高考大题冲关(三)——遗传综合考查
【典例剖析】
请指出题目中的错误答案。
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【审答指导】
审题思维——理思路
(1)分析表格数据:实验一
( http: / / www.21cnjy.com )中,黑色种子植株(甲)、产黄色种子植株(乙)杂交,F1全为产黑色种子植株,说明显性性状为黑色;实验二中,F2产黑色种子植株∶产黄色种子植株=3∶13,说明F1的基因型为AaRr,再根据F2中产黑色种子植株和产黄色种子植株的基因型推断出哪个基因存在时会抑制A基因的表达。
(2)实验二中某一F1植株,其
( http: / / www.21cnjy.com )体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条(其中两条含R基因),说明该个体的基因型为AaRRr,而亲本乙、丙的基因型分别为aarr 、AARR,由此判断减数分裂异常导致的个体。理论上该植株自交后代中产黑色种子的植株基因型为AArr和Aarr,根据产生配子的比例计算黑色种子的植株所占比例。
规范答题——赢满分
将错误答案的题号填入下表中,然后给出正确答案并分析错因。
自主纠错
失分探因
错答序号
正确答案
(1)第2空
不会
没有理解题干中“Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对”的含义,因此不知道秋水仙素处理后是纯合子
(2)第2空
76
审题不仔细,注意是“有丝分裂后期”
(3)②中第3空
10/13
误将“F2代产黄色种子植株中杂合子的比例”当做“F2代中产黄色种子植株杂合子的比例”
(3)③中第2空
1/48
误将RRr产生配子的比例认为RR∶r∶Rr∶R=1∶1∶1∶1
【冲关必备】
寻根究源——挖深度
(1)为什么用秋水仙素处理后的异源二倍体植株自交后代不发生性状分离
提示:细胞分裂间期染色体复制,姐妹染色单体上
( http: / / www.21cnjy.com )的基因相同,由于异源二倍体中无同源染色体,秋水仙素处理后染色体加倍,植株为纯合子,纯合子自交后代不发生性状分离。
(2)为什么不选取伸长区观察细胞的有丝分裂 有丝分裂DNA数目、染色体数目加倍分别发生在哪些时期
提示:伸长区的细胞不再分裂;DNA数目加倍发生在有丝分裂间期,染色体数目加倍发生在有丝分裂后期。
(3)如何确定“三体”产生配子的种类及其比例
提示:二倍体生物中某同源染色体有三条
( http: / / www.21cnjy.com ),称为“三体”。三体在形成配子时,异常的(三条互为同源染色体)染色体其中任意两条随机联会,然后分离,多出的一条随机分配到细胞的一极。所以:①AAA的个体,产生的配子类型及比例为AA∶A=1∶1;②Aaa的个体,产生的配子类型及比例为A∶a∶Aa∶aa=1∶2∶2∶1;③AAa的个体,产生的配子类型及比例为A∶a∶Aa∶AA=2∶1∶2∶1
思维发散——拓宽度
(1)常见的五种育种方式的变异原理是什么 (从育种的角度思考)
提示:
方式
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
转基因育种
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
基因重组
(2)减数分裂异常会导致
( http: / / www.21cnjy.com )子代染色体数目变异。以“一个基因型为AaBb的精原细胞”为例,其产生了一个AaB的精细胞,则可能是减数第几次分裂异常导致的 判断依据是什么 另外三个精细胞的基因型分别是什么 从中能得到什么规律 (从遗传的细胞学基础角度思考)
提示:减Ⅰ异常,因为A、a是等位基因,位于同源染色体上;另外三个精细胞为AaB、b、b;
规律为:配子中有等位基因
( http: / / www.21cnjy.com )(不考虑交叉互换和基因突变),说明同源染色体未分开,为减Ⅰ异常;配子中有相同的基因,说明姐妹染色单体未分开,为减Ⅱ异常。
冲关集训
1.(2016·安徽淮南一模)正常的
( http: / / www.21cnjy.com )水稻体细胞染色体数为2n=24。现有一种三体水稻,细胞中7号染色体的同源染色体有三条,即染色体数为2n+1=25。如图为该水稻细胞及其产生的配子类型示意图(6、7为染色体标号;A为抗病基因,a为非抗病基因;①～④为四种配子类型)。已知染色体数异常的配子(①、③)中雄配子不能参与受精作用,其他配子均能参与受精作用。请回答:
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(1)若减数分裂过程没有发生基因突变和
( http: / / www.21cnjy.com )染色体交叉互换,且产生的配子均有正常活性,配子④的7号染色体上的基因为 ,四种类型配子的比例为①∶②∶③∶④= 。
(2)某同学取该三体的幼嫩花药观察减数分裂过程,若某次级精母细胞形成配子①,该次级精母细胞中染色体数为 。
(3)现有非抗病水稻(aa)和该三体抗病
( http: / / www.21cnjy.com )水稻(AAa)杂交,已测得正交实验的F1抗病水稻∶非抗病=2∶1。请预测反交实验的F1中,非抗病水稻所占比例为 ,抗病水稻中三体所占比例为 。
解析:(1)减数分裂时,三体AAa产生的配子种类及比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2。所以配子④的7号染色体上的基因为A。
(2)若某次级精母细胞形成配子①,说明配子中多一条7号染色体,该次级精母细胞中染色体数为13或者26(减数第二次分裂后期)。
(3)由题意可知,若非抗病水稻(aa)
( http: / / www.21cnjy.com )做母本、三体抗病水稻(AAa)做父本杂交,由于异常雄配子不能参与受精作用,其所得F1抗病水稻∶非抗病水稻=2∶1。因此正交实验为aa做母本,AAa做父本。AAa做母本,aa做父本,为反交。三体AAa产生的雌配子种类及比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,aa产生的精子为a,两者杂交,后代基因型及比例为:AAa∶Aaa∶Aa∶aa=1∶2∶2∶1,表现型比例为抗病∶非抗病=5∶1,所以非抗病水稻所占比例为1/6,抗病水稻中三体所占比例为3/5。
答案:(1)A 1∶1∶2∶2 (2)13或26 (3)1/6 3/5
2.(2014·全国Ⅰ卷,T32)现有两个纯
( http: / / www.21cnjy.com )合的某作物品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种,已知抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题:
(1)在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说,育种目的是获得具有 优良性状的新品种。
(2)杂交育种前,为了确定F2
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。
(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件,可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。
解析:(1)杂交育种的目的是获得同
( http: / / www.21cnjy.com )时具备两种优良性状的个体,即抗病矮秆的新品种。(2)杂交育种的原理是基因重组,若控制两对相对性状的基因的遗传遵循基因的自由组合定律,则这两对相对性状应分别受一对等位基因控制,且两对基因必须位于两对同源染色体上。(3)先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子,再与感病矮秆(隐性纯合子)杂交,如果后代出现抗病高秆∶感病高秆∶抗病矮秆∶感病矮秆=1∶1∶1∶1的性状分离比,则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
答案:(1)抗病矮秆
(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;控制这两对性状的基因位于非同源染色体上
(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交,产生F1,让F1与感病矮秆
杂交。
3.(2016·河南洛阳模拟
( http: / / www.21cnjy.com ))金鱼草是常见的瓶插花卉植物。细胞中NR基因控制乙烯受体的合成,反义NR基因转录的mRNA能和NR基因转录的mRNA杂交,影响NR基因的表达。请回答下列问题:
(1)将二倍体金鱼草诱导为四倍体金鱼草时,常用 诱导染色体倍增,对细胞内染色体进行倍性鉴定时,需观察处于 期的细胞。
(2)金鱼草的花色由E、e基因控制,E基因从
( http: / / www.21cnjy.com )多到无决定了花色由白、微红、淡红、红和浓红的变化。由二倍体(Ee)诱导得到的四倍体,其产生的配子种类及比例为
,
自交后代的花色由白到浓红的比例分别为 。由此可以看出,人们更喜欢用四倍体金鱼草做瓶插的原因主要是
。
(3)转反义NR基因四倍体金鱼草细胞内,N
( http: / / www.21cnjy.com )R基因的mRNA水平 (填“增高”“降低”或“无变化”)。转反义NR基因四倍体金鱼草,其植株的瓶插保鲜期延长的原因是
。
解析:(1)在多倍体育种过程中,由于秋水仙素
( http: / / www.21cnjy.com )可以抑制纺锤体的形成使染色体数目加倍,因此常用秋水仙素诱导染色体倍增;由于有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰,因此一般选有丝分裂中期的细胞对细胞内染色体进行倍性鉴定。
(2)金鱼草的花色由E、e基因
( http: / / www.21cnjy.com )控制,E基因从多到无决定了花色由白、微红、淡红、红和浓红的变化。由二倍体(Ee)诱导得到的四倍体的基因型为EEee。减数分裂时四个基因随机组合产生的配子种类及比例为EE∶Ee∶ee=1∶4∶1,自交后代可能有EEEE、EEEe、EEee、Eeee、eeee,因此利用棋盘格的方法可以得到,花色由白到浓红的比例分别为1∶8∶18∶8∶1。由此可以看出,人们更喜欢用四倍体金鱼草做瓶插的原因主要是花的颜色种类多。
(3)转反义NR基因四倍体金鱼草细胞内,由于
( http: / / www.21cnjy.com )反义NR基因转录的mRNA与NR基因转录的mRNA杂交,因此NR基因的mRNA水平降低。转反义NR基因四倍体金鱼草,其植株的瓶插保鲜期延长的原因是NR基因控制合成乙烯受体少,乙烯的作用减弱,花期延长。
答案:(1)秋水仙素 有丝分裂中
(2)EE∶Ee∶ee=1∶4∶1 1∶8∶18∶8∶1 花的颜色种类多
(3)降低 NR基因控制合成乙烯受体少,乙烯的作用减弱,花期延长
4.以一个有正常叶舌的小麦
( http: / / www.21cnjy.com )纯系种子为材料,进行辐射处理。处理后将种子单独隔离种植,发现其中有两株(甲、乙)的后代分离出无叶舌突变株,且正常株与突变株的分离比例均接近3∶1,这些叶舌突变型都能真实遗传。请回答:
(1)上述实验过程需要用到
( http: / / www.21cnjy.com )大量的种子,原因是基因突变具有多方向性和 性的特点。甲和乙的后代均出现3∶1
的分离比,表明辐射处理最可能导致甲、乙中各有 (填“一”“二”或“多”)个基因发生突变。
(2)下图是正常叶舌基因中的部分碱基
( http: / / www.21cnjy.com )序列,其编码的蛋白质中部分氨基酸序列为“……甲硫氨酸—丝氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—酪氨酸……”(甲硫氨酸的密码子是AUG,丝氨酸的密码子是UCU、UCC、UCA、UCG,酪氨酸的密码子是UAC、UAU,终止密码子是UAA、UAG、UGA)。研究发现,某突变株的形成是由于该片段 处(填“1”或“2”)的C∥G替换成了A∥T,结果导致基因表达时
。
(3)将甲株的后代种植在一起,让其随机传粉,只收获正常株上所结的种子,若每株的受粉率和结籽率相同,则其中无叶舌突变类型的比例为 。
(4)现要研究甲、乙两株叶舌突变是发生在
( http: / / www.21cnjy.com )一对基因上,还是分别发生在独立遗传的两对基因上,可选甲、乙后代的无叶舌突变株进行单株杂交,统计F1的表现型及比例进行判断:
①若 ,则甲、乙两株叶舌突变是发生在一对基因上;
②若 ,则甲、乙两株叶舌突变是发生在两对基因上。
请用遗传图解说明第②种情况。(基因符号用A/a,B/b表示,要求写出配子)
解析:(1)由于基因突变具有不定向
( http: / / www.21cnjy.com )性和低频性,因此诱变育种需要用到大量的种子。甲和乙的后代均出现3∶1的分离比,相当于一对相对性状的杂合子自交实验结果,因此最可能导致甲、乙各有一个基因发生突变。
(2)由分析可知,b链为模板链,1
( http: / / www.21cnjy.com )处碱基对C∥G替换成了A∥T,密码子由UCC变成UCU,编码的氨基酸序列不发生改变,2处碱基对C∥G替换成了A∥T,则转录后密码子由UAC变成UAA,UAA是终止密码子,翻译会提前结束。
(3)甲植株后代的基因型是A
( http: / / www.21cnjy.com )A∶Aa∶aa=1∶2∶1,正常植株产生的卵细胞的基因型及比例是A∶a=2∶1,所受花粉的基因型及比例是A∶a=1∶1,因此甲株的后代种植在一起,让其随机传粉,只收获正常株上所结的种子,若每株的受粉率和结籽率相同,则其中无叶舌突变类型的比例为aa=1/3×1/2=1/6。
(4)①如果甲、乙两株叶舌突变是发生在一对基因上,则甲、乙后代中无叶舌的基因型是aa、aa,杂交后代都是aa,表现为无叶舌。
②如果甲乙两株叶舌突变是发生在两
( http: / / www.21cnjy.com )对基因上,则甲、乙后代中无叶舌的基因型是aaBB、AAbb,杂交后代的基因型是AaBb,都表现为有叶舌,遗传图解如下:
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答案:(1)低频 一
(2)2 提早出现终止密码子(翻译提前终止等其他类似叙述也可) (3)1/6
(4)①F1全为无叶舌突变株 ②F1全为正常叶舌植株
遗传图解:
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5.番茄的紫株和绿株由6号染色体上一
( http: / / www.21cnjy.com )对等位基因(E,e)控制,正常情况下紫株与绿株杂交,子代均为紫株。育种工作者将纯合紫株A用X射线照射后再与绿株杂交,发现子代有2株绿株(绿株B),其他均为紫株。绿株B出现的原因有两种假设:
假设一:X射线照射紫株A导致其发生了基因突变。
假设二:X射线照射紫株A导致其6号染
( http: / / www.21cnjy.com )色体断裂,含有基因E在内的片段丢失(注:一条染色体片段缺失不影响个体生存,两条染色体缺失相同的片段个体死亡)。现欲确定哪个假设正确,进行如下实验:
将绿株B与正常纯合的紫株C杂交,F1再严格自交得F2,观察F2的表现型及比例,并做相关结果分析:
(1)若F2中紫株所占的比例为 ,则假设一正确,若F2中紫株所占的比例为 ,则假设二正确。
(2)假设 (填“一”或“二
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。
解析:(1)假设一:紫株A变异后与绿
( http: / / www.21cnjy.com )株(ee)杂交,后代有绿株出现,说明紫株A的基因型为Ee,绿株B的基因型为ee。绿株B(ee)与正常纯合的紫株C(EE)杂交,F1的基因型为Ee;F1自交得到F2,F2中紫株(E )所占的比例应为3/4。
假设二:若紫株A染色体片段缺失,则
( http: / / www.21cnjy.com )子代绿株B的一条染色体缺失含有基因E的片段,其能产生2种配子,一种配子含有基因e,另一种配子6号染色体缺失含E的片段。该绿株B与正常纯合的紫株C(EE)杂交,F1有两种基因型(比例相等)即Ee和E(缺失一条染色体片段的紫株);F1自交得到的F2,由于两条染色体缺失相同的片段的个体死亡,所以F2中紫株所占比例应为6/7。
(2)基因突变是在显微镜
( http: / / www.21cnjy.com )下无法观察到,而染色体变异可在显微镜下观察到,所以假设二可以通过细胞学的方法来验证,即在显微镜下观察绿株B细胞有丝分裂或减数分裂过程中的染色体。如果观察减数
分裂时的细胞,可以观察联会
( http: / / www.21cnjy.com )的6号染色体是否相同;如果观察有丝分裂时的细胞,应选择中期的细胞进行观察,因为此时染色体的形态和数目最清晰,然后可以通过染色体组型分析比较6号染色体是否
相同。
答案:(1)3/4 6/7 (2)二 绿株B 相应阶段染色体形态固定、清晰,并且同源染色体联会,便于观察其结构的完整性高考大题冲关(四)——生命活动的调节
【典例剖析】
请指出题目中的错误答案。
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【审答指导】
审题思维——理思路
(1)病毒甲通过呼吸道感染动物乙后,可引起乙的B淋巴细胞破裂、T淋巴细胞功能丧失,联系艾滋病的感染机理,可知患病动物免疫功能下降。
(2)新生的乙个体接种甲疫苗后可引起体液免疫
( http: / / www.21cnjy.com )过程的发生,该免疫过程中,B淋巴细胞受抗原刺激可分化成浆细胞和记忆细胞,产生并分泌抗体的是浆细胞;题中“记忆细胞在机体被病毒甲感染”说明体内发生二次免疫反应,根据该免疫反应的特点对题目问题进行作答。
(3)胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式是大分子或颗粒性物质进出细胞膜的方式,根据这种运输方式的特点回答此题。
规范答题——赢满分
将错误答案的题号填入下表中,然后给出正确答案并分析错因。
自主纠错
失分探因
错答序号
正确答案
(1)
免疫功能下降
审题不清,没有掌握患病者更易被其他病原体感染的根本原因。
(2)第3空
迅速增殖分化,大量分泌抗体
基础知识掌握不牢,教材内容不熟,误以为记忆细胞产生抗体。
(3)
能运输生物大分子等;运输过程中形成囊泡;需要消耗能量
基础知识掌握不牢,教材内容不熟,误认为胞吞、胞吐也需要载体协助。
【冲关必备】
寻根究源——挖深度
(1)为什么B淋巴细胞破裂、T淋巴细胞功能丧失,机体的免疫功能
下降
提示:特异性免疫过程中,淋巴细胞起主要作用,其中体液免疫主要由B细胞发挥作用,细胞免疫主要由T细胞发挥作用。
(2)为什么注射疫苗能预防疾病
提示:疫苗作为抗原,经吞噬细胞吞噬处理、T
( http: / / www.21cnjy.com )细胞呈递后引起B细胞的增殖分化为浆细胞和记忆细胞,当同种病原体再次侵入机体时,记忆细胞迅速增殖分化,产生大量浆细胞并分泌大量抗体,及时将病原体清除,防止疾病的发生。
(3)为什么免疫细胞行使免疫功能时,会涉及到胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式
提示:抗原通常是大分子,吞噬细胞摄取抗原属于胞吞,淋巴因子、抗体也是生物大分子,其分泌属于胞吐。
思维发散——拓宽度
(1)细胞的结构和功能是高考中的常考的基本知识点。免疫细胞行使免疫功能与细胞膜的结构和功能有何联系 (从细胞结构与功能的关系角度思考)
提示:抗原的呈递体现了细胞膜的功能之一:进
( http: / / www.21cnjy.com )行细胞间的信息交流;吞噬细胞摄取抗原及淋巴因子、抗体的分泌体现了细胞膜的控制物质进出功能,同时体现了生物膜的结构特点:具有一定的流动性。
(2)免疫与人体健康是高考中的热点,肿瘤病
( http: / / www.21cnjy.com )是细胞癌变引起的,细胞癌变的根本原因是什么 为什么免疫功能降低易导致肿瘤病的发生 (从细胞的生命历程角度思考)
提示:原癌基因与抑癌基因发生突变导致
( http: / / www.21cnjy.com )细胞癌变;免疫系统有三大功能:防卫、监控和清除,当人体的免疫功能下降时,体内突变的细胞不能被及时发现和清除,人体容易发生肿瘤病。
冲关集训
1.(2016·福建漳州三模)图甲显示了脑、脊髓及手臂上神经的位置关系,图乙是有关体温调节的部分神经结构示意图。请据图分析回答:
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(1)图甲所示的①、②、③、④为麻醉
( http: / / www.21cnjy.com )剂阻断神经冲动的四个可能位点。若刺激病人手指,病人手能动,但却没有感觉,那么可能被阻断的位点是 。
(2)若在图甲中③处给一适宜刺激,③处膜内的电位发生的变化是
( http: / / www.21cnjy.com ),此时在受刺激部位与未受刺激部位之间形成了 。由该刺激引起的反应是否属于反射 (填“属于”或“不属于”)。
(3)图乙中,a、b为 。图乙中显示的效应器有 。
(4)某病人体内产生的某种抗体作用于乙
( http: / / www.21cnjy.com )酰胆碱(一种兴奋性递质)受体后,使乙酰胆碱受体退化且再生受阻,从免疫角度上说,该疾病属于 。临床上可以切除 来治疗重度患者,其原因是切除该器官能抑制T细胞发育,使淋巴因子不能产生,从而减少抗体的产生,当然这种治疗方式存在副作用,其副作用是
。
解析:(1)若刺激病人手指,病人手能动,但
( http: / / www.21cnjy.com )没有感觉,说明缩手反射的反射弧是完整的,即②③为正常,而神经冲动不能传到大脑皮层,说明①位点为麻醉剂阻断位点。
(2)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大
( http: / / www.21cnjy.com ),钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。若在图甲中③处给一适宜刺激,③处膜内的电位发生的变化是由负电位变为正电位,此时在受刺激部位与未受刺激部位之间形成了局部电流。反射离不开完整的反射弧,故由该刺激引起的反应不属于反射。
(3)图乙中,a、b为突触,感受器是g,效应器有下丘脑神经分泌细胞
和f。
(4)某病人体内产生的某种抗体作用于乙
( http: / / www.21cnjy.com )酰胆碱(一种兴奋性递质)受体后,使乙酰胆碱受体退化且再生受阻,从免疫角度上说,该疾病属于自身免疫病。T淋巴细胞在胸腺中成熟,人体的细胞免疫和体液免疫都需要T淋巴细胞,因此临床上可以切除胸腺来治疗重度患者,但这样会使细胞免疫丧失和体液免疫降低,使人体免疫能力下降而容易被感染。
答案:(1)① (2)由负电位变为正电位 局部电流 不属于
(3)突触 下丘脑神经分泌细胞和f
(4)自身免疫病 胸腺 使细胞免疫丧失和体液免疫受影响(或降低),使人体免疫能力下降而容易被感染(答案合理即可)
2.某人感染禽流感病毒,表现为重症
( http: / / www.21cnjy.com )肺炎,体温持续在39
℃。如图为该患者体内一些生理过程的示意图,其中①～⑥表示体内的激素或免疫物质。请据图回答以下问题:
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(1)患者的发热症状主要是由激素③造成的
( http: / / www.21cnjy.com )。当其含量过高时,激素②的分泌会 。体温持续在39
℃,其产热 散热(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)患者因在服药后大量出汗而使尿量减少,参与此过程调节的激素是 (用数字表示),其作用的靶器官是 。
(3)图中⑥表示免疫活性物
( http: / / www.21cnjy.com )质,在特异性免疫过程中,若⑥属于信号分子,能增强有关细胞免疫,则物质⑥是
;
若⑥能特异性识别并清除抗原,则物质⑥是
;
若⑥参与非特异性免疫过程,则物质⑥是
。
(4)由图可知,患者感染禽流感病毒后,参与机体稳态的调节机制是
调节。
解析:(1)根据图示可知:激素
( http: / / www.21cnjy.com )③是由甲状腺分泌的激素,所以激素③的名称是甲状腺激素。当甲状腺激素的含量升高时,会通过反馈调节抑制垂体细胞分泌促甲状腺激素,所以激素②的变化趋势是下降。体温持续在39
℃,其产热等于散热。
(2)患者因在服药后大量出汗,体内水分减少,细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少。
(3)免疫系统包括免疫器
( http: / / www.21cnjy.com )官、免疫细胞、免疫活性物质。免疫活性物质主要有淋巴因子、溶菌酶和抗体,其中淋巴因子属于信号分子,通过增强有关细胞免疫的作用发挥免疫效应,抗体能识别和清除体液中抗原。人体抵御病原体的三道防线分别是第一道防线:皮肤和黏膜;第二道防线:杀菌物质、吞噬细胞;第三道防线:特异性免疫。溶菌酶发挥作用是在非特异性免疫过程中。
(4)综上所述可知:参与机体稳态的调节机制是神经—体液—免疫的网络调节。
答案:(1)下降 等于 (2)⑤ 肾小管和集合管
(3)淋巴因子 抗体 溶菌酶 (4)神经—体液—免疫
3.(2017·山西联考)植物细胞、组织或器
( http: / / www.21cnjy.com )官脱离母体大多数和离层有关,离层是指分布在叶柄、花柄和果柄基部的一段区域,经横向分裂形成的几层细胞,组成离层细胞的细胞壁分解导致离层细胞分离而使叶等脱落。脱落与植物体ABA(脱落酸)、GA(赤霉素)、CK(细胞分裂素)、IAA和乙烯等多种植物激素的调节有关,据下图回答问题。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)ABA的主要作用是
。
(2)图2中的水解酶是 ,叶片脱落的生理过程 (填“消耗”或“不消耗”)能量,原因是
。
(3)在调节落叶过程中,ABA和GA起 作用,ABA和CK起 作用。
(4)叶片脱落受遗传物质控制,结合图1、图2说明果树落叶原理:
。
解析:脱落酸主要作用是抑制细胞分
( http: / / www.21cnjy.com )裂,促进叶和果实的衰老和脱落。图2中合成果胶的过程即形成细胞壁的过程,形成糖的过程即细胞壁水解的过程,两个过程都消耗能量。通过图2,可以看出ABA和GA是协同作用,
ABA与CK是拮抗作用。基因的选择性表达产生了纤维素酶和果胶酶,激素在该过程中起调节作用。
答案:(1)抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落
(2)纤维素酶和果胶酶 消耗 由图2可知合成叶片脱落的水解酶需要消耗能量
(3)协同 拮抗
(4)控制纤维素酶和果胶酶的基因(DNA)转录产生特定的RNA,再经翻译产生纤维素酶和果胶酶,水解离层细胞的细胞壁,从而使叶片脱落
4.为研究乙烯影响植物根生长的机理,研究者以拟南芥幼苗为材料进行实验。
(1)乙烯和生长素都要通过与 结合,将 传递给靶细胞,从而调节植物的生命活动。
(2)实验一:研究者将拟南芥幼苗放在含
( http: / / www.21cnjy.com )不同浓度的ACC(乙烯前体,分解后产生乙烯)、IAA(生长素)的培养液中培养, 幼苗根伸长区细胞长度,结果如下表。
组别
植物激素及处理浓度(μM)
根伸长区细胞长度(μm)
1
对照
175.1
2
0.20ACC
108.1
3
0.05IAA
91.1
4
0.20ACC+0.05IAA
44.2
实验结果说明乙烯和生长素都能够 根生长,与单独处理相比较,两者共同作用时
。
(3)实验二:将拟南芥幼苗分别放
( http: / / www.21cnjy.com )在含有不同浓度ACC的培养液中培养,12小时后测定幼苗根中生长素的含量,实验结果如图所示。据图分析,乙烯通过促进 来影响根生长。
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(4)研究者将实验二中幼苗放在含N
( http: / / www.21cnjy.com )PA(生长素极性运输阻断剂)的培养液中培养,一段时间后,比较实验组和对照组幼苗根伸长区细胞长度,结果无显著差异。由此分析,研究者的目的是探究乙烯是否通过影响 来影响根生长。
(5)综合上述各实验的结果可推测,乙烯影响根生长的作用最可能是通过促进生长素的 实现的。
解析:(1)乙烯和生长素都是植物激素,发挥作用时都需要通过与细胞膜上的特异性受体相结合,将信息传递给靶细胞,从而调节植物的生命活动。
(2)由图表可知,应测定并记录幼苗根伸
( http: / / www.21cnjy.com )长区细胞长度,与对照组相比,乙烯和生长素都能够抑制根生长,与单独处理相比较,两者共同作用时抑制作用更显著。
(3)由实验二可知,乙烯通过促进生长素含量增加来影响根生长。
(4)在培养液中加入生长素极性运输抑
( http: / / www.21cnjy.com )制剂,阻断了生长素的极性运输,比较实验组和对照组幼苗根伸长区细胞长度,结果无显著差异,说明乙烯不是通过影响生长素的极性运输来影响根生长。
(5)由以上实验结果推测,乙烯通过促进生长素的合成来影响根生长。
答案:(1)受体 信息(或“信号”) (2)测量并记录 抑制 抑制作用增强(或“抑制作用更显著”) (3)生长素含量增加
(4)生长素的极性运输 (5)合成
5.(2016·山东青岛一模)小白鼠是研究生命活动的常用实验动物。请回答下列有关问题:
(1)研究人员甲将鼠笼中暗设的
( http: / / www.21cnjy.com )电极突然通电,发现小白鼠迅速将踩住电极的前肢移开,小白鼠躲避电击的过程主要是通过 调节来完成的,该反射过程中的效应器具体是指前肢的
,两个神经元之间的传递信号的物质是 。
(2)研究人员乙给小白鼠注射
( http: / / www.21cnjy.com )一定量的浓盐水,发现小白鼠排尿明显减少。原因是细胞外液渗透压升高,
感受刺激产生兴奋,从而引起
激素分泌增多,促进水的重吸收。
(3)研究人员丙尝试向健康的小白鼠注射某种
( http: / / www.21cnjy.com )病菌(灭活)溶液,期望从小白鼠的血清中提取到相应的抗体用于临床治疗,并在两星期后成功提取到抗体。从病菌进入机体到最终产生抗体的过程中,参与的免疫细胞有
。
当血浆中抗体浓度显著降低的时候,再次注射该病菌,抗体浓度很快上升,原因是
。
解析:(1)小白鼠躲避电击的过程主要是通过
( http: / / www.21cnjy.com )神经调节完成的,该反射弧中的效应器是前肢的传出神经末梢和它支配的肌肉,神经递质是两个神经元之间传递信号的物质。
(2)给小白鼠注射一定量的浓盐水,小鼠细
( http: / / www.21cnjy.com )胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器感受刺激产生兴奋,从而引起抗利尿激素的分泌增多,促进水分的重吸收。
(3)小白鼠的体液免疫过程中
( http: / / www.21cnjy.com )参与的免疫细胞有吞噬细胞、T细胞、B细胞、浆细胞。二次免疫时,再次注射该病菌,小鼠体内的记忆细胞迅速增殖分化产生大量的浆细胞,抗体浓度很快上升。
答案:(1)神经 传出神经末梢和它支配的肌肉 神经递质
(2)下丘脑渗透压感受器 抗利尿
(3)吞噬细胞、T细胞、B细胞、浆细胞 小鼠体内的记忆细胞迅速增殖分化产生大量的浆细胞,产生大量抗体
6.进食可刺激小肠K细胞分泌多肽GIP,GIP可作用于胰岛细胞和脂肪细胞,其作用机制如图所示(1～4代表细胞膜上的结构)。
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(1)K细胞合成GIP的原料是 ;直接参与GIP加工和分泌的细胞器有
。
(2)图中结构1～4是细
( http: / / www.21cnjy.com )胞膜上的 。进食后,GIP和胰岛素通过结构1、2作用于脂肪细胞,促进
,进而降低血糖水平。
(3)给大鼠口服或注射适量葡萄糖,让两者血糖浓度变化相当。与注射相比,口服后血浆胰岛素水平更 ,其原因是
。
(4)现有甲、乙两个糖尿病患者,甲体内检测出能作用于结构2的抗体(此抗体还可作用于肝细胞和肌细胞),乙体内检测出能作用于结构3的抗体。
①患者的抗体由
细胞产生,这两种糖尿病都属于
病。
②两个患者中,通过注射胰
( http: / / www.21cnjy.com )岛素能有效控制血糖浓度的是 ,其原因是
。
解析:(1)GIP是K细胞分泌的多肽,故合成GIP的原料是氨基酸,直接参与GIP加工和分泌的细胞器有内质网、高尔基体。
(2)据图可知:图中结构1～4是细胞膜上和
( http: / / www.21cnjy.com )信息分子结合的受体。进食后,GIP和胰岛素通过结构1、2作用于脂肪细胞,促进葡萄糖进入细胞并转化为脂肪,从而降低血糖水平。
(3)给大鼠口服或静脉注射适量葡萄糖,由于口服葡萄糖刺激小肠K细胞分泌的GIP能促进胰岛素分泌,因此与注射相比,口服后血浆胰岛素水平更高。
(4)①甲、乙两个糖尿病患者,甲体内检测出
( http: / / www.21cnjy.com )能作用于结构2的抗体,乙体内检测出能作用于结构3的抗体,患者的抗体由浆细胞产生,这两种糖尿病都属于自身免疫病。②两个患者中,由于乙体内有结构3的抗体,因此胰岛素分泌不足;乙体内无结构2的抗体,注射的胰岛素能与受体结合,有效降低血糖浓度,通过注射胰岛素能有效控制血糖浓度;甲体内有结构2的抗体,注射的胰岛素不能与受体结合,不能降低血糖浓度。
答案:(1)氨基酸 内质网、高尔基体
(2)受体 葡萄糖进入细胞并转化为脂肪
(3)高 口服葡萄糖刺激小肠K细胞分泌的GIP还能促进胰岛素分泌
(4)①浆 自身免疫 ②乙 乙体内有结构3的抗体,胰岛素分泌不足;乙体内无结构2的抗体,注射的胰岛素能与受体结合,有效降低血糖浓度高考大题冲关(一)——细胞代谢
【典例剖析】
请指出题目中的错误答案。
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【审答指导】
审题思维——理思路
(1)实验组一和实验组二与对照组相比,自变量是相对湿度,实验组二、实验组三和实验组四三组对比,自变量是温度。
(2)由表中数据可知,相同温度、不同相对湿度条件下,光合速率的变化较相同相对湿度、不同温度条件下的大,说明相对湿度对小麦光合速率影响较大。
(3)由实验组二、实验组三和实验组四可知
( http: / / www.21cnjy.com ),温度可影响光合速率,其影响机制是温度通过影响酶的活性而影响光合速率。当温度达到酶的最适温度时酶活性最高,光合速率最强。
规范答题——赢满分
将错误答案的题号填入下表中,然后给出正确答案并分析错因。
自主纠错
失分探因
错答序号
正确答案
(1)第二空
在相同温度条件下,相对湿度改变时,光合速率变化较大
没有找到问题的关键词“较大”,且未点出关键点“相同温度条件”
(2)第二空
该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度
没有找出答题的关键点,且语言繁琐
【冲关必备】
寻根究源——挖深度
(1)为什么植物会出现光合“午休”现象
提示:中午时光照强度过强,导致温度上升,植物蒸腾作用增强,为减少水分散失,气孔关闭,CO2供应不足,导致植物光合作用减弱。
(2)为什么增加环境的相对湿度可降低小麦光合“午休”现象
提示:增加环境相对湿度,可降低植物蒸腾作用,防止气孔关闭进而保证CO2供应正常,光合作用正常进行。
(3)为什么光合作用强度随温度的升高呈现先增强后减弱的变化
趋势
提示:温度通过影响酶活性而影响光合作用。低于最适温度时,温度升高,酶活性增强;高于最适温度时,温度升高,酶活性减弱。
思维发散——拓宽度
(1)为什么CO2吸收量随光照强度增强先逐渐增加后不变(从光合作用与细胞呼吸相互关系方面进行思考)
提示:光照强度影响光合作用强度而不影响细胞
( http: / / www.21cnjy.com )呼吸强度。光照强度增强,光合作用强度逐渐增强,导致CO2吸收量逐渐增加,当光照强度高于某一强度时,由于受限于色素和酶等,光合作用强度不变,CO2吸收量也不再变化。
(2)植物进行光合作用所需物质是如何进入叶肉细胞的(从物质出入细胞的方式进行思考)
提示:植物进行光合作用所需的CO2、H2O是通过自由扩散的方式进入叶肉细胞,无机盐离子则是通过主动运输的方式进入叶肉细胞。
(3)植物在生态系统中属于生产者,其进行光合作用有何意义(从生态系统的能量流动和物质循环方面进行思考)
提示:植物的光合作用可将光能转变为化学能储
( http: / / www.21cnjy.com )存在有机物中,用于推动生态系统能量流动的进行,同时,通过光合作用可将环境中的CO2合成有机物而进入生物群落中,对生态系统的物质(碳)循环也有重要作用。
冲关集训
1.中国女科学家屠呦呦从青
( http: / / www.21cnjy.com )蒿中分离出青蒿素应用于疟疾治疗,获2015年诺贝尔生理学或医学奖。如图为青蒿叶肉细胞中两结构及物质转移示意图,下表为生理状况相同的幼苗在黑暗或3
klx光照、不同温度条件下O2的变化速率。结合所学知识,回答下列问题:
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温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下O2释放速率(mg/h)
0.96
1.73
2.52
3.24
3.86
3.1
2.72
黑暗下O2吸收速率(mg/h)
0.46
0.76
0.98
1.51
2.45
3.1
3.29
(1)叶绿体中的色素分布于结构乙的
( http: / / www.21cnjy.com ) 上。提取绿叶中的色素时,为保护色素,要加入的化学药品是 ,图中结构甲中嵴的作用是
。
(2)图中a代表的物质是 ,
( http: / / www.21cnjy.com )b (填“可以”或“不可以”)代表葡萄糖,因为
。
(3)据表推测,图中结构甲中酶的最
( http: / / www.21cnjy.com )适温度 (填“低于”“等于”或“高于”)结构乙中酶的最适温度。探究3
klx光照条件下幼苗生长的最适温度,应该设计的实验是
。
(4)在3
klx光照、30
℃条件下幼苗叶
( http: / / www.21cnjy.com )肉细胞中物质b的转移途径是 。若每天用3
klx的光照射幼苗12
h,当温度为表中
℃时,幼苗生长最快。
解析:(1)叶绿体中的色素
( http: / / www.21cnjy.com )分布在类囊体薄膜上,提取绿叶中的色素时,要加入CaCO3以保护叶绿体中的色素;由图分析,甲为线粒体,乙为叶绿体。线粒体中嵴的作用是增大线粒体内膜的面积,便于附着更多的有氧呼吸酶。(2)线粒体有氧呼吸的产物CO2可以供给叶绿体进行光合作用,故a代表CO2;b不可以代表葡萄糖,因为葡萄糖参与细胞质基质中细胞呼吸第一阶段,分解为丙酮酸和H],丙酮酸和H]进入线粒体参与有氧呼吸的第二、第三阶段,葡萄糖不可能进入线粒体,b应该为O2。(3)表中数据为3
klx
光照时幼苗O2的释放速率(净光合速率)和黑暗条件下O2的吸收速率(呼吸速率),其(总)光合速率的最大值对应的最适温度在20～30
℃,而呼吸速率的最大值对应的最适温度大于30
℃,故结构甲中酶的最适温度高于结构乙中酶的最适温度。若探究3
klx
光照条件下幼苗生长的最适温度,应在
20～30
℃
之间设置更小的温度梯度进行实验。(4)在3
klx光照、30
℃条件下幼苗净光合速率为3.1,光合速率大于呼吸速率,则其叶肉细胞中产生的b(O2)应该向线粒体转移,并且还有多余的释放到细胞外。当植物一天积累的有机物最多时,幼苗生长最快。故当12×净光合速率-12×呼吸速率,即12×(净光合速率-呼吸速率)最大时,幼苗生长最快。由表中数据可知,20
℃时,12×(净光合速率-呼吸速率)的值最大。
答案:(1)类囊体薄膜 CaCO3 增大线粒体内膜面积
(2)CO2 不可以 葡萄糖的分解发生在细胞质基质中
(3)高于 在20～30
℃之间设置更小的温度梯度进行实验
(4)向甲和细胞外转移 20
2.在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。回答下列问题:
物种指标
马尾松
苦槠
石栎
青冈
光补偿点(μmol·s-1)
140
66
37
22
光饱和点(μmol·m-2·s-1)
1
425
1
255
976
924
(光补偿点:光合速率等于呼吸速率时的光强;光饱和点:达到最大光合速率所需的最小光强)
(1)叶肉细胞内固定CO2的具体场所是 ,光强减弱,光反应为暗反应提供的 减少。
(2)在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,表中四种植物中 的种群密度将会增加。
(3)光强小于1
255
( http: / / www.21cnjy.com )
μmol·m-2·s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是 ;光强为1
255
μmol·m-2·s-1～
1
455
μmol·m-2·s-1时
( http: / / www.21cnjy.com ),苦槠的气孔开放程度减小但光合速率基本不变,可能的原因是
。
(4)相同光照条件下,石栎植株增重(干
( http: / / www.21cnjy.com )重)显著大于马尾松,但石栎结籽实量(干重)并不高于马尾松,可能的原因是石栎植株 (注:石栎的果实是非绿色器官)。
解析:(1)光合作用暗反应过程中发
( http: / / www.21cnjy.com )生CO2的固定,因此叶肉细胞内固定CO2的具体场所是叶绿体基质,光强减弱,光反应为暗反应提供的H]和ATP减少。
(2)由表格信息可知,青冈的光补偿点较低,因而更适应弱光环境,在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,青冈的种群密度将会增加。
(3)光强小于1
255
μmol·m-
( http: / / www.21cnjy.com )2·s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度;光强为1
255
μmol·m-2·s-1～1
455
μmol·m-2·s-1时,苦槠的气孔开放程度减小但光合速率基本不变,可能的原因是光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负值影响相互抵消。
(4)相同光照条件下,石栎植株增重(
( http: / / www.21cnjy.com )干重)显著大于马尾松,但石栎结籽实量(干重)并不高于马尾松,可能的原因是石栎植株向籽实运输的有机物较少。
答案:(1)叶绿体基质
H]和ATP
(2)青冈
(3)光照强度 光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负值影响相互抵消
(4)向籽实运输的有机物较少
3.图甲曲线表示某植物在恒温30
℃时光合速率与光照强度的关系,图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置。请回答下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)图甲中,光照强度为W时,叶肉细胞中产生ATP的场所有 。
已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度
( http: / / www.21cnjy.com )分别是25
℃和30
℃。在其他条件不变的情况下,将温度调节到25
℃,图甲中曲线上的X点将向 移动,Y点将向 移动。
(2)图甲中,Z点时限制光合速
( http: / / www.21cnjy.com )率的主要环境因素是 。与Y点相比,Z点光反应生成H]的量 (填“较少”“相等”或“较多”)。
(3)在图乙装置的灯与广口瓶之间放一隔
( http: / / www.21cnjy.com )热装置(假设其对透光性无影响),则可用于探究
的关系。若实验中每隔15
min加大一次广口瓶与灯之间的距离,随着时间与距离的增加,气泡产生速率下降,产生这一结果的原因可能是
。
解析:(1)植物只要是活细胞就能进行细胞呼
( http: / / www.21cnjy.com )吸,进行细胞呼吸的细胞不一定进行光合作用。图甲中的X、Y、W、Z分别表示呼吸速率、光补偿点、光饱和点及光照强度为W时的光合速率(最大值)。当光照强度为W时,叶肉细胞既可进行光合作用,也能进行细胞呼吸,故产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质;在其他条件不变的情况下,将温度由
30
℃调节到25
℃,呼吸速率减弱,X点下移,光合速率只需要小于Y的光照即可达到光补偿点,故Y点左移。(2)Z点时的光照强度为光饱和点,此时光照强度不再是光合速率的限制因素,而由(1)可知光合作用的最适温度为25
℃,因此,Z点时限制光合速率的主要环境因素是温度、CO2浓度。与Y点相比,Z点的光照强度增强,光反应产生的ATP和H]增多。(3)影响光合作用的因素有很多,随着时间与距离的增加,光合作用减弱的原因是光照强度减弱和容器中的CO2含量减少。
答案:(1)叶绿体、线粒体、细胞质基质 下 左
(2)温度、CO2浓度 较多
(3)光照强度(或光质)与光合速率 光照强度减弱或广口瓶中的CO2含量降低,导致光合速率下降,O2释放量减小,气泡产生速率下降
4.(2016·广东汕头二模)对黄瓜植株不同着生位置的叶片的结构及光合作用进行研究,部分结果如下。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)观察上位叶和下位叶的结
( http: / / www.21cnjy.com )构,发现下位叶的叶绿体数量多、体积大,叶绿体中的基粒数和每个基粒中的类囊体数量都比较多。上述项目中,能在光学显微镜下观察到的是 ,这种结果表明,生物体的结构和 是相适应的。
(2)上位叶(着生于植株上部)的光合作
( http: / / www.21cnjy.com )用速率和CO2固定速率均明显高于下位叶(着生于植株基部)。其主要原因是
。
(3)上位叶的光饱和点和光补偿点均明显
( http: / / www.21cnjy.com )高于下位叶。若如图中的曲线Ⅰ表示上位叶在不同的光照强度下的光合速率(以吸收CO2的相对值表示),则表示下位叶的光合速率的曲线最可能是 。
解析:(1)在光学显微镜下观察到的是叶绿体数量和大小。观察结果表明,生物体的结构和功能是相适应的。
(2)光反应为暗反应中C3的还原提供AT
( http: / / www.21cnjy.com )P和H],因此光照较弱,光反应产生的H]和ATP较少,抑制了暗反应中C3的还原,从而影响了对CO2的固定。
(3)上位叶的光饱和点和光补偿点均明显高于下
( http: / / www.21cnjy.com )位叶。图示中曲线Ⅰ的光饱和点和光补偿点均明显高于曲线Ⅲ。若如图中的曲线Ⅰ表示上位叶在不同的光照强度下的光合速率(以吸收CO2的相对值表示),则表示下位叶的光合速率的曲线最可能是Ⅲ。
答案:(1)叶绿体数量和大小 功能
(2)下位叶接受到的光照较弱,光反应产生的H]和ATP较少,抑制了暗反应中C3的还原,从而影响了对CO2的固定(答案合理即可) (3)Ⅲ
5.(2017·山西联考)某科研机构
( http: / / www.21cnjy.com )研究在最适温度和CO2浓度条件下,光照强度对海洋浮游植物中肋骨条藻光合作用的影响。图1表示随光照强度的变化,光合速率的变化曲线图;图2表示光照强度对光化学猝灭率和非光化学猝灭率的影响(光化学猝灭率表示植物用于光反应的能量占吸收光能的比率,非光化学猝灭率表示植物用于热能散失的能量占吸收光能的比率)。回答下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)图1中的a点,中肋骨条藻叶肉细胞产生ATP的细胞器是
。
(2)据题可知,植物吸收的光能的去向为
( http: / / www.21cnjy.com ) 。光照强度为1
500
Lux时,植物用于光反应的能量 (填“>”“<”或“=”)植物用于热能散失的能量。
(3)限制图1中c点光合速率的因素有 ,其主要影响 过程。
(4)在光照强度为0～1
000
Lux
( http: / / www.21cnjy.com )的范围内,随着光照强度的增大,用于光合作用的光能逐渐 (填“增多”“不变”或“减少”)。非光化学猝灭率随着光照强度的增强逐渐增大的意义是
。
解析:(1)图1中的a点,中肋骨条藻进行细胞呼吸和光合作用,因此叶肉细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。
(2)分析题图可知,光化学猝灭率和
( http: / / www.21cnjy.com )非光化学猝灭率和约为1,结合题干信息可知,植物吸收的光能的去向为用于光反应和热能散失。光照强度为1
500
Lux时,光化学猝灭率和非光化学猝灭率均为0.5,即用于光反应的能量和用于热能散失的能量均占吸收光能的一半,因此,植物用于光反应的能量与用于热能散失的能量相等。
(3)图1中c点时光合速率处于最大,而环境温度和CO2浓度均为最适,因此可推知限制该点光合速率的因素有光合色素、酶,其主要影响光反应过程。
(4)在光照强度为0～1
000
L
( http: / / www.21cnjy.com )ux的范围内,随着光照强度的增大,光合速率逐渐增大,用于光合作用的光能逐渐增多。非光化学猝灭率随着光照强度的增强逐渐增大,以热能形式散失植物吸收的过量光能,从而保护光合器官不会因为高强度的光照而受到损伤。
答案:
(1)线粒体和叶绿体
(2)用于光反应和用于热能散失 =
(3)光合色素、酶 光反应
(4)增多 以热能形式散失植物吸收的过量光能,保护光合器官不会因为高强度的光照而受到损伤
6.(2016·全国Ⅱ卷,31)BTB
( http: / / www.21cnjy.com )是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离(cm)
20
遮光
100
80
60
40
20
50
min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100
cm
的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:
(1)本实验中,50
min
( http: / / www.21cnjy.com )后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是 (填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为
( http: / / www.21cnjy.com ) (填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是
。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变
( http: / / www.21cnjy.com )化,说明在此条件下水草
。
解析:(1)1号试管中没有加水草,50
mi
( http: / / www.21cnjy.com )n
后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色,说明无关变量不会引起溶液颜色的变化。2至7号试管中都加了水草,2至7号试管中溶液颜色发生了改变说明是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的。1号试管为对照组,若其溶液颜色发生了变化,说明又受其他因素的影响,故2～7号试管的实验结果也是不可靠的。
(2)2号试管遮光,水草不能进行光合作用,只进行了呼吸作用释放CO2,溶液中CO2浓度高于3号试管,故2号试管中溶液的颜色为黄色。
(3)若在某光照条件下,水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释
放的CO2的量,则溶液中CO2浓度不变,溶液的颜色在照光前后不发生变化。
答案:(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作
( http: / / www.21cnjy.com )用 不可靠的 (2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号试管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等高考大题冲关(五)——生物与环境
【典例剖析】
请指出题目中的错误答案。
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【审答指导】
审题思维——理思路
(1)冻原生态系统的组成成分包括非生物
( http: / / www.21cnjy.com )的物质和能量、生产者、消费者、分解者,土壤有机物质的分解需要分解者,土壤有机物质积累,说明土壤中分解者的分解作用弱;
(2)生态系统有三大功能,分别是物质循环
( http: / / www.21cnjy.com )、能量流动和信息传递,食物链长短与生态系统的功能之一——能量流动有关,根据能量流动的相关特点进行答题。
规范答题——赢满分
将错误答案的题号填入下表中,然后给出正确答案并分析错因。
自主纠错
失分探因
错答序号
正确答案
(1)
群落中物种数目的多少
误将“物种”和“种群”的概念混淆
(2)
低温下,分解者的分解作用弱
审题不清,答非所问,误将“为什么有利于土壤有机物质的积累”当作“为什么分解者分解作用弱”
(3)
能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的
审题不清,误将生态系统的食物链不会很长,表现在“一般不超过3～4个营养级”当作生态系统的食物链不会很长的“原因”
【冲关必备】
寻根究源——挖深度
(1)群落水平上研究的问题有哪些 区分不同群落的重要特征是什么 丰富度的大小与气候有什么关系
提示:群落水平上研究的问题有
( http: / / www.21cnjy.com )物种组成、种间关系、群落的空间结构、群落的演替等问题;物种组成是区分不同群落的重要特征;一般情况下温度越高、降水越多,群落的丰富度越大。
(2)能量流动的源头、传递的形式及流经生态系统的总能量分别是什么 为什么能量流动是单向流动、逐级递减的
提示:能量流动的源头:太
( http: / / www.21cnjy.com )阳光能;传递的形式:有机物中化学能的形式;输入的总值:绿色植物通过光合作用固定的光能总值。单向流动的原因:第一,食物链中,相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转,因此能量不能倒流,这是长期自然选择的结果;第二,各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉,这些能量是无法再利用的。逐级递减的原因:第一,各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当一部分能量(ATP、热能);第二,各营养级总有一部分生物或生物的一部分能量未被下一营养级生物所利用,还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传递给分解者。
思维发散——拓宽度
(1)丰富度与种群密度有何区别 (从种群与群落的角度思考)
提示:物种丰富度是群落的基本特征,是物种种类的多少;种群密度是种群特征,是单位空间某种物种的数目。
(2)分解者分解作用的生理过程是什么 细胞代谢与酶有何关系 影响酶活性的因素有哪些 (从细胞代谢的角度思考)
提示:分解者分解作用的生理过程是细胞呼吸
( http: / / www.21cnjy.com );细胞代谢主要指细胞内的各种生物化学反应,这些反应的顺利进行离不开酶的催化作用;温度、pH等影响酶的活性。
冲关集训
1.(2016·广东佛山二模)回答下列与某人工鱼塘生态系统相关的
问题:
(1) 是种群最基本的数量特征
( http: / / www.21cnjy.com ),可以为渔业捕捞提供依据,捕鱼时还可以通过控制网眼的大小,获得体型较大的鱼,以提高经济效益,并保持各种鱼的年龄组成为 。
(2)将单位时间内该鱼塘生态系统各个营
( http: / / www.21cnjy.com )养级所得到的能量数值,按营养级由低到高绘制成图,发现并不能得到一个金字塔图形,这是因为
。
(3)如果养殖户向鱼塘中投放了过
( http: / / www.21cnjy.com )多的饵料,残余饵料会沉到水底,导致微生物的 作用加强,水体溶氧量 (填“降低”或“升高”),鱼类大量死亡,水质恶化,这说明生态系统的 是有限的。
解析:(1)种群密度是种群最基本的数量特征;捕鱼时还可以通过控制网眼的大小,个体小的鱼被保留,保持各种鱼的年龄组成为增长型。
(2)人工养殖的鱼塘,鱼的
( http: / / www.21cnjy.com )能量来源有两个:①鱼塘中植物光合作用合成的有机物、②人工投放的饵料。而池塘中消费者获得的能量主要来自饵料,所以将单位时间内该鱼塘生态系统各个营养级所得到的能量数值,按营养级由低到高绘制成图,并不能得到一个金字塔图形。
(3)残余饵料会沉到水底导致微生物的分解作用加强,水体溶氧量降低,鱼类因缺氧而大量死亡,这说明生态系统的自我调节能力是有
限的。
答案:(1)种群密度 增长型
(2)消费者获得的能量主要来自饵料
(3)分解 降低 自我调节能力
2.(2016·四川卷,9)豌豆蚜
( http: / / www.21cnjy.com )和鳞翅目幼虫是利马豆的主要害虫,蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫。研究人员用疏果剂处理去除部分豆荚后,测试以上动物密度的变化,结果见下表(单位:个/株,疏果剂对以上动物无危害)。回答下列问题:
物种
分组
第7天
第14天
第21天
蝉大眼蝽
对照组
0.20
0.62
0.67
处理组
0.20
0.10
0.13
豌豆蚜
对照组
2.00
4.00
2.90
处理组
2.00
8.70
22.90
鳞翅目幼虫
对照组
1.00
1.31
0.82
处理组
1.13
2.19
2.03
(1)调查豌豆蚜的种群密度应采用 法。施用疏果剂后,预测豌豆蚜的种群数量将呈 型增长。
(2)在该生态系统中蝉大眼蝽
( http: / / www.21cnjy.com )属于第
营养级;蝉大眼蝽摄入有机物所含的能量,一部分流向
,另一部分被蝉大眼蝽同化用于自身呼吸和生长发育繁殖。
(3)根瘤菌可以将空气中的氮转变为
供利马豆利用,利马豆与根瘤菌的种间关系为
。
(4)分析表中数据可知,蝉大眼蝽主要取
( http: / / www.21cnjy.com )食
,请说明你判定的依据:
。
解析:(1)豌豆蚜活动能力弱、活动范围窄,
( http: / / www.21cnjy.com )其种群密度的调查常用样方法。由实验数据可知,施用疏果剂后豌豆蚜的种群数量增加,但由于利马豆的数量有限,且存在天敌蝉大眼蝽的制约作用,故豌豆蚜的种群数量不能无限增长,应呈S型增长。(2)在该生态系统中,蝉大眼蝽取食利马豆和两类害虫,因此其属于第二、三营养级;蝉大眼蝽摄入的能量一部分以粪便的形式流入分解者,另一部分用于自身呼吸和生长发育繁殖。(3)根瘤菌可以将空气中的氮转变为含氮的养料供利马豆利用,利马豆也可为根瘤菌提供有机物,因此两者属于互利共生关系。(4)蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫,而分析表中数据可知,利马豆豆荚减少后,豌豆蚜和鳞翅目幼虫的密度增加,而蝉大眼蝽的密度减少,说明蝉大眼蝽主要取食利马豆。
答案:(1)样方 S (2)二、三 分解者
(3)含氮的养料 互利共生
(4)利马豆 利马豆豆荚减少后,豌豆蚜和鳞翅目幼虫的密度增加,而蝉大眼蝽密度减少
3.(2016·山东济宁二模)科研人员深入调查了草原上四种主要蝗虫密度对牧草产量(牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量)的影响,结果
如图:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)你认为该实验的因变量是 ,科研人员通过建立 模型的方法进行了研究。
(2)对草原危害最大的蝗
( http: / / www.21cnjy.com )虫是 。当狭翅雏蝗密度为5头/m2时,牧草产量增加,原因是
。蝗虫只有达到一定量才会导
( http: / / www.21cnjy.com )致危害,因为生态系统具有
。
(3)天敌从蝗虫体内获得的能量
( http: / / www.21cnjy.com )最终来自 固定的能量。草原植物的分层与对光的利用有关,植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的
。
解析:(1)由分析可知,实验的因变量是牧草产量;该图是根据实验结果建立的数学模型中的曲线模型。
(2)由题图曲线可知,牧草产量随亚洲小车
( http: / / www.21cnjy.com )蝗种群密度增大而减小的幅度最大,因此对草原危害最大的蝗虫是亚洲小车蝗;狭翅雏蝗密度为5头/m2时,牧草产量增加,其原因由“牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量”可知,在该密度条件下,牧草补偿量大于蝗虫的取食量;由于生态系统具有一定的自我调节能力,因此蝗虫只有达到一定量才会导致危害。
(3)生态系统的能量最终均来自生
( http: / / www.21cnjy.com )产者固定的能量。故天敌从蝗虫体内获得的能量最终来自于生产者固定的能量。生物群落中植物的分层现象与对光的利用有关,植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
答案:(1)牧草产量 数学
(2)亚洲小车蝗 牧草补偿量大于蝗虫的取食量 一定的自我调节
能力
(3)生产者 栖息空间和食物条件
4.小球藻是一种单细胞绿藻。某研究性学习小组探究培养液中小球藻种群数量的变化,以下是该实验的记录表(部分)。回答下列问题:
时间(天)
起始
1
2
3
4
5
6
7
培养液中小球藻数量(106个/mL)
0.90
1.00
3.21
3.92
5.40
3.78
4.31
5.26
实验期间室温(℃)
—
9～13
8～18
8～18
3～15
3～14
4～16
10～17
(1)对小球藻进行计数,常用的方法是 。
(2)可否用数学式Nt=N
( http: / / www.21cnjy.com )0λt表示该实验中小球藻种群数量增长情况 (填“能”或“不能”),理由是
。
(3)前4天,培养瓶的颜色变化是
。
第5～6天,小球藻的种群数量发生明显波动,请指出一项可能原因
。
(4)请完成图解,以表示小球藻培养瓶中主要的能量流动情况。
解析:(1)小球藻是一种单细胞绿藻。对小球藻进行计数,常用的方法是抽样检测法(或血细胞计数板计数法、显微计数法)。
(2)该实验中小球藻种群不呈“J”型增长,故不能用数学式Nt=N0λt表示该实验中小球藻种群数量增长情况。
(3)前4天,培养瓶中小球藻数量越来
( http: / / www.21cnjy.com )越多,颜色变化是绿色逐渐加深,第5～6天,实验室温度较低,低温抑制了酶的活性,小球藻的种群数量发生明显波动。
(4)培养瓶中小球藻的能量来源于光能,能量的主要去向是呼吸作用散失。
答案:(1)抽样检测法(或血细胞计数板计数法、显微计数法)
(2)不能 该实验中小球藻种群不呈“J”型增长(或该实验中小球藻种群增长倍数不固定)
(3)绿色逐渐加深 低温抑制了酶的活性
(4)①光能 ②能量散失(或细胞呼吸)
5.(2016·河南洛阳模拟
( http: / / www.21cnjy.com ))某生态学家分别对一片玉米田、一片荒地和一个湖泊在单位时间内的光合作用效率进行测定,测出的数据如下表(单位:kJ)。请回答下列问题:
玉米田
荒地
湖泊
入射太阳能
2
001.0
497.0
111
572.0
输入第一营养级的能量
25.3
4.95
111.3
生产者的呼吸量
8.4
0.99
37.0
(1)太阳能的利用率最高的生态系统是
( http: / / www.21cnjy.com ) ,作出这一判断的依据是
。
(2)假如以上两个陆地生态系
( http: / / www.21cnjy.com )统的绿色植物固定了等量的太阳能,哪一个具有较多的能量传递到下一个营养级
。
(3)玉米田生态系统中,输入第
( http: / / www.21cnjy.com )一营养级的能量,除一部分用于生产者的呼吸作用以热能形式散失外,其余能量用于
。
(4)耕葵粉蚧是生活在玉米等禾本科植
( http: / / www.21cnjy.com )物根部的一种害虫,人们引入天敌甲控制耕葵粉蚧的危害,却发生了天敌泛滥的现象,原因是在食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,天敌甲种群呈 型增长。专家改进了防治措施,建议:①及时中耕松土,清除禾本科杂草,以降低 ;②可与大豆间作,以增加玉米田中物种丰富度,提高该生态系统的 稳定性,防止虫害爆发。
解析:(1)玉米田中植物光合作用制造的有机物中的能量与入射太阳能的比值最高,所以玉米田对太阳能的利用率最高。
(2)由于荒地生态系统中生产者呼吸
( http: / / www.21cnjy.com )消耗有机物占制造有机物总量少,所以传递到下一营养级的能量多,即生产者的能量传递效率(第二营养级同化的能量/固定的太阳能)高。
(3)玉米田生态系统中,输入第一营养级的能量,即为其同化能,去路包括细胞呼吸散失和用于生长、发育和繁殖。
(4)为防治耕葵粉蚧,引入天敌甲后,其泛滥
( http: / / www.21cnjy.com )成灾,原因是在食物和空间充裕,气候适宜,没有敌害等条件下,天敌甲种群呈“J”型增长;专家改进了防治措施,建议:①及时中耕松土,清除禾本科杂草,以降低环境容纳量(K值);②可与大豆间作,以增加玉米田中物种丰富度,提高该生态系统的抵抗力稳定性,防止虫害爆发。
答案:(1)玉米田 玉米田中输入第一营养级的能量与入射太阳能的比值最高
(2)荒地生态系统
(3)自身生长、发育繁殖等生命活动
(4)J 环境容纳量(K值) 抵抗力
6.(2015·全国Ⅰ卷,31)现
( http: / / www.21cnjy.com )有一未受人类干扰的自然湖泊,某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成,结果如下表。
年龄
0+
1+
2+
3+
4+
5+
6+
7+
8+
9+
10+
11+
≥12
个体数
92
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
264
注:表中“1+”表示鱼的年龄大于等于1、小于2,其他以此类推。
回答下列问题:
(1)通常,种群的年龄结构大致可以分为三种类型,分别是
。研究表明:该
( http: / / www.21cnjy.com )鱼在3+时达到性成熟(进入成年),9+时丧失繁殖能力(进入老年)。根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为 ,由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是 。
(2)如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度,常用的调查方法是标志重捕法。标志重捕法常用于调查 强、活动范围广的动物的种群密度。
(3)在该湖泊中,能量沿食物链流动时,所具有的两个特点是
。
解析:(1)种群的年龄结构大致分
( http: / / www.21cnjy.com )为增长型、稳定型、衰退型三种。幼年个体数为92+187+121=400(个),成年个体数为70+69+62+63+72+
64=400(个),老年个体数为55
( http: / / www.21cnjy.com )+42+39+264=400(个),故幼年、成年、老年3个年龄组个体数的比例为1∶1∶1,为稳定型,未来一段时间内,推测该鱼种群数量的变化趋势是保持稳定。(2)鱼类属于活动能力强、活动范围广的动物,因而要调查这一湖泊中该鱼的种群密度,应用标志重捕法。(3)能量沿着食物链流动时的特点是单向流动、逐级递减。
答案:(1)增长型、衰退型、稳定型 1∶1∶1 保持稳定
(2)活动能力
(3)单向流动、逐级递减
