作用消耗氧气，测得黑瓶溶氧量C mg·L－1是黑瓶内24 h后的溶氧剩余量，其耗氧量为(A－C)，白瓶中绿藻能进行光合作用，绿藻和浮游生物能进行呼吸作用，净光合作用产氧量为(B－A), 耗氧量也为(A－C)，因而该水层24 h的总光合作用产氧量为“净光合作用产氧量＋耗氧量”，即(B－A)＋(A－C)＝(B－C)，故该水层总光合速率为(B－C)mg·L－1·d－1。若上午黑白瓶被悬挂于水深25 cm处时，白瓶意外坠落至池塘底部，有光照充足到光照不足，短时间内，该瓶内绿藻叶绿体中C3含量增加。(4)从群落结构的角度分析，立体养殖各种群各自占据各自的生态位，可以充分利用栖息空间和食物条件等资源。从能量流动的角度分析，合理密养可以提高能量利用率，使生产者固定的能量更多地流向对人类有益的部分。第2讲　细胞的结构
考纲要求　1.细胞学说的建立过程(Ⅰ)。2.细胞膜的结构和功能(Ⅱ)。3.主要细胞器的结构、功能及其协调配合(Ⅰ)。4.细胞溶胶的功能(Ⅰ)。5.细胞核的结构和功能(Ⅱ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)核被膜与线粒体、叶绿体膜在结构上最明显的区别是什么？提示　核被膜上有核孔复合体。(2)主动转运与胞吞、胞吐有什么共同点？提示　都消耗ATP。(3)分泌蛋白的合成和分泌过程中，细胞内至少有哪些结构参与了此过程？提示　细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
考点1　原核细胞与真核细胞的结构与功能
1．图示法比较不同细胞类型的异同点
2．索引法比较细胞类型
【思维辨析】
(1)原核生物细胞无线粒体，不能进行需氧呼吸(2011·山东，5A) ( × )
提示　原核生物细胞无线粒体，但仍可进行需氧呼吸。
(2)蓝细菌无叶绿体，但能进行光合作用(2011·海南，10B) ( √ )
提示　蓝细菌是原核细胞，无叶绿体，但能进行光合作用。
(3)酵母菌有线粒体，也有叶绿体(2012·海南，3C) ( × )
提示　酵母菌是异养型真核生物，无叶绿体。
(4)合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达(2011·四川，2B) ( × )
提示　内质网参与合成脂质、糖元，所以合成固醇类激素的分泌细胞内质网一般比较发达。
(5)细胞核是mRNA合成和加工的场所(2013·安徽，1A) ( √ )
提示　细胞核可完成DNA复制，以及mRNA、tRNA等的合成与加工。
(6)高尔基体是肽链合成和加工的场所(2013·安徽，1B) ( × )
提示　肽链的合成场所是核糖体。
(7)线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O(2013·安徽，1C) ( × )
提示　葡萄糖的氧化分解只能在细胞溶胶中进行。
(8)溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶(2013·安徽，1D) ( × )
提示　水解酶的合成在核糖体中。
【归纳提炼】
1． 重要细胞器的功能分类
(1)产生水的细胞器
细胞核——DNA复制、转录等；
线粒体——需氧呼吸的第三阶段；
核糖体——脱水缩合形成蛋白质；
叶绿体——光合作用的碳反应；
高尔基体——脱水缩合形成多糖。
产生水的结构还有：细胞溶胶——ATP的合成等。
(2)与能量转换有关的细胞器
叶绿体：光能(→电能)→活跃的化学能→稳定的化学能。
线粒体：有机物中稳定的化学能→活跃的化学能。
与能量转换有关的细胞结构还有细胞溶胶：需氧呼吸的第一阶段和厌氧呼吸。
(3)能发生碱基互补配对的细胞器
核酸 碱基互补配对的过程
线粒体 DNA和RNA DNA复制、转录和翻译
叶绿体 DNA和RNA DNA复制、转录和翻译
核糖体 RNA 翻译
细胞核 DNA和RNA DNA复制、转录
2. 有关细胞结构的疑难问题点拨
(1)生物名称中带有“菌”字的并非都是原核生物，如真菌类(酵母菌等)。
(2)生物名称中带有“藻”字的并不都是植物，如蓝藻(蓝细菌)属于原核藻类，但红藻、绿藻等属于真核藻类。
(3)有细胞壁的不一定都是植物细胞，如原核细胞、真菌细胞也有细胞壁。
(4)并非所有植物细胞都有叶绿体和大液泡，如根尖分生区细胞就没有叶绿体和大液泡。
(5)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。
(6)有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。
(7)蓝细菌等原核生物虽无叶绿体和线粒体，但仍能进行光合作用和需氧呼吸。
(8)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以自身不能合成蛋白质，呼吸方式为厌氧呼吸，不能进行细胞分裂，而且寿命较短。
例1　如图为细胞亚显微结构示意图，下列有关说法不正确的是 (　　)
A．此图可用来表示低等植物细胞的亚显微结构
B．若此图表示洋葱根尖分生区细胞，则不包括的结构为5、2
C．图中能利用尿嘧啶核糖核苷酸的结构有3、5、6
D．此图若表示动物的性腺细胞，则不应有的结构为1、2、5
破题思路　
识别图示各标号名称—
个性分析　图中的1是细胞壁，2是液泡，3是细胞核，4是高尔基体，5是叶绿体，6是线粒体，7是内质网，8是细胞膜，9是中心体。该细胞有细胞壁和中心体，应是低等植物细胞；洋葱根尖分生区细胞无大液泡、叶绿体和中心体；尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料，图中能利用尿嘧啶核糖核苷酸的结构有细胞核、线粒体和叶绿体；动物的性腺细胞没有细胞壁、叶绿体和液泡。
答案　B
思维延伸　(1)图中能产生ATP的场所有哪些？
提示　细胞溶胶、线粒体、叶绿体。
(2)写出题图中含有色素的结构。
提示　2即液泡中，5内的类囊体膜上。
解题模板　判断细胞结构图时出错的原因：一是不认识细胞器的结构；二是不能区分植物细胞和动物细胞、低等植物细胞和病毒；三是不能联系细胞的结构与功能。
主要对策：(1)通过绘制细胞器的结构模式图加强对细胞结构的识别，如叶绿体和线粒体等；(2)通过归纳不同生物细胞特有的细胞结构，并结合不同细胞结构的作用区别不同细胞，如叶绿体存在于进行光合作用的细胞中，中心体位于动物和低等植物的细胞中等。
考点2　膜系统的结构与功能
1． 生物膜在组成上的联系
2． 生物膜在结构上的联系
3． 生物膜在功能上的联系(以分泌蛋白的合成与分泌为例)
【思维辨析】
(1)真核生物细胞具有细胞膜系统(膜系统)，有利于细胞代谢有序进行(2011·山东，5D) ( √ )
提示　膜系统为酶提供了附着位点。
(2)生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新(2011·四川，2D) ( √ )
提示　具膜小泡的转移融入了其他细胞器膜的成分。
(3)膜载体蛋白的合成不需要ATP(2012·广东，1A) ( × )
提示　蛋白质的合成需要ATP，蛋白质的水解不需要ATP。
(4)线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜(2011·江苏，2C) ( √ )
提示　线粒体内膜功能复杂，蛋白质含量多。
(5)溶酶体执行功能时伴随其膜成分的更新(2010·山东，5B) ( √ )
提示　溶酶体执行功能时要与食物泡融合。
(6)对人体血清蛋白加工修饰的场所为溶酶体和核糖体(2011·安徽，1改编) ( × )
提示　加工修饰的场所为内质网和高尔基体。
【归纳提炼】
生物膜组成、结构与功能的统一性
(3)核被膜的核孔复合体数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快
例2　如图甲表示高等动物细胞亚显微结构模式图(局部)，图乙表示细胞膜的结构。请据图回答。(注：[　]内填数字编号)
(1)图甲中[　　　　　　　]等结构共同构成细胞的膜系统。对生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的______________________功能对海水进行淡化处理。
(2)细胞识别与图乙中的化学成分[　]有关，图甲中[　]体现了细胞膜__________________的结构特点。
(3)图甲中能发生碱基互补配对的细胞器是[　　　]，与核糖体合成有关的结构是[　]____________________。
(4)若对图甲中核糖体上的氨基酸用3H进行标记，在分泌胰岛素的过程中，放射性物质在细胞结构间依次出现的顺序是________________________(用数字编号和箭头表示)。
破题思路　解答本题的关键是首先要知道题图源于教材中的何种模式图，学会剖析方法，抓住突破口。其次，根据题干和设问的要求，理清知识点。最后，一定要对照图中的序号或结构，应用相关生物名词进行作答。
个性分析　(1)细胞的膜系统包括核被膜、细胞器膜(除核糖体、中心体外)、细胞膜，图甲中2为核被膜、3为线粒体、4为内质网、5为核糖体、6为细胞膜、8为高尔基体。对海水进行淡化处理是模拟了生物膜的选择透性。(2)图乙中的①为糖萼，糖萼具有细胞识别等功能。图甲中7表示细胞的胞吞过程，胞吞体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点。(3)图甲中的3(线粒体)内含DNA，可发生DNA的复制和转录，5(核糖体)中可进行翻译。核仁与核糖体的形成有关。(4)在分泌胰岛素的过程中，放射性物质在细胞结构间依次出现的顺序：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
答案　(1)2、3、4、6、8　选择透性　(2)①　7　具有一定流动性　(3)1、3、5　1　核仁　(4)5→4→8→6
思维延伸　(1)信使RNA在细胞核中合成后从细胞核进入细胞质中并与核糖体结合的过程，通过的生物膜的层数是________层。
提示　0
(2)若甲图正在分泌蛋白质，在此过程中内质网、高尔基体、细胞膜的相对面积会发生怎样的变化？为什么？
提示　由于内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，故内质网面积变小，高尔基体面积基本不变，细胞膜面积增大。
(3)如果用蛋白酶处理细胞，则图乙中________(填字母)物质的运输将受阻。
提示　b
(4)若图乙表示正常人的细胞膜，癌细胞的细胞膜与其他正常细胞的相比，含量减少的是图中的[　]。
提示　①
解题模板　“三看”法解决分泌蛋白的形成问题
细胞器分工合作的典例是分泌蛋白的合成和分泌过程，解题时，可从三个方面进行分析。一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。二看膜面积变化的结果：内质网面积缩小，细胞膜面积增大。三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(包装)和线粒体(提供能量)。
考点3　物质出入细胞的方式
1． 巧辨物质出入细胞的方式
2． 探究物质跨膜转运的方式
(1)探究是主动转运还是被动转运
(2)探究是简单扩散还是易化扩散
【思维辨析】
(1)主动转运使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢(2013·天津，3C)( × )
提示　主动转运是根据细胞的需要积极吸收物质，一般逆浓度梯度进行。
(2)葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白(2012·广东，1B) ( × )
提示　葡萄糖无论是以主动转运还是以易化扩散转运，都需要载体蛋白。
(3)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内(2011·北京，3B) ( × )
提示　氢离子是通过主动转运进入液泡的。
(4)在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜转运(2010·天津，4B) ( × )
提示　无论在静息状态下，还是在兴奋状态下，神经细胞都需要葡萄糖。
(5)(2010·山东理综卷，3)如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜转运的两种方式，下列表述正确的是 (　　)
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a转运
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
答案　C
解析　分析题目所给曲线图可知：物质a的转运速率与被转运的分子的浓度成正比关系，可判定为简单扩散；物质b在被转运的分子达到一定浓度时，转运速率不再增加，可判定为易化扩散或主动转运，二者都与载体蛋白数量有关。方式a不需要载体蛋白的参与；脂溶性小分子物质由于与细胞膜同属于脂类物质，因而可通过简单扩散方式转运；抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响。
【归纳提炼】
1． 影响物质跨膜转运的因素
(1)物质浓度(在一定浓度范围内)
(2)O2浓度
(3)温度：温度可影响生物膜的流动性及有关酶的活性，因而影响物质的转运速率，如低温会使物质跨膜转运速率下降。
2． 判定主动转运的依据
(1)从转运方向：只要从低浓度到高浓度运输，则一定为主动转运。
(2)从达到平衡时的浓度：若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差则一定是主动转运，因为简单扩散和易化扩散达到平衡时内外浓度一定相等。
(3)消耗能量(ATP)的一定是主动转运(大分子或颗粒物质的运输除外)，且该过程因与呼吸作用有关，故温度可通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动转运。
例3　如图1为物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进入细胞的两种方式。请据图回答：
(1)①曲线甲代表________________，曲线乙中Q点对应时刻细胞不再吸收该物质分子，此时，限制物质进入细胞的因素可能是_______________________________________
________________________________________________________________________。
②已知某海洋生物的细胞中物质X和物质Y的浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X和物质Y浓度分别为0.29和0.38(单位均为mol/L)，由此可知该细胞能主动地________(吸收/排出)物质X，可用图1中的________(a、b、c、d、e)表示，这体现了细胞膜的功能特性是____________________。
③细胞膜水通道、离子通道是普遍存在的。若肾集合管管壁细胞膜受刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用________(a、b、c、d、e)表示。
(2)若图1代表甲型H1N1流感病毒感染者的B细胞的细胞膜，则该细胞能够分泌________，该过程被称为________________，其依赖于细胞膜具有___________________的结构特点。
破题思路　(1)联想细胞膜的成分、结构→确定图1中A、B、C的名称。(2)联想简单扩散、易化扩散、主动转运三种方式的特点→确定图1中a、b、c、d、e及图2中甲、乙曲线的转运方式。
个性分析　(1)图2中的曲线甲表明细胞所吸收物质的数量与细胞内、外溶液的浓度差成正比，没有饱和现象，说明细胞吸收该物质的方式属于简单扩散。分析曲线乙，当细胞内部物质浓度高于外界物质浓度之后，仍能吸收该物质，可见细胞能够逆浓度梯度吸收该物质，说明该物质的跨膜转运方式属于主动转运，并且在Q点不再吸收，此时限制该物质进入细胞的因素可能是细胞供能不足或者细胞膜上运输该物质的载体蛋白数量有限。某海洋生物细胞中物质X和物质Y的浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X和物质Y的浓度分别为0.29和0.38(单位均为mol/L)，由此可推出该细胞能主动吸收物质X，可用图甲中a表示。(2)浆细胞能够合成并分泌抗体，抗体为大分子，只能通过胞吐作用分泌到细胞外，该过程依赖于细胞膜的结构特点：一定的流动性。
答案　(1)①简单扩散　能量供应不足或者细胞膜上转运该物质的载体蛋白数量有限　②吸收　a　选择透性　③c
(2)抗体　胞吐作用　一定的流动性
思维延伸　(1)若图1表示神经细胞膜，当受刺激产生兴奋时，与此有关的离子流动可用________(a、b、c、d、e)表示。
提示　c
(2)请在图2的左图中绘出易化扩散方式。
提示　
解题模板　如何快速确定物质转运方式
考点4　渗透作用原理在生物实验中的应用
例4　(2013·江苏卷，27)下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________________。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的____________，两者在物质透过功能上的差异是________________________________________________________________________。
(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。
实验材料：紫色洋葱。
实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有________(填代号)。
②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加__________________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是______________________。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是___________________________。
破题思路　(1)明确达到渗透平衡时Δh所起的作用；(2)明确半透膜与原生质层的透性差异。
个性分析　(1)由于渗透平衡后漏斗内液面高，再结合液体压强原理，说明此时S1的浓度高；(2)成熟植物细胞的原生质层具有选择透性，相当于一层半透膜；但原生质层具有选择透性，可主动转运细胞需要吸收或排出的物质，而半透膜不具有生物活性；(3)①蔗糖不能透过半透膜，而KNO3可透过半透膜，故两者达到动态平衡时，装蔗糖溶液的实验组的漏斗内外出现液面差。②实验分组应注意编号并标注，制作植物细胞临时装片时在载玻片上先滴一滴蒸馏水，可保持细胞的活性，并有利于材料展开。③成熟的植物细胞处于不同种类的高浓度的外界溶液中时都会因渗透失水而发生质壁分离现象。④由于KNO3可被植物细胞吸收，而蔗糖不会被细胞吸收，因此一段时间后，KNO3实验组的细胞液浓度升高而吸水，发生质壁分离自动复原现象。
答案　(1)S1>S2　(2)原生质层　原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能　(3)①X　②标号　蒸馏水　③质壁分离　(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
思维延伸　(1)渗透作用的发生需要哪两个条件？
提示　半透膜及半透膜两侧具有浓度差。
(2)渗透平衡时的液面差Δh与S1、S2的浓度差之间有怎样的关系？
提示　S1－S2的差值越大，Δh就越大。
(3)如果KNO3溶液的浓度很高，将会出现什么现象？
提示　质壁分离后不再复原。
(4)如果所用的蔗糖溶液是与细胞液等渗溶液将会出现什么现象？
提示　不会发生质壁分离。
1． 渗透装置图中，液柱不再上升的原因
在渗透作用的装置图中，液柱不能持续上升的原因要从两个方面分析：一个是溶液浓度差的作用，另一个是液体压强(液柱造成的压强)的作用。两个方面的作用正好相反，当二者达到平衡状态时，液面停止上升。
2． 植物细胞在不同溶质、不同浓度的溶液中的变化
溶质类型 外界溶液浓度 现象 实例
溶质可被吸收 低浓度溶液 吸水膨胀 KNO3溶液、葡萄糖溶液、尿素溶液等
等浓度溶液 随溶质的吸收而吸水膨胀
高浓度溶液 先质壁分离，后自动复原，也可因浓度过高而失水死亡
溶质不被吸收 低浓度溶液 吸水膨胀 蔗糖溶液等
等浓度溶液 不吸水也不失水
高浓度溶液 质壁分离(浓度过高会失水死亡)
3． 细胞是否发生质壁分离及其复原的判断方法
(1)从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象。
③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于用做质壁分离的外界溶液。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中可发生质壁分离现象。
②在一定浓度(溶质可透膜)的溶液中可发生质壁分离后自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。
1． (2013·新课标全国卷Ⅱ，3)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是 (　　)
A．肺炎双球菌无线粒体，但能进行需氧呼吸
B．与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码
C．破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中
D．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同
答案　C
解析　破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，在有氧的环境中，破伤风芽孢杆菌的代谢要受到抑制，C错。
2． 科学家在研究细胞内囊泡运输过程中，发现囊泡膜和靶膜上都存在自身的识别蛋白，只有二者相互识别并特异性结合后方可实现囊泡和靶膜的融合。下列相关叙述错误的是
(　　)
A．生物膜之间的囊泡运输时需要消耗能量
B．囊泡运输说明细胞内的生物膜之间存在结构和功能上的联系
C．细胞中能形成囊泡的结构有内质网、高尔基体、细胞膜等
D．一个由高尔基体形成的可与细胞膜融合的囊泡，也可与其他细胞器膜融合
答案　D
解析　根据题干信息可知，一个囊泡只能与其相应的靶膜相互识别并融合，而与其他生物膜不融合。因此由高尔基体产生的一个囊泡只能与相应的生物膜发生融合。
3． 突触小泡的膜蛋白通过与突触前膜的S蛋白质结合而引发膜的融合，进而释放出神经递质。下列与此过程直接有关的是 (　　)
A．载体蛋白的转运 B．ATP水解生成ADP
C．膜的选择透性 D．糖萼的识别作用
答案　B
解析　该过程消耗的能量由ATP水解提供，糖萼位于前膜外侧，而突触小泡位于突触前膜内，与糖萼的识别、选择透性、载体蛋白的转运无直接关系。
4． (2013·新课标全国卷Ⅰ，3)关于植物细胞通过主动转运方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是 (　　)
A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C．主动转运矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D．叶肉细胞不能以主动转运的方式吸收矿质元素离子
答案　C
解析　植物细胞对矿质元素离子的吸收具有选择性；主动转运需要细胞呼吸提供能量，低温降低细胞呼吸强度；叶肉细胞也能以主动转运的方式吸收矿质元素离子，例如根外施肥；主动转运是细胞膜具有选择透性的重要表现，只有活细胞才具有选择透性。
5． 如图是四类细胞的亚显微结构模式图，请据图回答：
(1)从结构上看，________没有以核被膜为界限的细胞核；有且只有一种细胞器，就是________________。
(2)图中结构③是____________，其作用是___________________________________；因为Ⅳ既含有③又含有叶绿体和细胞壁，所以确定Ⅳ是__________________细胞。
(3)Ⅱ细胞因为具有________(填序号)，所以能够通过渗透作用吸水和失水，当将Ⅱ细胞置于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中时，细胞将会发生________________现象。
(4)四类细胞中共有的细胞器是____________，四类细胞与周围环境进行信息交流均依赖于________________。
(5)图中能够进行光合作用的细胞是__________________，其中以叶绿体为光合作用场所的细胞是________________。
(6)图中的____________可代表人体的胰岛β细胞，则细胞核内的________________通过核孔进入细胞质，作为合成胰岛素的模板。
答案　(1)Ⅲ　核糖体　(2)中心体　与细胞的有丝分裂有关　低等植物　(3)⑤　质壁分离　(4)核糖体　细胞膜　(5)Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ　Ⅱ和Ⅳ　(6)Ⅰ　mRNA
解析　根据细胞特点及细胞器种类可以判定的信息有：(1)图中⑦是粗面内质网，②是线粒体，③是中心体，④是叶绿体，⑤是液泡，⑥是高尔基体。(2)Ⅰ有中心体、核被膜，没有细胞壁，是动物细胞；Ⅱ有叶绿体、细胞壁、液泡，没有中心体，是高等植物细胞；Ⅲ没有核被膜，是原核细胞，根据模式图的特征可以确定其是蓝细菌；Ⅳ有细胞壁、叶绿体、中心体，可以确定其是低等植物细胞；原核细胞只有一种细胞器，就是核糖体。确定上述信息后，结合题设问题就能逐一突破了。中心体与细胞的有丝分裂有关，其主要分布在动物细胞和低等植物细胞中；植物细胞发生渗透作用的条件是要具有中央大液泡，植物细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象；原核细胞和真核细胞只共有一种细胞器，即核糖体。蓝细菌和植物均能进行光合作用，其中蓝细菌没有叶绿体；据图形特点可知，Ⅰ无细胞壁，为动物细胞，可以代表人体的胰岛β细胞，胰岛素的化学本质是蛋白质，合成胰岛素的模板是mRNA。
1． (2013·天津卷，1)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是 (　　)
A．蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离
B．抗原刺激引发记忆细胞增殖分化
C．胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取
D．传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩
答案　A
解析　洋葱表皮细胞在较高浓度的蔗糖溶液中渗透失水而发生质壁分离，体现生物膜控制物质进出的功能，未体现生物膜信息传递功能，选A。B、C、D中的抗原、胰岛素、神经递质都是通过细胞膜表面的受体接受信息而引发相应生理效应的。
2． 如图①～④表示某细胞的部分细胞器。下列有关叙述正确的是
(　　)
A．该图一定是高倍光学显微镜下看到的结构
B．此细胞不可能是原核细胞，只能是动物细胞
C．结构①不能将葡萄糖分解成二氧化碳和水
D．结构①和④都存在碱基A和T的互补配对
答案　C
解析　该图表示的是细胞的亚显微结构，在电子显微镜下才能观察到；原核细胞中除具有核糖体外，不具备其他细胞器，该细胞中含有中心体，可能是动物细胞或低等植物细胞；结构①表示线粒体，葡萄糖只能先在细胞溶胶中分解成丙酮酸，线粒体再吸收丙酮酸进行进一步氧化分解；A和T的互补配对发生在DNA分子复制、转录、逆转录等过程中，线粒体中可进行DNA分子的复制、转录过程，存在A和T的配对，在核糖体中发生翻译过程，不涉及A和T的配对。
3． 李斯特氏菌的致死食源性细菌会在人类的细胞之间快速传递，使人患脑膜炎。其原因是该菌的一种InIC的蛋白可通过阻碍人类细胞中的Tuba蛋白的活性，使细胞膜更易变形而有利于细菌的转移。下列叙述正确的是 (　　)
A．与乳酸菌一样，该菌的遗传物质主要是DNA
B．该菌使人类细胞发生变形，说明细胞膜具有选择透性
C．该菌进入人体细胞的方式是需要消耗能量的胞吞作用
D．Tuba蛋白和InIC蛋白的合成均需要内质网的加工
答案　C
解析　细菌的遗传物质就是DNA，A项错误；使人类细胞发生变形，说明细胞膜具有流动性，B项错误；细菌内无内质网，D项错误。
4． 真核细胞进行的下列活动中，不依赖于生物膜结构的是 (　　)
A．碳反应中三碳化合物被氢还原
B．合成有生物活性的胰岛素
C．巨噬细胞吞噬细菌
D．需氧呼吸中氢与氧结合生成水
答案　A
解析　碳反应中三碳化合物被氢还原发生在叶绿体基质中。
5． 下列有关高等植物细胞结构的说法，正确的是 (　　)
A．细胞壁的形成与中心体和液泡有关
B．细胞膜中脂质的形成与内质网和高尔基体的加工有关
C．叶绿体产生的ATP可以为细胞的各种生命活动提供能量
D．线粒体、叶绿体、核糖体中均能发生基因的表达
答案　D
解析　细胞壁的形成与高尔基体有关；叶绿体产生的ATP为碳反应提供能量；基因表达包括转录和翻译，在线粒体、叶绿体、核糖体中均能发生。
6． 如图所示为细胞内蛋白质合成后的去向和定位，其中①～⑦表示细胞结构，甲～丁表示结构中的物质。据图分析，下列有关叙述中不正确的是 (　　)
A．具有双层膜的结构是⑤⑥⑦，不含有磷脂分子的结构是①
B．结构⑥⑦中增大膜面积的结构分别是基粒和嵴
C．结构①中进行的过程是转录，甲表示的物质是mRNA
D．能进行DNA复制和转录的结构有⑤⑥⑦
答案　C
解析　分析图解中各种细胞器的形状可知：①是核糖体，不具有膜结构，可以通过翻译过程合成蛋白质，此过程的模板是甲(mRNA)，原料是氨基酸。②是内质网，可以对多肽链进行加工处理和合成脂质。③是高尔基体，对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。④是细胞膜。⑤是细胞核，具有双层膜结构。⑥是叶绿体，具有双层膜结构和基粒，基粒能够增大膜面积。⑦是线粒体，具有双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴，以增大膜面积。细胞核、线粒体、叶绿体中均含有DNA，均能够进行DNA的复制和转录。
7． 如图表示某生物膜的部分结构，图中A、B、C、D表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法错误的是 (　　)
A．若是癌细胞的细胞膜，则物质D比正常细胞少
B．若是线粒体膜，则b、c运输的气体分别是O2、CO2
C．若是胰腺细胞膜，则胰蛋白酶以d方式分泌
D．若是小肠绒毛上皮细胞膜，则甘油以b方式进入细胞
答案　C
解析　本题以细胞膜为背景切入，解题时，首先要知道细胞膜的组成物质：蛋白质、磷脂和多糖等，并且在图中能够识别，如图中物质B是磷脂双分子层，物质A是蛋白质，物质D是糖萼。其次要知道糖萼由蛋白质和多糖构成，位于细胞膜外侧，有识别信息的作用，所以图的上侧是细胞膜的外侧，且癌细胞的细胞膜上糖萼减少。再次要明确简单扩散、易化扩散和主动转运的表示方法，即在图中找出来，如简单扩散不需要载体蛋白，不消耗能量，由高浓度向低浓度方向运输，所以图中b、c方式是简单扩散，O2、CO2、甘油均可以该方式进出细胞；主动转运需要载体蛋白，消耗能量，由低浓度向高浓度方向运输，所以a、d方式是主动转运。胰蛋白酶是生物大分子，它是以胞吐的方式分泌到细胞外的。
8． 下图是几种物质进出细胞方式中运输速度与影响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是 (　　)
A．与水进出细胞相符的图有①、③、⑤
B．与葡萄糖进入红细胞相符的图有②、④、⑥
C．与K＋进入蓝细菌相符的图有②、④、⑤
D．与蛋白质进出细胞相符的图有②、③、⑥
答案　A
解析　水分子出入细胞是简单扩散，转运速率与浓度呈正相关，此过程不消耗能量，不需要载体蛋白，故与水进出细胞相符的图有①、③、⑤，A正确；葡萄糖进入红细胞是易化扩散，需要载体蛋白，不消耗能量，与葡萄糖进入红细胞相符的图有②、③、⑥，B错误；K＋进入蓝细菌是主动转运，与浓度有关，同时需要载体蛋白并消耗能量，与K＋进入蓝细菌相符的图有②、④、⑥，C错误；蛋白质进出细胞为胞吞、胞吐，此过程消耗能量，与浓度和载体蛋白无关，与蛋白质进出细胞相符的图有④⑤，D错误。
9． (2013·北京卷，2改编)在细胞生命活动中，不可能发生的过程是 (　　)
A．神经递质由突触小泡分泌到胞外
B．mRNA从细胞核进入细胞质
C．核糖体将氨基酸合成蛋白质
D．O2通过主动转运进入线粒体
答案　D
解析　神经递质由突触小泡以胞吐的形式分泌到细胞外，A正确；mRNA在细胞核中转录产生后，经由核孔复合体进入细胞质，B正确；核糖体的功能是合成蛋白质，C正确；O2进入线粒体的方式为简单扩散，D错误。
10．(2013·山东卷，1)真核细胞具有一些能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构。下列不属于此类结构的是 (　　)
A．神经细胞的树突
B．线粒体的嵴
C．甲状腺细胞的内质网
D．叶绿体的基粒
答案　A
解析　题干关键信息为“增大膜面积”、“酶的附着”和“提高代谢效率”，其中A项中的树突增大了细胞膜面积，是有利于神经细胞接受刺激并将兴奋传入细胞体或树突，而并非是“有利于酶的附着以提高代谢效率”。B项中线粒体的嵴的实质是线粒体内膜向线粒体的内腔折叠形成的一种结构，线粒体嵴的形成增大了线粒体内膜的表面积，有利于酶的附着以提高需氧呼吸第三阶段进行的效率。C项中甲状腺细胞的内质网是通过折叠来增大膜面积，膜上附着有许多酶，为细胞内各种化学反应的正常进行提供了有利条件。D项中叶绿体的基粒是由10～100个由膜组成的囊状结构堆叠而成，其上附着有与光反应有关的色素和酶，从而为光反应的进行提供条件和保障。
11．如图甲为渗透作用装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。
　
下列相关叙述中，错误的是 (　　)
A．图甲中的渗透作用发生需要两个条件：有半透膜c及a与b之间具有浓度差
B．图乙中液面不能一直上升的原因是半透膜两侧的溶液浓度相等
C．图丙中③④⑤组成原生质层
D．如果丙细胞没有细胞壁支持，置于清水中也会发生吸水涨破的现象
答案　B
解析　渗透作用发生的条件有二——半透膜及半透膜两侧的溶液具有浓度差，A项正确；图乙表示的是图甲中液面上升的高度与时间的关系，液面不再升高时，通过半透膜进出渗透装置的水分子相等，这时液体压强和浓度差的作用达到了平衡的状态，但b溶液的浓度应大于a溶液的浓度，B项错误；植物细胞的细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成了原生质层，C项正确；植物细胞在吸水状态下没有涨破的原因是有细胞壁的支持作用，如果破坏了细胞壁则植物细胞吸水之后也会涨破，D项正确。
12．下列关于物质跨膜转运的叙述，正确的是 (　　)
①离子的跨膜运输均需要细胞提供ATP　②静息状态下的神经细胞内不进行离子的跨膜转运　③甘油能否进出细胞取决于细胞内外的浓度差和载体蛋白的数量　④细胞通过主动转运方式吸收离子的速率与细胞呼吸强度呈正相关
A．0项 B．1项 C．3项 D．4项
答案　A
解析　通过钠离子和钾离子通道的运输是顺浓度梯度进行的，不需细胞提供能量；静息状态下K＋外流要跨膜；甘油是简单扩散，与载体蛋白数量无关，主动转运与能量、载体蛋白数量有关。
13．如图一是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜转运示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，①②③④代表不同的运输方式。图二表示物质通过膜的转运速率(纵坐标)随环境中O2浓度的变化。请仔细观察图示并回答相关问题：
(1)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是________________。
(2)图二与图一中的________(填充号)代表的物质转运方式一致。图中曲线出现BC段的主要原因是__________________________________________________________。
(3)柽柳是泌盐植物，其叶子和嫩枝可以将植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。为探究柽柳从土壤中吸收盐分的方式是主动转运还是被动转运，设计了如下实验。
①实验步骤：
a．取甲、乙两组生长发育基本相同的柽柳幼苗植株，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋、C6H12O6的溶液中进行培养。
b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组____________________。
c．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②实验结果及结论：
结果 结论
乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率
答案　(1)易化扩散　(2)④　载体蛋白数量有限
(3)①b.完全抑制呼吸　c．一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋、C6H12O6的吸收速率　②如下表所示
结果 结论
柽柳从土壤中吸收盐分的方式是主动转运
两组植株对Ca2＋、K＋、C6H12O6的吸收速率相同 柽柳从土壤中吸收盐分的方式是被动转运
解析　(1)②途径是物质通过离子通道进出细胞，不需要能量，因此是易化扩散。(2)图二表明这种跨膜转运的方式与细胞呼吸有关，为主动转运。图一中的④代表主动转运，需要载体蛋白和ATP。图二中出现BC段与载体蛋白的数量有关。(3)实验设计应遵循单一变量原则和对照原则，本题的实验变量是有无能量，甲组给予正常的呼吸条件，因此乙组必须完全抑制呼吸，一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋、C6H12O6的吸收速率，若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，则柽柳从土壤中吸收盐分的方式是主动转运；若两组植株对Ca2＋、K＋、C6H12O6的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收盐分的方式是被动转运。
14．(2013·江苏卷，29)右图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图，请回
答下列问题：
(1)内质网上合成的蛋白质不能穿过________进入细胞核，表明这种转运
具有________性。
(2)细胞膜选择透性的分子基础是______________具有疏水性和
____________具有专一性。
(3)若该细胞是高等植物的叶肉细胞，则图中未绘制的细胞器有__________________。
(4)若该细胞为小鼠骨髓造血干细胞，则图示细胞处于细胞周期的________________，此时在光学显微镜下观察明显可见细胞核中有________存在。
(5)研究表明硒对线粒体膜有稳定作用，可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是________(填序号)。
①脂肪细胞　②淋巴细胞　③心肌细胞　④口腔上皮细胞
答案　(1)核孔复合体　选择　(2)脂双层　膜转运蛋白
(3)叶绿体和液泡　(4)分裂间期　核仁　(5)③
解析　(1)核孔复合体是核质间大分子物质进出的通道，但此过程具有选择性。(2)细胞膜中的磷脂分子的头部是亲水端，尾部是疏水端，而膜上的载体蛋白具有专一性。(3)叶肉细胞中除了具有图中的线粒体、核糖体、内质网、高尔基体外，还有的细胞器是叶绿体和液泡。(4)图示细胞结构中有核被膜和核仁，且正在进行旺盛的蛋白质合成过程，因此应为细胞周期中的分裂间期。(5)人体的心肌细胞中线粒体较其他三类细胞中的多，故最易受影响。第1讲　遗传的分子基础
考纲要求　1.核酸是遗传物质的证据(Ⅱ)。2.DNA的分子结构和特点(Ⅱ)。3.遗传信息的传递(Ⅱ)。4.遗传信息的表达(Ⅱ)。
构建网络　内化体系
填充关键点 思考连接处
(1)原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？提示　DNA；DNA；DNA或RNA。(2)碱基互补配对原则体现在哪些过程中？提示　复制、转录、翻译、RNA复制、逆转录。(3)遗传信息的传递与表达和细胞的增殖与分化之间存在怎样的联系？提示　细胞增殖过程完成了遗传信息的传递，细胞分化过程完成遗传信息的表达。
考点1　遗传物质探索的经典实验
1． 肺炎双球菌的转化实验
(1)体内转化：无毒性R型菌＋加热杀死的S型菌混合小鼠死亡。
分析：
①加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。
②R型菌转化成S型菌的原因是S型菌的DNA与R型细菌的DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于基因重组。
(2)体外转化(如图)
(3)体内转化与体外转化实验的关系：体内转化实验说明S型菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。
2． 噬菌体侵染细菌实验
3． 肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验
相同点 实验思路 设法将DNA与其他物质分开，直接、单独地研究它们各自的作用
实验原则 都遵循对照的原则
实验结果 两实验都能证明DNA是遗传物质
不同点 处理方式 直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养 同位素标记：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)
实验结论 ①DNA是遗传物质②蛋白质等不是遗传物质 DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性
【思维辨析】
(1)格里菲斯的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是遗传物质(2013·江苏，2C)( × )
提示　格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明转化因子的存在。
(2)噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统(2013·北京，5A) ( √ )
提示　噬菌体是病毒。
(3)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是DNA用15N放射性同位素标记(2012·上海，11C) ( × )
提示　噬菌体侵染细菌的实验是用32P标记噬菌体的DNA，而不是用15N标记的DNA。
(4)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(2012·江苏，2A)( √ )
提示　肺炎双球菌转化实验中提取的DNA纯度没有达到100%。
(5)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(2012·江苏，2D)( × )
提示　只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
(6)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(2011·江苏，12D) ( × )
提示　没有说明蛋白质不是遗传物质。
(7)HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸(2009·江苏，5D) ( × )
提示　HIV的遗传物质是RNA。
【归纳提炼】
1． 体内转化实验中细菌数量变化曲线解读
体内转化实验中，小鼠体内S型、R型菌含量的变化情况如图所示。
(1)ab段：将加热杀死的S型菌与R型菌混合后注射到小鼠体内，ab时间段内，小鼠体内还没形成大量的免疫R型菌的抗体，故该时间段内R型菌数量增多。
(2)bc段：小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。
(3)cd段：c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫力，造成R型菌大量繁殖，所以cd段R型菌数量增多。
(4)S型菌来源：少量R型菌获得了S型菌的DNA，并转化为S型菌，故S型菌是从0开始的。
2． 噬菌体侵染细菌实验的同位素标记解题规律
3． 噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。
4． “DNA是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后得出的，而不是由肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验得出的。
例1　关于“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，下列说法中错误的是 (　　)
A．设计思路相同，都是设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自的遗传功能，但分离方法不同
B．都能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
C．格里菲思对S型菌进行加热处理，使蛋白质变性，而DNA仍然保持生物活性，仍具有遗传效应
D．用32P标记噬菌体的DNA，让其侵染大肠杆菌后搅拌并离心，由于上清液中有部分噬菌体未侵入大肠杆菌， 或者由于培养时间过长，复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，故上清液中的放射性很低
破题思路　根据选项→联想相关内容→对比确认。
个性分析　肺炎双球菌的转化实验采用直接分离法，噬菌体侵染细菌的实验采用间接分离法。噬菌体侵染细菌的实验不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。加热可使蛋白质变性，而DNA仍保持生物活性。D项正确解释了上清液中放射性很低的原因。
答案　B
思维延伸　(1)如图1为肺炎双球菌的转化实验中的一部分图解，请据图回答：
①该实验是________(填人名)所做的肺炎双球菌转化的实验图解。
②该实验是在________(填人名)的实验的基础上进行的。
③依据上面图解的实验，可以做出________________的假设。
④为验证上面的假设，设计了如图2所示的实验：
在该实验中加入DNA酶，观察到的实验现象是___________________________。
⑤通过上面两步实验，仍然不能说明________________________________________，为此设计了如图3所示的实验：
据此观察到的实验现象是____________________________，该实验能够说明____________________________。
提示　①埃弗里(及其同事)　②格里菲思　③DNA是遗传物质　④培养基中只生长R型菌　⑤蛋白质、多糖等不是遗传物质　培养基中只生长R型菌　蛋白质、多糖等不是遗传物质
(2)在噬菌体侵染细菌的实验中：
①能否对亲代噬菌体的蛋白质和DNA同时标记？为什么？
②如果对35S标记的噬菌体的一组不充分搅拌，其结果会怎样？
提示　①不能。无法确认子代噬菌体的放射性来源于哪种物质。②沉淀物中会出现较强的放射性。
解题模板　噬菌体侵染细菌实验中的放射性分析
用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
理论上 上清液中不含放射性，沉淀物中应具有很高的放射性 上清液中有较高的放射性，沉淀物中不含放射性
实际上 在离心后的上清液中也有一定的放射性 沉淀物中出现少量的放射性
原因 ①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代，离心后分布于上清液中 搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中
考点2　遗传信息的传递与表达
1． 判断复制、转录和翻译的过程归属
①发生在核糖体中　　　　　 ②以DNA的两条链为模板
③以DNA的一条链为模板 ④以mRNA为模板
⑤以4种脱氧核苷酸为原料 ⑥以20种氨基酸为原料
⑦酶和ATP ⑧产物为RNA
⑨发生G—C互补配对 ⑩发生A—U互补配对
(1)属于复制的是②⑤⑦⑨。
(2)属于转录的是③⑦⑧⑨⑩。
(3)属于翻译的是①④⑥⑦。
2． 写出下表中各类生物遗传信息的传递过程
生物种类 遗传信息的传递过程
DNA病毒，如噬菌体
复制型RNA病毒，如烟草花叶病毒
逆转录病毒，如艾滋病病毒
细胞生物
【思维辨析】
(1)DNA单链上相邻碱基以氢键连接(2009·广东，24B) ( × )
提示　DNA单链上相邻碱基以“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连。
(2)碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性(经典高考题) ( √ )
提示　遗传信息蕴含在4种碱基的排列顺序之中，DNA分子中碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
(3)每种tRNA只转运一种氨基酸(2009·广东，25B) ( √ )
提示　tRNA上的反密码子有61种，组成生物体的氨基酸只有20种，每种tRNA只转运一种氨基酸，但是一种氨基酸可由多种tRNA转运。
(4)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(2010·海南，12)( × )
提示　DNA病毒虽然没有RNA，其进入相应的宿主细胞后，遗传信息的传递仍要遵循中心法则。
(5)一种性状可以由单个基因控制，也可以由多个基因共同决定(经典高考题) ( √ )
提示　基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系，一种性状可以由单个基因控制，也可以由多个基因共同决定，如人的身高可能由多个基因决定。
(6)转录过程在细胞溶胶中进行，以核糖核苷酸为原料，不需解旋酶(2011江苏，7A和2011·安徽，5C改编) ( × )
提示　转录主要在细胞核中进行，需解旋酶。
(7)RNA分子可作为DNA合成的模板，DNA 是蛋白质合成的直接模板(2011·海南，25B 和2010·广东，4A) ( × )
提示　蛋白质合成的直接模板是mRNA。
【归纳提炼】
1． 图示法分析复制、转录和翻译过程
(1)图一表示DNA分子复制过程
①判断依据：模板为DNA，且形成具有双链结构的DNA。
②两个子代DNA分别由一条母链和一条子链组成，两个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。
(2)图二表示DNA分子的转录过程
①判断依据：模板为DNA，且合成单链RNA。
②由于图中d是已与模板DNA分离的游离的RNA片段，因此转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。
③b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。
④在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可能进行。
(3)图三表示翻译过程
①判断依据：模板为RNA，且合成场所为核糖体。
②Ⅰ为tRNA，Ⅱ为核糖体，Ⅲ为mRNA，Ⅳ为多肽链，如图所示，核糖体内对应的DNA碱基对的排列顺序为。
2． 复制、转录、翻译过程中的几个误区
(1)误认为复制、转录只发生在细胞核中。
DNA存在的部位都可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。
(2)误认为转录产物只有mRNA。
转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。
(3)误认为所有密码子都能决定氨基酸。
共有64种密码子，有3种密码子并不决定氨基酸，属于终止密码子。
例2　(2013·江苏卷，32)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：
(1)细胞中过程②发生的主要场所是____________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是______________________。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是____________________________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是___________________________。
破题思路　据图列过程→由设问联想知识→瞄准设问限制点准确作答。
个性分析　(1)图①为DNA的复制，图②为转录，图③为翻译；(2)本小题的注意点是求算对应的DNA区段，而不是模板链，通过绘图，可求得模板链上碱基G占19%，C占29%，A占25%，T占27%，因此该区段DNA双链中A与T之和为52%，故A和T各占26%。(3)本小题注意是一对碱基的替换，通过密码子的对应关系可确定，密码子的变化是AUU→ACU或AUC→ACC或AUA→ACA，则模板链上对应的碱基变化是A→G，基因中碱基对的变化就是A∥T→G∥C。(4)过程①只发生于分裂的细胞中，而过程②③可发生在具有DNA的所有活细胞中，因此浆细胞和效应T细胞不分裂，不发生过程①，可发生过程②③，成熟的红细胞无细胞核，不能发生过程①②③，记忆细胞可发生过程①②③。(5)不同组织细胞发生细胞的分化，基因选择性表达，因此同一DNA中不同基因表达情况有差异，故转录的起点不完全相同。
答案　(1)细胞核　(2)26%　(3)T∥A替换为C∥G(A∥T替换为G∥C)　(4)浆细胞和效应T细胞　(5)不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达
思维延伸　(1)①过程在有丝分裂中期可以发生吗？
提示　不可以。
(2)核糖体在此过程中正在向哪种方向移动？
提示　由左向右移动。
(3)上述哪些过程会有碱基互补配对？
提示　①、②、③。
(4)上述哪些过程伴随有水的生成？
提示　①、②、③。
解题模板　如何快速解答DNA复制、转录中碱基的计算
(1)DNA分子中，一条链中＝m，则另一条链中＝m，整个DNA分子中＝m，转录形成的信使RNA中＝m。
(2)若在DNA一条链中＝a，则在互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。
(3)双链DNA分子中，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝总碱基数的一半。
(4)已知DNA分子中某碱基数为m，则复制n次需游离的此碱基数＝m·(2n－1)，第n次复制需游离的此碱基数＝m·2n－1。
(5)亲代DNA用放射性同位素标记，复制n次后标记DNA占总DNA分子数＝，含标记元素的DNA链占总DNA链的比例＝。
1． (2013·海南卷，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是 (　　)
A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素
B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
答案　D
解析　核酸中不含硫元素，故A错误。T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故B错误。任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种，T2噬菌体的遗传物质是DNA，故C错误。T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖，D正确。
2． (2013·新课标全国卷Ⅱ，5)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)
①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验　③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验　⑤DNA的X光衍射实验
A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤
答案　C
解析　孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和基因的自由组合定律；摩尔根通过果蝇的杂交实验发现了伴性遗传；DNA的X光衍射实验说明了DNA分子呈螺旋结构。证明DNA是遗传物质的实验有肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验。
3． (2013·广东卷，2)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于 (　　)
①证明DNA是主要的遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何储存遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A．①③ B．②③ C．②④ D．③④
答案　D
解析　DNA的双螺旋结构揭示了DNA的组成，即DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，其遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序之中，并且指出了碱基互补配对原则，为DNA复制机制的阐明奠定基础，因此答案为D。
4． (2013·新课标全国卷Ⅱ，1)关于DNA和RNA的叙述，正确的是 (　　)
A．DNA有氢键，RNA没有氢键
B．一种病毒同时含有DNA和RNA
C．原核细胞中既有DNA，也有RNA
D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
答案　C
解析　在tRNA中，也存在碱基之间的互补配对，故也有氢键，A错；一种病毒中只含有一种核酸，要么是DNA，要么是RNA，B错；核糖体由核糖体蛋白质和核糖体RNA组成，不含有DNA，D错。
5． (2013·浙江卷，3)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是 (　　)
A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程发生在真核细胞中
答案　A
解析　图示过程为DNA的转录和翻译过程，RNA聚合酶具有解旋功能，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，A项正确；DNA—RNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，该mRNA翻译能得到多条相同的肽链，C项错误；根据图示，转录和翻译同时进行，该过程发生在原核细胞中，D项错误。
6． (2013·天津卷，7节选)肠道病毒EV71为单股正链RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。
据图回答下列问题。
(1)图中物质M的合成场所是________________________。催化①、②过程的物质N是________________________。
(2)假定病毒基因组＋RNA含有7 500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C________个。
(3)图中＋RNA有三方面功能，分别是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)宿主细胞的核糖体　RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶)　(2)9 000　(3)翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分
解析　(1)病毒只能在宿主细胞中才能生存繁殖，图中物质M(多肽)的合成场所是宿主细胞的核糖体。催化①、②过程的物质N是RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶)；(2)欲合成一条子代＋RNA，必须先合成一条－RNA，＋RNA、－RNA碱基互补而等长，根据＋RNA中(A＋U)＝40%，得出(G＋C)＝60%，因而合成一条子代＋RNA需要G＋C＝7 500×60%×2＝9 000个；(3)识图可知＋RNA的功能至少有三个：EV71病毒的重要组成成分，翻译的模板，复制的模板(另外还有携带遗传信息)。
1． 1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料，利用放射性同位素标记技术进行实验，证明DNA是遗传物质。相关叙述不正确的是 (　　)
A．用同位素标记的化合物的化学性质不变
B．选择32P和35S分别标记噬菌体DNA和蛋白质
C．实验结果表明噬菌体DNA没有进入大肠杆菌
D．混合培养的时间、温度等均可能影响实验结果
答案　C
解析　同位素可用于追踪物质的运输和变化规律，用同位素标记的化合物，其化学性质不变；噬菌体的DNA和蛋白质分别用32P和35S标记；新得到的噬菌体可检测到放射性32P，而没检测到35S，说明进入大肠杆菌的是DNA，而不是蛋白质。
2． 将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞分裂两次后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是 (　　)
A．若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N
B．若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA分子数为N/2
C．若子细胞中染色体都含3H，细胞分裂过程中会发生基因重组
D．若子细胞中有的染色体不含3H，细胞分裂过程中发生了同源染色体分离
答案　C
解析　A选项，子细胞染色体数是2N，是有丝分裂，DNA复制两次，含3H的染色体数应该是0～2N；B选项，子细胞染色体数是N，是减数分裂，DNA只复制一次，含3H的染色体数应该是N；C选项，减数分裂DNA复制一次，细胞分裂两次，所有染色体都含3H(根据DNA的半保留复制)，基因重组只发生在减数分裂过程中；D选项，同A选项，此时可判断是有丝分裂，不可能发生同源染色体分离。
3． 真核细胞某基因中碱基A占全部碱基的20%，以下有关说法正确的是 (　　)
A．该基因一定存在于细胞核内染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)∶(A＋T)＝3∶2
C．因基因中碱基A与T配对，故细胞中的A与T的数量一定相等
D．将该细胞置于15N培养液中复制3次后，并非全部DNA分子含15N
答案　B
解析　真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA；双链DNA分子中可配对的碱基和之比(G＋C)/(A＋T)在两条单链及双链中相等，故(C＋G)∶(A＋T)＝(30%＋30%)∶(20%＋20%)＝3∶2；细胞DNA分子中的A与T数量相等，但单链RNA分子中有A无T；将该细胞置于15N培养液中复制3次后，全部DNA分子均含15N。
4． BrdU是一种嘧啶类似物，能替代胸腺嘧啶与腺嘌呤配对。将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中培养到第二个细胞周期的中期，其染色体的情况是 (　　)
A．每条染色体的两条单体都含有BrdU
B．每条染色体的两条单体都不含有BrdU
C．每条染色体中都只有一条单体含有BrdU
D．只有半数的染色体中一条单体含有BrdU
答案　A
解析　由于BrdU是一种嘧啶类似物，能替代胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中培养至第一个细胞周期结束后，每个DNA分子的一条链中均含有BrdU，则该细胞继续培养到第二个细胞周期的中期，每条染色体的两条单体都含有BrdU。
5． 如果DNA分子上的某一片段是基因，则该片段通常 (　　)
A．携带密码子
B．决定某一遗传性状或功能
C．能转运氨基酸
D．具双螺旋结构，结构不会发生改变
答案　B
解析　密码子是由mRNA携带的；基因决定某一遗传性状或功能；tRNA能转运氨基酸；完整的DNA分子有双螺旋结构，DNA片段不具备双螺旋结构。
6． (2013·新课标全国卷Ⅰ，1)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是 (　　)
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
答案　D
解析　一种tRNA只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种tRNA携带；DNA聚合酶是蛋白质，蛋白质是在核糖体上合成的，核糖体分布在细胞质中；反密码子是位于tRNA上相邻的三个碱基。
7． 如图表示胰蛋白酶合成的部分过程，有关说法错误的是 (　　)
A．图示中共有RNA、蛋白质(多肽)和多糖三种大分子物质
B．①的基本组成单位是核糖核苷酸，②的形成与核仁有关
C．③合成后还需经内质网和高尔基体的加工才具有活性
D．该过程中发生了碱基配对，如A与U配对，G与C配对
答案　A
解析　①为mRNA，②为结合到mRNA上的核糖体，③为蛋白质(肽链)。A错，核糖体的主要成分为蛋白质和rRNA，图中无多糖；B对，mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸，核糖体中的rRNA的形成与核仁有关；C对，胰蛋白酶为分泌蛋白，在核糖体上合成后需经过内质网和高尔基体加工；D对，翻译过程tRNA和mRNA的碱基进行配对。
8． 如图表示生物体内基因控制性状的流程，下列分析正确的是 (　　)
①Ⅰ过程需要DNA链作模板、四种核糖核苷酸为原料，葡萄糖为其直接供能　②Ⅲ过程可以表示酪氨酸酶与人类肤色的关系　③豌豆的圆粒和皱粒出现的根本原因是Ⅱ过程中合成的蛋白质不同　④mRNA发生改变一定会导致该个体的性状发生改变　⑤与二倍体植株相比，其多倍体植株细胞内Ⅰ与Ⅱ的过程一般更旺盛
A．①③④ B．③⑤
C．②⑤ D．②④
答案　C
解析　基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状，有两种情况：一是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；二是基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状。①错，ATP为直接能源物质；②对，酪氨酸酶影响酪氨酸代谢合成黑色素，控制人体肤色；③错，豌豆性状不同的根本原因在于基因的不同；④错，密码子具有简并性；⑤对，与二倍体植株相比，其多倍体植株茎秆粗壮，果实、叶片、种子都比较大，蛋白质、糖类含量多，其原因是基因效应增强，蛋白质合成旺盛。
9． 如图表示真核细胞中遗传信息的表达过程，字母表示细胞结构或物质，数字表示过程。下列有关叙述不正确的是 (　　)
A．进行①过程的原料不包括胸腺嘧啶脱氧核苷酸
B．一种D可与B上多种氨基酸的密码子互补配对
C．E上的一种氨基酸可对应B上不同的密码子
D．A上的遗传信息经①②过程转变为E的氨基酸序列
答案　B
解析　①过程为转录过程，转录过程的原料为4种游离的核糖核苷酸；一种D可与B上一种氨基酸的密码子互补配对。
10．下图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，有关说法错误的是 (　　)
A．真核细胞的核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关
B．遗传信息传递规律——中心法则，是美国生物学家沃森1957年首先提出的
C．①②③也能在线粒体和叶绿体中进行
D．一条mRNA可相继与多个核糖体结合，加快了翻译的速度
答案　B
解析　中心法则是美国生物学家克里克1957年首先提出的，内容为遗传信息的复制和表达过程。
11．下图为原核生物蛋白质合成示意图，据图推测下列叙述中不正确的是 (　　)
A．胞外酶是通过Ⅰ途径来合成的
B．呼吸酶是通过Ⅱ途径来合成的
C．蛋白质合成所需的模板在细胞核内形成
D．Ⅰ途径中核糖体通过多肽链实现与膜结合
答案　C
解析　胞外酶在细胞外起作用，呼吸酶在细胞内起作用，因此它们分别通过Ⅰ、Ⅱ途径合成；原核生物无细胞核，因此蛋白质合成所需的模板mRNA并不在细胞核内形成。
12．某研究小组发现染色体上抑癌基因邻近的基因能指导合成反义RNA，反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子，从而阻断抑癌基因的表达，使细胞易于癌变，据图分析，不正确的叙述有 (　　)
A．过程Ⅰ称为转录，在细胞核中进行
B．与完成过程Ⅱ直接有关的核酸，只有mRNA
C．与邻近基因或抑癌基因相比，杂交分子中特有的碱基对是A—U
D．细胞中若出现了杂交分子，则抑癌基因沉默，此时过程Ⅱ被抑制
答案　B
解析　与完成过程Ⅱ直接有关的核酸，有mRNA、rRNA和tRNA；过程Ⅰ称为转录，抑癌基因在细胞核中，故过程Ⅰ在细胞核中进行；杂交分子是RNA分子，故特有的碱基对是A—U；抑癌基因沉默，Ⅱ表达过程受抑制。
13．蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。
实验的基本过程如下：
Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
请回答相关问题：
(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是__________________；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是____________________________________。
(2)Ⅰ 中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。
Ⅱ中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次，该细胞含有________个染色体组。
(3)上述实验表明，DNA分子的复制方式是________________________________。
答案　(1)有丝分裂　抑制纺锤体的形成　(2)2　1　2　4
(3)半保留复制
解析　(1)蚕豆根尖细胞为体细胞，其分裂方式为有丝分裂；秋水仙素使细胞内染色体加倍的原理是体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，于是形成了染色体数目加倍的细胞。(2)由于DNA的复制为半保留复制，第一次分裂完成时，每个DNA分子中都有一条链被3H标记，每一条染色体上有2条染色单体被3H标记。当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制2次，该细胞含有4个染色体组。(3)上述实验证明DNA分子的复制是半保留复制。
14．周期性共济失调是一种由常染色体上的基因(用A或a表示)控制的遗传病，致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常，从而使正常钙离子通道的数量不足，造成细胞功能异常。该致病基因纯合会导致胚胎致死。患者发病的分子机理如图所示。
请回答：
(1)图中的过程①是________，与过程②有关的RNA种类有哪些？______________________________________。如果细胞的核仁被破坏，会直接影响图中______________(结构)的形成。
(2)虽然正常基因和致病基因转录出的mRNA长度是一样的，但致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短，请根据图示推测其原因是___________________________。
(3)图中所揭示的基因控制性状的方式是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)转录　tRNA、rRNA、mRNA　核糖体　(2)基因中碱基发生替换，使对应的密码子变为终止密码子　(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
解析　(1)过程①为以一条DNA单链为模板的转录，翻译需tRNA、mRNA和rRNA；核仁与核糖体的形成有关。(3)基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可通过控制酶的合成来控制代谢进而控制生物体的性状，图中显示的是基因控制了膜上的蛋白质——钙离子通道蛋白的合成，因此属于前者。
15．抗菌药物不同，其抗菌机理也各不相同。环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性(促进DNA螺旋化)，红霉素能与核糖体结合，利福平能抑制RNA聚合酶的活性。已知下图中的X呈单链结构，箭头代表生理活动或结合过程。请分析回答：
(1)在含有环丙沙星的培养基与不含环丙沙星的培养基中生长的细菌，前者基因突变的频率会________，原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果Z的单体是氨基酸，细菌在含有红霉素的培养基中生长，Z的合成受到严重影响，则X和Y分别是________________________。
(3)如果Z是附着在内质网表面的细胞器，Y是氨基酸。在含有利福平的培养基中生长的细菌体内游离的Y数量将________，X最可能是________________。
答案　(1)下降　环丙沙星抑制DNA解旋，影响DNA的复制　(2)mRNA、核糖体　(3)增加　tRNA
解析　(1)DNA复制时最易发生基因突变，环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性使DNA不解旋，故突突率低。(2)Z的单体是氨基酸，则Z是蛋白质，Y是核糖体，X是mRNA。(3)如果Z是附着在内质网表面的细胞器，则Z是核糖体，利福平抑制RNA聚合酶的活性，使转录过程受阻，氨基酸的利用减少，游离的氨基酸将增多，X最可能是tRNA。第2讲　胚胎工程及生态工程
考纲要求　1.动物胚胎发育的基本过程(Ⅰ)。2.胚胎工程及其应用(Ⅰ)。3.生态工程的原理及主要类型(Ⅰ)。4.生态工程在农业中的应用(Ⅰ)。
构建网络　内化体系
填充关键点
思考连接处 (1)采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精吗？提示　用非激素处理法采集的卵母细胞需要在体外人工培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精。(2)试管婴儿用到了哪些生物工程技术？提示　体外受精、动物细胞培养、胚胎移植等。
考点1　胚胎工程
1． 早期胚胎的发育过程
2． 依据胚胎移植流程图思考相关问题
(1)胚胎移植的实质是什么？
答案　早期胚胎在相同生理条件下空间位置的转移。
(2)胚胎移植是一种生殖方式吗？
答案　胚胎移植不属于生殖方式，仅属于一种技术，可用于有性和无性生殖产生的胚胎的移植。
【思维辨析】
(1)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(2012·浙江，2B) ( × )
提示　受精卵卵裂时产生的细胞团称为卵裂球，随卵裂球细胞数目的增加，细胞逐渐变小，总体积基本不变。
(2)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性(2012·浙江，2C) ( × )
提示　滋养层细胞是已经具有定向分化趋向的细胞，分化方向一旦确定即稳定而不可逆转，失去了发育的全能性。
(3)胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化(2012·天津，1B) ( × )
提示　胚胎干细胞是全能干细胞，理论上可以分化为所有类型的体细胞，在培养基中满足适宜的条件可以将其定向诱导分化成多种组织和器官。
(4)在胚胎移植时，对供体和受体母牛都要进行相同激素处理(2012·江苏，9A) ( × )
提示　在胚胎移植时，需用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，而对受体母牛进行同期发情处理时通常不用促性腺激素，而是用孕激素或前列腺素。
(5)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割(2009·江苏，8B) ( × )
提示　选材为囊胚，分割时注意将内细胞团均等分割。
(6)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(2009·江苏，8C)( × )
提示　核仁也大。
【归纳提炼】
胚胎工程中的误区分析
(1)胚胎发育的四个误区
①误区一：受精卵进行细胞分裂和细胞分化，形成桑椹胚。
纠正：受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚。
原因：细胞分化开始于囊胚，桑椹胚的形成没有经过细胞分化。
②误区二：囊胚细胞开始分化，组成囊胚的细胞没有全能性。
纠正：囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团细胞具有全能性。
原因：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，具有全能性。
③误区三：卵裂期是指早期胚胎发育的时期。
纠正：卵裂期是早期胚胎发育的一部分。
原因：原肠胚属于早期胚胎，但不属于卵裂期。
④误区四：胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是早期胚胎。
纠正：胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是桑椹胚和囊胚。
原因：早期胚胎包括桑椹胚、囊胚、原肠胚。原肠胚不适于胚胎移植和胚胎分割移植。
(2)胚胎移植过程中的三个注意点
①两次使用激素：第一次对供、受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；第二次对受体是否妊娠进行检查。
③产下的子代性状取决于所用父本和供体，性别取决于父本提供何种类型的精子，二者与受体没有关系。
例1　(2011·浙江卷，2)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。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．丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊子宫内
破题思路　(1)读懂题干所给的流程图信息；(2)回顾试管动物培养过程的每一步操作的目的、条件及相关的注意事项。
个性分析　对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。
答案　A
思维延伸　(1)采集到的精子放入培养液中培养的目的是什么？
提示　使精子获能。
(2)怎样获取上述过程的胚胎干细胞？
提示　待早期胚胎发育到囊胚期，分离的内细胞团细胞即得胚胎干细胞。
(3)若得到多个遗传性状相同的“试管山羊”应施实怎样的操作？
提示　将早期胚胎均等分割，然后再进行胚胎移植。
考点2　生态工程
根据下表中的有关事例，推出相关的生态工程原理
有关事例 相关的生态工程原理
无废弃物农业 遵循物质循环再生原理
在人工林中增加植被的层次 遵循物种多样性原理
无锡太湖水体富营养化引起大面积水华 违反协调与平衡原理
前面造林，后面砍林 违反整体性原理
【归纳提炼】
1． 生态工程具体实例所用的生态学原理
(1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。
(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理。
(3)引种考虑适应环境——协调与平衡原理。
(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——整体性原理。
2． 农业生态系统的设计方案应当符合的原则
(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则；(2)应当能够构成一个合理的生产结构；(3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源；(4)应当体现减少环境污染的原则；(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益；(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现物质的良性循环。
例2　(2011·新课标全国卷，40改编)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、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能力。
个性分析　(1)厌氧沉淀池主要是厌氧呼吸，曝气池为需氧呼吸，兼氧池两种方式均有。(2)生物群落是指生活在一定区域内所有生物个体的总称，生态系统还包括无机环境。(3)生态工程的原理包括：整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理。
答案　(1)厌氧和需氧(或细胞)　(2)群落　一　生产者　太阳　(3)物质循环再生　物种多样性　(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
名师点拨　如何规范解答该题
首先生物术语规范：群落、物质循环再生、物种多样性、系统学和工程学。其次作答规范：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，微生物要通过细胞呼吸(包括需氧呼吸和厌氧呼吸)将有机物分解。
1． (2013·江苏卷，13)软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是 (　　)
A．首先经超排卵处理后进行体外受精
B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型
C．根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎
D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
答案　D
解析　胚胎移植的时期是桑椹胚或囊胚，D错误。
2． 胚胎工程技术在生产中的应用不包括 (　　)
A．移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能
B．进行胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能
C．采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎
D．在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体
答案　D
解析　胚胎工程通常指各种胚胎操作技术。胚胎工程的研究对象主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。研究的重点内容有体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。胚胎干细胞是一种未分化细胞，具有发育的全能性和二倍体核型。在适当条件下，胚胎干细胞可被诱导分化为多种细胞、组织，具有重要的生产和临床医学价值。移植胚胎干细胞可以使退化的组织修复并恢复正常功能，A正确；由于无法进行体外胚胎培养，目前，胚胎移植成为胚胎工程中获得后代的唯一方法，进行胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能，B正确；胚胎分割是指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，C正确；在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体属于动物细胞工程中的单克隆抗体的制备，D错误。
3． 我国已实现部分“胚胎工程产业化”，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。如图所示是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请回答：
(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是____________(填字母)，d操作的名称是________，h操作的核心是________________________，受精时受体的卵细胞处于________期。
(2)图中数字标号代表的结构名称是：①________，②________，③________。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到________________阶段的早期胚胎进行分割处理，在进行胚胎分割时，应注意_________________________________________。
(3)图中用到的激素是____________，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是________________________________________________________________________。
答案　(1)a→b→f→g　胚胎移植　基因表达载体的构建　MⅡ中　(2)滋养层　囊胚腔　内细胞团　桑椹胚或囊胚　将内细胞团均等分割　(3)促性腺激素　受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
解析　胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等多种技术。(1)培育试管牛C包括体外受精→胚胎移植→后代，即a→b→f→g；d操作是胚胎移植，h操作是基因工程技术，核心是基因表达载体的构建，受精时受体的卵母细胞处于MⅡ中期。(2)囊胚的结构包括③内细胞团、①滋养层和②囊胚腔，胚胎分割时一般采用的是桑椹胚或囊胚，这个阶段的细胞分化程度相对比较低，囊胚分割时要注意将内细胞团均等分割和不受损伤。(3)胚胎移植用到的激素是促性腺激素；根据受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应的原理可知，胚胎在受体子宫中能够存活。
4． 在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，先坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图，并回答问题：
(1)该系统将多个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程__________________的原理。该系统能生产出无公害农产品的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中属于消费者的生物有________，食用菌在该生态系统的成分中属于____________，在农业生产上，常将食用菌房与蔬菜大棚相通，以提高蔬菜产量，其原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该系统工程的核心之一是沼气工程，如果将“沼渣→农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该生态系统为何能提高经济效益？_______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)根据该县地处水乡这一资源优势，请你就该生态系统提出一条合理化建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)系统的结构决定功能　减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染　(2)蚕、畜、禽　分解者　食用菌细胞呼吸时释放CO2，为蔬菜光合作用提供原料　(3)土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降　(4)实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低农业成本投入)　(5)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少　(6)蚕沙碎屑用来养鱼，鱼塘塘泥用来肥田
解析　应从生态工程的基本原理和生态系统能量流动等角度入手解答该题。该生态工程依据的是物质循环再生、物种多样性、协调与平衡原理和系统的结构决定功能；生态系统的能量流动是从生产者开始的，即桑、菜等，消费者是蚕、禽、畜等；由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无公害化处理，因此更能净化环境；该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利用，降低了生产成本，提高了农产品的产量；该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥用来肥田。
1． 下列有关动物细胞克隆和胚胎工程的叙述，正确的是 (　　)
A．经核移植、胚胎体外培养和胚胎移植技术可获得克隆蛙
B．运用胚胎移植获得的子代牛在性状上不完全相同，其原因是受体牛的基因不同
C．选择胚胎干细胞作为核供体进行核移植可提高动物克隆的成功率
D．培养胚胎干细胞过程中加入饲养层细胞是为了促进细胞的分化
答案　C
解析　经核移植、早期胚胎培养可获得克隆蛙，该过程不用胚胎移植技术；运用胚胎移植获得的子代牛在性状上不完全相同，其原因是胚胎的质基因不一定相同；培养胚胎干细胞过程中加入分化诱导因子可促进细胞的分化，胚胎干细胞在饲养层细胞中或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。
2．如图Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径，下列相关叙述不正确的是 (　　)
A．胚胎干细胞在体外培养的条件下，只增殖不发生分化
B．图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎
C．过程Ⅰ、Ⅱ获取早期胚胎过程均属于有性生殖范畴
D．过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化
答案　C
解析　胚胎干细胞在体外培养的条件下，只增殖不发生分化；过程Ⅰ属于受精作用、过程Ⅱ属于核移植技术，前者属于有性生殖范畴，后者属于无性生殖范畴；早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化。
3． 下图表示某胚胎工程的流程图。据图分析下列叙述正确的是 (　　)
①→动物细胞培养→胚胎→②→新个体
A．若该工程表示的是胚胎分割技术，则①可以是卵裂球
B．若该工程表示的是核移植技术，则①的形成不需要卵细胞的参与
C．无论是哪种工程，培养细胞的培养液中都要加入胚胎成纤维细胞
D．②需注射激素，以达到超数排卵和同期发情的目的
答案　A
解析　胚胎分割技术中①可以是卵裂球；如果是代表核移植技术则需要去核的卵细胞作为材料；无论是哪种工程，培养动物细胞都不需要加入胚胎成纤维细胞，而是除了必需营养成分外加入动物血清或血浆；如果②过程需注射激素进行超数排卵或同期发情处理，则不应该在胚胎发育成新个体的过程中。
4． 2012年诺贝尔生理学或医学奖被授予英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥，以表彰他们在“细胞核重编程技术”领域作出的革命性贡献。所谓细胞核重编程即将成年体细胞重新诱导回早期干细胞状态，以用于形成各种类型的细胞，应用于临床医学。关于干细胞的说法正确的是 (　　)
A．成年体细胞诱导回干细胞的过程中，遗传物质发生了改变
B．干细胞分化形成的皮肤细胞中染色体数目可呈周期性变化
C．干细胞分化形成各类细胞体现了细胞的全能性
D．干细胞移植可用于治疗由于胰岛B细胞受损而引起的糖尿病
答案　D
解析　成年体细胞诱导回干细胞的过程中，只是细胞的分化程度降低了，遗传物质没有发生改变；皮肤细胞属于高度分化的细胞，不能进行有丝分裂，因此染色体数目不能呈周期性变化；细胞的全能性是指已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能，干细胞分化形成各类细胞不能体现细胞的全能性，动物细胞的全能性受高度限制，动物细胞的细胞核具有全能性。
5． 如图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞(ES细胞)中，再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。据图分析不正确的是 (　　)
A．该过程使用的工具酶是DNA连接酶以及限制性核酸内切酶
B．完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物，必定是载体与棕褐毛色基因形成的重组DNA分子
C．第Ⅲ步操作后，还需经过筛选目的基因已成功转移的胚胎干细胞的过程，才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中
D．改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠，其根本原因是细胞核中含有一整套的遗传物质
答案　B
解析　第Ⅰ步操作切割载体和目的基因的限制性核酸内切酶是同一种，在载体和目的基因上得到的是相同的粘性末端，所以完成第Ⅱ步操作后得到的由两个DNA切段连接成的产物有可能是载体—目的基因，载体—载体，目的基因—目的基因三种重组DNA分子。
6． “治疗性克隆”可用胚胎干细胞克隆出人体不同组织细胞，以用于医学研究和治疗。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．该技术解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
B．人类治疗性克隆的核心技术是胚胎干细胞培养技术
C．胚胎干细胞可克隆出不同组织细胞的根本原因是基因的选择性表达
D．中国政府既反对克隆人或动物，又反对治疗性克隆
答案　D
解析　“治疗性克隆”解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题，中国政府对克隆的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。
7． 下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是 (　　)
A．胚胎移植可以定向地改造动物的遗传性状，③需移植到发情的母牛子宫内发育
B．A细胞不一定是受精卵细胞
C．①②两个胚胎具有不同的遗传物质
D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段
答案　B
解析　胚胎移植不能定向地改造动物的遗传性状。A细胞可以是受精卵或重组细胞。①②两个胚胎具有相同的遗传物质。图中a过程包括卵裂、桑椹胚、囊胚等阶段。
8．“粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统，如图表示这一农业生态系统的基本模式。根据图示，判断下列说法错误的是 (　　)
A．沼气池的建立既充分发挥了资源的生产潜力，又防止了环境污染
B．通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的传递效率
C．这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理
D．上述农业生态系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的目的
答案　B
解析　沼气池的建立使物质得以充分利用，实现了能量的多级利用，同时减少了环境污染；该生态农业调整食物链结构，实现了物质的循环利用，提高了能量的利用率，但没有改变能量的传递效率。
9． 第三十届奥运会在英国伦敦举行，其中的马术比赛被称为贵族的运动，英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种，其数量少，生育力低。现代生物技术能有效提高优质马的生育效率。请据此回答：
(1)用________激素处理适龄纯血母马，可使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。将采集的卵母细胞人工培育至减数第二次分裂的中期，在显微镜下可观察到次级卵母细胞和________。
(2)体外受精前要对精子进行一定的处理，使其__________________。
(3)为获得同卵双胎或多胎，可以在胚胎发育的________期用机械方法将胚胎分割。
(4)随着动物克隆技术的发展，人们可以将纯血马的____________移入其他马的____________细胞中，将其激活并发育成胚胎，植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功，胚胎的供体和受体应保持______________________________________________。
(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时，也对人们的传统观念造成了极大冲击，我国政府的态度是禁止______________性克隆人。
(6)把含有某外源基因的受体细胞培育成一匹优质马还需要用到的技术有________________________(至少写出两种)。
答案　(1)促性腺　第一极体　(2)获能　(3)桑椹胚或囊胚
(4)细胞核　去核卵母　相同的生理环境　(5)生殖　(6)核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术
解析　使动物多排卵通常用促性腺激素处理。对采集到的精子要先进行获能处理，然后才能进行受精作用。将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期，在显微镜下可看到次级卵母细胞和第一极体。胚胎发育过程中要获得更多的个体，通常对桑椹胚期或囊胚期的胚胎进行胚胎分割移植。动物克隆技术是将动物体细胞核移植到去核的卵母细胞中，胚胎移植时要对供体和受体动物作同期发情处理，使其具有相同的生理环境。转基因动物的培育过程中需要用到基因工程技术、核移植技术、早期胚胎培养(即动物细胞培养)技术、胚胎移植技术等。
10．转基因克隆动物的培育过程如图所示，请据图回答下列问题。
(1)图中A过程表示目的基因的获取，目前常用的方法主要有三种：从____________中获取目的基因；利用____________扩增目的基因；人工合成目的基因。
(2)图中C过程表示将目的基因导入受体细胞，常用的方法为____________。目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，还需要对目的基因进行分子水平上的检测。检测方法包括____________________、DNA—RNA杂交法和____________________。
(3)过程D和E表示采用显微操作技术，用微型吸管吸出供体细胞的细胞核(或供体细胞)，注入“X细胞”中，“X细胞”为__________细胞，过程G通常用的物理方法是通过____________使两个细胞融合。
(4)在胚胎移植前，需要对代孕动物用激素进行__________处理。
答案　(1)基因文库　PCR技术　(2)显微注射法　DNA分子杂交法　抗原—抗体杂交法　(3)去核卵母　电刺激
(4)同期发情
11．(2013·福建卷，33)克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl－2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图，请回答问题。
(1)图中重组细胞的细胞核来自________细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和______胚最终发育为克隆猪。
(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl－2 cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl－2 mRNA的分子数，从而反映出Bcl－2基因的转录水平。
①图中X表示____________过程。
②从基因组数据库中查询Bcl－2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成________用于PCR扩增，PCR扩增过程第一轮循环的模板是____________。
答案　(1)体　原肠　(2)①逆转录　②引物
Bcl－2 cDNA
解析　(1)重组细胞的细胞核来自具有优良性状的亲本，据图可知，应由良种猪提供细胞核，所以细胞核来自良种猪的体细胞；早期胚胎发育过程经历了桑椹胚、囊胚和原肠胚等阶段。(2)①由图可知，X过程是由总mRNA到cDNA的过程，此过程属于中心法则中的逆转录过程。②PCR扩增需要的条件是模板、原料、能量、酶和引物，而查询Bcl－2 mRNA的核苷酸序列的目的是合成相关的引物用于PCR扩增，模板就是Bcl－2 cDNA。
12．南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的____________、______________和____________原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示：
①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
②如果将“无机物—农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影
响？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是 (　　)
A．物质经过多级利用，实现了良性循环
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D．由于各级产物都可利用，减少了废物污染
(4)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态
农业建设中，应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性
(2)①如图所示
②土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降
(3)C
(4)不正确。因为食物链越长，各营养级中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少
解析　(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也具有良好的生态效益和社会效益。
(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭，即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。
(3)能量沿着食物链流动时，能量逐级递减，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比会大大增加。
(4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不超过5个营养级。